JP2017102156A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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健介 山地
Kensuke Yamaji
健介 山地
窪田 啓介
Keisuke Kubota
啓介 窪田
斎藤 聖治
Seiji Saito
聖治 斎藤
政己 岡本
Masami Okamoto
政己 岡本
健二 野沢
Kenji Nozawa
健二 野沢
菊島 祐樹
Yuki Kikushima
祐樹 菊島
文洋 廣瀬
Fumihiro Hirose
文洋 廣瀬
周太郎 湯淺
Shutaro Yuasa
周太郎 湯淺
香里 辺見
Kaori Hemmi
香里 辺見
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device that detects a variation in nip position due to change over time and adjusts the amount of pressing force at both ends in the axial direction of a pressure member.SOLUTION: There is provided a fixing device comprising: a fixing member; a heat source that heats the fixing member; and a pressure roller that faces the fixing member to form a nip, the fixing device conveying a recording medium carrying an unfixed image to the nip and fixing the unfixed image to the recording medium, and including pressing mechanisms that each independently press both ends of the pressure roller to the fixing member, and pressure amount detection means in the longitudinal direction of the pressure roller, in which the pressure amount is an amount of the pressure roller pressed into the fixing member by the pressing mechanisms, and is uniform in the longitudinal direction of the pressure roller.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機あるいはプリンタ等の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 an electrophotographic system.

近年、複写機、プリンタ、FAX等の電子写真方式の画像形成装置においては、装置の高寿命化に伴い、長期間の使用に関わらず画質に影響の少ない定着装置が要求されている。   2. Description of the Related Art In recent years, in electrophotographic image forming apparatuses such as copying machines, printers, and fax machines, there is a demand for a fixing apparatus that has little influence on image quality regardless of long-term use as the life of the apparatus increases.

定着装置としては、様々な方式のものが提案されており、所定の温度に維持された定着部材としての定着ローラと、定着ローラに圧接する加圧部材としての加圧ローラとを備え、加圧ローラと定着ローラとの圧接によって形成されたニップ部(定着ニップ部)により、未定着トナー像を担持した記録媒体を挟持搬送しつつ加熱し、定着させるローラ定着方式が知られている。   Various types of fixing devices have been proposed. The fixing device includes a fixing roller as a fixing member maintained at a predetermined temperature, and a pressure roller as a pressure member in pressure contact with the fixing roller. A roller fixing method is known in which a recording medium carrying an unfixed toner image is heated while being nipped and conveyed by a nip portion (fixing nip portion) formed by pressure contact between the roller and the fixing roller, and is fixed.

また、加圧ローラに対向配置される定着ローラと、定着ローラと加熱ローラとの間に張架される定着部材としての無端状の定着ベルト(定着スリーブ)とを備え、加圧ローラと定着ベルトとの圧接によって形成されたニップ部にて、定着ベルトを介して加熱ローラの熱を記録媒体に与えることで、未定着トナー像を記録媒体に加圧し、定着させるベルト定着方式が知られている。また、電磁誘導加熱方式等の定着方式も知られている。   Further, the pressure roller and the fixing belt are provided with a fixing roller disposed opposite to the pressure roller, and an endless fixing belt (fixing sleeve) as a fixing member stretched between the fixing roller and the heating roller. There is known a belt fixing method in which heat of a heating roller is applied to a recording medium through a fixing belt at a nip portion formed by pressure contact with the recording medium to pressurize and fix an unfixed toner image on the recording medium. . A fixing method such as an electromagnetic induction heating method is also known.

加圧ローラの表層は記録媒体の分離性向上のために離型層を有する。一方で、十分な離型性を確保しつつ耐久性の高い素材の選択は難しく、加圧ローラの回転速度が早くなるほど離型層への負担は大きくなってしまう。また、経時変動により加圧ローラ長手方向の駆動制御やギヤ列のバランスに偏差が生じてしまい、離型層の摩耗は両端で進行速度に差がある。離型層への負担が続くと、経時で印刷品質を保持できないという問題が生じる。   The surface layer of the pressure roller has a release layer for improving the separation property of the recording medium. On the other hand, it is difficult to select a highly durable material while ensuring sufficient release properties, and the higher the rotation speed of the pressure roller, the greater the burden on the release layer. Further, due to the variation with time, deviation occurs in the drive control in the longitudinal direction of the pressure roller and the balance of the gear train, and the abrasion speed of the release layer is different in the traveling speed at both ends. If the burden on the release layer continues, there arises a problem that the print quality cannot be maintained over time.

ニップを所定の圧力で押圧するために、印刷累積値に対応する補正量に基づき加圧ローラの定着ローラに対する押圧機構を加圧ローラの左右両端で異なる構成とする方法が開示されている(特許文献1)。しかしながら、機器の特性などに合わせて個別に調整する必要があり、汎用性が低いという課題がある。また、特許文献2には用紙の搬送状態や定着ベルトの寄りを検知しニップ位置を変更するものが開示されているが、ニップ位置のずれを検知するものではなく、離型層の負担を解決できるものではない。   In order to press the nip with a predetermined pressure, a method is disclosed in which the pressing mechanism of the pressure roller against the fixing roller is configured differently at the left and right ends of the pressure roller based on the correction amount corresponding to the accumulated print value (patent) Reference 1). However, there is a problem that versatility is low because it is necessary to individually adjust according to the characteristics of the device. Further, Patent Document 2 discloses a method for changing the nip position by detecting the paper conveyance state or the fixing belt shift, but does not detect the deviation of the nip position, and solves the burden on the release layer. It is not possible.

本発明の解決しようとする課題は経時に渡り加圧ローラの長手方向における押圧量を一定にすることができないことによる印刷品質の低下である。   The problem to be solved by the present invention is a decrease in print quality due to the fact that the pressing amount in the longitudinal direction of the pressure roller cannot be made constant over time.

具体的には、定着部材と、前記定着部材と対向しニップを形成する加圧部材と、を備え、ニップに搬送された記録媒体上の未定着画像を定着する定着装置において、前記加圧部材の回転軸の両端をそれぞれ独立して前記定着部材へ押圧する押圧機構を有し、該押圧機構により前記加圧部材が前記定着部材へ押し込まれる量である押し込み量を検知する検知手段と、を備え、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記押圧機構を制御することを特徴とする定着装置であることを特徴とする。   Specifically, in the fixing device that includes a fixing member and a pressure member that faces the fixing member and forms a nip, and fixes an unfixed image on a recording medium conveyed to the nip, the pressure member Detecting means for detecting a pressing amount that is an amount by which the pressing member is pressed into the fixing member by the pressing mechanism. And a fixing device that controls the pressing mechanism based on a detection result of the detection unit.

本発明による定着装置は、ニップ間での押し込み量を変化させることができ、経時に渡り印刷品質を保持することができる。   The fixing device according to the present invention can change the amount of pressing between nips, and can maintain the print quality over time.

本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. ベルト定着方式の定着装置の基本構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a basic configuration of a belt fixing type fixing device. 加圧ローラの構造を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of a pressure roller. 加圧ローラの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a pressure roller. 加圧ローラの制御機構を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the control mechanism of a pressure roller. 加圧ローラの制御機構を示す正面図である。It is a front view which shows the control mechanism of a pressure roller. 検知手段とニップ位置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a detection means and a nip position. 定着ローラ及び加圧ローラの断面図(図6のA−A’)及びニップ位置の説明図である。It is sectional drawing (A-A 'of FIG. 6) of a fixing roller and a pressure roller, and explanatory drawing of a nip position. 表面センサの説明図であるIt is explanatory drawing of a surface sensor. 通紙サイズと加圧ローラ表面に発生する屈曲を示す図である。It is a figure which shows the bending | flexion which generate | occur | produces on a sheet passing size and a pressure roller surface. 加圧ローラの軸方向で離型層の厚さが異なることを示す図である。It is a figure which shows that the thickness of a release layer differs in the axial direction of a pressure roller. クラウン形状の加圧ローラを示す図である。It is a figure which shows a crown-shaped pressure roller. 冷却機構と加圧ローラの斜視図である。It is a perspective view of a cooling mechanism and a pressure roller. 冷却機構と加圧ローラの正面図である。It is a front view of a cooling mechanism and a pressure roller. ベルト定着の他の例を表す図である。It is a figure showing the other example of belt fixing.

以下、本願に係る構成を図1から図14に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration according to the present application will be described in detail based on the embodiment shown in FIGS.

(画像形成装置)
図1は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるタンデム型カラー複写機の全体構成を説明する概略構成図である。図1を参照して、この画像形成装置の内部構成の概要及び動作について説明する。
(Image forming device)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating the overall configuration of a tandem type color copier that is an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. The outline and operation of the internal configuration of the image forming apparatus will be described with reference to FIG.

図1において、1は画像形成装置本体、2は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、3は原稿Dを原稿読込部4に搬送する原稿搬送部、4は原稿Dの画像情報を読み込む原稿読込部、7は転写紙等の用紙P(図示せず)が収容される給紙部、9は用紙Pの搬送タイミングを調整するレジストローラ、11Y,11M,11C,11BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される感光体ドラム、12は各感光体ドラム11Y,11M,11C,11BKの表面を帯電する帯電部、13は各感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上に形成される静電潜像を現像する現像部、14は各感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上に形成されたトナー像を用紙P上に重ねて転写する転写バイアスローラ(1次転写バイアスローラ)、15は各感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上の未転写トナーを回収するクリーニング部を示す。   In FIG. 1, 1 is an image forming apparatus main body, 2 is a writing unit that emits laser light based on input image information, 3 is a document conveying unit that conveys a document D to a document reading unit 4, and 4 is image information of the document D. A document reading unit to be read, 7 is a paper feed unit for storing paper P (not shown) such as transfer paper, 9 is a registration roller for adjusting the conveyance timing of the paper P, and 11Y, 11M, 11C, and 11BK are each color (yellow) , Magenta, cyan, and black) on which the toner image is formed, 12 is a charging unit that charges the surface of each of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK, and 13 is each of the photosensitive drums 11Y, 11M, and 11C. , 11, a developing unit that develops the electrostatic latent image formed on 11 BK, and a transfer unit 14 that transfers the toner images formed on the photosensitive drums 11 Y, 11 M, 11 C, and 11 BK on the paper P in an overlapping manner. Iasurora (primary transfer bias roller), 15 denotes the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, a cleaning unit for collecting the untransferred toner on 11BK.

また、16は中間転写ベルト17を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、17は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、18は中間転写ベルト17上のカラートナー像を用紙P上に転写するための2次転写バイアスローラ、20は用紙P上のトナー像を定着する定着装置である。   Also, 16 is an intermediate transfer belt cleaning unit for cleaning the intermediate transfer belt 17, 17 is an intermediate transfer belt on which toner images of a plurality of colors are transferred, and 18 is a color toner image on the intermediate transfer belt 17 on the paper P. A secondary transfer bias roller 20 for transferring is a fixing device for fixing the toner image on the paper P.

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。まず、原稿Dは、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス5上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス5上に載置された原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス5上の原稿Dの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Dにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Dのカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部2に送信される。そして、書込み部2からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光が、それぞれ、対応する感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK表面に向けて発せられる。   Hereinafter, an operation during normal color image formation in the image forming apparatus will be described. First, the document D is transported from the document table by the transport roller of the document transport unit 3 and placed on the contact glass 5 of the document reading unit 4. Then, the document reading unit 4 optically reads the image information of the document D placed on the contact glass 5. Specifically, the document reading unit 4 scans the image of the document D on the contact glass 5 while irradiating light emitted from an illumination lamp. Then, the light reflected by the document D is imaged on the color sensor via the mirror group and the lens. The color image information of the document D is read for each RGB (red, green, blue) color separation light by the color sensor, and then converted into an electrical image signal. Further, color conversion processing, color correction processing, spatial frequency correction processing, and the like are performed by the image processing unit based on the RGB color separation image signals to obtain yellow, magenta, cyan, and black color image information. Then, the image information of each color of yellow, magenta, cyan, and black is transmitted to the writing unit 2. Then, laser light based on the image information of each color is emitted from the writing unit 2 toward the corresponding surface of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK.

一方、4つの感光体ドラム11Y,11M,11C,11BKは、それぞれ、図1の反時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム11Y,11M,11C,11BKの表面は、帯電部12との対向部で、一様に帯電される(帯電工程)。こうして、感光体ドラム11Y,11M,11C,11BKの表面は、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。   On the other hand, the four photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK are rotated counterclockwise in FIG. First, the surfaces of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK are uniformly charged at a portion facing the charging unit 12 (charging process). Thus, a charged potential is formed on the surfaces of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK. Thereafter, the charged surfaces of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK reach the irradiation positions of the respective laser beams.

書込み部2において、4つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程)。   In the writing unit 2, laser light corresponding to the image signal is emitted from the four light sources corresponding to each color. Each laser beam passes through a different optical path for each color component of yellow, magenta, cyan, and black (exposure process).

イエロー成分に対応したレーザ光は、左側から1番目の感光体ドラム11Y表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム11Yの回転軸の長手方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電部12にて帯電された後の感光体ドラム11Y上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。   The laser beam corresponding to the yellow component is irradiated on the surface of the first photosensitive drum 11Y from the left side. At this time, the yellow component laser light is scanned in the longitudinal direction (main scanning direction) of the rotation axis of the photosensitive drum 11Y by a polygon mirror that rotates at high speed. Thus, an electrostatic latent image corresponding to the yellow component is formed on the photosensitive drum 11Y charged by the charging unit 12.

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、左から2番目の感光体ドラム11M表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、左から3番目の感光体ドラム11C表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、左から4番目の感光体ドラム11BK表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。   Similarly, the laser beam corresponding to the magenta component is irradiated on the surface of the second photosensitive drum 11M from the left, and an electrostatic latent image corresponding to the magenta component is formed. The cyan component laser light is applied to the surface of the third photosensitive drum 11C from the left to form an electrostatic latent image of the cyan component. The black component laser light is applied to the surface of the fourth photosensitive drum 11BK from the left, and an electrostatic latent image of the black component is formed.

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK表面は、それぞれ、現像部13との対向位置に達する。そして、各現像部13から感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK表面の潜像が現像される(現像工程)。   Thereafter, the surfaces of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK on which the electrostatic latent images of the respective colors are formed reach the positions facing the developing unit 13, respectively. Then, toner of each color is supplied from the developing units 13 onto the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK, and the latent images on the surfaces of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK are developed (developing process).

その後、現像工程後の感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように転写バイアスローラ14が設置されている。そして、転写バイアスローラ14の位置で、中間転写ベルト17表面に、感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(1次転写工程)。   Thereafter, the surfaces of the photoconductive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK after the development process reach the opposed portions to the intermediate transfer belt 17, respectively. Here, a transfer bias roller 14 is installed at each facing portion so as to contact the inner peripheral surface of the intermediate transfer belt 17. Then, the toner images of the respective colors formed on the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK are sequentially superimposed and transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 17 at the position of the transfer bias roller 14 (primary transfer process). .

そして、感光体ドラム11Y,11M,11C,11BKの転写工程後の表面は、それぞれ、クリーニング部15との対向位置に達する。そして、クリーニング部15で、感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上に残存する未転写トナーが回収される(クリーニング工程)。   The surfaces of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK after the transfer process reach positions facing the cleaning unit 15, respectively. Then, the untransferred toner remaining on the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK is collected by the cleaning unit 15 (cleaning process).

その後、感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム11Y,11M,11C,11BKにおける一連の作像プロセスが終了する。   Thereafter, the surfaces of the photoconductive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK pass through a static elimination unit (not shown), and a series of image forming processes on the photoconductive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK is completed.

他方、感光体ドラム11Y,11M,11C,11BK上の各色のトナーが重ねて転写(担持)された中間転写ベルト17は、図中の時計方向に走行して、2次転写バイアスローラ18との対向位置に達する。そして、2次転写バイアスローラ18との対向位置で、用紙P上に中間転写ベルト17上に担持されたカラーのトナー像が転写される(2次転写工程)。   On the other hand, the intermediate transfer belt 17 on which the toners of the respective colors on the photoconductive drums 11Y, 11M, 11C, and 11BK are transferred (carried) are run in the clockwise direction in the drawing and are connected to the secondary transfer bias roller 18. Reach the opposite position. Then, the color toner image carried on the intermediate transfer belt 17 is transferred onto the paper P at a position facing the secondary transfer bias roller 18 (secondary transfer step).

その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング部16の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部16に回収されて、中間転写ベルト17における一連の転写プロセスが終了する。   Thereafter, the surface of the intermediate transfer belt 17 reaches the position of the intermediate transfer belt cleaning unit 16. Then, the untransferred toner adhered on the intermediate transfer belt 17 is collected by the intermediate transfer belt cleaning unit 16, and a series of transfer processes in the intermediate transfer belt 17 is completed.

ここで、中間転写ベルト17と2次転写バイアスローラ18との間(2次転写ニップ)に搬送される用紙Pは、給紙部7からレジストローラ9等を経由して搬送されたものである。   Here, the sheet P conveyed between the intermediate transfer belt 17 and the secondary transfer bias roller 18 (secondary transfer nip) is conveyed from the sheet feeding unit 7 via the registration roller 9 and the like. .

詳しくは、用紙Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された用紙Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ9に導かれる。レジストローラ9に達した用紙Pは、タイミングを合わせて、2次転写ニップに向けて搬送される。   Specifically, the paper P fed by the paper feed roller 8 from the paper feed unit 7 that stores the paper P passes through the transport guide and is guided to the registration roller 9. The paper P that has reached the registration roller 9 is conveyed toward the secondary transfer nip at the same timing.

そして、フルカラー画像が転写された用紙Pは、搬送ベルトによって定着装置20に導かれる。定着装置20では、定着部材としての定着ローラ22と加圧部材としての加圧ローラ23とのニップにて、カラー画像(トナー)が用紙P上に定着される。   Then, the paper P on which the full color image is transferred is guided to the fixing device 20 by the transport belt. In the fixing device 20, a color image (toner) is fixed on the paper P at a nip between a fixing roller 22 as a fixing member and a pressure roller 23 as a pressure member.

そして、定着工程後の用紙Pは、排紙ローラによって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。   Then, the paper P after the fixing process is discharged as an output image outside the apparatus main body 1 by a paper discharge roller, and a series of image forming processes is completed.

図2は、ベルト定着方式の定着装置20の基本構成を示しており、定着ローラ22の長手方向での概略断面図である。   FIG. 2 shows a basic configuration of the belt fixing type fixing device 20, and is a schematic sectional view in the longitudinal direction of the fixing roller 22.

定着装置20は、加熱ローラ21、定着ローラ22、加熱ローラ21および定着ローラ22に張架される定着ベルト24、定着ローラ22を押圧して定着ベルト24との間にニップ部を形成する加圧ローラ23等を備えている。また、加熱ローラ21は、加熱手段(熱源)としてのヒータ25を内部に有している。   The fixing device 20 presses the heating roller 21, the fixing roller 22, the heating roller 21, the fixing belt 24 stretched around the fixing roller 22, and the fixing roller 22 to form a nip portion with the fixing belt 24. A roller 23 and the like are provided. The heating roller 21 has a heater 25 inside as a heating means (heat source).

定着装置20は、定着ローラ22と加圧ローラ23との圧接によって形成される定着ベルト24と加圧ローラ23とのニップ部Nに未定着トナー像を担持した用紙Pを通紙して加熱定着を行うものである。   The fixing device 20 heats and fixes a sheet P carrying an unfixed toner image through a nip N between the fixing belt 24 and the pressure roller 23 formed by pressure contact between the fixing roller 22 and the pressure roller 23. Is to do.

用紙Pは、入口ガイド26によりニップ部に案内される。なお、加熱ローラ21、定着ローラ22及び加圧ローラ23は、定着装置20の不図示の側板に回転可能に軸支され、図示しないローラの駆動手段等は、筐体に固定保持されている。   The sheet P is guided to the nip portion by the entrance guide 26. The heating roller 21, the fixing roller 22, and the pressure roller 23 are rotatably supported on a side plate (not shown) of the fixing device 20, and a driving means for the roller (not shown) is fixedly held on the casing.

加熱ローラ21は、例えば、金属材料からなる薄肉の円筒体であって、その円筒体の内部には熱源としてのヒータ25が固設されている。ヒータ25としては、例えば、ハロゲンヒータやカーボンヒータ等を用いることができる。また、ヒータ25の両端部は、定着装置20の筺体に固定されている。また、ヒータ25は、加熱ローラ21を外部から加熱する誘導加熱手段であっても良い。   The heating roller 21 is a thin cylindrical body made of, for example, a metal material, and a heater 25 as a heat source is fixed inside the cylindrical body. As the heater 25, for example, a halogen heater or a carbon heater can be used. Further, both end portions of the heater 25 are fixed to the casing of the fixing device 20. The heater 25 may be an induction heating unit that heats the heating roller 21 from the outside.

ヒータ25は、装置本体の電源部(交流電源)により出力制御され、このヒータ25からの輻射熱によって加熱ローラ21が加熱される。さらに加熱ローラ21によって加熱された定着ベルト24の表面から用紙Pに熱が加えられる。ヒータ25の出力制御は、定着ベルト24の表面に対向する位置に設けられるサーモパイル等の温度センサ(図示せず)によるベルト表面温度の検知結果に基づいてなされる。   The output of the heater 25 is controlled by a power supply unit (AC power supply) of the apparatus main body, and the heating roller 21 is heated by the radiant heat from the heater 25. Further, heat is applied to the paper P from the surface of the fixing belt 24 heated by the heating roller 21. The output control of the heater 25 is performed based on the detection result of the belt surface temperature by a temperature sensor (not shown) such as a thermopile provided at a position facing the surface of the fixing belt 24.

定着ベルト24は、定着ローラ22と加熱ローラ21の周囲に掛けまわされ、加熱ローラ21および定着ローラ22に密着している。このように構成した定着ベルト24に、定着ローラ22に対応する箇所に加圧ローラ23を押し当てることで、定着ニップ部を構成する。   The fixing belt 24 is wound around the fixing roller 22 and the heating roller 21, and is in close contact with the heating roller 21 and the fixing roller 22. The fixing nip portion is configured by pressing the pressure roller 23 against the fixing belt 24 configured as described above at a position corresponding to the fixing roller 22.

定着ベルト24は、例えば、PI(ポリイミド)樹脂からなる層厚90μmのベース層上に、シリコーンゴムなどの弾性層、離型層が順次積層された多層構造の無端ベルトである。   The fixing belt 24 is, for example, an endless belt having a multilayer structure in which an elastic layer such as silicone rubber and a release layer are sequentially laminated on a base layer made of PI (polyimide) resin and having a layer thickness of 90 μm.

定着ベルト24の弾性層は、層厚が200μm程度であって、シリコーンゴム、フッ素ゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ベルト24の離型層は、層厚が20μm程度であって、PFA(4フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、PES(ポリエーテルサルファイド)等で形成されている。定着ベルト24の表層に離型層を設けることにより、トナーに対する離型性が確保されることになる。   The elastic layer of the fixing belt 24 has a layer thickness of about 200 μm and is formed of an elastic material such as silicone rubber, fluorine rubber, and foamable silicone rubber. The release layer of the fixing belt 24 has a layer thickness of about 20 μm and is formed of PFA (tetrafluoroethylene bar fluoroalkyl vinyl ether copolymer resin), polyimide, polyetherimide, PES (polyether sulfide), or the like. ing. By providing a release layer on the surface layer of the fixing belt 24, the releasability for the toner is ensured.

定着ローラ22は、熱源を有しておらず、金属(鉄やアルミ)などの剛性の高い芯材(芯 金22a)を、シリコーンゴムなどの厚い弾性層で覆ったものである。ローラに限られず、パッドであってもよい。   The fixing roller 22 does not have a heat source, and is formed by covering a highly rigid core material (core metal 22a) such as metal (iron or aluminum) with a thick elastic layer such as silicone rubber. It is not restricted to a roller, A pad may be sufficient.

加圧ローラ23は、図3Bに示すように定着ローラ22と同様に、金属(SUS304等)の芯金23c上に、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性層23bが形成されたローラ部材である。弾性層の表面に離型層23aを設けることにより、用紙分離性を向上させている。また、円筒体の内部に熱源としてのヒータを設ける構成としても良い。離型層23aの素材としてフッ素樹脂があるが、用紙分離性の向上を果たすことができれば弾性層と同一部材であってもよい。   As shown in FIG. 3B, in the pressure roller 23, an elastic layer 23b made of fluorine rubber, silicone rubber, foamable silicone rubber or the like is formed on a metal (SUS304, etc.) metal core 23c, similarly to the fixing roller 22. It is a roller member. By providing the release layer 23a on the surface of the elastic layer, the paper separation property is improved. Moreover, it is good also as a structure which provides the heater as a heat source inside a cylindrical body. Although the fluororesin is used as the material of the release layer 23a, it may be the same member as the elastic layer as long as the paper separation property can be improved.

また、加圧ローラ23の芯金23cには、図4で示すように加圧ローラ23の変位手段としての加圧レバー40(40a,40b)が当接しており、加圧レバー40が後述する駆動手段により図中の矢印方向に移動することで、加圧ローラ23は、定着ローラ22に対する加圧力が変動する。この、加圧ローラ23の変位手段による加圧力を制御することで、ニップ幅の調整がなされる。なお、加圧ローラ23の変位手段は、加圧ローラ23の定着ローラ22に対する加圧力を変化させて、ニップ幅を変動させるものであればよく、加圧レバー40に限られるものではない。後述するように、加圧レバー40は軸方向両端に存在し、それぞれ独立して制御される。このことにより、軸方向両端での押し込み量を均一にすることができる。   Further, as shown in FIG. 4, a pressure lever 40 (40a, 40b) as a displacement means of the pressure roller 23 is in contact with the metal core 23c of the pressure roller 23, and the pressure lever 40 will be described later. By moving in the direction of the arrow in the figure by the driving means, the pressure applied to the fixing roller 22 of the pressure roller 23 varies. The nip width is adjusted by controlling the pressure applied by the displacement means of the pressure roller 23. The displacing means of the pressure roller 23 is not limited to the pressure lever 40 as long as it changes the nip width by changing the pressure applied to the fixing roller 22 by the pressure roller 23. As will be described later, the pressure levers 40 exist at both ends in the axial direction and are controlled independently. This makes it possible to make the amount of pushing at both ends in the axial direction uniform.

図2に戻って、テンションローラ27は、2つのローラ部材に張架された定着ベルト24に一定のテンションを与える役割を持ち、定着ベルト24の加熱ローラ21への接触面積を大きくすることができる。これにより、より多くの熱をヒータ25から定着ベルト24へと伝えることができる。   Returning to FIG. 2, the tension roller 27 has a role of applying a certain tension to the fixing belt 24 stretched between the two roller members, and can increase the contact area of the fixing belt 24 to the heating roller 21. . Thereby, more heat can be transferred from the heater 25 to the fixing belt 24.

また、図示しない駆動手段は、定着ローラ22を時計回り方向(D)に回転駆動させる。 駆動ローラとしての定着ローラ22の回転により、定着ローラ22に圧接する加圧ローラ23および定着ベルト24が同速で連れ回り回転する。なお、加圧ローラ23を駆動ローラとして回転駆動させるものであっても良い。   Further, a driving unit (not shown) rotates the fixing roller 22 in the clockwise direction (D). Due to the rotation of the fixing roller 22 as a driving roller, the pressure roller 23 and the fixing belt 24 that are in pressure contact with the fixing roller 22 rotate at the same speed. Note that the pressure roller 23 may be rotationally driven as a driving roller.

ニップ部を通紙した用紙Pは、定着ローラ22側に配置された分離板28または加圧ローラ23側に配置された分離爪29によって先端部が分離されて、搬送方向下流側に設けた上側出口ガイド30と下側出口ガイド31で形成される搬送経路に案内されて、次工程に排出される。なお、加圧ローラ23側に配置される分離爪29を定着ローラ22側と同様に分離板としても良い。   The sheet P that has passed through the nip portion is separated at the leading end by a separation plate 28 disposed on the fixing roller 22 side or a separation claw 29 disposed on the pressure roller 23 side, and is provided on the downstream side in the transport direction. It is guided to the conveyance path formed by the outlet guide 30 and the lower outlet guide 31 and discharged to the next process. Note that the separation claw 29 disposed on the pressure roller 23 side may be a separation plate, similar to the fixing roller 22 side.

冷却機構32は加圧ローラ23が所定温以上になったときに加圧ローラ23を冷却する機能を有する。これにより、加圧ローラ表面の摩耗を軽減することができる。冷却機構32については後述する。   The cooling mechanism 32 has a function of cooling the pressure roller 23 when the pressure roller 23 reaches a predetermined temperature or higher. Thereby, wear on the surface of the pressure roller can be reduced. The cooling mechanism 32 will be described later.

検知手段33はニップ上流に配置され、ニップ軸方向両端のニップ位置を検出する。   The detection means 33 is disposed upstream of the nip and detects nip positions at both ends in the nip axial direction.

定着ローラ22及び定着ベルト24と加圧ローラ23は、接離可能に構成されている。接離機構を有している理由として、常に接触させている状態では、定着ローラ22と加圧ローラ23が常に接触変形している状態になり、画像品質や耐久性に影響を与える為である。通紙時以外では定着ローラ22と加圧ローラ23を離間させることで、画像品質向上、ローラの高寿命を実現できる。   The fixing roller 22, the fixing belt 24, and the pressure roller 23 are configured to be able to contact and separate. The reason for having the contact / separation mechanism is that when the contact is always made, the fixing roller 22 and the pressure roller 23 are always in contact deformation, which affects the image quality and durability. . When the paper is not passed, the fixing roller 22 and the pressure roller 23 are separated from each other, so that the image quality can be improved and the life of the roller can be increased.

加圧ローラ23の表層摩耗を経時で観察すると、図3Aに示すように表層摩耗速度は長手方向で異なることが分かった。色の濃いほうが摩耗が進んでいることを示している。つまり、片側が早く、その反対側も摩耗はしているが進行速度が遅い。この理由として、駆動制御やギヤ配列のバランスが崩れることがある。もともとは両端において押し込み量に偏差がつかない構成としているが、一定温以上の熱を帯びる上に、経時変動で駆動制御やギヤ配列のバランスが崩れ、押し込み量に偏差が生じるために摩耗速度にも偏差が生じる。なお、図3の摩耗の程度は説明のために誇張して表現したものであり、実際の摩耗の程度を表すものではない。また、摩耗速度に偏差が生じるのは加圧ローラ23に限られるものではなく、加圧ローラ23と対向してニップを形成する定着ベルト24についても同様である。   When the surface layer wear of the pressure roller 23 was observed over time, it was found that the surface layer wear rate was different in the longitudinal direction as shown in FIG. 3A. The darker the color, the more worn it is. That is, one side is fast and the other side is worn but the traveling speed is slow. The reason for this is that the balance of drive control and gear arrangement may be lost. Originally, the push-in amount does not vary at both ends, but it is heated to a certain temperature or more, and the balance of drive control and gear arrangement is lost over time, resulting in a deviation in the push-in amount. Deviation also occurs. Note that the degree of wear in FIG. 3 is exaggerated for the purpose of explanation, and does not represent the actual degree of wear. Further, the deviation in the wear rate is not limited to the pressure roller 23, and the same applies to the fixing belt 24 that forms a nip facing the pressure roller 23.

そこで、本発明では、加圧ローラ23両端でそれぞれ独立して定着ローラ22へ押圧する機構を設ける。   Therefore, in the present invention, a mechanism for independently pressing the fixing roller 22 at both ends of the pressure roller 23 is provided.

(第一の実施例)
図4に示すように、加圧ローラ23の両軸の軸芯部には2本の加圧レバー40a,40bが連結されており、これら加圧レバー40a,40bは夫々独立に加圧制御される。すなわち、カム42a,42bが回転することによって加圧レバー40a,40bはそれぞれ独立に回動軸心41を中心に回動し、定着ローラ22に押し込まれる。このように、加圧ローラ23の軸受けを押圧する機構を両端で独立して設ける機構により、図5に示すように長手方向両端部押圧量を変化させることができる。押圧量とは押圧機構が加圧ローラ23に与える力の量であり、押し込み量とは加圧ローラ23が定着ローラ22に押し込まれる量のことである。
(First embodiment)
As shown in FIG. 4, two pressure levers 40a and 40b are connected to the shaft core portions of both shafts of the pressure roller 23, and these pressure levers 40a and 40b are independently pressure controlled. The That is, when the cams 42 a and 42 b rotate, the pressure levers 40 a and 40 b rotate independently about the rotation axis 41 and are pushed into the fixing roller 22. As described above, the pressing amount at both ends in the longitudinal direction can be changed by the mechanism in which the mechanism for pressing the bearing of the pressure roller 23 is provided independently at both ends as shown in FIG. The pressing amount is the amount of force that the pressing mechanism applies to the pressure roller 23, and the pressing amount is the amount that the pressing roller 23 is pressed into the fixing roller 22.

押圧量の制御について説明する。押圧量の判断は図6に示すように加圧ローラ23の軸方向両端部に設けた検知手段33からレーザを照射し、ニップ位置を検知することより行う。具体的には、定着ローラ22及び加圧ローラ23の弧の形状からニップ位置を割り出し、そのニップ位置情報から長手方向の押し込み量の差分を読み取り、必要な分カム42a,42bの位置を動かす。   The control of the pressing amount will be described. The determination of the pressing amount is performed by irradiating a laser from detection means 33 provided at both axial ends of the pressure roller 23 and detecting the nip position as shown in FIG. Specifically, the nip position is determined from the arc shape of the fixing roller 22 and the pressure roller 23, the difference in the pushing amount in the longitudinal direction is read from the nip position information, and the positions of the cams 42a and 42b are moved as necessary.

ここで言うニップ位置とは図7に示す点線四角部分に囲ったとおり、加圧ローラ23と定着ローラ22により作られる圧接領域の用紙侵入側端部を含む近傍域のことであり、左右両端でのニップ位置の差は押し込み量の差に由来する。つまり、定着ローラ22と加圧ローラ23の接触位置をピンポイントに検知する必要はなく、軸方向両端での押し込み量の差を検知できればよい。つまり、図7中点線部で囲った範囲で示したようなある程度広がりを持った範囲にレーザを照射することで足りる。   The nip position referred to here is the vicinity of the pressure contact area formed by the pressure roller 23 and the fixing roller 22 including the end portion on the paper intrusion side as surrounded by the dotted square portion shown in FIG. The difference in the nip position is derived from the difference in the pushing amount. That is, it is not necessary to detect the contact position between the fixing roller 22 and the pressure roller 23 as a pinpoint, and it is only necessary to detect the difference in the amount of pressing at both ends in the axial direction. That is, it suffices to irradiate the laser to a range having a certain extent as shown by the range surrounded by the dotted line in FIG.

検知手段33の位置は左右対称に設置することが望ましいが、これに限られたものではなくニップ位置の差が検知可能な範囲内であれば、設置位置は特に限られるものではない。ニップ位置調節のためのレーザ照射は、連続印刷中の非通紙時(通紙時と通紙時の間)に行っても良いし、特定の枚数ごとに行っても良い。連続印刷中に行えば、経時で押し込み量を監視することになるので、より効果的である。また、非通紙領域に検知手段33を設置することで通紙時でも押し込み量の調節が可能である。   Although it is desirable that the position of the detection means 33 be set symmetrically, it is not limited to this, and the position of the detection means 33 is not particularly limited as long as the difference in the nip position is within a detectable range. The laser irradiation for adjusting the nip position may be performed during non-passing (between passing and during passing) during continuous printing, or may be performed every specific number of sheets. If it is performed during continuous printing, the amount of push-in is monitored over time, which is more effective. Further, by installing the detection means 33 in the non-sheet passing area, the push-in amount can be adjusted even during the sheet passing.

図8にて、検知手段33について説明する。本実施形態において二次元レーザ式反射型センサを用いた。検知手段33はレーザを照射する発光素子Aと反射したレーザ受け入れる受光素子Bからなる。発光素子Aからの光A’が測定対象物である加圧ローラ23に照射され、加圧ローラ23から反射拡散された光線の一部B’が受光素子B上にスポットを結ぶことで加圧ローラ23との距離を検知し、ニップ位置を認識する。   The detection means 33 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a two-dimensional laser type reflective sensor is used. The detection means 33 includes a light emitting element A that irradiates a laser and a light receiving element B that receives the reflected laser. Light A ′ from the light emitting element A is applied to the pressure roller 23 which is a measurement object, and a part of the light beam B ′ reflected and diffused from the pressure roller 23 forms a spot on the light receiving element B so as to press. The distance to the roller 23 is detected to recognize the nip position.

本実施例では検知手段33として二次元レーザ変移計を用いたが、これに限られずニップ位置を確認できるものであればよい。例えば、カメラなどを用いてニップ位置を検出してもよい。   In the present embodiment, a two-dimensional laser shift meter is used as the detection means 33, but the present invention is not limited to this, and any device that can confirm the nip position may be used. For example, the nip position may be detected using a camera or the like.

本実施例では図6に示したとおり、検知手段33としてレーザ照射手段を33a,33bとして長手方向両端に2箇所設けたが、数についてこれに限られない。検知手段33が一つの場合、幅方向全域のニップ位置を検知すると誤差が大きくなるので、2つ以上用いることが好ましい。また、押圧量の差を検知し、前述の加圧機構で押し込み量を調節する必要があるのは両端部なので、検知手段33は偶数設けることが好ましい。これにより、長手方向両端の押し込み量(ニップ位置やニップ高さ)の差を検知し、前述した加圧機構で調整することができるので、押し込み量に差が出ないようにする事ができる。   In this embodiment, as shown in FIG. 6, two laser irradiation means 33a and 33b are provided as detection means 33 at both ends in the longitudinal direction, but the number is not limited thereto. When there is one detection means 33, it is preferable to use two or more because the error becomes large when the nip position in the entire width direction is detected. Further, since it is necessary to detect the difference in the pressing amount and adjust the pressing amount by the above-described pressurizing mechanism, it is preferable to provide an even number of detecting means 33. As a result, a difference in pushing amount (nip position or nip height) at both ends in the longitudinal direction can be detected and adjusted by the pressure mechanism described above, so that no difference in pushing amount can be prevented.

連続通紙により定着ローラ22及び加圧ローラ23が蓄熱し、径方向に膨張した状態においては、非蓄熱時よりも押圧量を下げた定着条件で定着を行うことができる。とりわけ、連続通紙時においては加圧ローラ23の表層である離型層23aがやわらかくなり、低温時に比較してダメージを受けやすくなる。そのため、上記説明したとおり、左右で相対的にニップ押し込み量を調節することに加えて押圧量の絶対量を少なくすることで、より加圧ローラ23表層の負担を減らすことができる。   In a state where the fixing roller 22 and the pressure roller 23 store heat by continuous paper passing and expand in the radial direction, fixing can be performed under a fixing condition in which the pressing amount is lower than that during non-heat storage. In particular, the release layer 23a, which is the surface layer of the pressure roller 23, becomes soft during continuous paper passing, and is more susceptible to damage than when it is at a low temperature. Therefore, as described above, the burden on the surface layer of the pressure roller 23 can be further reduced by reducing the absolute amount of the pressing amount in addition to adjusting the nip pressing amount relatively on the left and right.

(第二の実施例)
連続通紙時における加圧ローラ23表層の軟化および加圧ローラ23自体の径膨張に対しては、ニップ位置情報に代えてまたは併用して、加圧ローラ23表層にレーザ等を照射することで離型層23aの状態を確認し、定着条件を変化させても良い。離型層23aの表面状態は検知手段33にて検知することができる。レーザを照射してミクロン単位で加圧ローラ23の表面状態を読み取るためには、焦点を調整するため等に大型の調整機構が必要となるが、本実施形態では、少なくとも、レーザ光の揺らぎを確認可能なものであれば用いることができる。揺らぎ量については、後ほど説明をする。
(Second embodiment)
For the softening of the surface layer of the pressure roller 23 and the radial expansion of the pressure roller 23 itself during continuous paper feeding, the surface layer of the pressure roller 23 is irradiated with a laser or the like instead of or in combination with the nip position information. The state of the release layer 23a may be confirmed and the fixing conditions may be changed. The surface state of the release layer 23a can be detected by the detection means 33. In order to read the surface state of the pressure roller 23 in units of microns by irradiating the laser, a large adjustment mechanism is necessary for adjusting the focal point. In this embodiment, at least the fluctuation of the laser beam is suppressed. Anything that can be confirmed can be used. The amount of fluctuation will be described later.

図9はレーザ照射による摩耗量検知の説明図である。図中左側に示す未使用の加圧ローラ23に対し、(a)は異なる用紙サイズが通紙され、加圧ローラ23の表層にスジ跡d1は生じているもののダメージが少ない例(スジ跡が浅い)、(b)は同一用紙サイズが通紙され、加圧ローラ23の表層にスジ跡d2が生じている例(スジ跡が深い)、を示している。   FIG. 9 is an explanatory view of wear amount detection by laser irradiation. An example in which a different paper size is passed through the unused pressure roller 23 shown on the left side in the figure and the surface layer of the pressure roller 23 has a streak d1 but is less damaged (a streak trace is present). (Shallow) and (b) show examples in which the same paper size is passed and a streak d2 is generated on the surface layer of the pressure roller 23 (a streak is deep).

ここで、レーザを照射すると、(a)のように加圧ローラ23の表層にダメージが少なければ、レーザ光Lは、ほぼ直線として照射されるが、一方で、(b)のように加圧ローラ23の表層にスジのような跡が生じている場合は、スジ箇所でのレーザの焦点がずれ、レーザ光Lは、スジの発生箇所で屈曲する。屈曲箇所をLfで示している。このレーザ光Lの中心位置からの屈曲変位量である揺らぎ量の検知に基づいて、加圧ローラ23の表層の摩耗状態を把握することが可能となる。   Here, when the laser is irradiated, if the surface layer of the pressure roller 23 is not damaged as shown in (a), the laser beam L is irradiated as a substantially straight line, but on the other hand, the pressure is applied as shown in (b). When a trace such as a streak is generated on the surface layer of the roller 23, the focus of the laser at the streak is deviated, and the laser light L is bent at the streak. A bent portion is indicated by Lf. Based on the detection of the fluctuation amount that is the amount of bending displacement from the center position of the laser beam L, it becomes possible to grasp the wear state of the surface layer of the pressure roller 23.

ここまで加圧ローラ23の表面状態の検知について説明したが、蓄熱に由来する定着ベルト24の表層の軟化についても、同様にレーザ等の検知手段を用いて検知することができる。加圧ローラ23の表面状態の検知に併せて、またはこれに替えて、定着ベルト24にレーザを照射して、定着ベルト24の表層の摩耗状態を把握し、これにより定着条件を変化させてもよい。   Although the detection of the surface state of the pressure roller 23 has been described so far, the softening of the surface layer of the fixing belt 24 resulting from heat storage can be similarly detected using a detection means such as a laser. In addition to or instead of detecting the surface state of the pressure roller 23, the fixing belt 24 is irradiated with a laser to grasp the wear state of the surface layer of the fixing belt 24, thereby changing the fixing conditions. Good.

異なる紙サイズをまばらに通紙する場合、加圧ローラ23および定着ベルト24の表層への負担は各々の箇所に分散される。しかし実際には、図9に示したように同一紙サイズを通紙することが多く、負担が特定箇所に集中するので加圧ローラ23および定着べルト24の表層に屈曲が生じる。   When different paper sizes are sparsely passed, the load on the surface layer of the pressure roller 23 and the fixing belt 24 is distributed to each portion. However, in actuality, as shown in FIG. 9, the same paper size is often passed, and the load is concentrated on a specific location, so that the pressure roller 23 and the fixing belt 24 are bent.

具体的に表面状態を用いた定着条件の変化について説明する。まず、各用紙サイズに対応した加圧ローラ23表層の負荷がかかっている部分にレーザを照射し、表面状態を検知する。そして、検知した加圧ローラ23表層の表面状態に由来する屈曲量を計測し、その段差量分で加熱ローラ21の設定温度の変更や単位時間当たりの印刷枚数を少なくする生産性の制御を行う。また、定着ベルト24についても加圧ローラ23と同様に表面の屈曲量を計測し、同様の生産性の制御を行うことができる。   Specifically, changes in fixing conditions using the surface state will be described. First, the surface of the pressure roller 23 corresponding to each paper size is irradiated with a laser to detect the surface state. Then, the amount of bending derived from the surface state of the detected pressure roller 23 surface layer is measured, and the productivity is controlled so that the set temperature of the heating roller 21 is changed and the number of printed sheets per unit time is reduced by the step amount. . Also, the fixing belt 24 can measure the amount of bending of the surface in the same manner as the pressure roller 23 and can perform the same productivity control.

これにより、加圧ローラ23および定着ベルト24の表層への負担を減らす事が可能になる。なお、本実施形態では生産性の制御として連続印刷時の紙間を広げる制御を行ったが、これに限られず、例えば通紙間隔をひろげつつ、一枚あたりの通紙速度を上げることで、生産性を落とさずに加圧ローラ23の表層への負担を軽減することも可能である。   As a result, it is possible to reduce the burden on the surface layer of the pressure roller 23 and the fixing belt 24. In the present embodiment, the control for increasing the sheet interval during continuous printing is performed as a productivity control, but the present invention is not limited to this, for example, by increasing the sheet passing speed while increasing the sheet passing interval, It is also possible to reduce the burden on the surface layer of the pressure roller 23 without reducing productivity.

連続通紙が多く用いられる場合、加圧ローラ23および定着ベルト24へのダメージが多くなる。この場合、生産性の制御に加え、屈曲量による補正値を加えて生産性を低下させる制御を行う。これにより、更に加圧ローラ23および定着ベルト24の高寿命化を図ることができる。   When continuous paper passing is often used, damage to the pressure roller 23 and the fixing belt 24 increases. In this case, in addition to the productivity control, a control is performed to reduce the productivity by adding a correction value based on the bending amount. Thereby, the lifetime of the pressure roller 23 and the fixing belt 24 can be further extended.

加圧ローラ23表面の離型層23aの摩耗も通紙履歴により影響を受ける。離型層23aが厚いほど熱を加える必要があり、離型層23aが摩耗により薄くなることで必要熱量が小さくなる。加圧ローラ23の初期状態で適した定着制御温度に設定されているが、加圧ローラ23は、使用環境によって劣化していく。これに対し、本実施形態によれば、加圧ローラ23の劣化状態を検出して、その状態に適した定着制御温度に制御することができるので、加圧ローラ23の劣化をより好適に抑制することができる。そのため、離型層23aの表面性状としての表層段差量を読み取り、それに応じた補正値分温度を低下させることで制御温度を下げ劣化を抑制することができる。   Wear of the release layer 23a on the surface of the pressure roller 23 is also affected by the sheet passing history. As the release layer 23a is thicker, it is necessary to apply heat, and the required amount of heat is reduced because the release layer 23a becomes thinner due to wear. A fixing control temperature suitable for the initial state of the pressure roller 23 is set, but the pressure roller 23 deteriorates depending on the use environment. On the other hand, according to the present embodiment, the deterioration state of the pressure roller 23 can be detected and controlled to a fixing control temperature suitable for the state. can do. Therefore, by reading the surface layer step amount as the surface property of the release layer 23a and reducing the temperature by the correction value corresponding to the surface layer step amount, the control temperature can be lowered and deterioration can be suppressed.

表1に加圧ローラ23の表面段差量に応じた定着制御温度(通紙温度)低下表を示す。表中defは所定の定着制御温度を示し、例えば、離型層23aの厚さ差分が0.15mmでは補正値A分、低い定着制御温度に制御することを示している。
Table 1 shows a fixing control temperature (sheet passing temperature) lowering table corresponding to the surface level difference of the pressure roller 23. In the table, def indicates a predetermined fixing control temperature. For example, when the difference in thickness of the release layer 23a is 0.15 mm, the fixing control temperature is controlled to a lower fixing control temperature by the correction value A.

(第三の実施例)
上述したように、同一紙サイズを連続して印刷した場合、加圧ローラ23の表層は特定の箇所において他の箇所に比べて屈曲が発生しやすくなる。そのため、加圧ローラ23の表層の屈曲が発生しやすい箇所の膜厚を上げることも画像品質を維持させる方法である。具体的には、離型層23aの最も薄い箇所を70μmとしたとき、屈曲が発生しやすい位置の厚さを1.5〜2倍程度に変化させると効果的である。
(Third embodiment)
As described above, when the same paper size is continuously printed, the surface layer of the pressure roller 23 is more likely to bend at a specific location than at other locations. Therefore, increasing the film thickness of the portion where the surface layer of the pressure roller 23 is likely to be bent is also a method for maintaining the image quality. Specifically, when the thinnest part of the release layer 23a is 70 μm, it is effective to change the thickness of the position where bending is likely to occur to about 1.5 to 2 times.

しかし、特定サイズの用紙を想定して前記加圧ローラ23の膜厚を上げると、通紙する紙種紙厚が多い場合に対応出来なくなる場合がある。そのような場合は、図10のように長手方向中央部の膜厚に対して、長手方向両端につれて膜厚を漸増させる。これにより膜厚を局所的に増やした場合に発生しうる膜厚変化の境界における画像品質低下を避ける事が可能になる。とりわけ、加圧ローラ23がクラウン形状であり、長手方向のクラウン量に数段階の傾斜角度を持たせている場合は、その傾斜角度に合わせ、離型層の膜厚を増やすと効果的である。なぜなら、傾斜角度の大きい部分ほど負担がかかるからである。ここで言うクラウン形状とは、図11に示すようにローラの中心と端に近い位置間の直径の差異を有する形状のことである。今回は、R=1.22として、クラウン量が1.22mmのものを用いた。   However, if the film thickness of the pressure roller 23 is increased assuming a specific size of paper, it may not be possible to deal with a case where the thickness of the paper sheet to be passed is large. In such a case, as shown in FIG. 10, the film thickness is gradually increased toward the both ends in the longitudinal direction with respect to the film thickness in the central portion in the longitudinal direction. As a result, it is possible to avoid a decrease in image quality at the boundary of the film thickness change that may occur when the film thickness is locally increased. In particular, when the pressure roller 23 has a crown shape and the crown amount in the longitudinal direction has several steps of tilt angles, it is effective to increase the film thickness of the release layer according to the tilt angle. . This is because a portion with a larger inclination angle is more burdensome. The crown shape referred to here is a shape having a difference in diameter between positions close to the center and end of the roller as shown in FIG. This time, R = 1.22 and a crown amount of 1.22 mm were used.

(第四の実施例)
上記説明した加圧ローラ23表層の摩耗を防ぐ実施例1〜3において、加圧ローラ23を冷やす冷却機構32にて加圧ローラ23の温度が上がらないようにする方法を併用することも効果的である。具体的には図12のように加圧ローラ23に冷却機構32(32a,32b,32c)の開口125(125a,125b,125c)から風95をあて、加圧ローラ23の温度が90度以上に上がらないようにすれば効果が現れる。図13は加圧ローラ23と冷却機構32の正面図である。図は125a,125cからのみ風95が噴出しているが、125bからも風95を噴出させ、加圧ローラ23の軸方向全体に風95を噴出させてもよい。冷却機構32から風95をあてる際は通紙速度を落とす、または通紙を停止させると離型層23aの負担を軽減する点で更に効果的である。もし加圧ローラ23の表面温度が所定温度よりも上がってしまった場合、印刷時の用紙の間隔を広げ、生産性を落とす制御を入れると効果的である。
(Fourth embodiment)
In the first to third embodiments for preventing wear of the surface layer of the pressure roller 23 described above, it is also effective to use a method of preventing the temperature of the pressure roller 23 from rising by the cooling mechanism 32 for cooling the pressure roller 23. It is. Specifically, as shown in FIG. 12, air 95 is applied to the pressure roller 23 from the opening 125 (125a, 125b, 125c) of the cooling mechanism 32 (32a, 32b, 32c), and the temperature of the pressure roller 23 is 90 degrees or more. The effect will appear if you do not go up. FIG. 13 is a front view of the pressure roller 23 and the cooling mechanism 32. In the drawing, the wind 95 is ejected only from 125a and 125c. However, the wind 95 may be ejected also from 125b, and the wind 95 may be ejected in the entire axial direction of the pressure roller 23. When air 95 is applied from the cooling mechanism 32, it is more effective to reduce the load on the release layer 23a by reducing the sheet passing speed or stopping the sheet passing. If the surface temperature of the pressure roller 23 has risen above a predetermined temperature, it is effective to increase the sheet interval during printing and to control to reduce productivity.

言うまでも無く、上記第4の実施例のみを単独で用いてもよい。また、上記1〜4の実施例をそれぞれ組み合わせることも可能である。その際は、加圧ローラ23表面情報、ニップ位置情報、加圧ローラ温度検知手段34により検知される加圧ローラ23の温度情報を優先に検知し、各項目で閾値を越えたらそれらをトリガーとして押圧量を制御する。   Needless to say, only the fourth embodiment may be used alone. It is also possible to combine the above-mentioned embodiments 1 to 4. In that case, the pressure roller 23 surface information, the nip position information, and the temperature information of the pressure roller 23 detected by the pressure roller temperature detection means 34 are preferentially detected, and when each item exceeds a threshold value, they are used as a trigger. Control the amount of pressing.

以上の手段を用いることで、加圧ローラ23表層の片側にかかる負担を低減させることが可能になり、画像品質を維持させる事が出来る。   By using the above means, it is possible to reduce the burden on one side of the surface layer of the pressure roller 23, and it is possible to maintain the image quality.

実施例1,2,4では、非クラウン形状の加圧ローラ23を用いて説明を行ったが、図11に示すクラウン形状の加圧ローラ23であっても適用可能である。特に、クラウン形状の場合、非クラウン形状の場合に比べて、離型層23aへの負担が大きくなる。そのため本発明における構成は特に有効である。また、加圧ローラ23と定着ローラ22の柔らかさの大小は本実施例に限られない。また、言うまでも無くベルト定着以外の種々の定着方式、例えば図14のようなベルト定着においても適応可能である。   In the first, second, and fourth embodiments, the non-crown-shaped pressure roller 23 has been described. However, the crown-shaped pressure roller 23 illustrated in FIG. 11 is also applicable. In particular, in the case of the crown shape, the burden on the release layer 23a is greater than in the case of the non-crown shape. Therefore, the configuration in the present invention is particularly effective. Further, the softness of the pressure roller 23 and the fixing roller 22 is not limited to this embodiment. Needless to say, the present invention can also be applied to various fixing methods other than belt fixing, for example, belt fixing as shown in FIG.

1 画像形成装置
2 書込み部
3 原稿搬送部
4 原稿読込部
5 コンタクトガラス
7 給紙部
8 給紙ローラ
9 レジストローラ
11Y,11M,11C,11BK 感光体ドラム
12 帯電部
13 現像部
14 転写バイアスローラ(1次転写バイアスローラ)
15 クリーニング部
16 中間転写ベルトクリーニング部
17 中間転写ベルト
18 2次転写バイアスローラ
20 定着装置
21 加熱ローラ
22 定着ローラ
23 加圧ローラ
23a 離型層
24 定着ベルト
25 ヒータ
26 入口ガイド
27 テンションローラ
28 分離板(定着ローラ側)
29 分離爪(加圧ローラ23側)
30 上側出口ガイド
31 下側出口ガイド
32 冷却機構
33 検知手段
34 加圧ローラ温度検知手段
40 加圧レバー
41 回動軸心
42a,42b カム
95 風
125 開口
P 用紙(記録媒体)
A 発光素子
B 受光素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 2 Writing part 3 Original conveyance part 4 Original reading part 5 Contact glass 7 Paper feed part 8 Paper feed roller 9 Registration roller 11Y, 11M, 11C, 11BK Photosensitive drum 12 Charging part 13 Developing part 14 Transfer bias roller ( Primary transfer bias roller)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Cleaning part 16 Intermediate transfer belt cleaning part 17 Intermediate transfer belt 18 Secondary transfer bias roller 20 Fixing device 21 Heating roller 22 Fixing roller 23 Pressure roller 23a Release layer 24 Fixing belt 25 Heater 26 Entrance guide 27 Tension roller 28 Separating plate (Fixing roller side)
29 Separation claw (pressure roller 23 side)
30 Upper outlet guide 31 Lower outlet guide 32 Cooling mechanism 33 Detection means 34 Pressure roller temperature detection means 40 Pressure lever 41 Rotating axis 42a, 42b Cam 95 Wind 125 Opening P Paper (recording medium)
A Light emitting element B Light receiving element

特開平10−142995号公報JP-A-10-142959 特開2002−40865号公報JP 2002-40865 A

Claims (6)

定着部材と、
前記定着部材と対向しニップを形成する加圧部材と、を備え、
ニップに搬送された記録媒体上の未定着画像を定着する定着装置において、
前記加圧部材の回転軸の両端をそれぞれ独立して前記定着部材へ押圧する押圧機構を有し、
該押圧機構により前記加圧部材が前記定着部材へ押し込まれる量である押し込み量を検知する検知手段と、を備え、
前記検知手段の検知結果に基づいて、前記押圧機構を制御することを特徴とする定着装置。
A fixing member;
A pressure member that faces the fixing member and forms a nip, and
In a fixing device for fixing an unfixed image on a recording medium conveyed to a nip,
A pressing mechanism that presses both ends of the rotation shaft of the pressing member independently to the fixing member;
Detecting means for detecting a pressing amount, which is an amount by which the pressing member is pressed into the fixing member by the pressing mechanism;
A fixing device that controls the pressing mechanism based on a detection result of the detection means.
前記検知手段は前記ニップに対向して配置され、所定の通紙毎に前記加圧部材の押し込み量を検知することを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the detection unit is disposed to face the nip and detects the pressing amount of the pressure member every predetermined sheet passing. 前記検知手段は前記ニップ非通紙部に対向して配置され、連続通紙時に前記加圧部材の押し込み量を検知することを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the detection unit is disposed to face the nip non-sheet passing portion and detects a pressing amount of the pressure member during continuous sheet passing. 前記検知手段は前記ニップにレーザ光を照射して、該レーザ光の反射を検知するセンサであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の定着装置。   4. The fixing device according to claim 1, wherein the detection unit is a sensor that irradiates the nip with laser light and detects reflection of the laser light. 5. 前記検知手段は前記加圧部材軸方向端部に複数設けられることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein a plurality of the detection units are provided at an end portion in the axial direction of the pressure member. 請求項1から5のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019086665A (en) * 2017-11-07 2019-06-06 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Image forming apparatus

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