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JP2012103549A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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JP2012103549A
JP2012103549A JP2010252884A JP2010252884A JP2012103549A JP 2012103549 A JP2012103549 A JP 2012103549A JP 2010252884 A JP2010252884 A JP 2010252884A JP 2010252884 A JP2010252884 A JP 2010252884A JP 2012103549 A JP2012103549 A JP 2012103549A
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JP
Japan
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fixing
control
fixing device
fixing belt
fixing member
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Application number
JP2010252884A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Ikefuchi
豊 池淵
Ippei Fujimoto
一平 藤本
Hiroshi Yoshinaga
洋 吉永
Tetsuo Tokuda
哲生 徳田
Takamasa Hase
岳誠 長谷
Toshihiko Shimokawa
俊彦 下川
Kenji Ishii
賢治 石井
Yoshinori Yamaguchi
嘉紀 山口
Masaaki Yoshikawa
政昭 吉川
Naoki Iwatani
直毅 岩谷
Takahiro Imada
高広 今田
Kenichi Hasegawa
健一 長谷川
Akira Shinshi
晃 進士
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device shortening warm-up time and preventing an excessive temperature rise of a metallic pipe.SOLUTION: In a fixing device 20 including: an endless fixing belt 21 having flexibility; a pressure roller 31 arranged on an outer peripheral side of the fixing belt 21 so that the fixing belt 21 can be pressured; a metallic pipe 22 fixed adjacently to an inner peripheral side of the fixing belt 21; drive means for driving the fixing belt 21 in a normal rotation direction and in a reverse direction; and a halogen heater 25 for heating the metallic pipe 22 and the fixing belt 21 to perform thermal fixing by passing a sheet carrying an unfixed toner image through a nip part formed by pressure contact of the fixing belt 21 and the pressure roller 31, the fixing belt 21 is heated in a non-rotation state during a warm-up operation, and a normal rotation control for driving the fixing belt 21 in the normal rotation direction is performed after a reverse control for driving the fixing belt 21 in the reverse direction by the driving means when the reverse control is performed.

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。さらに詳述すると、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus. More specifically, the present invention relates to a fixing device that fixes a toner image formed on an image carrier onto a recording medium, and an image forming apparatus including the fixing device.

複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙(用紙、記録材、記録媒体ともいう)に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。   Various image forming apparatuses using an electrophotographic system have been devised as image forming apparatuses such as copiers, printers, facsimiles, and their combined machines, and are well known in the art. In the image forming process, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum as an image carrier, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum is developed with a toner as a developer to be visualized and developed. The image is formed by a process in which the transferred image is transferred onto a recording paper (also referred to as paper, recording material, or recording medium) by a transfer device to carry the image, and a toner image on the recording paper is fixed by a fixing device using pressure, heat, or the like. Yes.

定着装置では、対向するローラもしくはベルトもしくはそれらの組み合わせにより構成された定着部材及び加圧部材が当接してニップ部を形成するように配置されており、該ニップ部に記録紙を挟みこみ、熱および圧力を加え、トナー像を記録紙上に定着することを行っている。   In the fixing device, a fixing member and a pressure member constituted by opposing rollers or belts or a combination thereof are disposed so as to contact each other to form a nip portion. And a pressure is applied to fix the toner image on the recording paper.

例えば、図11に示すようなベルト定着方式の定着装置は、熱源である加熱ヒータ76を有する加熱ローラ74と表層にゴム層が設けられた定着ローラ72を内包した定着ベルト79と、定着ベルト79に当接する加圧ローラ71により形成されるニップ部(定着ニップ部)に、トナー転写済みの記録紙Pを通過させる過程で、転写されたトナー像が加熱および加圧され定着するものである。   For example, a fixing device of a belt fixing system as shown in FIG. 11 includes a fixing roller 79 including a heating roller 74 having a heater 76 as a heat source, a fixing roller 72 having a rubber layer on the surface, and a fixing belt 79. The transferred toner image is heated and pressed and fixed in the process of passing the recording paper P onto which the toner has been transferred through a nip portion (fixing nip portion) formed by the pressure roller 71 in contact with the toner.

また、特許文献1には、フィルム加熱方式の定着装置が開示されている。このようなフィルム加熱方式の定着装置は、例えば、図12に示すように、発熱体としてのセラミックヒータ81と、加圧部材としての加圧ローラ71との間に耐熱性フィルム(定着フィルム84)を挟ませて定着ニップ部を形成させ、定着ニップ部のフィルム84と加圧ローラ71との間にトナー転写済みの記録紙Pを導入して、フィルム84と一緒に挟持搬送させることで、ニップ部においてセラミックヒータ81の熱がフィルム84を介して記録紙に与えられ、さらに定着ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を記録紙面に熱圧定着させるものである。   Further, Patent Document 1 discloses a film heating type fixing device. For example, as shown in FIG. 12, such a film heating type fixing device has a heat resistant film (fixing film 84) between a ceramic heater 81 as a heating element and a pressure roller 71 as a pressure member. Is formed between the film 84 and the pressure roller 71 in the fixing nip portion, and the recording paper P to which toner has been transferred is interposed between the film 84 and the film 84 so as to be nipped and conveyed. The heat of the ceramic heater 81 is applied to the recording paper through the film 84 at the portion, and the unfixed toner image is fixed to the recording paper surface by heat and pressure with the applied pressure of the fixing nip portion.

このようなフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができるとともに、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすれば良く、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く(クイックスタート性)、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい(省電力)等の利点がある。   Such a film heating type fixing device can constitute an on-demand type device using a ceramic heater and a low heat capacity member as a film, and a ceramic heater as a heat source only when image forming of the image forming apparatus is executed. It is sufficient to energize the printer and heat it up to the specified fixing temperature. The waiting time from turning on the image forming apparatus to the image forming executable state is short (quick start), and the power consumption during standby is greatly increased. There are advantages such as small (power saving).

また、特許文献2には、加圧ベルト方式の定着装置が開示されている。この定着装置は、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ローラと、加熱定着ローラに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置されて、エンドレスベルトを加熱定着ローラに圧接させ、エンドレスベルトと加熱定着ローラとの間に記録紙が通過させられるベルトニップを設けると共に、加熱定着ローラの表面を弾性変形させる加圧パッドとを有し、下のローラをベルトにし、記録紙とローラの接触面積を広げることで熱伝導効率を大幅に向上させ、エネルギー消費を抑制すると同時に小型化を実現するものである。   Patent Document 2 discloses a pressure belt type fixing device. This fixing device is disposed with a rotatable heat-fixing roller whose surface is elastically deformed, an endless belt that can run while being in contact with the heat-fixing roller, and a non-rotating state inside the endless belt to heat-fix the endless belt A belt nip that allows the recording paper to pass between the endless belt and the heat fixing roller is provided between the endless belt and the heat fixing roller, and a pressure pad that elastically deforms the surface of the heat fixing roller is provided. By increasing the contact area between the recording paper and the roller, the heat conduction efficiency is greatly improved, energy consumption is reduced, and at the same time, miniaturization is realized.

しかしながら、上記特許文献1に記載の定着装置においては、耐久性の問題、ベルト温度安定性の問題があった。すなわち、熱源であるセラミックヒータと、ベルト内面の摺動による耐磨耗性が不十分であり、長時間運転すると連続摩擦を繰り返す面が荒れて摩擦抵抗が増大し、ベルトの走行が不安定になる、もしくは、定着装置の駆動トルクが増大する等の現象が生じるという問題があった(課題1)。   However, the fixing device described in Patent Document 1 has a problem of durability and a problem of belt temperature stability. In other words, the wear resistance due to the sliding of the ceramic heater that is the heat source and the inner surface of the belt is insufficient, and the surface that repeats continuous friction becomes rough and the frictional resistance increases when operated for a long time, and the running of the belt becomes unstable. There is a problem that a phenomenon such as an increase in driving torque of the fixing device occurs (issue 1).

その結果、画像を形成する記録紙のスリップが生じ画像のずれが生じる、または、駆動ギヤに係る応力が増大し、ギヤの破損を引き起こすという、不具合が発生する問題があった。   As a result, there has been a problem that the recording paper forming the image slips and the image shifts, or the stress applied to the drive gear increases and the gear is damaged.

また、フィルム加熱方式の定着装置においては、ベルトをニップ部で局所的に加熱しているため回転するベルトがニップ入り口に戻ってくる際に、ベルト温度は最も冷えた状態になり、特に高速回転を行う場合において、定着不良が出やすいという問題があった(課題2)。   In the film heating type fixing device, since the belt is locally heated at the nip, when the rotating belt returns to the nip entrance, the belt temperature becomes the coldest, especially at high speed. However, there is a problem that fixing failure is likely to occur (Problem 2).

一方、ベルト内面と固定部材の摺動性の問題を改善する手段として、上記特許文献2においては、圧力パッドの表層に低摩擦シート(シート状摺動材)としてPTFEを含浸させたガラス繊維シート(PTFE含浸ガラスクロス)を用いる方法が開示されており、摺動性が向上することが示されている。   On the other hand, as means for improving the problem of slidability between the belt inner surface and the fixing member, in the above-mentioned Patent Document 2, a glass fiber sheet obtained by impregnating PTFE as a low friction sheet (sheet-like sliding material) on the surface layer of the pressure pad A method using (PTFE-impregnated glass cloth) is disclosed, and it is shown that slidability is improved.

しかしながら、このような加圧ベルト方式の定着装置では、定着ローラの熱容量が大きく、昇温が遅いため、ウォームアップにかかる時間が長いという問題があった(課題3)。   However, such a pressure belt type fixing device has a problem that it takes a long time to warm up because the heat capacity of the fixing roller is large and the temperature rise is slow (Problem 3).

上記の課題1〜3をすべて解決する技術として、特許文献3には、無端ベルト(定着ベルト)の内部にパイプ状の金属熱伝導体を、無端ベルトの移動をガイドすることが可能に固定し、金属熱伝導体内の熱源により金属熱伝導体を介して無端ベルトを加熱し、さらに無端ベルトを介して金属熱伝導体に接してニップ部を形成する加圧ローラを備えた定着装置が開示されている。特許文献3の発明によれば、定着装置を構成する無端ベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することができる。   As a technique for solving all of the above problems 1 to 3, in Patent Document 3, a pipe-shaped metal heat conductor is fixed inside an endless belt (fixing belt) so as to guide the movement of the endless belt. A fixing device including a pressure roller that heats an endless belt via a metal heat conductor by a heat source in the metal heat conductor and further contacts the metal heat conductor via the endless belt to form a nip portion is disclosed. ing. According to the invention of Patent Document 3, it is possible to warm the entire endless belt constituting the fixing device, to reduce the first print time from the heating standby time, and to solve the shortage of heat at the time of high-speed rotation. Can do.

しかしながら、例えば、特許文献3のような低熱容量の熱定着方式を用いた定着装置では、駆動手段により加圧部材および定着部材を正転駆動させると、定着部材の回転方向下流側に定着部材と金属パイプとの間にベルト浮きが生じ得る場合がある(図3参照)。また、同様に、加圧部材および定着部材を反転駆動させると、定着部材の回転方向下流側にベルト浮きが生じ得る(図5参照)。   However, for example, in a fixing device using a low-heat-capacity thermal fixing method as in Patent Document 3, when the pressure member and the fixing member are driven to rotate forward by the driving means, the fixing member is disposed downstream of the fixing member in the rotation direction. In some cases, belt lifting may occur between metal pipes (see FIG. 3). Similarly, when the pressure member and the fixing member are driven in reverse, the belt may float on the downstream side in the rotation direction of the fixing member (see FIG. 5).

このようなベルト浮きが生じた状態から、定着部材を非回転状態として実行されるウォームアップ動作が実施されると、定着ベルトへ十分に熱が伝わらないこととなり、ウォームアップ動作に時間がかかるだけでなく、金属パイプが過昇温となるおそれがあった。   If a warm-up operation is performed in such a state that the belt is lifted and the fixing member is in a non-rotating state, heat is not sufficiently transferred to the fixing belt, and only a long time is required for the warm-up operation. In addition, the metal pipe may be overheated.

そこで本発明は、定着装置の反転制御後に、一度、正転駆動を行うことにより、定着部材と金属パイプとの間に生じるベルト浮きを無くして、ウォームアップ時間の短縮および金属パイプの過昇温を防止することができる定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention eliminates belt lifting that occurs between the fixing member and the metal pipe by once performing forward rotation after the reversal control of the fixing device, thereby shortening the warm-up time and overheating the metal pipe. It is an object of the present invention to provide a fixing device capable of preventing the above and an image forming apparatus including the same.

かかる目的を達成するため、請求項1に記載の定着装置は、可撓性を有する無端状の定着部材と、定着部材の外周側に該定着部材を押圧可能に配置される加圧部材と、定着部材の内周側に近接して固設されたパイプ状の金属熱伝導体と、定着部材を正転駆動および反転駆動させる駆動手段と、金属熱伝導体および定着部材を加熱する加熱手段と、を有し、定着部材と加圧部材との圧接によって形成される定着部材と加圧部材とのニップ部に未定着トナー像を担持した用紙を通紙して加熱定着を行う定着装置において、当該定着装置のウォームアップ動作時は、定着部材を非回転状態で加熱し、駆動手段により定着部材を反転駆動させる反転制御した場合は、該反転制御後に定着部材を正転駆動させる正転制御を行うものである。   In order to achieve such an object, the fixing device according to claim 1 includes an endless fixing member having flexibility, and a pressure member arranged to be able to press the fixing member on the outer peripheral side of the fixing member. A pipe-shaped metal heat conductor fixed in the vicinity of the inner peripheral side of the fixing member, a driving means for driving the fixing member in a normal direction and a reverse direction, and a heating means for heating the metal heat conductor and the fixing member. A fixing device that heats and fixes a sheet carrying an unfixed toner image through a nip portion between the fixing member and the pressure member formed by pressure contact between the fixing member and the pressure member. During the warm-up operation of the fixing device, the fixing member is heated in a non-rotating state, and when the reversing control is performed to reversely drive the fixing member by the driving unit, the normal rotation control is performed to drive the fixing member forward after the reversing control. Is what you do.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の定着装置において、反転制御は、ニップ部におけるジャム発生時になされ、正転制御後に、ウォームアップ動作を行うものである。   According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the reverse control is performed when a jam occurs in the nip portion, and the warm-up operation is performed after the forward rotation control.

また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2のいずれかに記載の定着装置において、反転制御後の正転制御時において、定着部材を印刷時の回転速度よりも遅い回転速度で回転させるものである。   According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first or second aspect, at the time of forward rotation control after the reversal control, the fixing member is rotated at a rotation speed slower than the rotation speed at the time of printing. It is intended to rotate.

また、請求項4に記載の発明は、請求項1から3までのいずれかに記載の定着装置において、定着部材の温度を検知する温度検知手段を有し、反転制御後の正転制御時の回転速度を、温度検知手段による検知温度に基づいて決定するものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects, the fixing device includes a temperature detecting unit that detects a temperature of the fixing member, and the forward rotation control after the reverse control is performed. The rotation speed is determined based on the temperature detected by the temperature detecting means.

また、請求項5に記載の発明は、請求項1から3までのいずれかに記載の定着装置において、駆動手段にかかるトルクを検知するトルク検知手段を有し、反転制御後の正転制御時の回転速度を、トルク検知手段による検知結果に基づいて変更するものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects, the fixing device includes a torque detecting unit that detects a torque applied to the driving unit, and the forward rotation control after the reverse control is performed. The rotation speed is changed based on the detection result by the torque detection means.

また、請求項6に記載の発明は、請求項1から5までのいずれかに記載の定着装置において、反転制御後の正転制御時における定着部材の回転量は、反転制御における回転量以上とするものである。   According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fifth aspects, the rotation amount of the fixing member during the forward rotation control after the reverse control is equal to or greater than the rotation amount in the reverse control. To do.

また、請求項7に記載の発明は、請求項1から6までのいずれかに記載の定着装置において、反転制御および正転制御を、複数回繰り返して行うものである。   According to a seventh aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to sixth aspects, the reversal control and the normal rotation control are repeated a plurality of times.

また、請求項8に記載の画像形成装置は、請求項1から7までのいずれかに記載の定着装置を備えたものである。   An image forming apparatus according to an eighth aspect includes the fixing device according to any one of the first to seventh aspects.

本発明によれば、ウォームアップ時間を短縮し、かつ、金属パイプの過昇温を防止することができる。   According to the present invention, it is possible to shorten the warm-up time and prevent an excessive temperature rise of the metal pipe.

本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an exemplary embodiment. 本実施形態に係る定着装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a fixing device according to an exemplary embodiment. 正転停止時における定着装置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a fixing device when forward rotation is stopped. 反転制御時のフローチャート(1)である。It is a flowchart (1) at the time of inversion control. 反転停止時における定着装置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a fixing device when reversal is stopped. 反転制御時のフローチャート(2)である。It is a flowchart (2) at the time of inversion control. 反転制御時のフローチャート(3)である。It is a flowchart (3) at the time of inversion control. 反転制御時のフローチャート(4)である。It is a flowchart (4) at the time of inversion control. 反転制御時のフローチャート(5)である。It is a flowchart (5) at the time of inversion control. 潤滑剤たまり発生時を示す定着装置の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a fixing device showing when a lubricant pool is generated. ベルト定着方式の定着装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a belt fixing type fixing device. フィルム加熱方式の定着装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a film heating type fixing device.

以下、本発明に係る構成を図1から図10に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。本実施形態に係る定着装置(20)は、可撓性を有する無端状の定着部材(定着ベルト21)と、定着部材の外周側に該定着部材を押圧可能に配置される加圧部材(加圧ローラ31)と、定着部材の内周側に近接して固設されたパイプ状の金属熱伝導体(金属パイプ22)と、定着部材を正転駆動および反転駆動させる駆動手段と、金属熱伝導体および定着部材を加熱する加熱手段(ハロゲンヒータ25)と、を有し、定着部材と加圧部材との圧接によって形成される定着部材と加圧部材とのニップ部に未定着トナー像を担持した用紙を通紙して加熱定着を行う定着装置において、当該定着装置のウォームアップ動作時は、定着部材を非回転状態で加熱し、駆動手段により定着部材を反転駆動させる反転制御した場合は、該反転制御後に定着部材を正転駆動させる正転制御を行うものである。   Hereinafter, a configuration according to the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in FIGS. The fixing device (20) according to the present embodiment includes an endless fixing member (fixing belt 21) having flexibility, and a pressure member (pressurizing member) disposed on the outer peripheral side of the fixing member so as to be able to press the fixing member. A pressure roller 31), a pipe-shaped metal heat conductor (metal pipe 22) fixed in the vicinity of the inner peripheral side of the fixing member, driving means for driving the fixing member to rotate forward and reverse, and metal heat A heating means (halogen heater 25) for heating the conductor and the fixing member, and an unfixed toner image is formed on the nip portion between the fixing member and the pressure member formed by the pressure contact between the fixing member and the pressure member. In a fixing device that heats and fixes a sheet that has been carried through, during the warm-up operation of the fixing device, the fixing member is heated in a non-rotating state, and when the reversing control is performed so that the fixing member is driven in reverse by the driving means. , Fixing after the reversal control And it performs normal rotation control for forward drive the wood.

(画像形成装置の構成・動作)
まず、図1を参照して、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。図1において、1は画像形成装置としての複写機の装置本体、2は原稿Dの画像情報を光学的に読み込む原稿読込部、3は原稿読込部2で読み込んだ画像情報に基づいた露光光Lを感光体ドラム5上に照射する露光部、4は感光体ドラム5上にトナー像(画像)を形成する作像部、7は感光体ドラム5上に形成されたトナー像を記録媒体Pに転写する転写部、10はセットされた原稿Dを原稿読込部2に搬送する原稿搬送部、12〜14は転写紙等の記録媒体Pが収納された給紙部、20は記録媒体P上の未定着画像を定着する定着装置、21は定着装置20に設置された定着部材としての定着ベルト、31は定着装置20に設置された加圧部材としての加圧ローラを示す。
(Configuration and operation of image forming apparatus)
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an apparatus main body of a copying machine as an image forming apparatus, 2 an original reading unit that optically reads image information of an original D, and 3 an exposure light L based on image information read by the original reading unit 2. Is exposed to the photosensitive drum 5, 4 is an image forming unit for forming a toner image (image) on the photosensitive drum 5, and 7 is a toner image formed on the photosensitive drum 5 on the recording medium P. A transfer unit 10 for transferring, a document transport unit for transporting the set document D to the document reading unit 2, 12 to 14 a paper feed unit storing a recording medium P such as transfer paper, and 20 on the recording medium P A fixing device for fixing an unfixed image, 21 is a fixing belt as a fixing member installed in the fixing device 20, and 31 is a pressure roller as a pressure member installed in the fixing device 20.

図1に示す画像形成装置における、通常の画像形成時の動作について説明する。まず、原稿Dは、原稿搬送部10の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部2上を通過する。このとき、原稿読込部2では、上方を通過する原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。   An operation during normal image formation in the image forming apparatus shown in FIG. 1 will be described. First, the document D is conveyed from the document table in the direction of the arrow in the drawing by the conveyance roller of the document conveyance unit 10 and passes over the document reading unit 2. At this time, the document reading unit 2 optically reads the image information of the document D passing above.

そして、原稿読込部2で読み取られた光学的な画像情報は、電気信号に変換された後に、露光部3(書込部)に送信される。そして、露光部3からは、その電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Lが、作像部4の感光体ドラム5上に向けて発せられる。   Then, the optical image information read by the document reading unit 2 is converted into an electric signal and then transmitted to the exposure unit 3 (writing unit). Then, exposure light L such as laser light based on the image information of the electrical signal is emitted from the exposure unit 3 toward the photosensitive drum 5 of the image forming unit 4.

一方、作像部4において、感光体ドラム5は図中の時計方向に回転しており、所定の作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程)を経て、感光体ドラム5上に画像情報に対応した画像(トナー像)が形成される。その後、感光体ドラム5上に形成された画像は、転写部7で、レジストローラにより搬送された記録媒体P上に転写される。   On the other hand, in the image forming unit 4, the photosensitive drum 5 is rotated in the clockwise direction in the drawing, and image information is transferred onto the photosensitive drum 5 through a predetermined image forming process (charging process, exposure process, development process). An image (toner image) corresponding to is formed. Thereafter, the image formed on the photosensitive drum 5 is transferred by the transfer unit 7 onto the recording medium P conveyed by the registration roller.

一方、転写部7に搬送される記録媒体Pは、次のように動作する。まず、画像形成装置本体1の複数の給紙部12,13,14のうち、1つの給紙部が自動又は手動で選択される(例えば、最上段の給紙部12が選択されたものとする)。そして、給紙部12に収納された記録媒体Pの最上方の1枚が、搬送経路Kの位置に向けて搬送される。   On the other hand, the recording medium P conveyed to the transfer unit 7 operates as follows. First, one of the plurality of paper feeding units 12, 13, and 14 of the image forming apparatus main body 1 is automatically or manually selected (for example, the uppermost paper feeding unit 12 is selected). To do). Then, the uppermost sheet of the recording medium P stored in the paper feeding unit 12 is conveyed toward the position of the conveyance path K.

その後、記録媒体Pは、搬送経路Kを通過してレジストローラの位置に達する。そして、レジストローラの位置に達した記録媒体Pは、感光体ドラム5上に形成された画像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部7に向けて搬送される。   Thereafter, the recording medium P passes through the conveyance path K and reaches the position of the registration roller. Then, the recording medium P that has reached the position of the registration roller is conveyed toward the transfer unit 7 at the same timing in order to align with the image formed on the photosensitive drum 5.

そして、転写工程後の記録媒体Pは、転写部7の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置20に達する。定着装置20に達した記録媒体Pは、定着ベルト21と加圧ローラ31との間に送入されて、定着ベルト21から受ける熱と双方の部材から受ける圧力とによって画像が定着される。画像が定着された記録媒体Pは、定着ベルト21と加圧ローラ31との間(ニップ部)から送出された後に、画像形成装置本体1から排出される。こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。   After the transfer process, the recording medium P passes through the position of the transfer unit 7 and then reaches the fixing device 20 through the conveyance path. The recording medium P that has reached the fixing device 20 is fed between the fixing belt 21 and the pressure roller 31, and the image is fixed by heat received from the fixing belt 21 and pressure received from both members. The recording medium P on which the image has been fixed is delivered from between the fixing belt 21 and the pressure roller 31 (nip portion) and then discharged from the image forming apparatus main body 1. Thus, a series of image forming processes is completed.

(定着装置の構成)
次に、画像形成装置本体1に設置される定着装置20の構成、動作について詳述する。図2に示すように、定着装置20は、定着部材としての定着ベルト21、金属熱伝導体(金属パイプ、加熱パイプともいう)22、支持体23、ハロゲンヒータ25、ニップ形成部材26、加圧部材としての加圧ローラ31、温度検知手段40、トルク検知手段(図示せず)、等で構成される。
(Configuration of fixing device)
Next, the configuration and operation of the fixing device 20 installed in the image forming apparatus main body 1 will be described in detail. As shown in FIG. 2, the fixing device 20 includes a fixing belt 21 as a fixing member, a metal heat conductor (also referred to as a metal pipe or a heating pipe) 22, a support body 23, a halogen heater 25, a nip forming member 26, a pressurizing member. It comprises a pressure roller 31 as a member, a temperature detection means 40, a torque detection means (not shown), and the like.

[定着ベルト]
定着部材としての定着ベルト21は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルト(またはフィルム)であって、外部のローラにより連れ回り回転する。図2に示す例では、加圧ローラ31が不図示の駆動手段により回転し、ニップ部でベルトに駆動力が伝達されることにより定着ベルト21が回転する。
[Fixing belt]
The fixing belt 21 as a fixing member is a thin and flexible endless belt (or film), and rotates together with an external roller. In the example shown in FIG. 2, the pressure roller 31 is rotated by a driving unit (not shown), and the driving force is transmitted to the belt at the nip portion, whereby the fixing belt 21 is rotated.

定着ベルト21は、基材上に弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが1mm以下に設定されている。定着ベルト21の基材は、層厚が30〜50μmであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。   The fixing belt 21 is formed by sequentially laminating an elastic layer and a release layer on a base material, and the entire thickness thereof is set to 1 mm or less. The base material of the fixing belt 21 has a layer thickness of 30 to 50 μm and is formed of a metal material such as nickel or stainless steel or a resin material such as polyimide.

定着ベルト21の弾性層は、層厚が100〜300μmであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層がない場合、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す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跡が残るという不具合が生じる。これに対し、弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト21表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体P上のトナー像に均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。   The elastic layer of the fixing belt 21 has a layer thickness of 100 to 300 μm and is formed of a rubber material such as silicone rubber, foamable silicone rubber, or fluororubber. When there is no elastic layer, the heat capacity is reduced and the fixability is improved, but when the unfixed image is crushed and fixed, minute irregularities on the belt surface are transferred to the image and the image has a crusty skin-like shape. There is a problem that marks remain. On the other hand, by providing the elastic layer, minute irregularities on the surface of the fixing belt 21 in the nip portion are not formed, and heat is uniformly transmitted to the toner image on the recording medium P, thereby preventing the generation of a scum skin image.

定着ベルト21の離型層は、層厚が10〜50μmであって、PFA(4フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、PES(ポリエーテルサルファイド)、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナー像に対する離型性(剥離性)が担保される。   The release layer of the fixing belt 21 has a layer thickness of 10 to 50 μm, such as PFA (tetrafluoroethylene bar fluoroalkyl vinyl ether copolymer resin), polyimide, polyetherimide, PES (polyether sulfide), and the like. Made of material. By providing the release layer, the releasability (peelability) for the toner image is secured.

なお、本実施形態では、定着ベルト21の直径が30mmに設定されている。定着ベルト21の内部(内周面側)には、金属熱伝導体22、支持体23、ハロゲンヒータ25、ニップ形成部材26等が固設されている。   In the present embodiment, the diameter of the fixing belt 21 is set to 30 mm. Inside the fixing belt 21 (inner peripheral surface side), a metal heat conductor 22, a support 23, a halogen heater 25, a nip forming member 26, and the like are fixed.

[ニップ形成部材]
ニップ形成部材26は、定着ベルト21の内周面側に固設されていて、定着ベルト21を介して加圧ローラ31に当接してニップ部を形成する。なお、ニップ形成部材26と定着ベルト21とが摺接しても定着ベルト21の磨耗が軽減されるように、ニップ形成部23の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成することが好ましい。また、ニップ形成部材26と定着ベルト21の内周面との間に摺動シートを設けるようにしても良い。
[Nip forming member]
The nip forming member 26 is fixed on the inner peripheral surface side of the fixing belt 21, and abuts against the pressure roller 31 through the fixing belt 21 to form a nip portion. Note that it is preferable to form the sliding contact surface of the nip forming portion 23 with a material having a low friction coefficient so that the wear of the fixing belt 21 is reduced even if the nip forming member 26 and the fixing belt 21 are in sliding contact. Further, a sliding sheet may be provided between the nip forming member 26 and the inner peripheral surface of the fixing belt 21.

また、図2に示す例では、ニップ部の形状が凹形状26aであるが、平坦形状やその他の形状であっても良い。ニップ部の形状を凹形状26aとすることで、記録紙先端の排出方向が加圧ローラ寄りになり、分離性を向上させて、ジャムの発生が抑制することができる。   In the example shown in FIG. 2, the shape of the nip portion is the concave shape 26a, but may be a flat shape or other shapes. By setting the shape of the nip portion to the concave shape 26a, the discharge direction of the leading end of the recording paper is closer to the pressure roller, the separation property is improved, and the occurrence of jam can be suppressed.

[ヒータ]
熱源は、ハロゲンヒータ25であって、その両端部が定着装置20の側板(図示しない)に固定されている。そして、画像形成装置1の電源部により出力制御されたハロゲンヒータ25の輻射熱によって、金属熱伝導体22が加熱される。さらに、金属熱伝導体22によって定着ベルト21が全体的に加熱されて、加熱された定着ベルト21の表面から記録媒体P上のトナー像に熱が加えられる。
[heater]
The heat source is a halogen heater 25, and both ends thereof are fixed to a side plate (not shown) of the fixing device 20. Then, the metal heat conductor 22 is heated by the radiant heat of the halogen heater 25 whose output is controlled by the power supply unit of the image forming apparatus 1. Further, the fixing belt 21 is entirely heated by the metal heat conductor 22, and heat is applied to the toner image on the recording medium P from the surface of the heated fixing belt 21.

なお、ハロゲンヒータ25の出力制御は、定着ベルト21表面に対向するサーミスタ等の温度検知手段40によるベルト表面温度の検知結果に基づいて制御される。また、このようなハロゲンヒータ25の出力制御によって、定着ベルト21の温度(定着温度)を所望の温度に設定することができる。   The output control of the halogen heater 25 is controlled based on the detection result of the belt surface temperature by the temperature detection means 40 such as a thermistor facing the surface of the fixing belt 21. Further, the temperature of the fixing belt 21 (fixing temperature) can be set to a desired temperature by such output control of the halogen heater 25.

また、図2に示す例では、熱源として、ハロゲンヒータ25を用いたが、これに限られるものではなく、熱源として、誘導加熱手段(IHコイル)、抵抗発熱体、カーボンヒータ等を用いても良い。   In the example shown in FIG. 2, the halogen heater 25 is used as a heat source. However, the present invention is not limited to this, and an induction heating means (IH coil), a resistance heating element, a carbon heater, or the like may be used as a heat source. good.

[金属熱伝導体]
中空の金属熱伝導体22は、ニップ部を除く位置で定着ベルト21の内周面に対向するように固設されていて、ハロゲンヒータ25の輻射熱により加熱されて定着ベルト21を加熱する(熱を伝える)。なお、金属熱伝導体22の材料としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等の熱伝導性を有する材料を用いることができる。本実施形態では、強度にすぐれるSUSを用いた。なお、図2に示す例では、金属熱伝導体22は、円形形状になっているが、これに限られるものではなく、頂上部分が潰れた円形形状や角型等、その他の断面形状であっても良い。
[Metal heat conductor]
The hollow metal heat conductor 22 is fixed so as to face the inner peripheral surface of the fixing belt 21 at a position excluding the nip portion, and is heated by the radiant heat of the halogen heater 25 to heat the fixing belt 21 (heat). ). In addition, as a material of the metal thermal conductor 22, a material having thermal conductivity such as aluminum, iron, and stainless steel can be used. In this embodiment, SUS having excellent strength is used. In the example shown in FIG. 2, the metal heat conductor 22 has a circular shape, but is not limited to this, and has other cross-sectional shapes such as a circular shape or a square shape whose top portion is crushed. May be.

定着ベルト21の一部のみが局所的に加熱されることなく、金属熱伝導体22によって定着ベルト21が周方向広範囲にわたって加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト21が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。   Even if the speed of the apparatus is increased because the fixing belt 21 is heated over a wide range in the circumferential direction by the metal heat conductor 22 without locally heating only a part of the fixing belt 21. The fixing belt 21 is sufficiently heated to prevent the occurrence of fixing failure.

さらに、定着ベルト21の加熱効率を向上させるために金属熱伝導体22を薄肉化した場合であっても、金属熱伝導体22は加圧ローラ31から加圧力を受けるニップ形成部材26とは別に設けられているために、金属熱伝導体22が撓んで定着ベルト21の内周面が強くこすれる不具合や、金属熱伝導体22が撓んで定着ベルト21の駆動トルクが増加する不具合等が抑止される。   Further, even when the metal heat conductor 22 is thinned to improve the heating efficiency of the fixing belt 21, the metal heat conductor 22 is separated from the nip forming member 26 that receives pressure from the pressure roller 31. Therefore, a problem that the metal heat conductor 22 is bent and the inner peripheral surface of the fixing belt 21 is rubbed strongly, a problem that the metal heat conductor 22 is bent and the driving torque of the fixing belt 21 is increased, and the like are suppressed. The

このように、定着装置20は、定着ベルト21の一部のみが局所的に加熱されることなく、金属熱伝導体22によって定着ベルト21が周方向広範囲にわたって加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト21が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。すなわち、比較的簡易な構成で効率よく定着ベルト21を加熱できるために、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化されるとともに、装置の小型化が達成される。   As described above, the fixing device 20 is configured such that only the part of the fixing belt 21 is not locally heated and the fixing belt 21 is heated over a wide range in the circumferential direction by the metal heat conductor 22. Even when the speed is increased, the fixing belt 21 is sufficiently heated to prevent the occurrence of fixing failure. That is, since the fixing belt 21 can be efficiently heated with a relatively simple configuration, the warm-up time and the first print time are shortened, and the size of the apparatus is reduced.

なお、定着ベルト21と金属熱伝導体22との外径差は、1mm以内とすることが好ましい。これにより、金属熱伝導体22と定着ベルト21とが摺接する面積が大きくなって定着ベルト21の磨耗が加速する不具合を抑止するとともに、金属熱伝導体22と定着ベルト21とが離れ過ぎて定着ベルト21の加熱効率が低下する不具合を抑止することができる。さらに、金属熱伝導体22が定着ベルト21に近設されることで、可撓性を有する定着ベルト21の円形姿勢がある程度維持されるため、定着ベルト21の変形による劣化・破損を軽減することができる。   The difference in outer diameter between the fixing belt 21 and the metal heat conductor 22 is preferably within 1 mm. As a result, the area in which the metal heat conductor 22 and the fixing belt 21 are in sliding contact with each other is increased, and the problem that the wear of the fixing belt 21 is accelerated is suppressed, and the metal heat conductor 22 and the fixing belt 21 are separated from each other too much. A problem that the heating efficiency of the belt 21 is reduced can be suppressed. Furthermore, since the metal heat conductor 22 is placed close to the fixing belt 21, the circular posture of the flexible fixing belt 21 is maintained to some extent, so that deterioration and breakage due to deformation of the fixing belt 21 can be reduced. Can do.

また、金属熱伝導体22と定着ベルト21とが摺接しても定着ベルト21の磨耗が軽減されるように、金属熱伝導体22の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成することとしても良い。また、定着ベルト21と金属熱伝導体22との界面には、シリコーンオイルやフッ素グリス等の潤滑剤が塗布される。   Further, the sliding surface of the metal heat conductor 22 may be formed of a material having a low friction coefficient so that the wear of the fixing belt 21 is reduced even if the metal heat conductor 22 and the fixing belt 21 are in sliding contact. good. Further, a lubricant such as silicone oil or fluorine grease is applied to the interface between the fixing belt 21 and the metal thermal conductor 22.

[支持体]
金属熱伝導体22の内部において、ニップ部におけるニップ形成部材26を支持し、強度を補強する支持体23を設けることも好ましい。また、支持体23がハロゲンヒータ25の輻射熱などにより加熱されてしまう場合は、その表面に断熱もしくは鏡面処理を行うことも好ましい。これにより、過度の加熱を防止して、無駄なエネルギー消費を抑制することができる。
[Support]
It is also preferable to provide a support 23 that supports the nip forming member 26 in the nip portion and reinforces the strength inside the metal heat conductor 22. Moreover, when the support body 23 is heated by the radiant heat of the halogen heater 25, etc., it is also preferable to heat-insulate or mirror-treat the surface. Thereby, excessive heating can be prevented and useless energy consumption can be suppressed.

[加圧ローラ]
加圧部材としての加圧ローラ31は、直径が30mmであって、中空構造の芯金上に弾性層を形成したものである。加圧ローラ31の弾性層は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層の表層にPFA、PTFE等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。加圧ローラ31は、スプリングなどにより定着ベルト21に圧接され、ゴム層が押し潰されて変形することにより、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。
[Pressure roller]
The pressure roller 31 as a pressure member has a diameter of 30 mm and is formed by forming an elastic layer on a hollow cored bar. The elastic layer of the pressure roller 31 is made of a material such as foamable silicone rubber, silicone rubber, or fluororubber. A thin release layer made of PFA, PTFE, or the like can be provided on the surface layer of the elastic layer. The pressure roller 31 is pressed against the fixing belt 21 by a spring or the like, and the rubber layer is crushed and deformed to form a desired nip portion between both members.

なお、加圧ローラ31の弾性層を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部に作用する加圧力を減ずることができるために、金属熱伝導体22に生じる撓みをさらに軽減することができる。   Note that when the elastic layer of the pressure roller 31 is formed of a sponge-like material such as foamable silicone rubber, the pressure applied to the nip portion can be reduced, so that the bending that occurs in the metal heat conductor 22 is reduced. Can be further reduced.

また、本実施形態では、定着ベルト21の直径が加圧ローラ31の直径と同等になるように形成したが、定着ベルト21の直径が加圧ローラ31の直径よりも小さくなるように形成することもできる。その場合、ニップ部における定着ベルト21の曲率が加圧ローラ31の曲率よりも小さくなるために、ニップ部から送出される記録媒体Pが定着ベルト21から分離され易くなる。   In this embodiment, the fixing belt 21 has a diameter equal to that of the pressure roller 31, but the fixing belt 21 has a diameter smaller than the pressure roller 31. You can also. In that case, since the curvature of the fixing belt 21 in the nip portion is smaller than the curvature of the pressure roller 31, the recording medium P sent out from the nip portion is easily separated from the fixing belt 21.

また、加圧ローラ31は、モータなどの駆動手段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31は中実のローラであっても良いが、中空のほうが熱容量は少なくて良い。また、加圧ローラ31側にもハロゲンヒータなどの熱源を有していても良い。なお、加圧ローラ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 31 is rotated by a driving force transmitted from a driving unit such as a motor through a gear. Further, the pressure roller 31 may be a solid roller, but the hollow roller may have a smaller heat capacity. Further, a heat source such as a halogen heater may also be provided on the pressure roller 31 side. If there is no heater inside the pressure roller, sponge rubber may be used. Sponge rubber is more desirable because it increases heat insulation and makes it difficult for the fixing belt to lose heat.

(定着装置の制御)
上述のように、定着装置20において、定着ベルト21は、加圧ローラ31が駆動手段により時計方向に回転し、ニップ部で定着ベルト21に駆動力が伝達されることにより、定着ベルト21が反時計方向に回転する。また、定着ベルト21はニップ部で挟み込まれて回転するが、ニップ部以外では金属パイプ22にガイドされており、一定の距離以上に定着ベルト21の位置が金属パイプ22から離れてしまわないよう案内されている。
(Fixing device control)
As described above, in the fixing device 20, the fixing belt 21 is rotated in the clockwise direction by the driving unit, and the driving force is transmitted to the fixing belt 21 at the nip portion. Rotate clockwise. The fixing belt 21 is sandwiched and rotated at the nip portion, but is guided by the metal pipe 22 outside the nip portion, so that the position of the fixing belt 21 is not separated from the metal pipe 22 beyond a certain distance. Has been.

ここで、加圧ローラ31が時計方向に回転し、定着ベルト21が反時計方向に回転する正転制御が停止すると(正転停止時という)、図3に示すように、定着ベルト21の回転方向下流側において定着ベルト21と金属パイプ22との間にベルト浮き(符号21aで示す)が生じることがある。   Here, when the forward rotation control in which the pressure roller 31 rotates in the clockwise direction and the fixing belt 21 rotates in the counterclockwise direction is stopped (when forward rotation is stopped), the rotation of the fixing belt 21 is performed as shown in FIG. A belt float (indicated by reference numeral 21a) may occur between the fixing belt 21 and the metal pipe 22 on the downstream side in the direction.

また、定着装置では、一般に、巻き付きジャム等の発生時においては、ジャムを解消するために駆動手段の反転制御が行われる。反転制御は、駆動手段により、加圧ローラ31を正転時とは、反対方向(反時計方向)に回転させることにより、定着ベルト21を時計方向に回転させる制御である。   Further, in the fixing device, generally, when a winding jam or the like occurs, inversion control of the driving unit is performed in order to eliminate the jam. The reversal control is a control in which the fixing belt 21 is rotated in the clockwise direction by rotating the pressure roller 31 in the opposite direction (counterclockwise) to the normal rotation by the driving unit.

ここで、巻き付きジャムは、定着ローラ21や加圧ローラ31に用紙が巻き付きいてしまい、用紙が定着装置から排紙されないため、ユーザは、ジャムが発生した用紙を発見、除去することが難しい。そこで、従来、定着装置では、図4のフローチャートに示すように、ジャムを検知すると、所定時間(例えば、500ms)反転制御を行い(S10)、反転制御では用紙が全て巻き付いてしまう前に、回転が停止する(S11)。このようにして、ニップ入口側に用紙を出すことでユーザがジャム紙を認識できるようにしている。   Here, the wrapping jam causes the sheet to be wound around the fixing roller 21 and the pressure roller 31 and the sheet is not discharged from the fixing device, so that it is difficult for the user to find and remove the sheet on which the jam has occurred. Therefore, in the conventional fixing device, as shown in the flowchart of FIG. 4, when a jam is detected, reversal control is performed for a predetermined time (for example, 500 ms) (S10), and the reversal control rotates before all the paper is wound. Stops (S11). In this way, the user can recognize the jammed paper by ejecting the paper to the nip entrance side.

また、この反転制御が停止した場合も(反転停止時という)、図5に示すように、正転停止時と同様に、定着ベルト21の回転方向下流側において定着ベルト21と金属パイプ22との間にベルト浮き21aが生じ得る。なお、通常、ジャム処理の際は一度脱圧されるが、その後、加圧されても定着ベルト21と金属パイプ22の間の浮きは保たれる。   Further, when this reversal control is stopped (referred to as reverse reversal), as shown in FIG. 5, the fixing belt 21 and the metal pipe 22 are located downstream in the rotation direction of the fixing belt 21 as in the case of normal rotation stop. A belt float 21a may occur between them. Usually, the pressure is released once during the jam processing, but the floating between the fixing belt 21 and the metal pipe 22 is maintained even if the pressure is applied thereafter.

この図5に示す反転停止状態から、定着ベルト21等を非回転で加熱する定着装置のウォームアップ動作を実施すると、定着ベルト21と金属パイプ22間の空気が断熱材の役割をし、金属パイプ温度が上がりすぎてしまうこととなる。また、定着ベルト21へ熱が伝わりにくいため、ウォームアップ動作に時間がかかることとなる。   When the warming-up operation of the fixing device that heats the fixing belt 21 and the like in a non-rotating state is performed from the reverse stop state shown in FIG. 5, the air between the fixing belt 21 and the metal pipe 22 serves as a heat insulating material, and the metal pipe The temperature will rise too much. In addition, since heat is not easily transmitted to the fixing belt 21, it takes time for the warm-up operation.

また、上述のように定着ベルト21の内周面には、摺動性をよくするために、グリス等の潤滑剤が塗布されているが、反転制御後の正回転時は、ヒータオフ状態であるので定着装置の温度が低く、低温では潤滑剤は摺動性が悪くなるため、トルクも高くなってしまう。   Further, as described above, a lubricant such as grease is applied to the inner peripheral surface of the fixing belt 21 in order to improve the slidability. However, the heater is in an off state during normal rotation after the reversal control. Therefore, the temperature of the fixing device is low, and at low temperatures, the lubricant is poor in slidability, so that the torque is also increased.

そこで、本実施形態に係る定着装置20は、図6のフローチャートに示すように、反転制御(S20)後に、正転制御を行う(S21)ことで、定着ベルト21の状態を正転停止時の状態に戻すものである(S22)。   Therefore, as shown in the flowchart of FIG. 6, the fixing device 20 according to the present embodiment performs the forward rotation control (S21) after the reverse control (S20), thereby changing the state of the fixing belt 21 when the forward rotation is stopped. It returns to the state (S22).

このように、巻き付きジャム発生時等における反転制御後、ニップ入口側の定着ベルト21が金属パイプ22から浮いた状態となった際に、一度、正転制御を行うことにより、ニップ入口側に生じるベルト浮き21aを無くして、ウォームアップ動作を、定着ベルト21を金属パイプ22に密着させた状態で実施することが可能となる。   As described above, when the fixing belt 21 on the nip entrance side floats from the metal pipe 22 after the reversal control at the time of occurrence of the winding jam or the like, it is generated on the nip entrance side by performing the forward rotation control once. It is possible to eliminate the belt lift 21a and perform the warm-up operation in a state where the fixing belt 21 is in close contact with the metal pipe 22.

したがって、反転制御後に非回転加熱で行うウォームアップ動作時における金属パイプの過昇温を防止することができ、安全な定着装置とすることができる。また、正転制御を行うことにより、定着ベルト21を金属パイプ22に密着させることができるので、定着ベルト21が浮いた状態よりも、ウォームアップ動作にかかる時間を短縮することもできる。   Accordingly, it is possible to prevent an excessive temperature rise of the metal pipe during a warm-up operation performed by non-rotational heating after the reversal control, and a safe fixing device can be obtained. Further, by performing the forward rotation control, the fixing belt 21 can be brought into close contact with the metal pipe 22, so that the time required for the warm-up operation can be shortened as compared with the state in which the fixing belt 21 is lifted.

以下、本発明に係る画像形成装置のその他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は省略する。   Hereinafter, other embodiments of the image forming apparatus according to the present invention will be described. In addition, the description about the same point as the said embodiment is abbreviate | omitted.

(第2の実施形態)
また、駆動手段は、反転制御後の正転制御時においては、印刷時(通紙時)の回転速度(印刷速度ともいう)よりも遅い回転速度で回転させることが好ましい。この場合の制御を図7のフローチャートに示す。この場合、反転制御(S30)後に、通紙時の回転速度よりも遅い回転速度で正転制御を行って(S31)、定着ベルト21の状態を正転停止時の状態に戻すものである(S32)。
(Second Embodiment)
Further, it is preferable that the driving means rotate at a rotation speed slower than a rotation speed (also referred to as a printing speed) at the time of printing (at the time of paper feeding) during the forward rotation control after the reversal control. The control in this case is shown in the flowchart of FIG. In this case, after the reversal control (S30), the forward rotation control is performed at a rotational speed slower than the rotational speed at the time of paper feeding (S31), and the state of the fixing belt 21 is returned to the state at the time of the forward rotation stop ( S32).

このように反転制御後の正転制御において正回転速度を遅くすることにより、トルクを低くし、トルク上昇による機械故障等の不具合の発生を防ぐと共に、反転制御後のウォームアップ時に金属パイプの過昇温を防止し安全な定着装置とすることができる。   In this way, by reducing the normal rotation speed in the forward rotation control after the reverse control, the torque is lowered to prevent the occurrence of a malfunction such as a mechanical failure due to the torque increase. Temperature rise can be prevented and a safe fixing device can be obtained.

(第3の実施形態)
また、反転制御後の正転制御時の回転速度は、温度検知手段40による検知温度に基づいて決定することが好ましい。この場合の制御を図8のフローチャートに示す。この場合、反転制御(S40)後に、温度検知手段40により定着ベルト表面の温度を検知し(S41)、検知温度に基づいて、その後の正転制御における回転速度を決定し(S42)、この回転速度により正転制御を行って(S43)、定着ベルト21の状態を正転停止時の状態に戻すものである(S44)。
(Third embodiment)
Moreover, it is preferable to determine the rotation speed at the time of forward rotation control after reversal control based on the temperature detected by the temperature detection means 40. The control in this case is shown in the flowchart of FIG. In this case, after the reversal control (S40), the temperature detecting means 40 detects the temperature of the fixing belt surface (S41), and based on the detected temperature, the rotational speed in the subsequent forward rotation control is determined (S42). The forward rotation control is performed according to the speed (S43), and the state of the fixing belt 21 is returned to the state at the time of stopping the forward rotation (S44).

本実施形態では、定着ベルト21の通紙時の回転速度(駆動手段の駆動量)を基準(100%)として、正転制御時の回転速度について、「速度1」を80%、「速度2」を50%、「速度3」を20%と設定する。この設定の一覧を表1に示す。   In the present embodiment, with reference to the rotation speed (driving amount of the driving unit) of the fixing belt 21 when the paper is passed as a reference (100%), “speed 1” is 80% and “speed 2” is the rotation speed during forward rotation control. "Is set to 50% and" Speed 3 "is set to 20%. A list of these settings is shown in Table 1.

また、表2は、温度検知手段40による検知温度と、それに対応する回転速度との対応表の一覧である。この対応テーブルについては、例えば、画像形成装置の記憶手段に予め記憶させておけばよい。表1および表2に基づいて、検知温度に応じた正転制御の回転速度が決定する(S42)。   Table 2 is a list of correspondence tables of detected temperatures by the temperature detecting means 40 and rotation speeds corresponding to the detected temperatures. For example, the correspondence table may be stored in advance in the storage unit of the image forming apparatus. Based on Table 1 and Table 2, the rotational speed of the forward rotation control according to the detected temperature is determined (S42).

このように反転制御後の正転制御において、回転前の定着ベルト温度に応じて、正転制御時の回転速度を選択、変更することにより、最適なトルクで回転させることができ、トルク上昇による機械故障等の不具合の発生を、さらに効果的に防ぐと共に、反転制御後のウォームアップ時に金属パイプの過昇温を防止し安全な定着装置とすることができる。   Thus, in the forward rotation control after the reverse control, it is possible to rotate with the optimum torque by selecting and changing the rotational speed at the forward rotation control according to the fixing belt temperature before the rotation. It is possible to more effectively prevent the occurrence of troubles such as a mechanical failure and to prevent an excessive temperature rise of the metal pipe at the time of warm-up after the reversal control, thereby providing a safe fixing device.

(第4の実施形態)
また、反転制御後の正転制御時の回転速度は、トルク検知手段により検知される駆動手段にかかるトルクに基づいて決定することが好ましい。なお、トルク検知手段としては、公知または新規のトルク測定器等を用いれば良く、特に限られるものではない。
(Fourth embodiment)
Moreover, it is preferable to determine the rotation speed at the time of forward rotation control after reversal control based on the torque concerning the drive means detected by the torque detection means. As the torque detection means, a known or new torque measuring device or the like may be used, and it is not particularly limited.

この場合の制御を図9のフローチャートに示す。この場合、反転制御(S50)後に、正転制御(S51)を行うが、この際の回転速度は、反転制御時においてトルク検知手段により検知される駆動手段にかかるトルクに基づいてフィードバック制御される(S52〜S53)。正転制御後は、定着ベルト21の状態を正転停止時の状態に戻すものである(S54)。   The control in this case is shown in the flowchart of FIG. In this case, the forward rotation control (S51) is performed after the reverse control (S50), and the rotation speed at this time is feedback controlled based on the torque applied to the drive means detected by the torque detection means during the reverse control. (S52-S53). After the forward rotation control, the state of the fixing belt 21 is returned to the state when the forward rotation is stopped (S54).

表3は、通紙時の回転トルクを基準(100%)とした場合のトルク検知手段による検知結果と、それに対応する回転速度との対応表の一覧である。表1および表3に基づいて、正転制御の回転速度が変更される。   Table 3 is a list of correspondence tables between the detection results by the torque detection means and the rotation speeds corresponding to the detection results when the rotation torque at the time of passing paper is set as a reference (100%). Based on Tables 1 and 3, the rotational speed of the forward rotation control is changed.

このように反転制御後の正転制御において、回転時のトルクを直接検知し、事前に設定した値を超えた場合に回転速度を遅くすることにより、トルク低減させることができ、より正確に回転トルクによる機械故障の不具合の発生を防ぐと共に、反転制御後のウォームアップ時に金属パイプの過昇温を防止し安全な定着装置とすることができる。   In this way, in forward rotation control after reverse rotation control, the torque during rotation is directly detected, and when the preset value is exceeded, the rotational speed is slowed down so that the torque can be reduced and the rotation can be performed more accurately. In addition to preventing the occurrence of a mechanical failure due to torque, it is possible to prevent an excessive temperature rise of the metal pipe at the time of warm-up after the reversal control, and to provide a safe fixing device.

(第5の実施形態)
また、反転制御後の正転制御時における定着ベルトの回転量(正転距離)は、直前の反転制御における定着ベルトの回転量(反転距離)よりも多くすることが好ましい。
(Fifth embodiment)
Further, it is preferable that the rotation amount (forward rotation distance) of the fixing belt in the forward rotation control after the reverse control is larger than the rotation amount (reverse distance) of the fixing belt in the previous reverse control.

定着ベルト21の正回転により内面に塗布された潤滑剤がニップ形成部材表層の低摩擦シートに堰き止められる形で堆積する。このニップ部上流側に堰き止められて堆積していた潤滑剤は、反転制御が行われることにより、定着ベルト21に連れ回されてニップ上流側に移動し、図10に示すような、潤滑剤たまり50が発生しうる。このように多量の潤滑剤がベルト内面の一部に存在した状態から、ウォームアップ動作に入ると、ウォームアップ中の非回転加熱の際に、定着ベルト21へ熱が伝わらず、ウォームアップタイムが長くなり、金属パイプの異常昇温に繋がる。   The lubricant applied to the inner surface by the positive rotation of the fixing belt 21 accumulates in a form that is dammed to the low friction sheet on the surface layer of the nip forming member. The lubricant that has been dammed up and accumulated on the upstream side of the nip portion is rotated by the fixing belt 21 and moved to the upstream side of the nip by performing reversal control, and as shown in FIG. A pool 50 can occur. When a warm-up operation is started from a state in which a large amount of lubricant is present on a part of the inner surface of the belt, heat is not transmitted to the fixing belt 21 during non-rotational heating during warm-up, and the warm-up time is reduced. It becomes long and leads to abnormal temperature rise of the metal pipe.

そこで本実施形態では、定着ベルト21と金属パイプ22との間における熱伝導が悪くならないよう、正転距離を直前の反転距離以上として、潤滑剤50を元の位置に戻すことにより、ウォームアップ時間が長くなることを防ぎ、金属パイプの過昇温を防止し安全な定着装置とすることができる。   Therefore, in this embodiment, the warm-up time is set by returning the lubricant 50 to the original position by setting the forward rotation distance to be equal to or more than the previous reverse distance so that the heat conduction between the fixing belt 21 and the metal pipe 22 does not deteriorate. Can be prevented, and an excessive temperature rise of the metal pipe can be prevented, so that a safe fixing device can be obtained.

また、以上説明した反転制御および正転制御を複数回繰り返し行うことも好ましい。このように、反転制御および正転制御を繰り返すことにより、より潤滑剤50を馴染ませることができ、回転トルクを低減することができる。   It is also preferable to repeat the inversion control and forward rotation control described above a plurality of times. Thus, by repeating the reverse control and the normal rotation control, the lubricant 50 can be made more familiar, and the rotational torque can be reduced.

以上説明した構成による定着装置20を備えた画像形成装置(図1)とすることにより、上記効果を持った定着装置を使用することでより安全な画像形成装置を提供することができる。   By using the image forming apparatus (FIG. 1) including the fixing device 20 having the above-described configuration, a safer image forming apparatus can be provided by using the fixing device having the above-described effects.

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上記実施形態では、加圧部材として加圧ローラ31を用いた定着装置を例に説明したが、これに限られるものではなく、例えば、加圧部材として加圧ベルトや加圧パッドを用いることも好ましい。   The above-described embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the fixing device using the pressure roller 31 as the pressure member has been described as an example. However, the fixing device is not limited thereto. For example, a pressure belt or a pressure pad is used as the pressure member. It is also preferable.

1 画像形成装置
2 原稿読込部
3 露光部
4 作像部
5 感光体ドラム
7 転写部
10 原稿搬送部
12,13,14 給紙部
20 定着装置
21 定着ベルト
21a ベルト浮き
22 金属熱伝導体(金属パイプ)
23 支持体
25 ハロゲンヒータ
26 ニップ形成部材
26a 凹形状
31 加圧ローラ
40 温度検知手段
50 潤滑剤
71 加圧ローラ
72 定着ローラ
73 分離爪
74 加熱ローラ
75 定着カバー
76 ヒータ
77 テンションローラ
78 スプリング
79 定着ベルト
80 サーミスタ
81 セラミックヒータ
82 ステー
83 ホルダ
84 定着フィルム
D 原稿
K 搬送経路
L 露光光
P 記録媒体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 2 Original reading part 3 Exposure part 4 Image forming part 5 Photosensitive drum 7 Transfer part 10 Original conveyance part 12, 13, 14 Paper feeding part 20 Fixing apparatus 21 Fixing belt 21a Belt floating 22 Metal thermal conductor (metal) pipe)
23 Support 25 Halogen heater 26 Nip forming member 26a Concave shape 31 Pressure roller 40 Temperature detecting means 50 Lubricant 71 Pressure roller 72 Fixing roller 73 Separation claw 74 Heating roller 75 Fixing cover 76 Heater 77 Tension roller 78 Spring 79 Fixing belt 80 Thermistor 81 Ceramic heater 82 Stay 83 Holder 84 Fixing film D Document K Transport path L Exposure light P Recording medium

特開平4−44075号公報JP-A-4-44075 特開平8−262903号公報JP-A-8-262903 特開2007−334205号公報JP 2007-334205 A

Claims (8)

可撓性を有する無端状の定着部材と、
前記定着部材の外周側に該定着部材を押圧可能に配置される加圧部材と、
前記定着部材の内周側に近接して固設されたパイプ状の金属熱伝導体と、
前記定着部材を正転駆動および反転駆動させる駆動手段と、
前記金属熱伝導体および前記定着部材を加熱する加熱手段と、を有し、
前記定着部材と前記加圧部材との圧接によって形成される前記定着部材と前記加圧部材とのニップ部に未定着トナー像を担持した用紙を通紙して加熱定着を行う定着装置において、
当該定着装置のウォームアップ動作時は、前記定着部材を非回転状態で加熱し、
前記駆動手段により前記定着部材を反転駆動させる反転制御した場合は、該反転制御後に前記定着部材を正転駆動させる正転制御を行うことを特徴とする定着装置。
An endless fixing member having flexibility;
A pressure member arranged to be able to press the fixing member on an outer peripheral side of the fixing member;
A pipe-shaped metal heat conductor fixed in the vicinity of the inner peripheral side of the fixing member;
Driving means for driving the fixing member in a normal rotation direction and a reverse rotation direction;
Heating means for heating the metal heat conductor and the fixing member,
In a fixing device that heats and fixes a sheet carrying an unfixed toner image through a nip portion between the fixing member and the pressure member formed by pressure contact between the fixing member and the pressure member,
During the warm-up operation of the fixing device, the fixing member is heated in a non-rotating state,
When the reversing control for reversing the fixing member by the driving unit is performed, the fixing device performs normal rotation control for normally driving the fixing member after the reversing control.
前記反転制御は、前記ニップ部におけるジャム発生時になされ、
前記正転制御後に、前記ウォームアップ動作を行うことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
The reversal control is performed when a jam occurs in the nip portion,
The fixing device according to claim 1, wherein the warm-up operation is performed after the forward rotation control.
前記反転制御後の前記正転制御時において、前記定着部材を印刷時の回転速度よりも遅い回転速度で回転させることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の定着装置。   3. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing member is rotated at a rotation speed slower than a rotation speed during printing during the forward rotation control after the reversal control. 前記定着部材の温度を検知する温度検知手段を有し、
前記反転制御後の前記正転制御時の回転速度を、前記温度検知手段による検知温度に基づいて決定することを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の定着装置。
Temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing member;
The fixing device according to claim 1, wherein a rotation speed at the time of the forward rotation control after the reversal control is determined based on a temperature detected by the temperature detection unit.
前記駆動手段にかかるトルクを検知するトルク検知手段を有し、
前記反転制御後の前記正転制御時の回転速度を、前記トルク検知手段による検知結果に基づいて変更することを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の定着装置。
Torque detecting means for detecting torque applied to the driving means;
The fixing device according to claim 1, wherein a rotation speed at the time of the forward rotation control after the reversal control is changed based on a detection result by the torque detection unit.
前記反転制御後の前記正転制御時における前記定着部材の回転量は、前記反転制御における回転量以上とすることを特徴とする請求項1から5までのいずれかに記載の定着装置。   6. The fixing device according to claim 1, wherein a rotation amount of the fixing member at the time of the forward rotation control after the reversal control is equal to or larger than a rotation amount in the reverse rotation control. 前記反転制御および前記正転制御を、複数回繰り返して行うことを特徴とする請求項1から6までのいずれかに記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the inversion control and the forward rotation control are repeated a plurality of times. 請求項1から7までのいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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