JP2010038980A - Fixing device and image forming apparatus equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着ニップ部における定着性を定着制御手段により調整するように構成された定着装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus configured to adjust fixing performance at a fixing nip portion by a fixing control unit.
一般に、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置などのような各種装置において、記録媒体上に形成されたトナー像の定着を行う定着装置が広く用いられている。その定着装置においては、加熱部材に加圧部材が当接されて形成されている定着ニップ部内に、トナー像を形成された所定の記録媒体が搬送され、その記録媒体上のトナー像に熱及び圧力が付与されることによって当該トナー像の定着が行われるようになっている。 In general, fixing devices for fixing a toner image formed on a recording medium are widely used in various apparatuses such as a copying machine, a laser beam printer, and an image forming apparatus such as a facsimile. In the fixing device, a predetermined recording medium on which a toner image is formed is conveyed into a fixing nip portion formed by contacting a pressure member with a heating member, and heat and heat are applied to the toner image on the recording medium. The toner image is fixed by applying pressure.
このとき、上記定着ニップ部においてトナー像の定着が良好に行われること、すなわち良好な定着性を得るためには、その定着ニップ部での加熱温度(温調温度)や、記録媒体の搬送速度(プロセススピード)等のような定着パラメータが良好に調整されていることが必要である。一方、その定着ニップ部における定着性は、装置の使用環境や記録媒体の種類又はサイズ等によって変動されるため、従来装置では、環境センサーや温度センサーを用いて装置の使用環境を想定しており、その想定した使用環境に対応して、上述した定着パラメータを定着制御手段により適宜に調整することによって、使用環境の変動にかかわらず常時良好な定着性を得るようにしている。 At this time, in order to satisfactorily fix the toner image at the fixing nip portion, that is, to obtain good fixability, the heating temperature (temperature control temperature) at the fixing nip portion and the conveyance speed of the recording medium It is necessary that the fixing parameters such as (process speed) are well adjusted. On the other hand, the fixability at the fixing nip varies depending on the use environment of the apparatus and the type or size of the recording medium. Therefore, the conventional apparatus assumes the use environment of the apparatus using an environmental sensor or a temperature sensor. The fixing parameters described above are appropriately adjusted by the fixing control means in accordance with the assumed use environment, so that good fixability is always obtained regardless of the change in the use environment.
しかしながら、上述したような従来の定着制御手段は、使用環境を予測することによって、温調温度やプロセススピード等の定着パラメータを設定するように構成されていることから、その設定した定着パラメータが最終的に適切なものであるか否かを確認したり判定することはない。従って、例えば定着パラメータが設定される際に参照される記録媒体の種類又はサイズをユーザが誤って設定してしまった場合には、たとえ使用環境の予測が適切であっても、最終的に設定した定着パラメータが適切ではなくなってしまい、良好な定着性が得られないことがある。 However, since the conventional fixing control means as described above is configured to set the fixing parameters such as the temperature control temperature and the process speed by predicting the use environment, the set fixing parameters are final. There is no confirmation or determination of whether or not it is appropriate. Therefore, for example, when the user mistakenly sets the type or size of the recording medium referred to when the fixing parameter is set, the final setting is performed even if the use environment is predicted appropriately. The fixing parameters thus obtained are no longer appropriate, and good fixability may not be obtained.
そこで本発明は、簡易な構成で、良好な定着性を常時得ることができるようにした定着装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus including the fixing device that can always obtain good fixing performance with a simple configuration.
上記目的を達成するため本発明では、加熱部材と加圧部材との当接部位に形成された定着ニップ部に、所定のトナー像が形成された記録媒体を搬送して前記トナー像の定着を行うものであって、前記定着ニップ部における定着性を調整する定着制御手段が設けられているとともに、前記加圧部材には、熱伝導体からなる放熱部材が当接された構成を備えた定着装置において、前記定着制御手段は、前記放熱部材の表面に付着したトナーの堆積量を検知し、そのトナー堆積量の検知結果に基づいて、前記定着ニップ部における定着性を調整するように構成されている。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a recording medium on which a predetermined toner image is formed is conveyed to a fixing nip portion formed at a contact portion between a heating member and a pressure member to fix the toner image. A fixing control means for adjusting fixing performance at the fixing nip portion, and a fixing member having a configuration in which a heat radiating member made of a heat conductor is in contact with the pressure member. In the apparatus, the fixing control unit is configured to detect the amount of toner deposited on the surface of the heat radiating member and adjust the fixing property in the fixing nip portion based on the detection result of the toner accumulated amount. ing.
このような構成を有する本発明によれば、放熱部材の表面におけるトナー堆積量を検知することによって定着ニップ部における定着性の良否が把握可能となるため、その放熱部材のトナー堆積量に基づいて定着性の調整を定着制御手段により行うことによって、当該定着制御手段による定着性の調整動作が最終的なトナー像の定着性に直接的に対応したものとなる。従って、記録媒体の種類又はサイズをユーザが誤って設定してしまった場合などにおいても良好な定着性が得られる。 According to the present invention having such a configuration, since it is possible to determine whether the fixing property in the fixing nip portion is good or not by detecting the toner accumulation amount on the surface of the heat dissipation member, based on the toner accumulation amount of the heat dissipation member. When the fixing property is adjusted by the fixing control unit, the fixing property adjusting operation by the fixing control unit directly corresponds to the final fixing property of the toner image. Therefore, good fixability can be obtained even when the user sets the type or size of the recording medium by mistake.
また本発明にかかる定着制御手段は、前記定着ニップ部における定着性を、定着パラメータとしての定着加熱温度又は記録媒体の搬送速度又は搬送される記録媒体の間隔である紙間の変更により調整する構成することが可能である。 The fixing control means according to the present invention is configured to adjust the fixing property at the fixing nip portion by changing a fixing heating temperature as a fixing parameter, a conveyance speed of the recording medium, or an interval between the recording media being conveyed. Is possible.
また本発明にかかる定着制御手段は、前記記録媒体の定着枚数に基づいて、前記放熱部材におけるトナー堆積量を推測するように構成することが可能である。さらに本発明にかかる定着制御手段は、前記記録媒体上のトナー像の印字率に基づいて、前記放熱部材におけるトナー堆積量を推測するように構成することが可能である。そしてその場合に、本発明にかかる定着制御手段は、前記放熱部材におけるトナー堆積量の検知結果と推測した推測値とを比較し、前記検知結果が前記推測値を越えているときに定着性の調整を行う構成とすることが可能である。 The fixing control unit according to the present invention can be configured to estimate the toner accumulation amount on the heat radiating member based on the number of fixed sheets on the recording medium. Further, the fixing control means according to the present invention can be configured to estimate the toner accumulation amount on the heat radiating member based on the printing rate of the toner image on the recording medium. In that case, the fixing control means according to the present invention compares the detection result of the toner accumulation amount in the heat radiating member with the estimated value, and when the detection result exceeds the estimated value, It is possible to adopt a configuration for performing adjustment.
このような構成を有する本発明によれば、定着ニップ部における定着性の調整が、定着枚数や印字率を考量して精度良く行われるようになっている。 According to the present invention having such a configuration, the fixing property in the fixing nip portion is adjusted with high accuracy in consideration of the number of fixed sheets and the printing rate.
また本発明では、上述したいずれかに記載の定着装置を画像形成部に備えた画像形成装置とすることが可能であり、このような構成を有する本発明によれば、画像形成装置において同様な作用が得られる。 In the present invention, any one of the fixing devices described above can be used as an image forming apparatus provided in an image forming unit. According to the present invention having such a configuration, the same image forming apparatus can be used. The effect is obtained.
以上述べたように本発明にかかる定着装置及びそれを備えた画像形成装置は、放熱部材に対するトナー堆積量を検知することによって定着ニップ部における定着性の良否を把握可能とし、その放熱部材のトナー堆積量に基づいて定着性の調整を定着制御手段により行うことで、当該定着制御手段による定着性の調整動作が最終的なトナー像の定着性に直接的に対応したものとし、記録媒体の種類又はサイズをユーザが誤って設定してしまった場合などにおいても良好な定着性が得られるように構成したものであるから、簡易な構成で良好な定着性を常時得ることができ、定着装置及びそれを備えた画像形成装置の信頼性を安価かつ大幅に向上させることができる。 As described above, the fixing device according to the present invention and the image forming apparatus provided with the fixing device can detect whether or not the fixing property in the fixing nip portion is good by detecting the toner accumulation amount on the heat radiating member. The fixing property is adjusted by the fixing control unit based on the accumulation amount, so that the fixing property adjusting operation by the fixing control unit directly corresponds to the final toner image fixing property. Alternatively, since it is configured so that good fixability can be obtained even when the user has set the size by mistake, good fixability can always be obtained with a simple configuration, and the fixing device and The reliability of an image forming apparatus provided with the same can be improved at a low cost.
以下、定着装置及びそれを備えた画像形成装置としての複写機に本発明を適用した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a fixing device and a copying machine as an image forming apparatus including the fixing device will be described in detail with reference to the drawings.
先ず、本発明を適用した複写機の全体構成は、図1に示されているように、画像形成装置本体Aの各部に、スキャナ部B、画像形成部C及びシートデッキDを備えたものとなっている。そして、上記画像形成装置本体Aの上部に、ブック原稿の画像情報を読み取る画像読取手段であるスキャナ部Bが配置されているとともに、その画像形成装置本体Aの下部には画像形成手段となる画像形成部Cが設けられ、さらにその画像形成部Cの下部側にシートデッキDが組み付けられている。 First, as shown in FIG. 1, the overall configuration of a copying machine to which the present invention is applied includes a scanner unit B, an image forming unit C, and a sheet deck D in each unit of the image forming apparatus main body A. It has become. A scanner unit B, which is an image reading unit that reads image information of a book document, is disposed above the image forming apparatus main body A, and an image serving as an image forming unit is disposed below the image forming apparatus main body A. A forming unit C is provided, and a sheet deck D is assembled to the lower side of the image forming unit C.
上述したスキャナ部Bは、走査系光源201、プラテンガラス202、画像形成装置本体Aに対して開閉可能な原稿圧板203、ミラー204、受光素子(光電変換素子)205、及び画像処理部などの各部から構成されている。そして、前記プラテンガラス202上に、本、記録紙等からなるブック原稿又はシート状原稿などを原稿面を下向きにして載置して原稿圧板203により背面を押圧して静止状態にセットし、読取スタートキーを押すと、走査系光源201がプラテンガラス202の下部を矢印a方向に走査して原稿面の画像情報を読み取る。走査系光源201により読み取られた原稿の画像情報は画像処理部で処理され、電気信号に変換されて、画像形成部Cのレーザスキャナ111に伝送される。ここで、画像形成装置本体Aは、画像形成部Cのレーザスキャナ111に画像処理部の処理信号を入力すれば複写機として機能し、外部装置(コンピュータ)の出力信号を入力すればプリンタとして機能する。また、画像形成装置本体Aは、他のファクシミリ装置からの信号を受信したり、画像処理部の信号を他のファクシミリ装置に送信したりすれば、ファクシミリ装置としても機能する。
The scanner unit B described above includes components such as a
一方、上述した画像形成部Cの下部にはシートカセット1が装着されている。このシートカセット1は、下段カセット1aと上段カセット1bの2個で1つの給送ユニットを構成しており、本実施形態では、2つの給送ユニットU1及びU2による計4個のカセットが装着可能になされている。そして、上方側に配置された1つの給送ユニットU1は、前記画像形成装置本体Aに対して着脱可能に取り付けられ、下方側の給送ユニットU2は、シートデッキDに対して着脱可能に取り付けられている。
On the other hand, the sheet cassette 1 is mounted below the image forming unit C described above. The sheet cassette 1 is composed of two feeding cassettes, a lower cassette 1a and an
このような下段カセット1a及び上段カセット1bの内部に収容されたシート状記録媒体(用紙)は、給送回転体となるピックアップローラ3により繰り出され、フィードローラ4とリタードローラ5との協動作用により1枚ずつ分離・給送された後、搬送ローラ104、105によってレジストローラ106まで搬送され、該レジストローラ106によって後述する画像形成動作に同期するようにして画像形成部Cへと給送される。また、前述したシートカセット1とは別に、手差しトレイ6が画像形成装置本体Aの側面に配置されており、手差しトレイ6上のシートSは手差し給紙ローラ7により、レジストローラ106へと繰り出される。
The sheet-like recording medium (paper) accommodated in the lower cassette 1a and the
また、前記画像形成部Cは、電子写真感光ドラム112、画像書き込み光学系113、帯電ローラ116、現像器114及び転写帯電器115等を備えた構成になされている。そして、帯電ローラ116により一様に帯電された感光体ドラム112の表面に、レーザスキャナ111から射出された画像情報に対応するレーザ光が画像書き込み光学系113により走査されて静電潜像が形成され、その静電潜像が現像器114により現像されることによりトナー像が形成される。その感光体ドラム112上のトナー像は、当該感光体ドラム112の回転に同期して上記レジストローラ106から送り出されたシート状記録媒体(用紙)の第1面に、転写帯電器115が配置された転写部で転写されるようになっている。
The image forming unit C includes an electrophotographic
ここで、図中の符号117は、上述したようにしてトナー像を形成されたシート状記録媒体を搬送する搬送部を示し、また符号118及び119は、定着装置及び排出ローラをそれぞれ示している。上記搬送部117は、トナー像を形成されたシート状記録媒体(記録用紙)を搬送可能とする構成になされていて、トナー像を形成されたシート状記録媒体は、上記搬送部117により定着装置118に搬送され、そこで加熱及び加圧が行われることによってトナー像が表面に定着された後に、排出ローラ119の搬送作用で排出トレイ120に向かって排出されてそこに積載される構成になされている。すなわち、図1にかかる画像形成装置としての複写機は、本発明にかかる定着装置を画像形成部に備えたものである。
Here,
また、シート状記録媒体(記録用紙)の両面に画像を記録する場合には、上述した定着装置118から排出されたシート状記録媒体の後端が前記排出ローラ119の直前の分岐点207を通過した時点で上記排出ローラ119が逆転方向に回転駆動される。それによって上記シート状記録媒体は両面トレイ121上に一旦載置され、その後に搬送ローラ104、105により搬送されてレジストローラ106に到達し、その反転されたシート状記録媒体の裏面(第2面)に上述と同様にして画像が形成された後、トレイ120に排出・積載される構成になされている。
When images are recorded on both sides of a sheet-like recording medium (recording paper), the rear end of the sheet-like recording medium discharged from the
ここで、本実施形態における定着装置118は、加圧部材駆動型のフィルム加熱方式を採用したものであって、特に図2に示されているように、周知構造のヒータスティ118aに保持されたフィルムガイド118bに、加熱部材としてのエンドレス耐熱性フィルム体(以下、定着フィルムと呼ぶ。)118cが装着されている。上記加熱部材としての定着フィルム118cの図示下面側には、加圧部材としての加圧ローラ118dが接触するように配置されており、その定着フィルム118cと加圧ローラ118dとが接触配置された部位に定着ニップ部Nが形成されている。そして、この本発明でいう加熱部材と加圧部材との当接部位に形成された定着ニップ部Nに、入口ガイド117aを通して図示左方に送られて来たシート状記録媒体(図示省略)が導入されることによって所定の加熱・加圧作用が付与されるように構成されている。このように定着装置118は、定着ニップ部Nに、所定のトナー像が形成された記録媒体を導入して前記トナー像の定着を行うものである。
Here, the fixing
上述したヒータスティ118aに保持されたフィルムガイド118bは、図2の紙面垂直方向の横幅方向において細長形状をなす耐熱性樹脂製部材から形成されており、前記定着フィルム(加熱部材)118cの内面ガイド部材を構成するものとなっている。このフィルムガイド118bの図示下端面には、加熱体としてのヒータ118eが図示下方側に向かって露出するように取り付けられている。本実施形態におけるヒータ118eは、1mmのAL2O3(アルミナ)基板に、銀(Ag)の発熱抵抗体を所定の幅・厚みにスクリーン印刷し、発熱体表面に保護用のガラスをコートしたものが用いられており、上述したフィルムガイド118bに接着固定されている。
The
一方、上記定着フィルム(移動加熱部材)118cは、上述したように加熱体としてのヒータ118eに接触するようにしてフィルムガイド118bに外嵌された無端環状体から形成されている。この定着フィルム118cの内周長は、上記ヒータ118eを含むフィルムガイド118bの外周相当長に対して例えば3mm程度大きく形成されており、それによって当該定着フィルム118cは、上記ヒータ118eを含むフィルムガイド118bに対して周長が余裕を持ったルーズな状態になされて環状に移動可能となるように構成されている。
On the other hand, the fixing film (moving heating member) 118c is formed of an endless annular body that is externally fitted to the
本実施形態における定着フィルム118cは、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために膜厚が総厚約50μmのポリイミド樹脂に、耐熱性、離型性、強度、耐久性等を考慮して約10μmのPTFE、PFA等のフッ素樹脂に導電剤を添加したコート層が被着された構成になされており、本実施形態では直径が24mm(φ)のものが用いられている。
In the present embodiment, the fixing
一方、上述したように加圧ローラ118dは、前記定着フィルム118cを加圧しながら移動させる回転駆動体を構成するものであって、加熱部材としての定着フィルム118cに当接して定着ニップ部Nを形成する加圧部材を構成している。そして、その加圧ローラ118dは、前記ヒータ118eの加熱面に対して、上記定着フィルム118cを介して図示を省略した付勢手段により所定の圧力で当接されている。この加圧ローラ118dは、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス等からなる金属芯軸と、その金属芯軸に外装された、ASKER/C硬度で53度の離型性の良い導電性シリコンゴム等の耐熱ゴム弾性体からなるローラ部とを有しており、本実施形態では直径が23mm(φ)のものが用いられている。さらに、この加圧ローラ118dの表面部分には、被加熱材としてのシート状記録媒体及び定着フィルム118cに対する搬送性、並びにトナーの汚れ防止等の理由により、高離型性層を有する表層、例えばフッ素樹脂を分散させたコート層として約50μmのPFAチューブが装着されている。
On the other hand, as described above, the
このような加圧ローラ118dにおける金属芯軸の軸方向一端部は、定着装置駆動用モータ(図示省略)に適宜のギアを介して連結されており、当該加圧ローラ118dが図中の矢印で示されたように反時計方向に回転駆動されるように構成されている。そして、この加圧ローラ118dが回転駆動されることにより、上述した定着フィルム118cは、その内面が上記ヒータ118eの加熱表面(図示下面)に密着摺動しながら図中の矢印で示されたように時計方向に従動状態で回転駆動され、それによってシート状記録媒体(記録用紙)を搬送する構成になされている。
One end portion of the
このような構成を有する定着装置118には、上述した定着ニップ部N内に搬送されたシート状記録媒体に形成されているトナー像に対する定着の良否、すなわち前記定着ニップ部における定着性を調整するための定着制御手段(図示省略)が付設されている。そして、この定着制御手段から適宜に発せられる定着制御指令に従って、前述したヒータ118eによる定着ニップ部N内の加熱温度(温調温度)や、前記定着ニップ部N内におけるシート状記録媒体の搬送速度(プロセススピード)、あるいは搬送される記録媒体の間隔(紙間)等の定着パラメータが調整されるようになっている。この定着制御手段による定着パラメータの調整制御動作については、後段において詳細に説明することとするが、その調整制御動作は、装置の使用環境や記録媒体の種類・サイズ等の使用条件に対応して実行される構成になされている。
The fixing
一方、前述したように定着装置118の加圧部材として設けられた加圧ローラ118dは、加熱部材としての定着フィルム118cに当接して定着ニップ部Nを構成しているが、その加圧ローラ(加圧部材)118dの外周表面には、熱伝導体からなる放熱部材として放熱ローラ118fが当接されている。すなわち、本実施形態の定着装置118における加圧部材は、熱伝導体からなる放熱部材が当接された構成を備えており、その放熱ローラ(放熱部材)118fは、中心軸部材としての金属芯軸に対して、アルミ(AL)、銅(CU)などの金属、又はアルミナ等の良熱伝導性の材料からなる、例えば直径12mm(φ)の金属ローラが取り付けられた構成になされている。この放熱ローラ118fは、上述した加圧ローラ118dの軸方向のほぼ全長にわたって圧接するように配置されている。
On the other hand, as described above, the
この加圧ローラ118dに対する前記放熱ローラ(放熱部材)118fの圧接状態は、図示を省略した付勢手段から付与される押し付け力によって維持されており、前述した加圧ローラ118dの回転駆動に伴って当該放熱ローラ118fが従動的に回転される構成になされている。そして、そのような熱伝導体からなる放熱部材としての放熱ローラ118fが、前記加圧ローラ118dの外周表面に圧接した状態で従動回転されることによって前記加圧ローラ118dからの放熱が行われることとなり、その加圧ローラ118dに対する降温作用によって軸方向の温度分布が均一化させられるようになっている。その結果、特に小サイズ紙を連続使用する際における軸方向両端部分における温度上昇、すなわち端部昇温を緩和することが可能となる。
The pressure contact state of the heat radiating roller (heat radiating member) 118f against the
このとき、上述した放熱ローラ(放熱部材)118fには、前記加圧ローラ118dの外周表面上に残留するオフセットトナーが回収されるようにして付着することがあり、オフセットトナーが放熱ローラ118fの外周表面上に徐々に堆積していく傾向がある。この放熱ローラ118fの外周表面に対するオフセットトナーの堆積量は、上述した定着ニップ部Nにおけるシート状記録媒体(記録用紙)に対する定着性の良否に対応している。これは、定着ニップ部Nで良好な定着性が得られている場合には、前記放熱ローラ118fに対するトナーの蓄積作用は少しずつしか行われないが、良好な定着性が得られていない場合には、上記放熱ローラ118fの外周表面上にオフセットトナーが急速に蓄積していくからである。
At this time, the offset toner remaining on the outer peripheral surface of the
このような放熱ローラ(放熱部材)118fに対するオフセットトナーの堆積量(以下、単にトナー堆積量という。)と定着性との関係を考慮して、前述した定着装置118に付設された定着制御手段は、前記放熱部材の表面に付着したトナーの堆積量を検知し、そのトナー堆積量の検知結果に基づいて、前記定着ニップ部における定着性を調整するように構成されていて、前記放熱ローラ(放熱部材)118fにおけるトナー堆積量を考慮しながら、前記定着制御手段による定着パラメータの調整制御動作が行われる構成になされている。すなわち、本実施形態における定着制御手段では、前記放熱ローラ118fの外周表面上におけるトナー堆積量がトナー量検出手段により検知されているとともに、そのトナー量検出手段により検出されたトナー堆積量の検知結果に基づいて、前記定着ニップ部Nにおける加熱温度(温調温度)やシート状記録媒体の搬送速度(プロセススピード)、あるいは搬送される記録媒体の間隔である紙間等の定着パラメータが調整されるようになっている。
In consideration of the relationship between the amount of offset toner accumulated on the heat radiation roller (heat radiation member) 118f (hereinafter simply referred to as toner accumulation amount) and the fixability, the fixing control means attached to the
その点を具体的に説明すると、まず上述した放熱ローラ(放熱部材)118fに関するトナー堆積量検出手段は、当該放熱ローラ118fに印加した一定の検知電圧に対応して前記加圧ローラ(加圧部材)118dに流れる電流を測定する構成になされたものであって、前記放熱ローラ118fの金属芯軸に対して一定の検知電圧を印加するAC電源118gを有している。また、前記放熱ローラ118fが圧接している加圧ローラ(加圧部材)118dの金属芯軸がグランド接続されており、そのグランド回路の途中に、電流検知手段としての電流計118iが配置されている。そして、前記AC電源118gから放熱ローラ118fに印加された一定の検知電圧に対応して加圧ローラ118dに所定の電流が流され、その加圧ローラ118dに流れる電流が電流計(電流検知手段)118iにより測定される構成になされている。
Specifically, the toner accumulation amount detection means for the heat dissipation roller (heat dissipation member) 118f described above corresponds to the pressure roller (pressure member) corresponding to a certain detection voltage applied to the heat dissipation roller 118f. ) It is configured to measure the current flowing through 118d, and has an
上述した電流検知手段としての電流計118iは、上記定着制御手段に設けられたCPU(中央演算装置)を有するDCコントローラ(図示省略)に接続されており、その電流計(電流検知手段)118iにおいて測定された電流値が、上記DCコントローラに対して予め閾値として設定されているトナー堆積量の予測値と比較されるようになっている。すなわち、上記電流計118iにより測定された電流値が、閾値であるトナー堆積量の予測値を越えているときには、上述した定着ニップ部Nにおける定着性が良好でないことが判明することから、前述したヒータ118eによる定着ニップ部N内の加熱温度(温調温度)や、定着ニップ部N内におけるシート状記録媒体の搬送速度(プロセススピード)、あるいは搬送される記録媒体の間隔である紙間等の定着パラメータが、上記定着制御手段により適宜に変更されるようになっている。
The
このように本実施形態にかかる定着制御手段は、上述した放熱ローラ(放熱部材)118fの外周表面におけるトナー堆積量を、加圧ローラ118dに流れ込む電流量の変化で検知し、そのトナー堆積量の検知結果に基づいて、定着パラメータの一つである定着加熱温度の変更、記録媒体の搬送速度の変更、搬送される記録媒体の間隔である紙間の変更により前記定着ニップ部Nにおけるトナー像の定着性を調整するように構成されたものであるが、特に本実施形態における定着制御手段は、前記シート状記録媒体における定着枚数に基づいて、前記放熱ローラ118fにおけるトナー堆積量を推測するように構成されている。そして、本実施形態における定着制御手段は、前記放熱部材におけるトナー堆積量の検知結果と推測値とを比較し、前記検知結果が前記推測値を越えているときに定着性の調整を行うように構成されていて、定着制御手段によって放熱ローラ118fにおけるトナー堆積量の検知結果が閾値としての推測値と比較され、その検知結果が推測値を越えているときに定着性の調整を行うように構成されている。このような定着制御手段による調整制御動作の手順は、例えば図3に示されたものとなる。
As described above, the fixing control unit according to the present embodiment detects the toner accumulation amount on the outer peripheral surface of the above-described heat radiation roller (heat radiation member) 118f by the change in the amount of current flowing into the
すなわち図3に示されているように、まず放熱ローラ(放熱部材)118fから加圧ローラ118dに流れ込む電流aの検出が行われる(ステップ1)。それと同時に、定着枚数、つまり印字枚数(画像形成枚数)を計測したカウント値に基づいて(ステップ2)、前記放熱ローラ(放熱部材)118fの外周表面上におけるトナー堆積量の推定が行われる。それにより得られたトナー堆積推定値は、前記定着制御手段に設けられたDCコントローラ(図示省略)に閾値bとして設定される(ステップ3)。
That is, as shown in FIG. 3, first, a current a flowing from the heat radiation roller (heat radiation member) 118f to the
次いで、上述したように放熱ローラ(放熱部材)118fにおけるトナー堆積量の検知結果、すなわち上記放熱ローラ118fから加圧ローラ118dに流れ込む電流aと、閾値bとして設定されたトナー堆積推定値との比較が行われることにより(ステップ4)、それら両値の上下関係が判定される。そして、上記電流aが閾値bと同じか上回っている場合には(ステップ4のNO;a≧b)、良好な定着性が得られていることになるから、そのままコピー動作(画像形成動作)が継続される(ステップ5)。一方、放熱ローラ118fから加圧ローラ118dに流れ込む電流aが閾値bを下回っている場合には(ステップ4のYES;a<b)、上述した定着制御手段によって、前述した定着ニップ部N内における加熱温度(温調温度)やシート状記録媒体の搬送速度(プロセススピード)等の定着パラメータが適宜に変更される(ステップ6)。
Next, as described above, the detection result of the toner accumulation amount in the heat radiation roller (heat radiation member) 118f, that is, the current a flowing from the
このような本実施形態にかかる構成において、画像印字率5%原稿にて1000枚(1K)のコピー耐久枚数試験を行った結果が次の[表1]及び[表2]に示されている。すなわち、[表1]及び[表2]には、5K毎にAC1.5KVを放熱ローラ(放熱部材)118fに印加したときに前記放熱ローラ118fから加圧ローラ118dに流れ込む電流量(μA)の耐久枚数(k枚)に関する測定結果が表されている。
まず、[表1]のように、例えば初期時、すなわちオフセットトナーが付着していない状態にある放熱ローラ(放熱部材)118fが圧接する加圧ローラ118dに流れ込む電流量は0.59μAであり、40K枚の耐久使用後において放熱ローラ118fから加圧ローラ118dに流れ込む電流量は0.14μAとなっている。すなわち、図4に示されているように、画像印字率5%の原稿を用いたコピー耐久試験で明らかなように、耐久枚数(図4の横軸;k)が進むにつれて放熱ローラ118fに上述したオフセットトナーが堆積していき、その放熱ローラ118fから加圧ローラ118dに流れ込む電流量(図4の縦軸;μA)は次第に小さくなる。従って、そのような傾向を利用すれば、放熱ローラ118fの外周表面におけるトナー堆積量が検知可能となる。そして本実施形態では、そのトナー堆積量の検知結果に基づいて、前述した定着ニップ部N内における加熱温度(温調温度)やシート状記録媒体の搬送速度(プロセススピード)あるいは紙間等の定着パラメータが定着制御手段により適宜に変更される。
First, as shown in [Table 1], for example, the amount of current flowing into the
次に、上記[表2]に示されたコピー耐久試験のように、画像印字率5%原稿で1000枚(1K)のコピーを行う際に、良好な定着状態を示している定着性15%を維持する場合のトナー堆積量(電流値)は0.0119(μA)であり、そのトナー堆積量(電流値)の逆数(加算値)は84.03となる。例えば、1000枚(1K)のコピー後におけるトナー堆積量(電流値)が0.0073(μA)、すなわち、そのトナー堆積量(電流値)の逆数(加算値)が136.99となっている場合には、定着性が30%程度と予測されることから良好な定着性が得られないと判断される。そのような場合に、前記定着ニップ部N内における加熱温度(温調温度)やシート状記録媒体の搬送速度(プロセススピード)あるいは紙間等の定着パラメータが定着制御手段により変更されることとなる。 Next, as in the copy endurance test shown in [Table 2] above, a 15% fixability indicating a good fixing state when copying 1,000 sheets (1K) with a document having an image printing rate of 5%. In this case, the toner accumulation amount (current value) is 0.0119 (μA), and the reciprocal (addition value) of the toner accumulation amount (current value) is 84.03. For example, the toner accumulation amount (current value) after copying 1000 sheets (1K) is 0.0073 (μA), that is, the reciprocal (addition value) of the toner accumulation amount (current value) is 136.99. In this case, since the fixability is predicted to be about 30%, it is determined that good fixability cannot be obtained. In such a case, a fixing parameter such as a heating temperature (temperature control temperature) in the fixing nip portion N, a conveyance speed (process speed) of the sheet-like recording medium, or a sheet interval is changed by the fixing control means. .
因みに、前記定着制御手段が、前記定着ニップ部における定着性を、定着パラメータの一つである定着加熱温度の変更により調整する構成を備えている場合、つまり定着パラメータとして温調温度を採用している場合には、図5に示されているように定着性が変化する。すなわち図5には、温調温度(横軸;℃)と定着性(縦軸;%)との関係が示されており、例えば定着性を30%から15%へ改善するためには、温調温度を15℃だけ上昇させることとすればよいことが解る。 Incidentally, when the fixing control means has a configuration for adjusting the fixing property in the fixing nip portion by changing the fixing heating temperature, which is one of the fixing parameters, that is, adopting a temperature adjustment temperature as the fixing parameter. If it is, the fixing property changes as shown in FIG. That is, FIG. 5 shows the relationship between the temperature control temperature (horizontal axis; ° C.) and the fixability (vertical axis;%). For example, in order to improve the fixability from 30% to 15%, the temperature It can be seen that the temperature adjustment should be increased by 15 ° C.
また、前記定着制御手段が、前記定着ニップ部における定着性を、定着パラメータの一つである前記記録媒体の搬送速度の変更により調整する構成を備えている場合、つまり定着パラメータとしてプロセススピードを採用した場合には、図6に示されているように定着性が変化する。すなわち図6には、プロセススピード(横軸;mm/sec)と定着性(縦軸;%)との関係が示されており、例えば定着性を30%から15%へ改善するためには、プロセススピードを40mm/secだけ減速させることとすればよいことが解る。 Further, when the fixing control means has a configuration for adjusting the fixing property at the fixing nip portion by changing the conveyance speed of the recording medium, which is one of the fixing parameters, that is, the process speed is adopted as the fixing parameter. In such a case, the fixing property changes as shown in FIG. That is, FIG. 6 shows the relationship between process speed (horizontal axis; mm / sec) and fixability (vertical axis;%). For example, in order to improve fixability from 30% to 15%, It can be seen that the process speed may be reduced by 40 mm / sec.
このように本実施形態においては、放熱ローラ(放熱部材)118fの外周表面におけるトナー堆積量を検知することによって、定着ニップ部Nにおける定着性の良否が把握可能となり、その放熱ローラ118fのトナー堆積量に基づいて定着性の調整制御動作を定着制御手段により行うことによって、当該定着制御手段による定着性の調整制御動作が最終的なトナー像の定着性に直接的に対応したものとなる。従って、シート状記録媒体(記録用紙)の種類又はサイズをユーザが誤って設定してしまった場合などにおいても良好な定着性が得られる。
As described above, in this embodiment, by detecting the toner accumulation amount on the outer peripheral surface of the heat radiating roller (heat radiating member) 118f, it is possible to determine whether the fixing property at the fixing nip portion N is good or not, and the toner accumulation on the
特に本実施形態においては、定着ニップ部Nにおける定着性の調整が、定着枚数(印字枚数)を考量して精度良く行われるようになっている。 In particular, in the present embodiment, adjustment of the fixing property at the fixing nip portion N is performed with high accuracy in consideration of the number of fixed sheets (number of printed sheets).
また、図7に示されている実施形態にかかる定着制御手段は、前記記録媒体上のトナー像の印字率に基づいて、前記放熱部材におけるトナー堆積量を推測するように構成されており、前記定着ニップ部Nにおける定着性の調整が、印字率を考量することにより更に精度良く行われるようになっている。すなわち、上述した実施形態と同様にして放熱ローラ(放熱部材)118fから加圧ローラ118dに流れ込む電流aの検出が行われるが(ステップ11)、それと同時に、現在のコピー動作(画像形成動作)における印字率が測定されるとともに(ステップ12)、定着枚数、つまり印字枚数を計測したカウント値、及び印字率が測定され(ステップ13)、それらに基づいて前記放熱ローラ(放熱部材)118fの外周表面上に付着するトナー堆積量の推定が行われる。それにより得られたトナー堆積推定値は、定着制御手段のDCコントローラ(図示省略)に閾値bとして設定される(ステップ14)。
Further, the fixing control unit according to the embodiment shown in FIG. 7 is configured to estimate the toner accumulation amount on the heat radiating member based on the printing rate of the toner image on the recording medium, Adjustment of the fixing property at the fixing nip portion N is performed with higher accuracy by taking into consideration the printing rate. That is, the current a flowing from the heat radiation roller (heat radiation member) 118f to the
以下の手順は上述した実施形態と同様であり、放熱ローラ(放熱部材)118fにおけるトナー堆積量の検知結果、すなわち上記放熱ローラ118fから加圧ローラ118dに流れ込む電流aと、閾値bとして設定されたトナー堆積推定値との比較が行われ(ステップ15)、電流aが閾値bと同じか上回っている場合には(ステップ15のNO;a≧b)、良好な定着性が得られていることになるから、そのままのコピー動作(画像形成動作)が継続される(ステップ16)。一方、放熱ローラ118fから加圧ローラ118dに流れ込む電流aが閾値bを下回っている場合には(ステップ15のYES;a<b)、上述した定着制御手段によって、前述した定着ニップ部N内における加熱温度(温調温度)やシート状記録媒体の搬送速度(プロセススピード)等の定着パラメータが適宜に変更される(ステップ17)。
The following procedure is the same as that of the above-described embodiment, and the detection result of the toner accumulation amount on the heat radiation roller (heat radiation member) 118f, that is, the current a flowing from the
以上、本発明者によってなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, although the embodiment of the invention made by the present inventor has been specifically described, the present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Nor.
例えば、上述した各実施形態は、複写機に対して本発明を適用したものであるが、プリンタ等の画像形成装置、あるいはその他の装置に対しても本発明は同様に適用することができる。 For example, each of the embodiments described above applies the present invention to a copying machine, but the present invention can be similarly applied to an image forming apparatus such as a printer or other apparatuses.
以上述べたように本発明にかかる定着装置及びそれを備えた画像形成装置は、プリンタや複写機などの多種多様な画像形成装置等に対して広く適用することが可能である。 As described above, the fixing device according to the present invention and the image forming apparatus including the fixing device can be widely applied to a wide variety of image forming apparatuses such as printers and copiers.
A 画像形成装置本体
B 画像読取スキャナ
C 画像形成部
D シート状シート状記録媒体(記録用紙)デッキ
R 画像転写部
N 定着ニップ部N
112 感光ドラム
115 転写ローラ
118 定着装置
118a ヒータスティ
118b フィルムガイド
118c 定着フィルム(移動加熱部材)
118d 加圧ローラ(加圧部材)
118e ヒータ(加熱体)
118f 放熱ローラ(放熱部材)
118g AC電源
118i 電流計(電流検知手段)
A Image forming apparatus main body B Image reading scanner C Image forming section D Sheet-like sheet-like recording medium (recording paper) deck R Image transfer section N Fixing nip section N
112
118d Pressure roller (pressure member)
118e Heater (Heating body)
118f Heat dissipation roller (heat dissipation member)
118g
Claims (8)
前記加圧部材には、熱伝導体からなる放熱部材が当接された構成を備えた定着装置において、
前記定着制御手段は、前記放熱部材の表面に付着したトナーの堆積量を検知し、そのトナー堆積量の検知結果に基づいて、前記定着ニップ部における定着性を調整するように構成されていることを特徴とする定着装置。 A fixing medium formed on a contact portion between a heating member and a pressure member is conveyed to a recording medium on which a predetermined toner image is formed, and the toner image is fixed. And a fixing control means for adjusting the fixing property in
In the fixing device having a configuration in which a heat radiating member made of a heat conductor is in contact with the pressure member,
The fixing control unit is configured to detect the amount of toner deposited on the surface of the heat radiating member and adjust the fixing property in the fixing nip portion based on the detection result of the toner accumulated amount. A fixing device characterized by the above.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2008198654A JP2010038980A (en) | 2008-07-31 | 2008-07-31 | Fixing device and image forming apparatus equipped with the same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017067918A (en) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | ブラザー工業株式会社 | Image forming apparatus, image forming apparatus control method, and computer program |
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