JP7338389B2 - Fixing device and image forming device - Google Patents
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本発明は、定着装置、および画像形成装置に関する。 The present invention relates to fixing devices and image forming apparatuses.
電子写真方式の画像形成装置の定着ベルト方式の定着装置において、同サイズの用紙を多数枚通紙すると用紙のエッジ部で定着ベルトが傷付いて、その後の通紙で光沢スジが発生したり、定着ベルトの表面性が悪化することによる光沢ムラが発生することがある。そのため、定着ベルト表面の傷を修復するために、定着ベルト表面を研磨するためのリフレッシュローラを搭載し、定着ローラの表面を研磨する技術がある。 In the fixing belt type fixing device of an electrophotographic image forming apparatus, when a large number of sheets of the same size are passed through, the fixing belt is damaged at the edge of the paper, and glossy streaks occur in subsequent feeding of the paper. Uneven gloss may occur due to deterioration of the surface properties of the fixing belt. Therefore, in order to repair scratches on the surface of the fixing belt, there is a technique of mounting a refreshing roller for polishing the surface of the fixing belt and polishing the surface of the fixing roller.
例えば、特許文献1では、定着部材の表面における傷や凹凸等の荒れ、汚れの発生による問題解決のため、摺擦部材として回転体であるリフレッシュローラを定着部材に当接させる技術が開示されている。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200003 discloses a technique of bringing a refreshing roller, which is a rotating body, into contact with the fixing member as a rubbing member in order to solve problems caused by the generation of scratches, unevenness, and dirt on the surface of the fixing member. there is
しかしながら、特許文献1のようなリフレッシュローラを搭載した定着装置では、駆動トルク増大の抑止とリフレッシュ性能の低下の抑止との両立が難しいという問題があった。 However, in a fixing device equipped with a refreshing roller as in Patent Document 1, there is a problem that it is difficult to simultaneously prevent an increase in driving torque and a decrease in refreshing performance.
本発明の一側面は、駆動トルク増大の抑止とリフレッシュ性能の低下の抑止との両立が可能な定着装置を提供することを目的とする。 An object of one aspect of the present invention is to provide a fixing device capable of suppressing both an increase in drive torque and a decrease in refresh performance.
本発明にかかる定着装置は、回転駆動される定着部材の表面を改質する定着表面改質部材と、前記定着部材の速度を検出する検出手段と、前記定着表面改質部材を回転させる駆動制御機構と、を備え、前記定着表面改質部材は、前記定着部材に対して線速比をもって回転し、前記駆動制御機構は、前記検出手段による前記定着部材の速度の検出結果に応じて、前記定着表面改質部材による研磨性能が所定の基準値を超え、前記定着表面改質部材の駆動トルクが所定の基準値未満となるように、前記線速比を変える制御を行う、ことを特徴とする定着装置として構成される。 A fixing device according to the present invention includes a fixing surface modifying member that modifies the surface of the fixing member that is rotationally driven, a detection means that detects the speed of the fixing member, and drive control that rotates the fixing surface modifying member. a mechanism, wherein the fixing surface modifying member rotates at a linear speed ratio with respect to the fixing member ; Control is performed to change the linear velocity ratio so that the polishing performance of the fixing surface modifying member exceeds a predetermined reference value and the driving torque of the fixing surface modifying member is less than the predetermined reference value. It is configured as a fixing device that
本発明によれば、駆動トルク増大の抑止とリフレッシュ性能の低下の抑止との両立が可能となる。 According to the present invention, it is possible to achieve both suppression of drive torque increase and suppression of deterioration of refresh performance.
以下、添付図面を参照して、定着装置、および画像形成装置の実施の形態を詳細に説明する。本実施例では、加熱ローラの回転速度を検出することで定着ローラの速度を検出し、検出結果に応じてリフレッシュローラの回転速度を変化させる。定着ローラの速度が遅い時は、リフレッシュローラの回転速度を上げ、定着ローラの速度が速い時はリフレッシュローラの回転速度を下げることで、リフレッシュローラの駆動トルク増大の抑制とリフレッシュローラによる研磨性能を両立する。 Embodiments of a fixing device and an image forming apparatus will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the rotation speed of the heating roller is detected to detect the speed of the fixing roller, and the rotation speed of the refreshing roller is changed according to the detection result. When the speed of the fixing roller is slow, the rotational speed of the refreshing roller is increased, and when the speed of the fixing roller is fast, the rotational speed of the refreshing roller is decreased. This suppresses the increase in driving torque of the refreshing roller and improves the polishing performance of the refreshing roller. compatible.
すなわち、定着ローラの熱膨張が大きい時は定着ローラの回転速度が速くなりリフレッシュローラの接触圧が強いので、駆動トルクが大きく研磨性能は高いためリフレッシュローラの回転速度を下げる。定着ローラの熱膨張が小さい時は定着ローラの回転速度が遅くなりリフレッシュローラの接触圧が弱いので、駆動トルクが小さく研磨性能が低いためリフレッシュローラの回転速度を上げる。このような制御を行うことで、リフレッシュローラの駆動トルク増大の抑制とリフレッシュローラによる研磨性能を両立できることが特徴になっている。上記記載の本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。 That is, when the thermal expansion of the fixing roller is large, the rotational speed of the fixing roller increases and the contact pressure of the refreshing roller is strong, so the drive torque is large and the polishing performance is high, so the rotational speed of the refreshing roller is reduced. When the thermal expansion of the fixing roller is small, the rotation speed of the fixing roller becomes slow and the contact pressure of the refreshing roller is weak. By performing such control, it is characterized in that it is possible to suppress an increase in the drive torque of the refreshing roller and achieve both the polishing performance of the refreshing roller. The features of the invention described above will be explained in detail with reference to the following drawings.
以下、本発明を適用した定着装置を備えた画像形成装置として、電子写真方式のタンデム型カラープリンタ(以下、プリンタ200という。)の一実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る、プリンタ200の概要構成説明図である。 An embodiment of an electrophotographic tandem color printer (hereinafter referred to as printer 200) will be described below as an image forming apparatus equipped with a fixing device to which the present invention is applied. FIG. 1 is a schematic configuration explanatory diagram of a printer 200 according to this embodiment.
プリンタ200は、図1に示すように、装置本体上部に位置する画像形成部200Aと、この画像形成部200Aの下方に位置する給紙部200Bとを備える高速機であり、画像形成部200Aに定着装置100を組み込んでいる。
As shown in FIG. 1, the printer 200 is a high-speed machine that includes an image forming section 200A located in the upper part of the apparatus main body, and a paper feeding section 200B located below the image forming section 200A. A
画像形成部200Aには、装置本体の上下方向着中央に中間転写ベルト210が配置されており、中間転写ベルト210の上部には、色分解色と補色関係にある複数の色に対応したトナー像を形成するための構成が設けられている。具体的には、各補色関係にある色である、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナー像を担持可能な像担持体(潜像担持体)としての感光体205Y,M,C,Kが中間転写ベルト210の上部転写面に沿って並べて配置されている。 In the image forming section 200A, an intermediate transfer belt 210 is arranged at the center of the apparatus main body in the vertical direction. A configuration is provided for forming a Specifically, as an image carrier (latent image carrier) capable of carrying toner images of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), which are complementary colors, are arranged side by side along the upper transfer surface of the intermediate transfer belt 210 .
感光体205Y,M,C,Kは、それぞれ同じ方向(図中、反時計回り方向)に回転可能なドラム形状のものである。そして、各感光体205の周りにはそれぞれ、帯電装置202Y,M,C,K、現像装置203Y,M,C,K、一次転写装置204Y,M,C,K及び感光体クリーニング装置206Y,M,C,K等が配置されている。 The photoreceptors 205Y, M, C, and K are drum-shaped and rotatable in the same direction (counterclockwise direction in the drawing). Charging devices 202Y, M, C, and K; developing devices 203Y, M, C, and K; primary transfer devices 204Y, M, C, and K; , C, K, etc. are arranged.
現像装置203Y,M,C,Kには、それぞれのカラートナーが収容されている。また、画像形成部200A内の最上部には、光書き込み装置201Y,Mと、光書き込み装置201C,Kが配置されている。 The developing devices 203Y, 203M, 203C, and 203K contain respective color toners. Optical writing devices 201Y and 201M and optical writing devices 201C and K are arranged at the uppermost part of the image forming section 200A.
中間転写ベルト210は、駆動ローラと従動ローラに掛け回されて感光体205Y,M,C,Kとの対向位置において、同じ方向に移動可能な構成を有している。 Intermediate transfer belt 210 has a configuration in which intermediate transfer belt 210 is wound around a drive roller and a driven roller and is movable in the same direction at positions facing photoreceptors 205Y, M, C, and K. As shown in FIG.
また、従動ローラの1つである二次転写対向ローラ211に対向する位置に、二次転写ローラ212が設けられている。 A secondary transfer roller 212 is provided at a position facing a secondary transfer counter roller 211, which is one of the driven rollers.
また、二次転写ローラ212から定着装置100までの、記録材(シート)としての用紙Pの搬送経路は、略水平方向の横パスとなっている。
Further, the conveying path of the paper P as the recording material (sheet) from the secondary transfer roller 212 to the
給紙部200Bは、用紙Pを積載収容する給紙トレイ220と、該給紙トレイ内の用紙Pを最下のものから順に1枚ずつ分離して、二次転写ローラ212の位置まで搬送する搬送機構を有している。 The paper feed unit 200B separates the paper feed tray 220 for stacking and containing the paper P, and the paper P in the paper feed tray one by one from the bottom, and conveys them to the position of the secondary transfer roller 212. It has a transport mechanism.
このプリンタ200における画像形成に当たっては、感光体205Yの表面が帯電装置
202Yにより一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて感光体205Y上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像はイエロー(Y)のトナーを収容した現像装置203Yによりトナー像として可視像化され、このトナー像は所定のバイアスが印加される一次転写装置204Yにより中間転写ベルト210上に一次転写される。
During image formation in the printer 200, the surface of the photoreceptor 205Y is uniformly charged by the charging device 202Y, and an electrostatic latent image is formed on the photoreceptor 205Y based on image information from the image reading section. The formed electrostatic latent image is visualized as a toner image by a developing device 203Y containing yellow (Y) toner. Primary transfer is performed on the top.
他の感光体205M,C,Kでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト210上に静電気力で順に転写されて重ね合わせられる。 Similar images are formed on the other photoreceptors 205M, 205C, and 205K with different toner colors, and the toner images of the respective colors are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 210 by electrostatic force and superimposed.
次に、感光体205Y,M,C,Kから中間転写ベルト210上に一次転写されたトナー像は、二次転写対向ローラ211、二次転写ローラ212により搬送されてきた用紙Pに転写される。トナー像が転写された用紙Pは、さらに定着装置100まで搬送され、定着ベルト51と加圧ローラ55との定着ニップ部Nにて定着が行なわれ、定着ニップ部Nの出口側に排出される。ついで、定着ニップ部Nから排出された用紙Pは排出経路に沿ってスタッカ215へ送り出される。
Next, the toner images primarily transferred onto the intermediate transfer belt 210 from the photoreceptors 205Y, M, C, and K are transferred onto the conveyed paper P by the secondary transfer facing roller 211 and the secondary transfer roller 212. . The paper P onto which the toner image has been transferred is further conveyed to the
また、中間転写ベルト210上に一次転写されずに感光体205Y,M,C,K上に残った転写残トナー等は、それぞれ感光体クリーニング装置206Y,M,C,Kで除去される。また、用紙P上に二次転写されずに中間転写ベルト210上に残った転写残トナー等は、ベルトクリーニング装置213で除去されて、次の画像形成に備える。 In addition, transfer residual toner and the like remaining on the photoreceptors 205Y, M, C, and K without being primarily transferred onto the intermediate transfer belt 210 are removed by the photoreceptor cleaning devices 206Y, M, C, and K, respectively. In addition, transfer residual toner or the like remaining on the intermediate transfer belt 210 without being secondarily transferred onto the paper P is removed by the belt cleaning device 213 to prepare for the next image formation.
次に、本実施形態のプリンタ200に好適に備えることができる、2つのベルト加熱方式の定着装置100の例を、図を用いて説明する。
Next, examples of two belt heating
図2は、本実施形態のプリンタ200に好適に備えることができる、2つのベルト加熱方式の定着装置の構成例の説明図であり、図2(a)が、加熱ローラ54の加熱手段として、加熱ローラ54の内部にハロゲンヒータ等の加熱ヒータ53aを備える例の説明図である。また、図2(b)が、加熱ローラ54の加熱手段として、加熱ローラ54に架け回す定着ベルト51の外周部に対向して誘導加熱手段53bを設けた例の説明図である。
FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams of configuration examples of two belt-heating type fixing devices that can be preferably provided in the printer 200 of the present embodiment. FIG. 5 is an explanatory diagram of an example in which a
図2(a)に示す構成例と、図2(b)に示す構成例の定着装置100では、加熱ローラ54を加熱する加熱手段に係る点のみ異なるため、まず、各図に示した構成例に共通する構成を中心に説明する。
Since the configuration example shown in FIG. 2A and the
図2(a)、図2(b)(以下、適宜、図2という。)に示す定着装置100は、定着カバー100aの内部に、定着ローラ52、加熱ローラ54、定着ベルト51、及び加圧ローラ55を備えている。そして、定着ベルト51を挟んで定着ローラ52に加圧ローラ55が圧接されて、定着ベルト51と加圧ローラ55との間に定着ニップ部Nが形成される。
The
定着ニップ部Nの用紙Pの排出側には定着分離部材57、加圧分離部材58を備えている。
A
定着ローラ52は、金属の芯金52aにシリコンゴム等からなる弾性ゴム層52bを有したものである。ここで、弾性ゴム層52bの材料としては、ウォームアップ時間短縮のため、定着ベルト51の熱を吸収しにくいように、発泡のシリコンゴムを用いることもできる。
The
加熱ローラ54は、ステンレス又はニッケル合金の中空ローラで、図2(a)に示す構成例では、その内部にハロゲンヒータを用いた加熱手段である加熱ヒータ53aが設けられており加熱される。一方、図2(a)に示す構成例では、加熱ローラ54に架け回す定着ベルト51の外周部に対向して、電磁誘導によるIHシステムの加熱手段である誘導加熱手段53bが設けられており加熱される。
The
定着ベルト51は、無端ベルトであり、断面構造としては、例えばポリイミドなどの基材にシリコンゴム層などの弾性層を形成した2層構造となっている。
The fixing
そして、定着ベルト51は、加熱ローラ54と定着フレームに固定された加熱ローラ引張りばねにより一定のテンションで、定着ベルト51と加熱ローラ54に架け渡されている。
The fixing
加圧ローラ55は、アルミ又は鉄等の中空ローラで、その内部にハロゲンヒータを用いた加熱手段である加熱ヒータ53aが設けられ、中空ローラの外周上にシリコンゴム等からなる弾性層が設けられた円筒形状のローラである。
The
また、加圧ローラ55は、次のような加圧脱圧手段80により、定着ベルト51側へ加圧する加圧状態と、定着ベルト51から離間して脱圧された脱圧状態(離間状態)とに切り替え可能に構成されている。
Further, the
加圧脱圧手段80は、図2に示すように加圧レバー81、加圧スプリング82、加圧カム83、及び加圧カムシャフト84を有し、加圧カムシャフト84を駆動モータで回転させることで、加圧状態と脱圧状態とに切り替え可能に構成されている。具体的には、加圧カムシャフト84を回転させることで、加圧ローラ55を定着ベルト51側へ移動させて加圧することと、加圧ローラ55を定着ベルト51から引き離す方向に移動させて離間させて脱圧することが可能である。
As shown in FIG. 2, the pressure release means 80 has a
また、この加圧脱圧手段80を用いて、駆動モータにより加圧カム83のカム位置を調整することで、所定のニップ圧を得ることもできる。
A predetermined nip pressure can also be obtained by adjusting the cam position of the pressurizing
定着装置100を駆動するときには、例えば、定着ローラ52の図2図中、時計回り方向の回転駆動により定着ベルト51が用紙Pを排出する方向に回転し、定着ベルト51に圧接している加圧ローラ55がつれ回りする。ここで、回転駆動されるローラは定着ローラ52に限らず加圧ローラ55であっても良い。
When the fixing
定着動作時には、図2(a)に示す例では、まず加熱ローラ54の内部に設けられた加熱ヒータ53aにより加熱ローラ54が加熱され、定着ベルト51へ伝熱される。定着ベルト51が、サーモパイル56で検出される温度が所定の温度(例えばトナー定着に適する温度)まで、加熱ローラ54が加熱される。
During the fixing operation, in the example shown in FIG. 2A , the
一方、図2(b)に示す例では、まず加熱ローラ54外部に設けられた誘導加熱手段53の電磁誘導により加熱ローラ54が加熱され、定着ベルト51へ伝熱される。定着ベルト51が、サーモパイル56で検出される温度が所定の温度まで、加熱ローラ54が加熱される。
On the other hand, in the example shown in FIG. 2B, first, the
また、加圧ローラ55においても、昇温の際など必要なときに、内部に配置された加圧ヒータ59の発熱により所定の温度まで加熱される。ここで、本実施形態では、加圧部材としてローラタイプの加圧ローラ55を用いた例を示したが、これに限定されるものではなく、2つのローラに架け渡された無端ベルトを用いたベルトタイプの加圧部材としても良い。
Also, the
定着装置100では、定着ベルト51、加圧ローラ55が回転駆動された状態で、定着ベルト51の表面は所定の温度まで加熱されており、定着ニップNに未定着のトナー像Tが担持(形成)された用紙Pが搬送(通紙)される。そして、定着ニップNにおける加圧及び加熱により、未定着のトナー像Tを用紙Pに定着される。
In the
このとき、用紙Pが定着ベルト51に巻き付いたまま出てくることがあるため、定着分離部材57により分離される。また、加圧ローラ55側に巻き付いて排出される用紙Pは、加圧分離部材58により分離され、搬送ガイドに沿って搬送される。
At this time, since the paper P may come out while being wrapped around the fixing
定着装置100においては、加熱ローラ54が所定の温度まで加熱され、定着装置100での給紙許可がなされた後、定着ニップNへ用紙Pが通紙(搬送)されることになる。
In the
しかし、用紙Pが連続で通紙される通紙ジョブの場合、定着ニップNから用紙Pが奪う
熱量を補うため、加熱ローラ54は継続的に加熱される。
However, in the case of a paper-passing job in which the paper P is continuously passed, the
加熱ローラ54と定着ローラ52に張架された定着ベルト51は定着ニップNに熱を運び、用紙Pにトナーを定着させるが、同時に定着ローラ52にも熱を継続的に与えている。
The fixing
連続通紙にて継続的に熱が与えられた定着ローラ52は熱膨張により、給紙許可時よりも外径が大きくなって定着ベルト51の移動速度(周速、線速)が増加する(速くなる)。定着ローラ52の熱膨張は弾性体であるシリコンゴムの熱膨張係数(シリコンゴムの熱膨張係数の代表値:3.0×10E-4/℃)によるところが大きい。よって、与えられる単位時間当たりの熱量と設定温度で膨張量は概略決まり、それにともなって定着ベルト51の移動速度、つまり定着ニップNを搬送される用紙Pの速度が変化してしまう。
Due to thermal expansion, the fixing
このような定着ベルト51の移動速度の増加は、定着ローラ52を回転駆動する構成よりも少ないものの、加圧ローラ55を回転駆動する構成においても同様な理由により生じ、回転駆動する加圧ローラ55の熱膨張により、定着ベルト51の移動速度が増加する。
Although such an increase in the moving speed of the fixing
これらのため、定着ニップNを搬送される用紙Pの搬送速度を所定速度に保つためには、定着ベルト51の移動速度と略同一な速度で回転する加熱ローラ54の検知した回転速度に基づいて、定着ローラ52又は加圧ローラ55の回転速度を制御することが望ましい。すなわち、熱膨張などの熱変形や経年変化により回転駆動される定着ローラ52又は加圧ローラ55の半径(外径)が変化しても、加熱ローラ54に架け回された定着ベルト51の移動速度、つまり記録材の搬送速度を、精度良く検知することができる。
For these reasons, in order to keep the transport speed of the paper P transported through the fixing nip N at a predetermined speed, the rotation speed of the
また、以下に示すように、加熱ローラ54の回転速度を検知し、当該回転速度が所定の値に達した場合には、例えば、図1に示したプリンタ200の制御部1000(あるいは定着装置に制御部が設けられている場合にはその制御部)が、定着ローラ52又は加圧ローラ55に熱膨張が生じている、つまり、加熱ローラ54の回転速度が閾値を超えた場合には、定着ローラ52又は加圧ローラ55に熱膨張が生じる関係にあると判断し、定着ローラ52又は加圧ローラ55の熱膨張を検出したとして、後述するリフレッシュローラの制御を行ってもよい。
Further, as described below, the rotation speed of the
上記制御部1000は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサを有した演算装置から構成された一般的なハードウェアを用いることができ、当該演算装置がプログラムを実行することにより上記制御が行われる。なお、プログラムを実行して行う処理の主体は、演算部であれば良く、特定の処理を行う専用回路(例えばFPGA(Field-Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated Circuit))を含んでいてもよい。 The control unit 1000 can use, for example, general hardware configured by an arithmetic device having a processor such as a CPU (Central Processing Unit), and the control is performed by the arithmetic device executing a program. done. It should be noted that the main body of processing performed by executing the program may be an arithmetic unit, and includes a dedicated circuit (for example, FPGA (Field-Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit)) that performs specific processing. good too.
次に、本実施形態の定着装置100に好適に設けることができる、加熱ローラ54の回転速度を検知するために設ける回転検知部材63の構成例について、図を用いて説明する。
Next, a configuration example of the
図3は、本構成例に係る、回転検知部材63の説明図であり、定着ローラ52の長手方向に直交する断面を示している。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the
ここで、図3では、加熱ローラ54の加熱手段として加熱ヒータ53aを用いた例を示している。
Here, FIG. 3 shows an example in which a
図3に示す回転検知部材63は、加熱ローラ54から回転力が伝達されて回転する回転体としての被回転伝達手段62の回転軸上に被検知部材として回転フィラー63fを設け、検知部材としてのフォトセンサ63bで検知するものである。
The
具体的には、加熱ローラ54の長手方向一端部には、加熱ローラ54を支持する形状であって、その外周面に加熱ローラ54の回転力を伝えるギヤ等の第一回転伝達手段としての加熱ローラ回転伝達手段61が設けられている。また、加熱ローラ回転伝達手段61と噛み合うギヤ等を有した第二被回転伝達手段としての被回転伝達手段62が、加熱ローラ回転伝達手段61に対向して配置されている。
Specifically, at one end in the longitudinal direction of the
また、被回転伝達手段62は、引張りコイルバネ等の回転伝達手段付勢部材72によって、加熱ローラ回転伝達手段61へ押し当てられる(図2(b)参照)。
Further, the rotation transmission means 62 is pressed against the heating roller rotation transmission means 61 by a rotation transmission means urging
上述した構成とすることで、加熱ローラ54よりも速い回転速度で回転する被回転伝達手段62の回転速度を、回転検知部材63を用いて検知し、加熱ローラ54、ひいては定着ベルト51や用紙Pの移動速度(回転状態)を検知することが可能となっている。
With the above-described configuration, the rotational speed of the rotation transmitting means 62 rotating at a higher rotational speed than that of the
このように検知することで、加熱ローラ54自体の回転速度を直接、回転検知部材63を用いて検出する構成に比べて、より高精度な加熱ローラ54、ひいては定着ベルト51や用紙Pの移動速度を検知することが可能となっている。
By detecting in this way, compared to a configuration in which the rotation speed of the
そして、回転検知部材63は、4枚のフィラーを有した被検知部材であり、回転体である回転フィラー63fと、回転フィラー63fの各フィラーによる遮光/通光を検知する検知部材としてのフォトセンサ63bとから構成されている。
The
図3に示す回転フィラー63fは、加熱ローラ54と同期するとともに増速されて回転するため、通常のフォトセンサで読むには高速である。このため、実際には、所定時間例えば10秒に何回転したか、または、分割フィラーであれば、何回high/low信号が変化したかをカウントすれば、精度よく加熱ローラ54の回転速度を検知することができる。
The
ここで、本構成例の回転検知部材63に設けるフォトセンサ63bで検知する所定の時間は、検知精度及び定着ローラ52又は加圧ローラ55を回転駆動する駆動モータの回転速度の切り替え精度を考慮して適宜、定めれば良い。
Here, the predetermined time detected by the
例えば、本構成例では、検知時間を50秒程度に設定して検知することで、0.5[%]以下の速度変動を検知し、定着ローラ52又は加圧ローラ55を回転駆動する駆動モータの回転速度へのフィードバックを実施している。
For example, in this configuration example, by setting the detection time to about 50 seconds for detection, a speed variation of 0.5% or less is detected, and the drive motor that rotationally drives the fixing
また、回転検知部材63は、被検知部材としての4枚のフィラーを有した回転フィラー63fと、検知部材としてのフォトセンサ63bからなるものに限定されるものではない。例えば、回転フィラー63fに有するフィラーは4枚に限定されない。
Further, the
図3に示した定着装置100は、さらに定着ベルト51の表面を研磨して改質するためのリフレッシュローラ機構40が設けられている。
The fixing
図4は、図3に示した定着装置100のリフレッシュローラ機構の機能を説明するための図である。図4に示すように、リフレッシュローラ機構40は、定着ベルト51の表面を研磨するリフレッシュローラ41と、リフレッシュローラ41を支持するリフレッシュローラブラケット42と、リフレッシュローラ41の回転駆動させる駆動モータ43とを有している。リフレッシュローラ41は、定着ベルト51を介して定着ローラ52に接触し、駆動モータ(駆動制御機構)により定着ローラ51と同方向に駆動回転している。リフレッシュローラ41は、定着ローラ52に対して線速比をもって回転している。上記駆動制御機構は、制御部1000からの指示に従って、リフレッシュローラ41の回転制御を行う。具体的には、上記駆動制御機構は、制御部1000が定着ローラ52の回転速度の検出結果に基づいた定着ローラ52に熱膨張が生じていることの判断に応じて、以下に示すようなリフレッシュローラ41の回転速度を変える制御を行う。
FIG. 4 is a diagram for explaining the function of the refresh roller mechanism of fixing
図5は、定着ローラとリフレッシュローラとの間の線速比の例を示す図である。図5に示すように、リフレッシュローラ41は、定着ベルト51の研磨性能を上げるため定着ローラ52に対して所定の線速比をもって回転し、定着ベルト51より速い速度で回転している。図5では、例えば、リフレッシュローラ41は、3倍、4.5倍、6倍の線速度である900mm/sec、1350mm/sec、1800mm/secで回転するものを示している。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the linear speed ratio between the fixing roller and the refreshing roller. As shown in FIG. 5 , the
図6は、熱膨張時の定着ローラとリフレッシュローラとの間の線速比とリフレッシュ性能との関係を示す図である。ここでは、定着ローラ52の熱膨張が1.5mmの場合(F1)、0.8mmの場合(F2)を例に説明する。定着ローラ52の熱膨張が1.5mmの場合は熱間状態であり、定着ローラ52の熱膨張が0.8mmの場合は冷間からの立上げ直後の状態である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the linear velocity ratio between the fixing roller and the refreshing roller during thermal expansion and the refreshing performance. Here, the case where the thermal expansion of the fixing
図6に示すように、熱膨張が1.5mmの場合と熱膨張が0.8mmの場合とでは、前者のほうが後者よりもリフレッシュローラ41の接触圧が強いため、前者のほうがリフレッシュ性能が高くなる。また、線速比が大きいほどリフレッシュ性能が高くなることがわかる。図6では、熱膨張が1.5mmの場合では、線速比が3.0となったときに、研磨性能が所定の基準値となるライン(TH1)を超えている一方、熱膨張が0.8mmの場合では、線速比が6.0となったときに、研磨性能が所定の基準値となるライン(TH1)を超えていることがわかる。
As shown in FIG. 6, when the thermal expansion is 1.5 mm and when the thermal expansion is 0.8 mm, the contact pressure of the
図7は、熱膨張時の定着ローラとリフレッシュローラとの間の線速比とリフレッシュローラを駆動する駆動モータのトルクとの関係を示す図である。ここでは、図6の場合と同様に、定着ローラ52の熱膨張が1.5mmの場合(F3)、0.8mmの場合(F4)を例に説明する。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the linear velocity ratio between the fixing roller and the refresh roller during thermal expansion and the torque of the drive motor that drives the refresh roller. Here, as in the case of FIG. 6, the case where the thermal expansion of the fixing
図7に示すように、熱膨張が1.5mmの場合と熱膨張が0.8mmの場合とでは、前者のほうが後者よりもリフレッシュローラ41の接触圧が強いため、前者のほうが駆動トルクが高くなる。また、線速比が大きいほど駆動トルクは高くなることがわかる。図7では、熱膨張が1.5mmの場合では、線速比が3.0となったときに、モータトルクが所定の基準値となるライン(TH2)未満となる一方、熱膨張が0.8mmの場合では、線速比が6.0となったときに、モータトルクが所定の基準値となるライン(TH2)未満となることがわかる。
As shown in FIG. 7, when the thermal expansion is 1.5 mm and when the thermal expansion is 0.8 mm, since the contact pressure of the
図6、7に示したこれらの2つのグラフから、定着ローラ52の熱膨張が1.5mmである場合には、線速比3倍でリフレッシュ性能と所定の基準値以下のモータトルクを両立させることができ(グラフF1、F3の丸印)、定着ローラ52の熱膨張が0.8mmである場合には、線速比6倍でリフレッシュ性能と所定の基準値以下のモータトルクを両立させることができる(グラフF2、F4の丸印)。例えば、上記駆動制御機構は、定着ローラ52の熱膨張が大きくなった場合に、リフレッシュローラ41の回転速度を下げる制御を行う。定着ローラが熱膨張したときには定着ローラ定着ベルトの速度が速くなるため、定着部材の速度が速くなった時にリフレッシュローラの速度を下げることで、リフレッシュローラの駆動モータのトルクを下げることができ、許容トルクを超えることが無くなる。
From these two graphs shown in FIGS. 6 and 7, it can be seen that when the thermal expansion of the fixing
このように、定着ローラ52の熱膨張に応じて線速比を変える、つまり、リフレッシュローラ41、定着ローラ52(または定着ベルト51)の線速度を熱膨張の度合いに応じて変えることで、所定の基準値以下の駆動モータトルクとリフレッシュローラ41の研磨性能を両立させることが可能となる。
Thus, by changing the linear velocity ratio according to the thermal expansion of the fixing
このように、本実施例の定着装置では、無端状の定着ベルトの表面の傷を研磨するリフレッシュローラが定着ベルトを介して定着ローラに接触し、装置の使用状態に応じて生じる熱膨張により定着ローラの外径が変化し、リフレッシュローラの当接圧が変化する。このため、従来の定着装置では、例えば、多数枚通紙後、封筒通紙後、小サイズ通紙後のような場合には、定着ローラの熱膨張が大きくなってリフレッシュローラの当接圧も大きくなる。その結果、リフレッシュローラの駆動トルクが大きくなり、モータ許容トルクをオーバーしてしまうという問題があった。一方、装置の立上げ直後、少数枚通紙後のような場合には、定着ローラの熱膨張が小さくなってリフレッシュローラの当接圧も小さくなる。その結果、リフレッシュ性能の低下を招くという問題があり、両者をともに解決することが困難であった。 As described above, in the fixing device of this embodiment, the refreshing roller for polishing scratches on the surface of the endless fixing belt comes into contact with the fixing roller through the fixing belt. The outer diameter of the roller changes, and the contact pressure of the refreshing roller changes. For this reason, in the conventional fixing device, for example, after passing a large number of sheets, after passing an envelope, or after passing a small-size sheet, the thermal expansion of the fixing roller increases and the contact pressure of the refreshing roller increases. growing. As a result, there is a problem that the drive torque of the refreshing roller increases and exceeds the allowable torque of the motor. On the other hand, immediately after starting up the apparatus or after passing a small number of sheets, the thermal expansion of the fixing roller is reduced and the contact pressure of the refreshing roller is also reduced. As a result, there is a problem that the refresh performance is deteriorated, and it has been difficult to solve both the problems.
しかし、本実施例のように、定着ローラ52の表面を改質するリフレッシュローラ41と、リフレッシュローラ41を回転させる上記駆動制御機構と、を備え、定着ローラ52の速度が速くなった場合に、リフレッシュローラ41の回転速度が下がる構成を備えることにより、例えば、定着装置の立ち上げ直後の定着ローラの熱膨張が小さい場合、連続通紙後などの定着ローラの熱膨張が大きい場合など、装置の使用状態に関わらずリフレッシュローラの駆動トルクの増大の抑制とリフレッシュ性能を両立させることができる。なお、定着ローラの速度を検出することとしたが、当該速度の検出は定着ベルトの速度を検出することと同義である。
However, as in this embodiment, when the
なお、本実施例における定着装置において、以下のような制御を行ってもよい。例えば、上記駆動制御機構は、あらかじめ設定された紙種および紙厚情報に応じた定着ローラ52の目標温度が、所定の閾値よりも高い温度であって、所定の設定枚数より多く通紙が行われた場合に、上述したリフレッシュローラ41の制御を行う。これにより、高い設定温度で多くの枚数の通紙を行った場合は、定着ローラの温度が上がり熱膨張が大きくなるため、設定温度情報と通紙枚数の情報によりリフレッシュローラの回転速度を下げることで、リフレッシュローラの駆動モータのトルクを下げることができ、が許容トルクを超えることをなくすことができる。
In addition, in the fixing device in this embodiment, the following control may be performed. For example, the drive control mechanism determines that the target temperature of the fixing
上記紙種および紙厚情報に応じた定着ローラ52の目標温度は、定着装置100を搭載する画像形成装置であるプリンタ200の操作パネルを介してユーザにより設定されてもよい。これにより、ユーザ所望の目標温度を設定することができ、当該設定値に応じてリフレッシュローラの回転速度を制御することができる。
The target temperature of the fixing
以上、本発明を好適な実施例に基づき説明したが、本発明は上記実施例で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 Although the present invention has been described above based on preferred embodiments, the present invention is not limited to those described in the above embodiments, and can be modified in various ways without departing from the scope of the invention.
100 定着装置
200 プリンタ
1000 制御部(検出手段)
51 定着ベルト(定着部材)
52 定着ローラ
54 加熱ローラ
55 加圧ローラ
N 定着ニップ部
62 被回転伝達手段
63 回転検知部材
63b フォトセンサ
63f 回転フィラー
40 リフレッシュ機構
41 リフレッシュローラ(定着表面改質部材)
42 リフレッシュローラブラケット
43 駆動モータ(駆動制御機構)
100 fixing device 200 printer 1000 control section (detection means)
51 fixing belt (fixing member)
52 fixing
42
Claims (7)
前記定着部材の速度を検出する検出手段と、
前記定着表面改質部材を回転させる駆動制御機構と、を備え、
前記定着表面改質部材は、前記定着部材に対して線速比をもって回転し、
前記駆動制御機構は、前記検出手段による前記定着部材の速度の検出結果に応じて、前記定着表面改質部材による研磨性能が所定の基準値を超え、前記定着表面改質部材の駆動トルクが所定の基準値未満となるように、前記線速比を変える制御を行う、
ことを特徴とする定着装置。 a fixing surface modifying member that modifies the surface of the rotationally driven fixing member;
detection means for detecting the speed of the fixing member;
a drive control mechanism for rotating the fixing surface modifying member,
The fixing surface modifying member rotates at a linear speed ratio with respect to the fixing member,
The drive control mechanism detects that the speed of the fixing member is detected by the detection means , and the polishing performance of the fixing surface modifying member exceeds a predetermined reference value, and the drive torque of the fixing surface modifying member reaches a predetermined value. Perform control to change the linear velocity ratio so that it is less than the reference value of
A fixing device characterized by:
前記駆動制御機構は、前記定着部材の速度の検出結果に基づいた前記定着部材が熱膨張を生じていることの判断に基づいて、前記熱膨張が小さいときの前記線速比を、前記熱膨張が大きいときより大きくする制御を行う、 The drive control mechanism adjusts the linear velocity ratio when the thermal expansion is small based on the determination that the fixing member is thermally expanding based on the detection result of the speed of the fixing member. When is large, perform control to make it larger,
ことを特徴とする定着装置。 A fixing device characterized by:
前記駆動制御機構は、前記定着部材の速度が速くなった場合に、前記定着表面改質部材の回転速度を下げる制御を行う、
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1 or 2 ,
The drive control mechanism performs control to reduce the rotational speed of the fixing surface modifying member when the speed of the fixing member increases.
A fixing device characterized by:
前記駆動制御機構は、あらかじめ設定された紙種および紙厚情報に応じた前記定着部材の目標温度が、所定の閾値よりも高い温度であって、所定の設定枚数より多く通紙が行われた場合に、前記制御を行う、
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 3 ,
The drive control mechanism determines that the target temperature of the fixing member according to preset paper type and paper thickness information is higher than a predetermined threshold value, and more than a predetermined set number of sheets have been fed. performing the control when
A fixing device characterized by:
前記紙種および紙厚情報に応じた前記定着部材の目標温度は、前記定着装置を搭載する画像形成装置の操作パネルを介してユーザにより設定される、
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 4 ,
The target temperature of the fixing member according to the paper type and paper thickness information is set by a user via an operation panel of an image forming apparatus equipped with the fixing device.
A fixing device characterized by:
ことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の定着装置。 The fixing member is an endless belt,
The fixing device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
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