JP2006119330A

JP2006119330A - Fixing device

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Publication number: JP2006119330A
Application number: JP2004306496A
Authority: JP
Inventors: Taizo Onishi; 泰造大西; Masanori Murakami; 正典村上; Yosuke Shimizu; 洋介清水; Takashi Yamada; 貴山田; Mamoru Fukaya; 守深谷
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2004-10-21
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2006-05-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device capable of reducing the time from a standby state to the end of printing, capable of ensuring stable fixing quality and free of shortening of operating life. <P>SOLUTION: The fixing device 107 comprises: an endless fixing belt 1; a fixing roller 2 disposed in contact with the inside of the fixing belt; a pressure roller 3 which is pressed against the fixing roller by way of the fixing belt to form a nip part N; a heating roller 4 disposed in contact with the inside of the fixing belt at a distance from the fixing roller; a first heating source 5 for heating the heating roller; a second heating source 6 for heating the fixing roller; and a heating control means to perform control for working the second heating source 6 not during image forming operation but only in a standby state in which instruction to form an image can be received. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、画像形成装置における定着装置に関し、特に、画像形成装置における定着ベルトを用いた定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device in an image forming apparatus, and more particularly to a fixing device using a fixing belt in the image forming apparatus.

電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置は、感光体の表面に静電潜像を形成し、現像部によりトナーを感光ドラム上の静電潜像に付着させ、感光ドラムに付着したトナーを転写部により用紙上に転写させる。トナー転写後の用紙は定着装置に搬送され、用紙上に転写されたトナーは、当該定着装置によって用紙に定着される。 Image forming apparatuses such as copiers, printers, and facsimiles using an electrophotographic system form an electrostatic latent image on the surface of a photosensitive member, and a developing unit attaches toner to the electrostatic latent image on the photosensitive drum. The toner adhering to the drum is transferred onto the paper by the transfer unit. The paper after toner transfer is conveyed to a fixing device, and the toner transferred onto the paper is fixed on the paper by the fixing device.

このような画像形成装置の定着装置の分野では、定着ベルトを用いたベルト型の定着装置が提案されている（特許文献１参照）。かかるベルト型の定着装置においては、定着ベルトに内接して配置される定着ローラと、定着ベルトを間に挟んで定着ローラの方へ押圧される加圧ローラとの間に形成されるニップ部に用紙が送り込まれ、用紙上の未定着トナーが加熱および加圧されて用紙に定着される。 In the field of such a fixing device of an image forming apparatus, a belt-type fixing device using a fixing belt has been proposed (see Patent Document 1). In such a belt-type fixing device, a nip portion is formed between a fixing roller disposed in contact with the fixing belt and a pressure roller pressed against the fixing roller with the fixing belt interposed therebetween. The paper is fed, and unfixed toner on the paper is heated and pressurized to be fixed on the paper.

ここで、小スペースでニップ部の幅を大きく取るため、定着ベルトを加熱するための内部に加熱源が配置された加熱ローラが、定着ベルトに内接してニップ部と離れた位置に配置される。これは、定着ローラの内部に加熱源を配置した場合、定着ローラの内部から表面への熱伝導を悪化させないために、弾性体層の厚さを大きく取ることができず、結果として、ニップ部の幅を大きく確保することができないからである。 Here, in order to increase the width of the nip portion in a small space, a heating roller having a heating source for heating the fixing belt is disposed in a position in contact with the fixing belt and away from the nip portion. . This is because when the heating source is arranged inside the fixing roller, the heat conduction from the inside of the fixing roller to the surface is not deteriorated, so that the thickness of the elastic layer cannot be increased, and as a result, the nip portion This is because a large width cannot be secured.

しかしながら、上述した定着装置の定着ベルトは、画像形成装置の待機状態においては回転駆動されず、加熱ローラから離れているニップ部の温度が低下してしまうことになる。このため、印字開始信号によって、画像形成装置が動作状態すなわち定着装置の定着ベルトが回転駆動状態になっても、ニップ部の温度が安定するまでは定着動作を行うことができず、印字終了までに時間がかかるという問題があった。この場合、定着動作開始までの時間を短く設定すると、定着ベルトの温度がベルト周方向の位置によって安定せず、定着品質のばらつき（光沢むら、定着強度むら等）が問題となってしまう。 However, the fixing belt of the above-described fixing device is not rotationally driven in the standby state of the image forming apparatus, and the temperature of the nip portion away from the heating roller is lowered. For this reason, even if the image forming apparatus is in an operation state, that is, the fixing belt of the fixing device is driven to rotate by the print start signal, the fixing operation cannot be performed until the temperature of the nip portion is stabilized. There was a problem that it took a long time. In this case, if the time until the start of the fixing operation is set short, the temperature of the fixing belt is not stabilized depending on the position in the belt circumferential direction, and variations in fixing quality (uneven gloss, uneven fixing strength, etc.) become a problem.

また、上記特許文献１の定着装置では、定着装置内に複数本あるヒータが選択的に使用され、待機状態において定着ローラの方へ押圧される加圧ローラの内部に配置されたヒータがオンされる。しかし、加圧ローラ内のヒータが待機中に加熱できる定着ベルトの範囲はニップ部のみに留まるため、定着ベルトにおける加熱ローラから離れている部分の大半の温度が低下してしまう問題が依然として残る。 In the fixing device disclosed in Patent Document 1, a plurality of heaters are selectively used in the fixing device, and the heater disposed inside the pressure roller that is pressed toward the fixing roller in the standby state is turned on. The However, since the range of the fixing belt that can be heated by the heater in the pressure roller during the standby state remains only in the nip portion, there still remains a problem that the temperature of most portions of the fixing belt away from the heating roller is lowered.

また、定着ベルトの温度低下を防止するために、待機中に定着装置の定着ベルトを所定時問回転させる方法が提案されているが（特許文献２参照）、定着ベルトの累積走行距離が印字動作とは別に増えることとなり、定着装置としての寿命に悪影響を及ぼすという新たな問題が発生する。
特開２００１−２２８７４７号公報特開２００３−２９５６８４号公報 In order to prevent the temperature of the fixing belt from decreasing, a method has been proposed in which the fixing belt of the fixing device is rotated at predetermined times during standby (see Patent Document 2). In addition to this, a new problem arises that adversely affects the life of the fixing device.
JP 2001-228747 A JP 2003-295684 A

本発明は、上記した従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、待機状態から印字終了までの時問を短縮でき、かつ安定した定着品質を確保でき、しかも寿命低下を招くことのない定着装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to shorten the time from the standby state to the end of printing, and to ensure stable fixing quality. It is an object of the present invention to provide a fixing device that does not cause a reduction in service life.

本発明の目的は、下記する手段により達成される。 The object of the present invention is achieved by the following means.

（１）無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトに内接して配置される定着部材と、前記定着ベルトを間に挟んで前記定着部材の方へ押圧されてニップ部を形成し得る加圧部材と、前記定着ベルトに内接して前記定着部材と離れた位置に配置される加熱部材と、前記加熱部材を加熱するための第１加熱源と、前記定着部材を加熱するための第２加熱源と、画像形成動作中でなく画像形成指示を受付け可能に待機する待機状態においてのみ、前記第２加熱源を動作させる制御を行う加熱制御手段と、を有することを特徴とする定着装置。 (1) An endless fixing belt, a fixing member disposed in contact with the fixing belt, and a pressure member that can be pressed toward the fixing member with the fixing belt interposed therebetween to form a nip portion. A heating member that is in contact with the fixing belt and spaced apart from the fixing member, a first heating source for heating the heating member, and a second heating source for heating the fixing member And a heating control means for performing control to operate the second heating source only in a standby state in which the image forming instruction can be received but not during the image forming operation.

（２）前記定着部材は、表面硬度が３０度以上７０度以下（アスカーＣ硬度）である弾性体層を有することを特徴とする上記（１）に記載の定着装置。 (2) The fixing device according to (1), wherein the fixing member includes an elastic body layer having a surface hardness of 30 degrees to 70 degrees (Asker C hardness).

（３）前記加熱制御手段は、前記定着部材の温度に拠らずに、前記第２加熱源を動作させるために一定の電力を付与することを特徴とする上記（１）または（２）に記載の定着装置。 (3) In the above (1) or (2), the heating control unit applies a constant power to operate the second heating source without depending on the temperature of the fixing member. The fixing device described.

（４）前記定着部材のうち弾性体層以外の部分の温度を検知する温度検知手段をさらに有し、前記加熱制御手段は、前記温度検知手段の検知結果に基づいて、前記第２加熱源を動作させるために付与する電力を制御することを特徴とする上記（１）または（２）に記載の定着装置。 (4) The image forming apparatus further includes temperature detection means for detecting a temperature of the fixing member other than the elastic layer, and the heating control means controls the second heating source based on a detection result of the temperature detection means. The fixing device according to the above (1) or (2), wherein the electric power applied for the operation is controlled.

（５）前記加熱制御手段は、前記待機状態の初期から所定時間経過後に、前記第２加熱源の動作を開始する制御を行うことを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の定着装置。 (5) Any one of the above (1) to (4), wherein the heating control means performs control to start the operation of the second heating source after a predetermined time has elapsed from the initial stage of the standby state. The fixing device according to one.

（６）前記加熱制御手段は、待機状態における電力モードに応じて前記所定時間を変更することを特徴とする上記（５）に記載の定着装置。 (6) The fixing device according to (5), wherein the heating control unit changes the predetermined time according to a power mode in a standby state.

本発明によれば、待機状態であって定着ベルトが非回転状態にあるときでも、加熱制御された定着部材の効果により、定着ベルトの周方向の大半が加熱される。 According to the present invention, even when the fixing belt is in the non-rotating state in the standby state, most of the circumferential direction of the fixing belt is heated by the effect of the fixing member controlled by heating.

したがって、定着ベルトの円周方向の全体にわたって温度低下が抑えられ、定着ベルトの周方向の温度分布むらも低減される。これにより、待機状態から印字終了までの時問を短縮でき、かつ安定した定着品質を確保でき、しかも寿命低下を招くことのない定着装置を提供することが可能となる。 Therefore, the temperature drop is suppressed over the entire circumferential direction of the fixing belt, and the uneven temperature distribution in the circumferential direction of the fixing belt is also reduced. As a result, it is possible to provide a fixing device that can shorten the time from the standby state to the end of printing, assure stable fixing quality, and does not cause a reduction in the service life.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態にかかる定着装置が適用された画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus to which a fixing device according to an embodiment of the present invention is applied.

図１に示す画像形成装置１００は、プリンタであり、電子写真方式の作像プロセスを用いて画像データを用紙などの記録材上に印刷する。 An image forming apparatus 100 shown in FIG. 1 is a printer, and prints image data on a recording material such as paper using an electrophotographic image forming process.

画像形成装置１００は、感光ドラム１０１、帯電部１０２、トナーカートリッジ１０３、現像部１０４、転写部１０５、給紙トレイ１０６、定着装置１０７、および排紙トレイ１０８を備えている。 The image forming apparatus 100 includes a photosensitive drum 101, a charging unit 102, a toner cartridge 103, a developing unit 104, a transfer unit 105, a paper feed tray 106, a fixing device 107, and a paper discharge tray 108.

画像形成装置１００は、画像データを受信すると、感光ドラム１０１の表面を帯電部１０２により均一に帯電してから、受信した画像データに基づいて図示しないプリントヘッドにより露光することによって、感光ドラム１０１の表面上に静電潜像部を形成した後、トナーカートリッジ１０３から供給されたトナーを現像部１０４により静電潜像部に付着させる。次いで、画像形成装置１００は、給紙トレイ１０６から搬送されてきた用紙上に、感光ドラム１０１に付着されたトナーを転写部１０５により転写し、定着装置１０７により用紙上のトナーを定着する。こうして印刷された用紙は、排紙トレイ１０８に排出される。 When the image forming apparatus 100 receives the image data, the surface of the photosensitive drum 101 is uniformly charged by the charging unit 102 and then exposed by a print head (not shown) based on the received image data. After the electrostatic latent image portion is formed on the surface, the toner supplied from the toner cartridge 103 is attached to the electrostatic latent image portion by the developing portion 104. Next, the image forming apparatus 100 transfers the toner attached to the photosensitive drum 101 onto the paper conveyed from the paper feed tray 106 by the transfer unit 105, and fixes the toner on the paper by the fixing device 107. The printed sheet is discharged to the discharge tray 108.

図２は、図１に示される定着装置の概略構成を示す断面図、図３は、定着装置の制御構成の一例を示すブロック図である。 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the fixing device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a block diagram showing an example of a control configuration of the fixing device.

定着装置１０７は、無端状の定着ベルト１と、定着ベルト１に内接して配置される定着部材としての定着ローラ２と、定着ベルト１を間に挟んで定着ローラ２の方へ押圧されて定着ニップを形成し得る加圧部材としての加圧ローラ３と、定着ベルト１に内接して定着ローラ２と離れた位置に配置される加熱部材としての加熱ローラ４とを有している。 The fixing device 107 is pressed and fixed to the endless fixing belt 1, the fixing roller 2 as a fixing member disposed in contact with the fixing belt 1, and the fixing roller 2 with the fixing belt 1 interposed therebetween. It has a pressure roller 3 as a pressure member capable of forming a nip, and a heating roller 4 as a heating member disposed in a position in contact with the fixing belt 1 and away from the fixing roller 2.

用紙Ｐ上の未定着トナーＴを加熱および加圧して定着するためのニップ部Ｎは、定着ローラ２と加圧ローラ３とによって形成される。定着ローラ２および加圧ローラ３は、それぞれその表面に弾性体層２１、３１を具備する。弾性体層２１、３１は、シリコンゴム、フッ素ゴム等の弾性材料により形成される。 A nip portion N for fixing the unfixed toner T on the paper P by heating and pressing is formed by the fixing roller 2 and the pressure roller 3. The fixing roller 2 and the pressure roller 3 have elastic layers 21 and 31 on their surfaces, respectively. The elastic layers 21 and 31 are formed of an elastic material such as silicon rubber or fluororubber.

定着ローラ２および加圧ローラ３は、それぞれ、例えばアルミ、鉄等の金属により形成される芯金２２、３２上に弾性体層２１、３１を有する構成である。 The fixing roller 2 and the pressure roller 3 are configured to have elastic layers 21 and 31 on cored bars 22 and 32 made of metal such as aluminum and iron, respectively.

定着ベルト１は、定着ローラ２と加熱ローラ４との外周に、図示しないばね等の張力付与手段により張架される。 The fixing belt 1 is stretched around the outer periphery of the fixing roller 2 and the heating roller 4 by tension applying means such as a spring (not shown).

定着ベルト１は、回転駆動されることによって順次変形しながら使用されることとなる。このため、定着ベルト１の基材として、薄肉金属（ニッケル、ステンレス等）や耐熱樹脂材料（ポリイミド（ＰＩ）等）が使用され、かつ未定着トナーＴとの離型性を確保するために、表層には離型性層（ポリテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等）が形成されている。また、用紙Ｐ上に定着させた画像の画質向上のため、前記基材と前記表層の間に弾性体層が設けられてもよい。弾性体層を具備することにより、用紙上のトナーの凹凸に対して弾性体層がある程度順応するため、用紙上のトナーの凹凸がつぶれて画像劣化を招く事態を防止することができる。 The fixing belt 1 is used while being sequentially deformed by being rotationally driven. For this reason, a thin metal (nickel, stainless steel, etc.) or a heat-resistant resin material (polyimide (PI), etc.) is used as the base material of the fixing belt 1, and in order to ensure releasability from the unfixed toner T, A release layer (polytetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), etc.) is formed on the surface layer. In order to improve the image quality of the image fixed on the paper P, an elastic layer may be provided between the base material and the surface layer. By providing the elastic body layer, the elastic body layer adapts to the unevenness of the toner on the paper to some extent, so that it is possible to prevent a situation where the unevenness of the toner on the paper is crushed and causes image deterioration.

加熱ローラ４には、該加熱ローラ４を加熱するための第１加熱源５が付設されている。加熱効率の観点から、第１加熱源５は、加熱ローラ４の内部に配置されることが望ましい。ここで、第１加熱源５は、加熱ローラ４を介して定着ベルト１を加熱することができる。第１加熱源５としては、ハロゲンヒータが使用されるが、これに限定されるものではなく、例えば抵抗発熱体、渦電流を発生させるための誘導コイルを有する電磁誘導手段等が使用されてもよい。 The heating roller 4 is provided with a first heating source 5 for heating the heating roller 4. From the viewpoint of heating efficiency, it is desirable that the first heating source 5 is disposed inside the heating roller 4. Here, the first heating source 5 can heat the fixing belt 1 via the heating roller 4. Although the halogen heater is used as the first heating source 5, it is not limited to this. For example, a resistance heating element, an electromagnetic induction means having an induction coil for generating an eddy current, or the like may be used. Good.

加熱源５からの熱を効率的に定着ベルト１に伝熱するため、加熱ローラ４として、例えばアルミ、鉄等の金属により形成される薄肉の金属ローラが使用されている。 In order to efficiently transfer the heat from the heating source 5 to the fixing belt 1, a thin metal roller formed of a metal such as aluminum or iron is used as the heating roller 4.

第１加熱源５からの熱は、加熱ローラ４、および定着ベルト１を介してニップ部Ｎに伝熱され、用紙Ｐ上の未定着のトナーＴを熱溶融させるために利用される。 The heat from the first heating source 5 is transferred to the nip portion N via the heating roller 4 and the fixing belt 1 and used to heat and melt the unfixed toner T on the paper P.

定着ローラ２および加圧ローラ３は、定着ベルト１を挟んで、図示しない加圧機構によって所定の圧接力にて互いに押圧される。これにより、定着ローラ２および加圧ローラ３上の弾性体層２１、３１が変形し、未定着のトナーＴを用紙Ｐに対して定着させるために必要な熱を供給するためのニップ部Ｎの幅（以下「ニップ幅」という）を得ることができる。前記加圧機構としては、ばね部材、カム機構等を利用した機構が挙げられ、必要に応じて、圧接力を解除するための圧接解除機構、圧接力を変更するための圧接力変更手段（適切な圧接力に制御するための圧接力制御手段を含む）を別途設けることも可能である。 The fixing roller 2 and the pressure roller 3 are pressed against each other with a predetermined pressure contact force by a pressure mechanism (not shown) with the fixing belt 1 interposed therebetween. As a result, the elastic layers 21 and 31 on the fixing roller 2 and the pressure roller 3 are deformed, and the nip portion N for supplying heat necessary for fixing the unfixed toner T to the paper P is formed. A width (hereinafter referred to as “nip width”) can be obtained. Examples of the pressurizing mechanism include a mechanism using a spring member, a cam mechanism, and the like. If necessary, a press release mechanism for releasing the press contact force, a press force changing means for changing the press force (appropriate) It is also possible to separately provide a pressing force control means for controlling the pressing force.

定着装置１０７は、制御装置７を有しており、制御装置７は、定着温度制御手段７１、加熱制御手段７２、および回転駆動制御手段７３から構成されている。なお、これらの各制御手段７１、７２、７３は、電気回路で構成されているが、例えばＣＰＵとメモリを使用してソフトウェアで実現されてもよい。 The fixing device 107 includes a control device 7, and the control device 7 includes a fixing temperature control unit 71, a heating control unit 72, and a rotation drive control unit 73. Each of these control means 71, 72, 73 is constituted by an electric circuit, but may be realized by software using, for example, a CPU and a memory.

加熱ローラ４および定着ベルト１の少なくともー方には、定着温度検出手段８１が設けられている。定着温度検出手段８１としては、例えばサーミスタが挙げられる。定着温度制御手段７１は、定着温度検出手段８１による検出結果に基づいて、第１加熱源５ヘの投入電力を制御することにより、ニップ部Ｎにおける定着温度を所定温度に制御している。なお、本発明に係る定着装置にあっては、加圧ローラ３については、温度検出手段および温度制御手段による温度制御の有無は問わない。 Fixing temperature detecting means 81 is provided on at least one side of the heating roller 4 and the fixing belt 1. An example of the fixing temperature detecting means 81 is a thermistor. The fixing temperature control means 71 controls the fixing temperature at the nip portion N to a predetermined temperature by controlling the input power to the first heating source 5 based on the detection result by the fixing temperature detection means 81. In the fixing device according to the present invention, the pressure roller 3 may or may not be temperature controlled by the temperature detection means and the temperature control means.

加圧ローラ３には、当該加圧ローラ３を回転駆動方向に回転駆動するための回転駆動手段９が連結されており、回転駆動手段９は、加圧ローラ３を介して、摩擦力を利用して定着ベルト１を従動駆動する。そして、ニップ部Ｎにおける該定着ベルト１および加圧ローラ３からの摩擦力によって用紙Ｐが用紙搬送方向（図２の矢印方向）に搬送される。 The pressure roller 3 is connected to a rotational drive means 9 for rotationally driving the pressure roller 3 in the rotational drive direction. The rotational drive means 9 uses a frictional force via the pressure roller 3. Then, the fixing belt 1 is driven. Then, the paper P is transported in the paper transport direction (the arrow direction in FIG. 2) by the frictional force from the fixing belt 1 and the pressure roller 3 in the nip portion N.

回転駆動制御手段７３は、駆動パラメータ検知手段８３による検知結果に基づいて、回転駆動手段９の回転駆動速度、回転／停止、正逆転等の回転駆動制御を行うことができる。駆動パラメータ検知手段８３は、搬送用紙姿勢、定着条件、用紙種類、用紙搬送速度、環境、マシン状態、通紙状態等の駆動パラメータを検知し得る。 The rotation drive control unit 73 can perform rotation drive control such as rotation drive speed, rotation / stop, forward / reverse rotation of the rotation drive unit 9 based on the detection result by the drive parameter detection unit 83. The drive parameter detection unit 83 can detect drive parameters such as transport paper posture, fixing condition, paper type, paper transport speed, environment, machine state, and paper passing state.

定着ローラ２には、該定着ローラ２を加熱するための第２加熱源６が付設されている。加熱効率の観点から、第２加熱源６は、定着ローラ２の内部に配置されることが望ましい。ここで、第２加熱源６は、定着ローラ２を介して定着ベルト１を加熱することができる。第２加熱源６としては、ハロゲンヒータが使用されるが、これに限定されるものではなく、例えば抵抗発熱体、渦電流を発生させるための誘導コイルを有する電磁誘導手段等が使用されてもよい。 The fixing roller 2 is provided with a second heating source 6 for heating the fixing roller 2. From the viewpoint of heating efficiency, it is desirable that the second heating source 6 is disposed inside the fixing roller 2. Here, the second heating source 6 can heat the fixing belt 1 via the fixing roller 2. Although the halogen heater is used as the second heating source 6, it is not limited to this. For example, a resistance heating element, an electromagnetic induction means having an induction coil for generating eddy current, or the like may be used. Good.

加熱制御手段７２は、第２加熱源６ヘの投入電力を制御することにより、定着ローラ２を加熱制御する。ここで、加熱制御手段７２は、画像形成動作中でなく画像形成指示を受付け可能に待機する待機状態においてのみ、定着ローラ２を加熱するための第２加熱源６ヘの電力供給を行って動作させるように、定着ローラ２を加熱制御する。上記の待機状態としては、具体的には画像形成装置１００の本体又は定着装置１０７の待機中（画像形成指示受信から画像形成動作終了までの状態以外の状態をいい、連続通紙中の各用紙に対する処理間の時間は含まない）が該当する。 The heating control unit 72 controls the heating of the fixing roller 2 by controlling the electric power supplied to the second heating source 6. Here, the heating control means 72 operates by supplying power to the second heating source 6 for heating the fixing roller 2 only in a standby state in which the image forming instruction is accepted but not in an image forming operation. Thus, the fixing roller 2 is controlled to be heated. Specifically, the above-described standby state refers to a state other than the state from the reception of the image forming instruction to the end of the image forming operation, and the respective sheets being continuously fed. This does not include the time between processes.

次に、上記のように構成された本実施形態の定着装置の作用について説明する。 Next, the operation of the fixing device of the present embodiment configured as described above will be described.

すなわち、画像形成（印字）中には、加熱ローラ４の内部に配置される第１加熱源５に電力が投入され、定着ローラ２の内部に配置される第２加熱源６へは電力は投入されない。これは、定着ローラ２に比べて熱容量の小さい加熱ローラ４の第１加熱源５に、より多くの電力を投入した方が、定着ベルト１表面の温度低下等の不具合に対しては効果的であるからである。そして、待機状態においてのみ、第２加熱源６に電力を投入して動作させる制御が行われる。また、待機状態においては第１加熱源５に電力が投入される。 That is, during image formation (printing), power is applied to the first heating source 5 disposed inside the heating roller 4, and power is applied to the second heating source 6 disposed inside the fixing roller 2. Not. This is because it is more effective against problems such as a temperature drop on the surface of the fixing belt 1 when more power is supplied to the first heating source 5 of the heating roller 4 having a smaller heat capacity than that of the fixing roller 2. Because there is. Only in the standby state, control is performed so that the second heating source 6 is powered on and operated. In the standby state, the first heating source 5 is powered on.

このように本実施形態によれば、画像形成装置１００の待機状態であって定着ベルト１が非回転状態にあるときでも、加熱制御された定着ローラ２および加熱ローラ４の効果により、定着ベルト１の周方向の大半が加熱される。 As described above, according to the present embodiment, even when the image forming apparatus 100 is in a standby state and the fixing belt 1 is in a non-rotating state, the fixing belt 1 is heated by the effect of the fixing roller 2 and the heating roller 4 that are controlled by heating. Most of the circumferential direction is heated.

したがって、定着ベルト１の周方向の全体にわたって温度低下が抑えられ、定着ベルト１の周方向の温度分布むらも低減される。これにより、待機状態から印字終了までの時問を短縮でき、かつ安定した定着品質を確保でき、しかも寿命低下を招くことのない定着装置を提供することが可能となる。 Therefore, the temperature drop is suppressed over the entire circumferential direction of the fixing belt 1, and the temperature distribution unevenness in the circumferential direction of the fixing belt 1 is also reduced. As a result, it is possible to provide a fixing device that can shorten the time from the standby state to the end of printing, assure stable fixing quality, and does not cause a reduction in the service life.

なお、定着ローラ２が弾性体層２１を有する場合、弾性体層２１の表面硬度は３０度以上７０度以下（アスカーＣ硬度）であることが望ましい。省スペースで充分なニップ幅を得るためには、弾性体層２１の表面硬度を小さくして弾性体層の変形を大きくすると同時に、加熱ローラ４、定着ローラ２、あるいは定着ベルト１が小さくされる。この場合、定着ベルト１の周長全体に対して、加熱ローラ４および定着ローラ２に巻き掛けられている該定着ベルト１の周長の割合が大きくなるため、より有効に定着ベルト１全体を加熱することが可能となる。 When the fixing roller 2 includes the elastic layer 21, it is desirable that the surface hardness of the elastic layer 21 is 30 degrees or more and 70 degrees or less (Asker C hardness). In order to obtain a sufficient nip width in a space-saving manner, the surface hardness of the elastic layer 21 is decreased to increase the deformation of the elastic layer, and at the same time, the heating roller 4, the fixing roller 2, or the fixing belt 1 is reduced. . In this case, the ratio of the peripheral length of the fixing belt 1 wound around the heating roller 4 and the fixing roller 2 to the entire peripheral length of the fixing belt 1 is increased, so that the entire fixing belt 1 is heated more effectively. It becomes possible to do.

加熱制御手段７２は、定着ローラ２の温度に拠らずに、第２加熱源６を動作させるために一定の電力を付与する。具体的には、定着動作時の主加熱源である第１加熱源５への投入電力が通常５００Ｗ〜１２００Ｗ程度であるのに対して、第２加熱源６への投入電力は、定着ローラ２の大きさ等により異なるが、５０Ｗ〜３００Ｗの比較的低電力に設定される。このように第２加熱源６への投入電力を低電力に設定することにより、加熱制御手段７２は、設定電力を第２加熱源６に投入し続けた場合でも定着ローラ２の表面からの放熱と当該投入電力とが平衡したときに定着ローラ２の温度が１００℃〜１５０℃程度となるように設定および制御することができる。なお、比較的低い設定電力を第２加熱源６に投入し続ける場合、電力自体を小さくして投入し続けてもよく、あるいは一定時間間隔で電力投入のオンオフを繰り返してもよい。これにより、定着ローラ２の温度を検出するための定着部材温度検出手段を設ける必要がなく、加熱制御手段７２（制御回路等）の構成を簡素化することができる。この場合、定着ローラ２の温度を検知する定着部材温度検出手段８２（図３の二点差線参照）は省略される。 The heating control unit 72 applies a certain electric power to operate the second heating source 6 without depending on the temperature of the fixing roller 2. Specifically, the input power to the first heating source 5 that is the main heating source during the fixing operation is normally about 500 W to 1200 W, whereas the input power to the second heating source 6 is the fixing roller 2. The power is set to a relatively low power of 50 W to 300 W, depending on the size of the power. Thus, by setting the input power to the second heating source 6 to a low power, the heating control means 72 can dissipate heat from the surface of the fixing roller 2 even when the set power is continuously input to the second heating source 6. Can be set and controlled such that the temperature of the fixing roller 2 is about 100 ° C. to 150 ° C. when the input power is balanced with the input power. Note that when the relatively low set power is continuously supplied to the second heating source 6, the power itself may be reduced and continuously supplied, or on / off may be repeated at regular time intervals. Thereby, it is not necessary to provide a fixing member temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing roller 2, and the configuration of the heating control means 72 (control circuit or the like) can be simplified. In this case, the fixing member temperature detecting means 82 (see the two-dot chain line in FIG. 3) for detecting the temperature of the fixing roller 2 is omitted.

ここで、第２加熱源６への投入電力を大きくすると、定着ローラ２の温度を検出して制御する構成が必要となるが、前述のように投入電圧を低く設定すればその必要は必ずしもない。定着ローラ２は、その表面に弾性体層２１を有しているが、弾性体層２１の有する断熱性に起因する伝熱遅れにより、定着ローラ２の表面温度を制御することが困難であると同時に、特に定着ローラ２の温度上昇中は弾性体層２１の表裏での温度差が低電力投入時に比べて大きくなり、弾性体層２１の耐久性能の劣化をもたらすこととなる。このような現象は、定着ローラ２を構成する弾性体層２１の熱伝導率が低いほど顕著であるが、本実施形態では、投入電圧が低く設定されているので、弾性体層２１が低い熱伝導率の領域（特に０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上）にあっても問題とはならないので効果的である。 Here, when the input power to the second heating source 6 is increased, a configuration for detecting and controlling the temperature of the fixing roller 2 is required. However, if the input voltage is set low as described above, this is not necessarily required. . The fixing roller 2 has an elastic layer 21 on its surface, but it is difficult to control the surface temperature of the fixing roller 2 due to a heat transfer delay due to the heat insulation property of the elastic layer 21. At the same time, especially when the temperature of the fixing roller 2 rises, the temperature difference between the front and back of the elastic layer 21 becomes larger than when low power is applied, and the durability performance of the elastic layer 21 is deteriorated. Such a phenomenon becomes more prominent as the thermal conductivity of the elastic layer 21 constituting the fixing roller 2 is lower. However, in this embodiment, since the input voltage is set low, the elastic layer 21 has a low heat conductivity. Even if it is in the region of conductivity (particularly 0.3 W / m · K or more), there is no problem, so it is effective.

ただし、何らかの事情で定着ローラ２の温度検出による温度制御が必要な場合には、定着ローラ２の弾性体層２１以外の部分の温度を検知する定着部材温度検知手段８２（図３の二点差線参照）が具備される。定着部材温度検知手段８２としては、例えばサーミスタが挙げられる。これにより、弾性体層２１の有する断熱性に起因する伝熱遅れによる影響を蒙ることなく定着ローラ２の表面温度を制御することが可能となる。定着ローラ２の弾性体層２１以外の部分としては、例えば定着ローラ２を当該定着装置１０７の支持体であるフレームに保持され得る保持部分であって、該定着ローラ２を構成する基材部分（金属製の基材部分が望ましい）が挙げられる。たとえば具体的には、定着ローラ２の両端近傍のフランジ部分が該当する。 However, if the temperature control by detecting the temperature of the fixing roller 2 is necessary for some reason, the fixing member temperature detecting means 82 for detecting the temperature of the portion other than the elastic body layer 21 of the fixing roller 2 (two-dot line in FIG. 3). Reference). An example of the fixing member temperature detecting means 82 is a thermistor. As a result, the surface temperature of the fixing roller 2 can be controlled without being affected by the heat transfer delay caused by the heat insulation property of the elastic layer 21. As a part other than the elastic body layer 21 of the fixing roller 2, for example, a holding part that can hold the fixing roller 2 on a frame that is a support of the fixing device 107, and a base material part that constitutes the fixing roller 2 ( A metal base portion is desirable). For example, specifically, the flange portions near both ends of the fixing roller 2 correspond.

また、上述のような待機状態における定着ローラ２の湿度制御は、待機中常に行う必要がなくその開始タイミングをずらすことが可能である。すなわち、加熱制御手段７２は、待機状態の初期から所定時間経過後に、第２加熱源６の動作を開始する制御を行うことができる。画像形成（印字）終了直後においては、定着ローラ２の温度が充分高いため、上述のような待機状態における定着ローラ２の温度制御は必要とされないが、印字終了後の所定時間経過後（例えば３分後：該定着ローラ２の熱容量により異なる）から、定着ローラ２の温度制御を開始することにすれば、無駄な電力を消費することを防止することができる。 Further, the humidity control of the fixing roller 2 in the standby state as described above need not always be performed during standby, and the start timing can be shifted. That is, the heating control means 72 can perform control to start the operation of the second heating source 6 after a predetermined time has elapsed from the initial stage of the standby state. Immediately after the end of image formation (printing), since the temperature of the fixing roller 2 is sufficiently high, the temperature control of the fixing roller 2 in the standby state as described above is not required, but after a predetermined time has elapsed (for example, 3) If the temperature control of the fixing roller 2 is started after a minute (which depends on the heat capacity of the fixing roller 2), it is possible to prevent wasteful power consumption.

また、加熱制御手段７２は、待機状態におけるクイックスタートモード、省電力モード等の電力モードに応じて前記所定時間を変更することができる。加熱制御手段７２は、例えば、クイックスタートモードでは、印字信号受信から少しでも早く印字動作に入りたい場合であるので、前記所定時問を短く（例えば１分後）するように変更し、省電力モードでは、待機状態における消費電力を少しでも少なくしたい場合であるので、上記所定時間を長く（例えば１０分後）するように変更することができる。 Moreover, the heating control means 72 can change the said predetermined time according to electric power modes, such as the quick start mode in a standby state, and a power saving mode. For example, in the quick start mode, the heating control means 72 is a case where it is desired to start the printing operation as soon as possible after receiving the print signal. Therefore, the heating control means 72 is changed to shorten the predetermined time (for example, after one minute), thereby saving power. In the mode, since it is a case where it is desired to reduce the power consumption in the standby state as much as possible, the predetermined time can be increased (for example, after 10 minutes).

本発明は、上記した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims.

本発明の定着装置用は、たとえば、モノクロまたはカラーの複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、およびこれらの機能を組み合わせた多機能周辺機器（ＭＦＰ）等の画像形成装置に適用することができる。 The fixing device of the present invention can be applied to, for example, an image forming apparatus such as a monochrome or color copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multifunction peripheral device (MFP) combining these functions.

本発明の一実施形態にかかる定着装置が適用された画像形成装置の概略構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus to which a fixing device according to an embodiment of the present invention is applied. 図１に示される定着装置の概略構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the fixing device illustrated in FIG. 1. 定着装置の制御構成の一例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a control configuration of a fixing device.

符号の説明Explanation of symbols

１定着ベルト、
２定着ローラ（定着部材）、
２１，３１弾性体層、
２２，３２芯金、
３加圧ローラ（加圧部材）、
４加熱ローラ（加熱部材）、
５第１加熱源、
６第２加熱源、
７制御装置、
７１定着温度制御手段、
７２加熱制御手段、
７３回転駆動制御手段、
８１定着温度検出手段、
８２定着部材温度検出手段、
８３駆動パラメータ検知手段、
９回転駆動手段、
１００画像形成装置、
１０１感光ドラム、
１０２帯電部、
１０３トナーカートリッジ、
１０４現像部、
１０５転写部、
１０６給紙トレイ、
１０７定着装置、
１０８排紙トレイ、
Ｎニップ部、
Ｐ用紙、
Ｔトナー。 1 fixing belt,
2 fixing roller (fixing member),
21, 31 elastic layer,
22,32 cored bar,
3 pressure roller (pressure member),
4 Heating roller (heating member),
5 first heating source,
6 Second heating source,
7 control device,
71 fixing temperature control means,
72 heating control means,
73 Rotation drive control means,
81 fixing temperature detecting means;
82 fixing member temperature detecting means;
83 Drive parameter detection means,
9 Rotation drive means,
100 image forming apparatus,
101 photosensitive drum,
102 charging part,
103 toner cartridge,
104 Development section,
105 Transfer section,
106 paper feed tray,
107 fixing device;
108 Output tray,
N nip,
P paper,
T Toner.

Claims

無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトに内接して配置される定着部材と、
前記定着ベルトを間に挟んで前記定着部材の方へ押圧されてニップ部を形成し得る加圧部材と、
前記定着ベルトに内接して前記定着部材と離れた位置に配置される加熱部材と、
前記加熱部材を加熱するための第１加熱源と、
前記定着部材を加熱するための第２加熱源と、
画像形成動作中でなく画像形成指示を受付け可能に待機する待機状態においてのみ、前記第２加熱源を動作させる制御を行う加熱制御手段と、
を有することを特徴とする定着装置。 An endless fixing belt,
A fixing member disposed in contact with the fixing belt;
A pressure member that can be pressed toward the fixing member with the fixing belt interposed therebetween to form a nip portion;
A heating member disposed in a position in contact with the fixing belt and away from the fixing member;
A first heating source for heating the heating member;
A second heating source for heating the fixing member;
A heating control means for performing control to operate the second heating source only in a standby state in which an image forming instruction can be received but not during an image forming operation;
A fixing device.

前記定着部材は、表面硬度が３０度以上７０度以下（アスカーＣ硬度）である弾性体層を有す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 fixing member includes an elastic layer having a surface hardness of 30 degrees or more and 70 degrees or less (Asker C hardness).

前記加熱制御手段は、前記定着部材の温度に拠らずに、前記第２加熱源を動作させるために一定の電力を付与することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。 3. The fixing device according to claim 1, wherein the heating control unit applies a constant electric power to operate the second heating source without depending on a temperature of the fixing member.

前記定着部材のうち弾性体層以外の部分の温度を検知する温度検知手段をさらに有し、
前記加熱制御手段は、前記温度検知手段の検知結果に基づいて、前記第２加熱源を動作させるために付与する電力を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。 A temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing member other than the elastic layer;
The fixing device according to claim 1, wherein the heating control unit controls electric power applied to operate the second heating source based on a detection result of the temperature detection unit.

前記加熱制御手段は、前記待機状態の初期から所定時間経過後に、前記第２加熱源の動作を開始する制御を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の定着装置。 5. The fixing device according to claim 1, wherein the heating control unit performs control to start an operation of the second heating source after a predetermined time has elapsed from an initial stage of the standby state. .

前記加熱制御手段は、待機状態における電力モードに応じて前記所定時間を変更することを特徴とする請求項５に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 5, wherein the heating control unit changes the predetermined time according to a power mode in a standby state.