JP3848003B2

JP3848003B2 - Fixing device

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Publication number: JP3848003B2
Application number: JP05134599A
Authority: JP
Inventors: 泰英濱田; 裕一郎東
Original assignee: Nitto Kogyo Corp
Current assignee: Nitto Kogyo Corp
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2019-01-22
Also published as: JP2000242126A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等において、シート上の未定着トナーを溶融圧着し、該シートに定着させるために使用される定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時の電子写真装置用の定着装置においては、図１２に示すように、定着ローラＲ１と加熱兼テンションローラ（以下、単に「加熱ローラ」と略称する。）Ｒ３間に定着ベルトＢを張設し、この定着ベルトＢを介して下方より押圧する加圧ローラＲ２を設けたベルト定着方式と、記録媒体Ｄの予熱とを組み合わせた技術が開発されている。これによって、予熱によりニップ部の温度を低く設定でき、熱容量の小さい定着ベルトＢを用いることで、ニップ部通過時に定着ベルトＢの温度を急速に冷却させ、ニップ部出口での定着ベルトＢと分離するトナーの凝集力を高めることで、定着ベルトＢとトナーとの離型性を高めて、オイルレス或いは微量のオイルしか塗布しない場合でも、オフセットの無い鮮明な定着画像が得られる。この装置は、加熱ローラ方式では解決できなかった離型性とオイルの塗布の問題を解決した定着装置として知られている。
【０００３】
この従来の定着装置の構成を以下に簡単に説明する。定着装置は、定着ローラＲ１と、この定着ローラＲ１の直下方に配設された加圧ローラＲ２と、定着ローラＲ１の側方（記録媒体の搬送方向に沿う上流側）に配設された加熱ローラＲ３とを備え、定着ローラＲ１と加熱ローラＲ３間に定着ベルトＢが張設されている。
【０００４】
この定着ベルトＢの上部にはオイル塗布ローラＲ４が設けられている。また、定着ベルトＢの下部には、隙間をあけて記録媒体支持体としてのガイド板Ｇが設けられ、定着ベルトＢの下部とガイド板Ｇの間に記録媒体の加熱通路Ｐを形成している。定着ベルトＢは、加熱ローラＲ３が加圧レバーＵにより定着ローラＲ１と隔離する方向に加圧されることで、所望の張力を得ると共に、定着ローラＲ１で駆動することによりスリップや緩みの無い安定した回転をすることが出来る。
【０００５】
一方、加熱ローラＲ３の内部には、加熱源として加熱ヒータＨが備えられる。また、加熱ローラＲ３の表面温度の測定のためにサーミスタＳを設けている。このサーミスタＳは、接触状態で被検部の温度を測定するため、定着ベルトＢの通紙領域に接触させることが好ましくなく、このため、定着ベルトＢの非通紙領域に接触させている。
【０００６】
上記構成を有する従来の定着装置では、サーミスタＳからの測定温度に基づいて、図示しないコントローラによって、定着動作中に渡り、加熱ローラＲ３の表面温度が定着可能な設定温度となるように、加熱ヒータＨの放熱量を制御している。また、この定着動作中においては、コントローラは、定着ベルトＢの走行速度を、転写部におけるプロセス速度に合致させた速度に設定している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この為、電源投入直後の所謂ウォーミングアップ時において、定着ローラーＲ１と加圧ローラＲ２との転接部における温度がなかなか上昇せずに、ウォームアップ時間が長くかかる問題が指摘されている。特に、電源投入後において、最初の画像形成動作が実行されるまでに時間がかかると、操作者を苛立たせることとなり、商品価値の低下を直接的に印象づけることとなり、問題解決が強く要望されている。
【０００８】
この発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、この発明の主たる目的は、電源投入直後のウォーミングアップ時間を短縮化させることの出来る定着装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明に係わる定着装置は、請求項１の記載によれば、定着ローラと、この定着ローラに所定の圧力で転接する加圧ローラと、前記定着ローラから離間して配設され、内部に第１の発熱手段が配設された加熱ローラと、この加熱ローラと前記定着ローラとにエンドレスに掛け渡され、前記第１の発熱手段からの熱伝達を受けて前記定着ローラ及び加圧ローラの転接部を通過するシート上の未定着トナーを加熱する定着ベルトとを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記転接部を一方向に沿って通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置において、前記定着ベルトをエンドレス走行させる駆動手段と、定着動作時において、前記定着ベルトが第２の走行速度で走行駆動する様に前記駆動手段を制御する制御手段とを具備し、この制御手段は、電源投入後における前記定着ベルトの最初の走行時において、該定着ベルトが前記第２の走行速度よりも遅い第１の走行速度で走行駆動するように前記駆動手段を制御することを特徴としている。
【００１０】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項２の記載によれば、定着ローラと、この定着ローラに所定の圧力で転接する加圧ローラと、前記定着ローラから離間して配設され、内部に第１の発熱手段が配設された加熱ローラと、この加熱ローラと前記定着ローラとにエンドレスに掛け渡され、前記第１の発熱手段からの熱伝達を受けて前記定着ローラ及び加圧ローラの転接部を通過するシート上の未定着トナーを加熱する定着ベルトとを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記転接部を一方向に沿って通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置において、前記定着ベルトをエンドレス走行させる駆動手段と、定着動作時において、前記定着ベルトが第２の走行速度で走行駆動する様に前記駆動手段を制御する制御手段とを具備し、この制御手段は、電源投入に伴い、前記定着ベルトが前記第２の走行速度よりも遅い第１の走行速度で走行駆動するように前記駆動手段を制御することを特徴としている。
【００１１】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項３の記載によれば、定着ローラと、この定着ローラに所定の圧力で転接する加圧ローラと、前記定着ローラから離間して配設され、内部に第１の発熱手段が配設された加熱ローラと、この加熱ローラと前記定着ローラとにエンドレスに掛け渡され、前記第１の発熱手段からの熱伝達を受けて前記定着ローラ及び加圧ローラの転接部を通過するシート上の未定着トナーを加熱する定着ベルトとを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記転接部を一方向に沿って通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置において、前記定着ベルトをエンドレス走行させる駆動手段と、定着動作時において、前記定着ベルトが第２の走行速度で走行駆動する様に前記駆動手段を制御する制御手段とを具備し、この制御手段は、電源投入直後に、前記定着ベルトが前記第２の走行速度よりも遅い第１の走行速度で走行駆動するように前記駆動手段を制御することを特徴としている。
【００１２】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項４の記載によれば、前記第１の走行速度は、前記第２の走行速度の１／２以下に設定されていることを特徴としている。
【００１３】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項５の記載によれば、前記第１の走行速度は、前記第２の走行速度の１／４乃至１／８に設定されていることを特徴としている。
【００１４】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項６の記載によれば、前記加圧ローラ内に配設された第２の発熱手段を更に具備することを特徴としている。
【００１５】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項７の記載によれば、前記第１の走行速度は、ＯＨＰ用シートの定着動作時に採用される速度と同一に設定されていることを特徴としている。
【００１６】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項８の記載によれば、前記第１の走行速度は、厚紙の定着動作時に採用される速度と同一に設定されていることを特徴としている。
【００１７】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項９の記載によれば、前記第１の走行速度は、手差し用紙の定着動作時に採用される速度と同一に設定されていることを特徴としている。
【００１８】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１０の記載によれば、前記制御手段は、電源投入直後から前記定着ローラが定着可能温度に昇温するまでのウォーミングアップ時において、前記第１の走行速度で定着ベルトを走行駆動せしめ、前記定着ローラが前記定着可能温度に昇温後は、前記第２の走行速度で前記定着ベルトを走行駆動せしめることを特徴としている。
【００１９】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１１の記載によれば、前記制御手段は、前記ウォーミングアップ時において、前記第１の発熱手段のみを発熱させ、該定着ローラが前記定着可能温度に到達後の定着動作時においては、前記第１及び第２の発熱手段を発熱させるように制御することを特徴としている。
【００２０】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１２の記載によれば、前記ウォーミングアップ時における前記第１の発熱手段の発熱量は、前記定着動作時における第１及び第２の発熱手段の発熱量を合計した値に設定されていることを特徴としている。
【００２１】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１３の記載によれば、前記ウォーミングアップ時における前記第１の発熱手段の発熱量は、許容される発熱量の最大値となるように設定され、前記定着動作時における第１の発熱手段の発熱量は、前記最大値よりも小さな値となるように設定されていることを特徴としている。
【００２２】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１４の記載によれば、定着ローラと、この定着ローラに所定の圧力で転接する加圧ローラと、前記定着ローラから離間して配設され、内部に第１の発熱手段が配設された加熱ローラと、この加熱ローラと前記定着ローラとにエンドレスに掛け渡され、前記第１の発熱手段からの熱伝達を受けて前記定着ローラ及び加圧ローラの転接部を通過するシート上の未定着トナーを加熱する定着ベルトと、前記加圧ローラ内に配設された第２の発熱手段とを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記転接部を一方向に沿って通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置において、前記第１及び第２の発熱手段を制御する制御手段を具備し、この制御手段は、電源投入直後から前記定着ローラが定着可能温度に昇温するまでのウォーミングアップ時においては、前記第１の発熱手段のみを発熱させ、該定着ローラが前記定着可能温度に到達後の定着動作時においては、前記第１及び第２の発熱手段を共に発熱させるように制御することを特徴としている。
【００２３】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１５の記載によれば、前記ウォーミングアップ時における前記第１の発熱手段の発熱量は、前記定着動作時における第１及び第２の発熱手段の発熱量を合計した値に設定されていることを特徴としている。
【００２４】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１６の記載によれば、前記ウォーミングアップ時における前記第１の発熱手段の発熱量は、定着装置として許容される発熱量の最大値となるように設定され、前記定着動作時における第１の発熱手段の発熱量は、前記最大値よりも小さな値となるように設定されていることを特徴としている。
【００２５】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１７の記載によれば、前記制御手段は、前記定着ローラが前記定着可能温度に昇温後は、所定の第２の走行速度で前記定着ベルトを走行駆動せしめ、前記ウォーミングアップ時においては、前記第２の走行速度よりも遅い第１の走行速度で定着ベルトを走行駆動せしめることを特徴としている。
【００２６】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１８の記載によれば、前記第１の走行速度は、前記第２の走行速度の１／２以下に設定されていることを特徴としている。
【００２７】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項１９の記載によれば、前記第１の走行速度は、前記第２の走行速度の１／４乃至１／８に設定されていることを特徴としている。
【００２８】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項２０の記載によれば、前記第１の走行速度は、ＯＨＰ用シートの定着動作時に採用される速度と同一に設定されていることを特徴としている。
【００２９】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項２１の記載によれば、前記第１の走行速度は、厚紙の定着動作時に採用される速度と同一に設定されていることを特徴としている。
【００３０】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項２２の記載によれば、前記第１の走行速度は、手差し用紙の定着動作時に採用される速度と同一に設定されていることを特徴としている。
【００３１】
また、この発明に係わる定着装置は、請求項２３の記載によれば、前記第１の発熱手段は、大サイズ用の第１のヒータと、小サイズ用の第２のヒータとを備え、前記制御手段は、前記ウォームアップ時には、第１及び第２のヒータを同時に発熱させ、前記定着動作時には、シートサイズに応じて、第１又は第２のヒータを選択的に発熱させることを特徴としている。
【００３２】
【発明を実施する形態】
以下に、この発明に係わる定着装置の一実施例の構成を、添付図面を参照して以下に詳細に説明する。
【００３３】
｛定着装置１０の概略説明｝
先ず、図１に示すように、この一実施例の定着装置１０は、ハウジング構造として、図示しない電子式画像形成装置、例えば、電子プリンタのフレームに固定されるハウジング１２を備えており、このハウジング１２は、装置フレーム上に直接的に固定される底板１４と、この底板１４の左右両側縁から夫々起立した側板１６と、この側板１６にこれの図中略右上部を覆うように取付けられた上カバー部１８と、側板１６にこれの略左側部を覆うように取付けられた左カバー部２０とを備えている。
【００３４】
ここで、上カバー部１８は、側板１６に対して固定された状態で取付けられ、これの右上部には、揺動レバー２２が図中右方に位置する第１の支軸２４回りに図中左方が開放されるように、揺動自在に軸支されている。一方、左カバー部２０は、下部に位置する第２の支軸２６回りに上方が開放されるように、揺動自在に側板１６に取付けられている。
【００３５】
また、この定着装置１０は、ローラ構成として、側板１６に固定軸線回りに回転自在に軸支された定着ローラ２８と、定着ローラ２８の略下方（具体的には、斜め下方）でこれに転接する状態で、且つ、定着ローラ２８の固定軸線と平行に設定された固定軸線回りに側板１６に回転自在に支持された加圧ローラ３０と、定着ローラ２８の略上方（具体的には、斜め上方）に位置する状態で揺動レバー２２に取付けられ、自身の中心軸線回りに回動自在に支持された加熱ローラ３４とを備えて構成されている。
【００３６】
また、この定着装置１０は、加熱ローラ３４の内部に配設された、例えばハロゲンランプ等の第１の発熱源３２と、加圧ローラ３０の内部に配設された、例えばハロゲンランプ等の第２の発熱源３３と、定着ローラ２８と加熱ローラ３４とに渡りエンドレスに巻回された定着ベルト（熱伝達ベルト）３６とを更に備えている。
【００３７】
ここで、詳細は後述するが、定着ローラ２８は弾性ローラから構成され、一方、加圧ローラ３０は弾性ローラより堅いローラ上硬度を有するローラから構成されている。一方、定着ローラ２８と加圧ローラ３０との互いの回転中心間距離Ｄは、図２に示すように、定着ローラ２８の半径Ｒ１及び加圧ローラ３０Ｒ２の半径の和（Ｒ１＋Ｒ２）より、僅かであるが短く設定されている。この結果、定着ローラ２８と加圧ローラ３０との互いの転接部（ニップ部）においては、両者は互いに所定の圧接力Ｐ１で転接し、これにより、定着ローラ２８が転接部で凹んだ状態にもたらされることになる。即ち、ニップ幅が十分に確保されることになる。
【００３８】
また、この定着装置１０は、定着ベルト３６の外表面にシリコーンオイルを塗布すると共に、この定着ベルト３６の外表面をクリーニングするためのオイル塗布ローラ３８と、このオイル塗布ローラ３８を定着ベルト３６に直交する状態で圧接させて、定着ベルト３６に所定のテンションを付与させる第１のコイルバネ４０と、加熱ローラ３４を定着ローラ２８から離間する方向に付勢して、第１のコイルバネ４０と協同して定着ベルト３６に所定のテンションを付与させる第２のコイルスプリング４２とを更に備えている。
【００３９】
また、上述した上カバー部１８の図中右下部は、内方に折り曲げられており、この折曲片の下方に位置すると共に、これから大きく離間した状態で、ガイド板４４が側板１６に固定されている。この上カバー部１８とガイド板４４との間から、未定着トナーが上面に担持されたシート（以下、単に、未定着シートと呼ぶ。）が、図中矢印で示す一方向（搬送方向）に沿ってハウジング１２内に取り込まれる入口ポート４６が規定される。
【００４０】
ここで、このガイド板４４は、ハウジング１２内に入るにつれてその高さが高まるように図中左斜め上方に傾斜した状態で取付けられている。一方、ガイド板４４の導入側端部、即ち、図中右下側の端部は、電子プリンタ内であって入口ポート４６の図中右側に隣接した状態で配設されたシート搬送用のエンドレスベルトＥＢの出口側端部に対向した状態に位置決めされ、ガイド板４４の導出側端部、即ち、図中左上側の端部は、定着ローラ２８と加圧ローラ３０との転接部（ニップ部）に対向した状態に位置決めされている。
【００４１】
そして、このエンドレスベルトＥＢを介して定着装置１０に向けて図中矢印で示す一方向（搬送方向）に沿って搬送されてきた未定着シートの先端は、先ず、ガイド板４４に触れ、これに案内された状態で、斜め上向きに搬送されるように設定されている。この結果、このガイド板４４により案内された未定着シートは、定着ローラ２８と加圧ローラ３０との転接部に導かれることになる。
【００４２】
一方、上述した左カバー部２０の上部には、転接部を通過して定着ローラ２８と加圧ローラ３０とにより熱圧着により未定着トナーを定着されたシート（以下、定着済みシートと呼ぶ。）が排出される排紙通路４８が形成されており、この一実施例においては、この排紙通路４８は、定着済みシートを略直立した状態で上方に向けて排出するように設定されている。
【００４３】
この排紙通路４８と転接部との間に位置した状態で、下排紙ローラ５０が左カバー部２０に回転自在に軸支されており、この下排紙ローラ５０は、後述する駆動機構５２からの駆動力を得て、加圧ローラ３０より同速以上の速さ（例えば、加圧ローラ３０の速度より５％早く設定された回転速度）で回転駆動されるように構成されている。そして、この下排紙ローラ５０には、斜め上方から転接する状態で、上排紙ローラ５４が板バネ５６を介して所定の弾性力で圧接した状態で転接している。尚、この上排紙ローラ５４の配設位置は、これと下排紙ローラ５０との互いの中心位置を結ぶ線分が、定着済みシートの排紙パスに対して、略直交する状態に設定されている。
【００４４】
このように概略構成される定着装置１０においては、搬送機構により、エンドレスベルトＥＢを介してガイド板４４上に搬送されてきた未定着シートＳは、未定着トナーが付着していない下面をガイド板４４に接触・支持されると共に、定着ベルト３６が巻かれた定着ローラ２８と加圧ローラ３０との転接部（ニップ部）に向けて案内され、両者２８、３０の間を圧接された状態で挿通されることにより、未定着トナーが熱圧着されてシート上に定着されるように設定されている。
【００４５】
｛定着ローラ２８の説明｝
上述した定着ローラ２８は、側板１６に図示しないベアリングを介して回転自在に軸支される芯金部２８Ａと、この芯金部２８Ａの外周に同軸に配設され、定着ベルト３６が巻回されるローラ本体２８Ｂとを備えて構成され、ローラ外径をこの一実施例では３８．０ｍｍに設定されている。ここで、この一実施例において、芯金部２８Ａは、直径２５ｍｍの鉄製シャフトから形成され、ローラ本体２８Ｂは、芯金部２８Ａの外周に厚さ６．５ｍｍで取り付けられたシリコーンゴム耐熱弾性体（具体的には、ＪＩＳＡ硬度で１６〜１７度のシリコーンゴム）から形成されている。
【００４６】
尚、芯金部２８Ａの一端に配設された軸部には、第１の従動ギヤ５８がこれと同軸に、詳細を後述するワンウエイクラッチ６０を介して取付けられており、この第１の従動ギヤ５８には、詳細は後述する駆動機構５２の一部を構成する伝達ギヤ６２が噛合している。このようにして、この伝達ギヤ６２を介して駆動機構５２からの駆動力が第１の従動ギヤ５８に図中時計方向の回転力として伝達されて、ワンウェイクラッチ６０を介して定着ローラ２８にこの回転力が伝達される構成されている。
【００４７】
｛加圧ローラ３０の説明｝
上述したように、第２の発熱源３３を内蔵する加圧ローラ３０は、側板１６に図示しないベアリングを介して回転自在に軸支される芯金部３０Ａと、この芯金部３０Ａの外周に同軸に配設されたローラ本体３０Ｂとを備えて構成され、ローラ外径を３５ｍｍに設定されている。ここで、この一実施例において、芯金部３０Ａは、直径３２ｍｍの鉄製シャフトから形成され、ローラ本体３０Ｂは、芯金部３０Ａの外周に厚さ１．５ｍｍで取り付けられたシリコーンゴム耐熱弾性体（具体的には、上述した定着ローラ２８よりも硬めのアスカＣ硬度で７４〜７５度のもの）から形成されている。
【００４８】
尚、芯金部３０Ａの一端に配設された軸部は、第２の従動ギヤ６４が同軸に固定されており、この第２の従動ギヤ６４には、上述した第１の従動ギヤ５８が噛合しており、この第１の従動ギヤ５８を介してこれからの駆動力が第２の従動ギヤ６４に伝達されて、加圧ローラ３０が定着ローラ２８とは反対の反時計方向に沿って回転駆動されるように構成されている。
【００４９】
ここで、この一実施例においては、未定着シートの搬送用の主駆動としては、加圧ローラ３０が設定されており、定着ローラ２８はこれの熱膨張時においても周速が加圧ローラ３０の周速よりも早くならないように、第１及び第２の従動ギヤ５８、６４のギヤ比が設定されている。即ち、定着ローラ２８が第２の従動ギヤ６４により回転される際の回転速度は、定着ベルト３６を介して加圧ローラ３０と摩擦係合して回転される際の回転速度よりも、僅かに遅くなるように設定されている。
【００５０】
一方、この一実施例においては、加圧ローラ３０は、定着ローラ２８の直下方に位置しているのではなく、定着ローラ２８の直下方位置よりも、未定着シートの搬送方向に沿って偏倚した位置に配設されており、定着ローラ２８の中心点を通る垂線を基線とした場合に、この基線と、定着ローラ２８及び加圧ローラ３０の両中心点を通る線分とのなす角度が、所定の鋭角となるような位置に配設されている。尚、この加圧ローラ３０の中心点を規定する前記線分は、未定着シートの搬送方向と略直交するように設定されているものである。
【００５１】
｛ワンウェイクラッチ６０の説明｝
ここで、このワンウェイクラッチ６０は、定着ローラ２８の第１の従動ギヤ５８に対する図中時計方向の相対的な回転を許容するが、図中反時計方向の相対的な回転を係止するように、換言すれば、両者が一体回転するように構成されている。詳細には、冷機状態では、即ち、定着ベルト３６が加圧ローラ３０と摩擦係合して、また、定着ローラ２８が定着ベルト３６と摩擦係合して、加圧ローラ３０により定着ローラ２８及び定着ベルト３６が従動（連れ回り）する状態では、定着ローラ２８の図中時計方向に回転する周速は、加圧ローラ３０の周速と同一となり、第１の従動ギヤ５８の周速よりも僅かに速くなされることになるが、この速度差は、ワンウェイクラッチ６０により吸収されることになる。
【００５２】
尚、加熱ローラ３４の発熱により定着ローラ２８が定着ベルト３６を介して加熱され暖機状態となり、定着ローラ２８の外径が熱膨張により大きくなって定着ローラ２８の周速が早くなったとしても、加圧ローラ３０の周速より早くはならないように設定されているので、この場合でも、この速度差は、ワンウェイクラッチ６０により確実に吸収されることになる。
【００５３】
一方、このようなワンウェイクラッチ６０を設けているため、以下のような効果が付随的に達成されることになる。即ち、仮に、このようなワンウェイクラッチ６０を設けていないとすると、転接部に未定着シートとして例えばコート紙のような表面に光沢のある用紙が搬送されてきた場合に、未定着シートと定着ベルト３６との間に滑りが発生し、加圧ローラ３０の駆動力が定着ベルト３６及び定着ローラ２８に伝達されずに、これらが従動（連れ回り）されない事態が発生することとなる。このような事態が発生すると、未定着シートが転接部で止まってジャムすることになるか、又は、例え転接部を通過出来たとしても、未定着シート上の未定着トナーは、停止中の定着ベルト３６により擦られて、画像が乱されてしまうことになる。
【００５４】
しかしながら、この一実施例では、ワンウェイクラッチ６０を定着ローラ２８と第１の従動ギヤ５８との間に設けているため、仮に、加圧ローラ３０の駆動力が定着ベルト３６に伝達されない事態が発生したとしても、定着ローラ２８の回転数が第１の従動ギヤ５８の回転数よりも遅く成りはじめた時点で、この第１の従動ギヤ５８により図中時計方向に回転駆動されることになる。このようにして、未定着シートは転接部を確実に通過させられ、ここでジャムする虞が効果的に防止されることになると共に、転接部を通過時の未定着トナーの画像の乱れが抑制されることになる。
【００５５】
｛加熱ローラ３４の説明｝
上述した第１の発熱源３２を内蔵する加熱ローラ３４は、この一実施例においては、直径３０ｍｍで、肉厚３．５ｍｍのアルミパイプ芯金に、厚さ２０μｍのＰＴＦＥの被覆層をコーティングしたもので、両端の軸受け部には、耐熱樹脂のポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）製の直径３４ｍｍのカラー６６が圧入されており、これにより、定着ベルト３６の蛇行や片寄りを防止している。
【００５６】
この加熱ローラ３４の内部には、第１の発熱源３２が内蔵されているが、この一実施例においては、この第１の発熱源３２は、最大出力が１ｋＷのハロゲンランプ３２から構成されている。一方、上述した加圧ローラ３０に内蔵された第２の発熱源３３は、最大出力が２５０Ｗのハロゲンランプから構成されている。ここで、この定着装置１０の発熱源に許容された最大出力は、この実施例においては１ｋＷに設定されている。即ち、この実施例においては、第１の発熱源３２は、この定着装置１０に許容される最大出力そのものを出力することが出来るように設定されている。
【００５７】
｛定着ベルト３６の説明｝
上述した定着ベルト３６は、未定着シートＳ上の未定着トナーを定着温度まで放熱により予熱し、過剰な熱量を与えることなく定着できるように、その定着ベルト３６の１平方ｃｍ当たりの熱容量が、０．００２ｃａｌ／℃〜０．０２５ｃａｌ／℃のものが好ましいものである。このため、この一実施例においては、定着ベルト３６は、内径が６０ｍｍ、厚さが１００μｍのポリイミド製の無端状のベルト本体と、このベルト本体の外周面に厚さ２００μｍでコーティングされたシリコーンゴムの耐熱弾性離型層とを備えて構成されている。
【００５８】
尚、この定着ベルト３６は、ポリイミドとシリコンゴムとから形成されることに限定されることなく、例えば、４０μｍのニッケル電鋳等の無端状のベルト本体と、このベルト本体の外周面に厚さ２００μｍでコーティングされたシリコーンゴムの耐熱弾性離型層とを備えるように構成してもよい。
【００５９】
｛オイル塗布ローラ３８の説明｝
この定着装置１０は、定着ベルト３６の外周面に、離型用のオイルを微量に塗布するためのオイル塗布ローラ３８を備えている。このオイル塗布ローラ３８は、詳細は図示していないが、ケーシング６８に軸線固定状態で回転自在に軸支された支軸と、この支軸の外周にシリコーンオイルを含浸させた耐熱紙層とを備えて構成されており、支軸は、この一実施例においては、直径８ｍｍの鉄製シャフトから形成され、耐熱紙層は、その外周に１００μｍの多孔質フッ素樹脂フィルムが装着された状態で、直径２２ｍｍのローラ外径を有するように形成されている。このように、オイル塗布ローラ３８を構成することにより、定着ベルト３６の外周面への安定した微量のオイル塗布が可能となる。
【００６０】
尚、このオイル塗布ローラ３８の外周面には、定着ベルト３６の外周面に付着した汚れ（トナー等）が転移して付着し、汚されることになる。この為、このオイル塗布ローラ３８の外周面には、クリーニング用ブラシが接触しており、常時、オイル塗布ローラ３８の外周面を清掃して、ここに付着した汚れを掻き落とすようになされている。
【００６１】
｛定着ベルト３６へのテンション付与機構の説明｝
上述したように、この一実施例では、定着ベルト３６へテンションを付与するための機構として、このオイル塗布ローラ３８を定着ベルト３６に直交する状態で圧接させて、定着ベルト３６に所定のテンションを付与させる第１のコイルバネ４０と、加熱ローラ３４を定着ローラ２８から離間する方向に付勢して、第１のコイルバネ４０と協同して定着ベルト３６に所定のテンションを付与させる第２のコイルスプリング４２とを備えている。
【００６２】
ここで、第１のコイルバネ４０は、オイル塗布ローラ３８を回転自在に支持するケーシング６８を、定着ベルト３６に向けて付勢するように、左カバー部２０に取付けられている。即ち、ケーシング６８は、側板１６に取り付けられたガイドリブ７０により、定着ベルト３６に対して接離自在に支持されている。このようにして、左カバー部２０が図中左方に開かれた際に、ケーシング６８を押圧していた第１のコイルバネ４０がケーシング６８から離間され、これにより、オイル塗布ローラ３８の定着ベルト３６への押圧状態が解除されることになる。また、左カバー部２０が図中右方に回動されて閉じられることにより、第１のコイルバネ４０がケーシング６８を押圧力Ｐ２で押圧して、オイル塗布ローラ３８が定着ベルト３６を所定のテンションで押圧することになる。
【００６３】
一方、第２のコイルバネ４２は、揺動レバー２２の図中左端と側板１６との間に介設され、揺動レバー２２を図中時計方向に沿って回動するように、換言すれば、この揺動レバー２２に支持された加熱ローラ３４が定着ローラ２８から離間する方向に第３の押圧力Ｐ３で押圧するように取付けられている。これにより、定着ベルト３６には、所定のテンションが付与されることになる。
【００６４】
即ち、この第２のコイルバネ４２の付勢力により揺動レバー２２を介して加熱ローラ３４は、定着ローラ２８から離間する方向に偏倚させられ、これにより、加熱ローラ３４と定着ローラ２８とにエンドレスに掛け渡された定着ベルト３６は、所定のテンションに緊張された状態で張られることになる。
【００６５】
このように第１及び第２のコイルバネ４０、４２の作用により、定着ベルト３６は、加圧ローラ３０と摩擦係合して連れ回りし、且つ、この定着ベルト３６の連れ回りに応じて、定着ローラ２８は定着ベルト３６に対してスリップや緩みの無い安定した状態で従動されることになる。
【００６６】
｛駆動機構５２の説明｝
上述した加圧ローラ３０等を回転駆動するための駆動機構５２は、図３に示すように、電子プリンタにこの定着装置１０が装着された状態で、電子プリンタ側の駆動源に図示しないギヤトレインを介して接続された出力ギヤＧＥに噛合し、これからの駆動力を受けて回転駆動される伝達ギヤ６２と、この伝達ギヤ６２に常時噛合すると共に、ワンウェイクラッチ６０を介して定着ローラ２８に連結される第１の従動ギヤ５８と、この第１の従動ギヤに常時噛合すると共に、加圧ローラ３０に同軸に固定される第２の従動ギヤ６４とを備えている。
【００６７】
また、この駆動機構５２は、上述した伝達ギヤ６２に常時噛合するアイドルギヤ７２を更に備え、このアイドルギヤ７２は、下排紙ローラ５０に同軸に固定された第３の従動ギヤ７４と常時噛合し、加圧ローラ３０の周速と同速以上の速さで下排紙ローラ５０を回転駆動するように構成されている。
【００６８】
｛その他の構成｝
この一実施例の定着装置１０は、上述した構成の他、再び図１に示すように、加圧ローラ３０の外周面に付着した定着済みシートを引き剥がすための剥離爪７６と、上述した下排紙ローラ５０と上排紙ローラ５４との間（転接部）に定着済みシートの先端が搬送されてきたことを検出する排紙センサ７８とを備えている。
【００６９】
｛制御システムの構成｝
一方、この定着装置１０は、上述した駆動機構５２を駆動制御する他、加熱ローラ３４に内蔵された第１の発熱源３２及び加圧ローラ３０に内蔵された第２の発熱源３３の発熱制御のために、図４に示すように、制御装置８６を備えている。この制御装置８６には、上述した発熱制御のため、加熱ローラ３４の外周面に巻き付いた定着ベルト３６の、非通紙部分（即ち、未定着シートＳが接触することのない定着ベルト３６の部分）の温度（以下、単に、加熱ローラ温度と呼ぶ。）Ｔｈを検出する第１のサーミスタ８０と、定着ローラ２８の外周に巻き付いた定着ベルト３６の通紙部分（即ち、未定着シートＳが接触する定着ベルトの部分）の外周面の温度（以下、単に、定着ローラ温度と呼ぶ。）Ｔｆを検出する第２のサーミスタ８２と、加圧ローラ３０の外周面の温度（以下、単に、加圧ローラ温度と呼ぶ。）Ｔｐを検出する第３のサーミスタ８４が接続され、これら第１乃至第３のサーミスタ８０、８２、８４からの検出結果Ｔｈ、Ｔｆ、Ｔｐに基づき、第１及び第２の発熱源３２、３３を発熱制御するように構成されている。
【００７０】
この制御装置８６は、発熱制御の観点においては、第１及び第２のヒータドライバ８８Ａ８８Ｂが接続されており、後に詳細に説明する制御手順に従い、第１のヒータドライバ８８Ａを介して、第１の発熱源３２のハロゲンランプを、第２のヒータドライバ８８Ｂを介して、第２の発熱源３３のハロゲンランプを夫々制御するように構成されている。また、この制御装置８６は、定着ベルト３６の走行制御の観点においては、通紙指令を受ける入力端子と電源スイッチ９０とが接続されており、後に詳細に説明する制御手順に従い、定着ベルト３６をエンドレス走行させるための駆動機構５２を駆動制御するように構成されている。
【００７１】
｛加熱ローラ３４の上方配置の説明｝
上述したように、この一実施例においては、加熱ローラ３４は定着ローラ２８の略上方に配設されており、これにより、加熱ローラ３４と定着ローラ２８との間にエンドレスに巻回された定着ベルト３６とガイド板４４との間は、このガイド板４４上を搬送される未定着シートが定着ベルト３６に接触しないように離間されることになる。換言すれば、この定着ベルト３６は、ガイド板４４上を搬送される未定着シートが通過する可能性のある領域を外れた位置に配設されていることを意味している。
【００７２】
このように加熱ローラ３４を定着ローラ２８の上方に配置することにより、搬送途中の未定着シートがどのような湾曲姿勢（カール状態）にあろうとも、このシートの上面に担持された未定着トナーが定着動作前に定着ベルト３６に実質的に接触することから確実に防止され、未定着トナーを乱すことなく定着ローラ２８と加圧ローラ３０との転接部に導いて、これを定着させることが可能となる。
【００７３】
｛加熱ローラ３４の構成角度の説明｝
上述した構成の定着装置１０において、上述したように加熱ローラ３４を定着ローラ２８の略上方に配設することにより、特有の効果を達成することが出来るものである。ここで、「略上方」の範囲を明確に規定するために、図５に示すように、加熱ローラ３４の構成角度を種々変更して、その最適範囲を求める実験例を説明する。
【００７４】
先ず、この実験例では、定着ローラ２８の中心点を通る垂線を基線Ｂとして定義し、この基線Ｂと、定着ローラ２８及び加熱ローラ３４の両中心点を結ぶ線分Ｌとのなす構成角度をθと定義した場合、加熱ローラ３４の位置を変更して、この構成角度θが９０°〜１８０°となるようにして、定着ローラ２８と加圧ローラ３０との転接部の入口での画像の擦れの発生頻度、及び、転接部の出口での異常の発生頻度を、片面コピー時と両面コピー時とで、夫々測定した。
【００７５】
ここで、構成角度θの±は、基線Ｂから反時計方向に測定した値を「＋」とし、基線Ｂから図中時計方向に測定した値を「−」と定義した。従って、＋１８０°にある加熱ローラ３４と、−１８０°にある加熱ローラ３４とは、同一位置を示すことになり、また、＋１０５°にある加熱ローラ３４と、−２５５°にある加熱ローラ３４とは、同一位置を示すことになる。一方、転接部の出口における異常とは、この一実施例では、転接部の出口におけるオフセットの発生又はジャムの発生を意味するものとする。
【００７６】
尚、測定条件は、以下の通りである。
【００７７】
即ち、転接部におけるニップ幅を８ｍｍに設定し、このための圧接力Ｐ１を２４ｋｇｆ／片側に設定した。一方、定着ローラ２８に巻回されている定着ベルト３６の部分の温度を１６０℃に、また、加圧ローラ３０の表面温度を１４０℃に設定した。更に、未定着シートの搬送速度を１８０ｍｍ／ｓｅｃに設定し、これに同期した状態で、加圧ローラ３０を回転駆動した。そして、トナーとしては、富士ゼロックス社製のＡカラートナーを用い、シートとして、６４ｇ／ｍ２の普通紙を採用した。
【００７８】
このようにして、構成角度θを９０°、１０５°、１２０°、１５０°、１８０°、−１５０°、−１２０°、−１０５°、−９０°の９種類に分けて、上述した測定条件で測定した。
【００７９】
その測定結果を表１に示す。
【００８０】
【表１】

【００８１】
この表１から明白なように、構成角度θが１０５°より大きい場合、及び、−１０５°よりも小さい場合、即ち、構成角度θを反時計方向のみに測定した場合に、これが１０５°乃至２５５°の範囲内にある場合には、転接部の入口での画像の擦れの発生、及び、転接部の出口での異常の発生がなく、良好な定着動作が実行されていることが判明した。一方、構成角度θが１０５°以下の場合には、転接部の入口での画像の擦れ又は転接部の出口での異常の何れかが発生し、良好な定着動作が実行されないことが判明した。
【００８２】
｛制御装置８６による駆動制御及び発熱制御方法の説明｝
次に、この発明の特徴となる、制御装置８６における駆動機構５２と第１及び第２の発熱源３２、３３との発熱制御方法（制御手順）を、図６乃至図９のフローチャートを用いて説明する。
【００８３】
この制御装置８６は、図示していないが、全体制御を司るＣＰＵや、プログラムや閾値や設定値が予め記憶されたＲＯＭや、この定着装置１０が装着される電子プリンタの制御装置との間で情報を伝達し合うインターフェース回路や、各種のＩ／Ｏポート等を備え、概略的には、電源スイッチ９０の投入に伴い、ウォーミングアップ状態を規定して、所定のウォーミングアップ時制御手順を実行し、電子プリンタから通紙指令が来ない状態においては、待機状態を規定して、所定の待機時制御手順を実行し、そして、電子プリンタから通紙指令が来た状態においては、この通紙指令が終了しない限りにおいて通紙状態を規定し、所定の定着時制御手順を実行するように構成されている。
【００８４】
具体的には、この制御装置８６は、基本的には、定着動作時においては、
（１）電源投入直後から、定着ローラ温度が定着可能温度Ｔ３になるまでのウォーミングアップ時においては、第１の発熱源３２としての第１のハロゲンランプのみを、これの最大出力（この実施例においては１ｋＷ）で発熱するように発熱制御すると共に、駆動機構５２を定着ベルト３６が第１の走行速度としてのウォーミングアップ速度Ｖ１でエンドレス走行するように駆動制御し、
（２）待機状態においては、第１のサーミスタ８０の検出結果Ｔｈに基づき、加熱ローラ温度が第１の設定値（設定温度）Ｔ１となるように第１の発熱源３２を第１の出力（この実施例においては７５０Ｗ）で発熱制御すると共に、第３のサーミスタ８４の検出結果Ｔｐに基づき、加圧ローラ温度が第２の設定値（設定温度）Ｔ２となるよう第２の発熱源３３を第２の出力（この実施例においては２５０Ｗ）で発熱制御すると共に、駆動機構５２を定着ベルト３６が走行しないように駆動制御し、
（３）通紙状態、即ち、定着動作状態においては、第２のサーミスタ８２の検出結果に基づき、定着ローラ温度が定着可能温度としての第３の設定値（設定温度）Ｔ３となように第１及び第２の発熱源３２、３３を夫々第１及び第２の出力で発熱制御すると共に、駆動機構５２を定着ベルト３６が第２の走行速度としての通紙速度Ｖ２でエンドレス走行するように駆動制御するように構成されている。
【００８５】
ここで、この一実施例においては、上述したウォーミングアップ速度Ｖ１は５２．５ｍｍ／ｓｅｃに、通紙速度Ｖ２は２１０ｍｍ／ｓｅｃにそれぞれ設定されており、換言すれば、ウォーミングアップ速度Ｖ１は通紙速度Ｖ２の１／４に設定されている。尚、このウォーミングアップ速度Ｖ１は、この実施例においては、ＯＨＰ用のシートに画像形成させて、これを定着させる際に用いられる場合の通紙速度に一致して設定されている。
【００８６】
また、上述したように、定着動作状態における第１の発熱源３２は、７５０Ｗで発熱するように、また、第２の発熱源３３は、２５０Ｗで発熱するように、夫々設定されている。換言すれば、定着動作時においては、第２の発熱源３３は、ウォーミングアップ時の第１の発熱源３２の出力値と、定着動作時における第１の発熱源３２の出力値との差に対応した出力値で発熱するように設定されている。
【００８７】
以下に、上述した制御装置８６における制御手順を、図６乃至図９のフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００８８】
｛制御装置８６における制御手順のメインルーチンの説明｝
先ず、図６に示すように、制御装置８６は、電源スイッチ９０の投入に伴い（ステップＳ１０）、所定の初期化動作を実行すると共にウォーミングアップ時制御を実行し（ステップＳ１２）、その後、第１及び第２の発熱源３２、３３の発熱制御のための待機状態制御を実行する（ステップＳ１４）。尚、このウォーミングアップ時制御動作は、後に、図７を参照して、また、待機状態制御動作は、図８を参照して、夫々詳細に説明する。
【００８９】
そして、このステップＳ１４における待機状態制御は、この定着装置１０が装着された電子プリンタから通紙指令がくるまで（即ち、ステップＳ１６でＹＥＳと判断されるまで）実行され、通紙指令が来ると、駆動機構５２における各駆動部を起動して所定の駆動制御手順に従い駆動制御すると共に、第１及び第２の発熱源３２、３３を発熱制御するための通紙状態制御を実行する（ステップＳ１８）。尚、この通紙状態制御動作は、図９を参照して後に詳細に説明する。
【００９０】
そして、このステップＳ１８における通紙状態制御は、通紙指令が来る限り実行され、通紙指令が終了したことが検出されると（ステップＳ２０）、駆動機構５２における各駆動部の駆動を停止させ、ステップＳ１４にリターンして、待機状態制御を実行する。
【００９１】
このようにして、この制御装置８６は、駆動機構５２の駆動制御動作及び第１及び第２の発熱源３２、３３の基本的な発熱制御動作を実行する。
【００９２】
｛ウォーミングアップ時制御の制御手順の説明｝
次に、上述したステップ１２におけるウォーミングアップ時制御の制御手順を、サブルーチンとして、図７を参照して詳細に説明する。
【００９３】
このウォーミングアップ時制御が開始されると、先ず、加熱ローラ３４に内蔵された第１の発熱源３２への最大出力（即ち、この一実施例においては１ｋＷ）での通電を開始し（ステップＳ１２Ａ）、この通電開始と同時に、駆動機構５２を駆動するための駆動モータ（図示せず）を起動する（ステップＳ１２Ｂ）。ここで、この駆動モータの回転速度は、定着ベルト３６の走行速度がウォーミングアップ速度Ｖ１（この一実施例においては、５２．５ｍｍ／ｓｅｃ）となるように設定する（ステップＳ１２Ｃ）。
【００９４】
そして、定着ローラ３０の表面温度Ｔｆを第２のサーミスタ８２を介して検出し（ステップＳ１２Ｄ）、定着ローラ２８０の表面温度Ｔｆが未だ定着可能温度Ｔ３まで昇温していないと判断される場合（ステップＳ１２ＥでＹＥＳと判断される場合）には、上述したステップＳ１２Ｃに戻り、これ以降の制御手順を実行して、定着ローラ２８の表面温度Ｔｆが上がるのを待つ。
【００９５】
一方、定着ローラ２８の表面温度Ｔｆが定着可能温度Ｔ３に昇温したと判断される場合（ステップＳ１２ＥでＮＯと判断される場合）には、これで、ウォーミングアップが完了したことを意味するので、加熱ローラ３４に内蔵された第１の発熱源３２への通電を一旦停止して、元のメインルーチンにリターンする。
【００９６】
このように、この一実施例においては、ウォーミングアップ時の定着ベルト３６のウォーミングアップ速度Ｖ１を、定着動作時の定着ベルト３６の通紙速度Ｖ２である２１０ｍｍ／ｓｅｃと比較してその１／４になるように遅く設定したので、定着ローラ２８は定着ベルト３６から充分な熱の伝達を受け、短時間の内に定着可能温度Ｔ３まで昇温し、この結果、ウォーミングアップ時間が短縮化され、操作者をいらつかせる虞が効果的に防止されることになり、操作者にとって使い勝手の良い定着装置が提供されることになる。尚、上述したウォーミングアップ時間の短縮の実証実験については、後に詳細に説明する。
【００９７】
｛待機状態制御の制御手順の説明｝
次に、上述したステップＳ１４における待機状態制御の制御手順を、サブルーチンとして図８を参照して詳細に説明する。
【００９８】
この待機状態制御が開始されると、先ず、第１のサーミスタ８０を介して、加熱ローラ温度Ｔｈを検出し（ステップＳ１４Ａ）、この検出温度Ｔｈが第１の設定温度Ｔ１よりも高いか否かを判断する（ステップＳ１４Ｂ）。このステップＳ１４Ｂにおいて、ＮＯと判断された場合、即ち、検出温度Ｔｈが第１の設定温度Ｔ１以下であると判断された場合には、加熱ローラ温度が未だ目標となる第１の設定温度Ｔ１に至っていないのであるから、加熱ローラ３４に内蔵された第１の発熱源３２にのみ通電させ、これを発熱させる（ステップＳ１４Ｃ）。
【００９９】
一方、上述したステップＳ１４Ｂにおいて、ＹＥＳと判断された場合、即ち、検出温度Ｔｈが第１の設定温度Ｔ１よりも高いと判断された場合には、加熱ローラ温度が既に目標となる第１の設定温度Ｔ１に越えたのであるから、加熱ローラ３４に内蔵された第１の発熱源３２への通電を停止させる（ステップＳ１４Ｄ）。
【０１００】
このように、加熱ローラ３４に内蔵された第１の発熱源３２への発熱制御を実行した後、今度は、第３のサーミスタ８４を介して、加圧ローラ温度Ｔｐを検出し（ステップＳ１４Ｅ）、この検出温度Ｔｐが第２の設定温度Ｔ２よりも高いか否かを判断する（ステップＳ１４Ｆ）。このステップＳ１４Ｆにおいて、ＮＯと判断された場合、即ち、検出温度Ｔｐが第２の設定温度Ｔ２以下であると判断された場合には、加圧ローラ温度Ｔｐが未だ目標となる第２の設定温度Ｔ２に至っていないのであるから、加圧ローラ３０に内蔵された第２の発熱源３３のハロゲンランプに通電させ、これを発熱させる（ステップＳ１４Ｇ）。
【０１０１】
一方、上述したステップＳ１４Ｆにおいて、ＹＥＳと判断された場合、即ち、検出温度Ｔｐが第２の設定温度Ｔ２よりも高いと判断された場合には、加圧ローラ温度が既に目標となる第２の設定温度Ｔ２を越えたのであるから、加圧ローラ３０に内蔵された第２の発熱源３３への通電を停止し（ステップＳ１４Ｈ）、ハロゲンランプの発熱を停止させる。
【０１０２】
このように、加圧ローラ３０に内蔵された第２の発熱源３３の発熱制御を加圧ローラ温度Ｔｐに基づいて実行した後、この制御手順を終了して、元のメインルーチンにリターンする。
【０１０３】
｛通紙状態制御の制御手順の説明｝
次に、上述したステップＳ１８における通紙状態制御の制御手順を、サブルーチンとして図９を参照して詳細に説明する。
【０１０４】
この通紙状態制御が開始されると、先ず、加熱ローラ３４に内蔵された第１の発熱源３２への最大出力よりも低い出力（即ち、この一実施例においては７５０Ｗ）での通電を開始し（ステップＳ１８Ａ）、この通電開始と同時に、駆動機構５２を駆動するための駆動モータ（図示せず）を起動する（ステップＳ１８Ｂ）。ここで、この駆動モータの回転速度は、定着ベルト３６の走行速度が通紙速度Ｖ２（この一実施例においては、２１０ｍｍ／ｓｅｃ）となるように設定する（ステップＳ１８Ｃ）。そして、加圧ロール３０に内蔵されている第２の発熱源３２の発熱状態を、２５０Ｗ（即ち、ウォーミングアップ時の第１の発熱源３２の出力値と、定着動作時における第１の発熱源３２の出力値との差に対応した出力値）となるように制御する（ステップＳ１８Ｄ）。ここで、このステップＳ１８Ｄにおいては、上述した待機状態制御におけるステップＳ１４Ｅ乃至ステップ１４Ｈで実行した第２の発熱源３２の発熱制御と同一の発熱制御動作がサブルーチンとして実行される。
【０１０５】
このように定着ベルト３６の走行速度を定着動作に即した速度に設定する制御動作を実行した後、第２のサーミスタ８２を介して、定着ローラ温度Ｔｆを検出し（ステップＳ１８Ｅ）、この検出温度Ｔｆが第３の設定温度Ｔ３よりも高いか否かを判断する（ステップＳ１８Ｆ）。このステップＳ１８Ｆにおいて、ＮＯと判断された場合、即ち、検出温度Ｔｆが第３の設定温度Ｔ３以下であると判断された場合には、定着ローラ温度が未だ目標となる第３の設定温度Ｔ３に至っていないのであるから、加熱ローラ３４に内蔵された第１の発熱源３２に通電させ、これをシートのサイズに応じて発熱させる（ステップＳ１８Ｇ）。
【０１０６】
一方、上述したステップＳ１８Ｆにおいて、ＹＥＳと判断された場合、即ち、検出温度Ｔｆが第３の設定温度Ｔ３よりも高いと判断された場合には、定着ローラ温度が既に目標となる第３の設定温度Ｔ３に越えたのであるから、加熱ローラ３４に内蔵された第１の発熱源３２への通電を停止し（ステップＳ１８Ｈ）、ハロゲンランプの発熱を停止させる。
【０１０７】
このように、加熱ローラ３４に内蔵された第１の発熱源３２の発熱制御を定着ローラ温度Ｔｆに基づいて実行した後、この制御手順を終了して、元のメインルーチンにリターンする。
【０１０８】
以上詳述したように、この制御装置８６における制御手順は構成されているので、通紙指令が来て、駆動機構５２が起動された時点で、加熱ローラ３４に内蔵されている第１の発熱源３２は、第１のサーミスタ８０の測定結果である加熱ローラ３４の表面温度Ｔｈに基づき第１の設定温度Ｔ１になるように制御される待機状態制御から、第２のサーミスタ８２の測定結果である定着ローラ２８の表面温度Ｔｆに基づき第３の設定温度Ｔ３になるように制御される通紙状態制御に切り替えられることになり、この通紙状態制御動作は、通紙指令が来ている限り、継続されることになる。
【０１０９】
この結果、この一実施例によれば、通紙状態において、従来のように、第１のサーミスタ８０の検出結果に応じて測定対象が変更されることが無く、常に、定着ローラ温度に基づいて、第１の発熱源３２が制御されることとなり、この結果、通紙速度が高速になり、シートが頻繁にニップ部を通過することにより定着ローラ２８から多量の熱が奪われたとしても、第１の発熱源３２が発熱制御されて、その奪われた部の熱量が、加熱ローラ３４から定着ベルト３６を介して定着ローラ２８に供給（伝達）されることとなり、定着ローラ温度は定着可能温度に実質的に維持されることになる。このようにして、高速での通紙状態においても、定着性が担保され、良好な定着動作が実行されることになる。
【０１１０】
また、この一実施例においては、ニップ部の一方を構成する加圧ローラ３０に第２の発熱源３３を内蔵しているので、未定着シートＳを加熱する熱量が充分に供給されることとなり、この結果、定着ベルト３６の走行速度を上げたとしても、ニップ部に充分な熱量の供給が達成されることになる。このようにして、通紙速度の高速化に充分に対応させることが可能となる。
【０１１１】
また、この一実施例においては、制御装置８６が上述した待機温度制御動作を実行することにより、待機時間が長時間に渡ったとしても、この待機時からの立ち上がり時間を短くして、定着動作の開始までにかかる待ち時間を短くすることの出来る効果を奏することが出来ることになる。
【０１１２】
また、この一実施例においては、加熱ローラ３４を定着ローラ２８の略上方に配置し、具体的には、加熱ローラ３４を、これの中心点と定着ローラ２８の中心点とを結ぶ線分Ｌが、定着ローラ２８と加圧ローラ３０との互いの中心点を結ぶ線分を基線Ｂとした状態で、該基線Ｂから計測した角度が約１０５度乃至約２５５度の範囲となる位置に配設しているので、加熱ローラ３４と定着ローラ２８との間にエンドレスに巻回された定着ベルト３６とガイド板４４との間は、このガイド板４４上を搬送される未定着シートが定着ベルト３６に接触しないように離間されることになる。換言すれば、この定着ベルト３６は、ガイド板４４上を搬送される未定着シートが通過する可能性のある領域を外れた位置に配設されていることを意味している。
【０１１３】
この結果、この一実施例によれば、搬送途中の未定着シートが、跳ね上がりや転写部との搬送速度差に基づくたるみ等により、どのような湾曲姿勢（カール状態）にあろうとも、このシートの上面に担持された未定着トナーが定着ベルト３６に接触することから確実に防止され、未定着トナーを乱すことなく定着ローラ２８と加圧ローラ３０との転接部に導いて、これを確実に定着させることが可能となる。
【０１１４】
また、この一実施例においては、定着ローラ２８を弾性ローラから、また、加圧ローラ３０を定着ローラよりも堅いローラ上硬度を有して、夫々形成している。従って、この一実施例によれば、定着ローラ２８及び加圧ローラ３０のサイズを小径化したとしても、両者の転接部におけるニップ幅を十分に確保することが出来、定着装置の小型化を達成することが出来ると共に、シートの搬送速度の高速化を達成することが出来ることになり、特に、カラープリンタに好適する定着装置を提供することが可能となる。
【０１１５】
また、この一実施例においては、上方の定着ローラ２８を弾性ローラから、また、下方の加圧ローラ３０を定着ローラ２８よりも堅いローラ上硬度を有して、夫々形成しているので、転接部におけるニップの形状が、定着ローラを本願の弾性ローラよりも堅いローラ上硬度を有するローラから形成する従来構成と比較して、下向きに凹んだ状態から、上方に凹んだ状態を容易に達成することが出来ることになる。この結果、この一実施例によれば、転接部におけるニップ形状自身から、定着済みシートが定着ベルト３６から離間する方向の力を得ることとなり、定着ベルト３６に接触する側の表面にトナーが担持されていたとしても、定着ベルト３６へのオフセット防止用のオイル塗布ローラ３８によるオイル塗布量を微量に押さえることができると共に、オイルレスとしても、定着ベルト３６側へのオフセットや、ジャムの無い定着動作が達成されることになる。
【０１１６】
また、この一実施例においては、熱伝達ベルトとしての定着ベルト３６として、小熱容量の材質を採用すると共に、加熱ローラ３４への定着ベルト３６の巻き付け角度が大きく、且つ、加熱ローラ３４へ定着ベルト３６が密着していることになる。この結果、この一実施例によれば、シートを高速で、即ち、単位時間当たりの通紙枚数を多数枚としても、定着ローラ２８と加圧ローラ３０との転接部において、定着動作に必要な温度を確実に維持することが出来ることになる。
【０１１７】
また、この一実施例においては、弾性ローラとして構成される定着ローラ２８に発熱源を内蔵させずに、定着ローラ２８から離間した位置に配設された加熱ローラ３４に発熱源３２を内蔵するようにしたので、定着ローラ２８のシリコーンゴム耐熱弾性体２８Ｂの厚さを十分に厚くすることが可能となり、この結果、この一実施例によれば、転接部におけるニップ幅を、定着ローラ２８を小径に維持しながら、十分に広く取ることが可能となる。
【０１１８】
また、この一実施例においては、第１の従動ギヤ５８と定着ローラ２８との間にワンウェイクラッチ６０を介設することにより、シートの搬送のための主駆動（即ち、シートの搬送速度を規定する駆動ローラ）として、定着ローラ２８ではなく、加圧ローラ３０を設定している。この為、例え、定着ローラ２８が定着動作に伴い加熱され、この結果、熱膨張により定着ローラ２８の外径が熱膨張したとしても、この定着ローラ２８でシートの搬送速度を規定していないので、この熱膨張によりシートの搬送速度が変化することなく、常に、一定に保持することが出来ることになる。この結果、この一実施例によれば、線速を一定に維持して、転写ずれや画像の擦れ等を確実に防止することが可能になる。
【０１１９】
｛ウォーミングアップ時間の検証｝
次に、上述した一実施例構成の定着装置１０において上述のウォーミングアップ時制御動作を実行することによりウォーミングアップ時間が短縮化されることを検証するための第１及び第２の実験を行ったので、これを以下に説明する。
【０１２０】
｛第１の検証実験の説明｝
この第１及び第２の検証実験で使用した定着装置１０の構成は、図１を参照して説明した一実施例の構造であり、一実施例の説明において記載した数値の各部品がそのまま採用されている。
【０１２１】
そして、第１の検証実験においては、定着ベルト３６の回転速度を、定着動作時の通紙速度Ｖ２と同じ値である２１０ｍｍ／ｓｅｃである場合を比較例とし、この通紙速度Ｖ２よりも遅い値である１０５ｍｍ／ｓｅｃ（通紙速度Ｖ２の１／２）、５２．５ｍｍ／ｓｅｃ（通紙速度Ｖ２の１／４）、２６．２５ｍｍ／Ｓｅｃ（通紙速度Ｖ２の１／８）、１３．１３ｍｍ／ｓｅｃ（通紙速度Ｖ２の１／１６）の４つの速度をウォーミングアップ速度Ｖ１として夫々設定した状態で、ウォーミングアップ時間を計測した。
【０１２２】
その計測結果を表２に示す。
【０１２３】
【表２】

【０１２４】
この表２から明白なように、第１の検証実験では、電源投入直後から定着ベルト３６を走行駆動する場合においては、普通の薄紙からなるシートの通紙速度と同じ速度でウォーミングアップ速度を設定する比較例と比較して、顕著に、ウォーミングアップ時間の短縮化が図られることが理解される。
【０１２５】
また、この表２に基づき、ウォーミングアップ速度Ｖ１とウォーミングアップ時間との関係を図１０に示す。
【０１２６】
この図１０から明白なように、ウォーミングアップ速度Ｖ１は、通紙速度Ｖ２よりも遅ければ、ウォーミングアップ時間の短縮化に貢献することが出来るものであるが、ウォーミングアップ速度Ｖ１が通紙速度Ｖ２の１／２以下であれば、十分に効果があるものであり、特に、通紙速度Ｖ２の１／４〜１／８の間にウォーミングアップ速度Ｖ１を設定することにより、顕著にウォーミングアップ時間の短縮化を達成することが出きるものであることが判った。
｛第２の検証実験の説明｝
次に、第２の検証実験を、以下に説明する。
【０１２７】
この第２の検証実験で使用した定着装置１０の構成は、図１を参照して説明した一実施例の構造であり、一実施例の説明において記載した数値の各部品がそのまま採用されている。尚、定着ベルト３６の回転速度は、ウォーミングアップ速度Ｖ１を６０ｍｍ／ｓｅｃとし、定着動作時の通紙速度Ｖ２を２１０ｍｍ／ｓｅｃとした。
【０１２８】
そして、このような設定条件において、最大出力を１ｋＷとした第１の実証試験として、ウォーミングアップ時において、第１の発熱源３２を７５０Ｗで、また、第２の発熱源３３を２５０Ｗで夫々発熱させた場合を第１の比較例とし、第１の発熱源３２のみを１ｋｗで集中的に発熱させた場合を第１の実施例として、ニップ部が定着可能温度まで昇温するまでのウォーミングアップ時間を計測した。
【０１２９】
また、最大出力を５００Ｗとした第２の実証試験として、ウォーミングアップ時において、第１の発熱源３２を２５０Ｗで、また、第２の発熱源３３を２５０Ｗで夫々発熱させた場合を第２の比較例とし、第１の発熱源３２のみを５００ｗで集中的に発熱させた場合を第２の実施例として、ニップ部が定着可能温度まで昇温するまでのウォーミングアップ時間を計測した。
【０１３０】
更に、最大出力を１．５ｋＷとした第３の実証試験として、ウォーミングアップ時において、第１の発熱源３２を１ｋＷで、また、第２の発熱源３３を５００Ｗで夫々発熱させた場合を第３の比較例とし、第１の発熱源３２のみを１．５ｋｗで集中的に発熱させた場合を第３の実施例として、ニップ部が定着可能温度まで昇温するまでのウォーミングアップ時間を計測した。
【０１３１】
その計測結果を表３に示す。
【０１３２】
【表３】

【０１３３】
この表３から明白なように、ウォーミングアップ時において加熱ローラ３４に内蔵された第１の発熱源３２と加圧ローラ３０に内蔵された第２の発熱源３３とに分散させた状態で発熱制御する第１乃至第３の比較例と比較して、加熱ローラ３４に内蔵された第１の発熱源３２のみを集中して発熱制御する第１乃至第３の実施例の方が、顕著に、ウォーミングアップ時間の短縮化が図られることが理解される。
【０１３４】
また、この表３に基づき、ウォーミングアップ速度Ｖ１とウォーミングアップ時間との関係を図１１に示す。
【０１３５】
この図１１から明白なように、最大電力の大きさに比例して、ウォーミングアップ時間は短くなり、且つ、上述したように、第１及び第２の発熱源３２、３３に分散させるよりも、第１の発熱源３２を集中的に発熱させる方が、より、ウォーミングアップ時間の短縮化を達成することが出来るものであることが判った。
【０１３６】
尚、この定着装置１０の消費できる電力は、これが備えられた画像形成装置から分配される電力に依存するものであり、定着装置自身で規定できるものではない。しかし、以上の検証から、画像形成装置から分配される電力を極力多く設定することにより、ウォーミングアップ時間の短縮を図ることが出来ることが判る。また、画像形成装置から分配された電力をウォーミングアップ時に第１の発熱源３２で集中的に消費させて、これを発熱させることにより、ウォーミングアップ時間を効果的に短縮化させる事が出来ることも判る。
【０１３７】
【変形例の説明】
この発明は、上述した一実施例の構成に限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形可能であることは言うまでもない。
【０１３８】
例えば、上述した一実施例においては、定着装置１０は電子式プリンタに適用される場合につき説明したが、この発明は、このような適用に限定されることなく、電子式ファクシミリ装置、電子式複写装置等の電子画像形成装置に適用され得ることは言うまでもない。
【０１３９】
また、上述した一実施例においては、未定着シートは横方向から定着装置１０に搬送されてくるように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、未定着シートは上下方向、例えば、下から上に向けて搬送されるように構成してもよい。この場合、加圧ローラ３０は定着ローラ２８の下方ではなく、側方に配設されることとなり、一方、加熱ローラ３４は定着ローラ２８の、加圧ローラ３０が配設された側とは反対側の側方に配設されることになることは言うまでもない。
【０１４０】
また、上述した一実施例においては、各ローラ上のベルトの温度を測定して、加熱ヒータの制御に使用しているが、各ローラ表面温度を直接的に測定して、加熱源３２（３３）の制御に使用することも可能である。
【０１４１】
また、上述した一実施例においては、ウォーミングアップ時制御動作で、電源が投入されたことに伴い、即ち、電源投入の直後から定着ベルト３６を走行駆動するように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、電源投入してから、加熱ローラ３４の表面温度が所定の目標温度になるまでは、定着ベルト３６を走行駆動せず、所定の目標温度に到達してから初めて定着ベルト３６を走行駆動するように構成しても良い。このように定着ベルト３６の走行を電源投入直後から遅らせて開始することにより、ウォーミングアップ時間を更に短縮することが可能となる。
【０１４２】
また、上述した一実施例においては、ウォーミングアップ速度としての第１の走行速度Ｖ１は、ＯＨＰ用のシートを定着させる際の通紙速度に一致するように説明したが、これは、通常、ＯＨＰ用のシートを定着させる際に用いられる通紙速度としては、普通の薄紙からなるシートを定着させる場合の通紙速度Ｖ２よりも遅く設定されているので、これを利用しているものであり、この発明は、このような設定に限定されることなく、普通の薄紙からなるシートの定着速度Ｖ２よりも遅く設定されていれば、自由に設定することが出きるものであり、例えば、厚紙を通紙する場合に、普通の薄紙からなるシートを通紙する場合の速度Ｖ２よりも遅く設定されている場合には、この厚紙を通紙する際の速度を、ウォーミングアップ速度Ｖ１として採用しても良いし、また、シートを手差し給紙する場合に、普通の薄紙からなるシートを通紙する場合の速度Ｖ２よりも遅く設定されている場合には、この手差し給紙されたシートを通紙する際の速度を、ウォーミングアップ速度Ｖ１として採用しても良いものである。
【０１４３】
また、上述した一実施例においては、第１の発熱源３２は１本のヒータ、具体的にはハロゲンランプから構成されるように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、大サイズ用の第１のヒータとしてのハロゲンランプと、小サイズ用の第２のヒータとしてのハロゲンランプを加熱ローラ３４内に一緒に内蔵するように構成してもよいものである。
【０１４４】
この場合、ウォーミングアップ時において、第１の発熱源３２が最大出力で集中的に発熱される際に、第１及び第２のハロゲンランプに同時に通電して、これらを発熱させ、定着動作時において、第１の発熱源３２が最大出力よりも低い出力で発熱される際に、通紙されるシートのサイズに応じて、第１又は第２のハロゲンランプに選択的に通電して、何れか一方を選択的に発熱させるように構成してもよいものである。
【０１４５】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、ウォーミングアップ時に、加熱ローラに内蔵された第１の発熱源を集中的に発熱させることにより、電源投入直後のウォーミングアップ時間を短縮化させることの出来る定着装置が提供されることになる。また、第１の発熱源をその最大出力で発熱されることにより、電源投入直後のウォーミングアップ時間を最大限に短縮化させることの出来る定着装置が提供されることになる。
【０１４６】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる定着装置の一実施例の構成を示す正面断面図である。
【図２】定着ローラと加圧ローラとの転接状態を示す図である。
【図３】駆動機構の構成を取り出して示す正面図である。
【図４】駆動機構の駆動制御及び発熱源の温度制御のためのシステム構成を示すブロック図である。
【図５】定着ローラに対する加熱ローラの配設位置の許容範囲を調べるために行われた実験例における構成角度を示す図である。
【図６】制御装置における発熱源を制御するための制御手順のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図６に示すメインルーチンにおけるウォーミングアップ時制御のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】図６に示すメインルーチンにおける待機状態制御のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】図６に示すメインルーチンにおける通紙状態制御のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】第１の検証実験における定着ベルトのウォーミングアップ速度とウォーミングアップ時間との関係を示す線図である。
【図１１】第２の検証実験における定着ベルトの発熱源の発熱状態とウォーミングアップ時間との関係を示す線図である。
【図１２】従来の定着装置の構成を概略的に示す正面図である。
【符号の説明】
１０定着装置
１２ハウジング
１４底板
１６側板
１８上カバー部
２０左カバー部
２２揺動レバー
２４第１の支軸
２６第２の支軸
２８定着ローラ
２８Ａ芯金部
２８Ｂローラ本体
３０加圧ローラ
３０Ａ芯金部
３０Ｂローラ本体
３２第１の発熱源
３３第２の発熱源
３４加熱ローラ
３６定着ベルト
３８オイル塗布ローラ
４０第１のコイルバネ
４２第２のコイルバネ
４４ガイド板
４６入口ポート
４８排紙通路
５０下排紙ローラ
５２駆動機構
５４上排紙ローラ
５６板バネ
５８第１の従動ギヤ
６０ワンウェイクラッチ
６２伝達ギヤ
６４第２の従動ギヤ
６６カラー
６８ケーシング
７０ガイドリブ
７２アイドルギヤ
７４第３の従動ギヤ
７６剥離爪
７８排紙センサ
８０第１のサーミスタ
８２第２のサーミスタ
８４第３のサーミスタ
８６制御装置
８８Ａ第１のヒータドライバ
８８Ｂ第２のヒータドライバ
９０電源スイッチ
ＥＢエンドレスベルト
ＧＥ出力ギヤ
Ｓ未定着シート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device used in a copying machine, a printer, a facsimile machine, and the like to melt-compress unfixed toner on a sheet and fix it on the sheet.
[0002]
[Prior art]
In a recent fixing device for an electrophotographic apparatus, as shown in FIG. 12, a fixing belt B is stretched between a fixing roller R1 and a heating and tension roller (hereinafter simply referred to as “heating roller”) R3. However, a technique has been developed that combines a belt fixing system provided with a pressure roller R2 that is pressed from below through the fixing belt B and preheating of the recording medium D. Accordingly, the temperature of the nip portion can be set low by preheating, and by using the fixing belt B having a small heat capacity, the temperature of the fixing belt B is rapidly cooled when passing through the nip portion, and separated from the fixing belt B at the nip portion outlet. By increasing the cohesive force of the toner, the releasability between the fixing belt B and the toner is improved, and a clear fixed image without offset can be obtained even when only oilless or a small amount of oil is applied. This apparatus is known as a fixing apparatus that solves the problems of releasability and oil application that cannot be solved by the heating roller system.
[0003]
The configuration of this conventional fixing device will be briefly described below. The fixing device includes a fixing roller R1, a pressure roller R2 disposed immediately below the fixing roller R1, and a heating disposed on the side of the fixing roller R1 (upstream along the recording medium conveyance direction). The fixing belt B is stretched between the fixing roller R1 and the heating roller R3.
[0004]
An oil application roller R4 is provided above the fixing belt B. A guide plate G as a recording medium support is provided at a lower portion of the fixing belt B with a gap, and a recording medium heating passage P is formed between the lower portion of the fixing belt B and the guide plate G. . The fixing belt B is pressed in a direction in which the heating roller R3 is separated from the fixing roller R1 by the pressure lever U, thereby obtaining a desired tension and being driven by the fixing roller R1 so that there is no slip or looseness. Can be rotated.
[0005]
On the other hand, a heater H is provided inside the heating roller R3 as a heating source. A thermistor S is provided for measuring the surface temperature of the heating roller R3. The thermistor S is not preferably brought into contact with the sheet passing area of the fixing belt B in order to measure the temperature of the test part in a contact state, and is therefore brought into contact with the non-sheet passing area of the fixing belt B.
[0006]
In the conventional fixing device having the above-described configuration, the heater is set based on the measured temperature from the thermistor S so that the surface temperature of the heating roller R3 becomes a set temperature that can be fixed over the fixing operation by a controller (not shown). The amount of heat released from H is controlled. During the fixing operation, the controller sets the traveling speed of the fixing belt B to a speed that matches the process speed in the transfer unit.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
For this reason, at the time of so-called warming up immediately after the power is turned on, the temperature at the rolling contact portion between the fixing roller R1 and the pressure roller R2 does not rise easily, and there is a problem that it takes a long warm-up time. In particular, if it takes a long time for the first image forming operation to be performed after the power is turned on, it will frustrate the operator and directly impress the decline in product value, and there is a strong demand for problem solving. Yes.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and a main object of the present invention is to provide a fixing device capable of shortening the warm-up time immediately after power-on.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, a fixing device according to the present invention includes a fixing roller, a pressure roller that is in contact with the fixing roller at a predetermined pressure, and the above-described fixing roller. A heating roller disposed away from the fixing roller and having a first heat generating means disposed therein, and endlessly spanned between the heating roller and the fixing roller, and heat from the first heat generating means. And a fixing belt that heats unfixed toner on the sheet that passes through the rolling contact portion of the fixing roller and the pressure roller in response to the transfer, and the sheet carrying the unfixed toner on the surface is the rolling contact portion In a fixing device for fixing the unfixed toner on the sheet by passing along one direction, and a driving means for causing the fixing belt to travel endlessly, and during the fixing operation, the fixing belt includes: Control means for controlling the driving means so as to travel at a traveling speed of 2. When the fixing belt is in the first running after the power is turned on, the fixing belt The drive means is controlled so as to travel at a first travel speed slower than the travel speed.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a fixing device comprising: a fixing roller; a pressure roller that is in rolling contact with the fixing roller at a predetermined pressure; and a space away from the fixing roller. A heating roller provided with a first heating means, and endlessly spanned between the heating roller and the fixing roller, and receives heat transfer from the first heating means to receive the fixing roller and the pressure roller. A fixing belt that heats the unfixed toner on the sheet that passes through the rolling contact portion, and the sheet carrying the unfixed toner on the surface passes through the rolling contact portion along one direction, In the fixing device for fixing the unfixed toner on the sheet, driving means for causing the fixing belt to travel endlessly, and so that the fixing belt travels at a second traveling speed during the fixing operation. Control means for controlling the moving means, and the control means controls the driving means so that the fixing belt travels at a first traveling speed slower than the second traveling speed when the power is turned on. It is characterized by control.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a fixing device comprising: a fixing roller; a pressure roller that is in rolling contact with the fixing roller at a predetermined pressure; A heating roller provided with a first heating means, and endlessly spanned between the heating roller and the fixing roller, and receives heat transfer from the first heating means to receive the fixing roller and the pressure roller. A fixing belt that heats the unfixed toner on the sheet that passes through the rolling contact portion, and the sheet carrying the unfixed toner on the surface passes through the rolling contact portion along one direction, In the fixing device for fixing the unfixed toner on the sheet, driving means for causing the fixing belt to travel endlessly, and so that the fixing belt travels at a second traveling speed during the fixing operation. Control means for controlling the moving means, and the control means controls the driving means so that the fixing belt travels at a first traveling speed lower than the second traveling speed immediately after power-on. It is characterized by control.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, the fixing device according to the present invention is characterized in that the first traveling speed is set to ½ or less of the second traveling speed.
[0013]
In the fixing device according to the present invention, the first traveling speed is set to ¼ to ８ of the second traveling speed according to the fifth aspect. Yes.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a fixing device further comprising a second heat generating means disposed in the pressure roller.
[0015]
The fixing device according to the present invention is characterized in that, according to the seventh aspect, the first traveling speed is set to be the same as the speed employed during the fixing operation of the OHP sheet. .
[0016]
The fixing device according to the present invention is characterized in that, according to the eighth aspect, the first traveling speed is set to be the same as the speed employed during the fixing operation of the cardboard.
[0017]
According to a ninth aspect of the present invention, the fixing device according to the present invention is characterized in that the first traveling speed is set to be the same as the speed employed during the manual paper fixing operation.
[0018]
According to the fixing device of the present invention, according to the tenth aspect, the control means performs the first running during warming up immediately after the power is turned on until the fixing roller is heated to a fixing temperature. The fixing belt is driven to travel at a speed, and after the fixing roller has been heated to the fixing temperature, the fixing belt is driven to travel at the second traveling speed.
[0019]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the fixing device according to the eleventh aspect, the control means causes only the first heat generating means to generate heat during the warm-up, and the fixing roller reaches the fixing possible temperature. In the subsequent fixing operation, the first and second heat generating units are controlled to generate heat.
[0020]
In the fixing device according to the present invention, the amount of heat generated by the first heat generating unit during the warming-up is the amount of heat generated by the first and second heat generating units during the fixing operation. It is characterized by being set to a total value.
[0021]
According to the fixing device of the present invention, according to the thirteenth aspect, the amount of heat generated by the first heat generating means at the time of warming up is set to be a maximum value of the allowable amount of generated heat. The heat generation amount of the first heat generating unit during the fixing operation is set to be a value smaller than the maximum value.
[0022]
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a fixing device, wherein the fixing roller, a pressure roller that is in rolling contact with the fixing roller at a predetermined pressure, and a space apart from the fixing roller are disposed, A heating roller provided with a first heating means, and endlessly spanned between the heating roller and the fixing roller, and receives heat transfer from the first heating means to receive the fixing roller and the pressure roller. A sheet having a fixing belt for heating unfixed toner on a sheet passing through the rolling contact portion, and a second heat generating means disposed in the pressure roller, the unfixed toner being carried on the surface A fixing device that fixes the unfixed toner on the sheet by passing through the rolling contact portion along one direction, and includes a control unit that controls the first and second heat generating units; This control means At the time of warming up immediately after the charging until the fixing roller is heated to a fixable temperature, only the first heat generating means is heated, and during the fixing operation after the fixing roller reaches the fixable temperature, The first and second heat generating units are controlled to generate heat.
[0023]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the fixing device according to the fifteenth aspect, the amount of heat generated by the first heat generating unit during the warm-up is the amount of heat generated by the first and second heat generating units during the fixing operation. It is characterized by being set to a total value.
[0024]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the fixing device, the amount of heat generated by the first heat generating means during the warming-up is set to be a maximum value of the amount of heat allowed for the fixing device. The amount of heat generated by the first heat generating means during the fixing operation is set to be a value smaller than the maximum value.
[0025]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the fixing device according to the seventeenth aspect, the control means causes the fixing belt to rotate at a predetermined second running speed after the fixing roller has been heated to the fixable temperature. The fixing belt is driven to travel at a first traveling speed that is slower than the second traveling speed during the warming up.
[0026]
According to a fifteenth aspect of the present invention, the fixing device according to the present invention is characterized in that the first traveling speed is set to ½ or less of the second traveling speed.
[0027]
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the fixing device according to the present invention, the first traveling speed is set to ¼ to ８ of the second traveling speed. Yes.
[0028]
The fixing device according to the present invention is characterized in that, according to claim 20, the first traveling speed is set to be the same as the speed employed during the fixing operation of the OHP sheet. .
[0029]
According to a twenty-first aspect of the present invention, the fixing device according to the present invention is characterized in that the first traveling speed is set to be the same as a speed employed during a cardboard fixing operation.
[0030]
According to a twenty-second aspect of the present invention, the fixing device according to the present invention is characterized in that the first traveling speed is set to be the same as a speed employed during a manual paper fixing operation.
[0031]
In the fixing device according to the present invention, the first heat generating means includes a first heater for a large size and a second heater for a small size. The control means heats the first and second heaters simultaneously during the warm-up, and selectively heats the first or second heater according to the sheet size during the fixing operation. .
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a configuration of an embodiment of a fixing device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0033]
{General description of fixing device 10}
First, as shown in FIG. 1, the fixing device 10 of this embodiment includes a housing 12 that is fixed to a frame of an electronic image forming apparatus (not shown) such as an electronic printer as a housing structure. 12 is a bottom plate 14 that is directly fixed on the apparatus frame, a side plate 16 that stands up from the left and right side edges of the bottom plate 14, and a top plate that is attached to the side plate 16 so as to cover a substantially upper right portion in the figure. The cover part 18 and the left cover part 20 attached to the side plate 16 so as to cover the substantially left part thereof are provided.
[0034]
Here, the upper cover portion 18 is attached in a state of being fixed to the side plate 16, and a swing lever 22 is shown around the first support shaft 24 located on the right side in the drawing at the upper right portion thereof. It is pivotally supported so that the middle left is opened. On the other hand, the left cover part 20 is swingably attached to the side plate 16 so that the upper part is opened around the second support shaft 26 located at the lower part.
[0035]
In addition, the fixing device 10 has a roller configuration in which a fixing roller 28 that is rotatably supported around a fixed axis on the side plate 16 and a roller substantially below (specifically, obliquely below) the fixing roller 28 are transferred to this. A pressure roller 30 rotatably supported by the side plate 16 around a fixed axis set in parallel with the fixed axis of the fixing roller 28; and substantially above the fixing roller 28 (specifically, obliquely The heating roller 34 is attached to the rocking lever 22 in a state of being positioned upward, and is supported so as to be rotatable about its own central axis.
[0036]
In addition, the fixing device 10 includes a first heat source 32 such as a halogen lamp disposed inside the heating roller 34 and a first heat source 32 such as a halogen lamp disposed inside the pressure roller 30. And a fixing belt (heat transfer belt) 36 wound endlessly across the fixing roller 28 and the heating roller 34.
[0037]
Here, as will be described in detail later, the fixing roller 28 is composed of an elastic roller, while the pressure roller 30 is composed of a roller having a higher roller hardness than the elastic roller. On the other hand, the distance D between the rotation centers of the fixing roller 28 and the pressure roller 30 is slightly smaller than the sum (R1 + R2) of the radius R1 of the fixing roller 28 and the radius of the pressure roller 30R2, as shown in FIG. There is a short set. As a result, at the rolling contact portion (nip portion) between the fixing roller 28 and the pressure roller 30, the two are in contact with each other with a predetermined pressure contact force P 1, whereby the fixing roller 28 is recessed at the rolling contact portion. Will be brought to the state. That is, a sufficient nip width is ensured.
[0038]
Further, the fixing device 10 applies silicone oil to the outer surface of the fixing belt 36, an oil application roller 38 for cleaning the outer surface of the fixing belt 36, and the oil application roller 38 to the fixing belt 36. In cooperation with the first coil spring 40, the first coil spring 40 is pressed in a perpendicular state to apply a predetermined tension to the fixing belt 36, and the heating roller 34 is urged away from the fixing roller 28. And a second coil spring 42 for applying a predetermined tension to the fixing belt 36.
[0039]
Further, the lower right portion of the upper cover portion 18 in the drawing is bent inwardly, and is positioned below the bent piece and is largely spaced from the guide plate 44 and is fixed to the side plate 16. ing. From between the upper cover portion 18 and the guide plate 44, a sheet carrying unfixed toner on its upper surface (hereinafter simply referred to as an unfixed sheet) is arranged in one direction (conveying direction) indicated by an arrow in the figure. An inlet port 46 is defined along which is taken into the housing 12.
[0040]
Here, the guide plate 44 is attached so as to be inclined obliquely upward and to the left in the drawing so that its height increases as it enters the housing 12. On the other hand, the introduction side end portion of the guide plate 44, that is, the lower right end portion in the drawing, is an endless sheet conveying end disposed within the electronic printer and adjacent to the right side of the inlet port 46 in the drawing. The guide plate 44 is positioned so as to face the outlet side end portion of the belt EB, and the lead-out side end portion of the guide plate 44, that is, the upper left end portion in the figure, is a rolling contact portion (nip) between the fixing roller 28 and the pressure roller 30 Part).
[0041]
The leading end of the unfixed sheet conveyed along the one direction (conveying direction) indicated by the arrow in the drawing toward the fixing device 10 via the endless belt EB first touches the guide plate 44. It is set to be conveyed obliquely upward in the guided state. As a result, the unfixed sheet guided by the guide plate 44 is guided to the rolling contact portion between the fixing roller 28 and the pressure roller 30.
[0042]
On the other hand, on the upper part of the left cover portion 20 described above, a sheet that passes through the rolling contact portion and is fixed with unfixed toner by thermocompression by the fixing roller 28 and the pressure roller 30 (hereinafter referred to as a fixed sheet). ) Is discharged, and in this embodiment, the discharge path 48 is set to discharge the fixed sheet upward in a substantially upright state. .
[0043]
A lower paper discharge roller 50 is rotatably supported on the left cover portion 20 in a state of being positioned between the paper discharge passage 48 and the rolling contact portion. The lower paper discharge roller 50 is a drive mechanism described later. It is configured to obtain a driving force from 52 and to be driven to rotate at a speed equal to or higher than the pressure roller 30 (for example, a rotation speed set 5% faster than the speed of the pressure roller 30). . Then, the upper paper discharge roller 54 is in rolling contact with the lower paper discharge roller 50 in a state where the upper paper discharge roller 54 is pressed against the lower paper discharge roller 50 with a predetermined elastic force via a plate spring 56. The upper discharge roller 54 is disposed at a position where the line connecting the center positions of the upper discharge roller 54 and the lower discharge roller 50 is substantially orthogonal to the fixed sheet discharge path. Has been.
[0044]
In the fixing device 10 configured as described above, the unfixed sheet S that has been transported onto the guide plate 44 via the endless belt EB by the transport mechanism has a lower surface on which unfixed toner is not adhered. 44, and is guided toward the rolling contact portion (nip portion) between the fixing roller 28 and the pressure roller 30 around which the fixing belt 36 is wound, and is pressed between the two 28 and 30. Is set so that the unfixed toner is thermocompression-bonded and fixed on the sheet.
[0045]
{Description of Fixing Roller 28}
The fixing roller 28 described above is disposed on the side plate 16 so as to be rotatably supported via a bearing (not shown) and coaxially disposed on the outer periphery of the core metal portion 28A, and the fixing belt 36 is wound around the core roller portion 28A. In this embodiment, the outer diameter of the roller is set to 38.0 mm. Here, in this embodiment, the core metal part 28A is formed of an iron shaft having a diameter of 25 mm, and the roller main body 28B is attached to the outer periphery of the core metal part 28A with a thickness of 6.5 mm. (Specifically, it is formed of silicone rubber having a JIS A hardness of 16 to 17 degrees).
[0046]
A first driven gear 58 is coaxially attached to a shaft portion provided at one end of the cored bar portion 28A via a one-way clutch 60, which will be described in detail later. The gear 58 meshes with a transmission gear 62 that constitutes a part of a drive mechanism 52 described later in detail. In this way, the driving force from the driving mechanism 52 is transmitted to the first driven gear 58 as a rotational force in the clockwise direction in the figure via the transmission gear 62, and this is transmitted to the fixing roller 28 via the one-way clutch 60. A rotational force is transmitted.
[0047]
{Description of pressure roller 30}
As described above, the pressure roller 30 incorporating the second heat generation source 33 includes the cored bar 30A that is rotatably supported on the side plate 16 via a bearing (not shown), and the outer periphery of the cored bar 30A. The roller main body 30B is coaxially arranged, and the outer diameter of the roller is set to 35 mm. Here, in this embodiment, the core metal part 30A is formed of an iron shaft having a diameter of 32 mm, and the roller body 30B is a silicone rubber heat-resistant elastic body attached to the outer periphery of the core metal part 30A with a thickness of 1.5 mm. (Specifically, it has an Asuka C hardness of 74 to 75 degrees, which is harder than the fixing roller 28 described above).
[0048]
Note that the second driven gear 64 is coaxially fixed to the shaft portion provided at one end of the cored bar portion 30A. The first driven gear 58 described above is connected to the second driven gear 64. The driving force is transmitted to the second driven gear 64 through the first driven gear 58, and the pressure roller 30 rotates in the counterclockwise direction opposite to the fixing roller 28. It is configured to be driven.
[0049]
In this embodiment, the pressure roller 30 is set as the main drive for conveying the unfixed sheet, and the fixing roller 28 has a peripheral speed even when it is thermally expanded. The gear ratio of the first and second driven gears 58 and 64 is set so as not to be faster than the peripheral speed. That is, the rotation speed when the fixing roller 28 is rotated by the second driven gear 64 is slightly smaller than the rotation speed when the fixing roller 28 is rotated by frictional engagement with the pressure roller 30 via the fixing belt 36. It is set to be slow.
[0050]
On the other hand, in this embodiment, the pressure roller 30 is not located directly below the fixing roller 28 but is biased along the conveyance direction of the unfixed sheet from a position directly below the fixing roller 28. When the perpendicular line passing through the center point of the fixing roller 28 is used as a base line, the angle formed by this base line and the line segment passing through both center points of the fixing roller 28 and the pressure roller 30 is These are disposed at positions that have a predetermined acute angle. The line segment defining the center point of the pressure roller 30 is set so as to be substantially orthogonal to the conveyance direction of the unfixed sheet.
[0051]
{Description of one-way clutch 60}
Here, the one-way clutch 60 allows the relative rotation in the clockwise direction in the figure with respect to the first driven gear 58 of the fixing roller 28, but locks the relative rotation in the counterclockwise direction in the figure. In other words, both are configured to rotate together. Specifically, in the cold state, that is, the fixing belt 36 is frictionally engaged with the pressure roller 30, and the fixing roller 28 is frictionally engaged with the fixing belt 36. In the state where the fixing belt 36 is driven (rotated), the peripheral speed of the fixing roller 28 rotating in the clockwise direction in the drawing is the same as the peripheral speed of the pressure roller 30 and is higher than the peripheral speed of the first driven gear 58. This speed difference will be absorbed by the one-way clutch 60, although it will be slightly faster.
[0052]
Even if the fixing roller 28 is heated through the fixing belt 36 due to the heat generated by the heating roller 34 and is warmed up, the outer diameter of the fixing roller 28 is increased due to thermal expansion, and the peripheral speed of the fixing roller 28 is increased. Since the speed is set so as not to be faster than the peripheral speed of the pressure roller 30, even in this case, this speed difference is reliably absorbed by the one-way clutch 60.
[0053]
On the other hand, since such a one-way clutch 60 is provided, the following effects are achieved incidentally. That is, if such a one-way clutch 60 is not provided, when a glossy sheet such as a coated sheet is conveyed as an unfixed sheet to the rolling contact portion, the unfixed sheet and the fixed sheet are fixed. A slip occurs between the belt 36 and the driving force of the pressure roller 30 is not transmitted to the fixing belt 36 and the fixing roller 28, and a situation in which they are not driven (followed) occurs. When such a situation occurs, the unfixed sheet stops at the rolling contact portion and jams, or even if it can pass through the rolling contact portion, the unfixed toner on the unfixed sheet is stopped. The image is disturbed by rubbing by the fixing belt 36.
[0054]
However, in this embodiment, since the one-way clutch 60 is provided between the fixing roller 28 and the first driven gear 58, a situation in which the driving force of the pressure roller 30 is not transmitted to the fixing belt 36 occurs. Even so, when the rotation speed of the fixing roller 28 starts to become slower than the rotation speed of the first driven gear 58, the first driven gear 58 is rotated in the clockwise direction in the drawing. In this way, the unfixed sheet is surely passed through the rolling contact portion, and the possibility of jamming is effectively prevented, and the unfixed toner image is disturbed when passing through the rolling contact portion. Will be suppressed.
[0055]
{Description of heating roller 34}
In the heating roller 34 incorporating the first heat source 32 described above, in this embodiment, an aluminum pipe cored bar having a diameter of 30 mm and a thickness of 3.5 mm is coated with a coating layer of PTFE having a thickness of 20 μm. Therefore, a collar 66 having a diameter of 34 mm made of heat-resistant resin polyether ether ketone (PEEK) is press-fitted into the bearing portions at both ends, thereby preventing meandering and shifting of the fixing belt 36.
[0056]
A first heat generation source 32 is built in the heating roller 34. In this embodiment, the first heat generation source 32 is composed of a halogen lamp 32 having a maximum output of 1 kW. Yes. On the other hand, the second heat source 33 built in the pressure roller 30 described above is composed of a halogen lamp with a maximum output of 250 W. Here, the maximum output allowed for the heat source of the fixing device 10 is set to 1 kW in this embodiment. That is, in this embodiment, the first heat source 32 is set so as to be able to output the maximum output itself allowed for the fixing device 10.
[0057]
{Description of fixing belt 36}
The fixing belt 36 described above has a heat capacity per square centimeter of the fixing belt 36 so that the unfixed toner on the unfixed sheet S is preheated to the fixing temperature by heat radiation and can be fixed without giving an excessive amount of heat. The thing of 0.002cal / degreeC-0.025cal / degreeC is preferable. Therefore, in this embodiment, the fixing belt 36 includes an endless belt body made of polyimide having an inner diameter of 60 mm and a thickness of 100 μm, and a silicone rubber coated on the outer peripheral surface of the belt body with a thickness of 200 μm. And a heat-resistant elastic release layer.
[0058]
The fixing belt 36 is not limited to being formed from polyimide and silicon rubber, and is, for example, an endless belt body such as 40 μm nickel electroformed and a thickness on the outer peripheral surface of the belt body. A heat-resistant elastic release layer of silicone rubber coated with 200 μm may be provided.
[0059]
{Description of oil application roller 38}
The fixing device 10 includes an oil application roller 38 for applying a small amount of release oil on the outer peripheral surface of the fixing belt 36. Although not shown in detail, the oil application roller 38 includes a support shaft that is rotatably supported by the casing 68 in an axially fixed state, and a heat-resistant paper layer impregnated with silicone oil on the outer periphery of the support shaft. In this embodiment, the support shaft is formed of an iron shaft having a diameter of 8 mm, and the heat-resistant paper layer has a diameter of 100 μm of a porous fluororesin film attached to the outer periphery thereof. It is formed so as to have a roller outer diameter of 22 mm. In this way, by configuring the oil application roller 38, it is possible to stably apply a small amount of oil to the outer peripheral surface of the fixing belt 36.
[0060]
Note that dirt (toner or the like) attached to the outer peripheral surface of the fixing belt 36 is transferred and attached to the outer peripheral surface of the oil application roller 38 to be contaminated. For this reason, the cleaning brush is in contact with the outer peripheral surface of the oil application roller 38, and the outer peripheral surface of the oil application roller 38 is always cleaned to scrape off the dirt adhering thereto. .
[0061]
{Description of Mechanism for Applying Tension to Fixing Belt 36}
As described above, in this embodiment, as a mechanism for applying tension to the fixing belt 36, the oil application roller 38 is brought into pressure contact with the fixing belt 36 in a state perpendicular to the fixing belt 36, and a predetermined tension is applied to the fixing belt 36. The first coil spring 40 to be applied and the second coil spring that applies a predetermined tension to the fixing belt 36 in cooperation with the first coil spring 40 by urging the heating roller 34 in a direction away from the fixing roller 28. 42.
[0062]
Here, the first coil spring 40 is attached to the left cover portion 20 so as to urge the casing 68 that rotatably supports the oil application roller 38 toward the fixing belt 36. That is, the casing 68 is supported by the guide rib 70 attached to the side plate 16 so as to be able to come into contact with and separate from the fixing belt 36. In this way, when the left cover portion 20 is opened to the left in the drawing, the first coil spring 40 that has pressed the casing 68 is separated from the casing 68, thereby the fixing belt of the oil application roller 38. The pressing state to 36 is released. Further, when the left cover portion 20 is rotated to the right in the drawing and closed, the first coil spring 40 presses the casing 68 with the pressing force P2, and the oil application roller 38 holds the fixing belt 36 with a predetermined tension. Will be pressed.
[0063]
On the other hand, the second coil spring 42 is interposed between the left end of the swing lever 22 in the drawing and the side plate 16, in other words, so as to rotate the swing lever 22 in the clockwise direction in the drawing. The heating roller 34 supported by the swing lever 22 is attached so as to be pressed by the third pressing force P3 in a direction away from the fixing roller 28. As a result, a predetermined tension is applied to the fixing belt 36.
[0064]
That is, the heating roller 34 is biased in a direction away from the fixing roller 28 through the swing lever 22 by the biasing force of the second coil spring 42, and thereby, the heating roller 34 and the fixing roller 28 are endlessly moved. The fixed fixing belt 36 is stretched in a state where it is tensed to a predetermined tension.
[0065]
As described above, the fixing belt 36 is rotated by friction engagement with the pressure roller 30 by the action of the first and second coil springs 40 and 42, and the fixing belt 36 is fixed according to the rotation of the fixing belt 36. The roller 28 is driven in a stable state without slipping or loosening with respect to the fixing belt 36.
[0066]
{Description of Drive Mechanism 52}
As shown in FIG. 3, the drive mechanism 52 for rotationally driving the pressure roller 30 and the like described above has a gear train (not shown) as a drive source on the electronic printer side when the fixing device 10 is mounted on the electronic printer. Is engaged with the output gear GE connected through the transmission gear 62, and is rotationally driven by the driving force from the output gear GE. The transmission gear 62 is always meshed with the transmission gear 62 and is connected to the fixing roller 28 via the one-way clutch 60. And a second driven gear 64 that is always meshed with the first driven gear and is coaxially fixed to the pressure roller 30.
[0067]
Further, the drive mechanism 52 further includes an idle gear 72 that always meshes with the transmission gear 62 described above, and this idle gear 72 always meshes with a third driven gear 74 that is coaxially fixed to the lower paper discharge roller 50. The lower discharge roller 50 is rotationally driven at a speed equal to or higher than the peripheral speed of the pressure roller 30.
[0068]
{Other configurations}
In addition to the above-described configuration, the fixing device 10 according to this embodiment includes a peeling claw 76 for peeling off a fixed sheet attached to the outer peripheral surface of the pressure roller 30, as shown in FIG. A paper discharge sensor 78 is provided between the paper discharge roller 50 and the upper paper discharge roller 54 (rolling contact portion) to detect that the leading edge of the fixed sheet has been conveyed.
[0069]
{Control system configuration}
On the other hand, the fixing device 10 drives and controls the drive mechanism 52 described above, and also controls the heat generation of the first heat source 32 built in the heating roller 34 and the second heat source 33 built in the pressure roller 30. For this purpose, a control device 86 is provided as shown in FIG. The control device 86 includes a non-sheet-passing portion (that is, a portion of the fixing belt 36 where the unfixed sheet S does not come into contact) of the fixing belt 36 wound around the outer peripheral surface of the heating roller 34 for the above-described heat generation control. ) (Hereinafter simply referred to as the heating roller temperature) The first thermistor 80 for detecting Th and the sheet passing portion of the fixing belt 36 wound around the outer periphery of the fixing roller 28 (that is, the unfixed sheet S contacts). The temperature of the outer peripheral surface of the fixing belt) (hereinafter simply referred to as the fixing roller temperature) Tf for detecting Tf and the temperature of the outer peripheral surface of the pressure roller 30 (hereinafter simply referred to as pressure) A third thermistor 84 for detecting Tp is connected to the first and

second thermistors

80, 82, 84 based on the detection results Th, Tf, Tp from the first to

third thermistors

80, 82, 84. Fever And it is configured to 32, 33 to heat generation control.
[0070]
The control device 86 is connected to the first and second heater drivers 88A88B in terms of heat generation control, and the first and second heater drivers 88A88B are connected via the first heater driver 88A according to a control procedure described in detail later. The halogen lamp of the heat generation source 32 is configured to control the halogen lamp of the second heat generation source 33 via the second heater driver 88B. The control device 86 is connected to an input terminal for receiving a sheet passing command and a power switch 90 from the viewpoint of running control of the fixing belt 36, and the fixing device 36 is connected in accordance with a control procedure described in detail later. The drive mechanism 52 for endless running is driven and controlled.
[0071]
{Description of the arrangement above the heating roller 34}
As described above, in this embodiment, the heating roller 34 is disposed substantially above the fixing roller 28, whereby the fixing wound endlessly between the heating roller 34 and the fixing roller 28. The belt 36 and the guide plate 44 are separated so that an unfixed sheet conveyed on the guide plate 44 does not come into contact with the fixing belt 36. In other words, the fixing belt 36 is disposed at a position outside a region where an unfixed sheet conveyed on the guide plate 44 may pass.
[0072]
By disposing the heating roller 34 above the fixing roller 28 in this way, the unfixed toner carried on the upper surface of the unfixed sheet that is being conveyed is in any curved posture (curled state). Is reliably prevented from coming into contact with the fixing belt 36 before the fixing operation, and the unfixed toner is guided to the rolling contact portion between the fixing roller 28 and the pressure roller 30 without being disturbed to fix the toner. Is possible.
[0073]
{Description of Configuration Angle of Heating Roller 34}
In the fixing device 10 having the above-described configuration, a specific effect can be achieved by disposing the heating roller 34 substantially above the fixing roller 28 as described above. Here, in order to clearly define the “substantially upward” range, as shown in FIG. 5, an experimental example will be described in which the configuration angle of the heating roller 34 is variously changed and the optimum range is obtained.
[0074]
First, in this experimental example, a perpendicular line passing through the center point of the fixing roller 28 is defined as a base line B, and a configuration angle formed by the base line B and a line segment L connecting both center points of the fixing roller 28 and the heating roller 34 is defined. When it is defined as θ, the position of the heating roller 34 is changed so that the component angle θ is 90 ° to 180 °, and the image at the entrance of the rolling contact portion between the fixing roller 28 and the pressure roller 30. The occurrence frequency of rubbing and the occurrence frequency of abnormalities at the exit of the rolling contact portion were measured at the time of single-sided copying and at the time of double-sided copying, respectively.
[0075]
Here, ± of the configuration angle θ is defined as “+” as a value measured in the counterclockwise direction from the base line B, and “−” as a value measured in the clockwise direction in the figure from the base line B. Accordingly, the heating roller 34 at + 180 ° and the heating roller 34 at −180 ° indicate the same position, the heating roller 34 at + 105 °, and the heating roller 34 at −255 °. Indicate the same position. On the other hand, the abnormality at the exit of the rolling contact portion means occurrence of an offset or jam at the exit of the rolling contact portion in this embodiment.
[0076]
The measurement conditions are as follows.
[0077]
That is, the nip width at the rolling contact portion was set to 8 mm, and the pressure contact force P1 for this was set to 24 kgf / one side. On the other hand, the temperature of the fixing belt 36 wound around the fixing roller 28 was set to 160 ° C., and the surface temperature of the pressure roller 30 was set to 140 ° C. Further, the conveyance speed of the unfixed sheet was set to 180 mm / sec, and the pressure roller 30 was rotationally driven in synchronization with this. As the toner, A color toner manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. was used, and a plain paper of 64 g / m 2 was used as the sheet.
[0078]
In this way, the configuration angle θ is divided into nine types of 90 °, 105 °, 120 °, 150 °, 180 °, −150 °, −120 °, −105 °, and −90 °, and the measurement conditions described above. Measured with
[0079]
The measurement results are shown in Table 1.
[0080]
[Table 1]

[0081]
As apparent from Table 1, when the component angle θ is larger than 105 ° and smaller than −105 °, that is, when the component angle θ is measured only in the counterclockwise direction, this is 105 ° to 255 °. If it is within the range of °, it was found that there was no occurrence of image rubbing at the entrance of the rolling contact portion and no abnormality at the exit of the rolling contact portion, and that a good fixing operation was performed. did. On the other hand, when the configuration angle θ is 105 ° or less, it has been found that either an image rubbing at the entrance of the rolling contact portion or an abnormality at the exit of the rolling contact portion occurs, and a good fixing operation is not performed. did.
[0082]
{Description of Drive Control and Heat Generation Control Method by Control Device 86}
Next, a heat generation control method (control procedure) between the drive mechanism 52 and the first and second

heat generation sources

32 and 33 in the control device 86, which is a feature of the present invention, will be described with reference to the flowcharts of FIGS. explain.
[0083]
Although not shown, the control device 86 includes a CPU that performs overall control, a ROM that stores programs, threshold values, and setting values in advance, and a control device of an electronic printer in which the fixing device 10 is mounted. An interface circuit that communicates information, various I / O ports, and the like are provided. In general, when a power switch 90 is turned on, a warm-up state is defined, and a predetermined warm-up control procedure is executed. When no paper-passing command is received from the printer, the standby state is defined and a predetermined standby control procedure is executed. When the paper-passing command is received from the electronic printer, the paper-passing command is terminated. Unless otherwise specified, the sheet passing state is defined, and a predetermined fixing control procedure is executed.
[0084]
Specifically, this control device 86 is basically used during the fixing operation.
(1) At the time of warming up immediately after the power is turned on until the fixing roller temperature reaches the fixable temperature T3, only the first halogen lamp serving as the first heat generation source 32 has its maximum output (in this embodiment). Is controlled so that the fixing belt 36 travels endlessly at the warm-up speed V1 as the first traveling speed,
(2) In the standby state, on the basis of the detection result Th of the first thermistor 80, the first heating source 32 is set to the first output (the first output ( In this embodiment, the heat generation is controlled at 750 W), and the second heat source 33 is set so that the pressure roller temperature becomes the second set value (set temperature) T2 based on the detection result Tp of the third thermistor 84. While controlling the heat generation with the second output (250 W in this embodiment), the drive mechanism 52 is driven and controlled so that the fixing belt 36 does not travel,
(3) In the paper passing state, that is, the fixing operation state, the fixing roller temperature is set to the third set value (set temperature) T3 as the fixing possible temperature based on the detection result of the second thermistor 82. The first and second

heat generation sources

32 and 33 are controlled to generate heat by the first and second outputs, respectively, and the driving mechanism 52 is driven endlessly by the fixing belt 36 at the sheet passing speed V2 as the second traveling speed. It is comprised so that drive control may be carried out.
[0085]
In this embodiment, the warming-up speed V1 is set to 52.5 mm / sec and the sheet passing speed V2 is set to 210 mm / sec. In other words, the warming-up speed V1 is set to the sheet passing speed V2. Is set to 1/4. In this embodiment, the warm-up speed V1 is set to coincide with the sheet passing speed used when an image is formed on an OHP sheet and fixed.
[0086]
Further, as described above, the first heat source 32 in the fixing operation state is set to generate heat at 750 W, and the second heat source 33 is set to generate heat at 250 W. In other words, during the fixing operation, the second heat source 33 corresponds to the difference between the output value of the first heat source 32 during warming up and the output value of the first heat source 32 during the fixing operation. It is set to generate heat at the output value.
[0087]
Hereinafter, the control procedure in the control device 86 will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS.
[0088]
{Description of main routine of control procedure in control device 86}
First, as shown in FIG. 6, as the power switch 90 is turned on (step S10), the control device 86 executes a predetermined initialization operation and executes warm-up control (step S12). Then, standby state control for heat generation control of the second

heat generation sources

32 and 33 is executed (step S14). The warm-up control operation will be described later in detail with reference to FIG. 7, and the standby state control operation will be described in detail with reference to FIG.
[0089]
The standby state control in step S14 is executed until a paper passing command is received from the electronic printer in which the fixing device 10 is mounted (that is, until YES is determined in step S16). Then, each drive unit in the drive mechanism 52 is activated to control the drive according to a predetermined drive control procedure, and the sheet passing state control for controlling the heat generation of the first and second

heat generation sources

32 and 33 is executed (step S18). ). The sheet passing state control operation will be described in detail later with reference to FIG.
[0090]
The sheet passing state control in step S18 is executed as long as a sheet passing command is received, and when it is detected that the sheet passing command has been completed (step S20), the drive of the drive mechanism 52 is stopped. Returning to step S14, standby state control is executed.
[0091]
In this way, the control device 86 executes the drive control operation of the drive mechanism 52 and the basic heat generation control operation of the first and second

heat generation sources

32 and 33.
[0092]
{Description of control procedure for warm-up control}
Next, the control procedure of the warm-up control in step 12 will be described in detail as a subroutine with reference to FIG.
[0093]
When the warm-up control is started, first, energization at the maximum output (that is, 1 kW in this embodiment) to the first heat source 32 built in the heating roller 34 is started (step S12A). Simultaneously with the start of energization, a drive motor (not shown) for driving the drive mechanism 52 is activated (step S12B). Here, the rotational speed of the drive motor is set so that the traveling speed of the fixing belt 36 becomes the warm-up speed V1 (52.5 mm / sec in this embodiment) (step S12C).
[0094]
Then, the surface temperature Tf of the fixing roller 30 is detected via the second thermistor 82 (step S12D), and it is determined that the surface temperature Tf of the fixing roller 280 has not yet been raised to the fixable temperature T3 ( If YES is determined in step S12E), the process returns to step S12C described above, and the subsequent control procedure is executed to wait for the surface temperature Tf of the fixing roller 28 to rise.
[0095]
On the other hand, if it is determined that the surface temperature Tf of the fixing roller 28 has risen to the fixable temperature T3 (if NO is determined in step S12E), this means that the warm-up has been completed. The current supply to the first heat source 32 built in the heating roller 34 is temporarily stopped, and the process returns to the original main routine.
[0096]
As described above, in this embodiment, the warming-up speed V1 of the fixing belt 36 at the time of warming-up is ¼ of the sheet feeding speed V2 of the fixing belt 36 at the time of the fixing operation, which is 210 mm / sec. Therefore, the fixing roller 28 receives a sufficient amount of heat from the fixing belt 36 and rises to the fixing possible temperature T3 within a short time. As a result, the warm-up time is shortened, The possibility of frustration is effectively prevented, and a fixing device that is easy to use for the operator is provided. The above-described demonstration experiment for shortening the warm-up time will be described in detail later.
[0097]
{Description of control procedure of standby state control}
Next, the control procedure of the standby state control in step S14 described above will be described in detail with reference to FIG. 8 as a subroutine.
[0098]
When the standby state control is started, first, the heating roller temperature Th is detected via the first thermistor 80 (step S14A), and whether or not the detected temperature Th is higher than the first set temperature T1. Is determined (step S14B). If NO is determined in step S14B, that is, if it is determined that the detected temperature Th is equal to or lower than the first set temperature T1, the heating roller temperature is still set to the target first set temperature T1. Therefore, only the first heat source 32 built in the heating roller 34 is energized to generate heat (step S14C).
[0099]
On the other hand, if YES is determined in step S14B described above, that is, if it is determined that the detected temperature Th is higher than the first set temperature T1, the first setting at which the heating roller temperature is already set as the target. Since the temperature has exceeded the temperature T1, energization to the first heat source 32 built in the heating roller 34 is stopped (step S14D).
[0100]
As described above, after the heat generation control to the first heat generation source 32 built in the heating roller 34 is executed, the pressure roller temperature Tp is detected through the third thermistor 84 (step S14E). Then, it is determined whether or not the detected temperature Tp is higher than the second set temperature T2 (step S14F). If NO is determined in step S14F, that is, if it is determined that the detected temperature Tp is equal to or lower than the second set temperature T2, the second set temperature at which the pressure roller temperature Tp is still the target. Since T2 has not been reached, the halogen lamp of the second heat source 33 built in the pressure roller 30 is energized to generate heat (step S14G).
[0101]
On the other hand, if YES is determined in step S14F described above, that is, if it is determined that the detected temperature Tp is higher than the second set temperature T2, the pressure roller temperature is already set as the target. Since the temperature exceeds the set temperature T2, energization to the second heat source 33 built in the pressure roller 30 is stopped (step S14H), and the heat generation of the halogen lamp is stopped.
[0102]
As described above, after the heat generation control of the second heat generation source 33 incorporated in the pressure roller 30 is executed based on the pressure roller temperature Tp, the control procedure is terminated and the process returns to the original main routine.
[0103]
{Explanation of control procedure for sheet passing status control}
Next, the control procedure of the sheet passing state control in step S18 described above will be described in detail with reference to FIG. 9 as a subroutine.
[0104]
When the sheet feeding state control is started, first, energization is started at an output lower than the maximum output to the first heat generation source 32 built in the heating roller 34 (that is, 750 W in this embodiment). (Step S18A), simultaneously with the start of energization, a drive motor (not shown) for driving the drive mechanism 52 is activated (Step S18B). Here, the rotational speed of the drive motor is set so that the traveling speed of the fixing belt 36 is the sheet passing speed V2 (210 mm / sec in this embodiment) (step S18C). Then, the heat generation state of the second heat source 32 built in the pressure roll 30 is set to 250 W (that is, the output value of the first heat source 32 during warm-up and the first heat source 32 during the fixing operation). (Output value corresponding to the difference from the output value) (step S18D). Here, in step S18D, the same heat generation control operation as the heat generation control of the second heat generation source 32 executed in steps S14E to 14H in the standby state control described above is executed as a subroutine.
[0105]
After executing the control operation for setting the traveling speed of the fixing belt 36 to the speed in accordance with the fixing operation in this way, the fixing roller temperature Tf is detected via the second thermistor 82 (step S18E), and the detected temperature. It is determined whether or not Tf is higher than the third set temperature T3 (step S18F). If NO is determined in step S18F, that is, if it is determined that the detected temperature Tf is equal to or lower than the third set temperature T3, the fixing roller temperature is still set to the target third set temperature T3. Since it has not reached, the first heat source 32 built in the heating roller 34 is energized, and this is heated according to the size of the sheet (step S18G).
[0106]
On the other hand, if YES is determined in step S18F described above, that is, if it is determined that the detected temperature Tf is higher than the third set temperature T3, the third setting at which the fixing roller temperature is already the target. Since the temperature has exceeded the temperature T3, energization to the first heat source 32 built in the heating roller 34 is stopped (step S18H), and the heat generation of the halogen lamp is stopped.
[0107]
As described above, after the heat generation control of the first heat generation source 32 built in the heating roller 34 is executed based on the fixing roller temperature Tf, this control procedure is terminated and the process returns to the original main routine.
[0108]
As described in detail above, since the control procedure in the control device 86 is configured, the first heat generation built in the heating roller 34 when the sheet passing command is received and the drive mechanism 52 is activated. The source 32 is based on the measurement result of the second thermistor 82 from the standby state control which is controlled to be the first set temperature T1 based on the surface temperature Th of the heating roller 34 which is the measurement result of the first thermistor 80. The sheet passing state control is controlled based on the surface temperature Tf of a certain fixing roller 28 so as to reach the third set temperature T3. This sheet passing state control operation is performed as long as a sheet passing command is received. Will be continued.
[0109]
As a result, according to this embodiment, in the paper passing state, the measurement target is not changed according to the detection result of the first thermistor 80 as in the prior art, and is always based on the fixing roller temperature. As a result, the first heat source 32 is controlled. As a result, the sheet passing speed is increased, and even if a large amount of heat is taken from the fixing roller 28 by the sheet frequently passing through the nip portion, The first heat source 32 is controlled to generate heat, and the amount of heat of the removed portion is supplied (transmitted) from the heating roller 34 to the fixing roller 28 via the fixing belt 36, and the fixing roller temperature can be fixed. It will be substantially maintained at temperature. In this way, even in a high-speed sheet passing state, the fixability is ensured and a good fixing operation is executed.
[0110]
Further, in this embodiment, since the second heat source 33 is built in the pressure roller 30 constituting one of the nip portions, a sufficient amount of heat for heating the unfixed sheet S is supplied. As a result, even if the running speed of the fixing belt 36 is increased, a sufficient amount of heat can be supplied to the nip portion. In this way, it is possible to sufficiently cope with an increase in the sheet passing speed.
[0111]
Further, in this embodiment, the control device 86 executes the above-described standby temperature control operation, so that even if the standby time is long, the rise time from the standby time is shortened, and the fixing operation is performed. It is possible to achieve an effect that can shorten the waiting time before the start of.
[0112]
Further, in this embodiment, the heating roller 34 is disposed substantially above the fixing roller 28, and specifically, the heating roller 34 is connected to a line segment L connecting the center point of the heating roller 34 and the center point of the fixing roller 28. However, with the line segment connecting the center points of the fixing roller 28 and the pressure roller 30 as the base line B, the angle measured from the base line B is arranged at a position in the range of about 105 degrees to about 255 degrees. The unfixed sheet conveyed on the guide plate 44 is fixed between the fixing belt 36 and the guide plate 44 wound endlessly between the heating roller 34 and the fixing roller 28. It will be separated so that it may not touch 36. In other words, the fixing belt 36 is disposed at a position outside a region where an unfixed sheet conveyed on the guide plate 44 may pass.
[0113]
As a result, according to this embodiment, the unfixed sheet in the middle of conveyance is in any curved posture (curled state) due to, for example, sag or slack based on the conveyance speed difference from the transfer unit. The unfixed toner carried on the upper surface of the toner is reliably prevented from coming into contact with the fixing belt 36, and is guided to the rolling contact portion between the fixing roller 28 and the pressure roller 30 without disturbing the unfixed toner. It becomes possible to fix to.
[0114]
In this embodiment, the fixing roller 28 is formed from an elastic roller, and the pressure roller 30 is formed with a higher roller hardness than the fixing roller. Therefore, according to this embodiment, even if the sizes of the fixing roller 28 and the pressure roller 30 are reduced, a sufficient nip width can be secured at the rolling contact portion between them, and the fixing device can be downsized. In addition to the above, it is possible to achieve an increase in sheet conveyance speed, and in particular, it is possible to provide a fixing device suitable for a color printer.
[0115]
In this embodiment, the upper fixing roller 28 is formed from an elastic roller, and the lower pressure roller 30 is formed with a higher roller hardness than the fixing roller 28. Compared to the conventional configuration in which the fixing roller is made of a roller having a higher hardness on the roller than the elastic roller of the present application, the nip shape at the contact portion easily achieves a state where it is recessed downward and upward. Will be able to do. As a result, according to this embodiment, a force in a direction in which the fixed sheet is separated from the fixing belt 36 is obtained from the nip shape itself in the rolling contact portion, and the toner is applied to the surface on the side in contact with the fixing belt 36. Even if it is carried, the amount of oil applied by the oil application roller 38 for preventing offset to the fixing belt 36 can be suppressed to a very small amount, and even when oilless, there is no offset or jam to the fixing belt 36 side. The fixing operation is achieved.
[0116]
In this embodiment, a material having a small heat capacity is used as the fixing belt 36 as a heat transfer belt, the winding angle of the fixing belt 36 around the heating roller 34 is large, and the fixing belt 36 is connected to the heating roller 34. 36 is in close contact. As a result, according to this embodiment, the sheet is necessary for the fixing operation at the rolling contact portion between the fixing roller 28 and the pressure roller 30 even if the sheet is fed at a high speed, that is, a large number of sheets are passed per unit time. It is possible to reliably maintain a proper temperature.
[0117]
Further, in this embodiment, the heat source 32 is built in the heating roller 34 disposed at a position separated from the fixing roller 28 without incorporating the heat source in the fixing roller 28 configured as an elastic roller. Therefore, the thickness of the silicone rubber heat-resistant elastic body 28B of the fixing roller 28 can be made sufficiently thick. As a result, according to this embodiment, the nip width at the rolling contact portion can be reduced. While maintaining a small diameter, it can be sufficiently wide.
[0118]
In this embodiment, the one-way clutch 60 is interposed between the first driven gear 58 and the fixing roller 28, thereby defining the main drive (that is, the sheet conveying speed) for conveying the sheet. The pressure roller 30 is set as the driving roller) instead of the fixing roller 28. For this reason, even if the fixing roller 28 is heated in accordance with the fixing operation, and as a result, the outer diameter of the fixing roller 28 is thermally expanded due to thermal expansion, the fixing roller 28 does not define the sheet conveyance speed. This thermal expansion allows the sheet conveyance speed to be kept constant without changing. As a result, according to this embodiment, the linear velocity can be kept constant, and transfer deviation, image rubbing, and the like can be reliably prevented.
[0119]
{Verification of warm-up time}
Next, since the first and second experiments for verifying that the warm-up time is shortened by executing the above-described warm-up control operation in the fixing device 10 having the configuration of the above-described embodiment, This will be described below.
[0120]
{Description of the first verification experiment}
The configuration of the fixing device 10 used in the first and second verification experiments is the structure of the embodiment described with reference to FIG. 1, and the numerical components described in the description of the embodiment are used as they are. Has been.
[0121]
In the first verification experiment, a case where the rotation speed of the fixing belt 36 is 210 mm / sec, which is the same value as the sheet passing speed V2 during the fixing operation, is a comparative example, and is slower than the sheet passing speed V2. 105 mm / sec (1/2 of the sheet passing speed V2), 52.5 mm / sec (1/4 of the sheet passing speed V2), 26.25 mm / Sec (1/8 of the sheet passing speed V2), 13 The warm-up time was measured in a state where four speeds of .13 mm / sec (1/16 of the paper passing speed V2) were set as the warm-up speed V1, respectively.
[0122]
The measurement results are shown in Table 2.
[0123]
[Table 2]

[0124]
As is apparent from Table 2, in the first verification experiment, when the fixing belt 36 is driven to run immediately after the power is turned on, the warming-up speed is set at the same speed as the sheet passing speed of a normal thin sheet. It will be understood that the warm-up time is significantly shortened compared to the comparative example.
[0125]
Further, based on Table 2, the relationship between the warm-up speed V1 and the warm-up time is shown in FIG.
[0126]
As is apparent from FIG. 10, if the warm-up speed V1 is slower than the paper passing speed V2, it can contribute to shortening the warm-up time. If it is 2 or less, the effect is sufficiently effective. In particular, the warm-up time can be significantly shortened by setting the warm-up speed V1 between 1/4 to 1/8 of the sheet passing speed V2. It turns out that there is something to do.
{Explanation of second verification experiment}
Next, a second verification experiment will be described below.
[0127]
The configuration of the fixing device 10 used in the second verification experiment is the structure of the embodiment described with reference to FIG. 1, and the numerical components described in the description of the embodiment are used as they are. . The rotation speed of the fixing belt 36 was a warm-up speed V1 of 60 mm / sec, and a sheet passing speed V2 during the fixing operation of 210 mm / sec.
[0128]
Under such setting conditions, as a first demonstration test with a maximum output of 1 kW, the first heat source 32 is heated at 750 W and the second heat source 33 is heated at 250 W during the warm-up. In this case, the first comparative example is used, and the case where only the first heat generation source 32 is heated intensively at 1 kw is used as the first embodiment. Measured.
[0129]
As a second verification test with a maximum output of 500 W, a second comparison was made when the first heat source 32 was heated at 250 W and the second heat source 33 was heated at 250 W during warm-up. As an example, in the case where only the first heat generation source 32 is intensively heated at 500 w, the warm-up time until the temperature of the nip portion is raised to a fixable temperature is measured as a second embodiment.
[0130]
Further, as a third demonstration test in which the maximum output is 1.5 kW, the case where the first heat generation source 32 is heated at 1 kW and the second heat generation source 33 is heated at 500 W at the time of warming up is the third case. As a comparative example, the case where only the first heat generation source 32 was intensively heated at 1.5 kw was taken as a third example, and the warm-up time until the temperature of the nip portion was raised to a fixable temperature was measured.
[0131]
The measurement results are shown in Table 3.
[0132]
[Table 3]

[0133]
As is apparent from Table 3, during the warm-up, heat generation is controlled in a state of being dispersed between the first heat source 32 built in the heating roller 34 and the second heat source 33 built in the pressure roller 30. Compared with the first to third comparative examples, the first to third embodiments in which only the first heat source 32 built in the heating roller 34 concentrates and controls the heat generation are remarkably warmed up. It is understood that the time can be shortened.
[0134]
Further, based on Table 3, the relationship between the warm-up speed V1 and the warm-up time is shown in FIG.
[0135]
As is apparent from FIG. 11, the warm-up time is shortened in proportion to the magnitude of the maximum power, and, as described above, the

first heating source

32, 33 is distributed rather than being distributed. It has been found that it is possible to achieve a shorter warm-up time by intensively generating one heat source 32.
[0136]
The power that can be consumed by the fixing device 10 depends on the power distributed from the image forming apparatus provided with the fixing device 10 and cannot be defined by the fixing device itself. However, it can be seen from the above verification that the warm-up time can be shortened by setting as much power as possible distributed from the image forming apparatus. It can also be seen that the warm-up time can be shortened effectively by intensively consuming the power distributed from the image forming apparatus by the first heat source 32 during the warm-up and generating the heat.
[0137]
[Description of modification]
It goes without saying that the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment and can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
[0138]
For example, in the above-described embodiment, the case where the fixing device 10 is applied to an electronic printer has been described. However, the present invention is not limited to such an application, and the present invention is not limited to such an application. It goes without saying that the present invention can be applied to an electronic image forming apparatus such as an apparatus.
[0139]
In the above-described embodiment, it has been described that the unfixed sheet is conveyed to the fixing device 10 from the lateral direction. However, the present invention is not limited to such a configuration. You may comprise so that it may convey in an up-down direction, for example toward a top from the bottom. In this case, the pressure roller 30 is disposed not on the side of the fixing roller 28 but on the side, while the heating roller 34 is opposite to the side of the fixing roller 28 on which the pressure roller 30 is disposed. Needless to say, they will be arranged on the sides.
[0140]
In the embodiment described above, the temperature of the belt on each roller is measured and used to control the heater. However, the surface temperature of each roller is directly measured to determine the heating source 32 (33). ) Can also be used for control.
[0141]
Further, in the above-described embodiment, the warming-up control operation has been described so that the fixing belt 36 is driven to run as soon as the power is turned on, that is, immediately after the power is turned on. Without being limited to such a configuration, the fixing belt 36 is not driven to travel until the surface temperature of the heating roller 34 reaches a predetermined target temperature after the power is turned on, and after reaching the predetermined target temperature. The fixing belt 36 may be driven for the first time. As described above, the warming-up time can be further shortened by delaying the running of the fixing belt 36 immediately after the power is turned on.
[0142]
In the above-described embodiment, the first traveling speed V1 as the warm-up speed has been described so as to coincide with the sheet passing speed when the OHP sheet is fixed. The sheet passing speed used when fixing the sheet is set slower than the sheet passing speed V2 when fixing a sheet of ordinary thin paper, and this is used. The invention is not limited to such setting, and can be set freely as long as it is set slower than the fixing speed V2 of a sheet made of ordinary thin paper. In the case of paper, if the speed is set to be slower than the speed V2 when passing a sheet of ordinary thin paper, the speed when passing the thick paper is set as a warm-up speed V1. Alternatively, when the sheet is manually fed, if the sheet is set slower than the speed V2 when passing a sheet of ordinary thin paper, this manually fed sheet The speed at the time of passing paper may be adopted as the warm-up speed V1.
[0143]
In the above-described embodiment, the first heat source 32 is described as being composed of one heater, specifically, a halogen lamp. However, the present invention is limited to such a configuration. Instead, a halogen lamp as a first heater for a large size and a halogen lamp as a second heater for a small size may be built in the heating roller 34 together.
[0144]
In this case, at the time of warming up, when the first heat source 32 generates heat intensively at the maximum output, the first and second halogen lamps are energized simultaneously to generate heat, and during the fixing operation, When the first heat source 32 generates heat with an output lower than the maximum output, either the first or second halogen lamp is selectively energized according to the size of the sheet to be passed, and either May be configured to selectively generate heat.
[0145]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the warming-up time immediately after the power is turned on can be shortened by causing the first heat source built in the heating roller to generate heat intensively during the warm-up. A device will be provided. In addition, by fixing the first heat generation source with its maximum output, it is possible to provide a fixing device that can shorten the warm-up time immediately after the power is turned on to the maximum.
[0146]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view showing a configuration of an embodiment of a fixing device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a rolling contact state between a fixing roller and a pressure roller.
FIG. 3 is a front view showing the configuration of a drive mechanism.
FIG. 4 is a block diagram showing a system configuration for drive control of a drive mechanism and temperature control of a heat source.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration angle in an experimental example performed for examining an allowable range of the arrangement position of the heating roller with respect to the fixing roller.
FIG. 6 is a flowchart showing a main routine of a control procedure for controlling a heat generation source in the control device.
7 is a flowchart showing a subroutine for warm-up control in the main routine shown in FIG. 6;
FIG. 8 is a flowchart showing a subroutine for standby state control in the main routine shown in FIG. 6;
FIG. 9 is a flowchart showing a paper passing state control subroutine in the main routine shown in FIG. 6;
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the warm-up speed and the warm-up time of the fixing belt in the first verification experiment.
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a heat generation state of a heat source of a fixing belt and a warm-up time in a second verification experiment.
FIG. 12 is a front view schematically showing a configuration of a conventional fixing device.
[Explanation of symbols]
10 Fixing device
12 Housing
14 Bottom plate
16 Side plate
18 Upper cover
20 Left cover
22 Swing lever
24 First spindle
26 Second spindle
28 Fixing roller
28A cored bar
28B Roller body
30 Pressure roller
30A cored bar
30B Roller body
32 First heat source
33 Second heat source
34 Heating roller
36 Fixing belt
38 Oil application roller
40 First coil spring
42 Second coil spring
44 Guide plate
46 entrance port
48 Paper exit path
50 Lower paper discharge roller
52 Drive mechanism
54 Upper discharge roller
56 leaf spring
58 First driven gear
60 one-way clutch
62 Transmission gear
64 Second driven gear
66 colors
68 casing
70 Guide rib
72 Idle Gear
74 Third driven gear
76 Peeling nails
78 Paper discharge sensor
80 First thermistor
82 Second Thermistor
84 Third thermistor
86 Controller
88A First heater driver
88B Second heater driver
90 Power switch
EB Endless Belt
GE output gear
S Unfixed sheet

Claims

A fixing roller, a pressure roller that is in rolling contact with the fixing roller at a predetermined pressure, a heating roller that is spaced apart from the fixing roller and has a first heat generating unit disposed therein, and the heating roller A fixing belt that heats unfixed toner on a sheet that is passed over the fixing roller in an endless manner and receives heat transfer from the first heat generating unit and passes through a rolling contact portion of the fixing roller and the pressure roller; And a second heat generating means disposed in the pressure roller, and a sheet carrying unfixed toner on the surface passes through the rolling contact portion along one direction, whereby the undetermined In the fixing device for fixing the toner on the sheet,
Driving means for endlessly running the fixing belt;
Control means for controlling the driving means so that the fixing belt is driven to travel at a second traveling speed during the fixing operation;
The control means controls the driving means so that the fixing belt travels at a first traveling speed lower than the second traveling speed when the fixing belt first travels after the power is turned on. The control means causes only the first heat generating means to generate heat during the warm-up, and causes the first and second heat generating means to be used during a fixing operation after the fixing roller reaches the fixable temperature. A fixing device that is controlled to generate heat.

A fixing roller, a pressure roller that is in rolling contact with the fixing roller at a predetermined pressure, a heating roller that is spaced apart from the fixing roller and has a first heat generating unit disposed therein, and the heating roller A fixing belt that heats unfixed toner on a sheet that is passed over the fixing roller in an endless manner and receives heat transfer from the first heat generating unit and passes through a rolling contact portion of the fixing roller and the pressure roller; And a second heat generating means disposed in the pressure roller, and a sheet carrying unfixed toner on the surface passes through the rolling contact portion along one direction, whereby the undetermined In the fixing device for fixing the toner on the sheet,
Driving means for endlessly running the fixing belt;
Control means for controlling the driving means so that the fixing belt is driven to travel at a second traveling speed during the fixing operation;
The control means controls the driving means so that the fixing belt travels at a first traveling speed slower than the second traveling speed when the power is turned on, and the control means And controlling the first and second heat generating means to generate heat during the fixing operation after the fixing roller reaches the fixing possible temperature. And a fixing device.

A fixing roller, a pressure roller that is in rolling contact with the fixing roller at a predetermined pressure, a heating roller that is spaced apart from the fixing roller and has a first heat generating unit disposed therein, and the heating roller A fixing belt that heats unfixed toner on a sheet that is passed over the fixing roller in an endless manner and receives heat transfer from the first heat generating unit and passes through a rolling contact portion of the fixing roller and the pressure roller; And a second heat generating means disposed in the pressure roller, and a sheet carrying unfixed toner on the surface passes through the rolling contact portion along one direction, whereby the undetermined In the fixing device for fixing the toner on the sheet,
Driving means for endlessly running the fixing belt;
Control means for controlling the driving means so that the fixing belt is driven to travel at a second traveling speed during the fixing operation;
The control means controls the drive means so that the fixing belt is driven to travel at a first travel speed that is slower than the second travel speed immediately after power is turned on, and the control means is configured to perform the warm-up operation. And controlling the first and second heat generating means to generate heat during the fixing operation after the fixing roller reaches the fixing possible temperature. And a fixing device.

4. The fixing device according to claim 1, wherein the first traveling speed is set to ½ or less of the second traveling speed. 5.

The fixing device according to claim 4, wherein the first traveling speed is set to ¼ to ８ of the second traveling speed.

2. The fixing device according to claim 1, wherein the first traveling speed is set to be the same as a speed employed during a fixing operation of the OHP sheet.

2. The fixing device according to claim 1, wherein the first traveling speed is set to be the same as a speed employed during a fixing operation of cardboard.

2. The fixing device according to claim 1, wherein the first traveling speed is set to be the same as a speed employed during a manual sheet fixing operation.

The control means drives the fixing belt to travel at the first traveling speed during warming up immediately after the power is turned on until the fixing roller is heated to the fixing temperature, and the fixing roller rises to the fixing temperature. 4. The fixing device according to claim 1, wherein after the temperature is reached, the fixing belt is driven to travel at the second traveling speed. 5.

4. The amount of heat generated by the first heat generating unit during the warming-up is set to a total value of the amount of heat generated by the first and second heat generating units during the fixing operation. The fixing device according to any one of the above.

The amount of heat generated by the first heat generating unit during the warming-up is set to be a maximum value of the allowable amount of heat generation, and the amount of heat generated by the first heat generating unit during the fixing operation is greater than the maximum value. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is set to have a small value.

A fixing roller, a pressure roller that is in rolling contact with the fixing roller at a predetermined pressure, a heating roller that is spaced apart from the fixing roller and has a first heat generating unit disposed therein, and the heating roller A fixing belt that heats unfixed toner on a sheet that is passed over the fixing roller in an endless manner and receives heat transfer from the first heat generating unit and passes through a rolling contact portion of the fixing roller and the pressure roller; And a second heat generating means disposed in the pressure roller, and a sheet carrying unfixed toner on the surface passes through the rolling contact portion along one direction, whereby the undetermined In the fixing device for fixing the toner on the sheet,
Comprising control means for controlling the first and second heat generating means;
This control means causes only the first heat generating means to generate heat during warming up immediately after the power is turned on until the fixing roller is heated to a fixable temperature, and after the fixing roller reaches the fixable temperature. In the fixing operation, the fixing device controls the first and second heat generating units to generate heat.

Calorific value of the first heat generating means at the time of the warm-up, according to claim 12, characterized in that it is set to a value which is the sum of the calorific value of the first and second heat generating means at the time of the fixing operation Fixing device.

The amount of heat generated by the first heat generating unit during the warming-up is set to be the maximum value of the amount of heat generated by the fixing device, and the amount of heat generated by the first heat generating unit during the fixing operation is the maximum value. The fixing device according to claim 12 , wherein the fixing device is set to be a value smaller than the value.

The control means drives the fixing belt to travel at a predetermined second traveling speed after the fixing roller has been heated to the fixable temperature, and is slower than the second traveling speed at the time of warming up. The fixing device according to claim 12 , wherein the fixing belt is driven to travel at a first traveling speed.

The fixing device according to claim 15 , wherein the first traveling speed is set to ½ or less of the second traveling speed.

The fixing device according to claim 16 , wherein the first traveling speed is set to ¼ to ８ of the second traveling speed.

The fixing device according to claim 15 , wherein the first traveling speed is set to be the same as a speed employed during a fixing operation of the OHP sheet.

The fixing device according to claim 15 , wherein the first traveling speed is set to be the same as a speed employed during a fixing operation of cardboard.

The fixing device according to claim 15 , wherein the first traveling speed is set to be the same as a speed employed during a manual paper fixing operation.

The first heat generating means includes a first heater for a large size and a second heater for a small size, and the control means generates heat simultaneously with the first and second heaters during the warm-up. The fixing device according to claim 12 , wherein during the fixing operation, the first or second heater is selectively heated according to a sheet size.