JP6658034B2 - Fixing device and image forming device - Google Patents
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Description
この開示は、定着装置に関し、より特定的には、離型剤を内包するトナーを定着させる定着装置に関する。 The present disclosure relates to a fixing device, and more particularly, to a fixing device that fixes toner containing a release agent.
複写機、プリンタ、ファクシミリおよびこれらの諸機能を備えた複合機等の電子写真方式に従う画像形成装置は、一般的に、画像データに対応した潜像を感光体に形成し、この潜像にトナーを付与することによって現像し、この現像されたトナー像を用紙に転写し、用紙上に転写されたトナー像を定着して排紙する。 2. Description of the Related Art An image forming apparatus, such as a copying machine, a printer, a facsimile, and a multifunction peripheral having these functions, which conforms to an electrophotographic method, generally forms a latent image corresponding to image data on a photoconductor, and forms a toner on the latent image. The developed toner image is transferred to a sheet, the toner image transferred on the sheet is fixed, and the sheet is discharged.
このようにトナー像を定着する定着装置として、ハロゲンヒータ等を内蔵した定着ローラーと、定着ローラーを加圧する加圧ローラーとによって形成されたニップ部で、トナー像が転写された用紙を挟持および搬送しながら、加熱および加圧する熱ローラー定着方式の定着装置が広く普及している。 As a fixing device for fixing a toner image in this manner, a sheet on which a toner image is transferred is nipped and transported by a nip formed by a fixing roller having a built-in halogen heater or the like and a pressure roller for pressing the fixing roller. Meanwhile, a fixing device of a heat roller fixing type for heating and pressing is widely used.
ここで、用紙上のトナー像のトナーはニップ部を通過する際に加熱されるので、トナーが粘着力を有し、ニップ部を通過した用紙が定着ローラーの表面に付着して巻き付いて分離せず、ジャムを発生させる可能性がある。特に用紙として、坪量の小さい用紙を用いたときは、分離性能がより低下する。 Here, since the toner of the toner image on the paper is heated when passing through the nip portion, the toner has an adhesive force, and the paper that has passed through the nip portion adheres to the surface of the fixing roller and is wound and separated. May cause jams. In particular, when a sheet having a small basis weight is used as the sheet, the separation performance is further reduced.
一方、画像形成装置は高速化が進んでおり、これに対応して充分な長さのニップ幅を確保するために定着ローラーを大きくすると、定着ニップ出口でのローラー曲率が小さくなるため、分離性能が低下する。 On the other hand, the speed of image forming apparatuses has been increasing, and if the fixing roller is enlarged to secure a sufficiently long nip width, the roller curvature at the exit of the fixing nip becomes smaller, so that the separation performance is reduced. Decrease.
このような十分な長さのニップ幅を確保する定着装置であっても、定着部材から用紙を分離し易くするために様々な技術が考案されている。その技術として、定着部材の表層に離型性の高い耐熱樹脂を用いる方法や、ニップ部に対する用紙の排紙側に離型性の良いフッ素樹脂をコーティングした分離爪を設け、用紙を定着ローラー等から分離させる方法がある。 Various technologies have been devised in order to easily separate a sheet from a fixing member even in a fixing device that secures such a sufficient nip width. As the technology, a method using a heat-resistant resin having a high release property on the surface layer of the fixing member, or providing a separation claw coated with a fluorine resin having a good release property on the paper discharge side of the nip portion, and fixing the paper to a fixing roller, There is a method of separating from.
また、トナー中に加熱によって溶融し、離型剤として機能するワックスを内包させることで用紙の定着部材からの分離性能を向上させる方法もある。 There is also a method of improving the performance of separating a paper from a fixing member by incorporating a wax that functions as a release agent by being melted in the toner by heating.
ワックスを内包するトナーを用いる画像形成装置に関し、特開2014−081610号公報(特許文献1)は、トナーを用紙に定着する際に、加圧ローラーの表面速度と、定着ベルトの表面速度に速度差を設定することによって、先の定着行程の履歴を受けて発生する光沢メモリを防止する構成を開示している。 Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2014-081610 (Patent Document 1) discloses an image forming apparatus using a toner containing wax, which is configured such that when a toner is fixed on a sheet, the surface speed of a pressure roller and the surface speed of a fixing belt are reduced. A configuration is disclosed in which a difference is set to prevent a glossy memory that is generated in response to the history of the previous fixing process.
クリーニング部材を有しない定着装置に関し、特開2010−217466号公報(特許文献2)は、プリント動作を開始する前に、定着部材と加圧部材とに速度差を設けて、双方の部材を摺説させることで、定着部材や加圧部材の表面のクリーニングを行なう構成について開示している。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-217466 (Patent Literature 2) discloses a fixing device having no cleaning member. Before starting a printing operation, a speed difference is provided between the fixing member and the pressing member to slide both members. That is, a configuration for cleaning the surface of the fixing member and the pressing member is disclosed.
トナーにおけるワックス含有量を増やすと、用紙の定着部材からの分離性能を向上させることができる一方で、用紙の印字部におけるツヤ(光沢)が目立つようになるという問題がある。 Increasing the wax content in the toner can improve the separation performance of the paper from the fixing member, but has the problem that gloss (gloss) in the printing portion of the paper becomes noticeable.
特許文献1に開示される技術は、用紙における光沢のムラ(光沢メモリ)を抑制し、用紙のツヤを均一に制御する技術であって、用紙の定着部材からの分離性能を向上に関しては何ら言及されていない。また、特許文献2に開示される技術についても、用紙の定着部材からの分離性能を向上に関しては何ら言及されていない。
The technique disclosed in
本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、印字部のツヤが目立つことを抑制しつつ、用紙の定着部材または加圧部材からの分離性能を向上することができる、離型剤を内包するトナーを用いる定着装置および当該定着装置を搭載する画像形成装置を提供することである。 The present disclosure has been made in order to solve the above-described problem, and an object in one aspect is to separate a sheet from a fixing member or a pressing member while suppressing gloss of a printing unit. An object of the present invention is to provide a fixing device using a toner containing a release agent and an image forming apparatus equipped with the fixing device, which can improve performance.
用紙に付着された離型剤を含むトナーを定着する定着装置は、用紙の搬送経路上に配置されるとともに、互いの外周面が接するニップ領域が形成されるように構成された第1および第2の回転体と、ニップ領域の下流側端部から第1の距離だけ離れて配置されるとともに、第1または第2の回転体から用紙を分離する分離部材と、用紙の搬送経路上の位置を検出する検出部と、検出部による検出結果に基づいて、第1および第2の回転体の回転速度を制御する制御部とを備える。制御部は、用紙の先端からの距離が第1の距離内にある用紙の領域の少なくとも一部を含む第1の領域が、ニップ領域の上流側端部を通過している第1の期間における、第1の回転体と第2の回転体との間の周速度差が、用紙の第1の領域以外の領域がニップ領域の上流側端部を通過している第2の期間における周速度差より大きくなるように、第1および第2の回転体の回転速度を制御する。
A fixing device that fixes toner containing a release agent attached to a sheet is disposed on a sheet conveyance path, and is configured such that a nip region where outer peripheral surfaces of the first and second nips are in contact with each other is formed. A rotating member, a separating member disposed at a first distance from the downstream end of the nip area, and separating the sheet from the first or second rotating member, and a position on the sheet transport path. And a control unit that controls the rotation speeds of the first and second rotating bodies based on the detection result by the detection unit. The control unit is configured to control the first area including at least a part of the area of the sheet whose distance from the leading end of the sheet is within the first distance during the first period in which the first area passes through the upstream end of the nip area. The difference in the peripheral speed between the first rotating body and the second rotating body is the peripheral speed in the second period in which the area other than the first area of the sheet passes through the upstream end of the nip area. The rotation speeds of the first and second rotating bodies are controlled so as to be larger than the difference.
好ましくは、第1の領域の下流側端部は、用紙の先端である。
好ましくは、第1の領域の上流側端部は、用紙の先端から第1の距離の位置にある。
Preferably, the lower flow end of the first region is the leading edge of the sheet.
Preferably, the upstream end of the first area is located at a first distance from the leading edge of the sheet .
好ましくは、制御部は、第1の期間において、第1および第2の回転体のうち一方の回転体の周速度を基準とした、第1の回転体と第2の回転体との間の周速度差が1〜10%となるように、第1および第2の回転体の回転速度を制御する。 Preferably, in the first period, the control unit determines whether the first rotating body and the second rotating body are on the basis of the peripheral speed of one of the first and second rotating bodies. The rotation speeds of the first and second rotating bodies are controlled so that the peripheral speed difference becomes 1 to 10%.
好ましくは、制御部は、第1の期間において、第1および第2の回転体を個別に駆動させ、第2の期間において、第1および第2の回転体のうち一方の回転体の回転速度を設定し、他方の回転体を一方の回転体との接触摩擦によって従動回転させる。 Preferably, the control unit individually drives the first and second rotating bodies during the first period, and controls the rotation speed of one of the first and second rotating bodies during the second period. Is set, and the other rotating body is driven to rotate by contact friction with one rotating body.
さらに好ましくは、第1の回転体に接続される第1のモーターと、第2の回転体に接続される第2のモーターとをさらに備える。制御部は、第1の期間において、第1および第2のモーターの回転速度を個別に設定する。 More preferably, the apparatus further includes a first motor connected to the first rotating body, and a second motor connected to the second rotating body. The control unit individually sets the rotation speeds of the first and second motors in the first period.
さらに好ましくは、第1および第2の回転体を駆動させる共通のモーターと、一方の回転体とモーターとを接続する第1のギアと、他方の回転体とモーターとを接続する、第1のギアの歯数とは異なる歯数を有する第2のギアと、モーターと第2のギアとを連結するクラッチとをさらに備える。制御部は、第1の期間においてクラッチによりモーターと第2のギアとを接続し、第2の期間においてクラッチによりモーターと第2のギアとを切断する。 More preferably, a common motor that drives the first and second rotating bodies, a first gear that connects one rotating body to the motor, and a first gear that connects the other rotating body to the motor. The motor further includes a second gear having a number of teeth different from the number of teeth of the gear, and a clutch connecting the motor and the second gear. The control unit connects the motor and the second gear by the clutch during the first period, and disconnects the motor and the second gear by the clutch during the second period.
好ましくは、検出部は、搬送経路上における用紙の先端の位置を光学的に検出する。
好ましくは、検出部は、ニップ領域へ向けて搬送される用紙を一時的に停止させ、ニップ領域への用紙の供給タイミングを調節するタイミングローラーである。
Preferably, the detection unit optically detects the position of the leading end of the sheet on the transport path.
Preferably, the detection unit is a timing roller that temporarily stops the sheet conveyed toward the nip area and adjusts the timing of supplying the sheet to the nip area.
他の局面に従うと、離型剤を含むトナーを用いる画像形成装置は、用紙にトナー画像を形成する画像形成部と、用紙に付着されたトナー画像を定着する定着装置と、用紙の搬送経路上の位置を検出する検出部と、制御部とを備える。定着装置は、用紙の搬送経路上に配置されるとともに、互いの外周面が接するニップ領域が形成されるように構成された第1および第2の回転体と、ニップ領域の下流側端部から第1の距離だけ離れて配置されるとともに、第1または第2の回転体から用紙を分離する分離部材とを含む。制御部は、用紙の先端からの距離が第1の距離内にある用紙の領域の少なくとも一部を含む第1の領域が、ニップ領域を通過している第1の期間における、第1の回転体と第2の回転体との間の周速度差が、用紙の第1の領域以外の領域がニップ領域を通過している第2の期間における周速度差より大きくなるように、第1および第2の回転体の回転速度を制御する。 According to another aspect, an image forming apparatus that uses a toner containing a release agent includes an image forming unit that forms a toner image on a sheet, a fixing device that fixes a toner image attached to the sheet, and And a control unit for detecting the position of. The fixing device is disposed on a paper transport path, and includes first and second rotating bodies configured to form a nip region where their outer peripheral surfaces are in contact with each other, and from a downstream end of the nip region. A separation member that is arranged at a first distance and separates the sheet from the first or second rotating body. The controller controls the first rotation during a first period in which a first area including at least a part of the area of the sheet whose distance from the leading end of the sheet is within the first distance passes through the nip area. The first and second peripheral speed differences between the body and the second rotating body are larger than the peripheral speed difference during a second period in which an area other than the first area of the sheet passes through the nip area. The rotation speed of the second rotating body is controlled.
好ましくは、制御部は、用紙の坪量に関する指標を取得する取得手段を有し、用紙の坪量が小さいほど、第1の期間における、第1の回転体と第2の回転体との間の周速度差が大きくなるように、第1および第2の回転体の回転速度を制御する。 Preferably, the control unit has an acquiring unit that acquires an index relating to the basis weight of the sheet, and the smaller the basis weight of the sheet, the more the distance between the first rotating body and the second rotating body in the first period. The rotational speeds of the first and second rotating bodies are controlled so that the peripheral speed difference becomes large.
さらに好ましくは、坪量に関する指標は、用紙の種類を含む。
さらに好ましくは、用紙の厚みに関する情報を取得する厚み取得部をさらに備える。坪量に関する指標は、用紙の厚みに関する情報を含む。
More preferably, the index relating to the basis weight includes the type of paper.
More preferably, the apparatus further includes a thickness acquisition unit that acquires information on the thickness of the sheet. The index relating to the basis weight includes information relating to the thickness of the sheet.
好ましくは、制御部は、用紙の第1の領域におけるトナー付着量を算出する算出手段を有し、算出したトナー付着量が多いほど、第1の期間における、第1の回転体と第2の回転体との間の周速度差が大きくなるように、第1および第2の回転体の回転速度を制御する。 Preferably, the control unit includes a calculating unit that calculates a toner adhesion amount in the first region of the sheet, and the larger the calculated toner adhesion amount, the more the first rotating body and the second rotating member in the first period. The rotation speeds of the first and second rotators are controlled so that the peripheral speed difference between the rotator and the rotator is increased.
さらに好ましくは、算出手段は、用紙の第1の領域における印字率に基づいてトナー付着量を算出する。 More preferably, the calculating means calculates the toner adhesion amount based on the printing rate in the first area of the sheet.
さらに好ましくは、算出手段は、複数のトナーを重ねる色重ねを考慮してトナー付着量を算出する。 More preferably, the calculation means calculates the toner adhesion amount in consideration of the color overlap in which a plurality of toners are overlapped.
好ましくは、制御部は、用紙の先端からトナー画像の上流側位置までの余白距離を測定する測定手段を有し、余白距離が短いほど、第1の期間における、第1の回転体と第2の回転体との間の周速度差が大きくなるように、第1および第2の回転体の回転速度を制御する。 Preferably, the control unit includes a measuring unit for measuring a margin distance from a leading edge of the sheet to an upstream position of the toner image, and the shorter the margin distance, the more the first rotating body and the second rotating body in the first period. The rotation speeds of the first and second rotators are controlled so that the peripheral speed difference between the first and second rotators increases.
一実施形態に従う、離型剤を内包するトナーを用いる定着装置は、印字部のツヤが目立つことを抑制しつつ、用紙の定着部材または加圧部材からの分離性能を向上することができる。 A fixing device using a toner including a release agent according to an embodiment can improve the performance of separating a sheet from a fixing member or a pressing member while suppressing gloss of a printing unit from being conspicuous.
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding portions have the same reference characters allotted, and description thereof will not be repeated.
[A.概要]
図1は、実施形態に従う定着装置の概要について説明する図である。図1(a)を参照して、トナーToを転写された用紙Paは、定着装置によってトナーToを定着される。定着装置は、内部にヒーターHeを有する加熱ローラーRhと、当該加熱ローラーRhに接して圧力を加える加圧ローラーRpと、トナーToを転写された用紙を加熱ローラーRhから分離するための分離爪Seとを含む。
[A. Overview]
FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a fixing device according to the embodiment. Referring to FIG. 1A, paper Pa to which toner To has been transferred is fixed with toner To by a fixing device. The fixing device includes a heating roller Rh having a heater He therein, a pressure roller Rp for applying pressure in contact with the heating roller Rh, and a separating claw Se for separating the sheet on which the toner To has been transferred from the heating roller Rh. And
一般的に、加熱ローラーRhおよび加圧ローラーRpのうちいずれか一方のみがモーターによってその回転を制御され、他方のローラーは一方のローラーとの接触摩擦によって従動回転を行なう。このとき、加熱ローラーRhの周速度Vhと、加圧ローラーRpの周速度Vpとは、ほぼ等しいため、両ローラーの周速度差はほとんど生じない。 Generally, only one of the heating roller Rh and the pressing roller Rp is controlled by a motor to rotate, and the other roller is driven to rotate by contact friction with one roller. At this time, since the peripheral speed Vh of the heating roller Rh and the peripheral speed Vp of the pressure roller Rp are substantially equal, there is almost no difference in the peripheral speed between the two rollers.
トナーToは、図1(b)に示されるように、樹脂Reの内部に顔料Piと、離型剤としてのワックスWaを含む。上記のように一方のローラーのみをモーターで回転させる場合、用紙Paがニップ部Niを通過するとき、トナーToには、加熱ローラーRhと加圧ローラーRpとの押圧力が働く。 As shown in FIG. 1B, the toner To includes a pigment Pi and wax Wa as a release agent inside the resin Re. When only one of the rollers is rotated by the motor as described above, when the paper Pa passes through the nip portion Ni, the pressing force of the heating roller Rh and the pressing roller Rp acts on the toner To.
一方、加熱ローラーRhおよび加圧ローラーRpの周速度をそれぞれ制御することによって、周速度Vh、Vpの周速度差を生じさせる場合、ニップ部Niにおいて、トナーToには、押圧力に加えてせん断力が働く。 On the other hand, when a peripheral speed difference between the peripheral speeds Vh and Vp is generated by controlling the peripheral speeds of the heating roller Rh and the pressure roller Rp, the toner To is applied to the toner To in the nip Ni in addition to the pressing force. Power works.
図1(c)は、ニップ部Niを通過した後のトナー表面に存在するワックス量と周速度Vh,Vpの速度比との関係を表した図である。これらの実験データは、周速度Vh,Vpの速度比を変化させたときの、用紙Paに転写,定着されたトナー表面に含まれるイオン強度を、成分分析装置にて測定したものである。加熱ローラーRhおよび加圧ローラーRpのうち一方のローラーのみ回転制御し、他方のローラーを従動回転させた場合のイオン強度を1と定義し、縦軸をイオン強度比としている。イオン強度比が高いほど、トナー表面に含まれるワックス量が多いことを表す。 FIG. 1C is a diagram showing the relationship between the amount of wax present on the toner surface after passing through the nip portion Ni and the speed ratio between the peripheral speeds Vh and Vp. These experimental data are obtained by measuring, with a component analyzer, the ion intensity contained in the toner surface transferred and fixed on the paper Pa when the speed ratio between the peripheral speeds Vh and Vp is changed. The rotation intensity of only one of the heating roller Rh and the pressure roller Rp is controlled, and the ion intensity when the other roller is driven to rotate is defined as 1, and the vertical axis is the ion intensity ratio. The higher the ionic strength ratio, the larger the amount of wax contained on the toner surface.
図1(c)に示されるように、周速度Vh,Vpの周速度差がほとんどない場合、言い換えれば、ニップ部NiにおいてトナーToに押圧力のみを加える場合は、トナーToからにじみ出るワックスWaの量は少ない。一方、周速度Vh,Vpの周速度差が大きくなるほど、言い換えれば、ニップ部NiにおいてトナーToに加わるせん断力が大きくなるほど、トナーToからにじみ出るワックスWaの量は多くなる。 As shown in FIG. 1C, when there is almost no difference between the peripheral velocities Vh and Vp, in other words, when only the pressing force is applied to the toner To in the nip portion Ni, the wax Wa oozing out of the toner To is removed. The amount is small. On the other hand, as the difference between the peripheral speeds Vh and Vp increases, in other words, as the shearing force applied to the toner To at the nip Ni increases, the amount of the wax Wa oozing out of the toner To increases.
実施形態に従う定着装置は、用紙の先端部がニップ部を通過するときに、定着部材および加圧部材の周速度差を生じさせる。これにより、実施形態に従う定着装置は、トナーからにじみ出るワックス量を増やし、用紙の定着部材からの分離性能を向上させる。以下、この定着装置に関する詳しい構成および制御について説明を行なう。 The fixing device according to the embodiment causes a peripheral speed difference between the fixing member and the pressing member when the leading end of the sheet passes through the nip. Thus, the fixing device according to the embodiment increases the amount of wax oozing from the toner, and improves the performance of separating the paper from the fixing member. Hereinafter, a detailed configuration and control of the fixing device will be described.
[B.実施形態1−ニップ部の下流で用紙位置を検知]
(b1.画像形成装置100)
図2は、実施形態1に従う画像形成装置100の構成例を説明する図である。画像形成装置100は、レーザプリンタやLEDプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置である。図1に示されるように、画像形成装置100は、内部のほぼ中央部にベルト部材として中間転写ベルト1を備えている。中間転写ベルト1の下部水平部の下には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色にそれぞれ対応する4つの作像ユニット2Y、2M、2C、2Kが中間転写ベルト1に沿って並んで配置され、感光体ドラム3Y、3M、3C、3Kをそれぞれ有している。
[B. First Embodiment Detecting Paper Position Downstream of Nip Section]
(B1. Image forming apparatus 100)
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of
各感光体ドラム3Y、3M、3C、3Kの周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電器4Y、4M、4C、4Kと、プリントヘッド部5Y、5M、5C、5Kと、現像器6Y、6M、6C、6Kと、中間転写ベルト1を挟んで各感光体ドラム3Y、3M、3C、3Kと対向する1次転写ローラー7Y、7M、7C、7Kがそれぞれ配置されている。
Around each
中間転写ベルト1の中間転写ベルト駆動ローラー8で支持された部分には、2次転写ローラー9が圧接されており、当該領域で2次転写が行なわれる。2次転写領域の下流位置には、定着装置20が配置されている。
A
画像形成装置100の下部には、異なる用紙を収容可能に構成される給紙カセット30a,30b,30cを含む給紙装置30が着脱可能に配置されている。給紙装置30内に積載収容された用紙Paは、各給紙カセットに対応する給紙ローラー31の回転によって最上部の用紙から1枚ずつ搬送経路R1に送り出されることになる。
At the lower part of the
なお、本実施形態において、画像形成装置100は、一例として、複数の作像ユニット(2Y、2M、2C、2K)を有する中間転写方式を採用しているがこれに限定されるものではない。画像形成装置は、電子写真方式であって定着装置を備えていればよい。具体的には、画像形成装置は、単一の作像ユニットを備えていてもよいし、ロータリー方式であってもよい。
In the present embodiment, the
(b2.画像形成装置100の概略動作)
次に、以上の構成からなる画像形成装置100の概略動作について説明する。外部装置(たとえば、パソコン等)から画像形成装置100に画像信号が入力されると、画像形成装置100は、この画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成し、入力されたデジタル信号に基づいて、各作像ユニット2Y、2M、2C、2Kの各プリントヘッド部5Y、5M、5C、5Kを発光させて露光を行なう。
(B2. Schematic operation of image forming apparatus 100)
Next, a schematic operation of the
これにより、各感光体ドラム3Y、3M、3C、3K上に形成された静電潜像は、各現像器6Y、6M、6C、6Kによりそれぞれ現像されて各色のトナー画像となる。各色のトナーは、各色に対応する顔料に加えて、離型剤としてのワックスを内包する。各色のトナー画像は、各1次転写ローラー7Y、7M、7C、7Kの作用により、図1中の矢印A方向に移動する中間転写ベルト1上に順次重ね合わせて1次転写される。
Thus, the electrostatic latent images formed on the
このようにして中間転写ベルト1上に形成されたトナー画像は、2次転写ローラー9の作用により、用紙Paに一括して2次転写される。
The toner image formed on the
用紙Paに2次転写されたトナー画像は、定着装置20に到達する。トナー画像は、定着装置20よって用紙Paに定着される。トナー画像が定着された用紙Paは、排紙ローラー50を介して排紙トレイ60に排出される。以下、この定着装置20の構成および制御について説明する。
The toner image secondarily transferred to the paper Pa reaches the fixing
(b3.定着装置20の構成)
図3は、実施形態1に従う定着装置20を説明する図である。定着装置20は、その主な構成要素として、加熱ローラー21と、加圧ローラー23と、検出部24と、分離爪25と、制御部40とを有する。
(B3. Configuration of the fixing device 20)
FIG. 3 is a diagram illustrating a fixing
加熱ローラー21および加圧ローラー23は、搬送経路R1上に配置されるとともに、互いの外周面が接するニップ部Niを形成する。加熱ローラー21は、外側からフッ素系離型層、シリコーンゴム等の弾性層、鉄,ステンレス鋼,アルミなどの芯金を有する。加熱ローラー21の内部には、ヒーター22が含まれる。ヒーター22は、一例として、ハロゲンヒーター(赤外線加熱装置)を用いることができる。なお、ヒーター22はこれに限定されるものではなく、たとえば、サーマルヒーターやセラミックヒーターなどの抵抗体加熱装置を用いてもよい。また、図示しない磁束発生装置を用いて加熱ローラー21を誘導加熱してもよい。
The
加熱ローラー21および加圧ローラー23は、それぞれにモーター26,27が接続される。制御部40はモーター26,27と電気的に接続され、これらモーターの回転駆動を制御する。
検出部24は、搬送経路R1において、用紙Paの下流側先端(以下、単に「先端」とも称する。)が、分離爪25に到達したことを検出する。検出部24は、一例として、投光部と受光部とから構成される光反射型センサを用いることができる。この場合、投光部の光は、分離爪25の搬送経路R1における上流側端部Ntの位置に照射される。
The
図4は、実施形態1に従う定着装置20の、加熱ローラー21と加圧ローラー23とが接するニップ部Ni周辺を拡大した図である。図4を参照して、搬送経路R1に沿って搬送される用紙Paは、ニップ部Niを通過することによって、担持するトナー像を定着される。
FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the nip portion Ni where the
(b4.定着装置20の制御)
加圧ローラー23の表面には、弾性体層が設けられ、当該弾性体層はニップ部Niにおいて潰れる。そのため、用紙Paは、ニップ部Niを通過した後、加熱ローラー21の曲率に従って加熱ローラー21側に排出される。なお、他の局面において、加熱ローラー21の表面に弾性体層が設けられ、用紙Paは、ニップ部Niを通過した後、加圧ローラー23の曲率に従って加圧ローラー23側に排出される構成であってもよい。なおこの場合、分離爪25は、加圧ローラー23側に配置する必要がある。
(B4. Control of fixing device 20)
An elastic layer is provided on the surface of the
ここで、用紙Pa上のトナーは、ニップ部Niを通過する際に加熱されることにより粘着力を有する。そのため、用紙Paは、ニップ部Niを通過した後、加熱ローラー21の表面に付着して搬送される可能性が高くなる。
Here, the toner on the paper Pa has an adhesive force by being heated when passing through the nip portion Ni. Therefore, the possibility that the paper Pa adheres to the surface of the
分離爪25は、加熱ローラー21の表面に近接して配置される。また、分離爪25は、紙面垂直方向に伸びる加熱ローラー21の軸方向に、所定間隔で複数個設けられる。分離爪25は、加熱ローラー21の表面近傍に存在する用紙Paを加熱ローラー21から分離することで、紙詰まりなどの異常が生じることを防ぐ。
The
しかし、用紙Paの厚み(坪量)が小さい場合など、用紙の加熱ローラーからの分離性能が低下する場合がある。この場合、分離爪25によっても、用紙Paを加熱ローラーから分離することができずに、紙詰まりが発生してしまう可能性がある。
However, for example, when the thickness (basis weight) of the paper Pa is small, the performance of separating the paper from the heating roller may decrease. In this case, the paper Pa may not be able to be separated from the heating roller by the
実施形態1に従う定着装置20は、この問題を解消するために、用紙Paがニップ部Niを通過するときに、加熱ローラー21の周速度Vhと加圧ローラー23の周速度Vpとの速度差を生じさせる。これにより、図1に示されるように、用紙Pa上のトナー表面ににじみ出るワックス(離型剤)の量が増え、用紙Paの加熱ローラー21からの分離性能を向上させることができる。
In order to solve this problem, the fixing
実施形態1において、一例として、制御部40は、周速度VhおよびVpが以下の関係式(1)を満たすようにモーター26,27を制御する。
In the first embodiment, as an example, the
以下、式(1)における|(Vh−Vp)/Vp|を加熱ローラー21と加圧ローラー23との間の周速度差とも称する。周速度差を0.01以上に設定する理由は、周速度差が小さすぎると、トナー表面ににじみ出るワックスの量が少なく、用紙Paの加熱ローラー21からの分離性能を向上させることができずに、紙詰まりが発生する可能性があるためである。
Hereinafter, | (Vh−Vp) / Vp | in Expression (1) is also referred to as a peripheral speed difference between the
一方、周速度差を0.10以下に設定する理由は、周速度差が大きすぎると、未定着のトナーが本来定着すべき位置からずれてしまう画像ずれが発生する可能性があるためである。 On the other hand, the reason for setting the peripheral speed difference to 0.10 or less is that if the peripheral speed difference is too large, there is a possibility that an image shift occurs in which unfixed toner is shifted from a position where it should be fixed. .
したがって、実施形態1に従う定着装置20は、周速度差を式(1)の関係を満たすように設定することによって、画像ずれを抑制しつつ、用紙Paの加熱ローラー21からの分離性能を向上させることができる。なお、式(1)において、加圧ローラー23の周速度を基準として、加熱ローラー21との周速度差が1〜10%以内に収まるように設定されているが、これに限られない。他の局面において、加熱ローラー21の周速度を基準として、加圧ローラー23との周速度差が1〜10%以内に収まるように設定されていてもよい。
Therefore, in the fixing
しかしながら、常に式(1)を満たすように周速度差を設定して加熱ローラー21および加圧ローラー23の回転駆動を制御すると他の問題が生じる。1つ目の問題について説明する。加熱ローラー21および加圧ローラー23の周速度を生じさせると、周速度が遅いローラーは、周速度が速いローラーに対してブレーキが働いている状態となる。そのため、ニップ部Niにおいて、ローラーの負荷が大きくなり、弾性層を形成するシリコーンゴムの破損、ローラーの回転軸の破損、および弾性層と芯金との剥離といった定着装置の低寿命化を招くおそれがある。
However, if the peripheral speed difference is set so as to always satisfy the expression (1) and the rotational driving of the
2つ目の問題について説明する。用紙Paがニップ部Niを通過するあいだ中、常に周速度差を生じさせると、用紙の全領域にわたってトナー表面ににじみ出るワックスの量が増えることとなり、印字部のツヤが目立ってしまうおそれがある。 The second problem will be described. If the peripheral speed difference is constantly generated while the paper Pa passes through the nip portion Ni, the amount of wax oozing on the toner surface over the entire area of the paper increases, and the gloss of the printing portion may be conspicuous.
そこで、実施形態1に従う定着装置20は、用紙Paの先端が分離爪25に到達するまで、モーター26,27によって式(1)を満たす周速度差を生じさせる。用紙Paの先端が分離爪25によって加熱ローラー21から剥離した後は、搬送経路R1にそって搬送されるため、加熱ローラー21から分離しないという事態が発生し得ないためである。
Therefore, in the fixing
定着装置20は、用紙Paの先端が分離爪25に到達した後、モーター27を停止する。これにより、加圧ローラー23は、加熱ローラー21に従動して回転する。言い換えれば、定着装置20は、用紙Paの先端が分離爪25に到達するまでの期間において、他の期間よりも周速度差を大きく設定する。
The fixing
この場合、他の期間よりも周速度差が大きい期間にニップ部Niを通過する用紙の領域(以下、「ワックス増領域」とも称する。)の下流側端部は用紙の先端である。一方、ワックス増領域の上流側端部は、用紙先端から、搬送経路R1における分離爪25の上流側端部Ntとニップ部Niの上流側端部Nisとの間隔に相当する距離の位置(以下、「Nt−Nis位置」とも称する。)である。これにより、加熱ローラー21および加圧ローラー23の周速度の差を生じさせる期間を短期間化し、両ローラーに与える負荷を減らすとともに、印字部のツヤ目立ちを抑制することができる。
In this case, the downstream end of the area of the sheet passing through the nip portion Ni during the period in which the peripheral speed difference is larger than the other periods (hereinafter, also referred to as “wax increasing area”) is the leading end of the sheet. On the other hand, the upstream end of the wax increasing area is located at a position (hereinafter referred to as a distance) from the leading end of the sheet, which is equivalent to the distance between the upstream end Nt of the
図5は、実施形態1に従う定着装置20の制御について説明するフローチャートである。以下、図5に示されるフローチャートを用いて、上記の一連の制御について説明を行なう。図5に示される処理は、制御部40が制御プログラムを実行することにより実現される。他の局面において、処理の一部または全部が、回路素子その他のハードウェアによって実行されてもよい。
FIG. 5 is a flowchart illustrating control of fixing
図5を参照して、ステップS10において、制御部40は、用紙Paに画像を形成する印刷ジョブの入力を受ける。ステップS12において、制御部40は、モーター26,27を駆動させる。より具体的には、制御部40は、加熱ローラー21の周速度Vhおよび加圧ローラー23の周速度Vpを、上記の式(1)を満たすように設定する。
Referring to FIG. 5, in step S10,
ステップS14において、制御部40は、検出部24から、用紙Paの先端が分離爪25の端部Ntに到達したことを知らせる信号の入力を受ける。
In step S <b> 14, the
ステップS16において、制御部40は、加圧ローラー23を回転駆動させるモーター27を停止する。これにより、加圧ローラー23は、加熱ローラー21とのニップ部Niにおける接触摩擦によって、従動回転を行なう。
In step S16, the
ステップS18および20において、制御部40は、印刷ジョブを終了するとともに、加熱ローラー21を回転駆動させるモーター26を停止させる。これにより、加圧ローラー23の回転も停止される。
In steps S18 and S20, the
上記によれば、実施形態1に従う定着装置20は、用紙Paの先端が分離爪25に到達するまでの期間において、他の期間よりも周速度差を大きくすることができる。その結果、定着装置20は、用紙Paの先端を含むワックス増領域において、トナー表面ににじみ出るワックスの量を増やすことができる。これにより、定着装置20は、用紙の加熱ローラーからの分離性能を向上させることができる。
According to the above, the fixing
加えて、定着装置20は、用紙の先端が分離爪に到達した後、モーター27を停止し、加圧ローラー23を加熱ローラー21に従動して回転させる。そのため、定着装置20は、両ローラーに与える負荷を減らすとともに、印字部のツヤ目立ちを抑制することができる。
In addition, after the leading end of the sheet reaches the separation claw, the fixing
なお、上記の例において加熱ローラー21と加圧ローラー23とが接することによってニップ部Niを形成しているが、これに限られない。他の局面において、定着装置は、無端状の定着ベルトをハロゲンヒータ等を内蔵した加熱ローラーと定着ローラーとに張架し、当該定着ベルトと加圧ローラーとが接するニップ部で、トナー像を定着させるものであってもよい。このような定着装置は、定着ベルトの熱容量が小さいので、ウオーミングアップタイムが短縮し、エネルギー効率が優れているという利点を有している。
In the above-described example, the nip portion Ni is formed by the contact between the
また、上記の例において、制御部40は、用紙Paの先端が分離爪25に到達したときに加圧ローラー23を回転駆動させるモーター27を停止させる構成であったが、加熱ローラー21を回転駆動させるモーター26を停止させる構成であってもよい。
In the above example, the
また、上記の例において、検出部24として、光反射型センサを用いているがこれに限られない。他の局面において、検出部24は、光透過型センサであってもよい。
Further, in the above example, the light reflection type sensor is used as the
[C.実施形態2−ニップ部の上流で用紙位置を検知]
(c1.概要)
実施形態1において、定着装置20は、用紙Paの先端が分離爪25に到達する前後で、加熱ローラー21の周速度Vhと加圧ローラー23の周速度Vpとの周速度差を変える制御を行なった。しかしながら、上述の通り、周速度差を大きくする時間は短い方が、両ローラーに与える負荷を軽減することができる。
[C. Second Embodiment Detecting Paper Position Upstream of Nip Section]
(C1. Overview)
In the first embodiment, the fixing
そこで、実施形態2では、実施形態1に従う定着装置20よりも、周速度差を大きくする時間を短くすることができる定着装置20Aの構成および制御について説明を行なう。なお、定着装置20Aの基本構成は、定着装置20と略同じであるため、相違する点についてのみ説明を行なう。
Therefore, in the second embodiment, a description will be given of the configuration and control of a
(c2.定着装置20Aの構成および制御)
図6は、実施形態2に従う定着装置20Aの構成例を説明する図である。図6を参照して、定着装置20Aは、検出部24をニップ部Niの下流側ではなく、上流側に配置する。
(C2. Configuration and control of fixing
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a
検出部24は、ニップ部Niの上流側で、搬送経路R1に沿って搬送される用紙Paの先端を検出するとともに、その旨を知らせる信号を制御部40に送信する。
The
実施形態1に従う定着装置20は、ワックス増領域を、用紙Paの先端からNt−Nis位置までの領域に設定する。しかし、実際に用紙Paと加熱ローラー21との付着/分離が問題になるのは、用紙Paの先端がニップ部Niの下流側端部Nieを通過してから分離爪25の端部Ntに到達するまでの間である。
The fixing
そこで、実施形態2に従う定着装置20Aは、ワックス増領域の上流側端部を、用紙先端から、搬送経路R1における分離爪25の端部Ntとニップ部Niの下流側端部Nieとの間隔に相当する距離の位置(以下、「Nt−Nie位置」とも称する。)に設定する。
Therefore, the fixing
以下、図7を用いてその制御について説明を行なう。図7は、実施形態2に従う定着装置20Aの制御について説明するフローチャートである。図7を参照して、ステップS21および22において、制御部40は、用紙Paに画像を形成する印刷ジョブの入力を受けるとともに、加熱ローラー21を回転駆動させるモーター26の駆動させる。
Hereinafter, the control will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart illustrating control of fixing
ステップS24において、検出部24は、搬送経路R1の、ニップ部Niよりも上流側の予め定められた位置において、用紙Paの先端が通過したことを検出するとともに、制御部40にその旨を知らせる信号を送信する。
In step S24, the
ステップS26において、制御部40は、用紙Paの先端がニップ部Niの上流側端部Nisに到達するタイミングT1を算出する。より具体的には、制御部40は、搬送経路R1における検出部24の検出位置から上流側端部Nisまでの距離を、用紙Paの搬送速度で除する。これにより、制御部40は、検出部24が用紙Paの先端を検出してから上流側端部Nisに到達するまでの時間を算出することができる。なお、検出部24の検出位置から上流側端部Nisまでの距離、および用紙Paの搬送速度は、後述する記憶装置120に記憶されている。また、制御部40は、上記と同様の方法で、用紙PaのNt−Nie位置が上流側端部Nisに到達するタイミングT2も算出する。
In step S26, the
ステップS28において、制御部40は、算出したタイミングT1において、モーター27を駆動する。このとき、制御部40は、加熱ローラー21の周速度Vhおよび加圧ローラー23の周速度Vpを、上記の式(1)を満たすように設定する。
In step S28, the
ステップS30において、制御部40は、用紙PaのNt−Nie位置が上流側端部Nisに到達するタイミングT2において、モーター27を停止する。これにより、加圧ローラー23は、加熱ローラー21とのニップ部Niにおける接触摩擦によって、従動回転を行なう。
In step S30, the
ステップS32および34において、制御部40は、印刷ジョブを終了するとともに、加熱ローラー21を回転駆動させるモーター26を停止させる。これにより、加圧ローラー23の回転も停止される。
In steps S32 and S34, the
図8は、図7に示される制御のタイミングチャートである。図8(a)は、搬送方向において、用紙Paの上流側端部(先端)からNt−Nie位置までがワックス増領域であることを示している。 FIG. 8 is a timing chart of the control shown in FIG. FIG. 8A shows that the area from the upstream end (front end) of the paper Pa to the Nt-Nie position in the transport direction is a wax increasing area.
図8(b)を参照して、タイミングT0において、制御部40は、用紙Paに画像を形成するジョブの入力がなされるとともに、モーター26を駆動させる。タイミングTdにおいて、検出部24は、ニップ部Niより上流側に位置する搬送経路R1上の予め定められた位置で用紙Paの先端を検出する。また、制御部40は、検出部24の検出結果に基づいて、用紙Paの先端がニップ部Niの上流側端部Nisに到達するタイミングT1、および用紙PaのNt−Nie位置が上流側端部Nisに到達するタイミングT2を算出する。
Referring to FIG. 8B, at timing T0,
制御部40は、タイミングT1において、モーター27の駆動を開始し、タイミングT2においてモーター27の駆動を停止する。制御部40は、タイミングT3において、印刷ジョブを終了するとともにモーター26の駆動を停止する。
The
上記によれば、実施形態2に従う定着装置20Aは、用紙Paの先端からNt−Nie位置までのワックス増領域がニップ部Niを通過する期間において、周速度差を大きく設定することができる。これにより、定着装置20Aは、加熱ローラー21と加圧ローラー23の負荷を実施形態1に従う定着装置20よりも軽減することができる。
According to the above, in the
なお、実施形態2において、ワックス増領域は、用紙Paの先端からNt−Nie位置までとしているが、これに限られない。制御部40は、用紙Paの先端からNt−Nie位置までの領域の少なくとも一部を含む領域を、ニップ部Niに通過させる期間において、当該少なくとも一部を含む領域以外の他の領域をニップ部Niに通過させる期間よりも周速度差を大きく設定するワックス増領域としてもよい。その理由は、用紙Paの先端からNt−Nie位置までの領域の少なくとも一部の領域において、トナー表面ににじみ出るワックス量を増やすことによって、用紙Paの加熱ローラー21からの分離性能を向上させることができるためである。
In the second embodiment, the wax-increased region extends from the leading edge of the paper Pa to the Nt-Nie position, but is not limited to this. The
また、他の局面において、実施形態2に従う検出部24は、光学センサでなく、ニップ部Niへの用紙Paの供給タイミングを司るタイミングローラーであってもよい。より具体的には、画像形成装置は、用紙Paの先端を回転停止中のタイミングローラーに衝合させた後、当該タイミングローラーの回転を開始し、用紙Paをニップ部Niに向って搬送する。
In another aspect, the
[D.実施形態3−周速度差を生じさせる手段]
実施形態1,2に従う定着装置は、モーター26,27によって、加熱ローラー21と加圧ローラー23とをそれぞれ独立に制御する構成である。実施形態3に従う定着装置20Bは、加熱ローラー21および加圧ローラー23を、共通するモーターを用いて駆動させる。以下、実施形態3に従う定着装置20Bの構成および制御について説明を行なう。
[D. Embodiment 3 Means for Generating Peripheral Speed Difference]
The fixing device according to the first and second embodiments has a configuration in which the
図9は、実施形態3に従う定着装置20Bの構成例を説明する図である。図9を参照して、加熱ローラー21には、加熱回転体ギア44が、加圧ローラー23には、加圧回転体ギア45がそれぞれ接続されている。加熱回転体ギア44は、モーター駆動ギア42と接続されている。一方、加圧回転体ギア45は、クラッチ43を介してモーター駆動ギア42と接続されている。クラッチ43は、加圧回転体ギア45とモーター駆動ギア42とを接続/切断可能に構成される。モーター駆動ギア42は、モーター41と接続されている。制御部40は、モーター41およびクラッチ43と電気的に接続され、モーター41の駆動制御、および加圧回転体ギア45とモーター駆動ギア42との接続/切断の制御を行なう。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a
加熱回転体ギア44と、加圧回転体ギア45とは、ギアを構成する歯数が異なる。より具体的には、加圧回転体ギア45とモーター駆動ギア42とがクラッチ43によって接続されている状態において、モーター41を所定の速度で駆動させたとき、周速度VhおよびVpが、式(1)の関係を満たすような歯数である。この所定の速度とは、用紙Paが定着装置20Bを通過するときの、モーター41が回転する速度である。
The heating rotator gear 44 and the pressurizing
図10は、実施形態3に従う定着装置20Bの制御について説明するフローチャートである。なお、図5と同一符号を付している部分については同じであるため、繰り返し説明しない。
FIG. 10 is a flowchart illustrating control of fixing
図10を参照して、ステップS12Aにおいて、制御部40は、加圧回転体ギア45とモーター駆動ギア42とがクラッチ43によって接続されている状態において、モーター41を駆動させる。
Referring to FIG. 10, in step S12A,
ステップS16Aにおいて、制御部40は、クラッチ43によって加圧回転体ギア45とモーター駆動ギア42とを切断する。これにより、加圧ローラー23は、加熱ローラー21とのニップ部Niにおける接触摩擦によって、従動回転を行なう。
In step S16A, the
上記によれば、実施形態3に従う定着装置20Bは、周速度Vh,Vpの周速度差を、共通するモーター41によって制御することができる。そのため、定着装置20Bは、実施形態1,2に従う定着装置よりもコストを抑えることができるとともに、より簡易な制御を実現することができる。
According to the above, in the fixing
なお、他の局面において、定着装置は、加熱ローラー21および加圧ローラー23のうちいずれか一方のローラーに近接する制動部材を有し、周速度差を大きくする行程において、当該制動部材を近接するローラーに押圧し、当該ローラーの周速度を遅くする構成であってもよい。当該構成においても、定着装置は、周速度Vh,Vpの周速度差を、共通するモーター41によって制御することができる。
In another aspect, the fixing device includes a braking member that is close to one of the
[E.実施形態4−用紙の坪量によって周速度差を制御]
上述した通り、用紙Paの坪量が小さい場合、用紙Paの加熱ローラー21からの分離性能が低下する。そこで、実施形態4に従う定着装置は、用紙Paの坪量が小さいほど、ワックス増領域がニップ部Niを通過するときの周速度差が大きくなるように設定する。なお、実施形態4に従う定着装置の基本構成は、実施形態1に従う定着装置20と同じであるので、その説明は繰り返さない。
[E. Embodiment 4 Controlling Difference in Circumferential Speed by Weight of Paper]
As described above, when the basis weight of the paper Pa is small, the separation performance of the paper Pa from the
図2に示されるように、画像形成装置100は、給紙カセット30a、30b、30cを有している。画像形成装置100のユーザーは、これら給紙カセットにセットした用紙の種類を、後述する操作パネル107を用いて設定することができる。
As shown in FIG. 2, the
図11は、各給紙カセットにセットされる用紙の種類を説明する図である。図11に示される例において、ユーザーは、給紙カセット30aに普通紙を、給紙カセット30bに厚紙を、給紙カセット30cに薄紙をセットし、それらの情報を操作パネル107を用いて画像形成装置100に入力する。
FIG. 11 is a diagram illustrating the types of sheets set in each sheet cassette. In the example shown in FIG. 11, the user sets plain paper in the
たとえば、ユーザーが厚紙を用いて印刷する場合、制御部40は、モーター27を停止させ、モーター26のみを駆動させる。すなわち、制御部40は、ワックス増領域がニップ部Niを通過するときにおいても、周速度差を大きく設定しない。その理由は、厚紙は坪量が大きいことに起因して加熱ローラー21からの分離性能が高く、トナー表面ににじみ出るワックス量を増やさなくとも紙詰まりを起こさない可能性が高いためである。
For example, when the user prints using thick paper, the
一方、薄紙は加熱ローラー21からの分離性能が低い。そのため、制御部40は、ワックス増領域がニップ部Niを通過するときの周速度差について、薄紙を用いて印刷する場合の周速度差を、普通紙を用いて印刷する場合の周速度差よりも大きくなるように設定する。
On the other hand, thin paper has low separation performance from the
上記によれば、実施形態4に従う定着装置20は、用紙の坪量に関する指標としての、用紙の種類に基づいて、ワックス増領域がニップ部Niを通過するときの周速度差を適切に設定することができる。これにより、実施形態4に従う定着装置は、加熱ローラー21および加圧ローラー23の負担を最小限に抑えることができる。
According to the above, the fixing
他の局面において、定着装置は、用紙の種類ではなくて、用紙の厚みに関する情報を取得する構成であってもよい。図12は、用紙の厚みに関する情報を取得するための厚み検出ユニット32の構成例について説明する図である。図12を参照して、厚み検出ユニット32は、コロ33と、コロ33を支える筐体34と、バネ36と、圧力センサ38とを備える。画像形成装置100は、印刷ジョブの入力を受け、給紙ローラー31を回転駆動させ、用紙Paを搬送経路R1に送り出す。
In another aspect, the fixing device may be configured to acquire information on the thickness of the sheet instead of the type of the sheet. FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the
コロ33は、用紙Paの通過にともない上昇するように構成される。コロ33の上昇にともない、バネ36を介して圧力センサ38に圧力が加わる。制御部40は、圧力センサ38に加わる圧力の変化量、すなわち、用紙の厚みに関する情報をモニタし、当該変化量が小さいほど、ワックス増領域がニップ部Niを通過するときの周速度差が大きくなるように設定してもよい。
The
用紙を製造するメーカーによっては、用紙の種類は同じであっても、厚みが異なるときがある。そのため、画像形成装置に入力される用紙の種類によって周速度差を設定する構成よりも、実際に印刷される用紙の厚みを測定して周速度差を設定する構成の方が、より適切な周速度差を設定することができる。また、画像形成装置に入力される用紙の種類によって周速度差を設定する構成は、ユーザーが設定した項目が誤っている場合、たとえば、厚紙設定の給紙カセットに薄紙をセットしている場合、紙詰まりが生じる可能性がある。一方、実際に印刷される用紙の厚みを測定して周速度差を設定する構成は、そのような事態を避けることができる。 Depending on the maker that manufactures the paper, the thickness may be different even though the type of paper is the same. Therefore, a configuration in which the peripheral speed difference is set by measuring the thickness of the paper actually printed is more appropriate than a configuration in which the peripheral speed difference is set according to the type of paper input to the image forming apparatus. Speed difference can be set. Further, the configuration in which the peripheral speed difference is set according to the type of paper input to the image forming apparatus is used when an item set by the user is incorrect, for example, when thin paper is set in a paper cassette of thick paper setting, Paper jams can occur. On the other hand, a configuration in which the peripheral speed difference is set by measuring the thickness of the sheet to be actually printed can avoid such a situation.
なお、厚み検出ユニット32は、給紙ローラー31の直下流に設けられているが、これに限られない。厚み検出ユニット32は、搬送経路R1においてニップ部Niよりも上流側に設けられればよい。
Note that the
[F.実施形態5−ワックス増領域におけるトナー量によって周速度差を制御]
実施形態4では、用紙Paの加熱ローラー21からの分離性能に影響するパラメーターとして、印刷される用紙Paの坪量に関する指標(用紙の種類、厚み)に基づいて、周速度差を設定する構成を説明した。この分離性能に影響するパラメーターは、用紙Paの坪量に限られず、用紙Paのトナー付着量にも依存する。上述した通り、ニップ部Niで加熱されたトナーは粘着力を有する。そのため、用紙Paのトナー付着量が多くなると、加熱ローラー21からの分離性能が低下する。そこで、実施形態5に従う定着装置は、ワックス増領域におけるトナー付着量が多いほど、ワックス増領域がニップ部Niを通過するときの周速度差が大きくなるように設定する。なお、実施形態5に従う定着装置の基本構成は、実施形態1に従う定着装置20と同じであるので、その説明は繰り返さない。
[F. Fifth Embodiment Controlling Difference in Circumferential Speed by Amount of Toner in Wax Increase Area]
In the fourth embodiment, a configuration in which a peripheral speed difference is set based on an index (a paper type and a thickness) regarding the basis weight of the paper Pa to be printed as a parameter affecting the performance of separating the paper Pa from the
図13は、実施形態5に従う定着装置20の制御について説明する図である。実施形態5に従う制御部40は、入力された画像データから、ワックス増領域(たとえば、用紙の先端からNt−Nie位置まで)を特定する。次に、制御部40は、当該ワックス増領域におけるトナー付着量を算出する。より具体的には、制御部40は、ワックス増領域における印字画素数(印字率)を算出する。制御部40は、算出した印字画素数が高いほど、ワックス増領域がニップ部Niを通過するときの周速度差が大きくなるように設定する。
FIG. 13 is a diagram illustrating control of fixing
上記によれば、実施形態5に従う定着装置20は、用紙のトナー付着量に関する指標としての、ワックス増領域における印字画素数に基づいて、ワックス増領域がニップ部Niを通過するときの周速度差を適切に設定することができる。これにより、実施形態5に従う定着装置20は、加熱ローラー21および加圧ローラー23の負担を最小限に抑えることができる。
According to the above description, the fixing
なお、他の局面において、実施形態5に従う定着装置は、トナー付着量を算出する際に、トナーの色重ねを考慮してもよい。色重ねされた画素は、色重ねされていない画素よりもトナー付着量が多いためである。制御の一例として、ワックス増領域が100ドットであって、そのうち40ドットが印字画素、さらに印字画素のうち20ドットが2色で色重ねされる画素であるとする。かかる場合、印字率としては40/100であるが、色重ねを考慮して60/100とする補正を行ってもよい。 In another aspect, the fixing device according to the fifth embodiment may consider the color overlap of the toner when calculating the toner adhesion amount. This is because the color-superimposed pixels have a larger toner adhesion amount than the non-color-superimposed pixels. As an example of control, it is assumed that the wax-increased area is 100 dots, of which 40 dots are print pixels, and 20 dots of the print pixels are pixels that are color-superimposed in two colors. In such a case, the printing rate is 40/100, but a correction to 60/100 may be performed in consideration of the color overlap.
[G.実施形態6−余白領域によって周速度差を設定]
実施形態6に従う定着装置は、用紙Paの加熱ローラー21からの分離性能に影響するパラメーターとして、用紙Paの先端から画像上端までの余白距離に基づいて、周速度差を設定する。なお、実施形態6に従う定着装置の基本構成は、実施形態1に従う定着装置20と同じであるので、その説明は繰り返さない。
[G. Embodiment 6: Set peripheral speed difference according to margin area]
The fixing device according to the sixth embodiment sets the peripheral speed difference based on the margin distance from the leading edge of the paper Pa to the upper end of the image as a parameter affecting the performance of separating the paper Pa from the
図14は、実施形態6に従う定着装置の制御について説明する図である。図14を参照して、実施形態6に従う制御部40は、用紙Paの先端から、用紙Paに形成される画像の、搬送方向における上流側端部の位置(以下、「画像上端」とも称する。)までの余白距離を算出する。以下その具体的な算出方法について説明する。
FIG. 14 is a diagram illustrating control of the fixing device according to the sixth embodiment. Referring to FIG. 14,
一般的に、画像形成装置のユーザーは、用紙の先端から所定距離(たとえば、2mm)の領域まで、印字を行なわない非印字領域を設定する。そのため、制御部40は、印字を行なう印字領域の上流側端部の位置から、画像上端の位置までの距離に、上記所定距離を足して、余白距離を算出する。実施形態6に従う制御部40は、算出した余白距離が短いほど、ワックス増領域がニップ部Niを通過するときの周速度差が大きくなるように設定する。また、制御部40は、算出した余白距離が所定距離(たとえば、5mm)を上回る場合に、用紙Paが加熱ローラー21からの十分な分離性能を有しているとして、ワックス増領域がニップ部Niを通過するときであっても、モーター26および27のうちいずれか一方のモーターのみを駆動させてもよい。
Generally, a user of the image forming apparatus sets a non-printing area where printing is not performed up to a predetermined distance (for example, 2 mm) from the leading edge of the sheet. Therefore, the
上記によれば、実施形態6に従う定着装置20は、用紙の余白距離に基づいて、ワックス増領域がニップ部Niを通過するときの周速度差を適切に設定することができる。これにより、実施形態6に従う定着装置20は、加熱ローラー21および加圧ローラー23の負担を最小限に抑えることができる。
According to the above, the fixing
[H.画像形成装置100のハードウェア構成]
図15を用いて、画像形成装置100のハードウェア構成の一例について説明する。図15は、画像形成装置100の主要なハードウェア構成を示すブロック図である。
[H. Hardware configuration of image forming apparatus 100]
An example of a hardware configuration of the
図15に示されるように、画像形成装置100は、制御部40と、ROM(Read Only Memory)102と、RAM(Random Access Memory)103と、ネットワークインターフェイス104と、操作パネル107と、記憶装置120とを含む。
As shown in FIG. 15, the
制御部40は、たとえば、少なくとも1つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも1つのCPU(Central Processing Unit)、少なくとも1つのASIC(Application Specific Integrated Circuit)、少なくとも1つのFPGA(Field Programmable Gate Array)、またはそれらの組み合わせなどによって構成される。
The
制御部40は、本実施の形態に従う制御プログラム122などの各種プログラムを実行することで定着装置20を含む画像形成装置100全体の動作を制御する。制御部40は、制御プログラム122の実行命令を受け付けたことに基づいて、記憶装置120からROM102に制御プログラム122を読み出す。RAM103は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム122の実行に必要な各種データを一時的に格納する。
The
ネットワークインターフェイス104には、アンテナ(図示しない)などが接続される。画像形成装置100は、当該アンテナを介して、外部の通信機器との間でデータをやり取りする。外部の通信機器は、たとえば、スマートフォンなどの携帯通信端末、サーバーなどを含む。画像形成装置100は、制御プログラム122をアンテナを介してサーバーからダウンロードできるように構成されてもよい。
An antenna (not shown) and the like are connected to the
操作パネル107は、表示部とタッチパネルとで構成されている。表示部およびタッチパネルは互いに重ねられており、操作パネル107は、表示部に対するタッチ操作を受け付ける。操作パネル107は、たとえば、画像形成装置100に対する印刷操作などを受け付ける。
The
記憶装置120は、たとえば、ハードディスクや外付けの記憶装置などの記憶媒体である。記憶装置120は、本実施の形態に従う制御プログラム122などを格納する。
The
制御プログラム122は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、本実施の形態に従う制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う制御プログラム122の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム122によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも1つのサーバーが制御プログラム122の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態で画像形成装置100が構成されてもよい。
The
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。また、開示された実施形態は、いかなる組み合わせも行なうことができるものである。また、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. Also, the disclosed embodiments are capable of performing any combination. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
20,20A,20B 定着装置、21 加熱ローラー、23 加圧ローラー、24 検出部、25 分離爪、26,27,41 モーター、100 画像形成装置、Ni ニップ部、Pa 用紙、R1 搬送経路、Wa ワックス。 20, 20A, 20B Fixing device, 21 heating roller, 23 pressure roller, 24 detecting unit, 25 separating claw, 26, 27, 41 motor, 100 image forming device, Ni nip portion, Pa paper, R1 transport path, Wa wax .
Claims (17)
前記用紙の搬送経路上に配置されるとともに、互いの外周面が接するニップ領域が形成されるように構成された第1および第2の回転体と、
前記ニップ領域の下流側端部から第1の距離だけ離れて配置されるとともに、前記第1または第2の回転体から前記用紙を分離する分離部材と、
前記用紙の搬送経路上の位置を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記第1および第2の回転体の回転速度を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記用紙の先端からの距離が前記第1の距離内にある前記用紙の領域の少なくとも一部を含む第1の領域が、前記ニップ領域の上流側端部を通過している第1の期間における、前記第1の回転体と前記第2の回転体との間の周速度差が、前記用紙の前記第1の領域以外の領域が前記ニップ領域の上流側端部を通過している第2の期間における周速度差より大きくなるように、前記第1および第2の回転体の回転速度を制御する、定着装置。 A fixing device for fixing a toner containing a release agent attached to a sheet,
A first and a second rotating body arranged on the paper transport path and configured to form a nip area where their outer peripheral surfaces are in contact with each other;
A separation member that is arranged at a first distance from a downstream end of the nip area and separates the paper from the first or second rotating body;
A detection unit that detects a position on the transport path of the sheet,
A control unit that controls a rotation speed of the first and second rotating bodies based on a detection result by the detection unit,
The control unit may be configured such that a first area including at least a part of an area of the sheet whose distance from the leading end of the sheet is within the first distance passes through an upstream end of the nip area. In the first period, the peripheral speed difference between the first rotating body and the second rotating body is such that an area other than the first area of the sheet passes through the upstream end of the nip area. A fixing device that controls the rotation speeds of the first and second rotating bodies so as to be larger than the peripheral speed difference during the second period.
前記第1の期間において、前記第1および第2の回転体を個別に駆動させ、
前記第2の期間において、前記第1および第2の回転体のうち一方の回転体の回転速度を設定し、他方の回転体を前記一方の回転体との接触摩擦によって従動回転させる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の定着装置。 The control unit includes:
In the first period, the first and second rotating bodies are individually driven,
The rotation speed of one of the first and second rotating bodies is set in the second period, and the other rotating body is driven to rotate by contact friction with the one rotating body. The fixing device according to any one of claims 1 to 4.
前記第2の回転体に接続される第2のモーターとをさらに備え、
前記制御部は、前記第1の期間において、前記第1および第2のモーターの回転速度を個別に設定する、請求項5に記載の定着装置。 A first motor connected to the first rotating body;
A second motor connected to the second rotating body,
The fixing device according to claim 5, wherein the control unit sets the rotation speeds of the first and second motors individually during the first period.
前記一方の回転体と前記モーターとを接続する第1のギアと、
前記他方の回転体と前記モーターとを接続する、前記第1のギアの歯数とは異なる歯数を有する第2のギアと、
前記モーターと前記第2のギアとを連結するクラッチとをさらに備え、
前記制御部は、前記第1の期間において前記クラッチにより前記モーターと前記第2のギアとを接続し、前記第2の期間において前記クラッチにより前記モーターと前記第2のギアとを切断する、請求項5に記載の定着装置。 A common motor for driving the first and second rotating bodies,
A first gear connecting the one rotating body and the motor;
A second gear having a number of teeth different from the number of teeth of the first gear, for connecting the other rotating body and the motor;
A clutch that connects the motor and the second gear;
The control unit connects the motor and the second gear by the clutch during the first period, and disconnects the motor and the second gear by the clutch during the second period. Item 6. A fixing device according to item 5.
用紙にトナー画像を形成する画像形成部と、
前記用紙に付着されたトナー画像を定着する定着装置と、
前記用紙の搬送経路上の位置を検出する検出部と、
制御部とを備え、
前記定着装置は、
前記用紙の搬送経路上に配置されるとともに、互いの外周面が接するニップ領域が形成されるように構成された第1および第2の回転体と、
前記ニップ領域の下流側端部から第1の距離だけ離れて配置されるとともに、前記第1または第2の回転体から前記用紙を分離する分離部材とを含み、
前記制御部は、前記用紙の先端からの距離が前記第1の距離内にある前記用紙の領域の少なくとも一部を含む第1の領域が、前記ニップ領域を通過している第1の期間における、前記第1の回転体と前記第2の回転体との間の周速度差が、前記用紙の前記第1の領域以外の領域が前記ニップ領域を通過している第2の期間における周速度差より大きくなるように、前記第1および第2の回転体の回転速度を制御する、画像形成装置。 An image forming apparatus using a toner containing a release agent,
An image forming unit that forms a toner image on paper;
A fixing device for fixing the toner image attached to the sheet,
A detection unit that detects a position on the transport path of the sheet,
And a control unit,
The fixing device includes:
A first and a second rotating body arranged on the paper transport path and configured to form a nip area where their outer peripheral surfaces are in contact with each other;
A separating member that is arranged at a first distance from a downstream end of the nip region and separates the paper from the first or second rotating body;
In the first period, the first region including at least a part of the region of the sheet whose distance from the leading edge of the sheet is within the first distance passes through the nip region. The difference in peripheral speed between the first rotating body and the second rotating body is the peripheral speed in a second period in which an area other than the first area of the sheet passes through the nip area. An image forming apparatus that controls a rotation speed of the first and second rotating bodies so as to be larger than the difference.
前記用紙の坪量に関する指標を取得する取得手段を有し、
前記用紙の坪量が小さいほど、前記第1の期間における、前記第1の回転体と前記第2の回転体との間の周速度差が大きくなるように、前記第1および第2の回転体の回転速度を制御する、請求項10に記載の画像形成装置。 The control unit includes:
An acquisition unit for acquiring an index regarding the basis weight of the paper,
The first and second rotations are performed so that the peripheral speed difference between the first rotator and the second rotator during the first period increases as the basis weight of the sheet decreases. The image forming apparatus according to claim 10, wherein the image forming apparatus controls a rotation speed of a body.
前記坪量に関する指標は、前記用紙の厚みに関する情報を含む、請求項11に記載の画像形成装置。 Further comprising a thickness acquisition unit for acquiring information on the thickness of the paper,
The image forming apparatus according to claim 11, wherein the index regarding the basis weight includes information regarding a thickness of the sheet.
前記用紙の前記第1の領域におけるトナー付着量を算出する算出手段を有し、
前記算出したトナー付着量が多いほど、前記第1の期間における、前記第1の回転体と前記第2の回転体との間の周速度差が大きくなるように、前記第1および第2の回転体の回転速度を制御する、請求項10〜13のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The control unit includes:
Calculating means for calculating a toner adhesion amount in the first area of the sheet,
The first and second rotation speeds are set so that the peripheral speed difference between the first rotation body and the second rotation body during the first period increases as the calculated toner adhesion amount increases. The image forming apparatus according to claim 10, wherein the rotation speed of the rotating body is controlled.
前記用紙の先端から前記トナー画像の上流側位置までの余白距離を測定する測定手段を有し、
前記余白距離が短いほど、前記第1の期間における、前記第1の回転体と前記第2の回転体との間の周速度差が大きくなるように、前記第1および第2の回転体の回転速度を制御する、請求項10〜16のいずれか1項に記載の画像形成装置。
The control unit includes:
Measuring means for measuring the margin distance from the leading edge of the paper to the upstream position of the toner image,
As the margin distance is shorter, the peripheral speed difference between the first rotator and the second rotator during the first period is larger, so that the peripheral speed difference between the first rotator and the second rotator is larger. The image forming apparatus according to claim 10, wherein the rotation speed is controlled.
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