JP2008225066A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus.
従来、電子写真方式を用いて画像形成を行うプリンタや複写機等の画像形成装置において、記録用紙上に転写されたトナー像を、ハロゲンヒータ等の熱源を備えた定着ロール又は定着ベルトと加圧ロールとで形成されるニップ部に通して、熱と圧力の作用でトナーを溶融して定着する定着装置が利用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a printer or a copying machine that forms an image using an electrophotographic method, a toner image transferred onto a recording sheet is pressed with a fixing roll or a fixing belt having a heat source such as a halogen heater. A fixing device that melts and fixes toner by the action of heat and pressure through a nip formed by a roll is used.
このような定着装置では、定着ロール又は加圧ロールが加熱によって熱膨張して、外径が変化し、所定の回転数で回転させると周速度が速くなる場合がある。 In such a fixing device, the fixing roll or the pressure roll is thermally expanded by heating, the outer diameter is changed, and the peripheral speed may be increased when the fixing roll or the pressure roll is rotated at a predetermined rotational speed.
また、溶融したトナーが接着剤のように作用して定着ロール又は定着ベルトに記録用紙が巻き付く場合がある。 In some cases, the melted toner acts like an adhesive and the recording paper is wound around the fixing roll or the fixing belt.
ここで、定着ロール又は定着ベルトへの記録用紙の巻き付きを防止し、あるいは、巻き付きを最小限に抑える手段を有する定着装置が提案されている。 Here, a fixing device having means for preventing the recording paper from being wound around the fixing roll or the fixing belt or minimizing the winding has been proposed.
巻き付き防止手段を有する定着装置として、加圧ベルト側に記録用紙を静電吸着させる定着装置がある(例えば、特許文献1参照)。 As a fixing device having a winding prevention means, there is a fixing device that electrostatically attracts a recording sheet to the pressure belt side (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1の定着装置は、定着ロールと加圧ベルトを有し、帯電ロールによって加圧ベルト表面にトナーと逆極性の電荷を付与して、記録用紙内の電荷を分極させ、加圧ベルトに記録用紙を吸着させている。
The fixing device of
巻き付きを最小限に抑える手段を有する定着装置として、用紙検知センサを用いて巻き付き状態を検知する定着装置がある(例えば、特許文献2参照)。 As a fixing device having means for minimizing winding, there is a fixing device that detects a winding state using a paper detection sensor (see, for example, Patent Document 2).
特許文献2の定着装置は、定着装置の入口と出口にそれぞれ用紙検知センサを用いており、入口の用紙検知センサを記録用紙が通過してから所定の時間内に出口の用紙検知センサで記録用紙が検知されない場合、巻き付きと判断して、定着ロールの駆動手段をブレーキ制御している。
本発明は、定着部材の周速度が一定の基準周速度に保たれる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus in which the peripheral speed of the fixing member is maintained at a constant reference peripheral speed.
本発明の請求項1に係る定着装置は、両端部が回転可能に支持された定着部材と、前記定着部材を回転駆動させる駆動手段と、前記定着部材の表面を加圧する加圧部材と、前記定着部材の外周面に設けられた被検知部と、前記被検知部がある領域に前記光を照射する発光部と、前記被検知部がある領域で反射された前記光を受光する受光部とを有し、前記受光部で受光された光量に変動があったときにパルス信号を生成する検知手段と、前記パルス信号のパルス幅及び周期を測定し、前記パルス幅又は前記周期に基づいて前記定着部材の周速度を演算して、基準周速度となるように前記駆動手段を駆動させる制御手段と、 を備えたことを特徴としている。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a fixing device in which both ends thereof are rotatably supported, a driving unit that rotationally drives the fixing member, a pressure member that pressurizes the surface of the fixing member, A detected portion provided on an outer peripheral surface of the fixing member; a light emitting portion that irradiates the light to a region where the detected portion is present; and a light receiving portion that receives the light reflected in the region where the detected portion is present; Detecting means for generating a pulse signal when the amount of light received by the light receiving unit varies, and measuring a pulse width and a period of the pulse signal, and based on the pulse width or the period, Control means for calculating the peripheral speed of the fixing member and driving the drive means so as to obtain a reference peripheral speed.
上記構成によれば、検知手段の発光部から被検知部がある領域に光が照射される。照射された光の光路上に被検知部が存在する場合、光は、被検知部で反射又は透過され、受光部で受光される光量が変動する。これにより、受光量が多い時を1(HI)、受光量が少ない時を0(LO)とするパルス信号が生成される。 According to the said structure, light is irradiated to the area | region with a to-be-detected part from the light emission part of a detection means. When the detected part exists on the optical path of the irradiated light, the light is reflected or transmitted by the detected part, and the amount of light received by the light receiving part varies. As a result, a pulse signal is generated with 1 (HI) when the amount of received light is large and 0 (LO) when the amount of received light is small.
続いて、制御手段が、パルス信号のパルス幅又は周期を測定する。パルス信号の幅及び周期は、定着部材が一定の周速度で回転している間は、一定の幅及び一定の周期となる。 Subsequently, the control means measures the pulse width or period of the pulse signal. The width and period of the pulse signal have a constant width and a constant period while the fixing member rotates at a constant peripheral speed.
続いて、制御手段が、このパルス幅又は周期に基づいて、定着部材の周速度を演算する。ここで、加圧部材の熱膨張等によって定着部材の周速度が変動すると、演算で求められた周速度と基準周速度に差が生じる。 Subsequently, the control means calculates the peripheral speed of the fixing member based on the pulse width or cycle. Here, when the peripheral speed of the fixing member fluctuates due to thermal expansion of the pressure member, a difference occurs between the peripheral speed obtained by calculation and the reference peripheral speed.
この周速度の差に基づいて制御手段が駆動手段を駆動させ、定着部材の周速度が基準周速度と同一となるようにする。このようにして、定着部材の周速度が一定の基準周速度に保たれる。 Based on the difference in peripheral speed, the control means drives the drive means so that the peripheral speed of the fixing member is the same as the reference peripheral speed. In this way, the peripheral speed of the fixing member is maintained at a constant reference peripheral speed.
本発明の請求項2に係る定着装置は、前記パルス信号のパルス幅が所定幅より大きくなったとき、又は前記パルス信号の周期が所定周期より長くなったとき、前記制御手段が、前記駆動手段を停止させることを特徴としている。 In the fixing device according to claim 2 of the present invention, when the pulse width of the pulse signal is larger than a predetermined width, or when the cycle of the pulse signal is longer than the predetermined cycle, the control unit is configured to have the driving unit It is characterized by stopping.
上記構成によれば、記録媒体が定着部材と加圧部材の間を通過した直後、静電引力もしくは溶融した現像剤が接着剤の役割をして、記録媒体が定着部材に巻きつく場合がある。 According to the above configuration, immediately after the recording medium passes between the fixing member and the pressure member, the electrostatic attractive force or the melted developer may act as an adhesive, and the recording medium may be wound around the fixing member. .
定着時に記録媒体が定着部材に巻きつくと、定着部材に負荷がかかり、定着部材の周速度が基準周速度よりも遅くなって、パルス信号のパルス幅が所定幅より大きくなる。また、パルス信号の周期が所定周期より長くなる。 When the recording medium is wound around the fixing member during fixing, a load is applied to the fixing member, the peripheral speed of the fixing member becomes slower than the reference peripheral speed, and the pulse width of the pulse signal becomes larger than a predetermined width. Further, the period of the pulse signal becomes longer than the predetermined period.
これにより、パルス幅又は周期を測定して判定することで、記録媒体を検知するセンサが無くても記録媒体の巻き付きを検出できる。 Thus, by measuring and determining the pulse width or cycle, it is possible to detect the winding of the recording medium without a sensor for detecting the recording medium.
本発明の請求項3に係る定着装置は、前記被検知部を、前記定着部材における記録媒体の通過領域に配置し、前記定着部材の回転時に、前記受光部で前記光が検知されない場合に、前記制御手段が、前記駆動手段を停止させることを特徴としている。
In the fixing device according to
上記構成によれば、記録媒体が定着部材と加圧部材の間を通過している間、被検知部で反射された光を検知手段が検知して、制御手段が定着部材を駆動制御することで、定着部材の周速度が一定に保たれる。 According to the above configuration, while the recording medium passes between the fixing member and the pressure member, the detection unit detects the light reflected by the detected portion, and the control unit drives and controls the fixing member. Thus, the peripheral speed of the fixing member is kept constant.
一方、記録媒体が定着部材と加圧部材の間を通過した直後、静電引力もしくは溶融した現像剤が接着剤の役割をして、記録媒体が定着部材に巻きつく場合がある。 On the other hand, immediately after the recording medium passes between the fixing member and the pressure member, the electrostatic attraction force or the melted developer may act as an adhesive, and the recording medium may wrap around the fixing member.
定着部材に記録媒体が巻きついた場合、被検知部が記録媒体によって覆われるため、検知手段で光が検知されなくなる。 When the recording medium is wound around the fixing member, the detected portion is covered with the recording medium, so that light is not detected by the detecting means.
ここで、検知手段で光が検知されなくなったことを制御手段が検知し、駆動手段を停止する。これにより、定着部材に巻きつく記録媒体の巻きつき量を低減し、記録媒体を定着部材から取り除くことが容易となる。 Here, the control means detects that light is no longer detected by the detection means, and stops the drive means. Thereby, the amount of winding of the recording medium wound around the fixing member is reduced, and it becomes easy to remove the recording medium from the fixing member.
本発明の請求項4に係る画像形成装置は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の定着装置と、露光光を出射する露光部と、前記露光光で形成された潜像を現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像部と、前記現像部で顕在化された前記現像剤像を記録媒体上に転写する転写部と、前記転写部で前記現像剤像が転写された記録媒体を前記定着装置に搬送する搬送部と、を備えたことを特徴としている。 An image forming apparatus according to a fourth aspect of the present invention is a fixing device according to any one of the first to third aspects, an exposure unit that emits exposure light, and a latent image formed by the exposure light. Is developed with a developer to form a developer image, a transfer unit that transfers the developer image made visible at the development unit onto a recording medium, and the developer image is transferred at the transfer unit. And a transport unit that transports the recorded recording medium to the fixing device.
上記構成によれば、定着装置における定着部材の周速度が一定の基準周速度となり、記録媒体の搬送速度が一定となるので、現像剤を記録媒体に定着する場合に画像乱れが起こりにくい。 According to the above configuration, the peripheral speed of the fixing member in the fixing device is a constant reference peripheral speed, and the recording medium conveyance speed is constant, so that image disturbance is less likely to occur when the developer is fixed to the recording medium.
請求項1の発明は、本構成を有していない場合に比較して、定着部材の周速度が一定の基準周速度に保たれる。 According to the first aspect of the present invention, the peripheral speed of the fixing member is maintained at a constant reference peripheral speed as compared with the case where this configuration is not provided.
請求項2の発明は、記録媒体を検知するセンサが無くても記録媒体の巻き付きを検出できる。 According to the second aspect of the present invention, the winding of the recording medium can be detected without a sensor for detecting the recording medium.
請求項3の発明は、本構成を有していない場合に比較して、記録媒体を定着部材から取り除くことが容易となる。 According to the third aspect of the present invention, the recording medium can be easily removed from the fixing member as compared with the case where this configuration is not provided.
請求項4の発明は、本構成を有していない場合に比較して、現像剤を記録媒体に定着するときに画像乱れが起こりにくい。 According to the fourth aspect of the present invention, image distortion is less likely to occur when the developer is fixed on the recording medium as compared with the case where the present configuration is not provided.
本発明の定着装置及び画像形成装置の第1実施形態を図面に基づき説明する。 A first embodiment of a fixing device and an image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1には、画像形成装置としてのプリンタ10が示されている。
FIG. 1 shows a
プリンタ10において、プリンタ10の本体を構成する筐体12内に、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、及び ブラック(K)の各トナーに対応した光ビームを出射する光走査装置14Y、14M、14C、14Kが固定されている。また、光走査装置14Kに隣接する位置に、プリンタ10の各部の動作を制御する制御部70が設けられている。
In the
光走査装置14Y、14M、14C、14Kは、光源から出射された光ビームを図示しない回転多面鏡(ポリゴンミラー)で走査するとともに、反射ミラー等の複数の光学部品で反射して、各トナーに対応した光ビーム16Y、16M、16C、16Kを出射するようになっている。
The
光ビーム16Y、16M、16C、16Kは、それぞれ対応する各感光体18Y、18M、18C、18Kに導かれる。各感光体18Y、18M、18C、18Kは、図示しないモータ及びギアからなる駆動手段によって、矢印A方向に回転するようになっている。
The
感光体18Y、18M、18C、18Kの回転方向上流側には、感光体18Y、18M、18C、18Kの表面を帯電する帯電器20Y、20M、20C、20Kが設けられている。
Chargers 20Y, 20M, 20C, and 20K that charge the surfaces of the
また、感光体18Y、18M、18C、18Kの回転方向下流側には、Y、M、C、Kの各トナーをそれぞれ感光体18Y、18M、18C、18K上に現像する現像器22Y、22M、22C、22Kが設けられている。
Further, on the downstream side in the rotation direction of the
感光体18Y、18M、18C、18Kの回転方向で、現像器22Y、22M、22C、22Kの下流側には、現像されたトナー像が一次転写される中間転写ベルト28が配置されている。
An
中間転写ベルト28は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は106〜1014Ωcmとなるように形成されており、その厚みは例えば0.1mm程度に構成されている。
The
感光体18Y、18M、18C、18Kと中間転写ベルト28が対向する位置で中間転写ベルト28の内側には、感光体18Y、18M、18C、18K上に形成された各色トナー像を中間転写ベルト28に転写する一次転写ロール24Y、24M、24C、24Kが配置されている。この一次転写ロール24Y、24M、24C、24Kによって、感光体18Y、18M、18C、18Kから中間転写ベルト28に一次転写を行う一次転写部25が構成されている。
At the position where the
一次転写ロール24Y、24M、24C、24Kは、図示しないシャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とを有している。シャフトは、鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、カーボンブラック等の導電剤を配合したNBRとSBRとEPDMとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が107.5〜108.5Ωcmのスポンジ状の円筒ロールである。 The primary transfer rolls 24Y, 24M, 24C, and 24K have a shaft (not shown) and a sponge layer as an elastic layer fixed around the shaft. The shaft is a cylindrical bar made of metal such as iron or SUS. The sponge layer is a sponge-like cylindrical roll made of a blend rubber of NBR, SBR, and EPDM blended with a conductive agent such as carbon black and having a volume resistivity of 107.5 to 108.5 Ωcm.
一次転写ロール24Y、24M、24C、24Kは、中間転写ベルト28を挟んで各感光体18Y、18M、18C、18Kに圧接されている。一次転写ロール24Y、24M、24C、24Kには、図示しない電圧印加手段によって各トナーの帯電極性(マイナス極性とする。以下同様。)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体18Y、18M、18C、18K上のトナー像が中間転写ベルト28に順次、静電吸引され、中間転写ベルト28上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
The primary transfer rolls 24Y, 24M, 24C, and 24K are pressed against the
さらに、感光体18Y、18M、18C、18Kの回転方向下流側には、感光体18Y、18M、18C、18K上の残留トナーが除去されるクリーナ26Y、26M、26C、26Kが設けられている。
Further,
中間転写ベルト28の内側には、定速性に優れたモータ(図示せず)により駆動されて中間転写ベルト28を移動させる駆動ロール30と、各感光体18Y、18M、18C、18Kの配列方向に沿って略直線状に延び、中間転写ベルト28を支持する支持ロール32が設けられている。これにより、中間転写ベルト28は、矢印B方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。
Inside the
また、中間転写ベルト28の内側には、中間転写ベルト28に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト28の蛇行を防止するテンションロール34が設けられている。
A
中間転写ベルト28の移動方向下流側には、定着ベルト28上のトナー像を記録用紙P上に転写する二次転写部42が設けられている。
A
二次転写部42は、中間転写ベルト28のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール38と、バックアップロール36とによって構成されている。
The
二次転写ロール38は、図示しないシャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは、鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、カーボンブラック等の導電剤を配合したNBRとSBRとEPDMとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が1×107.5Ωcm以上1×108.5Ωcm以下のスポンジ状の円筒ロールである。
The
また、二次転写ロール38は、中間転写ベルト28を挟んでバックアップロール36に圧接配置されている。ここで、二次転写ロール38は、接地されるとともにバックアップロール36との間に二次転写バイアスが印加され、2次転写部42に搬送される記録用紙P上にトナー像を二次転写するようになっている。
The
バックアップロール36は、表面がカーボンを分散したEPDMとNBRとのブレンドゴムのチューブ、内部がEPDMゴムで構成されている。そして、表面抵抗率が1×107Ω/□以上1010Ω/□以下となるように形成され、硬度は例えば70°(アスカーC)に設定される。
The
また、バックアップロール36は、中間転写ベルト28の裏面側に配置されて二次転写ロール38の対向電極を形成しており、バックアップロール36と接触配置された金属製の給電ロール40を介して二次転写バイアスが安定的に印加されるようになっている。
The
中間転写ベルト28の移動方向における二次転写部42の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト28上の残留トナーや紙粉を除去する中間転写ベルトクリーナ46が、中間転写ベルト28に対して接離自在に設けられている。中間転写ベルトクリーナ46における中間転写ベルト28の内側には、クリーニングバックアップロール44が設けられている。
An intermediate
一方、イエロートナーに対応する一次転写ロール24Yの上流側には、各トナーに対応した画像形成のタイミングを合わせるための基準となる信号を発生するホームポジションセンサ42が設けられている。
On the other hand, on the upstream side of the
ホームポジションセンサ42は、中間転写ベルト15の裏側に設けられた所定のマークを検知して基準信号を発生するようになっている。この基準信号に基づいて、前述の制御部70がプリンタ10の各部を動作させ、画像形成を開始するようになっている。
The
また、ブラックトナーに対応する一次転写ロール24Kの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ43が設けられている。
An
一方、プリンタ10の下方側には、記録用紙Pを収納する用紙トレイ50が設けられている。用紙トレイ50の一方端には、記録用紙Pを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール52が設けられている。
On the other hand, a
ピックアップロール52の上方には、図示しないモータ及びギアからなる駆動手段で回転駆動され、ピックアップロール52によって送出された記録用紙Pを、前述の二次転写部42に搬送する複数の搬送ロール54、56が設けられている。
Above the pick-
記録用紙Pの搬送方向における搬送ロール56の下流側には、記録用紙Pを二次転写部42へ送り込む搬送シュート58が設けられている。
On the downstream side of the
二次転写部42における記録用紙Pの送出方向には、トナー像の二次転写が終了した記録用紙Pを定着装置100へ搬送する搬送ベルト60が設けられている。搬送ベルト60は、張架ロール57、59によって張架され、図示しないモータ及びギアからなる駆動手段で移動可能に設けられている。
A conveying
定着装置100の入口側には、記録用紙Pを定着装置100に案内するガイド62が設けられている。また、定着装置100の出口側には、プリンタ10の筐体12に固定された用紙集積トレイ64が設けられている。
A
ここで、プリンタ10の画像形成について説明する。
Here, image formation of the
まず、図示しない画像読取装置やパーソナルコンピュータ等から出力される画像データが、図示しない画像処理装置によって所定の画像処理を施される。画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Y、M、C、Kの4色の色材階調データに変換され、光走査装置14Y、14M、14C、14Kに出力される。
First, image data output from an image reading device (not shown) or a personal computer is subjected to predetermined image processing by an image processing device (not shown). The image processing apparatus performs predetermined image processing such as shading correction, position shift correction, brightness / color space conversion, gamma correction, frame deletion, color editing, moving editing, and other various image editing on the input reflectance data. Is given. The image data subjected to the image processing is converted into color material gradation data of four colors Y, M, C, and K, and is output to the
光走査装置14Y、14M、14C、14Kは、入力された色材階調データに応じて、光ビーム16Y、16M、16C、16Kを各々の感光体18Y、18M、18C、18Kに照射する。
The
感光体18Y、18M、18C、18Kは、予め帯電器20Y、20M、20C、20Kによって表面が帯電されており、光ビーム16Y、16M、16C、16Kによって表面が露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器22Y、22M、22C、22Kによって、Y、M、C、Kの各色のトナー像として現像される。
The surfaces of the
続いて、感光体18Y、18M、18C、18K上に形成されたトナー像は、一次転写部25において中間転写ベルト28上に転写される。この転写は、一次転写ロール24Y、24M、24C、24Kにより中間転写ベルト28に対しトナーの帯電極性(マイナス極性)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が付加され、トナー像を中間転写ベルト28の表面に順次重ね合わせることで行われる。
Subsequently, the toner images formed on the
続いて、トナー像が転写された中間転写ベルト28は、二次転写部42に搬送される。
Subsequently, the
一方、トナー像が二次転写部42に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール52が回転し、用紙トレイ50から所定サイズの記録用紙Pが送出される。
On the other hand, the
ピックアップロール52により送出された記録用紙Pは、搬送ロール54、56により搬送され、搬送シュート58を経て二次転写部42に到達する。この二次転写部42に到達する前に記録用紙Pは一旦停止され、トナー像が担持された中間転写ベルト28の移動タイミングに合わせてレジストロール(図示せず)が回転することで、記録用紙Pの位置とトナー像の位置との位置合わせが行われる。
The recording paper P sent out by the
二次転写部42では、中間転写ベルト28を介して、二次転写ロール38がバックアップロール36に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された記録用紙Pは、中間転写ベルト28と二次転写ロール38との間に挟み込まれる。
In the
また、このとき、給電ロール40からトナーの帯電極性(マイナス極性)と同極性の電圧(二次転写バイアス)が印加され、二次転写ロール38とバックアップロール36との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト28上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール38とバックアップロール36とによって押圧され、記録用紙P上に一括して静電転写される。
At this time, a voltage (secondary transfer bias) having the same polarity as the toner charging polarity (negative polarity) is applied from the
続いて、トナー像が静電転写された記録用紙Pは、二次転写ロール38によって中間転写ベルト28から剥離された状態でそのまま搬送され、搬送ベルト60へと搬送される。
Subsequently, the recording paper P on which the toner image has been electrostatically transferred is conveyed as it is while being peeled off from the
搬送ベルト60では、定着装置100における最適な搬送速度に合わせて、記録用紙Pを定着装置100まで搬送する。定着装置100に搬送された記録用紙P上の未定着トナー像は、定着装置100によって記録用紙P上に定着される。
The
定着画像が形成された記録用紙Pは、用紙集積トレイ64に排出され集積される。
The recording paper P on which the fixed image is formed is discharged to the
一方、記録用紙Pへの転写が終了した後、中間転写ベルト28上に残った残留トナーは、中間転写ベルト28の回転移動にともなって中間転写ベルトクリーナ46まで搬送され、中間転写ベルト28上から除去される。
On the other hand, after the transfer onto the recording paper P is completed, the residual toner remaining on the
このようにして、プリンタ10の画像形成が行われる。
In this way, image formation by the
次に、定着装置100について説明する。
Next, the fixing
図2に示すように、定着装置100は、耐熱樹脂等で形成された筐体106の内部に、無端状の周面を有する定着ベルト102と、定着ベルト102の外周面に圧接され定着ベルト102を従動回転させる加圧ロール104が配置された構成となっている。
As shown in FIG. 2, the fixing
定着ベルト102の内側には、定着ベルト102を介して加圧ロール104に圧接される押圧部材108と、押圧部材108等を支持する部材支持部材110が設けられている。
Inside the fixing
定着ベルト102の外側には、磁界を発生して定着ベルト102を長手方向に亘って電磁誘導加熱する電磁誘導加熱部118が設けられている。
Outside the fixing
また、定着ベルト102の周面形状に倣って形成され、電磁誘導加熱部118で発生する磁界を強めるフェライト部材112が、定着ベルト102の内側で所定の間隙となるように配置されている。このフェライト部材112によって、磁界が強まり、定着ベルト102への加熱効率が高まる。
A
一方、記録用紙Pの排出側で定着ベルト102の近傍には、定着ベルト102に記録用紙Pが巻きつくのを防ぐ分離爪128が設けられている。
On the other hand, a
定着ベルト102は、図3aに示すように、内周側から順に、耐熱性の高いシート状部材からなる基層102aと、導電層102bと、弾性層102cと、外周面となる表面離型層102dとが積層されて構成されている。また、各層の間には接着のためのプライマー層等が設けられる場合がある。
As shown in FIG. 3a, the fixing
基層102aとしては、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、PEEK樹脂、PES樹脂、PPS樹脂、PFA樹脂、PTFE樹脂、FEP樹脂等のフレキシブルで機械的強度に優れ、耐熱性を有する材料が好適に用いられる。厚さは、10〜150μm、好ましくは厚さ30〜100μmが適している。厚さが10μmより小さい場合には定着ベルト61としての強度が得られず、厚さが150μmより大きい場合には、フレキシブル性が損なわれ、また熱容量が大きくなって温度立ち上がり時間が長くなるからである。本実施の形態では、厚さ80μmのポリイミド樹脂からなるシート状部材を使用している。
As the
導電層102bは、電磁誘導加熱部118が誘起する磁界により誘導発熱する発熱層であり、鉄、コバルト、ニッケル、銅、アルミニウム、クロム等の金属層を1〜80μm程度の厚さで形成したものが用いられる。また、導電層102bの材質および厚さは、電磁誘導による渦電流によって充分な発熱が得られる固有抵抗値を実現するように適宜選択される。本実施の形態では、厚さ10μm程度の銅を使用している。
The
弾性層102cは、厚さが10〜500μm、好ましくは50〜300μmであって、耐熱性、熱伝導性に優れたシリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等が用いられる。本実施の形態では、ゴム硬度15°(JIS−A:JIS−K A型試験機)、厚さ200μmのシリコーンゴムを使用している。
The
ところで、カラー画像形成を行う場合、特に写真画像等の印刷時には、記録用紙P上で大きな面積領域に亘ってベタ画像が形成されることが多い。そのため、記録用紙Pやトナー像の凹凸に定着ベルト102の表面が追従できない場合には、トナー像に加熱ムラが発生して、伝熱量が多い部分と少ない部分とで定着画像に光沢ムラが発生する。すなわち、伝熱量が多い部分は光沢度が高く、伝熱量が少ない部分では光沢度が低くなる。
By the way, when color image formation is performed, a solid image is often formed over a large area on the recording paper P, particularly when printing a photographic image or the like. Therefore, if the surface of the fixing
このような現象は、弾性層102cの厚さが10μmより小さい場合に生じ易い。そこで、弾性層102cの厚さは、10μm以上、より好ましくは50μm以上に設定するのが好ましい。一方、弾性層102cが500μmより大きい場合には、弾性層102cの熱抵抗が大きくなり、定着装置100のクイックスタート性能が低下する。そこで、弾性層102cの厚さは、500μm以下、より好ましくは300μm以下に設定するのが好ましい。
Such a phenomenon is likely to occur when the thickness of the
また、弾性層102cのゴム硬度としては、高すぎると記録用紙Pやトナー像の凹凸に追従しきれず定着画像に光沢ムラが発生し易い。そこで、弾性層102cのゴム硬度としては50゜(JIS−A:JIS−K A型試験機)以下、より好ましくは35゜以下が適している。
Further, if the rubber hardness of the
さらに、弾性層102cの熱伝導率λに関しては、λは6×10−4以上2×10−3以下[cal/cm・sec・deg ]が適している。熱伝導率λが6×10−4[cal/cm・sec・deg ]よりも小さい場合には熱抵抗が大きく、定着ベルト102の表層(表面離型層102d)における温度上昇が遅くなる。
Furthermore, regarding the thermal conductivity λ of the
一方、熱伝導率λが2×10−3[cal/cm・sec・deg ]よりも大きい場合には、硬度が過度に高くなったり、圧縮永久歪みが悪化する。そのため、熱伝導率λは6×10−4以上2×10−3以下[cal/cm・sec・deg ]、より好ましくは8×10−4以上1.5×10−3以下[cal/cm・sec・deg ]に設定するのが好ましい。 On the other hand, when the thermal conductivity λ is larger than 2 × 10 −3 [cal / cm · sec · deg], the hardness becomes excessively high or the compression set is deteriorated. Therefore, the thermal conductivity λ is 6 × 10 −4 or more and 2 × 10 −3 or less [cal / cm · sec · deg], more preferably 8 × 10 −4 or more and 1.5 × 10 −3 or less [cal / cm. • sec · deg] is preferable.
表面離型層102dは、記録用紙P上に転写された未定着トナー像と直接的に接触する層であるため、離型性および耐熱性に優れた材料を使用する必要がある。したがって、表面離型層102dを構成する材料としては、例えばテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル重合体(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等が好適に用いられる。
Since the
表面離型層102dの厚さは、5μm以上50μm以下が好ましい。表面離型層102dの厚さが5μmよりも小さい場合には、塗膜時に塗りムラが生じて離型性の悪い領域が形成されたり、耐久性が不足したりするといった問題が発生するからである。また、表面離型層102dの厚さが50μmを超える場合には、熱伝導が悪化するという問題が発生し、特に樹脂系の材質で形成された表面離型層102dでは硬度が高くなりすぎ、弾性層102cが有する機能を低下させるからである。なお、本実施の形態では、厚さ30μmのPFAを使用している。
The thickness of the
ここで、表面離型層102dにおけるトナー離型性を向上するため、表面離型層102dにトナーオフセット防止のためのオイル(離型剤)を塗布するオイル塗布機構を定着ベルト102に当接させて配設することも可能である。特に、低軟化物質を含有しないトナーを用いた場合には効果的である。
Here, in order to improve toner releasability in the
なお、上記定着ベルト102に代えて、図3bに示すような定着ベルト202を用いても良い。定着ベルト202は、耐熱性樹脂層202a,202cが2層に分けて形成され、これらの間に導電層202bが形成されている。そして、その表面に弾性層202d及び表面離型層202eが積層されたものである。
Instead of the fixing
この定着ベルト202では、導電層202bである金属層を薄く形成しても、繰り返し曲げ変形を受けることによる劣化を抑制することができる。なお、耐熱性樹脂層202a,202cは耐熱性樹脂に限定されるものではない。
In the fixing
一方、加圧ロール104は、図2に示したように、芯材(コア)としての金属製の円筒状部材104aと、円筒状部材104aの表面に積層されシリコーンゴム、発泡シリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂等の耐熱性を有する弾性層104bと、最外表面の表面離型層104cとで構成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
また、加圧ロール104は、定着ベルト102の回転軸と平行に配設されるとともに、両端部がバネ部材(図示せず)によって定着ベルト102側に付勢され支持されている。なお、加圧ロール104は、定着ベルト102を介して総荷重294N(30kgf)となるように押圧部材108に付勢されている。
The
ここで、図示しないモータ及びギア等の駆動手段によって、定着ロール102が矢印X方向に回転するようになっている。また、加圧ロール104は、定着ロール102の回転駆動によって、矢印Y方向に従動回転するようになっている。
Here, the fixing
押圧部材108は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性材料や、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルサルフォン(PES)や液晶ポリマー(LCP)等の耐熱性樹脂等で形成されている。また、押圧部材108は、定着ベルト102の幅方向において、記録用紙Pが通過する領域(通紙領域)よりもやや広い領域に亘って配設され、この押圧部材108の長手方向の略全長に亘って加圧ロール104が押圧されるように構成されている。
The pressing
また、押圧部材108と定着ベルト102との接触面は、加圧ロール104の外表面形状に倣って、凹状曲面で形成されている。このため、定着ベルト102を介して加圧ロール104との間で充分に広いニップ幅を形成することができる。
The contact surface between the
さらに、押圧部材108と定着ベルト102との間には、定着ニップ部Nにおける押圧部材108と定着ベルト102との摺動性を向上するため、摺動性に優れ、耐摩耗性が高いポリイミドフィルムやフッ素樹脂を含浸させたガラス繊維シート等からなる摺動シート108aが配設されている。
Furthermore, between the
また、定着ベルト102の内周面には潤滑剤が塗布されている。潤滑剤としては、アミノ変性シリコーンオイルやジメチルシリコーンオイル等が用いられる。これにより、定着ベルト102と押圧部材108との間の摩擦抵抗が小さくなり、定着ベルト102が円滑に回転可能となっている。
A lubricant is applied to the inner peripheral surface of the fixing
部材支持部材110は、定着ベルト102の幅方向に軸線を有する棒状部材である。部材支持部材110の加圧ロール104と対向する部分には、押圧部材108が取り付けられており、定着ベルト102を介して加圧ロール104から押圧部材63に作用する押圧力を部材支持部材110によって負担している。
The
部材支持部材110を構成する材質としては、加圧ロール104から押圧力を受けた際の撓み量が所定のレベル以下、好ましくは1mm以下となる程度の剛性を有するものが用いられる。
As the material constituting the
また、部材支持部材110の材質としては、前述の電磁誘導加熱部118による磁束の影響を受けにくいことが必要とされる。このため、部材支持部材110として、例えば、ガラス繊維入りPPS、フェノール、ポリイミド、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂、耐熱ガラス、固有抵抗が小さく誘導加熱の影響を受けにくいアルミニウム等の金属が用いられる。本実施形態では、部材支持部材110は、加圧ロール104からの押圧力方向に長軸を有する長方形の断面形状となるように形成されたアルミニウムで構成されている。
Further, the material of the
さらに、部材支持部材110の側面には、定着ベルト102の温度を検知するサーミスタ116が、バネ部材114を介して定着ベルト102の内周面に圧接されるように固定されている。
Further, a
サーミスタ116は、定着ベルト102の長手方向中央部に配置されている。また、定着ベルト102の一方の端部には、他のサーミスタ(図示せず)が配置されている。さらに、部材支持部材110には、定着ベルト102に接触又は近接してサーモスイッチ(図示せず)も配設されている。
The
なお、温度検知手段としては、サーミスタ116等に代えて、又はサーミスタ70等に加えて、加圧ロール104の表面温度を検知するサーミスタを設けてもよい。
As the temperature detecting means, a thermistor for detecting the surface temperature of the
次に、電磁誘導加熱部118について述べる。
Next, the electromagnetic
電磁誘導加熱部118は、図2に示すように、定着ベルト102の幅方向に沿って、定着ベルト102の外周面形状に倣った曲面を有する台座120と、台座120に支持された励磁コイル122と、この励磁コイル122に高周波電流を供給する励磁回路124とで主要部が構成されている。
As shown in FIG. 2, the electromagnetic
台座120は、絶縁性および耐熱性を有する材料からなり、例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、液晶ポリマー樹脂等を用いることができる。
The
励磁コイル122としては、例えば、耐熱性の絶縁材料(例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等)によって相互に絶縁された直径φ0.1〜0.5mmの銅線材を複数本束ねたリッツ線を長円形状や楕円形状、長方形状等の閉ループ状に複数回(例えば、11ターン)巻いたものが用いられる。そして、励磁コイル122は、接着剤によって固められることでその形状を維持しながら台座120に固定されている。
As the
また、励磁コイル122及びフェライト部材112と、定着ベルト102の導電層102bとの間の距離は、可能な限り近接させて設置することが磁束の吸収効率を高めるために好ましいことから、これらの距離は5mm以内、例えば、2.5mm程度に設定されている。
Further, the distance between the
電磁誘導加熱部118では、励磁回路124から励磁コイル122に高周波電流が供給されると、励磁コイル122の周囲に磁束が生成消滅を繰り返す。ここで、高周波電流の周波数は、例えば10kHz以上500kHz以下に設定されるが、本実施形態では20kHz以上100kHz以下に設定している。
In the electromagnetic
励磁コイル122からの磁束が定着ベルト102の導電層102bを横切ると、導電層102bにはその磁界の変化を妨げるような磁界が発生し、それによって導電層102b内に渦電流が発生する。そして、導電層102bでは、渦電流(I)によって導電層102bの表皮抵抗(R)に比例したジュール熱(W=I2R)が発生し、定着ベルト102は加熱される。
When the magnetic flux from the
定着ベルト102の温度は、前述のサーミスタ116での計測値に基づいて、画像形成装置の制御部70(図1参照)が、励磁コイル122に供給する電力量または高周波電流の供給時間等を制御することにより、所定の温度に維持される。
The temperature of the fixing
次に、定着ベルト102の駆動について説明する。
Next, driving of the fixing
定着装置100(図1参照)は、定着ベルト102を駆動する駆動モータ88(図5参照)を備えている。この駆動モータ88によって、定着ベルト102が駆動され、加圧ロール104は定着ベルト102の回転に伴って従動回転するようになっている。
The fixing device 100 (see FIG. 1) includes a drive motor 88 (see FIG. 5) that drives the fixing
また、定着装置100は、定着ベルト102側の取り付け位置を固定する一方で、加圧ロール104を定着ベルト102に対して接離するリトラクト機構90(図5参照)を有している。
In addition, the fixing
リトラクト機構90は、例えばモータや偏心カム等を組み合わせたもので構成することができる。このリトラクト機構90により、定着ベルト102と加圧ロール104が、必要に応じて接離可能となっている。
The retract
一方、図4に示すように、部材支持部材110の軸方向両端部には、定着ベルト102を支持するとともに、駆動モータ88によってこの定着ベルト102を回転させるための走行ガイド138が配置されている。そして、定着ベルト102は、両端部の内周面が走行ガイド138で支持されることで、所定の形状(例えば、略円形)を維持しながら回転するように構成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 4, traveling
走行ガイド138は、定着ベルト102の端部に挿入され定着ベルト102を支持するエンドキャップ132と、エンドキャップ132と一体的に構成されエンドキャップ132よりも定着ベルト102の軸方向外側に配置される駆動ギア134と、部材支持部材110と一体的に構成されエンドキャップ132及び駆動ギア134を回転可能に保持する回転軸136とを有している。なお、駆動ギア134には、駆動モータ88に設けられた駆動ギア(図示せず)が噛合されている。
The
定着ベルト102は、エンドキャップ132に支持されながら回転する。なお、リトラクト機構90(図5参照)によって加圧ロール104が定着ベルト102に圧接している場合には、加圧ロール104が定着ベルト102の回転に伴って従動回転する。
The fixing
また、定着ベルト102は、駆動ギア134によって定着ベルト102の幅方向への移動(ベルトウォーク)が制限されており、定着ベルト102の移動領域に片寄りが生じることを抑えている。
Further, the fixing
次に、プリンタ10の制御部70について説明する。
Next, the
図5に示すように、制御部70は、プリンタ10の各種制御を行う中央処理ユニット(CPU)72と、各種制御プログラムが記憶されたプログラム記憶部(ROM)74と、前述のサーミスタ116で測定された温度測定データ又はその他の測定データを一時的に記憶し、又は消去するデータ記憶部(RAM)76と、所定のクロックで動作するタイマ78とを有している。
As shown in FIG. 5, the
中央処理ユニット72は、各種信号の入出力が行われる入出力インターフェース80に接続されており、この入出力インターフェース80を介して、スイッチ82、ユーザーインターフェース(UI)84、サーミスタ116、駆動モータ88、リトラクト機構90、及び励磁回路124に接続されている。なお、スイッチ82は、プリンタ10(図1参照)の電源をON/OFFするためのスイッチであり、ユーザーインターフェース84は、画像形成等の実行をユーザーが直接指示するための入力パネル等で構成されている。
The
ここで、スイッチ82、ユーザーインターフェース84、及びサーミスタ116から入出力インターフェース80を介してCPU72に信号が入力されるようになっている。一方、CPUからの制御信号は、入出力インターフェース80を介して、駆動モータ88、リトラクト機構90、及び励磁回路124に出力されるようになっている。
Here, signals are input to the
次に、定着ベルト102の周速度検知に用いるパルス信号の生成について説明する。
Next, generation of a pulse signal used for detecting the peripheral speed of the fixing
図2及び図6に示すように、定着ベルト102の外周面から所定距離離間して、フォトセンサ126が対向配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 6, the
フォトセンサ126は、図6bに示すように、フォトセンサ126の本体を構成する筐体121の内部に、光を出射する出射部123と、被検知対象物で反射された反射光(RL)を受光して電気信号に変換する受光部125とを備えている。
As shown in FIG. 6 b, the
フォトセンサ126には、電源線127と信号線129が接続されている。ここで、図示しない電源から電源線127を介して電力供給されることで、出射部123から光を出射するようになっている。
A
また、信号線129の他端は、前述の入出力インターフェース80(図5参照)を介してCPU72(図5参照)に接続されており、受光部125で受光される光の光量に基づいて生成された電気信号(パルス信号)が、信号線129を通ってCPU72に送られるようになっている。
The other end of the
図6aに示すように、定着ベルト102は、長手方向において、記録用紙P(矢印C方向に進行)が通過する通紙領域(L2)と、記録用紙Pが通過しない非通紙領域(L1、L3)を有している。ここで、定着ベルト102の非通紙領域L3に、アルミ箔からなり矩形状のマーク材130が設けられている。
As shown in FIG. 6a, in the longitudinal direction, the fixing
図6bに示すように、マーク材130は、予め定着ベルト102の製造過程において、弾性層102Cと表面離型層102dの間に埋め込まれている。マーク材130の厚さは、6μmとしている。
As shown in FIG. 6b, the
なお、定着ベルト102の表面離型層102dは、前述のフォトセンサ126の出射部123から出射された光を透過可能に構成されており、表面離型層102dに入射した光は、マーク材130表面で反射され、反射光RLとなって受光部125で受光される。
The
また、図6aに示すように、前述のフォトセンサ126の取り付け位置は、マーク材130が移動する移動領域(L4)と対向する位置となっている。
Further, as shown in FIG. 6a, the mounting position of the photosensor 126 described above is a position facing the moving region (L4) in which the
ここで、定着ベルト102が矢印X方向に回転移動すると、マーク材130も矢印X方向に移動する。
Here, when the fixing
マーク材130がフォトセンサ126と対向する位置に来た場合、マーク材130で光が反射されるため、フォトセンサ126からHI信号が出力される。一方、マーク材130がフォトセンサ126と対向する位置に無い場合、定着ベルト102表面で光が乱反射されるなどして、フォトセンサ126に反射光RLがほとんど入射しないので、フォトセンサ126からLO信号が出力される。
When the
これにより、HI信号及びLO信号からなるパルス信号が生成される。 Thereby, a pulse signal composed of the HI signal and the LO signal is generated.
次に、定着装置100の定着動作について説明する。
Next, the fixing operation of the fixing
図2に示すように、前述の画像形成工程においてトナー像が画像形成開始されるのと略同時に、駆動モータ88(図5参照)及び電磁誘導加熱部118に電力が供給され、定着ベルト102が回転する。この時点では、加圧ロール104はリトラクト機構90によって定着ベルト102から離間している。
As shown in FIG. 2, power is supplied to the drive motor 88 (see FIG. 5) and the electromagnetic
続いて、定着ベルト102が電磁誘導加熱部118と対向する加熱領域を通過することで、定着ベルト102の導電層102bに渦電流が誘導され、定着ベルト102は発熱する。
Subsequently, as the fixing
続いて、所定のタイミングで、リトラクト機構90によって加圧ロール104が定着ベルト102に圧接される。これにより、定着ベルト102に従動して加圧ロール104が回転する。
Subsequently, the
続いて、サーミスタ116で温度検知してフィードバック制御することで、定着ベルト102が所定の温度に加熱される。この状態で、未定着トナー像を担持した記録用紙Pが、定着ベルト102と加圧ロール104の間の定着ニップ部Nに送り込まれる。
Subsequently, the temperature is detected by the
定着ニップ部N内では、トナー像が加熱及び加圧され、記録用紙P上に定着される。 In the fixing nip portion N, the toner image is heated and pressurized and fixed on the recording paper P.
続いて、記録用紙Pは、定着ニップ部Nの出口における定着ベルト102の曲率の変化によって定着ベルト102から剥離され、用紙集積トレイ64に搬送される。
Subsequently, the recording paper P is peeled from the fixing
次に、本発明の第1実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described.
まず、定着ベルト102の速度検知について説明する。
First, the speed detection of the fixing
図8に示すように、定着ベルト102(図2参照)への記録用紙Pの巻き付きが無い状態(通常時)では、フォトセンサ126(図2参照)から出力されるパルス信号のHI部分のパルス幅がW1となっている。また、パルス信号の周期はT1となっている。 As shown in FIG. 8, when the recording paper P is not wrapped around the fixing belt 102 (see FIG. 2) (normal time), the pulse of the HI portion of the pulse signal output from the photosensor 126 (see FIG. 2). The width is W1. The period of the pulse signal is T1.
ここで、定着ベルト102の周速度Vは、定着ベルト102の外周長を、パルス信号の周期T1で除することにより得られる。あるいは、前述のマーク材130(図6参照)の移動方向の長さを、パルス幅W1の時間(t)で除してもよい。
Here, the peripheral speed V of the fixing
定着ベルト102の周速度Vが、基準となる所定の周速度Vpと異なる場合、V−Vpの速度差に基づいて、前述の制御部70(図5参照)が、駆動モータ88(図5参照)を駆動する。
When the peripheral speed V of the fixing
このように、パルス信号に基づいて、定着ベルト102の速度検知が行われ、所定の速度となるように制御される。
In this manner, the speed of the fixing
次に、定着ベルト102への記録用紙Pの巻き付き検知について説明する。
Next, detection of winding of the recording paper P around the fixing
予め、定着ベルト102と加圧ロール104の間を記録用紙Pが通過する場合のパルス信号を計測しておき、これに基づいて、定着ベルト102に記録用紙Pが巻き付いていない状態でのパルス幅及び周期の規格値を決める。
A pulse signal when the recording paper P passes between the fixing
定着時、画像形成定着ベルト102に記録用紙Pが巻き付きはじめた状態(巻き付き時)では、定着ベルト102に連続的な負荷が作用して周速度Vが遅くなるため、通常時のパルス幅W1が拡大してパルス幅W2となる。また、パルス信号の周期もT1からT2へ増加する。
At the time of fixing, in a state where the recording paper P starts to be wound around the image forming fixing belt 102 (at the time of winding), a continuous load acts on the fixing
ここで、パルス幅の規格値(tp)と、測定されたパルス幅(t)とを比較し、t≧tpの場合には、記録用紙Pの巻き付きと判断する。なお、パルス信号の周期を比較することもできるが、周期の場合は定着ベルト102が1回転するまで比較ができないため、パルス幅で比較することが好ましい。
Here, the standard value (tp) of the pulse width is compared with the measured pulse width (t), and when t ≧ tp, it is determined that the recording paper P is wound. Although the period of the pulse signal can be compared, in the case of the period, since comparison cannot be performed until the fixing
このように、パルス幅に基づいて、定着ベルト102への記録用紙Pの巻き付き検知が行われる。
In this manner, the winding of the recording paper P around the fixing
次に、定着装置100の処理フローについて説明する
図7は、定着装置100における定着ベルト102の速度検知、及び記録用紙Pの巻き付き検知の処理フローを示したものである。
Next, a processing flow of the fixing
図1、図2、及び図7に示すように、プリンタ10のウォームアップを開始した後、定着ベルト102の回転を開始し、定着ベルト102の周速度Vを計測するためのタイマ(図示せず)の計時を開始する(S101)。
As shown in FIGS. 1, 2, and 7, after the warm-up of the
続いて、フォトセンサ126から出力されるパルス信号(図8参照)のパルス幅W1(時間t)を計測するためのタイマ(図示せず)の計時を開始する(S102)。
Subsequently, a timer (not shown) for measuring the pulse width W1 (time t) of the pulse signal (see FIG. 8) output from the
続いて、定着ベルト102の周速度Vが、所定の開始時速度V1を超えていた場合(S103)、定着ベルト102が問題なく回転していると判断し、加熱源である励磁回路124に電力を投入する(S104)。なお、周速度Vが所定の開始時速度V1を超えていない場合、定着ベルト102の回転を停止する(S112)。
Subsequently, when the peripheral speed V of the fixing
続いて、サーミスタ116で検知された定着ベルト102の温度が、所定の定着設定温度T1となった場合(S105)、プリンタ10の画像形成を開始する(S106)。所定の定着設定温度T1となっていない場合は、励磁回路124に継続して電力供給して、所定の定着設定温度T1となるまで待つ。
Subsequently, when the temperature of the fixing
続いて、パルス信号の周期T1及びパルス幅W1(時間t)を計測するためのタイマ計時を開始する(S107)。 Subsequently, the timer timing for measuring the period T1 and the pulse width W1 (time t) of the pulse signal is started (S107).
続いて、周期T1に基づいて定着ベルト102の周速度Vを測定し、基準周速度Vp(定着時の周速度)と周速度Vの差に基づいて速度制御が行われる(S108)。これにより、定着ベルト102の周速度がVpとなる。
Subsequently, the peripheral speed V of the fixing
続いて、計測されたパルス幅W1の時間tが、所定のパルス幅の時間tpよりも大きい場合(S109)、定着ベルト102に記録用紙Pが巻きついたと判断して、励磁コイル124への電力供給及び駆動モータ88の駆動を停止し、定着ベルト102の回転を停止させる(S112)。
Subsequently, when the time t of the measured pulse width W1 is larger than the time tp of the predetermined pulse width (S109), it is determined that the recording paper P is wound around the fixing
また、計測されたパルス幅W1の時間tが、所定のパルス幅の時間tpよりも小さい場合は、記録用紙Pの巻き付きは無しと判断して、画像形成ジョブの継続、非継続を判断する(S110)。 When the measured time t of the pulse width W1 is smaller than the time tp of the predetermined pulse width, it is determined that the recording paper P is not wound and it is determined whether the image forming job is continued or not continued ( S110).
ジョブ継続の場合は、S106に戻って画像形成を継続し、ジョブ非継続の場合は、励磁コイル124への電力供給を停止する(S111)。
If the job is continued, the process returns to S106 to continue image formation. If the job is not continued, the power supply to the
このようにして、定着装置100における定着ベルト102の速度検知と、記録用紙Pの巻き付き検知が行われる。
In this way, the speed detection of the fixing
なお、本実施形態では、マーク材130に光を当てて反射させ、反射光量を検出したが、マーク材130で光を吸収又は透過させて光量の低減量を検出してもよい。
In the present embodiment, light is applied to the
次に、本発明の定着装置及び画像形成装置の第2実施形態を図面に基づき説明する。 Next, a second embodiment of the fixing device and the image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、前述した第1実施形態と基本的に同一の部品には、前記第1実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。 Note that components that are basically the same as those in the first embodiment described above are given the same reference numerals as those in the first embodiment, and descriptions thereof are omitted.
図9a〜図9cに示すように、第2実施形態では、フォトセンサ126が、定着ベルト102における記録用紙Pの通紙領域(L2)の中央部で、且つニップ部出口側に対向配置されている。また、マーク材130は、定着ベルト102における記録用紙Pの通紙領域(L2)の中央部に設けられている。
As shown in FIGS. 9a to 9c, in the second embodiment, the
次に、本発明の第2実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of the second embodiment of the present invention will be described.
図9及び図10に示すように、通常時では、フォトセンサ126から出力されたパルス信号のパルス幅はW1で、周期はT1となっている。
As shown in FIGS. 9 and 10, in a normal state, the pulse width of the pulse signal output from the
マーク材130がフォトセンサ126の検知領域を通過してから時間T3が経過した時、定着ベルト102と加圧ロール104のニップ部に記録用紙Pが進入する(図9b)。
When the time T3 elapses after the
定着ベルト102に記録用紙Pが巻き付きはじめると(図9c)、記録用紙Pがマーク材130を覆うため、フォトセンサ126からの出射光が反射されなくなる。これにより、図10の破線で示すように、周期T1で出現するはずのパルスが消滅する。
When the recording paper P starts to be wound around the fixing belt 102 (FIG. 9c), the recording paper P covers the
ここで、周期T1毎にパルスの立ち上がりを検知しておくことでパルスの消滅が検知されるので、記録用紙Pの巻き付き検知が行える。 Here, since the disappearance of the pulse is detected by detecting the rising edge of the pulse every cycle T1, the winding of the recording paper P can be detected.
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。 In addition, this invention is not limited to said embodiment.
プリンタ10は、固体の現像剤を用いる乾式の電子写真方式だけでなく、液体現像剤を用いるものであってもよい。
The
定着装置100は、電磁誘導加熱部118を用いて定着ベルト102を電磁誘導加熱するものであったが、例えば、定着ニップ部N近傍の定着ベルト102の内側に、加熱手段あるいは熱供給部材としてのセラミックヒータを設け、定着ベルト102を局所加熱することにより、定着ベルト102を急速加熱するものであってもよい。
The fixing
サーミスタ116の代わりに、非接触タイプの温度検知センサを用いてもよく、さらに、温度検知センサは、定着ベルト102の内側に配置してもよい。
Instead of the
10 プリンタ(画像形成装置)
14Y 光走査装置(露光部)
22Y 現像器(現像部)
42 二次転写部(転写部)
60 搬送ベルト(搬送部)
70 制御部(制御手段)
78 タイマ(タイマ)
88 駆動モータ(駆動手段)
100 定着装置(定着装置)
102 定着ベルト(定着部材)
104 加圧ロール(加圧部材)
123 出射部(発光部)
125 受光部(受光部)
126 フォトセンサ(検知手段)
130 マーク材(被検知部)
P 記録用紙(記録媒体)
10 Printer (image forming device)
14Y optical scanning device (exposure unit)
22Y Developer (Developer)
42 Secondary transfer section (transfer section)
60 Conveyor belt (conveyor)
70 Control unit (control means)
78 Timer (Timer)
88 Drive motor (drive means)
100 Fixing device (fixing device)
102 Fixing belt (fixing member)
104 Pressure roll (Pressure member)
123 Emitting part (light emitting part)
125 Light receiving part (light receiving part)
126 Photosensor (detection means)
130 Mark material (detected part)
P Recording paper (recording medium)
Claims (4)
前記定着部材を回転駆動させる駆動手段と、
前記定着部材の表面を加圧する加圧部材と、
前記定着部材の外周面に設けられた被検知部と、
前記被検知部がある領域に前記光を照射する発光部と、前記被検知部がある領域で反射された前記光を受光する受光部とを有し、前記受光部で受光された光量に変動があったときにパルス信号を生成する検知手段と、
前記パルス信号のパルス幅及び周期を測定し、前記パルス幅又は前記周期に基づいて前記定着部材の周速度を演算して、基準周速度となるように前記駆動手段を駆動させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする定着装置。 A fixing member having both ends rotatably supported;
Driving means for rotationally driving the fixing member;
A pressure member that pressurizes the surface of the fixing member;
A detected portion provided on an outer peripheral surface of the fixing member;
It has a light emitting part that irradiates the light to the area where the detected part is present, and a light receiving part that receives the light reflected by the area where the detected part is present, and the amount of light received by the light receiving part varies. Detecting means for generating a pulse signal when
A control means for measuring a pulse width and a period of the pulse signal, calculating a peripheral speed of the fixing member based on the pulse width or the period, and driving the driving means so as to become a reference peripheral speed;
A fixing device comprising:
露光光を出射する露光部と、
前記露光光で形成された潜像を現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像部と、
前記現像部で顕在化された前記現像剤像を記録媒体上に転写する転写部と、
前記転写部で前記現像剤像が転写された記録媒体を前記定着装置に搬送する搬送部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 A fixing device according to any one of claims 1 to 3,
An exposure unit that emits exposure light; and
A developing unit that exposes the latent image formed by the exposure light with a developer to form a developer image; and
A transfer unit that transfers the developer image made visible in the developing unit onto a recording medium;
A transport unit that transports the recording medium onto which the developer image has been transferred in the transfer unit to the fixing device;
An image forming apparatus comprising:
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010231102A (en) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Fuji Xerox Co Ltd | Image forming apparatus, fixing device, and program |
JP2011118273A (en) * | 2009-12-07 | 2011-06-16 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing device, and image forming apparatus |
US10606197B2 (en) | 2017-11-07 | 2020-03-31 | Konica Minolta, Inc. | Endless belt, fixing device, image forming apparatus, and method of manufacturing endless belt |
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2007
- 2007-03-13 JP JP2007063397A patent/JP2008225066A/en active Pending
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