JP6648494B2 - Fixing device and image forming device - Google Patents

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  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、未定着のトナー画像を定着させるための定着装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device for fixing an unfixed toner image and an image forming apparatus using the fixing device.

近年、プリンタ・複写機・ファクシミリ等の画像形成装置に対し、省エネルギー化・高速化についての市場要求が強くなってきている。上記の画像形成装置においては、電子写真記録・静電記録・磁気記録等の画像形成プロセスにより、画像転写方式や直接方式により未定着トナー画像が記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙等の記録媒体(以下、「用紙」という。)に形成される。   In recent years, market demands for energy saving and speeding up of image forming apparatuses such as printers, copiers, and facsimile machines have become stronger. In the above image forming apparatus, an unfixed toner image is formed on a recording material sheet, printed paper, photosensitive paper, electrostatic recording by an image transfer method or a direct method by an image forming process such as electrophotographic recording, electrostatic recording, or magnetic recording. It is formed on a recording medium such as paper (hereinafter, referred to as “paper”).

ところで、上記した画像形成装置においては、未定着のトナー画像を定着させるための定着装置が用いられている。このような定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式や電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式のものが採用されている。   By the way, in the above-described image forming apparatus, a fixing device for fixing an unfixed toner image is used. As such a fixing device, a contact heating system such as a heat roller system, a film heating system, or an electromagnetic induction heating system is employed.

上記した定着装置として特許文献1、2に開示された構成のものがある。特許文献1に開示された定着装置はベルト方式のものであり、さらなるウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化が望まれている(課題1)。「ウォームアップ時間」とは、電源投入時等、常温状態から印刷可能な所定の温度(リロード温度)までに要する時間をいう。「ファーストプリント時間」とは、印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間をいう。   As the above-described fixing device, there is one having a configuration disclosed in Patent Documents 1 and 2. The fixing device disclosed in Patent Document 1 is of a belt type, and it is desired to further reduce the warm-up time and the first print time (Problem 1). The “warm-up time” refers to a time required from a normal temperature state to a predetermined printable temperature (reload temperature) such as when the power is turned on. The “first print time” refers to the time from when a print request is received to when a print operation is performed after a print preparation and a paper discharge is completed.

また、画像形成装置の高速処理化に伴い、単位時間あたりの用紙の通紙枚数が増え、必要熱量が増大している。このため、特に連続印刷の始めに熱量が不足する(所謂、温度落ち込み)ことが問題となっている(課題2)。   Further, with the high-speed processing of the image forming apparatus, the number of sheets passed per unit time has increased, and the required amount of heat has increased. For this reason, there is a problem that the amount of heat is insufficient particularly at the beginning of continuous printing (a so-called temperature drop) (Problem 2).

特許文献2に開示された定着装置は、セラミックヒータを用いたサーフ定着(フィルム定着)方式のものであり、このサーフ定着方式の採用によって上記したベルト方式の定着装置に比べ、低熱容量化、小型化が可能になる。しかしながら、サーフ定着方式では、ニップ部のみを局所加熱しているため、その他の部分が加熱されておらず、ニップの用紙等の入口においてベルトは最も冷えた状態にあり、定着不良が発生しやすくなるという問題がある。特に、ベルトの回転が速く、ニップ部以外でのベルトの放熱が多くなる高速処理においては、より定着不良が発生しやすくなるという問題がある(課題3)。   The fixing device disclosed in Patent Literature 2 is of a surf fixing (film fixing) type using a ceramic heater, and has a lower heat capacity and a smaller size than the above-described belt type fixing device by adopting the surf fixing method. Becomes possible. However, in the surf fixing method, since only the nip portion is locally heated, the other portions are not heated, and the belt is the coldest at the entrance of the nip paper and the like, and fixing defects are likely to occur. Problem. In particular, in high-speed processing in which the rotation of the belt is fast and the heat radiation of the belt other than at the nip is increased, there is a problem that fixing defects are more likely to occur (problem 3).

上記した課題1〜3の解決を目的として、加熱装置とした名称において特許文献3に開示された構成のものがある。図5は、特許文献3に開示された加熱装置の概略的な構成を示す概略断面図である。図5に示す加熱装置は、無端ベルト1の内部にパイプ状の金属熱伝導体2を、無端ベルト1の移動をガイドするように固定し、その金属熱伝導体2により、これの内部の熱源3により無端状ベルト1を間接的に加熱するようになっている。   For the purpose of solving the above problems 1 to 3, there is a configuration disclosed in Patent Document 3 under the name of a heating device. FIG. 5 is a schematic sectional view illustrating a schematic configuration of the heating device disclosed in Patent Document 3. In the heating device shown in FIG. 5, a pipe-shaped metal heat conductor 2 is fixed inside an endless belt 1 so as to guide the movement of the endless belt 1, and the heat source inside the metal heat conductor 2 is fixed by the metal heat conductor 2. 3, the endless belt 1 is indirectly heated.

また、無端ベルト1を介して金属熱伝導体2に接してニップ部Nを形成する加圧ローラ4を備えており、その加圧ローラ4の回転に連れ回りするようにして無端ベルト1を周方向に移動させる。なお、符号5は金属ローラ、符号6は弾性層である。   Further, a pressure roller 4 that forms a nip portion N in contact with the metal heat conductor 2 via the endless belt 1 is provided, and the endless belt 1 is rotated around the rotation of the pressure roller 4. Move in the direction. Reference numeral 5 denotes a metal roller, and reference numeral 6 denotes an elastic layer.

すなわち、特許文献3に開示された加熱装置は、無端状ベルト1を用いた構成において、その無端状ベルト1全体を温めるようにしたものである。この構成によれば、加熱待機時からのファーストプリント時間を短縮することができ、かつ、高速回転処理時の熱量不足を解消して、高生産の画像形成装置に搭載されても、良好な定着性を得ることができるものである。   That is, the heating device disclosed in Patent Document 3 has a configuration using the endless belt 1 and heats the entire endless belt 1. According to this configuration, it is possible to reduce the first print time from the heating standby time, and to eliminate the shortage of heat during the high-speed rotation processing, and to achieve a good fixing even when mounted in a high-production image forming apparatus. It is possible to obtain the nature.

しかしながら、特許文献3に開示された加熱装置においては、上記したファーストプリント時間の短縮等を図ることができるものの、さらなる省エネ性及びファーストプリント時間を向上させるためには、熱効率をさらに向上させる必要がある。   However, in the heating device disclosed in Patent Document 3, although the above-described first print time can be shortened, it is necessary to further improve the thermal efficiency in order to further improve the energy saving and the first print time. is there.

上記従来の各定着装置等においては、無端状ベルト1を直接加熱する構成とすることにより、省エネ性が高く、加熱待機時からのファーストプリント時間をさらに短縮することができるようになる。その一方、従来は問題とならなかった、ヒータを持たない加圧ローラ自体の温度により、温度制御性が悪化することが明らかになった。すなわち、加圧温度が高い時に用紙がニップを通過する場合、その直前までの定着部材への供給電力は少ない。この状態において用紙がニップ通過した場合、加圧ローラの温度は急激に大きく下がる。それによって制御している定着部材の温度も必要以上に下がってしまうため、落ち込みが発生する。このことが原因で温度リップルが発生し、その後数秒間の温度制御性が悪化してしまう。他方、加圧温度が低い場合、用紙が通過しても加圧温度の温度はあまり下がらず、また、その直前まで比較的大きな電力を供給しているため、落ち込みは発生しない。   In each of the above-described conventional fixing devices and the like, by directly heating the endless belt 1, energy saving is high, and the first print time from the heating standby time can be further reduced. On the other hand, it has been clarified that the temperature controllability is degraded by the temperature of the pressure roller itself without a heater, which was not a problem in the past. In other words, when the sheet passes through the nip when the pressurizing temperature is high, the power supplied to the fixing member immediately before that is small. When the sheet passes through the nip in this state, the temperature of the pressure roller sharply drops. As a result, the temperature of the fixing member being controlled also drops unnecessarily, causing a drop. This causes a temperature ripple, which deteriorates the temperature controllability for several seconds thereafter. On the other hand, when the pressurizing temperature is low, the temperature of the pressurizing temperature does not drop so much even when the paper passes, and since a relatively large amount of electric power is supplied until immediately before, the drop does not occur.

そこで本発明は、低熱容量化、復帰時間短縮化とともに温度リップルの低減を図り、安定した画像品質を得ることができる定着装置及びこれを用いた画像形成装置の提供を目的としている。   SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fixing device capable of obtaining stable image quality by reducing the temperature ripple while reducing the heat capacity and the return time, and an image forming apparatus using the fixing device.

上記課題を解決するための請求項1に記載した本発明は、未定着のトナーを記録媒体に定着させるための定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱源と、前記定着部材との間において記録媒体を加圧する加圧部材と、前記加圧部材との間においてニップを形成するニップ形成部材と、前記加熱源への供給電力を制御する電力制御回路と、前記加圧部材の温度を検知する加圧温度検知センサとを有する定着装置において、前記加圧温度検知センサによって検知した加圧温度に応じて、加熱源への電力供給を増減補正し、かつ、所期の電力供給タイミングを遅早補正する供給電力補正手段を有することを特徴としている。   According to an aspect of the present invention, there is provided a fixing member for fixing unfixed toner to a recording medium, a heating source for heating the fixing member, and a fixing member. A pressure member for pressing a recording medium; a nip forming member for forming a nip between the pressure member; a power control circuit for controlling power supplied to the heating source; and detecting a temperature of the pressure member. In the fixing device having a pressure temperature sensor that performs heating, the power supply to the heating source is increased or decreased according to the pressure temperature detected by the pressure temperature sensor, and the intended power supply timing is delayed. It is characterized by having a supply power correcting means for performing a quick correction.

本発明によれば、低熱容量化、復帰時間短縮化とともに温度リップルの低減を図り、安定した画像品質を得ることができる。   According to the present invention, stable image quality can be obtained by reducing the temperature ripple as well as reducing the heat capacity and the return time.

本発明の一実施形態に係る定着装置を用いた画像形成装置の構成を示す概略側断面図である。FIG. 1 is a schematic side sectional view illustrating a configuration of an image forming apparatus using a fixing device according to an embodiment of the present disclosure. 同上の定着装置の主たる構成を示す拡大側正面図である。FIG. 2 is an enlarged front view illustrating a main configuration of the fixing device according to the first embodiment. 加熱源への電力供給の補正をしない従来の構成における加圧温度の推移を示す模式図であり、(A)は加圧温度が低い場合における温度推移を示す模式図、(B)は、加圧温度が高い場合における温度推移を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the transition of the pressurization temperature in the conventional structure which does not correct the electric power supply to a heating source, (A) is a schematic diagram which shows the temperature transition when a pressurization temperature is low, (B) is a schematic diagram. It is a schematic diagram which shows a temperature transition in case pressure pressure is high. 加熱源への電力供給の補正をする本装置における加圧温度の推移を示す模式図であり、(A)は加圧温度が低い場合における温度推移を示す模式図、(B)は、加圧温度が高い場合における温度推移を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the transition of the pressurization temperature in this apparatus which corrects the electric power supply to a heating source, (A) is a schematic diagram which shows the temperature transition when a pressurization temperature is low, (B) is a pressurization. It is a schematic diagram which shows a temperature transition in case temperature is high. 特許文献3に開示された加熱装置の概略的な構成を示す概略断面図である。FIG. 11 is a schematic sectional view illustrating a schematic configuration of a heating device disclosed in Patent Document 3.

以下、本発明に係る定着装置及びこの定着装置を用いた画像形成装置について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る定着装置を用いた画像形成装置の概略構成を示す側断面図である。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付すことにより、それらの重複した説明を適宜に簡略化し又は省略する。   Hereinafter, a fixing device according to the present invention and an image forming apparatus using the fixing device will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus using a fixing device according to an embodiment of the present invention. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference characters, and their description will be appropriately simplified or omitted.

以下には、画像形成装置としてカラーレーザプリンタ(以下、単に「プリンタ」という。)を一例として説明する。図1に示すプリンタ10は、このプリンタ本体の中央部分に、4つの作像部11Y,11M,11C,11Kが設けられている。各作像部11Y等は、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。   Hereinafter, a color laser printer (hereinafter, simply referred to as a “printer”) will be described as an example of the image forming apparatus. The printer 10 shown in FIG. 1 is provided with four image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K in the center of the printer body. Each image forming unit 11Y is similar except that it contains developers of different colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (BK) corresponding to the color separation components of the color image. Configuration.

各作像部11Y,11M,11C,11Kは、ドラム状の感光体12、この感光体12の表面を帯電させる帯電装置13、現像装置14、クリーニング装置15等を備えている。現像装置14は、感光体12の表面にトナーを供給するものであり、また、クリーニング装置15は感光体12の表面を清掃するものである。   Each of the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K includes a drum-shaped photoconductor 12, a charging device 13 for charging the surface of the photoconductor 12, a developing device 14, a cleaning device 15, and the like. The developing device 14 supplies toner to the surface of the photoconductor 12, and the cleaning device 15 cleans the surface of the photoconductor 12.

なお、図1においては、ブラックの作像部11Kが備えている感光体12、帯電装置13、現像装置14、クリーニング装置15のみに符号を付しており、その他の作像部11Y,11M,11Cについては省略している。   In FIG. 1, only the photoconductor 12, the charging device 13, the developing device 14, and the cleaning device 15 included in the black image forming unit 11K are denoted by reference numerals, and the other image forming units 11Y, 11M, 11C is omitted.

作像部11Y,11M,11C,11Kの下方には、各感光体12の表面を露光するための露光装置16が配設されている。露光装置16は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を有しており、画像データに基づいて各感光体12の表面にレーザー光を照射するようになっている。   An exposure device 16 for exposing the surface of each photoconductor 12 is disposed below the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K. The exposure device 16 has a light source, a polygon mirror, an f-θ lens, a reflection mirror, and the like, and irradiates the surface of each photoconductor 12 with laser light based on image data.

作像部11Y,11M,11C,11Kの上方には、転写装置17が配設されている。転写装置17は、中間転写ベルト18、四つの一次転写ローラ19、二次転写ローラ20、二次転写バックアップローラ21、クリーニングバックアップローラ22、テンションローラ23及びベルトクリーニング装置24を有している。   A transfer device 17 is provided above the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K. The transfer device 17 includes an intermediate transfer belt 18, four primary transfer rollers 19, a secondary transfer roller 20, a secondary transfer backup roller 21, a cleaning backup roller 22, a tension roller 23, and a belt cleaning device 24.

中間転写ベルト18は無端状に形成されており、二次転写バックアップローラ21、クリーニングバックアップローラ22及びテンションローラ23によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ21が回転駆動することによって、中間転写ベルト18は図中矢印で示す方向に周回走行(回転)するようになっている。   The intermediate transfer belt 18 is formed in an endless shape, and is stretched by a secondary transfer backup roller 21, a cleaning backup roller 22, and a tension roller 23. Here, as the secondary transfer backup roller 21 is driven to rotate, the intermediate transfer belt 18 travels (rotates) in the direction indicated by the arrow in the drawing.

四つの一次転写ローラ19は、それぞれ各感光体12との間で中間転写ベルト18を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ19には、電源が接続されており、所定の直流電圧や交流電圧が印加されるようになっている。   The four primary transfer rollers 19 form a primary transfer nip by sandwiching the intermediate transfer belt 18 between each of the photosensitive members 12. A power supply is connected to each primary transfer roller 19 so that a predetermined DC voltage or AC voltage is applied.

二次転写ローラ20は、二次転写バックアップローラ21との間で中間転写ベルト18を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ19と同様に、二次転写ローラ20にも電源が接続されており、所定の直流電圧や交流電圧が印加されるようになっている。   The secondary transfer roller 20 forms a secondary transfer nip by sandwiching the intermediate transfer belt 18 between the secondary transfer roller 20 and the secondary transfer backup roller 21. Further, similarly to the primary transfer roller 19, a power source is connected to the secondary transfer roller 20, and a predetermined DC voltage or AC voltage is applied.

ベルトクリーニング装置24は、中間転写ベルト18に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有している。このベルトクリーニング装置24から伸びた廃トナー移送ホースは、廃トナー収容器の入り口部に接続されている。   The belt cleaning device 24 has a cleaning brush and a cleaning blade arranged so as to contact the intermediate transfer belt 18. The waste toner transfer hose extending from the belt cleaning device 24 is connected to the entrance of the waste toner container.

プリンタ本体の上部には、ボトル収容部25が設けられており、そのボトル収容部25には補給用のトナーを収容した四つのトナーボトル25Y,25M,25C,25Kが着脱可能に装着されている。   A bottle accommodating portion 25 is provided at an upper portion of the printer main body, and four toner bottles 25Y, 25M, 25C, and 25K accommodating toner for replenishment are detachably mounted in the bottle accommodating portion 25. .

各トナーボトル25Y,25M,25C,25Kと上記各現像装置14との間には、補給路が設けられている。この補給路を介し、各トナーボトル25Y,25M,25C,25Kから各現像装置14にトナーが補給されるようになっている。   A supply path is provided between each of the toner bottles 25Y, 25M, 25C, and 25K and each of the developing devices 14. The toner is supplied from each of the toner bottles 25Y, 25M, 25C, and 25K to each of the developing devices 14 via the supply path.

一方、プリンタ本体の下部には、用紙Pを収容した給紙トレイ26や、この給紙トレイ26から用紙Pを搬出する給紙ローラ27等が設けてある。ここで、用紙Pとしては、普通紙以外に厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ、OHPシート等が含まれる。また、手差し給紙機構を設けてもよい。   On the other hand, at the lower part of the printer main body, there are provided a paper feed tray 26 containing the paper P, a paper feed roller 27 for carrying out the paper P from the paper feed tray 26, and the like. Here, the paper P includes, in addition to plain paper, thick paper, postcards, envelopes, thin paper, coated paper (coated paper, art paper, etc.), tracing paper, OHP sheets, and the like. Further, a manual paper feed mechanism may be provided.

プリンタ本体内には、用紙Pを給紙トレイ26から二次転写ニップを通過させてプリンタ本体外へ排出するための搬送路Rが配設されている。搬送路Rにおいて、二次転写ローラ20の位置よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップに用紙Pを搬送するための一対のレジストローラ28が配設されている。   A transport path R for discharging the paper P from the paper feed tray 26 through the secondary transfer nip to the outside of the printer main body is provided in the printer main body. In the transport path R, a pair of registration rollers 28 for transporting the sheet P to the secondary transfer nip is disposed upstream of the position of the secondary transfer roller 20 in the sheet transport direction.

また、二次転写ローラ20の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Pに転写された未定着画像を定着するための定着装置Aが配設されている。さらに、定着装置Aよりも搬送路Rの用紙搬送方向下流側には、用紙Pをプリンタ本体外へ排出するための一対の排紙ローラ29が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、一対の排紙ローラ29によってプリンタ本体外に排出された用紙Pをストックするための排紙トレイ9が設けてある。   Further, a fixing device A for fixing an unfixed image transferred to the sheet P is disposed downstream of the position of the secondary transfer roller 20 in the sheet conveyance direction. Further, a pair of paper discharge rollers 29 for discharging the paper P to the outside of the printer main body is provided downstream of the fixing device A in the paper transport direction of the transport path R. Further, on the upper surface of the printer main body, there is provided a paper discharge tray 9 for stocking the paper P discharged out of the printer main body by the pair of paper discharge rollers 29.

次に、本発明の一実施形態に係る定着装置Aについて図面を参照して説明する。図2は、本発明の一実施形態に係る定着装置Aの主たる構成を示す拡大正面図である。定着装置Aは、加圧部材である加圧ローラ30、定着部材である定着ベルト40、加熱源50及びニップ形成部材60を主要の構成としたものである。   Next, a fixing device A according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is an enlarged front view illustrating a main configuration of the fixing device A according to the embodiment of the present disclosure. The fixing device A mainly includes a pressing roller 30 as a pressing member, a fixing belt 40 as a fixing member, a heating source 50, and a nip forming member 60.

定着ベルト40は無端状にして形成されており、これの内部に上記した加熱源50、ニップ形成部材60が配設されている。この構成においては、定着ベルト40が内周側から加熱源50によって直接加熱されるようになる。上記の定着ベルト40は、ニッケルやSUS等の金属ベルトやポリイミド等の樹脂材料を用いた基材41を用いている。また、この定着ベルト40表層は、PFAやPTFE等の離型層42を被覆形成されており、トナーが付着しないように離型性を有している。   The fixing belt 40 is formed in an endless shape, and the heating source 50 and the nip forming member 60 described above are disposed inside the fixing belt 40. In this configuration, the fixing belt 40 is directly heated by the heating source 50 from the inner peripheral side. The fixing belt 40 uses a metal belt such as nickel or SUS or a base material 41 using a resin material such as polyimide. The surface layer of the fixing belt 40 is formed by coating a release layer 42 made of PFA, PTFE, or the like, and has a release property so that toner does not adhere.

定着ベルト40の基材41と離型層42の間には、シリコーンゴムの層等で形成する弾性層があってもよい。また、シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなって定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ(ユズ肌画像)が残るという不具合が生じる。これを改善するには、シリコーンゴム層を100[μm]以上の厚みにして設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微小な凹凸が吸収されユズ肌画像を改善できる。   An elastic layer formed of a silicone rubber layer or the like may be provided between the base material 41 of the fixing belt 40 and the release layer 42. In the absence of the silicone rubber layer, the heat capacity is reduced and the fixability is improved. There is a problem that skin-like gloss unevenness (yuzu skin image) remains. In order to improve this, it is necessary to provide a silicone rubber layer having a thickness of 100 [μm] or more. Due to the deformation of the silicone rubber layer, minute unevenness is absorbed, so that it is possible to improve the skin image of Yuzu.

本実施形態において示す加熱源50は、ハロゲンヒータを用いたものであるが、これに限るものではなく、例えばIH、抵抗発熱体やカーボンヒータ等を採用することができる。ニップ形成部材60は、定着ベルト40を介して対向する上記加圧ローラ30とニップを形成するようにして配置され、また、定着ベルト40の内周面に直接的に摺接するようになっている。なお、摺動シートを介して間接的に摺動させるようにしてもよい。   The heating source 50 shown in the present embodiment uses a halogen heater, but is not limited to this. For example, an IH, a resistance heating element, a carbon heater, or the like can be used. The nip forming member 60 is disposed so as to form a nip with the pressure roller 30 opposed to the fixing belt 40 via the fixing belt 40, and is in direct sliding contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 40. . In addition, you may make it slide indirectly via a sliding sheet.

本実施形態において示すニップ形成部材60は、これのニップ部Nの形状を平坦面に形成したものを示しているが、凹形状やその他の形状にしてもよい。ニップを凹形状にした場合、用紙Pの先端の排出方向が加圧ローラ30寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生を抑制できる。   The nip forming member 60 shown in the present embodiment has a nip portion N formed on a flat surface, but may have a concave shape or another shape. When the nip is formed in a concave shape, the discharge direction of the leading end of the paper P is closer to the pressure roller 30 and the separability is improved, so that the occurrence of jam can be suppressed.

定着ベルト40の内部には、ニップ部Nを支持するための支持部材(ステー)61が設けられており、加圧ローラ30により圧力を受けるニップ形成部材60の撓みを防止し、軸方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。この支持部材61は、これの両端部において保持部材(フランジ)62に保持固定されて位置決めされている。この支持部材61の内壁面側には、その内壁面に沿うようにして、加熱源50からの輻射熱等を遮るための反射部材63が配設されている。これにより、加熱源50からの輻射熱等により支持部材61が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギー消費を抑制している。なお、反射部材63の代わりに、支持部材61の内面に断熱又は鏡面処理を行っても同様の効果を得ることができる。   A support member (stay) 61 for supporting the nip portion N is provided inside the fixing belt 40, which prevents the nip forming member 60 that receives pressure from the pressure roller 30 from bending, and is uniform in the axial direction. Nip width. The support member 61 is held and fixed to a holding member (flange) 62 at both ends and positioned. On the inner wall surface side of the support member 61, a reflecting member 63 for blocking radiant heat from the heating source 50 and the like is arranged along the inner wall surface. This suppresses wasteful energy consumption due to the heating of the support member 61 by radiant heat from the heating source 50 or the like. Note that the same effect can be obtained by performing heat insulation or mirror finishing on the inner surface of the support member 61 instead of the reflection member 63.

上記した定着ベルト40は、加圧ローラ30により連れ回り回転するようになっている。すなわち、図2に示す加圧ローラ30が駆動源により回動すると、ニップ部Nにおいて定着ベルト40に駆動力が伝達されて従動回転する。また、定着ベルト40は、ニップ部N以外では両端部で保持部材62にガイドされて回動する。このような構成により、安価でウォームアップが速い定着装置Aを実現できる。   The above-described fixing belt 40 is rotated by the pressure roller 30. That is, when the pressure roller 30 shown in FIG. 2 is rotated by the driving source, the driving force is transmitted to the fixing belt 40 in the nip portion N, and the fixing belt 40 is driven to rotate. The fixing belt 40 rotates at both ends except the nip portion N while being guided by the holding members 62. With such a configuration, it is possible to realize the fixing device A that is inexpensive and quickly warms up.

加圧ローラ30は、芯金31の外周部に弾性ゴム層32を形成したものであり、離型性を得るために表面に離型層(PFA又はPTFE層)を設けている。この加圧ローラ30は、プリンタ本体内に設けられたモータ等の駆動源からギヤを介して駆動力が伝達されて回動するようになっている。   The pressure roller 30 is formed by forming an elastic rubber layer 32 on an outer peripheral portion of a cored bar 31, and has a release layer (PFA or PTFE layer) on the surface to obtain releasability. The pressure roller 30 is configured to rotate by transmitting a driving force via a gear from a driving source such as a motor provided in the printer body.

また、加圧ローラ30はスプリング等により定着ベルト40側に押圧されており、弾性ゴム層32が押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を有している。なお、この加圧ローラ30を中空構造にしてよく、また、この加圧ローラ30の内部にハロゲンヒータ等の加熱源を設けた構成にしてもよい。弾性ゴム層32はソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ30内部に加熱源を設けない場合は、スポンジゴムを用いてもよい。なお、スポンジゴムを用いたときには断熱性が高まり定着ベルト40の熱が奪われにくくなるのでより好ましい。   Further, the pressure roller 30 is pressed toward the fixing belt 40 by a spring or the like, and has a predetermined nip width as the elastic rubber layer 32 is crushed and deformed. The pressure roller 30 may have a hollow structure, or a configuration in which a heating source such as a halogen heater is provided inside the pressure roller 30. The elastic rubber layer 32 may be solid rubber, but if no heating source is provided inside the pressure roller 30, sponge rubber may be used. The use of sponge rubber is more preferable because the heat insulating property is enhanced and the heat of the fixing belt 40 is hardly deprived.

ところで、上記の加圧ローラ30には、これの温度を検知するための加圧温度検知センサS1が配設されているとともに、上記した加熱源50には電力制御回路70が接続されている。制御部80は、所要のプログラムの実行により加熱源50への供給電力を制御する機能を有するものである。この制御部80の入力側には加圧温度検知センサS1が、また、出力側には加熱源50が接続されている。本実施形態において示す制御部80は、次の機能を有している。   By the way, the pressure roller 30 is provided with a pressure temperature detection sensor S1 for detecting the temperature of the pressure roller 30, and a power control circuit 70 is connected to the heating source 50. The control unit 80 has a function of controlling power supplied to the heating source 50 by executing a required program. A pressurized temperature detection sensor S1 is connected to the input side of the control unit 80, and the heating source 50 is connected to the output side. The control unit 80 shown in the present embodiment has the following functions.

上記した加圧温度検知センサS1によって検知した加圧温度に応じ、加熱源50への電力供給を増減補正し、かつ、所期の電力供給タイミングを遅早補正する機能。この機能を「供給電力補正手段80a」という。具体的には、所定のプロセス条件に従って決定される固定電力が設定されており、加圧温度検知センサS1によって得た加圧温度に応じて固定電力を増減補正する。「所定のプロセス条件」は、記録媒体の厚み、線速、カラーモード、プロセス線速等を含んでいる。「固定電力」は、所定のプロセス条件に従って定まるものであり、その所定のプロセス条件に応じて必要となる通紙モードに対して固定的に出力されるものであり、本実施形態においては制御部80内のメモリに記憶されている。   A function of increasing / decreasing the power supply to the heating source 50 in accordance with the pressurized temperature detected by the above-described pressurized temperature detection sensor S1, and correcting the intended power supply timing early or late. This function is referred to as “supply power correcting means 80a”. Specifically, a fixed power determined according to a predetermined process condition is set, and the fixed power is increased or decreased according to the pressurized temperature obtained by the pressurized temperature detection sensor S1. The “predetermined process conditions” include the thickness, linear velocity, color mode, process linear velocity, etc. of the recording medium. The “fixed power” is determined in accordance with a predetermined process condition, and is output in a fixed manner with respect to a paper-passing mode required according to the predetermined process condition. 80 is stored in the memory.

供給電力補正手段80aは、加圧温度検知センサS1によって検知した加圧温度に応じて、固定電力を基準として増減補正する。また、所期の電力供給タイミングに対して、加圧温度検知センサS1によって検知した加圧温度に応じて、電力供給タイミングを遅早補正する。「所期の電力供給タイミング」は、用紙Pが定着ニップに突入したときである。具体的には、加圧温度の上昇に従って供給電力を増加させ、かつ、加圧温度の下降に伴って供給電力を低減させるように補正する。また、所期の電力供給タイミングから、加圧温度の上昇に従って電力供給タイミングを早め、かつ、加圧温度の下降に従って供給電力タイミングを遅くする。さらに、用紙Pが定着ニップに突入したときから既定の時間が経過していないときに補正を行っている。すなわち、回転が安定後の温度を検知することにより、定着装置Aの適正な蓄熱状態を判定することができる。 The supply power correction means 80a corrects the increase / decrease based on the fixed power according to the pressurized temperature detected by the pressurized temperature detection sensor S1. Also, the power supply timing is corrected early or late with respect to the intended power supply timing according to the pressurized temperature detected by the pressurized temperature detection sensor S1. The “ expected power supply timing” is when the paper P enters the fixing nip. Specifically, the correction is performed so that the supply power increases as the pressurization temperature increases, and decreases as the pressurization temperature decreases. Further, from the intended power supply timing, the power supply timing is advanced as the pressurization temperature rises, and the supply power timing is delayed as the pressurization temperature decreases. Further, the correction is performed when a predetermined time has not elapsed since the paper P enters the fixing nip. That is, by detecting the temperature after the rotation is stabilized, the appropriate heat storage state of the fixing device A can be determined.

図3は、加熱源への電力供給の補正をしない従来の構成における加圧温度の推移を示す模式図であり、(A)は加圧温度が低い場合における温度推移を示す模式図、(B)は、加圧温度が高い場合における温度推移を示す模式図である。なお、図中、縦軸が温度、横軸が時間を示している。   FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams showing a transition of a pressurized temperature in a conventional configuration in which power supply to a heating source is not corrected. FIG. 3A is a schematic diagram showing a transition of a temperature when a pressurized temperature is low, and FIG. () Is a schematic diagram showing a temperature transition when the pressurization temperature is high. In the figure, the vertical axis indicates temperature, and the horizontal axis indicates time.

図3(A),(B)に示すように、用紙Pの一枚目に向かって加圧温度が高い状態になっているところに一枚目が入ると、その一枚目によって落ち込みが発生し、その影響を受けてしばらく温度制御性が悪化してしまう。この問題は、それまでの使用態様において、加圧温度が高くなっているときにより顕著な問題として発生しやすい。また、例えば低速での通紙等、目標温度が低い場合においてはその影響は少ないが、同様の原因により温度制御性が悪化する。   As shown in FIGS. 3A and 3B, when the first sheet enters a place where the pressing temperature is high toward the first sheet of paper P, a drop occurs due to the first sheet. However, the temperature controllability deteriorates for a while due to the influence. This problem is more likely to occur as a more prominent problem when the pressurizing temperature is high in the usage modes up to that time. Further, when the target temperature is low, for example, when the paper is passed at a low speed, the influence is small, but the temperature controllability is deteriorated due to the same cause.

図4は、加熱源への電力供給の補正をする本装置における加圧温度の推移を示す模式図であり、(A)は加圧温度が低い場合における温度推移を示す模式図、(B)は、加圧温度が高い場合における温度推移を示す模式図である。   FIGS. 4A and 4B are schematic diagrams illustrating a transition of the pressurized temperature in the present apparatus for correcting the power supply to the heating source. FIG. 4A is a schematic diagram illustrating a transition of the temperature when the pressurized temperature is low, and FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing a temperature transition when a pressurization temperature is high.

図4(A),(B)に示すように、固定出力に対して加圧温度の検知結果に応じて補正を行う。また、その固定出力を出力するタイミングを、加圧温度が高い程に早めに出力するようにする。これにより狙いの温度制御性を得ることができる。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the fixed output is corrected according to the detection result of the pressurized temperature. The output of the fixed output is made earlier as the pressurization temperature becomes higher. Thereby, a desired temperature controllability can be obtained.

すなわち、固定出力の電力について、プロセス線速,カラーモード,用紙Pの紙厚等の上記した所定のプロセス条件に応じて、通紙モードにおいて必ず必要となる固定電力を予め決定しておくことが必要となり、その固定電力を基準として供給電力の増減補正を行う。また、所期の電力供給のタイミングについては、それは用紙Pの先端縁がニップに突入するタイミングを基準として規定することが望ましい。ただし、補正のタイミングを早めすぎると、逆に通紙前に加熱しすぎる温度リップルによる制御性悪化につながるので、予め評価を行い、各画像形成装置や定着装置において最適な値を用いることが望ましい。 That is, for the fixed output power, the fixed power that is always required in the paper passing mode may be determined in advance according to the above-described predetermined process conditions such as the process linear velocity, the color mode, and the thickness of the paper P. It becomes necessary, and the increase / decrease of the supply power is corrected based on the fixed power. It is desirable that the intended power supply timing is defined based on the timing at which the leading edge of the paper P enters the nip. However, if the timing of the correction is too early, the controllability is deteriorated due to the temperature ripple that is excessively heated before the sheet is passed. Therefore, it is desirable to perform an evaluation in advance and use an optimum value in each image forming apparatus and the fixing apparatus. .

上述したように、加圧温度が高い状態からの通紙においては、用紙一枚目の温度落ち込みが顕著に発生するので、用紙一枚目の落ち込みによるオフセットを防止することが必要となる。そこで、加圧温度に応じて要求された点灯Dutyを補正する。これにより、一枚目の温度落ち込み、オフセットを防止し、低熱容量化,復帰時間短縮化を図りつつ、様々な使用状況においてユーザは安定した画像品質を得ることができる。   As described above, when a sheet is passed from a state where the pressurization temperature is high, the temperature drop of the first sheet is remarkable, so it is necessary to prevent the offset due to the drop of the first sheet. Therefore, the required lighting duty is corrected according to the pressurized temperature. As a result, the user can obtain stable image quality in various use situations while preventing the temperature drop and offset of the first sheet, reducing the heat capacity and shortening the recovery time.

10 画像形成装置(プリンタ)
11Y〜11K 各作像部
12 各感光体
13 帯電装置
14 各現像装置
15 クリーニング装置
18 中間転写ベルト
19 一次転写ローラ
21 二次転写バックアップローラ
24 ベルトクリーニング装置
25 ボトル収容部
25Y〜25K トナーボトル
28 レジストローラ
29 排紙ローラ
30 加圧ローラ
31 芯金
40 定着ベルト
41 基材
50 加熱源
60 ニップ形成部材
61 支持部材
62 保持部材
63 反射部材
80 制御部
80a 供給電力補正手段
P 記録媒体(用紙)
R 搬送路
S1 加圧温度検知センサ
10 Image forming apparatus (printer)
11Y to 11K Each image forming unit 12 Each photoconductor 13 Charging device 14 Each developing device 15 Cleaning device 18 Intermediate transfer belt 19 Primary transfer roller 21 Secondary transfer backup roller 24 Belt cleaning device 25 Bottle storage unit 25Y to 25K Toner bottle 28 Resist Roller 29 Discharge roller 30 Pressure roller 31 Metal core 40 Fixing belt 41 Base material 50 Heat source 60 Nip forming member 61 Support member 62 Holding member 63 Reflecting member 80 Control unit 80a Supply power correction means P Recording medium (paper)
R transport path S1 Pressurized temperature detection sensor

特開2004−286922号公報JP 2004-286922 A 特開平4−44032号公報JP-A-4-44032 特開2007−334205号公報JP 2007-334205 A

Claims (8)

未定着のトナーを記録媒体に定着させるための定着部材と、
前記定着部材を加熱する加熱源と、
前記定着部材との間において記録媒体を加圧する加圧部材と、
前記加圧部材との間においてニップを形成するニップ形成部材と、
前記加熱源への供給電力を制御する電力制御回路と、
前記加圧部材の温度を検知する加圧温度検知センサと、を有する定着装置において、
前記加圧温度検知センサによって検知した加圧温度に応じて、前記加熱源への電力供給を増減補正し、かつ、記録媒体が定着ニップに突入したときである所期の電力供給タイミングを補正する供給電力補正手段を有することを特徴とする定着装置。
A fixing member for fixing the unfixed toner to the recording medium,
A heating source for heating the fixing member,
A pressure member for pressing the recording medium between the fixing member and
A nip forming member that forms a nip between the pressing member and
A power control circuit for controlling power supplied to the heating source,
And a pressure temperature detection sensor for detecting the temperature of the pressure member.
In accordance with the pressurized temperature detected by the pressurized temperature detection sensor, power supply to the heating source is increased or decreased, and an intended power supply timing when the recording medium enters the fixing nip is corrected. A fixing device comprising a supply power correction unit.
所定のプロセス条件に従って定まる固定電力が設定されており、
前記供給電力補正手段は、前記加圧温度に応じて、前記固定電力を基準として増減補正することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
A fixed power determined according to the predetermined process conditions is set,
2. The fixing device according to claim 1, wherein the supply power correction unit performs increase / decrease correction based on the fixed power according to the pressurized temperature. 3.
前記供給電力補正手段は、前記所期の電力供給タイミングに対して、前記加圧温度に応 じて、電力供給タイミングを補正することを特徴とする請求項1又は2に記載の定着 装置。   3. The fixing device according to claim 1, wherein the supply power correction unit corrects the power supply timing according to the pressurized temperature with respect to the intended power supply timing. 4. 前記供給電力補正手段は、前記加圧温度の上昇に従って供給電力を増加させ、かつ、前記加圧温度の下降に伴って供給電力を低減させるように補正することを特徴とする請求項 1乃至3のいずれか1項に記載の定着装置。   The said supply power correction means corrects so that supply power may be increased according to the rise of the pressurization temperature and may be reduced as the pressurization temperature falls. The fixing device according to claim 1. 前記所期の電力供給タイミングから、前記加圧温度の上昇に従って電力供給タイミングを早め、かつ、前記加圧温度の下降に従って供給電力タイミングを遅くすることを特徴とする請求項3又は4に記載の定着装置。   5. The power supply timing according to claim 3, wherein the power supply timing is advanced according to an increase in the pressurized temperature, and the supply power timing is delayed according to a decrease in the pressurized temperature from the intended power supply timing. 6. Fixing device. 前記供給電力補正手段は、記録媒体が前記定着ニップに突入したときから既定の時間が 経過していないときに補正を行うことを特徴とする請求項5に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 5, wherein the supply power correction unit performs the correction when a predetermined time has not elapsed after a recording medium enters the fixing nip. 前記所定のプロセス条件は、記録媒体の厚み、線速、カラーモードを含むことを特徴とする請求項2に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 2, wherein the predetermined process condition includes a thickness of a recording medium, a linear velocity, and a color mode. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装 置。   An image forming apparatus using the fixing device according to claim 1.
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