JP6149441B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真式画像形成装置に使用される定着装置に関し、より具体的には無端状の定着部材と、加圧部材との間にニップ部を形成し、該ニップ部を通る記録媒体に対し定着処理を行う定着装置、及びその定着装置を搭載した画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer. More specifically, a nip portion is formed between an endless fixing member and a pressure member. The present invention relates to a fixing device that performs a fixing process on a recording medium passing through the nip portion, and an image forming apparatus equipped with the fixing device.
プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に対し、近年、省エネルギー化、高速化といった市場要求が強くなってきている。
画像形成装置は、電子写真記録、静電記録、磁気記録等の画像形成プロセスにより、画像転写方式もしくは直接方式により、未定着トナー画像を記録材シート、印刷紙、感光紙、静電記録紙などの記録媒体上に形成する。未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式による定着装置が広く採用されている。
このような定着装置の一例として、ベルト方式の定着装置(例えば、特許文献1)や、セラミックヒータを用いたサーフ定着(フィルム定着)方式の定着装置(例えば、特許文献2)が知られている。
In recent years, market demands such as energy saving and high speed are increasing for image forming apparatuses such as printers, copiers, and facsimiles.
The image forming apparatus uses an image forming process such as electrophotographic recording, electrostatic recording, magnetic recording, etc., an image transfer method or a direct method to transfer an unfixed toner image to a recording material sheet, printing paper, photosensitive paper, electrostatic recording paper, etc. Formed on a recording medium. As a fixing device for fixing an unfixed toner image, a fixing device using a contact heating method such as a heat roller method, a film heating method, and an electromagnetic induction heating method is widely used.
As an example of such a fixing device, a belt type fixing device (for example, Patent Document 1) and a surf fixing (film fixing) type fixing device using a ceramic heater (for example, Patent Document 2) are known. .
ベルト方式の定着装置では、近年、さらなるウォームアップ時間(電源投入時等の常温状態から印刷可能なリロード温度までに要する時間)や、ファーストプリント時間(印刷要求を受けた後で、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間)の短縮化が望まれている(課題1)。
また、画像形成装置の高速化に伴い、単位時間当たりの通紙枚数が増え、必要熱量が増大しているため、特に連続印刷の当初において熱量が不足する不具合、所謂、温度落ち込みが問題となり、解決が望まれている(課題2)。
課題1を解決する方法として、セラミックヒータを用いたサーフ定着が提案されている。このサーフ定着方式によれば、ベルト方式の定着装置に比べて低熱容量化、小型化を可能とすることができる。しかし、ニップ部のみを局所加熱しているため、その他の部分は加熱されておらず、ニップ部の用紙入口においてベルトが最も冷えた状態にあり、定着不良が発生しやすくなるという問題がある。
また、ベルト方式の高速機においては無端ベルトの回転が速く、ニップ部以外での無端ベルトの放熱が多くなるため、より定着不良が発生しやすくなるという問題がある(課題3)。
以上のような課題1〜3を解決するために、無端ベルトを用いる構成において、無端ベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消して、高生産の画像形成装置に搭載されても、良好な定着性を得ることができるようにした定着装置が提案されている(特許文献3)。
In belt-type fixing devices, in recent years, further warm-up time (time required from normal temperature state such as when the power is turned on to the reload temperature at which printing can be performed) and first print time (after receiving a print request and undergoing print preparation) It is desired to shorten the time required for completing the paper discharge after the printing operation (Problem 1).
In addition, as the speed of image forming apparatuses increases, the number of sheets passed per unit time increases and the required heat quantity increases, so the problem of a lack of heat quantity at the beginning of continuous printing, so-called temperature drop, becomes a problem. A solution is desired (Problem 2).
As a method for solving the
Further, in the belt-type high-speed machine, there is a problem that fixing failure is more likely to occur because the rotation of the endless belt is fast and the heat dissipation of the endless belt is increased at a portion other than the nip (problem 3).
In order to solve the
図11は特許文献3に記載された定着装置200の概略図である。定着ベルト201の内部に固定されたパイプ状の金属熱伝導体202は、定着ベルト201の回転方向への移動をガイドするように配置されており、金属熱伝導体202内の熱源203により金属熱伝導体202を介して定着ベルト201を加熱する。さらに定着ベルト201を介して金属熱伝導体202に接することにより、ニップ部Nを形成する加圧ローラ204を備え、加圧ローラ204の回転に連れ回りするようにして定着ベルト201を周方向に移動させる。この構成により、定着装置を構成する定着ベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することが可能となっている。
なお、定着装置200の搬送方向上流側には転写ローラ220、レジストローラ対221が配置されている。
更なる省エネ性、及びファーストプリントタイム向上のために、定着ベルトを金属熱伝導体を介して間接的に加熱する構成から、金属熱伝導体を無くして定着ベルトを直接加熱する構成が提案されている。この構成では伝熱効率を大幅に向上させることにより消費電力を低減すると共に、加熱待機時からのファーストプリントタイムを更に短縮することが実現できる。また、金属熱伝導体をなくすることによるコストダウンが可能となる。
FIG. 11 is a schematic diagram of a
A
In order to further save energy and improve the first print time, a configuration has been proposed in which the fixing belt is heated indirectly via a metal heat conductor, and the fixing belt is directly heated without the metal heat conductor. Yes. With this configuration, it is possible to reduce the power consumption by greatly improving the heat transfer efficiency and to further shorten the first print time from the heating standby time. Further, the cost can be reduced by eliminating the metal heat conductor.
ところで、定着装置200内で記録媒体がジャムを起こした場合には、加圧ローラを逆回転させて定着ベルトを逆転させるジャム処理のための制御が行われる。
ジャム発生時に加圧ローラ204及び定着ベルト201を逆回転させる理由は次の二つである。
第1の理由は、加圧ローラと定着ベルトとのニップに挟まった記録媒体の除去性をよくするためである。加圧ローラと定着ベルトを逆回転させることにより、ニップ部の奥部に入り込んでいた記録媒体をニップ部入口側に引き出すことができ、引き出された記録媒体部分を手で掴んで抜き取る作業が容易になるからである。
第2の理由は、定着部材である定着ベルト201の熱変形による塑性変形(以下、キンク)発生防止のためである。定着ベルト内部の熱源203を構成するヒータのガラス管は、発熱中は非常に高温になる。記録媒体が詰まりを起こしたことにより加圧ローラ及び定着ベルトの回転が停止すると、熱源への電力供給が停止されても、ヒータガラス管表面の余熱により熱源と直近の定着ベルト部分が局部的に高温化する。その結果、熱源から離間した定着ベルト部分との温度差によって高温化した部位に熱変形が生じ、そのままキンク状態となる。また、記録媒体が詰まった際に、記録媒体の先端がこの高温部位に接近していることがあり、その場合には記録媒体の先端が変色したり、焦げたり、発煙する虞がある。
このような場合に、定着ベルトを一定量逆回転させれば、時間を稼ぎ、ヒータガラス管の余熱が放熱されるのを待つことができる。
By the way, when the recording medium is jammed in the
There are two reasons why the
The first reason is to improve the removability of the recording medium sandwiched in the nip between the pressure roller and the fixing belt. By rotating the pressure roller and the fixing belt in the reverse direction, the recording medium that has entered the back of the nip can be pulled out to the inlet side of the nip, and it is easy to grasp the extracted recording medium by hand. Because it becomes.
The second reason is to prevent the occurrence of plastic deformation (hereinafter referred to as kink) due to thermal deformation of the
In such a case, if the fixing belt is reversely rotated by a certain amount, it is possible to save time and wait for the remaining heat of the heater glass tube to be radiated.
しかし、記録媒体ジャムの発生時に定着ベルト201を逆回転させると、次のような不具合が発生する。即ち、図12(a)乃至(d)は金属熱伝導体を用いないタイプの定着ベルト方式の定着装置におけるジャム処理手順を示す略図である。
図12(a)は通常の定着状態を示し、(b)は記録媒体ジャムが発生したことにより加圧ローラと定着ベルトが停止した状態を示し、(c)はジャム処理のために加圧ローラ、及び定着ベルトを逆回転させている状態を示し、(d)は逆回転により記録媒体が定着ベルトに巻き付いた状態を示している。
図12(a)の状態では、加圧ローラ204と定着ベルト201が通常の定着方向へ回転しているが、(b)のように記録媒体Pがジャムを起こしたことが検知されると図示しない制御手段は加圧ローラを駆動するモータを停止させて両ローラを停止させる。次いで、制御手段は(c)のように両ローラを逆転させることによりニップ部Nに詰まった記録媒体Pをニップ部の入口側へ戻し、手作業によって記録媒体を取出し易くする。また、定着ベルト201が逆転することにより、熱源203からの熱が定着ベルトの局部に加えられることによる定着ベルトのキンク発生を防止することができる。
However, if the
12A shows a normal fixing state, FIG. 12B shows a state in which the pressure roller and the fixing belt are stopped due to occurrence of a recording medium jam, and FIG. 12C shows a pressure roller for jam processing. And (d) shows a state in which the recording medium is wound around the fixing belt by the reverse rotation.
In the state of FIG. 12A, the
分離手段210は、ニップ部Nの入口側に先端を突出させることにより、定着ベルトの逆転時に定着ベルトに巻き付いて引き込まれようとする記録媒体を分離する手段である。
分離手段210と定着ベルト201との隙間Sの寸法は、標準の厚さを有した記録媒体(例えば、普通紙)を想定して一定に設定されている。
しかし、記録媒体が薄紙であったり、写真画像のように記録面に多くの未定着トナーが付着している場合には、(d)に示した逆転動作時に定着ベルト201に記録媒体が貼り付いた状態で、分離手段210の先端部をすり抜けて逆回転されてしまう。すると、定着ベルトの高温部位Hに記録媒体が達して、変色、焦げ、発煙などが発生することとなる。
このような不具合が発生する確率は、紙厚、サイズ、材質等の記録媒体の種類の違いと、トナー画像面積といった記録媒体の状態の違いにより一様でない。
Separating
The dimension of the gap S between the
However, if the recording medium is thin paper or a lot of unfixed toner adheres to the recording surface as in a photographic image, the recording medium sticks to the
The probability that such a problem occurs is not uniform due to the difference in the type of recording medium such as paper thickness, size, and material, and the state of the recording medium such as the toner image area.
特許文献4では、用紙詰まりした場合に操作するための逆回転スイッチを設けており、このスイッチを押すことで定着ローラが逆回転し、用紙を取り除き易くしている。
しかし、記録媒体の厚さ、サイズ、材質、トナー画像面積等の条件(逆転時における定着ベルトへの巻き付き易さ)の違いに応じて逆転動作時の巻き付き防止、巻き付きによる変色、焦げ、発煙を的確に防止する提案はこれまでなされていない。
特に、金属熱伝導体を用いずに軸方向両端部のみを保持部材により保持した構造の定着ベルトを定着部材として用いる定着装置にあっては、定着ベルトの大半の部分を支える手段がないために、強度不足に陥った定着ベルトが変形し易い構造となっている。このため、定着ベルトを単純に逆回転させただけでは、定着ベルト面に吸着した記録媒体を剥離させることが難しい状況にある。
しかし、紙厚、サイズ、材質、画像面積等、記録媒体の種類や状態の違いに応じて、逆回転動作のパターンを変化させることにより、逆回転時の記録媒体の巻き込み防止、分離の効率化を図った提案はなされていない。
In
However, depending on conditions such as the thickness, size, material, and toner image area of the recording medium (ease of winding around the fixing belt at the time of reverse rotation), prevention of winding at the time of reverse rotation, discoloration due to winding, scoring, fuming No proposal has been made to prevent it properly.
In particular, in a fixing device using a fixing belt having a structure in which only both ends in the axial direction are held by a holding member without using a metal heat conductor as a fixing member, there is no means for supporting most of the fixing belt. The fixing belt that has fallen in strength is easily deformed. For this reason, it is difficult to peel off the recording medium adsorbed on the surface of the fixing belt only by simply rotating the fixing belt in the reverse direction.
However, by changing the pattern of reverse rotation operation according to the difference in the type and state of the recording medium such as paper thickness, size, material, image area, etc., the recording medium can be prevented from being caught during reverse rotation and the efficiency of separation can be improved. No proposal has been made.
以上のように、従来、省エネ性、及びファーストプリントタイムを向上させて、熱効率を更に高める方法として、無端状の定着部材、即ち定着ベルトを、その内側に配置した金属熱伝導体を介して間接的に加熱する構成から、定着ベルトを金属熱伝導体を介さずに直接加熱する構成が提案された。しかし、金属熱伝導体により支持されていない定着ベルトは変形し易いため、ジャム処理のために定着ベルトを逆転させただけでは、トナー画像を介して定着ベルト面に吸着した記録媒体が簡単に剥離しない現象が起きている。また、記録媒体の厚さ、サイズ、材質、トナー画像面積によって、記録媒体の巻き込みを解消する条件が異なっているにも拘わらず、これまではこれらの条件の違いを配慮した対策はなされていなかった。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、定着部材として低熱容量化された無端状の定着ベルトを用いると共に、内部の熱源により直接定着ベルトを加熱するようにした定着装置において、ジャム処理のために定着ベルトを逆回転させた際における記録媒体の巻き込み等の分離不良を、記録媒体の厚さ、サイズ、画像面積等の条件(定着ベルトによる記録媒体の巻き込み易さの違い)に応じて効果的に解消することができる定着装置を提案することを目的としている。
As described above, as a method for improving the energy efficiency and the first print time and further improving the thermal efficiency, an endless fixing member, that is, a fixing belt, is indirectly connected through a metal heat conductor disposed on the inner side. From the configuration in which the fixing belt is heated, a configuration in which the fixing belt is directly heated without using a metal heat conductor has been proposed. However, since the fixing belt not supported by the metal heat conductor is easily deformed, the recording medium adsorbed on the surface of the fixing belt via the toner image can be easily peeled off simply by reversing the fixing belt for jamming. A phenomenon that does not happen. In addition, no consideration has been given to the difference in these conditions so far, even though the conditions for eliminating the entrainment of the recording medium differ depending on the thickness, size, material, and toner image area of the recording medium. It was.
The present invention has been made in view of the above, and in a fixing device that uses an endless fixing belt with a low heat capacity as a fixing member and directly heats the fixing belt with an internal heat source. Therefore, when the fixing belt is rotated in the reverse direction, the separation failure such as the winding of the recording medium depends on the conditions such as the thickness, size and image area of the recording medium (difference in the ease of winding of the recording medium by the fixing belt). An object of the present invention is to propose a fixing device that can be effectively solved.
上記目的を達成するため本発明の定着装置は、熱源と、該熱源を内部に有して回転自在に支持され、且つ該熱源により加熱される無端状の定着部材と、前記定着部材と接してニップ部を形成する加圧ローラと、前記定着部材を正回転、及び逆回転させる駆動源と、逆回転した時に前記定着部材が前記記録媒体を巻き込むことを防止する分離手段と、前記駆動源を制御する制御手段と、を備えた定着装置であって、前記制御手段は、前記記録媒体の種類、状態の違いに応じて、前記逆回転時の動作のパターンを変更する制御と、前記定着部材の逆回転時の回転量を変更する制御を行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention includes a heat source, an endless fixing member that is rotatably supported by the heat source, and is in contact with the fixing member. A pressure roller that forms a nip portion, a drive source that rotates the fixing member forward and backward, a separating unit that prevents the fixing member from winding the recording medium when the fixing member rotates reversely, and a drive source Control means for controlling the fixing device, wherein the control means changes the operation pattern during reverse rotation according to the type and state of the recording medium, and the fixing member. Control for changing the amount of rotation at the time of reverse rotation is performed .
本発明によれば、定着部材として低熱容量化された無端状の定着ベルトを用いると共に、内部の熱源により直接定着ベルトを加熱するようにした定着装置において、記録媒体の種類、状態の違いに応じて、ジャム処理時の定着ベルトの逆回転動作のパターンを変更する制御を行うようにした。このため、ジャム処理のために定着ベルトを逆回転させた際における記録媒体の巻き込み等の分離不良を、記録媒体の厚さ、サイズ、画像面積等の条件(定着ベルトによる記録媒体の巻き込み易さの違い)に応じて効果的に解消することができる。 According to the present invention, an endless fixing belt having a low heat capacity is used as a fixing member, and the fixing belt is directly heated by an internal heat source, according to the type and state of the recording medium. Thus, control is performed to change the reverse rotation pattern of the fixing belt during jam processing. For this reason, the separation failure such as the winding of the recording medium when the fixing belt is rotated reversely for the jam processing, the conditions such as the thickness, size, and image area of the recording medium (ease of winding of the recording medium by the fixing belt). The difference can be effectively resolved according to the difference.
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図1は本発明の定着装置を備えた画像形成装置の一例の構成について説明する図である。
画像形成装置1は、複数の色画像を形成する作像部がベルトの展張方向に沿って並置されたタンデム方式を用いるカラープリンタあるが、本発明はこの方式に限ることはなく、またプリンタだけではなく複写機やファクシミリ装置などを対象とすることも可能である。
画像形成装置1は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkを並設したタンデム構造が採用されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an example of an image forming apparatus provided with the fixing device of the present invention.
The
The
各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに形成されたトナー像が、各感光体ドラムに対峙しながら矢印A1方向に移動する無端ベルトである中間転写体(以下、転写ベルトという)11に対して1次転写されて夫々のトナー像が重畳転写される。その後、記録紙等の記録媒体Pに対して一括転写(1次転写)される。
各感光体ドラムの周囲には、感光体ドラムの回転に従い画像形成処理するための装置が配置されている。ブラック画像形成を行う感光体ドラム20Bkを対象として説明すると、感光体ドラム20Bkの回転方向に沿って画像形成処理を行う帯電装置30Bk、現像装置40Bk、1次転写ローラ12Bk及びクリーニング装置50Bkが配置されている。帯電後に行われる書き込み(静電潜像形成)には、光書込装置8が用いられる。
A toner image formed on each of the
Around each photosensitive drum, an apparatus for image forming processing is arranged according to the rotation of the photosensitive drum. To describe the photosensitive drum 20Bk that performs black image formation, a charging device 30Bk, a developing device 40Bk, a primary transfer roller 12Bk, and a cleaning device 50Bk that perform image forming processing along the rotation direction of the photosensitive drum 20Bk are arranged. ing. The optical writing device 8 is used for writing (electrostatic latent image formation) performed after charging.
転写ベルト11は、駆動ローラ72及び従動ローラ73により支持されている。
転写ベルト11に対する各色トナー像の重畳転写では、転写ベルト11がA1方向に移動する過程において、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに形成されたトナー像が、転写ベルト11の同じ位置に重ねて転写されるよう、1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkによる電圧印加によって、A1方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkは、A1方向の上流側からこの順で並んでいる。
各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkの上方には、転写ベルト11及び1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkを備えた転写ベルトユニット10が対向配設される。更に、転写ベルト11に従動し、連れ回りする2次転写ローラ5と、転写ベルト11に対向配設され転写ベルト11上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置13が配置されている。
The
In the superimposed transfer of each color toner image onto the
The
Above each of the
更に、各感光体ドラムと転写ベルト11との間の2次転写部に向けて搬送される記録媒体を積載した給紙カセットとしてのシート給送装置61と、シート給送装置61から搬送されてきた記録媒体を、トナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、各感光体ドラムと転写ベルト11との間の2次転写部に向けて繰り出すレジストローラ対4と、記録媒体の先端がレジストローラ対4に到達したことを検知する図示しないセンサとが設けられている。
更に、画像形成装置1には、トナー像が転写された記録媒体Pにトナー像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしての定着装置100と、定着済みの記録媒体を画像形成装置1の本体外部に排出する排紙ローラ7と、画像形成装置1の本体上部に配設されて排紙ローラ7により排出された記録媒体を積載する排紙トレイ17と、排紙トレイ17の下側に位置し、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル9Y、9C、9M、9Bkとが備えられている。
シート給送装置61は、最上位の記録媒体の上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ3を有しており、給送ローラ3が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の記録媒体をレジストローラ対4に向けて給送する。
Further, the
Further, the
The
図2は本発明の一実施形態に係る定着装置を示す構成図である。
定着装置100は、そのケーシング内部に無端状(環状)の定着部材としての定着ベルト101と、ハロゲンヒータ等から成る熱源105と、加圧部材としての加圧ローラ150と、を有し、熱源105により定着ベルト101が内周側から直接加熱される。
無端状の定着ベルト101の内部には、定着ベルト101を介して対向する加圧ローラ150とニップ部Nを形成するニップ形成部材120があり、定着ベルト内面と直接(若しくは、図示しない摺動シートを介して間接的に)摺動する。
図2ではニップ部Nの形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状であっても良い。ニップ部の形状は凹形状の方が、記録媒体先端の排出方向が加圧ローラ寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a fixing device according to an embodiment of the present invention.
The fixing
Inside the
In FIG. 2, the nip portion N has a flat shape, but may have a concave shape or other shapes. When the nip portion is concave, the discharge direction at the front end of the recording medium is closer to the pressure roller, and the separation is improved, so that jamming is suppressed.
定着ベルト101は、ニッケルやSUSなどの金属薄板や、ポリイミドなどの樹脂材料から成る薄板を基材として用いた無端ベルト(或いは、フィルム)である。定着ベルトの基材表層には、PFA層、PTFE層などの離型層を形成し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。定着ベルトの基材と離型層との間にはシリコーンゴムの層などで形成する弾性層があっても良い。シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ(ユズ肌画像)が残るという不具合が生じる。これを改善するにはシリコーンゴム層を100[μm]以上設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微小な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。
定着ベルト101の内部にはニップ形成部材120を支持するための支持部材122(ステー)を設け、加圧ローラ150により圧力を受けるニップ形成部材120の撓みを防止し、軸方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。支持部材122は軸方向両端部を、定着ベルトの両端部を回転自在に保持する保持部材125(フランジ)により保持固定され位置決めされている。また、熱源105と支持部材122との間に反射部材127を備え、熱源105からの輻射熱などにより支持部材122が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギー消費を抑制している。ここで反射部材127を備える代わりに、支持部材122表面に断熱もしくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることか可能となる。
定着ベルト101の外径方向にはベルト保護部材129が配置されており、定着ベルトが加圧ローラ150からの駆動によって外径方向へ変形したときに、ベルト保護部材129と突き当たる。なお、保護部材129は定着ベルトの回転に伴って連れ回りしてもよいし、静止し続ける構成でも良い。
The fixing
A support member 122 (stay) for supporting the
A
熱源105は、図示したハロゲンヒータでも良いが、IH(Induction Heating)であっても良いし、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であっても良い。
加圧ローラ150は芯金151の周面に弾性ゴム層152を備えており、離型性を得るために表面に離型層(PFAまたはPTFE層)が設けてある。加圧ローラ150は画像形成装置に設けられたモータなどの駆動源155からギヤを介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ150はスプリングなどにより定着ベルト101側に押し付けられており、弾性ゴム層152が押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を有している。加圧ローラ150は中空のローラであっても良く、加圧ローラ150にハロゲンヒータなどの熱源を有していても良い。弾性ゴム層152はソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ150内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルトの熱が奪われにくくなるので、より望ましい。
The
The
定着ベルト101は、駆動源155により回転する加圧ローラ150からの駆動力がニップ部Nで定着ベルトに伝達されることにより定着ベルト101が回転する。定着ベルト101は、ニップ部Nでは加圧ローラと支持部材122との間に挟み込まれて回転し、ニップ部以外(軸方向両端部)では両端開口部内周を保持部材125(フランジ)により保持されて回転自在にガイドされる。
上記のような構成により安価で、ウォームアップが速い定着装置を実現することが可能となる。
The fixing
With the above configuration, it is possible to realize a fixing device that is inexpensive and has a fast warm-up.
<本発明の特徴的な構成>
図3(a)乃至(d)は逆回転時における定着ベルトの挙動を分離手段154との関係で示した説明図である。
本発明の第1の実施形態に係る定着装置100は、熱源105と、熱源を内部に有して回転自在に支持され、且つ該熱源により加熱される無端状の定着ベルト(定着部材)101と、定着ベルトの外周面と接してニップ部Nを形成する加圧ローラ(加圧部材)150と、定着ベルト101を正回転、逆回転させる駆動源155と、ニップ部Nに記録媒体が位置している状態で定着ベルトが逆回転した時に記録媒体の巻き込みを防止する分離手段154と、駆動源155を制御する制御手段160と、を備える。更に、制御手段160は、記録媒体の種類(厚さ、サイズ、材質)、記録媒体の状態(未定着トナー画像面積)の違いに応じて、逆回転時の動作のパターンを変更する。
<Characteristic configuration of the present invention>
3A to 3D are explanatory views showing the behavior of the fixing belt during reverse rotation in relation to the
A fixing
記録媒体は、その種類、状態の違いに応じて、ジャム時に定着ベルトを逆転させた時における巻き込まれ易さ(貼り付き易さ)が異なってくる。
記録媒体の種類、状態は、画像形成装置本体の操作盤からのキー入力によって予め制御手段に認識させたり、画像形成装置内に設けたセンサによって検知し、これを制御手段に報知する。例えば、記録媒体の厚さ、サイズ、材質についての情報はキー入力による入力が可能であり、厚さやサイズについてはセンサによる検知も可能である。また、トナー画像の面積は、記録媒体サイズ、読取り画像中の画像面積、変倍率等から判定することができる。
Depending on the type and state of the recording medium, the ease of winding (ease of sticking) when the fixing belt is reversed during jamming differs.
The type and state of the recording medium are recognized by the control means in advance by key input from the operation panel of the image forming apparatus main body, or detected by a sensor provided in the image forming apparatus, and this is notified to the control means. For example, information on the thickness, size, and material of the recording medium can be input by key input, and the thickness and size can be detected by a sensor. Further, the area of the toner image can be determined from the recording medium size, the image area in the read image, the scaling factor, and the like.
この実施形態では、記録媒体Pの種類(厚さ、サイズ、材質)、状態(トナー画像面積)によって、逆回転時の動作のパターンを変更することによって、逆回転時に定着ベルトの外周に巻き込まれる(吸着されようとする)記録媒体Pを、分離手段154によって強制的に分離(剥離)することができる。つまり、定着装置内で詰まりを起こした記録媒体を定着ベルトの逆回転によってジャム処理する際に、その種類や状態(記録媒体の厚さ、サイズ、材質、トナー画像面積の多寡)に応じて、逆回転動作のパターン(逆回転量、逆回転速度等)を変更することで、逆搬送した後の記録媒体をより分離し易い状態にすることができる。このため、記録媒体が逆回転時に定着ベルトの外周に巻き込まれ、定着ベルトの高温部と接触し続けることで発生する変色、焦げ付き、発煙等を防止でき、記録媒体除去作業性も向上する。 In this embodiment, the operation pattern at the time of reverse rotation is changed according to the type (thickness, size, material) and state (toner image area) of the recording medium P, so that it is wound around the outer periphery of the fixing belt at the time of reverse rotation. The recording medium P (to be attracted) can be forcibly separated (separated) by the separating means 154. That is, when the jammed recording medium is jammed by the reverse rotation of the fixing belt in the fixing device, depending on the type and state (thickness, size, material, and toner image area of the recording medium) By changing the reverse rotation pattern (reverse rotation amount, reverse rotation speed, etc.), it is possible to make the recording medium after reverse transport easier to separate. For this reason, the recording medium is wound around the outer periphery of the fixing belt during the reverse rotation, and discoloration, scorching, smoke generation, etc. caused by continuing contact with the high temperature portion of the fixing belt can be prevented, and the recording medium removal workability is improved.
次に、本発明の第2の実施形態に係る定着装置100は、制御手段160が、駆動源155によって定着ベルト101を逆回転させる時の回転速度を記録媒体Pの種類(厚さ、サイズ、材質)、記録媒体の状態(トナー画像面積)によって種々変更させるようにした点が特徴的である。
即ち、制御手段が制御する定着ベルトの動作パターンは、本例では逆回転時の速度である。
定着ベルト101の逆回転時には、正回転時とは定着ベルトの張り・弛みの関係が逆転する。図3(a)中に示すように、定着ベルトの正回転時には、ニップ部Nの入口側が張った状態(分離手段154から最も離間した状態。S=最大)となり、ニップ部Nの出口側が弛んだ状態となるが、逆回転時にはニップ部の入口側が弛み側(分離手段154に接近した状態。S=最小)となる。従って、定着ベルトの逆回転時の速度が速いほど、逆回転中の定着ベルト101と分離手段154との隙間Sは狭くなる。本実施形態では、逆回転時に巻き付き易い性質の記録媒体がジャムした場合に、逆回転の速度を速くして隙間Sを狭くすることで、ニップ部入口近傍に配置した分離手段154の先端によって分離しやすくする(図3(c))。これにより、定着ベルトと分離手段との間に記録媒体が巻き込まれて熱源によって高温化された部位に達することを防止でき、記録媒体の変色、焦げ、発煙を防止できる(図3(d))。
Next, in the
That is, the operation pattern of the fixing belt controlled by the control unit is the speed at the time of reverse rotation in this example.
At the time of reverse rotation of the fixing
例えば、この分離手段154は板金部材や樹脂部材から構成し、図示していない定着装置の底面フレームに設置したり、定着装置を覆っているカバーの一部をこのような形状とすることにより設置する。定着ベルトの逆回転時に、この分離手段154の先端部を、分離手段に向けて膨張して接近してきた定着ベルトと、定着ベルトの外面に巻き付こうとする記録媒体との間に相対的に差し込ませることで、定着ベルトから記録媒体を分離させることが可能となる(図3(d))。 For example, the separating means 154 is composed of a sheet metal member or a resin member, and is installed on the bottom frame of the fixing device (not shown) or by setting a part of the cover covering the fixing device in such a shape. To do. At the time of reverse rotation of the fixing belt, the leading end portion of the separating means 154 is relatively expanded between the fixing belt that has expanded toward the separating means and the recording medium to be wound around the outer surface of the fixing belt. By inserting the recording medium, the recording medium can be separated from the fixing belt (FIG. 3D).
定着ベルトと分離手段との隙間Sは、普通の厚さの記録媒体を想定して設定されており、定着ベルトを逆転させたときにおける薄紙の分離には適さない(隙間が広すぎる)ことがある。
本実施形態では、駆動源によって定着ベルトを逆回転させる時の回転速度を、記録媒体Pの定着ベルトへの巻き付きやすさを基準として設定する。巻き付き易さに関わる条件は、記録媒体の厚さと、記録されたトナー画像の面積である。
記録媒体が薄紙であったり、柔軟性が高い(弾性が弱い)場合は、逆転する定着ベルト外面に巻き付き易く、また厚紙の場合には薄紙と異なりコシ(弾性)が強いため、定着ベルトに貼りつきにくく逆回転時に巻き込みにくい。従って、例えばジャムを起こした記録媒体が薄紙である場合には逆回転時の速度を上げてニップ部Nの入口側の定着ベルトの弛み量を大きくすることで分離手段154との間の隙間Sを狭めて、分離手段により分離し易い状態にする。逆回転時に巻き込まれにくい厚紙の場合には、逆回転の速度は薄紙(普通紙)に比べて遅くても問題ない。使用している記録媒体が定着ベルトに巻き付き易い種類であること、換言すれば薄紙であるか否かの情報は、画像形成装置の操作盤からのキー入力により予め入力したり、通紙センサによって記録媒体の透光度を検知することにより得ることができる。
The gap S between the fixing belt and the separating unit is set assuming a recording medium with a normal thickness, and is not suitable for separating thin paper when the fixing belt is reversed (the gap is too wide). is there.
In the present embodiment, the rotation speed when the fixing belt is reversely rotated by the drive source is set based on the ease with which the recording medium P is wound around the fixing belt. Conditions relating to the ease of winding are the thickness of the recording medium and the area of the recorded toner image.
If the recording medium is thin paper or highly flexible (low elasticity), it is easy to wrap around the outer surface of the fixing belt that reverses, and if it is thick paper, it is strong (elastic) unlike thin paper. Hard to stick and difficult to get caught during reverse rotation. Therefore, for example, when the jammed recording medium is thin paper, the clearance S between the
また、写真、絵等のように未定着トナー量が多い画像を担持した記録媒体が定着装置内で詰まりを起こした場合に逆回転を行うと、増大したトナーの付着力によって定着ベルトに巻き付き易くなる。この場合も、薄紙の場合と同様に、逆回転時の速度を上げることで定着ベルトを分離手段154に向けて弛ませ、分離手段との隙間を狭めることで分離し易い状態にする。逆に、文字画像のようにトナー量が少ない未定着トナー画像を担持した記録媒体が定着装置内で詰まった場合には、トナーの付着力が弱いため定着ベルトに貼りつきにくく、記録媒体が巻き込まれにくいため、逆回転は遅くても構わない。本発明では、薄紙と普通紙のように巻き付き易い場合の逆回転の速度は77mm/sとし、その他の紙種においては56mm/sとした。また、記録媒体上の未定着トナー量の多寡についての情報は、画像形成装置本体の画像形成部において画像形成する際の画像情報から得ることができる。
Also, if a recording medium carrying an image with a large amount of unfixed toner, such as a photograph or a picture, is clogged in the fixing device, if the reverse rotation is performed, it is easy to wind around the fixing belt due to the increased adhesion of toner. Become. Also in this case, as in the case of thin paper, the fixing belt is slackened toward the separating
図4は上記実施形態において定着ベルトを逆回転させる場合の手順を示したフローチャートである。
画像形成装置1が画像形成動作を開始して定着装置100が定着動作を開始し、定着装置内でジャムが発生した場合には(S1〜3、S4 YES)、駆動源155を停止させる(S5)。ステップ6において、ジャムを起こした記録媒体が薄紙であると判定された場合には、ステップ7において駆動源を通常の逆転速度よりも速く回転させる。ドアーをオープンしてのジャム処理が行われてジャムが解消し、ドアーがクローズされた場合に画像形成動作に復帰する(S8〜11)。
ステップ6において薄紙でなく、ステップ12において厚紙であると判断された場合には、駆動源を通常速度で、或いは通常速度よりも遅く逆回転させる(S13)。
次に、本発明の第3の実施形態に係る定着装置100は、制御手段160が、駆動源155によって定着ベルト101を逆回転させる時の逆回転量を記録媒体Pの種類(厚さ、サイズ、材質)、記録媒体の状態(トナー画像面積)によって種々変更させるようにした点が特徴的である。
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for reversely rotating the fixing belt in the embodiment.
When the
If it is determined in step 6 that the paper is not thin but thick in
Next, in the
即ち、制御手段が制御する定着ベルトの動作パターンは、本例では逆回転時の逆回転量(回転角度)である。
なお、制御手段160は、定着熱量が少なくて済む薄紙を定着する際には、熱源による発熱温度が普通紙、或いは厚紙を定着する時よりも低くなるように制御する。熱源、或いは定着ベルトの温度は温度検知手段166が検知する。
That is, the operation pattern of the fixing belt controlled by the control unit is the reverse rotation amount (rotation angle) at the time of reverse rotation in this example.
The
記録媒体が定着装置内で詰まり(ジャム)を起こした時に行われる定着ベルトの逆回転動作は、定着ベルトの部分的な過熱によるキンク防止を目的としている。一般的に、薄紙は定着設定温度が低く、また厚紙は設定温度が高い。薄紙を定着する際の定着熱量(熱源の設定温度)は、厚紙を定着する際の定着熱量よりも低く設定されている。このため、熱源105を構成するヒータガラス管表面の余熱によるキンクが起きにくいため、逆回転量を減らすことができる。このため、制御手段は、薄紙の通紙時には逆回転量(逆回転方向移動量)を減らすように制御する。薄紙の通紙時に詰まりが発生したときの逆回転量を減らすことで、薄紙の巻きみ量を減らすことが可能となる。
薄紙の場合は、分離手段と定着ベルトとの間に記録媒体が巻き込まれ易い。このため、逆回転量が多いと分離手段と定着ベルトとの間に記録媒体が巻き込まれた際に、巻き込まれる量も増えてしまうため、記録媒体を除去するのに苦労する。このため、薄紙の場合には逆回転量を少なくすることにより、記録媒体の、変色、焦げ、発煙を抑えつつもジャム処理性を向上できる。
The reverse rotation operation of the fixing belt performed when the recording medium is jammed in the fixing device is intended to prevent kinking due to partial overheating of the fixing belt. In general, thin paper has a low fixing set temperature, and thick paper has a high set temperature. The fixing heat amount (heat source set temperature) when fixing thin paper is set lower than the fixing heat amount when fixing thick paper. For this reason, since the kink by the residual heat of the heater glass tube surface which comprises the
In the case of thin paper, the recording medium is easily caught between the separating means and the fixing belt. For this reason, if the amount of reverse rotation is large, when the recording medium is caught between the separating means and the fixing belt, the amount of the recording medium also increases, so it is difficult to remove the recording medium. For this reason, in the case of thin paper, by reducing the reverse rotation amount, it is possible to improve the jam handling performance while suppressing discoloration, scorching and smoke generation of the recording medium.
記録媒体の画像面積が大きい場合にも巻き込みが起こりやすいため、定着ベルトの逆回転量を少なくしてジャム処理を容易化する意味がある。
本発明では、薄紙時は逆回転量(定着ベルトの移動量)を例えば50mmとし、その他の紙種では逆回転量を75mmとした。
Even when the image area of the recording medium is large, entanglement is likely to occur, which makes it easier to reduce jamming by reducing the reverse rotation amount of the fixing belt.
In the present invention, the reverse rotation amount (the amount of movement of the fixing belt) is set to, for example, 50 mm when thin paper is used, and the reverse rotation amount is set to 75 mm for other paper types.
第3の実施形態の定着ベルトの逆回転制御手順を図4のフローに基づいて説明すると、ステップ6において薄紙の場合にはステップ7において逆回転量を通常の場合よりも少なくすることとなる。また、ステップ12において厚紙の場合にはステップ13において逆回転量を通常とするか、或いは通常よりも少なくすることになる。
The reverse rotation control procedure of the fixing belt according to the third embodiment will be described based on the flow of FIG. 4. In the case of thin paper in step 6, the reverse rotation amount is decreased in step 7 than in the normal case. Further, in the case of thick paper in
次に、本発明の第4の実施形態に係る定着装置100は、制御手段160が、駆動源155によって定着ベルト101を逆回転させる時の逆回転速度、又は/及び、逆回転量(回転角度)を、記録媒体Pの厚さの違い(厚薄)に応じて種々変更させるようにした点が特徴的である。
具体的には、定着装置内で詰まりを起こした記録媒体Pが巻き付きを起こし易い薄紙(薄い記録媒体)である時には逆回転時の速度を速くし、且つ逆回転量を少なくするように制御する一方で、厚紙(厚い記録媒体)である時には、逆回転速度を遅くするように制御し、且つ回転量を薄紙の場合よりも多くなるように制御する。
なお、薄紙(薄い記録媒体)である時に逆回転時の速度を速くする制御のみを行い、厚紙(厚い記録媒体)である時に逆回転速度を遅くする制御のみを行っても良い。即ち、本実施形態においては、記録媒体の厚さに応じて逆回転速度を制御するのみで、逆回転量を制御しないようにしてもよいし、逆回転量のみを制御するようにしてもよい。
Next, in the
Specifically, when the recording medium P that is clogged in the fixing device is thin paper (thin recording medium) that tends to be wound, control is performed to increase the reverse rotation speed and reduce the reverse rotation amount. On the other hand, when the paper is thick paper (thick recording medium), the reverse rotation speed is controlled to be slow, and the rotation amount is controlled to be larger than that of the thin paper.
Note that only control for increasing the reverse rotation speed may be performed when the paper is thin (thin recording medium), and only control for decreasing the reverse rotation speed may be performed when the paper is thick (thick recording medium). That is, in the present embodiment, the reverse rotation speed may be controlled only according to the thickness of the recording medium, and the reverse rotation amount may not be controlled, or only the reverse rotation amount may be controlled. .
記録媒体の厚さの違いによって、定着装置内で詰まりを起こした時の逆回転による定着ベルトへの貼り付き易さの度合いが異なる。厚紙は、逆回転時に定着ベルトに貼り付きにくく、分離手段との隙間Sを広めにしても差し支えないため、定着ベルトの逆回転速度を遅くする。これとは逆に、薄紙は、分離手段との隙間Sが広いと分離手段が記録媒体と接触してこれを分離できないため、逆回転速度を速くする。定着ベルトの逆回転速度を速くすることにより、ニップ部Nの入り口側の定着ベルト部分を分離手段側に膨出させて分離手段との隙間Sを狭くする。このため、定着ベルトと共に逆回転する記録媒体と、定着ベルトとの間に分離手段を介挿させて分離させることができる(図3(c)(d))。
更に、本実施形態では、定着装置内でジャムを起こした記録媒体が薄紙である時には定着ベルトの逆回転速度を速くすると共に、逆回転量(逆回転方向移動量)を減らす。厚紙がジャムを起こした際には、定着ベルトの逆回転速度は遅く、回転量は多くする。このように、記録媒体が薄いか、厚いかによって、逆回転の条件(逆回転速度、逆回転量)を共に変化させる。
Depending on the thickness of the recording medium, the degree of ease of sticking to the fixing belt by reverse rotation when clogging occurs in the fixing device varies. Since the thick paper is difficult to stick to the fixing belt at the time of reverse rotation and the gap S with the separating means can be widened, the reverse rotation speed of the fixing belt is slowed. On the contrary, the thin paper increases the reverse rotation speed because the separation means comes into contact with the recording medium and cannot be separated if the gap S with the separation means is wide. By increasing the reverse rotation speed of the fixing belt, the fixing belt portion on the entrance side of the nip portion N is expanded toward the separating means, and the gap S with the separating means is narrowed. For this reason, a separation means can be inserted between the recording medium that rotates in reverse with the fixing belt and the fixing belt (FIGS. 3C and 3D).
Further, in the present embodiment, when the recording medium causing the jam in the fixing device is thin paper, the reverse rotation speed of the fixing belt is increased and the reverse rotation amount (reverse rotation direction movement amount) is reduced. When the thick paper is jammed, the reverse rotation speed of the fixing belt is slow and the rotation amount is increased. Thus, the reverse rotation conditions (reverse rotation speed and reverse rotation amount) are changed depending on whether the recording medium is thin or thick.
第4の実施形態の定着ベルトの逆回転制御手順を図4のフローに基づいて説明すると、ステップ6において薄紙の場合にはステップ7において定着ベルトの逆回転速度を速くすると共に、逆回転量を通常の場合よりも少なくすることとなる。また、ステップ12において厚紙の場合にはステップ13において逆回転測度を通常にするか遅くし、逆回転量を通常とするか、或いは通常よりも多くすることになる。
The reverse rotation control procedure of the fixing belt according to the fourth embodiment will be described with reference to the flow of FIG. 4. In the case of thin paper in Step 6, the reverse rotation speed of the fixing belt is increased in Step 7 and the reverse rotation amount is set. It will be less than usual. In the case of thick paper in
次に、本発明の第5の実施形態に係る定着装置100は、制御手段160が、駆動源155によって定着ベルト101を逆回転させる時の逆回転速度、及び逆回転量を、記録媒体Pのサイズ(搬送方向長)の違いに応じて種々変更させるようにした点が特徴的である。
具体的には、定着装置内で詰まりを起こした記録媒体が、詰まりを起こした時点で定着装置への搬送経路上に配置された2次転写ローラ5、或いはレジストローラ4によりニップされた状態にあるか否かによって、逆回転する定着ベルトへの巻き付きの発生率が異なってくる。
Next, in the
Specifically, the recording medium that has become jammed in the fixing device is nipped by the secondary transfer roller 5 or the
そして、記録媒体のサイズ(搬送方向長)の違いによって、紙詰まりの発生によって定着装置が駆動を停止したときに、記録媒体の後部が2次転写ローラ5、レジストローラ4に挟まれているか否かが決まる。
同じサイズの記録媒体であっても、搬送方向が異なれば、搬送方向長が異なってくるため、ここで言う記録媒体のサイズとは搬送方向サイズのことである。
Whether or not the rear portion of the recording medium is sandwiched between the secondary transfer roller 5 and the
Even if the recording media have the same size, the length in the transport direction differs if the transport direction is different. Therefore, the size of the recording medium referred to here is the size in the transport direction.
図5は記録紙の幅方向サイズの違いに応じて熱源105からの発光面積を調整するために、熱源として使用するハロンヒータとして長さの異なるものを複数本(本例では、二本)用いたタイプの定着装置の構成図である。
各ハロゲンヒータの軸方向における発光範囲がそれぞれ異なるので、多種の記録媒体のサイズに対して定着ベルトを最適に加熱することができる。
また、図5の実施形態では、熱源105と定着ベルト101の内周面との間に介在する遮光部材110によって熱源の発光範囲を更に調整するようにしている。遮光部材110は円弧状に湾曲した遮光性を有した板材である。
In FIG. 5, in order to adjust the light emission area from the
Since the light emission range in the axial direction of each halogen heater is different, the fixing belt can be optimally heated for various sizes of recording media.
In the embodiment of FIG. 5, the light emission range of the heat source is further adjusted by the
図6は遮光部材110の展開図であり、遮光部材110は通紙する記録媒体Pの幅寸法に応じて遮光面積を異ならせるための段付き形状となっている。この例では、ハガキサイズに対応した開口幅を有した部位110aと、B4サイズに対向した開口幅を有した部位110bと、A3サイズに対向した開口幅を有した部位110cとを備えている。
FIG. 6 is a development view of the
図7(a)及び(b)はA3サイズ通紙時、及びハガキサイズ通紙時における遮光部材による熱源の隠蔽状態(遮光状態)を示した図である。
遮光部材110は、定着ベルト101の内側に沿って、非接触で回動するように配置され、各記録媒体の幅寸法の違いに対応した位置に対応する部位を回動させて、加熱に不必要な領域を遮光するようにしている(図7)。
これにより幅の狭い記録媒体を連続通紙した場合であっても、非通紙領域が過昇温状態になることがなく、過昇温領域をキャンセルするために生産性を落とす等の制御を行う必要がない。また遮光部材を使用したことに伴い、ハロゲンヒータの本数を3本から2本に低減することが可能となっている。
FIGS. 7A and 7B are views showing the concealed state (light-shielded state) of the heat source by the light-shielding member when A3 size paper is passed and postcard size paper is passed.
The
As a result, even when a narrow recording medium is continuously fed, the non-sheet passing area is not overheated, and control such as reducing productivity to cancel the overheated area is performed. There is no need to do it. In addition, with the use of the light shielding member, the number of halogen heaters can be reduced from three to two.
次に、図8は、定着装置内で詰まりを起こした記録媒体を定着ベルトの逆回転によってジャムを解消する場合の巻き込みの有無(巻き込み余裕度)を、記録媒体のサイズ毎に調べた実験結果を示している。記録媒体が定着装置よりも遠方にあるレジストローラ4のニップ部に残っているか、或いは定着装置の近くにある2次転写ローラ5のニップ部に残っているかによって、記録媒体の巻き込みやすさが変わる。実験の結果では、記録媒体がレジストローラ4によりニップされておらず、2次転写ローラ5によりニップされており、且つ2次転写ローラと定着装置との間に弛みがある場合に巻き込みが発生する。
このように記録媒体サイズ、通紙方向といった条件の違いに応じて巻き込まれ易くなる記録媒体を通紙している時に、ジャム解消のための逆回転速度を速くする。詰まりを起こした記録媒体が分離手段154に接近して分離手段との接触により定着ベルトから分離され易くなる程度に定着ベルトの逆回転速度を増速させることで、分離手段154と定着ベルトの隙間Sを狭めて分離を促進し、記録媒体が定着ベルトに巻き込まれることを防止できる。
Next, FIG. 8 is a result of an experiment in which the presence / absence of winding (recovery allowance) in the case where the jamming is eliminated by reverse rotation of the fixing belt for each size of the recording medium. Is shown. Depending on whether the recording medium remains in the nip portion of the
As described above, when the recording medium that is likely to be caught is passed according to the difference in conditions such as the recording medium size and the paper passing direction, the reverse rotation speed for eliminating the jam is increased. The clearance between the
図9は上記実施形態において定着ベルトを逆回転させる場合の手順を示したフローチャートである。
画像形成装置1が画像形成動作を開始して定着装置100が定着動作を開始し、定着装置内でジャムが発生した場合には(S21〜23、S24 YES)、駆動源155を停止させる(S25)。ステップ26において、ジャムを起こした記録媒体の搬送方向サイズが基準値よりも長いと判定された場合には、ステップ27において駆動源を通常の逆転速度よりも速く回転させる。ドアーをオープンしてのジャム処理が行われてジャムが解消し、ドアーがクローズされた場合に画像形成動作に復帰する(S28〜31)。
ステップ26において記録媒体の搬送方向サイズが基準値よりも短いと判断された場合には、駆動源を通常速度で、或いは通常速度よりも遅く逆回転させる(S32)。
なお、ここで基準値とは、図8に示したように記録媒体がレジストローラ4によりニップされておらず、2次転写ローラ5によりニップされており、且つ2次転写ローラと定着装置との間に弛みがある場合における記録媒体の搬送方向長である。
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for reversely rotating the fixing belt in the embodiment.
When the
If it is determined in step 26 that the conveyance direction size of the recording medium is shorter than the reference value, the drive source is reversely rotated at the normal speed or slower than the normal speed (S32).
Here, the reference value means that the recording medium is not nipped by the
次に、本発明の第6の実施形態に係る定着装置100は、制御手段160が、駆動源によって定着ベルトを逆回転させる時の逆回転速度を、記録媒体Pの記録面に担持された未定着トナーの面積(量)に応じて種々変更させるようにした点が特徴的である。
具体的には、定着装置内で詰まりを起こした記録媒体上の画像面積(未定着トナー量)が巻き付きを起こし易い程度に大きい場合(例えば、写真画像)には逆回転速度を速くするように制御する一方で、画像面積が巻き付きを起こしにくい程度に小さい面積である時(例えば、文字画像)には、逆回転速度を遅くするように制御する。
Next, in the
Specifically, when the image area (unfixed toner amount) on the recording medium that is clogged in the fixing device is large enough to cause wrapping (for example, a photographic image), the reverse rotation speed is increased. On the other hand, when the image area is small enough to prevent winding (for example, a character image), the reverse rotation speed is controlled to be slow.
同じ厚さの記録媒体であっても、担持している未定着トナーから成る画像面積が予め設定された基準値よりも広い場合には、定着ベルトに記録媒体が張り付きやすく、その結果、分離手段と定着ベルトとの間に記録媒体が巻き込まれ易くなり、熱源からの熱により記録媒体の変色や発煙が起こり易くなる。従って、画像面積が所定の基準値よりも大きい場合には、逆回転速度を速めることでニップ部Nの入口側の定着ベルトの弛みを大きく確保して定着ベルトと分離手段154との隙間Sを狭め、記録媒体が巻き込まれないようにする。
制御手段160は、PC等からの印刷画像情報、スキャナからの印刷画像情報からトナーが多い画像であるか否かを判断する。
なお、トナー画像面積が基準値よりも少ない場合と、更に少ない場合等、複数段階に区分けし、各段階に応じて順次逆回転測度を順次速くするように制御してもよい。
Even if the recording medium has the same thickness, if the image area made of the unfixed toner carried is wider than a preset reference value, the recording medium tends to stick to the fixing belt, and as a result, the separating means The recording medium is easily caught between the toner and the fixing belt, and the recording medium is likely to be discolored or smoked by heat from the heat source. Accordingly, when the image area is larger than the predetermined reference value, the clearance S between the fixing belt and the
The
In addition, when the toner image area is smaller than the reference value or when the toner image area is smaller than the reference value, the toner image area may be divided into a plurality of stages, and the reverse rotation measure may be sequentially increased according to each stage.
図10は上記実施形態において定着ベルトを逆回転させる場合の手順を示したフローチャートである。
画像形成装置1が画像形成動作を開始して定着装置100が定着動作を開始し、定着装置内でジャムが発生した場合には(S41〜43、S44 YES)、駆動源155を停止させる(S45)。ステップ46において、ジャムを起こした記録媒体の記録面上の画像面積が基準値よりも広いと判定された場合には、ステップ27において駆動源を通常の逆転速度よりも速く回転させる。ドアーをオープンしてのジャム処理が行われてジャムが解消し、ドアーがクローズされた場合に画像形成動作に復帰する(S48〜51)。
ステップ46において記録媒体の画像面積が基準値よりも狭いと判断された場合には、駆動源を通常速度で、或いは通常速度よりも遅く逆回転させる(S52)。
なお、ここで基準値とは、画像面積が記録媒体の巻き込みを起こす程度に広いか否かを判断する基準である。
FIG. 10 is a flowchart showing a procedure for reversely rotating the fixing belt in the embodiment.
When the
If it is determined in
Here, the reference value is a reference for determining whether the image area is wide enough to cause the recording medium to be caught.
<本発明の構成、作用、効果のまとめ>
第1の本発明に係る定着装置100は、熱源105と、該熱源を内部に有して回転自在に支持され、且つ該熱源により加熱される無端状の定着部材(定着ベルト)101と、定着ベルトの外周面と接してニップ部を形成する加圧ローラ150と、該加圧部材を正回転、逆回転させることにより定着ベルトを正回転、及び逆回転させる駆動源155と、逆回転した時に定着ベルトが記録媒体を巻き込むことを防止する分離手段154と、駆動源を制御する制御手段160と、を備え、制御手段は、記録媒体の種類、状態によって、逆回転時の動作のパターンを変更する制御を行う。
このように構成、制御することにより、定着ベルトの逆回転時に定着ベルトと分離手段との間(定着ベルトの外周面)に巻き込まれようとする記録媒体の巻き込みを阻止して、定着ベルトからより分離し易い状態にすることができる。特に、紙詰まりしようとする記録媒体の状態(用紙の厚さ、画像面積の多寡、搬送方向サイズ、)の違いに応じて、逆回転動作のパターン(逆回転量、回転速度)を変更することで、逆搬送される記録媒体をより分離し易い状態にすることができる。このため、記録媒体が逆回転時に定着ベルトと分離手段との間に巻き込まれ、定着ベルトの高温部と接触することで発生する発煙、用紙の変色などを防止でき、用紙除去性も向上する。
<Summary of Configuration, Action, and Effect of the Present Invention>
The fixing
By configuring and controlling in this way, it is possible to prevent the recording medium from being caught between the fixing belt and the separating unit (the outer peripheral surface of the fixing belt) during reverse rotation of the fixing belt. It is possible to make it easy to separate. In particular, change the reverse rotation pattern (reverse rotation amount, rotation speed) according to the state of the recording medium (paper thickness, image area size, transport direction size) that is about to jam. Thus, the reversely transported recording medium can be more easily separated. For this reason, the recording medium is wound between the fixing belt and the separating means during the reverse rotation, and it is possible to prevent smoke generation, paper discoloration, and the like caused by contact with the high temperature portion of the fixing belt, and paper removability is improved.
第2の本発明に係る定着装置100では、制御手段は、定着ベルト101の逆回転時の回転速度を変更する制御を行う。
定着ベルト101の逆回転時には、正回転時とは定着ベルトの張り・弛みの関係が逆転し、ニップ部の入り口側が弛み側となる。従って、逆回転の速度が速いほど、回転中の定着定ベルトと分離手段との隙間Sが狭くなる。逆回転時に巻き付き易い記録媒体の場合は、逆回転速度を速くすることで、ニップ部入口近傍に配置した分離手段で分離しやすくする。これにより、定着ベルトと分離手段との間に記録媒体が巻き込まれることを防止し、記録媒体の焦げや変色を防止できる。
In the
When the fixing
第3の本発明に係る定着装置100では、制御手段は、定着ベルト101の逆回転時の回転量を変更する制御を行う。
薄紙(薄い記録媒体)を定着装置に通紙する場合には、熱源の定着温度が低く設定されているため、逆回転量が少なくても定着ベルトの熱変形によるキンクは発生しない。また薄紙の場合は、分離手段と定着ベルトとの間に記録媒体が巻き込まれ易いため、逆回転量が多いと分離手段と定着ベルトの間に巻き込まれた際に、巻き込んだ量も増えてしまうため、用紙を除去するのに苦労する。このため、薄紙の場合には逆回転量を少なくすることにより、記録媒体の焦げ、変色を抑えつつもジャム処理性を向上できる。
In the
When a thin paper (thin recording medium) is passed through the fixing device, the fixing temperature of the heat source is set low, so that kinks due to thermal deformation of the fixing belt do not occur even if the reverse rotation amount is small. In the case of thin paper, since the recording medium is easily caught between the separating unit and the fixing belt, if the reverse rotation amount is large, the amount of the rolled-in paper increases when the recording medium is caught between the separating unit and the fixing belt. Therefore, it is difficult to remove the paper. For this reason, in the case of thin paper, by reducing the reverse rotation amount, it is possible to improve the jam handling performance while suppressing the burning and discoloration of the recording medium.
第4の本発明に係る定着装置100では、制御手段は、記録媒体の厚さの違いに応じて、定着ベルトの逆回転時の回転速度、又は/及び、逆回転量を変更する制御を行う。
記録媒体の厚さの違いによって、紙詰まり時の逆回転による定着ベルトへの張り付き度合いが異なる。厚紙の場合は、逆回転時に定着ベルトにあまり張り付かない(=分離手段との隙間は広めでも問題ない)ため、逆回転時の回転速度を遅くする。逆に薄紙の場合は、分離手段との隙間が広いと記録媒体を分離できないため、逆回転の速度を速くし、ニップ部の入り口側をより膨出させることで分離手段との隙間を狭くし、逆回転した記録媒体を分離手段で分離させることができる。
In the
Depending on the thickness of the recording medium, the degree of sticking to the fixing belt due to reverse rotation when a paper jam occurs varies. In the case of thick paper, it does not stick to the fixing belt at the time of reverse rotation (= there is no problem even if the gap with the separating means is wide), so the rotation speed at the time of reverse rotation is slowed down. On the other hand, in the case of thin paper, the recording medium cannot be separated if the gap with the separation means is wide.Therefore, the reverse rotation speed is increased and the gap between the separation means is narrowed by bulging the inlet side of the nip portion. The reversely rotated recording medium can be separated by the separating means.
第5の本発明に係る定着装置100では、制御手段は、記録媒体の搬送方向長の違いに応じて、定着ベルトの逆回転時の回転速度を変更する制御を行う。
記録媒体の方向、サイズによっては、定着装置内でジャムを起こした際に、記録媒体の後部が2次転写ユニット、レジストローラ対に挟まれていることがある。このように、定着装置よりも蒸留側の搬送経路に配置されたローラ対によって記録媒体が挟まれているか否かによって、定着ベルトの逆回転時の巻き込み余裕度が変わる。巻き込み易いサイズの場合、逆回転時の回転速度を速め、定着ベルトと分離手段の隙間Sを狭め、記録媒体が巻き込まれないようにする。
In the
Depending on the direction and size of the recording medium, when a jam occurs in the fixing device, the rear portion of the recording medium may be sandwiched between the secondary transfer unit and the registration roller pair. As described above, the wrap-around margin at the time of reverse rotation of the fixing belt varies depending on whether or not the recording medium is sandwiched between the pair of rollers arranged in the conveyance path on the distillation side of the fixing device. In the case of a size that can be easily wound, the rotational speed during reverse rotation is increased, and the gap S between the fixing belt and the separating unit is narrowed so that the recording medium is not caught.
第6の本発明に係る定着装置100では、制御手段は、記録媒体上の画像面積(未定着トナー量)の違いに応じて、定着ベルトの逆回転時の回転速度を変更する制御を行う。
記録媒体の厚さが同じであっても画像面積が多い場合には、定着ベルトに記録媒体が張り付きやすく、その結果、分離手段と定着ベルトと間に記録媒体が巻き込まれやすくなり、記録媒体の変色や発煙につながり易い。そこで、画像面積が大きい場合には、逆回転速度を速めることで定着ベルトと分離手段の隙間を狭め、記録媒体が巻き込まれないようにする。
In the
Even if the thickness of the recording medium is the same, if the image area is large, the recording medium is likely to stick to the fixing belt, and as a result, the recording medium is likely to be caught between the separating means and the fixing belt. Easy to lead to discoloration and smoke. Therefore, when the image area is large, the reverse rotation speed is increased to narrow the gap between the fixing belt and the separating unit so that the recording medium is not caught.
1…画像形成装置、3…給送ローラ、4…レジストローラ対、5…2次転写ローラ、7…排紙ローラ、8…光書込装置、9…トナーボトル、10…転写ベルトユニット、11…転写ベルト、13…中間転写ベルトクリーニング装置、17…排紙トレイ、20…感光体ドラム、30…帯電装置、40…現像装置、50…クリーニング装置、61…シート給送装置、72…駆動ローラ、73…従動ローラ、100…定着装置、101…定着ベルト(定着部材)、105…熱源、110…遮光部材、120…ニップ形成部材、122…支持部材、125…保持部材、127…反射部材、129…ベルト保護部材、150…加圧ローラ、151…芯金、152…弾性ゴム層、154…分離手段、155…駆動源(モータ)、160…制御手段、166…温度検知手段、221…レジストローラ対。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記制御手段は、前記記録媒体の種類、状態の違いに応じて、前記逆回転時の動作のパターンを変更する制御と、前記定着部材の逆回転時の回転量を変更する制御を行うことを特徴とする定着装置。 A heat source, an endless fixing member that is rotatably supported by the heat source and heated by the heat source, a pressure roller that forms a nip portion in contact with the fixing member, and the fixing member A fixing device comprising: a driving source for rotating the recording medium forward and backward; a separating unit for preventing the fixing member from entraining the recording medium when rotated reversely; and a control unit for controlling the driving source. And
The control means performs control for changing an operation pattern at the time of reverse rotation and control for changing an amount of rotation at the time of reverse rotation of the fixing member according to a difference in type and state of the recording medium. A fixing device characterized.
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