JP5578349B2 - Fixing apparatus, image forming apparatus, and temperature control method for fixing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、記録媒体に画像を定着させる定着装置、及びその温度制御方法、並びに定着装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that fixes an image on a recording medium, a temperature control method therefor, and an image forming apparatus including the fixing device.
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置において、紙などの記録媒体に転写されたトナー画像を定着させる定着装置として、熱定着方式のものが主流となっている。この種の定着装置は、一般に、加熱源によって加熱される定着部材と、その定着部材に対向する対向部材とを有し、これらが互いに接触して形成される定着ニップに記録媒体を通過させることで、その記録媒体上の未定着トナー画像を熱と圧力で定着する。また、定着部材には、接触式又は非接触式の温度検知手段が設けられており、この温度検知手段で検知した温度に基づいて、定着部材の温度がトナー画像の定着に最適な温度を含む所定の温度範囲内に維持されるように、加熱源への通電・非通電が自動的に制御されている。 In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine of these, a heat fixing type is mainly used as a fixing device for fixing a toner image transferred onto a recording medium such as paper. ing. This type of fixing device generally has a fixing member heated by a heating source and a facing member facing the fixing member, and allows the recording medium to pass through a fixing nip formed in contact with each other. Then, the unfixed toner image on the recording medium is fixed with heat and pressure. The fixing member is provided with contact-type or non-contact-type temperature detection means. Based on the temperature detected by the temperature detection means, the temperature of the fixing member includes the optimum temperature for fixing the toner image. Energization / non-energization of the heating source is automatically controlled so as to be maintained within a predetermined temperature range.
しかし、上記のように定着部材の温度を所定の範囲内に制御しても、外気温度や外気湿度の状態によって定着性能は左右される。すなわち、外気温度が低い場合には、記録媒体としての紙等の温度が低くなり、外気湿度が高い場合には紙等が吸湿して含水率が高くなるため、定着性能が悪化する傾向がある。これは加熱面の温度が同じであっても定着ニップでの記録媒体の温度上昇が異なってくるからである。 However, even if the temperature of the fixing member is controlled within a predetermined range as described above, the fixing performance depends on the outside air temperature and the outside air humidity. That is, when the outside air temperature is low, the temperature of the paper or the like as a recording medium is low, and when the outside air humidity is high, the paper etc. absorbs moisture and the moisture content becomes high, so that the fixing performance tends to deteriorate. . This is because the temperature rise of the recording medium at the fixing nip differs even when the temperature of the heating surface is the same.
このような定着性能の悪化を防止するため、従来の画像形成装置では、外気温度及び外気湿度を検出する手段とその出力に応じて加熱面の温度を制御する定着装置や(例えば、特許文献1、2参照)、あるいは紙の含水率を検出して定着部材の温度を制御する画像形成装置等が種々提案されている(例えば、特許文献3参照)。 In order to prevent such deterioration of the fixing performance, in the conventional image forming apparatus, a fixing device that controls the temperature of the heating surface according to the means for detecting the outside air temperature and the outside air humidity and the output thereof (for example, Patent Document 1) 2), or various image forming apparatuses that detect the moisture content of paper and control the temperature of the fixing member have been proposed (see, for example, Patent Document 3).
また、紙の含水率が高くなると、温度の低い対向部材側に紙がカールしやすくなり、このような紙のカールは定着部材と対向部材の温度差が大きくなることにより顕著になることが知られている。特に、紙のカール量が増大すると、通紙性能が低下してジャムが生じたり、紙が排紙トレイ上に排出されても積載状態が悪くなったりする。 Further, it is known that when the moisture content of the paper increases, the paper tends to curl toward the opposing member having a low temperature, and such curling of paper becomes prominent when the temperature difference between the fixing member and the opposing member increases. It has been. In particular, when the curl amount of the paper increases, the paper passing performance deteriorates to cause a jam, or the stacking state deteriorates even if the paper is discharged onto the paper discharge tray.
そのため、従来、定着後の紙のカールを低減させる手段として、例えば、定着部材及び対向部材の双方に加熱源を備え、定着部材と対向部材の温度差を小さくするようにした画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献1、2、3、4参照)。
Therefore, conventionally, as a means for reducing the curling of the paper after fixing, for example, an image forming apparatus in which both the fixing member and the opposing member are provided with a heating source so as to reduce the temperature difference between the fixing member and the opposing member has been proposed. (See, for example,
図5は、従来の定着装置の温度制御方法を説明するための図である。同図の(a)は定着部材の表面温度、(b)は対向部材の表面温度、(c)は対向部材の内部に設けた加熱源への通電のON・OFFのタイミングチャートを示す。定着部材と対向部材にはそれぞれ表面温度を検知するための温度検知手段が設けてあり、各温度検知手段が検知した温度に基づいて、定着部材と対向部材は所定の目標温度(定着目標温度、対向目標温度)に維持されるように制御される。また、図5において、対向部材の蓄熱量を一点鎖線で示す。 FIG. 5 is a diagram for explaining a temperature control method for a conventional fixing device. (A) of the figure shows the surface temperature of the fixing member, (b) shows the surface temperature of the opposing member, and (c) shows an ON / OFF timing chart of energization to the heating source provided inside the opposing member. The fixing member and the opposing member are each provided with temperature detecting means for detecting the surface temperature. Based on the temperature detected by each temperature detecting means, the fixing member and the opposing member have a predetermined target temperature (fixing target temperature, (Opposed target temperature). In FIG. 5, the heat storage amount of the facing member is indicated by a one-dot chain line.
一般に、定着部材の温度は対向部材の温度よりも高く設定されている。このため、図5に示すt1の時点で定着部材と対向部材が回転を開始すると、定着ニップを介して定着部材から対向部材の周方向全体に熱が伝達され対向部材の表面温度が上昇する。その後、図5に示すt2からt3の間で定着ニップに通紙されると、紙によって対向部材の熱が奪われるため、対向部材の表面温度は低下する。そして、その紙が定着ニップを通過した図5のt3の時点から、次の紙が通紙される同図のt4までの間、対向部材は再び定着部材と接触し、定着部材から対向部材に熱が伝達され、対向部材の表面温度は上昇する。以降、連続して通紙する場合は、上記と同様に、対向部材における通紙時の温度低下と、非通紙時の温度上昇が繰り返される。 Generally, the temperature of the fixing member is set higher than the temperature of the opposing member. For this reason, when the fixing member and the opposing member start to rotate at time t1 shown in FIG. 5, heat is transmitted from the fixing member to the entire circumferential direction of the opposing member via the fixing nip, and the surface temperature of the opposing member rises. After that, when the paper is passed through the fixing nip between t2 and t3 shown in FIG. 5, the heat of the opposing member is taken away by the paper, so the surface temperature of the opposing member is lowered. Then, from the time point t3 in FIG. 5 when the paper passes through the fixing nip to the time t4 in FIG. 5 where the next paper is passed, the opposing member comes into contact with the fixing member again, and the fixing member changes to the opposing member. Heat is transferred and the surface temperature of the opposing member rises. Thereafter, when continuously passing paper, similarly to the above, the temperature decrease at the time of passing through the opposing member and the temperature increase at the time of non-passing paper are repeated.
上記のように、図5のt1からt2の間で対向部材の表面温度が上昇すると、表面温度が目標温度を超えるので、加熱源がOFFとなり、対向部材は加熱されない状態が続く。その結果、対向部材の表面温度が高くても、蓄熱量が不十分となる(図5の符号αで示す箇所を参照)。このため、その後、通紙が行われることにより紙によって熱が奪われると、対向部材の温度は急激に低下する。そして、対向部材の表面温度が目標温度を下回ると、加熱源はONとなるが、加熱部材は定着ニップの幅を確保する目的からある程度の厚さの弾性層を有しているので熱容量が大きく、加熱された熱が表面に伝達されるまでに時間を要する。さらに、装置の使用可能電力の制限から対向部材に与える熱源の容量は小さくせざるを得ないので、対向部材の熱応答性は良くない。このため、対向部材の表面温度は低下し続ける(図5の符号βで示す箇所を参照)。 As described above, when the surface temperature of the facing member rises between t1 and t2 in FIG. 5, the surface temperature exceeds the target temperature, so that the heating source is turned off and the facing member is not heated. As a result, even if the surface temperature of the opposing member is high, the amount of heat storage becomes insufficient (see the portion indicated by symbol α in FIG. 5). For this reason, if heat is taken away by paper passing after that, the temperature of an opposing member will fall rapidly. When the surface temperature of the opposing member falls below the target temperature, the heating source is turned on, but the heating member has an elastic layer with a certain thickness for the purpose of securing the width of the fixing nip, so that the heat capacity is large. It takes time for the heated heat to be transferred to the surface. Furthermore, since the capacity of the heat source given to the opposing member must be reduced due to the limitation of the usable power of the apparatus, the thermal response of the opposing member is not good. For this reason, the surface temperature of the opposing member continues to decrease (see the portion indicated by symbol β in FIG. 5).
その後、熱が対向部材の表面に伝わって表面温度が上昇するが、この熱が表面温度に伝わった時点では、逆に蓄熱量が多くなりすぎており、対向部材の加熱源をOFFにした後も表面温度は上昇して高くなりすぎてしまう(図5の符号γで示す箇所を参照)。以降、この繰り返しとなり、対向部材の温度はなかなか安定しない。 After that, the heat is transferred to the surface of the opposing member and the surface temperature rises. However, when this heat is transferred to the surface temperature, the amount of stored heat is excessive, and the heating source of the opposing member is turned off. However, the surface temperature rises and becomes too high (see the portion indicated by symbol γ in FIG. 5). Thereafter, this is repeated, and the temperature of the opposing member is not stable.
以上のように、従来の温度制御方法では、対向部材の表面が定着部材の熱により温度上昇した結果、その後の通紙による温度の落ち込みを見越して対向部材を必要なときに加熱できないので、対向部材の温度が安定せず、その結果、記録媒体のカールや定着不良などの不具合が発生する虞がある。 As described above, in the conventional temperature control method, since the surface of the facing member is heated by the heat of the fixing member, the facing member cannot be heated when necessary in anticipation of a temperature drop due to subsequent sheet passing. The temperature of the member is not stable, and as a result, there is a possibility that problems such as curling of the recording medium and fixing failure may occur.
本発明は、斯かる事情に鑑み、対向部材の温度変動を抑制し、記録媒体のカール軽減や定着性の向上等と図れる定着装置、及びその温度制御方法、並びにその定着装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of such circumstances, the present invention is directed to a fixing device capable of suppressing temperature fluctuation of a facing member, reducing curling of a recording medium, improving fixing properties, and the like, a temperature control method therefor, and an image forming apparatus including the fixing device. The device is to be provided.
本発明に係る定着装置は、定着部材と、当該定着部材に接触して定着ニップを形成する対向部材と、前記定着部材を加熱する定着部材加熱手段と、前記対向部材を加熱する対向部材加熱手段とを備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させて当該記録媒体上の画像を定着する定着装置であって、前記対向部材の表面温度を所定の目標温度に制御するように構成した定着装置において、前記対向部材の目標温度として、画像の定着に適した対向部材の温度である第1目標温度と、その第1目標温度よりも高い第2目標温度を設定し、前記対向部材の表面温度が前記第1目標温度を超え、かつ、少なくとも前記定着ニップに記録媒体が存在しない所定の条件下のときに、前記第1目標温度から前記第2目標温度に変更して、前記対向部材加熱手段を発熱させると共に、前記定着部材の表面温度と前記対向部材の表面温度との温度差が大きい場合は、前記第2目標温度を高く設定し、前記温度差が小さい場合は、前記第2目標温度を低く設定するようにしたことを特徴とする。 The fixing device according to the present invention includes a fixing member, an opposing member that contacts the fixing member to form a fixing nip, a fixing member heating unit that heats the fixing member, and an opposing member heating unit that heats the opposing member. A fixing device configured to pass a recording medium through the fixing nip and fix an image on the recording medium, the fixing device configured to control the surface temperature of the facing member to a predetermined target temperature. As the target temperature of the counter member, a first target temperature that is a temperature of the counter member suitable for fixing an image and a second target temperature higher than the first target temperature are set, and the surface temperature of the counter member is exceeds the first target temperature, and, when a predetermined condition is not present recording medium at least in the fixing nip, change to the second target temperature from the first target temperature, the opposing member heating means With generating heat, the case surface temperature of the fixing member and the temperature difference between the surface temperature of the counter member is large, is set high the second target temperature, if the temperature difference is small, the second target temperature It is characterized by being set low .
また、本発明に係る定着装置は、定着部材と、当該定着部材に接触して定着ニップを形成する対向部材と、前記定着部材を加熱する定着部材加熱手段と、前記対向部材を加熱する対向部材加熱手段とを備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させて当該記録媒体上の画像を定着する定着装置において、前記対向部材の定着ニップ上流側及び定着ニップ下流側の各表面温度を検知する対向部材温度検知手段を備え、前記対向部材のニップ下流側の表面温度からニップ上流側の表面温度を減算した温度差に基づいて、前記対向部材加熱手段の発熱による前記対向部材の表面温度上昇と、前記定着部材から供給される熱による前記対向部材の表面温度上昇との関係を予測し、この予測に基づき前記対向部材加熱手段を発熱させることを特徴とする。The fixing device according to the present invention includes a fixing member, a facing member that contacts the fixing member to form a fixing nip, a fixing member heating unit that heats the fixing member, and a facing member that heats the facing member. A fixing device that fixes the image on the recording medium by passing the recording medium through the fixing nip, and detects each surface temperature on the upstream side of the fixing nip and the downstream side of the fixing nip of the opposing member. A member temperature detecting means, and based on a temperature difference obtained by subtracting the surface temperature on the nip upstream side from the surface temperature on the nip downstream side of the opposing member, the surface temperature increase of the opposing member due to heat generated by the opposing member heating means; A relationship between the surface temperature rise of the facing member due to heat supplied from the fixing member is predicted, and the facing member heating unit generates heat based on the prediction.
また、本発明に係る定着装置は、定着部材と、当該定着部材に接触して定着ニップを形成する対向部材と、前記定着部材を加熱する定着部材加熱手段と、前記対向部材を加熱する対向部材加熱手段とを備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させて当該記録媒体上の画像を定着する定着装置において、前記対向部材の定着ニップ上流側及び定着ニップ下流側の各表面温度を検知する対向部材温度検知手段を備え、前記定着ニップに記録媒体が存在しないときで、かつ、前記対向部材のニップ下流側の表面温度からニップ上流側の表面温度を減算した温度差が、所定の閾値以上となっている場合に、前記対向部材加熱手段を、前記温度差が前記閾値未満でかつ閾値直近のときに設定されている加熱デューティよりも大きい加熱デューティで発熱させることを特徴とする。The fixing device according to the present invention includes a fixing member, a facing member that contacts the fixing member to form a fixing nip, a fixing member heating unit that heats the fixing member, and a facing member that heats the facing member. A fixing device that fixes the image on the recording medium by passing the recording medium through the fixing nip, and detects each surface temperature on the upstream side of the fixing nip and the downstream side of the fixing nip of the opposing member. A temperature difference obtained by subtracting the surface temperature on the upstream side of the nip from the surface temperature on the downstream side of the nip when the recording medium is not present in the fixing nip and having a recording temperature not less than a predetermined threshold. The counter member heating means generates heat at a heating duty greater than the heating duty set when the temperature difference is less than the threshold and is close to the threshold. And characterized in that.
本発明に係る定着装置の温度制御方法は、定着部材と、当該定着部材に接触して定着ニップを形成する対向部材と、前記定着部材を加熱する定着部材加熱手段と、前記対向部材を加熱する対向部材加熱手段とを備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させて当該記録媒体上の画像を定着する定着装置であって、前記対向部材の表面温度を所定の目標温度に制御する定着装置の温度制御方法において、前記対向部材の表面温度が、画像の定着に適した対向部材の温度である第1目標温度を超え、かつ、少なくとも前記定着ニップに記録媒体が存在しない所定の条件下のときに、前記第1目標温度から第1目標温度よりも高い第2目標温度に変更して、前記対向部材加熱手段を発熱させると共に、前記定着部材の表面温度と前記対向部材の表面温度との温度差が大きい場合は、前記第2目標温度を高く設定し、前記温度差が小さい場合は、前記第2目標温度を低く設定することを特徴とする。A temperature control method for a fixing device according to the present invention includes a fixing member, a facing member that contacts the fixing member to form a fixing nip, a fixing member heating unit that heats the fixing member, and heats the facing member. A fixing device for fixing the image on the recording medium by passing the recording medium through the fixing nip, wherein the surface temperature of the opposing member is controlled to a predetermined target temperature. In the temperature control method, the surface temperature of the facing member exceeds a first target temperature that is a temperature of the facing member suitable for fixing an image, and at least a predetermined condition where no recording medium exists in the fixing nip. And changing the first target temperature to a second target temperature higher than the first target temperature to cause the counter member heating means to generate heat, and to fix the surface temperature of the fixing member and the surface temperature of the counter member. If the temperature difference is large between the high sets the second target temperature, if the temperature difference is small, and sets lower the second target temperature.
また、本発明に係る定着装置の温度制御方法は、定着部材と、当該定着部材に接触して定着ニップを形成する対向部材と、前記定着部材を加熱する定着部材加熱手段と、前記対向部材を加熱する対向部材加熱手段とを備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させて当該記録媒体上の画像を定着する定着装置の温度制御方法において、前記対向部材のニップ下流側の表面温度からニップ上流側の表面温度を減算した温度差に基づいて、前記対向部材加熱手段の発熱による前記対向部材の表面温度上昇と、前記定着部材から供給される熱による前記対向部材の表面温度上昇との関係を予測し、この予測に基づき前記対向部材加熱手段を発熱させることを特徴とする。 The fixing device temperature control method according to the present invention includes a fixing member, a facing member that contacts the fixing member to form a fixing nip, a fixing member heating unit that heats the fixing member, and the facing member. In the temperature control method for a fixing device, which includes a heating member for heating the opposing member and fixes the image on the recording medium by passing the recording medium through the fixing nip, the surface temperature on the downstream side of the nip of the opposing member is upstream of the nip. Based on the temperature difference obtained by subtracting the surface temperature on the side, the relationship between the surface temperature increase of the counter member due to heat generated by the counter member heating means and the surface temperature increase of the counter member due to heat supplied from the fixing member is Predicting and heating the counter member heating means based on the prediction .
また、本発明に係る定着装置の温度制御方法は、定着部材と、当該定着部材に接触して定着ニップを形成する対向部材と、前記定着部材を加熱する定着部材加熱手段と、前記対向部材を加熱する対向部材加熱手段とを備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させて当該記録媒体上の画像を定着する定着装置の温度制御方法において、前記定着ニップに記録媒体が存在しないときで、かつ、前記対向部材のニップ下流側の表面温度からニップ上流側の表面温度を減算した温度差が、所定の閾値以上となっている場合に、前記対向部材加熱手段を、前記温度差が前記閾値未満でかつ閾値直近のときに設定されている加熱デューティよりも大きい加熱デューティで発熱させることを特徴とする。 The fixing device temperature control method according to the present invention includes a fixing member, a facing member that contacts the fixing member to form a fixing nip, a fixing member heating unit that heats the fixing member, and the facing member. A temperature control method for a fixing device that includes an opposing member heating unit that heats the recording medium and fixes the image on the recording medium by passing the recording medium through the fixing nip. When the temperature difference obtained by subtracting the surface temperature on the upstream side of the nip from the surface temperature on the downstream side of the nip of the facing member is equal to or greater than a predetermined threshold, the temperature difference is less than the threshold. And generating heat with a heating duty larger than the heating duty set when the threshold is approaching .
本発明によれば、記録媒体が定着ニップを通過することによる対向部材の表面温度の落ち込みを見越して対向部材加熱手段を発熱させることができる。これにより、対向部材を十分に蓄熱させることができるので、従来に比べて、記録媒体の通過による温度の落ち込みを抑制することができ、対向部材の表面温度を目標温度に近づけて安定させることが可能となる。その結果、定着部材と対向部材との温度差を小さくすることができ、記録媒体のカール軽減や定着性の向上等を図れるようになる。 According to the present invention, the counter member heating unit can generate heat in anticipation of a drop in the surface temperature of the counter member due to the recording medium passing through the fixing nip. Thereby, since the opposing member can sufficiently store heat, the temperature drop due to the passage of the recording medium can be suppressed as compared with the conventional case, and the surface temperature of the opposing member can be stabilized close to the target temperature. It becomes possible. As a result, the temperature difference between the fixing member and the opposing member can be reduced, and curling of the recording medium can be reduced and fixing performance can be improved.
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
図1は、本発明の実施の一形態に係る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)の概略構成図である。ただし、本発明は、図1に示すプリンタに限らず、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置にも適用可能である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color laser printer (hereinafter simply referred to as “printer”) which is an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the printer shown in FIG. 1, but can be applied to other printers, copiers, facsimiles, or image forming apparatuses such as multifunction peripherals thereof.
図1に示すプリンタ100は、画像形成ユニットとしての4つのプロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkを並べて配設したタンデム型の画像形成部を備える。各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkは、プリンタ本体に着脱可能に構成されており、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。具体的には、各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkは、潜像担持体としてのドラム状の感光体2と、感光体2の表面を帯電する帯電手段としての帯電装置3と、感光体2上にトナー画像を形成する現像手段としての現像装置4と、感光体2の表面上のトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置5を備えている。なお、図1では、イエローのプロセスユニット1Yが備える帯電ローラ3、現像装置4、クリーニング装置5のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット1C,1M,1Bkにおいては符号を省略している。
The
プリンタ100の上部には、各色のトナーを充填したトナーボトル6Y,6C,6M,6Bkが設けてある。各トナーボトル6Y,6C,6M,6Bk内のトナーは、図示しないトナー移送管を介して対応する現像装置4へ移送されるようになっている。
In the upper part of the
各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkの下方には、各感光体2の表面を露光する露光装置8が配設されている。露光装置8は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体2の表面へレーザ光を照射するようになっている。
Under each
各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkと各トナーボトル6Y,6C,6M,6Bkとの間には、転写装置9が配設されている。転写装置9は、転写体としての無端状のベルトから成る中間転写ベルト11を有する。中間転写ベルト11は、複数の支持ローラ12,13,14,15によって張架されている。複数の支持ローラ12,13,14,15のうちの1つが駆動ローラとなっており、その駆動ローラが回転することにより、中間転写ベルト11は図の矢印に示す方向に走行するようになっている。
A
4つの感光体2に対向した位置に、一次転写手段としての4つの一次転写ローラ16が配設されている。各一次転写ローラ16と各感光体2とによって中間転写ベルト11を挟み込んだ箇所には、一次転写ニップが形成されている。また、中間転写ベルト11の図の右側の外周面に、二次転写手段としての二次転写ローラ17が当接している。この二次転写ローラ17とこれに対向する支持ローラ12とによって中間転写ベルト11を挟み込んだ箇所には、二次転写ニップが形成されている。また、中間転写ベルト11の図の左端の外周面には、中間転写ベルト11の表面を清掃するベルトクリーニング装置18が配設されている。
Four
また、プリンタ100の下部には、記録媒体としての記録用紙Pを収容した給紙トレイ19や、給紙トレイ19から記録用紙Pを搬出する給紙ローラ20等が設けてある。また、プリンタ100内には、給紙トレイ19から上方へ記録用紙Pを案内するための搬送経路Rが形成されている。この搬送経路Rにおいて、給紙ローラ20を配設した位置から二次転写ローラ17を配設した位置に至る途中には、記録用紙Pの搬送タイミングを計るための一対のレジストローラ21が配設されている。また、二次転写ローラ17の配設位置の上方には、記録用紙P上の画像を定着させるための定着装置22を配設している。さらに、定着装置22の上方には、プリンタ100の上面を凹ませて形成したストック部23に記録用紙Pを排出するための一対の排紙ローラ24が配設されている。
Further, at the lower part of the
以下、図1を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkの感光体2が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体2の表面が帯電装置3によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体2の表面には、露光装置8からレーザ光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体2の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体2に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体2上に形成された静電潜像に、各現像装置4によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化(可視画像化)される。
The basic operation of the image forming apparatus will be described below with reference to FIG.
When the image forming operation is started, the
中間転写ベルト11を張架する駆動ローラが回転駆動することにより、中間転写ベルト11が図の矢印で示す方向に走行する。また、各一次転写ローラ16に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ16と各感光体2との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各感光体2に形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト11上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト11はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。また、トナー画像の転写を終えた各感光体2の表面に、潤滑剤塗布装置6によって潤滑剤が塗布され、次いで、クリーニング装置5によって各感光体2の表面に残留するトナーが除去される。
When the driving roller that stretches the intermediate transfer belt 11 is driven to rotate, the intermediate transfer belt 11 travels in the direction indicated by the arrow in the figure. Further, a constant voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner or a voltage controlled by a constant current is applied to each
また、作像動作が開始されると、給紙ローラ20の回転を開始し、給紙トレイ19に収容された記録用紙Pが搬送経路Rに送り出される。搬送経路Rに送り出された記録用紙Pは、レジストローラ21によって一旦停止される。その後、レジストローラ21の駆動を再開し、記録用紙Pを、上記中間転写ベルト11上のトナー画像とタイミングを合わせて、二次転写ローラ17と中間転写ベルト11との間の二次転写ニップに送る。このとき二次転写ローラ17には、中間転写ベルト11上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、記録用紙Pと中間転写ベルト11上のトナー画像とが二次転写ニップに到達した際、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト11上のトナー画像が記録用紙P上に一括して転写される。また、転写後の中間転写ベルト11上に残留するトナーは、ベルトクリーニング装置18によって除去される。トナー画像が転写された記録用紙Pは定着手段22へと搬送され、そこでトナー画像が記録用紙Pに定着される。その後、記録用紙Pは排紙ローラ24によってストック部23へと排出される。
When the image forming operation is started, rotation of the
以上の説明は、記録用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、4つのプロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkのいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2つ又は3つのプロセスユニットを使用して、2色又は3色の画像を形成したりすることも可能である。
The above description is an image forming operation when a full-color image is formed on a recording sheet. A single-color image can be formed using any one of the four
図2は、上記本発明のプリンタに搭載された定着装置の概略構成図である。
図2に示すように、定着装置22は、定着部材としての定着ローラ30と、定着ローラ30に対向して設けられた対向部材としての加圧ローラ31と、定着ローラ30(定着部材)を加熱する定着部材加熱手段としてのヒータ32と、加圧ローラ31(対向部材)を加熱する対向部材加熱手段としてのヒータ33と、定着ローラ30(定着部材)の表面温度を検知する定着部材温度検知手段としての温度センサ34と、加圧ローラ31(対向部材)の表面温度を検知する対向部材温度検知手段としての2つの温度センサ35,36と、各温度センサ34,35,36の検知温度に基づいて各ヒータ32,33の発熱を制御する加熱制御手段37等を備える。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the fixing device mounted on the printer of the present invention.
As shown in FIG. 2, the fixing
定着ローラ30は、円筒状に形成された金属製の芯金30aによって構成されている。この芯金30a内にヒータ32が配設されており、ヒータ32が発熱することにより定着ローラ30が加熱されるようになっている。
The fixing
加圧ローラ31は、円筒状に形成された金属製の芯金31aと、その芯金31aの表面に設けられたシリコンゴム等から成る弾性層13bとによって構成されている。加圧ローラ31においても、芯金31b内にヒータ33が配設されており、そのヒータ33が発熱することによって加圧ローラ31が加熱される。加圧ローラ31は、図示しないスプリング等の付勢部材によって定着ローラ30に圧接され、その圧接した箇所に定着ニップNが形成されている。また、加圧ローラ31は、図示しない駆動源によって回転可能に構成されており、定着ローラ30は、回転する加圧ローラ31に従動回転するようになっている。
The
なお、定着部材及び対向部材として、ローラ状のもの以外に、ベルト状や板状等の様々な形状のものを適用可能である。また、定着部材と対向部材は、互いに圧接する場合に限らず、加圧を行わす単に接触させるだけの構成としてもよい。 In addition to the roller-shaped fixing member and the opposing member, various shapes such as a belt shape and a plate shape are applicable. In addition, the fixing member and the opposing member are not limited to being in pressure contact with each other, and may be configured to simply contact each other to perform pressurization.
定着ローラ30の表面温度を検知する温度センサ34は、定着ニップNに対して記録媒体搬送方向(図2の矢印X方向)の上流側に配設されている。また、加圧ローラ31の表面温度を検知する温度センサ35,36は、定着ニップNに対して記録媒体搬送方向の上流側と下流側に配設されている。本実施形態では、各温度センサ34,35,36は非接触式の温度センサとしているが、接触式の温度センサであってもよい。
A
加熱制御手段37は、プリンタ本体に設けられたCPU等で構成される。加熱制御手段37が、各温度センサ34,35,36の検知温度に基づいて、各ヒータ32,33への通電・非通電を制御することにより、定着ローラ30と加圧ローラ31がそれぞれの所定の目標温度に加熱されるようになっている。
The heating control means 37 is constituted by a CPU or the like provided in the printer main body. The
上記のように構成された定着装置22は、次のように動作する。
プリンタ本体の電源スイッチが投入されると、交流電源から各ヒータ32,33に交流電圧が印加(給電)されるとともに、不図示の駆動モータによって加圧ローラ31が回転駆動され、それと同時に定着ローラ30が従動回転する。その後、上記給紙トレイ19から記録用紙Pが給送されて、二次転写ニップの位置で記録用紙P上にトナー画像が担持される。そして、図2に示すように、未定着のトナーT(トナー画像)が担持された記録用紙Pは、定着装置22に搬送されて、定着ニップNに送入される。そして、定着ローラ30及び加圧ローラ31による熱と押圧力とによって、記録用紙Pの表面にトナーTが定着される。その後、記録用紙Pは、回転する定着ローラ30及び加圧ローラ31によって定着ニップNから送り出され、上記排紙ローラ24によってストック部23に排出される。
The fixing
When the power switch of the printer main body is turned on, an AC voltage is applied (powered) from the AC power source to each of the
以下、図3に基づいて、本発明の特徴部分である定着装置の温度制御方法について説明する。
図3において、(a)は定着部材としての定着ローラ30の表面温度、(b)は対向部材としての加圧ローラ31の表面温度、(c)は加圧ローラ31の内部に設けたのヒータ33への通電のON・OFFのタイミングチャートを示す。
Hereinafter, a temperature control method for the fixing device, which is a characteristic part of the present invention, will be described with reference to FIG.
3, (a) is the surface temperature of the fixing
図3に示すように、本発明の温度制御方法では、加圧ローラ31の目標温度として、第1目標温度と、それよりも高い第2目標温度を設定している。ここでいう第1目標温度は、画像の定着に適した加圧ローラ31の表面温度である最終的な目標温度であり、第2目標温度は、加圧ローラ31の表面温度を第1目標温度に近づけるための一時的な目標温度である。この第2目標値は、定着装置の熱容量、印刷速度、記録用紙の厚さ等によって決定される。
As shown in FIG. 3, in the temperature control method of the present invention, the first target temperature and the second target temperature higher than the first target temperature are set as the target temperature of the
また、本発明のプリンタは、定着ニップNに記録用紙Pが存在するか否か、すなわち通紙時か非通紙時かを判断する判断部を有する。通紙時・非通紙時の判断は、例えば、給紙トレイからの給紙タイミングと搬送速度、及び定着ニップNまでの距離から容易に算出することが可能である。図3において、符号Aで示す時間帯は通紙時を示し、符号Bで示す時間帯は非通紙時を示している。 In addition, the printer of the present invention includes a determination unit that determines whether or not the recording sheet P exists in the fixing nip N, that is, whether the sheet is passing or not. The determination of whether or not to pass paper can be easily calculated from, for example, the paper feed timing from the paper feed tray, the conveyance speed, and the distance to the fixing nip N. In FIG. 3, the time zone indicated by the symbol A indicates the time of paper passing, and the time zone indicated by the symbol B indicates the time of non-paper passing.
図3を例に説明すると、同図のt1で示す時点より前では、定着装置は待機状態(即時印刷可能な状態)となっており、このとき、定着ローラ30の表面温度は定着目標温度となるように維持され、加圧ローラ31の表面温度は第1目標温度となるように維持されている。印刷動作が開始されると、まず、図のt1の時点で定着ローラ30と加圧ローラ31との回転が開始される。定着目標温度は第1目標温度よりも高く設定してあるので、定着ローラ30と加圧ローラ31との回転が開始されると、定着ニップNを介して定着ローラ30から加圧ローラ31の周方向全体に熱が伝達されることにより、加圧ローラ31の表面温度が上昇する。また、このとき、加圧ローラ31の目標温度を第1目標温度から第2目標温度に変更する。
Referring to FIG. 3 as an example, before the time indicated by t1 in FIG. 3, the fixing device is in a standby state (a state where immediate printing is possible). At this time, the surface temperature of the fixing
上記回転開始後の加圧ローラ31の表面温度の上昇によって、加圧ローラ31の表面温度は第1目標温度を超えるが、目標温度を第2目標温度に変更することにより、加圧ローラ31の表面温度は、変更後の目標温度(第2目標温度)よりも低いと判断される。その結果、加圧ローラ31内のヒータ33への通電がONとなり、加圧ローラ31への蓄熱が行われる。
The surface temperature of the
その後、図3に示すt2の時点で、記録用紙Pが定着ニップNに到達すると、加圧ローラ31の目標温度を第2目標温度から第1目標温度に戻す。その結果、加圧ローラ31の表面温度が、変更後の目標温度(第1目標温度)よりも高いと判断され、ヒータ33への通電がOFFとなる。また、記録用紙Pが定着ニップNを通過する図3のt2からt3の間、記録用紙Pによって加圧ローラ31の熱が奪われ、加圧ローラ31の表面温度は低下するが、それでもこの場合は、加圧ローラ31の表面温度は第1目標温度を超えているため、ヒータ33への通電はOFFに維持される。
Thereafter, when the recording paper P reaches the fixing nip N at time t2 shown in FIG. 3, the target temperature of the
その後、図3のt3で示す、上記記録用紙Pが定着ニップNから排出される時点で、加圧ローラ31の目標温度を再び第1目標温度から第2目標温度に変更する。次の記録用紙Pが定着ニップNに到達するまでの図3のt3からt4の間では、定着ニップNに記録用紙Pは存在しないので、定着ローラ30と加圧ローラ31とが接触した状態となり、定着ローラ30から加圧ローラ31に熱が伝達され、加圧ローラ31の表面温度が上昇する。この場合、加圧ローラ31の表面温度が上昇しても、その表面温度は変更後の目標温度(第2目標温度)よりも低いので、加圧ローラ31内のヒータ33への通電がONとなり、加圧ローラ31への蓄熱が行われる。
After that, when the recording paper P is discharged from the fixing nip N as indicated by t3 in FIG. 3, the target temperature of the
そして、次の記録用紙Pが定着ニップNに到達した時点(図3のt4の時点)で、加圧ローラ31の目標温度を第2目標温度から第1目標温度に戻す。この場合、定着ローラ31の表面温度は、記録用紙Pによって熱が奪われることにより低下するが、図3のt5で示す時点までは第1目標温度よりも高いので、ヒータ33への通電はOFFとなる。しかし、その後は、加圧ローラ31の温度が第1目標温度を下回るため、ヒータ33への通電がONとなる。
When the next recording sheet P reaches the fixing nip N (time t4 in FIG. 3), the target temperature of the
そして、図3に示すt6の時点で、2枚目の記録用紙Pが定着ニップNから排出されると、加圧ローラ31の目標温度を第1目標温度から第2目標温度に変更する。以降、上記と同様に温度制御を行う。
When the second recording sheet P is discharged from the fixing nip N at time t6 shown in FIG. 3, the target temperature of the
以上のように、本発明の温度制御方法によれば、加圧ローラ31の表面温度が第1目標温度を超え、かつ、定着ニップNに記録用紙Pが存在しないとき、すなわち、図3においてt1〜t2、t3〜t4、t6〜t7に示す斜線の時間帯において、加圧ローラ31の目標温度を第2目標温度に変更することにより、加圧ローラ31内のヒータ33への通電をONにすることを可能としている。この時間帯は、従来の制御方法では、加圧ローラ(対向部材)の表面温度が目標温度を超えているためヒータをONにできなかった時間帯である。このように、本発明では、従来、ヒータ33をONにできなかった時間帯においても、ヒータをONにすることができるので、図3の二点鎖線で示す本発明の制御方法による加圧ローラ31の蓄熱量は、同図の一点鎖線で示す従来の制御方法による蓄熱量に比べて、増加する。そして、蓄熱量が増えた結果、図3の実線で示す本発明の加圧ローラ31の表面温度は、同図の点線で示す従来の表面温度に比べて、通紙による温度の落ち込みが抑制され、最終目標値である第1目標温度に近づくように制御される。
As described above, according to the temperature control method of the present invention, when the surface temperature of the
なお、上記図3に示す例では、第1目標温度と第2目標温度との切り換えのタイミングを、通紙・非通紙のタイミングに対応させて行っているが、この切り換えのタイミングは通紙・非通紙のタイミングに厳密に対応させる必要はなく、個々の定着装置の実験等の結果により適宜調整可能である。 In the example shown in FIG. 3, the timing of switching between the first target temperature and the second target temperature is performed in correspondence with the timing of sheet passing / non-sheet passing. It is not necessary to strictly correspond to the timing of non-sheet passing, and can be appropriately adjusted according to the result of an experiment of each fixing device.
また、上記本発明の実施形態では、第1目標温度と第2目標温度を設定しているが、第2目標温度を設定せずに、加圧ローラ31の表面温度が第1目標温度を超え、かつ、定着ニップNに記録用紙Pが存在しないときに、ヒータ33を強制的に発熱させるように構成してもよい。なお、この場合の強制的な発熱のタイミングや発熱時間などの条件については、定着装置ごとに個別に調整することが望ましい。
In the embodiment of the present invention, the first target temperature and the second target temperature are set. However, the surface temperature of the
ところで、非通紙時における加圧ローラ31の表面温度の上昇度合いは、加圧ローラ31と定着ローラ30との表面温度差の影響を受ける。すなわち、各ローラ30,31の表面温度差が小さい場合は、定着ローラ30から加圧ローラ31への熱伝達量が少ないので、加圧ローラ31の表面温度上昇は小さいが、各ローラ30,31の表面温度差が大きい場合は、定着ローラ30から加圧ローラ31への熱伝達量が多くなるので、加圧ローラ31の表面温度上昇は大きくなる。特に、加圧ローラ31の表面温度が定着ローラ30からの熱の影響で大きく上昇する場合、加圧ローラ31の表面温度上昇が蓄熱量の上昇に比べて高くなるので、蓄熱不足が生じる可能性がある。
Incidentally, the degree of increase in the surface temperature of the
そこで、定着ローラ30のニップ上流側の表面温度を温度センサ34によって検知すると共に、加圧ローラ31のニップ上流側の表面温度を温度センサ35によって検知し、それぞれの表面温度差が大きい場合は、第2目標温度を高く設定する。これにより、加圧ローラ31への蓄熱を十分かつ確実に行うことができるようになる。一方、上記表面温度差が小さい場合は、第2目標温度を低く設定する。これにより、加圧ローラ31への不必要な蓄熱を防止し、その後の過剰な温度上昇を抑制することが可能となる。
Therefore, the surface temperature on the nip upstream side of the fixing
次に、図4に示す決定テーブルを用いて定着装置の温度制御を行う方法について説明する。
図4に示す決定テーブルにおいて、縦軸は、加圧ローラ31のニップ上流側の表面温度T1から目標温度T0を減算した値を示し、横軸は、加圧ローラ31のニップ下流側の表面温度T2からニップ上流側の表面温度T1を減算した値を示す。ここで、目標温度T0とは、上記第1目標温度のことである。そして、本実施例では、決定テーブルの縦軸と横軸の値よって決定される加熱デューティがパーセンテージにて表示されている。
Next, a method for controlling the temperature of the fixing device using the determination table shown in FIG. 4 will be described.
In the determination table shown in FIG. 4, the vertical axis indicates a value obtained by subtracting the target temperature T0 from the surface temperature T1 upstream of the nip of the
具体的には、加圧ローラ31に設けた各温度センサ35,36によって制御周期ごとに温度を検知し、検知した温度を用いて決定テーブルの縦軸と横軸の値が算出される。そして、算出された値を決定テーブルの縦軸と横軸に当てはめて加熱デューティを決定し、その決定した加熱デューティに基づいて、加圧ローラ31内のヒータ33を発熱させる。例えば、加熱デューティが50%の場合、制御周期中のうち50%の時間、ヒータ33を発熱させる。なお、上記決定テーブルの縦軸と横軸の値の算出や、その算出値の決定テーブルへの当てはめは、上記加熱制御手段37によって行われる。
Specifically, the temperature is detected at each control cycle by the
図4に示すように、本実施例では、縦軸の値が低いほど、加熱デューティが大きくなるように設定している。すなわち、加圧ローラ31のニップ上流側の表面温度T1が低いほど、蓄熱量が少なくなるので、加熱デューティを大きくして蓄熱量を確保している。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, the lower the value on the vertical axis, the greater the heating duty. That is, as the surface temperature T1 on the upstream side of the nip of the
また、図4において、横軸が+3以上の場合を除いて、横軸の値が低いほど、加熱デューティを大きくなるように設定している。横軸中、特に、横軸の値がマイナスの場合は、加圧ローラ31のニップ上流側の表面温度T1よりもニップ下流側の表面温度T2が低いので、この場合は、主として通紙によって加圧ローラ31の熱が奪われた場合を示す。一方、横軸の値がプラスの場合は、加圧ローラ31のニップ上流側の表面温度T1よりもニップ下流側の表面温度T2が高いので、この場合は、主として非通紙時に定着ローラ30から加圧ローラ31に熱が伝達された場合を示している。この横軸における通紙時及び非通紙時において、基本的に横軸の値が低いほど、加圧ローラ31の蓄熱量が少なくなるので、加熱デューティを大きくして蓄熱量を確保している。
In FIG. 4, except for the case where the horizontal axis is +3 or more, the heating duty is set to be larger as the value of the horizontal axis is lower. In the horizontal axis, in particular, when the value of the horizontal axis is negative, the surface temperature T2 on the downstream side of the nip of the
ただし、横軸が+3以上の場合は、非通紙時に定着ローラ30から加圧ローラ31へ熱が伝達されることにより、加圧ローラ31の表面温度が特に大きく上昇したと判断できる場合であり、このような場合、蓄熱量を多くしなければ、その後の通紙による温度の落ち込みを抑制することが困難となる。そこで、横軸が+3以上の場合は、加熱デューティを、+3未満の場合に設定された直近の加熱デューティ(横軸+2の場合の加熱デューティ)以上となるように設定している。これにより、加圧ローラ31の蓄熱量を増加させて通紙による温度の落ち込みを抑制することが可能となる。なお、このように加熱デューティを設定する閾値は、+3以外の値であってもよく、種々の条件により変更可能である。
However, when the horizontal axis is greater than or equal to +3, it can be determined that the surface temperature of the
また、図4において、一点鎖線で囲んだ範囲Eは、加圧ローラ31のニップ上流側の表面温度T1が目標温度T0を超えている場合を示している。従来、この範囲E内ではヒータをONにできなかったが、本実施例においては、範囲E内の所定の条件下で加熱デューティを設定し、ヒータ33を発熱可能にしている。このように、本実施例においても、従来ではヒータをONにできなかった条件下でONにすることができるので、加圧ローラ31を所望のタイミングで蓄熱することができ、加圧ローラ31の表面温度を従来に比べて目標温度に近づくように制御することが可能となる。なお、図4において、縦軸が+2以上の場合は、加圧ローラ31の温度が過剰に上昇しないように加熱デューティを0%に設定している。
In FIG. 4, a range E surrounded by a one-dot chain line indicates a case where the surface temperature T1 on the nip upstream side of the
また、上記図4に示す決定テーブルを用いた制御方法において、さらに定着ローラ30の表面温度を考慮した制御を行うことも可能である。
具体的には、図4の決定テーブルにおける横軸が+3以上である場合、縦軸の値を下記式(1)によって算出する。
Further, in the control method using the determination table shown in FIG. 4, it is also possible to perform control in consideration of the surface temperature of the fixing
Specifically, when the horizontal axis in the determination table of FIG. 4 is +3 or more, the value of the vertical axis is calculated by the following equation (1).
上記式(1)中、T1は加圧ローラ31のニップ上流側の表面温度、T2は加圧ローラ31のニップ下流側の表面温度、T3は定着ローラ30のニップ上流側の表面温度、Kは実験により定まる定数である。
In the above formula (1), T1 is the surface temperature on the nip upstream side of the
この式(1)を用いて値を算出すると、定着ローラ30のニップ上流側の温度T3と加圧ローラ31のニップ下流側の温度T2との差が大きい場合に、図4の縦軸に当てはめる値が小さくなる方向に補正されるので、決定テーブルの下欄の加熱デューティを選択することになる。これにより、特に、加圧ローラ31の表面温度が定着ローラ30からの熱によって大きく上昇する場合(横軸が+3以上の場合)において、大きな加熱デューティを選択することができ、加圧ローラ31を十分に蓄熱して通紙による温度の落ち込みを抑制することができる。しかも、この場合、定着ローラ30の表面温度を利用することで、より細かな制御が可能となる。
When the value is calculated by using this equation (1), when the difference between the temperature T3 on the nip upstream side of the fixing
なお、図4の横軸が+3未満である場合は、上記式(1)を用いず、上述の制御方法で過熱デューティを決定すればよい。また、式(1)を用いるか否かを判断する閾値は、+3以外の値であってもよく、種々の条件により変更可能である。 When the horizontal axis in FIG. 4 is less than +3, the overheating duty may be determined by the above-described control method without using the above equation (1). Further, the threshold value for determining whether to use Equation (1) may be a value other than +3, and can be changed according to various conditions.
以上のように、本発明によれば、通紙による加圧ローラの表面温度の落ち込みを見越して加圧ローラ内のヒータを発熱させることができる。これにより、加圧ローラを十分に蓄熱させることができるので、従来に比べて、通紙による温度の落ち込みを抑制することができ、加圧ローラの表面温度を目標温度に近づけて安定させることが可能となる。その結果、定着ローラと加圧ローラとの温度差を小さくすることができ、記録用紙のカール軽減や定着性の向上等を図れるようになる。 As described above, according to the present invention, the heater in the pressure roller can generate heat in anticipation of a drop in the surface temperature of the pressure roller due to paper passing. As a result, the pressure roller can sufficiently store heat, so that a drop in temperature due to the sheet passing can be suppressed as compared to the conventional case, and the surface temperature of the pressure roller can be stabilized close to the target temperature. It becomes possible. As a result, the temperature difference between the fixing roller and the pressure roller can be reduced, and the curling of the recording paper can be reduced and the fixing property can be improved.
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention.
22 定着装置
30 定着ローラ(定着部材)
31 加圧ローラ(対向部材)
32 ヒータ(定着部材加熱手段)
33 ヒータ(対向部材加熱手段)
34 温度センサ(定着部材温度検知手段)
35 温度センサ(対向部材温度検知手段)
36 温度センサ(対向部材温度検知手段)
37 加熱制御手段
N 定着ニップ
P 記録用紙(記録媒体)
22
31 Pressure roller (opposing member)
32 Heater (fixing member heating means)
33 Heater (opposing member heating means)
34. Temperature sensor (fixing member temperature detection means)
35 Temperature sensor (opposing member temperature detection means)
36 Temperature sensor (opposing member temperature detection means)
37 Heating control means N Fixing nip P Recording paper (recording medium)
Claims (8)
前記対向部材の表面温度を所定の目標温度に制御するように構成した定着装置において、
前記対向部材の目標温度として、画像の定着に適した対向部材の温度である第1目標温度と、その第1目標温度よりも高い第2目標温度を設定し、前記対向部材の表面温度が前記第1目標温度を超え、かつ、少なくとも前記定着ニップに記録媒体が存在しない所定の条件下のときに、前記第1目標温度から前記第2目標温度に変更して、前記対向部材加熱手段を発熱させると共に、
前記定着部材の表面温度と前記対向部材の表面温度との温度差が大きい場合は、前記第2目標温度を高く設定し、前記温度差が小さい場合は、前記第2目標温度を低く設定するようにしたことを特徴とする定着装置。 A fixing member; a counter member that contacts the fixing member to form a fixing nip; a fixing member heating unit that heats the fixing member; and a counter member heating unit that heats the counter member. A fixing device for fixing an image on the recording medium by passing the recording medium,
In the fixing device configured to control the surface temperature of the facing member to a predetermined target temperature,
As the target temperature of the counter member, a first target temperature that is a temperature of the counter member suitable for fixing an image and a second target temperature higher than the first target temperature are set, and the surface temperature of the counter member is The counter member heating means generates heat by changing from the first target temperature to the second target temperature under a predetermined condition that exceeds the first target temperature and at least a recording medium does not exist in the fixing nip. along with the cause,
When the temperature difference between the surface temperature of the fixing member and the surface temperature of the opposing member is large, the second target temperature is set high, and when the temperature difference is small, the second target temperature is set low. fixing device being characterized in that the.
前記対向部材の定着ニップ上流側及び定着ニップ下流側の各表面温度を検知する対向部材温度検知手段を備え、
前記対向部材のニップ下流側の表面温度からニップ上流側の表面温度を減算した温度差に基づいて、前記対向部材加熱手段の発熱による前記対向部材の表面温度上昇と、前記定着部材から供給される熱による前記対向部材の表面温度上昇との関係を予測し、この予測に基づき前記対向部材加熱手段を発熱させることを特徴とする定着装置。 A fixing member; a counter member that contacts the fixing member to form a fixing nip; a fixing member heating unit that heats the fixing member; and a counter member heating unit that heats the counter member. In a fixing device that passes a recording medium and fixes an image on the recording medium,
A counter member temperature detecting means for detecting surface temperatures of the counter member on the upstream side and the downstream side of the fixing nip;
Based on the temperature difference obtained by subtracting the surface temperature upstream of the nip from the surface temperature downstream of the nip of the counter member, the surface temperature of the counter member rises due to heat generated by the counter member heating means, and is supplied from the fixing member. A fixing device characterized by predicting a relationship with an increase in surface temperature of the opposing member due to heat, and causing the opposing member heating means to generate heat based on the prediction .
前記対向部材の定着ニップ上流側及び定着ニップ下流側の各表面温度を検知する対向部材温度検知手段を備え、
前記定着ニップに記録媒体が存在しないときで、かつ、前記対向部材のニップ下流側の表面温度からニップ上流側の表面温度を減算した温度差が、所定の閾値以上となっている場合に、前記対向部材加熱手段を、前記温度差が前記閾値未満でかつ閾値直近のときに設定されている加熱デューティよりも大きい加熱デューティで発熱させることを特徴とする定着装置。 A fixing member; a counter member that contacts the fixing member to form a fixing nip; a fixing member heating unit that heats the fixing member; and a counter member heating unit that heats the counter member. In a fixing device that passes a recording medium and fixes an image on the recording medium,
A counter member temperature detecting means for detecting surface temperatures of the counter member on the upstream side and the downstream side of the fixing nip;
When there is no recording medium in the fixing nip and the temperature difference obtained by subtracting the surface temperature on the nip upstream side from the surface temperature on the nip downstream side of the facing member is equal to or greater than a predetermined threshold value, A fixing device , wherein the counter member heating unit generates heat with a heating duty larger than a heating duty set when the temperature difference is less than the threshold value and close to the threshold value .
前記定着ニップに記録媒体が存在しないときで、かつ、前記対向部材のニップ下流側の表面温度からニップ上流側の表面温度を減算した温度差が、所定の閾値以上となっている場合に、そのときの前記対向部材のニップ上流側の表面温度を下記式(1)を用いて算出された温度とし、当該算出された温度に基づいて加熱デューティを決定する請求項3に記載の定着装置。
When there is no recording medium in the fixing nip and the temperature difference obtained by subtracting the surface temperature on the nip upstream side from the surface temperature on the nip downstream side of the facing member is equal to or greater than a predetermined threshold value, 4. The fixing device according to claim 3 , wherein the surface temperature on the upstream side of the nip of the facing member is a temperature calculated using the following formula (1), and the heating duty is determined based on the calculated temperature .
前記対向部材の表面温度を所定の目標温度に制御する定着装置の温度制御方法において、
前記対向部材の表面温度が、画像の定着に適した対向部材の温度である第1目標温度を超え、かつ、少なくとも前記定着ニップに記録媒体が存在しない所定の条件下のときに、前記第1目標温度から第1目標温度よりも高い第2目標温度に変更して、前記対向部材加熱手段を発熱させると共に、
前記定着部材の表面温度と前記対向部材の表面温度との温度差が大きい場合は、前記第2目標温度を高く設定し、前記温度差が小さい場合は、前記第2目標温度を低く設定することを特徴とする定着装置の温度制御方法。 A fixing member; a counter member that contacts the fixing member to form a fixing nip; a fixing member heating unit that heats the fixing member; and a counter member heating unit that heats the counter member. A fixing device for fixing an image on the recording medium by passing the recording medium,
In the fixing device temperature control method for controlling the surface temperature of the facing member to a predetermined target temperature,
When the surface temperature of the facing member exceeds a first target temperature, which is a temperature of the facing member suitable for fixing an image, and the recording medium is not present at least in the fixing nip, the first temperature is set. The target temperature is changed from the target temperature to a second target temperature higher than the first target temperature to cause the counter member heating means to generate heat,
When the temperature difference between the surface temperature of the fixing member and the surface temperature of the opposing member is large, the second target temperature is set high, and when the temperature difference is small, the second target temperature is set low. A temperature control method for a fixing device .
前記対向部材のニップ下流側の表面温度からニップ上流側の表面温度を減算した温度差に基づいて、前記対向部材加熱手段の発熱による前記対向部材の表面温度上昇と、前記定着部材から供給される熱による前記対向部材の表面温度上昇との関係を予測し、この予測に基づき前記対向部材加熱手段を発熱させることを特徴とする定着装置の温度制御方法。 A fixing member; a counter member that contacts the fixing member to form a fixing nip; a fixing member heating unit that heats the fixing member; and a counter member heating unit that heats the counter member. In a temperature control method of a fixing device that passes a recording medium and fixes an image on the recording medium,
Based on the temperature difference obtained by subtracting the surface temperature upstream of the nip from the surface temperature downstream of the nip of the counter member, the surface temperature of the counter member rises due to heat generated by the counter member heating means, and is supplied from the fixing member. A method of controlling a temperature of a fixing device, wherein a relationship with a rise in the surface temperature of the opposing member due to heat is predicted, and the opposing member heating unit generates heat based on the prediction .
前記定着ニップに記録媒体が存在しないときで、かつ、前記対向部材のニップ下流側の表面温度からニップ上流側の表面温度を減算した温度差が、所定の閾値以上となっている場合に、前記対向部材加熱手段を、前記温度差が前記閾値未満でかつ閾値直近のときに設定されている加熱デューティよりも大きい加熱デューティで発熱させることを特徴とする定着装置の温度制御方法。 A fixing member; a counter member that contacts the fixing member to form a fixing nip; a fixing member heating unit that heats the fixing member; and a counter member heating unit that heats the counter member. In a temperature control method of a fixing device that passes a recording medium and fixes an image on the recording medium,
When there is no recording medium in the fixing nip and the temperature difference obtained by subtracting the surface temperature on the nip upstream side from the surface temperature on the nip downstream side of the facing member is equal to or greater than a predetermined threshold value, A temperature control method for a fixing device, characterized in that the opposing member heating means generates heat with a heating duty larger than a heating duty set when the temperature difference is less than the threshold value and close to the threshold value .
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