JP6003391B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真式の定着装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic fixing device and an image forming apparatus.
トナーを用いて記録媒体に画像を形成する電子写真式の画像形成装置として、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写した後、定着装置を用いて記録媒体を挟み込み、トナー像を加熱および加圧して記録媒体上に定着する方式が知られている。 As an electrophotographic image forming apparatus that forms an image on a recording medium using toner, a toner image formed on an image carrier is transferred onto the recording medium, and then the recording medium is sandwiched using a fixing device. There is known a system in which an image is fixed on a recording medium by heating and pressing.
定着装置は、トナー像が転写された記録媒体の定着面を加熱する加熱回転体とその裏面を支持して加圧する加圧部材とを備えているものが知られている。定着装置では、記録媒体を加熱回転体と加圧部材で挟み込み、記録媒体の定着面を加熱回転体で加熱し、対向する加圧部材で接触部を加圧することにより、溶融した未定着のトナー像を記録媒体に浸透させて、記録媒体に定着を行うものである。 Known fixing devices include a heating rotator that heats a fixing surface of a recording medium onto which a toner image has been transferred, and a pressure member that supports and pressurizes the back surface. In the fixing apparatus, the recording medium is sandwiched between a heating rotator and a pressure member, the fixing surface of the recording medium is heated by the heating rotator, and the contact portion is pressurized by the opposing pressure member, thereby melting the unfixed toner. The image is permeated into the recording medium and fixed on the recording medium.
加熱回転体として、記録媒体の幅に応じて、加熱範囲の異なる複数のハロゲンランプやヒーター等の熱源を内部に設けた加熱ロールを備えた定着装置および画像形成装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a heating rotator, there are known a fixing device and an image forming apparatus provided with a heating roll provided with a heat source such as a plurality of halogen lamps and heaters having different heating ranges according to the width of the recording medium (for example, Patent Document 1).
本発明は、加熱回転体の中央部と端部との温度差を低減し、定着性の向上した定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus in which a temperature difference between a central portion and an end portion of a heating rotator is reduced and fixing property is improved.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、未定着のトナー像を表面上に保持して移動する記録媒体と接触する加熱回転体と、前記記録媒体を前記加熱回転体との間に挟み込む加圧部材と、前記加熱回転体の軸方向における中央部を加熱する第1の加熱手段と、前記加熱回転体の軸方向における中央部および端部を加熱する第2の加熱手段と、前記加熱回転体の前記中央部に配置され、前記中央部の温度を検出する第1の検出部と、前記加熱回転体の前記端部に配置され、前記端部の温度を検出する第2の検出部と、前記記録媒体と接触しない前記加熱回転体の前記端部とは反対側の領域に配置され、前記領域の温度を検出する第3の検出部とを備え、前記第1の検出部と前記第2の検出部によって検出される温度の差が、前記第3の検出部によって検出される温度に対応して予め定められた閾値になると、前記第1の加熱手段または前記第2の加熱手段のいずれか一方に切り替わることを特徴とする定着装置である。 In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 is a heating rotating body that is in contact with a recording medium that moves while holding an unfixed toner image on the surface; and the recording medium is connected to the heating rotating body. A pressure member sandwiched therebetween, a first heating means for heating the central portion in the axial direction of the heating rotator, and a second heating means for heating the central portion and end portions in the axial direction of the heating rotator. A first detector that is disposed at the central portion of the heating rotator and detects the temperature of the central portion; and a second detector that is disposed at the end of the heating rotator and detects the temperature of the end. And a third detection unit that is disposed in a region opposite to the end of the heating rotator that does not contact the recording medium and detects the temperature of the region. Temperature difference detected by the second detection unit and the second detection unit is the third difference Becomes a predetermined threshold value corresponding to the temperature detected by the detecting unit, a fixing device, characterized in that switching to one of said first heating means or said second heating means.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の定着装置において、前記記録媒体の用紙幅または紙質のうち少なくとも一方の違いに応じて、前記閾値が変化することを特徴とする。
The invention according to
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に記載の定着装置において、前記第1の検出部および前記第2の検出部は、非接触型の検出部であり、前記第3の検出部は、接触型の検出部であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first or second aspect, the first detection unit and the second detection unit are non-contact type detection units, and the third detection unit The detection unit is a contact type detection unit.
請求項4に係る発明は、表面に静電電位の差による潜像が形成された像保持体にトナーを転移して画像を形成する画像形成部と、前記トナーによる画像を直接に又は中間転写体を介して記録媒体上に転写する転写装置と、前記記録媒体上に転写されたトナー像を加熱して定着する請求項1〜請求項3までのいずれか一項に記載の定着装置と、前記第3の検出部によって検出される温度に対応して予め定められた複数の前記閾値を記憶し、前記第1の検出部と前記第2の検出部によって検出される温度の差が、前記第3の検出部によって検出される温度によって予め定められた前記閾値になると、前記第1の加熱手段または前記第2の加熱手段のいずれかに一方に切り替える制御を行う制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image forming unit that forms an image by transferring toner to an image carrier having a latent image formed on the surface by a difference in electrostatic potential, and the image formed by the toner is directly or intermediately transferred. A transfer device that transfers the recording medium onto a recording medium via a body, and a fixing device according to any one of claims 1 to 3 that heats and fixes a toner image transferred onto the recording medium. A plurality of predetermined threshold values corresponding to temperatures detected by the third detection unit are stored, and a difference between temperatures detected by the first detection unit and the second detection unit is And a control unit that performs control to switch to either the first heating unit or the second heating unit when the threshold value is predetermined by the temperature detected by the third detection unit. An image forming apparatus characterized by the above.
請求項5に係る発明は、請求項4に記載の画像形成装置において、前記制御部は、前記記録媒体の用紙幅または紙質のうち少なくとも一方の違いに応じて、前記閾値を変化させる ことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth aspect, the control unit changes the threshold value according to at least one of a paper width or a paper quality of the recording medium. And
請求項1に係る定着装置では、第1の検出部と第2の検出部で検出される温度の差に基づいて切り替えを行う場合と比較して、加熱回転体の記録媒体の幅方向における中央部と端部との間の温度差が低減し、定着性の向上した定着装置が得られる。 In the fixing device according to claim 1, the center of the heating rotator in the width direction of the recording medium is compared with a case where switching is performed based on a difference in temperature detected by the first detection unit and the second detection unit. The temperature difference between the portion and the end portion is reduced, and a fixing device with improved fixing properties can be obtained.
請求項2に係る定着装置では、本構成を備えていない定着装置と比較して、加熱回転体の記録媒体の幅方向における中央部と端部との間の温度差が低減し、定着性の向上した定着装置が得られる。
In the fixing device according to
請求項3に係る定着装置では、加熱回転体の過度な温度の上昇が抑えられる。 In the fixing device according to the third aspect , an excessive increase in the temperature of the heating rotator is suppressed.
請求項4および請求項5に係る画像形成装置では、前述の効果を有する画像形成装置が得られる。
In the image forming apparatus according to claim 4 Contact and
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、この発明の実施の形態に係る定着装置100を適用した画像形成装置としてのタンデム方式のフルカラープリンターの概略構成図である。なお、このタンデム方式のフルカラープリンターは、画像読取装置を備えており、フルカラーの複写機としても機能するようになっている。また、フルカラープリンターは、画像読取装置を備えていなくても良いのは勿論である。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a tandem full-color printer as an image forming apparatus to which a
図1において、フルカラープリンターは、フルカラープリンター本体1を備え、フルカラープリンター本体1の上部には、原稿の画像を読み取る画像読取装置(IIT:Image Input Ternal)としてのスキャナー2が配設されている。図では、原稿は図示していない。
スキャナー2は、自動原稿搬送装置(ADF:Auto Document Feeder)3によってプラテンガラス5上に搬送された原稿を光源6によって照明し、原稿からの反射光像を、フルレートミラー7およびハーフレートミラー8,9および結像レンズ10からなる縮小光学系を介してCCD等からなる画像読取素子11上に走査露光して、画像読取素子11によって原稿の画像を所定のドット密度(例えば、1200dpiや2400dpi)で読み取る。
In FIG. 1, the full-color printer includes a full-color printer main body 1, and a
The
スキャナー2によって読み取られた原稿の画像は、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)(各8bit)の3色の画像データとして図示しない画像処理装置(ImageProcessing System)に送られ、画像処理装置では、原稿の画像データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色/移動編集等の所定の画像処理が施される。
The document image read by the
そして、上記の如く画像処理装置で所定の画像処理が施された画像データは、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)(各8bit)の4色の画像データに変換され、次に述べるように、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)の各色の画像形成部13C、13M、13Y、13Kに対応したROS(RasterOutputScanner)である14C、14M、14Y、14Kに送られ、14C、14M、14Y、14Kは、各色の画像データに応じてレーザービームLBによる画像露光を行う。
The image data subjected to the predetermined image processing by the image processing apparatus as described above is image data of four colors of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) (each 8 bits). As described below, ROS (RasterOutputScanner) corresponding to the
フルカラープリンター本体1の内部には、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)の4つの画像形成部13C、13M、13Y、13Kが、水平方向に一定の間隔をおいて直列的に配置されている。
4つの画像形成部13C、13M、13Y、13Kは、基本的にすべて同様に構成されており、大別して、所定の速度で回転する感光体ドラム15と、この感光体ドラム15の表面を一様に帯電する一次帯電用のスコロトロン16(帯電ロールであってもよい)と、感光体ドラム15の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成するROSである14と、感光体ドラム15上に形成された静電潜像を対応する色のトナーで現像する現像装置17と、クリーニング装置18とから構成されている。
Inside the full-color printer main body 1, four
The four
図1において、同じ構成要素の符号を付すと煩雑になる場合は、符号を省略している箇所がある。
なお、この実施の形態では、黒(K)色の画像形成部13Kで用いられる感光体ドラム15の直径が、他の色の画像形成部13C、13M、13Yの感光体ドラム15に対して大きく設定されている。
In FIG. 1, when the reference numerals of the same components are attached, there are places where the reference numerals are omitted.
In this embodiment, the diameter of the
各色のROSである14は、半導体レーザー19を画像データに応じて変調して、この半導体レーザー19からレーザービームLBを画像データに応じて出射する。この半導体レーザー19から出射されたレーザービームLBは、反射ミラー20、21を介して回転多面鏡22によって偏向走査され、図示しないf−θレンズで走査角度に応じて焦点距離が調整された状態で、複数枚の反射ミラー23、24等を介して像担持体としての感光体ドラム15上に走査露光される。
The ROS 14 of each color modulates the
画像処理装置からは、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)の各色の画像形成部13C、13M、13Y、13KのROSである14C、14M、14Y、14Kに各色の画像データが順次出力され、これらのROSである14C、14M、14Y、14Kから画像データに応じて出射されるレーザービームLBが、各色の感光体ドラム15の表面に走査露光されて静電潜像が形成される。各色の感光体ドラム15上に形成された静電潜像は、各色の現像装置17によって、それぞれシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)の各色のトナー像として現像される。
From the image processing device, cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K)
各画像形成部13C、13M、13Y、13Kの感光体ドラム15上に、順次形成されたシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)の各色のトナー像は、図1に示すように、各画像形成部13C、13M、13Y、13Kの下方に配置された中間転写体としての中間転写ベルト25上に、一次転写ロール26C、26M、26Y、26Kによって互いに重ね合わせた状態で転写される。
中間転写ベルト25は、ドライブロール26と、テンションロール28と、ステアリングロール29と、アイドルロール30と、バックアップロール31と、アイドルロール32との間に一定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール26により、感光体ドラム15と等しい所定の速度で循環駆動されるようになっている。中間転写ベルト25としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを無端ベルト状に形成したものが用いられる。
The cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) toner images sequentially formed on the
The
中間転写ベルト25上に多重に転写されたシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)の各色のトナー像は、バックアップロール31に中間転写ベルト25を介して圧接する二次転写ロール33によって、圧接力および静電気力で記録媒体としての記録用紙P上に二次転写され、これらの各色の未定着のトナー像を表面上に保持して移動する記録用紙Pは、搬送ベルト35によって定着装置100へと搬送される。そして、各色のトナー像が転写された記録用紙Pは、定着装置100によって熱および圧力で定着処理を受け、片面プリントの場合には、そのままフルカラープリンター本体1の外部に設けられた排出トレイ37上に排出される。
The cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) toner images transferred in multiple onto the
記録用紙Pは、図1に示すように、複数の用紙トレイ38、39、40、41のうちの何れかから所定のサイズや材質のものが、給紙ローラー42および用紙搬送用のローラー対43、44、45からなる用紙搬送経路46を介して、レジストロール47まで一旦搬送されて停止される。用紙トレイ38、39、40、41のうちの何れかから供給された記録用紙Pは、所定のタイミングで回転駆動されるレジストロール47によって中間転写ベルト25の二次転写位置へ送出される。
As shown in FIG. 1, the recording paper P has a predetermined size or material from any of a plurality of
また、フルカラープリンターによって記録用紙Pの両面に画像を形成する場合には、定着装置100によって片面に画像が定着された記録用紙Pを、そのまま機外に排出せずに、図示しない切り替えゲートによって、記録用紙Pの搬送経路を下方に切り替え、反転用の用紙搬送路48に一旦搬送する。そして、この反転用の用紙搬送路48に搬送された記録用紙Pは、その搬送方向を反転した状態で、両面用の用紙搬送路49および通常の用紙搬送経路46を介して、表裏が反転された状態で、再度、中間転写ベルト25の二次転写位置まで搬送され、裏面に画像が形成された後、定着装置100によって熱および圧力で定着処理を受けて、フルカラープリンター本体1の外部に設けられた排出トレイ37上に排出される。
Further, when images are formed on both sides of the recording paper P by a full-color printer, the recording paper P on which the image is fixed on one side by the fixing
さらに、フルカラープリンター本体1は、CPU(Central Processing Unit)などの演算装置やメモリを備え、画像形成装置10の各構成の動作を制御する制御部70を備えている。
Further, the full-color printer main body 1 includes an arithmetic device such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory, and includes a
図2はこの発明の実施の形態に係る定着装置100を示す断面図である。
図2において、実施の形態に係る定着装置100は、内部に3本の第1の加熱手段としての第1のヒーター130と、第2の加熱手段としての第2のヒーター131と、第3のヒーター132とを有する加熱回転体としての加熱ロール110と、記録用紙Pを加熱ロール110との間に挟み込み、圧接して定着ニップ部Nを形成する加圧部材としての無端ベルト120とを備えている。
加熱ロール110は、駆動モーター57によって図示しないギアを介して、所定の回転速度で回転するように駆動されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing
In FIG. 2, the fixing
The
無端ベルト120は、その内部に配設された押圧部材121によって、加熱ロール110の表面に所定の圧接力で押圧されている。詳しくは、押圧部材121は、コイルスプリング122の弾性反発力により、加熱ロール110の表面に圧接するように付勢されている。また、押圧部材121の表面は、無端ベルト120との摺動抵抗を低減するために、シート状の低摩擦部材によって覆われているとともに、無端ベルト120の内面には、液状潤滑剤供給部材としてのフェルト部材123が配設されている。このフェルト部材123は、例えば、ノーメックス(商品名)からなり、フェルト部材123には、粘度300csのアミノSiオイル等からなる液状潤滑剤としてのオイルが、2.0g程度含浸されている。
The
押圧部材121は、弾性部材と、当該弾性部材を支持するステンレス等の金属からなる支持部材とから主に構成されている。
また、無端ベルト120は、ポリイミド等の合成樹脂によって、外径が30mm、肉厚が75μmの無端ベルト状に形成されており、必要に応じて、表面にPFA等からなる離型層が設けられる。
The pressing
The
なお、定着装置100は、加熱側が加熱ロール110で、加圧側が無端ベルト120によって構成されているが、これに限定されず、加熱側及び加圧側が共にロールで構成されていても、あるいは加熱側がベルトで、加圧側がロールで構成されていても良く、更には加熱側及び加圧側が共にベルトで構成されていても良い。
The fixing
また、図2において、定着装置100は、定着装置100の定着ニップ部Nに記録用紙を案内するインレットシュート58、定着装置100の定着ニップ部Nの出口部に配設されたアウトレットシュート59、定着装置100の出口部に配設された出口ロール60を備えている。
In FIG. 2, the fixing
図3および図4を用いて定着装置100の構成について詳しく説明する。図3は定着装置100の主要部の概略斜視図であり、図4は加熱ロール110の概略平面図である。図3における矢印は、記録用紙Pの搬送方向を示している。
図3において、記録用紙Pと接触する加熱ロール110は、回転軸R回りに回転が可能に支持されている。例えば、定着対象となる記録用紙Pの最大幅よりも幅広な導電性を有する金属製の円筒状芯金111と、この芯金に積層された表面離型層112とを備えており、円筒状芯金111に回転軸R回りの回転駆動力が伝達される。
The configuration of the fixing
In FIG. 3, the
加熱ロール110の円筒状芯金111は、熱伝導性や剛性にすぐれたアルミニウム、鉄およびステンレススチール等の金属を用いることができる。また、表面離型層112は、フッ素樹脂のチューブで形成されている。
The cylindrical cored
図3および図4において、加熱ロール110は、加熱ロール110の軸方向(回転軸R方向)における中央部を加熱する第1のヒーター130、加熱ロール110の軸方向における中央部および端部を加熱する第2のヒーター131および第3のヒーター132を内蔵している。
3 and 4, the
図4において、第1のヒーター130は、加熱ロール110の軸方向の中心部、例えば、中心線Cを中心として220mmの加熱範囲を有しており、第2のヒーター131は、加熱ロール110の中心部および端部、例えば、加熱ロール110の中心線Cを中心として330mmの加熱範囲を有している。第3のヒーター132は、加熱ロール110の中心部および端部、例えば、加熱ロール110の中心線Cを中心として350mmの加熱範囲を有している。また、これらの加熱範囲は、使用する記録用紙Pの幅によって決めることができる。
In FIG. 4, the
また、加熱ロール110は、加熱ロール110の中央部に配置され、中央部の温度を検出する第1の検出部としての第1の温度計140と、加熱ロール110の端部に配置され、端部の温度を検出する第2の検出部としての第2の温度計141とを備えている。
第1の温度計140および第2の温度計141は、記録用紙Pが加熱ロール110に巻きついた場合に記録用紙Pと接触しないように、非接触の温度計、例えば、赤外線放射温度計等が好ましい。
Moreover, the
The
さらに、加熱ロール110は、加熱ロール110の第2の温度計141が配置された端部とは反対側で、記録用紙Pと接触しない領域に配置され、この領域の温度を検出する第3の検出部としての第3の温度計143を備えている。第3の温度計143は、接触型の温度計、例えば、サーミスタ、熱電対等が好ましい。
Further, the
図4において、例えば、加熱ロール110の軸方向の中心線Cから15.5mm離れた中心部に第1の温度計140が配置され、第1の温度計140が配置された側とは反対側で、中心線Cから138.5mm離れた端部に第2の温度計141が配置されている。ここで、中心部および端部とは相対的なものであり、中心線に近い位置を中心部、遠い位置を端部と呼ぶ。
第3の温度計143は、加熱ロール110の軸方向の中心から第2の温度計141が配置された側とは反対側で、中心線Cから166.5mm離れた領域に配置されている。
In FIG. 4, for example, the
The
加熱ロール110の表面温度の制御は、第1の温度計140、第2の温度計141および第3の温度計143により検出された温度に基づいて、加熱手段を第1のヒーター130または第2のヒーター131のいずれか一方に切り替えることによって行う。これらの制御は、例えば、図1に示した制御部70によって行う。
以下の説明では、第1のヒーター130をサブヒーターとして、第2のヒーター131をメインヒーターとして用いて説明するが、第2のヒーター131の代わりに第3のヒーター132をメインヒーターとして用いてもよい。
The surface temperature of the
In the following description, the
以下に、加熱ロール110の表面温度の制御について詳しく述べる。
図5は、第2のヒーター131の位置が、加熱ロール110の軸方向にずれた場合の加熱ロール110における表面温度分布の一例を示す図である。
横軸は、図4に示した加熱ロール110の軸方向の中心線Cの位置を0とし、第3の温度計142が配置された側の位置をプラスの値で、第2の温度計141が配置された側の位置をマイナスの値で示している。縦軸は、表面温度を示している。
Hereinafter, the control of the surface temperature of the
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the surface temperature distribution on the
The horizontal axis indicates the position of the center line C in the axial direction of the
製造時のばらつきや、加熱ロール110の交換等のメンテナンスによって、第1のヒーター130の位置がずれ、加熱ロール110における表面温度分布は変化する。
図5の実線は第1のヒーター130の位置が、第3の温度計142が配置された側に5.1mmずれた場合、破線は第3の温度計142が配置された側に2.1mmずれた場合、1点鎖線は第2の温度計141が配置された側に2.1mmずれた場合、2点鎖線は第2の温度計141が配置された側に2.1mmずれた場合を表している。
図5において、第1のヒーター130がずれた方向の温度が高く、反対方向の温度が低くなることがわかる。
The position of the
The solid line in FIG. 5 indicates that the position of the
In FIG. 5, it can be seen that the temperature in the direction in which the
実施形態では、第1の温度計140によって検出される温度T1と第2の温度計141とによって検出される温度T2との差が、第3の温度計142によって検出される温度T3によって予め定められた閾値Tで、第1のヒーター130または第2のヒーター131のいずれかに一方に切り替える。
閾値Tは、第1のヒーター130または第2のヒーターのうち少なくとも一方の加熱ロール110の軸方向に対するずれに応じて変化する。
また、表面温度分布は、通過する記録用紙Pの紙質や用紙幅によっても異なってくるので、閾値Tは記録用紙Pの紙質や用紙幅によって変える。
In the embodiment, the difference between the temperature T 1 detected by the
The threshold value T changes in accordance with the displacement of at least one of the
Further, since the surface temperature distribution varies depending on the paper quality and paper width of the recording paper P passing through, the threshold value T varies depending on the paper quality and paper width of the recording paper P.
(実施例1)
例えば、図4に示した各構成要素の配置で、コート紙で用紙幅が、240mm以上で289.9mm以下の記録用紙Pにおける閾値Tを表1に示した。
Example 1
For example, Table 1 shows threshold values T for recording paper P with a paper width of 240 mm or more and 289.9 mm or less with the arrangement of each component shown in FIG.
表1において、閾値Tは、第3の温度計142によって検出される温度T3の温度領域ごとに決められる。例えば、T3が220℃より高く、T3が214℃より高く220℃以下、T3が214℃以下の3つの温度領域に応じて、閾値Tがそれぞれ、−15、−23、−30と決められている。 In Table 1, the threshold value T is determined for each temperature region of the temperature T3 detected by the third thermometer 142. For example, the threshold values T are determined to be -15, -23, and -30, respectively, according to three temperature ranges where T3 is higher than 220 ° C, T3 is higher than 214 ° C and lower than 220 ° C, and T3 is lower than 214 ° C. Yes.
T3が220℃より高い場合、第1の温度計140によって検出される温度T1と第2の温度計141とによって検出される温度T2との温度差(T1−T2)が−15℃より小さくなったら、つまり温度差の絶対値が大きくなったら、作動するヒーターを第2のヒーター131から第1のヒーター130に切り替える。
ここで、表1では、第1のヒーター130をサブと表記し、第2のヒーター131をメインと表記している。
When T3 is higher than 220 ° C, the temperature difference (T1-T2) between the temperature T1 detected by the
Here, in Table 1, the
T3が214℃より高く220℃以下の場合、(T1−T2)が−23℃より小さくなったら、作動するヒーターを第2のヒーター131から第1のヒーター130に切り替える。
When T3 is higher than 214 ° C and lower than or equal to 220 ° C, when (T1-T2) becomes lower than -23 ° C, the heater to be operated is switched from the
T3が214℃以下の場合、(T1−T2)が−30℃より小さくなったら、作動するヒーターを第2のヒーター131から第1のヒーター130に切り替える。
When T3 is 214 ° C. or lower, when (T1-T2) becomes smaller than −30 ° C., the heater to be operated is switched from the
例えば、制御の方法としては、先ず、画像形成装置10の制御部70に、第1の温度計140、第2の温度計141および第3の温度計142で検出された温度T1、T2、T3が入力される。
制御部70は、第1の温度計140で検出された温度T1と第2の温度計141で検出された温度T2との温度差を演算し、第3の温度計142で検出された温度T3に基づいて閾値Tを選択する。温度差(T1−T2)と閾値Tを比較して、使用する加熱手段を第1のヒーター130または第2のヒーター131のいずれか一方に切り替える。
温度差(T1−T2)が閾値T以上の場合は、第1のヒーター130に切り替え、温度差(T1−T2)が閾値T未満の場合は、第2のヒーター131に切り替える。
For example, as a control method, first, the temperatures T1, T2, and T3 detected by the
The
When the temperature difference (T1-T2) is equal to or greater than the threshold value T, the
第3の温度計142で検出された温度T3が高いときは、温度差(T1−T2)が小さいところから、中心部を加熱する第1のヒーター130に切り替えることで、加熱範囲が中心部に変わり、表面温度分布が均一に近づく。
一方、第3の温度計142で検出された温度T3が低いときは、温度差(T1−T2)が小さいところでは、中心部と端部を加熱する第2のヒーター131で加熱し、温度差(T1−T2)が大きいところで、第1のヒーター130に切り替えることで、加熱範囲が中心部に変わり、表面温度分布が均一に近づく。
When the temperature T3 detected by the third thermometer 142 is high, the temperature range (T1-T2) is changed from a small temperature to the
On the other hand, when the temperature T3 detected by the third thermometer 142 is low, the temperature difference (T1−T2) is heated by the
記録用紙Pの選択は、画像形成装置10に設けられた図示しない操作パネルから行ってもよいし、操作者が操作パネルから入力する情報に代えて、記録媒体の幅、紙質を検出するセンサーの検出値を用いて行ってもよい。
The recording paper P may be selected from an operation panel (not shown) provided in the
また、用紙秤量(gsm)と用紙幅(mm)とに応じて閾値Tを変えることもできる。
表2に、紙質として用紙秤量G(gsm)および用紙幅W(mm)に応じた閾値Tの例を示した。
Further, the threshold value T can be changed according to the paper weighing (gsm) and the paper width (mm).
Table 2 shows an example of the threshold value T corresponding to the paper weighing G (gsm) and the paper width W (mm) as the paper quality.
(実施例2)
表3に実施例2における閾値Tを示した。実施例2は、表2における用紙秤量Gが177gsm以下で、用紙幅Wが290mm以上の例である。
(Example 2)
Table 3 shows the threshold value T in Example 2. Example 2 is an example in which the paper weighing G in Table 2 is 177 gsm or less and the paper width W is 290 mm or more.
T3が220℃より大きい場合、第1の温度計140によって検出される温度T1と第2の温度計141とによって検出される温度T2との差(T1−T2)が−5℃より小さくなったら、つまり温度差が大きくなったら、作動するヒーターを第2のヒーター131から第1のヒーター130に切り替える。
When T3 is larger than 220 ° C., if the difference (T1−T2) between the temperature T1 detected by the
T3が214℃より高く220℃以下の場合、(T1−T2)が−10℃より小さくなったら、作動するヒーターを第2のヒーター131から第1のヒーター130に切り替える。
When T3 is higher than 214 ° C and lower than or equal to 220 ° C, when (T1-T2) becomes lower than -10 ° C, the heater to be operated is switched from the
T3が214℃以下の場合、(T1−T2)が−15℃より小さくなったら、作動するヒーターを第2のヒーター131から第1のヒーター130に切り替える。
When T3 is 214 ° C. or lower, when (T1-T2) becomes smaller than −15 ° C., the heater to be operated is switched from the
(実施例3)
表4に実施例3における閾値Tを示した。実施例3は、表2における用紙秤量Gが177gsmより大きく、用紙幅Wが290mm以上の例である。
(Example 3)
Table 4 shows the threshold value T in Example 3. Example 3 is an example in which the paper weighing G in Table 2 is larger than 177 gsm and the paper width W is 290 mm or more.
T3が220℃より大きい場合、第1の温度計140によって検出される温度T1と第2の温度計141とによって検出される温度T2との差(T1−T2)が−2℃より小さくなったら、つまり温度差が大きくなったら、作動するヒーターを第2のヒーター131から第1のヒーター130に切り替える。
When T3 is larger than 220 ° C., if the difference (T1−T2) between the temperature T1 detected by the
T3が214℃より高く220℃以下の場合、(T1−T2)が−5℃より小さくなったら、作動するヒーターを第2のヒーター131から第1のヒーター130に切り替える。
When T3 is higher than 214 ° C and lower than or equal to 220 ° C, when (T1-T2) becomes lower than -5 ° C, the heater to be operated is switched from the
T3が214℃以下の場合、(T1−T2)が−10℃より小さくなったら、作動するヒーターを第2のヒーター131から第1のヒーター130に切り替える。
When T3 is 214 ° C. or lower, when (T1-T2) becomes smaller than −10 ° C., the heater to be operated is switched from the
画像を形成する対象物の記録用紙Pとして一般に用いられる物は、記録用の用紙、厚紙、透明性シート、OHPシートなどのプラスチックス製シート等のシート状の物である。これらの他にも、封筒に代表されるような袋状の物を使用することもできる。 A material generally used as the recording paper P of an object for forming an image is a sheet-like material such as a recording paper, a cardboard, a transparent sheet, or a plastic sheet such as an OHP sheet. In addition to these, a bag-like object represented by an envelope can also be used.
以上述べた実施形態によれば、以下の効果がある。
(1)加熱ロール110の中央部を加熱する第1のヒーター130と中央部および端部を加熱する第2のヒーター131との切り替えを、中央部に配置された第1の温度計140と端部に配置された第2の温度計141で検出される温度の差のほかに、端部とは反対側の領域に配置された第3の温度計142で検出された温度に対応して予め定められた閾値Tにも基づいて行う。したがって、第1の温度計140と第2の温度計141で検出される温度の差に基づいて切り替えを行う場合と比較して、加熱ロール110の軸方向の広い範囲で検出された温度に基づいて切り替えを行うので、実際の温度分布により近い温度分布に基づいて加熱手段の切り替えを行うことができる。その結果、加熱ロール110の記録用紙Pの幅方向における中央部と端部との間の温度差を低減でき、定着性の向上した定着装置100を得ることができる。
The embodiment described above has the following effects.
(1) Switching between the
(2)製造時のばらつきや加熱ロール110の交換等のメンテナンスによって、第1のヒーター130または第2のヒーター131のうち少なくとも一方の加熱ロール110の軸方向に対する位置のずれが生じて、加熱ロール110の記録用紙Pの幅方向における中央部と端部との間に温度差が生じても、ずれに応じて閾値Tも変化する。したがって、より適切な加熱手段の切り替えが行え、加熱ロール110の記録用紙Pの幅方向における中央部と端部との間の温度差を低減でき、定着性の向上した定着装置100を得ることができる。
(2) At least one
(3)記録用紙Pの用紙幅または紙質のうち少なくとも一方が変化すると、記録用紙Pの加熱ロール110への接触範囲および記録用紙Pの熱容量の変化によって加熱ロール110の軸方向の温度差に変化が生じた場合でも、記録用紙Pの用紙幅または紙質のうち少なくとも一方の違いに応じて、閾値Tが変化する。したがって、記録用紙Pの用紙幅または紙質のうち少なくとも一方の違いに応じた加熱手段の切り替えが行え、加熱ロール110の記録用紙Pの幅方向における中央部と端部との間の温度差を低減でき、定着性の向上した定着装置100を得ることができる。
(3) When at least one of the paper width or quality of the recording paper P changes, the temperature difference in the axial direction of the
(4)第3の温度計143は、接触型の温度計であり、記録用紙Pと接触しない加熱ロール110の領域にあるので、記録用紙Pが加熱ロール110に巻きついても、加熱ロール110の温度の検出が可能ある。したがって、第3の温度計143によって検出される温度を、第1のヒーター130または第2のヒーター131のいずれかに一方に切り替えるための閾値Tを定めるために利用できるとともに、第3の温度計143で検出される温度をモニターすることによって、加熱ロール110の過度な温度の上昇を抑えることができる。
(4) The
(5)前述の効果を有するフルカラープリンターを得ることができる。 (5) A full-color printer having the above-described effects can be obtained.
以上に説明した実施の形態は、単色の画像形成装置に適用することもできる。また、カラーの画像を形成するものであっても、一つ感光体ドラム上にトナー像を重ね合わせるものや、一つの感光体ドラム上で順次形成されたトナー像を中間転写体上で重ね合わせるもの等、様々なタイプの画像形成装置に適用することができる。
また、定着装置100は、加熱手段として第1のヒーター130、第2のヒーター131および第3のヒーター132を用いたが、ヒーターの他に、例えば、ハロゲンランプ等の他の加熱源を用いることができる。
このように、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他の形態として実施することができる。
The embodiment described above can also be applied to a monochrome image forming apparatus. Even when a color image is formed, a toner image is superimposed on one photosensitive drum, or a toner image sequentially formed on one photosensitive drum is superimposed on an intermediate transfer member. The present invention can be applied to various types of image forming apparatuses.
Further, the fixing
Thus, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented as other forms within the scope of the present invention.
1 フルカラープリンター本体
13 画像形成部
14 ROS
15 感光体ドラム
16 スコロトロン
17 現像装置
18 クリーニング装置
38,39,40,41 用紙トレイ
70 制御部
100 定着装置
110 加熱ロール
111 円筒状芯金
112 表面離型層
120 無端ベルト
130 第1のヒーター
131 第2のヒーター
132 第2のヒーター
140 第1の温度計
141 第2の温度計
143 第3の温度計
N 定着ニップ部
P 記録用紙
1 Full Color Printer Body 13 Image Forming Unit 14 ROS
15
Claims (5)
前記記録媒体を前記加熱回転体との間に挟み込む加圧部材と、
前記加熱回転体の軸方向における中央部を加熱する第1の加熱手段と、
前記加熱回転体の軸方向における中央部および端部を加熱する第2の加熱手段と、
前記加熱回転体の前記中央部に配置され、前記中央部の温度を検出する第1の検出部と、
前記加熱回転体の前記端部に配置され、前記端部の温度を検出する第2の検出部と、
前記記録媒体と接触しない前記加熱回転体の前記端部とは反対側の領域に配置され、前記領域の温度を検出する第3の検出部とを備え、
前記第1の検出部と前記第2の検出部によって検出される温度の差が、前記第3の検出部によって検出される温度に対応して予め定められた閾値になると、
前記第1の加熱手段または前記第2の加熱手段のいずれか一方に切り替わる
ことを特徴とする定着装置。 A heating rotator in contact with a recording medium that moves while holding an unfixed toner image on the surface;
A pressure member that sandwiches the recording medium with the heating rotator, and
First heating means for heating a central portion in the axial direction of the heating rotator;
A second heating means for heating a central portion and an end portion in the axial direction of the heating rotating body;
A first detector that is disposed in the central portion of the heating rotator and detects the temperature of the central portion;
A second detector that is disposed at the end of the heating rotator and detects the temperature of the end;
A third detection unit that is disposed in a region opposite to the end of the heating rotator that does not contact the recording medium, and that detects the temperature of the region;
When the difference in temperature detected by the first detection unit and the second detection unit becomes a predetermined threshold corresponding to the temperature detected by the third detection unit,
The fixing device is switched to either the first heating unit or the second heating unit.
ことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 In response to at least one of the differences of the paper width or paper quality of the recording medium, the fixing device according to claim 1, wherein the threshold is changed.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の定着装置。 Said first detector and said second detector is a detector of non-contact type, the third detecting unit, according to claim 1 or claim characterized in that it is a detector of the contact type 3. The fixing device according to 2 .
前記トナーによる画像を直接に又は中間転写体を介して記録媒体上に転写する転写装置と、
前記記録媒体上に転写されたトナー像を加熱して定着する請求項1〜請求項3までのいずれか一項に記載の定着装置と、
前記第3の検出部によって検出される温度に対応して予め定められた複数の前記閾値を記憶し、前記第1の検出部と前記第2の検出部によって検出される温度の差が、前記第3の検出部によって検出される温度によって予め定められた前記閾値になると、前記第1の加熱手段または前記第2の加熱手段のいずれかに一方に切り替える制御を行う制御部とを備えた
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit that forms an image by transferring toner to an image carrier on which a latent image due to a difference in electrostatic potential is formed on the surface;
A transfer device for transferring an image of the toner directly or via an intermediate transfer member onto a recording medium;
The fixing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the toner image transferred onto the recording medium is heated and fixed.
A plurality of predetermined threshold values corresponding to temperatures detected by the third detection unit are stored, and a difference between temperatures detected by the first detection unit and the second detection unit is A control unit that performs control to switch to either the first heating unit or the second heating unit when the predetermined threshold is reached according to the temperature detected by the third detection unit. An image forming apparatus.
ことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4, wherein the control unit changes the threshold according to at least one of a paper width and a paper quality of the recording medium.
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