JP4039124B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式により画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、温度均一化部材の接離についての制御を改良をした画像形成装置に係わる。
【0002】
【従来の技術】
少なくとも2つの定着部材である、加熱源を内包した可回転の加熱ローラと当該加熱ローラに圧着して設けた加圧ローラとからなる加熱ローラ型定着装置と呼称される定着装置を有し、当該定着装置に、転写されたトナー画像を担持する転写材を導き、前記両ローラとの間を通過せしめ、両ローラによる加熱及び加圧作用により前記トナー画像を前記転写材上に定着するように構成した画像形成装置は公知である。
【0003】
また、前記画像形成装置において、少なくとも1つの前記定着部材に対して接離可能に設けた温度均一化部材を介して、前記転写材の搬送方向に対して直交する方向の前記定着部材の温度分布を平均化するために、前記温度均一化部材を当接および離間させるように制御する技術も公知である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述の定着装置は、取り扱い性がよく、また、コンパクト化ができ、更に、安全性が高い等、極めて有用なものであり、多くの画像形成装置に組み込まれ、現在でも便利に使用されている。
【0005】
しかしながら、像担持体上に形成したトナー画像を転写材上に転写された後、当該転写材を少なくとも2部材の定着部材で加熱・加圧する構成の場合、次のような不都合が生ずる。
【0006】
即ち、定着部材のローラ長に対して使用される転写材の搬送方向と直交する方向におけるサイズが前記ローラ長に対して小さなサイズの転写材を、連続的に処理しなければならない場合、前記転写材に対して良好な定着処理ができても、転写材との接触領域よりも外側の領域、換言すれば、前記ローラ長の両端部における温度が過剰に上昇してしまい、この状態でサイズの大きな転写材を処理すると、温度の境界部に接する転写材上に光沢ムラが生じてしまう不都合が生ずる。
【0007】
また、高温状態におかれるローラ端部において、特に、ローラがゴム層を有する場合は、その寿命が著しく短くなる。
【0008】
前記両端部の温度上昇を防止するために、使用される転写材の搬送方向と直交する方向におけるサイズが所定のサイズ以下の転写材の場合に、一律に、温度均一化部材を、通紙開始に伴い定着部材に対して当接するか、通紙終了とともに定着部材から離間するという動作をさせるとエネルギーの無駄な消費になり、熱効率が悪くなるという問題があった。
【0009】
本発明は、上記点に鑑みてなされたもので、主たる目的は、簡単な構成により、定着部材であるローラ長に対して所定のサイズ以下の転写材を処理する場合、端部の温度上昇の状態やプリント処理枚数等を判別して、定着部材に対して、適時に、温度均一部材の接離を制御するようにした構成で熱効率の良い画像形成装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、以下に示す構成要件により達成することができる。
【0014】
像担持体上に形成したトナー画像を転写材上に転写させた後、当該転写材を少なくとも2部材の定着部材で加熱、加圧し、前記トナー画像を当該転写材上に定着する構成を有する画像形成装置であって、かつ、少なくとも1つの前記定着部材に対して接離可能に設けた温度均一化部材を介して、前記転写材の搬送方向に対して直交する方向の前記定着部材の温度分布を平均化するように構成した画像形成装置において、使用される転写材の搬送方向と直交する方向におけるサイズが所定のサイズ以下である場合、非通紙領域に対応した前記定着部材いずれかの温度を検知する温度センサの出力の上昇速度を制御手段により演算し、演算した上昇速度もしくは下降速度からと、演算時点における前記温度センサの出力と、入力された画像形成指令の残りプリント数とから、前記定着部材に対する前記温度均一化部材の当接の可否を決定せしめることを特徴とする画像形成装置。
【0016】
なお、いずれの構成においても、温度均一化部材を当接する定着部材と端部温度を検知する定着部材は同一でもよいし、別の部材であってもよく、各部材の熱容量、熱伝導などにより適宜選択されるものであるが、精度とレスポンスの点から一般的に同一であることが望ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる実施の形態を、以下、図面に基づいて説明する。
【0018】
図1は、カラープリンタからなる画像形成装置1の構成を示す概略図である。図に示すように、10は像形成体である感光体ドラム(以下、単にドラムという)、11は各色毎の帯電手段であるスコロトロン帯電器、12は各色毎の画像書込手段である露光光学系、13は各色毎の現像手段である現像器、14は転写ベルトである。
【0019】
前記ドラム10は、例えば、光学ガラスや透明アクリル樹脂等の透明部材によって形成される円筒状の基体の外周に、透明の導電層、a−Si層あるいは有機感光層(OPC)等の感光層(光導電層ともいう)を形成したものであり、導電層を接地した状態で矢印で示す時計方向に回転される。
【0020】
前記スコロトロン帯電器11、露光光学系12及び現像器13は、これらを1組として、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)および黒色(K)の各色の画像形成手段として4組設けられ、感光体ドラム10の回転方向に対して、Y、M、C、Kの順に配置してある。
【0021】
前記スコロトロン帯電器11は、それぞれ所定の電位に保持された制御グリッドと、例えば、鋸歯状電極からなる放電電極11aとを有し、トナーと同極性のコロナ放電により、感光体ドラム10に対して一様な電位を与える。
【0022】
前記露光光学系12は、前述したスコロトロン帯電器11に対して感光体ドラム10の回転方向下流側に位置するようにドラム10の内部に配置される。
【0023】
それぞれの露光光学系12は、ドラム軸と平行に主走査方向に配列された像露光光の発光素子としてのLED(発光ダイオード)を複数個アレイ状に並べた線状の露光素子12aと、結像素子としての光集束性光伝送体(商品名:セルフォックレンズアレイ)12bと、不図示のレンズホルダとで構成される露光用ユニットであり、保持部材120に取付けてある。
【0024】
前記保持部材120には各色毎の露光光学系12の他に、転写同時露光器12dおよび一様露光器12eが取付けられ、一体となって前記ドラム10の基体内部に収容される。
【0025】
前記露光光学系12は、別体の画像読み取り装置によって読み取られメモリに記憶された各色毎の画像データに従って前記ドラム10の感光層を裏面から像露光し、当該ドラム10上に静電潜像を形成する。
【0026】
露光素子12aとしては、LEDの他、FL(蛍光体発光)、EL(エレクトロルミネッセンス)、PL(プラズマ放電)等の複数の発光素子をアレイ状に並べたものを用いることも可能である。
【0027】
前記露光素子の発光波長は、通常Y、M、Cのトナーに対して透過性の高い780〜900nmの範囲のものが用いられるが、本実施形態においては裏面から像露光を行う方式であるため、カラートナーに対して透過性を十分に有しないこれより短い400〜780nmの波長でもよい。
【0028】
前記現像器13は、前記ドラム10の回転方向と最近接点において順方向に回転する非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ131と、現像ケーシング138とを有し、現像ケーシング138の内部には、各々イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)および黒色(K)の一成分或いは二成分現像剤を収容している。
【0029】
それぞれの現像器13は前記ドラム10と所定の間隙をあけて非接触に保たれており、現像スリーブ131に対して直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスを印加することにより、非接触の反転現像を行い、ドラム10上に重ね合わせのトナー像を形成する。
【0030】
14aおよび14bは前記転写ベルト14を張架するローラであり、14aが図示しない駆動源から動力を受け、前記転写ベルトを矢印方向に回転させるように構成してある。
【0031】
15および16は、前記転写ベルト14を挟んで前記ドラム10と対向配置させた第1及び第2の転写手段である転写器および除電器、17は転写工程終了後の前記ドラム10を除電するためのAC除電器、18は除電後の前記ドラム表面を清掃するクリーニング装置で、クリーニングブレード180を有する。
【0032】
20は、前記ドラム10上に形成されるトナー像を転写するための転写材Pを収納してなるカセット、25は給紙ローラである。
【0033】
転写材Pの移動路上には、搬送ローラ対R1乃至R5、前記転写ベルト14および画像定着装置(以下、単に定着装置という)30等が付設してある。
【0034】
44は前記ローラ14aと前記転写ベルト14を介して対向配置せしめた用紙分離用のAC除電器を示す。
【0035】
詳細については後述するが、前記定着装置30は、ハロゲンヒータ(ハロゲンランプ)300を内包し、当該ハロゲンヒータの周囲を回転しうる加熱ローラ305と、前記加熱ローラ305と圧着しながら回転しうる加圧ローラ315とを有する。Tはニップ部を示す。
【0036】
なお、図において46は、前記転写ベルト14と一体的に送られる転写後の転写材Pを確実に分離せしめるための分離爪で、前記ローラ14a上の転写ベルト14表面に対して先端を近接して位置づけてある。
【0037】
91は、スタート釦、転写材のサイズ選択をできる表示部等を含む操作手段からなる操作部である。
【0038】
以上のような構成を有する画像形成装置における、画像形成プロセスは次の通りである。
【0039】
画像形成のスタートにより不図示のドラム駆動モータが始動し、ドラム10が図1の矢印で示す時計方向へ回転され、同時にイエロー(Y)のスコロトロン帯電器11が作動して前記ドラム10に所定の電位を付与する。
【0040】
引き続き、Yの露光光学系12を介して第1の色信号すなわちYの画像データに対応する電気信号による画像書込が開始され、前記ドラム10の表面に原稿画像のYの画像に対応する静電潜像が形成される。
【0041】
前記静電潜像はYの現像器13により非接触の状態で反転現像され、前記ドラム10上にイエロー(Y)のトナー像が形成される。
【0042】
次いで、前記ドラム10に対して、Yのトナー像の上からマゼンタ(M)のスコロトロン帯電器11の帯電作用により電位が付与され、Mの露光光学系12によって第2の色信号すなわちMの画像データに対応する電気信号による画像書込により、Mの画像に対応する静電潜像が形成され、Mの現像器13による非接触の反転現像によって前記イエロー(Y)のトナー像の上にマゼンタ(M)のトナー像が重ね合わせて形成される。
【0043】
同様のプロセスにより、シアン(C)のスコロトロン帯電器11、Cの露光光学系12およびCの現像器13によって、第3の色信号に対応するシアン(C)のトナー像が重ね合わせて形成され、更にその上に黒色(K)のスコロトロン帯電器11、Kの露光光学系12およびKの現像器13によって第4の色信号に対応する黒色(K)のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体ドラム10の一回転以内にその周面上にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)および黒色(K)の4色の重ね合わせカラートナー像が形成される。
【0044】
これらY、M、CおよびKの露光光学系12による前記ドラム10の感光層に対する画像書込は、当該ドラム10の内部より、前述した透光性の基体を通して行われる。
【0045】
従って第2、第3および第4の色信号に対応する画像の書込は何れも先に形成されたトナー像の影響を全く受けることなく行われ、第1の色信号に対応する画像と同等の静電潜像を形成することが可能となる。
【0046】
上記の画像形成プロセスによってドラム10上に形成された重ね合わせカラートナー像は、前記転写器15によって、転写材P上に一括して転写される。
【0047】
この際、良好な転写がなされるように、前記ドラム10の内部に設けた転写同時露光器12dを付勢させ一様露光を行う。
【0048】
転写工程終了後の前記ドラム10の周面上に残ったトナーは前記AC除電器17により除電作用を受けた後、クリーニング装置18によりクリーニングされ、これにより、前記ドラム表面は、次の画像形成に備えられる。
【0049】
実施の形態においては、クリーニング後であって、次の帯電前に、例えば発光ダイオードを用いた一様露光器12eを作用させ、前記ドラム表面の先の画像形成における履歴を解消させる。
【0050】
カラートナー像が形成(転写)された転写材Pは、AC除電器44による除電作用と、分離爪46とにより、転写ベルト14から分離され、定着装置30へと搬送され、当該定着装置において、前記トナー像は前記転写材P上に定着される。
【0051】
画像記録がなされた転写材Pは表裏を反転されて送られ、搬送ローラR3、R4、R5を介して装置上部のトレイへ排出される。
【0052】
図2は、第1の実施の形態である定着装置30の主要素である加熱ローラ305や温度均一化部材330等の構成を説明するための模式的図面である。
【0053】
図2(a)は側断面図で、図2(b)は加熱ローラ305の平面図である。
図に示すように、例えば、ハロゲンランプからなる加熱源300を内包した加熱ローラ305は、転写材P上の未定着トナー画像tと接触する側に設けてある。加熱ローラ305と加圧ローラ315とは所定の圧力を以て圧着(密着)され、作動時には圧着状態を保ちながら接触部(ニップ部T)において同方向に回転し、加熱・加圧により前記トナー画像tを定着させる。
【0054】
前記加熱ローラ305は、円筒状の透光性基体(ガラスなど)からなるローラ芯307と、ローラ芯307の外側(外周面)に設けた透光性弾性層(透明シリコンゴム層)308と、更に、その外側に設けた熱線吸収層(トナーに対する離型層でもある)309とを有している。
【0055】
前記加圧ローラ315は、例えば、アルミ材を用いた円筒状の金属パイプ316と、金属パイプ316の外周面に、シリコンゴム層317を被覆したローラとして構成される。
【0056】
温度均一化部材(以下、金属ローラという)330は、ローラ部332と軸331とを主要素とし、加熱ローラ305に対して熱線吸収層309の外周面で圧着する構成となっている。前記ローラ332は、高い熱伝導率を有するアルミ材や銅などが望ましく、ヒートパイプの適用も効果的である。前記ローラの表面層にはFPA(パーフルオルアルコキシ樹脂)等で形成した薄膜の離型層から構成されている。前記金属ローラ330は、例えば、定着部材の1つである加熱ローラ305の上に矢印で示す方向に移動し接離可能な構成にしてある。
【0057】
図2(b)に図示のように、TS1は加熱ローラ305の表面温度の検知手段である第1温度センサであり、加熱ローラ305の長手方向の中央の位置に配設してある。
【0058】
TS2は加熱ローラ305の非通紙領域の表面温度の検知手段である第2温度センサであり、使用される転写材Pのうちのサイズの小さいものとの接触領域よりも外側の領域に配設されていて、使用される転写材の搬送方向と直交する方向における詳細な位置は、使用される紙サイズ(転写材の)やその頻度、金属ローラ330の熱輸送能力、通紙速度などにより適宜選択される。
【0059】
本実施例では最大通紙幅300mmに対し、最大通紙領域端部より30mm外側に配設した。図2(b)で示す位置以外に、第1温度センサTS1と対称な位置に配設しても良い。
【0060】
前記第1温度センサTS1は、加熱ローラ305の表面温度を検知し、その検知情報は画像形成装置の制御部に取り込まれて、制御手段である温度制御器(図5参照)に対してその制御信号を送り、定着可能な所定値になるように制御するようにしてある。
【0061】
前記第2温度センサTS2は、加熱ローラ305の非通紙領域の表面温度を検知し、その検知情報は金属ローラ330を前記加熱ローラ305への接離動作を行う上での必要な情報として、画像形成装置の制御部に取り込まれるようになっている。
【0062】
図5は、本実施の形態の電気的構成を示すブロック図である。
図に示すように、制御部SEは、検知手段である第1温度センサTS1、第2温度センサTS2、第3温度センサTS3及び第4温度センサTS4と、これらの検知信号(情報)に基づきCPUからなる制御部SEを介して前記検知信号を制御信号として取り込み、その制御信号によって作動される、金属ローラ330、金属ローラ107、制御手段である温度制御器TC、制御手段である演算器EN、制御手段であるカウンタMとの被制御部から構成されている。
【0063】
前記制御部SEには、画像読み取り装置による画像データの記憶手段等の一連の機能を有しているが図示を省略してある。
【0064】
図3は、第1の制御を説明するためのフローチャートである。
操作部91に配置されている、表示部にあるサイズ選択部にて、使用される転写材Pのサイズを選択し、テンキーにてプリント数をセット(入力)した後、スタート釦等からの画像形成指令に従ってカセット20から所定のサイズ以下の転写材Pの給紙が開始されれば、次のステップに進み、開始されなければ、ステップを元に戻す(ST1)。
【0065】
画像形成指令に応じて製作されたプリント数が所定枚数(即ち加熱ローラ305の非通紙領域の表面温度が定着可能な温度より高くなってくる実績上の枚数)以上に達したことを制御手段であるカウンタMが判別すれば、次のステップに進み、所定枚数に達していなければ、ST1に戻す(ST2)。
【0066】
前記カウンタMの判別情報を制御部SEに取り込み、その制御信号に従って金属ローラ330を作動させ、転写材Pの搬送方向に対して直交する方向の温度分布を平均化させるように加熱ローラ305に当接させる(ST3)。
【0067】
プリント数がカウンタMの総設定数に達したならば、次のステップに進み、達していなければ、ステップを元に戻す(ST4)。
【0068】
前記総設定数に達した情報を制御部SEに取り込み、その制御信号に従って金属ローラ330を作動し、加熱ローラ305から離間させる(ST5)。そしてスタートに戻る。
【0069】
以上の態様をとることにより、所定のサイズ以下の転写材Pが画像形成指令に従って搬送されてくるとしても、金属ローラ330の当接時期を適切に判別して実行できるため無駄なエネルギーを消費せず熱効率が良好となる。
【0070】
図4は、第2の制御を説明するためのフローチャートである。
画像形成指令に従ってカセット20から所定のサイズ以下の転写材Pの給紙が開始されれば、次のステップに進み、開始されなければ、ステップを元に戻す(ST10)。第2温度センサTS2の出力、即ち、ローラ端部の表面温度が定着可能である所定値を越えているか否かを判定するため前記検知出力を制御部SEに取り込み、その制御信号に基づき温度制御器TCにより所定値を越えていると判別されれば、次ステップに進み、所定値を越えていなければST10に戻す(ST11)。
【0071】
前記判別結果に基づく制御信号に従って金属ローラ330を作動させ、転写材Pの搬送方向に対して直交する方向の温度分布を平均化させるように加熱ローラ305に当接させる(ST12)。
【0072】
次いで、前記金属ローラ330を当接した結果、加熱ローラ305の表面温度が平均化され、第2温度センサTS2の出力が所定値より低くなってくれば、次のステップに進み、所定値より高ければ、ステップを元に戻す(ST13)。
【0073】
次いで、金属ローラ330を作動させ、加熱ローラ305から離間させる(ST14)。そして、スタートに戻る。
【0074】
所定のサイズ以下の転写材Pの給紙が開始されたとしても、転写材Pの坪量(グラム数/m2)により、紙の持ち去る熱量が異なるので、ローラ端部の表面温度の上昇は異なる。従って、以上の態様をとることにより、一律にプリントの所定枚数で、金属ローラを接離を判別する場合に比べ、無駄なエネルギーを消費せず熱効率が良好となる。
【0075】
この場合、最初のステップ(紙サイズ判別)は、ローラ端部の温度を監視しているため、省いてもよい。
【0076】
図6は、紙厚の違いによる第2温度センサの出力と時刻の関係を示す図である。
【0077】
使用される転写材Pの搬送方向と直交する方向におけるサイズが所定のサイズ以下の場合で、非通紙領域に対応した加熱ローラ305の温度を検知する第2温度センサTS2の出力T1、T2とその時の時刻をもとに、制御手段である演算器ENによりローラ端部の温度を予測し、最も温度が上昇しても上限温度T3を越えない時刻に金属ローラ330を当接する(図6の当接を示す矢印参照)。
【0078】
通紙される紙(転写材)が厚い場合には、通紙領域の持ち去る熱量が大きいため、ローラ端部の温度上昇が大きいが(図6、グラフ▲1▼)、紙が薄い場合は、相対的に通紙領域の持ち去る熱量が小さく、ローラ端部の温度上昇が緩やかである(図6、グラフ▲2▼)。
【0079】
前記紙が薄い場合は、この発明では、金属ローラ330の当接時刻を遅らせることができるので、金属ローラ330を加熱することによる熱の損失を少なく抑えることができる。
【0080】
このような予測を行わずに、所定温度で金属ローラ330の当接を制御した場合には、より安全側に設定することになるため、薄い紙の場合には熱損失が大きくなる。
【0081】
図7は、金属ローラの当接可否による第2温度センサの出力と時刻の関係を示す図である。
【0082】
使用される転写材Pの搬送方向と直交する方向におけるサイズが所定のサイズ以下の場合で、非通紙領域に対応した加熱ローラ305の温度を検知する第2温度センサTS2の出力T1、T2の出力とそのときの時刻をもとに、制御手段である演算器ENによりローラ端部の温度を予測し、通紙が続いた場合に金属ローラ330を当接しないと上限温度T3を越えると予測されるときでも、残った通紙予定枚数から、金属ローラ330を当接しなくても上限温度T3を越えないと予想できるときには、金属ローラ330の当接を行わない(図7、グラフ▲3▼)。
【0083】
このような、予測を行なわずに、温度上昇速度だけからの予測で前記当接を制御した場合には、必要のない当接を行うことになり、金属ローラ330に奪われる熱失が大きくなる(図7、グラフ▲4▼)。
【0084】
同様に、金属ローラ330の当接後に、第2温度センサTS2の出力が低下し、上限温度T3を越える前に予定プリント数が終了すると予想される場合には、金属ローラ330を離間させる。このような制御が「この請求項に記した当接の可否を決定する」の意味するところである。
【0085】
このような制御により、熱損失を最小限に抑えながら、過剰なローラ端部の温度上昇を抑止することができる。
【0086】
使用される転写材Pの搬送方向と直交する方向におけるサイズが所定のサイズ以下であり、金属ローラ330が加熱ローラ305に当接された状態でプリントが終了し、かつ、次の画像形成指令が入力されている場合で、非通紙領域に対して加熱ローラ305の温度が所定値を越えていることを第2温度センサTS2の出力を介して制御手段である温度制御器TCが判別した場合には、金属ローラ330の当接を継続させるよに制御する。
【0087】
この構成をとることにより、次に続く画像形成が、所定のサイズより大きいサイズである場合には、端部の光沢度が高くなり過ぎたりする不具合を防止し、次の画像形成が小サイズである場合は、ローラ端部が加熱する不具合を防止できる。
【0088】
図8は、第2の実施の形態であるベルトタイプの定着装置の主要素である加熱ローラや金属ローラ等の構成を説明するための模式的図面である。
【0089】
図に示すように、この定着装置10Aは、例えば、ハロゲンランプからなる加熱源200を内包した加熱ローラ102と第1加圧ローラ103とを含む懸架ローラに掛け回した定着ベルト104と、前記定着ベルト104を介して、前記第1加圧ローラ103と圧着および圧着解除可能に設けた第2加圧ローラ105と、前記第1加圧ローラ103と接離可能な金属ローラからなる温度均一化部材107とから構成されている。
【0090】
前記定着ベルト104を介しての前記第1加圧ローラ103と第2加圧ローラ105との間に転写後の未定着トナー画像tを担持した転写材Pを送り込み、両ローラによる加圧・加熱作用により転写材P上にトナー画像tを定着できる。
【0091】
TS3は、加熱ローラ102の表面温度の検知手段である第3温度センサであり、前記加熱ローラ102の長手方向の中央位置に配接されている。
【0092】
TS4は、定着ベルト104の非通紙領域の表面温度の検知手段である第4温度センサで、給紙される転写材Pとの接触領域よりも外側の領域に配設される。
【0093】
配設場所としては図8に図示の位置のみではなく、掛け回された定着ベルト104のループ内でも良いし、当該ループ内の第1加圧ローラ103の表面温度の検知できるところでば何れでも良い。
【0094】
前記第3温度センサTS3は温度センサTS1と同様に、その検知情報は定着可能な所定値になるように画像形成装置の制御部SEに取り込まれるようにしてある。
【0095】
前記第4温度センサTS4は前記第2温度センサTS2と同様に、金属ローラ107を第1加圧ローラ103との接離動作を行う上での必要な情報として、画像形成装置の制御部SEに取り込まれるようにしてある。
【0096】
前記第4温度センサTS4は、例えば、第2加圧ローラ105の検知手段として第2加圧ローラ105に配設してもよし、例えば、加熱ローラ102の長手方向の端部部近傍に配設してもよい。
【0097】
給紙される転写材Pとの接触領域よりも外側に配設され、ローラ、ベルトなど定着部材群の端部の温度上昇が検知できる場所であればよい。これは第1の実施形態でも同様である。
【0098】
この第2の実施の形態に対して、第1の実施の形態で説明した発明は対応できる。
【0099】
このような構成をとることで、端部温度上昇が実用上で問題にならない少数プリントの場合で、金属ローラを接離することによる熱効率の低下や、薄紙の小サイズの転写材(紙)で熱容量が小さく、定着部材の端部の温度上昇が小さい場合に不必要に金属ローラを当接して、かえって、当該金属ローラに余分な熱を奪われという熱効率の低下を防ぐことができる。
【0100】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構成により、定着部材であるローラ長に対して所定のサイズ以下の転写材を処理する場合、端部の温度上昇の状態やプリント処理枚数等を判別して、定着部材に対して、適時に、温度均一部材の接離を制御するようにした構成で熱効率の良い画像形成装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】カラープリンタからなる画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図2】第1の実施の形態である定着装置の主要素である加熱ローラや温度均一化部材等の構成を説明するための模式的図面である。
【図3】請求項1に係わるの制御を説明するためのフローチャートである。
【図4】請求項2に係わる制御を説明するためのフローチャートである。
【図5】本実施の形態の電気的構成を示すブロック図である。
【図6】紙厚の違いによる第2温度センサの出力と時刻の関係を示す図である。
【図7】金属ローラの当接可否による第2温度センサの出力と時刻の関係を示す図である。
【図8】第2の実施の形態であるベルトタイプの定着装置の主要素である加熱ローラや金属ローラ等の構成を説明するための模式的図面である。
【符号の説明】
1 画像形成装置
P 転写材
30、10A 定着装置
91 操作部
200、300 加熱源
305、102 加熱ローラ
315 加圧ローラ
330、107 金属ローラ
103 第1加圧ローラ
104 定着ベルト
105 第2加圧ローラ
TS1 第1温度センサ
TS2 第2温度センサ
TS3 第3温度センサ
TS4 第4温度センサ
M カウンタ
SE 制御部
TC 温度制御器
EN 演算器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer that forms an image by an electrophotographic method, and more particularly, to an image forming apparatus with improved control of contact and separation of a temperature uniformizing member.
[0002]
[Prior art]
A fixing device referred to as a heating roller type fixing device comprising at least two fixing members, a rotatable heating roller including a heating source, and a pressure roller provided by pressure bonding to the heating roller; A transfer material carrying the transferred toner image is guided to the fixing device, passed between the two rollers, and the toner image is fixed on the transfer material by the heating and pressing action of both rollers. Such image forming apparatuses are known.
[0003]
Further, in the image forming apparatus, the temperature distribution of the fixing member in a direction orthogonal to the transfer material conveyance direction via a temperature equalizing member provided so as to be able to contact with and separate from at least one of the fixing members. In order to average the above, a technique for controlling the temperature uniformizing member to abut and separate is also known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described fixing device is extremely useful because it is easy to handle, can be made compact, and has high safety, and is incorporated in many image forming apparatuses and is still used conveniently. .
[0005]
However, in the case where the toner image formed on the image carrier is transferred onto the transfer material and then the transfer material is heated and pressurized with at least two fixing members, the following inconvenience occurs.
[0006]
That is, when the transfer material having a size in the direction orthogonal to the conveying direction of the transfer material used with respect to the roller length of the fixing member must be continuously processed, Even if the fixing process can be satisfactorily performed on the material, the temperature outside the contact area with the transfer material, in other words, the temperature at both ends of the roller length rises excessively. When a large transfer material is processed, there is a disadvantage that gloss unevenness occurs on the transfer material in contact with the temperature boundary.
[0007]
In addition, at the end of the roller that is in a high temperature state, particularly when the roller has a rubber layer, the service life is remarkably shortened.
[0008]
In order to prevent the temperature rise at both ends, if the size of the transfer material in the direction orthogonal to the transfer direction of the transfer material used is a predetermined size or less, the temperature equalizing member is uniformly started to pass the paper. Accordingly, if the operation of contacting the fixing member or moving away from the fixing member at the end of paper passing is used, there is a problem that energy is wasted and thermal efficiency is deteriorated.
[0009]
The present invention has been made in view of the above points. The main object of the present invention is to increase the temperature of the end portion when processing a transfer material having a predetermined size or less with respect to the roller length as a fixing member with a simple configuration. An object of the present invention is to provide a heat-efficient image forming apparatus having a configuration in which the state and the number of print processed sheets are discriminated and the contact and separation of the temperature uniform member is controlled with respect to the fixing member at an appropriate time.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention can be achieved by the following structural requirements.
[0014]
  An image having a configuration in which a toner image formed on an image carrier is transferred onto a transfer material, and then the transfer material is heated and pressurized with at least two fixing members to fix the toner image on the transfer material. A temperature distribution of the fixing member in a direction orthogonal to the transfer direction of the transfer material via a temperature equalizing member which is a forming apparatus and is provided so as to be able to come into contact with and separate from at least one of the fixing members. In the image forming apparatus configured to average the temperature of any of the fixing members corresponding to the non-sheet-passing area when the size in the direction orthogonal to the conveyance direction of the transfer material used is equal to or less than a predetermined size The control means calculates the rising speed of the output of the temperature sensor for detecting the temperature, the output of the temperature sensor at the time of calculation, and the input image forming finger from the calculated rising speed or falling speed. An image forming apparatus comprising and a remaining number of prints, that allowed to determine the contact possibility of the temperature-equalizing member relative to the fixing member.
[0016]
In any configuration, the fixing member that contacts the temperature equalizing member and the fixing member that detects the end temperature may be the same or different members, depending on the heat capacity, heat conduction, etc. of each member. Although appropriately selected, it is generally desirable that they are the same in terms of accuracy and response.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus 1 including a color printer. As shown in the figure, 10 is a photosensitive drum (hereinafter simply referred to as a drum) that is an image forming body, 11 is a scorotron charger that is a charging means for each color, and 12 is an exposure optical that is an image writing means for each color. The system, 13 is a developing unit as developing means for each color, and 14 is a transfer belt.
[0019]
The drum 10 has, for example, a photosensitive layer (such as a transparent conductive layer, an a-Si layer, or an organic photosensitive layer (OPC)) on the outer periphery of a cylindrical substrate formed of a transparent member such as optical glass or transparent acrylic resin. This is also referred to as a photoconductive layer, and is rotated clockwise as indicated by an arrow while the conductive layer is grounded.
[0020]
The scorotron charger 11, the exposure optical system 12, and the developing unit 13 are set as four sets as image forming means for each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). And arranged in the order of Y, M, C, and K with respect to the rotation direction of the photosensitive drum 10.
[0021]
The scorotron charger 11 has a control grid each maintained at a predetermined potential and a discharge electrode 11a made of, for example, a sawtooth electrode, and is applied to the photosensitive drum 10 by corona discharge having the same polarity as the toner. A uniform potential is applied.
[0022]
The exposure optical system 12 is disposed inside the drum 10 so as to be positioned downstream of the aforementioned scorotron charger 11 in the rotation direction of the photosensitive drum 10.
[0023]
Each exposure optical system 12 is connected to a linear exposure element 12a in which a plurality of LEDs (light emitting diodes) as light emitting elements for image exposure light arranged in parallel to the drum axis in the main scanning direction are arranged in an array. An exposure unit composed of a light converging optical transmission body (trade name: Selfoc lens array) 12b as an image element and a lens holder (not shown), which is attached to a holding member 120.
[0024]
In addition to the exposure optical system 12 for each color, a transfer simultaneous exposure device 12d and a uniform exposure device 12e are attached to the holding member 120, and are integrally accommodated in the base of the drum 10.
[0025]
The exposure optical system 12 exposes the photosensitive layer of the drum 10 from the back according to the image data for each color read by a separate image reading device and stored in the memory, and forms an electrostatic latent image on the drum 10. Form.
[0026]
As the exposure element 12a, a plurality of light emitting elements such as FL (phosphor light emission), EL (electroluminescence), and PL (plasma discharge) arranged in an array can be used in addition to the LED.
[0027]
The light emission wavelength of the exposure element is usually in the range of 780 to 900 nm, which is highly transmissive to Y, M, and C toners, but in this embodiment, image exposure is performed from the back side. The wavelength of 400 to 780 nm, which is not sufficiently transparent to the color toner, may be used.
[0028]
The developing unit 13 includes a developing sleeve 131 formed of a nonmagnetic stainless steel or aluminum material that rotates in the forward direction at the closest point of rotation with respect to the rotation direction of the drum 10, and a developing casing 138. Each contains a one-component or two-component developer of yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (K).
[0029]
Each developing device 13 is kept in non-contact with the drum 10 with a predetermined gap. By applying a developing bias in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed on the developing sleeve 131, non-contact inversion is performed. Development is performed to form a superimposed toner image on the drum 10.
[0030]
14a and 14b are rollers for stretching the transfer belt 14, and 14a receives power from a drive source (not shown) so as to rotate the transfer belt in the direction of the arrow.
[0031]
Reference numerals 15 and 16 denote transfer devices and charge eliminators, which are first and second transfer means arranged opposite to the drum 10 with the transfer belt 14 interposed therebetween. Reference numeral 17 denotes a charge remover for the drum 10 after completion of the transfer process. The AC neutralizer 18 is a cleaning device that cleans the surface of the drum after neutralization, and has a cleaning blade 180.
[0032]
Reference numeral 20 denotes a cassette containing a transfer material P for transferring a toner image formed on the drum 10, and 25 denotes a paper feed roller.
[0033]
On the moving path of the transfer material P, conveyance roller pairs R1 to R5, the transfer belt 14, an image fixing device (hereinafter simply referred to as a fixing device) 30, and the like are attached.
[0034]
Reference numeral 44 denotes an AC static eliminator for paper separation which is disposed so as to face the roller 14a with the transfer belt 14 therebetween.
[0035]
Although the details will be described later, the fixing device 30 includes a halogen heater (halogen lamp) 300, a heating roller 305 that can rotate around the halogen heater, and a heating roller 305 that can rotate while being pressed against the heating roller 305. And a pressure roller 315. T indicates a nip portion.
[0036]
In the figure, reference numeral 46 denotes a separation claw for reliably separating the transferred transfer material P fed integrally with the transfer belt 14 and having a tip close to the surface of the transfer belt 14 on the roller 14a. Is positioned.
[0037]
Reference numeral 91 denotes an operation unit including an operation unit including a start button, a display unit capable of selecting a transfer material size, and the like.
[0038]
The image forming process in the image forming apparatus having the above-described configuration is as follows.
[0039]
When the image formation is started, a drum drive motor (not shown) is started, and the drum 10 is rotated clockwise as indicated by an arrow in FIG. 1, and at the same time, the yellow (Y) scorotron charger 11 is operated to cause the drum 10 to have a predetermined value. Apply potential.
[0040]
Subsequently, image writing by an electric signal corresponding to the first color signal, that is, the Y image data is started via the Y exposure optical system 12, and the static image corresponding to the Y image of the original image is formed on the surface of the drum 10. An electrostatic latent image is formed.
[0041]
The electrostatic latent image is reversely developed in a non-contact state by a Y developing unit 13 to form a yellow (Y) toner image on the drum 10.
[0042]
Next, a potential is applied to the drum 10 from above the Y toner image by the charging action of the magenta (M) scorotron charger 11, and the second exposure signal 12, that is, the M image by the M exposure optical system 12. An electrostatic latent image corresponding to the M image is formed by image writing using an electrical signal corresponding to the data, and magenta is formed on the yellow (Y) toner image by non-contact reversal development by the M developing unit 13. The toner image (M) is formed in an overlapping manner.
[0043]
By a similar process, a cyan (C) toner image corresponding to the third color signal is formed by superimposing the cyan (C) scorotron charger 11, the C exposure optical system 12 and the C developing unit 13 together. Further, a black (K) toner image corresponding to the fourth color signal is successively superimposed on the black (K) scorotron charger 11, the K exposure optical system 12, and the K developing device 13. Then, within one rotation of the photosensitive drum 10, a superimposed color toner image of four colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (K) is formed on the peripheral surface.
[0044]
Image writing on the photosensitive layer of the drum 10 by the Y, M, C, and K exposure optical systems 12 is performed from the inside of the drum 10 through the above-described translucent substrate.
[0045]
Therefore, writing of images corresponding to the second, third, and fourth color signals is performed without any influence from the previously formed toner image, and is equivalent to the image corresponding to the first color signal. It is possible to form an electrostatic latent image.
[0046]
The superimposed color toner images formed on the drum 10 by the image forming process are collectively transferred onto the transfer material P by the transfer device 15.
[0047]
At this time, the uniform exposure is performed by energizing the simultaneous transfer exposure device 12d provided in the drum 10 so as to achieve good transfer.
[0048]
The toner remaining on the peripheral surface of the drum 10 after completion of the transfer process is subjected to a static elimination action by the AC static eliminator 17, and then cleaned by a cleaning device 18, whereby the drum surface is used for the next image formation. Provided.
[0049]
In the embodiment, after the cleaning and before the next charging, for example, the uniform exposure device 12e using a light emitting diode is operated to eliminate the history in the previous image formation on the drum surface.
[0050]
The transfer material P on which the color toner image has been formed (transferred) is separated from the transfer belt 14 by the charge eliminating action by the AC charge remover 44 and the separation claw 46, and conveyed to the fixing device 30. The toner image is fixed on the transfer material P.
[0051]
The transfer material P on which image recording has been performed is sent with its front and back reversed, and is discharged to a tray at the top of the apparatus via transport rollers R3, R4, and R5.
[0052]
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the heating roller 305, the temperature equalizing member 330, and the like, which are main elements of the fixing device 30 according to the first embodiment.
[0053]
2A is a side sectional view, and FIG. 2B is a plan view of the heating roller 305. FIG.
As shown in the figure, for example, a heating roller 305 including a heating source 300 made of a halogen lamp is provided on the side in contact with the unfixed toner image t on the transfer material P. The heating roller 305 and the pressure roller 315 are pressure-bonded (adhered) with a predetermined pressure, and in operation, rotate in the same direction at the contact portion (nip portion T) while maintaining the pressure-bonded state. To fix.
[0054]
The heating roller 305 includes a roller core 307 made of a cylindrical translucent substrate (glass or the like), a translucent elastic layer (transparent silicon rubber layer) 308 provided on the outer side (outer peripheral surface) of the roller core 307, Further, it has a heat ray absorbing layer (also a release layer for toner) 309 provided on the outside thereof.
[0055]
The pressure roller 315 is configured as, for example, a cylindrical metal pipe 316 using an aluminum material, and a roller in which the outer peripheral surface of the metal pipe 316 is covered with a silicon rubber layer 317.
[0056]
A temperature uniformizing member (hereinafter referred to as a metal roller) 330 has a roller portion 332 and a shaft 331 as main elements, and is configured to be pressure-bonded to the heating roller 305 on the outer peripheral surface of the heat ray absorbing layer 309. The roller 332 is preferably made of aluminum or copper having high thermal conductivity, and application of a heat pipe is also effective. The surface layer of the roller is composed of a thin mold release layer formed of FPA (perfluoroalkoxy resin) or the like. For example, the metal roller 330 is configured to move in the direction indicated by the arrow on the heating roller 305 that is one of the fixing members and to be able to contact and separate.
[0057]
As shown in FIG. 2B, TS1 is a first temperature sensor that is a means for detecting the surface temperature of the heating roller 305, and is disposed at a central position in the longitudinal direction of the heating roller 305.
[0058]
TS2 is a second temperature sensor that is a means for detecting the surface temperature of the non-sheet passing area of the heating roller 305, and is disposed in an area outside the contact area with the transfer material P having a smaller size. The detailed position in the direction orthogonal to the transport direction of the transfer material used is appropriately determined depending on the paper size (transfer material) used and its frequency, the heat transport capability of the metal roller 330, the paper passing speed, and the like. Selected.
[0059]
In this embodiment, the maximum sheet passing width is 300 mm, and the sheet is disposed 30 mm outside the end of the maximum sheet passing area. You may arrange | position in the position symmetrical with 1st temperature sensor TS1 other than the position shown in FIG.2 (b).
[0060]
The first temperature sensor TS1 detects the surface temperature of the heating roller 305, and the detected information is taken into the control unit of the image forming apparatus and is controlled by a temperature controller (see FIG. 5) that is a control unit. A signal is sent and control is performed so that a predetermined value that can be fixed is obtained.
[0061]
The second temperature sensor TS2 detects the surface temperature of the non-sheet passing area of the heating roller 305, and the detection information is information necessary for performing the contact / separation operation of the metal roller 330 to the heating roller 305. It is taken into the control unit of the image forming apparatus.
[0062]
FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of the present embodiment.
As shown in the figure, the control unit SE includes a first temperature sensor TS1, a second temperature sensor TS2, a third temperature sensor TS3, a fourth temperature sensor TS4 as detection means, and a CPU based on these detection signals (information). The detection signal is taken in as a control signal via the control unit SE, and the metal roller 330, the metal roller 107, a temperature controller TC as a control means, and an arithmetic unit EN as a control means, which are actuated by the control signal, It is comprised from the controlled part with the counter M which is a control means.
[0063]
The control unit SE has a series of functions such as image data storage means by an image reading device, but is not shown.
[0064]
  FIG.FirstIt is a flowchart for demonstrating this control.
  After selecting the size of the transfer material P to be used in the size selection unit in the display unit arranged in the operation unit 91 and setting (inputting) the number of prints with the numeric keypad, the image from the start button or the like If the feeding of the transfer material P having a predetermined size or less is started from the cassette 20 in accordance with the formation command, the process proceeds to the next step, and if not, the step is returned to the original (ST1).
[0065]
Control means that the number of prints produced in response to the image formation command has reached a predetermined number or more (that is, the actual number of sheets where the surface temperature of the non-sheet passing area of the heating roller 305 is higher than the fixable temperature). If the counter M is determined, the process proceeds to the next step. If the predetermined number has not been reached, the process returns to ST1 (ST2).
[0066]
The discrimination information of the counter M is taken into the control unit SE, the metal roller 330 is operated according to the control signal, and the temperature distribution in the direction orthogonal to the transfer direction of the transfer material P is applied to the heating roller 305. Contact (ST3).
[0067]
If the number of prints reaches the total set number of the counter M, the process proceeds to the next step, and if not, the step is returned to the original (ST4).
[0068]
Information that has reached the total set number is taken into the control unit SE, and the metal roller 330 is operated in accordance with the control signal to be separated from the heating roller 305 (ST5). Then go back to the start.
[0069]
By adopting the above aspect, even when the transfer material P having a predetermined size or less is conveyed in accordance with the image forming command, the contact timing of the metal roller 330 can be appropriately determined and executed, so that useless energy is consumed. The thermal efficiency is improved.
[0070]
  FIG.SecondIt is a flowchart for demonstrating control.
  If the feeding of the transfer material P having a predetermined size or less from the cassette 20 is started in accordance with the image forming command, the process proceeds to the next step, and if not, the step is returned to the original (ST10). In order to determine whether or not the output of the second temperature sensor TS2, that is, the surface temperature of the roller end portion exceeds a predetermined value that can be fixed, the detection output is taken into the control unit SE and temperature control is performed based on the control signal. If it is determined by the device TC that the predetermined value is exceeded, the process proceeds to the next step, and if it does not exceed the predetermined value, the process returns to ST10 (ST11).
[0071]
The metal roller 330 is operated according to the control signal based on the determination result, and is brought into contact with the heating roller 305 so as to average the temperature distribution in the direction orthogonal to the transfer direction of the transfer material P (ST12).
[0072]
Next, if the surface temperature of the heating roller 305 is averaged as a result of the contact of the metal roller 330 and the output of the second temperature sensor TS2 becomes lower than a predetermined value, the process proceeds to the next step, where the temperature exceeds the predetermined value. If so, the step is restored (ST13).
[0073]
Next, the metal roller 330 is operated to move away from the heating roller 305 (ST14). Then go back to the start.
[0074]
Even if the feeding of the transfer material P having a predetermined size or less is started, the basis weight of the transfer material P (grams / m2), The amount of heat carried away by the paper is different, and the rise in the surface temperature of the roller end is different. Therefore, by adopting the above-described mode, it is possible to improve the thermal efficiency without consuming wasteful energy as compared with the case of determining whether the metal roller is contacted or separated with a predetermined number of prints.
[0075]
In this case, the first step (paper size determination) may be omitted because the temperature of the roller end is monitored.
[0076]
  FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the output of the second temperature sensor and the time according to the difference in paper thickness.
[0077]
Outputs T1 and T2 of the second temperature sensor TS2 for detecting the temperature of the heating roller 305 corresponding to the non-sheet passing area when the size in the direction orthogonal to the conveyance direction of the transfer material P to be used is a predetermined size or less. Based on the time at that time, the temperature at the end of the roller is predicted by the arithmetic unit EN which is a control means, and the metal roller 330 is brought into contact at a time when the upper limit temperature T3 is not exceeded even if the temperature rises the most (FIG. 6). (See arrow indicating contact).
[0078]
When the paper to be passed (transfer material) is thick, the amount of heat carried away by the paper passing area is large, so the temperature rise at the roller end is large (Fig. 6, graph (1)), but when the paper is thin, The amount of heat carried away by the sheet passing area is relatively small, and the temperature rise at the roller end is moderate (FIG. 6, graph (2)).
[0079]
When the paper is thin, in the present invention, the contact time of the metal roller 330 can be delayed, so that heat loss due to heating of the metal roller 330 can be suppressed to a low level.
[0080]
If the contact of the metal roller 330 is controlled at a predetermined temperature without making such a prediction, it is set to a safer side, so that heat loss increases in the case of thin paper.
[0081]
  FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the output of the second temperature sensor and the time depending on whether or not the metal roller is in contact.
[0082]
Outputs T1 and T2 of the second temperature sensor TS2 for detecting the temperature of the heating roller 305 corresponding to the non-sheet passing area when the size in the direction orthogonal to the conveyance direction of the transfer material P to be used is equal to or smaller than a predetermined size. Based on the output and the time at that time, the temperature at the end of the roller is predicted by the arithmetic unit EN which is a control means, and if the metal roller 330 is not brought into contact when the sheet continues, the upper limit temperature T3 is predicted to be exceeded. Even if it is determined that the upper limit temperature T3 cannot be exceeded without contacting the metal roller 330 from the remaining number of sheets to be passed, the metal roller 330 is not contacted (FIG. 7, graph (3)). ).
[0083]
When the contact is controlled by prediction based only on the temperature rise speed without performing such prediction, unnecessary contact is performed, and heat loss lost to the metal roller 330 is increased. (FIG. 7, graph (4)).
[0084]
Similarly, when the output of the second temperature sensor TS2 decreases after the contact of the metal roller 330 and the expected number of prints is expected to end before the upper limit temperature T3 is exceeded, the metal roller 330 is separated. Such control means “determining whether or not contact is possible” described in this claim.
[0085]
By such control, it is possible to suppress an excessive temperature rise at the end of the roller while minimizing heat loss.
[0086]
  Printing is completed in a state where the size of the transfer material P used in the direction orthogonal to the conveyance direction is equal to or smaller than a predetermined size, the metal roller 330 is in contact with the heating roller 305, and the next image formation command is issued. When the temperature controller TC, which is a control means, determines that the temperature of the heating roller 305 exceeds the predetermined value with respect to the non-sheet passing area through the output of the second temperature sensor TS2 In order to continue the contact of the metal roller 330UTo controlThe
[0087]
By adopting this configuration, when the next image formation is larger than a predetermined size, it is possible to prevent a problem that the glossiness of the end portion becomes too high, and the next image formation is a small size. In some cases, it is possible to prevent a problem that the roller end is heated.
[0088]
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a configuration of a heating roller, a metal roller, and the like, which are main elements of the belt-type fixing device according to the second embodiment.
[0089]
As shown in the figure, the fixing device 10A includes, for example, a fixing belt 104 wound around a suspension roller including a heating roller 102 including a heating source 200 made of a halogen lamp and a first pressure roller 103, and the fixing. A temperature equalizing member comprising a second pressure roller 105 provided so as to be able to press and release the first pressure roller 103 via a belt 104, and a metal roller capable of contacting and separating from the first pressure roller 103. 107.
[0090]
The transfer material P carrying the unfixed toner image t after transfer is fed between the first pressure roller 103 and the second pressure roller 105 via the fixing belt 104, and pressure and heat are applied by both rollers. The toner image t can be fixed on the transfer material P by the action.
[0091]
TS3 is a third temperature sensor which is a means for detecting the surface temperature of the heating roller 102, and is arranged at the center position in the longitudinal direction of the heating roller 102.
[0092]
TS4 is a fourth temperature sensor that is a means for detecting the surface temperature of the non-sheet passing area of the fixing belt 104, and is disposed in an area outside the contact area with the transfer material P to be fed.
[0093]
The arrangement location is not limited to the position shown in FIG. 8, but may be in the loop of the fixing belt 104 that has been wound around, or any place where the surface temperature of the first pressure roller 103 in the loop can be detected. .
[0094]
Similar to the temperature sensor TS1, the detection information of the third temperature sensor TS3 is taken into the controller SE of the image forming apparatus so as to be a predetermined value that can be fixed.
[0095]
Similar to the second temperature sensor TS2, the fourth temperature sensor TS4 informs the control unit SE of the image forming apparatus as necessary information for performing the contact / separation operation of the metal roller 107 with the first pressure roller 103. It is supposed to be taken in.
[0096]
For example, the fourth temperature sensor TS4 may be disposed on the second pressure roller 105 as a detection unit of the second pressure roller 105, or may be disposed near the end of the heating roller 102 in the longitudinal direction. May be.
[0097]
Any place that is disposed outside the contact area with the transfer material P to be fed and can detect a temperature rise at the end of the fixing member group such as a roller or a belt may be used. The same applies to the first embodiment.
[0098]
The invention described in the first embodiment can be applied to the second embodiment.
[0099]
By adopting such a configuration, in the case of a small number of prints where the temperature rise at the edge is not a problem in practice, the thermal efficiency decreases due to the contact and separation of the metal roller, and the small size transfer material (paper) of thin paper When the heat capacity is small and the temperature rise at the end of the fixing member is small, the metal roller is unnecessarily brought into contact, and on the contrary, it is possible to prevent a decrease in thermal efficiency that extra heat is taken away by the metal roller.
[0100]
【The invention's effect】
According to the present invention, with a simple configuration, when processing a transfer material having a predetermined size or less with respect to the roller length as a fixing member, it is possible to determine the temperature rise state at the end, the number of print processing sheets, etc. An image forming apparatus with high thermal efficiency can be provided with a configuration in which the contact and separation of the temperature uniform member is controlled in a timely manner with respect to the member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus including a color printer.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a configuration of a heating roller, a temperature equalizing member, and the like, which are main elements of the fixing device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart for explaining control according to claim 1;
FIG. 4 is a flowchart for explaining control according to claim 2;
FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of the present embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the output of the second temperature sensor and the time according to the difference in paper thickness.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the output of the second temperature sensor and the time depending on whether or not the metal roller is in contact.
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a configuration of a heating roller, a metal roller, and the like, which are main elements of a belt-type fixing device according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Image forming device
P transfer material
30, 10A fixing device
91 Operation unit
200, 300 Heat source
305, 102 Heating roller
315 Pressure roller
330, 107 Metal roller
103 First pressure roller
104 Fixing belt
105 Second pressure roller
TS1 1st temperature sensor
TS2 Second temperature sensor
TS3 Third temperature sensor
TS4 4th temperature sensor
M counter
SE controller
TC temperature controller
EN calculator

Claims (1)

像担持体上に形成したトナー画像を転写材上に転写させた後、当該転写材を少なくとも2部材の定着部材で加熱、加圧し、前記トナー画像を当該転写材上に定着する構成を有する画像形成装置であって、かつ、少なくとも1つの前記定着部材に対して接離可能に設けた温度均一化部材を介して、前記転写材の搬送方向に対して直交する方向の前記定着部材の温度分布を平均化するように構成した画像形成装置において、
使用される転写材の搬送方向と直交する方向におけるサイズが所定のサイズ以下である場合、非通紙領域に対応した前記定着部材いずれかの温度を検知する温度センサの出力の上昇速度を制御手段により演算し、演算した上昇速度もしくは下降速度からと、演算時点における前記温度センサの出力と、入力された画像形成指令の残りプリント数とから、前記定着部材に対する前記温度均一化部材の当接の可否を決定せしめることを特徴とする画像形成装置。
An image having a configuration in which a toner image formed on an image carrier is transferred onto a transfer material, and then the transfer material is heated and pressurized with at least two fixing members to fix the toner image on the transfer material. A temperature distribution of the fixing member in a direction orthogonal to the transfer direction of the transfer material via a temperature equalizing member which is a forming apparatus and is provided so as to be able to come into contact with and separate from at least one of the fixing members. In an image forming apparatus configured to average
If the size in the direction perpendicular to the conveying direction of the transfer material used is Ru der below a predetermined size, controlling the rate of rise of the output of the temperature sensor for detecting the fixing member any temperature that corresponds to the non-paper passing area The temperature equalizing member comes into contact with the fixing member from the calculated ascending speed or descending speed, the output of the temperature sensor at the time of calculation, and the remaining number of prints of the input image formation command. An image forming apparatus that determines whether or not the image is acceptable .
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