JP2005300840A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真記録技術や静電記録技術等の記録技術を用いた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、特に加熱定着後の記録材の温度を検知する温度検知手段を有する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using a recording technique such as an electrophotographic recording technique or an electrostatic recording technique, and more particularly, to form an image having a temperature detecting means for detecting the temperature of a recording material after heat fixing. Relates to the device.
電子写真記録技術や静電記録技術等の記録技術を用いた複写機やプリンタ等の画像形成装置では、記録材に形成されたトナー像を加熱定着する定着器が搭載されている。そして、画像の良好な定着性を確保するために様々な工夫が施されている。 2. Description of the Related Art Image forming apparatuses such as copying machines and printers that use recording technology such as electrophotographic recording technology and electrostatic recording technology are equipped with a fixing device that heats and fixes a toner image formed on a recording material. Various measures have been taken to ensure good fixability of the image.
その一つとして、加熱定着後の記録材の温度を検知して定着器の制御目標温度等へフィードバックするものも提案されている(例えば、特許文献1〜9参照)。 As one of them, there has been proposed one that detects the temperature of a recording material after heat-fixing and feeds it back to a control target temperature of the fixing device (for example, see Patent Documents 1 to 9).
例えば、図9は非接触式センサを用いて加熱定着後の記録材の温度検出を行う加熱定着装置の一例である。この加熱定着装置では、定着ニップ下流側に赤外線センサなどの非接触式センサ20が設置されており、記録材の温度を非接触で測定している。
For example, FIG. 9 shows an example of a heat fixing apparatus that detects the temperature of the recording material after heat fixing using a non-contact sensor. In this heat fixing apparatus, a
図10は接触型センサを用いて加熱定着後の記録材の温度検出を行う加熱定着装置の一例である。この加熱定着装置では、定着ニップ下流側にサーミスタなどの温度センサ18を設置し、それと対向する位置にゴムローラなどの対向部材19を設置し、温度センサと対向部材で記録材を挟みこんで記録材の温度を測定している。
しかしながら、このような記録材の温度を検知してフィードバックをかける構成の場合、温度検知精度が課題となる。 However, in the case of such a configuration that detects the temperature of the recording material and applies feedback, temperature detection accuracy becomes a problem.
記録材を加熱定着する時には、記録材に含有する水分も同時に加熱されるため、記録材表面から水蒸気が発生する。非接触式センサを用いた温度検出の場合、この水蒸気により非接触式センサの表面が曇ってしまうために、正確に記録材の温度を検出するのは難しい。 When the recording material is heat-fixed, water contained in the recording material is also heated at the same time, so that water vapor is generated from the surface of the recording material. In the case of temperature detection using a non-contact sensor, the surface of the non-contact sensor is clouded by the water vapor, so that it is difficult to accurately detect the temperature of the recording material.
また、温度センサにローラなどの対向部材を接触させ、温度センサと対向部材で記録材を挟んで温度検出する方法の場合、記録材の熱が対向部材に奪われてしまい、やはり正確に記録材の温度を検出することが難しい。 Also, in the case of detecting the temperature by contacting a temperature sensor and a counter member such as a roller and sandwiching the recording material between the temperature sensor and the counter member, the heat of the recording material is deprived by the counter member, and the recording material is also accurate. It is difficult to detect the temperature.
上述の課題を解決するための本発明は、記録材に画像を形成する像形成手段と、記録材を挟持搬送する定着ニップ部を有し記録材上の画像を加熱定着する定着手段と、定着ニップ部よりも記録材移動方向下流側で記録材の温度を検知する温度検知手段と、を有する画像形成装置において、前記温度検知手段の温度検知部は、記録材の片面プリント時の画像面側とは反対側の面に接触するように配置されており、前記温度検知部が記録材と接触した状態で記録材の画像面側の少なくとも前記温度検知部に対応する領域には記録材に接触する対向部材がないことを特徴とする。 The present invention for solving the above-described problems includes an image forming unit that forms an image on a recording material, a fixing unit that includes a fixing nip portion that sandwiches and conveys the recording material, and that heat-fixes the image on the recording material, and fixing. An image forming apparatus including a temperature detection unit that detects a temperature of the recording material downstream of the nip portion in the recording material moving direction, wherein the temperature detection unit of the temperature detection unit is on the image surface side during single-sided printing of the recording material Is arranged so as to be in contact with the surface opposite to the recording material, and in a state where the temperature detection unit is in contact with the recording material, at least an area corresponding to the temperature detection unit on the image surface side of the recording material is in contact with the recording material There is no opposing member to be used.
本発明によれば、加熱定着後の記録材の温度検知精度が向上する。 According to the present invention, the temperature detection accuracy of the recording material after heat fixing is improved.
(第1の実施形態)
図8に本発明を適用した画像形成装置の一例である電子写真プリンタの概略断面図を示す。
(First embodiment)
FIG. 8 is a schematic sectional view of an electrophotographic printer which is an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
このプリンタは給紙トレイ1、シート積載台2、給紙ローラ3からなるシート給送装置を備えている。給紙トレイ1内のシート積載台2に積載された記録材Pは、給紙ローラ3により最上位の記録材から一枚ずつピックアップされ、搬送ローラ4、搬送コロ5によってレジスト部へと送られる。記録材はレジストローラ6とレジストコロ7からなるレジスト部で搬送方向を揃えられた後、画像形成部(像形成手段)へと給送される。
This printer includes a sheet feeding device including a sheet feeding tray 1, a sheet stacking table 2, and a
画像形成部のうち、感光ドラム8と、その周りに配置されており感光ドラム8を帯電させる帯電器(図面上省略している)、感光ドラム上に形成される潜像をトナーで現像する現像器(同じく省略している)、感光ドラム上の残留トナーを除去するクリーナ(同じく省略している)、はトナーカートリッジ9としてユニット化されており、プリンタ本体に対して着脱自在に構成されている。感光ドラム8に画像情報に応じた画像を書き込むレーザスキャナユニット10には、レーザ光源(図面上省略している)や、レーザ光偏向ミラー(ポリゴンミラー)11、偏向ミラー回転用モータ(図面上省略している)、等が収容されている。
Among the image forming units, the photosensitive drum 8, a charger (not shown in the drawing) disposed around the photosensitive drum 8, and development for developing a latent image formed on the photosensitive drum with toner. A cleaner (also omitted) and a cleaner (also omitted) for removing residual toner on the photosensitive drum are unitized as a toner cartridge 9 and are configured to be detachable from the printer main body. . A
プリンタは、画像情報が入力されると、画像情報に基づくレーザ光Lにより帯電器により所定の電位に帯電された感光ドラム8を走査し、感光ドラム8上に静電潜像を形成する。その後この潜像は現像手段により現像剤としてのトナーにより現像され、この現像されたトナー像は転写ローラ12により、感光ドラム8上から記録材に転写される。 When the image information is input, the printer scans the photosensitive drum 8 charged to a predetermined potential by the charger with the laser light L based on the image information, and forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 8. Thereafter, the latent image is developed with toner as a developer by a developing unit, and the developed toner image is transferred from the photosensitive drum 8 to the recording material by the transfer roller 12.
トナー像の転写を終えた記録材は発熱ユニット13とバックアップユニット14を有する定着手段に搬送され、記録材上のトナー像が加熱定着される。その後記録材は中間排紙ローラ15、排紙ローラ16等からなる排紙ユニットを介して排紙トレイ17に排紙される。
After the transfer of the toner image, the recording material is conveyed to a fixing unit having a
図1は加熱定着器及び加熱定着後の記録材の温度を検知する温度検知手段付近の断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of the vicinity of the temperature fixing means for detecting the temperature of the heat fixing device and the recording material after heat fixing.
本実施形態のプリンタは、フィルム状あるいはベルト状の可撓性のスリーブ(以下、定着フィルムと称する)を介して用紙を加熱するフィルム加熱方式の加熱定着装置(オンデマンド定着装置)を搭載している。しかしながら本発明はこのようなオンデマンド定着装置を搭載する画像形成装置に限られるものではない。所定の温度を維持するように温度制御される加熱ローラと、弾性体層を有し加熱ローラに圧接する加圧ローラと、によって用紙を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラ方式の加熱定着装置等、種々の加熱定着装置を搭載する画像形成装置に適用可能である。 The printer of this embodiment is equipped with a film heating type heating fixing device (on-demand fixing device) that heats paper through a flexible sleeve (hereinafter referred to as a fixing film) in the form of a film or belt. Yes. However, the present invention is not limited to an image forming apparatus equipped with such an on-demand fixing device. A heat roller heating fixing device that heats the paper while nipping and conveying the sheet by a heating roller that is temperature controlled so as to maintain a predetermined temperature, and a pressure roller that has an elastic layer and is in pressure contact with the heating roller, etc. The present invention can be applied to an image forming apparatus equipped with various heat fixing devices.
前述のように画像形成部で形成されたトナー画像が記録材に転写された後、この記録材は加熱定着部へと送られる。加熱定着部は主に発熱ユニット13とバックアップユニット14を有しており、記録材の先端は定着入口ガイド21を介して、発熱ユニットとバックアップユニットで形成される圧接ニップ部(定着ニップ部)Nへと導かれる。
After the toner image formed in the image forming unit as described above is transferred to the recording material, the recording material is sent to the heat fixing unit. The heat fixing unit mainly includes a
発熱ユニットは主に、定着フィルム22と、定着フィルムの内面に接触するヒータ(加熱体)23と、ヒータ23を保持すると共に定着フィルムのガイド機能を有するフィルムガイド部材25と、フィルムガイド部材をバックアップユニット側に押さえつける金属性ステーを有する。バックアップユニットは主に加圧ローラ24を有する。そして、金属製ステーの端部がコイルバネ等の力によって加圧ローラ側に付勢されることにより定着ニップ部Nに圧力が掛けられている。
The heat generating unit mainly includes a fixing film 22, a heater (heating body) 23 that is in contact with the inner surface of the fixing film, a
22は定着フィルムであり、表面には離型層を形成してある。この定着フィルムは断面が半円弧形状のフィルムガイド部材25に対して周長に余裕を持たせた状態で外嵌している。
A fixing film 22 has a release layer formed on the surface. This fixing film is externally fitted with a margin in the circumference with respect to the
定着フィルム22はクイックスタート性を向上させるために熱容量が小さいものが好ましい。例えば厚みが総厚100μm以下、好ましくは20μm以上60μm以下、ベース層の材質がポリイミド、PEEK等の耐熱樹脂フィルムが好ましい。それ以外にもベース層の材質がNi電鋳、ステンレス等の金属フィルムも好ましい。金属フィルムの場合は熱伝導性が良好なためその厚みは150μm以下で十分なクイックスタート性能を発揮できる。 The fixing film 22 preferably has a small heat capacity in order to improve quick start performance. For example, the total thickness is preferably 100 μm or less, preferably 20 μm or more and 60 μm or less, and the base layer is preferably made of a heat-resistant resin film such as polyimide or PEEK. In addition, the base layer is preferably made of a metal film such as Ni electroformed or stainless steel. In the case of a metal film, since the thermal conductivity is good, the thickness can be 150 μm or less and sufficient quick start performance can be exhibited.
加熱体23は例えばセラミックヒータであり、セラミック製の基板上に電力供給により発熱する発熱源としての発熱抵抗体(抵抗体パターン)が形成されており、この抵抗体パターンへ通電することにより抵抗体パターンが発熱しヒータが昇温する。この加熱体はアルミナ(Al2O3)または窒化アルミニウム(AlN)の基板上に、銀・パラジウムからなるペースト状の抵抗体を厚膜印刷して所望の抵抗値を有する抵抗体パターンを形成したものである。更に抵抗体パターン上にはガラス層が形成されており、このガラス層は抵抗体パターンを保護しつつ定着フィルム内面と摺動する摺動層としての役目を有する。基板の抵抗体パターン形成面とは反対側の面には温度検知素子であるサーミスタが接着固定されている。このサーミスタによりモニターされた温度情報は制御回路部(不図示)に入力する。制御回路部はサーミスタの検知温度が設定温度を維持するようにACドライバを制御してAC電源から加熱体(抵抗体パターン)への通電量を制御する。
The
24は加圧ローラであり、鉄、アルミ等の芯金の上にシリコーンゴムの弾性層を有し、更にその上に離型層としてPFAチューブ層を有する。この加圧ローラは不図示の駆動モータにより駆動されている。
A
定着フィルム22は加圧ローラ24から駆動力を受け、加圧ローラの回転に従動して図1中時計方向に回転する。未定着トナー画像を担持した記録材は定着フィルム22を介して加熱体23と加圧ローラ24により形成されている定着ニップ部Nで挟持搬送される。この定着ニップ部Nを通過中にトナー像が記録材に加熱定着される。
The fixing film 22 receives a driving force from the
このように記録材の定着ニップ部通過過程で加熱体から定着フィルムを介して記録材に熱エネルギーが付与されて記録材上の未定着トナー画像が加熱溶融定着される。定着ニップ部Nを通過し、定着フィルムから分離した記録材Pは、排紙ローラ対(搬送手段)113により排紙部へと送られる。 In this way, thermal energy is applied to the recording material from the heating body through the fixing film in the process of passing the fixing nip portion of the recording material, and the unfixed toner image on the recording material is heated and melted and fixed. The recording material P that has passed through the fixing nip portion N and separated from the fixing film is sent to a paper discharge portion by a paper discharge roller pair (conveying means) 113.
本実施形態の画像形成装置は片面プリント機能しかなく両面プリント機能はないが、両面プリント機能を有する画像形成装置及び片面機能のみの画像形成装置いずれの場合も、本発明の温度検知手段の温度検知部は、記録材の片面プリント時の画像面側とは反対側の面(非印字面)に接触するように配置されており、温度検知部は定着ニップ部から記録材搬送方向下流側で定着ニップ部に最も近い搬送手段までの間で記録材と接触する。尚、この搬送手段は駆動源により駆動されている。 Although the image forming apparatus of the present embodiment has only a single-sided printing function and no double-sided printing function, the temperature detection unit of the present invention detects temperature in both the image forming apparatus having the double-sided printing function and the image forming apparatus having only the single-sided function. The part is arranged so as to contact the surface (non-printing surface) opposite to the image surface side during single-sided printing of the recording material, and the temperature detection unit is fixed downstream from the fixing nip portion in the recording material conveyance direction. The recording material comes into contact with the conveyance means closest to the nip portion. Note that this transport means is driven by a drive source.
ここで、記録材の非印字面側で温度検出することの利点として2点挙げられる。一つ目は、通常の片面プリント時にはトナーの定着されている面と逆の面で記録材が伝熱板(以下、集熱板と称す)と接触することになるため、集熱板にトナーが付着しにくい。つまり、集熱板に対してトナーが付着することによる温度検知精度の低下を招くことが無いという利点である。二つ目としては、記録材に対して記録材の印字面側から熱エネルギーが付与されるので、非印字面で温度検知することにより、記録材の種類に応じた記録材印字面側から非印字面側への熱伝導特性の違いを利用して、記録材の種類を検知温度から予測することが可能となる。例えば、薄手の記録材の非印字面側の温度は、厚手の記録材の非印字面側の温度よりも高くなるので、定着ニップ部より下流側に配置されている温度検知部の検知温度が基準温度より高い時には薄手の記録材と判断し、検知温度が基準温度より低い時には厚手の記録材と判断できる。このような記録材の温度検知方法は、本実施形態のように記録材の一方の面(本例では印字面側)のみに発熱部があり、記録材の他方の面(本例では非印字面側)に発熱部がない定着器の構成で特に有効である。 Here, there are two advantages of detecting the temperature on the non-printing surface side of the recording material. First, during normal single-sided printing, the recording material comes into contact with a heat transfer plate (hereinafter referred to as a heat collecting plate) on the side opposite to the surface on which the toner is fixed. Is difficult to adhere. That is, there is an advantage that the temperature detection accuracy is not lowered due to the toner adhering to the heat collecting plate. Secondly, since thermal energy is applied to the recording material from the printing surface side of the recording material, the temperature is detected on the non-printing surface, so that the non-printing surface from the recording material printing surface side according to the type of recording material is not used. It is possible to predict the type of recording material from the detected temperature by utilizing the difference in heat conduction characteristics toward the printing surface. For example, since the temperature on the non-printing surface side of the thin recording material is higher than the temperature on the non-printing surface side of the thick recording material, the detection temperature of the temperature detection unit disposed downstream of the fixing nip portion is When the temperature is higher than the reference temperature, it is determined that the recording material is thin, and when the detected temperature is lower than the reference temperature, it can be determined that the recording material is thick. In such a recording material temperature detection method, as in the present embodiment, only one surface of the recording material (printing surface side in this example) has a heat generating portion, and the other surface of the recording material (non-printing in this example). This is particularly effective in the construction of a fixing device having no heat generating part on the surface side.
(温度検知手段の構成)
図1において、定着ニップ部Nと排紙ローラ(定着ニップ部Nに最も近い搬送手段)ニップ部102との間には、記録材搬送路を形成する定着排紙ガイド(記録材ガイド部材)103が設けられている。排紙ローラ対のうち一方のローラは不図示のモータにより駆動されている。定着排紙ガイド103は、PBTやPETなどの耐熱性の高い材料により構成されている。定着排紙ガイド103の搬送面103aは、定着ニップ部Nの記録材移動方向下流側端部101と排紙ローラニップ部102を結ぶ仮想直線Lよりも下方に設置されている。また、排紙ローラ対における記録材搬送速度は定着ニップ部における記録材搬送速度よりも速く設定されている。つまり、記録材が定着ニップ部Nと排紙ローラニップ部102の双方で搬送されている状態では、この区間において記録材が双方のニップを結んだ直線Lに近づく挙動を示すように設定されている。
(Configuration of temperature detection means)
In FIG. 1, a fixing paper discharge guide (recording material guide member) 103 that forms a recording material transport path between a fixing nip portion N and a paper discharge roller (conveying means closest to the fixing nip portion N) nip 102. Is provided. One roller of the paper discharge roller pair is driven by a motor (not shown). The fixing
定着排紙ガイド103の搬送面上で、記録材搬送方向に対し垂直な方向(記録材の幅方向)の一部には、熱容量の小さいアルミニウムやステンレスなどの厚み0.1mm程度の薄板でできた集熱板104が固定して設置されている。この集熱板104の少なくとも一部は、前述した仮想直線Lよりも上方に突出しており、この突出部分(温度検知部)が記録材通過時に記録材と直接触れるようになっている。つまり、温度検知部は定着ニップ部Nと搬送手段のニップ部102を結ぶ仮想直線を境に記録材ガイド部材が配置された側とは反対側にある。このように、集熱板104の熱容量を小さくし、積極的に記録材と当接させることにより、集熱板104の温度を短時間で記録材の温度とほぼ同じにすることが可能になる。
A part of the direction perpendicular to the recording material conveyance direction (the width direction of the recording material) on the conveyance surface of the fixing
集熱板104の裏面には、サーミスタなどの応答性の高い温度検出センサ105が接着等の方法で固定されている。また図1のように、集熱板104の上方、すなわち、集熱板104の温度検知部が記録材と接触した状態で記録材の画像面側の少なくとも温度検知部に対応する領域には記録材に接触する部材(対向部材)がない。加熱定着装置106から画像定着後の記録材が搬送されると、記録材の非印字面は集熱板104に接触し、記録材は集熱板104に熱を奪われる。これにより集熱板104の裏面に設置された温度検出センサ105に熱を伝導して記録材の温度を検出する。このとき温度検出センサ105は、記録材と集熱板104が接触する位置(温度検知部)の真下に取り付けられているので、集熱板104内での温度勾配の影響を最小限にでき、記録材に温度検出センサが直接接触して温度検知するのと略同等の温度検知状態を作り出し温度検出の精度を高めている。また、集熱板104の温度検知部が記録材と接触した状態で記録材の画像面側の少なくとも温度検知部に対応する領域には記録材に接触する部材(対向部材)がないので、記録材に蓄えられている熱が集熱板104以外に逃げにくく温度検知精度が高い。なお、集熱板の温度検知部が記録材と接触した状態で記録材の画像面側の少なくとも温度検知部に対応する領域には記録材に接触する部材(対向部材)がないという構成は後述する実施形態全てに共通する構成である。更に、記録材との摺動部(集熱板)に金属部材を使うことにより、摺動部の磨耗を防止し、耐久性を向上させることができる。
On the back surface of the
温度検出センサ105はサーミスタに代表される、温度により抵抗値を変化させる素子であり、サーミスタチップの電極にデュメット線114を焼き付けた状態でガラスに封入されている。このデュメット線114は制御回路部(図示せず)に接続されており、サーミスタで検出した情報を伝える。画像形成装置は、この検知温度情報に応じて例えばヒータの制御温度(設定温度)を記録材の種類に応じた最適な温度に設定する。
The
ここで、集熱板104の熱容量を小さくするために、集熱板104は記録材搬送方向、および、記録材搬送方向と直交かつ記録材の幅と略平行方向の大きさを極力小さくすることが望ましい。また、本実施形態のように熱伝導率の低いプラスチックの定着排紙ガイド103内に、熱容量の小さい金属の集熱板104を設けることにより、熱容量を小さくすると同時に、断熱性を高めることができ、温度検出センサ105の応答性を高めることが可能になる。
Here, in order to reduce the heat capacity of the
(第2の実施形態)
第2の実施形態に関して図2を用いて説明する。定着排紙ガイド103の集熱板104近傍部分は、極力、搬送中の記録材から離間した形状とすることで、更に精度の高い温度検知が可能となる。図2に、定着排紙ガイド103の集熱板104近傍が段差によって通紙面から離れている場合の斜視図を示す。段差107が形成されていることで集熱板104以外の部品の熱が集熱板104あるいは集熱板104近傍の記録材の温度に影響を与えることを防ぐことが可能となる。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG. The portion near the
このように限定された領域の集熱板104に記録材を当接させることで更に温度検知の応答性を向上させることが可能となる。本実施形態の場合も、第1の実施形態同様、集熱板の対向部には対向部材がないので、この観点から、従来例のように温度検知センサとともに記録材を挟送するローラなどの対向部材が存在する場合よりも温度検知精度が優れている。
It is possible to further improve the temperature detection responsiveness by bringing the recording material into contact with the
なお、本実施形態だけでなく、第1の実施形態及び後述する実施形態にも適用できる構成として、両面プリント機能を有する画像形成装置で両面プリントを行う場合は、2面目の通紙時に集熱板104は記録材の1面目のトナー像と接触することになるため、集熱板104表面へのトナーの付着が懸念される。この対策として、集熱板104の表面にテフロン(登録商標)等のコーティングや、UV塗装などの表面処理を集熱板104の熱伝導に影響のない範囲で施してもよい。また、集熱板104の表面にPI(ポリイミド)などで被覆を施してもよい。
Note that, as a configuration that can be applied not only to the present embodiment but also to the first embodiment and the embodiments that will be described later, when performing double-sided printing with an image forming apparatus having a double-sided printing function, heat is collected when the second page is passed. Since the
(第3の実施形態)
第3の実施形態に関して図3を用いて説明する。図3は、定着排紙ガイド103の集熱板104近傍に切り欠きを設けた場合の斜視図である。このように切り欠き穴108を設けることによっても、集熱板104以外の部品の熱が集熱板104あるいは集熱板104近傍の記録材の温度に影響を与えることを防ぐことが可能となる。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view when a notch is provided in the vicinity of the
(第4の実施形態)
次に第4の実施形態に関して図4および図5を用いて説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
排紙ローラ対113における記録材搬送速度は定着ニップ部における記録材搬送速度よりも速く設定されていることから、速度の設定や記録材の種類によっては、記録材搬送中に集熱板104の記録材に対する摺擦抵抗が大きくなり、記録材へのダメージを伴うことが考えられる。そこで図4および図5に、定着排紙ガイド103に取り付けられた集熱板104が記録材から力を受けたときには退避する構成の例を示す。図4がホームポジションの状態、図5が温度検知ポジションの状態を示す。図4において集熱板104はスライド部材(移動部材)109と一体的に形成されており、定着排紙ガイド103のスライドガイド部103bに対して上下動可能となっている。また、スライド部材109はバネ110によって常に上方向に付勢されており、ストッパ(図示せず)により集熱板104は図4に示す状態で保持される。図5のように記録材111が集熱板104を下方向に押圧した場合は、バネ110のバネ力に抗して集熱板104が下方向に退避可能となっている。これにより、集熱板104の記録材111に対する摺擦抵抗を軽減することが可能となる。また、本実施形態の場合も、少なくとも記録材の先端が定着ニップ部を抜ける前の段階で温度検知手段の温度検知部は定着手段の定着ニップ部と搬送手段のニップ部を結ぶ仮想直線を境に記録材ガイド部材が配置された側とは反対側にある。これにより温度検知精度が向上する。
Since the recording material conveyance speed in the
(第5の実施形態)
次に第5の実施形態に関して図6および図7を用いて説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS.
図6および図7においては、定着排紙ガイド103に取り付けられた集熱板104が記録材から力を受けたときには退避する別構成の例を示す。図6がホームポジションの状態、図7が温度検知ポジションの状態を示す。図6において集熱板104は定着排紙ガイド103の集熱板取り付け部103cに対して、取り付け部材112によって一端で固定されている。図7のように記録材111が集熱板104を下方向に押圧した場合、集熱板104は自身のバネ性によって矢印M方向に回動し退避可能となっている。したがって本実施形態の場合、集熱板そのものが移動部材に相当する。このような構成においても、集熱板104の記録材111に対する摺擦抵抗を軽減することが可能となる。
6 and 7 show an example of another configuration in which the
(第6の実施形態)
次に、図11〜図15を用いて本発明の第6の実施形態を説明する。尚、上述した実施形態と同一の機能を有する部材には同じ符号を付している。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as embodiment mentioned above.
定着ニップ部Nと排紙ローラ(搬送手段)ニップ部との間には、記録材搬送路を形成する定着排紙ガイド28が設けられている。定着排紙ガイドは、PBTやPETなどの耐熱性の高い材料により構成されている。定着排紙ガイドの搬送面は、定着ニップ部と排紙ローラニップ部を結ぶ仮想直線A(図13参照)よりも下方に設定されていると共に、排紙ローラにおける記録材搬送速度は定着ニップ部Nにおける記録材搬送速度よりも速く設定されており、排紙ローラのニップ部と定着ニップ部の両方に記録材が挟まれている状態の時に記録材と定着排紙ガイドの搬送面が直接触れないようになっている。
Between the fixing nip portion N and the paper discharge roller (conveying means) nip portion, a fixing
定着排紙ガイド28には、一端が装置本体に固定された移動部材29が設けられている。この移動部材は、記録材が接触する時には記録材による付勢力によって撓み(図12)、記録材が接触していない時にはホームポジションに戻る(図11)。この移動部材は、バネ性を持ち、かつ熱容量の小さいアルミニウムやステンレスなどの厚み0.1mm程度の薄板で構成されている。
The fixing
この移動部材29の集熱部31は、移動部材29がホームポジションに位置している時に定着ニップと前記排紙ローラニップを結ぶ仮想直線Aよりも上方になるように配置されており、記録材通過時に記録材と直接触れるようになっている。つまり、少なくとも記録材の先端が定着ニップ部を抜ける前の段階で温度検知手段の温度検知部は定着手段の定着ニップ部と搬送手段のニップ部を結ぶ仮想直線を境に記録材ガイド部材が配置された側とは反対側にある。このように、移動部材の記録材接触部の熱容量を小さくし、積極的に記録材と当接させることにより、集熱部の温度を短時間で記録材の温度とほぼ同じにすることが可能になる。
The
両面印字を行う場合は、2面目の通紙時に移動部材は記録材の1面目のトナー像と接触することになるため、集熱部表面へのトナーの付着が懸念される。この対策として、集熱部の表面にテフロン(登録商標)等のコーティングや、UV塗装などの表面処理を、集熱部の熱伝導に影響のない範囲で施してもよい。また、集熱部の表面にPI(ポリイミド)などで被覆を施してもよい。 When performing double-sided printing, the moving member comes into contact with the toner image on the first surface of the recording material when the second surface is passed, so there is a concern that toner adheres to the surface of the heat collecting portion. As a countermeasure, a surface treatment such as Teflon (registered trademark) or surface treatment such as UV coating may be applied to the surface of the heat collecting part as long as the heat conduction of the heat collecting part is not affected. Further, the surface of the heat collecting part may be coated with PI (polyimide) or the like.
移動部材先端の集熱部31の裏面には、サーミスタなどの応答性の高い温度検出センサ32が接着等の方法で貼り付けられている(図14)。加熱定着装置から画像定着後の記録材が搬送されると、記録材が当接することにより移動部材は倒れ、集熱部が記録材の非印字面に接触し、記録材の熱を奪い、裏面に設置された温度検出センサに熱を伝導して記録材の温度を検出する。このとき温度検出センサは、記録材と集熱部が接触する位置の真下に取り付けられており、集熱部内での温度勾配の影響を最小限にすることにより、記録材の温度検出の精度を高めている。また、記録材との摺動部に金属部材を使うことにより、摺動部の磨耗を防止し、移動部材の耐久性を向上させることができる。
A highly sensitive temperature detection sensor 32 such as a thermistor is attached to the back surface of the
サーミスタは、温度により抵抗値を変化させる素子であり、サーミスタチップの電極にデュメット線33を焼き付けた状態でガラスに封入されている。このデュメット線は制御回路部に接続されており、サーミスタで検出した温度情報を伝える。
The thermistor is an element that changes its resistance value according to temperature, and is enclosed in glass with a
さらに、移動部材近傍部について図15を用いて説明する。排紙ローラ対(搬送手段)は駆動モータにより駆動される排紙ゴムローラ26とこの排紙ゴムローラ26から駆動を受けて回転する排紙コロ27を有する。定着排紙ガイド28は、移動部材29が回動する位置に対して逃げ36を大きく取っており、記録材と移動部材が接触する部分の近傍において記録材と定着排紙ガイドの通紙面が接触しないように構成されている。これにより、集熱部近傍の熱を定着排紙ガイドへと逃がさないようにすることができ、記録材の温度検出の精度を高めている。また、図12及び図14のように移動部材が記録材により押し倒された状態(温度検知ポジション)の時、移動部材の温度検知部の位置が記録材の通紙方向で排紙ゴムローラ26と排紙コロ27のニップ部の位置と略同じ位置になるように設定されている。この構成により移動部材29が温度検知ポジションにある時の移動部材29の記録材付勢位置と排紙ゴムローラ26と排紙コロ27によるニップ位置が記録材搬送方向で略同じ位置になるので、移動部材29の付勢力による記録材の撓みを抑えることができる。また、記録材の撓みを抑えることができるので記録材が温度検知部から浮くのを抑えることができ、温度検知精度の向上に有効である。
Further, the vicinity of the moving member will be described with reference to FIG. The pair of paper discharge rollers (conveying means) includes a paper
(第7の実施形態)
図16は本発明の画像形成装置の第7の実施形態の記録材温度検知部付近の断面図、図17は移動部材を記録材移動方向上流側から見た時の斜視図、図18は移動部材を記録材移動方向下流側から見た時の斜視図である。ここではその特徴的な部分だけを示し、その他の構成および作用については第6の実施形態と同一なので、説明は省略する。
(Seventh embodiment)
FIG. 16 is a cross-sectional view of the vicinity of the recording material temperature detecting portion of the seventh embodiment of the image forming apparatus of the present invention, FIG. 17 is a perspective view when the moving member is viewed from the upstream side in the recording material moving direction, and FIG. FIG. 6 is a perspective view when the member is viewed from the downstream side in the recording material moving direction. Here, only the characteristic part is shown, and since other configurations and operations are the same as those of the sixth embodiment, description thereof will be omitted.
本実施形態の移動部材29は、プラスチック製の基材と、厚み0.1mm程度の薄板(熱容量の小さいアルミニウムやステンレスなど)でできた集熱板31とをアウトサート成型などの手法で一体的に構成したものである。また、後述するサーミスタの電極34も一体成されており、この電極34が移動部材を温度検知ポジションからホームポジションに向かって付勢する機能を有している。
The moving
第4〜第6の実施形態同様、移動部材29がホームポジションにある時、集熱板31は定着ニップ部と排紙ローラニップ部を結ぶ仮想直線よりも上方になるように配置されている。定着ニップ部を通過した記録材の先端部は、まずは移動部材のプラスチック部に接触する。さらに記録材が下流側に送られると移動部材が記録材に押されて回動し、集熱板31が記録材の非印字面側に接触する。このように、集熱板の熱容量を小さくし、積極的に記録材と当接させることにより、集熱板の温度を短時間で記録材の温度とほぼ同じにすることが可能になる。ここで、集熱板の熱容量を小さくするために、集熱板は記録材搬送方向、および、記録材搬送方向と直交かつ記録材の幅と略平行方向の大きさを極力小さくすることが望ましい。また、第6の実施形態同様、移動部材29が記録材により押し倒された状態(温度検知ポジション)の時、移動部材29の温度検知部の位置が記録材の通紙方向で排紙ゴムローラと排紙コロのニップ部の位置と略同じ位置になるように設定されている。この構成により移動部材29が温度検知ポジションにある時の移動部材29の記録材付勢位置と排紙ゴムローラと排紙コロによるニップ位置が記録材搬送方向で略同じ位置になるので、移動部材29の付勢力による記録材の撓みを抑えることができる。また、記録材の撓みを抑えることができるので記録材が温度検知部から浮くのを抑えることができ、温度検知精度の向上に有効である。
As in the fourth to sixth embodiments, when the moving
移動部材先端の集熱板31の裏面には、サーミスタなどの応答性の高い温度検出センサ32が接着等の方法で貼り付けられている。加熱定着装置から画像定着後の記録材Pが搬送されると移動部材は記録材に押されて回動し、集熱板31が記録材Pの非印字面に接触し、記録材の熱を奪い、裏面に設置された温度検出センサ32に熱を伝導して記録材の温度を検出する。温度検出センサは、移動部材が回動した時(温度検知ポジションにある時)に記録材と集熱板が接触する位置の真下に取り付けられており、集熱板内での温度勾配の影響を最小限にすることにより、記録材の温度検出の精度を高めている。また、記録材との摺動部に金属部材を使うことにより、摺動部の磨耗を防止し、移動部材の耐久性を向上させることができる。
A highly sensitive temperature detection sensor 32 such as a thermistor is attached to the back surface of the
サーミスタは、温度により抵抗値が変化する素子であり、サーミスタチップの電極にデュメット線33を焼き付けた状態でガラスに封入されている。また移動部材29は、ステンレスなどの金属でできた2本の電極34がアウトサート成型などの手法でプラスチック部と一体的に構成されている(図17、18)。前述のデュメット線33は、これら2本の電極34に溶接される。さらに、これらの電極34は制御回路部に接続されており、サーミスタで検出した温度情報を伝える。
The thermistor is an element whose resistance value changes with temperature, and is enclosed in glass with a
電極34は、厚さ0.1mm程度の薄いステンレスなどの板金でできており、サーミスタの温度情報を制御回路部に伝える役割を果たすと同時に、移動部材を温度検知ポジションからホームポジションに向かって付勢する機能をもあわせ持っている。電極34のサーミスタ側の端部は移動部材のプラスチック部と一体的に構成され、サーミスタのデュメット線33と溶接されており、もう一方の端部は定着排紙ガイドに固定された端子に接続されている。移動部材29がホームポジションから温度検知ポジションに向かって回動すると、電極34は移動部材29の回動に伴い固定された端子接続部を支点に捩れ、この捩れにより移動部材29をホームポジションに戻す方向の力が発生する。また電極34は、移動部材29に適正な回動力を与え、かつ繰り返し応力を受けることによって電極自身が永久変形や破断などをおこさないよう、図17、18に示すようにクランク形状にて構成される。
The
移動部材先端部について更に詳細に説明する。前述したように移動部材先端部には熱容量の小さい材質でできた集熱板31が、熱伝導率の低いプラスチックの部材29と一体的に構成されている。ここで、集熱板の裏面はプラスチック部材との接合部を除いて空洞35になっている。つまり、移動部材29を記録材移動方向下流側から見た時に集熱板31の裏面が露出する構造になっている。これにより集熱部近傍の熱容量が小さくできるので温度検出センサ32に集まる熱を逃がさないようすることができ、温度検出センサの応答性を高めることが可能になる。
The moving member front end will be described in more detail. As described above, the
(第8の実施形態)
さらに、第8の実施形態について図19を用いて説明する。本実施形態では、サーミスタのデュメット線はリード線37に直接接続されている。このリード線は、移動部材の回転軸付近を伝って制御回路部に接続されており、サーミスタで検出した温度情報を伝える。移動部材への回動力の付勢は通常のねじりコイルバネ38にて行う。
(Eighth embodiment)
Further, an eighth embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the dumet wire of the thermistor is directly connected to the
このように、移動部材への回動力の付勢をねじりコイルバネ38で行い、サーミスタの出力を伝えるリード線を移動部材の回転軸付近を這わすことにより、移動部材の回動回数が少ない場合においては十分に機能する温度検出センサを安価かつ単純な構成で実現することが可能になる。 As described above, when the rotational force of the moving member is energized by the torsion coil spring 38 and the lead wire for transmitting the output of the thermistor is turned around the rotating shaft of the moving member, the moving member is rotated less frequently. Makes it possible to realize a sufficiently functioning temperature detection sensor with an inexpensive and simple configuration.
21 定着入口ガイド
22 定着フィルム
23 加熱体(ヒータ)
24 加圧ローラ
25 フィルムガイド
103 定着排紙ガイド
104 集熱板
105 温度検出センサ
106 定着装置
113 排紙ローラ対
114 デュメット線
21 Fixing entrance guide 22
24
Claims (15)
前記温度検知手段の温度検知部は、記録材の片面プリント時の画像面側とは反対側の面に接触するように配置されており、前記温度検知部が記録材と接触した状態で記録材の画像面側の少なくとも前記温度検知部に対応する領域には記録材に接触する対向部材がないことを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit that forms an image on a recording material, a fixing unit that has a fixing nip portion that sandwiches and conveys the recording material, and that heats and fixes an image on the recording material, and recording on the downstream side of the fixing nip portion in the recording material movement direction In an image forming apparatus having a temperature detecting means for detecting the temperature of the material,
The temperature detector of the temperature detector is disposed so as to be in contact with the surface opposite to the image surface at the time of single-sided printing of the recording material, and the recording material is in a state where the temperature detector is in contact with the recording material. An image forming apparatus characterized in that there is no opposing member in contact with the recording material in at least a region corresponding to the temperature detection unit on the image surface side.
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