JP2006310059A - Heating device and image formation device - Google Patents

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Masahito Kubota
雅人 久保田
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Canon Finetech Nisca Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating device capable of prolonging life of film by preventing a heat resistant film 63 from toner staining, and realizing stable quick start or first print time at all time. <P>SOLUTION: Power is limited when raising a temperature of a heating body 61, and driving rotation speed of a pressing member 64 is made variable basing on an increase rate of a detected heating temperature of the heating body 61 until a member to be heated P is penetrated into a pressure contact nip. The temperature is stably raised corresponding to a temperature raising condition of the heating body 61 by changing the driving rotation speed of a heat resistant film 63 in response to the actual temperature rise at the time of raising the temperature of the heating body 61. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、加熱体に接触する耐熱性フィルムと加圧部材との間に形成される圧接ニップ部に導入される被加熱部材に加熱体からの熱を耐熱性フィルムを介して付与するように構成された加熱装置に関する。   In the present invention, the heat from the heating body is applied to the heated member introduced into the press-contact nip formed between the heat-resistant film that contacts the heating body and the pressure member via the heat-resistant film. The present invention relates to a configured heating apparatus.

一般に、複写機、ファクシミリ、プリンタ、マイクロ耐熱性フィルムリーダプリンタ、画像表示(ディスプレイ)装置、記録機などの各種画像形成装置においては、電子写真、静電記録、磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手段によって加熱溶融性樹脂等よりなる顕画剤(トナー)が、転写材シート、エレクトロファックスシート、静電記録シート、印刷紙などの被記録材の表面に間接(転写)方式もしくは直接方式で目的の画像情報を形成するように未定着トナー画像として担持され、その未定着トナー画像は、被記録材の表面に加熱装置により加熱定着処理されて永久固着画像になされている。   In general, in various image forming apparatuses such as copying machines, facsimile machines, printers, micro heat-resistant film reader printers, image display (display) apparatuses, and recording machines, appropriate image forming processes such as electrophotography, electrostatic recording, and magnetic recording. The developer (toner) made of heat-meltable resin, etc., depending on the means, is used for the surface of the recording material such as transfer material sheet, electrofax sheet, electrostatic recording sheet, printing paper, etc. The image information is carried as an unfixed toner image, and the unfixed toner image is heat-fixed on the surface of the recording material by a heating device to form a permanently fixed image.

このような加熱装置には、従来から加熱ローラ方式の他に、フラッシュ加熱方式、オーブン加熱方式、熱板加熱方式などの各種加熱方式が採用されているが、最近では、耐熱性フィルムを用いた耐熱性フィルム加熱方式が採用されつつある。この耐熱性フィルム加熱方式を用いた加熱装置では、支持枠体に保持された加熱体に、適宜の耐熱性フィルム(定着フィルム)が接触摺動可能となるように配置されているとともに、その耐熱性フィルムを介して前記加熱体に加圧ローラ等からなる加圧部材が圧接された状態で駆動回転されるようになっている。そして、上記加熱体から発せられる熱を耐熱性フィルムを介して被記録材へ付与することで、被記録材の表面に形成担持されていた未定着トナー画像が加熱定着されるようになっている。   Conventionally, in addition to the heating roller method, various heating methods such as a flash heating method, an oven heating method, and a hot plate heating method have been adopted for such a heating device, but recently, a heat resistant film is used. A heat-resistant film heating method is being adopted. In the heating device using this heat-resistant film heating method, an appropriate heat-resistant film (fixing film) is arranged to be slidable in contact with the heating body held by the support frame, and the heat resistance A pressure member composed of a pressure roller or the like is pressed against the heating body via a conductive film and is rotated. Then, by applying heat generated from the heating body to the recording material via the heat-resistant film, the unfixed toner image formed and supported on the surface of the recording material is heated and fixed. .

耐熱性フィルム加熱方式を用いた加熱装置は、複写機等の定着装置をはじめとして、被記録材を加熱して艶などの表面性を改質する装置や、仮定着処理を行う装置など、被加熱体を加熱処理する装置に広く採用することができるものであるが、昇温が早い低容量の加熱体や薄膜の耐熱性フィルムを用いることが可能であることから、省電力化やウエイトタイムの短縮化に適しており、いわゆるクイックスタートまたはファーストプリントタイムの短縮を可能とすることができる。   Heating devices using the heat-resistant film heating method include a fixing device such as a copying machine, a device that heats a recording material to improve surface properties such as gloss, and a device that performs an assumed attachment process. Although it can be widely used in devices for heat treatment of heating elements, it is possible to use a low-capacity heating element or a thin heat-resistant film that has a high temperature rise. Therefore, it is possible to shorten the so-called quick start or first print time.

このようなクイックスタートやファーストプリントタイムの短縮を行わせるにあたっては、加熱体の温度立ち上げ時に100%のフル電力を出力させるようにすれば目標とする温度に少しでも早期に到達させることができることとなるが、そのようにすると電源から加熱体へ供給する電気配線に過剰電流を流すことにもなりかねず、電力供給系の安全面に問題を生じることとなる。そのため従来から、加熱体の温度立ち上げ時における電力制御には制限が設けられており、フル電力での立ち上げが禁止されていることによって温度立ち上げ時の電力が過剰電流とならないようにしている。   When performing quick start and shortening the first print time, it is possible to reach the target temperature as soon as possible if 100% full power is output when the temperature of the heating element is raised. However, doing so may cause an excessive current to flow through the electric wiring supplied from the power source to the heating body, which causes a problem in the safety of the power supply system. For this reason, power control at the time of temperature rise of the heating body has been conventionally limited, and it is prohibited to start up with full power so that the power at the time of temperature rise does not become an excessive current. Yes.

一方、ウエイトタイムを短縮化させるため、例えば加熱装置の耐熱性フィルムの駆動回転速度を通常より遅い速度で駆動させるように制御することによって加熱温度上昇を早期に行わせることが行われている。しかしながら、加熱装置の耐熱性フィルム駆動回転速度を遅くすると、確かに加熱温度の上昇は良好に行われることとなるが、温度上昇が過度になることがあり、それによって加圧部材に付着していたトナー汚れが耐熱性フィルム側に転移して表面にトナーが固着し、耐熱性フィルムの汚れが早期に進んでフィルム寿命が短縮化されてしまうおそれがある。   On the other hand, in order to shorten the wait time, for example, the heating temperature is raised early by controlling the driving rotation speed of the heat resistant film of the heating device so as to be driven at a slower speed than usual. However, if the heat-resistant film drive rotation speed of the heating device is slowed, the heating temperature will surely rise satisfactorily, but the temperature rise may become excessive, thereby adhering to the pressure member. The toner stains transferred to the heat-resistant film side and the toner adheres to the surface, and the heat-resistant film may be soiled early and the film life may be shortened.

特開平7−160133号公報JP-A-7-160133

そこで本発明は、耐熱性フィルムへのトナー汚染を防止しつつ安定したクイックスタートまたはファーストプリントタイムの短縮を実現することができるようにした加熱装置および画像形成装置を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a heating device and an image forming apparatus that can realize stable quick start or shortening of a first print time while preventing toner contamination on a heat resistant film.

上記目的を達成するため本発明にかかる画像形成装置は、加熱体と、その加熱体に接触摺動可能に配置された耐熱性フィルムと、当該耐熱性フィルムを介して前記加熱体に圧接した状態で駆動回転される加圧部材と、前記加熱体の温度を検知する温度検知手段とを有し、前記加圧部材と前記耐熱性フィルムとの間に形成される圧接ニップ部に、被加熱部材を挟持しつつ搬送させることによって、前記加熱体から発せられる熱を前記耐熱性フィルムを介して前記被加熱材へ付与する構成になされた加熱装置において、前記被加熱部材が前記圧接ニップ部に突入するまでは、前記温度検知手段が検知した検知温度に基づいて前記加圧部材の駆動回転速度を制御する制御手段を備えている。   In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention includes a heating body, a heat-resistant film disposed so as to be slidable on the heating body, and a state in pressure contact with the heating body via the heat-resistant film. A pressure member that is driven to rotate and a temperature detection unit that detects a temperature of the heating body, and a member to be heated is disposed at a pressure nip formed between the pressure member and the heat-resistant film. In the heating apparatus configured to apply heat generated from the heating body to the heated material through the heat-resistant film by being conveyed while sandwiching the heated member, the heated member enters the pressure nip portion. Until it does, the control means which controls the drive rotational speed of the said pressurization member based on the detected temperature which the said temperature detection means detected is provided.

このような構成を有する本発明にかかる画像形成装置によれば、主電源のオン時やウェイト後またはスタンバイ後における加熱体の温度立ち上げ時に、該加熱体への供給電力の安全性が確保された状態としつつ被加熱部材が圧接ニップ部に突入するまで耐熱性フィルムの駆動回転速度が実際の温度上昇に対応して適宜に変更されるため、加熱体の温度立ち上げ条件に対応して温度上昇が安定的に行われるようになっている。   According to the image forming apparatus of the present invention having such a configuration, the safety of the power supplied to the heating body is ensured when the temperature of the heating body is raised after the main power is turned on or after waiting or after standby. Since the driving rotation speed of the heat-resistant film is appropriately changed corresponding to the actual temperature rise until the heated member enters the pressure nip portion while maintaining the heated state, the temperature corresponding to the temperature rise condition of the heating body is changed. The rise is designed to be stable.

このように本発明は、主電源のオン時やウェイト後またはスタンバイ後における加熱体の温度立ち上げ時に、被加熱部材が圧接ニップ部に突入するまで電力制限を行いつつ加熱体の加熱検出温度の上昇率に基づいて加圧部材の駆動回転速度を可変とし、加熱体の温度立ち上げ時における耐熱性フィルム駆動回転速度を実際の温度上昇に対応して変更し、加熱体の温度立ち上げ条件に対応して温度上昇を安定的に行うように構成したものであるから、どのような条件下においても耐熱性フィルムへのトナー汚染の促進を防止して耐熱性フィルム寿命を延長することができるとともに、常時安定したクイックスタートまたはファーストプリントタイムの短縮を実現することができ、加熱装置および画像形成装置の性能および信頼性を同時に向上することができる。   As described above, the present invention can control the heating detection temperature of the heating body while limiting the power until the member to be heated enters the press-contact nip when the main power is turned on or after the heating or the standby temperature rises. The drive rotation speed of the pressure member is variable based on the rate of increase, and the heat-resistant film drive rotation speed at the time of temperature rise of the heating element is changed according to the actual temperature rise, so that the temperature rise condition of the heating element Correspondingly, the temperature rise is made stable so that under any condition, the heat-resistant film can be prevented from promoting toner contamination and the heat-resistant film life can be extended. , Always stable quick start or first print time can be shortened, improving the performance and reliability of the heating device and image forming device at the same time It is possible.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明することとするが、それに先立って、本発明を適用する画像形成装置としてのレーザービームプリンタの概略構造の一例を説明しておく。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Prior to that, an example of a schematic structure of a laser beam printer as an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described.

図1に示されているレーザービームプリンタの装置本体1の内部に着脱自在に装着されたプロセスカートリッジ2内には、回転自在に支持された像担持体としての感光ドラム21が設けられている。この感光ドラム21は、図示を省略した駆動手段によって矢印方向に適宜のプロセススピードで回転駆動されるように構成されており、その感光ドラム21の表面に近接するようにして、当該感光ドラム21の表面を均一に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ22が前記プロセスカートリッジ2の内部に設けられている。また、前記感光ドラム21の回転方向において上記帯電ローラ22の下流側には、静電潜像を形成するための露光手段として前記プロセスカートリッジ2の外部に配置されたレーザースキャナ3からの露光3aが照射されるように構成されているとともに、その下流側には、静電潜像を顕像化してトナー像を形成する現像装置23が前記プロセスカートリッジ2の内部に設けられている。   In the process cartridge 2 detachably mounted in the apparatus main body 1 of the laser beam printer shown in FIG. 1, a photosensitive drum 21 as an image carrier that is rotatably supported is provided. The photosensitive drum 21 is configured to be rotationally driven in an arrow direction at an appropriate process speed by a driving unit (not shown). The photosensitive drum 21 is arranged so as to be close to the surface of the photosensitive drum 21. A charging roller 22 as a charging device for uniformly charging the surface is provided inside the process cartridge 2. Further, on the downstream side of the charging roller 22 in the rotation direction of the photosensitive drum 21, an exposure 3a from a laser scanner 3 arranged outside the process cartridge 2 is provided as an exposure unit for forming an electrostatic latent image. A developing device 23 is provided inside the process cartridge 2 so as to irradiate and on the downstream side thereof, which visualizes the electrostatic latent image to form a toner image.

さらに、前記感光ドラム21の回転方向において上記現像装置23の下流側には、記録媒体Pに感光ドラム21上のトナー像を転写する転写装置として前記プロセスカートリッジ2の外部に配置された転写ローラ4が、前記感光ドラム21の表面に圧接するように配置されているとともに、その転写ローラ4の下流側には、前記感光ドラム21上に残留する未転写トナーを回収するクリーニング装置24が、前記プロセスカートリッジ2内に設けられている。   Further, on the downstream side of the developing device 23 in the rotation direction of the photosensitive drum 21, a transfer roller 4 disposed outside the process cartridge 2 as a transfer device that transfers the toner image on the photosensitive drum 21 to the recording medium P. However, a cleaning device 24 that collects untransferred toner remaining on the photosensitive drum 21 is disposed on the downstream side of the transfer roller 4 and is disposed in pressure contact with the surface of the photosensitive drum 21. It is provided in the cartridge 2.

一方、上述した装置本体1の底部には、紙等のシート状の記録媒体Pを収納した給紙カセット5が略水平方向に着脱可能となるように装着されており、その給紙カセット5の装着方向手前側端部分(図示左端部分)には、記録媒体Pを繰り出す給紙ローラ5aが設けられているとともに、その給紙ローラ5aから前記転写ローラ4が配置された転写領域に至る搬送路の途中位置にレジストローラ5bが配置されている。さらに、上記転写ローラ4が配置された転写領域から延出する搬送路の延出端部分には、記録媒体上の未定着トナー像を加熱作用により固定する定着装置6が配置されている。   On the other hand, a paper feed cassette 5 containing a sheet-like recording medium P such as paper is attached to the bottom of the apparatus main body 1 so as to be detachable in a substantially horizontal direction. A paper feed roller 5a for feeding out the recording medium P is provided at a front end portion (left end portion in the drawing) in the mounting direction, and a conveyance path from the paper feed roller 5a to a transfer region where the transfer roller 4 is disposed. The registration roller 5b is arranged at a midway position. Further, a fixing device 6 for fixing an unfixed toner image on the recording medium by a heating action is disposed at an extended end portion of the conveyance path extending from the transfer region where the transfer roller 4 is disposed.

さらにまた上記装置本体1には、画像形成動作等を制御する制御基板(図示省略)が取り付けられている。その制御基板内には、定着加熱制御手段を含む画像形成制御手段としての本体制御部7が設けられていて、当該本体制御部7によって各画像形成工程が制御されている。すなわち、上述したような構成を有するレーザービームプリンタにおいては、図示を省略した駆動手段によって矢印方向に回転駆動されている感光ドラム21の表面が、帯電ローラ22により所定の極性および所定の電位に一様に帯電され、その一様に帯電された感光ドラム21の表面に対して露光手段であるレーザースキャナ3から、図示を省略した外部装置からビデオコントローラを介して受信される画像情報(画像信号VDO)を変調された画像ビームからなる露光3aが照射され、その露光3aの露光部分に対応する電荷が除去されて感光ドラム21の表面上に静電潜像が形成される。この感光ドラム21の表面上に形成された静電潜像は、現像装置23におけるアルミローラ等から形成された現像スリーブ23aの現像作用により顕像化されてトナー画像が得られるようになっている。   Furthermore, a control board (not shown) for controlling the image forming operation and the like is attached to the apparatus main body 1. In the control board, a main body control unit 7 as an image formation control unit including a fixing heating control unit is provided, and each main body control unit 7 controls each image forming process. That is, in the laser beam printer having the above-described configuration, the surface of the photosensitive drum 21 that is rotationally driven in the direction of the arrow by a driving unit (not shown) is made to have a predetermined polarity and a predetermined potential by the charging roller 22. Image information (image signal VDO) received from the external device (not shown) via the video controller from the laser scanner 3 as the exposure means for the uniformly charged surface of the photosensitive drum 21. ) Is irradiated with the image beam modulated, and the charge corresponding to the exposed portion of the exposure 3a is removed to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 21. The electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 21 is visualized by a developing action of a developing sleeve 23a formed from an aluminum roller or the like in the developing device 23 to obtain a toner image. .

一方、本実施形態における定着装置6には、特に図2に示されているような周知のテンションレスタイプの加熱フィルム方式の熱定着手段が設けられている。図2において、符号61は加熱体としてのセラミックヒータを示しているとともに、符号62は横断面略半円弧状に形成された樋形状の支持体を示し、また符号63は略円筒状をなすように形成された定着用耐熱性フィルムを示しており、さらに符号64は加圧部材としての弾性の加圧ローラを示している。   On the other hand, the fixing device 6 according to the present embodiment is provided with a well-known tensionless type heating film type heat fixing means as shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral 61 indicates a ceramic heater as a heating element, reference numeral 62 indicates a bowl-shaped support formed in a substantially semicircular cross section, and reference numeral 63 indicates a substantially cylindrical shape. The reference numeral 64 denotes a heat-resistant film for fixing, and reference numeral 64 denotes an elastic pressure roller as a pressure member.

これらの各部材のうちのセラミックヒータ61は、紙面垂直方向を長手方向とする横長の板状部材から形成されており、アルミナ等のセラミック材から形成されたヒータ基板61aの表面側(図面下面側)に、銀−バラジューム(Ag−Pd)等の発熱抵抗体層61bが取り付けられている。また、上記発熱抵抗体層61bを含むヒータ基板61aの表面は、耐熱ガラス層等からなるヒータ表面保護層61cにより覆われている。さらに、上記ヒータ基板61aの裏面側(図示上面側)には、ヒータ温度を検出する加熱温度検出手段としてのサーミスタ61dが取り付けられている。このような構成を備えたセラミックヒータ61は、全体的に低熱容量を有するように形成されており、発熱抵抗体層61bに対する通電のオン・オフに対応して迅速に昇温・降温するように良好な応答性を備えた構成になされていて、上記サーミスタ61dにより検知された検知温度が、上述した本体制御部7に送出され、その本体制御部7によって上述したセラミックヒータ61の加熱温度制御が実行されるようになっている。   Among these members, the ceramic heater 61 is formed of a horizontally long plate-like member whose longitudinal direction is the direction perpendicular to the paper surface, and is a front surface side (lower surface side of the drawing) of the heater substrate 61a formed of a ceramic material such as alumina. ), A heating resistor layer 61b such as silver-balladium (Ag—Pd) is attached. The surface of the heater substrate 61a including the heating resistor layer 61b is covered with a heater surface protective layer 61c made of a heat-resistant glass layer or the like. Further, a thermistor 61d as a heating temperature detecting means for detecting the heater temperature is attached to the back surface side (the upper surface side in the drawing) of the heater substrate 61a. The ceramic heater 61 having such a configuration is formed so as to have a low heat capacity as a whole, so that the temperature can be quickly raised and lowered in response to turning on and off of the heating resistor layer 61b. It is configured to have good responsiveness, and the detected temperature detected by the thermistor 61d is sent to the main body control unit 7, and the main body control unit 7 controls the heating temperature of the ceramic heater 61 described above. It is supposed to be executed.

ここで、上述した略円筒状の定着用耐熱性フィルム63は、例えば40μm〜100μm程度の厚さを有する略円筒状の耐熱性フィルムから形成されており、ポリイミドなどの基材耐熱性フィルム上に、PFAやPTFE等のフッ素樹脂に導電剤を添加した離型性を有する耐熱樹脂が被覆されている。そして、上述したセラミックヒータ61を図示下面側に固定支持している支持体62に対してルーズ状態となるように外嵌されている。   Here, the substantially cylindrical fixing heat-resistant film 63 described above is formed of a substantially cylindrical heat-resistant film having a thickness of about 40 μm to 100 μm, for example, and is formed on a substrate heat-resistant film such as polyimide. A heat-resistant resin having releasability obtained by adding a conductive agent to a fluororesin such as PFA or PTFE is coated. The ceramic heater 61 described above is externally fitted so as to be in a loose state with respect to the support body 62 that is fixedly supported on the lower surface side in the figure.

一方、上述した加圧ローラ64は、芯金64aの外側に、シリコーンゴム等の弾性を有する耐熱性材料からなるローラ層64bと表面層64cとが同心一体に設けられており、上記芯金64aの軸方向両端部分が、前述した装置本体1の手前側および奥側に配置されたシャーシ側板(図示省略)どうしの間に適宜の軸受部材を介して回転自在に支持されている。そして、その加圧ローラ64の上面側に対して、前記セラミックヒータ61を下面側に支持している支持体62が対向するように配置されており、その支持体62が、前記加圧ローラ64の上面側に適宜の押圧力をもって圧接された状態に保持されていることによって、前記セラミックヒータ61に接触する定着用耐熱性フィルム63の下面と加圧ローラ64の上面との間に所定幅の定着ニップ部(圧接ニップ部)nが形成されるようになっている。   On the other hand, in the pressure roller 64 described above, a roller layer 64b made of an elastic heat-resistant material such as silicone rubber and a surface layer 64c are provided concentrically and integrally on the outside of the core metal 64a. Both end portions in the axial direction are rotatably supported via appropriate bearing members between chassis side plates (not shown) disposed on the near side and the far side of the apparatus main body 1 described above. A support body 62 supporting the ceramic heater 61 on the lower surface side is arranged to face the upper surface side of the pressure roller 64, and the support body 62 is disposed on the pressure roller 64. Is held in a state in which it is pressed against the upper surface side with an appropriate pressing force, so that a predetermined width is provided between the lower surface of the heat-resistant film 63 for fixing that contacts the ceramic heater 61 and the upper surface of the pressure roller 64. A fixing nip portion (pressure nip portion) n is formed.

このときの加圧ローラ64は、ステッピングモータMからの回転駆動力によって矢印時計方向に所定の周速度で回転駆動される構成になされているが、そのステッピングモータMは、上述した本体制御部7からモータドライブ部M1を介して発せられる駆動指令により駆動される。そして、この加圧ローラ64の回転駆動力は、上述した定着ニップ部nにおける定着用耐熱性フィルム63との間の圧接摩擦力によって定着用耐熱性フィルム63側に移動力として作用し、それによって当該定着用耐熱性フィルム63の内面側が前記セラミックヒータ61に密着した状態で摺動される構成になされている。このときの定着用耐熱性フィルム63は、矢印で示した反時計方向に摺動されるとともに、前記加圧ローラ64の回転周速度に対応した速度をもって前記支持体62の外回りを回転移動するものとなっている。このように支持体62は、セラミックヒータ61の保持機能を有しているとともに、セラミックヒータ61の回転移動の安定性を図る耐熱性フィルムガイドとしての機能を備えている。   At this time, the pressure roller 64 is configured to be rotationally driven in the clockwise direction of the arrow at a predetermined peripheral speed by the rotational driving force from the stepping motor M. The stepping motor M is the main body control unit 7 described above. Is driven by a drive command issued through the motor drive unit M1. The rotational driving force of the pressure roller 64 acts as a moving force on the fixing heat-resistant film 63 side by the pressure frictional force between the fixing nip portion n and the fixing heat-resistant film 63, thereby The fixing heat resistant film 63 is slid in a state where the inner surface side of the fixing heat resistant film 63 is in close contact with the ceramic heater 61. The fixing heat-resistant film 63 at this time is slid in the counterclockwise direction indicated by the arrow, and rotates around the support 62 at a speed corresponding to the rotational peripheral speed of the pressure roller 64. It has become. As described above, the support 62 has a function of holding the ceramic heater 61 and a function as a heat-resistant film guide for improving the rotational movement stability of the ceramic heater 61.

上記のような加圧ローラ駆動方式によって定着用耐熱性フィルム63の回転移動が行われると同時に、前記セラミックヒータ61には、定着加熱制御手段を含む制御手段としての本体制御部7の制御下において適宜の通電が行われ、当該セラミックヒータ61からの発熱によって定着ニップ部nが所定の定着温度に立ち上げられて温調された状態となる。この温調状態となった定着ニップ部n内に未定着のトナー画像tを担持した記録媒体(被加熱部材)Pが突入されると、当該定着ニップ部nにおいて記録媒体Pのトナー画像担持面が定着用耐熱性フィルム63に密着し、その定着用耐熱性フィルム63と一緒に記録媒体Pが定着ニップ部nを挟持搬送される。そして、その記録媒体Pの挟持搬送過程において、前記セラミックヒータ61からの熱が定着用耐熱性フィルム63を介して記録媒体Pに付与されて記録媒体P上の未定着トナー画像tの加熱・定着が行われる。一方、定着ニップ部nを通過した記録媒体Pは、回転移動している定着用耐熱性フィルム63の外表面から曲率分離して搬送されることとなる。   The fixing heat-resistant film 63 is rotated and moved by the pressure roller driving system as described above, and at the same time, the ceramic heater 61 is controlled by the main body control unit 7 as control means including fixing heat control means. Appropriate energization is performed, and the fixing nip n is raised to a predetermined fixing temperature by the heat generated from the ceramic heater 61, and the temperature is adjusted. When a recording medium (heated member) P carrying an unfixed toner image t enters the fixing nip n in the temperature controlled state, the toner image carrying surface of the recording medium P at the fixing nip n. Is closely attached to the heat-resistant film 63 for fixing, and the recording medium P is nipped and conveyed through the fixing nip n together with the heat-resistant film 63 for fixing. In the nipping and conveying process of the recording medium P, heat from the ceramic heater 61 is applied to the recording medium P through the fixing heat-resistant film 63 to heat and fix the unfixed toner image t on the recording medium P. Is done. On the other hand, the recording medium P that has passed through the fixing nip n is conveyed while being separated from the outer surface of the fixing heat-resistant film 63 that is rotating.

ここで、上述したステッピングモータMに付設されたモータドライブ部M1には、本体制御部7から駆動指令が送られる構成になされているが、その本体制御部7は、例えば図3に示されているように、シーケンスコントローラ7a、タイマ7b、A/D7c、メモリ7d等を含む構成になされている。さらに、上記モータドライブ部M1は、ドライブ回路M1a、電流検知回路M1b、定電流制御回路M1c、相切替制御回路M1dを含み、上述したステッピングモータMの回転駆動制御を行う構成になされている。そして、上記本体制御部7からは、モータ各相の励磁パルスPA,PB、電流切替信号IO、ドライバ動作許可信号ENBLがモータドライブ部M1に伝送されるようになされており、そのモータドライブ部M1は、ドライバ動作許可信号ENBLが真になると電流切替信号IOで設定された電流値で励磁パルスPA,PBにしたがってステッピングモータMの励磁を行う。   Here, a drive command is sent from the main body control section 7 to the motor drive section M1 attached to the above-described stepping motor M. The main body control section 7 is shown in FIG. 3, for example. As shown, the sequence controller 7a, timer 7b, A / D 7c, memory 7d, and the like are included. Further, the motor drive unit M1 includes a drive circuit M1a, a current detection circuit M1b, a constant current control circuit M1c, and a phase switching control circuit M1d, and is configured to perform rotation drive control of the stepping motor M described above. The main body control unit 7 transmits excitation pulses PA and PB for each phase of the motor, a current switching signal IO, and a driver operation permission signal ENBL to the motor drive unit M1, and the motor drive unit M1. When the driver operation permission signal ENBL becomes true, the stepping motor M is excited according to the excitation pulses PA and PB with the current value set by the current switching signal IO.

一方、前述したように本体制御部7には、定着装置6のセラミックヒータ61の加熱温度制御を実行するプログラムがメモリ(ROM)内に格納されているが、セラミックヒータ61の温度立ち上げの際には、前記サーミスタ61dで検知した加熱温度に基づいて得た温度勾配(温度上昇率)と、その温度勾配に基づいて決定された耐熱性フィルム63の回転速度、つまり加圧ローラ64の回転駆動速度との関係が規定された温度勾配テーブルを参照して加熱温度制御が実行されるようになっている。上記温度勾配テーブルもメモリ(ROM)内に記憶されているものであるが、その一例が次の表1に示されている。   On the other hand, as described above, the main body control unit 7 stores a program for controlling the heating temperature of the ceramic heater 61 of the fixing device 6 in the memory (ROM). The temperature gradient (temperature increase rate) obtained based on the heating temperature detected by the thermistor 61d and the rotational speed of the heat-resistant film 63 determined based on the temperature gradient, that is, the rotational drive of the pressure roller 64. The heating temperature control is executed with reference to a temperature gradient table in which the relationship with the speed is defined. The temperature gradient table is also stored in a memory (ROM). An example of the temperature gradient table is shown in Table 1 below.

Figure 2006310059
Figure 2006310059

実際のコピー機またはプリンタ等の画像形成装置における立ち上げ制御について説明すると、コピー動作またはプリント信号が入力されると、加圧ローラ回転駆動速度は100%で回転し始めると同時に初期ヒータ出力として通電比率70%の一定電力で400msの間通電を行う。この70%通電が開始されてから200msの後と400msの後のサーミスタ検知温度をそれぞれT1,T2とすると、それらT1からT2までの温度上昇分ΔT1を求め、上述した表1に例示された温度勾配テーブルのうちの(a)初期出力テーブルを参照して、上述したT1とΔT1とが交差する関係に位置する値X%を加圧ローラ回転駆動速度の初期回転速度に決定する。   The start-up control in an image forming apparatus such as an actual copier or printer will be described. When a copy operation or a print signal is input, the pressure roller rotation drive speed starts rotating at 100% and at the same time, the initial heater output is energized. Energization is performed for 400 ms at a constant power of 70%. Assuming that the thermistor detection temperatures 200 ms and 400 ms after the start of the 70% energization are T1 and T2, respectively, the temperature rise ΔT1 from T1 to T2 is obtained, and the temperature exemplified in Table 1 above. With reference to (a) the initial output table in the gradient table, the value X% located in the relationship where T1 and ΔT1 intersect is determined as the initial rotational speed of the pressure roller rotational drive speed.

例えば、サーミスタ検知温度が55℃のときに初期ヒータ出力を70%として通電し、T1が72℃、T2が79℃であったとするならば、ΔT1は7℃の温度上昇分となることから、上述した表1の温度勾配テーブル(a)により加圧ローラ回転駆動速度の初期回転速度を85%に決定する。その後、200ms間隔毎に速度補正を行うが、その速度補正の手順は上述した初期回転速度の決定手順と同様であって、初期回転速度を決定してから200ms後におけるサーミスタ検知温度をぞれぞれT3,T4とすると、そのうちのT3からT4までの温度上昇分ΔT3を求め、今度は表1における温度勾配テーブルのうちの(b)補正テーブルを参照して、上述した値X%に対する差分Δ%を加えたY%が補正後の回転速度出力となる。このような回転速度の制御は、記録媒体が定着ニップ部(圧接ニップ部)に突入するまで200ms間隔毎に行う。   For example, if the thermistor detection temperature is 55 ° C. and the initial heater output is set to 70% and T1 is 72 ° C. and T2 is 79 ° C., ΔT1 is 7 ° C. Based on the temperature gradient table (a) in Table 1 above, the initial rotation speed of the pressure roller rotation drive speed is determined to be 85%. Thereafter, the speed is corrected every 200 ms. The speed correction procedure is the same as the procedure for determining the initial rotational speed described above, and the thermistor detection temperature 200 ms after the initial rotational speed is determined. Assuming T3 and T4, the temperature rise ΔT3 from T3 to T4 is obtained, and this time, referring to the correction table (b) of the temperature gradient table in Table 1, the difference Δ with respect to the value X% described above Y% added with% is the rotational speed output after correction. Such rotation speed control is performed every 200 ms until the recording medium enters the fixing nip portion (pressure nip portion).

このような速度制御が主電源のオン時やウェイト後またはスタンバイ後に記録材(被加熱部材)Pが定着ニップ部(圧接ニップ部)に突入するまで実行されることで、温度勾配が大きいときには耐熱性フィルム63の駆動速度を速くすることで温度上昇を鈍らせ、温度勾配が小さいときには耐熱性フィルム63の駆動速度を遅くすることで温度上昇を鋭くさせることとなる。つまり、セラミックヒータ61の温度立ち上げ時においては、電力制御よりも耐熱性フィルム63の駆動制御が主体となり、立ち上げ時に耐熱性フィルム63の駆動速度を常に遅い速度としていた従来装置に比して、セラミックヒータ61の過熱状態を防止するように耐熱性フィルム63の駆動速度が速くされて駆動時間が短縮化されるとともに、耐熱性フィルム63へのトナー汚れが防止され、フィルム寿命の延命作用が得られる。   Such speed control is performed until the recording material (heated member) P enters the fixing nip portion (pressure nip portion) when the main power is turned on or after waiting or after standby. The temperature rise is slowed by increasing the driving speed of the heat resistant film 63, and when the temperature gradient is small, the temperature rise is sharpened by slowing the driving speed of the heat resistant film 63. That is, when the temperature of the ceramic heater 61 is raised, the driving control of the heat resistant film 63 is mainly performed rather than the electric power control, and compared with the conventional apparatus in which the driving speed of the heat resistant film 63 is always slower than the electric power control. Further, the driving speed of the heat resistant film 63 is increased so as to prevent the ceramic heater 61 from being overheated, the driving time is shortened, toner contamination on the heat resistant film 63 is prevented, and the life of the film is prolonged. can get.

以上、本発明者によってなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, although the embodiment of the invention made by the present inventor has been specifically described, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Not too long.

例えば、上述した実施形態は、レーザービームプリンタの定着装置に本発明を適用したものであるが、複写機やファクシミリなどの他の画像形成装置の加熱装置に対しても本発明は同様に適用することができるものである。   For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a fixing device of a laser beam printer, but the present invention is similarly applied to a heating device of another image forming apparatus such as a copying machine or a facsimile. It is something that can be done.

以上述べた本発明にかかる加熱装置は、プリンタなどの画像形成装置を始めとして、複写機等の多種多様な画像形成装置に対して広く適用することが可能である。   The heating device according to the present invention described above can be widely applied to various image forming apparatuses such as copying machines as well as image forming apparatuses such as printers.

本発明を適用する画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの概略構成を示した縦断面説明図である。1 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of a laser printer as an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. 図1に示されたレーザプリンタに用いられている定着装置の定着加熱手段の概略構造を表した縦断面説明図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional explanatory view showing a schematic structure of a fixing heating unit of a fixing device used in the laser printer shown in FIG. 1. 図2に示された定着装置の加圧ローラ駆動用ステッピングモータのドライブ部の概略構造を表したブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic structure of a drive unit of a pressure roller driving stepping motor of the fixing device illustrated in FIG. 2.

符号の説明Explanation of symbols

1 装置本体
2 プロセスカートリッジ
4 転写ローラ
5 給紙カセット
6 定着装置
7 本体制御部(制御手段)
21 感光ドラム
23 現像装置
61 セラミックヒータ(加熱体)
61a ヒータ基板
61b 発熱抵抗体層
61c ヒータ表面保護層
61d サーミスタ(加熱温度検出手段)
62 支持体
63 定着用耐熱性フィルム
64 加圧ローラ(加圧部材)
P 記録媒体(被加熱部材)
n 定着ニップ部
M1 モータドライブ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apparatus body 2 Process cartridge 4 Transfer roller 5 Paper feed cassette 6 Fixing apparatus 7 Main body control part (control means)
21 Photosensitive drum 23 Developing device 61 Ceramic heater (heating body)
61a Heater board 61b Heating resistor layer 61c Heater surface protective layer 61d Thermistor (heating temperature detecting means)
62 Support 63 Heat-resistant film for fixing 64 Pressure roller (pressure member)
P Recording medium (heated member)
n Fixing nip M1 Motor drive

Claims (3)

加熱体と、その加熱体に接触摺動可能に配置された耐熱性フィルムと、当該耐熱性フィルムを介して前記加熱体に圧接した状態で駆動回転される加圧部材と、前記加熱体の温度を検知する温度検知手段と、を有し、
前記加圧部材と前記耐熱性フィルムとの間に形成される圧接ニップ部に、被加熱部材を挟持しつつ搬送させることによって、前記加熱体から発せられる熱を前記耐熱性フィルムを介して前記被加熱材へ付与する構成になされた加熱装置において、
前記被加熱部材が前記圧接ニップ部に突入するまでは、前記温度検知手段が検知した検知温度に基づいて前記加圧部材の駆動回転速度を制御する制御手段を備えたことを特徴とする加熱装置。
A heating body, a heat-resistant film disposed so as to be slidable on the heating body, a pressure member that is driven and rotated in a state of being pressed against the heating body via the heat-resistant film, and a temperature of the heating body Temperature detecting means for detecting
By conveying the heated member while sandwiching the heated member in a pressure nip formed between the pressure member and the heat resistant film, heat generated from the heated body is passed through the heated film through the heated film. In the heating device configured to apply to the heating material,
A heating device comprising control means for controlling the drive rotation speed of the pressure member based on the detected temperature detected by the temperature detection means until the heated member enters the pressure nip portion. .
前記制御手段は、前記温度検知手段が検知した検知温度の上昇率に基づいて前記加圧部材の駆動回転速度を変更するように構成されていることを特徴とする請求項1記載の加熱装置。   The heating device according to claim 1, wherein the control unit is configured to change a driving rotation speed of the pressure member based on a rate of increase in the detected temperature detected by the temperature detection unit. 請求項1または請求項2記載の加熱装置を画像形成手段として備えていることを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus comprising the heating device according to claim 1 as image forming means.
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