JP7091973B2 - Fixing device, image forming device and fixing method - Google Patents

Fixing device, image forming device and fixing method Download PDF

Info

Publication number
JP7091973B2
JP7091973B2 JP2018179979A JP2018179979A JP7091973B2 JP 7091973 B2 JP7091973 B2 JP 7091973B2 JP 2018179979 A JP2018179979 A JP 2018179979A JP 2018179979 A JP2018179979 A JP 2018179979A JP 7091973 B2 JP7091973 B2 JP 7091973B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fixing
roller
rotating body
temperature
pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018179979A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020052168A (en
Inventor
高木啓正
服部良雄
石ヶ谷康功
後藤創
正路圭太郎
山田正明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2018179979A priority Critical patent/JP7091973B2/en
Publication of JP2020052168A publication Critical patent/JP2020052168A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7091973B2 publication Critical patent/JP7091973B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、定着装置とこれを備えた画像形成装置、並びに定着方法に関するものである。 The present invention relates to a fixing device, an image forming device including the fixing device, and a fixing method.

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に使用される定着装置においては、回転する定着部材に同じく回転する加圧部材を圧接して定着ニップを形成し、加圧部材を駆動回転させることで、転写紙、記録紙等と称される記録材を定着ニップに挟持搬送して、熱と圧力の作用により、記録材にトナー像を定着している。 In a fixing device used in an image forming apparatus such as a copier, a printer, or a facsimile, a rotating pressing member is pressed against a rotating fixing member to form a fixing nip, and the pressing member is driven and rotated. , A recording material called transfer paper, recording paper, etc. is sandwiched and conveyed to the fixing nip, and the toner image is fixed to the recording material by the action of heat and pressure.

しかしながら、定着部材や加圧部材を構成するローラは、定着ニップを形成するために弾性材料を少なくとも表面側に用いているために、熱膨張により外径が変動したり、経時的に硬度が劣化/外径が縮小したりすることで、ローラ中心から定着ニップまでの半径が変動する。したがって、ローラを一定回転で駆動させるだけでは、定着線速を常に一定に保つことが困難であるという問題があった。また、ローラ同士が潰れ合うことで定着ニップを形成するため、ローラの直径/外径を測定するだけでは、ローラ中心から定着ニップまでの真の半径を求めることができないという問題があった。 However, since the rollers constituting the fixing member and the pressure member use an elastic material at least on the surface side to form the fixing nip, the outer diameter fluctuates due to thermal expansion and the hardness deteriorates with time. / As the outer diameter shrinks, the radius from the center of the roller to the fixing nip fluctuates. Therefore, there is a problem that it is difficult to keep the fixing line speed constant only by driving the rollers at a constant rotation. Further, since the fixing nip is formed by the rollers collapsing with each other, there is a problem that the true radius from the center of the roller to the fixing nip cannot be obtained only by measuring the diameter / outer diameter of the rollers.

また、定着ローラと加熱ローラによってベルトを張架し、ベルトの外周側から加圧ローラでベルトを回転させるベルト定着方式の定着装置では、ベルトを介して加熱ローラから定着ローラに熱を加えると共に、ベルトを介して加圧ローラを定着ローラに圧接することで定着ローラを回転させており、従来、駆動は加圧部材側(非画像面側)にある。そのため、従動側に当たる定着部材側との間に非常に僅かな線速差(微小線速差)が起こり、それにより光沢段差(トナー内のワックスがベルト側に残り、画像を乱してしまう現象)が生じるという問題があった。この不具合を改善するために定着部材側と加圧部材側の、この微小線速差をなくすことが必要であり、一つの手段としては定着部材側を駆動にして画像との線速差をなくすというやり方も考えられるが、いずれにせよ、ベルトとの間で僅かな滑りが生じ得ることは避けられない。 Further, in a belt fixing type fixing device in which a belt is stretched by a fixing roller and a heating roller and the belt is rotated by a pressure roller from the outer peripheral side of the belt, heat is applied from the heating roller to the fixing roller through the belt and at the same time. The fixing roller is rotated by pressing the pressure roller against the fixing roller via the belt, and the drive is conventionally on the pressure member side (non-image surface side). Therefore, a very slight linear velocity difference (small linear velocity difference) occurs between the fixing member side, which is the driven side, and a gloss step (wax in the toner remains on the belt side, which disturbs the image). ) Occurred. In order to improve this problem, it is necessary to eliminate this minute linear velocity difference between the fixing member side and the pressurizing member side, and one means is to drive the fixing member side to eliminate the linear velocity difference from the image. However, in any case, it is inevitable that a slight slip may occur between the belt and the belt.

そこで、部材間の温度差による搬送速度の違いから生じる印刷不良を防止するために、特許文献1では、定着ローラの芯金及び/又は加圧ローラの芯金の温度差を検知して、検知された温度に応じて線速を調整することが提案された。 Therefore, in order to prevent printing defects caused by the difference in transport speed due to the temperature difference between the members, Patent Document 1 detects and detects the temperature difference between the core metal of the fixing roller and / or the core metal of the pressure roller. It was proposed to adjust the linear velocity according to the temperature applied.

しかしながら、既述のように、熱膨張により外径が変動したり、経時的に硬度が劣化/外径が縮小したりすることで、ローラ中心から定着ニップまでの半径が変動するので、定着ローラ/加圧ローラの温度検知による線速制御だけでは、定着線速を常に一定に保つことが困難であるという問題がある。 However, as described above, the radius from the center of the roller to the fixing nip fluctuates due to the fluctuation of the outer diameter due to thermal expansion and the deterioration of hardness / reduction of the outer diameter over time. / There is a problem that it is difficult to keep the fixing linear speed constant only by controlling the linear velocity by detecting the temperature of the pressurizing roller.

本発明の課題は、熱膨張による外径変動や、経時的な硬度劣化に伴う外径変動に基づく影響を受けることなく、常に安定した定着線速を維持して、記録材の引っ張りや弛みによって生じる異常画像を回避し、高品質な画像が確保することにある。 The subject of the present invention is to maintain a stable fixing line speed at all times without being affected by outer diameter fluctuations due to thermal expansion and outer diameter fluctuations due to hardness deterioration over time, and by pulling or loosening the recording material. The purpose is to avoid abnormal images that occur and to secure high-quality images.

上記課題を解決するため、本発明は、それぞれ少なくとも表面に弾性層を有する一対の回転体によって定着ニップを形成し、前記一対の回転体の一方の回転体をモータによって駆動する定着装置であって、前記一方の回転体の潰れのない状態での外径を検出する第1の検出手段と、他方の回転体の潰れのない状態での外径を検出する第2の検出手段と、これら一対の回転体の軸間距離を検出する第3の検出手段と、これら検出手段の検出結果に応じて前記モータの回転数を制御する手段と、を有する定着装置を提案する。 In order to solve the above problems, the present invention is a fixing device in which a fixing nip is formed by a pair of rotating bodies having at least an elastic layer on the surface thereof, and one of the pair of rotating bodies is driven by a motor. A pair of a first detecting means for detecting the outer diameter of one of the rotating bodies in a non-crushed state and a second detecting means for detecting the outer diameter of the other rotating body in a non-crushed state. We propose a fixing device having a third detecting means for detecting the distance between the axes of the rotating body of the above, and a means for controlling the rotation speed of the motor according to the detection result of these detecting means.

本発明によれば、熱膨張による外径変動や、経時的な硬度劣化に伴う外径変動に基づく影響を受けることなく、常に安定した定着線速を維持することができ、記録材の引っ張りや弛みによって生じる異常画像を回避し、高品質な画像が確保できる。 According to the present invention, it is possible to maintain a stable fixing line speed at all times without being affected by outer diameter fluctuations due to thermal expansion and outer diameter fluctuations due to deterioration of hardness over time, and it is possible to pull the recording material. It is possible to avoid abnormal images caused by slack and secure high-quality images.

本発明の一実施形態に係る定着装置を、特に発明の特徴的な構成に関して概略的に示す構成図である。It is a block diagram which shows schematicly about the fixing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, in particular with respect to the characteristic structure of the invention. 定着ローラと加圧ローラの各々の硬度の状態の組み合わせ次第で、ニップ部の加圧ローラ半径Rrが異なることを示すもので、図2aが定着ローラに比べて加圧ローラが軟らかい組み合わせ、図2bが定着ローラに比べて加圧ローラが硬い組み合わせである。It is shown that the pressure roller radius Rr of the nip portion differs depending on the combination of the hardness states of the fixing roller and the pressure roller. FIG. 2a shows a combination in which the pressure roller is softer than the fixing roller, and FIG. 2b. Is a combination in which the pressure roller is harder than the fixing roller. 図1の定着装置を備えた画像形成装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the image forming apparatus provided with the fixing apparatus of FIG.

図1に本発明の一実施形態に係るベルト定着方式の定着装置20の概略を示す。定着ベルト21は、一対の回転体の一方を構成する定着ローラ22と加熱ローラ23とテンションローラ24とに支持・張架されている。定着ベルト21は、定着ベルト21の外周側に当接する一対の回転体の他方を構成する加圧ローラ25が駆動手段としてのモータ(定着線速を定める/定着のためのモータ)により回転駆動されることにより、回転走行する。即ち、駆動は加圧部材側にある。そして、定着ベルト21が回転走行するとき、定着ローラ22も定着ベルト21に連れ回りする。 FIG. 1 shows an outline of a belt fixing type fixing device 20 according to an embodiment of the present invention. The fixing belt 21 is supported and stretched by a fixing roller 22, a heating roller 23, and a tension roller 24 that form one of a pair of rotating bodies. In the fixing belt 21, the pressurizing roller 25 constituting the other of the pair of rotating bodies that abuts on the outer peripheral side of the fixing belt 21 is rotationally driven by a motor as a driving means (a motor for determining / fixing the fixing line speed). By doing so, it runs in rotation. That is, the drive is on the pressure member side. Then, when the fixing belt 21 rotates, the fixing roller 22 also rotates around the fixing belt 21.

定着ベルト21は、例えばニッケル、ステンレス、ポリイミド等の基材にシリコーンゴム層(300~500μm)等の弾性層を形成した2層構造となっている。定着ローラ22は、金属製の芯金上に例えばシリコーンゴム等からなる弾性層を有している。加熱ローラ23は、例えばアルミ又は鉄等の金属製の中空ローラで構成され、内部には熱源としての定着ヒータが設けられている。そして、この定着ヒータにより加熱ローラ23が加熱され、加熱ローラ23により定着ベルト21が加熱され、加熱された定着ベルト21により定着ローラ22が加熱される。 The fixing belt 21 has a two-layer structure in which an elastic layer such as a silicone rubber layer (300 to 500 μm) is formed on a base material such as nickel, stainless steel, or polyimide. The fixing roller 22 has an elastic layer made of, for example, silicone rubber, on a metal core metal. The heating roller 23 is composed of a hollow roller made of a metal such as aluminum or iron, and is provided with a fixing heater as a heat source inside. Then, the heating roller 23 is heated by the fixing heater, the fixing belt 21 is heated by the heating roller 23, and the fixing roller 22 is heated by the heated fixing belt 21.

加熱ローラ23により加熱された定着ベルト21あるいは定着ローラ22の温度、特に表面温度は、外周側に配された第1の温度検出手段である温度検知素子41により検知され、画像形成装置本体に備えられた制御部が、その温度検知素子の出力値に基づいて、定着ローラ22の温度が所定の設定温度になるように定着のためのヒータを制御する。加圧ローラ25の温度を検知する第2の温度検出手段である温度検知素子42も設けられている。 The temperature of the fixing belt 21 or the fixing roller 22 heated by the heating roller 23, particularly the surface temperature, is detected by the temperature detecting element 41 which is the first temperature detecting means arranged on the outer peripheral side, and is provided in the image forming apparatus main body. The control unit controls the heater for fixing so that the temperature of the fixing roller 22 becomes a predetermined set temperature based on the output value of the temperature detecting element. A temperature detecting element 42, which is a second temperature detecting means for detecting the temperature of the pressurizing roller 25, is also provided.

定着ローラ22と同様に金属製芯金上に弾性層を有した加圧ローラ25は、定着ベルト21を介して定着ローラ22と対向して設けられており、定着動作時には、周知の加圧脱圧機構によって、定着ベルト21を介して定着ローラ22に加圧され、両ローラが潰れた形状となって、定着ベルト21を介して定着ローラ22と加圧ローラ25とにより、定着ニップNが形成される。 Similar to the fixing roller 22, the pressure roller 25 having an elastic layer on the metal core metal is provided so as to face the fixing roller 22 via the fixing belt 21, and is well-known for pressure removal during the fixing operation. By the pressure mechanism, pressure is applied to the fixing roller 22 via the fixing belt 21, both rollers are crushed, and the fixing nip N is formed by the fixing roller 22 and the pressure roller 25 via the fixing belt 21. Will be done.

未定着トナー像を担持した記録材である用紙は、定着装置20に搬入されて、定着ニップNを通過する。その際、所定の温度に制御されている定着ニップNでトナー像が溶融定着される。 Paper, which is a recording material carrying an unfixed toner image, is carried into the fixing device 20 and passes through the fixing nip N. At that time, the toner image is melt-fixed by the fixing nip N controlled to a predetermined temperature.

以上のような構成をした定着装置において、一般的に定着のためのモータは一定回転数を維持するよう制御されているので、加圧ローラ25はそれに応じて一定回転数で回転することとなる。用紙が定着ニップNを通過する際の用紙の搬送速度は加圧ローラ25の定着ニップでの半径Rrと加圧ローラ25の回転数で決定される。 In the fixing device having the above configuration, the motor for fixing is generally controlled to maintain a constant rotation speed, so that the pressurizing roller 25 rotates at a constant rotation speed accordingly. .. The paper transport speed when the paper passes through the fixing nip N is determined by the radius Rr at the fixing nip of the pressure roller 25 and the rotation speed of the pressure roller 25.

しかしながら、この加圧ローラ25の定着ニップでの半径Rrは、定着ローラ22及び加圧ローラ25の外径や硬度(潰れ具合)により刻一刻と変化する。また、定着部材側にあるヒータによって加熱された加熱ローラ23により、定着ベルト21を通じて定着ローラ22は熱的な影響を受けている。したがって、定着ローラ22の温度に応じて、その弾性層は熱膨張をし、結果として定着ローラ22の外径も変化し、硬度も変化する。同様の現象は、同じく表面に弾性層を有する加圧ローラ25にも生じ、加圧ローラ25の外径や硬度も、熱的影響で変化する。 However, the radius Rr at the fixing nip of the pressure roller 25 changes every moment depending on the outer diameter and hardness (crushing degree) of the fixing roller 22 and the pressure roller 25. Further, the fixing roller 22 is thermally affected by the heating roller 23 heated by the heater on the fixing member side through the fixing belt 21. Therefore, depending on the temperature of the fixing roller 22, the elastic layer expands thermally, and as a result, the outer diameter of the fixing roller 22 also changes, and the hardness also changes. The same phenomenon occurs in the pressure roller 25 which also has an elastic layer on the surface, and the outer diameter and hardness of the pressure roller 25 also change due to the thermal influence.

そこで、本実施形態では、このような各ローラの外径や潰れ量を検知するための検出手段が定着装置20に備えられている。即ち、潰れのない状態での定着ローラ22の直径/外径(2R)を検出するための第1の検出手段43、潰れのない状態での加圧ローラ25の直径/外径(2R)を検出するための第2の検出手段44、定着ローラ22と加圧ローラ25の軸間距離、即ち、定着ニップNで両ローラが最も潰れた状態での相互中心距離を検出する第3の検出手段45である。これらの検出手段として、光学式の測位手段を用いれば、非接触で検出可能であり、定着ローラ22や加圧ローラ25を傷つけることなく、外径情報を得ることができる。 Therefore, in the present embodiment, the fixing device 20 is provided with a detecting means for detecting the outer diameter and the amount of crushing of each roller. That is, the first detecting means 43 for detecting the diameter / outer diameter (2R 1 ) of the fixing roller 22 in the non-crushed state, the diameter / outer diameter (2R 2 ) of the pressure roller 25 in the non-crushed state. ), The second detection means 44, the distance between the axes of the fixing roller 22 and the pressure roller 25, that is, the mutual center distance in the state where both rollers are most crushed by the fixing nip N. The detection means 45. If an optical positioning means is used as these detecting means, the detection can be performed in a non-contact manner, and the outer diameter information can be obtained without damaging the fixing roller 22 or the pressure roller 25.

これら検出手段を用いて得られる、定着ローラ22と加圧ローラ25の軸間距離、定着ローラ22や加圧ローラの外径の検出結果は、画像形成装置に備えられた制御部に送られ、定着のためのモータの回転数の制御に供せられる。即ち、定着ローラ22と加圧ローラ25のそれぞれの弾性層が同じ材質でできていれば、熱膨張の結果として変化する両ローラの軸間距離と各ローラの外径を実測することで、モータによって回転駆動される加圧ローラ25の中心から定着ニップまでの半径を算出することができ、モータの回転数を適切に制御できる。しかしながら、定着ローラ22と加圧ローラ25のそれぞれの弾性層が異なる材質でできていて、したがって硬度が異なる場合には、軸間距離や外径の実測だけでは、モータの回転数制御に十分ではない。 The detection results of the distance between the axes of the fixing roller 22 and the pressure roller 25 and the outer diameters of the fixing roller 22 and the pressure roller obtained by using these detection means are sent to the control unit provided in the image forming apparatus. It is used to control the rotation speed of the motor for fixing. That is, if the elastic layers of the fixing roller 22 and the pressure roller 25 are made of the same material, the motor can be measured by measuring the distance between the axes of both rollers and the outer diameter of each roller, which change as a result of thermal expansion. The radius from the center of the pressurizing roller 25 driven by rotation to the fixing nip can be calculated, and the rotation speed of the motor can be appropriately controlled. However, when the elastic layers of the fixing roller 22 and the pressure roller 25 are made of different materials and therefore the hardness is different, the actual measurement of the inter-axis distance and the outer diameter is not sufficient for controlling the rotation speed of the motor. do not have.

図2に、定着ローラ、加圧ローラ各々の硬度の状態の組み合わせ次第で、定着ニップでの加圧ローラ半径Rrが異なる様子を示す。図2aは、定着ローラが硬く、加圧ローラが軟らかい場合である。軸間寸法がXの時、軟らかい加圧ローラは潰れ量が大きくなり、結果として半径Rrは小さな値となる。図2bは、定着ローラが軟らかく、加圧ローラが硬い場合である。軸間寸法は図2aと同じXであるが、硬い加圧ローラは潰れ量が小さく、結果として半径Rrは大きな値となっている。このように、各々の表面に弾性層を有する一対の回転体から定着ニップを形成する場合、各々が相対的な硬度に応じて潰れるので、加圧ローラ半径Rrを知るためには、各々の硬度情報も知る必要がある。外径・硬度・軸間寸法を知ることでRrを算出することが可能となる。 FIG. 2 shows how the pressure roller radius Rr at the fixing nip differs depending on the combination of the hardness states of the fixing roller and the pressure roller. FIG. 2a shows a case where the fixing roller is hard and the pressure roller is soft. When the inter-axis dimension is X 1 , the soft pressure roller has a large amount of crushing, and as a result, the radius Rr 1 has a small value. FIG. 2b shows a case where the fixing roller is soft and the pressure roller is hard. The inter-axis dimension is X 1 which is the same as in FIG. 2a, but the hard pressure roller has a small amount of crushing, and as a result, the radius Rr 2 has a large value. In this way, when the fixing nip is formed from a pair of rotating bodies having an elastic layer on each surface, each is crushed according to the relative hardness. Therefore, in order to know the pressure roller radius Rr, each hardness is obtained. You also need to know the information. It is possible to calculate Rr by knowing the outer diameter, hardness, and inter-axis dimensions.

外径と硬度は温度に応じて変化する(熱膨張の影響)ので、温度検出手段が必要であるが、本実施形態では、既述のように、定着ローラ22や加圧ローラ25の温度を検出する第1、第2の温度検知素子41、42によって、各々の温度状態を把握することができるようになっている。温度検出素子としては、定着ローラ22や加圧ローラ25の表層温度を検出すべく、例えば接触式のサーミスタを挙げることができる。また、接触による摺動キズを防止するために、非接触式のサーミスタやサーモパイルといった温度検出手段を用いてもよい。 Since the outer diameter and hardness change according to the temperature (effect of thermal expansion), a temperature detecting means is required. However, in the present embodiment, as described above, the temperature of the fixing roller 22 and the pressure roller 25 is adjusted. The first and second temperature detecting elements 41 and 42 that detect the temperature can grasp each temperature state. Examples of the temperature detecting element include a contact type thermistor in order to detect the surface temperature of the fixing roller 22 and the pressure roller 25. Further, in order to prevent sliding scratches due to contact, a temperature detecting means such as a non-contact thermistor or a thermopile may be used.

一例として、定着ローラと加圧ローラの温度に応じた外径及び硬度の変化の様子をデータ化したものを表1として示す。

Figure 0007091973000001
表1から、加熱すると、外径及び硬度が変化していく様子が分かる。 As an example, Table 1 shows the changes in the outer diameter and hardness of the fixing roller and the pressurizing roller according to the temperature.
Figure 0007091973000001
From Table 1, it can be seen that the outer diameter and hardness change when heated.

また、定着ローラと加圧ローラの硬度組み合わせの際の加圧ローラ半径の変化の様子をデータ化したものを表2として示す。

Figure 0007091973000002
Table 2 shows the change in the radius of the pressure roller when the hardness of the fixing roller and the pressure roller are combined.
Figure 0007091973000002

表2では、軸間寸法Xが或る一定値、且つ一定温度であるときの評価データを示している。ニップを形成する定着ローラと加圧ローラの硬度の組み合わせにより、両者の潰れ方が異なるため、軸間寸法Xが一定であってもRrが異なる値になることが分かる。Rrが小さくなれば、モータ回転を落とすことで狙いの定着線速にすることができる。また逆にRrが大きいときには、モータ回転を高めることで狙いの定着線速にすることができる。定着ローラと加圧ローラが加熱されて弾性層が熱膨張すれば、軸間寸法Xが変化し(大きくなる)、それに応じて両者の硬度も変化するが、これらの評価結果のデータを用いれば、様々な状態における加圧ローラの半径Rrを算出することが可能である。 Table 2 shows the evaluation data when the inter-axis dimension X 1 has a certain constant value and a constant temperature. It can be seen that Rr has a different value even if the inter-axis dimension X 1 is constant, because the crushing method of both is different depending on the combination of the hardness of the fixing roller and the pressure roller forming the nip. If Rr becomes small, the target fixing line speed can be achieved by reducing the motor rotation. On the contrary, when Rr is large, the target fixing line speed can be obtained by increasing the motor rotation. When the fixing roller and the pressure roller are heated and the elastic layer expands thermally, the inter-axis dimension X 1 changes (becomes larger), and the hardness of both changes accordingly. For example, it is possible to calculate the radius Rr of the pressure roller in various states.

したがって、これら事前にテーブル化した情報も勘案して、加圧ローラ25を回転駆動するモータ、即ち、定着のためのモータの回転数を制御すれば、より一層適切な定着線速を実現することができる。 Therefore, if the motor that rotationally drives the pressurizing roller 25, that is, the rotation speed of the motor for fixing is controlled in consideration of the information tabulated in advance, a more appropriate fixing line speed can be realized. Can be done.

なお、本実施形態に係る定着装置はベルト定着方式で、加熱ローラ23から熱容量の小さな定着ベルト21を加熱し、その熱量で定着ニップNを形成する相対的に熱容量が大きな定着ローラ22、更には加圧ローラ25をも温めた後に定着ニップNでトナーに熱を与えることから、ウォームアップに時間がかかる。これを回避するために、加圧ローラ25の中空芯金の内部に発熱体(例えば赤外線ヒータ)を配して、加圧ローラ中心から加圧ローラ25を温めることもある。この場合、通紙ジョブ信号を待っている「待機状態」では、加圧ローラ25を温め続けている。この時、加圧ローラ25は、発熱体のある中心部分が最も高温で表層が最も低温である。そして、通紙ジョブ信号が入ると「ウォームアップ状態」となり、定着ベルト側から熱を受けて加圧ローラ25の表面温度も高くなる。状況に応じて加圧ローラ25の弾性層の温度はその厚み方向で相違し得るため、加圧ローラ25の温度を複数箇所(例えば表面と芯金近傍)で検知することで、加圧ローラ25の弾性層の膨張状態を一層細かく知ることができる。同じことが、発熱体を内部に有しない定着ローラ22についても言える(例えば、ウォームアップ直後と、連続通紙後の定着ローラ温度は同じであっても、弾性層の内部温度分布、したがって弾性層の熱膨張の状態が異なっている)。このような弾性層の厚み方向での膨張状態の相違を、定着のためのモータの回転数制御のファクターに加えれば、定着線速の一層の適正化を図ることが可能である。更に、同じことが熱ローラ方式の定着装置でも当てはまる。 The fixing device according to the present embodiment is a belt fixing method, and a fixing roller 22 having a relatively large heat capacity, which heats a fixing belt 21 having a small heat capacity from a heating roller 23 and forms a fixing nip N by the amount of heat, further. After the pressure roller 25 is also warmed, heat is applied to the toner by the fixing nip N, so that it takes time to warm up. In order to avoid this, a heating element (for example, an infrared heater) may be arranged inside the hollow core metal of the pressure roller 25 to heat the pressure roller 25 from the center of the pressure roller 25. In this case, the pressurizing roller 25 continues to be warmed in the "standby state" waiting for the paper passing job signal. At this time, the pressure roller 25 has the highest temperature in the central portion where the heating element is located and the lowest temperature in the surface layer. Then, when a paper passing job signal is input, a “warm-up state” is set, and the surface temperature of the pressurizing roller 25 also rises due to heat received from the fixing belt side. Since the temperature of the elastic layer of the pressure roller 25 may differ in the thickness direction depending on the situation, the temperature of the pressure roller 25 can be detected at a plurality of locations (for example, near the surface and the core metal) to detect the pressure roller 25. It is possible to know the expanded state of the elastic layer in more detail. The same can be said for the fixing roller 22 that does not have a heating element inside (for example, even if the fixing roller temperature is the same immediately after warming up and after continuous paper passing, the internal temperature distribution of the elastic layer, and therefore the elastic layer. The state of thermal expansion is different). By adding such a difference in the expansion state of the elastic layer in the thickness direction to the factor of controlling the rotation speed of the motor for fixing, it is possible to further optimize the fixing line speed. Further, the same applies to the thermal roller type fixing device.

最後に、上述した定着装置20を備えた画像形成装置1について説明する。この画像形成装置1は、カラーレーザープリンタであり、そのプリンタ本体の中央には、中間転写ベルト30の展張方向に沿って4つの作像部4Y、4C、4M、4Kが並置して設けられている。各作像部4Y、4C、4M、4Kは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の異なる色の現像剤を収容する以外は、同じ構成である。 Finally, the image forming apparatus 1 provided with the fixing apparatus 20 described above will be described. The image forming apparatus 1 is a color laser printer, and four image forming portions 4Y, 4C, 4M, and 4K are juxtaposed along the spreading direction of the intermediate transfer belt 30 in the center of the printer body. There is. Each image forming unit 4Y, 4C, 4M, 4K accommodates developers of different colors of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K) corresponding to the color separation components of the color image. Other than that, it has the same configuration.

具体的に、それぞれ画像ステーションを構成する各作像部4Y、4C、4M、4Kは、潜像担持体としてのドラム状の感光体5と、感光体5の表面を帯電させる帯電装置6とを備えている。また、感光体5の表面にトナーを供給する現像装置7と、感光体5の表面をクリーニングするクリーニング装置8等を備えている。なお、図3では、ブラックの作像部4Kが備える感光体5、帯電装置6、現像装置7、クリーニング装置8のみに参照番号を付し、その他の作像部4Y、4C、4Mにおいては省略している。 Specifically, each image forming unit 4Y, 4C, 4M, 4K constituting the image station includes a drum-shaped photoconductor 5 as a latent image carrier and a charging device 6 for charging the surface of the photoconductor 5. I have. Further, it includes a developing device 7 that supplies toner to the surface of the photoconductor 5, a cleaning device 8 that cleans the surface of the photoconductor 5, and the like. In FIG. 3, reference numbers are assigned only to the photoconductor 5, the charging device 6, the developing device 7, and the cleaning device 8 included in the black image forming unit 4K, and are omitted in the other image forming units 4Y, 4C, and 4M. is doing.

作像部4Y、4C、4M、4Kの下方には、感光体5の表面を露光する露光装置9が配設されている。露光装置9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5の表面へレーザー光を照射するようになっている。 Below the image forming portions 4Y, 4C, 4M, and 4K, an exposure apparatus 9 for exposing the surface of the photoconductor 5 is arranged. The exposure apparatus 9 has a light source, a polygon mirror, an f−θ lens, a reflection mirror, and the like, and irradiates the surface of each photoconductor 5 with laser light based on image data.

作像部4Y、4C、4M、4Kの上方には、転写装置3が配設されている。転写装置3は、転写体としての中間転写ベルト30と、一次転写手段としての4つの一次転写ローラ31と、二次転写手段としての二次転写ローラ36とを備える。更に、転写装置3は二次転写バックアップローラ32、クリーニングバックアップローラ33、テンションローラ34、及びベルトクリーニング装置35を備えている。 A transfer device 3 is arranged above the image forming portions 4Y, 4C, 4M, and 4K. The transfer device 3 includes an intermediate transfer belt 30 as a transfer body, four primary transfer rollers 31 as primary transfer means, and a secondary transfer roller 36 as secondary transfer means. Further, the transfer device 3 includes a secondary transfer backup roller 32, a cleaning backup roller 33, a tension roller 34, and a belt cleaning device 35.

中間転写ベルト30は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ32、クリーニングバックアップローラ33及びテンションローラ34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32が回転駆動することによって、中間転写ベルト30は図の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 30 is an endless belt and is stretched by a secondary transfer backup roller 32, a cleaning backup roller 33, and a tension roller 34. Here, the secondary transfer backup roller 32 is rotationally driven so that the intermediate transfer belt 30 orbits (rotates) in the direction indicated by the arrow in the figure.

4つの一次転写ローラ31は、それぞれ、各感光体5との間で中間転写ベルト30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31には、プリンタ本体の電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が各一次転写ローラ31に印加されるようになっている。 Each of the four primary transfer rollers 31 sandwiches an intermediate transfer belt 30 with each photoconductor 5 to form a primary transfer nip. Further, a power supply of the printer main body is connected to each primary transfer roller 31, and a predetermined direct current voltage (DC) and / or AC voltage (AC) is applied to each primary transfer roller 31. ..

二次転写ローラ36は、二次転写バックアップローラ32との間で中間転写ベルト30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31と同様に、二次転写ローラ36にもプリンタ本体の電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が二次転写ローラ36に印加されるようになっている。 The secondary transfer roller 36 sandwiches the intermediate transfer belt 30 with the secondary transfer backup roller 32 to form a secondary transfer nip. Further, similarly to the primary transfer roller 31, the power supply of the printer main body is connected to the secondary transfer roller 36, and a predetermined direct current voltage (DC) and / or AC voltage (AC) is applied to the secondary transfer roller 36. It is supposed to be done.

ベルトクリーニング装置35は、中間転写ベルト30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する。
プリンタ本体の上部には、ボトル収容部2が設けられており、ボトル収容部2には補給用のトナーを収容した4つのトナーボトル2Y、2C、2M、2Kが着脱可能に装着されている。各トナーボトル2Y、2C、2M、2Kと各現像装置7との間には、周知のように補給路が設けられ、この補給路を介して各トナーボトル2Y、2C、2M、2Kから各現像装置7へトナーが補給されるようになっている。
The belt cleaning device 35 has a cleaning brush and a cleaning blade arranged so as to be in contact with the intermediate transfer belt 30.
A bottle accommodating portion 2 is provided on the upper portion of the printer main body, and four toner bottles 2Y, 2C, 2M, and 2K accommodating replenishing toner are detachably attached to the bottle accommodating portion 2. As is well known, a replenishment path is provided between each toner bottle 2Y, 2C, 2M, 2K and each developing device 7, and each development is performed from each toner bottle 2Y, 2C, 2M, 2K via this replenishment path. Toner is replenished to the device 7.

一方、プリンタ本体の下部には、記録材としての用紙Pを収容した給紙トレイ10や、給紙トレイ10から用紙Pを搬出する給紙ローラ11等が設けられている。また、周知のように、手差し給紙機構が設けられていてもよい。 On the other hand, at the lower part of the printer main body, a paper feed tray 10 containing the paper P as a recording material, a paper feed roller 11 for carrying out the paper P from the paper feed tray 10, and the like are provided. Further, as is well known, 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10から二次転写ニップを通過させて装置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36の位置よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Pを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ12が配設されている。 A transport path R for passing the paper P from the paper feed tray 10 through the secondary transfer nip and discharging the paper P to the outside of the apparatus is provided in the printer main body. In the transport path R, a pair of resist rollers 12 as transport means for transporting the paper P to the secondary transfer nip are arranged on the upstream side in the paper transport direction from the position of the secondary transfer roller 36.

また、二次転写ローラ36の位置よりも用紙搬送方向下流側には、既述の定着装置20が配設されている。更に、定着装置20よりも搬送路Rの用紙搬送方向下流側には、用紙Pを装置外へ排出するための一対の排紙ローラ13が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置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14が設けられている。
以上のようなプリンタの基本的動作は周知であるので、その説明は省略する。
Further, the fixing device 20 described above is arranged on the downstream side in the paper transport direction from the position of the secondary transfer roller 36. Further, a pair of paper ejection rollers 13 for ejecting the paper P to the outside of the apparatus are provided on the downstream side of the transport path R in the paper transport direction with respect to the fixing device 20. Further, a paper ejection tray 14 for stocking the paper P ejected outside the apparatus is provided on the upper surface of the printer main body.
Since the basic operation of the printer as described above is well known, the description thereof will be omitted.

20 定着装置
21 定着ベルト
22 定着ローラ
23 加熱ローラ
25 加圧ローラ
43 第1の検出手段
44 第2の検出手段
45 第3の検出手段
20 Fixing device 21 Fixing belt 22 Fixing roller 23 Heating roller 25 Pressurizing roller 43 First detection means 44 Second detection means 45 Third detection means

特開2015-227978号公報JP-A-2015-227978

Claims (7)

それぞれ少なくとも表面に弾性層を有する一対の回転体によって定着ニップを形成し、前記一対の回転体の一方の回転体をモータによって駆動する定着装置であって、前記一方の回転体の潰れのない状態での外径を検出する第1の検出手段と、他方の回転体の潰れのない状態での外径を検出する第2の検出手段と、これら一対の回転体の軸間距離を検出する第3の検出手段と、これら検出手段の検出結果に応じて前記モータの回転数を制御する手段とを有することを特徴とする定着装置。 A fixing device in which a fixing nip is formed by a pair of rotating bodies having at least an elastic layer on the surface thereof, and one of the pair of rotating bodies is driven by a motor, and the one rotating body is not crushed. A first detecting means for detecting the outer diameter of the other rotating body, a second detecting means for detecting the outer diameter of the other rotating body without crushing, and a second detecting means for detecting the distance between the axes of the pair of rotating bodies. A fixing device comprising 3 detection means and means for controlling the rotation speed of the motor according to the detection result of these detection means. 前記一対の回転体のそれぞれの温度を検出する温度検出手段が設けられ、前記温度検出手段によって検出された各回転体の温度と各回転体の硬度とを勘案することで前記一方の回転体の中心から定着ニップまでの半径を算出して、それに応じて前記モータの回転数を制御することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 A temperature detecting means for detecting the temperature of each of the pair of rotating bodies is provided, and the temperature of each rotating body detected by the temperature detecting means and the hardness of each rotating body are taken into consideration to obtain the one rotating body. The fixing device according to claim 1, wherein a radius from the center to the fixing nip is calculated, and the rotation speed of the motor is controlled accordingly. 前記一対の回転体のそれぞれの温度を検出する前記温度検出手段が、弾性層の厚み方向の複数の箇所で温度検知するものである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 temperature detecting means for detecting the temperature of each of the pair of rotating bodies detects the temperature at a plurality of points in the thickness direction of the elastic layer. 前記第1、第2、第3の検出手段が光学式の測位手段であることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the first, second, and third detection means are optical positioning means. 前記他方の回転体はベルトを支持・張架し、前記一方の回転体が前記モータによって回転駆動される際に前記ベルトを介して前記他方の回転体が連れ回りすることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の定着装置。 The other rotating body supports and stretches a belt, and when the one rotating body is rotationally driven by the motor, the other rotating body rotates with the other rotating body via the belt. The fixing device according to any one of 1 to 4. 請求項1~5のいずれか一項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the fixing apparatus according to any one of claims 1 to 5. それぞれ少なくとも表面に弾性層を有する一対の回転体によって定着ニップを形成し、前記一対の回転体の一方の回転体をモータによって駆動する定着装置の定着線速を制御する方法であって、前記一方の回転体の潰れのない状態での外径を検出すること、他方の回転体の潰れのない状態での外径を検出すること、これら一対の回転体の軸間距離を検出すること、これら外径検出と軸間距離検出の検出結果に応じて前記モータの回転数を変更して定着線速を制御することを特徴とする方法。 A method of forming a fixing nip by a pair of rotating bodies having at least an elastic layer on the surface thereof, and controlling the fixing linear speed of a fixing device in which one of the pair of rotating bodies is driven by a motor. To detect the outer diameter of the rotating body without crushing, to detect the outer diameter of the other rotating body without crushing, to detect the distance between the axes of these pair of rotating bodies, these A method characterized by controlling the fixing line speed by changing the rotation speed of the motor according to the detection results of outer diameter detection and inter-axis distance detection.
JP2018179979A 2018-09-26 2018-09-26 Fixing device, image forming device and fixing method Active JP7091973B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018179979A JP7091973B2 (en) 2018-09-26 2018-09-26 Fixing device, image forming device and fixing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018179979A JP7091973B2 (en) 2018-09-26 2018-09-26 Fixing device, image forming device and fixing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020052168A JP2020052168A (en) 2020-04-02
JP7091973B2 true JP7091973B2 (en) 2022-06-28

Family

ID=69996886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018179979A Active JP7091973B2 (en) 2018-09-26 2018-09-26 Fixing device, image forming device and fixing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7091973B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11084225B2 (en) 2018-04-02 2021-08-10 Nanotronics Imaging, Inc. Systems, methods, and media for artificial intelligence process control in additive manufacturing
WO2021050508A1 (en) * 2019-09-10 2021-03-18 Nanotronics Imaging, Inc. Systems, methods, and media for manufacturing processes
TWI760916B (en) * 2019-11-06 2022-04-11 美商奈米創尼克影像公司 Manufacturing system for automatic production line in factory

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001228732A (en) 2000-02-15 2001-08-24 Canon Inc Heating device, image heating device, and image forming device
JP2007298720A (en) 2006-04-28 2007-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fixing device and image forming apparatus equipped with the same
JP2017223721A (en) 2016-06-13 2017-12-21 株式会社リコー Fixing device and image forming apparatus

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62143987A (en) * 1985-12-18 1987-06-27 Toshiba Corp Controlling device of contact bonding and rolling apparatus
JPH09305056A (en) * 1996-05-10 1997-11-28 Fuji Xerox Co Ltd Fixing device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001228732A (en) 2000-02-15 2001-08-24 Canon Inc Heating device, image heating device, and image forming device
JP2007298720A (en) 2006-04-28 2007-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fixing device and image forming apparatus equipped with the same
JP2017223721A (en) 2016-06-13 2017-12-21 株式会社リコー Fixing device and image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020052168A (en) 2020-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5454254B2 (en) Image forming apparatus
KR101561334B1 (en) Fixing device
JP5963105B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP6648504B2 (en) Fixing device, image forming device, and control method of fixing device
JP6032525B2 (en) Image forming apparatus
JP7091973B2 (en) Fixing device, image forming device and fixing method
JP2014199417A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP5822115B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP2004184814A (en) Heating device
JP5429553B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP2010032935A (en) Image forming apparatus and image forming method
US20120195653A1 (en) Fixing device and image forming apparatus
JP2013120374A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP2004296188A (en) Heating device
US9086665B2 (en) Fixation apparatus and image formation apparatus
JP7027936B2 (en) Image forming device
US8295750B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus equipped therewith
JP6874247B2 (en) Fixing device and image forming device
JP5407953B2 (en) Fixing apparatus and image forming apparatus
JP2013088498A (en) Image heating device
JP2004286992A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP6962201B2 (en) Fixing device and image forming device
JP6859994B2 (en) Fixing device and image forming device
JP7003801B2 (en) Fixing device and image forming device
JP6848371B2 (en) Fixing device and image forming device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210712

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220502

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220517

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220530

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7091973

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151