JP4295564B2 - Fixing apparatus and rotation control method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば静電複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置において、被定着媒体に対してトナー像(画像)を定着させる定着装置に関する。また、この発明は、定着装置に含まれるプレスローラの回転制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式を採用した複写機やプリンターに使用される定着装置の1つとして、ローラ方式の加熱・加圧定着装置が知られている。この定着装置は高温に加熱されるヒートローラと、このヒートローラに記録紙を圧接させるプレスローラから成る。定着装置は、記録紙上の未定着画像をヒートローラとプレスローラで形成されるニップ部(作用部)を通過させることにより、記録紙上の未定着画像を熱と圧力で定着させる。
【0003】
レディ中の複写機やプリンターのヒートローラとプレスローラは、それぞれの設定温度を保つように制御されている。ヒートローラはヒータなどの熱源により加熱され設定温度を保ち、プレスローラはヒートローラとプレスローラを空回転(プレラン)することでヒートローラから熱を受け取り加熱され設定温度を保つ。しかし、時間の経過とともにプレスローラはある温度で一定となるが、この温度がプレスローラの制御温度範囲にある場合、これ以降は空回転(プレラン)が行われず、プレスローラは同じ位置で静止(停止)する。このためプレスローラに永久歪が発生する可能性がある。
【0004】
従来、プレスローラには芯金の表面にゴム硬度の高いゴム層が設けられていた。しかし定着装置の省エネルギー化を図るため、熱容量の低いゴム層が設けられたプレスローラが増えている。一般的に、熱容量の低いゴム層は、ゴム硬度の高いゴム層よりも長時間の加圧に弱く、永久歪が発生しやすい。永久歪みが発生すると画像の不具合(光沢ムラ)および異音が発生する。
【0005】
永久歪を防止する方法として、プレスローラの制御温度を一定となる温度よりも高くし、空回転(プレラン)を多くし静止位置(停止位置)を変える方法が考えられる。しかしながら、空回転(プレラン)回数が多くなるため、ヒートローラとプレスローラの寿命が短くなることと、消費エネルギーが多くなる欠点がある。
【0006】
また、プリント中以外はプレスローラをヒートローラに加圧しない方法もある(特許文献1参照)。また、ヒートローラに対するプレスローラの圧着荷重を2段階に切り替える方法がある(特許文献2参照)。さらには、待機中は超低速でプレスローラを回転させる方法がある(特許文献3参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開平5−53473号公報
【0008】
【特許文献2】
特開平10−293497号公報
【0009】
【特許文献3】
特開平8−95416号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特許文献1及び2による永久歪の防止策は、機構が複雑になり高価となってしまう問題がある。また、上記した特許文献3による永久歪の防止策は、ヒートローラとプレスローラヘの過剰なオイル供給による画像劣化の問題、剥離爪やサーミスタによる傷跡の発生により、ヒートローラとプレスローラの寿命を短くする要因となる。
【0011】
この発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであって、効率良くプレスローラの歪みを防止することが可能な定着装置及び回転制御方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、この発明の、例えば定着装置は、以下のように構成されている。
【0013】
この発明は、被定着媒体に対してトナー像を熱及び圧力により定着させるための一対のヒートローラ及びプレスローラを備えた定着装置であって、前記プレスローラを回転させる回転手段と、前記プレスローラの停止時間を検出する検出手段と、前記検出手段による停止時間の検出結果に基づき、前記回転手段により前記プレスローラを回転させる回転制御手段とを備えている。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、この発明の実施の形態の一例が適用可能な画像形成装置の一例を説明する。なお、ここでは、デジタル複写装置を例に、実施の形態の一例を説明する。
【0015】
図1に示すように、デジタル複写装置(画像形成装置)101は、対象の画像を、光の明暗として捕らえて光電変換し、画像信号を生成する画像読取装置(スキャナ)102と、スキャナ102もしくは外部から供給される画像信号に対応する画像を形成して被定着部材(被転写体)である用紙Pに定着する画像形成部103とからなる。なお、スキャナ102には、複写対象がシート状である場合に、スキャナ102による画像の読み取り動作と連動して、順次複写対象を入れ換える自動原稿送り装置(ADF)104が一体的に設けられている。
【0016】
画像形成部103は、所定の電位が与えられた状態で光が照射されることで、光が照射された領域の電位が変化し、その電位の変化を静電像として所定時間の間保持できる感光体が外周面に形成された円筒状の感光体ドラム105を有している。
【0017】
感光体ドラム105には、スキャナ102または外部装置から供給される画像情報に対応して光強度が変化されたレーザビームを出力可能な露光装置106から画像情報が露光される。これにより、感光体ドラム105には、静電像すなわち画像が形成される。
【0018】
感光体ドラム105に形成された画像は、現像装置107によりトナー(現像剤)が選択的に供給されることで可視化される。
【0019】
現像装置107によりトナーが供給されることで現像された感光体ドラム105上のトナーの集合体すなわちトナー像は、詳述しない転写装置から転写のための電圧が供給されることで、以下に説明する給紙搬送部によって給送された転写材Pに転写される。
【0020】
転写材Pに転写されたトナー像は、定着装置1により、熱と圧力が加えられることで、溶融し、(定着装置により提供される圧力で)転写材Pに固定(定着)される。
【0021】
このような画像形成装置においては、スキャナ102もしくは外部装置から画像信号が供給され、予め所定の電位に帯電されている感光体ドラム105の所定の位置に、露光装置106から詳述しないレーザビームが照射される。露光装置106からのレーザビームは、画像信号に対応して強度変調されている。これにより、感光体ドラム105に、複写(出力)すべき画像に対応した静電潜像が形成される。
【0022】
感光体ドラム105に形成された静電潜像は、現像装置107からトナーが選択的に提供されることで現像されて、図示しないトナー像に変換される。
【0023】
感光体ドラム105上のトナー像は、符号を付さない転写装置と対向される転写位置で、転写位置に供給される転写体すなわち用紙Pに転写される。用紙Pは、詳述しないが、ピックアップローラ109により、用紙カセット108から1枚ずつ取り出され、感光体ドラム105とカセット108との間に定義される搬送路110を、予めアライニングローラ111まで搬送されている。この用紙Pは、アライニングローラ111で感光体ドラム105に形成されたトナー像との位置を合わせるために給送タイミングが整合されて、転写位置に給送される。
【0024】
転写装置により、用紙Pに転写されたトナーは、定着装置1に搬送される。用紙P上のトナーは、定着装置1により、トナーが溶融されると同時に圧力が加えられることで、用紙Pに定着される。
【0025】
定着装置1でトナー像が定着された用紙Pは、排紙ローラ112により、用紙カセット108とスキャナ102との間に定義されている空間である排紙トレイ113に排出され、順に積層される。
【0026】
図2は、図1に示した画像形成装置に利用される定着装置の一例を説明する概略図である。
【0027】
定着装置1は、外径が概ね50mmのヒートローラ2と外径が概ね50mmのプレスローラ3とからなる。
【0028】
ヒートローラ2は、鉄などの厚さ1mm程度の金属パイプを基材とし、その表面をテフロン(polytetrafluoroethylene、商品名)によりコーティングしたものから成る。なお、ヒートローラ2のローラ材質としては、ステンレス鋼、アルミニウム、またはステンレス鋼とアルミニウムとの合金等が利用可能である。
【0029】
また、ヒートローラ2の内部には発熱源としてIHコイル11が配置されている。IHコイル11は、例えばA4サイズの用紙が、短辺がローラ2の軸線と平行になるように搬送される際に、ヒートローラ2の外周面と接する幅を加熱できる長さに形成されている。
【0030】
IHコイル11は、線径が、例えば0.5mmの銅線材を耐熱性のポリアミドイミドにより相互に絶縁した線材を複数本、この例では16本束ねたリッツ線により形成される。IHコイル11をリッツ線により形成することで、高周波電流を有効に流すことができる。
【0031】
IHコイル11は、例えば耐熱性が高く、高い絶縁性を示す エンジニアリングプラスチックス(engineering plastics) やセラミックで形成されたコイル保持体12に固定された空芯コイルである。
【0032】
コイル保持体12には、例えばPEEK(poly ether ether ketone)材、フェノール材、または不飽和ポリエステル等が利用可能である。
【0033】
また、IHコイル11を形成する線材の巻き付け方法は、任意の巻き付け方法が利用可能であり、図2に示した例では、コイル保持体12の形状を特徴づけることで、平面コイルをヒートローラ2の内周に沿わせた形状である。
【0034】
なお、ヒートローラ2の外周面の近傍の所定の位置、例えば剥離爪5の近傍には、ローラ2の表面に付着しているトナー(オフセットトナー)の程度をモニタする濃度センサ13が設けられている。
【0035】
プレスローラ3は、硬度58°(ASKER−C硬度)で、芯金3aの外周に所定の厚さのシリコンスポンジ層3bを形成し、さらにシリコンスポンジ層3bの外周に厚さ50μmのPFAチューブ3cが被覆された構成からなる。
【0036】
プレスローラ3は、ヒートローラ2の軸線と概ね平行で、加圧機構4により、ヒートローラ2の軸線に対して約400Nの圧力で圧接されている。これにより、ヒートローラ3の外周面の一部が弾性変形し、両ローラ間に約10mm程度のニップが形成される。
【0037】
ヒートローラ2は、定着モータ123(図3)あるいは感光体ドラム105を回転させるドラムモータ121(図3)により、概ね一定の速度で、矢印の方向に回転される。
【0038】
プレスローラ3は、加圧機構4により所定の圧力でヒートローラ2に接触されているので、ヒートローラ2が回転されることで、ヒートローラ2とともに一定の速度で回転される。
【0039】
ヒートローラ2の周上であって、ヒートローラ2とプレスローラ3とのニップ(接触点)よりもローラ2が回転される方向の下流側で、かつニップの近傍の所定位置には、ニップを通過される用紙Pをヒートローラ2から剥離させる剥離爪5が位置されている。
【0040】
ヒートローラ2の周囲には、ローラ2が回転される方向に沿うとともに、剥離爪5から離れる方向に順に、ウエブクリーニング機構6およびサーミスタ7が配置されている。
【0041】
ウエブクリーニング機構6は、ヒートローラ2上にオフセットされたトナーや被転写材である用紙からの紙粉等を除去(クリーニング)する。ウエブクリーニング機構6は、アラミド繊維とPETの混合繊維で厚さ54μmである。このウエブクリーニング機構6は、シリコンスポンジで硬度37°(ASKER−C)の押圧ローラ24によってヒートローラ2に接触される。このウエブクリーニング機構6は、10枚プリントごとに、0.3mm巻取るように制御されている。さらにこのウエブクリーニング機構6には粘度1万CSのシリコンオイルが19g/m2含浸されている。これにより、ウエブクリーニング機構6は、クリーニングと同時にオフセット防止や剥離性向上のためオイルを塗布する。
【0042】
サーミスタ7は、ヒートローラ2の表面の温度を検出するために利用される。なお、サーミスタ7は、ローラ2の円周上の任意の位置(断面方向から見たときの位相が設定される必要がない)に設けることができる。また、サーミスタは、2以上設けられてもよい。このサーミスタ7による表面温度の検出結果に基づき、IHコイル11によるヒートローラの加熱が制御される。
【0043】
プレスローラ3の外周面には、プレスローラ3の周面の温度検知をするサーミスタ8、プレスローラ3の周面に、例えばシリコンオイルの離型剤を塗布する外形28mmのオイルローラ9、およびプレスローラ3の周面に付着したトナー等を除去する外形28mmのクリーニングローラ10が設けられている。
【0044】
サーミスタ8は、プレスローラ3の温度を一定範囲で保つための温度制御に利用される。オイルローラ9は、不図示のオイルタンクの外周にオイル拡散部材として不図示の耐熱紙が巻かれており、さらにその上にオイル制御材として不図示のフェルト層が構成される。オイルタンク内のオイル粘度は6万CSである。
【0045】
図3は、図2に示した定着装置を動作させるための制御回路ブロックの一例を説明する概略図である。
【0046】
定着装置1のヒートローラ2の内部には、前に説明した通り、ヒートローラ2自身の金属材料に渦電流を生じさせて発熱させるためのIHコイル11が収容されている。IHコイル11には、IHコイル11に所定の周波数の高周波出力を供給する励磁ユニット31が接続されている。
【0047】
励磁ユニット31は、IHコイル11の両端に供給する所定の周波数の高周波出力を出力可能なスイッチング回路32およびスイッチング回路32に所定の周波数の高周波出力を出力させるための制御信号を供給する駆動制御部33を含む。スイッチング回路32には、商用電源を受電した交流電圧を整流して直流電圧を供給する整流回路131から、直流電圧が供給される。なお、駆動制御部33には、IHコイル11の出力が変化されることにより、スイッチング回路32を経由して戻される電圧の変化の影響を抑止するため、整流回路131から出力される整流出力を定電圧回路132で定電圧化した駆動電圧が利用される。
【0048】
駆動制御部33は、インタフェース150により、画像形成部103側の主制御装置151と接続されている。なお、駆動制御部33は、ヒートローラ2の周面の温度を検知した検知出力であるサーミスタ7の出力とプレスローラ3の周面の温度を検知した検知出力であるサーミスタ8の出力のそれぞれと、画像形成部103から入力される制御信号に応じて、スイッチング回路32が出力すべき周波数を求め、スイッチング回路32が出力すべき高周波出力の周波数を設定する。
【0049】
画像形成部103側の主制御装置151には、以下に説明するモータを所定の回転数(速度)で回転させるモータ駆動回路152が接続されている。
【0050】
例えば、図1に示した複写装置101には、感光体ドラム105を所定回転数で回転させるドラムモータ121と、定着装置1のヒートローラ2を回転させる定着モータ123と、ウエブクリーナ6のウエブ回収体23を回転させるウエブモータ125とが、利用されている。
【0051】
従って、主制御装置151から任意のモータの回転が指示されると、モータ駆動回路152から対応するモータに所定数のモータ駆動信号(モータ駆動パルス)が供給される。なお、前に説明したように、定着モータ123が省略されて、ドラムモータ121の回転がヒートローラ2に伝達されることもある。
【0052】
定着モータ123によりヒートローラ2が回転すると、ヒートローラ2の回転に伴い、プレスローラ3が従動回転しながらヒートローラ2によって加熱される。用紙Pに転写された未定着トナーはニップを通過することにより、ヒートローラ2に接触し、熱と圧力によって用紙Pへ定着される。
【0053】
また、主制御装置151には、定着装置1によるトナーの定着が完了した用紙が排出されたことをチェックするカウンタ114が接続されている。なお、カウント値としては、例えば排出ジャムセンサの出力を利用可能である。
【0054】
主制御装置151には、ウエブ21を移動させるタイミング(条件)と個々の条件に対応するウエブ送り量、すなわちウエブ回収体23が回転される量が、例えばROM153により供給可能である。なお、ROM153に記憶されているウエブ送り量は、例えば主制御装置151に接続された制御パネル141から、任意に変更可能である。
【0055】
主制御装置151にはまた、画像形成部103の内部の所定の位置の温度、例えば感光体ドラム105の近傍の温度を検出する温度センサ161が接続されている。なお、主制御装置151(駆動制御部33でもよい)には、クロックCLKを出力するクロック発生部Rとクロック発生部Rにより発生されたクロックCLKをカウントするカウンタCが、組み込まれている。
【0056】
続いて、ヒートローラ2及びプレスローラ3における温度制御について説明する。レディ時にはヒートローラ2とプレスローラ3は設定温度を保つように制御される。
【0057】
ヒートローラ2の温度値(T1)が200℃前後を保つように、温度制御手段として機能する主制御部151によりIHヒータ11のオン/オフが制御される。つまり、サーミスタ7により検知されるヒートローラの温度値(T1)が200℃を下回ると、IHヒータ11にヒータレディ信号S1が供給(ON)され、ヒートローラ2が加熱される。サーミスタ7により検知されるヒートローラの温度値(T1)が200℃を上回ると、IHヒータ11へのヒータレディ信号S1が停止(OFF)され、ヒートローラ2の加熱が停止される。
【0058】
プレスローラ3の温度値(T2)が70〜100℃の範囲に保たれるように、回転制御手段として機能する主制御部151によりプレスローラ3の回転が制御される。具体的には、ヒートローラ2の回転が制御され、ヒートローラ2の回転に対応してプレスローラ3が回転する。サーミスタ8により検知されるプレスローラの温度値(T2)が70℃を下回ると、定着モータ123に対してモータ駆動信号(S2)が供給(ON)され、ヒートローラ2とプレスローラ3が空回転され(プレラン)、ヒートローラ2からプレスローラ3へ熱が与えられ、プレスローラが100℃まで加熱される。サーミスタ8が検知するプレスローラの温度値(T2)が100℃を上回ると、定着モータ123に対するモータ駆動信号(S2)が停止(OFF)され、ヒートローラ2とプレスローラ3の回転が停止される。
【0059】
時間の経過とともにプレスローラ3の温度は、ある温度で一定となる。この一定となる温度が、プレスローラ3の制御温度範囲の70〜100℃に収まっている場合、空回転(プレラン)は行なわれず、プレスローラ3は静止状態(停止状態)となる。この静止状態が長時間続くとプレスローラ3に永久歪が発生する。
【0060】
図4は、静止時間(放置時間)と永久歪量(クリープ量)の関係を示す図である。永久歪による画像の不具合(光沢ムラ)と異音を防止する1つの方法として、プレスローラ3の制御温度を高くし、空回転(プレラン)を多くし、永久歪が発生する前に静止位置を変える方法がある。しかしながら、空回転(プレラン)回数が多くなるため、ヒートローラ2とプレスローラ3の寿命が短くなるという新たな問題が生じる。さらには、プレスローラ3を高温に保つため消費エネルギーが増加することなどの新たな問題が生じる。例えば、プレラン開始温度70℃の条件では、クリープ量450μm、消費エネルギー11Whとなる。プレラン開始温度90℃の条件では、クリープ量350μm、消費エネルギー35Whとなる。プレラン開始温度110℃の条件では、クリープ量100μm、消費エネルギー77Whとなる。このためプレスローラ3の加圧解除機構など特別な機構を設けない限り、永久歪の防止と省エネルギー化を図ることができなかった。
【0061】
これを解決するため、本発明は、プレスローラ3の温度値が一定となり且つプレスローラ3の静止状態が長時間続く場合に、プレスローラ3の静止位置(ニップが形成されている位置)を変える目的で、プレスローラ3を空回転(プレラン)させる。この空回転の制御は、プレスローラ3の温度制御に対応する空回転の制御とは、別の制御となる。
【0062】
以下、図5を参照して、本発明の一例に係る回転制御方法を説明する。デジタル複写装置(画像形成装置)101がレディ状態になると(ST1)、ヒータレディ信号がオンされた回数とプレスローラ3の静止時間とのカウントが開始される(ST3)。ヒータレディ信号は、駆動制御部33からスイッチング回路32に対して出力される信号であり、ヒータレディ信号がオンされた回数は、駆動制御部33を監視する主制御装置151(カウンタC)によりカウントされる。プレスローラ3の静止時間、即ちモータ駆動回路152から定着モータ123に対してモータ駆動信号が供給されていない時間も、主制御装置151(カウンタC)によりカウントされる。つまり、主制御装置151は、ヒータレディ信号のオン/オフによる温度制御状態、及びプレスローラの回転状態を検出する検出手段として機能する。
【0063】
ヒータレディ信号がオンされた回数とプレスローラ3の静止時間のカウント中に、コピー動作が発生すると(ST3、YES)、両カウント値はクリアされる(ST7)。また、プレスローラ3の温度制御のための空回転(プレラン)が行われた場合にも(ST4、YES)、両カウント値はクリアされる(ST7)。
【0064】
コピー動作が発生せず(ST3、NO)、プレスローラ3の温度制御のための空回転が行なわれないと(ST4、NO)、ヒータレディ信号がオンされた回数とプレスローラ3の静止時間との両カウント値に基づき、主制御部151によりプレスローラの歪み防止回転制御が実行される。例えば、ヒータレディ信号がオンされた回数が200回以上で、且つ静止時間が30分以上となった場合に(ST5、YES)、主制御部151によりプレスローラの歪み防止回転制御が実行される(ST6)。プレスローラの歪み防止回転制御により、例えばプレスローラ3は10秒間の低速で空回転(プレラン)され、プレスローラ3の静止位置が変えられ、永久歪が防止される。低速の空回転(プレラン)が終了すると、ヒータレディ信号のオン回数と静止時間の両カウント値はクリアされる(ST7)。レディ状態が解除され装置が停止するまで、上記した処理が継続する(ST8)。
【0065】
単にプレスローラ3の静止時間だけに基づきプレスローラの歪み防止回転制御を実行すると、ムダな空回転(プレラン)が生じてしまう。つまり、コピー動作またはプレスローラ3の温度制御のための空回転(プレラン)が行われた場合には、プレスローラの歪みを防止するための空回転は不要である。ムダな空回転(プレラン)を防止するためにも(ムダなエネルギーを消費しないためにも)、ヒータレディ信号がオンされた回数と静止時間の両方をカウントし、両カウント値に基づきプレスローラの歪み防止回転制御を実行する。コピー動作またはプレスローラ3の温度制御のための空回転(プレラン)が行われた場合には、両カウント値をクリアする。
【0066】
例えば、プレスローラの歪み防止回転制御の実行条件の一つである静止時間を30分以上に設定した理由は次の通りである。ウォーミングアップ直後や低温環境下などヒートローラ2の加熱回数、つまりヒータレディ信号のオン回数が多くなる場合には、永久歪防止のための必要以上の空回転(プレラン)が行われることになる。このような必要以上の空回転を防止し、消費エネルギー増加を必要最小限にするためである。これにより永久歪の防止と省エネルギー化の両立を実現することができる。
【0067】
以上説明した本発明をまとめると、以下の通りである。
【0068】
通常のプレスローラ3の温度制御による空回転(プレラン)とは別に(独立して)、ヒータレディ信号のオン回数と静止時間の両方をカウントし、例えばヒータレディ信号のオン回数が200回以上且つ静止時間が30分以上となった場合、10秒間の低速空回転(プレラン)を行うことで、静止位置を変え永久歪を防止する。この結果、レディ中にプレスローラ3をヒートローラ2から離す複雑な機構を必要としない。よって、コストアップすることなく、プレスローラ3の永久歪を防止できる。さらに、プレスローラ3の温度を必要以上に高く設定する必要もないため、永久歪防止と省エネルギー化の両立を実現できる。
【0069】
なお、この発明の定着装置、画像形成装置、及び回転制御方法では、ヒータレディ信号がオンされた回数が所定回数以上で、且つ静止時間が所定時間以上となった場合に、プレスローラ3を所定回転角だけ(或いは所定時間だけ)回転するようにしてもよい。例えば10°〜15°程度回転させれば(約1秒程度の回転)、歪みを防止することができる。しかも、このときの消費電力は極めて少なくて済む。
【0070】
或いは、この発明の定着装置、画像形成装置、及び回転制御方法では、ヒータレディ信号がオンされた回数が所定回数以上で、且つ静止時間が所定時間以上となった場合に、プレスローラ3を複数回転(2回転半、3回転半など)するようにしてもよい。このように、複数回転させることにより、歪みも防止できるし、プレスローラ3の表面温度を均一化することもできる。つまり、温度制御の一部を兼ねることもできる。
【0071】
さらに、この発明の定着装置、画像形成装置、及び回転制御方法では、ヒータレディ信号がオンされた回数が、200回〜350回の範囲に含まれる所定回数以上で、且つ静止時間が20分〜1時間20分の範囲に含まれる所定時間以上となった場合に、プレスローラの歪み防止回転制御を実行するようにしてもよい。画質等に悪影響が出る歪みの量を示すクリープ量は、およそ250μmである(図4参照)。プレスローラ3の静止時間がおよそ1時間の場合に、クリープ量は100μm〜150μmとなる。およそ10秒間、プレスローラ3を回転させるのに要する消費エネルギーは、1〜3Wh程度である。つまり、1時間に10秒程度、プレスローラ3を回転させるだけでも、十分な効果が得られる。
【0072】
なお、この実施形態では、下から上に向かって搬送される転写材Pに対してトナー像を定着させる定着装置について説明したが、この発明はこのような定着装置に限定されるものではない。例えば、水平に搬送される転写材に対してトナー像を定着させる定着装置にも適用可能であり、同様の効果が得られる。また、IHコイル11も上記説明したタイプのものに限定されるものではなく、例えば複数に分割されたタイプのものであってもよい。
【0073】
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【0074】
【発明の効果】
この発明によれば、効率良くプレスローラの歪みを防止することが可能な定着装置及び回転制御方法を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一例の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図2】図1に示す画像形成装置に適用される定着装置の概略構成を示す断面図である。
【図3】図2に示す定着装置を動作させるための制御ブロック図である。
【図4】プレスローラの静止時間(放置時間)と永久歪量(クリープ量)の関係を示す図である。
【図5】この発明の一例に係る回転制御の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…定着装置、2…ヒートローラ、3…プレスローラ、4…加圧機構、5…剥離爪、6…ウエブクリーニング機構、7…サーミスタ、8…サーミスタ、9…オイルローラ、10…クリーニングローラ、11…IHコイル、12…コイル保持体、13…濃度センサ、32…スイッチング回路、33…駆動制御部、101…デジタル複写装置(画像形成装置)、102…画像読取装置(スキャナ)、103…画像形成部103、123…定着モータ、151…主制御装置、152…モータ駆動回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device for fixing a toner image (image) to a fixing medium in an image forming apparatus such as an electrostatic copying machine or a laser printer. The present invention also relates to a rotation control method for a press roller included in the fixing device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A roller type heating / pressure fixing device is known as one of fixing devices used for copying machines and printers employing an electrophotographic system. The fixing device includes a heat roller heated to a high temperature and a press roller that presses the recording paper against the heat roller. The fixing device fixes the unfixed image on the recording paper with heat and pressure by passing the unfixed image on the recording paper through a nip portion (action portion) formed by a heat roller and a press roller.
[0003]
The heat roller and the press roller of the copying machine and the printer during the ready are controlled so as to maintain the respective set temperatures. The heat roller is heated by a heat source such as a heater to maintain a set temperature, and the press roller receives heat from the heat roller by rotating the heat roller and the press roller idle (pre-run), and is heated to maintain the set temperature. However, the press roller becomes constant at a certain temperature with the passage of time, but when this temperature is within the control temperature range of the press roller, no idle rotation (pre-run) is performed thereafter, and the press roller is stationary at the same position ( Stop. For this reason, permanent deformation may occur in the press roller.
[0004]
Conventionally, a press roller has been provided with a rubber layer having high rubber hardness on the surface of the core metal. However, in order to save energy in the fixing device, the number of press rollers provided with a rubber layer having a low heat capacity is increasing. In general, a rubber layer having a low heat capacity is weaker to pressurization for a long time than a rubber layer having a high rubber hardness, and permanent deformation is likely to occur. When permanent distortion occurs, image defects (gloss unevenness) and abnormal noise occur.
[0005]
As a method for preventing permanent distortion, a method of changing the stationary position (stop position) by increasing the control temperature of the press roller above a constant temperature, increasing idling (pre-run), and the like. However, since the number of idling (pre-run) increases, there are disadvantages that the life of the heat roller and the press roller is shortened and energy consumption is increased.
[0006]
There is also a method in which the press roller is not pressed against the heat roller except during printing (see Patent Document 1). In addition, there is a method of switching the pressing load of the press roller to the heat roller in two stages (see Patent Document 2). Furthermore, there is a method of rotating the press roller at an ultra-low speed during standby (see Patent Document 3).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-5-53473
[0008]
[Patent Document 2]
JP-A-10-293497
[0009]
[Patent Document 3]
JP-A-8-95416
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the permanent distortion prevention measures described in Patent Documents 1 and 2 have a problem that the mechanism becomes complicated and expensive. In addition, the above-described permanent distortion prevention measures disclosed in Patent Document 3 improve the life of the heat roller and the press roller by the problem of image deterioration due to excessive oil supply to the heat roller and the press roller, and the occurrence of scars by the peeling claw and the thermistor. It becomes a factor to shorten.
[0011]
An object of the present invention is to provide a fixing device and a rotation control method that are made to solve the above-described problem and that can efficiently prevent distortion of a press roller.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the object, for example, a fixing device of the present invention is configured as follows.
[0013]
The present invention is a fixing device including a pair of heat rollers and a press roller for fixing a toner image to a fixing medium by heat and pressure, a rotating means for rotating the press roller, and the press roller Detecting means for detecting the stop time, and rotation control means for rotating the press roller by the rotating means based on the detection result of the stop time by the detecting means.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an image forming apparatus to which an example of an embodiment of the present invention can be applied will be described with reference to the drawings. Here, an example of the embodiment will be described by taking a digital copying apparatus as an example.
[0015]
As shown in FIG. 1, a digital copying apparatus (image forming apparatus) 101 captures an image of interest as light and dark and photoelectrically converts it to generate an image signal, and a scanner 102 or The image forming unit 103 includes an image forming unit 103 that forms an image corresponding to an image signal supplied from the outside and fixes the image on a sheet P that is a member to be fixed (transfer object). The scanner 102 is integrally provided with an automatic document feeder (ADF) 104 that sequentially replaces the copy target in conjunction with the image reading operation by the scanner 102 when the copy target is a sheet. .
[0016]
When the image forming unit 103 is irradiated with light in a state where a predetermined potential is applied, the potential of the region irradiated with the light changes, and the change in the potential can be held as an electrostatic image for a predetermined time. The photoconductor has a cylindrical photoconductor drum 105 formed on the outer peripheral surface.
[0017]
Image information is exposed on the photosensitive drum 105 from an exposure device 106 that can output a laser beam whose light intensity is changed in accordance with image information supplied from the scanner 102 or an external device. As a result, an electrostatic image, that is, an image is formed on the photosensitive drum 105.
[0018]
The image formed on the photosensitive drum 105 is visualized by selectively supplying toner (developer) by the developing device 107.
[0019]
The toner aggregate on the photosensitive drum 105 developed by the toner supplied from the developing device 107, that is, the toner image, is supplied with a voltage for transfer from a transfer device (not described in detail). The image is transferred to the transfer material P fed by the sheet feeding / conveying section.
[0020]
The toner image transferred to the transfer material P is melted by application of heat and pressure by the fixing device 1 and fixed (fixed) to the transfer material P (with the pressure provided by the fixing device).
[0021]
In such an image forming apparatus, an image signal is supplied from the scanner 102 or an external apparatus, and a laser beam not described in detail from the exposure apparatus 106 is applied to a predetermined position of the photosensitive drum 105 that is charged in advance to a predetermined potential. Irradiated. The intensity of the laser beam from the exposure device 106 is modulated in accordance with the image signal. As a result, an electrostatic latent image corresponding to an image to be copied (output) is formed on the photosensitive drum 105.
[0022]
The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 105 is developed by selectively providing toner from the developing device 107, and converted into a toner image (not shown).
[0023]
The toner image on the photoconductive drum 105 is transferred to a transfer body supplied to the transfer position, that is, the paper P, at a transfer position facing a transfer device without a reference numeral. Although not described in detail, the paper P is picked up one by one from the paper cassette 108 by the pickup roller 109, and is transported to the aligning roller 111 in advance through a transport path 110 defined between the photosensitive drum 105 and the cassette 108. Has been. The sheet P is fed to the transfer position with the feeding timing aligned in order to align the position with the toner image formed on the photosensitive drum 105 by the aligning roller 111.
[0024]
The toner transferred onto the paper P by the transfer device is conveyed to the fixing device 1. The toner on the paper P is fixed on the paper P by the pressure applied by the fixing device 1 at the same time as the toner is melted.
[0025]
The paper P on which the toner image is fixed by the fixing device 1 is discharged by a paper discharge roller 112 to a paper discharge tray 113 which is a space defined between the paper cassette 108 and the scanner 102 and is sequentially stacked.
[0026]
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a fixing device used in the image forming apparatus illustrated in FIG.
[0027]
The fixing device 1 includes a heat roller 2 having an outer diameter of approximately 50 mm and a press roller 3 having an outer diameter of approximately 50 mm.
[0028]
The heat roller 2 is made of a metal pipe such as iron having a thickness of about 1 mm as a base material, and the surface thereof is coated with Teflon (polytetrafluoroethylene, trade name). In addition, as a roller material of the heat roller 2, stainless steel, aluminum, an alloy of stainless steel and aluminum, or the like can be used.
[0029]
Further, an IH coil 11 is disposed inside the heat roller 2 as a heat source. The IH coil 11 is formed to have a length that can heat the width contacting the outer peripheral surface of the heat roller 2 when, for example, A4 size paper is conveyed so that the short side is parallel to the axis of the roller 2. .
[0030]
The IH coil 11 is formed by a litz wire in which a plurality of wire rods, for example, 16 wires are bundled with heat-resistant polyamide imide, each having a wire diameter of, for example, 0.5 mm. By forming the IH coil 11 with a litz wire, a high-frequency current can be effectively passed.
[0031]
The IH coil 11 is an air-core coil fixed to a coil holder 12 made of, for example, engineering plastics or ceramic that has high heat resistance and high insulation properties.
[0032]
For the coil holder 12, for example, PEEK (poly ether ether ketone) material, phenol material, unsaturated polyester, or the like can be used.
[0033]
Moreover, the winding method of the wire which forms the IH coil 11 can utilize arbitrary winding methods, and in the example shown in FIG. 2, the shape of the coil holding body 12 is characterized, and a planar coil is made into the heat roller 2. It is a shape along the inner periphery of.
[0034]
A density sensor 13 for monitoring the degree of toner (offset toner) adhering to the surface of the roller 2 is provided at a predetermined position near the outer peripheral surface of the heat roller 2, for example, in the vicinity of the peeling claw 5. Yes.
[0035]
The press roller 3 has a hardness of 58 ° (ASKER-C hardness), a silicon sponge layer 3b having a predetermined thickness is formed on the outer periphery of the core metal 3a, and a PFA tube 3c having a thickness of 50 μm is formed on the outer periphery of the silicon sponge layer 3b. It consists of a structure coated with.
[0036]
The press roller 3 is substantially parallel to the axis of the heat roller 2 and is pressed against the axis of the heat roller 2 by a pressure mechanism 4 at a pressure of about 400 N. Thereby, a part of outer peripheral surface of the heat roller 3 is elastically deformed, and a nip of about 10 mm is formed between both rollers.
[0037]
The heat roller 2 is rotated in the direction of the arrow at a substantially constant speed by a fixing motor 123 (FIG. 3) or a drum motor 121 (FIG. 3) that rotates the photosensitive drum 105.
[0038]
Since the press roller 3 is in contact with the heat roller 2 with a predetermined pressure by the pressure mechanism 4, the press roller 3 is rotated at a constant speed together with the heat roller 2 by rotating the heat roller 2.
[0039]
A nip is provided at a predetermined position on the circumference of the heat roller 2 downstream of the nip (contact point) between the heat roller 2 and the press roller 3 in the direction in which the roller 2 rotates and in the vicinity of the nip. A peeling claw 5 for peeling the paper P to be passed from the heat roller 2 is located.
[0040]
Around the heat roller 2, a web cleaning mechanism 6 and a thermistor 7 are arranged in order along the direction in which the roller 2 is rotated and away from the peeling claw 5.
[0041]
The web cleaning mechanism 6 removes (cleans) the toner offset on the heat roller 2 and paper dust from the paper that is the transfer material. The web cleaning mechanism 6 is a mixed fiber of aramid fiber and PET and has a thickness of 54 μm. The web cleaning mechanism 6 is brought into contact with the heat roller 2 by a pressing roller 24 made of silicon sponge and having a hardness of 37 ° (ASKER-C). The web cleaning mechanism 6 is controlled to take up 0.3 mm for every 10 prints. In addition, the web cleaning mechanism 6 contains 19 g / m of silicon oil having a viscosity of 10,000 CS. 2 Impregnated. Thereby, the web cleaning mechanism 6 applies oil to prevent offset and improve peelability simultaneously with cleaning.
[0042]
The thermistor 7 is used for detecting the temperature of the surface of the heat roller 2. The thermistor 7 can be provided at any position on the circumference of the roller 2 (the phase does not need to be set when viewed from the cross-sectional direction). Two or more thermistors may be provided. Based on the detection result of the surface temperature by the thermistor 7, the heating of the heat roller by the IH coil 11 is controlled.
[0043]
The thermistor 8 for detecting the temperature of the peripheral surface of the press roller 3 is provided on the outer peripheral surface of the press roller 3, the oil roller 9 having an outer diameter of 28 mm for applying a release agent of, for example, silicon oil to the peripheral surface of the press roller 3, and the press A cleaning roller 10 having an outer shape of 28 mm for removing toner and the like attached to the peripheral surface of the roller 3 is provided.
[0044]
The thermistor 8 is used for temperature control for keeping the temperature of the press roller 3 within a certain range. In the oil roller 9, heat resistant paper (not shown) is wound as an oil diffusing member around an outer periphery of an oil tank (not shown), and a felt layer (not shown) is formed thereon as an oil control material. The oil viscosity in the oil tank is 60,000 CS.
[0045]
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an example of a control circuit block for operating the fixing device shown in FIG.
[0046]
Inside the heat roller 2 of the fixing device 1 is housed an IH coil 11 for generating heat by generating an eddy current in the metal material of the heat roller 2 itself as described above. An excitation unit 31 is connected to the IH coil 11 for supplying a high frequency output of a predetermined frequency to the IH coil 11.
[0047]
The excitation unit 31 is a switching circuit 32 that can output a high-frequency output of a predetermined frequency supplied to both ends of the IH coil 11, and a drive control unit that supplies a control signal for causing the switching circuit 32 to output a high-frequency output of a predetermined frequency. 33. The switching circuit 32 is supplied with a DC voltage from a rectifier circuit 131 that rectifies an AC voltage received from a commercial power source and supplies a DC voltage. The drive control unit 33 receives the rectified output output from the rectifier circuit 131 in order to suppress the influence of the change in voltage returned via the switching circuit 32 when the output of the IH coil 11 is changed. The drive voltage that is made constant by the constant voltage circuit 132 is used.
[0048]
The drive control unit 33 is connected to the main control device 151 on the image forming unit 103 side through an interface 150. In addition, the drive control unit 33 includes an output of the thermistor 7 that is a detection output that detects the temperature of the peripheral surface of the heat roller 2 and an output of the thermistor 8 that is a detection output that detects the temperature of the peripheral surface of the press roller 3. The frequency to be output by the switching circuit 32 is obtained in accordance with the control signal input from the image forming unit 103, and the frequency of the high frequency output to be output by the switching circuit 32 is set.
[0049]
Connected to the main controller 151 on the image forming unit 103 side is a motor drive circuit 152 that rotates a motor described below at a predetermined rotational speed (speed).
[0050]
For example, the copying apparatus 101 shown in FIG. 1 includes a drum motor 121 that rotates the photosensitive drum 105 at a predetermined rotational speed, a fixing motor 123 that rotates the heat roller 2 of the fixing apparatus 1, and a web collection of the web cleaner 6. A web motor 125 that rotates the body 23 is used.
[0051]
Therefore, when an arbitrary motor rotation is instructed from the main controller 151, a predetermined number of motor drive signals (motor drive pulses) are supplied from the motor drive circuit 152 to the corresponding motor. As described above, the fixing motor 123 may be omitted and the rotation of the drum motor 121 may be transmitted to the heat roller 2.
[0052]
When the heat roller 2 is rotated by the fixing motor 123, the press roller 3 is heated by the heat roller 2 while being driven to rotate as the heat roller 2 rotates. The unfixed toner transferred to the paper P passes through the nip, contacts the heat roller 2, and is fixed to the paper P by heat and pressure.
[0053]
Further, the main controller 151 is connected to a counter 114 that checks whether a sheet on which toner fixing by the fixing device 1 has been completed is discharged. As the count value, for example, the output of the discharge jam sensor can be used.
[0054]
For example, the ROM 153 can supply the main controller 151 with the timing (conditions) for moving the web 21 and the web feed amount corresponding to each condition, that is, the amount by which the web collection body 23 is rotated. Note that the web feed amount stored in the ROM 153 can be arbitrarily changed from, for example, the control panel 141 connected to the main controller 151.
[0055]
The main controller 151 is also connected to a temperature sensor 161 that detects the temperature at a predetermined position inside the image forming unit 103, for example, the temperature in the vicinity of the photosensitive drum 105. The main controller 151 (which may be the drive controller 33) includes a clock generator R that outputs the clock CLK and a counter C that counts the clock CLK generated by the clock generator R.
[0056]
Subsequently, temperature control in the heat roller 2 and the press roller 3 will be described. During the ready, the heat roller 2 and the press roller 3 are controlled so as to maintain the set temperature.
[0057]
On / off of the IH heater 11 is controlled by the main control unit 151 functioning as temperature control means so that the temperature value (T1) of the heat roller 2 is maintained at around 200 ° C. That is, when the temperature value (T1) of the heat roller detected by the thermistor 7 falls below 200 ° C., the heater ready signal S1 is supplied (ON) to the IH heater 11 and the heat roller 2 is heated. When the temperature value (T1) of the heat roller detected by the thermistor 7 exceeds 200 ° C., the heater ready signal S1 to the IH heater 11 is stopped (OFF), and the heating of the heat roller 2 is stopped.
[0058]
The rotation of the press roller 3 is controlled by the main controller 151 functioning as a rotation control means so that the temperature value (T2) of the press roller 3 is maintained in the range of 70 to 100 ° C. Specifically, the rotation of the heat roller 2 is controlled, and the press roller 3 rotates in response to the rotation of the heat roller 2. When the temperature value (T2) of the press roller detected by the thermistor 8 falls below 70 ° C., the motor drive signal (S2) is supplied (ON) to the fixing motor 123, and the heat roller 2 and the press roller 3 are idled. (Pre-run), heat is applied from the heat roller 2 to the press roller 3, and the press roller is heated to 100 ° C. When the temperature value (T2) of the press roller detected by the thermistor 8 exceeds 100 ° C., the motor drive signal (S2) to the fixing motor 123 is stopped (OFF), and the rotation of the heat roller 2 and the press roller 3 is stopped. .
[0059]
As time passes, the temperature of the press roller 3 becomes constant at a certain temperature. When this constant temperature is within the control temperature range of 70 to 100 ° C. of the press roller 3, idling (pre-run) is not performed, and the press roller 3 is in a stationary state (stopped state). If this stationary state continues for a long time, permanent deformation occurs in the press roller 3.
[0060]
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the rest time (leaving time) and the permanent strain amount (creep amount). As one method of preventing image defects (gloss unevenness) and abnormal noise due to permanent distortion, the control temperature of the press roller 3 is increased, idling (pre-run) is increased, and a stationary position is set before permanent distortion occurs. There is a way to change. However, since the number of idling (pre-run) increases, there arises a new problem that the life of the heat roller 2 and the press roller 3 is shortened. Furthermore, a new problem such as an increase in energy consumption occurs because the press roller 3 is kept at a high temperature. For example, when the pre-run start temperature is 70 ° C., the creep amount is 450 μm and the energy consumption is 11 Wh. Under the prerun starting temperature of 90 ° C., the creep amount is 350 μm and the energy consumption is 35 Wh. Under the prerun start temperature of 110 ° C., the creep amount is 100 μm and the energy consumption is 77 Wh. Therefore, unless a special mechanism such as a pressure release mechanism of the press roller 3 is provided, permanent distortion cannot be prevented and energy saving cannot be achieved.
[0061]
In order to solve this, the present invention changes the stationary position (position where the nip is formed) of the press roller 3 when the temperature value of the press roller 3 becomes constant and the stationary state of the press roller 3 continues for a long time. For the purpose, the press roller 3 is idled (pre-run). This idling control is different from the idling control corresponding to the temperature control of the press roller 3.
[0062]
Hereinafter, a rotation control method according to an example of the present invention will be described with reference to FIG. When the digital copying apparatus (image forming apparatus) 101 is ready (ST1), counting of the number of times the heater ready signal is turned on and the rest time of the press roller 3 is started (ST3). The heater ready signal is a signal output from the drive control unit 33 to the switching circuit 32, and the number of times the heater ready signal is turned on is counted by the main controller 151 (counter C) that monitors the drive control unit 33. Is done. The main controller 151 (counter C) also counts the stationary time of the press roller 3, that is, the time when the motor drive signal is not supplied from the motor drive circuit 152 to the fixing motor 123. That is, the main controller 151 functions as a detection unit that detects the temperature control state by turning on / off the heater ready signal and the rotation state of the press roller.
[0063]
If a copy operation occurs during counting of the number of times the heater ready signal is turned on and the rest time of the press roller 3 (ST3, YES), both count values are cleared (ST7). Also, when idling (pre-run) for temperature control of the press roller 3 is performed (ST4, YES), both count values are cleared (ST7).
[0064]
If the copying operation does not occur (ST3, NO), and the idling for temperature control of the press roller 3 is not performed (ST4, NO), the number of times the heater ready signal is turned on and the rest time of the press roller 3 Based on the both count values, the main control unit 151 executes distortion prevention rotation control of the press roller. For example, when the number of times the heater ready signal is turned on is 200 times or more and the stationary time is 30 minutes or more (ST5, YES), the main control unit 151 executes distortion prevention rotation control of the press roller. (ST6). By controlling the rotation of the press roller to prevent distortion, for example, the press roller 3 is idled (pre-run) at a low speed of 10 seconds, the stationary position of the press roller 3 is changed, and permanent distortion is prevented. When the low-speed idling (pre-run) is finished, both the heater ready signal ON count and the rest time count values are cleared (ST7). The above processing continues until the ready state is canceled and the apparatus stops (ST8).
[0065]
If the distortion prevention rotation control of the press roller is executed based solely on the stationary time of the press roller 3, wasteful idle rotation (pre-run) occurs. That is, when the idling (pre-run) for the copy operation or the temperature control of the press roller 3 is performed, the idling for preventing the press roller from being distorted is unnecessary. In order to prevent unnecessary idling (pre-run) (to avoid wasting unnecessary energy), both the number of times the heater ready signal is turned on and the stationary time are counted, and the press roller is counted based on both count values. Executes anti-distortion rotation control. When the idling (pre-run) for the copy operation or the temperature control of the press roller 3 is performed, both count values are cleared.
[0066]
For example, the reason for setting the stationary time, which is one of the execution conditions of the distortion prevention rotation control of the press roller, to 30 minutes or more is as follows. When the number of times of heating of the heat roller 2, that is, the number of times the heater ready signal is turned on, such as immediately after warming up or in a low temperature environment increases, idle rotation (pre-run) more than necessary for preventing permanent distortion is performed. This is to prevent such idling more than necessary and minimize the increase in energy consumption. Thereby, it is possible to realize both prevention of permanent distortion and energy saving.
[0067]
The present invention described above is summarized as follows.
[0068]
Separately (independently) from idling (pre-run) by normal temperature control of the press roller 3, both the heater ready signal ON count and the stationary time are counted. For example, the heater ready signal ON count is 200 times or more and When the stationary time becomes 30 minutes or more, the stationary position is changed to prevent permanent distortion by performing a low speed idling (pre-run) for 10 seconds. As a result, a complicated mechanism for separating the press roller 3 from the heat roller 2 during the ready is not required. Therefore, permanent deformation of the press roller 3 can be prevented without increasing the cost. Furthermore, since it is not necessary to set the temperature of the press roller 3 higher than necessary, it is possible to realize both prevention of permanent distortion and energy saving.
[0069]
In the fixing device, the image forming apparatus, and the rotation control method of the present invention, when the number of times the heater ready signal is turned on is equal to or greater than the predetermined number and the stationary time is equal to or longer than the predetermined time, the press roller 3 is predetermined. You may make it rotate only a rotation angle (or only for predetermined time). For example, if it is rotated about 10 ° to 15 ° (rotation of about 1 second), distortion can be prevented. In addition, the power consumption at this time is extremely small.
[0070]
Alternatively, in the fixing device, the image forming apparatus, and the rotation control method of the present invention, a plurality of press rollers 3 are provided when the heater ready signal is turned on a predetermined number of times or more and the stationary time is a predetermined time or more. You may make it rotate (2 half rotation, 3 half rotation, etc.). In this way, by rotating a plurality of times, distortion can be prevented and the surface temperature of the press roller 3 can be made uniform. That is, it can also serve as part of temperature control.
[0071]
Furthermore, in the fixing device, the image forming apparatus, and the rotation control method of the present invention, the number of times the heater ready signal is turned on is equal to or more than a predetermined number included in the range of 200 to 350 times, and the stationary time is 20 minutes to You may make it perform the distortion prevention rotation control of a press roller, when it becomes more than predetermined time included in the range for 1 hour 20 minutes. The creep amount indicating the amount of distortion that adversely affects image quality or the like is approximately 250 μm (see FIG. 4). When the rest time of the press roller 3 is about 1 hour, the creep amount is 100 μm to 150 μm. The energy consumed to rotate the press roller 3 for about 10 seconds is about 1 to 3 Wh. That is, a sufficient effect can be obtained by simply rotating the press roller 3 for about 10 seconds per hour.
[0072]
In this embodiment, the fixing device that fixes the toner image to the transfer material P conveyed from the bottom to the top has been described. However, the present invention is not limited to such a fixing device. For example, the present invention can be applied to a fixing device that fixes a toner image to a transfer material that is conveyed horizontally, and the same effect can be obtained. Further, the IH coil 11 is not limited to the type described above, and may be, for example, a type divided into a plurality of types.
[0073]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, the embodiments may be appropriately combined as much as possible, and in that case, the combined effect can be obtained. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the column of the effect of the invention Can be obtained as an invention.
[0074]
【The invention's effect】
An object of the present invention is to provide a fixing device and a rotation control method capable of efficiently preventing a press roller from being distorted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to an example of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a fixing device applied to the image forming apparatus illustrated in FIG.
FIG. 3 is a control block diagram for operating the fixing device shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a press roller stationary time (leaving time) and a permanent strain amount (creep amount).
FIG. 5 is a flowchart showing an example of rotation control according to an example of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fixing device, 2 ... Heat roller, 3 ... Press roller, 4 ... Pressure mechanism, 5 ... Peeling claw, 6 ... Web cleaning mechanism, 7 ... Thermistor, 8 ... Thermistor, 9 ... Oil roller, 10 ... Cleaning roller, DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... IH coil, 12 ... Coil holder, 13 ... Density sensor, 32 ... Switching circuit, 33 ... Drive control part, 101 ... Digital copying apparatus (image forming apparatus), 102 ... Image reading apparatus (scanner), 103 ... Image Forming sections 103, 123 ... fixing motor, 151 ... main control device, 152 ... motor drive circuit

Claims (5)

被定着媒体に対してトナー像を熱及び圧力により定着させるための一対のヒートローラ及びプレスローラを備えた定着装置であって、
前記ヒートローラの温度値を検出する第1の温度値検出手段と、
前記第1の温度値検出手段による温度値検出結果に基づき、前記ヒートローラを加熱する熱源のオン/オフを制御するとともに、熱源オンの回数をカウントする温度制御手段と、
前記プレスローラを回転させる回転手段と、
前記プレスローラの静止時間をカウントするカウント手段と、
前記熱源オンの回数が所定回数以上かつ、前記静止時間が所定時間以上の場合に、前記回転手段により前記プレスローラを回転させる第1の回転制御手段と、
を備えたことを特徴とする定着装置。
A fixing device comprising a pair of heat rollers and a press roller for fixing a toner image to a fixing medium by heat and pressure,
First temperature value detecting means for detecting a temperature value of the heat roller;
Based on the temperature value detection result by the first temperature value detection means, the temperature control means for controlling the on / off of the heat source for heating the heat roller and counting the number of times the heat source is turned on,
A rotating means for rotating the press roller;
Counting means for counting the rest time of the press roller;
A first rotation control means for rotating the press roller by the rotation means when the heat source is turned on a predetermined number of times or more and the stationary time is a predetermined time or more ;
A fixing device comprising:
前記回転手段は、前記ヒートローラを直接的に回転させることにより、前記ヒートローラの回転に対応して前記プレスローラを間接的に回転させる手段であって、
前記プレスローラの温度値を検出する第2の温度検出手段と、
前記第2の温度値検出手段による温度検出結果に基づき、前記プレスローラを回転させる第2の回転制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
The rotating means is means for indirectly rotating the press roller corresponding to the rotation of the heat roller by directly rotating the heat roller,
Second temperature detecting means for detecting a temperature value of the press roller;
Second rotation control means for rotating the press roller based on a temperature detection result by the second temperature value detection means;
The fixing device according to claim 1, further comprising:
被定着媒体に対してトナー像を熱及び圧力により定着させるための一対のヒートローラ及びプレスローラの回転を制御する方法であって、
ヒートローラの温度値検出結果に基づき、前記ヒートローラを加熱する熱源のオン/オフを制御するとともに、熱源オンの回数をカウントし、
熱源オンの回数が所定回数以上かつ、前記プレスローラの静止時間が所定時間以上の場合に、前記プレスローラを回転する、
ことを特徴とする回転制御方法。
A method for controlling rotation of a pair of heat rollers and a press roller for fixing a toner image to a fixing medium by heat and pressure,
Based on the detection result of the temperature value of the heat roller, the on / off of the heat source for heating the heat roller is controlled, and the number of times the heat source is turned on is counted.
When the number of times the heat source is turned on is equal to or greater than a predetermined number and the stationary time of the press roller is equal to or greater than a predetermined time, the press roller is rotated .
And a rotation control method.
コピー動作が行われた場合には、前記温度制御手段は前記熱源オンのカウントをクリアし、前記カウント手段は前記プレスローラの静止時間のカウントをクリアすることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。  The temperature control unit clears the heat source ON count when the copy operation is performed, and the count unit clears the press roller stationary time count. Fixing device. プレスローラの回転が行われた場合には、前記温度制御手段は前記熱源オンのカウントをクリアし、前記カウント手段は前記プレスローラの静止時間のカウントをクリアすることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。  The temperature control means clears the heat source on count when the press roller is rotated, and the count means clears the rest time count of the press roller. The fixing device described.
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