JP5450930B2 - Image heating device - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンターなどの画像形成装置に搭載する加熱定着装置（定着器）として用いて好適な像加熱装置に関する。 The present invention relates to an image heating apparatus suitable for use as a heat fixing apparatus (fixing device) mounted in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or an electrophotographic printer.

電子写真式の複写機、プリンターなどの画像形成装置に搭載する加熱定着装置として、定着ローラと、定着ローラと接触してニップ部を形成する加圧部材と、定着ローラを外部から加熱する加熱源と、を有するものがある（特許文献１）。この定着装置は、ニップ部で記録材を搬送挟持しつつ記録材上に未定着トナー画像を加熱定着する。このように定着ローラを外部から加熱する接触外部加熱方式の定着装置は、消費電力の低減、ウエイトタイムとファーストプリントアウトタイムの短縮、プロセススピードの高速化、高画質化を同時に実現することができる。   As a heat fixing device mounted on an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or printer, a fixing roller, a pressure member that contacts the fixing roller to form a nip portion, and a heating source that heats the fixing roller from the outside (Patent Document 1). This fixing device heat-fixes an unfixed toner image on a recording material while conveying and nipping the recording material at a nip portion. As described above, the contact external heating type fixing device that heats the fixing roller from the outside can simultaneously reduce power consumption, shorten the wait time and first printout time, increase the process speed, and improve the image quality. .

図１７に従来の接触外部加熱方式の定着装置の一例を示す。   FIG. 17 shows an example of a conventional contact external heating type fixing device.

定着ローラ１０は、アルミニウムやステンレス製の芯金１３の外部に断熱弾性層１２を形成し、その弾性層１２の外周面にはトナーのオフセットを防止するためのフッ素樹脂等に熱伝導フィラーを混入させ熱伝導率を高めた離型性層１１が形成されている。弾性層１２としては、オルガノポリシロキサン組成物に中空フィラーを配合した配合物、あるいは、オルガノポリシロキサン組成物に吸水性ポリマーおよび水を配合した配合物を形成後に焼成および硬化して形成される弾性層が用いられる。あるいはシリコーンゴムを発泡してなるスポンジ弾性層が用いられる。   The fixing roller 10 has a heat insulating elastic layer 12 formed on the outside of a metal core 13 made of aluminum or stainless steel, and a heat conductive filler is mixed in the outer peripheral surface of the elastic layer 12 with a fluororesin or the like for preventing toner offset. Thus, a release layer 11 having increased thermal conductivity is formed. The elastic layer 12 is an elastic layer formed by firing and curing after forming a blend in which a hollow filler is blended with an organopolysiloxane composition, or a blend in which a water-absorbing polymer and water are blended in an organopolysiloxane composition. Layers are used. Alternatively, a sponge elastic layer formed by foaming silicone rubber is used.

加圧部材は、定着ローラ１０と同様の加圧ローラ２０を用いている。その加圧ローラ２０は、定着ローラ１０の外周面（表面）と加圧された状態に接触してニップ部（定着ニップ部）Ｆを形成している。   A pressure roller 20 similar to the fixing roller 10 is used as the pressure member. The pressure roller 20 is in contact with the outer peripheral surface (front surface) of the fixing roller 10 in a pressurized state to form a nip portion (fixing nip portion) F.

加熱源３０は、低熱容量の平板形状の加熱用ヒータ３１である。そのヒータ３１は、定着ローラ１０の外周面（表面）と加圧された状態に接触して加熱ニップ部Ｈを形成し、該加熱ニップ部Ｈで定着ローラ１０表面を加熱する。定着ローラ１０表面の温度は、サーミスタ等の温度検知手段３４を用いて検知され、不図示の通電制御回路により温度検知手段３４で検知される定着ローラ１０表面温度が一定になるように加熱ヒータ３１への通電を制御している。   The heating source 30 is a low-heat capacity flat plate-shaped heater 31. The heater 31 contacts the outer peripheral surface (surface) of the fixing roller 10 in a pressurized state to form a heating nip portion H, and the surface of the fixing roller 10 is heated by the heating nip portion H. The temperature of the surface of the fixing roller 10 is detected using a temperature detection unit 34 such as a thermistor, and the heater 31 is set so that the surface temperature of the fixing roller 10 detected by the temperature detection unit 34 by an energization control circuit (not shown) becomes constant. The energization of the is controlled.

上記のような接触外部加熱方式の定着装置では、弾性層１２を有する定着ローラ１０を用いている。そのため、定着ローラ１０表面で未定着トナー画像ｔを包み込むことで記録材Ｐ及び未定着トナー画像ｔへの熱の伝達効率が高く、高速の画像形成装置や、カラートナーを用いた画像形成装置でも充分な定着性を得ることができる。また、ハーフトーン画像などでのガサツキも抑えることができる。   In the contact external heating type fixing device as described above, the fixing roller 10 having the elastic layer 12 is used. Therefore, the heat transfer efficiency to the recording material P and the unfixed toner image t is high by wrapping the unfixed toner image t on the surface of the fixing roller 10, and even in a high-speed image forming apparatus or an image forming apparatus using color toner. Sufficient fixability can be obtained. In addition, roughness in a halftone image or the like can be suppressed.

定着ローラ１０は、弾性層１２の外側に高熱伝導の離型性層１１を有しているために、ヒータ３１との組み合わせにより、熱を定着ローラ１０内部に逃がすことなく定着ローラ１０表面のみを急速加熱することができる。そのため、定着ローラ１０表面を迅速に所要の温度に加熱して立ち上げることが可能であり、また立ち上げ時に必要な電力の削減も可能となる。また、定着ローラ１０表面の温度をモニターし温調制御することで、迅速な温調制御が可能である。そのため、記録材Ｐを定着ニップ部Ｆに導入すること（以下、通紙と記す）によって奪われた熱エネルギー分のみを素早く供給することができ、通紙中の消費電力も低減することが可能である。   Since the fixing roller 10 has the release layer 11 with high thermal conductivity outside the elastic layer 12, only the surface of the fixing roller 10 can be combined with the heater 31 without releasing heat into the fixing roller 10. Can be heated rapidly. Therefore, it is possible to quickly heat the surface of the fixing roller 10 to a required temperature and start up, and it is possible to reduce the power required for the start-up. Further, by monitoring the temperature of the surface of the fixing roller 10 and controlling the temperature, it is possible to control the temperature quickly. Therefore, it is possible to quickly supply only the heat energy lost by introducing the recording material P into the fixing nip portion F (hereinafter referred to as paper passing), and it is possible to reduce power consumption during paper passing. It is.

以上のように、接触外部加熱方式の定着装置では、消費電力の低減、ファーストプリントアウトタイムの短縮（クイックスタート性）、プロセススピードの高速化、高画質化を同時に達成することが可能である。
特開２００３−２８７９７８号公報 As described above, the contact external heating type fixing device can simultaneously reduce power consumption, shorten the first printout time (quick start property), increase the process speed, and improve the image quality.
JP 2003-287978 A

接触外部加熱方式の定着装置においては、定着ローラ表面の加熱を開始する定着ローラ立ち上げ時に、加圧ローラは定着ニップ部において定着ローラ表面に所定の加圧力がかけられたままになっているために、定着ローラの弾性層による効果が低下する恐れがある。その場合、熱が定着ローラの内部に逃げてしまい、定着ローラ表面の立ち上げ速度を低下させてしまうといった課題がある。また、定着ローラは加熱ニップ部でヒータから、定着ニップ部で加圧ローラから、それぞれ加圧力を受けるために、特に定着ローラ立ち上げ時に、定着ローラを回転させるトルクが高くなってしまうといった課題がある。   In the contact external heating type fixing device, when the fixing roller is started to start heating the surface of the fixing roller, the pressure roller is kept at a predetermined pressure applied to the surface of the fixing roller at the fixing nip portion. In addition, the effect of the elastic layer of the fixing roller may be reduced. In that case, there is a problem that heat escapes to the inside of the fixing roller, and the rising speed of the surface of the fixing roller is reduced. Further, since the fixing roller receives pressure from the heater at the heating nip portion and from the pressure roller at the fixing nip portion, there is a problem that the torque for rotating the fixing roller becomes high particularly when the fixing roller is started up. is there.

定着ローラ表面の立ち上げ速度を低下させてしまう課題について詳しく述べる。   The problem of reducing the rising speed of the surface of the fixing roller will be described in detail.

接触外部加熱方式では、定着ローラは、無数の空泡を有する断熱弾性層と、熱伝導性を有する離型性層と、を有し、その定着ローラ表面を平板状の加熱用ヒータで接触加熱する。これにより、ヒータからの熱は弾性層の断熱効果により定着ローラの芯金に逃げることなく定着ローラ表面のみを加熱できることから、高速立ち上げ、低消費電力を実現している。   In the contact external heating method, the fixing roller has a heat insulating elastic layer having countless air bubbles and a release layer having thermal conductivity, and the surface of the fixing roller is contact-heated by a flat heater. To do. As a result, heat from the heater can heat only the surface of the fixing roller without escaping to the core of the fixing roller due to the heat insulating effect of the elastic layer, thereby realizing high-speed startup and low power consumption.

ところが、定着ローラ立ち上げ時にも定着ニップ部に所定の加圧力がかけられているために、定着ローラの弾性層は定着ニップ部で強く圧縮され、これによって断熱効果を発揮する弾性体内の空泡が潰されてしまう。その結果、図１８に示すように定着ニップ部付近で弾性層の断熱効果は低下し、定着ローラ表層の熱が定着ローラ内部の芯金に流れ込んでしまう経路を生じさせてしまう。そのため、熱を定着ローラの立ち上げのみに使うことができなくなってしまい、定着ローラの立ち上げの速度を低下させてしまっていた。また、定着ローラ立ち上げ時にも加圧ローラとは十分な定着ニップ幅を有してしまうために、ヒータからの熱が加圧ローラに流出してしまい、効率的に定着ローラの立ち上げを行うことができてはいなかった。   However, since a predetermined pressing force is applied to the fixing nip portion even when the fixing roller is started up, the elastic layer of the fixing roller is strongly compressed in the fixing nip portion, and thereby air bubbles in the elastic body exhibiting a heat insulating effect. Will be crushed. As a result, as shown in FIG. 18, the heat insulating effect of the elastic layer is reduced near the fixing nip portion, and a path through which heat of the fixing roller surface layer flows into the cored bar inside the fixing roller is generated. Therefore, heat cannot be used only for starting up the fixing roller, and the speed of starting up the fixing roller is reduced. Also, since the pressure roller has a sufficient fixing nip width when the fixing roller is started up, heat from the heater flows out to the pressure roller, and the fixing roller is efficiently started up. It wasn't possible.

もう一つの課題である定着ローラ立ち上げ時の定着ローラ回転トルクの上昇について詳しく述べる。   The increase of the fixing roller rotation torque when the fixing roller is started, which is another problem, will be described in detail.

接触外部加熱方式で省電力化を実現するためには平板状の加熱用ヒータから定着ローラへの熱伝達効率を高め、かつ定着ニップ部において記録材上の未定着トナー像を効果的に加熱定着する必要がある。そのためには十分な加熱ニップ幅と定着ニップ幅が必要であることから、加熱用ヒータ／定着ローラ間と定着ローラ／加圧ローラ間にはそれぞれ所定の加圧力がかけられている。ここで画像形成装置が長時間休止していて定着ローラが冷却された状態にある場合には、定着ローラの加熱ニップ部と定着ニップ部に所定の加圧力がかけられたまま静止しているため、弾性層はそのニップ部と対応する箇所で変形を生じたまま収縮してしまう。このような状態から画像形成を開始し、定着ローラを加熱しながら回転させようとした場合、定着ローラは変形を有した状態で加熱用ヒータと加圧ローラに押さえつけられながら回転するために、定着ローラの変形に応じてトルクは大きく変動をしてしまう。   To achieve power saving with the contact external heating method, heat transfer efficiency from the flat heater to the fixing roller is increased, and the unfixed toner image on the recording material is effectively heated and fixed at the fixing nip. There is a need to. For this purpose, sufficient heating nip width and fixing nip width are necessary, and therefore, a predetermined pressure is applied between the heater / fixing roller and between the fixing roller / pressure roller. Here, when the image forming apparatus has been idle for a long time and the fixing roller is in a cooled state, it remains stationary with a predetermined pressure applied to the heating nip portion and the fixing nip portion of the fixing roller. The elastic layer shrinks while being deformed at a position corresponding to the nip portion. When image formation is started from this state and the fixing roller is rotated while being heated, the fixing roller rotates while being pressed against the heating heater and the pressure roller in a deformed state. The torque fluctuates greatly according to the deformation of the roller.

図１９に定着ローラの弾性層が収縮した状態で定着ローラを回転させた場合の駆動トルク推移のイメージ図を示す。   FIG. 19 shows an image diagram of drive torque transition when the fixing roller is rotated with the elastic layer of the fixing roller contracted.

定着ローラが加熱されると、弾性層が膨張することで変形は徐々に緩和し、立ち上げ後所定の温度に達する頃には定着ローラの変形はほぼ解消するようになるため、トルクは徐々に安定して推移するようになる。トルクが大きく振れてしまうのは定着ローラ立ち上げ開始直後で、定着ローラが十分に加熱されていない時である。   When the fixing roller is heated, the elastic layer expands and the deformation gradually relaxes.When the temperature reaches a predetermined temperature after startup, the deformation of the fixing roller is almost eliminated. It will be stable. The torque greatly fluctuates immediately after the fixing roller starts up and when the fixing roller is not sufficiently heated.

上記の大きなトルク変動によって定着ローラ或いは加圧ローラの駆動モータには大きな負担がかかってしまう。そのため、定着ローラの回転駆動に必要な電力が大きくなってしまったり、大型のモータが必要になってしまっていた。   A large load is applied to the driving motor of the fixing roller or the pressure roller due to the large torque fluctuation. For this reason, the electric power required for rotationally driving the fixing roller has increased, and a large motor has been required.

本発明は、上記の従来技術を更に発展させたものである。そこで、本発明の目的は、フィルムとフィルム内面に接触するヒータとを用いた加熱ユニットで定着ローラを加熱する構成であっても、潤滑剤の粘度が高いウォームアップ開始時から定着ローラを回転させることができてウォームアップ期間を短くできる像加熱装置を提供することにある。 The present invention is a further development of the above prior art. Accordingly, an object of the present invention is to rotate the fixing roller from the start of warm-up where the viscosity of the lubricant is high, even if the fixing roller is heated by a heating unit using a film and a heater that contacts the inner surface of the film. An object of the present invention is to provide an image heating apparatus that can shorten the warm-up period.

上記の目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の構成は、
芯金と、前記芯金の外側に形成された空泡を含有する弾性層と、前記弾性層の外側に形成された離型層と、を有し、駆動源によって駆動される定着ローラと、
筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触し前記定着ローラと共に前記フィルムを介して加熱圧接部を形成するヒータと、を有し、前記ヒータと前記フィルムの内面との接触領域に潤滑剤が塗布されている加熱ユニットと、
前記定着ローラに接触してニップ部を形成する加圧回転体と、を備え、
前記ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながらトナー像を加熱する像加熱装置において、
前記ヒータの温度を検知する温度検知部材と、前記加圧回転体を前記定着ローラに対して移動させて前記ニップ部の加圧力を調整する加圧力調整部と、を有し、前記定着ローラを回転させることで前記フィルム及び前記加圧回転体を従動回転させて前記像加熱装置のウォームアップを行い、前記温度検知部材の検知温度がトナー像を加熱できる第１の目標温度に達した際の前記ニップ部の加圧力が第１の加圧力である像加熱装置であって、
前記加圧力調整部は、前記ウォームアップの開始から前記検知温度が前記定着ローラの駆動トルクが所定値まで下がる目標温度であって前記第１の目標温度より低い第２の目標温度に至るまでの期間の前記ニップ部の加圧力である第２の加圧力が前記第１の加圧力よりも小さくなるように設定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the configuration of the image heating apparatus according to the present invention is as follows.
A fixing roller having a cored bar, an elastic layer containing air bubbles formed outside the cored bar, and a release layer formed outside the elastic layer, and driven by a driving source;
A tubular film, have a heater to form a heating contact portion together via the film and the fixing roller in contact with the inner surface of the film, the lubricant to the contact area between the heater and the inner surface of the film A heating unit coated with
A pressure rotator that contacts the fixing roller to form a nip portion, and
In the image heating apparatus for heating the toner image while conveying the recording material carrying the toner image at the nip portion,
A temperature detection member that detects the temperature of the heater ; and a pressure adjusting unit that adjusts the pressure applied to the nip portion by moving the pressure rotator with respect to the fixing roller. said at Rukoto rotate the film and the pressure rotating body by rotatably driven performs warm-up of the image heating device, when the detected temperature of said temperature detecting member has reached the first target temperature capable of heating the toner image An image heating apparatus in which a pressing force of the nip portion is a first pressing force,
The pressurizing pressure adjustment unit is configured to start from the warm-up until the detected temperature reaches a second target temperature that is a target temperature at which the driving torque of the fixing roller decreases to a predetermined value and is lower than the first target temperature. The second pressing force that is the pressing force of the nip portion during the period is set to be smaller than the first pressing force.

本発明によれば、フィルムとフィルム内面に接触するヒータとを用いた加熱ユニットで定着ローラを加熱する構成であっても、潤滑剤の粘度が高いウォームアップ開始時から定着ローラを回転させることができてウォームアップ期間を短くできる像加熱装置の提供を実現できる。 According to the present invention, even if the fixing roller is heated by a heating unit using a film and a heater that contacts the inner surface of the film, the fixing roller can be rotated from the start of warm-up when the viscosity of the lubricant is high. Thus, it is possible to provide an image heating apparatus that can shorten the warm-up period.

本発明を図面に基づいて詳しく説明する。
［参考例］ The present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Reference example]

（１）画像形成装置例
図１０は本発明に係る像加熱装置を加熱定着装置として搭載できる画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は電子写真プロセスを用いたレーザープリンタであり、ホストコンピュータ等の不図示の外部機器より入力する画像情報に応じた画像を記録材上に形成して出力する。 (1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 10 is a structural model diagram of an example of an image forming apparatus in which the image heating apparatus according to the present invention can be mounted as a heat fixing apparatus. This image forming apparatus is a laser printer using an electrophotographic process, and forms and outputs an image on a recording material according to image information input from an external device (not shown) such as a host computer.

図１０に示すプリンタは、外部機器から出力されるプリントスタート信号に基づいて像担持体であるドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）１０１が矢印方向に所定の速度で回転駆動される。回転する感光ドラム１０１はその外周面（表面）が帯電器１０２により所定の極性・電位に一様に帯電される。その一様帯電面に対して、多面体ミラー１０３ａ、多面体ミラー回転用モータ（不図示）、レーザーユニット（不図示）等がユニット化されて構成されているレーザースキャナユニット１０３により画像情報の書き込みがなされる。レーザースキャナユニット１０３は、外部機器からプリンタに入力した画像情報の時系列電気デジタル画素信号に応じて変調されたレーザー光Ｌを出力して、該レーザー光Ｌにより感光ドラム１の帯電処理面を走査露光する。これにより、感光ドラム１０１表面に画像情報の静電潜像が形成される。その静電潜像は現像器１０４により現像剤（トナー）を用いてトナー画像として現像される。そして、そのトナー画像が感光ドラム１０１表面と転写ローラ１０５の外周面（表面）との圧接部である転写ニップ部において記録材（転写用紙、ＯＨＰシートなど）Ｐの面上に順次に転写されていく。記録材分離後の感光ドラム表面はクリーナー１０６により転写残留トナー等の残存付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。以上が画像形成部の構成である。上記プリンタは、感光ドラム１０１と、帯電器１０２と、現像器１０４と、クリーナー１０６と、を一体化してプロセスカートリッジ１０７としている。そしてそのカートリッジ１０７はプリンタの筐体を構成するプリンタ本体１００に対して着脱可能である。 In the printer shown in FIG. 10 , a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) 101, which is an image carrier, is driven to rotate at a predetermined speed in the direction of an arrow based on a print start signal output from an external device. Is done. An outer peripheral surface (surface) of the rotating photosensitive drum 101 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by a charger 102. Image information is written on the uniformly charged surface by a laser scanner unit 103 formed by unitizing a polyhedral mirror 103a, a polyhedral mirror rotating motor (not shown), a laser unit (not shown), and the like. The The laser scanner unit 103 outputs laser light L modulated in accordance with time-series electric digital pixel signals of image information input from an external device to the printer, and scans the charging surface of the photosensitive drum 1 with the laser light L. Exposure. Thereby, an electrostatic latent image of image information is formed on the surface of the photosensitive drum 101. The electrostatic latent image is developed as a toner image by a developer 104 using a developer (toner). The toner images are sequentially transferred onto the surface of the recording material (transfer paper, OHP sheet, etc.) P at the transfer nip portion, which is a pressure contact portion between the surface of the photosensitive drum 101 and the outer peripheral surface (front surface) of the transfer roller 105. Go. The surface of the photosensitive drum after separation of the recording material is cleaned by removing residual deposits such as transfer residual toner by a cleaner 106 and repeatedly used for image formation. The above is the configuration of the image forming unit. In the printer, the photosensitive drum 101, the charger 102, the developing device 104, and the cleaner 106 are integrated into a process cartridge 107. The cartridge 107 is detachable from the printer main body 100 constituting the printer casing.

記録材Ｐは給送トレイ１０８のシート積載台１０８ａ上に積載して載置されている。その記録材Ｐは、所定の制御タイミングで駆動される給送ローラ１０９により最上位の記録材Ｐから一枚ずつピックアップされ、搬送ローラ１１０と搬送コロ１１０ａによってレジスト部へと送られる。レジスト部は、レジストローラ１１１と、レジストコロ１１１ａと、を有する。そしてレジスト部は、記録材Ｐの先端をレジストローラ１１１とレジストコロ１１１ａ間のニップ部で一旦受け止めて記録材Ｐの斜行矯正を行い、所定の制御タイミングでその記録材Ｐを転写ニップ部へ給送する。   The recording material P is stacked and placed on the sheet stacking table 108 a of the feeding tray 108. The recording material P is picked up one by one from the uppermost recording material P by a feeding roller 109 driven at a predetermined control timing, and is sent to a registration unit by a conveying roller 110 and a conveying roller 110a. The registration unit includes a registration roller 111 and a registration roller 111a. The registration unit temporarily receives the leading edge of the recording material P at the nip portion between the registration roller 111 and the registration roller 111a to correct the skew of the recording material P, and transfers the recording material P to the transfer nip portion at a predetermined control timing. To feed.

転写ニップ部でトナー画像の転写を受けた記録材Ｐは感光ドラム１０１表面から分離されて、定着装置１１２へ搬送される。記録材分離後の感光ドラム表面はクリーナー１０６により転写残留トナー等の残存付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。   The recording material P that has received the transfer of the toner image at the transfer nip is separated from the surface of the photosensitive drum 101 and conveyed to the fixing device 112. The surface of the photosensitive drum after separation of the recording material is cleaned by removing residual deposits such as transfer residual toner by a cleaner 106 and repeatedly used for image formation.

定着装置１１２は記録材Ｐ上の未定着トナー画像を永久固着画像として加熱定着する。定着装置１１２を出た記録材Ｐは、中間排出ローラ１１３、排出ローラ１１４などを有する排出ユニットにより排出トレイ１１５上に排出される。   The fixing device 112 heat-fixes the unfixed toner image on the recording material P as a permanently fixed image. The recording material P exiting the fixing device 112 is discharged onto a discharge tray 115 by a discharge unit having an intermediate discharge roller 113, a discharge roller 114, and the like.

また、プリンタ本体１００には冷却ファン１１６が設けられている。このファン１１６は、適宜回転され、外気をプリンタ本体１００内に取り込んで画像形成部、電装基板等の昇温箇所を冷却する。冷却ファン１１６の近傍には、サーミスタ等の温度検知手段１１７が設けられ、ファン１１６によって機外の空気を取り込んだ際に、プリンタが設置されている環境の温度を検知する。そして、その検知結果を定着装置１１２の温度制御シーケンスにフィードバックしている。   The printer main body 100 is provided with a cooling fan 116. The fan 116 is rotated as appropriate to take outside air into the printer main body 100 to cool the temperature rising points such as the image forming unit and the electrical board. A temperature detection means 117 such as a thermistor is provided in the vicinity of the cooling fan 116 and detects the temperature of the environment in which the printer is installed when the outside air is taken in by the fan 116. The detection result is fed back to the temperature control sequence of the fixing device 112.

（２）定着装置
図１は本参考例に係る定着装置１１２の横断側面模型図である。図２は図１の定着装置１１２の縦断側面模型図である。図３は図１の定着装置１１２を記録材Ｐの導入側から見た正面図である。 (2) fixing device Figure 1 is a transverse cross-sectional side schematic drawing of a fixing device 112 according to the present embodiment. FIG. 2 is a longitudinal sectional side view of the fixing device 112 shown in FIG. FIG. 3 is a front view of the fixing device 112 of FIG. 1 viewed from the recording material P introduction side.

定着装置１１２は、定着ローラ（加熱回転体）１０と、定着ローラ１０と接触してニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成する加圧ローラ（加圧部材、加圧回転体）と、定着ローラ１０の外周面（表面）を外側から加熱する加熱部材（加熱手段）３０と、を有する。また、定着装置１１２は、定着ローラ１０表面（加熱回転体表面）に対する加圧ローラ２０の加圧力を可変する圧調整機構（圧調整手段）５０と、定着ローラ１０表面の温度を検知するサーミスタ等の温度検知素子（温度検知手段）３４と、を有する。   The fixing device 112 includes a fixing roller (heating rotator) 10, a pressure roller (pressure member, pressure rotator) that forms a nip portion (fixing nip portion) N in contact with the fixing roller 10, and a fixing roller. 10 and a heating member (heating means) 30 for heating the outer peripheral surface (surface) from the outside. Further, the fixing device 112 includes a pressure adjusting mechanism (pressure adjusting means) 50 that varies the pressure of the pressure roller 20 against the surface of the fixing roller 10 (the surface of the heating rotator), a thermistor that detects the temperature of the surface of the fixing roller 10, and the like. Temperature detecting element (temperature detecting means) 34.

ａ）定着ローラ
定着ローラ１０は、丸軸状の芯軸部（芯金）１３を有する。芯軸部１３は、アルミ、鉄、或いは高強度、低熱容量で断熱効果の高いセラミック多孔質体等の材料により形成されている。 a) Fixing Roller The fixing roller 10 has a round shaft-shaped core shaft portion (core metal) 13. The core shaft portion 13 is made of aluminum, iron, or a material such as a porous ceramic body having high strength, low heat capacity, and high heat insulation effect.

芯軸部１３の外周には断熱弾性層１２を有する。弾性層１２は、シリコーンゴム組成物である、オルガノポリシロキサン組成物１００重量部に平均粒径が３００μｍ以下の中空フィラーを０．１〜２００重量部、白金化合物触媒のような硬化触媒を配合した配合物を形成後に加熱成形されたものである。ここで、中空フィラーとしては、硬化物内に気体部分（空泡）を持つことでスポンジゴムのように熱伝導率を低下させるもので、マイクロバルーン材等がある。このような材料としては、ガラスバルーン、シリカバルーン、カーボンバルーン、フェノールバルーン、アクリロニトリルバルーン、塩化ビニリデンバルーン、アルミナバルーン、ジルコニアバルーン、シラスバルーンなど、いかなるものでもかまわない。   A heat insulating elastic layer 12 is provided on the outer periphery of the core shaft portion 13. The elastic layer 12 is a silicone rubber composition, 100 parts by weight of an organopolysiloxane composition, 0.1 to 200 parts by weight of a hollow filler having an average particle size of 300 μm or less, and a curing catalyst such as a platinum compound catalyst. It is what was heat-molded after forming the blend. Here, the hollow filler has a gas portion (air bubbles) in the cured product and reduces the thermal conductivity like sponge rubber, and includes a microballoon material. Such materials may be any of glass balloons, silica balloons, carbon balloons, phenol balloons, acrylonitrile balloons, vinylidene chloride balloons, alumina balloons, zirconia balloons, shirasu balloons and the like.

弾性層１２を形成するシリコーンゴム組成物としては、上記の中空フィラーを添加する他に吸水性ポリマーおよび水を添加する方法がある。シリコーンゴム組成物は、オルガノポリシロキサン組成物１００重量部に吸水性ポリマーを０．１〜５０重量部、水を１０〜２００重量部、白金化合物触媒のような硬化触媒、ＳｉＨポリマーのような架橋剤を添加した組成物を形成後、加熱成形したものである。ここで、シリコーンゴム組成物は、その硬化物（シリコーンゴム）の熱伝導度が０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以下、特に０．１５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましく、かかる熱伝導度を達成するように配合組成を調整することが好ましい。   As a silicone rubber composition for forming the elastic layer 12, there is a method of adding a water-absorbing polymer and water in addition to adding the hollow filler. The silicone rubber composition is composed of 100 parts by weight of an organopolysiloxane composition, 0.1 to 50 parts by weight of a water-absorbing polymer, 10 to 200 parts by weight of water, a curing catalyst such as a platinum compound catalyst, and a crosslinking such as a SiH polymer. After forming a composition to which an agent has been added, it is thermoformed. Here, the silicone rubber composition preferably has a cured product (silicone rubber) having a thermal conductivity of 0.2 W / m · K or less, particularly 0.15 W / m · K or less. It is preferable to adjust the blending composition to achieve.

また、上記以外の弾性層１２としては発泡シリコーンゴムを用いても良い。この場合、画像形成装置としては低速のプロセススピードが適している。発泡シリコーンゴムは、微小かつ均一なセル（空泡）の形成が困難なため、発泡シリコーンゴム中のセル径は不均一に成形されやすく、セルの壁厚も不均一で強度のバラツキが大きい。そのため、定着ニップ部、加熱ニップ部における強い加圧力での圧縮とそれ以外の部分での開放を高速で繰り返し続けられると強度の弱いセル壁が破れ、破泡に至る可能性がある。破泡を防止するために、加圧力を低減させ、回転速度を低下させることが必要であるため、高速のプロセススピードよりも低速のプロセススピードでの使用が好ましい。高速のプロセススピードに使用される定着ローラ１０の弾性層１２としては、前記オルガノポリシロキサン組成物に中空フィラーを配合した配合物を形成後に焼成および硬化して形成された断熱弾性層が適している。或いは、前記オルガノポリシロキサン組成物に吸水性ポリマーおよび水を配合した配合物を形成後に焼成および硬化して形成された断熱弾性層が適している。これらは微小かつ均一なセルの形成が可能であり、セルの壁厚が均一で十分な強度を有しているため、強い加圧力をかけ、高速で回転させ続ける高速エンジンで使用してもセルの破泡に至らない耐久性を有している。   Further, as the elastic layer 12 other than the above, foamed silicone rubber may be used. In this case, a low process speed is suitable for the image forming apparatus. Since it is difficult to form fine and uniform cells (air bubbles) in the foamed silicone rubber, the cell diameter in the foamed silicone rubber is easily formed unevenly, the cell wall thickness is also uneven, and the strength varies greatly. Therefore, if compression with a strong pressure in the fixing nip portion and heating nip portion and opening at other portions are repeated at high speed, the cell wall with weak strength may be broken, leading to bubble breakage. In order to prevent bubble breakage, it is necessary to reduce the applied pressure and reduce the rotation speed, and therefore, it is preferable to use at a low process speed rather than a high process speed. As the elastic layer 12 of the fixing roller 10 used for a high process speed, a heat insulating elastic layer formed by forming and blending the organopolysiloxane composition with a hollow filler and then baking and curing is suitable. . Or the heat insulation elastic layer formed by baking and hardening after forming the compound which mix | blended a water absorbing polymer and water with the said organopolysiloxane composition is suitable. These are capable of forming minute and uniform cells, and since the cell wall thickness is uniform and has sufficient strength, even when used in a high-speed engine that continues to rotate at a high speed by applying a strong pressure. It has durability that does not lead to bubble breakage.

弾性層１２の肉厚に関しては、薄すぎれば芯軸部１３に熱が逃げるので適度な厚みが必要である。   As for the thickness of the elastic layer 12, if it is too thin, heat will escape to the core shaft portion 13, so an appropriate thickness is required.

以上を考慮して本参考例では、未定着トナー像ｔの加熱定着に適正な幅の定着ニップ部Ｆが形成でき、かつ熱容量を抑えるために、肉厚が３ｍｍの気泡ゴムを用いて弾性層１２を形成し、外径がφ２０ｍｍの定着ローラ１０を使用した。 In view of the above, in this reference example , in order to form a fixing nip portion F having an appropriate width for heating and fixing the unfixed toner image t, and to suppress the heat capacity, an elastic layer is formed using a bubble rubber having a thickness of 3 mm. 12 and a fixing roller 10 having an outer diameter of φ20 mm was used.

弾性層１２の外周には最表層として熱伝導性を有する離型性層１１が設けてある。離型性層１１として高熱伝導率のものを用いている。本参考例では、パープルアロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂離型性層１１を弾性層１２の外周に形成した。離型性層１１はチューブを被覆させたものでも表面を塗料でコートしたものであってもよいが、チューブの方が耐久性に優れる。 On the outer periphery of the elastic layer 12, a release layer 11 having thermal conductivity is provided as the outermost layer. A layer having a high thermal conductivity is used as the release layer 11. In this reference example , a fluorine resin release layer 11 such as purple alloalkoxy resin (PFA), polytetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene resin (FEP), or the like was formed on the outer periphery of the elastic layer 12. . The releasable layer 11 may be a tube coated or a surface coated with a paint, but the tube is superior in durability.

上記の定着ローラ１０は、芯軸部１３の両端部が軸受６１を介して一対の装置側板対７１に回転自在に保持されている（図２、図３）。   In the fixing roller 10 described above, both end portions of the core shaft portion 13 are rotatably held by a pair of apparatus side plate pairs 71 via bearings 61 (FIGS. 2 and 3).

ｂ）加圧ローラ
加圧ローラ２０は、上記の定着ローラ１０と同じ構成のものである。即ち、加圧ローラ２０は、芯軸部２３と、芯軸部２３の外周に設けられた断熱弾性層２２と、弾性層２２の外周に設けられた離型性層２１と、を有する。芯軸部２３、弾性層２２、及び離型性層２１の材料は、定着ローラ１０のそれと同じである。この加圧ローラ２０に代えて、板状の加圧プレート等を加圧部材として用いることもできる。この場合にも、加圧部材は、断熱性を有する部材にすることが望ましく、上記定着ローラ１０との間で所定の圧力を付与させた場合に強度的に十分な強度を有するものであれば良い。例えば、アルミ、鉄等により板状に形成された基板面上にガラスビーズを含有する液晶ポリマー等により弾性層を形成し、その弾性層の定着ローラ１０側の面にフッ素樹脂を被覆させて離型性層（摺動層）を形成したものを加圧部材として用いても構わない。 b) Pressure roller The pressure roller 20 has the same configuration as the fixing roller 10 described above. That is, the pressure roller 20 includes a core shaft portion 23, a heat insulating elastic layer 22 provided on the outer periphery of the core shaft portion 23, and a releasable layer 21 provided on the outer periphery of the elastic layer 22. The materials of the core shaft portion 23, the elastic layer 22, and the release layer 21 are the same as those of the fixing roller 10. Instead of the pressure roller 20, a plate-shaped pressure plate or the like can be used as the pressure member. Also in this case, it is desirable that the pressure member is a member having heat insulation properties, as long as the pressure member has a sufficient strength when a predetermined pressure is applied to the fixing roller 10. good. For example, an elastic layer is formed of a liquid crystal polymer containing glass beads on the surface of a substrate formed of aluminum, iron, or the like, and the surface of the elastic layer on the side of the fixing roller 10 is covered with a fluororesin. What formed the moldability layer (sliding layer) may be used as a pressure member.

上記の加圧ローラ２０は、定着ローラ１０の下方に並列に配置され、芯軸部２３の両端部が装置側板対７１に設けられた長孔７１ａに回転自在に、かつ上下移動自在に保持されている（図２、図３）。   The pressure roller 20 is arranged in parallel below the fixing roller 10, and both end portions of the core shaft portion 23 are rotatably held in a long hole 71 a provided in the apparatus side plate pair 71 and are movable up and down. (FIGS. 2 and 3).

ｃ）圧調整機構
圧調整機構５０は、加圧ローラ２０の芯軸部２３の下方に圧調整レバー（圧調整部材）５２を有する。圧調整レバー５２は、記録材搬送方向において加圧ローラ２０よりも下流側の端部が装置側板対７１に設けられた支軸（軸部材）５１に揺動自在に連結されている。 c) Pressure Adjustment Mechanism The pressure adjustment mechanism 50 includes a pressure adjustment lever (pressure adjustment member) 52 below the core shaft portion 23 of the pressure roller 20. The pressure adjusting lever 52 is slidably connected to a support shaft (shaft member) 51 provided on the apparatus side plate pair 71 at an end downstream of the pressure roller 20 in the recording material conveyance direction.

また、圧調整機構５０は、圧調整レバー５２の自由端を加圧ローラ２０の芯軸部２３の周面に加圧する加圧バネ（加圧手段）５３と、その加圧ローラ２０の芯軸部２３に対する圧調整レバー５２の加圧力を調整する圧調整カム５４と、を有する。圧調整レバー５２の自由端内側の上方に配設された加圧バネ５３は、一端が装置側板対７１に設けられたピン７４に、他端が圧調整レバー５２の自由端内側に、それぞれ結合されている。そしてその加圧バネ５３は、圧調整レバー５２の自由端側を上方に引き上げて加圧ローラ２０の芯軸部２３の周面に加圧状態に接触させている。圧調整レバー５２の自由端内側の上方に加圧バネ５３と並列に配設された圧調整カム５４は、装置側板対７１に軸受６２を介して回転自在に保持させたカム軸５５（図３）に固定してある。圧調整カム５４は、カム軸５５の周方向において、半円形状の非圧調整部５４ａと、この非圧調整部５４ａの反対側に設けられた半楕円形状の圧調整部５４ｂと、を有する。カム軸５５の端部には駆動ギアＧ２が設けられる。そしてカム軸５５は駆動ギアＧ２がカムモータ（第２駆動源）Ｍ２によって回転駆動されることにより圧調整カム５４を回転する。その圧調整カム５４は、カム軸５５の回転に応じて非圧調整部５４ａの周面が圧調整レバー５２と対向する位置（図１）、或いは圧調整部５４ｂの周面が圧調整レバー５２と対向する位置(図４）に回転される。   The pressure adjustment mechanism 50 includes a pressure spring (pressure means) 53 that presses the free end of the pressure adjustment lever 52 against the peripheral surface of the core shaft portion 23 of the pressure roller 20, and the core shaft of the pressure roller 20. And a pressure adjusting cam 54 for adjusting the pressure applied by the pressure adjusting lever 52 to the portion 23. One end of the pressure spring 53 disposed above the inner side of the free end of the pressure adjusting lever 52 is coupled to the pin 74 provided on the device side plate pair 71, and the other end is coupled to the inner side of the free end of the pressure adjusting lever 52. Has been. The pressure spring 53 pulls the free end side of the pressure adjusting lever 52 upward to bring it into contact with the peripheral surface of the core shaft portion 23 of the pressure roller 20 in a pressurized state. A pressure adjusting cam 54 disposed in parallel with the pressure spring 53 above the inside of the free end of the pressure adjusting lever 52 is a cam shaft 55 (FIG. 3) that is rotatably held by a device side plate pair 71 via a bearing 62. ). The pressure adjusting cam 54 includes a semicircular non-pressure adjusting portion 54a and a semi-elliptical pressure adjusting portion 54b provided on the opposite side of the non-pressure adjusting portion 54a in the circumferential direction of the cam shaft 55. . A driving gear G <b> 2 is provided at the end of the cam shaft 55. The cam shaft 55 rotates the pressure adjusting cam 54 when the drive gear G2 is rotationally driven by a cam motor (second drive source) M2. In the pressure adjusting cam 54, the circumferential surface of the non-pressure adjusting portion 54 a faces the pressure adjusting lever 52 according to the rotation of the cam shaft 55 (FIG. 1), or the peripheral surface of the pressure adjusting portion 54 b is the pressure adjusting lever 52. Is rotated to a position (FIG. 4) opposite to.

圧調整カム５４の非圧調整部５４ａ周面が圧調整レバー５２と対向する位置にあるとき、非圧調整部５４ａ周面は圧調整レバー５２と接触しないように、或いは圧調整レバー５２と接触しても圧調整レバー５２に押し下げ力を作用させることはない。従って圧調整レバー５２の自由端側は加圧バネ５３により加圧ローラ２０の芯軸部２３の周面に加圧状態に接触される。これにより加圧ローラ２０表面は定着ローラ１０表面と加圧状態に接触され、加圧ローラ２０表面と定着ローラ１０表面間に所定幅のニップ部（定着ニップ部）Ｆが形成される（図１）。   When the peripheral surface of the non-pressure adjusting portion 54 a of the pressure adjusting cam 54 is in a position facing the pressure adjusting lever 52, the peripheral surface of the non-pressure adjusting portion 54 a is not in contact with the pressure adjusting lever 52 or in contact with the pressure adjusting lever 52. Even if this is done, no pressure is applied to the pressure adjusting lever 52. Therefore, the free end side of the pressure adjusting lever 52 is brought into contact with the peripheral surface of the core shaft portion 23 of the pressure roller 20 in a pressurized state by the pressure spring 53. As a result, the surface of the pressure roller 20 is brought into contact with the surface of the fixing roller 10 in a pressurized state, and a nip portion (fixing nip portion) F having a predetermined width is formed between the surface of the pressure roller 20 and the surface of the fixing roller 10 (FIG. 1). ).

圧調整カム５４の圧調整部５４ｂ周面が圧調整レバー５２と対向する位置にあるとき、圧調整部５４ｂ周面は圧調整レバー５２と接触して圧調整レバー５２に押し下げ力を作用させる。従って圧調整レバー５２の自由端側が加圧バネ５３の加圧力に抗して押し下げられ、加圧ローラ２０は芯軸部２３の周面がその圧調整レバー５２に接触した状態で圧調整レバー５２の押し下げ量に応じた分だけ下方に移動する。これにより加圧ローラ２０表面と定着ローラ１０表面間に、定着ニップ部Ｆよりも幅狭で、かつ定着ニップ部Ｆよりもニップ圧の弱い幅狭ニップ部Ｆ１が形成される。図５は幅狭ニップ部Ｆ１を形成するときの圧調整機構５０の動作説明図である。圧調整部５４ｂ周面の中央は圧解除部５４ｂ１となっている。その圧解除部５４ｂ１を圧調整レバー５２に接触させることにより圧調整レバー５２を更に押し下げ、これに伴い加圧ローラ２０を下方に移動させることによって定着ローラ１０表面に対する加圧力を完全に解除することができる。つまり加圧力を０（零）にすることができる。 When the peripheral surface of the pressure adjusting portion 54 b of the pressure adjusting cam 54 is at a position facing the pressure adjusting lever 52, the peripheral surface of the pressure adjusting portion 54 b comes into contact with the pressure adjusting lever 52 and applies a pressing force to the pressure adjusting lever 52. Accordingly, the free end side of the pressure adjusting lever 52 is pushed down against the pressure applied by the pressure spring 53, and the pressure roller 20 has the pressure adjusting lever 52 with the peripheral surface of the core shaft portion 23 in contact with the pressure adjusting lever 52. Moves downward by the amount of push down. As a result, a narrow nip portion F1 that is narrower than the fixing nip portion F and weaker in nip pressure than the fixing nip portion F is formed between the pressure roller 20 surface and the fixing roller 10 surface. FIG. 5 is an operation explanatory view of the pressure adjusting mechanism 50 when the narrow nip portion F1 is formed. The center of the circumferential surface of the pressure adjusting portion 54b is a pressure releasing portion 54b1. The pressure release lever 54b1 is brought into contact with the pressure adjustment lever 52 to further depress the pressure adjustment lever 52. Accordingly, the pressure roller 20 is moved downward to completely release the pressure applied to the surface of the fixing roller 10. Can do. That is, the applied pressure can be set to 0 (zero).

従って、圧調整機構５０は、カムモータＭ２の回転位相に応じて圧調整カム５４を回転させ圧調整レバー５２の自由端側を上下に揺動させることによって加圧ローラ２０を加圧状態から圧解除状態に至るまで自在に調整するものである。   Therefore, the pressure adjusting mechanism 50 releases the pressure from the pressure state by rotating the pressure adjusting cam 54 according to the rotational phase of the cam motor M2 and swinging the free end side of the pressure adjusting lever 52 up and down. It can be adjusted freely until it reaches the state.

本参考例の圧調整機構５０は、上記の構成に限られず定着ローラ１０表面に対する加圧ローラ２０の加圧力を可変できれば、他の構成・方法を採用してもよい。 The pressure adjustment mechanism 50 of the present reference example is not limited to the above configuration, and other configurations and methods may be adopted as long as the pressure applied by the pressure roller 20 to the surface of the fixing roller 10 can be varied.

ｃ）加熱部材
加熱部材３０は、加熱用ヒータ（加熱源）３１と、そのヒータ３１を保持する断熱ステイホルダー（保持部材）３２と、を有する。 c) Heating member The heating member 30 includes a heater (heating source) 31 for heating and a heat insulating stay holder (holding member) 32 for holding the heater 31.

ヒータ３１は、定着ローラ１０表面と接触しながら該定着ローラ１０表面を急速加熱する板状のヒータである。図５はヒータ３１を表わす図であって、（ａ）はヒータ３１の裏面側の平面図、（ｂ）はヒータ３１の表面側の平面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ線拡大断面図である。   The heater 31 is a plate-like heater that rapidly heats the surface of the fixing roller 10 while being in contact with the surface of the fixing roller 10. 5A and 5B are diagrams showing the heater 31, wherein FIG. 5A is a plan view of the back surface side of the heater 31, FIG. 5B is a plan view of the front surface side of the heater 31, and FIG. 5C is a cc line of FIG. It is an expanded sectional view.

ヒータ３１は、記録材搬送方向と直交する方向を長手とする細長い基板３１ａを有する。基板３１ａは、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性のセラミックス、或いはポリイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂等により形成されている。基板３１ａの表面（定着ローラ１０側の面）には、長手方向に沿って、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の通電発熱抵抗層３１ｂをスクリーン印刷等により線状もしくは細帯状に塗工して形成してある。その抵抗層３１ｂは、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度である。またその抵抗層３１ｂの長さは定着ニップ部Fの記録材最大搬送領域幅Ｗ（図３）よりも大きい。この抵抗層３１ｂは、基板３１ａ表面の一方の端部に設けられた導電部３１ｄにより接続されるとともに、基板３１ａ表面の他方の端部に設けられた電極部３１ｅに導電部３１ｄを介して接続されている。また、基板３１ａ表面には、長手方向に沿って、熱効率を損なわない範囲で抵抗層３１ｂを保護する保護摺動層３１ｃを設けてあっても良い。この摺動層３１ｃは、抵抗層３１ｄ及び導電層３１ｄを覆うように設けてある。摺動層３１ｃの厚みは十分薄く、表面性を良好にする程度が好ましい。その摺動層３１ｃの例としては、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂層を単独、或いは混合して被覆することが考えられる。或いは、エチレンテトラフルオロエチレン樹脂（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂（ＣＴＥＦ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）等のフッ素樹脂層を単独、或いは混合して被覆することが考えられる。或いは、摺動層３１ｃとして、グラファイト、ダイアモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）、二硫化モリブデン等からなる乾性被膜潤滑剤の保護摺動層や、ガラスコート等の保護摺動層が考えられる。また、基板３１ａの材料として熱伝導性の良好な窒化アルミ等を使用する場合には、抵抗層３１ｂは基板３１ａの裏面（定着ローラ１０と反対側の面）に形成してあっても良い。   The heater 31 has an elongated substrate 31a whose longitudinal direction is a direction orthogonal to the recording material conveyance direction. The substrate 31a is formed of an insulating ceramic such as alumina or aluminum nitride, or a heat resistant resin such as polyimide, PPS, or liquid crystal polymer. On the surface of the substrate 31a (the surface on the side of the fixing roller 10), along the longitudinal direction, an energization heating resistor layer 31b such as Ag / Pd (silver palladium), RuO2, Ta2N is formed in a linear or thin strip shape by screen printing or the like. It is formed by coating. The resistance layer 31b has a thickness of about 10 μm and a width of about 1 to 5 mm. The length of the resistance layer 31b is larger than the recording material maximum conveyance area width W (FIG. 3) of the fixing nip F. The resistance layer 31b is connected by a conductive portion 31d provided at one end of the surface of the substrate 31a, and connected to an electrode portion 31e provided at the other end of the surface of the substrate 31a via the conductive portion 31d. Has been. Further, a protective sliding layer 31c may be provided on the surface of the substrate 31a along the longitudinal direction so as to protect the resistance layer 31b within a range that does not impair the thermal efficiency. The sliding layer 31c is provided so as to cover the resistance layer 31d and the conductive layer 31d. The thickness of the sliding layer 31c is preferably thin enough to improve the surface property. Examples of the sliding layer 31c include a fluororesin layer such as perfluoroalkoxy resin (PFA), polytetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene resin (FEP), or a mixture of them. It is conceivable to coat. Alternatively, a fluororesin layer such as ethylenetetrafluoroethylene resin (ETFE), polychlorotrifluoroethylene resin (CTEF), polyvinylidene fluoride (PVDF) or the like may be covered alone or in combination. Alternatively, as the sliding layer 31c, a protective sliding layer of a dry film lubricant made of graphite, diamond-like carbon (DLC), molybdenum disulfide, or the like, or a protective sliding layer such as a glass coat can be considered. When aluminum nitride or the like having good thermal conductivity is used as the material of the substrate 31a, the resistance layer 31b may be formed on the back surface (the surface opposite to the fixing roller 10) of the substrate 31a.

基板３１ａの裏面には、サーモスイッチ、温度ヒューズ等のサーモプロテクタ（安全素子）３３が配置されている。サーモプロテクタ３３は、ヒータ３１の抵抗層３１ｂと該抵抗層３１ｂに通電する通電制御回路（通電制御手段）８１に直列接続され、ヒータ３１の熱に反応して作動し抵抗層３１ｂａへの通電を遮断する。即ち、ヒータ３１が温度検知素子３４の故障等により暴走状態になったときに、ヒータ３１の異常昇温をサーモプロテクタ３３が検出し、抵抗層３１ｂへの通電をシャットダウンする構成となっている。   On the back surface of the substrate 31a, a thermo protector (safety element) 33 such as a thermo switch or a thermal fuse is disposed. The thermo protector 33 is connected in series to the resistance layer 31b of the heater 31 and an energization control circuit (energization control means) 81 that energizes the resistance layer 31b, and operates in response to the heat of the heater 31 to energize the resistance layer 31ba. Cut off. That is, when the heater 31 becomes in a runaway state due to a failure of the temperature detection element 34 or the like, the thermoprotector 33 detects an abnormal temperature rise of the heater 31 and shuts down energization to the resistance layer 31b.

ホルダー３２は、ヒータ３１と同様、記録材搬送方向と直交する方向を長手とする細長い部材であり、ホルダー３２の下面（定着ローラ２０側の面）には長手方向に沿って溝３２ａが形成してある。ホルダー３２はその溝３２ａによりヒータ２１を摺動層３１ｃを下向きにして固定保持している。このホルダー３２は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂により形成され、熱伝導率が低いほど定着ローラ１０表面の加熱に際する熱効率が高くなる。よって樹脂層の中に中空のフィラー、例えばガラスバルーン、シリカバルーン等を内包してあっても良い。   Like the heater 31, the holder 32 is an elongated member having a direction perpendicular to the recording material conveyance direction as a longitudinal direction, and a groove 32a is formed along the longitudinal direction on the lower surface of the holder 32 (the surface on the fixing roller 20 side). It is. The holder 32 holds the heater 21 fixedly by the groove 32a with the sliding layer 31c facing downward. The holder 32 is formed of a heat-resistant resin such as liquid crystal polymer, phenol resin, PPS, PEEK, and the lower the thermal conductivity, the higher the thermal efficiency when heating the surface of the fixing roller 10. Therefore, a hollow filler such as a glass balloon or a silica balloon may be included in the resin layer.

上記の加熱部材３０において、ホルダー３２は両端部が装置側板対７１に設けられた長孔７１ｂに上下移動自在に保持されている。そしてそのホルダー３２の両端部を加圧バネ（加圧手段）７２により定着ローラ１０側に加圧しヒータ３１摺動層３１ｃを定着ローラ１０表面に接触させることによって、ヒータ３１と定着ローラ１０表面間に所定幅の加熱ニップ部Ｈを形成している。   In the heating member 30 described above, the holder 32 is held at both end portions in a long hole 71 b provided in the apparatus side plate pair 71 so as to be movable up and down. Then, both ends of the holder 32 are pressed against the fixing roller 10 side by a pressure spring (pressing means) 72, and the heater 31 sliding layer 31c is brought into contact with the surface of the fixing roller 10, whereby the space between the heater 31 and the surface of the fixing roller 10 is reached. A heating nip portion H having a predetermined width is formed on the surface.

ｇ）加熱定着動作
ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）などの制御回路（制御手段）８０は、プリント信号(画像形成信号）Ｓ１を取り込むと、定着モータ（第１駆動源）M１を回転駆動して駆動ギアG１を回転させる。これにより定着ローラ１０が矢印方向に所定の速度で回転される。加圧ローラ２０はその定着ローラ１０から定着ニップ部Fを通じて回転力を受け、定着ローラ１０の回転に伴い矢印方向に従動回転する。また、制御回路８０は、プリント信号(画像形成信号）Ｓ１を取り込むと、通電制御回路８１をオンする。これにより電源８２から安全素子３３を介してヒータ３１の抵抗層３１ｂに通電され、その抵抗層３１ｂが発熱してヒータ３１は昇温する。ヒータ３１の有効発熱領域幅、つまり抵抗層３１ｂの長さ寸法Ｈｗは定着ニップ部Ｆの記録材最大通過幅Ｆｗよりも大きい（Ｈｗ＞Ｆｗ）。定着ローラ１０表面はヒータ３１の昇温によって加熱され、その定着ローラ１０表面の加熱温度は温度検知素子３４により検知される。温度検知素子３４は定着ローラ１０表面の温度検知信号を制御回路８０に出力する。そしてその制御回路８０は、温度検知素子３４からの検知信号に基づいて、定着ローラ１０表面の温度が記録材Ｐ上の未定着トナー画像を加熱するための所定の温度（目標温度）になるように通電制御回路８１をオン・オフする。これによって定着ローラ１０表面は所定の温度（以下、所定の温度を定着温度と記す）に維持される。この状態で未定着トナー画像ｔが形成された記録材Ｐが定着ニップ部Fに導入される。その記録材Ｐは定着ローラ１０表面と加圧ローラ２０表面とにより定着ニップ部Fを挟持搬送される。その搬送過程において、未定着トナー画像ｔが定着ローラ１０表面から熱を受けると共に定着ローラ１０表面に対する加圧ローラ２０の加圧力に応じたニップ圧を受けることによって、未定着トナー画像ｔは記録材Ｐ面上に加熱定着される。定着ニップ部Fを出た記録材Pは定着ローラ１０表面から分離して排出ローラ１１３へと搬送される。 g) Heating and Fixing Operation When a control circuit (control means) 80 such as an MPU (microprocessor unit) takes in the print signal (image forming signal) S1, the fixing gear (first drive source) M1 is driven to rotate to drive gear. Rotate G1. As a result, the fixing roller 10 is rotated at a predetermined speed in the direction of the arrow. The pressure roller 20 receives a rotational force from the fixing roller 10 through the fixing nip portion F, and is driven to rotate in the direction of the arrow as the fixing roller 10 rotates. The control circuit 80 turns on the energization control circuit 81 when it receives the print signal (image formation signal) S1. As a result, power is supplied from the power source 82 to the resistance layer 31b of the heater 31 through the safety element 33, the resistance layer 31b generates heat, and the heater 31 is heated. The effective heat generation area width of the heater 31, that is, the length dimension Hw of the resistance layer 31b is larger than the recording material maximum passage width Fw of the fixing nip F (Hw> Fw). The surface of the fixing roller 10 is heated by the temperature rise of the heater 31, and the heating temperature of the surface of the fixing roller 10 is detected by the temperature detection element 34. The temperature detection element 34 outputs a temperature detection signal on the surface of the fixing roller 10 to the control circuit 80. Based on the detection signal from the temperature detection element 34, the control circuit 80 adjusts the surface temperature of the fixing roller 10 to a predetermined temperature (target temperature) for heating the unfixed toner image on the recording material P. The energization control circuit 81 is turned on / off. As a result, the surface of the fixing roller 10 is maintained at a predetermined temperature (hereinafter, the predetermined temperature is referred to as a fixing temperature). In this state, the recording material P on which the unfixed toner image t is formed is introduced into the fixing nip portion F. The recording material P is nipped and conveyed through the fixing nip F by the surface of the fixing roller 10 and the surface of the pressure roller 20. In the conveying process, the unfixed toner image t receives heat from the surface of the fixing roller 10 and receives a nip pressure corresponding to the pressure of the pressure roller 20 against the surface of the fixing roller 10, whereby the unfixed toner image t is recorded on the recording material. Heat-fixed on the P surface. The recording material P exiting the fixing nip F is separated from the surface of the fixing roller 10 and conveyed to the discharge roller 113.

ｈ）圧調整シーケンス
圧調整機構５０により定着ローラ１０表面に対する加圧ローラ２０の加圧力を可変する圧調整シーケンスについて説明する。この圧調整シーケンスは制御回路８０によって実行される。即ち制御回路８０は、複数枚の記録材Ｐに対してプリントを行う１ジョブ毎に、定着ニップ部Ｆにおける加圧力を解除する圧調整シーケンスを実行する。図６に圧調整シーケンスの一例を表わす。 h) Pressure Adjustment Sequence A pressure adjustment sequence for changing the pressure applied by the pressure roller 20 to the surface of the fixing roller 10 by the pressure adjustment mechanism 50 will be described. This pressure adjustment sequence is executed by the control circuit 80. That is, the control circuit 80 executes a pressure adjustment sequence for releasing the applied pressure in the fixing nip portion F for each job for printing on a plurality of recording materials P. FIG. 6 shows an example of the pressure adjustment sequence.

制御回路８０は、加熱定着処理終了後定着ローラ１０の回転を停止してから定着ニップ部Ｆにおける加圧力を低減している。そして次のプリント開始時に温度検知素子３４により検知される定着ローラ１０の表面温度が定着温度（１８０℃）に達すると再び元の加圧力に設定するようにしている。つまり、少なくとも定着ローラ１０表面の加熱を開始するときは定着ローラ１０の熱により記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔの加熱を行うときよりも加圧力を低減させている。   The control circuit 80 reduces the applied pressure at the fixing nip F after stopping the rotation of the fixing roller 10 after the heat fixing process. When the surface temperature of the fixing roller 10 detected by the temperature detecting element 34 at the start of the next printing reaches the fixing temperature (180 ° C.), the original pressure is set again. That is, at least when the heating of the surface of the fixing roller 10 is started, the pressure is reduced more than when the unfixed toner image t on the recording material P is heated by the heat of the fixing roller 10.

図６に示すように、電源ＯＮ時では、定着ニップ部Ｆの加圧力は、圧調整機構５０により図４に示す幅狭ニップ部Ｆ１に応じた圧低減状態（以下、軽圧状態と記す）の１９．６Ｎ（２ｋｇｆ）に設定されている。制御回路８０は、前述のようにプリント信号Ｓ１を入力すると、通電制御回路８１をオンしヒータ３１の抵抗層３１ｂに通電して定着ローラ１０の立ち上げ（定着ローラ１０表面の加熱）を開始するが、圧調整機構５０を動作させることはない。従って定着ニップ部Ｆの加圧力は１９．６Ｎのままである。   As shown in FIG. 6, when the power is turned on, the pressure applied to the fixing nip F is reduced by the pressure adjusting mechanism 50 according to the narrow nip F1 shown in FIG. 4 (hereinafter referred to as a light pressure state). 19.6 N (2 kgf). When the print signal S1 is input as described above, the control circuit 80 turns on the energization control circuit 81 and energizes the resistance layer 31b of the heater 31 to start up the fixing roller 10 (heating the surface of the fixing roller 10). However, the pressure adjusting mechanism 50 is not operated. Therefore, the pressure applied to the fixing nip F remains 19.6N.

その後、制御回路８０は、温度検知素子３４からの検知信号により定着ローラ１０の表面温度が定着温度（１８０℃）に到達したと判断すると、圧調整機構５０を図１に示す加圧状態に動作させ定着ニップＦに所定の加圧力である１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）をかける。つまり、制御回路８０は、定着ローラ１０の表面温度が定着温度に到達したこと（定着ローラ１０立ち上げ完了（加熱定着処理開始））に応じてカムモータＭ２を回転駆動し、圧調整カム５４を図１に示す位置に回転させて加圧力を加圧状態の１９６Ｎに設定する。   Thereafter, when the control circuit 80 determines that the surface temperature of the fixing roller 10 has reached the fixing temperature (180 ° C.) based on the detection signal from the temperature detecting element 34, the pressure adjusting mechanism 50 is operated in the pressurized state shown in FIG. Then, 196 N (20 kgf), which is a predetermined pressure, is applied to the fixing nip F. That is, the control circuit 80 rotates the cam motor M2 in response to the surface temperature of the fixing roller 10 reaching the fixing temperature (the completion of the start-up of the fixing roller 10 (starting of the heat fixing process)), and the pressure adjusting cam 54 is displayed. 1 is set to 196N in a pressurized state.

そして、制御回路８０は、加熱定着処理終了までは加圧力を１９６Ｎに維持するが、加熱定着処理終了後には再び圧調整機構５０により加圧力を軽圧状態の１９．６Ｎに低減する。つまり、制御回路８０は、例えば定着ニップ部Ｆの記録材出口側に設けられた記録材センサ（記録材検知手段）Ｓａ(図１）から出力される記録材検知信号Ｓ２に応じて定着モータＭ１の駆動を停止し加圧ローラ２０及び定着ローラ１０の回転を停止させる。そして、定着モータＭ１の駆動停止と同時に、或いは定着モータＭ１の駆動停止後に、カムモータＭ２を回転駆動し圧調整カム５４を図４に示す位置に回転させて加圧力を１９．６Ｎに設定する。   The control circuit 80 maintains the applied pressure at 196 N until the end of the heat fixing process, but after the end of the heat fixing process, the control circuit 80 again reduces the applied pressure to 19.6 N in the light pressure state. That is, the control circuit 80, for example, the fixing motor M1 according to the recording material detection signal S2 output from the recording material sensor (recording material detection means) Sa (FIG. 1) provided on the recording material outlet side of the fixing nip portion F. And the rotation of the pressure roller 20 and the fixing roller 10 is stopped. Then, simultaneously with the stop of driving of the fixing motor M1, or after the stopping of the fixing motor M1, the cam motor M2 is rotationally driven to rotate the pressure adjusting cam 54 to the position shown in FIG.

１ジョブ目の記録材Ｐの圧調整シーケンスは上記の通りであるが、２ジョブ目以降の記録材Ｐの圧調整シーケンスも１ジョブ目の記録材Ｐの圧調整シーケンスと同じである。   The pressure adjustment sequence of the recording material P for the first job is as described above, but the pressure adjustment sequence of the recording material P for the second and subsequent jobs is the same as the pressure adjustment sequence of the recording material P for the first job.

本参考例では、軽圧状態の定着ニップ部Ｆの加圧力、即ち幅狭ニップ部Ｆ１の加圧力を１９．６Ｎとしたが、加圧力を低減する度合いとしては、若干の低減から完全な解除までがある。加圧力を完全に解除してしまうと、定着ローラ１０表面により加圧ローラ２０表面を効率良く温めることができなくなる。そのために、加圧ローラ２０表面を定着ローラ１０表面に加圧状態に接触させるときには定着ローラ１０表面が急激に冷却されてしまうことや、記録材Ｐの排出時に記録材Ｐがカールすることなどの可能性がある。そのため、諸々の状況に応じて加圧力の低減度合いを考慮する必要がある。 In this reference example , the pressurizing force of the fixing nip F in the light pressure state, that is, the pressurizing force of the narrow nip F1 is 19.6 N. There is up to. If the applied pressure is completely released, the surface of the pressure roller 20 cannot be efficiently heated by the surface of the fixing roller 10. Therefore, when the surface of the pressure roller 20 is brought into contact with the surface of the fixing roller 10 in a pressurized state, the surface of the fixing roller 10 is rapidly cooled, or the recording material P is curled when the recording material P is discharged. there is a possibility. For this reason, it is necessary to consider the degree of pressure reduction according to various situations.

また、本参考例では、プリントする記録材Ｐの材質や、その記録材Ｐの材質と対応する定着モードに応じて、定着ニップ部Ｆの加圧力を圧調整機構５０により調整することも可能となっている。 In the present reference example , the pressure adjusting mechanism 50 can adjust the pressure applied to the fixing nip portion F in accordance with the material of the recording material P to be printed and the fixing mode corresponding to the material of the recording material P. It has become.

また、本参考例では、温度検知素子３４が定着ローラ１０表面温度を検知しているために、定着ローラ１０表面温度が定着温度に達したときに加圧力を増加させている。しかしながら、ヒータ３１の基板３１ａ裏面に温度検知素子３４を設ける場合があり、その場合にはヒータ３１の基板３１ａ温度が定着温度に達したときに加圧力を増加させるようにしても良い。 In this reference example , since the temperature detecting element 34 detects the surface temperature of the fixing roller 10, the pressure is increased when the surface temperature of the fixing roller 10 reaches the fixing temperature. However, the temperature detection element 34 may be provided on the back surface of the substrate 31a of the heater 31. In this case, the pressure may be increased when the temperature of the substrate 31a of the heater 31 reaches the fixing temperature.

ｉ）定着ニップ部の加圧力を低減することによる作用・効果
ところで、画像形成装置が長時間休止状態にある場合、ヒータ３１と加圧ローラ２０が定着ローラ１０に接触しているために、定着ローラ１０の弾性層１２において加熱ニップ部Ｈと定着ニップ部Ｆに該当する箇所が変形を生じたまま収縮してしまう。このような状態から画像形成を開始し、定着ローラ１０を加熱しながら回転させようとした場合、定着ローラ１０はこの２箇所の変形を有した状態でヒータ３１と加圧ローラ２０に押さえつけられながら回転する。そのため、定着ローラ１０の変形に応じてトルクは大きく変動をしてしまう。 i) Actions and effects of reducing the pressure applied to the fixing nip portion When the image forming apparatus is in a resting state for a long time, the fixing is performed because the heater 31 and the pressure roller 20 are in contact with the fixing roller 10. In the elastic layer 12 of the roller 10, the portions corresponding to the heating nip H and the fixing nip F contract with deformation. When image formation is started from such a state and the fixing roller 10 is to be rotated while being heated, the fixing roller 10 is pressed against the heater 31 and the pressure roller 20 in a state where the two deformations occur. Rotate. For this reason, the torque varies greatly according to the deformation of the fixing roller 10.

上記の定着ローラ１０の変形量は、加熱ニップ部Ｈ及び定着ニップ部Ｆにおけるそれぞれの加圧力の大きさに応じて増加し、変形量が多いほど駆動トルクの変動量は大きなものになってしまう。   The amount of deformation of the fixing roller 10 increases in accordance with the amount of pressure applied at the heating nip H and the fixing nip F. The larger the amount of deformation, the larger the fluctuation amount of the driving torque. .

駆動トルクの変動量を抑えるためには、それぞれのニップ部Ｈ，Ｆにおける加圧力を下げ、定着ローラ１０の変形を小さくすることが必要であるが、加圧力を下げた場合ニップ幅が狭くなってしまい、熱効率が悪化することが懸念される。   In order to suppress the fluctuation amount of the driving torque, it is necessary to reduce the applied pressure at each of the nip portions H and F to reduce the deformation of the fixing roller 10, but when the applied pressure is reduced, the nip width becomes narrower. Therefore, there is a concern that the thermal efficiency deteriorates.

加熱ニップ部Ｈにおいては、ヒータ３１として定着ローラ１０の外径に合わせた曲率を有する曲面ヒータを用いることにより、加圧力を下げても十分なニップ幅を得ることができる。   In the heating nip portion H, by using a curved surface heater having a curvature matched to the outer diameter of the fixing roller 10 as the heater 31, a sufficient nip width can be obtained even if the pressing force is lowered.

しかし、定着ニップ部Ｆにおいて、加圧ローラ２０の加圧力を下げつつ、十分な定着ニップ幅を得るためには、定着ローラ１０と加圧ローラ２０のどちらかのゴム硬度を極端に下げる方法がある。ところが、その方法を採用すると、定着ニップ部Ｆの形状が記録材搬送方向では曲面となってしまうために、記録材Ｐがゴム硬度の高いローラ側へカールしやすくなり、また巻きつきも発生しやすくなるために効果的とはいえない。また加圧力を下げたまま定着ローラ１０と加圧ローラ２０の両方のローラのゴム硬度を下げた場合では、定着性が悪化してしまう。   However, in order to obtain a sufficient fixing nip width while lowering the pressing force of the pressure roller 20 in the fixing nip portion F, there is a method of extremely reducing the rubber hardness of either the fixing roller 10 or the pressure roller 20. is there. However, if this method is adopted, the shape of the fixing nip F becomes a curved surface in the recording material conveyance direction, so that the recording material P is easily curled toward the roller having a high rubber hardness, and winding also occurs. It is not effective because it becomes easy. Further, when the rubber hardness of both the fixing roller 10 and the pressure roller 20 is lowered while the applied pressure is lowered, the fixability is deteriorated.

定着ニップ部Ｆにおいて、未定着トナー画像ｔの十分な定着性と、記録材Ｐのカールや巻き付きなど無い安定した搬送性を得るためには、定着ローラ１０と加圧ローラ２０のゴム硬度を適正に設定し、十分な加圧力をかける必要がある。   In the fixing nip portion F, in order to obtain sufficient fixability of the unfixed toner image t and stable conveyance without the curling or winding of the recording material P, the rubber hardness of the fixing roller 10 and the pressure roller 20 is appropriate. It is necessary to apply sufficient pressure.

そのため、一般的に、接触外部加熱方式においては、定着ニップ部Ｆにおける加圧力は強く設定されている。また、長期放置時の定着ニップ部Ｆにおける定着ローラ１０の弾性層１２の変形量は大きいために、定着ローラ１０立ち上げ時に定着ニップ部Ｆでの加圧力を低減することが、駆動トルクの変動を抑えるためには必要となる。   Therefore, in general, in the contact external heating method, the pressing force at the fixing nip portion F is set strongly. Further, since the amount of deformation of the elastic layer 12 of the fixing roller 10 at the fixing nip F when left for a long time is large, it is possible to reduce the applied pressure at the fixing nip F when the fixing roller 10 is started up. It is necessary to suppress this.

また、長時間休止状態でニップを構成していた箇所の定着ローラ１０の弾性層１２は圧縮された状態で収縮してしまっているために、定着ローラ１０立ち上げ時には定着ニップ部Ｆだけでなく加熱ニップ部Ｈにおいても弾性層１２内の空砲が潰されている。これによって、熱が定着ローラ１０表面から芯軸部１３に流入する経路が形成されてしまうために、定着ローラ１０表層（離型性層１１）のみを効率的に加熱することができず、定着ローラ１０の立ち上げ速度を低下させる原因となってしまっていた。   In addition, since the elastic layer 12 of the fixing roller 10 at the place where the nip was configured in a rest state for a long time has shrunk in a compressed state, not only the fixing nip portion F but also when the fixing roller 10 is started up. Also in the heating nip portion H, the empty cannon in the elastic layer 12 is crushed. As a result, a path through which heat flows from the surface of the fixing roller 10 to the core shaft portion 13 is formed, so that only the surface layer of the fixing roller 10 (the releasable layer 11) cannot be efficiently heated. This has caused a decrease in the starting speed of the roller 10.

本参考例では、定着ローラ１０立ち上げ後定着ローラ１０の表面温度が定着温度（１８０℃）に達してから未定着トナー画像ｔの加熱定着処理が完了するまでの間以外は圧調整機構５０により加圧ローラ２０の加圧力が低減されている。そのため、画像形成装置が長時間休止状態にある場合では、ヒータ３１のみ定着ローラ１０表面に所定の加圧力で圧接しているため、定着ローラ１０の弾性層１２の形状が大きく変形した状態で収縮してしまう箇所は加熱ニップ部Ｈのみである。しかし、加熱ニップ部Ｈでの加圧力は定着ニップ部Ｆでの所定の加圧力よりも低いために、加熱ニップ部Ｈでの変形量は従来例の定着ニップ部Ｆでの変形量よりも小さく、発生させてしまうトルク変動量も小さい。よって、定着ローラ１０立ち上げ時にトルクがより大きく振れる原因となる定着ニップ部Ｆでの弾性層１２の変形を軽減することができる。そのため、定着ローラ１０立ち上げ時に、定着ローラ１０の変形による振幅変動を小さく抑えることが可能となり、また定着ローラ１０立ち上げ中に定着ローラ１０が接触するものはヒータ３１のみであるために、全体的なトルク推移も低くなっている。 In this reference example , after the fixing roller 10 is started up, the pressure adjusting mechanism 50 is used except for the time from when the surface temperature of the fixing roller 10 reaches the fixing temperature (180 ° C.) until the heat fixing process of the unfixed toner image t is completed. The pressing force of the pressure roller 20 is reduced. For this reason, when the image forming apparatus is in a resting state for a long time, only the heater 31 is pressed against the surface of the fixing roller 10 with a predetermined pressure, so that the elastic layer 12 of the fixing roller 10 contracts in a state of being greatly deformed. Only the heating nip portion H is used. However, since the pressing force at the heating nip portion H is lower than the predetermined pressing force at the fixing nip portion F, the deformation amount at the heating nip portion H is smaller than the deformation amount at the fixing nip portion F of the conventional example. The amount of torque fluctuation that is generated is small. Therefore, it is possible to reduce deformation of the elastic layer 12 at the fixing nip portion F that causes the torque to swing more greatly when the fixing roller 10 is started up. Therefore, when the fixing roller 10 is started up, the amplitude fluctuation due to the deformation of the fixing roller 10 can be suppressed, and since only the heater 31 is in contact with the fixing roller 10 while the fixing roller 10 is started up, Torque transition is also low.

定着ローラ１０表面が定着温度に達すると、圧調整機構５０により定着ニップ部Ｆに所定の加圧力がかけられるが、長時間休止時加熱ニップ部Ｈで形成された定着ローラ１０の弾性層１２の変形は加熱されることにより膨張し、徐々に緩和されていく。そのため、定着ローラ１０表面温度が定着温度に達する頃には、定着ローラ１０の変形がほぼ解消されている。このため、定着ローラ１０表面温度が定着温度に達した時に、定着ニップ部Ｆに加圧力がかけられても、トルクは極度に変動することは無く安定して推移することができる。   When the surface of the fixing roller 10 reaches the fixing temperature, a predetermined pressure is applied to the fixing nip portion F by the pressure adjusting mechanism 50, but the elastic layer 12 of the fixing roller 10 formed in the heating nip portion H during a long period of inactivity is applied. The deformation expands by heating and gradually relaxes. Therefore, when the surface temperature of the fixing roller 10 reaches the fixing temperature, the deformation of the fixing roller 10 is almost eliminated. For this reason, even when a pressure is applied to the fixing nip portion F when the surface temperature of the fixing roller 10 reaches the fixing temperature, the torque does not fluctuate extremely and can change stably.

このように、定着ローラ１０立ち上げ時、定着ローラ１０の表面温度が定着温度に達してからトナー画像ｔの加熱定着処理が完了するまでの間以外は定着ニップ部Ｆのニップ圧を低減することで、定着ローラ１０を回転させるトルクは安定的に推移する。よって、定着モータＭ１に大きな負荷がかかるようなことは無いため、定着モータＭ１での消費電力も低く抑えることができ、定着モータＭ１として小型の駆動モータを用いることが可能となる。   As described above, when the fixing roller 10 is started up, the nip pressure of the fixing nip portion F is reduced except for the time from when the surface temperature of the fixing roller 10 reaches the fixing temperature until the heat fixing processing of the toner image t is completed. Thus, the torque for rotating the fixing roller 10 changes stably. Therefore, since no large load is applied to the fixing motor M1, the power consumption of the fixing motor M1 can be kept low, and a small drive motor can be used as the fixing motor M1.

また、画像形成装置が長時間休止していても圧調整機構５０により定着ニップ部Ｆにかかる加圧力を低減させていることで、定着ローラ１０の弾性層１２の定着ニップ部Ｆにおける変形は殆ど発生せず、加熱ニップ部Ｈにおける変形も小さい。そのため、定着ローラ１０表面から芯軸部１３に熱が流入する経路は形成されない。また、定着ローラ１０立ち上げ時においても定着ニップ部Ｆでは軽圧状態であるために、定着ローラ１０の弾性層１２の空泡も潰れる事がない。そのため、定着ローラ１０の弾性層１２の断熱効果を低下させることなく、定着ローラ１０表層を効率的に加熱することができる。   Further, even when the image forming apparatus has been idle for a long time, the pressure adjustment mechanism 50 reduces the pressure applied to the fixing nip portion F, so that almost no deformation of the elastic layer 12 of the fixing roller 10 in the fixing nip portion F occurs. It does not occur and deformation at the heating nip H is small. Therefore, a path through which heat flows from the surface of the fixing roller 10 to the core shaft portion 13 is not formed. Further, even when the fixing roller 10 is started up, the fixing nip portion F is in a light pressure state, so that air bubbles in the elastic layer 12 of the fixing roller 10 are not crushed. Therefore, the surface layer of the fixing roller 10 can be efficiently heated without reducing the heat insulating effect of the elastic layer 12 of the fixing roller 10.

また、定着ローラ１０立ち上げ開始から加熱定着処理開始までの間はニップ幅の狭い幅狭ニップ部Ｆ１となっているため、定着ローラ１０から加圧ローラ２０への熱の移動を減少することが可能となる。そのため、ヒータ３１からの熱エネルギーを定着ローラ１０の加熱に効率的に用いることができる。これにより、クイックスタート性は向上し、ファーストプリントタイムも短縮することができ、立ち上げ時の消費電力も低く抑えることが可能となる。   Further, since the narrow nip portion F1 has a narrow nip width from the start of the fixing roller 10 to the start of the heat fixing process, the heat transfer from the fixing roller 10 to the pressure roller 20 can be reduced. It becomes possible. Therefore, the heat energy from the heater 31 can be efficiently used for heating the fixing roller 10. As a result, the quick start performance is improved, the first print time can be shortened, and the power consumption at the start-up can be kept low.

ｊ）実験例
上記の効果を確かめるために、比較例として従来の接触外部加熱方式の定着装置を搭載した画像形成装置と、本参考例の接触外部加熱方式の定着装置１１２を搭載した画像形成装置について、次のような実験を行った。即ち、長時間停止している状態から画像形成を開始させ、１枚プリントを行うまでの定着ローラのトルク測定を行い、また１０００Ｗ投入時のファーストプリントアウトタイム（ＦＰＯＴ）も比較する。使用した画像形成装置はプロセススピード９４．２ｍｍ／ｓｅｃのレーザビームプリンターであり、１分間にＬＴＲサイズの記録材Ｐがそれぞれ１６枚プリントされる装置である。 j) Experimental Example In order to confirm the above effect, as a comparative example, an image forming apparatus equipped with a conventional contact external heating type fixing device and an image forming apparatus equipped with the contact external heating type fixing device 112 of this reference example. The following experiment was conducted. That is, image formation is started from a state of being stopped for a long time, the fixing roller torque is measured until one sheet is printed, and the first printout time (FPOT) when 1000 W is input is also compared. The image forming apparatus used is a laser beam printer with a process speed of 94.2 mm / sec, and is an apparatus that prints 16 LTR size recording materials P each minute.

実験に用いた本参考例の定着装置１１２の構成を説明する。 The configuration of the fixing device 112 of this reference example used in the experiment will be described.

加熱源として、基板３１ａの材料に幅６ｍｍのアルミナを用い、表面にＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）の通電発熱抵抗層３１ｂをスクリーン印刷により、厚み１０μｍ、幅４ｍｍ程度の細帯状に塗工したヒータ３１を使用した。定着ローラ１０としては、芯軸部１３を外径１４ｍｍのアルミで形成し、その外周に断熱弾性層１２として中空フィラー含有シリコーンゴム層を肉厚３ｍｍで形成し、その外周に離型性層１１としてＰＦＡチューブを２０μｍの厚みで形成している。ここで定着ローラ１０の芯軸部１３の材料をアルミとしたが、セラミック多孔質体、鉄製部材等であっても構わない。加圧ローラ２０は、上記定着ローラ１０と同じのものを使用した。上記定着ローラ１０と加圧ローラ２０とで形成される定着ニップ部Ｆに付与する加圧力は１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）となっている。定着ローラ１０立ち上げ開始から加熱定着処理開始までの間、及び加熱定着処理終了後は圧調整機構５０により１９．６Ｎ（２ｋｇｆ）まで加圧力を低減している。また、ヒータ３１と定着ローラ１０とで形成される加熱ニップ部Ｈに付与する加圧力は９８Ｎ（１０ｋｇｆ）とした。軽圧状態の幅狭ニップ部Ｆ１の幅は２．４ｍｍ、加圧状態の定着ニップ部Ｆの幅は６．８ｍｍとなっている。加熱ニップ部Ｈの幅は５．８ｍｍであった。   As a heat source, a heater having a substrate 31a made of alumina having a width of 6 mm, and an Ag / Pd (silver palladium) energization heating resistor layer 31b applied to the surface by screen printing in a thin strip shape having a thickness of about 10 μm and a width of about 4 mm. 31 was used. As the fixing roller 10, the core shaft portion 13 is formed of aluminum having an outer diameter of 14 mm, a hollow filler-containing silicone rubber layer is formed as a heat insulating elastic layer 12 on the outer periphery thereof with a thickness of 3 mm, and the release layer 11 is formed on the outer periphery thereof. The PFA tube is formed with a thickness of 20 μm. Here, although the material of the core shaft portion 13 of the fixing roller 10 is aluminum, a ceramic porous body, an iron member, or the like may be used. The pressure roller 20 is the same as the fixing roller 10 described above. The pressure applied to the fixing nip F formed by the fixing roller 10 and the pressure roller 20 is 196 N (20 kgf). The pressure is reduced to 19.6 N (2 kgf) by the pressure adjusting mechanism 50 between the start of the fixing roller 10 and the heat fixing process and after the heat fixing process is completed. The pressure applied to the heating nip H formed by the heater 31 and the fixing roller 10 was 98 N (10 kgf). The width of the narrow nip portion F1 in the light pressure state is 2.4 mm, and the width of the fixing nip portion F in the pressure state is 6.8 mm. The width of the heating nip portion H was 5.8 mm.

実験に用いた比較例の定着装置の構成を説明する。共通する部材・部分には同じ符号を付す。   A configuration of a fixing device of a comparative example used in the experiment will be described. The same code | symbol is attached | subjected to a common member and part.

比較例の定着装置は、圧調整機構５０が備え付けられていない点を除いて、本参考例の定着装置と同じ構成としてある。従って、定着ローラ１０と加圧ローラ２０とで形成される定着ニップ部Ｆに付与する加圧力は１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）となっている。また定着ニップ部Ｆの幅も６．８ｍｍとなっている。 The fixing device of the comparative example has the same configuration as the fixing device of this reference example , except that the pressure adjusting mechanism 50 is not provided. Accordingly, the pressure applied to the fixing nip F formed by the fixing roller 10 and the pressure roller 20 is 196 N (20 kgf). The width of the fixing nip portion F is also 6.8 mm.

本参考例の定着装置１１２と比較例の定着装置について、１枚プリントを完了するまでの定着ローラ１０のトルクを測定した。ただし、本参考例の定着装置１１２と比較例の定着装置はそれぞれ連続５００枚プリント後９６時間放置したものであり、本参考例の定着装置１１２では５００枚プリント終了後から圧調整機構５０により加圧力が低減されている。 With respect to the fixing device 112 of this reference example and the fixing device of the comparative example, the torque of the fixing roller 10 until one sheet was printed was measured. However, the fixing device 112 of this reference example and the fixing device of the comparative example were each left for 96 hours after continuous printing of 500 sheets. In the fixing device 112 of this reference example , the pressure adjusting mechanism 50 applied the printing after 500 sheets were printed. Pressure has been reduced.

ｋ）評価
図７に比較例の定着装置における定着ローラ１０のトルク推移を示す。図８に本参考例の定着装置１１２における定着ローラ１０のトルク推移を示す。図９には比較例の定着装置と本参考例の定着装置１１２において、定着ローラ１０の最大トルク、定着ローラ１０立ち上げ時間、ＦＰＯＴをそれぞれ示している。 k) Evaluation FIG. 7 shows the torque transition of the fixing roller 10 in the fixing device of the comparative example. FIG. 8 shows the torque transition of the fixing roller 10 in the fixing device 112 of this reference example . FIG. 9 shows the maximum torque of the fixing roller 10, the rising time of the fixing roller 10, and the FPOT in the fixing device of the comparative example and the fixing device 112 of this reference example .

比較例の定着装置においては、図７に示すように、定着ローラ１０立ち上げ開始直後トルクは非常に大きな振幅を有しており、時間と共に振幅は減衰していくのがわかる。定着ローラ１０は加圧ローラ２０とヒータ３１に圧接されたまま９６時間放置された状態であり、定着ローラ１０の弾性層１２は変形したまま収縮してしまっている。このような状態から画像形成が開始されると、定着ローラ１０は加熱されながら回転するが、定着ローラ１０の弾性層１２が変形したまま収縮している。そのため、平板状のヒータ３１の接触摺動と加圧ローラ１０の接触従動により定着ローラ１０がスムーズに回転することができずに、トルクは弾性層１２の変形に応じて大きく振れてしまう。しかし、定着ローラ１０が加熱されるにつれ、定着ローラ１０の弾性層１２は膨張し、変形は解消されていくために、徐々にトルクの振り幅が小さくなっていく。   In the fixing device of the comparative example, as shown in FIG. 7, it can be seen that the torque immediately after the start of the fixing roller 10 has a very large amplitude, and the amplitude decreases with time. The fixing roller 10 is left in contact with the pressure roller 20 and the heater 31 for 96 hours, and the elastic layer 12 of the fixing roller 10 is contracted while being deformed. When image formation is started from such a state, the fixing roller 10 rotates while being heated, but the elastic layer 12 of the fixing roller 10 is contracted while being deformed. Therefore, the fixing roller 10 cannot smoothly rotate due to the contact sliding of the flat heater 31 and the contact follower of the pressure roller 10, and the torque greatly fluctuates according to the deformation of the elastic layer 12. However, as the fixing roller 10 is heated, the elastic layer 12 of the fixing roller 10 expands and the deformation is eliminated, so that the torque amplitude gradually decreases.

これに対し、本参考例の定着装置１１２では、放置前の５００枚プリント完了時から圧調整機構５０により定着ニップ部Ｆに付与される加圧力が大幅に低減１９．６Ｎ（２ｋｇｆ）されている。本参考例の定着装置においては、定着ローラ１０の弾性層１２で大きな変形を有したまま収縮しているのは加熱ニップ部Ｈのみである。定着ローラ１０を立ち上げるときに定着ローラ１０の回転を妨げるものはヒータ３１の接触摺動のみで、加圧ローラ２０は軽い加圧力で従動回転している。そのために立ち上げ中の定着ローラ１０のトルクは、図８に示すように比較例に比べ振幅は半減しており、また振幅の中心値も０．１９６Ｎ・ｍ（２ｋｇｆ・ｃｍ）程度下がった。また本参考例の定着装置１１２においても定着ローラ１０が加熱されることによりトルクの振幅は徐々に小さくなっている。その後定着ローラ１０が定着温度の１８０℃に達すると、圧調整機構５０により定着ニップ部Ｆに所定の加圧力である１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）がかけられるために、トルクの値は上昇し従来例と同等に推移している。 On the other hand, in the fixing device 112 of this reference example, the pressure applied to the fixing nip F by the pressure adjusting mechanism 50 is greatly reduced by 19.6 N (2 kgf) from the completion of printing 500 sheets before leaving. . In the fixing device of this reference example , only the heating nip portion H is contracted while having a large deformation in the elastic layer 12 of the fixing roller 10. Only the contact sliding of the heater 31 prevents the fixing roller 10 from rotating when the fixing roller 10 is raised, and the pressure roller 20 is driven to rotate with a light pressure. Therefore, as shown in FIG. 8, the torque of the fixing roller 10 during startup is half the amplitude as compared with the comparative example, and the center value of the amplitude is also reduced by about 0.196 N · m (2 kgf · cm). Also in the fixing device 112 of this reference example, the torque amplitude gradually decreases as the fixing roller 10 is heated. Thereafter, when the fixing roller 10 reaches a fixing temperature of 180 ° C., the pressure adjustment mechanism 50 applies 196 N (20 kgf), which is a predetermined pressing force, to the fixing nip portion F, so that the torque value increases and is equal to the conventional example. It has transitioned to.

最大トルクで比較すると、比較例の定着装置では立ち上げ開始直後の０．７７８Ｎ・ｍ（７．９４ｋｇｆ・ｃｍ）であった。これに対し、本参考例の定着装置１１２では立ち上げ開始直後ではなく、立ち上げ終了後圧調整機構により加圧力が１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）かけられた瞬間の０．４８８Ｎ・ｍ（４．９８ｋｇｆ・ｃｍ）である。従って、本参考例の定着装置１１２によって最大トルクは３７．５％減の効果を得ることができた。 When compared with the maximum torque, it was 0.778 N · m (7.94 kgf · cm) immediately after start-up of the fixing device of the comparative example. On the other hand, in the fixing device 112 of the present reference example , 0.488 N · m (4.98 kgf · cm) at the moment when the applied pressure is applied by the pressure adjusting mechanism after the start-up is not 196 N (20 kgf), not immediately after the start-up. ). Therefore, the fixing device 112 of this reference example was able to obtain the effect of reducing the maximum torque by 37.5%.

また、定着ローラ１０の立ち上げ時間を比較すると、比較例の定着装置が４．９秒かかっているのに対して、本参考例の定着装置１１２では３．７秒である。従ってクイックスタート性も向上していた。これは、比較例の定着装置では、９６時間放置している間に定着ローラ１０の弾性層１２において定着ニップ部Ｆに該当する箇所が圧縮された状態で収縮されているため、その該当箇所の空泡は潰されてしまう。また定着ローラ１０を立ち上げるときに定着ローラ１０の弾性層１２は定着ニップ部Ｆに付与された加圧力により圧縮されてしまうため、定着ニップ部Ｆの該当箇所の空泡は潰されてしまう。このように弾性層１２の定着ニップ部Ｆの該当箇所の空泡は潰されてしまうことから、定着ローラ１０の立ち上げを開始する時は定着ローラ１０表面の熱が芯軸部１３に流入する経路が２つ形成されてしまっている。また加圧ローラ２０と定着に十分な定着ニップ部Ｆを形成しているために、定着ローラ１０表面の熱が加圧ローラ２０にも逃げてしまっていた。 Further, when the rise time of the fixing roller 10 is compared, the fixing device of the comparative example takes 4.9 seconds, while the fixing device 112 of the present reference example takes 3.7 seconds. Therefore, the quick start property was also improved. This is because, in the fixing device of the comparative example, the portion corresponding to the fixing nip portion F of the elastic layer 12 of the fixing roller 10 is contracted in a compressed state while being left for 96 hours. Air bubbles are crushed. Further, when the fixing roller 10 is raised, the elastic layer 12 of the fixing roller 10 is compressed by the applied pressure applied to the fixing nip portion F, so that air bubbles at the corresponding portion of the fixing nip portion F are crushed. As described above, the air bubbles at the corresponding portion of the fixing nip portion F of the elastic layer 12 are crushed. Therefore, when starting up the fixing roller 10, the heat on the surface of the fixing roller 10 flows into the core shaft portion 13. Two paths have been formed. Further, since the fixing roller nip F sufficient for fixing with the pressure roller 20 is formed, the heat on the surface of the fixing roller 10 escapes to the pressure roller 20 as well.

これに対し、本参考例の定着装置１１２では、長時間放置時から定着ローラ１０の立ち上げが完了するまで圧調整機構５０により加圧ローラ２０の加圧力が低減されている。そのため、定着ローラ１０立ち上げ中に定着ローラ１０表面から芯軸部１３に熱が流入する経路は形成されず、かつ定着ローラ１０立ち上げ中、定着ニップ幅が６．８ｍｍから２．４ｍｍに細められている。そのため、定着ローラ１０から加圧ローラ２０への熱の移動も抑制することができ、加熱ヒータ３１の熱を定着ローラ１０の立ち上げに効率的に用いることができる。これにより、本参考例の定着装置１１２は比較例の定着装置よりもクイックスタート性が向上し、ファーストプリントアウトタイム（ＦＰＯＴ）が９．１秒から７．９秒まで１３．２％の短縮が可能となった。 On the other hand, in the fixing device 112 of this reference example, the pressure applied by the pressure roller 20 is reduced by the pressure adjusting mechanism 50 until the fixing roller 10 is completely started up after being left for a long time. For this reason, a path through which heat flows from the surface of the fixing roller 10 to the core shaft portion 13 is not formed while the fixing roller 10 is started up, and the fixing nip width is narrowed from 6.8 mm to 2.4 mm while the fixing roller 10 is started up. It has been. Therefore, the movement of heat from the fixing roller 10 to the pressure roller 20 can be suppressed, and the heat of the heater 31 can be efficiently used for starting up the fixing roller 10. As a result, the fixing device 112 of this reference example has improved quick start performance compared to the fixing device of the comparative example, and the first printout time (FPOT) is reduced by 13.2% from 9.1 seconds to 7.9 seconds. It has become possible.

即ち、本参考例の定着装置１１２によれば、電源ＯＮから定着ローラ１０が所定の定着温度に達する加熱定着処理開始まで間、定着ニップ部Ｆにかかる加圧力を低減させている。つまり、少なくとも定着ローラ１０表面の加熱を開始するときは定着ローラ１０表面の熱により記録材Ｐ上のトナー画像ｔの加熱を行うときよりも定着ニップ部Ｆにかかる加圧力が低減されている。そのため定着ローラ１０立ち上げ時、定着ニップ部Ｆ付近での定着ローラ１０の弾性層１３内の空泡が潰されることがないため、ヒータ３１からの熱を定着ローラ１０内部に逃がしづらくなる。また定着ニップ幅が狭くなることで、定着ローラ１０から加圧ローラ２０への熱の移動も抑制することが可能となっている。そのためヒータ３１からの熱エネルギーを定着ローラ１０表層の加熱にのみ効率的に用いることができ、クイックスタート性の向上、ファーストプリントタイムの短縮が可能となる。 That is, according to the fixing device 112 of the present reference example, the pressure applied to the fixing nip portion F is reduced from the time the power is turned on until the heat fixing process when the fixing roller 10 reaches a predetermined fixing temperature. That is, at least when the heating of the surface of the fixing roller 10 is started, the pressure applied to the fixing nip F is reduced as compared with the case where the toner image t on the recording material P is heated by the heat of the surface of the fixing roller 10. Therefore, when the fixing roller 10 is started up, air bubbles in the elastic layer 13 of the fixing roller 10 in the vicinity of the fixing nip portion F are not crushed, so that it is difficult for the heat from the heater 31 to escape into the fixing roller 10. Further, since the fixing nip width is narrowed, it is possible to suppress heat transfer from the fixing roller 10 to the pressure roller 20. Therefore, the heat energy from the heater 31 can be efficiently used only for heating the surface layer of the fixing roller 10, and quick start performance can be improved and first print time can be shortened.

また、定着ニップ部Ｆにかかる加圧力を低減することにより変形を有したまま収縮した状態の定着ローラ１０でも比較的滑らかに回転可能である。そのため、定着ローラ１０立ち上げ時に大きく変動しがちだった定着モータＭ１にかかるトルクを軽減させ安定させることが可能となる。そのため従来立ち上げ時にモータ駆動に必要であった電力を低減でき、また大型のモータを用意する必要もなくなる。   Further, by reducing the pressure applied to the fixing nip portion F, the fixing roller 10 in a contracted state with deformation can be rotated relatively smoothly. Therefore, it is possible to reduce and stabilize the torque applied to the fixing motor M1, which tends to fluctuate greatly when the fixing roller 10 is started up. Therefore, it is possible to reduce the power required for driving the motor at the time of starting up, and it becomes unnecessary to prepare a large motor.

ここで、本実験で用いた画像形成装置は制御上プリント終了後も２秒間定着ローラ１０を回転させているために、図８に示すグラフ中、トルクはＦＰＯＴよりも２秒程度長く観測されている。   Here, since the image forming apparatus used in this experiment rotates the fixing roller 10 for 2 seconds after the printing is finished for control, the torque is observed to be about 2 seconds longer than the FPOT in the graph shown in FIG. Yes.

以上のように、本参考例では、定着ローラ１０立ち上げ完了後（加熱定着処理開始）から加熱定着処理終了の間のみ圧調整機構５０により定着ニップ部Ｆに所定の加圧力をかけ、それ以外の時は加圧力を低減させるような制御を行っている。これにより、接触外部加熱方式の定着装置において定着ローラ１０立ち上げ時に大きくなりがちな定着ローラ１０の駆動トルクを軽減かつ安定させることができる。そのため、比較的小さな電力で定着ローラ１０を駆動させることができ、大型のモータを用意することも必要ではなくなる。 As described above, in this reference example , a predetermined pressure is applied to the fixing nip portion F by the pressure adjusting mechanism 50 only after the completion of the start-up of the fixing roller 10 (start of the heat fixing process) and the end of the heat fixing process. In this case, control is performed to reduce the applied pressure. Thereby, in the contact external heating type fixing device, it is possible to reduce and stabilize the driving torque of the fixing roller 10 that tends to increase when the fixing roller 10 starts up. Therefore, the fixing roller 10 can be driven with relatively small electric power, and it is not necessary to prepare a large motor.

また、長期放置による定着ローラ１０の弾性層１３の変形を抑え、定着ローラ１０立ち上げ中の定着ニップ部Ｆでの加圧力を軽減し、定着ニップＦを細めている。そのため、定着ローラ１０内部の芯軸部１３や、加圧ローラ２０へヒータ３１の熱が移動するのを抑制することができる。これによって、ヒータ３１の熱を効率的に定着ローラ１０表面の立ち上げに利用することが可能となり、クイックスタート性が向上し、ＦＰＯＴを短縮することができた。
［実施例］ Further, the deformation of the elastic layer 13 of the fixing roller 10 caused by leaving for a long period of time is suppressed, the pressure applied at the fixing nip portion F during startup of the fixing roller 10 is reduced, and the fixing nip F is narrowed. Therefore, the heat of the heater 31 can be suppressed from moving to the core shaft portion 13 inside the fixing roller 10 and the pressure roller 20. As a result, the heat of the heater 31 can be efficiently used for starting up the surface of the fixing roller 10, the quick start property is improved, and the FPOT can be shortened.
[Example]

本実施例に係る定着装置を説明する。 Illustrating the fixing equipment according to the present embodiment.

図１１は本実施例の定着装置の横断側面模型図である。図１２は図１１の定着装置の縦断側面模型図である。図１３は図１１の定着装置を記録材の導入側から見た正面図である。図１４はフィルムユニットの潤滑剤によるトルクの温度特性を表わす図である。図１５は圧調整シーケンスの一例を表わす図である。図１６は幅狭ニップ部を形成するときの圧調整機構（加圧力調整部）の動作説明図である。 Figure 11 is a lateral cross-sectional side schematic drawing of a fixing device of the present embodiment. FIG. 12 is a longitudinal sectional side view of the fixing device of FIG. FIG. 13 is a front view of the fixing device of FIG. 11 as viewed from the recording material introduction side. FIG. 14 is a graph showing the temperature characteristics of torque due to the lubricant in the film unit. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a pressure adjustment sequence. FIG. 16 is an operation explanatory diagram of the pressure adjusting mechanism (pressure adjusting unit) when forming the narrow nip portion.

本実施例では、参考例の定着装置１１２と同じ部材・部分には同一の符号を付して再度の説明を省略する。 In this embodiment, the same members / portions as those of the fixing device 112 of the reference example are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

参考例の定着装置１１２においては、定着ニップ部Ｆで記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔを加熱定着した際、定着ローラ１０表面に未定着トナーがわずかに付着することがある。定着ローラ１０表面にわずかに付着したオフセットトナーは、定着ローラ１０の回転方向において一度加熱ニップ部Ｈの上流側にヒータ３１との摺擦により掻きとられて溜まる。そしてそのトナーは、定着ローラ１０の加熱ニップ部Ｆ下流側への回転駆動力とヒータ３１による加熱により溶融されて移動可能となり、定着ローラ１０の回転に伴い加熱ニップ部Ｈの下流側に移動する。プロセススピードが低速であるならば、ヒータ３１の温調温度もそれほど高くないことから、トナーは加熱ニップ部Ｈ内で比較的低温で加熱される。そのため、トナーはヒータ３１と定着ローラ１０表面とに付着する泣き分かれ現象を起こさずに定着ローラ１０表面に付着し記録材Ｐ上に吐き出される。記録材Ｐ上に吐き出されるトナーは非常に微量であるために実用上問題にならない。しかし、プロセススピードが高速になると、ヒータ３１の温調温度はより高温となる。そのため、加熱ニップ部Ｈ内で過剰に加熱された定着ローラ１０表面上のオフセットトナーは、加熱ニップ部Ｈの下流側端部でヒータ３１と急激に離型することとなり、泣き別れ現象を起こしてしまい、ヒータ３１側にオフセットし蓄積してトナー塊となってしまう。これは、トナーが過剰に溶融されることで粘性が小さくなるために発生してしまう現象である。このヒータ３１の下流部に蓄積したトナー魂が許容量を超えた時、そのトナー塊は定着ローラ１０の回転駆動力により掻き取られ、記録材Ｐにブロッブスとして吐き出されてしまう可能性があった。 In the fixing device 112 of the reference example , when the unfixed toner image t on the recording material P is heated and fixed at the fixing nip F, the unfixed toner may slightly adhere to the surface of the fixing roller 10. The offset toner that slightly adheres to the surface of the fixing roller 10 is once scraped and collected on the upstream side of the heating nip H by rubbing with the heater 31 in the rotation direction of the fixing roller 10. The toner is melted and moved by the rotational driving force to the downstream side of the heating nip F of the fixing roller 10 and the heating by the heater 31, and moves to the downstream side of the heating nip H as the fixing roller 10 rotates. . If the process speed is low, the temperature of the heater 31 is not so high, and the toner is heated in the heating nip H at a relatively low temperature. Therefore, the toner adheres to the surface of the fixing roller 10 and is discharged onto the recording material P without causing the tearing phenomenon that adheres to the heater 31 and the surface of the fixing roller 10. Since the amount of toner discharged on the recording material P is very small, there is no practical problem. However, when the process speed is increased, the temperature adjustment temperature of the heater 31 becomes higher. For this reason, the offset toner on the surface of the fixing roller 10 heated excessively in the heating nip H is abruptly released from the heater 31 at the downstream end of the heating nip H, causing a tearing phenomenon. The toner is offset and accumulated on the heater 31 side to form a toner lump. This is a phenomenon that occurs because the viscosity is reduced by excessive melting of the toner. When the toner soul accumulated in the downstream portion of the heater 31 exceeds an allowable amount, the toner lump is scraped off by the rotational driving force of the fixing roller 10 and may be discharged to the recording material P as blobs. .

また、参考例の定着装置１１２を高速の画像形成装置に採用した場合、高速なプロセススピードによって定着ローラ１０とヒータ３１が摺動するために、定着ローラ１０表面の離型性層１１が磨耗しやすくなる。また画像形成装置の使用が長くなると、耐久により定着ローラ１０の離型性層１１が削れてしまい、内側の弾性層１２が露出してしまうことで、定着ローラ１０の離型性が悪化し画像不良を発生してしまうことも考えられる。 Further, when the fixing device 112 of the reference example is employed in a high-speed image forming apparatus, the fixing roller 10 and the heater 31 slide at a high process speed, so that the release layer 11 on the surface of the fixing roller 10 is worn. It becomes easy. When the image forming apparatus is used for a long time, the releasable layer 11 of the fixing roller 10 is scraped due to durability, and the inner elastic layer 12 is exposed, so that the releasability of the fixing roller 10 is deteriorated and the image is removed. It is also possible that a defect will occur.

そこで、本実施例では、回転可能な薄肉のエンドレスフィルム（可撓性部材）３５をヒータ３１と定着ローラ１０とで挟み、そのフィルム３５を介して定着ローラ１０表面をヒータ３１により加熱するフィルム加熱方式の定着装置としてある。つまり、加熱部材３０は、ヒータ３１と、ホルダー３２と、フィルム３５、フィルムガイド３６などを一体化したフィルムユニット（加熱ユニット）として構成されている。このフィルムユニットにおいて、フィルム３５の両端部に設けられたフィルムガイド３６によりフィルム３５端部を保持し、そのフィルムガイド３６を装置側板対７１に設けられた長孔７１ｂに上下移動自在に保持させている。そしてホルダー３２をフィルムガイド３６を介して加圧バネ７２により定着ローラ１０側に加圧しフィルム３５の外周面（表面）を定着ローラ１０表面に接触させることによって、フィルム３５表面と定着ローラ１０表面間に所定幅の加熱ニップ部（加熱圧接部）Ｈを形成している。このように加熱部材３０をフィルムユニットとすることで、フィルム加熱方式で実績があるように、ヒータ３１の汚れ防止と定着ローラ１０の耐久性向上を同時に実現することが可能となる。 Therefore, in this embodiment, a rotatable thin endless film (flexible member) 35 is sandwiched between the heater 31 and the fixing roller 10, and the surface of the fixing roller 10 is heated by the heater 31 via the film 35. As a fixing device of the type. That is, the heating member 30 is configured as a film unit (heating unit) in which the heater 31, the holder 32, the film 35, the film guide 36, and the like are integrated. In this film unit, the ends of the film 35 are held by the film guides 36 provided at both ends of the film 35, and the film guides 36 are held in the long holes 71b provided in the apparatus side plate pair 71 so as to be movable up and down. Yes. Then, the holder 32 is pressed against the fixing roller 10 side by the pressure spring 72 through the film guide 36 and the outer peripheral surface (surface) of the film 35 is brought into contact with the surface of the fixing roller 10, whereby the surface of the film 35 and the surface of the fixing roller 10 are contacted. A heating nip portion (heating pressure contact portion) H having a predetermined width is formed on the surface. As described above, by using the heating member 30 as a film unit, it is possible to simultaneously prevent contamination of the heater 31 and improve the durability of the fixing roller 10 as has been proven in the film heating method.

フィルム３５は熱容量の小さなフィルム部材であり、クイックスタートを可能にするために層厚み１００μｍ以下の耐熱性フィルムである。フィルム３５において、基層としてポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫなどの耐熱性樹脂、あるいは耐熱性、高熱伝導性を有するＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｎなどの金属部材を単独ないし複合して形成している。樹脂製の基層の場合には、高熱伝導性を向上するために、ＢＮ、アルミナ、Ａｌなどの高熱伝導性粉末を混入してあっても良い。また、長寿命のフィルム３５を構成するために十分な強度を持ち、耐久性に優れた基層として、層厚み２０μｍ以上が必要である。よってフィルム３５の層厚みとしては２０μｍ以上１００μｍ以下が最適である。   The film 35 is a film member having a small heat capacity, and is a heat resistant film having a layer thickness of 100 μm or less in order to enable quick start. In the film 35, the base layer is formed of a heat resistant resin such as polyimide, polyamideimide, PEEK, or a metal member such as SUS, Al, Ni, Ti, Zn having heat resistance and high thermal conductivity, alone or in combination. . In the case of the resin base layer, in order to improve the high thermal conductivity, high thermal conductive powder such as BN, alumina, Al or the like may be mixed. In addition, a layer thickness of 20 μm or more is required as a base layer having sufficient strength to form the long-life film 35 and excellent in durability. Therefore, the layer thickness of the film 35 is optimally 20 μm or more and 100 μm or less.

さらにオフセットトナーや紙粉の付着・蓄積を防止するためにフィルム３５の表層には、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＣＴＥＦ、ＰＶＤＦ等のフッ素樹脂層を離型層として単独ないしは混合して被覆してある。ＰＦＡはパーフルオロアルコキシ樹脂、ＰＴＦＥはポリテトラフルオロエチレン樹脂、ＦＥＰはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂、ＥＴＦＥはエチレンテトラフルオロエチレン樹脂である。ＣＴＥＦはポリクロロトリフルオロエチレン樹脂、ＰＶＤＦはポリビニリデンフルオライド樹脂である。   Furthermore, in order to prevent the adhesion and accumulation of offset toner and paper dust, the surface layer of the film 35 is coated with a fluororesin layer such as PFA, PTFE, FEP, ETFE, CTEF, PVDF alone or mixed as a release layer. It is. PFA is a perfluoroalkoxy resin, PTFE is a polytetrafluoroethylene resin, FEP is a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene resin, and ETFE is an ethylenetetrafluoroethylene resin. CTEF is a polychlorotrifluoroethylene resin, and PVDF is a polyvinylidene fluoride resin.

フィルム３５は、加熱ニップ部Ｈにおいて、定着ローラ１０の回転に伴い、定着ローラ１０表面とフィルム３５表面との接触摩擦力によりフィルム３５に回転力が作用する。これによってフィルム３５は、フィルム３５内面がヒータ３１の表面（外面）に密着して摺動しながら矢印方向に定着ローラ１０の回転周速度に略対応した周速度をもって回転する。   In the heating nip H, the film 35 is subjected to a rotational force by the contact frictional force between the surface of the fixing roller 10 and the surface of the film 35 as the fixing roller 10 rotates. As a result, the film 35 rotates at a peripheral speed substantially corresponding to the rotational peripheral speed of the fixing roller 10 in the direction of the arrow while the inner surface of the film 35 slides in close contact with the surface (outer surface) of the heater 31.

本実施例に示す定着装置１１２は、ヒータ３１と定着ローラ１０表面との間に回転可能なフィルム３５を介在させるために、定着ローラ１０表面に摺動する部材は存在しない。これによって定着ローラ１０の耐久性を飛躍的に向上させることができる。またフィルム３５の離型性を定着ローラ１０の離型性よりも高めることで、定着ローラ１０表面上のオフセットトナーがフィルム３５側に移り難くなって蓄積し難くなる。そのため、オフセットトナーは記録材Ｐに吐き出される。   In the fixing device 112 shown in this embodiment, since the rotatable film 35 is interposed between the heater 31 and the surface of the fixing roller 10, there is no member that slides on the surface of the fixing roller 10. As a result, the durability of the fixing roller 10 can be dramatically improved. Further, by making the release property of the film 35 higher than the release property of the fixing roller 10, the offset toner on the surface of the fixing roller 10 is difficult to move to the film 35 side and is difficult to accumulate. Therefore, the offset toner is discharged to the recording material P.

また、フィルム３５の回転をより滑らかにし、ヒータ３１とフィルム３５の摺擦による削れを防止するために、ヒータ３１とフィルム３５内面との間に耐熱性グリス等の潤滑剤を介在させている。しかし、上記潤滑材は高温使用を目的としており、低温使用時では潤滑材の粘度が高くなってしまい、そのため潤滑剤が温まっていない定着ローラ１０立ち上げ初期は定着ローラ１０の駆動トルクが高くなってしまっていた。   In addition, a lubricant such as heat resistant grease is interposed between the heater 31 and the inner surface of the film 35 in order to make the rotation of the film 35 smoother and prevent the heater 31 and the film 35 from being scraped by rubbing. However, the above lubricant is intended for high temperature use, and the viscosity of the lubricant becomes high during low temperature use. For this reason, the driving torque of the fixing roller 10 becomes high at the start of the fixing roller 10 when the lubricant is not warmed. It was.

そこで、本実施例の定着装置１１２において潤滑剤によるトルクの温度特性を調べるために、本実施例の定着装置１１２を搭載した画像形成装置を用いて以下の実験を行った。この画像形成装置は、プロセススピードが３１１ｍｍ／ｓｅｃであり、一分間に５５枚のプリントが可能な高速機である。   Therefore, in order to investigate the temperature characteristics of the torque due to the lubricant in the fixing device 112 of this embodiment, the following experiment was performed using an image forming apparatus equipped with the fixing device 112 of this embodiment. This image forming apparatus has a process speed of 311 mm / sec and is a high-speed machine capable of printing 55 sheets per minute.

本実験において、定着装置１１２の圧調整機構５０は動作させていない。従って定着ニップ部Ｆは所定の加圧力に設定されている。またヒータ３１裏面には温度検知素子３４を設けている。従って制御回路８０は温度検知素子３４からの検知信号に基づいてヒータ３１裏面が一定温度になるように通電制御回路８１をオン・オフして通電制御を行う。そのときのヒータ３１裏面温度を横軸、ヒータ３１裏面を一定温度のまま定着ローラ１０の駆動トルクが定常に至る時の値を縦軸に表したものが図１４である。   In this experiment, the pressure adjusting mechanism 50 of the fixing device 112 is not operated. Accordingly, the fixing nip F is set to a predetermined pressure. A temperature detection element 34 is provided on the back surface of the heater 31. Therefore, the control circuit 80 performs energization control by turning on / off the energization control circuit 81 so that the back surface of the heater 31 has a constant temperature based on the detection signal from the temperature detection element 34. FIG. 14 is a graph in which the temperature on the back surface of the heater 31 at that time is plotted on the horizontal axis, and the value at the time when the driving torque of the fixing roller 10 reaches a steady state while the back surface of the heater 31 is kept at a constant temperature.

図１４に示すように、ヒータ３１裏面温度が低いほど潤滑剤粘度は高いため定着ローラ１０の駆動トルクが高くなっていることがわかる。ヒータ３１裏面温度５０℃（室温程度（２４℃））では１．１６７Ｎ・ｍ（１１．９ｋｇｆ・ｃｍ）と非常に高いトルクを示している。   As shown in FIG. 14, it can be seen that the lower the heater 31 back surface temperature, the higher the lubricant viscosity, and thus the higher the driving torque of the fixing roller 10. The heater 31 has a very high torque of 1.167 N · m (11.9 kgf · cm) at the back surface temperature of 50 ° C. (about room temperature (24 ° C.)).

このようにフィルムユニットを用いた接触外部加熱方式では、潤滑剤の粘度の高い定着ローラ１０立ち上げ初期にトルクが非常に高いという課題があった。   As described above, the contact external heating method using the film unit has a problem that the torque is very high at the start of the fixing roller 10 having a high viscosity of the lubricant.

そこで、本実施例の定着装置１１２における圧調整シーケンスとしては、図１５に示すように、定着ローラ１０停止時（電源ＯＮから立ち上げ開始まで間）から、定着ローラ１０立ち上げ中における第一目標温度（第２の目標温度）（１５０℃）まで加圧力は完全に解除する。この場合、圧調整機構５０の圧調整カム５４は、図１６に一点鎖線にて示すように、圧調整部５４ｂ周面中央の圧解除部５４ｂ１により圧調整レバー５２を押し下げる位置に回転される。これにより加圧ローラ２０ｂが下方に移動し、定着ローラ１０表面に対する加圧ローラ２０の加圧力は完全に解除されて０（零）（第２の加圧力）となる。上記の第一目標温度は、定着ローラ１０立ち上げ中においてグリスの粘度が室温使用時の１．１６７Ｎ・ｍ（１１．９ｋｇｆ・ｃｍ）から半分の０．５８８Ｎ・ｍ（６ｋｇｆ・ｃｍ）程度まで低下する温度である。 Therefore, as a pressure adjustment sequence in the fixing device 112 of the present embodiment, as shown in FIG. 15, the first target during the startup of the fixing roller 10 from when the fixing roller 10 is stopped (from the time the power is turned on to the start of startup). The applied pressure is completely released until the temperature (second target temperature) (150 ° C.). In this case, the pressure adjusting cam 54 of the pressure adjusting mechanism 50 is rotated to a position where the pressure adjusting lever 52 is pushed down by the pressure releasing portion 54b1 at the center of the peripheral surface of the pressure adjusting portion 54b, as shown by a one-dot chain line in FIG. As a result, the pressure roller 20b moves downward, and the pressure applied by the pressure roller 20 to the surface of the fixing roller 10 is completely released and becomes 0 (zero) (second pressure) . The first target temperature is from 1.167 N · m (11.9 kgf · cm) when the fixing roller 10 is started up to about 0.588 N · m (6 kgf · cm), which is half the room temperature. It is a decreasing temperature.

次に、その第一目標温度の１５０℃から第二目標温度（第１の目標温度）である２２０℃までは、参考例と同様、加圧力を軽圧状態の１９．６Ｎ（２ｋｇｆ）（第１の加圧力）とする。この場合、圧調整カム５４は、図１６に実線にて示すように、圧解除部５４ｂ１以外の圧調整部５４ｂ周面により圧調整レバー５２を押し下げる位置(図５）に回転される。上記の第二目標温度は、未定着トナー画像ｔの定着温度である。 Next, from the first target temperature of 150 ° C. to the second target temperature (first target temperature) of 220 ° C., the applied pressure is reduced to 19.6 N (2 kgf) (second pressure) as in the reference example . 1) . In this case, as shown by a solid line in FIG. 16, the pressure adjusting cam 54 is rotated to a position ( FIG. 5 ) where the pressure adjusting lever 52 is pushed down by the peripheral surface of the pressure adjusting portion 54b other than the pressure releasing portion 54b1. The second target temperature is the fixing temperature of the unfixed toner image t.

次に、第二目標温度の２２０℃に到達後から加熱定着処理が終了するまでは、参考例と同様、所定の加圧力１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）とする。この場合、圧調整カム５４は、図１１に示すように、非圧調整部５４ａ周面が圧調整レバー５２と対向する位置に回転される。 Next, after reaching the second target temperature of 220 ° C. until the heat fixing process is completed, a predetermined pressure 196 N (20 kgf) is applied as in the reference example . In this case, the pressure adjusting cam 54 is rotated to a position where the peripheral surface of the non-pressure adjusting portion 54a faces the pressure adjusting lever 52, as shown in FIG.

つまり、圧調整機構５０によって、少なくとも定着ローラ１０立ち上げ時に低減されている加圧力は、温度検知素子３５の検知温度が、制御回路８０に複数設定されている第一目標温度、或いは第二目標温度に達するごとに段階的（三段階）に上昇される。即ち、図１５に示すように、定着ローラ１０表面に対する加圧ローラ２０の加圧力は、圧調整機構５０によって、定着ローラ１０の熱により記録材Ｐ上のトナー画像ｔの加熱を行うときの加圧力がＰ０に設定されている。また圧調整機構５０によって、定着ローラ１０表面の加熱を開始するときの加圧力がＰ１に設定されている。また圧調整機構５０によって、定着ローラ１０表面の加熱を開始してから定着ローラ１０の熱により記録材Ｐ上のトナー画像ｔの加熱を行うまでの間の加圧力がＰ２に設定されている。そして加圧力Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２は０≦Ｐ１＜Ｐ０かつ０＜Ｐ２＜Ｐ０の関係式を満たしている。 That is, the pressure applied by the pressure adjusting mechanism 50 is reduced at least when the fixing roller 10 is started up. The first target temperature or the second target temperature in which a plurality of detected temperatures of the temperature detecting element 35 are set in the control circuit 80 is used. Every time the temperature is reached, it is raised in stages (three steps). That is, as shown in FIG. 15 , the pressure applied by the pressure roller 20 to the surface of the fixing roller 10 is applied when the toner image t on the recording material P is heated by the pressure adjusting mechanism 50 by the heat of the fixing roller 10. The pressure is set to P0. Further, the pressure adjusting mechanism 50 sets the pressure applied when the heating of the surface of the fixing roller 10 is started to P1. Further, the pressure adjusting mechanism 50 sets the pressure applied between the start of heating of the surface of the fixing roller 10 and the heating of the toner image t on the recording material P by the heat of the fixing roller 10 to P2. The applied pressures P0, P1, and P2 satisfy the relational expression of 0 ≦ P1 <P0 and 0 <P2 <P0.

このように、潤滑剤の粘度が高く初期トルクが非常に高くなりやすい定着ローラ１０立ち上げ開始時に加圧力を完全に解除していることで、定着ローラ１０表面に接触するものは回転可能なフィルム３５のみであるため、駆動トルクを低く抑えることができる。またヒータ３１からの熱が加圧ローラ２０に逃げることなく効率的に潤滑剤を加熱することができるために、潤滑剤の粘度を素早く低減することができる。   As described above, the pressure applied to the fixing roller 10 is completely released when starting up the fixing roller 10 where the viscosity of the lubricant is high and the initial torque tends to be very high. Since only 35 is provided, the driving torque can be kept low. Further, since the lubricant can be efficiently heated without the heat from the heater 31 escaping to the pressure roller 20, the viscosity of the lubricant can be quickly reduced.

潤滑剤の粘度がある程度低下する第一目標温度の１５０℃に到達すると、加圧ローラ２０は圧調整機構５０により軽圧の１９．６Ｎ（２ｋｇｆ）で定着ローラ１０に接触され従動回転する。しかし画像形成休止時にも加圧ローラ２０は加圧力が完全に解除されているために長時間待機していても加圧ローラ２０の弾性層２２が変形を有することは無い。また定着ローラ１０はすでにある程度加熱されているためにヒータ３１により加圧されているフィルム３５による弾性層１２の収縮もある程度緩和した状態になっている。そのため、定着ローラ１０及び加圧ローラ２０は比較的滑らかに回転可能であり、駆動トルクの大きな振幅も発生することはない。   When the lubricant reaches a first target temperature of 150 ° C. at which the viscosity of the lubricant decreases to some extent, the pressure roller 20 is brought into contact with the fixing roller 10 at a light pressure of 19.6 N (2 kgf) by the pressure adjusting mechanism 50 and is driven to rotate. However, since the pressure applied to the pressure roller 20 is completely released even when the image formation is stopped, the elastic layer 22 of the pressure roller 20 does not have a deformation even when waiting for a long time. Further, since the fixing roller 10 has already been heated to some extent, the contraction of the elastic layer 12 by the film 35 pressed by the heater 31 is also relaxed to some extent. Therefore, the fixing roller 10 and the pressure roller 20 can rotate relatively smoothly, and a large amplitude of driving torque does not occur.

定着ローラ１０の表面温度が第二目標温度の２２０℃に到達すると、加圧ローラ２０は圧調整機構５０により所定の加圧力がかけられるようになる。しかしながら、この時には定着ローラ１０の弾性層１２の収縮もほぼ解消され非常に滑らかに回転することができ、弾性層１２の収縮によるトルク変動も非常に小さくなっている。   When the surface temperature of the fixing roller 10 reaches the second target temperature of 220 ° C., the pressure roller 20 is applied with a predetermined pressure by the pressure adjusting mechanism 50. However, at this time, the contraction of the elastic layer 12 of the fixing roller 10 is almost eliminated and the roller can rotate very smoothly, and the torque fluctuation due to the contraction of the elastic layer 12 is very small.

以上のように、潤滑剤の粘度と定着ローラ１０の弾性層１２の収縮の緩和状態に応じて三段階の圧調整を行うことで、定着ローラ１０の駆動トルクが高くなりやすい立ち上げ初期においても定着ローラ１０の駆動トルクを低く安定的に推移させることが可能となる。   As described above, by performing three-stage pressure adjustment according to the viscosity of the lubricant and the relaxation state of the elastic layer 12 of the fixing roller 10, the driving torque of the fixing roller 10 is likely to be high even at the initial startup. The driving torque of the fixing roller 10 can be changed stably at a low level.

参考例に係る定着装置の横断側面模型図 Horizontal cross-sectional side schematic drawing of a fixing device according to the reference example 参考例に係る定着装置の縦断側面模型図Vertical side model view of fixing device according to reference example 参考例に係る定着装置を記録材の導入側から見た正面図Front view of the fixing device according to the reference example viewed from the recording material introduction side 参考例に係る定着装置において幅狭ニップ部を形成するときの圧調整機構の動作説明図Operation explanatory diagram of the pressure adjustment mechanism when forming the narrow nip portion in the fixing device according to the reference example （ａ）はヒータの裏面側の平面図、（ｂ）はヒータの表面側の平面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ線拡大断面図(A) is a plan view of the back surface side of the heater, (b) is a plan view of the front surface side of the heater, and (c) is an enlarged sectional view taken along the line cc of (b). 参考例に係る定着装置の圧調整シーケンスの一例を表わす図 The figure showing an example of the pressure adjustment sequence of the fixing device concerning a reference example 比較例の定着装置における定着ローラの駆動トルクの推移を表わす図The figure showing transition of the driving torque of the fixing roller in the fixing device of the comparative example 参考例に係る定着装置における定着ローラの駆動トルクの推移を表わす図 The figure showing transition of the driving torque of the fixing roller in the fixing device according to the reference example 比較例に係る定着装置と実施例１に係る定着装置の実験結果を表わす図The figure showing the experimental result of the fixing device which concerns on a comparative example, and the fixing device which concerns on Example 1. FIG. 画像形成装置の一例の構成模型図Configuration model diagram of an example of an image forming apparatus 実施例に係る定着装置の一例の横断側面模型図An example transverse side model view of a fixing device according to the embodiment 実施例に係る定着装置の縦断側面模型図Fig. 4 is a longitudinal side view of the fixing device according to the embodiment . 実施例に係る定着装置を記録材の導入側から見た正面図 The front view which looked at the fixing device which concerns on an Example from the introduction side of the recording material フィルムユニットの潤滑剤によるトルクの温度特性を表わす図Diagram showing temperature characteristics of torque due to lubricant in film unit 実施例に係る定着装置の圧調整シーケンスの一例を表わす図 The figure showing an example of the pressure adjustment sequence of the fixing device which concerns on an Example 実施例に係る定着装置において幅狭ニップ部を形成するときの圧調整機構の動作説明図Operation explanatory diagram of the pressure adjusting mechanism when forming the narrow nip portion in the fixing device according to the embodiment . 従来例に係る定着装置の横断側面模型図Cross-sectional side view of a conventional fixing device 従来例に係る定着装置の定着ローラ弾性層内の空泡イメージ図Image of air bubbles in the elastic layer of the fixing roller of the fixing device according to the conventional example 従来例に係る定着装置における定着ローラの駆動トルクの振動イメージ図Image of vibration of driving torque of fixing roller in fixing device according to conventional example

１０‥‥定着ローラ、１２‥‥断熱弾性層、１１‥‥離型性層、２０‥‥加圧ローラ、３１‥‥加熱源、３４‥‥温度検知手段、３５‥‥エンドレスフィルム、５０‥‥圧調整機構、Ｐ‥‥記録材、ｔ‥‥未定着トナー画像 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fixing roller, 12 ... Thermal insulation elastic layer, 11 ... Release layer, 20 ... Pressure roller, 31 ... Heat source, 34 ... Temperature detection means, 35 ... Endless film, 50 ... Pressure adjusting mechanism, P ... Recording material, t ... Unfixed toner image

Claims (2)

芯金と、前記芯金の外側に形成された空泡を含有する弾性層と、前記弾性層の外側に形成された離型層と、を有し、駆動源によって駆動される定着ローラと、
筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触し前記定着ローラと共に前記フィルムを介して加熱圧接部を形成するヒータと、を有し、前記ヒータと前記フィルムの内面との接触領域に潤滑剤が塗布されている加熱ユニットと、
前記定着ローラに接触してニップ部を形成する加圧回転体と、を備え、
前記ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながらトナー像を加熱する像加熱装置において、
前記ヒータの温度を検知する温度検知部材と、前記加圧回転体を前記定着ローラに対して移動させて前記ニップ部の加圧力を調整する加圧力調整部と、を有し、前記定着ローラを回転させることで前記フィルム及び前記加圧回転体を従動回転させて前記像加熱装置のウォームアップを行い、前記温度検知部材の検知温度がトナー像を加熱できる第１の目標温度に達した際の前記ニップ部の加圧力が第１の加圧力である像加熱装置であって、
前記加圧力調整部は、前記ウォームアップの開始から前記検知温度が前記定着ローラの駆動トルクが所定値まで下がる目標温度であって前記第１の目標温度より低い第２の目標温度に至るまでの期間の前記ニップ部の加圧力である第２の加圧力が前記第１の加圧力よりも小さくなるように設定することを特徴とする像加熱装置。 A fixing roller having a cored bar, an elastic layer containing air bubbles formed outside the cored bar, and a release layer formed outside the elastic layer, and driven by a driving source;
A tubular film, have a heater to form a heating contact portion together via the film and the fixing roller in contact with the inner surface of the film, the lubricant to the contact area between the heater and the inner surface of the film A heating unit coated with
A pressure rotator that contacts the fixing roller to form a nip portion, and
In the image heating apparatus for heating the toner image while conveying the recording material carrying the toner image at the nip portion,
A temperature detection member that detects the temperature of the heater ; and a pressure adjusting unit that adjusts the pressure applied to the nip portion by moving the pressure rotator with respect to the fixing roller. said at Rukoto rotate the film and the pressure rotating body by rotatably driven performs warm-up of the image heating device, when the detected temperature of said temperature detecting member has reached the first target temperature capable of heating the toner image An image heating apparatus in which a pressing force of the nip portion is a first pressing force,
The pressurizing pressure adjustment unit is configured to start from the warm-up until the detected temperature reaches a second target temperature that is a target temperature at which the driving torque of the fixing roller decreases to a predetermined value and is lower than the first target temperature. An image heating apparatus, wherein a second applied pressure that is an applied pressure of the nip portion during a period is set to be smaller than the first applied pressure. 前記加圧力調整部は、前記検知温度が前記第２の目標温度に至ってから前記第１の目標温度に至るまでの期間の前記ニップ部の加圧力が前記第２の加圧力よりも大きく且つ前記第１の加圧力よりも小さくなるように設定することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。   The pressurizing force adjusting unit is configured such that the pressurizing force of the nip portion during a period from when the detected temperature reaches the second target temperature to the first target temperature is greater than the second pressurizing force, and The image heating apparatus according to claim 1, wherein the image heating apparatus is set to be smaller than the first pressing force.
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