JP2018189781A - Image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィルム加熱方式の定着装置を搭載した画像形成装置に関し、特にフィルムの寄りを規制する技術に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus equipped with a film heating type fixing device, and more particularly to a technique for regulating the shift of a film.
従来から、この種の画像形成装置で用いられる定着装置として、オンデマンド性に優れたフィルム加熱方式の定着装置が用いられている。フィルム加熱方式の定着装置は、円筒状の定着フィルムと、定着フィルムの内面と接触する加熱体と、定着フィルムを介して加熱体と共に定着ニップを形成する加圧部材を有する。そして、定着ニップでトナー像を担持した記録材を挟持搬送しながら加熱し、トナー像を記録材に定着するものである。（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１の定着装置には、定着フィルムの回転軸方向位置を規制する環状フランジ部材（規制部材）が設けられている。環状フランジ部材は、定着フィルムの端部に当接して定着部材の軸方向の移動を規制する規制面と、定着フィルムの内周面に摺動して定着フィルムの回転を案内するガイド面と、を一体的に備えている。規制面は、通常、定着フィルムの回転軸に対して直交するように構成されている。
Conventionally, as a fixing device used in this type of image forming apparatus, a film heating type fixing device having excellent on-demand characteristics has been used. The film heating type fixing device includes a cylindrical fixing film, a heating body that contacts the inner surface of the fixing film, and a pressure member that forms a fixing nip together with the heating body via the fixing film. Then, the recording material carrying the toner image at the fixing nip is heated while being nipped and conveyed to fix the toner image on the recording material. (For example, refer to Patent Document 1).
The fixing device disclosed in Patent Document 1 is provided with an annular flange member (regulating member) that regulates the position of the fixing film in the rotation axis direction. The annular flange member is in contact with the end portion of the fixing film to restrict the axial movement of the fixing member, and a guide surface that slides on the inner peripheral surface of the fixing film to guide the rotation of the fixing film; Is integrated. The regulating surface is usually configured to be orthogonal to the rotation axis of the fixing film.
しかしながら、フィルム加熱方式での定着装置においては、設計の公差等や通紙条件により、定着フィルムの回転軸と記録材の搬送方向が、互いに直交する状態からずれる場合がある。そのような場合、記録材の通紙の影響によって、定着フィルムの回転軸方向への片寄り（以下、フィルムの寄りと称する）が発生し、定着フィルム端面の変形、破損が生じるおそれがある。
本発明の目的は、定着フィルムに、回転軸方向への強い寄り力が発生することを抑制し得る画像形成装置を提供することにある。
However, in the fixing device using the film heating method, the rotation axis of the fixing film and the conveyance direction of the recording material may deviate from each other depending on design tolerances and paper passing conditions. In such a case, the displacement of the fixing film in the direction of the rotation axis (hereinafter referred to as “film displacement”) may occur due to the effect of passing the recording material, and the end face of the fixing film may be deformed or damaged.
An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing the occurrence of a strong shift force in the rotation axis direction on a fixing film.
上記目的を達成するために、本発明は、
円筒状の定着フィルムと、該定着フィルムの内面と接触する加熱体と、前記定着フィルムを介して前記加熱体と共に定着ニップを形成する加圧部材と、前記定着フィルムの回転軸方向の端部を規制する規制面を有する規制部材と、を有し、前記加圧部材の回転駆動によって、前記定着ニップにて現像剤像を担持した記録材を挟持搬送しながら前記現像剤像が定着される定着装置と、
該定着装置の前記加圧部材の回転を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記規制部材の規制面は、前記定着フィルムの回転軸方向の端部の円周長の一部が当接する構成であり、
前記制御手段は、画像形成が終了し、後回転停止後に、前記定着フィルムの回転軸方向の端部の円周長のうち、前記規制部材の規制面と当接していない部分に相当する長さ以上再回転するように前記加圧部材の回転を制御することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A cylindrical fixing film; a heating member that contacts the inner surface of the fixing film; a pressure member that forms a fixing nip with the heating member via the fixing film; and an end portion of the fixing film in the rotation axis direction. And a fixing member that fixes the developer image while nipping and transporting the recording material carrying the developer image at the fixing nip by rotation driving of the pressure member. Equipment,
An image forming apparatus having control means for controlling rotation of the pressure member of the fixing device.
The restricting surface of the restricting member is configured such that a part of the circumferential length of the end portion in the rotation axis direction of the fixing film is in contact,
The control means has a length corresponding to a portion of the circumferential length of the end portion in the rotation axis direction of the fixing film that is not in contact with the regulating surface of the regulating member after image formation is completed and post-rotation is stopped. The rotation of the pressure member is controlled so as to re-rotate as described above.
本発明によれば、定着フィルムに、回転軸方向への強い寄り力が発生することを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of a strong shifting force in the rotation axis direction on the fixing film.
以下に本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
［実施形態１］
（１）画像形成装置の全体構成
図１は、本発明が適用される画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
この画像形成装置１００は、給紙部１０２と、レーザ光学系１０３と、レーザ光学系１０３からのレーザ光照射により画像形成を為す画像形成部１０４と、定着装置１０５と、各部、各装置のシーケンスを制御する制御装置１０６と、を備えている。
給紙部１０２は、給紙トレイ１０７に積載された記録材を１枚ずつ分離し搬送するものである。レーザ光学系１０３は、外部装置より提供された画像データに基づき変調して発光したレーザ光を画像形成部１０４に照射するレーザスキャナユニットによって構成される。レーザスキャナユニットは、レーザユニット１２２からのレーザ光を走査するためのポリゴンミラー１２４、ポリゴンミラー１２４を回転駆動するモータ１２３、結像レンズ群１２５、折り返しミラー１２６を備えている。
画像形成部１０４は、感光体ドラム１１０を有し、公知の静電プロセスによって、感光体ドラム１１０上に現像剤像としてのトナー像を形成し、トナー像を転写ローラ１１１によって記録材Ｐ上に転写する。
定着装置１０５は、熱の供給及び圧力の付与により、トナー像を記録材Ｐに定着させる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to them.
[Embodiment 1]
(1) Overall Configuration of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
The image forming apparatus 100 includes a paper feeding unit 102, a laser optical system 103, an image forming unit 104 that forms an image by laser light irradiation from the laser optical system 103, a fixing device 105, and a sequence of each unit and each unit. And a control device 106 for controlling the above.
The paper feed unit 102 separates and transports the recording materials stacked on the paper feed tray 107 one by one. The laser optical system 103 includes a laser scanner unit that irradiates the image forming unit 104 with laser light that is modulated and emitted based on image data provided from an external device. The laser scanner unit includes a polygon mirror 124 for scanning the laser light from the laser unit 122, a motor 123 that rotationally drives the polygon mirror 124, an imaging lens group 125, and a folding mirror 126.
The image forming unit 104 includes a photosensitive drum 110, forms a toner image as a developer image on the photosensitive drum 110 by a known electrostatic process, and the toner image is formed on the recording material P by the transfer roller 111. Transcript.
The fixing device 105 fixes the toner image on the recording material P by supplying heat and applying pressure.
（２）画像形成装置の動作
上記画像形成装置において、画像形成は以下の手順で行われる。
給紙部１０２は、外部装置より画像情報が画像形成装置へ転送されると、給紙トレイ１０７より記録材Ｐを１枚ずつ分離して繰り出す。給紙トレイ１０７より繰り出された記録材Ｐは、不図示の搬送ローラと搬送ローラに対向設置された搬送コロとの当接部（搬送ニップ部）によって、画像形成部１０４に搬送される。
画像形成部１０４においては、回動可能に軸支された感光体ドラム１１０の表面が、同じく回動可能な帯電ローラ１０８により一様に帯電され、さらに、上記画像情報に基づきレーザ光学系１０３から照射されたレーザ光により静電潜像が形成される。引き続き、感
光体ドラム１１０の静電潜像が、トナーを担持した現像スリーブ１０９に対峙する位置を通過する際に、感光体ドラム１１０と現像スリーブ１０９間に印加されたバイアスによって、感光体ドラム１１０の表面上の帯電域にトナーが付着し、トナー像が形成される。
さらに、感光体ドラム１１０の表面上の帯電域に形成されたトナー像は、感光体ドラム１１０における転写ローラ１１１との当接部（転写ニップ部）を通過する際に、感光体ドラム１１０と転写ローラ１１１の間に印加された転写バイアスにより記録材Ｐへと転写される。
記録材Ｐに担持されたトナー像は、定着装置１０５において熱の供給と圧力の付与により定着画像となる。そして、定着装置１０５の搬送力によって排紙ローラ１１９へと送られ、排紙ローラ１１９によって排紙部へ排紙されることで（図中、矢印方向）、一連の画像形成過程が終了する。
(2) Operation of Image Forming Apparatus In the above image forming apparatus, image formation is performed according to the following procedure.
When image information is transferred from the external apparatus to the image forming apparatus, the sheet feeding unit 102 separates and feeds the recording materials P one by one from the sheet feeding tray 107. The recording material P fed out from the paper feed tray 107 is conveyed to the image forming unit 104 by an abutting portion (conveying nip portion) between a conveying roller (not shown) and a conveying roller disposed opposite to the conveying roller.
In the image forming unit 104, the surface of the photosensitive drum 110 that is rotatably supported is uniformly charged by the rotatable charging roller 108, and further from the laser optical system 103 based on the image information. An electrostatic latent image is formed by the irradiated laser light. Subsequently, when the electrostatic latent image on the photosensitive drum 110 passes through a position facing the developing sleeve 109 carrying toner, the photosensitive drum 110 is biased by a bias applied between the photosensitive drum 110 and the developing sleeve 109. The toner adheres to the charged area on the surface of the toner and a toner image is formed.
Further, the toner image formed in the charged area on the surface of the photosensitive drum 110 is transferred to the photosensitive drum 110 when passing through a contact portion (transfer nip portion) of the photosensitive drum 110 with the transfer roller 111. The image is transferred onto the recording material P by a transfer bias applied between the rollers 111.
The toner image carried on the recording material P becomes a fixed image by supplying heat and applying pressure in the fixing device 105. Then, the sheet is sent to the paper discharge roller 119 by the conveying force of the fixing device 105, and is discharged to the paper discharge unit by the paper discharge roller 119 (in the direction of the arrow in the figure), thereby completing a series of image forming processes.
（３）定着装置の詳細構成
次に、図２を参照して、上記定着装置１０５の詳細構成について説明する。
図２（Ａ）は本実施例に係る定着装置１０５を記録材導入側から見た図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ’線断面図、図２（Ｃ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ’線断面図、図２（Ｄ）は定着フィルムの断面図、図２（Ｅ）は加圧ローラの断面図である。
定着装置１０５は、上述のように立ち上げ時間の短縮や低消費電力化を目的としたフィルム加熱方式の像加熱装置であり、図２（Ａ）においては、定着装置１０５の内部の様子が分かるように、定着フィルム１１４は破線で示し内部を透かして示している。
定着装置１０５は、図２（Ｂ）に示すように、円筒状の定着フィルム１１４と、定着フィルム１１４の内面と接触する加熱体１１２と、定着フィルム１１４を介して加熱体１１２と共に定着ニップＮＰを形成する加圧部材としての加圧ローラ１１６とを有している。そして、加圧ローラ１１６の回転駆動によって、定着ニップＮＰにてトナー像を担持した記録材Ｐを挟持搬送しながらトナー像が加熱加圧されて定着される。
加熱体１１２は加熱体支持体１１５に支持され、定着フィルム１１４は、加熱体１１２と加熱体支持体１１５に外嵌されている。定着フィルム１１４は内周長が加熱体１１２及び加熱体支持体１１５の外周に対して余裕をもって外嵌されている。したがって、定着フィルム１１４は加熱体１１２と加熱体支持体１１５とにガイドされて回転するものとなっている。
定着フィルム１１４は、図２（Ｄ）に示すように、基体１１４ａと、この基体１１４ａの上に設けられた導電プライマ層１１４ｂと、この導電プライマ層１１４ｂの上に形成された離型層１１４ｃと、から構成されている。基体１１４ａは、厚さ２０〜１００μｍのポリイミド樹脂からなり、離型層１１４ｃは、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰなどのフッ素樹脂から構成される。
加熱体１１２は、良熱伝導性で耐熱絶縁性の基板と、この基板の表面に積層された電気抵抗材料からなる電気抵抗層と、この電気抵抗層の上にコートされたガラスやフッ素樹脂などからなる保護層とを有している。基板は、アルミナや窒化アルミニウム等によって構成され、電気抵抗層は、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）などの電気抵抗材料が厚み約１０［μｍ］、幅１〜３［ｍｍ］に、スクリーン印刷などにより塗工された構成となっている。また、保護層はガラスやフッ素樹脂などから構成されている。
この加熱体１１２の裏面には、温度検知手段としてのサーミスタ１１３が配置され、このサーミスタ１１３は、図１１に示すように、Ａ／Ｄ変換機１１を介して温度制御手段としてのＣＰＵ１０に接続されている。
加圧ローラ１１６は、図２（Ｅ）に示すように、芯金１１６ａと、この芯金１１６ａの周囲に設けられた耐熱性の弾性層１１６ｂと、さらに弾性層１１６ｂの上に形成された離型層１１６ｃとにより構成されている。この加圧ローラ１１６は、軸受け（不図示）によって回転自在に支持されている。
芯金１１６ａは、たとえば、φ８．５［ｍｍ］のＳＵＳ等の金属材が用いられる。弾性層１１６ｂは、絶縁性のシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいは耐熱ゴムを発砲
して形成した弾性体等によって構成される。そして、弾性層１１６ｂの外周には、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰなどのフッ素樹脂による離型層１１６ｃが形成されている。
本実施例では、たとえば、加圧ローラ１１６として外径１４．０［ｍｍ］ 、硬度４０°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ ６００［ｇ］荷重）とした加圧ローラ１１６が用いられる。
定着フィルム１１４の回転軸方向（長手方向）の両端部には、定着フィルム１１４の回転軸方向の端部を規制する規制面を有する規制部材としての定着フランジ１１７を備えている。定着フランジ１１７は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂等の耐熱性樹脂により形成され、定着フィルム１１４の回転軸方向の両端部に嵌合されている。
また、定着フランジ１１７は、加熱体支持体１１５および加圧ステー（不図示）の両端部を支持しており、定着装置１０５に保持された左右一対の加圧バネ１２９により、加圧ローラ１１６の方向Ｓに、所定の加圧力、この実施例では、約１０［ｋｇｆ］の力で加圧されている。この力は、定着フランジ１１７から加圧ステー（不図示）、加熱体支持体１１５を介して、加熱体１１２を、定着フィルム１１４を挟んで加圧ローラ１１６に当接させ、記録材Ｐ上の未定着のトナー像Ｔの加熱定着に必要な所定幅の定着ニップＮＰを形成する。
図３は、定着フランジ１１７の形状を示した図であり、（Ａ）は、定着フィルム１１４を外嵌する面を定着フィルム１１４の回転軸方向から見た図、（Ｂ）は、図２（Ａ）と同様、記録材導入側から見た図である。
定着フランジ１１７は、定着フィルム１１４の端部に当接して定着フィルム１１４の回転軸方向への移動を規制する規制面１１７ａと、定着フィルム１１４の内周面に摺動して定着フィルム１１４の回転を案内する略半円形のガイド面１１７ｂを備えている。定着フランジの規制面１１７ａとガイド面１１７ｂは、加熱体支持体１１５と組み合わせた際に干渉することのないよう、定着フィルムの円周長全周に対応するよう形成されているのではなく、図３に示すように上側２／３程度の領域に形成されている。しがたって、規制面１１７ａは、定着フィルム１１４の回転軸方向の端部の円周長の一部、図示例では、円周長の２／３程度が当接する構成となっている。
(3) Detailed Configuration of Fixing Device Next, the detailed configuration of the fixing device 105 will be described with reference to FIG.
2A is a view of the fixing device 105 according to the present embodiment as viewed from the recording material introduction side, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 2A, and FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 2A, FIG. 2D is a cross-sectional view of the fixing film, and FIG. 2E is a cross-sectional view of the pressure roller.
The fixing device 105 is a film heating type image heating device for the purpose of shortening the start-up time and reducing power consumption as described above. In FIG. 2A, the inside of the fixing device 105 can be seen. As described above, the fixing film 114 is indicated by a broken line, and the inside is shown through.
As shown in FIG. 2B, the fixing device 105 includes a cylindrical fixing film 114, a heating body 112 that contacts the inner surface of the fixing film 114, and a fixing nip NP together with the heating body 112 via the fixing film 114. And a pressure roller 116 as a pressure member to be formed. Then, the rotation of the pressure roller 116 causes the toner image to be heated and pressurized and fixed while nipping and conveying the recording material P carrying the toner image at the fixing nip NP.
The heating body 112 is supported by the heating body support 115, and the fixing film 114 is externally fitted to the heating body 112 and the heating body support 115. The fixing film 114 is externally fitted with a sufficient margin on the outer circumference of the heating body 112 and the heating body support 115. Therefore, the fixing film 114 is guided and rotated by the heating body 112 and the heating body support 115.
As shown in FIG. 2D, the fixing film 114 includes a base 114a, a conductive primer layer 114b provided on the base 114a, and a release layer 114c formed on the conductive primer layer 114b. , Is composed of. The base 114a is made of a polyimide resin having a thickness of 20 to 100 μm, and the release layer 114c is made of a fluororesin such as PFA, PTFE, or FEP.
The heating element 112 includes a substrate having good thermal conductivity and heat resistance and insulation, an electric resistance layer made of an electric resistance material laminated on the surface of the substrate, and glass or fluororesin coated on the electric resistance layer. And a protective layer made of The substrate is made of alumina, aluminum nitride, or the like, and the electric resistance layer is made of an electric resistance material such as Ag / Pd (silver palladium) with a thickness of about 10 [μm] and a width of 1 to 3 [mm]. It becomes the composition coated by. The protective layer is made of glass or fluororesin.
A thermistor 113 as temperature detecting means is disposed on the back surface of the heating body 112, and the thermistor 113 is connected to the CPU 10 as temperature control means via the A / D converter 11, as shown in FIG. ing.
As shown in FIG. 2E, the pressure roller 116 includes a cored bar 116a, a heat-resistant elastic layer 116b provided around the cored bar 116a, and a separation formed on the elastic layer 116b. And a mold layer 116c. The pressure roller 116 is rotatably supported by a bearing (not shown).
For the metal core 116a, for example, a metal material such as SUS of φ8.5 [mm] is used. The elastic layer 116b is made of heat-resistant rubber such as insulating silicon rubber or fluorine rubber, or an elastic body formed by firing heat-resistant rubber. A release layer 116c made of a fluororesin such as PFA, PTFE, or FEP is formed on the outer periphery of the elastic layer 116b.
In this embodiment, for example, a pressure roller 116 having an outer diameter of 14.0 [mm] and a hardness of 40 ° (Asker-C 600 [g] load) is used as the pressure roller 116.
Fixing flanges 117 as restricting members having restricting surfaces for restricting ends of the fixing film 114 in the rotation axis direction are provided at both ends in the rotation axis direction (longitudinal direction) of the fixing film 114. The fixing flange 117 is formed of a heat resistant resin such as a liquid crystal polymer resin having a high heat resistance, and is fitted to both ends of the fixing film 114 in the rotation axis direction.
The fixing flange 117 supports both ends of the heating body support 115 and a pressure stay (not shown), and a pair of left and right pressure springs 129 held by the fixing device 105 causes the pressure roller 116 to move. The pressure is applied in the direction S with a predetermined pressure, in this embodiment, a force of about 10 [kgf]. This force causes the heating body 112 to come into contact with the pressure roller 116 with the fixing film 114 interposed between the fixing flange 117 and the pressure support stay (not shown) and the heating body support body 115, so A fixing nip NP having a predetermined width necessary for heating and fixing the unfixed toner image T is formed.
3A and 3B are views showing the shape of the fixing flange 117. FIG. 3A is a view in which the surface on which the fixing film 114 is fitted is seen from the direction of the rotation axis of the fixing film 114, and FIG. It is the figure seen from the recording material introduction side like A).
The fixing flange 117 is in contact with the end portion of the fixing film 114 and slides on the inner peripheral surface of the fixing film 114 while sliding on the inner peripheral surface of the fixing film 114 and the regulating surface 117 a that restricts the movement of the fixing film 114 in the rotation axis direction. Is provided with a substantially semicircular guide surface 117b. The fixing flange regulating surface 117a and the guide surface 117b are not formed so as to correspond to the entire circumference of the fixing film so as not to interfere when combined with the heating body support 115. As shown, it is formed in the upper 2/3 region. Therefore, the regulating surface 117a is configured to contact a part of the circumferential length of the end portion of the fixing film 114 in the rotation axis direction, in the illustrated example, about 2/3 of the circumferential length.
・定着装置の動作説明（画像形成時）
定着装置１０５は、画像形成時には以下のように動作する。
加圧ローラ１１６の芯金１１６ａの端部に設けられた駆動ギアＧが、モータ（不図示）により回転駆動されることによって、加圧ローラ１１６は矢印方向に回転する。この加圧ローラ１１６の回転により、定着ニップＮＰにおいて、加圧ローラ１１６の外周面と定着フィルム１１４の離型層１１４ｃの外周面（以下、定着フィルム１１４表面と記す）との摩擦力により、定着フィルム１１４に回転力が作用する。その回転力により、定着フィルム１１４は、その内面側が定着ニップＮＰにおいて加熱体１１２に密着して摺動しながら加熱体支持体１１５の外回りを矢印方向に加圧ローラ１１６の回転周速度と略同じ周速度で従動回転する。
定着フィルム１１４と加熱体１１２及び加熱体支持体１１５との間には、定着フィルム１１４の耐摩耗性向上、摺動抵抗を減らして定着フィルム１１４の回転の安定化を図ること、及び定着フィルム１１４への均一な熱伝達等を目的として、潤滑剤としての耐熱性グリスが塗布されている。耐熱性グリスとしては、たとえば、基油であるパーフロロポリエーテルや、増稠剤としてのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等から構成されているフッ素グリスを用いることができる。
図１１に示すように、制御装置１０６のＣＰＵ１０は、通電制御手段としてのトライアック１２をオンし、これにより加熱体１１２の表面に形成された電気抵抗層に通電され、加熱体１１２が発熱し昇温する。
加熱体１１２の温度は、その裏面に設けられたサーミスタ１１３の出力信号（温度検知信号）としてＡ／Ｄ変換機１１を通してＣＰＵ１０に送られる。ＣＰＵ１０は、温度検知信号に基づいて、トライアック１２により加熱体１１２に通電する電力を位相制御あるいは波数制御等により制御して、加熱体１１２の温度制御を行う。所定の設定温度（目標温
度）より低い場合には加熱体１１２を昇温させ、設定温度より高い場合には加熱体１１２を降温させるようにトライアック１２を制御し、加熱体１１２を設定温度に保っている。
また、制御装置１０６のＣＰＵ１０には、モータドライバ１４を介して加圧ローラ１１６を駆動するモータＭが接続されており、メモリ１３に記憶されている手順にしたがって、モータＭの駆動が制御される。
すなわち、加熱体１１２の温度が設定温度に立ち上がり、かつ加圧ローラ１１６の回転による定着フィルム１１４の回転周速度が定常化した状態において、未定着のトナー像Ｔを担持する記録材Ｐが定着ニップＮＰに導入される。その記録材Ｐは定着ニップにて定着フィルム１１４と加圧ローラ１１６とにより挟持搬送される。その搬送過程において記録材Ｐの未定着のトナー像Ｔに加熱体１１２の熱が定着フィルム１１４を介して付与されるとともに定着ニップＮＰによる圧力が付与されることによって、未定着のトナー像Ｔは、記録材Ｐの面に加熱定着される。
・ Explanation of the operation of the fixing device (when forming an image)
The fixing device 105 operates as follows during image formation.
When the driving gear G provided at the end of the metal core 116a of the pressure roller 116 is rotationally driven by a motor (not shown), the pressure roller 116 rotates in the arrow direction. By the rotation of the pressure roller 116, the fixing nip NP causes the fixing force by the frictional force between the outer peripheral surface of the pressure roller 116 and the outer peripheral surface of the release layer 114c of the fixing film 114 (hereinafter referred to as the surface of the fixing film 114). A rotational force acts on the film 114. Due to the rotational force, the fixing film 114 is substantially the same as the rotational peripheral speed of the pressure roller 116 in the direction of the arrow around the outer periphery of the heating body support 115 while the inner surface thereof is in close contact with the heating body 112 and slides in the fixing nip NP. Followed rotation at peripheral speed.
Between the fixing film 114 and the heating body 112 and the heating body support 115, the wear resistance of the fixing film 114 is improved, the sliding resistance is reduced to stabilize the rotation of the fixing film 114, and the fixing film 114. For the purpose of uniform heat transfer and the like, heat-resistant grease as a lubricant is applied. As the heat-resistant grease, for example, fluorine grease composed of perfluoropolyether as a base oil, polytetrafluoroethylene (PTFE) as a thickener, or the like can be used.
As shown in FIG. 11, the CPU 10 of the control device 106 turns on the triac 12 as the energization control means, thereby energizing the electric resistance layer formed on the surface of the heating body 112, and the heating body 112 generates heat and rises. Warm up.
The temperature of the heating body 112 is sent to the CPU 10 through the A / D converter 11 as an output signal (temperature detection signal) of the thermistor 113 provided on the back surface thereof. Based on the temperature detection signal, the CPU 10 controls the temperature of the heating body 112 by controlling the power supplied to the heating body 112 by the triac 12 by phase control or wave number control. When the temperature is lower than a predetermined set temperature (target temperature), the heating element 112 is heated, and when the temperature is higher than the set temperature, the TRIAC 12 is controlled so as to lower the temperature of the heating element 112, and the heating element 112 is kept at the set temperature. ing.
A motor M that drives the pressure roller 116 is connected to the CPU 10 of the control device 106 via the motor driver 14, and the drive of the motor M is controlled according to the procedure stored in the memory 13. .
That is, the recording material P carrying the unfixed toner image T is fixed to the fixing nip in a state where the temperature of the heating body 112 rises to the set temperature and the rotation peripheral speed of the fixing film 114 is stabilized by the rotation of the pressure roller 116. Introduced to NP. The recording material P is nipped and conveyed by the fixing film 114 and the pressure roller 116 at the fixing nip. In the conveying process, the heat of the heating body 112 is applied to the unfixed toner image T of the recording material P through the fixing film 114 and the pressure by the fixing nip NP is applied, whereby the unfixed toner image T is Then, it is heat-fixed on the surface of the recording material P.
（４）定着フィルムの寄りが発生する要因
次に、本発明の解決課題である、定着フィルムに寄りが発生する要因について詳細に説明する。
フィルム加熱方式の定着装置を用いた画像形成装置においては、記録材Ｐの通紙の影響によって、定着フィルム１１４が回転軸方向へ寄る力（以下、寄り力とする）が発生する。
図４（Ａ）は、画像形成装置における記録材Ｐの搬送面を上方から見た図である。
この図において、直線Ｔｒは転写ニップの長手方向の中心線（以下、転写ニップ線とする）、直線Ｆｕ０、Ｆｕ１はそれぞれ定着ニップＮＰの長手方向の中心線（以下、定着ニップ線とする）を示している。
ここで定着ニップを形成する加圧ローラ１１６の回転軸と定着フィルム１１４の回転軸は平行であるとする。また、転写ニップを形成する感光体ドラム１１０と転写ローラ１１１の回転軸は平行であるとする。
通常、画像形成装置においては、転写ニップ線Ｔｒと定着ニップ線Ｆｕ０は、図４（Ａ）に示すように略平行になるように設定される。しかしながら、わずかな取りつけ誤差、製造公差などが乗ってきた場合は、転写ニップと定着ニップの平行性にずれが生じているものも存在する。その場合には、本来の定着ニップ線Ｆｕ０に対して角度θ傾いた状態の定着ニップ線Ｆｕ１の状態になっているものも存在する。
図４（Ａ）においては、定着ニップ線Ｆｕ１が、定着ニップ線Ｆｕ０に対してθの角度傾いた状態になっていることを示している。
この状態で、加圧ローラ１１６がモータにより回転駆動されると、定着フィルム１１４は加圧ローラからの駆動力Ｆ０を受けて回転する。定着フィルム１１４の回転軸と加圧ローラ１１６の回転軸は平行であるので、定着フィルム１１４が加圧ローラ１１６から受ける駆動力Ｆ０と定着フィルム１１４の回転力の方向は同じＦ０である。定着フィルム１１４において、定着フィルム１１４の回転軸方向への応力は発生しないので、すなわち寄り力は発生しない。
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の構成において、転写ニップと定着ニップの双方に記録材Ｐが挟持搬送している時の画像形成装置における記録材Ｐの搬送面を上方から見た図である。
転写ニップと定着ニップの双方に記録材Ｐが挟持搬送されるようになると、定着フィルム１１４は、搬送されている記録材Ｐに接触しているので、定着フィルム１１４の回転する力は記録材Ｐから受けることになる。
そのため、搬送されている記録材Ｐから受ける力Ｆ１は、ベクトル成分として、Ｆ１に対して角度θずれた方向の定着フィルム１１４の回転力成分Ｆ２と、定着ニップ線Ｆｕ１に平行な定着フィルム１１４の回転軸方向右方向への軸方向の応力成分Ｆ３とに分解される。この軸方向の応力成分Ｆ３によって、定着フィルム１１４を回転軸方向右方向への寄り力が発生することとなる。
この状態は、記録材Ｐの後端が転写ニップを抜けて、転写ニップと定着ニップの双方で記録材Ｐが挟持搬送しなくなると、記録材Ｐの搬送方向を規制する力がなくなるため、寄り力は発生しなくなる。
この寄り力は、転写−定着間の間隔が短い場合には、転写ニップと定着ニップの双方で挟持搬送している時間が相対的に長くなるため、寄り力が大きくなりやすく、近年の画像形成装置の小型化に伴って顕在化しやすくなる。
(4) Factors causing the deviation of the fixing film Next, the factors causing the deviation of the fixing film, which is a problem to be solved by the present invention, will be described in detail.
In an image forming apparatus using a film heating type fixing device, a force that causes the fixing film 114 to move in the direction of the rotation axis (hereinafter referred to as a shifting force) is generated due to the influence of the passing of the recording material P.
FIG. 4A is a view of the conveyance surface of the recording material P in the image forming apparatus as viewed from above.
In this figure, the straight line Tr is the center line in the longitudinal direction of the transfer nip (hereinafter referred to as the transfer nip line), and the straight lines Fu0 and Fu1 are the center lines in the longitudinal direction of the fixing nip NP (hereinafter referred to as the fixing nip line). Show.
Here, it is assumed that the rotation axis of the pressure roller 116 forming the fixing nip and the rotation axis of the fixing film 114 are parallel. Further, it is assumed that the rotation axes of the photosensitive drum 110 and the transfer roller 111 forming the transfer nip are parallel.
Normally, in the image forming apparatus, the transfer nip line Tr and the fixing nip line Fu0 are set to be substantially parallel as shown in FIG. However, when a slight mounting error, manufacturing tolerance, or the like has entered, there are some cases where the parallelism between the transfer nip and the fixing nip is shifted. In such a case, there is a case where the fixing nip line Fu1 is in a state inclined by an angle θ with respect to the original fixing nip line Fu0.
FIG. 4A shows that the fixing nip line Fu1 is inclined by an angle θ with respect to the fixing nip line Fu0.
In this state, when the pressure roller 116 is rotationally driven by the motor, the fixing film 114 rotates by receiving the driving force F0 from the pressure roller. Since the rotation axis of the fixing film 114 and the rotation axis of the pressure roller 116 are parallel, the driving force F0 received by the fixing film 114 from the pressure roller 116 and the direction of the rotation force of the fixing film 114 are the same F0. In the fixing film 114, no stress is generated in the direction of the rotation axis of the fixing film 114, that is, no shifting force is generated.
FIG. 4B is a top view of the conveyance surface of the recording material P in the image forming apparatus when the recording material P is nipped and conveyed in both the transfer nip and the fixing nip in the configuration of FIG. FIG.
When the recording material P is nipped and conveyed in both the transfer nip and the fixing nip, the fixing film 114 is in contact with the conveyed recording material P. Therefore, the rotational force of the fixing film 114 is applied to the recording material P. Will receive from.
Therefore, the force F1 received from the recording material P being conveyed is, as a vector component, the rotational force component F2 of the fixing film 114 in the direction deviated by the angle θ with respect to F1, and the fixing film 114 parallel to the fixing nip line Fu1. It is decomposed into an axial stress component F3 to the right in the rotational axis direction. Due to the axial stress component F3, the fixing film 114 is shifted to the right in the rotational axis direction.
In this state, if the trailing edge of the recording material P passes through the transfer nip and the recording material P is not nipped and conveyed at both the transfer nip and the fixing nip, the force for regulating the recording material P conveyance direction is lost. No power is generated.
When the transfer-fixing interval is short, the shifting force is relatively long because the time for nipping and transporting at both the transfer nip and the fixing nip is relatively long. As the device becomes smaller, it becomes more obvious.
（５）寄り力の測定実験
次に、定着フィルムの寄り力の測定実験について説明する。
５−１）測定方法
寄り力は、以下の方法で測定を行った。
定着フランジ１１７の規制面１１７ａを含む部分を、定着フランジ１１７の本体と切り離し、その間に小型の圧力センサを挟んで連結した。このとき、定着フィルム１１４の回転軸方向の端部を規制する規制面１１７ａを含む部分は、定着フィルム１１４の回転軸方向に移動可能に保持されている。このようにして、圧力センサを組み込んだ状態の定着装置１０５を画像形成装置内に組み込んだ。これにより、定着フィルム１１４の回転軸方向にかかる応力を、一連の画像形成の全期間中にわたって測定できるものとしている。
５−２）従来の制御による寄り力値
まず、従来の加圧ローラの駆動回転制御による寄り力推移を測定した。
転写ニップと定着ニップ間の距離は、称呼値で４０．０［ｍｍ］であるが、構成部品の公差が積み上がった状態を模擬的に作って評価を行うため、左右で０．２［ｍｍ］の差異を設けた。具体的には、記録材Ｐの搬送方向上流側からみた場合の、左側の転写ニップと定着ニップ間の距離を４０．０［ｍｍ］に設定し、右側を４０．２［ｍｍ］に設定した。この画像形成装置の搬送速度は１００［ｍｍ／ｓ］であり、記録材Ｐとして、Ｏｃｅ社製
Ｒｅｄ Ｌａｂｅｌ 坪量：８０ｇ／ｍ２（Ａ４）、Ａ４サイズ紙（幅２１０ｍｍ×長さ２９７ｍｍ）を使用した。
また、使用したＡ４普通紙に対応する定着装置の温調温度は約１８０［℃］である。
５−２−１）１枚プリント時の寄り力の推移
図５は、従来の制御方法により、１枚プリントを行った際の寄り力の推移を示している。また、図６はこのときの定着フィルム１１４の端部の様子を模式的に示した図である。
まず、プリントを開始し、記録材Ｐが定着ニップに突入するまでの前回転中は、定着フィルム１１４の寄り力は発生しない（図中（ａ）から（ｂ）の間）。このとき定着フィルム１１４の端部には応力はかかっていない。（図１２（Ａ））。
次に、記録材Ｐの先端が定着ニップＮＰに突入すると、転写ニップと定着ニップの双方に挟持搬送される状態になるため、（４）で説明したように、寄り力が増加し始める（図中（ｂ）から（ｃ）の間）。このとき、定着フィルム１１４の端部は、図６（Ｂ）に示すように、寄り力を受けているために弾性変形している。寄り力は、後端が転写ニップを抜ける時点でピーク値に達し（図５中（ｃ）の位置）、このときの最大寄り力は５００［ｇｆ］であった。
この後、記録材Ｐが転写ニップを抜けた後は、プリントが終了するまで（図中（ｃ）から（ｄ）の間）は、寄り力の発生しない状態になるので、定着フィルム１１４に生じていた弾性変形していた定着フィルム１１４の回転軸方向の端部は元に戻る。それとともに、定着フィルム１１４が回転軸方向に戻ることで、寄り力も緩和され寄り力が発生していない状態に戻る。
(5) Measurement Experiment of Shift Force Next, a measurement experiment of the shift force of the fixing film will be described.
5-1) Measuring method The shifting force was measured by the following method.
A portion including the regulation surface 117a of the fixing flange 117 was separated from the main body of the fixing flange 117, and a small pressure sensor was sandwiched between them. At this time, the portion including the regulating surface 117 a that regulates the end of the fixing film 114 in the rotation axis direction is held so as to be movable in the rotation axis direction of the fixing film 114. In this way, the fixing device 105 with the pressure sensor incorporated therein was incorporated into the image forming apparatus. Thereby, the stress applied to the rotation axis direction of the fixing film 114 can be measured over the entire period of the series of image formation.
5-2) Shift force value by conventional control First, shift force shift by drive rotation control of a conventional pressure roller was measured.
The distance between the transfer nip and the fixing nip is a nominal value of 40.0 [mm]. However, since the evaluation is performed by simulating a state in which the tolerances of the component parts are accumulated, the distance between the transfer nip and the fixing nip is 0.2 [mm] ] Difference. Specifically, the distance between the transfer nip on the left side and the fixing nip when viewed from the upstream side in the conveyance direction of the recording material P is set to 40.0 [mm], and the right side is set to 40.2 [mm]. . The conveyance speed of the image forming apparatus is 100 [mm / s], and the recording material P is Red Label basis weight: 80 g / m 2 (A4), A4 size paper (width 210 mm × length 297 mm) manufactured by Oce. used.
The temperature control temperature of the fixing device corresponding to the used A4 plain paper is about 180 [° C.].
5-2-1) Transition of Deviation Force at the Time of One-sheet Printing FIG. 5 shows the transition of deviation force when one-sheet printing is performed by the conventional control method. FIG. 6 is a diagram schematically showing the state of the end portion of the fixing film 114 at this time.
First, during the pre-rotation until printing is started and the recording material P enters the fixing nip, the offset force of the fixing film 114 is not generated (between (a) and (b) in the figure). At this time, no stress is applied to the end portion of the fixing film 114. (FIG. 12 (A)).
Next, when the leading edge of the recording material P enters the fixing nip NP, the recording material P is sandwiched and conveyed by both the transfer nip and the fixing nip, and as described in (4), the shifting force starts to increase (see FIG. (Between (b) and (c)). At this time, as shown in FIG. 6B, the end portion of the fixing film 114 is elastically deformed because it receives a shifting force. The shifting force reached a peak value when the rear end passed through the transfer nip (position (c) in FIG. 5), and the maximum shifting force at this time was 500 [gf].
After that, after the recording material P passes through the transfer nip, until the printing is finished (between (c) and (d) in the figure), the shifting force is not generated, and thus the fixing material 114 is generated. The end of the fixing film 114 that has been elastically deformed returns to its original position in the rotation axis direction. At the same time, when the fixing film 114 returns to the direction of the rotation axis, the shifting force is relaxed and the fixing film 114 returns to a state where no shifting force is generated.
５−２−２）連続プリント時の寄り力の推移
図７は、連続プリント時の寄り力推移の例として、１０枚の連続プリントジョブを行った際の寄り力の推移を示している。１枚プリント時と同様、プリントを開始し記録材Ｐが定着ニップに突入するまでの前回転中は、定着フィルム１１４の寄り力は発生しない（図７中（ａ）から（ｂ）の間）。
このあと、記録材Ｐが定着ニップに突入すると１枚プリント時と同様、定着フィルム１１４のフィルム端部が弾性変形するとともに、寄り力が増加する（図７中（ｂ）から（ｃ）の間）。
この後、１枚プリントの場合は、記録材Ｐが転写ニップを抜けた後、後回転に入って寄り力が緩和される状態になるが、連続プリントの場合は、すぐに次の記録材Ｐが搬送されてくる。つまり、１枚プリント目で生じた寄り力が完全に緩和される間もなく、２枚目の記録材Ｐが搬送されてくるため、２枚目の寄り力は１枚目寄りの若干高くなる。
連続して１０枚通紙した場合、上述の理由により、徐々に寄り力が増加して寄り力のピーク値は８００［ｇｆ］に達した。この後、後回転に入って、定着フィルム１１４に生じていた弾性変形していたフィルム端部は元に戻るとともに、も緩和されるものの、プリント終了までに寄り力が完全に解消されることなく、２５０［ｇｆ］の応力が残留寄り力として残った状態でプリントが終了した。
その後、次ジョブ（ｊｏｂ）のプリントを行ったところ、次ジョブ（ｊｏｂ）の１枚目で、７００［ｇｆ］の寄り力が発生した。プリント開始時に寄り力が発生していない状態から、１枚プリントした際の寄り力は５００［ｇｆ］であるので、およそ２００［ｇｆ］分の寄り力が、残留寄り力分に起因して増加したものと考えられる。残留寄り力分とは、プリント終了までに解消できなかった寄り力分である。
上記した従来の制御方法によるプリント条件と寄り力値との関係をまとめると、表１のようになる。
5-2-2) Transition of Shift Force during Continuous Printing FIG. 7 shows a transition of shift force when ten continuous print jobs are performed as an example of transition of shift force during continuous printing. As in the case of single-sheet printing, the offset force of the fixing film 114 does not occur during the pre-rotation until the recording material P enters the fixing nip after printing is started (between (a) and (b) in FIG. 7). .
Thereafter, when the recording material P enters the fixing nip, the film end of the fixing film 114 is elastically deformed and the shifting force increases (between (b) and (c) in FIG. 7) as in the case of printing one sheet. ).
Thereafter, in the case of single-sheet printing, after the recording material P passes through the transfer nip, the recording material P enters a post-rotation and the shifting force is relaxed. However, in the case of continuous printing, the next recording material P is immediately Will be transported. In other words, the second recording material P is conveyed soon after the shifting force generated in the first print is completely relieved, so the second shifting force is slightly higher than the first sheet.
When ten sheets were continuously fed, the shifting force gradually increased and the peak value of the shifting force reached 800 [gf] for the reasons described above. After that, the film ends that have been elastically deformed that occurred in the fixing film 114 after returning to the original state are restored to the original and are also alleviated, but the shifting force is not completely eliminated by the end of printing. The printing was completed in a state where a stress of 250 [gf] remained as a residual force.
After that, when the next job (job) was printed, a shifting force of 700 [gf] was generated on the first sheet of the next job (job). Since the shifting force is 500 [gf] when one sheet is printed from the state where no shifting force is generated at the start of printing, the shifting force of about 200 [gf] increases due to the residual shifting force. It is thought that. The residual offset force component is an offset force component that could not be resolved by the end of printing.
Table 1 summarizes the relationship between the printing condition and the offset force value according to the conventional control method described above.
定着フィルム１１４が、回転軸方向の強い寄り力を断続的に受けたりすると、その端部おいて折れや割れが生じて破損に繋がる可能性があるため、できるだけ寄り力を低い状態に維持することが必要である。
このように、連続プリント終了後のような残留寄り力が生じている状態で待機させると、定着フィルム１１４の端部に対して応力がかかった状態で保持されてしまうので、その端部を変形させてしまう。さらに、次のプリントジョブ（ｊｏｂ）でも、発生する寄り力が高くなりやすくなるため、プリント終了時に定着フィルム１１４の残留寄り力ができるだけない状態におくのが望ましい。
If the fixing film 114 intermittently receives a strong shifting force in the direction of the rotation axis, it may be broken or cracked at the end of the fixing film 114, leading to breakage. Therefore, keep the shifting force as low as possible. is necessary.
As described above, when the standby force is generated in a state where the residual offset force is generated after the end of continuous printing, the end portion of the fixing film 114 is held in a stressed state, so that the end portion is deformed. I will let you. Furthermore, since the generated offset force is likely to increase even in the next print job (job), it is desirable to keep the residual offset force of the fixing film 114 as small as possible at the end of printing.
５−３）本発明による寄り力緩和制御
次に、本発明による、寄り力緩和制御について説明する。
本発明は、定着フィルム１１４の端面において、定着フランジ１１７の規制面１１７ａによって規制されている領域と、規制されていない領域とがあることを利用して、そこで生ずる応力緩和の時間のずれを利用して、効率的に定着フィルム１１４の寄りを解消しようとするものである。
すなわち、図１１に示すように、加圧ローラ１１６のモータＭを制御する制御装置１０６が、画像形成が終了し、後回転停止後に、定着フィルム１１４のフィルム端部の円周長のうち、定着フランジ１１７の規制面１１７ａと当接していない部分に相当する長さ以上
再回転するように制御する。
具体的には、連続通紙の後回転が終了した後、Ｔ０［ｓ］の所定の停止時間経過後に、再回転を開始する後回転制御を行った。再回転は、回転速度比Ｖ１［％］（搬送速度１００［ｍｍ／ｓ］に対する比）で時間Ｔ１［ｓ］間の回転を行う。この再回転開始までの停止時間Ｔ０、再回転の再回転時間Ｔ１が、予めメモリ１３に記憶されている。
5-3) Shift force relaxation control according to the present invention Next, shift force relaxation control according to the present invention will be described.
The present invention utilizes the fact that there is a region regulated by the regulating surface 117a of the fixing flange 117 and a region not regulated at the end face of the fixing film 114, and uses the time lag of stress relaxation that occurs there. Thus, the shift of the fixing film 114 is efficiently eliminated.
That is, as shown in FIG. 11, the control device 106 that controls the motor M of the pressure roller 116 finishes image formation, and after the rotation of the post-rotation is stopped, out of the circumferential length of the film end portion of the fixing film 114, fixing. Control is performed so that the flange 117 re-rotates more than the length corresponding to the portion not in contact with the regulating surface 117a.
Specifically, after the post-rotation of continuous paper is completed, post-rotation control for starting re-rotation is performed after a predetermined stop time of T0 [s] has elapsed. The re-rotation is performed for a time T1 [s] at a rotation speed ratio V1 [%] (ratio with respect to the conveyance speed 100 [mm / s]). The stop time T0 until the re-rotation start and the re-rotation re-rotation time T1 are stored in the memory 13 in advance.
図８及び図９は、このときの寄り力の推移、及び加圧ローラ１１６のモータの制御を模式的に示したものである。
図８において、（ｃ）が連続プリントの最後の記録材Ｐが転写ニップを抜けた時点、（ｄ）は連続プリントの終了時点、（ｅ）は再回転の開始時点、（ｆ）は再回転の停止時点、（ｇ）は次ジョブ（ｊｏｂ）のプリント開始時点を示している。
次に、本発明の実施例１の制御によって、寄り力が緩和される理由を、図９を参照して説明する。図９は、定着フィルム１１４の端部の様子を模式的に示した図である。
連続プリントが終了すると（図８の（ｄ）→（ｅ））、定着装置１０５の回転は停止しており、加圧ローラ１１６と加熱体支持体１１５との間に挟まれている状態であるので、定着フィルム１１４は回転軸方向には移動できない状態に保持されている。従って、定着フィルム１１４の端面のうち、定着フランジ１１７の規制面１１７ａに当接している領域は、弾性変形したままの状態で定着フランジ側への応力を生じさせている。
一方で、定着フィルム１１４の端面のうち、定着フランジ１１７の規制面１１７ａに当接していない領域は、回転軸方向の規制を受けていないので、弾性変形していた定着フィルム１１４の端部領域は元に戻る。
定着フィルム１１４は回転軸方向に移動できないので、弾性変形が戻った分は長手方向長さの増分となる。これによって、定着フィルム１１４の端面においては、規制面１１７ａに当接している領域と、規制面１１７ａに当接していない領域とで、わずかに回転軸方向の長さの差が生じる（図９（Ｂ））。
この状態から定着装置１０５、具体的には加圧ローラ１１６を再回転させると、図９（Ｃ）のように、回転軸方向にわずかに長くなっていた領域が定着フランジ１１７の規制面１１７ａに強く当接するようになる。それによって、定着フィルム１１４自身が定着フランジ１１７からの強い反力を受けて、定着フィルム１１４が矢印方向に移動し、寄り力が解消される。
このときの残留寄り力低減に対する効果の確認結果を、表２に示す。
8 and 9 schematically show the transition of the shifting force and the control of the motor of the pressure roller 116 at this time.
In FIG. 8, (c) is the time when the last recording material P of continuous printing has passed through the transfer nip, (d) is the time when continuous printing is completed, (e) is the time when re-rotation is started, and (f) is re-rotation. (G) shows the printing start time of the next job (job).
Next, the reason why the shifting force is relaxed by the control of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram schematically showing an end portion of the fixing film 114.
When the continuous printing is completed ((d) → (e) in FIG. 8), the rotation of the fixing device 105 is stopped and is sandwiched between the pressure roller 116 and the heating body support 115. Therefore, the fixing film 114 is held in a state where it cannot move in the rotation axis direction. Therefore, a region of the end surface of the fixing film 114 that is in contact with the regulating surface 117a of the fixing flange 117 causes stress toward the fixing flange while being elastically deformed.
On the other hand, in the end surface of the fixing film 114, the region that is not in contact with the regulating surface 117a of the fixing flange 117 is not regulated in the rotational axis direction, and therefore the end region of the fixing film 114 that has been elastically deformed is Return to the original.
Since the fixing film 114 cannot move in the direction of the rotation axis, the amount of return of the elastic deformation is an increase in the length in the longitudinal direction. As a result, on the end surface of the fixing film 114, there is a slight difference in the length in the rotation axis direction between the region in contact with the regulating surface 117a and the region not in contact with the regulating surface 117a (FIG. 9). B)).
When the fixing device 105, specifically, the pressure roller 116 is re-rotated from this state, an area that is slightly longer in the direction of the rotation axis becomes a restriction surface 117a of the fixing flange 117 as shown in FIG. 9C. It comes into strong contact. As a result, the fixing film 114 itself receives a strong reaction force from the fixing flange 117, and the fixing film 114 moves in the direction of the arrow, and the shifting force is eliminated.
Table 2 shows the results of confirming the effect on reducing the residual shear force at this time.
表２において、比較例１−１〜１−２、実施形態１−１〜１−４は、それぞれＮ＝１０として１０枚の連続プリントの終了後、再回転時間Ｔ１を０．１〜１．０［ｓ］と振って変化させた定着フィルム１１４のフィルム端部の円周方向の移動距離に対する残留寄り力
、次ジョブ（ｊｏｂ）での寄り力の変化の確認した結果である。
連続通紙後の停止時間Ｔ０を３［ｓ］、再回転後の停止時間Ｔ２を３［ｓ］として固定した。また、回転速度比Ｖ１は、通常のプロセススピードである１００．０［ｍｍ／ｓ］に対する速度比１００％で固定した。定着フィルム１１４の端面のうち、定着フランジ１１７の規制面１１７ａに当接していない領域の長さは２３．０［ｍｍ］である。
表２に示すように、比較例１−１，１−２は、定着フィルム１１４のフィルム端部の円周方向の移動距離が、１０［ｍｍ］、２０［ｍｍ］と小さく、後回転後の停止中の残留寄り力が１００［ｇｆ］，８０［ｇｆ］となっている。また、次ジョブ（ｊｏｂ）１枚目の寄り力も６００，５７０［ｇｆ］と、寄り力が残った。
一方、本発明の実施形態１−１〜１−４では、定着フィルム１１４のフィルム端部の円周方向の移動距離が、定着フィルム１１４の端面のうち、定着フランジ１１７の規制面１１７ａに当接していない領域の長さより大きくなっている。すなわち、実施形態１−１は、３０［ｍｍ］、実施形態１−２は４０［ｍｍ］、実施形態１−３は５０［ｍｍ］，実施形態１−４は１００［ｍｍ］で、いずれも、２３［ｍｍ］以上であり、後回転後の停止中の残留寄り力が０［ｇｆ］、次ジョブ（ｊｏｂ）１枚目の寄り力も５００［ｇｆ］と、次ジョブに残留応力が残らない状態にできていることが分かる。
In Table 2, in Comparative Examples 1-1 to 1-2 and Embodiments 1-1 to 1-4, N = 10 is set, and after the continuous printing of 10 sheets, the re-rotation time T1 is set to 0.1 to 1. This is a result of confirming a change in the residual bias force with respect to the circumferential movement distance of the film edge of the fixing film 114 changed by shaking with 0 [s], and the shift force in the next job (job).
The stop time T0 after continuous paper feeding was fixed to 3 [s], and the stop time T2 after re-rotation was fixed to 3 [s]. The rotation speed ratio V1 was fixed at a speed ratio of 100% with respect to 100.0 [mm / s] which is a normal process speed. Of the end surface of the fixing film 114, the length of the region that is not in contact with the regulating surface 117a of the fixing flange 117 is 23.0 [mm].
As shown in Table 2, in Comparative Examples 1-1 and 1-2, the moving distance in the circumferential direction of the film end of the fixing film 114 is as small as 10 [mm] and 20 [mm], and after the post-rotation The residual offset force during stop is 100 [gf] and 80 [gf]. Further, the shifting force of the first job (job) for the first sheet was 600,570 [gf], and the shifting force remained.
On the other hand, in Embodiments 1-1 to 1-4 of the present invention, the circumferential moving distance of the film end of the fixing film 114 abuts on the regulating surface 117 a of the fixing flange 117 among the end surfaces of the fixing film 114. It is larger than the length of the area that is not. That is, Embodiment 1-1 is 30 [mm], Embodiment 1-2 is 40 [mm], Embodiment 1-3 is 50 [mm], and Embodiment 1-4 is 100 [mm]. , 23 [mm] or more, the residual shift force during stop after post-rotation is 0 [gf], and the shift force of the first job (job) is 500 [gf], so that no residual stress remains in the next job. You can see that it is in a state.
次に、連続プリントの終了から再回転までの時間を振って、残留寄り力、次ジョブ（ｊｏｂ）での寄り力低減効果を検証した。すなわち、後回転停止後に行う再回転の制御が、２枚以上の連続プリント終了後（連続画像形成の終了後）に行うものである。すなわち、表３は、１０枚の連続プリント終了時点から、再回転までの時間Ｔ０を振った時の残留寄り力、次ジョブ（ｊｏｂ）での寄り力低減効果を確認した結果である。 Next, the effect of reducing the residual bias force and the shift force in the next job (job) was verified by varying the time from the end of continuous printing to re-rotation. That is, the re-rotation control performed after stopping the post-rotation is performed after the end of continuous printing of two or more sheets (after the end of continuous image formation). In other words, Table 3 shows the results of confirming the residual bias force when shifting the time T0 from the end of continuous printing of 10 sheets to the re-rotation, and the shift force reduction effect in the next job (job).
表３の比較例１−３は、プリント終了からの時間Ｔ０を０［ｓ］とした場合、つまり、停止時間を設けずに通常の後回転から連続してＴ１＝１［ｓ］の回転を行った場合である。この場合には、停止中の残留寄り力を低減させる効果はなく、従来例と同じ２５０［ｇｆ］の残留寄り力が残ることになった。
表３の比較例１−４は、プリント終了からの時間Ｔ０を０．５［ｓ］とした場合である。
この場合は、比較例１−３に対して残留寄り力を低減できているが、５０［ｇｆ］の残留寄り力が残ることになった。これは、定着フィルム端部の弾性変形した領域が、元の状態に戻るための緩和時間が十分でないためである。
図９で説明したように、効率よく定着フィルム１１４の寄りを解消するためには、停止時間Ｔ０の間に、定着フランジ１１７の規制面１１７ａに当接していない領域の定着フィ
ルム１１４端部部分の長手長さが、弾性変形部分の応力緩和によって元に戻る時間が必要である。
０．５［ｓ］以下の場合には、この緩和時間が短く、変位量としてわずかであるために定着フィルムの寄りを戻す効果が小さく、残留寄り力が残ることになった。
一方、プリント終了からの時間Ｔ０が、実施形態１−５，１−６のように、１［ｓ］，１０［ｓ］後に再回転を行った場合は、残留寄り力の無い状態（０［ｇｆ］）にすることができた。
In Comparative Example 1-3 in Table 3, when the time T0 from the end of printing is set to 0 [s], that is, the rotation of T1 = 1 [s] is continuously performed from the normal post-rotation without providing the stop time. This is the case. In this case, there is no effect of reducing the residual bias force during the stop, and the same residual bias force of 250 [gf] as in the conventional example remains.
Comparative Example 1-4 in Table 3 is a case where the time T0 from the end of printing is set to 0.5 [s].
In this case, the residual bias force can be reduced as compared with Comparative Example 1-3, but a residual bias force of 50 [gf] remains. This is because the relaxation time for the elastically deformed region at the end of the fixing film to return to the original state is not sufficient.
As described with reference to FIG. 9, in order to efficiently eliminate the deviation of the fixing film 114, the end portion of the fixing film 114 in the region that is not in contact with the regulating surface 117 a of the fixing flange 117 during the stop time T <b> 0. It takes time for the longitudinal length to return to its original state by stress relaxation at the elastically deformed portion.
In the case of 0.5 [s] or less, the relaxation time is short and the displacement amount is small, so that the effect of returning the fixing film is small and a residual shifting force remains.
On the other hand, when re-rotation is performed after the time T0 from the end of printing is 1 [s], 10 [s] as in Embodiments 1-5 and 1-6, there is no residual offset force (0 [0 [ gf]).
逆に、比較例１−５、１−６のように、Ｔ０が３０［ｓ］、６０［ｓ］と長くなると、残留寄り力が残る状態になった。これは加熱体１１２と定着フィルム１１４の間に塗布されている耐熱性グリスの粘度が高くなることによるものである。グリスの粘度が高くなると、加熱体１１２と定着フィルム１１４の摺動抵抗が増し、寄り力を戻そうとする応力に対しても抵抗となる。
したがって、再回転を行う際には、定着ニップＮＰの温度ができるだけ下がらない状態で行うことが好ましい。そこで、温度低下による耐熱性グリスの粘度の上昇による定着フィルム１１４と加熱体１１２との摺動抵抗の増大が、定着フィルム１１４の回転軸方向の移動を阻害しない時間までとすることが好ましい。表２から、１０［ｓ］までだと確実で、３０［ｓ］になると、残留寄り力が残る結果となった。
ここでは、プリント終了から加熱体１１２の通電をＯＦＦにしたままにして定着ニップの温度を振って確認を行ったが、実際には再回転時を含めてその前後において加熱体１１２への通電を行ってもよい。すなわち、通電によって、定着ニップの温度を維持したうえで、グリスの粘度が高くならない状態で再回転させてもよい。
この停止時間Ｔ０、再回転後の停止時間Ｔ２は、定着装置１０５の構成に応じて適宜調整することができる。また、実施形態１おいては、連続通紙枚数Ｎとして１０枚プリントした場合について比較を行ったが、この連続通紙枚数Ｎも適宜選択することができる。
On the contrary, as in Comparative Examples 1-5 and 1-6, when T0 was increased to 30 [s] and 60 [s], a residual shear force remained. This is because the viscosity of the heat resistant grease applied between the heating body 112 and the fixing film 114 is increased. As the viscosity of the grease increases, the sliding resistance between the heating element 112 and the fixing film 114 increases, and the resistance against the stress that attempts to restore the shifting force is also achieved.
Therefore, when re-rotating, it is preferable that the temperature of the fixing nip NP is not lowered as much as possible. Therefore, it is preferable that the increase in the sliding resistance between the fixing film 114 and the heating body 112 due to the increase in the viscosity of the heat-resistant grease due to the temperature decrease does not hinder the movement of the fixing film 114 in the rotation axis direction. From Table 2, it was certain that it was up to 10 [s], and when it was 30 [s], the residual shear force remained.
In this example, the heating element 112 is turned off after the printing is finished, and the temperature of the fixing nip is changed to confirm. However, the heating element 112 is actually energized before and after the rotation including the re-rotation. You may go. In other words, the temperature of the fixing nip may be maintained by energization, and the rotation may be performed again without increasing the viscosity of the grease.
The stop time T0 and the stop time T2 after the re-rotation can be appropriately adjusted according to the configuration of the fixing device 105. Further, in the first embodiment, a comparison is made for the case where 10 sheets are printed as the continuous sheet passing number N. However, the continuous sheet passing number N can also be appropriately selected.
次に、本発明の制御の他の実施形態について説明する。以下の説明では、上記実施形態１と異なる点についてのみ説明し、同一の構成部分については、同一の符号を付して、説明は省略するものとする。
［実施形態２］
まず、実施形態２について説明する。
この実施形態２では、後回転停止後に行う再回転の回転速度が、通常の定着動作時の回転速度よりも遅く設定されたｍので、具体的には、再回転時の加圧ローラ１１６のモータの回転速度を、実施形態１に対して減速して行うものである。
すなわち、表４の実施形態２−１〜２−３は、実施形態１−５に対して、再回転時間Ｔ１と回転速度比Ｖ１を振って、停止中の残留寄り力、次ジョブ（ｊｏｂ）での寄り力低減効果を確認した結果である。ここに示した実施形態ついては、再回転時間Ｔ１と回転速度比Ｖ１とを調整することで、再回転による回転移動距離は同じになるように揃えている。
Next, another embodiment of the control of the present invention will be described. In the following description, only differences from the first embodiment will be described, and the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[Embodiment 2]
First, the second embodiment will be described.
In the second embodiment, since the rotational speed of the re-rotation performed after stopping the post-rotation is set to be slower than the rotational speed during the normal fixing operation, specifically, the motor of the pressure roller 116 during the re-rotation. The rotational speed is reduced with respect to the first embodiment.
That is, in Embodiments 2-1 to 2-3 in Table 4, the re-rotation time T1 and the rotation speed ratio V1 are changed with respect to Embodiment 1-5, and the residual residual force during the stop, the next job (job) It is the result of confirming the shifting force reduction effect in In the embodiment shown here, by adjusting the re-rotation time T1 and the rotation speed ratio V1, the rotational movement distances by the re-rotation are made uniform.
表４に示すように、実施形態２−１，実施形態２−２，実施形態２−３は、それぞれ、再回転の時間及び速度が、通常回転時の時間、搬送速度に対して、２［ｓ］，２５０％；４［ｓ］，２５％、２０［ｓ］，５％としたものである。いずれも、定着フィルムの回転移動距離は、１００［ｍｍ］である。
このように、搬送速度が異なっていても、逆に、再回転する時間Ｔ１を長くして、定着フィルム１１４の回転移動距離を同じにしておけば、実施形態１−５と同様に、残留寄り力が残らない状態にできていることが分かる。すなわち、モータの回転速度を減速すれば、再回転の時間が長くなるものの、実使用時に発生する作動音を低減することが可能である。なお、再回転時の回転速度とその回転速度比は、必要に応じて適宜選択すればよい。
但し、再回転時間が長くなる場合には、定着ニップの温度低下に伴って、グリスの粘度が高くなり、定着フィルム１１４の寄りを戻す抵抗になる。例えば比較例２−１に示すように、実施形態２−３に対して再回転時間を長くすると、５０［ｇｆ］の残留寄り力が残ることになった。従って再回転時間Ｔ１には、上限があることは言うまでもない。
As shown in Table 4, in Embodiment 2-1, Embodiment 2-2, and Embodiment 2-3, the time and speed of re-rotation are 2 [ s], 250%; 4 [s], 25%, 20 [s], 5%. In both cases, the rotational movement distance of the fixing film is 100 [mm].
In this manner, even if the conveyance speed is different, conversely, if the re-rotation time T1 is lengthened and the rotational movement distance of the fixing film 114 is made the same, the residual shift is caused as in the embodiment 1-5. You can see that there is no power left. That is, if the rotational speed of the motor is reduced, the re-rotation time becomes longer, but it is possible to reduce the operating noise generated during actual use. In addition, what is necessary is just to select suitably the rotational speed at the time of re-rotation, and its rotational speed ratio as needed.
However, when the re-rotation time becomes long, the viscosity of the grease increases with a decrease in the temperature of the fixing nip, which becomes a resistance to return the fixing film 114 closer. For example, as shown in Comparative Example 2-1, when the re-rotation time is increased with respect to Embodiment 2-3, a residual bias force of 50 [gf] remains. Therefore, it goes without saying that the re-rotation time T1 has an upper limit.
［実施形態３］
次に、本発明の実施形態３について説明する。
実施形態３は、後回転停止後に行う再回転の制御を、停止時間を挟んで、２回以上、すなわち複数回行う構成としたものである。
すなわち、実施形態３においては、連続通紙枚数Ｎを５０枚として連続通紙を行った。連続通紙で５０枚の通紙を行うと１０枚通紙した場合に対してより大きい寄り力が生じ、５０枚目においては１０００［ｇｆ］の寄り力が発生する状態となった。
表５は、この状態に対して、モータの再回転、停止を１回ずつ行った場合（比較例３−１）、２回ずつ行った場合（実施形態３−１）での残留寄り力、次ジョブ（ｊｏｂ）での寄り力低減効果を確認した結果である。
[Embodiment 3]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In the third embodiment, the re-rotation control performed after stopping the post-rotation is configured to be performed twice or more, that is, a plurality of times with the stop time interposed therebetween.
That is, in the third embodiment, the continuous sheet passing is performed with the continuous sheet passing number N set to 50 sheets. When 50 sheets were continuously passed, a larger shifting force was generated than when 10 sheets were passed, and a shifting force of 1000 [gf] was generated at the 50th sheet.
Table 5 shows a residual shear force when the motor is re-rotated and stopped once (Comparative Example 3-1) and twice (Embodiment 3-1). It is the result of confirming the offset force reduction effect in the next job (job).
表５の比較例３−１に示すように、後回転制御としてモータの停止（Ｔ０＝３［ｓ］）、再回転（Ｔ１＝１［ｓ］）を１回ずつ行った場合には、残留寄り力として７０［ｇｆ］
の寄り力が残っていた。
これに対して、本実施形態３−１として、図１０に示すように、モータの停止（Ｔ０＝３［ｓ］）、再回転（Ｔ１＝１［ｓ］）を２回ずつ行った場合には、残留寄り力が残らない状態にできていることが分かる。
このように複数回の停止、再回転を行うと、１回目の停止時間Ｔ０の間に定着フランジ１１７の規制面１１７ａに当接せずにしていた領域を、２回目の停止時間Ｔ２では定着フランジ１１７の規制面１１７ａに当接しない領域になるようにすることができる。つまり、１回目の停止で応力緩和されていなかった領域を使って、新たに弾性変形の緩和をさせることができるので、大きな寄り力が生じていても、その寄り力を解消する能力が大きい。
実施形態３−１では、停止と再回転を２回ずつ行った場合について説明したが、必要に応じてこれ以上の回数を行うことも可能である。またそれぞれの停止時間、再回転時間は適宜調整することができる。
このように複数回の停止時間を設けて定着フィルム１１４の寄りを戻す場合には、その停止時間を１回目の停止時間よりも２回目の停止時間を長く設定した方がよい。
これは応力緩和による戻る定着フィルム１１４端部の長さの変化が、時間とともに徐々に少なくなっていくためである。つまり、各回での緩和による変位量がほぼ同じになるように設定すれば、それぞれの再回転時に平均的に寄り力を戻すことができる。
ｎ回の停止回数を設定して寄り力を効率よく低減するためには、ｎ回目の停止時間をＳｎとしたときにＳｎ＜Ｓｎ＋１（ｎ＝１、２、３…）とするとよい。
実施形態３おいては、連続通紙枚数Ｎとして５０枚プリントした場合について比較を行ったが、この連続通紙枚数Ｎも適宜調整することができる。
As shown in Comparative Example 3-1 in Table 5, when the motor stop (T0 = 3 [s]) and re-rotation (T1 = 1 [s]) are performed once as the post-rotation control, the residual 70 [gf] as the offset force
There was still a force of leaning.
On the other hand, as Embodiment 3-1, as shown in FIG. 10, when the motor stop (T0 = 3 [s]) and re-rotation (T1 = 1 [s]) are performed twice. It can be seen that there is no residual residual force remaining.
When the stop and re-rotation are performed a plurality of times in this way, the region that has not been in contact with the regulating surface 117a of the fixing flange 117 during the first stop time T0 is changed to the fixing flange at the second stop time T2. It can be made to be a region that does not contact the regulating surface 117a of 117. That is, since it is possible to newly relieve elastic deformation using a region that has not been stress-relieved at the first stop, even if a large deviating force is generated, the ability to cancel the deviating force is great.
In the embodiment 3-1, the case where the stop and the re-rotation are performed twice has been described, but it is also possible to perform the number of times more than that if necessary. Moreover, each stop time and re-rotation time can be adjusted suitably.
In this way, when a plurality of stop times are provided and the fixing film 114 is moved back, it is better to set the stop time for the second stop time longer than the first stop time.
This is because the change in the length of the returning fixing film 114 due to stress relaxation gradually decreases with time. That is, if the amount of displacement due to relaxation at each time is set to be substantially the same, the shifting force can be returned on average on each re-rotation.
In order to efficiently reduce the shifting force by setting the number of times of stopping n times, it is preferable that Sn <Sn + 1 (n = 1, 2, 3,...) when the n-th stopping time is Sn.
In the third embodiment, a comparison was made for the case where 50 sheets were printed as the number N of continuous sheets to be passed. However, the number N of continuous sheets to be passed can be adjusted as appropriate.
１００ 画像形成装置
１０５ 定着装置
１１２ 加熱体、１１４ 定着フィルム、１１６ 加圧ローラ
１１７ 定着フランジ（規制部材）
１１７ａ 規制面、１１７ｂ ガイド面
１０６ 制御装置（制御手段）
Ｍ モータ
ＮＰ 定着ニップ、Ｐ 記録材、Ｔ トナー像
Ｔ０ 後回転後の停止時間、Ｔ１ 再回転時間
Ｔ２ 再回転後の再停止時間
Ｔｒ 転写ニップ線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Image forming apparatus 105 Fixing apparatus 112 Heating body, 114 Fixing film, 116 Pressure roller 117 Fixing flange (regulation member)
117a Restricting surface, 117b Guide surface 106 Control device (control means)
M Motor NP Fixing nip, P recording material, T toner image T0 Stop time after post-rotation, T1 Re-rotation time T2 Re-stop time after re-rotation Tr Transfer nip line
Claims (9)
該定着装置の前記加圧部材の回転を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記規制部材の規制面は、前記定着フィルムの回転軸方向の端部の円周長の一部が当接する構成であり、
前記制御手段は、画像形成が終了し、後回転停止後に、前記定着フィルムの回転軸方向の端部の円周長のうち、前記規制部材の規制面と当接していない部分に相当する長さ以上再回転するように前記加圧部材の回転を制御することを特徴とする画像形成装置。 A cylindrical fixing film; a heating member that contacts the inner surface of the fixing film; a pressure member that forms a fixing nip with the heating member via the fixing film; and an end portion of the fixing film in the rotation axis direction. And a fixing member that fixes the developer image while nipping and transporting the recording material carrying the developer image at the fixing nip by rotation driving of the pressure member. Equipment,
An image forming apparatus having control means for controlling rotation of the pressure member of the fixing device.
The restricting surface of the restricting member is configured such that a part of the circumferential length of the end portion in the rotation axis direction of the fixing film is in contact,
The control means has a length corresponding to a portion of the circumferential length of the end portion in the rotation axis direction of the fixing film that is not in contact with the regulating surface of the regulating member after image formation is completed and post-rotation is stopped. An image forming apparatus, wherein the rotation of the pressure member is controlled so as to rotate again.
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