JP5091558B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、内部に複数の加熱源を有する回転自在な定着ローラと前記定着ローラと圧接して加圧する加圧ローラとの間で未定着の用紙を加熱加圧定着する定着装置を有する複写機、レーザープリンター等の画像形成装置に関し、特に、定着ローラからの用紙の分離を確実に達成することができる定着装置に関する。 The present invention relates to a copying machine having a fixing device that heats and fixes unfixed paper between a rotatable fixing roller having a plurality of heating sources therein and a pressure roller that presses and presses against the fixing roller. In particular, the present invention relates to an image forming apparatus such as a laser printer, and more particularly to a fixing apparatus that can reliably achieve separation of a sheet from a fixing roller.
一般に、複写機、レーザープリンター等の画像形成装置には、内部に複数の加熱源を有する回転自在な定着ローラと前記定着ローラと圧接して加圧する加圧ローラとを有し、前記定着ローラと前記加圧ローラの間で未定着の用紙を加熱加圧定着する定着装置が用いられている。
従来技術として、定着ベルトを用いた場合のベルトと用紙の剥離時の温度及び冷却方法について提案されている(特許文献1、2)。ここでは、それぞれ冷却手段を設けているので冷却効果は認められるが、特別な冷却手段を用いていること、ベルト定着方式を用いているため部品点数が多くなっていることそれぞれから、コスト面で高価になってしまう点、スペースが必要となる点が課題として挙げられる。
In general, an image forming apparatus such as a copying machine or a laser printer includes a rotatable fixing roller having a plurality of heating sources therein and a pressure roller that presses and presses the fixing roller. A fixing device that heats and fixes an unfixed sheet between the pressure rollers is used.
As a conventional technique, a temperature and a cooling method when a fixing belt is used and a belt and a sheet are peeled are proposed (
また、他の従来技術として、定着ローラを用いて冷却手段を併せ持っているものが提案されている(特許文献3)。
ここでも冷却手段による効果は認められるが、ニップ部から冷却分離までの用紙がローラと接する部分においてヒータの熱を直接受けるので当該部分での冷却効果が得られないばかりかヒータ点灯のタイミングによっては逆に加熱されてしまうことがある点、特別な冷却手段を用いることによるコストアップが課題として挙げられる。
Although the effect of the cooling means is recognized here as well, since the paper from the nip to the cooling separation is directly subjected to the heat of the heater at the portion where it contacts the roller, the cooling effect at that portion cannot be obtained, and depending on the timing of the heater lighting On the other hand, there is a problem that heating may occur, and cost increases due to the use of special cooling means.
前述の従来技術においては、用紙が定着ニップにて加熱された後定着部材から分離されるときに十分冷却されることによる画質向上を目的としている。冷却されることによる他の効果として定着部材からの用紙の分離性が挙げられる。
一般的に、特に白黒画像形成装置では定着ニップの下流側に先端の尖った爪のような部材を当接して用紙の分離を行っているが色々な条件下では分離が不十分となり用紙ジャムが発生することがあった。
また、カラー画像形成装置では白黒画像形成装置に比べ画質に対する要求が厳しく、白黒画像形成装置で主に用いられてきた定着部材に先端の尖った爪のような部材を当接させて強制分離するような方法は、直接定着部材に接する部分にて定着部材の表面性が他の部分と異なってしまうことに起因して、例えば画像光沢ムラのような画質劣化を招いてしまう。
The above-described prior art aims to improve image quality by sufficiently cooling the sheet when it is separated from the fixing member after being heated at the fixing nip. Another effect of cooling is separation of the paper from the fixing member.
In general, in black-and-white image forming apparatuses, a sheet such as a claw with a sharp tip is brought into contact with the downstream side of the fixing nip to separate sheets. However, under various conditions, separation becomes insufficient and sheet jam occurs. It sometimes occurred.
In addition, the color image forming apparatus has stricter requirements for image quality than the black and white image forming apparatus, and the fixing member which has been mainly used in the black and white image forming apparatus is brought into contact with a member such as a claw having a sharp tip to forcibly separate it. Such a method causes deterioration in image quality such as unevenness of image gloss, for example, because the surface property of the fixing member is different from other portions in the portion that directly contacts the fixing member.
そこで、カラー画像形成装置においては、たとえば定着部材に微小なギャップを持って近接された通紙幅全域に渡る板状部材(分離板)のような非接触式の分離方法が用いられているが、接触式に比べて分離性能が低下することは否めない。分離性能に寄与する要因として用紙と定着部材が分離する時の定着部材温度が挙げられる。特許文献2の記載にあるように冷却された時のほうが、「トナー同士の凝集力」>「トナーと定着部材の接着力」の傾向が強くなり分離性能が向上する。従来技術において冷却手段について開示されているが、ベルト定着装置である点や、特別な冷却手段を用いている点からコスト面及びスペース面での課題があった。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、画像形成装置において定着ローラからの用紙の分離を確実に達成することができる定着装置を提供することである。
Therefore, in the color image forming apparatus, for example, a non-contact type separation method such as a plate-like member (separation plate) over the entire sheet passing width adjacent to the fixing member with a minute gap is used. It cannot be denied that the separation performance is reduced as compared with the contact type. A factor contributing to the separation performance is the fixing member temperature when the paper and the fixing member are separated. As described in Patent Document 2, the tendency of “cohesive force between toners”> “adhesive force between toner and fixing member” becomes stronger and the separation performance is improved when cooled. Although the cooling means is disclosed in the prior art, there are problems in terms of cost and space because of the belt fixing device and the use of special cooling means.
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a fixing device that can reliably achieve separation of a sheet from a fixing roller in an image forming apparatus. .
上述の目的を達成するために、請求項1記載の発明は、内部に熱源を有し、該熱源によって内部を加熱する回転自在な定着ローラと、該定着ローラと圧接して加圧する加圧ローラとを有し、前記定着ローラと前記加熱ローラにより形成されるニップ部で未定着の用紙を加熱加圧定着する定着装置であって、前記定着ローラ内部において、前記熱源と前記ニップ部との間に配置され、前記熱源から前記ニップ部に向けて放射される放射熱を遮蔽する遮蔽部材を備え、前記遮蔽部材は、前記定着ローラ内を周方向に移動可能であり、前記ニップ部に対する位置を変更することにより、前記ニップ部おいて前記放射熱により加熱される領域を変更可能である定着装置を特徴とする。
また、請求項2記載の発明は、未定着画像の定着に必要な前記定着ローラの温度をT1、前記用紙が前記ニップ部を通過後、前記定着ローラから剥離する際の分離抵抗力が所定の値以下となる前記定着ローラの温度をT2とした時に、前記定着ローラと前記加圧ローラにより形成される前記ニップ部直前の前記定着ローラの温度TinがT1以上となるように制御すると共に、前記遮蔽部材の位置を制御することにより前記ニップ部直後の前記定着ローラの温度ToutがT2以下となり且つT1>T2となるように温度制御する温度制御手段と、を備えたことを特徴とする。
To achieve the above object, a first aspect of the present invention, which incorporates a heat source, a rotatable fixing roller for heating the interior by heat source, fixing roller and the pressure to pressurize the pressure roller DOO has, the fixing roller and the nip formed by the heating roller to a fixing device for heating and pressurizing pressure fixing a sheet of unfixed, inside the fixing roller, and a pre-Symbol heat source the nip And a shielding member that shields radiant heat radiated from the heat source toward the nip portion, the shielding member being movable in the circumferential direction within the fixing roller, and with respect to the nip portion The fixing device is characterized in that the region heated by the radiant heat in the nip portion can be changed by changing the position .
According to a second aspect of the present invention, the temperature of the fixing roller necessary for fixing an unfixed image is T1, and the separation resistance when the sheet is separated from the fixing roller after passing through the nip portion is predetermined. the temperature of the fixing roller becomes a value less than when the T2, the temperature Tin of the fixing roller of the nip portion immediately before is formed by the pressure roller and the fixing roller is controlled to be above T1, the Temperature control means for controlling the temperature of the fixing roller immediately after the nip portion by controlling the position of the shielding member so that the temperature Tout of the fixing roller is equal to or lower than T2 and T1> T2.
また、請求項3記載の発明は、前記遮蔽部材は、当該遮蔽部材に重ねられた補助遮蔽部材を備え、前記補助遮蔽部材が前記定着ローラ内を移動することにより前記遮蔽部材の遮蔽範囲が変更可能となっている請求項1または2に記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項4記載の発明は、複数の用紙搬送速度に応じて前記遮蔽部材の位置及び遮蔽範囲が選択される請求項3に記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項5記載の発明は、前記定着装置の設置環境により前記遮蔽部材の位置及び遮蔽範囲が選択される請求項3に記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項6記載の発明は、前記用紙の通紙枚数に応じて前記遮蔽部材の位置及び遮蔽範囲が変更される請求項3に記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項7記載の発明は、前記定着装置のウォームアップ動作時、待機時、通紙時のそれぞれに異なるように前記遮蔽部材の位置及び遮蔽範囲が選択される請求項3に記載の定着装置を特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the shielding member includes an auxiliary shielding member superimposed on the shielding member, and the shielding range of the shielding member is changed when the auxiliary shielding member moves in the fixing roller. The fixing device according to
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the third aspect, wherein the position and the shielding range of the shielding member are selected according to a plurality of sheet conveyance speeds.
According to a fifth aspect of the invention, there is provided the fixing device according to the third aspect, wherein a position and a shielding range of the shielding member are selected according to an installation environment of the fixing device.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the third aspect, wherein a position and a shielding range of the shielding member are changed in accordance with the number of passing sheets .
According to a seventh aspect of the present invention, the fixing member according to the third aspect is configured such that the position and the shielding range of the shielding member are selected differently during warm-up operation, standby, and paper passing of the fixing device. Features the device .
また、請求項8記載の発明は、前記定着ローラからの用紙分離手段として、非接触の分離手段が用いられる請求項1乃至7のいずれか一項に記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項9記載の発明は、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の定着装置を有する画像形成装置を特徴とする。
According to an eighth aspect of the invention, there is provided the fixing device according to any one of the first to seventh aspects , wherein a non-contact separating unit is used as the sheet separating unit from the fixing roller.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus having the fixing device according to any one of the first to eighth aspects .
本発明によれば、定着ローラ内部に配置され定着ローラ内を選択的に加熱することを可能とする遮蔽部材を有し、定着に必要な定着ローラ温度をT1、用紙がニップ部を通過後定着ローラから剥離する際の分離力が所定の値以下となる定着ローラ温度をT2とした時に、定着ローラと加圧ローラにより形成されるニップ部直前定着ローラ温度がT1以上、ニップ部直後定着ローラ温度がT2以下であり且つT1>T2に制御しているので定着ローラからの用紙の分離を安価な構成で確実に達成することができる。
また、本発明によれば、遮蔽部材は定着ローラと加圧ローラにより形成されるニップ近傍部を遮蔽し、加熱源からニップ部分の直接加熱を避けるようにしたので定着ローラからの用紙の分離を安価な構成で達成することができる。
According to the present invention, there is a shielding member that is disposed inside the fixing roller and that can selectively heat the inside of the fixing roller, the fixing roller temperature necessary for fixing is T1, and the sheet is fixed after passing through the nip portion. When the fixing roller temperature at which the separating force when peeling from the roller becomes a predetermined value or less is T2, the fixing roller temperature immediately before the nip formed by the fixing roller and the pressure roller is T1 or more and the fixing roller temperature immediately after the nip Is T2 or less and T1> T2 is controlled, so that separation of the sheet from the fixing roller can be reliably achieved with an inexpensive configuration.
Further, according to the present invention, the shielding member shields the vicinity of the nip formed by the fixing roller and the pressure roller and avoids direct heating of the nip portion from the heating source, so that the sheet is separated from the fixing roller. This can be achieved with an inexpensive configuration.
また本発明によれば、遮蔽部材は該定着ローラ内を移動可能に構成されているので、印刷条件により異なる分離最適条件に対応した定着ローラの用紙分離時温度を安価な構成で制御することで定着ローラからの用紙の分離を達成することができる。
また本発明によれば、遮蔽部材は遮蔽範囲を変更可能に構成されているので、印刷条件により異なる分離最適条件に対応した定着ローラの用紙分離時温度を安価な構成で制御することで定着ローラからの用紙の分離を達成することができる。
また本発明によれば、複数の用紙搬送速度に応じて遮蔽部材位置、範囲を選択しているので用紙搬送速度により異なる分離最適条件に対応した定着ローラの用紙分離時温度を安価な構成で制御することで定着ローラからの用紙の分離を達成することができる。
Further, according to the present invention, since the shielding member is configured to be movable in the fixing roller, the sheet separation temperature of the fixing roller corresponding to the optimum separation condition depending on the printing conditions can be controlled with an inexpensive structure. Separation of the paper from the fuser roller can be achieved.
According to the present invention, since the shielding member is configured to be able to change the shielding range, the fixing roller can be controlled by controlling the sheet separation temperature of the fixing roller corresponding to the optimum separation condition depending on the printing conditions with an inexpensive configuration. Separation of the paper from the can be achieved.
Further, according to the present invention, since the shielding member position and range are selected according to a plurality of paper conveyance speeds, the temperature at the time of paper separation of the fixing roller corresponding to the optimum separation condition depending on the paper conveyance speed is controlled with an inexpensive configuration. Thus, separation of the sheet from the fixing roller can be achieved.
また本発明によれば、装置設置環境により遮蔽部材位置、範囲を選択しているので設置環境により異なる分離最適条件に対応した定着ローラの用紙分離時温度を安価な構成で制御することで定着ローラからの用紙の分離を達成することができる。
また本発明によれば、通紙枚数に応じて遮蔽部材位置、範囲を変更しているので通紙枚数により異なる分離最適条件に対応した定着ローラの用紙分離時温度を安価な構成で制御することで定着ローラからの用紙の分離を達成することができる。
また本発明によれば、ウォームアップ動作時、待機時、通紙時それぞれ異なる遮蔽部材位置、範囲を選択するので用紙分離とウォームアップ時間の短縮、通紙開始直後の温度落ち込み防止等要求項目を成立することができる。
また本発明によれば、該遮蔽部材を複数の加熱源の間に設置しているので定着ローラからの用紙の分離を安価な構成で達成することができる。
Further, according to the present invention, since the position and range of the shielding member are selected according to the installation environment of the apparatus, the fixing roller can be controlled by controlling the temperature at the time of paper separation of the fixing roller corresponding to the optimum separation condition depending on the installation environment with an inexpensive configuration. Separation of the paper from the can be achieved.
Further, according to the present invention, since the position and range of the shielding member are changed according to the number of sheets to be passed, it is possible to control the temperature at the time of sheet separation of the fixing roller corresponding to optimum separation conditions depending on the number of sheets to be passed with an inexpensive configuration. Thus, separation of the sheet from the fixing roller can be achieved.
Further, according to the present invention, since different shielding member positions and ranges are selected for the warm-up operation, standby, and paper passing, the required items such as paper separation and warm-up time are shortened, and the temperature drop immediately after the start of paper feeding is specified. It can be established.
Further, according to the present invention, since the shielding member is installed between the plurality of heating sources, separation of the sheet from the fixing roller can be achieved with an inexpensive configuration.
また本発明によれば、ウォームアップ動作時、通紙時それぞれ異なる遮蔽部材位置、範囲を選択するので用紙分離とウォームアップ時間の短縮、通紙開始直後の温度落ち込み防止等要求項目を成立することができる。
また本発明によれば、通紙する用紙サイズにより複数ある加熱源のうち少なくとも一方を強制消灯しているので、用紙サイズにより異なる分離最適条件に対応した定着ローラの用紙分離時温度を安価な構成で制御することで定着ローラからの用紙の分離を達成することができる。
また本発明によれば、非接触分離手段においても定着ローラからの用紙の分離を安価な構成で達成することができる。
また本発明によれば、定着ローラからの用紙の分離を確実に達成できる定着装置を有するので画像形成装置における用紙分離が確実に達成できる。
Further, according to the present invention, since different shielding member positions and ranges are selected at the time of warm-up operation and paper passing, required items such as paper separation, shortening of warm-up time, prevention of temperature drop immediately after the start of paper passing can be satisfied. Can do.
Further, according to the present invention, since at least one of the plurality of heating sources is forcibly turned off depending on the size of paper to be passed, the temperature at the time of paper separation of the fixing roller corresponding to the optimum separation condition depending on the paper size can be reduced. In this way, separation of the sheet from the fixing roller can be achieved.
Further, according to the present invention, the separation of the sheet from the fixing roller can be achieved with an inexpensive configuration even in the non-contact separation unit.
In addition, according to the present invention, since the fixing device that can reliably achieve the separation of the sheet from the fixing roller is provided, the sheet separation in the image forming apparatus can be reliably achieved.
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
ここでは、本発明を画像形成装置であるカラーレーザプリンタ(以下、単に「プリンタ」という)に適用した実施形態について説明する。
図1は、本発明によるプリンタの一実施形態の概略構成ブロック図である。
図1に示すように、このプリンタは、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの4つの画像形成手段を横に並べて配置してタンデム画像形成部を構成するようにしたもので、タンデム画像形成部においては、個々のトナー像形成手段である画像形成部101Y、101C、101M、101Kが、図中有左から順に配置されている。ここで、各符号の添字Y、C、M、Kは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒用の部材であることを示す。
また、タンデム画像形成部においては、個々画像形成部101Y、101C、101M、101Kは、潜像担持体としてのドラム状の感光体21Y、21C、21M、21Kのまわりに、帯電装置、現像装置10Y、10C、10M、10K、感光体クリーニング装置等を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Here, an embodiment in which the present invention is applied to a color laser printer (hereinafter simply referred to as “printer”) as an image forming apparatus will be described.
FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of a printer according to the present invention.
As shown in FIG. 1, this printer is configured such that four image forming units of yellow, cyan, magenta, and black are arranged side by side to form a tandem image forming unit. In the tandem image forming unit, The
In the tandem image forming unit, the individual
また、プリンタの上部には、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色トナーが充填されたトナーボトル2Y、2C、2M、2Kが配置されている。そして、このトナーボトル2Y、2C、2M、2Kから図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色現像装置10Y、10C、10M、10K、に各色トナーが補給される。
また、タンデム画像形成部の下部に潜像形成手段としての光書込ユニット9が設けられる。この光書込ユニット9は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体21Y、21C、21M、21Kの表面にレーザ光を走査しながら照射するように構成されている。
また、タンデム画像形成部の直ぐ上には、中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト1が設けられている。この中間転写ベルト1は、支持ローラ1a、1bに掛け回され、この支持ローラのうち駆動ローラ1aの回転軸には駆動源としての図示しない駆動モータが連結されている。この駆動モータを駆動させると、中間転写ベルト1が図中反時計回りに回転移動するとともに、従動可能な支持ローラ1bが回転する。中間転写ベルト1の内側には、感光体21Y、21C、21M、21K上に形成されたトナー像を中間転写ベルト1上に転写するための一次転写装置11Y、11C、11M、11Kが設けられている。
In addition,
Further, an optical writing unit 9 as a latent image forming unit is provided below the tandem image forming unit. The optical writing unit 9 includes a light source, a polygon mirror, an f-θ lens, a reflection mirror, and the like, and irradiates the surface of each of the
Further, an endless belt-like
また、上記1次転写装置11Y、11C、11M、11Kより中間転写ベルト1の駆動方向下流に2次転写装置としての2次転写ローラ4が設けられる。この2次転写ローラ4と中間転写ベルト1を挟んで反対の側には、支持ローラ1bが配置されており、押部材としての機能を果たしている。
また、給紙カセット8、給紙コロ7、レジストローラ6等が備えられ、2次転写ローラ4によりトナー像を転写された記録媒体(転写紙)Sの進行方向に関して2次転写ローラ4の下流部には、記録媒体S上の画像を定着する定着装置5、排紙ローラ3を備えている。
Further, a secondary transfer roller 4 as a secondary transfer device is provided downstream of the
Further, a paper feed cassette 8, a paper feed roller 7, a registration roller 6, and the like are provided, and the downstream side of the secondary transfer roller 4 with respect to the traveling direction of the recording medium (transfer paper) S on which the toner image is transferred by the secondary transfer roller 4. The unit includes a
次に、上記プリンタの画像形成動作について説明する。
まず、その感光体21Y、21C、21M、21Kが回転され、感光体21Y、21C、21M、21Kの回転とともに、まず帯電装置17Y、17C、17M、17Kで感光体21Y、21C、21M、21Kの表面が一様に帯電される。次いで、画像データを光書込ユニット9からのレーザによる書込み光を照射して感光体21Y、21C、21M、21K上に静電潜像を形成する。その後、現像装置10Y、10C、10M、10Kによりトナーが付着され静電潜像を可視像化することで各感光体21Y、21C、21M、21K上にそれぞれ、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの単色画像を形成する。
また、不図示の駆動モータで駆動ローラ1aを回転駆動して他の従動ローラ1b、2次転写ローラ4を従動回転し、中間転写ベルト1を回転搬送して、その可視像を一次転写装置11Y、11C、11M、11Kで中間転写ベルト1上に順次転写する。これによって中間転写ベルト1上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体21Y、21C、21M、21Kの表面は感光体クリーニング装置で残留トナーを除去して清掃して再度の画像形成に備える。
Next, an image forming operation of the printer will be described.
First, the
Further, the driving
また、上記画像形成のタイミングにあわせて、給紙カセット8からは記録媒体S先端が給紙コロ7により繰り出され、レジストローラ6まで搬送され、一旦停止する。そして、上記画像形成動作とタイミングを取りながら、二次転写ローラ4と中間転写ベルト1の間に搬送される。ここで、中間転写ベルト1と2次転写対向ローラ5とは記録媒体Sを挟んでいわゆる2次転写ニップを形成し、2次転写ローラ4にて中間転写ベルト1上のトナー像を記録媒体S上に2次転写する。
画像転写後の記録媒体Sは定着装置5へと送り込まれ、図8に示すように加熱源53を内部に有して温度制御手段によって表面を所定の温度に維持された定着ローラ51と、定着ローラ51に対向し定着ローラ51に圧接される加圧ローラ52により形成されるニップ部に用紙を挟持搬送することで用紙上のトナー像を加熱加圧し用紙に定着させる。
また、ニップ部から排出された用紙は、分離部材により分離された後、排紙ローラ3から機外に排出される。一方、画像転写後の中間転写ベルト1は、中間転写体クリーニング装置12で、画像転写後に中間転写ベルト1上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部による再度の画像形成に備える。
In accordance with the timing of image formation, the leading edge of the recording medium S is fed from the paper feed cassette 8 by the paper feed roller 7 and conveyed to the registration roller 6 and temporarily stops. Then, the sheet is conveyed between the secondary transfer roller 4 and the
The recording medium S after the image transfer is sent to the
Further, the paper discharged from the nip portion is separated by the separating member and then discharged from the paper discharge roller 3 to the outside of the apparatus. On the other hand, the
次に、本発明の要部である定着装置5について説明する。
まず、トナー像を用紙に定着させるためには定着ニップでの所定の定着温度、所定の圧力、所定の加熱加圧時間が必要である。この所定の条件は、主にトナーの特性に起因するも、トナーの単位面積当たりの付着量、装置の設置環境、用紙の種類等により決定するが、その定着装置により固有の範囲を持った値となる。
ここで、以上の種々条件から決定されるトナー像を用紙に定着させる定着最適温度をT1とする。最適温度は範囲を持った値であるが、ここでは最適範囲中の下限を示す意味合いが大きい。次に、定着ニップから排出される用紙の定着ローラ51からの分離について考える。発明の目的で述べているように用紙の分離に対して定着温度は低い方が有利である。定着ローラからの用紙分離の条件もその定着装置により固有の範囲を持った値であるが、定着ローラ51からの分離を達成できる上限温度をT2とする。すなわち、このT2は、定着ローラ51から剥離する際の分離抵抗力が所定の値以下となる定着ローラ51の温度となる。
Next, the fixing
First, in order to fix the toner image on the paper, a predetermined fixing temperature at the fixing nip, a predetermined pressure, and a predetermined heating and pressing time are required. This predetermined condition mainly depends on the characteristics of the toner, but is determined by the amount of toner adhered per unit area, the installation environment of the device, the type of paper, etc., but has a specific range depending on the fixing device. It becomes.
Here, T1 is the optimum fixing temperature for fixing the toner image determined from the above various conditions on the paper. The optimum temperature is a value having a range, but here, the significance of indicating the lower limit in the optimum range is large. Next, separation of the paper discharged from the fixing nip from the fixing
次に、分離達成可否を判断する指標として定着ニップを通過した用紙と定着ローラ51の剥離力を考える。トナーの付着量を一定の値になるよう統一された用紙を定着装置に通過させる。ここで、図2に示すように、定着ニップ直後、分離抵抗力を測定するための分離抵抗力測定装置として、定着ローラ51側に測定用の検出爪41を設ける。定着ニップ部を通過した用紙は定着ローラ51に巻き付く力を持って搬送されるため検出爪41に押し付けられる形で搬送される。このときの押し付け力を検出爪41の他端に設けたロードセル42により読み取るようにする。この値が用紙を定着ローラ51から剥離するのに必要な力でありこれを分離抵抗力とする。この所定の条件のもとに測定された分離抵抗力の大小により定着ローラ51からの用紙の分離が可能か否かを判断する。
Next, as an index for determining whether or not separation can be achieved, the peeling force between the sheet that has passed through the fixing nip and the fixing
図2は、図1に示したプリンタにおける分離抵抗力測定装置の概略構成図である。また、図3は、定着温度に対する定着ローラ51と用紙の分離抵抗力の変化を示すグラフ図である。なお、図3においては、定着温度を横軸に、定着ローラ51と用紙の分離抵抗力を縦軸に取ったグラフである。
図3に示すように、個々の値については装置固有の条件、設置環境等外的条件により変動するものであるがその傾向は同一であり、定着最適温度付近をピークとし、遠ざかるにつれ分離抵抗力は減少していく。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the separation resistance measuring device in the printer shown in FIG. FIG. 3 is a graph showing a change in the separation resistance between the fixing
As shown in FIG. 3, each value varies depending on external conditions such as the conditions unique to the apparatus and the installation environment, but the tendency is the same, with the peak around the optimum fixing temperature, and the separation resistance as the distance increases. Will decrease.
本例の場合定着温度160℃〜170℃の分離抵抗力をピークに定着温度が低くなると分離抵抗力も低くなっている。この定着装置においては分離抵抗力が30gf以下であれば定着ローラ51から用紙の分離が達成できることがわかっている。ここで言う分離が達成できるレベルは、分離部材として検出爪41を用いている場合は用紙の先端までトナー画像が印字された状態においても用紙がジャムすることなく通紙可能であることを言う。なお、分離部材として非接触の分離板を用いている場合は用紙の先端余白を2mm確保して印字された状態において用紙がジャムすることなく通紙可能であることを言う。
一方、定着最適温度は一例の定着装置では160℃〜180℃であり、このT1とT2の関係を図4に示す。図中曲線は図3に示した分離抵抗力と定着温度の関係であり、横破線で示す線が分離可能な分離抵抗力上限とする。この曲線と横破線の交点で示される定着温度が上述のT2である。一方、定着可能最適温度T1を縦破線にて示す。図4は、分離抵抗力と定着温度の関係を示すグラフ図である。
In the case of this example, the separation resistance decreases as the fixing temperature decreases with the peak at the separation resistance of 160 ° C. to 170 ° C. In this fixing device, it has been found that separation of the sheet from the fixing
On the other hand, the optimum fixing temperature is 160 ° C. to 180 ° C. in an example fixing device, and the relationship between T1 and T2 is shown in FIG. The curve in the figure represents the relationship between the separation resistance force and the fixing temperature shown in FIG. The fixing temperature indicated by the intersection of this curve and the horizontal broken line is T2 described above. On the other hand, the optimum fixing temperature T1 is indicated by a vertical broken line. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the separation resistance and the fixing temperature.
先に述べた通り、図4に示す定着最適温度近傍における分離抵抗力は、そのピーク値をとり定着最適領域と分離可能領域が両立する範囲が得られないことが多い。その分離抵抗力は定着最適温度から10deg〜20deg低下すると半減し、このとき分離可能領域となっている場合が多い。
ここで、定着温度Tについて図5に示すようにニップ入口温度(ニップ部直前の定着ローラ51の温度)Tinとニップ出口温度(ニップ部直後の定着ローラ51の温度)Toutに分けて考える。図5は、ニップ入口温度Tinとニップ出口温度Toutの概念を示す説明図である。
図5に示すように、定着性を確保するために必要な熱量はTinからToutにかけての全域温度であるが、温度制御しているのはニップ入口前の温度でありニップ入口温度Tinを代表値として考えられる。これに対し分離に影響する温度はニップ直後のトナー温度であり、定着ニップを排出された直後の定着ローラ温度、すなわちニップ出口温度Toutを代表値として考えられる。一般的には定着最適温度T1、分離可能温度T2を考える場合ともにニップ入口温度Tinを持って判断することが多い。これはニップ出口温度Toutがニップ入口温度Tinからニップで奪われる熱量を一律に減じた温度と考えているからであるが、本発明では定着最適温度T1についてはニップ入口温度Tin、分離可能温度T2についてはニップ出口温度Toutにて考える。前述のようにニップ前後では用紙及び加圧ローラ52に熱を奪われるためニップ入口温度Tin>ニップ出口温度Toutとなる。
As described above, the separation resistance in the vicinity of the optimum fixing temperature shown in FIG. 4 often takes a peak value, and a range in which the optimum fixing region and the separable region are compatible cannot be obtained. The separation resistance is reduced by half when it falls by 10 deg to 20 deg from the optimum fixing temperature, and at this time, it is often a separable region.
Here, as shown in FIG. 5, the fixing temperature T is divided into a nip inlet temperature (temperature of the fixing
As shown in FIG. 5, the amount of heat necessary to ensure the fixing property is the temperature of the entire region from Tin to Tout, but the temperature is controlled before the nip inlet, and the nip inlet temperature Tin is a representative value. Is considered. On the other hand, the temperature affecting the separation is the toner temperature immediately after the nip, and the fixing roller temperature immediately after the fixing nip is discharged, that is, the nip outlet temperature Tout can be considered as a representative value. In general, both the optimum fixing temperature T1 and the separable temperature T2 are considered with the nip inlet temperature Tin. This is because the nip outlet temperature Tout is considered to be a temperature obtained by uniformly reducing the amount of heat taken by the nip from the nip inlet temperature Tin. In the present invention, the nip inlet temperature Tin and the separable temperature T2 are set for the optimum fixing temperature T1. Is considered at the nip outlet temperature Tout. As described above, before and after the nip, the sheet and the
図6は、時間に対するニップ入口温度Tinとニップ出口温度Toutの変化を示すグラフ図である。図6に示すように、通常定着温度は温度制御部54(図5参照)により定着入口温度Tinを定着最適温度T1(以上)になるように制御される。
ニップ出口温度Toutについては特に制御されていないが、上述のようにニップで熱を奪われるため図中破曲線で示すようにTinの温度から奪熱分減じられた温度推移をニップ入口からニップ出口までの回転時間分遅れて現れる(ブロック矢印にて示す遅れ)。今まで述べたニップ中で熱を奪われることによるニップ入口温度Tinとニップ出口温度Toutとの関係と、定着可能温度T1から一定の温度を減じた値が分離可能温度T2である関係から一般的な定着装置においてはこのニップ出口温度Toutが分離可能温度T2以下となっていることが見受けられる。
FIG. 6 is a graph showing changes in the nip inlet temperature Tin and the nip outlet temperature Tout with respect to time. As shown in FIG. 6, the normal fixing temperature is controlled by the temperature controller 54 (see FIG. 5) so that the fixing inlet temperature Tin becomes the optimal fixing temperature T1 (or higher).
Although the nip outlet temperature Tout is not particularly controlled, heat is taken away at the nip as described above, so that the temperature transition obtained by subtracting the amount of heat taken away from the temperature of Tin as shown by the broken curve in the figure is changed from the nip inlet to the nip outlet. Appears delayed by the rotation time until (delay indicated by block arrow). It is general from the relationship between the nip inlet temperature Tin and the nip outlet temperature Tout due to the heat deprived in the nip described above and the value obtained by subtracting a fixed temperature from the fixable temperature T1 as the separable temperature T2. In such a fixing device, it can be seen that the nip outlet temperature Tout is equal to or lower than the separable temperature T2.
ところが、定着温度制御は通常ニップ入口温度近くの温度を検知しながら行っていてニップ入口温度Tinを制御していると言ってよい。このためニップ出口温度Toutは加熱源53の点灯タイミングによりTout>T2となってしまう場合がある。図6中の円内に囲んで示す場合であり、制御部温度Ts(Tin)が低くなると加熱源53は点灯される。このとき、定着ローラ51は温度検知部のみならず全周にわたって加熱されるためニップ出口温度Toutはその時の温度によることなく一律に加熱されニップ出口温度Toutは上昇してしまう。このときのニップ出口温度Toutがニップ可能温度T2ぎりぎりの値を示していた場合などは、図中Tout’にて示すように分離可能範囲を逸脱してしまう結果となる。
このように定着ローラ51上の温度検知している部分から下流範囲、主にニップ部分が必要以上に加熱され分離可能温度T2を越えてしまうことを防止するために加熱源53の熱量をニップ部分に直接与えないことを考える。
そこで、この実施形態では、図7に示すように定着ローラ51内ニップ部分の内側と加熱源53との間に遮蔽板55aを設けており、これにより、ニップ部分の直接加熱を防止する。この結果、図6のTout’に示した分離可能温度T2を越えていた定着ローラ温度挙動は、ニップ入口温度Tinからニップによる奪熱分を減じた破線Tに示す温度挙動となり、ニップ出口温度Toutは分離可能温度T2以下に制御される。
However, it can be said that the fixing temperature control is usually performed while detecting the temperature near the nip inlet temperature, and the nip inlet temperature Tin is controlled. For this reason, the nip outlet temperature Tout may become Tout> T2 depending on the lighting timing of the
Thus, in order to prevent the downstream area, mainly the nip portion from being heated more than necessary and exceeding the separable temperature T2 from the temperature detecting portion on the fixing
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 7, a
ここで、図8に、この遮蔽板55aの斜視図を示す。遮蔽板55aは定着ローラ51内側に加熱源53と概略平行に配置され通紙幅全域に渡りニップ部への熱量伝達を規制している。遮蔽板55aの取り付け方法はその両端を筐体の一部に熱膨張吸収考慮して段付きネジ等で固定されている。図8は、定着ローラ51内ニップ部分の内側と加熱源53との間に設けられた遮蔽板55aの斜視図である。
このように、本実施形態によれば、定着ローラ内部に配置され定着ローラ内を選択的に加熱することを可能とする遮蔽部材を有し、定着に必要な定着ローラ温度をT1、用紙がニップ部を通過後定着ローラから剥離する際の分離力が所定の値以下となる定着ローラ温度をT2とした時に、定着ローラと加圧ローラにより形成されるニップ部直前定着ローラ温度がT1以上、ニップ部直後定着ローラ温度がT2以下であり、かつT1>T2に制御しているので定着ローラからの用紙の分離を安価な構成で確実に達成することができる。
Here, FIG. 8 shows a perspective view of the
As described above, according to the present exemplary embodiment, the shielding member that is disposed inside the fixing roller and that can selectively heat the inside of the fixing roller is provided. When the fixing roller temperature at which the separation force when peeling from the fixing roller after passing through the portion becomes a predetermined value or less is T2, the fixing roller temperature immediately before the nip formed by the fixing roller and the pressure roller is T1 or more, Since the fixing roller temperature immediately after the section is T2 or less and T1> T2, the separation of the sheet from the fixing roller can be reliably achieved with an inexpensive configuration.
次に、定着ローラ51の肉厚、定着ローラ51の回転速度等の条件が異なる場合について考える。定着性を確保するための定着温度T1と分離性を確保するための定着温度T2を両立させる、遮蔽板55による遮蔽範囲、遮蔽位置の適正範囲はその条件毎により異なる。定着ローラ51の肉厚、材質により決定される熱源53からの熱を受け取る定着ローラ51の内周面からトナーに直接触れてその熱を与える外周面までの熱伝達時間、その伝達時間中に定着ローラ51が回転により移動する距離を考慮して遮蔽位置及び遮蔽範囲を決定する必要がある。
例えば、定着ローラ51肉厚が厚くなるほど熱伝達時間が長くなるので定着ローラ51がより上流で受け取った熱量がニップ部でトナーに伝達されることになる。つまり、肉厚が厚いほどニップ部よりも上流を遮蔽する必要があり遮蔽範囲を広くする必要が生じる。ただし、肉厚が厚くなり定着ローラ51の蓄熱量が大きくなるとニップで奪われる熱量を定着ローラ51の蓄熱量で十分に補えるためニップ出口温度Toの温度降下量が小さくなってしまうことには注意が必要である。同様に、定着ローラ51の回転速度が速いほど定着ローラ51がより上流で受け取った熱量がニップ部でトナーに伝達されることになる。回転速度が速いほどニップ部よりも上流を遮蔽する必要があり遮蔽範囲を上流側に配置する必要がある。
Next, consider a case where conditions such as the thickness of the fixing
For example, as the thickness of the fixing
ここで、画素密度を上げるため高画質印字時は線速(用紙搬送速度)を半分にする等の線速可変の場合を考える。この場合上述の理由から分離可能温度が最適に得られる遮蔽範囲又は位置は線速によって変化する。このような場合に遮蔽板55aの範囲又は位置を可変とし線速(用紙搬送速度)により最適な範囲又は位置に変更することが考えられる。
上述の理由から、低速印字時は、図7に示すようにニップ部を直接遮蔽するような遮蔽板55aの位置にすることが有効と考えられる。図7は、ニップ部を直接遮蔽するような位置に遮蔽板55aを設けた場合の概略図である。
また、高速印字時は上流側に移動させた図9に示すような遮蔽板55aの位置とすることが有効と考えられる。図9は、上流側に移動させた位置に遮蔽板55aを設けた場合の概略構成図である。
Here, in order to increase the pixel density, a case where the linear speed is variable such as halving the linear speed (paper conveyance speed) at the time of high-quality printing is considered. In this case, the shielding range or position where the separable temperature is optimally obtained varies depending on the linear velocity for the reasons described above. In such a case, it is conceivable that the range or position of the
For the reasons described above, it is considered effective to set the shielding
Further, at the time of high-speed printing, it is considered effective to set the position of the
また、同様に遮蔽範囲を変更する場合を考える。遮蔽範囲を変更する手段の一例として図10に示すような遮蔽板を2重構造とすることを考える。同様に上述の理由から低速印字時は、図10に示すように遮蔽板55aと遮蔽板55bを2枚重ねた遮蔽範囲が狭い状態とすることで分離可能温度が最適となると考えられる。また高速印字時は、図11に示すように遮蔽板55bを移動させ遮蔽範囲を広い状態とすることで分離可能温度が最適となると考えられる。なお、この遮蔽板55及び遮蔽板55の位置変更手段等によって温度制御手段が構成されるものである。また、この温度制御手段は、具体的には、各検出結果に応じて遮蔽板55の位置変更を含む各所の制御を行なうマイクロコンピュータ等で構成される。
図10は、遮蔽板55aと遮蔽板55bを2枚重ねた遮蔽範囲が狭い状態の概略構成図である。図11は、遮蔽板55bを移動させ遮蔽範囲が広い状態の概略構成図である。
Similarly, consider a case where the shielding range is changed. As an example of a means for changing the shielding range, consider that a shielding plate as shown in FIG. 10 has a double structure. Similarly, at the time of low-speed printing for the reasons described above, it is considered that the separable temperature is optimal by setting the shielding range in which two
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a state in which the shielding range is narrow by overlapping two
ここで、図7及び図9に示した実施形態を実現するための遮蔽板位置可変の具体例の斜視図を図12に示す。図12は、遮蔽板位置可変の具体例の斜視図である。
図12に示すように、遮蔽板55は両端を揺動可能な保持部材56によって保持されている。保持部材56は回転支点を中心に回転可能であり図7及び図9に示したような遮蔽板55の可動範囲を移動させることが可能である。移動に際しては、ソレノイド57と弾性部材58の組合せで実施することが一般的である。
また、図13に示すように、ステッピングモータ60を駆動源とすることも可能である。遮蔽板55の遮蔽位置を検出するために保持部材56の位置を検知する位置センサ59を設ける。位置センサ59により検出された位置情報に基づいて保持部材56に連結されたギヤ列61を介してステッピングモータ60を駆動制御して狙いの遮蔽範囲及び位置を得ることが可能となる。ステッピングモータ60を用いた場合には細かい遮蔽板55位置の変更制御が可能である。図13は、遮蔽板位置可変の他の具体例の斜視図である。
また、前記の移動可能な遮蔽板構成に固定された遮蔽板55aを組み合わせれば、図10及び図11に示した遮蔽範囲変更に対応することも可能である。
Here, a perspective view of a specific example of variable shielding plate position for realizing the embodiment shown in FIGS. 7 and 9 is shown in FIG. FIG. 12 is a perspective view of a specific example of variable shielding plate position.
As shown in FIG. 12, the shielding
Further, as shown in FIG. 13, a stepping
Further, if the
今まで述べてきたように、遮蔽範囲及び位置変更を用いて最適分離条件の異なる状況に対応することが可能となる。
そのひとつとして、装置設置環境により遮蔽範囲を変更することが考えられる。定着ローラ51の温度は温度検知部材により温度検知しているので所定の温度に維持されているが、用紙が設置環境の影響を受けることで分離最適温度が変化してくる。特に、用紙の含水分により用紙のこしが変化するため分離最適温度も変化することが考えられる。
そこで、装置に温湿度検知手段を設け、その検出値により遮蔽範囲を切り替えるようにしても良い。例えば、設置環境が高湿の場合は用紙のこしが弱く分離に対しては不利な状態である。このような時は、分離に有利なように図11に示すような遮蔽範囲を広くすることが考えられる。逆に、設置環境が低湿の場合は図10に示すように遮蔽範囲を狭くすることが有効である。ここでは分離性に寄与の大きい湿度の場合について述べたが、環境温度によって切り替えることも考えられる。
As described so far, it becomes possible to cope with different optimum separation conditions by using the shielding range and position change.
As one of them, it is conceivable to change the shielding range depending on the apparatus installation environment. Since the temperature of the fixing
Therefore, temperature / humidity detection means may be provided in the apparatus, and the shielding range may be switched according to the detected value. For example, when the installation environment is high humidity, the paper is weak and is not favorable for separation. In such a case, it is conceivable to widen the shielding range as shown in FIG. 11 so as to be advantageous for separation. Conversely, when the installation environment is low humidity, it is effective to narrow the shielding range as shown in FIG. Here, the case of humidity that greatly contributes to separation has been described, but switching according to environmental temperature is also conceivable.
同様に通紙枚数により遮蔽範囲を変更することが考えられる。すなわち、通紙を繰り返すことにより加圧ローラ52温度は上昇していく。この結果、定着性と分離性を両立させる定着温度範囲が変化してくる。そのため、通紙枚数により遮蔽板55位置の補正をすることで通紙枚数に左右されずに定着性と分離性を両立させることが可能となる。
例えば、通紙枚数が少ない時は、加圧ローラ52温度は低い状態である。この時加圧ローラ52からの熱が得られず定着性の観点からは熱量が不足する状態であり通紙初期は設定温度を高くすることで熱量不足を補うことが一般的に行われている。
一方、分離の観点からは加圧ローラ52の温度が低い場合に定着ローラ51に巻き付く方向に分離される傾向が確認されており定着性とは逆に設定温度を低くする方向が有利である。この通紙初期の相反する状態において、遮蔽板55による遮蔽範囲を図11に示すように広くすることでニップ入口温度Tinを高くしつつ、ニップ出口温度Toutを低く押さえることが可能となり定着性と分離の両立が可能となる。
Similarly, it is conceivable to change the shielding range depending on the number of sheets to be passed. That is, the temperature of the
For example, when the number of sheets to be passed is small, the temperature of the
On the other hand, from the viewpoint of separation, when the temperature of the
また、通紙枚数が多くなるにつれ定着性、分離性に余裕が生じるので定着温度を下げるとともに遮蔽板55の位置を図10に示すように遮蔽範囲を狭くしていくことで更に熱量の余裕ができる。また、加圧ローラ52内に加熱源を有し加圧ローラ温度を制御している定着装置の場合は、加圧ローラ52制御温度により制御位置範囲を変更することもできる。
通紙時の遮蔽板最適位置は上述の通りである。装置の状態が異なる場合、例えばウォームアップ時、待機時における遮蔽板の適正範囲位置も異なってくる。ウォームアップ時は加熱源53の熱量は全て定着ローラ51に与えることが好ましい。
Further, as the number of sheets to be passed increases, there is a margin in fixing property and separability, so that the fixing temperature is lowered and the shielding
The optimum position of the shielding plate during paper feeding is as described above. When the state of the apparatus is different, for example, the appropriate range position of the shielding plate during warm-up and standby is also different. At the time of warm-up, it is preferable to give all the heat amount of the
しかしながら、遮蔽板自体は熱を妨げるものなのでウォームアップ時の遮蔽範囲は設定可能な一番小さい範囲が良い(例えば図10の状態)。また、温度検知手段と遮蔽板55の位置関係であるが、定着ローラ51回転中は上流から蓄熱された状態の温度を検知するので検知手段54は、遮蔽板55の遮蔽範囲直前の位置が好ましい。しかし、ウォームアップ時の定着ローラ51の回転が停止している場合は、遮蔽板55の遮蔽範囲近傍にあると遮蔽の影響で定着ローラ51の昇温が鈍い部分の温度を検知することとなり近すぎないほうが良い。このことからもウォームアップ時の遮蔽板55の遮蔽範囲は設定可能な最小な範囲が好ましい。
また、ウォームアップ終了直後のオーバーシュートがしばしば問題となることがあるが、ウォームアップ終了直前に遮蔽板の遮蔽範囲を大きくすることで定着ローラ51温度上昇速度を鈍化させオーバーシュートの軽減を図ることも可能である。
また、待機時は定着ローラ51全体が均一な温度分布で、正確に温度検知されていることが好ましい。このため待機時の場合遮蔽範囲はなるべく小さい方が良く(例えば図10の状態)また温度検知手段からも遠ざかっていることが好ましい。ウォームアップ時と同様の理由である。
However, since the shielding plate itself prevents heat, the shielding range during warm-up is preferably the smallest range that can be set (for example, the state of FIG. 10). Further, the positional relationship between the temperature detecting means and the shielding
Also, overshoot immediately after the end of warm-up is often a problem, but by increasing the shielding range of the shielding plate immediately before the end of warm-up, the temperature rise rate of the fixing
Further, it is preferable that the temperature of the fixing
以上のように、遮蔽板55を用いてニップ出口温度Toutを制御することにより定着ローラ51からの用紙の分離を達成することが可能となる。その結果、従来カラー機では達成できていなかった定着ローラ51と加圧ローラ52の組合せによる定着装置において非接触の分離手段を用いての分離可能な条件範囲を広げることが可能となった。その結果、定着ローラ51と加圧ローラ52という低コストな組合せにおいて非接触分離部材を採用することが可能となり、高画質化が達成できる。
本発明の実施形態として、加圧ローラ1本の場合を述べてきたが、この構成に特化されるものではない。その他の構成として、加圧ローラ複数本の場合、加圧ローラの代わりに加圧ベルトを用いた場合等が考えられるがいずれの場合も同様の効果が得られると考えられる。
As described above, it is possible to achieve separation of the sheet from the fixing
Although the case of one pressure roller has been described as an embodiment of the present invention, it is not specialized for this configuration. As another configuration, in the case of a plurality of pressure rollers, a case where a pressure belt is used in place of the pressure roller can be considered, but the same effect is considered to be obtained in any case.
次に、加熱源53を複数用いた場合の特有の実施形態について説明する。図14は、加熱源53を複数用いた場合の実施形態の概略構成図である。
ここでは、加熱源2本の場合を用いて述べる。図14(a)に示すように、遮蔽板63を加熱源53aと加熱源53bの間に設ける。複数本加熱源を設ける目的は、ウォームアップ時のような大電力が必要な場合に電力を補填使用する、加熱源53aと加熱源53bの配光分布を、通紙幅中央付近を重点的に加熱するものと、通紙幅両端部を重点的に加熱するものとに作り分け、通紙する用紙サイズに応じて最適な温度分布になるように温度制御することが主なものである。
図14を参照して、この実施形態における、ウォームアップと通紙時の使い分けについて述べる。
まず、図14(a)に示すように、ウォームアップ時は定着ローラ51への熱の妨げにならないように遮蔽範囲を小さくする。このとき、加熱源53a、53bは両方点灯となる。加熱源53aはウォームアップ時通紙時ともに使用し、加熱源53bはウォームアップ専用となる。
そして、通紙時は加熱源53aのみ点灯制御され、基本的に通紙時に使用する加熱源53aはニップと遠い位置に配置し、図14(b)に示すように通紙時遮蔽板63は遮蔽範囲を大きくし、この結果加熱源53aの熱量がニップ部に直接伝わることを抑制できる。
Next, a specific embodiment in which a plurality of
Here, the case of using two heating sources will be described. As shown in FIG. 14A, a shielding
With reference to FIG. 14, the use in warming up and paper feeding in this embodiment will be described.
First, as shown in FIG. 14A, during the warm-up, the shielding range is reduced so as not to hinder the heat to the fixing
Then, only the
また、加熱源53を複数用いた場合に特有の別の実施形態を加熱源2本の場合を用いて述べる。遮蔽板の効果を更に上げるため、2本加熱源の使い方として一方を用紙最大幅の端部を重点的に加熱するためのものとし、もう一方を、用紙中央部付近を重点的に加熱するものとして構成する。中央付近はすなわち小サイズ用紙では用紙全体であり用紙中央から端部まで含まれる。用紙先端がニップから排出されるタイミングで加熱源を強制消灯することで遮蔽板による出口温度上昇防止効果を補填する。このとき通紙される紙サイズを検知し2本加熱源のうち用紙端部を重点的に加熱しているほうを消灯する。たとえば、大サイズ時は端部加熱源を消灯、小サイズ時は中央加熱源を消灯する。
Another embodiment specific to the case where a plurality of
1…中間転写ベルト、1a…駆動ローラ、1b…従動ローラ、2Y、2C、2M、2K…トナーボトル、3…排紙ローラ、4…二次転写ローラ、5…定着装置、5…転写対向ローラ、6…レジストローラ、7…給紙コロ、8…給紙カセット、9…光書込ユニット、10Y、10C、10M、10K…現像装置、11Y、11C、11M、11K…一次転写装置、12…中間転写体クリーニング装置、17Y、17C、17M、17K…帯電装置、21Y、21C、21M、21K…感光体、41…分離爪、42…ロードセル、51…定着ローラ、52…加圧ローラ、53…加熱源、54…温度検知制御手段、55…遮蔽板、55a…遮蔽板、55b…遮蔽板、56…保持部材、57…ソレノイド、58…弾性部材、59…位置センサ、60…ステッピングモータ、61…ギヤ列、63…遮蔽板、101Y、101C、101M、101K…画像形成部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記定着ローラ内部において、前記熱源と前記ニップ部との間に配置され、前記熱源から前記ニップ部に向けて放射される放射熱を遮蔽する遮蔽部材を備え、
前記遮蔽部材は、前記定着ローラ内を周方向に移動可能であり、前記ニップ部に対する位置を変更することにより、前記ニップ部おいて前記放射熱により加熱される領域を変更可能であることを特徴とする定着装置。 Nip which incorporates a heat source, comprising: a rotatable fixing roller for heating the interior by heat source and a pressure roller for pressing and fixing rollers and pressing, is formed by the heating roller and the fixing roller A fixing device that heat-presses and fixes unfixed paper in a section,
Inside the fixing roller, it is disposed between the front Stories heat source and the nip portion includes a shielding member for shielding the radiant heat radiated toward from said heat source to said nip,
The shielding member is movable in the circumferential direction in the fixing roller, and a region heated by the radiant heat in the nip portion can be changed by changing a position with respect to the nip portion. A fixing device.
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 temperature of the fixing roller required for fixing an unfixed image is T1, and the temperature of the fixing roller at which the separation resistance when the sheet is separated from the fixing roller after passing through the nip portion is equal to or less than a predetermined value. When T2 is set, the temperature Tin of the fixing roller immediately before the nip formed by the fixing roller and the pressure roller is controlled to be equal to or higher than T1, and the position of the shielding member is controlled by controlling the position of the shielding member. Temperature control means for controlling the temperature so that the temperature Tout of the fixing roller immediately after the nip portion is T2 or less and T1> T2.
The fixing device according to claim 1, further comprising:
前記補助遮蔽部材が前記定着ローラ内を周方向に移動することにより前記遮蔽部材の遮蔽範囲が変更可能となっていることを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the shielding range of the shielding member can be changed by the auxiliary shielding member moving in the circumferential direction in the fixing roller.
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