JP3647229B2 - Image heating apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通電により発熱する加熱体及び該加熱体に当接して移動するフィルムを有する加熱部材を備え、該フィルムを挟んで加熱体と加圧部材が圧接してニップ部を形成しており、被加熱部材をそのニップ部を通過させることで加熱部材からの熱で被加熱部材上の像を像加熱処理する像加熱装置、及びこの像加熱装置を像加熱定着装置として備える画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真プロセス、静電プロセス、磁気記録プロセスなどの任意の画像形成プロセス手段を有する画像形成装置に具備される像加熱定着装置として、未定着のトナー画像が形成担持された被記録材(被加熱部材)を、互いに圧接して回転する定着ローラと加圧ローラとで形成されるニップ部としての定着ニップ部に通過させることにより、被記録材上にトナー画像を永久画像として定着させる、所謂、熱ローラ方式の像加熱装置が広く知られている。
【0003】
これは、加熱部材としての加熱ローラ(定着ローラ)と加圧部材としての加圧ローラの相互圧接回転ローラ対を基本構成部材とするもので、加熱ローラは金属製などの熱伝導性の良い円筒状のローラ基体の内部に加熱体(発熱源)としてのハロゲンヒータを有する。
【0004】
加熱ローラはハロゲンヒータにより加熱され、ローラ表面温度をサーミスターなどにより温度検知し、ローラ表面温度が所定の定着温度に維持されるように、即ち、定着ニップ部N内の温度を未定着のトナー像が定着不良やホットオフセットなどを起こさないような温度(α℃〜β℃)に維持されるように通電により温調制御される。加圧ローラは芯金回りにシリコンゴムなどの耐熱性を有し、かつ所定の弾性を有する素材層を形成したものである。
【0005】
上記加熱ローラ方式の像加熱装置は、加圧ローラと加熱ローラとで形成した定着ニップ部(加熱ニップ部、圧接ニップ部)に、未定着のトナー画像を形成担持させた被記録材を、未定着のトナー画像面側を定着ローラ側にして導入して挟持搬送させることで、定着ニップ部において加熱・加圧して未定着のトナー画像を被記録材上に融着固定させるものである。
【0006】
また、上記熱ローラ方式の像加熱装置の他に、ヒータ部と加圧ローラの間にフィルムを介して被記録材(被加熱部材)上の未定着のトナー画像を加熱定着する、所謂、フィルム加熱方式の像加熱装置が特開昭63−313182号公報、特開平2−157878号公報、特開平4−44075号公報、特開平4−204980号公報などに開示されている。
【0007】
これは、加熱体(発熱源)としてのセラミックヒータと加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性の薄いフィルムを挟ませてニップ部としての定着ニップ部を形成させ、この定着ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に、未定着のトナー画像を形成担持させた被記録材を、未定着のトナー画像面側をフィルム側にして導入してフィルムと一緒に挟持搬送させることで、定着ニップ部においてセラミックヒータの熱をフィルムを介して被記録材に与えて加熱・加圧することによって、未定着のトナー画像を被記録材上に融着固定させるものである。
【0008】
フィルムは定着ニップ部においてセラミックヒータの熱で加熱され、その加熱したフィルムで被記録材が加熱されるもので、セラミックヒータとフィルムとで加熱部材を構成している。セラミックヒータはその背面に設けられたサーミスターにより温度検知がなされ、セラミックヒータへの通電により発熱したヒータ温度を一定に保つように制御される。このような制御は定着ニップ部N内のフィルムの温度を未定着のトナー像が定着不良やホットオフセットなどを起こさないような温度(α℃〜β℃)に制御することでなされる。
【0009】
上記フィルム加熱方式の像加熱装置は、薄いフィルムを用いているので、加熱ローラを用いた熱ローラ方式の像加熱装置に比べて、加熱部材の熱容量が非常に小さい。このため、被記録材上の未定着のトナー画像を加熱定着するのに、セラミックヒータからの熱を効率良く被記録材に与えることができ、定着ニップ部のみを加熱することで画像形成装置の電源ONからプリント可能状態までの待ち時間の短いクイックスタートの加熱定着を実現している。更に、加熱部材の熱容量を小さく抑えているため、スタンバイ時においても加熱部材を温めておく必要はなく、消費電力を低く抑えられるなどの利点がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子写真プロセス方式の画像形成手段を備え、かつ像加熱定着装置として上記フィルム加熱方式の像加熱装置を備えるレーザービームプリンタなどの画像形成装置にあっては、近年、像担持体としての電子写真感光体にレーザー光で画像(潜像)を形成する走査光学系の加工技術の進歩に伴って像担持体としての電子写真感光体への形成画像の高解像度化が可能となり、例えば、解像度:600dpi・プリント能力:12枚/分(プロセススピード(搬送速度)約70mm/sec)の解像度モードの他に、解像度:1200dpi・プリント能力:6枚/分(プロセススピード(搬送速度)約35mm/sec)の高解像度モードを有するレーザービームプリンタが製品化されるようになってきている。
【0011】
上述の如き複数のプロセススピードを有する画像形成装置に用いられるフィルム加熱方式の像加熱装置にあっては、プロセススピードが速い方が被記録材や加圧ローラ或いはフィルムに持っていかれる熱量が多い。そのため、定着ニップ部内の温度をどのプロセススピードでも前述のα℃〜β℃内に保つためには、プロセススピードの速い時ほど加熱部材のセラミックヒータ(以下、ヒータと記す。)の温調温度が高温となる。例えば、速いプロセススピードから遅いプロセススピードへ切り換えたときには、ヒータの温調温度も下げた温調温度に切り換わらなくてはいけない。仮に、ヒータの温調温度をプロセススピードの高速時の高い温調温度に維持したままで、プロセススピードを遅くすると、ヒータがフィルム及び加圧ローラを熱する時間が高速時のそれよりも長くなるため、フィルム及び加圧ローラの最高温度が高速時のそれよりも高くなる。この場合、フィルム及び加圧ローラが加熱されない時間も長くなることで、冷却時間も長くなるが、ヒータの温調による加熱の効果の方が速効性があるため、フィルム及び加圧ローラの最高温度が高速時のそれよりも高くなる。
【0012】
また、制御手段としてのCPUによりプロセススピードとヒータの温調温度という二つの切り換え制御を行う場合、プロセススピードとヒータの温調温度という二つの切り換えが、これらの二つの切り換えの信号をCPUが受けてから共に同時に開始され、かつ瞬時に完了することは現実としてあり得ない。どちらとも切り換えが開始されてから完了するまでの応答時間が存在する。そのため、特に、ヒータの温調温度の切り換えの応答時間が、プロセススピードの切り換えの応答時間に比べて長いような場合は、速いプロセススピードから遅いプロセススピードへ同時に切り換えようとしても、一時的にプロセススピードが遅いにもかかわらずヒータの温度が依然として高いままであり、像加熱定着装置内の構成部品(加圧ローラやフィルムなど)の温度が通常使用時よりも高温になる。つまり、遅いプロセススピードへの切り換えが完了してもヒータの低い温調温度への切り換えは未だ完了しておらず、ヒータの温度は依然として高い状態を保ち、その結果、像加熱定着装置内の構成部品(加圧ローラやフィルムなど)が通常使用時の温度よりも高温になる。
【0013】
かゝる像加熱定着装置内の構成部品の温度が通常使用時よりも高温になるという現象は、ヒータの温調温度の切り換えを遅いプロセススピードから速いプロセススピードへの切り換えよりも前に行う場合にも見られる。この場合、ヒータを高い温調温度へ切り換えた後にプロセススピードの切り換えが行われるため、ヒータの温度が遅いプロセススピードのときに速いプロセススピード用の高い温調温度に上がってしまい、その結果、像加熱定着装置内の構成部品(加圧ローラやフィルムなど)が通常使用時の温度よりも高温になる。
【0014】
上述した如くヒータの温度をプロセススピードの切り換えと同時に切り換えたり、プロセススピードを切り換える前に切り換えたりすると、像加熱定着装置内の構成部品(加圧ローラやフィルムなど)が通常使用時の温度よりも高温となって破損する恐れがある。また、かゝる像加熱定着装置内の構成部品の破損の危惧は、熱ローラ方式の像加熱定着装置においても同様に生ずるものであり、像加熱定着装置内の構成部品(加圧ローラ)が通常使用時の温度よりも高温となって破損する恐れがある。
【0015】
本発明は、上記像加熱定着装置において、プロセススピード(搬送速度)と加熱部材のヒータの温調温度という二つの切り換え制御を行う場合、構成部品が通常使用時の温度よりも高温になってしまうという難点に鑑みて為されたものであり、遅い搬送速度のときに構成部品が速い搬送速度のときの温度の影響を受けないようにして、構成部品の温度が通常使用時より高温になることを未然に防止することのできる加熱装置、像加熱装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記の構成を特徴とする、像加熱装置及び画像形成装置である。
【0017】
(1)通電により発熱する加熱体及び該加熱体に当接して移動するフィルムを有する加熱部材を備え、該フィルムを挟んで加熱体と加圧部材が圧接してニップ部を形成しており、被加熱部材をそのニップ部を通過させることで加熱部材からの熱で被加熱部材上の像を像加熱処理する像加熱装置において、第1搬送速度及び第1搬送速度より速い第2の搬送速度にて前記被加熱部材を搬送制御可能な搬送制御手段と、前記加熱部材の温度を検知する温度検知部材と、前記温度検知部材からの検知温度が第1、第2搬送速度に対応した第1、第2の所定の温度となるように前記加熱体への通電を制御する通電制御手段とを有し、前記通電制御手段は、1)前記被加熱部材を第1搬送速度から第2搬送速度へ切り換えるときは、前記被加熱部材が第2搬送速度へ切り換わった後に前記加熱部材が前記第2の所定の温度になるようなタイミングで、前記第1の所定の温度から前記第2の所定の温度へ切り換えるとともに、2)前記被加熱部材を第2搬送速度から第1搬送速度へ切り換えるときは、前記被加熱部材が第1搬送速度に切り換わる前に前記加熱部材が第1所定の温度になるようなタイミングで、前記第2所定の温度から前記第1所定の温度へ切り換えることを特徴とする像加熱装置。
(2)被加熱部材上に画像を形成する画像形成手段と、該画像形成手段側から搬送された被加熱部材上の画像を像加熱処理する(1)に記載の像加熱装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【0044】
〔作 用〕
本発明に係る、像加熱装置及び画像形成装置においては、上記のように、被加熱部材を第1搬送速度からそれより速い第2搬送速度へ切り換えるときは、被加熱部材がその第2搬送速度へ切り換わった後に加熱部材がその第2搬送速度に対応した第2の所定の温度になるようなタイミングで、第1搬送速度に対応した第1の所定の温度から第2搬送速度に対応した第2の所定の温度へ切り換えるとともに、被加熱部材を第2搬送速度からそれよりも遅い第1搬送速度へ切り換えるときは、被加熱部材がその第1搬送速度に切り換わる前に加熱部材がその第1搬送速度に対応した第1の所定の温度になるようなタイミングで、第2搬送速度に対応した第2所定の温度から第1搬送速度に対応した第1所定の温度へ切り換える。
【0045】
これにより、搬送速度(第2搬送速度)をより遅い搬送速度(第1搬送速度)へ切り換えるときは、加熱部材の温度の切り換えから遅い搬送速度への切り換えまでの間で加熱部材の温度を遅い搬送速度用の温度に切り換えることが可能となり、よって、速い搬送速度以下の搬送速度のときに速い搬送速度のときの温度の影響を構成部品が受けることを回避できる。
【0046】
また、搬送速度をより速い搬送速度へ切り換えるときは、搬送速度の切り換え後に加熱部材の温度を速い搬送速度用の温度に切り換えることが可能となり、よって、速い搬送速度以下の搬送速度のときに速い搬送速度のときの温度の影響を構成部品が受けることを回避できる。
【0047】
従って、遅い搬送速度のときに構成部品の温度が通常使用時より高温になることを未然に防止することができる。
【0048】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る加熱装置、像加熱装置及び画像形成装置を添付図面に示す実施の形態に基づいて、更に詳しく説明する。
【0049】
〔第1実施形態〕
図1の(a)は本発明に係る加熱装置の一例を示す概要構成図である。図1の(b)は本発明に係る画像形成装置としてのレーザービームプリンタの一例を示す概要構成図であり、像加熱定着装置として図1の(a)に示す加熱装置(以下、像加熱装置と記す。)11を備えている。
【0050】
本実施形態のレーザービームプリンタ(以下、LBPと記す。)16は、プロセススピード(搬送速度)80mm/sec(第2搬送速度),及び40mm/sec(第1搬送速度)の2速を有し、プロセススピード80mm/secの時は600dpiの解像度の画像を出力し、プロセススピード40mm/secの時は1200dpiの解像度の画像を出力する(即ち、スキャナーの回転数一定のままでプロセススピードを80mm/secから半分の40mm/secに切り換えることで解像度を倍の1200dpiにする。)能力を有する。
【0051】
像加熱装置11は、フィルム加熱方式の加熱装置であり、図1の(a)に示すように、耐熱性の薄肉のフィルム(以下、定着フィルムと記す。)1a、ステイホルダー3及び加熱体としてのヒータ4を備える加熱部材1と、ヒータ4に定着フィルム1aを挟んで定着ニップ部(ニップ部)Nを形成する加圧部材としての弾性加圧ローラ2とを有する。ヒータ4はフィルム1aの移動方向と直交する方向に沿って設けられ、例えば厚さ1mmの良熱伝導性のセラミック4aと、このセラミック4aの下面に設けられた例えば抵抗値25Ωの通電発熱抵抗層4bとを有する(図2の(a)参照)。セラミック4aの上面には温度検知素子であるサーミスター(温度検知部材)5が設けられている。サーミスター5の出力信号は、A/Dコンバータ6を介してCPU7に入力される。CPU7はその入力信号に基づきACドライバー8を介してヒータ4への通電電力を制御し、ヒータ4の表面温度を所定の温度になるように温調する。詳しくは、サーミスター5で検知されるヒータ温度が所定の略一定温度(後述する未定着トナー画像の定着温度)に維持されるように通電発熱抵抗層4bに対する通電をCPU7の通電制御部7aが制御する。これによりヒータ4は所定の定着温度に加熱・温調される。なお、符号9は商用AC電源である。
【0052】
ここで、加熱装置11の基本構成を、図2の(a)及び(b)を参照して更に詳しく説明する。
【0053】
定着フィルム1aは円筒状の部材であり、不図示の駆動手段、或いは弾性加圧ローラ2の回転力により、定着ニップ部Nにおいてヒータ4の面に密着・摺動しつつ矢印aの方向に搬送移動される。定着フィルム1aは、定着ニップ部Nにおいてヒータ4の熱を効率よく被加熱部材としての被記録材Pに与えるため、厚みは20〜70μmとかなり薄くしている。この定着フィルム1aは、フィルム基層、プライマー層、離型性層の3層構造で構成されており、フィルム基層側がヒータ4側であり、離型性層側が弾性加圧ローラ2側である。フィルム基層はヒータ4のガラス保護層4cより絶縁性の高いポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK等であり、耐熱性・高弾性を有している。また、フィルム基層により定着フィルム1a全体の引裂強度等の機械的強度を保っている。プライマー層は厚み2〜6μm程度の薄い層で形成されている。離型性層は定着フィルム1aに対するトナーオフセット防止層であり、PFA、PTFE、FEP等のフッ素樹脂を厚み10μm程度に被覆して形成してある。
【0054】
ステイホルダー3は、例えば、耐熱性プラスチック製部材より形成され、ヒータ4を保持するとともに定着フィルム1aの搬送ガイドも兼ねている。
【0055】
ヒータ4はステイホルダー3に固定支持されており、CPU7からの通電により所定の温度に加熱・温調される。ヒータ4には、一般にセラミックヒータが使用される。例えば、アルミナ等の電気絶縁性・良熱伝導性・低熱容量のセラミック4aの面(定着フィルム1aと対面する面)に基板長手(図面に垂直の方向)に沿って銀パラジウム等の通電発熱抵抗層4bをスクリーン印刷等で形成具備させ、更に該通電発熱抵抗層形成面を薄肉のガラス保護層4cで覆ってなるものである(図2の(a)参照)。このセラミックヒータ4は、通電発熱抵抗層4bに通電がなされることにより該通電発熱抵抗層4bが発熱してセラミック4a、ガラス保護層4cを含むヒータ全体が急速昇温する。このヒータ4の昇温がヒータ背面に設置された温度検知部材としてのサーミスター5により検知されてCPU7の通電制御部7aへフィードバックされる。
【0056】
ヒータ4の背面には、図2の(b)に示すように、ヒータ4の温度を検知するサーミスター5が当接しており、ヒータ4の温度制御はこのサーミスター5により検知された温度によりなされる。また同じくヒータ4の背面には、暴走時にヒータ4の通電発熱抵抗層4bへの通電を遮断するために温度ヒューズ、或いはサーモスイッチ等のサーモプロテクターTPが当接してある。
【0057】
このように定着用の薄いフィルム1aを用いたフィルム加熱方式の加熱装置11においては、加熱体としてのセラミックヒータ4の高い剛性のために弾性層2aを有している弾性加圧ローラ2がこれを圧接させたヒータ4の偏平下面にならって圧接部で偏平になって所定幅の定着ニップ部Nを形成し、定着ニップ部Nのみを加熱することでクイックスタートの加熱定着を実現している。
【0058】
以上の構成において、ヒータ4の通電発熱抵抗層4bと弾性加圧ローラ2との配置関係を図2の(b)を参照して説明すれば、ヒータ4の通電発熱抵抗層4bの長手方向の幅Wは、定着フィルム1aを介して圧接される弾性加圧ローラ2の弾性層の幅Dと比べて若干狭い幅で形成されており、未定着画像としてのトナー像tを形成担持させた記録材Pの搬送領域と比べると同程度か若干広い幅で形成されている。これにより、ヒータ4の通電発熱抵抗層4bに通電することで発した熱は、定着フィルム1aと弾性加圧ローラ2との間を搬送された記録材Pに与えられ、記録材P上のトナー像tを溶融し、固着させるために作用する。
【0059】
このような構成の加熱装置11は、ヒータ4を所定の温度に加熱・温調させ、図2の(a)に示すように、定着フィルム1aを矢印aの方向に搬送移動させた状態において、定着ニップ部Nにトナー像tを形成担持させた被記録材Pを導入すると、被記録材Pは定着フィルム1aの面に密着して該定着フィルム1aと一緒に定着ニップ部Nを挟持搬送される。この定着ニップ部Nを通った被記録材Pの部分は定着フィルム1aの面から剥離して搬送される。
【0060】
次に、前記LBP16の構成を図1の(b)に基づいて説明する。
【0061】
LBP16は、メインモーター10、像加熱定着装置11、転写ローラ13、像担持体として電子写真感光ドラム12を有する画像形成手段20、転写前ローラ(レジストローラ)14、給紙ローラ15、給紙カセット17及び搬送ベルト18を備えて構成されており、上述のCPU7により駆動制御される。
【0062】
画像形成手段20は、電子写真感光ドラム12の他に、該電子写真感光ドラム12の表面を一様に帯電する帯電手段21と、帯電手段21により帯電された電子写真感光ドラム12にレーザー光を照射して目的の形成画像の潜像を形成するスキャナーユニット22と、電子写真感光ドラム12に形成された潜像を現像剤としてのトナーで可視像化する現像ユニット23と、現像ユニット23で可視像化されたトナー像を被記録材P上に転写させる転写ローラ13と、トナー像の転写後に電子写真感光ドラム12上に残留しているトナーを払拭して除去するクリーニングユニット24とを備えている。
【0063】
転写前ローラ14、電子写真感光ドラム12、搬送ベルト18及び加圧ローラ2は、メインモーター10とギアボックス(不図示)を介して繋がっており、被記録材Pを搬送する搬送手段としての搬送機構Cを構成している。しかして、転写前ローラ14、電子写真感光ドラム12、搬送ベルト18及び加圧ローラ2は、メインモーター10の回転数をCPU7からの指令で切り換えることで、被記録材Pの搬送速度が一律に、80mm/sec若しくは40mm/secに切り換わるようになっている。転写前ローラ14にはクラッチ(不図示)が付いており、CPU7からの指令でクラッチが外れたときは、メインモーター10との接続が切れて回転が停止され、被記録材Pを直ちに止めておくことができ、再びCPU7からの指令によりクラッチを繋ぐことで任意のタイミングで被記録材Pを電子写真感光ドラム12と転写ローラ13との間の転写用のニップ部へ送ることができる。また、給紙ローラ15だけはメインモーター10とは独立な駆動モーターである給紙モーター(不図示)により駆動される。
【0064】
次に、LBP16の処理動作を図1の(b)を参照して説明する。
【0065】
先ず、給紙カセット17から給紙ローラ15が被記録材Pを拾い上げ、次に、転写前ローラ(レジストローラ)14にてその被記録材Pが電子写真感光ドラム12と転写ローラ13との間の転写用のニップ部へ送られる。そして、電子写真感光ドラム12から転写ローラ13によりトナー像tが転写された被記録材Pは、搬送ベルト18に運ばれて加熱装置11に通されることによりトナー像tが永久画像として定着され、しかる後に排紙口19より排紙される。
【0066】
LBP16を駆動制御するCPU7は、不図示のパソコンなどの外部入力機器より解像度切り換えの信号を受けても、解像度を切り換えることが電子写真感光ドラム12の搬送速度を切り換えることに相当し、また電子写真感光ドラム12上で潜像形成中、現像実行中、転写実行中は搬送速度の切り換えができないため、解像度切り換え前の古い解像度での最後の未定着画像を担持させた被記録材Pが像加熱装置11を通過するまで搬送速度及びヒータの温調温度の切り換えを保留し、被記録材Pの通過後に各々の切り換えを実行する指令を出す。かゝる搬送速度及びヒータの温調温度の切り換えはCPU7の切換え制御部7bにより為される。
【0067】
以下に、CPU7の切換え制御部7bによる搬送速度及びヒータの温調温度の切り換えを、図3に示すシーケンスチャートに従って説明する。なお、図3の(a)は解像度1200dpi,プロセススピード40mm/secから解像度600dpi,プロセススピード80mm/secへの切り換えのシーケンスチャートであり、図3の(b)は解像度600dpi,プロセススピード80mm/secから解像度1200dpi,プロセススピード40mm/secへの切り換えのシーケンスチャートである。
【0068】
先ず、1200dpiから600dpiへ解像度を切り換える場合を説明する。
【0069】
CPU7は解像度切り換えの信号を受け取ると、先ず、古い解像度(1200dpi)の未定着画像(トナー像)の払い出し(像加熱定着装置11を通過させること)を行う。仮に、電子写真感光ドラム12上で古い解像度(1200dpi)の潜像形成中、或いは現像実行中の場合は、その像の形成完了をもって古い解像度での電子写真感光ドラム12上の未定着画像の形成は終了し、その後にその未定着画像の払い出しを行う。この未定着画像の払い出しの際は、転写前ローラ14のクラッチが開き、給紙カセット17から給紙ローラ15により給紙された新たな被記録材Pの先端が転写前ローラ14で止められ、その被記録材Pが次の解像度(600dpi)の画像を担持する被記録材として待機している。
【0070】
ここで便宜上、CPU7が解像度切り換えの信号を受けてから1200dpiの解像度で未定着画像が形成担持された最後の被記録材Pが像加熱定着装置11の定着ニップ部Nを通過した時点を、被記録材Pの搬送速度及びヒータ4の温調温度の切り換えの時間の原点Oとする。
【0071】
CPU7の切換え制御部7bは、最後の被記録材Pが像加熱定着装置11の定着ニップ部Nを通過すると、原点Oから0.5sec後に、メインモーター10の回転数を変え搬送速度を40mm/secから80mm/secへ変更する指令をメインモーター10へ出す。メインモーター10の回転数の変更は切換え制御部7bがメインモーター10への印加電圧を制御することにより為される。そして、搬送速度の変更(切り換え)が完了する1sec後に、転写前ローラ14のクラッチを繋ぐことで転写前ローラ14が被記録材Pを開放する。この被記録材Pが像加熱定着装置11に突入するのは、転写前ローラ14による被記録材Pの開放から3秒後の4.0secである。
【0072】
また、CPU7の切換え制御部7bは、被記録材Pが像加熱定着装置11に入って来る4.0secまでにヒータ4の温度を目標温度にし、像加熱定着装置11全体を温めるため、原点Oから1.5sec後にヒータ4の温調のモードを600dpi用の高温温調のものへ変更する指令を出す。
【0073】
次に、600dpiから1200dpiへ解像度を切り換える場合を説明する。
【0074】
ここでも同様に、CPU7が解像度切り換えの信号を受けてから600dpiの解像度で未定着画像が形成担持された最後の被記録材Pが像加熱定着装置11の定着ニップ部Nを通過した時点を、被記録材Pの搬送速度及びヒータの温調温度の切り換えの時間の原点Oとする。
【0075】
CPU7の切換え制御部7bは、最後の被記録材Pが像加熱定着装置11の定着ニップ部Nを通過すると、原点Oから0.5sec後に、ヒーター4の温調のモードを1200dpiへ切り換える指令を出す。つまりヒーター4の目標温度が1200dpi用の低温温調温度(第1搬送速度に対応した第1の所定の温度)に下げられる。そして、原点Oから2.5sec後には、メインモーター10の回転数を変え搬送速度を80mm/secから40mm/secへ変更する指令を出す。メインモーター10の回転数は搬送速度の切り換え指令信号の出力から0.5秒後の3.0secで安定して搬送機構Cによる被記録材Pの搬送速度も安定するので、この時に転写前ローラ14のクラッチを繋いで転写前ローラー14が被記録材Pを開放する。この被記録材Pは転写前ローラ14の被記録材Pの開放から6.0秒後の9.0secには像加熱定着装置11に入ってくる。
【0076】
図4に解像度600dpi用と解像度1200dpi用のヒータ4の温調モードの各々の温度の対応関係を図示する。本実施形態にあっては、図4に示すように、ヒータ温調温度が多段階温調で被記録材Pの連続通紙枚数が増えるに従ってヒータ温調温度が下がっていく温調モードを採用している。
【0077】
以上のように、本実施形態のレーザービームプリンタ16は、速い搬送速度(80mm/sec)を遅い搬送速度(40mm/sec)へ切り換える場合、図3の(b)に示したように、ヒータ4の温調温度を切り換える時点、換言すれば加熱部材1の温調温度を切り換える時点(原点Oから0.5sec後)から遅い搬送速度へ切り換える時点(原点Oから2.5sec後)の間の時間Tb内で、速い搬送速度用の加熱部材1の温調温度が遅い搬送速度用の温調温度に下がることから、遅い搬送速度のときに速い搬送速度のときの温調温度の影響を像加熱定着装置11を構成するフィルム1a及びや加圧ローラ2などの構成部品が受けることがない。
【0078】
また、遅い搬送速度を速い搬送速度へ切り換える場合、図3の(a)に示したように、速い搬送速度への切り換えが完了した時点(原点Oから1sec後)から一定の時間(0.5秒)Ta経過後に、速い搬送速度用へのヒーター4の温調温度(第2搬送速度に対応した第2の所定の温度)の切り換えが、換言すれば、速い搬送速度用への加熱部材1の温調温度の切り換えが開始されることから、遅い搬送速度のときに速い搬送速度のときの温調温度の影響を像加熱定着装置11を構成するフィルム1a及びや加圧ローラ2などの構成部品が受けることがない。
【0079】
従って、像加熱定着装置11のフィルム1a及び加圧ローラ2などの構成部品が通常使用時よりも高温(過昇温)になることを回避できる。
【0080】
このように、本実施形態のLBP16にあっては、常に、被記録材Pの搬送速度が、低速の40mm/secのときに、若しくは高速である80mm/secから低速である40mm/secへ移行する過渡期の速度であるとき、搬送速度の高速時の高温の温調温度がヒータ4から発せられることを意図して避けることで、像加熱定着装置11の構成部品が通常使用時よりも高温(過昇温)になることを防止している。
【0081】
また、解像度切り換え前の古い解像度の未定着画像の払い出しを行っている間に、次の新しい解像度の画像が形成担持される被記録材Pを転写前ローラで待機させておくことと、メインモーター10の一旦停止を伴わない搬送機構Cでの被記録材Pの搬送速度の変更を行うことで、メインモーター10の一旦停止を伴う搬送機構Cでの被記録材の搬送速度の変更を行うときと比較して、後多回転、及び前多回転等に要する時間を省け、解像度切り換えに要する時間の大幅な短縮が実現できる。
【0082】
以上のように、本実施形態にあっては、速い搬送速度(80mm/sec)を遅い搬送速度(40mm/sec)へ切り換えるときは、搬送速度が遅くなり始める時(2.5sec時)より以前に加熱部材1の温度を遅い搬送速度用の温度に切り換え(図3の(b)参照)、遅い搬送速度(40mm/sec)を速い搬送速度(80mm/sec)へ切り換えるときは、搬送速度が速くなった時(1sec時)より以降に加熱部材1の温度を速い搬送速度用の温度に切り換える(図3の(a)参照)構成とすることにより、像加熱定着装置11のフィルム1a及び加圧ローラ2が通常使用時よりも高温(過昇温)になることを防止しているが、下記のような構成を採用してもフィルム1a及び加圧ローラ2の過昇温に対して同様な効果を得ることができる。
【0083】
即ち、速い搬送速度を遅い搬送速度へ切り換えるときは、搬送速度が遅くなった時(図3の(b)において3sec時)より以前に加熱部材1の温度を遅い搬送速度用の温度に切り換え、遅い搬送速度を速い搬送速度へ切り換えるときは、搬送速度が速くなり始める時(図3の(a)において1sec時)より以降に加熱部材の温度を速い搬送速度用の温度に切り換える構成を採用することができる。
【0085】
〔第2実施形態〕
次に、第2実施形態を説明する。第2実施形態としては、二つの解像度1200dpi(プロセススピード40mm/sec)と600dpi(プロセススピード80mm/sec)を有するレーザービームプリンタに用いられる像加熱定着装置と、レーザービームプリンタそれ自体を適用する。
【0086】
本実施形態における画像形成装置としてのレーザービームプリンタ(以下、LBPと記す。)は、メインモーター10と像加熱定着装置11の加圧ローラ2とを結ぶ不図示のギヤーボックスにおいてクラッチを設け、600dpiから1200dpiへの解像度の切り換え時に、加圧ローラ2の搬送速度だけをクラッチによりギヤーを変える機能を付加した他は、前述の第1実施形態のレーザービームプリンタ16と同様な構成となっている。
【0087】
本実施形態のLBP16においてギヤーボックスに設けたクラッチにより変えられるギヤーは全部で2つある。一つはHighギヤーであり、メインモーター10が他の搬送系(転写前ローラ14から像加熱定着装置11までの間の搬送系)に40mm/secのプロセススピードを与える回転数のときでも、加圧ローラ2だけのプロセススピードを80mm/secにする。他の一つはLowギヤーであり、通常用いられるもので加圧ローラ2のプロセススピードを他の搬送系のプロセススピードと同じにする。
【0088】
本実施形態のLBP16おける解像度の切り換え、即ち、解像度を1200dpiから600dpiへ切り換える手順は、第1実施形態のLBPの手順と同じである(図5の(a)参照)が、解像度を600dpiから1200dpiへ切り換える手順は、上述のhighギヤーを用いる別の手順にて行われる。この手順を図5の(b)に示すシーケンスチャートを参照して説明する。
【0089】
図5の(a)及び(b)においては、前述した第1実施形態と同様に、CPU7が解像度切り換えの信号を受けてから600dpiの解像度で未定着画像が形成担持された最後の被記録材Pが像加熱定着装置11の定着ニップ部Nを通過した時点を、被記録材Pの搬送速度及びヒータの温調温度の切り換えの時間の原点Oとしている。
【0090】
CPU7の切換え制御部7bは、最後の被記録材Pが像加熱定着装置11の定着ニップ部Nを通過すると、原点Oから0.5sec後に、ヒータ4の温調モードの切り換えと、加圧ローラ2のクラッチによる通常ギヤー(Lowギヤー)からHighギヤーへの切り換えと、メインモーター10の回転数を加圧ローラ2以外の搬送系のプロセススピードが80mm/secから40mm/secとなる回転数に変更する切り換えとを、同時に実行する。
【0091】
ヒータ4の温調モードが原点Oから0.5sec後に切り換えられることにより、ヒータ4の目標温度が1200dpi用の低温温調温度に下げられる。
【0092】
また、メインモーター10の回転数が40mm/secに移行するには0.5secかかるのに対してギヤーの切り換えは瞬時に行われるので、瞬間的に加圧ローラ2の搬送速度は、80mm/secよりも速くなる。
【0093】
そして、メインモーター10の回転数が40mm/secに移行して加圧ローラ2以外の搬送系のプロセススピードが40mm/secになる1.0sec時に、転写前ローラ14のクラッチを繋いで止めておいた被記録材Pを転写前ローラ14が開放する。この被記録材Pは転写前ローラ14の被記録材Pの開放から6.0秒後の7.0secには像加熱定着装置11に入ってくる。そして、ヒータ4の温度が十分に下がった低温温調温度になった3.0sec時にギヤーをLowギヤーに戻し他の搬送系と同じ搬送速度40mm/secにする。
【0094】
なお、本実施形態における解像度600dpi用と解像度1200dpi用のヒータ4の温調モードの各々の温度の対応関係は図4に示す第1実施形態のものと同じである。
【0095】
以上のように、本実施形態のレーザービームプリンタ16は、速い搬送速度(80mm/sec)を遅い搬送速度(40mm/sec)へ切り換える場合、図5の(b)に示したように、ヒータ4の温調温度を切り換える時点、換言すれば加熱部材1の温調温度を切り換える時点(原点Oから0.5sec後)から遅い搬送速度へ切り換える時点(原点Oから3.5sec後)の間の時間Tb内で、速い搬送速度用の加熱部材1の温調温度が遅い搬送速度用の温調温度に下がることから、遅い搬送速度のときに速い搬送速度のときの温調温度の影響を像加熱定着装置11を構成するフィルム1a及びや加圧ローラ2などの構成部品が受けることがない。
【0096】
また、遅い搬送速度を速い搬送速度へ切り換える場合、図5の(a)に示したように、速い搬送速度への切り換えが完了した時点(原点Oから1sec後)から一定の時間(0.5秒)Ta経過後に、速い搬送速度用へのヒータ4の温調温度の切り換えが、換言すれば、速い搬送速度用への加熱部材1の温調温度の切り換えが開始されることから、遅い搬送速度のときに速い搬送速度のときの温調温度の影響を像加熱定着装置11を構成するフィルム1a及びや加圧ローラ2などの構成部品が受けることがない。
【0097】
また、本実施形態にあっては、上述のようにHighギヤーにより加圧ローラ2による被記録材Pの搬送速度とその他の搬送系による被記録材Pの搬送速度を異なる搬送速度に分けられる結果、ヒータ4の温調温度の低下(高温温調温度から低温温調温度への低下)を待たずして、換言すれば加熱部材1の温調温度の低下を持たずして、転写前ローラ14により被記録材Pを開放することができ、600dpiから1200dpiへの解像度の切り換えに関しては、第1実施形態よりも早い切り換えが可能となるという利点がある。
【0098】
以上のように、本実施形態にあっては、速い搬送速度(80mm/sec)を遅い搬送速度(40mm/sec)へ切り換えるときは、搬送速度が遅くなり始める時(3.0sec時)より以前に加熱部材1の温度を遅い搬送速度用の温度に切り換え(図5の(b)参照)、遅い搬送速度(40mm/sec)を速い搬送速度(80mm/sec)へ切り換えるときは、搬送速度が速くなった時(1sec時)より以降に加熱部材1の温度を速い搬送速度用の温度に切り換える(図5の(a)参照)構成とすることにより、像加熱定着装置11のフィルム1a及び加圧ローラ2が通常使用時よりも高温(過昇温)になることを防止しているが、下記のような構成を採用してもフィルム1a及び加圧ローラ2の過昇温に対して同様な効果を得ることができる。
【0099】
即ち、速い搬送速度を遅い搬送速度へ切り換えるときは、搬送速度が遅くなった時(図5の(b)において3sec時)より以前に加熱部材1の温度を遅い搬送速度用の温度に切り換え、遅い搬送速度を速い搬送速度へ切り換えるときは、搬送速度が速くなり始める時(図5の(a)において1sec時)より以降に加熱部材の温度を速い搬送速度用の温度に切り換える構成を採用することができる。
【0101】
〔第3実施形態〕
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態としては、二つの解像度1200dpi(プロセススピード40mm/sec)と400dpi(プロセススピード120mm/sec)を有するレーザービームプリンタに用いられる像加熱定着装置と、レーザービームプリンタそれ自体を適用する。
【0102】
本実施形態における画像形成装置としてのレーザービームプリンタ(以下、LBPと記す。)は、高速時(プロセススピード120mm/sec)の高温温調モード、つまり400dpi時の温調から、低速時(プロセススピード40mm/sec)の低温温調モード、つまり1200dpi時へ移る際に、CPU7の切換え制御部7bに通電制御部7aを制御してヒータ4への通電をON・OFFする機能を付加し、第1実施形態、或いは第2実施形態のように通電しながら高温温調モードから低温温調モードの目標温度に落とすLBPよりも早く低温温調モードに落とすように構成した他は、前述の第1実施形態のレーザービームプリンタ16と同様な構成となっている。
【0103】
図6に本実施形態のLBP16における解像度400dpi用と解像度1200dpi用のヒータ4の温調モードの各々の温度の対応関係を示す。本実施形態のLBP16は、第1実施形態のLBPの高速時のプロセススピード80mm/secよりも速い高速時のプロセススピード120mm/secを持つので、高速時(プロセススピード120mm/sec)の温調モードが全般に高くなり、第1実施形態のときと比較して、高速時(プロセススピード120mm/sec)と低速時(プロセススピード40mm/sec)の二つの温調モード間の対応する温調温度差が大きくなっている。
【0104】
本実施形態のLBP16おける解像度の切り換え、即ち、解像度を1200dpiから400dpiへ切り換える手順は、第1実施形態のLBPの手順と同じである(但し、図7(a)に示すように、被記録材の搬送速度を40mm/secから120mm/secへ切り換えた後の転写前ローラ14による被記録材Pの開放時間と像加熱定着装置11の定着ニップ部Nへの被記録材Pの突入時間、及びヒータの温調温度を低温温調から高温温調へ切り換えるときの時間の夫々が第1実施形態のそれに比べて若干遅延している。)が、解像度を400dpiから1200dpiへ切り換える手順は、第1実施形態のLBPの手順とは異なっている。この手順を図7の(b)に示すシーケンスチャートを参照して説明する。
【0105】
図7(a)及び(b)においては、前述した第1実施形態と同様に、CPU7が解像度切り換えの信号を受けてから400dpiの解像度で未定着画像が形成担持された最後の被記録材Pが像加熱定着装置11の定着ニップ部Nを通過した時点を、被記録材Pの搬送速度及びヒータの温調温度の切り換えの時間の原点Oとしている。
【0106】
CPU7の切換え制御部7bは、最後の被記録材Pが像加熱定着装置11の定着ニップ部Nを通過すると、原点Oから0.25sec後に通電制御部7aを制御してヒータ4への通電を一旦切り(ヒーターオフ)、ヒータ4への通電を一旦切ってから1sec経過後の1.25secで通電制御部7aを制御してヒータ4への通電を開始し(ヒータ−オン)、原点Oから1.75sec後にヒータ4の目標温度が1200dpi用の低温温調温度に下げられる。そして、原点Oから2.5sec後には、メインモーター10の回転数を変え搬送速度を120mm/secから40mm/secへ変更する指令を出す。メインモーター10の回転数は搬送速度の切り換え指令信号の出力から0.75秒後の3.25secで安定して搬送機構Cによる被記録材Pの搬送速度も安定するので、この時に転写前ローラ14のクラッチを繋いで転写前ローラ14が被記録材Pを開放する。この被記録材Pは転写前ローラ14の被記録材Pの開放から6.0秒後の9.25secには像加熱定着装置11に入ってくる。
【0107】
以上のように、本実施形態のレーザービームプリンタ16は、速い搬送速度(120mm/sec)を遅い搬送速度(40mm/sec)へ切り換える場合、図7の(b)に示したように、ヒータ4の温調温度を切り換える時点、換言すれば加熱部材1の温調温度を切り換える時点(原点Oから0.25sec後)から遅い搬送速度へ切り換える時点(原点Oから2.5sec後)の間の時間Tb内で、速い搬送速度用の加熱部材1の温調温度が遅い搬送速度用の温調温度に下がることから、遅い搬送速度のときに速い搬送速度のときの温調温度の影響を像加熱定着装置11を構成するフィルム1a及びや加圧ローラ2などの構成部品が受けることがない。
【0108】
また、遅い搬送速度を速い搬送速度へ切り換える場合、図7の(a)に示したように、速い搬送速度への切り換えが完了した時点(原点Oから1.1sec後)から一定の時間(0.9秒)Ta経過後に、速い搬送速度用へのヒータ4の温調温度の切り換えが、換言すれば、速い搬送速度用への加熱部材1の温調温度の切り換えが開始されることから、遅い搬送速度のときに速い搬送速度のときの温調温度の影響を像加熱定着装置11を構成するフィルム1a及びや加圧ローラ2などの構成部品が受けることがない。
【0109】
また、本実施形態にあっては、上述のようにヒータ4への通電を一旦切ることで第1実施形態、或いは第2実施形態のように通電しながら高温温調モードから低温温調モードの目標温度に落とすLBPよりも早く低温温調モードに落とすことができ、400dpiから1200dpiへの解像度の切り換えに関しては、第1実施形態、或いは第2実施形態に比べよりも早い切り換えが可能となるという利点がある。
【0110】
以上のように、本実施形態にあっては、速い搬送速度(120mm/sec)を遅い搬送速度(40mm/sec)へ切り換えるときは、搬送速度が遅くなり始める時(2.5sec時)より前に加熱部材1の温度を遅い搬送速度用の温度に切り換え(図7の(b)参照)、遅い搬送速度(40mm/sec)を速い搬送速度(120mm/sec)へ切り換えるときは、搬送速度が速くなった時(1sec時)より後に加熱部材1の温度を速い搬送速度用の温度に切り換える(図7の(a)参照)構成とすることにより、像加熱定着装置11のフィルム1a及び加圧ローラ2が通常使用時よりも高温(過昇温)になることを防止しているが、下記のような構成を採用してもフィルム1a及び加圧ローラ2の過昇温に対して同様な効果を得ることができる。
【0111】
即ち、速い搬送速度を遅い搬送速度へ切り換えるときは、搬送速度が遅くなった時(図7の(b)において3.25sec時)より以前に加熱部材1の温度を遅い搬送速度用の温度に切り換え、遅い搬送速度を速い搬送速度へ切り換えるときは、搬送速度が速くなり始める時(図7の(a)において0.5sec時)より以降に加熱部材の温度を速い搬送速度用の温度に切り換える構成を採用することができる。
【0113】
本実施形態の画像形成装置としてのレーザービームプリンタに用いられる画像形成プロセスは実施形態の電子写真画像形成プロセスに限定されるものではなく、静電記録プロセス、磁気記録プロセスなどの任意の画像形成プロセス手段により転写式、或いは直接方式で被記録材(転写材、感光紙、静電記録紙)に目的の画像情報に対応した未定着のトナー像を形成担持させ、該被記録材を像加熱定着装置に導入してトナー画像の熱定着を行う複写機などの画像形成装置であってもよい。
【0114】
また、本実施形態のフィルム加熱方式の加熱装置は、エンドレスベルト状のフィルムを加熱体(ヒータ)を含む複数の部材間に懸回張設して駆動手段で回転させる構成、ロール巻きにした有端の長尺フィルムを繰り出して走行移動させる構成、加熱体はセラミックヒータの代わりに電磁誘導発熱体にする構成、フィルム自体を電磁誘導発熱体にする構成等にすることができる。
【0116】
以上、説明したように、本実施形態による像加熱定着装置(加熱装置)及び画像形成装置は、プロセススピードを切り換える時に、像加熱定着装置内の構成部材が過度に温度上昇することを防止することが可能となり、像加熱定着装置内の構成部材の劣化を抑えることが可能となる。またこれにより、短時間での像加熱装置のプロセススピードの変更が可能となって、短時間に画像形成装置の解像度を切り換えることが可能となる。
【0117】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、被加熱部材の搬送速度が第2搬送速度からそれよりも遅い第1搬送速度に切り換えられたときに、構成部材が速い第2搬送速度のときの温度の影響を受けないようにして、構成部品の温度が通常使用時より高温になることを未然に防止することのできる、フィルム加熱方式の像加熱装置及び該像加熱装置を備えた画像形成装置の提供を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明に係る加熱装置の一例を示す概要構成図であり、(b)は(a)に示す加熱装置を像加熱定着装置(像加熱装置)として具備して構成された本発明に係る画像形成装置としてのレーザービームプリンタの一例を示す概要構成図である。
【図2】(a)は図1の(a)に示す加熱装置の定着ニップ部の拡大断面図であり、(b)は同加熱装置のヒータの通電発熱抵抗層と弾性加圧ローラとの配置関係の説明図である。
【図3】(a)は本発明に係る画像形成装置としての第1実施形態のレーザービームプリンタにおいて解像度1200dpi,プロセススピード40mm/secから解像度600dpi,プロセススピード80mm/secへの切り換えのシーケンスチャートであり、(b)は同レーザービームプリンタにおいて解像度600dpi,プロセススピード80mm/secから解像度1200dpi,プロセススピード40mm/secへの切り換えのシーケンスチャートである。
【図4】図3に示すレーザービームプリンタにおいて解像度600dpi用と解像度1200dpi用のヒータの温調モードの各々の温度の対応関係を表した説明図である。
【図5】(a)は本発明に係る画像形成装置としての第2実施形態のレーザービームプリンタにおいて解像度1200dpi,プロセススピード40mm/secから解像度600dpi,プロセススピード80mm/secへの切り換えのシーケンスチャートであり、(b)は同レーザービームプリンタにおいてギヤ切り換えクラッチ使用時の解像度600dpi,プロセススピード80mm/secから解像度1200dpi,プロセススピード40mm/secへの切り換えのシーケンスチャートである。
【図6】本発明に係る画像形成装置としての第3実施形態のレーザービームプリンタにおいて解像度400dpi用と解像度1200dpi用のヒータの温調モードの各々の温度の対応関係を表した説明図である。
【図7】(a)は本発明に係る画像形成装置としての第3実施形態のレーザービームプリンタにおいて解像度1200dpi,プロセススピード40mm/secから解像度400dpi,プロセススピード120mm/secへの切り換えのシーケンスチャートであり、(b)は同レーザービームプリンタにおいて解像度400dpi,プロセススピード120mm/secから解像度1200dpi,プロセススピード40mm/secへの切り換えのシーケンスチャートである。
【符号の説明】
1 加熱部材
1a 定着フィルム(フィルム)
2 弾性加圧ローラ(加圧部材)
4 ヒータ(加熱体)
5 サーミスター(温度検知部材)
7 CPU
7a 通電制御部(通電を制御する手段)
7b 切換え制御部(切換え制御手段)
11 加熱装置(又は像加熱装置)
16 レーザービームプリンタ(画像形成装置)
20 画像形成手段
N 定着ニップ部(ニップ部)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present inventionComprises a heating member having a heating element that generates heat when energized and a film that moves in contact with the heating element, and the heating element and the pressure member are pressed against each other to form a nip portion. By passing the heating member through the nip part, the image on the heated member is formed by the heat from the heating member.The present invention relates to an image heating apparatus that performs image heating processing, and an image forming apparatus that includes the image heating apparatus as an image heating fixing apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an image heating and fixing device provided in an image forming apparatus having an arbitrary image forming process means such as an electrophotographic process, an electrostatic process, and a magnetic recording process, a recording material on which an unfixed toner image is formed and supported ( A heated member) is passed through a fixing nip portion as a nip portion formed by a fixing roller and a pressure roller rotating in pressure contact with each other, thereby fixing the toner image on the recording material as a permanent image. A so-called heat roller type image heating apparatus is widely known.
[0003]
This is a basic component member consisting of a pair of mutually contacting and rotating rollers of a heating roller (fixing roller) as a heating member and a pressure roller as a pressure member. The heating roller is a cylinder made of metal or the like having good thermal conductivity. A halogen heater as a heating body (heat generation source) is provided inside the roller base.
[0004]
The heating roller is heated by a halogen heater to control the roller surface temperature.ThermistorTemperature detection so that the roller surface temperature is maintained at a predetermined fixing temperature, that is, the temperature in the fixing nip portion N is a temperature at which an unfixed toner image does not cause fixing failure or hot offset ( The temperature is controlled by energization so as to be maintained at (α ° C. to β ° C.). The pressure roller is formed by forming a material layer having heat resistance such as silicon rubber around the core metal and having predetermined elasticity.
[0005]
The above-mentioned heating roller type image heating apparatus is indeterminate of a recording material in which an unfixed toner image is formed and supported on a fixing nip portion (heating nip portion, pressure nip portion) formed by a pressure roller and a heating roller. The toner image surface side of the contact is introduced with the fixing roller side and is nipped and conveyed, whereby the unfixed toner image is fused and fixed on the recording material by heating and pressurizing at the fixing nip portion.
[0006]
In addition to the heat roller type image heating apparatus, a so-called film that heat-fixes an unfixed toner image on a recording material (heated member) through a film between a heater portion and a pressure roller. JP-A-63-313182, JP-A-2-157878, JP-A-4-44075, JP-A-4-204980, and the like have been disclosed as a heating type image heating apparatus.
[0007]
This is because a fixing nip portion is formed as a nip portion by sandwiching a thin heat-resistant film between a ceramic heater as a heating body (heat generation source) and a pressure roller as a pressure member. The recording material on which an unfixed toner image is formed and supported is introduced between the film and the pressure roller with the unfixed toner image surface side of the film side, and is nipped and conveyed together with the film. In the fixing nip portion, the heat of the ceramic heater is applied to the recording material through a film and heated and pressed to fix the unfixed toner image on the recording material.
[0008]
The film is heated by the heat of the ceramic heater in the fixing nip portion, and the recording material is heated by the heated film. The ceramic heater and the film constitute a heating member. Ceramic heater was provided on the backThermistorThus, the temperature is detected, and the heater temperature generated by energizing the ceramic heater is controlled to be kept constant. Such control is performed by controlling the temperature of the film in the fixing nip N to a temperature (α ° C. to β ° C.) at which an unfixed toner image does not cause fixing failure or hot offset.
[0009]
Since the film heating type image heating apparatus uses a thin film, the heating member has a much smaller heat capacity than a heat roller type image heating apparatus using a heating roller. For this reason, in order to heat and fix an unfixed toner image on the recording material, heat from the ceramic heater can be efficiently applied to the recording material, and only the fixing nip portion is heated so that the image forming apparatus Quick start heating and fixing with a short waiting time from power ON to printable state is realized. Furthermore, since the heat capacity of the heating member is kept small, it is not necessary to warm the heating member even during standby, and there is an advantage that power consumption can be kept low.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in an image forming apparatus such as a laser beam printer provided with an image forming means of an electrophotographic process type and having the film heating type image heating apparatus as an image heating fixing apparatus, in recent years, an electron as an image carrier is used. With the progress of the processing technology of the scanning optical system that forms an image (latent image) with a laser beam on the photographic photoreceptor, it becomes possible to increase the resolution of the formed image on the electrophotographic photoreceptor as the image carrier. : 600 dpi Print capacity: 12 sheets / minute (Process speed (carrying speed) of about 70 mm / sec), Resolution: 1200 dpi Print capacity: 6 sheets / minute (Process speed (carrying speed) of about 35 mm / second) sec) high-resolution mode laser beam printers have been commercialized.
[0011]
In the film heating type image heating apparatus used in the image forming apparatus having a plurality of process speeds as described above, the amount of heat carried to the recording material, the pressure roller, or the film is larger when the process speed is faster. Therefore, in order to keep the temperature in the fixing nip within the above-described α ° C. to β ° C. at any process speed, the temperature control temperature of the ceramic heater (hereinafter referred to as the heater) of the heating member increases as the process speed increases. It becomes high temperature. For example, when switching from a fast process speed to a slow process speed, the temperature control temperature of the heater must be switched to a lower temperature control temperature. If the temperature of the heater is maintained at a high temperature control temperature at a high process speed and the process speed is slow, the time for the heater to heat the film and the pressure roller becomes longer than that at the high speed. Therefore, the maximum temperature of the film and the pressure roller is higher than that at high speed. In this case, the time during which the film and the pressure roller are not heated also becomes longer and the cooling time becomes longer. However, since the heating effect by the temperature control of the heater is more effective, the maximum temperature of the film and the pressure roller is increased. Is higher than that at high speed.
[0012]
In addition, when the CPU as the control means performs two switching controls of the process speed and the heater temperature control temperature, the CPU receives the two switching signals of the process speed and the heater temperature control temperature. It is impossible in reality to start together and complete instantly. In both cases, there is a response time from the start of switching to completion. Therefore, especially when the response time for switching the heater temperature control temperature is longer than the response time for switching the process speed, even if you try to switch from a fast process speed to a slow process speed at the same time, the process temporarily Despite the slow speed, the temperature of the heater remains high, and the temperature of components (such as a pressure roller and a film) in the image heating and fixing apparatus becomes higher than that during normal use. In other words, even when switching to a slow process speed is completed, switching to a low temperature control temperature of the heater has not yet been completed, and the heater temperature remains high, resulting in the configuration within the image heating and fixing device. Parts (such as pressure rollers and films) become hotter than normal use.
[0013]
The phenomenon that the temperature of components in such an image heating and fixing device becomes higher than that during normal use is when the heater temperature control temperature is switched before switching from a slow process speed to a fast process speed. Also seen in In this case, since the process speed is switched after the heater is switched to a high temperature control temperature, the heater temperature rises to a high temperature control temperature for a high process speed when the process temperature is low. The components (pressure roller, film, etc.) in the heat fixing device become higher than the temperature during normal use.
[0014]
As described above, if the heater temperature is switched at the same time as the process speed is switched or before the process speed is switched, the components (such as the pressure roller and film) in the image heating and fixing device will be lower than the temperature during normal use. There is a risk of damage due to high temperatures. In addition, the fear of damage to the components in the image heating and fixing apparatus also occurs in the heat roller type image heating and fixing apparatus, and the components (pressure roller) in the image heating and fixing apparatus are There is a risk of breakage due to higher temperatures than in normal use.
[0015]
According to the present invention, in the image heating and fixing apparatus, when two switching controls, that is, the process speed (conveying speed) and the temperature adjustment temperature of the heater of the heating member, are performed, the components become higher than the temperatures during normal use. It was made in view of the difficulty that the component temperature is higher than that during normal use so that the component is not affected by the temperature at the high transfer speed at the low transfer speed. It is an object of the present invention to provide a heating device, an image heating device, and an image forming apparatus that can prevent the above-described problem.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is characterized by the following configuration.TheAn image heating apparatus and an image forming apparatus.
[0017]
(1) A heating member having a heating body that generates heat by energization and a film that moves in contact with the heating body, and the heating body and the pressure member are pressed against each other to form a nip portion. In an image heating apparatus that heats an image on a heated member with heat from the heated member by passing the heated member through the nip portion, the first conveying speed and a second conveying speed that is faster than the first conveying speed. The conveyance control means capable of conveying the heated member, the temperature detection member for detecting the temperature of the heating member, and the detected temperature from the temperature detection member corresponding to the first and second conveyance speeds. And an energization control means for controlling energization to the heating body so as to be at a second predetermined temperature, the energization control means 1) from the first conveying speed to the second conveying speed. When switching to, the heated member is The heating member is switched from the first predetermined temperature to the second predetermined temperature at a timing such that the heating member reaches the second predetermined temperature after switching to the conveyance speed, and 2) the member to be heated Is switched from the second transport speed to the first transport speed, the second predetermined speed is such that the heating member reaches the first predetermined temperature before the heated member switches to the first transport speed. An image heating apparatus that switches from a temperature to the first predetermined temperature.
(2) An image forming unit that forms an image on a member to be heated, and the image heating apparatus according to (1) that performs image heating processing on the image on the member to be heated conveyed from the image forming unit side. An image forming apparatus.
[0044]
[Operation]
Image heating apparatus and image forming apparatus according to the present inventionIn the above, as described above, when the heated member is switched from the first conveyance speed to the second conveyance speed that is faster than the first conveyance speed, the heating member is switched to the second conveyance speed and then the heating member is moved to the second conveyance speed. At a timing at which the second predetermined temperature corresponding to the speed is reached, the first predetermined temperature corresponding to the first transport speed is switched to the second predetermined temperature corresponding to the second transport speed, and heated When the member is switched from the second transport speed to the first transport speed that is slower than the second transport speed, the heating member has a first predetermined speed corresponding to the first transport speed before the heated member switches to the first transport speed. At a timing at which the temperature is reached, the second predetermined temperature corresponding to the second transport speed is switched to the first predetermined temperature corresponding to the first transport speed.
[0045]
As a result, the conveyance speed(Second transport speed)The slower transfer speed(First transfer speed)When switching to, it becomes possible to switch the temperature of the heating member to the temperature for the slow conveyance speed between the switching of the temperature of the heating member and the switching to the slow conveyance speed. Sometimes, it is possible to avoid that the component is affected by the temperature at a high conveyance speed.
[0046]
Also, when switching the transport speed to a faster transport speed, it becomes possible to switch the temperature of the heating member to a temperature for a faster transport speed after the transport speed is switched, and thus faster when the transport speed is lower than the fast transport speed. It can be avoided that the component is affected by the temperature at the conveyance speed.
[0047]
Therefore, it is possible to prevent the temperature of the component parts from becoming higher than that during normal use when the conveyance speed is low.
[0048]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a heating device, an image heating device, and an image forming apparatus according to the present invention will be described in more detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
[0049]
[First Embodiment]
(A) of FIG. 1 is a schematic block diagram which shows an example of the heating apparatus which concerns on this invention. FIG. 1B is a schematic configuration diagram showing an example of a laser beam printer as an image forming apparatus according to the present invention, and a heating device (hereinafter, image heating device) shown in FIG. 11).
[0050]
The laser beam printer (hereinafter referred to as LBP) 16 of the present embodiment has a process speed (conveyance speed) of 80 mm / sec.(Second transport speed), And 40 mm / sec(First transfer speed)When the process speed is 80 mm / sec, an image with a resolution of 600 dpi is output. When the process speed is 40 mm / sec, an image with a resolution of 1200 dpi is output (that is, the scanner rotation speed is constant). The resolution is doubled to 1200 dpi by switching the process speed from 80 mm / sec to 40 mm / sec, which is a half.)
[0051]
The
[0052]
Here, the basic configuration of the
[0053]
The fixing film 1a is a cylindrical member, and is conveyed in the direction of arrow a while being in close contact with and sliding on the surface of the
[0054]
The
[0055]
The
[0056]
As shown in FIG. 2B, the
[0057]
Thus, in the
[0058]
In the above configuration, the arrangement relationship between the energization
[0059]
The
[0060]
Next, the configuration of the
[0061]
The
[0062]
In addition to the electrophotographic
[0063]
Before transcriptionroller14. Electrophotographic
[0064]
Next, the processing operation of the
[0065]
First, paper is fed from the paper cassette 17roller15 picks up the recording material P, then, before transferroller(Resistroller) 14, the recording material P is transferred to the electrophotographic photosensitive drum 12.roller13 is transferred to a nip portion for transfer between the
[0066]
The
[0067]
Below, switching of the conveyance speed and the temperature control temperature of the heater by the switching
[0068]
First, a case where the resolution is switched from 1200 dpi to 600 dpi will be described.
[0069]
When the
[0070]
Here, for convenience, the time when the last recording material P on which an unfixed image has been formed and carried at a resolution of 1200 dpi has passed through the fixing nip portion N of the image heating and fixing
[0071]
When the last recording material P passes through the fixing nip portion N of the image heating and fixing
[0072]
Further, the switching
[0073]
Next, a case where the resolution is switched from 600 dpi to 1200 dpi will be described.
[0074]
Similarly, when the last recording material P on which an unfixed image is formed and supported at a resolution of 600 dpi passes through the fixing nip portion N of the image
[0075]
When the last recording material P passes through the fixing nip N of the image heating and fixing
[0076]
FIG. 4 shows a resolution for 600 dpi and a resolution of 1200 dpi.heaterThe correspondence of each temperature of 4 temperature control modes is illustrated. In this embodiment, as shown in FIG.heaterAs the temperature control temperature is multi-step temperature control and the number of continuous sheets of recording material P increases,heaterA temperature control mode is adopted in which the temperature control temperature decreases.
[0077]
As described above, when the
[0078]
In addition, when switching the slow conveyance speed to the high conveyance speed, as shown in FIG. 3A, a certain time (0.5 seconds) from the point when the switching to the high conveyance speed is completed (after 1 sec from the origin O). Sec) Temperature control temperature of
[0079]
Accordingly, it is possible to avoid that the components such as the film 1a and the
[0080]
As described above, in the
[0081]
Further, while the unfixed image of the old resolution before the resolution switching is being dispensed, the recording material P on which the next new resolution image is formed and supported is transferred.rollerAnd by changing the transport speed of the recording material P in the transport mechanism C without temporarily stopping the
[0082]
As described above, in the present embodiment, when the high conveyance speed (80 mm / sec) is switched to the low conveyance speed (40 mm / sec), the time before the conveyance speed starts to decrease (at 2.5 sec) is earlier. When the temperature of the
[0083]
That is, when switching the high transport speed to the slow transport speed, the temperature of the
[0085]
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, an image heating fixing device used for a laser beam printer having two resolutions of 1200 dpi (process speed 40 mm / sec) and 600 dpi (process speed 80 mm / sec) and the laser beam printer itself are applied.
[0086]
A laser beam printer (hereinafter referred to as LBP) as an image forming apparatus in the present embodiment is provided with a clutch in a gear box (not shown) connecting the
[0087]
In the
[0088]
The switching of the resolution in the
[0089]
5 (a) and 5 (b), as in the first embodiment described above, the last recording material on which an unfixed image is formed and supported at a resolution of 600 dpi after the
[0090]
When the last recording material P passes through the fixing nip N of the image heating and fixing
[0091]
heaterBy switching the
[0092]
Further, since it takes 0.5 sec for the rotation speed of the
[0093]
When the rotation speed of the
[0094]
Note that the correspondence between the temperatures in the temperature control mode of the
[0095]
As described above, when the
[0096]
Further, when switching from a low transport speed to a high transport speed, as shown in FIG. 5A, a fixed time (0.5 sec.) From the point when switching to the high transport speed is completed (after 1 sec from the origin O). Seconds) After Ta passes,heaterIn other words, since the switching of the temperature adjustment temperature of the
[0097]
Further, in the present embodiment, as described above, the result that the transport speed of the recording material P by the
[0098]
As described above, in the present embodiment, when the high conveyance speed (80 mm / sec) is switched to the low conveyance speed (40 mm / sec), the time before the conveyance speed starts to be slow (3.0 sec) is before. When the temperature of the
[0099]
That is, when switching the high transport speed to the slow transport speed, the temperature of the
[0101]
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described. As the third embodiment, an image heating fixing device used for a laser beam printer having two resolutions of 1200 dpi (process speed 40 mm / sec) and 400 dpi (process speed 120 mm / sec) and the laser beam printer itself are applied.
[0102]
A laser beam printer (hereinafter referred to as LBP) as an image forming apparatus in the present embodiment has a high temperature control mode at a high speed (process speed 120 mm / sec), that is, a temperature control at 400 dpi, and a low speed (process speed). 40 mm / sec), when switching to a low temperature control mode, that is, 1200 dpi, the
[0103]
FIG. 6 shows the resolution for 400 dpi and the resolution for 1200 dpi in the
[0104]
The switching of the resolution in the
[0105]
7A and 7B, as in the first embodiment described above, the last recording material P on which an unfixed image is formed and supported at a resolution of 400 dpi after the
[0106]
When the last recording material P passes through the fixing nip portion N of the image heating and fixing
[0107]
As described above, when the
[0108]
In addition, when switching the slow conveyance speed to the high conveyance speed, as shown in FIG. 7A, a certain time (0) from the time when the switching to the high conveyance speed is completed (after 1.1 sec from the origin O). .9 seconds) After Ta has elapsed,heaterIn other words, since the switching of the temperature adjustment temperature of the
[0109]
In this embodiment, as described above,heaterBy switching off the power to 4, temporarily switch to the low-temperature temperature control mode earlier than the LBP to drop from the high-temperature temperature control mode to the target temperature of the low-temperature temperature control mode while energizing as in the first embodiment or the second embodiment With regard to switching the resolution from 400 dpi to 1200 dpi, there is an advantage that switching can be performed faster than in the first embodiment or the second embodiment.
[0110]
As described above, in the present embodiment, when the high conveyance speed (120 mm / sec) is switched to the low conveyance speed (40 mm / sec), the time before the conveyance speed starts to be slow (2.5 sec). When the temperature of the
[0111]
That is, when switching the high conveyance speed to the low conveyance speed, the temperature of the
[0113]
The image forming process used in the laser beam printer as the image forming apparatus of the present embodiment is not limited to the electrophotographic image forming process of the embodiment, and any image forming process such as an electrostatic recording process or a magnetic recording process. The recording material (transfer material, photosensitive paper, electrostatic recording paper) is formed and supported on a recording material (transfer material, photosensitive paper, electrostatic recording paper) by means, and an unfixed toner image corresponding to the target image information is formed and supported. It may be an image forming apparatus such as a copying machine which is introduced into the apparatus and thermally fixes the toner image.
[0114]
In addition, the heating device of the film heating system of the present embodiment has a configuration in which an endless belt-like film is suspended between a plurality of members including a heating body (heater) and rotated by a driving unit, and is wound in a roll. A configuration in which a long film at the end is fed out and moved and moved, a heating body may be an electromagnetic induction heating element instead of a ceramic heater, and a film itself may be an electromagnetic induction heating element.
[0116]
As described above, the image heating and fixing apparatus (heating apparatus) and the image forming apparatus according to the present embodiment prevent excessive temperature rise of components in the image heating and fixing apparatus when the process speed is switched. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the constituent members in the image heating and fixing apparatus. Accordingly, the process speed of the image heating apparatus can be changed in a short time, and the resolution of the image forming apparatus can be switched in a short time.
[0117]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention,When the conveying speed of the member to be heated is switched from the second conveying speed to the first conveying speed that is slower than the second conveying speed, the component is not affected by the temperature at the high second conveying speed, It is possible to prevent the temperature of the film from becoming higher than during normal use.Image heating device andEquipped with the image heating deviceIt was possible to provide an image forming apparatus.
[Brief description of the drawings]
1A is a schematic configuration diagram showing an example of a heating device according to the present invention, and FIG. 1B is a configuration including the heating device shown in FIG. 1A as an image heating fixing device (image heating device). 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a laser beam printer as an image forming apparatus according to the present invention.
2A is an enlarged cross-sectional view of a fixing nip portion of the heating apparatus shown in FIG. 1A, and FIG. It is explanatory drawing of arrangement | positioning relationship.
FIG. 3A is a sequence chart of switching from a resolution of 1200 dpi and a process speed of 40 mm / sec to a resolution of 600 dpi and a process speed of 80 mm / sec in the laser beam printer of the first embodiment as an image forming apparatus according to the present invention. (B) is a sequence chart of switching from a resolution of 600 dpi and a process speed of 80 mm / sec to a resolution of 1200 dpi and a process speed of 40 mm / sec in the laser beam printer.
4 shows a laser beam printer shown in FIG. 3 for a resolution of 600 dpi and a resolution of 1200 dpi.heaterIt is explanatory drawing showing the correspondence of each temperature of this temperature control mode.
FIG. 5A is a sequence chart of switching from a resolution of 1200 dpi and a process speed of 40 mm / sec to a resolution of 600 dpi and a process speed of 80 mm / sec in the laser beam printer of the second embodiment as an image forming apparatus according to the present invention. (B) is a sequence chart of switching from a resolution of 600 dpi and a process speed of 80 mm / sec to a resolution of 1200 dpi and a process speed of 40 mm / sec when the gear switching clutch is used in the laser beam printer.
FIG. 6 illustrates a laser beam printer according to a third embodiment as an image forming apparatus according to the present invention for a resolution of 400 dpi and a resolution of 1200 dpi.heaterIt is explanatory drawing showing the correspondence of each temperature of this temperature control mode.
FIG. 7A is a sequence chart of switching from a resolution of 1200 dpi and a process speed of 40 mm / sec to a resolution of 400 dpi and a process speed of 120 mm / sec in the laser beam printer of the third embodiment as an image forming apparatus according to the present invention. (B) is a sequence chart of switching from a resolution of 400 dpi and a process speed of 120 mm / sec to a resolution of 1200 dpi and a process speed of 40 mm / sec in the laser beam printer.
[Explanation of symbols]
1 Heating member
1a Fixing film (film)
2 Elastic pressure roller (pressure member)
4 Heater (heating body)
5 Thermistor (temperature detection member)
7 CPU
7a Energization control unit (means for controlling energization)
7b Switching control unit (switching control means)
11 Heating device (or image heating device)
16 Laser beam printer (image forming device)
20 Image forming means
N Fixing nip (nip)
Claims (2)
第1搬送速度及び第1搬送速度より速い第2の搬送速度にて前記被加熱部材を搬送制御可能な搬送制御手段と、
前記加熱部材の温度を検知する温度検知部材と、
前記温度検知部材からの検知温度が第1、第2搬送速度に対応した第1、第2の所定の温度となるように前記加熱体への通電を制御する通電制御手段とを有し、
前記通電制御手段は、
1)前記被加熱部材を第1搬送速度から第2搬送速度へ切り換えるときは、前記被加熱部材が第2搬送速度へ切り換わった後に前記加熱部材が前記第2の所定の温度になるようなタイミングで、前記第1の所定の温度から前記第2の所定の温度へ切り換えるとともに、
2)前記被加熱部材を第2搬送速度から第1搬送速度へ切り換えるときは、前記被加熱部材が第1搬送速度に切り換わる前に前記加熱部材が第1所定の温度になるようなタイミングで、前記第2所定の温度から前記第1所定の温度へ切り換える
ことを特徴とする像加熱装置。 A heating member having a heating body that generates heat by energization and a film that moves in contact with the heating body, and the heating body and the pressure member are pressed against each other to form a nip portion; In an image heating apparatus that performs image heating processing on an image on a member to be heated with heat from the heating member by passing through the nip portion,
A transport control means capable of transporting the heated member at a first transport speed and a second transport speed faster than the first transport speed;
A temperature detecting member for detecting a temperature of said heating member,
And a current control means for detecting the temperature from the temperature sensing member to control the energization of the first, first, the heating body such that the second predetermined temperature corresponding to the second transport speed,
The energization control means includes
1) When the heated member is switched from the first conveying speed to the second conveying speed, the heated member becomes the second predetermined temperature after the heated member is switched to the second conveying speed. At the timing, switching from the first predetermined temperature to the second predetermined temperature,
2) When the member to be heated is switched from the second conveyance speed to the first conveyance speed, the heating member is switched to the first predetermined temperature before the member to be heated is switched to the first conveyance speed. An image heating apparatus that switches from the second predetermined temperature to the first predetermined temperature .
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