JP2003295683A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ソフトオンデマンド定着でサーミスタ部のト
ナー溜まりを防ぎ定着ローラ傷の発生を防止する。
【解決手段】 ソフトオンデマンド定着でサーミスタを
定着ローラ上のヒータより下流かつ定着ニップより上流
に設ける。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To prevent toner accumulation in the thermistor portion by soft on-demand fixing and prevent the fixing roller from being damaged. A thermistor is provided downstream of a heater on a fixing roller and upstream of a fixing nip in soft-on-demand fixing.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真式プリン
タ、複写機、及び、静電記録装置に用いられる加熱定着
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophotographic printer, a copying machine, and a heat fixing device used in an electrostatic recording device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、電子写真方式、静電記録方式等を
採用する画像形成装置に具備される定着装置において
は、未定着トナー像を担持した記録材を、互いに圧接し
て回転する定着ローラと加圧ローラとで形成されるニッ
プ部を通過させることにより記録材上に永久画像として
定着させる、いわゆる熱ローラ方式の加熱定着装置が広
く用いられている。図10(a)にその熱ローラ方式の
加熱定着装置の概略構成を示す。定着ローラ60は、ア
ルミニウムやステンレス製の中空芯金61の中にハロゲ
ンランプ等の加熱体62を設け、外表面にはトナーのオ
フセットを防止するためのフッ素樹脂等の離形性層63
を備えたものである。2. Description of the Related Art Conventionally, in a fixing device provided in an image forming apparatus adopting an electrophotographic system, an electrostatic recording system, etc., a recording material carrying an unfixed toner image is pressed against each other to rotate a fixing roller. A heat fixing device of a so-called heat roller type is widely used in which a permanent image is fixed on a recording material by passing through a nip portion formed by a pressure roller and a pressure roller. FIG. 10A shows a schematic configuration of the heat roller type heat fixing device. The fixing roller 60 is provided with a heating body 62 such as a halogen lamp in a hollow cored bar 61 made of aluminum or stainless steel, and a releasable layer 63 such as a fluororesin for preventing toner offset on the outer surface.
It is equipped with.
【0003】また、加圧ローラ50は、芯金51の外部
にシリコーンゴム等を形成した弾性層あるいはシリコー
ンゴム等を発泡してなるスポンジ弾性層52を形成し、
さらにその外層には定着ローラ60と同様のフッ素樹脂
等の離型性層53が形成されている。また、高速機ある
いはカラートナーを用いた画像形成装置の場合、トナー
の定着性を十分に満足させるために、図10(b)に示
すように中空芯金の外表面にシリコーンゴム等の厚み2
mm程度の弾性層64を設けることにより、軟らかくな
った定着ローラ表面でトナーを包み込むことで、記録材
およびトナーへの熱の伝播効率を向上させている。Further, the pressure roller 50 has an elastic layer formed of silicone rubber or the like or a sponge elastic layer 52 formed by foaming silicone rubber on the outside of the core 51.
Further, on the outer layer thereof, a releasable layer 53 such as a fluororesin similar to the fixing roller 60 is formed. Further, in the case of an image forming apparatus using a high speed machine or color toner, in order to sufficiently satisfy the fixing property of the toner, as shown in FIG.
By providing the elastic layer 64 having a thickness of about mm, the toner is wrapped on the surface of the fixing roller which is softened, thereby improving the heat transfer efficiency to the recording material and the toner.
【0004】しかしながら、近年の環境問題の一つとし
て消費電力の低減が強く望まれる一方で、市場のニーズ
からは高画質および高速での画像出力が望まれている。
そこで、このような消費電力の低減と高速・高画質の要
求に応えるために、上記の熱ローラ方式の加熱定着装置
に対して種々の改善が試みられている。However, while reduction in power consumption is strongly desired as one of environmental problems in recent years, high image quality and high-speed image output are desired due to market needs.
Therefore, in order to meet such demands for reduction of power consumption and high speed / high image quality, various improvements have been made to the above heat roller type heat fixing device.
【0005】一つは、定着ローラ60の昇温時間を短縮
し消費電力を小さくする目的で、図11に示すように加
熱体62を定着ローラ60や加圧ローラ50の外表面に
配置させ、外表面のみを加熱することで、低消費電力で
熱効率のよい加熱定着装置の一例が特開平10−301
417号公報・特開平11−073050号公報等に提
案されている。このような定着ローラ60の外表面に配
置させる加熱体62は、定着ローラ60に対して接触状
態にあるものと、非接触状態にあるものに大別される
が、接触式の方が熱の伝播効率が高い。また、加熱体6
2は中空芯金65内にハロゲンランプ66が備えてある
タイプや、あるいは図9に示すような中空芯金65の内
面にポリイミド等の有機樹脂やガラス等の絶縁層67を
介して発熱抵抗層68を備えたヒートローラタイプのも
のがある。First, for the purpose of shortening the temperature rising time of the fixing roller 60 and reducing the power consumption, a heating element 62 is arranged on the outer surface of the fixing roller 60 and the pressure roller 50 as shown in FIG. An example of a heat fixing device having low power consumption and high thermal efficiency by heating only the outer surface is disclosed in JP-A-10-301.
No. 417 / Japanese Patent Laid-Open No. 11-073050. The heating element 62 arranged on the outer surface of the fixing roller 60 is roughly classified into one in contact with the fixing roller 60 and one in non-contact with the fixing roller 60. High propagation efficiency. Also, the heating element 6
2 is a type in which a halogen lamp 66 is provided in the hollow cored bar 65, or a heating resistance layer via an insulating layer 67 such as an organic resin such as polyimide or glass on the inner surface of the hollow cored bar 65 as shown in FIG. There is a heat roller type with 68.
【0006】一方では、特にスタンバイ時に加熱定着装
置に電力を供給せず、消費電力を極力低く抑えた方法、
詳しくはヒータ部と加圧ローラの間に熱容量の小さい薄
肉のフィルムを介して記録材上のトナー像を定着するフ
ィルム加熱方式による加熱定着方法の一例が特開昭63
−313182号公報・特開平2−157878号公報
・特開平4−44075号公報・特開平4−20498
0公報等に提案されている。図8にフィルム加熱方式の
一例の概略構成を示した。すなわち図7において、アル
ミナや窒化アルミ等のセラミック板上に発熱抵抗層が形
成された加熱ヒータ71がステイホルダー(支持体)7
2に固定され、そのヒータ71に密着したポリイミド等
の耐熱性の薄肉フィルム(以下、定着フィルムと記す)
73と、そのフィルムを挟んで圧接させた加圧ローラ5
0を有する。定着フィルム73は加圧ローラ50の回転
力により、定着ニップ部においてヒータ71面に密着・
摺動しつつ矢印の方向に搬送移動される。ヒータ71の
温度は、ヒータ背面に設置された温度検知手段74によ
り検知し不図示の通電制御部へフィードバックされ、ヒ
ータ温度が一定温度(定着温度)になるように加熱・温
調される。このようなフィルム加熱方式の定着装置を用
いたプリンタ、複写機等の各種画像形成装置は、加熱効
率の高さや立ち上がりの速さにより、待機中の予備加熱
の不要化や、ウエイトタイムの短縮化など従来の熱ロー
ラ等を用いて加熱定着させる方式に比べて多くの利点を
有している。On the other hand, a method in which electric power is not supplied to the heating and fixing device during standby, so that power consumption is kept as low as possible,
More specifically, an example of a heat fixing method by a film heating method for fixing a toner image on a recording material through a thin film having a small heat capacity between a heater unit and a pressure roller is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Sho 63-63.
-313182, JP-A-2-157878, JP-A-4-44075, and JP-A-4-20498
0 publication etc. FIG. 8 shows a schematic configuration of an example of the film heating method. That is, in FIG. 7, a heater 71 having a heating resistance layer formed on a ceramic plate such as alumina or aluminum nitride is a stay holder (support) 7.
Heat-resistant thin film of polyimide or the like fixed to No. 2 and adhered to the heater 71 (hereinafter referred to as a fixing film)
73 and the pressure roller 5 that is pressed against the film with the film sandwiched therebetween.
Has 0. The fixing film 73 is brought into close contact with the heater 71 surface at the fixing nip portion by the rotating force of the pressure roller 50.
While sliding, it is transported in the direction of the arrow. The temperature of the heater 71 is detected by a temperature detecting means 74 installed on the back surface of the heater and fed back to an energization control unit (not shown) to heat and regulate the heater temperature to a constant temperature (fixing temperature). Various image forming apparatuses such as printers and copiers that use such a film heating type fixing device eliminate the need for preheating during standby and shorten the wait time due to high heating efficiency and rising speed. It has many advantages over the conventional method of heating and fixing using a heat roller or the like.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来方式の加熱定着装置でも、立ち上がり時の昇温時
間の短縮、消費電力の低減、さらには高速、高画質とい
ったすべてにおいて優れた性能を両立させることは非常
に困難である。例えば、フィルム加熱方式を考えた場
合、立ち上がり時間の短縮と、消費電力の低減に関して
は、非常に優れているが、高速化させた場合に次のよう
な問題がある。まず、定着フィルムにポリイミド等の有
機性耐熱樹脂を用いているために熱伝導性が悪く、高速
化した際に記録材に十分な熱量を供給することが不可能
である。つまり実用上問題のない可能な限り多くの熱量
を加熱ヒータより発熱させても、その熱が薄肉のフィル
ムにより断熱されてしまい、記録材およびトナー上に効
率的に伝達できない。However, even the above-described conventional heating and fixing apparatus achieves excellent performance in shortening the temperature rising time at startup, reducing power consumption, high speed and high image quality. Things are very difficult. For example, when considering a film heating method, it is very excellent in shortening the rise time and reducing the power consumption, but there are the following problems when the speed is increased. First, since an organic heat-resistant resin such as polyimide is used for the fixing film, the heat conductivity is poor, and it is impossible to supply a sufficient amount of heat to the recording material when speeding up. In other words, even if the heat heater generates as much heat as possible without causing any practical problems, the heat is insulated by the thin film and cannot be efficiently transferred onto the recording material and the toner.
【0008】また、高速化した場合に顕著に表れる問題
として、画像の劣化がある。記録材上に形成された未定
着トナー画像が高画質であっても、加熱定着装置が原因
となって画像を劣化させることが少なくない。特に上述
のフィルム加熱方式では、定着フィルムが加圧ローラの
回転駆動により従動回転するため、高速化に伴ってフィ
ルムの速度が加圧ローラの回転速度に対して遅れるとい
う問題点があり、画像の劣化に繋がる。また表面の凹凸
が粗い記録材を加熱定着する場合、金属製のチューブ等
は表面が硬いので、紙の凹部への接触が悪くなり、十分
な熱が記録材に伝達できずトナー画像表面がガサガサす
る。このような問題は、熱ローラ方式の加熱定着装置に
おいても発生する問題であり、図10(a)に示すよう
な表面に弾性層を有さず、金属芯金に離形層を設けたの
みの定着ローラ(ハードローラ)では、高速化するにつ
れて画像のがさつきが顕著に表れる。Further, as a problem that appears remarkably when the speed is increased, there is image deterioration. Even if the unfixed toner image formed on the recording material has high image quality, the image is often deteriorated due to the heat fixing device. In particular, in the above-mentioned film heating method, since the fixing film is driven to rotate by the rotational drive of the pressure roller, there is a problem that the speed of the film is delayed with respect to the rotational speed of the pressure roller with the increase in speed, and It leads to deterioration. Also, when heat-fixing a recording material with rough surface irregularities, the surface of the metal tube, etc. is hard, so the contact with the concave part of the paper becomes poor, and sufficient heat cannot be transferred to the recording material, and the toner image surface becomes rough. To do. Such a problem is also a problem that occurs in a heat roller type heat fixing device, and it does not have an elastic layer on the surface as shown in FIG. 10A, and only a release layer is provided on a metal cored bar. With the fixing roller (hard roller), the roughness of the image remarkably appears as the speed increases.
【0009】以上のような問題から考えると高速化に対
応させるためには定着ローラとして弾性層を有すること
が必須条件となる。この条件に基づいて高速化に対応で
きる加熱定着装置を選択すると、従来の弾性層を有する
熱ローラ方式の加熱定着器では、定着ローラの昇温時間
が圧倒的に長く、スタンバイ時も電力の供給を必要とす
るため消費電力が大きくなり、環境や市場のニーズに対
しては不利な構成である。Considering the above problems, it is an essential condition to have an elastic layer as a fixing roller in order to cope with high speed. If a heat fixing device that can handle higher speeds is selected based on this condition, the heat roller type heat fixing device with a conventional elastic layer will have an overwhelmingly long temperature rising time for the fixing roller and supply power even during standby. The power consumption is large because of the need for the configuration, which is disadvantageous to the environment and market needs.
【0010】また、図11に示すような外部から定着ロ
ーラ表面を加熱する方式では、従来の熱ローラ方式と比
較すれば、昇温時間の短縮および省電力が改善されてい
るが、フィルム加熱方式のそれらと比べると性能は劣
る。その原因として一つは、定着ローラ表面を加熱する
ための加熱部材(以下ヒートローラと呼ぶ)が図11に
示すような中空芯金内にハロゲンヒータなどを有する構
成の場合、芯金がハロゲンヒータの輻射熱により昇温す
ることからヒートローラ自身を温めるのに時間を要して
しまう。Further, in the method of heating the surface of the fixing roller from the outside as shown in FIG. 11, the heating time is shortened and the power saving is improved as compared with the conventional heat roller method, but the film heating method is used. Performance is inferior to those of. One of the causes is that when the heating member for heating the surface of the fixing roller (hereinafter referred to as a heat roller) has a halogen heater or the like in a hollow core metal as shown in FIG. 11, the core metal is a halogen heater. Since the temperature is raised by the radiant heat of the heat roller, it takes time to warm the heat roller itself.
【0011】また、図9のように金属パイプ65の内面
に絶縁層67を介して発熱抵抗層68を有する構成のヒ
ートローラでは、前記ハロゲンヒータで昇温するタイプ
よりは早く立ち上るが、このようなローラ形状の加熱部
材では、定着ローラに熱を供給できるのは、ヒートロー
ラ62と定着ローラ60とで圧接して形成されるニップ
部においてのみ可能であり、ニップで接している以外の
部分は外気に熱を放熱してしまうので、熱の供給は非効
率になってしまう。加熱定着のプロセススピードが遅い
場合であれば、記録材の通過により奪われた定着ローラ
表面の熱はヒートローラからの熱供給で補填可能である
が、高速化が進むにつれてヒートローラからの熱供給の
みでは間に合わなくなると考えられる。従って、ローラ
形状のヒータで定着ローラを外部加熱する方式では、高
速化に限界があると考えられる。また、図10に示す加
圧ローラ50も定着ローラ60を介して熱を蓄えるの
で、立ち上がりの昇温時間を遅くさせる原因となってい
る。Further, as shown in FIG. 9, in the heat roller having the heating resistance layer 68 on the inner surface of the metal pipe 65 via the insulating layer 67, the heat roller rises earlier than the type in which the temperature is raised by the halogen heater. With such a roller-shaped heating member, heat can be supplied to the fixing roller only in the nip portion formed by pressure contact between the heat roller 62 and the fixing roller 60, and the portions other than the nip portion are in contact with each other. Since the heat is dissipated to the outside air, the heat supply becomes inefficient. If the heating and fixing process speed is slow, the heat on the surface of the fixing roller, which is lost by the passage of the recording material, can be compensated by the heat supply from the heat roller, but as the speed increases, the heat supply from the heat roller It is thought that it will not be enough in time. Therefore, the method of externally heating the fixing roller with the roller-shaped heater is considered to have a limit in increasing the speed. Further, the pressure roller 50 shown in FIG. 10 also stores heat via the fixing roller 60, which is a cause of delaying the rising temperature rising time.
【0012】以上より、消費電力の低減と、昇温時間の
短縮を保ちつつ、高速化、高画質で画像出力が可能な加
熱定着装置は、従来から提案されているような構成では
不可能である。上記の課題を解決するために、本出願人
により以下のことを特徴とする発明が出願されている。From the above, a heat fixing device capable of high-speed and high-quality image output while maintaining reduction of power consumption and shortening of temperature rising time is not possible with the structure proposed hitherto. is there. In order to solve the above problems, the present applicant has filed an invention characterized by the following.
【0013】弾性層を有する定着ローラと、その定着ロ
ーラに外表面から接触して加熱ニップ部を形成する加熱
部材と、定着ローラに圧接して定着ニップ部を形成する
加圧部材とを有し、定着ニップ部に未定着トナー画像が
形成された記録材を狭持搬送させることで加熱定着を行
う。上記加熱部材に具備される加熱ヒータは低熱容量の
プレート形状であり加熱ニップ部に摺擦して発熱する。
加圧部材は低熱容量の薄肉フィルムと、その薄肉フィル
ムを外嵌するステイホルダーを有する構成。加圧部材を
構成する加熱ヒータは、定着ローラの外径に沿うよう
に、湾曲形状に成型されている。定着ローラの外表面
に、表面温度を検知する手段を有することを特徴とす
る。定着ローラの外表面にオイルを塗布するためのオイ
ル塗布機構が具備されている。The fixing roller has an elastic layer, a heating member that contacts the fixing roller from the outer surface to form a heating nip portion, and a pressing member that presses the fixing roller to form the fixing nip portion. The recording material on which the unfixed toner image is formed is nipped and conveyed in the fixing nip portion to perform heat fixing. The heater provided in the heating member has a plate shape with a low heat capacity and rubs against the heating nip portion to generate heat.
The pressing member has a low heat capacity thin film and a stay holder for externally fitting the thin film. The heater forming the pressing member is formed in a curved shape so as to extend along the outer diameter of the fixing roller. The outer surface of the fixing roller is provided with a means for detecting the surface temperature. An oil application mechanism for applying oil to the outer surface of the fixing roller is provided.
【0014】上記出願においては定着ローラの表面温度
検知を、定着ローラの回転方向に対して加熱部材の上流
に設けている。定着ローラに表面温度検出素子を設ける
ことにより、定着ローラの温度を直接制御するためであ
るが、定着ニップの後なので定着ニップでオフセットし
て定着ローラに付着したトナーが温度検出素子に溜まる
という課題がある。トナーが溜まると冷えたときに固ま
ったトナーが動作開始直後に定着ローラを傷つけたり、
検出温度に誤差が生じたりする。In the above-mentioned application, the surface temperature detection of the fixing roller is provided upstream of the heating member in the rotating direction of the fixing roller. This is because the temperature of the fixing roller is directly controlled by providing the surface temperature detecting element on the fixing roller. However, since the toner is after the fixing nip, the toner that is offset at the fixing nip and adheres to the fixing roller collects on the temperature detecting element. There is. When the toner accumulates, the toner that solidifies when it cools damages the fixing roller immediately after the operation starts,
There may be an error in the detected temperature.
【0015】本発明では、安定して定着温調を制御でき
良好な定着性を得ることのできる定着器を供給すること
を目的とする。An object of the present invention is to provide a fixing device capable of stably controlling the fixing temperature control and obtaining good fixing property.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本出願による発明は以下のことを特徴とするもので
ある。In order to solve the above problems, the invention according to the present application is characterized by the following.
【0017】弾性層を有する定着ローラと、定着ローラ
に外表面から接触して加熱ニップ部を形成する加熱部材
と、定着ローラに圧接して定着ニップ部を形成する加圧
部材を有し、定着ニップ部に未定着トナー画像が形成さ
れた記録材を狭持搬送させることで加熱定着を行う加熱
定着装置において、定着ローラの外表面に接触した温度
検知手段を定着ローラ回転方向の加熱部材より下流で定
着ニップより上流に設ける。The fixing roller has an elastic layer, a heating member that contacts the fixing roller from the outer surface to form a heating nip portion, and a pressure member that presses the fixing roller to form the fixing nip portion. In a heat fixing device that performs heat fixing by nipping and transporting a recording material on which an unfixed toner image is formed in a nip portion, a temperature detecting unit in contact with an outer surface of a fixing roller is provided downstream of a heating member in a rotating direction of the fixing roller. Installed upstream from the fixing nip.
【0018】本構成では、定着ニップ直前の温度を制御
することにより、定着ローラが最適の温度で定着ニップ
に突入することにより、常に定着時のニップ温度を一定
に保つという思想である。これにより、定着ニップでフ
ィルムにトナーがオフセットしても、オフセットしたト
ナーは加熱ヒータによりせき止められるので温度検出素
子の所まではまわってこない。このため温度検出素子に
非接触タイプではなく接触タイプの温度検出素子を用い
ても、接触部にたまったトナーがこぼれて画像汚れにな
ったり、検出部に溜まったトナーが冷えて固まり定着ロ
ーラに傷を付けることがないので、それによる画像不良
がないという利点がある。ちなみに、加熱ヒータに溜ま
ったトナーは加熱され融けているので定着ローラを傷つ
ける心配はない。In this structure, the temperature immediately before the fixing nip is controlled so that the fixing roller rushes into the fixing nip at the optimum temperature, so that the nip temperature at the time of fixing is always kept constant. As a result, even if the toner is offset on the film at the fixing nip, the offset toner is stopped by the heater so that it does not reach the temperature detecting element. Therefore, even if a contact-type temperature detecting element is used instead of a non-contact type as the temperature detecting element, the toner accumulated in the contact portion spills and stains the image, or the toner accumulated in the detecting portion cools and solidifies on the fixing roller. Since there is no scratch, there is an advantage that there is no image defect due to it. By the way, since the toner accumulated in the heater is heated and melted, there is no fear of damaging the fixing roller.
【0019】本発明では、実際の定着動作を行う定着ニ
ップ付近の温度を温調制御することができ、温度検出素
子にトナーが溜まることがないので検出温度に誤差が生
じることがなく安定した定着性を得ることができる。In the present invention, the temperature in the vicinity of the fixing nip where the actual fixing operation is performed can be temperature-controlled, and the toner is not accumulated in the temperature detecting element, so that there is no error in the detected temperature and stable fixing is performed. You can get sex.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】(第1の実施例)以下に、本発明
に係る実施例を示す。まず図1は,本発明に係る画像形
成装置の構成図である。図1において、1は感光ドラム
であり、OPC、アモルファスSe、アモルファスSi
等の感光材料がアルミニウムやニッケルなどのシリンダ
状の基盤上に形成されている。感光ドラム1は矢印の方
向に回転駆動され、まず、その表面は帯電装置としての
帯電ローラ2によって一様帯電される。次に、画像情報
に応じてON/OFF制御されたレーザビーム3による
走査露光が施され、静電潜像が形成される。この静電潜
像は、現像装置4で現像、可視化される。現像方法とし
ては、ジャンピング現像法、2成分現像法、FEED現
像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み
合わせて用いられることが多い。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Embodiment) An embodiment according to the present invention will be described below. First, FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is a photosensitive drum, which is OPC, amorphous Se, or amorphous Si.
Is formed on a cylindrical base made of aluminum or nickel. The photosensitive drum 1 is rotationally driven in the direction of the arrow, and its surface is first uniformly charged by a charging roller 2 as a charging device. Next, scanning exposure is performed by the laser beam 3 whose ON / OFF is controlled according to the image information, and an electrostatic latent image is formed. This electrostatic latent image is developed and visualized by the developing device 4. As a developing method, a jumping developing method, a two-component developing method, an FEED developing method, or the like is used, and image exposure and reversal developing are often used in combination.
【0021】可視化されたトナー像は、転写装置として
の転写ローラ5により、所定のタイミングで搬送された
記録材P上に感光ドラム1上より転写される。ここで感
光ドラム1上のトナー像の画像形成位置と記録材の先端
の書き出し位置が合致するように8のセンサにて記録材
の先端を検知し、タイミングを合わせている。所定のタ
イミングで搬送された記録材Pは感光ドラム1と転写ロ
ーラ5に一定の加圧力で挟持搬送される。このトナー像
が転写された記録材Pは定着装置6へと搬送され、永久
画像として定着される。一方、感光ドラム1上に残存す
る転写残りの残留トナーは、クリーニング装置7により
感光ドラム1表面より除去される。The visualized toner image is transferred from the photosensitive drum 1 onto the recording material P conveyed at a predetermined timing by a transfer roller 5 as a transfer device. Here, the sensor 8 detects the leading edge of the recording material so that the image forming position of the toner image on the photosensitive drum 1 and the writing start position of the leading edge of the recording material match, and the timing is adjusted. The recording material P conveyed at a predetermined timing is nipped and conveyed between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5 with a constant pressure. The recording material P to which the toner image is transferred is conveyed to the fixing device 6 and fixed as a permanent image. On the other hand, transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 is removed from the surface of the photosensitive drum 1 by the cleaning device 7.
【0022】図2に、本発明に係る加熱定着装置6の構
成を示す。図2において、定着ローラ10は以下の部材
から構成される。アルミ或いは鉄製の芯金11の外側に
シリコーンゴムで形成された弾性層(ソリッドゴム
層)、あるいはより断熱効果を持たせるためにシリコー
ンゴムを発泡して形成された弾性層(スポンジゴム
層)、あるいはシリコーンゴム層内に何らかの方法で気
泡を分散させ、断熱作用を高めた弾性層(気泡ゴム層)
12から成る。しかしながら、定着ローラ10の熱容量
が大きく、また熱伝導率が少しでも大きいと、外表面か
ら受ける熱を吸収しやすく、表面温度が上昇しにくくな
る。FIG. 2 shows the structure of the heat fixing device 6 according to the present invention. In FIG. 2, the fixing roller 10 is composed of the following members. An elastic layer (solid rubber layer) formed of silicone rubber on the outside of the core bar 11 made of aluminum or iron, or an elastic layer (sponge rubber layer) formed by foaming silicone rubber to have a more heat insulating effect, Alternatively, an elastic layer (cellular rubber layer) with enhanced heat insulation by dispersing air bubbles in the silicone rubber layer by some method
It consists of 12. However, if the heat capacity of the fixing roller 10 is large and the thermal conductivity is large even a little, the heat received from the outer surface is easily absorbed, and the surface temperature hardly rises.
【0023】できるだけ低熱容量で熱伝導率が低く、断
熱効果の高い材質の方が、定着ローラ表面温度の立ち上
がり時間に有利である。ここで、上記シリコーンゴムの
ソリッドゴムは熱伝導率が0.25〜0.29W/m・
K、スポンジゴム・気泡ゴムは0.11〜0.16W/
m・Kであり、スポンジゴム・気泡ゴムはソリッドゴム
の約半分の値を示す。また、熱容量に関係する比重はソ
リッドゴムが約1.05〜1.30、スポンジゴム・気
泡ゴムが約0.75〜0.85である。したがって、弾
性層の好ましい形態としては、熱伝導率が約0.15W
/m・K以下で、比重が0.85以下の断熱効果の高い
スポンジゴム層や気泡ゴム層の方が好ましい。A material having a heat capacity as low as possible and a low thermal conductivity and a high heat insulating effect is more advantageous for the rise time of the surface temperature of the fixing roller. Here, the solid rubber of the silicone rubber has a thermal conductivity of 0.25 to 0.29 W / m ·
K, sponge rubber / cellular rubber 0.11-0.16W /
m · K, and sponge rubber / cellular rubber shows a value about half that of solid rubber. Further, the specific gravity relating to the heat capacity is about 1.05 to 1.30 for solid rubber and about 0.75 to 0.85 for sponge rubber / cellular rubber. Therefore, a preferable form of the elastic layer has a thermal conductivity of about 0.15 W.
A sponge rubber layer or a foam rubber layer having a specific gravity of 0.85 or less and having a high heat insulation effect is preferable.
【0024】また、定着ローラ10の外径は小さい方が
熱容量を抑えられるが、小さすぎると加熱ニップが稼ぎ
にくくなるので適度な径が必要である。弾性層の肉厚に
関しても、薄すぎれば金属製の芯金に熱が逃げるので適
度な厚みが必要である。以上を考慮して本実施例では、
適正な加熱ニップを形成でき、且つ熱容量を抑えるため
に、肉厚が4mmの気泡ゴムを用いて弾性層を形成し、
外径がφ20mmの定着ローラを使用した。また、芯金
11は図11の従来例に記載しているような中空芯金で
も良い。上記に述べた弾性層の上に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)等のフッ素樹脂離型成層
13を形成する。離型層13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どちらで
も良い。Further, the smaller the outer diameter of the fixing roller 10 is, the more the heat capacity can be suppressed. However, if the outer diameter is too small, the heating nip is hard to obtain, so that the proper diameter is required. As for the wall thickness of the elastic layer, if it is too thin, the heat will escape to the metal cored bar, so that an appropriate thickness is required. In consideration of the above, in this embodiment,
In order to form a proper heating nip and to suppress the heat capacity, an elastic layer is formed using foam rubber with a wall thickness of 4 mm,
A fixing roller having an outer diameter of 20 mm was used. Further, the cored bar 11 may be a hollow cored bar as described in the conventional example of FIG. On the elastic layer described above, the fluororesin release layer 13 such as perfluoroalkoxy resin (PFA), polytetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene resin (FEP) is formed. The release layer 13 may be either coated on the tube or coated on the surface with a paint.
【0025】加熱部材20は、以下の部材から構成され
る。21は加熱用ヒータであり、定着ローラ10の表面
を加熱する。加熱用ヒータ21はアルミナや窒化アルミ
等の高絶縁性のセラミックス基板表面に長手方向に沿っ
て、例えばAg/Pd(銀パラジウム)、RuO2、T
a2N等の通電発熱抵抗層をスクリーン印刷等により、
厚み10μm程度、幅1〜5mm程度の線状もしくは細
帯状に塗工して形成した通電加熱用部材である。加熱用
ヒータ21の表面には、摺擦により定着ローラ10の離
型成層が磨耗しないように保護摺動層を設けるのが良
い。その例としては、パーフルオロアルコキシ樹脂(P
FA)、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTF
E)、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)、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(PVD
F)等のフッ素樹脂層を単独ないしは混合して被覆する
か、あるいはグラファイト、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、ガラスコート等の保護層が考えられる。The heating member 20 is composed of the following members. A heating heater 21 heats the surface of the fixing roller 10. The heater 21 for heating is, for example, Ag / Pd (silver palladium), RuO 2 , T on the surface of a highly insulating ceramic substrate such as alumina or aluminum nitride along the longitudinal direction.
a 2 N etc. energization heating resistance layer by screen printing etc.
It is a member for electric heating that is formed by coating in a linear or strip shape having a thickness of about 10 μm and a width of about 1 to 5 mm. It is preferable to provide a protective sliding layer on the surface of the heater 21 for heating so that the release layer of the fixing roller 10 does not wear due to rubbing. As an example, perfluoroalkoxy resin (P
FA), polytetrafluoroethylene resin (PTF
E), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene resin (FEP), ethylene tetrafluoroethylene resin (ETFE), polychlorotrifluoroethylene resin (CTEF), polyvinylidene fluoride (PVD)
A fluorine resin layer such as F) may be coated alone or in a mixture, or a dry coating lubricant made of graphite, diamond-like carbon (DLC), molybdenum disulfide or the like, or a protective layer such as a glass coat may be used.
【0026】22は加熱用ヒータ21を保持する断熱ス
テイホルダーである。不図示の加圧手段によって定着ロ
ーラ10に対して加圧され、その加圧力により加熱用ヒ
ータ21と定着ローラ10の間に加熱ニップNを形成し
ている。断熱ステイホルダー22は、加熱ニップNと反
対方向への放熱を防ぐ役割を持ち、液晶ポリマー、フェ
ノール樹脂、PPS、PEEK等により形成されてい
る。Reference numeral 22 is a heat insulating stay holder for holding the heater 21 for heating. Pressure is applied to the fixing roller 10 by a pressing means (not shown), and a heating nip N is formed between the heating heater 21 and the fixing roller 10 by the applied pressure. The heat insulating stay holder 22 has a role of preventing heat radiation in a direction opposite to the heating nip N, and is made of liquid crystal polymer, phenol resin, PPS, PEEK, or the like.
【0027】また、定着ローラ10の温度を検知するた
めのサーミスタ等の温度検知素子23が定着ローラ10
に接して加熱ヒータ22の下流かつ定着ニップMの上流
に配設されている。この温度検知素子23の信号に応じ
て、加熱ヒータ21の長手方向端部にある不図示の電極
部から通電発熱抵抗層に印加される電圧のデューティー
比や波数等を適切に制御することで、加熱ヒータ21を
発熱させ、定着ローラ10の表面を加熱・温調する。サ
ーミスタは耐熱性の弾性材セラミックペーパや板バネな
どで、適度に加圧し定着ローラ10に接触加圧する。温
度検知素子23から不図示の温度制御部へのDC通電は
不図示のDC通電部およびDC電極部を介して不図示の
コネクタにより達成している。Further, a temperature detecting element 23 such as a thermistor for detecting the temperature of the fixing roller 10 is provided.
Is disposed downstream of the heater 22 and upstream of the fixing nip M. By appropriately controlling the duty ratio, the wave number, etc. of the voltage applied to the energization heating resistance layer from the electrode portion (not shown) at the end portion in the longitudinal direction of the heater 21, in accordance with the signal of the temperature detecting element 23, The heater 21 is caused to generate heat to heat and control the surface of the fixing roller 10. The thermistor is a heat-resistant elastic material such as ceramic paper or a leaf spring, and is appropriately pressed to contact and press the fixing roller 10. DC energization from the temperature detection element 23 to the temperature control unit (not shown) is achieved by a connector (not shown) via a DC energizing unit (not shown) and a DC electrode unit.
【0028】加圧部材30は、次のような構成である。
33は摺動フィルムであり、耐熱性、熱可塑性を有する
ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、P
PS、PFA、PTFE、FEP等を基層とした樹脂製
のフィルムである。フィルム厚みは、強度等を考慮し、
20μm以上150μm未満が適当な範囲である。ま
た、定着ローラ10上に付着したオフセットトナーが蓄
積しないように、表層にはPFA、PTFE、FEP、
シリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合ない
し単独で被覆してある。また、31は摺動フィルムの内
部に具備された摺動板であり、32は摺動板31を保持
している断熱ステイホルダーである。断熱ステイホルダ
ー32は不図示の加圧手段によって定着ローラに対して
加圧され、摺動板31と定着ローラ10との間に摺動フ
ィルム33を介して定着に必要なニップMを形成してい
る。断熱ステイホルダー32は加熱部材のステイホルダ
ー22と同様に断熱性、耐熱性を有する樹脂として、液
晶ポリマー、フェノール樹脂、PPS、PEEK等によ
り形成されている。The pressing member 30 has the following structure.
Reference numeral 33 is a sliding film, which has heat-resistant and thermoplastic polyimide, polyamide-imide, PEEK, PES, P
It is a resin film having a base layer of PS, PFA, PTFE, FEP or the like. Considering strength, etc., the film thickness
An appropriate range is 20 μm or more and less than 150 μm. In addition, PFA, PTFE, FEP, and
A heat-resistant resin having a good releasing property such as a silicone resin is mixed or coated alone. Further, 31 is a sliding plate provided inside the sliding film, and 32 is a heat insulating stay holder holding the sliding plate 31. The heat insulating stay holder 32 is pressed against the fixing roller by a pressing means (not shown), and a nip M necessary for fixing is formed between the sliding plate 31 and the fixing roller 10 via the sliding film 33. There is. The heat insulating stay holder 32 is formed of liquid crystal polymer, phenol resin, PPS, PEEK, or the like as a resin having heat insulating properties and heat resistance similar to the stay holder 22 of the heating member.
【0029】また、摺動板31は、摺動フィルム33と
の摩擦が小さく且つ断熱性を有する材料として、ステイ
ホルダー32と同様の液晶ポリマー、フェノール樹脂、
PPS、PEEK等により形成し、その表面に摩擦抵抗
を低減する摺動層をコーティングするのが望ましい。そ
の例としては、加熱ヒータ21の表面に設ける摺動層と
同様であるので説明は省く。ここでは、摺動板31と断
熱ステイホルダー32を別部材として扱っているが、そ
れらを一体成型により形成し摺動部分に上記の摺動層を
コーティングしても良く、よりコストダウンを測ること
が可能である。また、摺動フィルム33と摺動板31の
間には、摩擦抵抗を小さく抑えるためにグリース等の潤
滑剤を少量介在させてある。The sliding plate 31 is made of a material having a small friction with the sliding film 33 and a heat insulating property, such as a liquid crystal polymer, a phenol resin, or the like as the stay holder 32.
It is desirable to form it by PPS, PEEK, or the like, and coat the surface thereof with a sliding layer that reduces frictional resistance. An example thereof is the same as that of the sliding layer provided on the surface of the heater 21, and therefore description thereof is omitted. Here, the sliding plate 31 and the heat insulating stay holder 32 are treated as separate members, but they may be formed by integral molding and the sliding portion may be coated with the above-mentioned sliding layer, and the cost can be further reduced. Is possible. In addition, a small amount of a lubricant such as grease is interposed between the sliding film 33 and the sliding plate 31 in order to suppress the friction resistance.
【0030】このような構成において、定着ローラ10
は長手方向端部から芯金11を介して不図示の回転駆動
により、矢印の方向に回転駆動される。これにより上記
摺動フィルム33はステイホルダー32の外側を図の矢
印方向に従動回転する。以上が本実施例の加熱定着装置
の構成であるが、記録材Pは不図示の供給手段によって
適宜供給され、耐熱性の定着入口ガイド15に沿って定
着ローラ10と加圧部材30によって形成される定着ニ
ップM内に搬送される。その後定着ニップより排出され
た記録材Pは耐熱性の定着排紙ガイド16に案内されて
排紙ローラ17および排紙コロ18に挟持搬送され不図
示の排出トレイ上に排出される。In such a structure, the fixing roller 10
Is rotationally driven in the direction of the arrow from the end in the longitudinal direction through the cored bar 11 by rotational drive (not shown). As a result, the sliding film 33 is rotated outside the stay holder 32 in the direction of the arrow in the figure. The above is the configuration of the heat fixing device of the present embodiment, but the recording material P is appropriately supplied by the supply means (not shown), and is formed by the fixing roller 10 and the pressing member 30 along the heat resistant fixing inlet guide 15. And is conveyed into the fixing nip M. After that, the recording material P discharged from the fixing nip is guided by the heat-resistant fixing paper discharge guide 16, is sandwiched and conveyed by the paper discharge roller 17 and the paper discharge roller 18, and is discharged onto a discharge tray (not shown).
【0031】また、本実施例の装置はプロセススピード
が150mm/secで、1分間に25枚のプリントを
することができる。加熱ヒータの抵抗値は12.5Ω
で、100Vの電圧で動作させたときの電力は800W
である。これがフル通電の状態で、これを公知の波数制
御または位相制御により2.5%ごとに0,2.5,
5,7.5,10,・・・,95,97.5,100%
のように通電duty(デューティ)を制御することに
よりヒータへの通電電力を制御する。本実施例では定着
するための定着ローラの表面温度を200℃とした。こ
の200℃になるように室温の状態から定着器を立ち上
げる。The apparatus of this embodiment has a process speed of 150 mm / sec and is capable of printing 25 sheets per minute. The resistance value of the heater is 12.5Ω
Then, the power when operated at a voltage of 100V is 800W.
Is. This is in the state of full energization, and it is set to 0, 2.5, every 2.5% by known wave number control or phase control.
5,7.5,10, ..., 95,97.5,100%
As described above, the energization power to the heater is controlled by controlling the energization duty. In this embodiment, the surface temperature of the fixing roller for fixing is 200 ° C. The fixing device is started up from room temperature so that the temperature becomes 200 ° C.
【0032】その時点でのサーミスタ23の検知した定
着ローラ温度Tに対して、目標温度T1は定着器を20
0℃まで安全に立ち上げるために、例えばT1をT+1
℃/40msecのように次々と書き換えて上昇させて
いく。定着ローラの初期温度が20℃なら40msec
後の目標温度T1は21℃、80msec後の目標温度
は22℃というふうに書き換える。20℃から200℃
まで目標温度が上昇するのに(200−20)×0.0
4=7.2秒かかる。With respect to the fixing roller temperature T detected by the thermistor 23 at that time, the target temperature T1 is 20
To safely start up to 0 ° C, for example, set T1 to T + 1
The temperature is rewritten one after another and the temperature is raised like ℃ / 40 msec. 40 msec if the initial temperature of the fixing roller is 20 ° C
The target temperature T1 after that is 21 ° C., and the target temperature after 80 msec is 22 ° C. 20 ° C to 200 ° C
Even though the target temperature rises up to (200-20) x 0.0
It takes 4 = 7.2 seconds.
【0033】本発明の構成ではヒータからサーミスタま
でに距離があるため、ヒータが加熱してからサーミスタ
が検知するまでタイムラグがある。本実施例ではその距
離は10mmなのでプロセススピード150mm/se
cで回転する定着ローラでは約67msecのタイムラ
グとなる。また、定着ローラの外径は20mmのものを
用いたので定着ローラ1回転には約419msecの時
間がかかる。本構成では、厳密には定着ローラの温度上
昇は連続的ではなく、定着ローラ1周目、2周目・・・
というように階段状に上昇していく特徴がある。In the configuration of the present invention, since there is a distance from the heater to the thermistor, there is a time lag from the heating of the heater to the detection by the thermistor. In this embodiment, the distance is 10 mm, so the process speed is 150 mm / se.
The fixing roller rotating at c has a time lag of about 67 msec. Further, since the outer diameter of the fixing roller is 20 mm, it takes about 419 msec for one rotation of the fixing roller. In the present configuration, strictly speaking, the temperature rise of the fixing roller is not continuous, but the first and second rounds of the fixing roller ...
There is a characteristic that it rises like a staircase.
【0034】本実施例での通電の状態は、実際のサーミ
スタ23の検知した定着ローラ温度Tと目標温度T1の
差に関して比例制御と積分制御でdutyを決定する。In the energized state in this embodiment, the duty is determined by proportional control and integral control with respect to the difference between the actual fixing roller temperature T detected by the thermistor 23 and the target temperature T1.
【0035】(1)比例制御
定着ローラ温度Tと目標温度T1の差T1−Tに、2.
5%を掛けた値を加えて新たな通電のdutyとして通
電状態を変更していく。すなわち、現時点でのduty
をduty0、新たなdutyをduty1とすると、
duty1=duty0+(T1−T)×2.5 とい
う風にdutyを変更していく。(1) Proportional control The difference T1-T between the fixing roller temperature T and the target temperature T1 is set to 2.
The value obtained by multiplying by 5% is added to change the energization state as a new energization duty. That is, the current duty
Is duty0 and the new duty is duty1,
The duty is changed in the manner of duty1 = duty0 + (T1-T) × 2.5.
【0036】室温の状態から立ち上げ時は、まずdut
y0の初期値は例えば40%とする。この初期値40%
は定着ローラの加熱開始部がサーミスタに達するまでの
67msecは維持する。その後、比例制御を開始す
る。すなわち、定着ローラの初期温度が20℃なら40
msec後の目標温度T1は21℃で、その差T1−T
が1℃なら
duty1=duty0+2.5%=40+2.5%=
42.5%
とヒータへの通電dutyを変更していく。この制御は
常時行う。具体的には本実施例では40msecごとに
行っていて、定着ローラ1周419msecの時間に約
10回比例制御を行う。定着ローラ温度はこの間徐々に
ヒータの発熱量増加により上昇するが、定着ローラ2周
目の部分がサーミスタに達する419msec後に定着
ローラの温度は階段状に上昇する。When starting from room temperature, first dut
The initial value of y0 is, for example, 40%. This initial value is 40%
Is maintained for 67 msec until the heating start portion of the fixing roller reaches the thermistor. Then, proportional control is started. That is, if the initial temperature of the fixing roller is 20 ° C., 40
The target temperature T1 after msec is 21 ° C., and the difference T1-T
Is 1 ° C, duty1 = duty0 + 2.5% = 40 + 2.5% =
Change the energization duty to the heater to 42.5%. This control is always performed. Specifically, in this embodiment, the control is performed every 40 msec, and the proportional control is performed about 10 times during the time of 419 msec for one rotation of the fixing roller. The temperature of the fixing roller gradually rises during this time due to the increase in the amount of heat generated by the heater, but the temperature of the fixing roller rises stepwise after 419 msec when the second round of the fixing roller reaches the thermistor.
【0037】本実施例では、ヒータとサーミスタのタイ
ムラグにより通電制御が発振しないように、目標温度変
更間隔は40msecに、比例制御の通電duty変化
幅は2.5%に抑えてある。これを大きくし過ぎると温
度検知のフィードバックが間に合わなくて制御が発振す
る危険がある。In this embodiment, the target temperature change interval is 40 msec and the energization duty change range of the proportional control is 2.5% so that the energization control does not oscillate due to the time lag between the heater and the thermistor. If this is made too large, there is a risk that the feedback of the temperature detection will not be in time and the control will oscillate.
【0038】(2)積分制御
定着ローラ温度Tと目標温度T1の関係が所定時間、以
下の、の状態が続いた場合dutyを10%加減す
る。(2) Integral control When the relationship between the fixing roller temperature T and the target temperature T1 is maintained for a predetermined time or below, the duty is adjusted by 10%.
【0039】
T1>Tの場合、duty1=duty0+10%
T1<Tの場合、duty1=duty0−10%
本実施例では積分制御は定着ローラ1周毎すなわち41
9msecごとに行っている。これにより比例制御によ
り定めた通電dutyを補正するようにしている。上記の比
例制御、積分制御によるdutyの式によってヒータの通電
を制御する。When T1> T, duty1 = duty0 + 10% When T1 <T, duty1 = duty0-10% In the present embodiment, the integral control is performed for each rotation of the fixing roller, that is, 41.
It goes every 9 msec. With this, the energization duty determined by the proportional control is corrected. The energization of the heater is controlled by the duty formula based on the above proportional control and integral control.
【0040】以上に説明した加熱定着装置を用いて、画
像形成装置をプリントして実験した。図3に本実施例の
装置で室温状態の定着器を温調温度まで立ち上げる状態
を示したもので、定着ローラに接触した温調サーミスタ
の検出温度をモニターしたグラフを示す。本発明により
図の時間軸にAで示したポイントでサーミスタ温度が2
00℃に到達する。時間にすると約8秒程度であった。
ヒータに通電された電力は通電開始時320Wでしだい
に600〜800W程度に増える。200℃に達したあ
とは電力は絞られて300〜400W程度に減少する。
図3では紙を通紙させなかったので定着ローラ温度は2
00℃に達した後オーバーシュートしてBの時点では2
20℃に至った。本発明の定着器では定着器立ち上げて
約8秒で定着動作を開始できる状態になり、実際はこの
瞬間に紙が定着ニップに進入するようなタイミングで紙
を給紙する。An experiment was carried out by printing an image forming apparatus using the heat fixing device described above. FIG. 3 shows a state in which the fixing device in the room temperature state is raised to the controlled temperature in the apparatus of this embodiment, and is a graph in which the detected temperature of the controlled temperature thermistor in contact with the fixing roller is monitored. According to the present invention, the thermistor temperature is 2 at the point indicated by A on the time axis of the figure.
Reach 00 ° C. The time was about 8 seconds.
The electric power supplied to the heater increases to about 600 to 800 W at 320 W at the start of energization. After reaching 200 ° C., the power is reduced and reduced to about 300 to 400 W.
In FIG. 3, the fixing roller temperature is 2 because the paper is not passed.
After reaching 00 ℃, overshoot and at point B, 2
It reached 20 ° C. In the fixing device of the present invention, the fixing operation can be started in about 8 seconds after the fixing device is started up, and in reality, the paper is fed at such a timing that the paper enters the fixing nip.
【0041】次に、本発明の定着器がねらいの温調温度
200℃に達した時点で、定着器に紙が突入して実際に
定着するときの温度を図4に示した。立ち上がりの部分
は図3と同様で定着ローラが200℃に達したCのタイ
ミングで紙が定着ニップに進入する。紙後端が定着ニッ
プを抜けるのはFのタイミングである。Cのタイミング
で紙が進入してからは定着ローラの熱が奪われて冷え
る。その冷えた部分はヒータを通過してサーミスタ位置
まで来るDのタイミングで検知温度はやや下がってい
る。紙を通紙中のヒータへの通電電力は600W程度で
あった。Next, FIG. 4 shows the temperatures at which the fixing device of the present invention reaches the target temperature-controlled temperature of 200 ° C. and paper is actually fixed by the paper rushing into the fixing device. The rising portion is the same as in FIG. 3, and the paper enters the fixing nip at the timing C when the fixing roller reaches 200 ° C. It is timing F when the trailing edge of the paper leaves the fixing nip. After the paper enters at the timing of C, the heat of the fixing roller is removed and the fixing roller cools. The detected temperature is slightly lowered at the timing D when the cooled portion passes through the heater and reaches the thermistor position. The electric power supplied to the heater during paper passing was about 600 W.
【0042】本発明ではニップに向かう定着ローラの温
度を必要温度に制御するという思想であり、実際紙がニ
ップに入ってからも定着ローラの温度は大きな変動な
く、紙が定着器を抜けるFのタイミングまで温度は安定
していた。本発明の装置により未定着画像ののった紙を
定着させたところ良好な定着結果が得られた。In the present invention, the idea is to control the temperature of the fixing roller toward the nip to a required temperature. Even if the paper actually enters the nip, the temperature of the fixing roller does not fluctuate greatly and the paper passes through the fixing device. The temperature was stable until the timing. When the paper with an unfixed image was fixed by the apparatus of the present invention, good fixing results were obtained.
【0043】本発明の装置でプリント耐久試験をしたと
ころ、ヒータの下流にサーミスタを設けてある効果によ
り10万枚のプリントにおいてもトナー汚れは全てヒー
タによりせき止められるので、サーミスタのトナー汚れ
は発生しなかった。図5に示すサーミスタ101が定着
ニップ下流かつヒータの上流にある比較例では5000
枚の時点で汚れが溜まり、10000枚では固まったト
ナーが冷えたときに定着ローラを傷つけ画像不良が発生
した。表にその結果を示す。A print durability test was conducted using the apparatus of the present invention. As a result of the thermistor being provided downstream of the heater, all the toner stains can be dammed by the heater even when printing 100,000 sheets. There wasn't. In the comparative example in which the thermistor 101 shown in FIG. 5 is located downstream of the fixing nip and upstream of the heater, 5000
When the number of sheets was 1, dirt was accumulated, and when 10,000 sheets, the solidified toner was cooled and the fixing roller was damaged, resulting in an image defect. The results are shown in the table.
【0044】[0044]
【表1】
以上のように、定着ローラの温調サーミスタを加熱ヒー
タの下流、かつ、定着ニップの上流に設けることによ
り、定着ニップに近い部分で温度制御するので、簡易な
方法で安定した定着ローラの温度制御を行うことがで
き、トナー汚れのない良好な定着性を得ることができ
た。[Table 1] As described above, by providing the temperature adjusting thermistor of the fixing roller downstream of the heater and upstream of the fixing nip, the temperature is controlled near the fixing nip. Therefore, stable temperature control of the fixing roller can be performed by a simple method. It was possible to obtain good fixing property without toner stain.
【0045】(第2の実施例)本実施例では、温調に特
殊モードを設け厚紙など熱量が多く必要な紙の場合には
紙の先端が定着ニップに進入する定着ローラの相当位置
がヒータを通過するタイミングで温調温度を高く変更す
ることが特徴である。図6に本実施例の定着装置に厚紙
を通紙しているときの断面図を示す。(Second Embodiment) In the present embodiment, when a special mode is provided for temperature control and a large amount of heat is required, such as thick paper, the corresponding position of the fixing roller where the leading edge of the paper enters the fixing nip is the heater. The feature is that the temperature control temperature is changed to a higher value at the timing of passing through. FIG. 6 shows a cross-sectional view of the fixing device of this embodiment when the thick paper is being fed.
【0046】図7に実施例1の装置で、定着器が定着温
度200℃に達してから厚紙を1枚定着させたときのサ
ーミスタ23の温度推移をグラフに実線で示す。グラフ
のタイミングCに未定着画像ののった厚紙が定着ニップ
に進入するその部分がヒータ部分にある瞬間に温調温度
を10℃高め210℃に変更する。これにより前述のヒ
ータ通電制御に基づきヒータへの通電電力が増加し、あ
らかじめ紙を定着する部分に対応して定着ローラ温度を
高くすることができる。一方、点線で示したグラフは前
記実施例1の制御で厚紙を定着したものである。厚紙で
あるので図4で示した場合よりも奪われる熱が多く温度
の低下量が大きくなっている。FIG. 7 is a graph showing a temperature change of the thermistor 23 in the apparatus of the first embodiment when a fixing device reaches a fixing temperature of 200 ° C. and one thick paper is fixed by a solid line. At timing C in the graph, the temperature control temperature is increased by 10 ° C. and changed to 210 ° C. at the moment when the thick paper with the unfixed image enters the fixing nip is at the heater part. As a result, the electric power supplied to the heater is increased based on the above-described heater energization control, and the fixing roller temperature can be raised corresponding to the portion where the paper is fixed in advance. On the other hand, the graph shown by the dotted line is the one in which thick paper is fixed under the control of the first embodiment. Since it is thick paper, more heat is taken away than in the case shown in FIG. 4, and the amount of temperature decrease is large.
【0047】本実施例のように、厚紙通紙時に定着開始
タイミングに合わせて温調温度を上げることで余裕を持
った定着性を得ることができた。以上、これまでは接触
型のサーミスタを用いて説明したが、非接触タイプのサ
ーミスタでも、同様な位置に設置することにより良好な
結果を得ることができる。As in the present embodiment, by increasing the temperature control temperature in accordance with the fixing start timing when the thick paper is passed, it is possible to obtain a sufficient fixability. As described above, the contact type thermistor has been described so far, but a non-contact type thermistor can also obtain good results by installing it in the same position.
【0048】[0048]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば定
着ローラの温調制御を、加熱ヒータの下流かつ定着ニッ
プの上流に設けることにより、サーミスタにトナー汚れ
が溜まることなく良好な定着性を得ることができた。As described above, according to the present invention, the temperature control of the fixing roller is provided downstream of the heater and upstream of the fixing nip, so that the thermistor does not collect toner stains and has a good fixing property. I was able to get
【図1】 本発明による画像形成装置の概略図FIG. 1 is a schematic view of an image forming apparatus according to the present invention.
【図2】 本発明による定着器の概略図FIG. 2 is a schematic view of a fixing device according to the present invention.
【図3】 本発明によるサーミスタ検知温度の図FIG. 3 is a diagram of thermistor sensed temperature according to the present invention.
【図4】 本発明によるサーミスタ検知温度の図FIG. 4 is a diagram of thermistor sensed temperature according to the present invention.
【図5】 比較例による定着器の概略図FIG. 5 is a schematic view of a fixing device according to a comparative example.
【図6】 本発明による定着器の概略図FIG. 6 is a schematic view of a fixing device according to the present invention.
【図7】 本発明によるサーミスタ検知温度の図FIG. 7 is a diagram of thermistor sensed temperature according to the present invention.
【図8】 従来例による定着器の概略図FIG. 8 is a schematic view of a fixing device according to a conventional example.
【図9】 従来例による定着ローラの概略図FIG. 9 is a schematic view of a fixing roller according to a conventional example.
【図10】 従来例による定着器の概略図FIG. 10 is a schematic view of a fixing device according to a conventional example.
【図11】 従来例による定着器の概略図FIG. 11 is a schematic view of a fixing device according to a conventional example.
1‥‥感光ドラム 2‥‥帯電ローラ 3‥‥画像露光 4‥‥現像器 5‥‥転写ローラ 6‥‥定着器 1 Photosensitive drum 2 ... Charging roller 3 ... Image exposure 4 ... Developer 5 ... Transfer roller 6 ... Fixer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二本柳 亘児 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 長谷川 浩人 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H033 AA18 BA25 BA26 BA30 BA32 BB05 BB06 BB15 BB18 BB21 BB23 BE03 CA03 CA07 CA28 CA48 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Wataru Nihonyanagi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Non non corporation (72) Inventor Hiroto Hasegawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Non non corporation F term (reference) 2H033 AA18 BA25 BA26 BA30 BA32 BB05 BB06 BB15 BB18 BB21 BB23 BE03 CA03 CA07 CA28 CA48
Claims (2)
ラに外表面から接触して加熱ニップ部を形成する固定配
置された加熱部材と、定着ローラに圧接して定着ニップ
部を形成する加圧部材を有し、定着ニップ部に未定着ト
ナー画像が形成された記録材を狭持搬送させることで加
熱定着を行う加熱定着装置において、温度検知手段を定
着ローラ回転方向の加熱部材より下流で定着ニップより
上流に設け、定着ローラの外表面の温度を検出する定着
装置を有する画像形成装置。1. A fixing roller having an elastic layer, a heating member fixedly arranged to come into contact with the fixing roller from an outer surface to form a heating nip portion, and a pressure member to come into pressure contact with the fixing roller to form a fixing nip portion. In a heat fixing device that has a member and performs heat fixing by sandwiching and transporting a recording material on which an unfixed toner image is formed in a fixing nip portion, a temperature detecting unit is fixed downstream from a heating member in a rotation direction of a fixing roller. An image forming apparatus having a fixing device provided upstream of the nip and detecting the temperature of the outer surface of the fixing roller.
ていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。2. The fixing device according to claim 1, wherein the temperature detecting means is in contact with the fixing roller.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002100839A JP2003295683A (en) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | Image forming device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002100839A JP2003295683A (en) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | Image forming device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003295683A true JP2003295683A (en) | 2003-10-15 |
Family
ID=29241521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002100839A Pending JP2003295683A (en) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | Image forming device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003295683A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100378596C (en) * | 2004-02-03 | 2008-04-02 | 佳能株式会社 | Image heating apparatus having heater for externally heating fixing roller |
| CN100383681C (en) * | 2004-02-03 | 2008-04-23 | 佳能株式会社 | Photograph heater with heater for externally heating developing roll surface |
| US8364067B2 (en) | 2008-11-28 | 2013-01-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Image heating apparatus |
-
2002
- 2002-04-03 JP JP2002100839A patent/JP2003295683A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN100383681C (en) * | 2004-02-03 | 2008-04-23 | 佳能株式会社 | Photograph heater with heater for externally heating developing roll surface |
| US8364067B2 (en) | 2008-11-28 | 2013-01-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Image heating apparatus |
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