JP6897272B2 - Image forming device - Google Patents

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Description

本発明は、記録媒体に画像を定着する定着装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus having a fixing equipment for fixing an image on a recording medium.

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・高速化についての市場要求が高まってきている。
画像形成装置では、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、画像転写方式または直接方式により未定着トナー画像が記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙などの記録材に形成される。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の定着装置が広く採用されている。
In recent years, there has been an increasing market demand for energy saving and high speed for image forming devices such as printers, copiers, and facsimiles.
In the image forming apparatus, the unfixed toner image is transferred to the recording material sheet, printing paper, photosensitive paper, electrostatic recording paper, etc. by the image transfer method or the direct method by the image forming process such as electrophotographic recording, electrostatic recording, and magnetic recording. It is formed on the recording material. As a fixing device for fixing an unfixed toner image, a contact heating type fixing device such as a thermal roller method, a film heating method, and an electromagnetic induction heating method is widely adopted.

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、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形成したトナー画像(未定着トナー像)を、直接もしくは中間転写体を介して記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙などの記録媒体に転写し、このトナー像を担持した記録媒体を定着装置に通してトナー像を記録媒体上に定着している。 In image forming devices such as copiers, printers, and facsimiles, toner images (unfixed toner images) formed by image forming processes such as electrophotographic recording, electrostatic recording, and magnetic recording are recorded directly or via an intermediate transfer body. The toner image is transferred onto a recording medium such as a material sheet, printing paper, photosensitive paper, or electrostatic recording paper, and the recording medium carrying the toner image is passed through a fixing device to fix the toner image on the recording medium.

未定着トナー画像を定着させる定着装置としては、熱と圧力によりトナー像を記録材(記録媒体)上に固定する熱定着装置が広く採用されている。このような定着装置の代表的なものでは、定着部材と加圧部材、例えば定着ローラと加圧ローラとを所定の圧力で当接させた状態で対峙させ、この当接した箇所にトナー像を有する用紙を搬送することで、定着および加圧ローラにより未定着トナー像を用紙に定着している。このような定着装置にて用いられる定着ローラには、その内部にハロゲンランプ等のヒータ部材を収容し、このヒータ部材により定着ローラを均一に加熱させる方法が一般的に用いられている。 As a fixing device for fixing an unfixed toner image, a heat fixing device for fixing a toner image on a recording material (recording medium) by heat and pressure is widely adopted. In a typical such fixing device, a fixing member and a pressure member, for example, a fixing roller and a pressure roller are brought into contact with each other at a predetermined pressure, and a toner image is displayed at the contacted portion. By transporting the paper to be held, the unfixed toner image is fixed to the paper by the fixing and pressure rollers. A method in which a heater member such as a halogen lamp is housed in the fixing roller used in such a fixing device and the fixing roller is uniformly heated by the heater member is generally used.

ところが、これらの画像形成装置においては、画像形成のために搬送される用紙のサイズが一定ではない。例えば、A3サイズ(297×420mm)から官製はがきのサイズ(100×148mm)まで等、各種のサイズからなる用紙が搬送され、定着装置にて定着が実行される。このとき、大サイズ(例えばA3サイズ)の用紙に対しても十分な定着を行うために、大サイズの用紙に対応させてヒータ部材を形成し、定着ローラの軸方向に十分に伸ばした状態(例えばA3サイズの短手297mmを十分にカバーする状態)でヒータ部材を配置することが一般的である。 However, in these image forming apparatus, the size of the paper conveyed for image forming is not constant. For example, paper of various sizes, such as A3 size (297 × 420 mm) to official postcard size (100 × 148 mm), is conveyed and fixed by a fixing device. At this time, in order to sufficiently fix the paper of a large size (for example, A3 size), a heater member is formed corresponding to the large size paper and sufficiently extended in the axial direction of the fixing roller (a state in which the heater member is formed. For example, it is common to arrange the heater member so as to sufficiently cover the short side 297 mm of A3 size).

しかしながら、上述のように、大サイズの用紙に合わせてヒータ部材を形成した場合に、はがきサイズやB5サイズ等の小サイズの用紙を連続的に定着装置に搬送すると、小サイズの用紙が通過する部分だけの温度が低下し、他の部分の温度が規定値以上に上昇するという問題が生じてしまう。そこで、定着ローラの軸方向に対して、加熱作用部分の長いヒータ部材と、加熱作用部分が短いヒータ部材とを、搬送される大サイズおよび小サイズの用紙に応じてそれぞれ設け、その用紙の搬送される位置に加熱部分が位置するように、それぞれのヒータ部材を配置する方法が既に知られている。 However, as described above, when the heater member is formed according to the large size paper, if the small size paper such as postcard size or B5 size is continuously conveyed to the fixing device, the small size paper passes through. There is a problem that the temperature of only one part drops and the temperature of other parts rises above the specified value. Therefore, a heater member having a long heating action portion and a heater member having a short heating action portion are provided in the axial direction of the fixing roller according to the large size and small size paper to be conveyed, and the paper is conveyed. A method of arranging each heater member so that the heating portion is located at the position where the heating portion is formed is already known.

また、上記のような用紙サイズにより複数の発熱体(ヒータ部材)を使い分ける定着装置では、それぞれの発熱箇所(用紙通過域)に対応する位置に温度検知手段が設けられている。この温度検知手段としては例えばサーミスタが採用され、このセンサにより測定される定着ローラの表面温度から、ヒータに対する温度制御が実行される。 Further, in the fixing device that uses a plurality of heating elements (heater members) properly according to the paper size as described above, a temperature detecting means is provided at a position corresponding to each heat generating portion (paper passing area). For example, a thermistor is adopted as the temperature detecting means, and temperature control for the heater is executed from the surface temperature of the fixing roller measured by this sensor.

しかしながら、複数の発熱体は、小サイズの用紙部を暖める発熱体であっても、小サイズの用紙の非通紙部も加熱する問題があった。そのために、中央部を加熱しようと中央ヒータを点灯させると、端部も加熱し、逆に、端部を加熱しようと端部ヒータを加熱すると、中央をも加熱する問題があった。 However, there is a problem that the plurality of heating elements heat the non-passing portion of the small-sized paper even if the heating element heats the small-sized paper portion. Therefore, when the central heater is turned on to heat the central portion, the end portion is also heated, and conversely, when the end heater is heated to heat the end portion, there is a problem that the central portion is also heated.

これに対し、特許文献1(特開2015−7755号公報)には、定着ローラの軸方向中央部と、端部を加熱する複数のヒータを有するもので、移動式の反射部材を設けて、小サイズ印字時は、特定部位のみの加熱を可能とする定着装置が開示されている。 On the other hand, Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-7755) has a plurality of heaters for heating the axially central portion and the end portion of the fixing roller, and is provided with a mobile reflective member. A fixing device capable of heating only a specific part at the time of printing a small size is disclosed.

この特許文献1の定着装置において、反射部材で覆った部位はヒータが発光しているが定着部材の加熱には使用されておらず、ヒータ間の干渉を防止するという問題は解決できるが、反射板で覆うことにより、ヒータ発光した定着部材の加熱に使用されないエネルギーがあるため、無駄なエネルギーを消費するという問題がある。 In the fixing device of Patent Document 1, the heater emits light at the portion covered with the reflecting member, but it is not used for heating the fixing member, and the problem of preventing interference between the heaters can be solved, but the reflection By covering with a plate, there is energy that is not used for heating the fixing member that emits light from the heater, so there is a problem that wasteful energy is consumed.

そこで、本発明は、異なった配熱分布(配光分布)を有する複数の熱源を用いる定着装置を有する画像形成装置において、所望の領域を加熱することができ、かつ、エネルギー消費を低減して温度制御することのできる画像形成装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention can heat a desired region and reduce energy consumption in an image forming apparatus having a fixing device using a plurality of heat sources having different heat distributions (light distributions). and to provide the images forming apparatus that can the be temperature controlled.

この課題を解決するため、本発明は、回転可能な定着部材と、前記定着部材に圧接されてニップ部を形成する加圧部材とを備え、前記ニップ部に未定着トナー画像を担持する記録材を通過させて未定着トナー画像を記録材に定着する定着装置を有する画像形成装置において、前記定着部材の軸方向中央部を加熱する第一の熱源と、前記定着部材の軸方向端部を加熱する第二の熱源と、前記定着部材の軸方向中央部の温度を検出する第一の温度検出手段と、前記定着部材の軸方向端部の温度を検出する第二の温度検出手段と、を有し、前記各熱源間での干渉を取り除く熱源間干渉除去制御を有し、前記熱源間干渉除去制御は、前記定着部材加熱時の軸方向中央部目標温度と前記第一の温度検出手段による検出温度の偏差と、前記定着部材加熱時の軸方向端部目標温度と前記第二の温度検出手段による検出温度の偏差とに基づいて前記第一の熱源の発熱率および前記第二の熱源の発熱率を算出し、前記算出した前記第一の熱源の発熱率から、前記第二の熱源の発熱率に所定の係数を乗じた値を減算し、前記算出した前記第二の熱源の発熱率から、前記第一の熱源の発熱率に所定の係数を乗じた値を減算する処理を行うことで、第一の熱源の発熱率修正値及び第二の熱源の発熱率修正値を算出し、前記第一の熱源の前記発熱率修正値及び第二の熱源の発熱率修正値は、前記軸方向中央部の昇温勾配=A11×第一の熱源の発熱率+A12×第二の熱源の発熱率、前記軸方向端部の昇温勾配=A21×第一の熱源の発熱率+A22×第二の熱源の発熱率、としたとき、前記第一の熱源の発熱率修正値=(第一の熱源の発熱率)−(第二の熱源の発熱率)×(A12/A11)、前記第二の熱源の発熱率修正値=(第二の熱源の発熱率)−(第一の熱源の発熱率)×(A21/A22)とすることを特徴とする。 In order to solve this problem, the present invention includes a rotatable fixing member and a pressure member that is pressed against the fixing member to form a nip portion, and a recording material that carries an unfixed toner image on the nip portion. In an image forming apparatus having a fixing device for fixing an unfixed toner image to a recording material, a first heat source for heating an axial central portion of the fixing member and an axial end portion of the fixing member are heated. A second heat source, a first temperature detecting means for detecting the temperature of the axially central portion of the fixing member, and a second temperature detecting means for detecting the temperature of the axially end portion of the fixing member. It has heat source-to-heat source interference removal control for removing interference between the heat sources, and the heat source-to-heat source interference removal control is based on the axial central target temperature at the time of heating the fixing member and the first temperature detecting means. The heat generation rate of the first heat source and the heat generation rate of the second heat source are based on the deviation of the detected temperature, the target temperature at the axial end when the fixing member is heated, and the deviation of the detected temperature by the second temperature detecting means. The calorific value is calculated, and a value obtained by multiplying the calorific value of the second heat source by a predetermined coefficient is subtracted from the calculated calorific value of the first heat source, and the calorific value of the second heat source calculated is subtracted. From, the heat generation rate correction value of the first heat source and the heat generation rate correction value of the second heat source are calculated by subtracting the value obtained by multiplying the heat generation rate of the first heat source by a predetermined coefficient. The heat generation rate correction value of the first heat source and the heat generation rate correction value of the second heat source are the temperature rise gradient of the central portion in the axial direction = A11 × the heat generation rate of the first heat source + A12 × the heat generation of the second heat source. When the rate, the temperature rise gradient at the axial end = A21 × the heat generation rate of the first heat source + A22 × the heat generation rate of the second heat source, the heat generation rate correction value of the first heat source = (first) Heat source heat generation rate)-(heat generation rate of second heat source) x (A12 / A11), heat generation rate correction value of the second heat source = (heat generation rate of second heat source)-(heat generation of first heat source) Rate) × (A21 / A22) .

定着部材の軸方向中央部を加熱する第一の熱源と、軸方向端部を加熱する第二の熱源の点灯を、定着部材の中央部加熱、端部加熱に有効に利用できる。このため、所望の領域を効率良く加熱することができ、かつ、無駄な電力を消費することのない熱源制御を実現できる。 The lighting of the first heat source for heating the axial central portion of the fixing member and the second heat source for heating the axial end portion can be effectively used for heating the central portion and the end portion of the fixing member. Therefore, it is possible to efficiently heat a desired region and realize heat source control without wasting power.

本発明の実施形態にかかる画像形成装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the image forming apparatus which concerns on embodiment of this invention. 第1実施形態にかかる定着装置の概略断面図である。It is the schematic sectional drawing of the fixing device which concerns on 1st Embodiment. 定着装置が有する複数ヒータの配置を示す図である。It is a figure which shows the arrangement of a plurality of heaters which a fixing device has. 各ヒータの配熱分布例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the heat distribution example of each heater. 装置立ち上げ時の定着ローラの昇温状態を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature rise state of the fixing roller at the time of starting up an apparatus. ヒータデューティについて説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the heater duty. 実施形態における複数のヒータを独立して点灯(発熱)させたときの、定着ローラ軸方向における中央と端部の昇温例を示す図である。It is a figure which shows the example of the temperature rise of the center and the end part in the fixing roller axial direction when a plurality of heaters in an embodiment are turned on independently (heat generation). 本発明の特徴的な構成を示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows the characteristic structure of this invention. 第2実施形態の定着装置を示す概略断面図である。It is the schematic sectional drawing which shows the fixing apparatus of 2nd Embodiment.

本発明に係る定着装置は、複数の熱源である発熱体(ヒータ)を有しており、ヒータ間での加熱部位の干渉を取り除くヒータ間干渉除去装置を設けることにより、干渉を除去できることを特徴としている。この本発明の特徴について、以下に詳細に説明する。 The fixing device according to the present invention has a heating element (heater) that is a plurality of heat sources, and is characterized in that interference can be removed by providing an inter-heater interference removing device that removes interference between heaters at a heating site. It is supposed to be. The features of the present invention will be described in detail below.

本発明では、定着部材を加熱する発熱体としての中央ヒータと端部ヒータのヒータデューティ(単位時間あたりのヒータ点灯時間比率=発熱率と規定する)と定着部材の中央部昇温勾配、端部昇温勾配の関係を定式化し、2*2行列で関係づけることで、
(中央昇温勾配)=(A11 A12) (中央ヒータデューティ)
(端部昇温勾配) (A21 A22) (端部ヒータデューティ)・・・(式1)
の関係に対して、
中央ヒータデューティ修正値
=(中央ヒータデューティ)−(端部ヒータデューティ)*係数α
端部ヒータデューティ修正値
=(端部ヒータデューティ)−(中央ヒータデューティ)*係数β・・・(式2)
と設定することで、式(1)のA12=A21=0になるように設定することができ、式(3)のような関係とできる。
(中央昇温勾配)=(A11 0 ) (中央ヒータデューティ)
(端部昇温勾配) ( 0 A22) (端部ヒータデューティ)・・・(式3)
なお、ここでは各数式を文字で記載するため模擬的に示しており、正確な数式は実施形態中にイメージで挿入する。
In the present invention, the heater duty of the central heater and the end heater (defined as the heater lighting time ratio per unit time = heat generation rate) as the heating element for heating the fixing member, the temperature rising gradient at the center of the fixing member, and the end portion. By formulating the relationship between the temperature rise gradients and associating them with a 2 * 2 matrix,
(Central heating gradient) = (A11 A12) (Central heater duty)
(End temperature rise gradient) (A21 A22) (End heater duty) ... (Equation 1)
For the relationship
Central heater duty correction value = (Central heater duty)-(End heater duty) * Coefficient α
End heater duty correction value = (end heater duty)-(center heater duty) * coefficient β ... (Equation 2)
By setting, it is possible to set A12 = A21 = 0 in the equation (1), and the relationship as in the equation (3) can be obtained.
(Central heating gradient) = (A110) (Central heater duty)
(End temperature rise gradient) (0 A22) (End heater duty) ... (Equation 3)
In addition, since each mathematical formula is described in characters here, it is shown in a simulated manner, and an accurate mathematical formula is inserted as an image in the embodiment.

このような設定とすることにより、中央ヒータの投入デューティと、中央昇降勾配の関係は比例関係になり、端部ヒータの投入デューティと端部昇温勾配の関係を比例関係とできる。 With such a setting, the relationship between the input duty of the central heater and the central ascending / descending gradient becomes a proportional relationship, and the relationship between the input duty of the end heater and the end temperature rising gradient can be made a proportional relationship.

これにより、定着部材の中央を加熱したいときは、中央ヒータのみを高いヒータデューティで点灯させ、定着部材の端部を加熱したいときは、端部ヒータのみを高いヒータデューティで点灯させることで、中央ヒータ、端部ヒータの点灯を、定着部材の中央部加熱、端部加熱に有効に利用できる。このため、所望の領域を加熱することができ、かつ、無駄な電力を消費することのない定着装置のヒータ制御が行えるようになる。 As a result, when you want to heat the center of the fixing member, only the center heater is lit with a high heater duty, and when you want to heat the end of the fixing member, only the end heater is lit with a high heater duty. The lighting of the heater and the end heater can be effectively used for heating the central portion and the end portion of the fixing member. Therefore, it becomes possible to control the heater of the fixing device, which can heat a desired region and does not consume unnecessary electric power.

以下、図面を用いて実施形態の説明を続ける。
図1は、本発明の実施形態にかかる画像形成装置の一例を示す断面構成図である。この図に示した画像形成装置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のカラープリンタある。だが、本発明はこの方式に限られず、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。
Hereinafter, the description of the embodiment will be continued with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing an example of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 1 shown in this figure is a tandem color printer in which image forming portions forming a plurality of color images are juxtaposed along the stretching direction of the belt. However, the present invention is not limited to this method, and it is also possible to target not only a printer but also a copier, a facsimile machine, and the like.

画像形成装置本体の上方にあるボトル収容部101には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した4つのトナーボトル102Y、102M、102C、102Kが着脱自在(交換自在)に設置されている。 Four toner bottles 102Y, 102M, 102C, and 102K corresponding to each color (yellow, magenta, cyan, and black) are detachably installed (replaceable) in the bottle accommodating portion 101 above the image forming apparatus main body. There is.

ボトル収容部101の下方には中間転写ユニット85が配設されている。
その中間転写ユニット85の中間転写ベルト78に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部4Y、4M、4C、4Kが並設されている。各作像部4Y、4M、4C、4Kには、それぞれ、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kが配設されている。
An intermediate transfer unit 85 is arranged below the bottle accommodating portion 101.
Image-forming units 4Y, 4M, 4C, and 4K corresponding to each color (yellow, magenta, cyan, and black) are arranged side by side so as to face the intermediate transfer belt 78 of the intermediate transfer unit 85. Photoreceptor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are arranged in each image forming unit 4Y, 4M, 4C, and 4K, respectively.

また、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの周囲には、それぞれ、帯電部75、現像部76、クリーニング部77、除電部等が配設されている。そして、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)がおこなわれて、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上に各色の画像が形成されることになる。 Further, around each of the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K, a charging unit 75, a developing unit 76, a cleaning unit 77, a static elimination unit, and the like are arranged, respectively. Then, an image forming process (charging step, exposure step, developing step, transfer step, cleaning step) is performed on each photoconductor drum 5Y, 5M, 5C, 5K, and each photoconductor drum 5Y, 5M, 5C, Images of each color will be formed on 5K.

感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kは、駆動モータによって図1中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部75の位置で、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面が一様に帯電される(帯電工程)。 The photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are rotationally driven clockwise in FIG. 1 by a drive motor. Then, at the position of the charging portion 75, the surfaces of the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are uniformly charged (charging step).

その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、露光部3から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される(露光工程)。 After that, the surfaces of the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach the irradiation position of the laser beam L emitted from the exposure unit 3, and an electrostatic latent image corresponding to each color is formed by exposure scanning at this position. (Exposure process).

その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、現像装置76との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される(現像工程)。その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、中間転写ベルト78及び第1転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上のトナー像が中間転写ベルト78上に転写される(1次転写工程)。このとき、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上には、僅かながら未転写トナーが残存する。 After that, the surfaces of the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach a position facing the developing device 76, and the electrostatic latent image is developed at this position to form a toner image of each color (development step). ). After that, the surfaces of the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach the positions facing the intermediate transfer belt 78 and the first transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, and 79K, and at this position, the photoconductor drums 5Y and 5M The toner images on 5, 5C and 5K are transferred onto the intermediate transfer belt 78 (primary transfer step). At this time, a small amount of untransferred toner remains on the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K.

その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、クリーニング部77との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上に残存した未転写トナーがクリーニング部77のクリーニングブレードによって機械的に回収される(クリーニング工程)。 After that, the surface of the photoconductor drum 5Y, 5M, 5C, and 5K reaches a position facing the cleaning unit 77, and the untransferred toner remaining on the photoconductor drum 5Y, 5M, 5C, and 5K at this position reaches the cleaning unit. It is mechanically recovered by 77 cleaning blades (cleaning step).

最後に、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト78上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト78上にカラー画像が形成される。 Finally, the surface of the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reaches a position facing the static elimination portion, and the residual potential on the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is removed at this position. In this way, a series of image forming processes performed on the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are completed. Then, the toner images of each color formed on each photoconductor drum through the developing process are superimposed and transferred on the intermediate transfer belt 78. In this way, a color image is formed on the intermediate transfer belt 78.

ここで、中間転写ユニット85は、中間転写ベルト78、4つの1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79K、2次転写バックアップローラ82、クリーニングバックアップローラ83、テンションローラ84、中間転写クリーニング部80、等で構成される。中間転写ベルト78は、3つのローラ82〜84によって張架・支持されるとともに、1つのローラ82の回転駆動によって図中の矢印方向(図中反時計回り)に無端移動される。 Here, the intermediate transfer unit 85 includes an intermediate transfer belt 78, four primary transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, 79K, a secondary transfer backup roller 82, a cleaning backup roller 83, a tension roller 84, and an intermediate transfer cleaning unit 80. , Etc. The intermediate transfer belt 78 is stretched and supported by three rollers 82 to 84, and is endlessly moved in the direction of the arrow in the figure (counterclockwise in the figure) by the rotational drive of one roller 82.

4つの1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kは、それぞれ、中間転写ベルト78を感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kとの間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト78は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト78上に重ねて1次転写される。 Each of the four primary transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, and 79K forms a primary transfer nip by sandwiching the intermediate transfer belt 78 between the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K, respectively. Then, a transfer bias opposite to the polarity of the toner is applied to the primary transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, 79K. Then, the intermediate transfer belt 78 travels in the direction of the arrow and sequentially passes through the primary transfer nips of the primary transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, and 79K, respectively. In this way, the toner images of each color on the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are superimposed on the intermediate transfer belt 78 and first-order transferred.

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト78は、2次転写ローラ89との対向位置に達する。この位置では、2次転写バックアップローラ82が、2次転写ローラ89との間に中間転写ベルト78を挟み込んで2次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト78上に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体P上に転写される。このとき、中間転写ベルト78には、記録媒体Pに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト78は、中間転写クリーニング部80の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト78上の未転写トナーが回収される。 After that, the intermediate transfer belt 78 on which the toner images of each color are superimposed and transferred reaches a position facing the secondary transfer roller 89. At this position, the secondary transfer backup roller 82 sandwiches the intermediate transfer belt 78 with the secondary transfer roller 89 to form the secondary transfer nip. Then, the four-color toner images formed on the intermediate transfer belt 78 are transferred onto the recording medium P conveyed to the position of the secondary transfer nip. At this time, untransferred toner that has not been transferred to the recording medium P remains on the intermediate transfer belt 78. After that, the intermediate transfer belt 78 reaches the position of the intermediate transfer cleaning unit 80. Then, at this position, the untransferred toner on the intermediate transfer belt 78 is collected.

こうして、中間転写ベルト78上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
ここで、2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Pは、装置本体1の下方に配設された給紙部12から、給紙ローラ97やレジストローラ対98等を経由して搬送されたものである。
In this way, a series of transfer processes performed on the intermediate transfer belt 78 is completed.
Here, the recording medium P conveyed to the position of the secondary transfer nip is conveyed from the paper feeding unit 12 arranged below the apparatus main body 1 via the paper feeding roller 97, the resist roller pair 98, and the like. It is a paper.

詳しくは、給紙部12には、転写紙等の記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ97が図3中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対98のローラ間に向けて給送される。レジストローラ対98に搬送された記録媒体Pは、回転駆動を停止したレジストローラ対98のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト78上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対98が回転駆動されて、記録媒体Pが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体P上に、所望のカラー画像が転写される。 Specifically, a plurality of recording media P such as transfer paper are stacked and stored in the paper feed unit 12. Then, when the paper feed roller 97 is rotationally driven in the counterclockwise direction in FIG. 3, the top recording medium P is fed between the resist rollers and the rollers 98. The recording medium P conveyed to the resist roller pair 98 is temporarily stopped at the position of the roller nip of the resist roller pair 98 where the rotational drive is stopped. Then, the resist roller pair 98 is rotationally driven in time with the color image on the intermediate transfer belt 78, and the recording medium P is conveyed toward the secondary transfer nip. In this way, the desired color image is transferred onto the recording medium P.

その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Pは、定着装置20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着部材21及び加圧部材31による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体P上に定着される。その後、記録媒体Pは、排紙ローラ対99のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対99によって装置外に排出された記録媒体Pは、出力画像として、スタック部100上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。 After that, the recording medium P on which the color image is transferred at the position of the secondary transfer nip is conveyed to the position of the fixing device 20. Then, at this position, the color image transferred to the surface is fixed on the recording medium P by the heat and pressure of the fixing member 21 and the pressure member 31. After that, the recording medium P is discharged to the outside of the apparatus via the paper ejection roller vs. 99 rollers. The recording medium P discharged to the outside of the device by the paper ejection roller pair 99 is sequentially stacked on the stack unit 100 as an output image. In this way, a series of image forming processes in the image forming apparatus is completed.

図2は、定着装置の構成例を示す断面図である。なお、本発明はこの方式に限られず、ベルト定着装置など、適宜な構成のものを採用可能である。
図2に示す定着装置20は、定着部材21と、該定着部材21に圧接される加圧部材31とを備える。本例では、内部に熱源41を有する定着ローラ21に加圧ローラ31が圧接する構成となっている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the fixing device. The present invention is not limited to this method, and an appropriate configuration such as a belt fixing device can be adopted.
The fixing device 20 shown in FIG. 2 includes a fixing member 21 and a pressure member 31 that is pressure-contacted with the fixing member 21. In this example, the pressure roller 31 is in pressure contact with the fixing roller 21 having a heat source 41 inside.

定着ローラ21は基材21bと表層21aから成り、基材21bは鉄・アルミなどの金属であり、表層21aはシリコーンゴム等の薄い弾性部材の上にPFAなどの離型層が設けられている。なお、定着ローラ21の表層21aは基材21bの上に直接PFA等の離型層を被覆した構成でもよい。省エネ化を図るため、定着ローラ21の基材21bは、薄い肉厚0.3〜0.7mm程度のもので構成される。 The fixing roller 21 is composed of a base material 21b and a surface layer 21a, the base material 21b is a metal such as iron or aluminum, and the surface layer 21a is provided with a release layer such as PFA on a thin elastic member such as silicone rubber. .. The surface layer 21a of the fixing roller 21 may have a structure in which a release layer such as PFA is directly coated on the base material 21b. In order to save energy, the base material 21b of the fixing roller 21 is made of a thin material having a wall thickness of about 0.3 to 0.7 mm.

加圧部材の加圧ローラ31も基材31bと弾性層31aから成り立っており、材料は基材31bが鉄などの金属、弾性層31aがシリコーンゴムやスポンジで構成されており、表層には定着ローラ同様にPFAなどの離型層が設けられている。 The pressure roller 31 of the pressure member is also composed of a base material 31b and an elastic layer 31a. The base material 31b is made of a metal such as iron, and the elastic layer 31a is made of silicone rubber or sponge, and is fixed to the surface layer. Like the rollers, a release layer such as PFA is provided.

前記定着ローラ21と加圧ローラ31との間にはニップ部Nが形成されており、該ニップ部Nにトナー像が形成された転写紙を通過させることにより転写紙上に付着しているトナーを熱により溶融させ加圧により転写紙に付着させるようになっている。 A nip portion N is formed between the fixing roller 21 and the pressure roller 31, and the toner adhering to the transfer paper is removed by passing the transfer paper on which the toner image is formed through the nip portion N. It is melted by heat and adhered to the transfer paper by pressurization.

図3は、定着装置が有する複数ヒータの配置を示す図である。
本例の定着装置20は、定着ローラ21の内部に熱源41としてのハロゲンヒータを2本配置している。一つは通紙領域の中央部を主に加熱するヒータ41a(第一ヒータ)で、もう一つは通紙領域の端部を主に加熱するヒータ41b(第二ヒータ)である。
FIG. 3 is a diagram showing an arrangement of a plurality of heaters included in the fixing device.
In the fixing device 20 of this example, two halogen heaters as heat sources 41 are arranged inside the fixing roller 21. One is a heater 41a (first heater) that mainly heats the central portion of the paper passing region, and the other is a heater 41b (second heater) that mainly heats the end portion of the paper passing region.

各ヒータの配熱分布例を図4に示す。第一ヒータ41aは、最大用紙幅に対して、中央部が配熱のピークになるようにしている。このピークの幅は、例えばA5サイズの用紙幅に対応するようフィラメントの巻きを調整している。第二ヒータ41bは、最大用紙幅に対して、両端部が配熱のピークになるようにしている。第二ヒータ41bの中央部は、定格の20%程度の電力が付与されるようフィラメントの巻きを調整している。 An example of heat distribution of each heater is shown in FIG. The first heater 41a has a heat distribution peak at the center of the maximum paper width. The width of this peak is adjusted so that the winding of the filament corresponds to, for example, the width of A5 size paper. The second heater 41b is set so that both ends of the second heater 41b have peaks of heat distribution with respect to the maximum paper width. The central portion of the second heater 41b adjusts the winding of the filament so that a power of about 20% of the rating is applied.

図4は、ハロゲンヒータの配熱分布を示す模式図である。熱源41としてのハロゲンヒータヒータがこのような構成になっているため、第一ヒータ41aは用紙中央部(本例では中央基準で搬送される用紙の幅方向中央部)を加熱し、第二ヒータ41bは用紙端部を加熱する役割を有するが、第一ヒータ41aは端部にもフィラメント巻きを有するため(フィラメント巻き部を図ではクロスハッチングで示している)、第一ヒータ41aを加熱することにより、端部でも昇温がみられ、第二ヒータ41bを加熱することにより、第二ヒータ中央部のフィラメント巻きにより中央も加熱される。 FIG. 4 is a schematic diagram showing the heat distribution of the halogen heater. Since the halogen heater heater as the heat source 41 has such a configuration, the first heater 41a heats the central portion of the paper (in this example, the central portion in the width direction of the paper conveyed based on the center), and the second heater The 41b has a role of heating the edge of the paper, but since the first heater 41a also has a filament winding at the end (the filament winding portion is shown by cross-hatching in the figure), the first heater 41a is heated. As a result, a temperature rise is also observed at the end portion, and by heating the second heater 41b, the center is also heated by the filament winding at the center portion of the second heater.

複数のヒータを設けている理由は、用紙幅の小さい用紙(小サイズ紙)の印刷時は、第一ヒータ41a(中央ヒータとも称す)のみを用い、用紙幅の広い用紙(大サイズ紙)の印刷時は、第二ヒータ41b(端部ヒータとも称す)を、第一ヒータ41a(中央ヒータ)と併用することで、用紙全幅に用紙にトナーを定着可能な熱量を付与することである。 The reason why multiple heaters are provided is that when printing on paper with a small paper width (small size paper), only the first heater 41a (also called the center heater) is used, and the paper with a wide paper width (large size paper) is used. At the time of printing, the second heater 41b (also referred to as the edge heater) is used in combination with the first heater 41a (center heater) to impart a heat amount capable of fixing the toner to the paper over the entire width of the paper.

図5は、装置立ち上げ時(朝一番での使用開始時)の定着ローラの昇温状態を示すグラフである。定着ローラの昇温は、中央部と端部で差異がある場合がある。図5のグラフに、定着ローラ21における軸方向中央部の昇温勾配を「中央昇温勾配:dT1/dt」として示し、軸方向端部の昇温勾配を「端部昇温勾配:dT2/dt」として示した。 FIG. 5 is a graph showing a temperature rise state of the fixing roller at the time of starting the device (at the start of use at the beginning of the morning). The temperature rise of the fixing roller may differ between the central portion and the end portion. In the graph of FIG. 5, the temperature rise gradient at the central portion in the axial direction of the fixing roller 21 is shown as “center temperature rise gradient: dT1 / dt”, and the temperature rise gradient at the axial end portion is shown as “end temperature rise gradient: dT2 /”. It is shown as "dt".

図6は、ヒータの点灯率をあらわすヒータデューティについて説明する模式図である。ヒータ制御を行う制御周期に対して、ヒータON時間の割合(ヒータオン時間/制御周期)の百分率表記したものをヒータデューティと称する。 FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a heater duty representing the lighting rate of the heater. The ratio of the heater ON time (heater ON time / control cycle) to the control cycle for controlling the heater is expressed as a percentage, which is called the heater duty.

実施形態の定着装置において、図4に示す配熱分布を有する複数のヒータを独立して点灯(発熱)させたときの、定着部材長手方向(定着ローラ軸方向)における中央と端部の昇温例を図7に示す。 In the fixing device of the embodiment, when a plurality of heaters having the heat distribution distribution shown in FIG. 4 are independently lit (heat generated), the temperature rises at the center and the end portion in the longitudinal direction of the fixing member (the axial direction of the fixing roller). An example is shown in FIG.

図7(a)は、各条件における、第一ヒータ41a(中央ヒータ)及び第二ヒータ41b(端部ヒータ)の点灯デューティ、軸方向中央及び端部の昇温勾配を示している。また、図7(b)は、第一ヒータ41a(中央ヒータ)と第二ヒータ41b(端部ヒータ)の昇温勾配に寄与する率を示したものである。 FIG. 7A shows the lighting duty of the first heater 41a (center heater) and the second heater 41b (end heater), and the temperature rise gradients at the center and the end in the axial direction under each condition. Further, FIG. 7B shows the rate of contribution to the temperature rise gradient of the first heater 41a (center heater) and the second heater 41b (end heater).

試験条件Aは、中央ヒータデューティ100%,端部ヒータデューティ100%のときの中央昇温勾配、端部昇温勾配を示しており、試験条件Bは中央ヒータのみヒータデューティ100%で点灯させ、端部ヒータはデューティ0%(非点灯)時の中央昇温勾配、端部昇温勾配を示している。 Test condition A shows the central heating gradient and the edge heating gradient when the central heater duty is 100% and the end heater duty is 100%. In test condition B, only the central heater is lit with a heater duty of 100%. The end heater shows the central temperature rise gradient and the end temperature rise gradient when the duty is 0% (not lit).

試験条件Cは、端部ヒータのみヒータデューティ100%で点灯させ、中央ヒータを非点灯の場合の中央昇温勾配、端部昇温勾配を示している。
試験条件Bと試験条件Cの昇温勾配の和が、試験条件Aの昇温勾配となっており、中央ヒータと端部ヒータを両方点灯させることにより、立上げ時の昇温を早めている。中央部、端部の昇温勾配への中央ヒータ、端部ヒータの寄与は、図7(b)に示したとおりであり、この例では、中央昇温には中央ヒータが約79%寄与しているが、端部昇温には端部ヒータは約50%寄与していることがわかる。
Test condition C shows the central temperature rise gradient and the end temperature rise gradient when only the end heater is turned on with a heater duty of 100% and the center heater is not turned on.
The sum of the temperature rise gradients of the test condition B and the test condition C is the temperature rise gradient of the test condition A, and by turning on both the central heater and the end heater, the temperature rise at the time of startup is accelerated. .. The contribution of the central heater and the end heater to the temperature rise gradient of the central portion and the end portion is as shown in FIG. 7 (b). In this example, the central heater contributes about 79% to the central temperature rise. However, it can be seen that the end heater contributes about 50% to the temperature rise at the end.

これが、また、従来技術の定着装置では、中央のみ加熱したい場合に、独立して制御できないため、消費エネルギーを多く消費していることにつながっている。
図7の結果を定式化したのが、次の数式(式1)である。

Figure 0006897272
This also leads to the fact that the conventional fixing device consumes a large amount of energy because it cannot be controlled independently when only the center is desired to be heated.
The following mathematical formula (Equation 1) formulates the result of FIG. 7.
Figure 0006897272

これを制御ブロック図で記したのが、図8である。
軸方向中央および端部の目標温度と、中央および端部の検出温度の差を基に、温度制御器(PID制御など)で必要なヒータデューティを中央、端部それぞれ演算する。
This is shown in the control block diagram in FIG.
Based on the difference between the target temperature at the center and the end in the axial direction and the detected temperature at the center and the end, the heater duty required by the temperature controller (PID control, etc.) is calculated for each of the center and the end.

従来は、上記のようにして算出したヒータデューティで電源回路を駆動してヒータを点灯させて、中央、端部の昇温勾配が得られ、その積分量として、中央、端部検出温度が得られている。 Conventionally, the power supply circuit is driven with the heater duty calculated as described above to light the heater, and the temperature rise gradient at the center and the end is obtained, and the center and end detection temperatures are obtained as the integrated amount. Has been done.

これに対し、本発明では、温度制御器51の後段に、ヒータ間干渉除去装置55を設けている。
ここで、ヒータ間干渉除去装置とは、中央ヒータ41aのデューティd1に、端部ヒータ41bのデューティd2に係数αを乗じた値を減算した修正デューティd1rを電源回路52aに投入し、端部は、端部ヒータ41bのデューティd2に、中央ヒータ41aのデューティd1に係数βを乗じた値を減算した修正デューティd2rを電源回路52bに投入する装置である。
On the other hand, in the present invention, the inter-heater interference removing device 55 is provided after the temperature controller 51.
Here, the inter-heater interference removing device is a correction duty d1r obtained by subtracting a value obtained by multiplying the duty d1 of the central heater 41a by the duty d2 of the end heater 41b and a coefficient α into the power supply circuit 52a. This is a device that applies a modified duty d2r obtained by subtracting a value obtained by multiplying the duty d1 of the central heater 41a by a coefficient β to the duty d2 of the end heater 41b into the power supply circuit 52b.

なお、実施形態では、定着ローラ21の軸方向中央および端部温度は温度センサ45,46で検出する。また、定着ローラ21の中央および端部の昇温勾配を積分器53a,53bによって積分し、中央、端部それぞれの検出温度を得ている。またこの検出温度をフィードバックしている。 In the embodiment, the axial center and end temperatures of the fixing roller 21 are detected by the temperature sensors 45 and 46. Further, the temperature rise gradients at the center and the end of the fixing roller 21 are integrated by the integrators 53a and 53b to obtain the detected temperatures at the center and the end, respectively. Moreover, this detection temperature is fed back.

ヒータ間干渉除去装置の構成を次の数式(式2)に示した。

Figure 0006897272
The configuration of the inter-heater interference removing device is shown in the following mathematical formula (Equation 2).
Figure 0006897272

数2の式を数1の中央ヒータデューティの項に入れて、定式化したのが次の数式(式3)である。

Figure 0006897272
The following equation (Equation 3) is formulated by putting the equation of Equation 2 into the term of the central heater duty of Equation 1.
Figure 0006897272

これから、中央・端部の昇温勾配とデューティd1、d2の関係は、α、βを含む係数により表現されている。
よって、干渉項を0にするため、次の数式(式4)のα、βの値を選択することにより干渉を除去でき、更に次の数式(式5)のような干渉のないヒータデューティと昇温勾配の関係が得られる。
From this, the relationship between the temperature rise gradient at the center and the end and the duties d1 and d2 is expressed by a coefficient including α and β.
Therefore, in order to set the interference term to 0, the interference can be eliminated by selecting the values of α and β in the following equation (Equation 4), and the heater duty without interference as in the following equation (Equation 5). The relationship of the temperature rise gradient can be obtained.

Figure 0006897272
Figure 0006897272

Figure 0006897272
Figure 0006897272

なお、実施形態におけるヒータ間干渉除去装置の構成は図8に示すとおりである。
ちなみに、図7の例では、
A11=0.172,A12=0.057,A21=0.044,A22=0.058
α=0.33,β=0.759となる。
The configuration of the inter-heater interference removing device in the embodiment is as shown in FIG.
By the way, in the example of FIG. 7,
A11 = 0.172, A12 = 0.057, A21 = 0.044, A22 = 0.058
α = 0.33, β = 0.759.

本実施形態の画像形成装置において、上記説明したようなヒータ間の干渉除去を印刷時に適用することにより、用紙の紙幅に対して、無駄な電力を消費することなく定着を行うことが可能であり、特に、印刷時に有効化することが消費エネルギ低減に効果ある。すなわち、異なった配熱分布(配光分布)を有する複数の熱源を用いる定着装置において、所望の領域を加熱することができ、かつ、エネルギー消費を低減して温度制御することができるのである。 In the image forming apparatus of the present embodiment, by applying the interference removal between heaters as described above at the time of printing, it is possible to fix the width of the paper without consuming unnecessary power. , in particular, be enabled during printing is effective in reducing consumption energy. That is, in a fixing device using a plurality of heat sources having different heat distributions (light distributions), a desired region can be heated and energy consumption can be reduced to control the temperature.

図9は、定着部材として定着ベルトを用いたベルト定着装置の実施形態を示す断面構成図である。
定着装置120は、回転可能な定着部材としての定着ベルト121と、これに対向配置されて回転可能な加圧部材としての加圧ローラ131とを有し、複数の熱源としてのハロゲンヒータ141a,141bにより定着ベルト121が内周側から輻射熱で直接加熱される。このとき、定着ベルト121のループ内には、定着ベルト121を介して加圧ローラ131との間でニップ部を形成するニップ形成部材124があり、定着ベルト内面と直接または摺動シート127を介して間接的に摺動するようになっている。2次転写ローラを通過した記録媒体Pは図中、矢印の方向に搬送され、記録媒体P上のトナー像はニップ部Nにおいて加熱・加圧により定着される。
FIG. 9 is a cross-sectional configuration diagram showing an embodiment of a belt fixing device using a fixing belt as a fixing member.
The fixing device 120 has a fixing belt 121 as a rotatable fixing member and a pressure roller 131 as a rotatable pressure member arranged opposite to the fixing belt 121, and halogen heaters 141a and 141b as a plurality of heat sources. The fixing belt 121 is directly heated by radiant heat from the inner peripheral side. At this time, in the loop of the fixing belt 121, there is a nip forming member 124 that forms a nip portion between the fixing belt 121 and the pressurizing roller 131, and the nip forming member 124 is formed directly with the inner surface of the fixing belt or via the sliding sheet 127. It is designed to slide indirectly. The recording medium P that has passed through the secondary transfer roller is conveyed in the direction of the arrow in the drawing, and the toner image on the recording medium P is fixed at the nip portion N by heating and pressurizing.

図9ではニップ部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。凹形状のニップ部の場合、記録材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。 In FIG. 9, the shape of the nip portion is flat, but it may be concave or other shape. In the case of the concave nip portion, the discharge direction of the tip of the recording material is closer to the pressure roller, and the separability is improved, so that the occurrence of jam is suppressed.

定着ベルト121は、ニッケルやSUSなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端ベルトまたはフィルムで構成される。ベルトの表層はPFAまたはPTFE層などの離型層を有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。ベルトの基材とPFAまたはPTFE層の間にはシリコーンゴムの層などで形成された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得る。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。 The fixing belt 121 is made of a metal belt such as nickel or SUS, or an endless belt or film using a resin material such as polyimide. The surface layer of the belt has a release layer such as a PFA or PTFE layer, and has a release property so that toner does not adhere to the surface layer. An elastic layer formed of a layer of silicone rubber or the like may be provided between the base material of the belt and the PFA or PTFE layer. If there is no silicone rubber layer, the heat capacity will be small and the fixability will be improved, but when the unfixed image is crushed and fixed, the minute irregularities on the belt surface will be transferred to the image and the solid part of the image will have a yuzu skin shape. There may be a problem that uneven gloss (Yuzu skin image) remains. To improve this, it is necessary to provide a silicone rubber layer of 100 [μm] or more. Due to the deformation of the silicone rubber layer, minute irregularities are absorbed and the yuzu skin image is improved.

定着ベルト121のループ内にはニップ形成部材124とニップ部Nを支持するための支持部材としてのステー125を設け、加圧ローラ131により圧力を受けるニップ形成部材124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。このステー125は両端部で保持部材としてのフランジに保持固定され位置決めされている。また、ハロゲンヒータ141a,141bとステー125の間に反射部材128a,128bを備え、ハロゲンヒータ141a,141bからの輻射熱などによりステー125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128を備える代わりに、ステー125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が可能となる。 A stay 125 as a support member for supporting the nip forming member 124 and the nip portion N is provided in the loop of the fixing belt 121 to prevent the nip forming member 124 receiving pressure from the pressure roller 131 from bending and in the axial direction. To obtain a uniform nip width. The stay 125 is held and fixed to a flange as a holding member at both ends and is positioned. Further, reflective members 128a and 128b are provided between the halogen heaters 141a and 141b and the stay 125 to suppress wasteful energy consumption due to the stay 125 being heated by radiant heat from the halogen heaters 141a and 141b. Here, instead of providing the reflective member 128, the same effect can be obtained by performing heat insulation or mirror surface treatment on the surface of the stay 125.

加圧ローラ131は芯金上に弾性ゴム層があり、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131は、画像形成装置に設けられたモータなどの駆動源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131は、スプリングなどにより定着ベルト121側に押し付けられており、弾性ゴム層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131は中空のローラであっても良く、加圧ローラ131にハロゲンヒータなどの加熱源を有していても良い。弾性ゴム層はソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ131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 pressure roller 131 has an elastic rubber layer on the core metal, and a release layer (PFA or PTFE layer) is provided on the surface in order to obtain mold releasability. The pressurizing roller 131 rotates by transmitting a driving force from a drive source such as a motor provided in the image forming apparatus via a gear. Further, the pressure roller 131 is pressed against the fixing belt 121 side by a spring or the like, and the elastic rubber layer is crushed and deformed to have a predetermined nip width. The pressurizing roller 131 may be a hollow roller, and the pressurizing roller 131 may have a heating source such as a halogen heater. The elastic rubber layer may be solid rubber, but if there is no heater inside the pressure roller 131, sponge rubber may be used. Sponge rubber is more preferable because it has higher heat insulating properties and is less likely to take away heat from the fixing belt.

定着ベルト121は加圧ローラ131により連れ回り回転する。図9の場合は加圧ローラ131が駆動源により回転し、ニップ部Nでベルトに駆動力が伝達されることにより定着ベルト121が回転する。定着ベルト121はニップ部Nで挟み込まれて回転し、ニップ部以外では両端部でフランジにガイドされ、走行する。 The fixing belt 121 is rotated by the pressure roller 131. In the case of FIG. 9, the pressure roller 131 is rotated by the drive source, and the fixing belt 121 is rotated by transmitting the driving force to the belt at the nip portion N. The fixing belt 121 is sandwiched between the nip portions N and rotates, and is guided by the flanges at both ends except the nip portion to travel.

この定着装置では、ハロゲンヒータ141aが第一ヒータ(中央ヒータ)であり、ハロゲンヒータ141bが第二ヒータ(端部ヒータ)である。第一ヒータ(中央ヒータ)及び第二ヒータ(端部ヒータ)141bは、図2の定着装置20における第一ヒータ(中央ヒータ)41a及び第二ヒータ(端部ヒータ)41bの配熱分布と同じになるように各ヒータのフィラメント巻きが設定されている。 In this fixing device, the halogen heater 141a is the first heater (central heater), and the halogen heater 141b is the second heater (end heater). The first heater (central heater) and the second heater (end heater) 141b have the same heat distribution as the first heater (central heater) 41a and the second heater (end heater) 41b in the fixing device 20 of FIG. The filament winding of each heater is set so as to be.

また、定着ベルト121の軸方向中央部の温度を検出する温度センサ145、および、定着ベルト121の軸方向端部の温度を検出する温度センサ146が設けられている。本例では、温度センサ145は第一ヒータ(中央ヒータ)141aに対向するように、温度センサ146は第二ヒータ(端部ヒータ)141bに対向するように、それぞれ定着ベルト121に接触ないし近接して配置されている。本例の場合、中央部の温度を検出する温度センサ145はサーモパイル、端部の温度を検出する温度センサ146は接触式サーミスタを用いている。ベルト構成の定着装置はローラ構成より昇温が速いため、中央部はサーモパイル、端部は接触式サーミスタの構成が望ましい。 Further, a temperature sensor 145 for detecting the temperature at the central portion of the fixing belt 121 in the axial direction and a temperature sensor 146 for detecting the temperature at the end portion in the axial direction of the fixing belt 121 are provided. In this example, the temperature sensor 145 is in contact with or close to the fixing belt 121 so as to face the first heater (central heater) 141a and the temperature sensor 146 so as to face the second heater (end heater) 141b. Is arranged. In the case of this example, the temperature sensor 145 that detects the temperature at the central portion uses a thermopile, and the temperature sensor 146 that detects the temperature at the end portion uses a contact thermistor. Since the temperature rise of the fixing device of the belt configuration is faster than that of the roller configuration, it is desirable to configure the thermopile at the center and the contact thermistor at the ends.

そして、図2の定着装置20と同様にヒータ間干渉除去装置55を設け、図8等で説明したようなヒータ間の干渉除去を印刷時に適用することにより、図2の定着装置20と同様の効果を得ることができる。すなわち、異なった配熱分布(配光分布)を有する複数の熱源を用いる定着装置において、所望の領域を加熱することができ、かつ、エネルギー消費を低減して温度制御することが可能である。 Then, by providing the inter-heater interference removing device 55 as in the fixing device 20 of FIG. 2 and applying the inter-heater interference removing as described with reference to FIG. 8 or the like at the time of printing, the same as the fixing device 20 of FIG. The effect can be obtained. That is, in a fixing device using a plurality of heat sources having different heat distributions (light distributions), a desired region can be heated, and energy consumption can be reduced to control the temperature.

以上、本発明を図示例に基づき説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、定着装置の熱源としてはハロゲンヒータに限らず、本発明を適用できるものであれば適宜な熱源を採用可能である。また、異なる配熱分布をそれぞれ有する3つ以上の熱源を備える構成にも本発明は適用可能である。 Although the present invention has been described above with reference to the illustrated examples, the present invention is not limited thereto. For example, the heat source of the fixing device is not limited to the halogen heater, and an appropriate heat source can be adopted as long as the present invention can be applied. The present invention is also applicable to a configuration including three or more heat sources having different heat distribution distributions.

画像形成装置としては、本発明を適用可能であれば任意な構成を採用可能である。画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリあるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。 As the image forming apparatus, any configuration can be adopted as long as the present invention can be applied. The image forming apparatus is not limited to a printer, and may be a copying machine, a facsimile, or a multifunction device having a plurality of functions.

1 画像形成装置
4 作像部
5 感光体ドラム
20 定着装置
21 定着ローラ(定着部材)
31 加圧ローラ(加圧部材)
41 ハロゲンヒータ(熱源)
41a 第一ヒータ(中央ヒータ)
41b 第二ヒータ(端部ヒータ)
45,46 温度センサ(温度検出手段)
51 温度制御器
52 電源回路
53 積分器
55 ヒータ間干渉除去装置
120 定着装置
121 定着ベルト(定着部材)
124 ニップ形成部材
131 加圧ローラ(加圧部材)
141 ハロゲンヒータ(熱源)
141a 第一ヒータ(中央ヒータ)
141b 第二ヒータ(端部ヒータ)
145,146 温度センサ(温度検出手段)
P 用紙(記録媒体、記録材)
N 定着ニップ部
1 Image forming device 4 Image forming part 5 Photoreceptor drum 20 Fixing device 21 Fixing roller (fixing member)
31 Pressurizing roller (pressurizing member)
41 Halogen heater (heat source)
41a First heater (central heater)
41b Second heater (end heater)
45,46 Temperature sensor (temperature detection means)
51 Temperature controller 52 Power supply circuit 53 Integrator 55 Inter-heater interference removal device 120 Fixing device 121 Fixing belt (fixing member)
124 Nip forming member 131 Pressurizing roller (pressurizing member)
141 Halogen heater (heat source)
141a First heater (central heater)
141b Second heater (end heater)
145,146 Temperature sensor (Temperature detection means)
P paper (recording medium, recording material)
N fixing nip part

特開2015−7755号公報JP 2015-7755

Claims (4)

回転可能な定着部材と、前記定着部材に圧接されてニップ部を形成する加圧部材とを備え、前記ニップ部に未定着トナー画像を担持する記録材を通過させて未定着トナー画像を記録材に定着する定着装置を有する画像形成装置において、
前記定着部材の軸方向中央部を加熱する第一の熱源と、
前記定着部材の軸方向端部を加熱する第二の熱源と、
前記定着部材の軸方向中央部の温度を検出する第一の温度検出手段と、
前記定着部材の軸方向端部の温度を検出する第二の温度検出手段と、
を有し、
前記各熱源間での干渉を取り除く熱源間干渉除去制御を有し、
前記熱源間干渉除去制御は、
前記定着部材加熱時の軸方向中央部目標温度と前記第一の温度検出手段による検出温度の偏差と、前記定着部材加熱時の軸方向端部目標温度と前記第二の温度検出手段による検出温度の偏差とに基づいて前記第一の熱源の発熱率および前記第二の熱源の発熱率を算出し、
前記算出した前記第一の熱源の発熱率から、前記第二の熱源の発熱率に所定の係数を乗じた値を減算し、前記算出した前記第二の熱源の発熱率から、前記第一の熱源の発熱率に所定の係数を乗じた値を減算する処理を行うことで、第一の熱源の発熱率修正値及び第二の熱源の発熱率修正値を算出し、
前記第一の熱源の前記発熱率修正値及び第二の熱源の発熱率修正値は、
前記軸方向中央部の昇温勾配=A11×第一の熱源の発熱率+A12×第二の熱源の発熱率
前記軸方向端部の昇温勾配=A21×第一の熱源の発熱率+A22×第二の熱源の発熱率
としたとき、
前記第一の熱源の発熱率修正値=(第一の熱源の発熱率)−(第二の熱源の発熱率)×(A12/A11)
前記第二の熱源の発熱率修正値=(第二の熱源の発熱率)−(第一の熱源の発熱率)×(A21/A22)
とすることを特徴とする画像形成装置
A rotatable fixing member and a pressure member that is pressed against the fixing member to form a nip portion are provided, and a recording material that carries an unfixed toner image is passed through the nip portion to record an unfixed toner image. In an image forming apparatus having a fixing device for fixing to
A first heat source for heating the axially central portion of the fixing member,
A second heat source that heats the axial end of the fixing member,
A first temperature detecting means for detecting the temperature of the axially central portion of the fixing member,
A second temperature detecting means for detecting the temperature of the axial end portion of the fixing member, and
Have,
It has a heat source-to-heat source interference removal control that removes interference between each heat source.
The heat source interference elimination control is
The deviation between the axial center target temperature when the fixing member is heated and the temperature detected by the first temperature detecting means, the axial end target temperature when the fixing member is heated, and the temperature detected by the second temperature detecting means. The calorific value of the first heat source and the calorific value of the second heat source are calculated based on the deviation of
From the calculated heat generation rate of the first heat source, a value obtained by multiplying the heat generation rate of the second heat source by a predetermined coefficient is subtracted, and from the calculated heat generation rate of the second heat source, the first By performing the process of subtracting the value obtained by multiplying the heat generation rate of the heat source by a predetermined coefficient, the heat generation rate correction value of the first heat source and the heat generation rate correction value of the second heat source are calculated.
The calorific value correction value of the first heat source and the calorific value correction value of the second heat source are
Temperature rise gradient in the central part in the axial direction = A11 × heat generation rate of the first heat source + A12 × heat generation rate of the second heat source
Temperature rise gradient at the axial end = A21 × heat generation rate of the first heat source + A22 × heat generation rate of the second heat source
When
The heat generation rate correction value of the first heat source = (heat generation rate of the first heat source)-(heat generation rate of the second heat source) × (A12 / A11)
The heat generation rate correction value of the second heat source = (heat generation rate of the second heat source)-(heat generation rate of the first heat source) × (A21 / A22)
An image forming apparatus characterized in that.
前記熱源間干渉除去制御を、定着動作時に実行することを特徴とする請求項に記載の画像形成装置The image forming apparatus according to claim 1 , wherein the heat source interference removal control is executed during a fixing operation. 前記熱源がハロゲンヒータであることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置The image forming apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the heat source is a halogen heater. 前記定着部材が定着ベルトであり、前記第一の温度検出手段がサーモパイル、前記第二の温度検出手段が前記定着部材に接触配置されるサーミスタであることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の画像形成装置Any of claims 1 to 3 , wherein the fixing member is a fixing belt, the first temperature detecting means is a thermopile, and the second temperature detecting means is a thermistor arranged in contact with the fixing member. The image forming apparatus according to item 1.
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