JP2017026903A - Fixation device and image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus.
複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、電源投入時など常温状態から印刷可能な所定の温度に立ち上がるまでのウォームアップ時間や、印刷要求を受けてから排紙が完了するまでのファーストプリント時間の短縮化が強く望まれている。
特許文献1には、この要請を満たすべく、図9に示すように、薄肉で可撓性を有する無端状の定着ベルト200の内部に剛性を有するニップ形成部材201を設け、定着ベルト200の外周面に当接する加圧ローラ202とニップ形成部材201との間にニップを形成し、加圧ローラ202の回転で定着ベルト200を連れ回り回転させる方式の定着装置が提案されている。
定着ベルト200の内部には熱源としてのハロゲンヒータ203、反射板204が配置され、熱容量の小さい定着ベルト200はハロゲンヒータ203により直接加熱されて短時間で所定温度に達する。図9において符号205は未定着のトナー像を担持した記録紙を示している。
For image forming devices such as copiers, printers, and facsimiles, the warm-up time from when the power is turned on until the temperature rises to a predetermined printable temperature, or the first print from when a print request is received until the paper is discharged Shortening the time is strongly desired.
In order to satisfy this requirement,
Inside the
しかしながら、特許文献1に記載の構成の如く、熱容量の小さい定着ベルトを直接加熱する方式ではファーストプリント時間等の短縮や省エネルギー化を実現できるものの、その加熱方式に起因する定着ベルトの熱変形に対する強度低下を避けられない。
例えば、連続通紙後に印刷を停止した時は、定着ベルト200のハロゲンヒータ203に対向する部位206が定着ベルト内に蓄熱された熱により加熱され、局所的に温度が急激に上昇する。この場合、定着ベルトの周方向で温度偏差が生じて熱応力が発生し、薄肉であるが故に定着ベルトの表面が部分的に窪む等の変形が生じる。
このままの状態で定着動作がなされると、部分的に画像が抜ける等の異常画像を生じ、定着ベルトの早期交換が必要となる。
However, although the method of directly heating a fixing belt having a small heat capacity as in the configuration described in
For example, when printing is stopped after continuous paper feeding, a
If the fixing operation is performed in this state, an abnormal image such as an image being partially lost is generated, and the fixing belt needs to be replaced early.
本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、熱容量の小さい定着部材の変形を抑制でき、直接加熱方式の利点を享受しつつ異常画像の発生の防止、定着部材の長寿命化を実現できる定着装置の提供を、その主な目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and can suppress the deformation of the fixing member having a small heat capacity, while preventing the occurrence of abnormal images and extending the life of the fixing member while enjoying the advantages of the direct heating method. The main purpose is to provide a fixing device that can be realized.
上記目的を達成するために、本発明の定着装置は、可撓性を有し回転可能に支持された無端状の定着部材と、前記定着部材の外部に配置され、前記定着部材に対向する対向部材と、前記定着部材の内部に設けられ、前記定着部材と前記対向部材との間に記録媒体を挟持して搬送するニップを形成するためのニップ形成部材と、前記定着部材を加熱する熱源と、前記定着部材の一部分に局所的に温度偏差が生じる条件となったときに、前記定着部材の前記一部分の剛性をバックアップするように動作する熱変形抑制手段と、を有する。 In order to achieve the above object, a fixing device of the present invention includes an endless fixing member that is flexible and rotatably supported, and is opposed to the fixing member that is disposed outside the fixing member. A member, a nip forming member provided inside the fixing member, for forming a nip for nipping and conveying a recording medium between the fixing member and the opposing member, and a heat source for heating the fixing member And a thermal deformation suppressing means that operates so as to back up the rigidity of the part of the fixing member when a condition in which a temperature deviation locally occurs in a part of the fixing member.
本発明によれば、熱容量の小さい定着部材の変形を抑制でき、直接加熱方式の利点を享受しつつ異常画像の発生の防止、定着部材の長寿命化を実現できる定着装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a fixing device capable of suppressing deformation of a fixing member having a small heat capacity, preventing the occurrence of an abnormal image and extending the life of the fixing member while enjoying the advantages of the direct heating method.
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図1乃至図6に第1の実施形態を示す。まず、図1に基づいて、本実施形態に係る画像形成装置の概要構成を説明する。
画像形成装置100は、複数の色画像を形成する作像部が中間転写ベルトの移動方向に沿って並置されたタンデム方式のカラープリンタある。本発明はこの方式に限ることはなく、またプリンタだけではなく複写機やファクシミリ装置などを対象とすることも可能である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1st Embodiment is shown in FIG. 1 thru | or FIG. First, a schematic configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
The
画像形成装置100の中央部には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkが並設されている。
各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに形成された可視像は、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに対向しながら矢印A1方向に移動可能な中間転写体としての無端状の中間転写ベルト11上に重ね合わせて転写される。
1次転写行程の実行後、記録媒体としての記録紙Sに対して2次転写行程を実行することで一括転写されるようになっている。
In the central portion of the
The visible images formed on the
After the primary transfer process, the secondary transfer process is performed on the recording paper S as a recording medium so as to be collectively transferred.
各感光体ドラムの周囲には、感光体ドラムの回転に従い画像形成処理するための装置が配置されている。ブラックの画像形成を行う感光体ドラム20Bkを対象として説明すると、感光体ドラム20Bkの回転方向に沿って画像形成処理を行う帯電装置30Bk、現像装置40Bk、1次転写ローラ12Bkおよびクリーニング装置50Bkが配置されている。
帯電後に行われる書き込みは、光書込装置8が用いられる。中間転写ベルト11に対する重畳転写は、中間転写ベルト11がA1方向に移動する過程において、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに形成された可視像が、中間転写ベルト11の同じ位置に重ねて転写されるよう、中間転写ベルト11を挟んで各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに対向して配設された1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkによる電圧印加によって、A1方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
Around each photosensitive drum, an apparatus for image forming processing is arranged according to the rotation of the photosensitive drum. To describe the photosensitive drum 20Bk that performs black image formation, the charging device 30Bk, the developing device 40Bk, the primary transfer roller 12Bk, and the cleaning device 50Bk that perform image forming processing along the rotation direction of the photosensitive drum 20Bk are arranged. Has been.
For the writing performed after charging, the optical writing device 8 is used. In the superimposing transfer to the
各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkは、A1方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像をそれぞれ形成するための画像ステーションに備えられている。
画像形成装置100は、色毎の画像形成処理を行う4つの画像ステーションと、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkの上方に対向して配設され、中間転写ベルト11及び1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkを備えた転写ベルトユニット10と、中間転写ベルト11に対向して配設され中間転写ベルト11に従動し、連れ回りする転写部材としての2次転写ローラ5と、中間転写ベルト11に対向して配設され中間転写ベルト11上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置13と、4つの画像ステーションの下方に対向して配設された光書込装置8と、を有している。
The
The
光書込装置8は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、fθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラーおよび偏向手段としての回転多面鏡などを装備している。
光書込装置8は、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに対して色毎に対応した書き込み光Lbを出射して感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに静電潜像を形成する。図1では、便宜上、ブラック画像の画像ステーションのみを対象として符号Lbが付けてあるが、その他の画像ステーションも同様である。
The optical writing device 8 is equipped with a semiconductor laser as a light source, a coupling lens, an fθ lens, a toroidal lens, a folding mirror, a rotating polygon mirror as a deflecting means, and the like.
The optical writing device 8 emits writing light Lb corresponding to each color to each of the
画像形成装置100には、感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkと中間転写ベルト11との間に向けて搬送される記録紙Sを積載した給紙カセット61と、給紙カセット61から搬送されてきた記録紙Sを、画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、中間転写ベルト11と2次転写ローラ5との間の2次転写部に向けて繰り出すレジストローラ対4と、記録紙Sの先端がレジストローラ対4に到達したことを検知するセンサとが設けられている。
画像形成装置100には、トナー像が転写された記録紙Sにトナー像を定着させるための定着装置150と、定着済みの記録紙Sを画像形成装置100の本体外部に排出する排紙ローラ対7と、画像形成装置100の本体上部に配設されて排出ローラ対7により排出された記録紙Sを積載する排紙トレイ17と、排紙トレイ17の下側に位置し、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル9Y、9C、9M、9Bkとが備えられている。
In the
The
転写ベルトユニット10は、中間転写ベルト11、1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkの他に、中間転写ベルト11が掛け回されている駆動ローラ72及び従動ローラ73を有している。
従動ローラ73は、中間転写ベルト11に対する張力付与手段としての機能も備えており、このため従動ローラ73には、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。
転写ベルトユニット10と、1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkと、2次転写ローラ5と、クリーニング装置13とで転写装置71が構成されている。
The
The driven
The
給紙カセット61は、画像形成装置100の本体下部に配設されており、最上位の記録紙Sの上面に当接する給紙ローラ3を有している。給紙ローラ3が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の記録紙Sをレジストローラ対4に向けて搬送するようになっている。
転写装置71に装備されているクリーニング装置13は、中間転写ベルト11に対向して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とを有している。中間転写ベルト11上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、中間転写ベルト11をクリーニングするようになっている。
クリーニング装置13はまた、中間転写ベルト11から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための排出手段を有している。
The
The cleaning device 13 provided in the transfer device 71 includes a cleaning brush and a cleaning blade disposed so as to face and contact the
The cleaning device 13 also has discharge means for carrying out and discarding the residual toner removed from the
図2に基づいて定着装置150の構成を説明する。
定着装置150は、可撓性を有し回転可能に支持された無端状の定着部材としての定着スリーブ22と、定着スリーブ22の外部に配置され、定着スリーブ22に対向する対向部材としての加圧ローラ24と、定着スリーブ22の内部に設けられ、定着スリーブ22と加圧ローラ24との間に記録紙Sを挟持して搬送するニップNを形成するためのニップ形成部材26と、定着スリーブ22を内周面側から加熱する熱源としてのハロゲンヒータ28等を有している。
定着スリーブ22は薄肉の板状部材で円筒状に形成されている。
加圧ローラ24がニップ形成部材26に向けて押圧されることによりニップNが形成される。加圧ローラ24の回転により定着スリーブ22が連れ回り状態に回転する。定着スリーブ22はニップ形成部材26の表面に直接接触し、あるいはニップ形成部材26の表面に設けられた摺動性を有するシートを介して接触し、摺動するようになっている。
The configuration of the fixing
The fixing
The fixing
When the
本実施形態ではニップNの形状を平坦状としているが、定着スリーブ22の内方に凹む凹形状やその他の形状であっても良い。凹形状の方が、記録紙先端の排出方向が加圧ローラ寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。
また、本実施形態では加圧ローラ24をニップ形成部材26に向けて押圧してニップNを形成しているが、ニップ形成部材26を加圧ローラ24に向けて押圧し、ニップNを形成するようにしてもよい。
In the present embodiment, the shape of the nip N is flat, but may be a concave shape recessed inward of the fixing
In this embodiment, the
ニップ形成部材26は定着スリーブ22の軸方向に亘って延びる形状を有し、同じく軸方向に亘って延びる形状を有するステー32によって支持されている。ニップ形成部材26は支持部材34、36を介してステー32に固定されている。
ステー32は、加圧ローラ24により圧力を受けるニップ形成部材26の撓みを防止し、軸方向で均一なニップ幅が得られるように設けられている。
ハロゲンヒータ28とステー32との間には反射部材38が設けられ、ハロゲンヒータ28からの輻射熱などによりステー32が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギー消費を抑制している。反射部材38を備える代わりにステー32の表面に断熱もしくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることか可能となる。
The
The
A
未定着のトナー像を担持した記録紙SはニップNで挟持搬送されながら熱と圧力を加えられ、トナー像を定着される。記録紙SはニップNの下流側で分離爪42により剥離され、定着スリーブ22への巻き付きが防止される。
The recording paper S carrying the unfixed toner image is heated and pressurized while being nipped and conveyed by the nip N, and the toner image is fixed. The recording sheet S is peeled off by the
図3に示すように、定着スリーブ22は、軸方向における両端側を側板44から軸方向に突出する支持部材としてのフランジ46により回転可能に支持されている。図3では定着スリーブ22の軸方向における一方側の支持構成を示しているが、他方側も同様の構成となっている。
定着スリーブ22の両端部をガイドするフランジ46は、定着スリーブ22の内径とほぼ同等の外径を有し、定着スリーブ22の両端から内側に5〜10mm入り込む長さを有している。
定着スリーブ22はフランジ46によりガイドされることにより、走行中(回転中)においてもその断面形状を円形状に維持される。
As shown in FIG. 3, the fixing
The
Since the fixing
フランジ46のニップNに対応する部分は、ニップ形成部材26等を所定の位置に配置するために開口されている。
ステー32は、軸方向両端部を側板44又はフランジ46に固定され、位置決めされた状態で支持されている。
定着スリーブ22はニッケルやSUS(ステンレス)などの金属やポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端ベルトもしくはフィルムである。ベルトの表層はPFA(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共重合体)またはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)層などの離型層を有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。
ベルトの基材とPFAまたはPTFE層の間にはシリコーンゴムの層などで形成する弾性層があっても良い。シリコーンゴム層が無い場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に微少な凹凸による光沢ムラが残るという不具合が生じる。これを改善するにはシリコーンゴム層を100[μm]以上設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微小な凹凸が吸収され光沢ムラが改善する。
A portion of the
The
The fixing
There may be an elastic layer formed of a silicone rubber layer or the like between the belt substrate and the PFA or PTFE layer. Without the silicone rubber layer, the heat capacity is reduced and the fixability is improved, but when the unfixed image is crushed and fixed, the minute irregularities on the belt surface are transferred to the image and the irregularities on the solid part of the image are minute. This causes a problem that the uneven glossiness remains. In order to improve this, it is necessary to provide a silicone rubber layer of 100 [μm] or more. Due to the deformation of the silicone rubber layer, minute irregularities are absorbed and gloss unevenness is improved.
熱源は、ハロゲンヒータ28に限らずIH(電磁誘導加熱)方式のものであっても良く、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であっても良い。
図2に示すように、加圧ローラ24は、芯金24aと弾性ゴム層24bを有し、離型性を得るために弾性ゴム層24bの表面にはPFAまたはPTFEからなる離型層が設けられている。
加圧ローラ24は画像形成装置に設けられたモータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達され回転する。加圧ローラ24はスプリングなどにより定着スリーブ22側に押し付けられており、弾性ゴム層24bが押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅が得られる。
The heat source is not limited to the
As shown in FIG. 2, the
The
加圧ローラ24は中空のローラであっても良く、内部にハロゲンヒータなどの加熱源を有していても良い。弾性ゴム層24bはソリッドゴムでも良いが、内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着スリーブ22の熱が奪われにくくなるので、より望ましい。
The
定着スリーブ22は加圧ローラ24の回転により接触摩擦で連れ回り回転する。本実施形態では加圧ローラ24がモータ等の駆動源により駆動力を受けて回転し、ニップNで定着スリーブ22に駆動力が伝達されることにより定着スリーブ22が回転する。
定着スリーブ22はニップNで挟み込まれて回転し、ニップ以外では両端部をフランジ46にガイドされて走行する。
薄肉で熱容量の小さい定着スリーブ22は、ハロゲンヒータ28により内周面側から輻射熱で直接加熱され、短時間で所定の定着温度に昇温する。
上記のような構成により安価で、ウォームアップ時間が短い定着装置を実現している。
The fixing
The fixing
The fixing
With the above-described configuration, an inexpensive fixing device with a short warm-up time is realized.
連続通紙後に印刷を停止した時、すなわち連続した画像形成動作が停止した場合、さらに換言すれば1つのジョブが終了した場合、定着スリーブ22内に蓄えられた熱は、図2に破線の囲み線で示すように、ハロゲンヒータ28の位置に最も近く且つ反射部材38により反射された領域52に指向的に伝わり、この部分の温度が局所的に急激に上昇する。換言すれば、領域52は定着スリーブ22が最高温度になる箇所である。
定着スリーブ22が最高温度になる箇所はヒータの配光構成や印刷モードなどを考慮して決定する。
なお、定着スリーブ22内に蓄えられた熱には、ハロゲンヒータのガラス管への蓄熱、ステーへの蓄熱が含まれる。
When printing is stopped after continuous paper feeding, that is, when a continuous image forming operation is stopped, in other words, when one job is finished, the heat stored in the fixing
The location where the fixing
The heat stored in the fixing
図4に示すように、連続印刷時の定着スリーブ22の温度T1は所定の定着温度(ここでは約165℃)でほぼ一定であるが、連続印刷停止後は蓄熱した熱量のオーバーシュートが生じ、オーバーシュート温度T2は262℃にもなる。このため、領域52では温度偏差が生じる。
As shown in FIG. 4, the temperature T1 of the fixing
温度偏差が生じると熱応力が発生し、例えば定着スリーブの表面の一部が熱変形により内方に窪む。強制的に熱を奪う手段を設けることで定着スリーブの熱変形を防ぐことが有効となるが、温度上昇が急速な場合は強制的に熱を奪う伝熱方法では熱伝達性の応答遅れにより間に合わない場合がある。 When a temperature deviation occurs, a thermal stress is generated. For example, a part of the surface of the fixing sleeve is recessed inward due to thermal deformation. Although it is effective to prevent thermal deformation of the fixing sleeve by providing a means for forcibly removing heat, the heat transfer method forcibly removing heat when the temperature rises rapidly is in time due to a delay in heat transfer response. There may not be.
本発明ではこの問題を解消すべく、定着部材の一部分に局所的に温度偏差が生じる条件となったとき、換言すれば、一部分の温度が所定の定着温度を超える条件となったときに熱変形抑制手段を動作させて領域52の剛性をバックアップし、迅速且つ確実に熱変形を防止することとした。
ここでの局所的に温度偏差が生じる条件とは、連続した画像形成動作が停止したときである。すなわち、1つのジョブが終了したときである。
図5に示すように、熱変形抑制手段54は、定着スリーブ22の内周面に沿う形状のバックアップ部材56と、バックアップ部材56を移動させる駆動機構58とを備えている。
駆動機構58は、バックアップ部材を保持する円弧状の保持部材60と、保持部材60を定着スリーブ22の周方向にガイドするガイド部材62と、保持部材60に接続されたリンク64と、リンク64を駆動する駆動源としてのステッピングモータ66とを有する。
In the present invention, in order to solve this problem, when the temperature is locally generated in a part of the fixing member, in other words, when the temperature of the part exceeds the predetermined fixing temperature, thermal deformation is caused. The suppression means is operated to back up the rigidity of the
Here, the condition that the temperature deviation occurs locally is when the continuous image forming operation is stopped. That is, when one job is finished.
As shown in FIG. 5, the thermal deformation suppression means 54 includes a
The
保持部材60とガイド部材62は定着スリーブ22の軸方向両側に設けられている。ガイド部材62は円弧状のガイド溝62aを有し、保持部材60の突起がガイド溝62aに嵌合して案内される構成となっている。
保持部材60は複数のスリット60aを有し、このスリット60aにバックアップ部材56の前記軸方向両端に形成された突起が嵌合して保持部材60に保持されている。
保持部材60は凸部60bを有し、凸部60bにリンク64の一端部が連結されている。リンク64の他端部には軸ピン70が嵌合しており、軸ピン70は固定フレーム74の円弧状のガイド溝74aを貫通し、ステッピングモータ66に接続されたレバー76に固定されている。
The holding
The holding
The holding
ステッピングモータ66の駆動によりレバー76が軸76aを中心に回転すると、駆動力がリンク64を介して保持部材60に伝わり、保持部材60が移動することによりバックアップ部材56が移動する。
図6(a)は熱変形抑制手段54が動作しない状態、すなわちバックアップ部材56がホームポジションにある状態を示している。バックアップ部材56の存在によって、熱エネルギーを集中的に受ける領域52は、図2で示した場合と比べて異なる。すなわち、バックアップ部材56で遮蔽されない位置となる。
すなわち、図2では熱変形抑制手段54が存在しないと仮定した場合における熱エネルギーを集中的に受ける領域52を示している。
When the
FIG. 6A shows a state where the thermal deformation suppressing means 54 does not operate, that is, a state where the
That is, FIG. 2 shows a
連続した画像形成動作が停止した場合、画像形成装置全体の動作を制御する制御手段は、領域52の定着スリーブ22の剛性をバックアップするように熱変形抑制手段54を制御する。
具体的には図6(b)に示すように、ステッピングモータ66を駆動してバックアップ部材56を領域52側へ移動させる。バックアップ部材56は定着スリーブ22の内周面と平行とはなっておらず斜めに配置されており、移動するとその先端部が領域52における定着スリーブ22の内側に重なった状態となる。
すなわち、熱エネルギーを集中的に受ける領域52における定着スリーブ22を内側から支え、その剛性をバックアップする補強部材として機能する。これにより、定着スリーブ22の熱変形が抑制される。
When the continuous image forming operation is stopped, the control unit that controls the operation of the entire image forming apparatus controls the thermal
Specifically, as shown in FIG. 6B, the stepping motor 66 is driven to move the
That is, it functions as a reinforcing member that supports the fixing
機械的に剛性の低下を阻止する構成であるので、熱を奪う伝熱方式に比べて迅速且つ確実に熱変形を防止することができる。
定着スリーブの熱変形が抑制されるので異常画像の発生を防止でき、低熱容量化による強度低下を防ぐことと省エネルギー化の両立を図ることができる。
バックアップ部材56が熱変形抑制位置に設定されたままであると、次のジョブにおける定着スリーブ22の所定温度への立ち上がりが妨げられるので、制御手段は熱変形が生じない温度になった所定のタイミングでバックアップ部材56をホームポジションに戻す。
次のジョブの指令信号を受けたときにバックアップ部材56をホームポジションに戻すようにしてもよい。
Since it is a structure that mechanically prevents a decrease in rigidity, it is possible to prevent thermal deformation quickly and reliably compared to a heat transfer system that takes heat away.
Since the thermal deformation of the fixing sleeve is suppressed, the occurrence of an abnormal image can be prevented, and the reduction in strength due to the low heat capacity can be prevented and the energy can be saved.
If the
When the next job command signal is received, the
図7及び図8に第2の実施形態を示す。上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。
経時などで定着スリーブ22の摺動負荷が増加した場合には、加圧ローラ24は回転するが連れ回りで回転している定着スリーブ22がスリップを起こし、回転停止と似た状態となり、局所的に急激に熱エネルギーが与えられる場合がある。
多少のスリップの場合、画像形成装置は異常と検知しないため、ハロゲンヒータ28は点灯したまま印刷を続けようとしてしまい、領域52が反射部材38からの熱エネルギーを集中的に受けてしまう。
この問題に対処すべく、本実施形態では定着スリーブ22の回転速度の変化を監視して回転速度が熱変形を発生させる程度に低下した場合、熱変形抑制手段54を動作させることとした。
7 and 8 show a second embodiment. The same parts as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the configuration and functions already described is omitted, and only the main parts will be described.
When the sliding load of the fixing
In the case of a slight slip, the image forming apparatus does not detect that there is an abnormality, so the
In order to cope with this problem, in the present embodiment, the change in the rotation speed of the fixing
図7に示すように、本実施形態に係る定着装置は、定着スリーブ22の回転速度を測定する回転速度測定手段78を有している。
回転速度測定手段78は、定着スリーブ22の端部に周方向に間隔をおいて複数形成されたスリット80と、スリット80に対向する位置に配置された反射型光学センサ82とを有している。
As shown in FIG. 7, the fixing device according to this embodiment includes a rotational
The rotational
反射型光学センサ82の発光部から照射された光はスリット80では反射しないため、受光部の受光量の変化によりスリット80の通過を検知することができる。所定の線速におけるスリット80間の時間は予め求められて上記制御手段のメモリに記憶されている。
制御手段は反射型光学センサ82からの検知情報に基づいてスリット80間の時間を算出し、予め設定された時間と比較して正常な回転速度か否かを判断する。回転速度が熱変形を生じさせる所定値を下回ったときは上記実施形態と同様に、領域52の定着スリーブ22の剛性をバックアップするように熱変形抑制手段54を制御する。
回転速度測定手段78は上記構成に限定されず、エンコーダ等で検知してもよい。
Since the light emitted from the light emitting part of the reflective
The control means calculates the time between the
The rotational speed measuring means 78 is not limited to the above configuration, and may be detected by an encoder or the like.
図8は、回転停止時の電力投入と温度上昇との関係を描いたグラフである。約1200Wの電力投入に対して温度上昇率は最大45℃/sであり、領域52が熱エネルギーを集中的に受けることで定着スリーブ22に周方向の温度偏差が生じる。
〜30秒程度の短時間で定着スリーブの熱変形が起こらない温度上昇率としては、実測結果によれば3℃/s程度であり、この温度上昇以上の熱量を投入する場合にはヒータ電力構成の見直しか強制的に熱を奪う手段を設けることで定着スリーブの熱変形を防ぐことが有効となる。
FIG. 8 is a graph depicting the relationship between power input and temperature rise when rotation is stopped. The temperature increase rate is 45 ° C./s at maximum with respect to the power supply of about 1200 W, and the temperature deviation in the circumferential direction is generated in the fixing
The temperature rise rate at which the fixing sleeve does not undergo thermal deformation in a short time of about ˜30 seconds is about 3 ° C./s according to the actual measurement results. It is effective to prevent thermal deformation of the fixing sleeve by providing a means for forcibly removing heat.
室温からの画像形成装置の立ち上げにおいて、定着スリーブ22がスリップして停止したままの状態(回転しない状態)が生じた場合、上記のように定着スリーブ22に周方向の温度偏差が生じる。
制御手段は主電源がオンされて立ち上げ動作が開始された場合、定着スリーブ22の回転停止状態が所定時間(例えば数秒間)続いた場合には、定着スリーブ22の回転不良と判断し、領域52の定着スリーブ22の剛性をバックアップするように熱変形抑制手段54を制御する。
When the image forming apparatus starts up from room temperature and the fixing
When the main power is turned on and the start-up operation is started, when the rotation stop state of the fixing
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to such specific embodiments, and unless specifically limited by the above description, the present invention described in the claims is not limited. Various modifications and changes are possible within the scope of the gist.
The effects described in the embodiments of the present invention are merely examples of the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not.
22 定着部材としての定着スリーブ
24 対向部材としての加圧ローラ
26 ニップ形成部材
28 熱源としてのハロゲンヒータ
54 熱変形抑制手段
56 バックアップ部材
58 駆動機構
60 保持部材
62 ガイド部材
64 リンク
68 駆動源としてのステッピングモータ
78 回転速度測定手段
150 定着装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記定着部材の外部に配置され、前記定着部材に対向する対向部材と、
前記定着部材の内部に設けられ、前記定着部材と前記対向部材との間に記録媒体を挟持して搬送するニップを形成するためのニップ形成部材と、
前記定着部材を加熱する熱源と、
前記定着部材の一部分に局所的に温度偏差が生じる条件となったときに、前記定着部材の前記一部分の剛性をバックアップするように動作する熱変形抑制手段と、
を有する定着装置。 An endless fixing member that is flexible and rotatably supported;
A facing member disposed outside the fixing member and facing the fixing member;
A nip forming member that is provided inside the fixing member and forms a nip that sandwiches and conveys a recording medium between the fixing member and the opposing member;
A heat source for heating the fixing member;
Thermal deformation suppression means that operates to back up the rigidity of the part of the fixing member when a condition that a temperature deviation locally occurs in a part of the fixing member;
A fixing device.
前記熱変形抑制手段が、前記定着部材の内周面に沿う形状のバックアップ部材と、前記バックアップ部材を移動させる駆動機構とを備え、前記バックアップ部材が移動したとき、前記バックアップ部材の少なくとも一部が前記一部分の内側に重なった状態となる定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The thermal deformation suppression means includes a backup member having a shape along the inner peripheral surface of the fixing member, and a drive mechanism for moving the backup member, and when the backup member moves, at least a part of the backup member is A fixing device that overlaps the inside of the part.
前記駆動機構が、前記バックアップ部材を保持する保持部材と、前記保持部材を前記定着部材の周方向にガイドするガイド部材と、前記保持部材に接続されたリンクと、前記リンクを駆動する駆動源とを有する定着装置。 The fixing device according to claim 2,
A holding member for holding the backup member; a guide member for guiding the holding member in a circumferential direction of the fixing member; a link connected to the holding member; and a drive source for driving the link. A fixing device.
前記局所的に温度偏差が生じる条件が、連続した画像形成動作が停止したときである画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4.
The image forming apparatus in which the condition for causing the temperature deviation locally is when a continuous image forming operation is stopped.
前記定着部材の回転速度を測定する回転速度測定手段を有し、
前記局所的に温度偏差が生じる条件が、前記定着部材の回転速度が所定値を下回ったときである画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4.
A rotation speed measuring means for measuring the rotation speed of the fixing member;
The image forming apparatus in which the condition for causing the temperature deviation locally is when the rotation speed of the fixing member is lower than a predetermined value.
前記定着部材の回転速度を測定する回転速度測定手段を有し、
前記局所的に温度偏差が生じる条件が、室温からの立ち上げ動作において前記定着部材が回転しない状態である画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4.
A rotation speed measuring means for measuring the rotation speed of the fixing member;
The image forming apparatus in which the condition in which the temperature deviation is locally generated is a state in which the fixing member does not rotate in the startup operation from room temperature.
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