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JP4593839B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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JP4593839B2
JP4593839B2 JP2001217608A JP2001217608A JP4593839B2 JP 4593839 B2 JP4593839 B2 JP 4593839B2 JP 2001217608 A JP2001217608 A JP 2001217608A JP 2001217608 A JP2001217608 A JP 2001217608A JP 4593839 B2 JP4593839 B2 JP 4593839B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、画像形成装置としては、電子写真方式、熱転写方式、インクジェット方式等の種々の方式が用いられている。このうち、電子写真方式を用いたものは、高速、高画質、静粛性の点で他の方式に比べて優れており、複写機、ページプリンタの像形成エンジンとして広く採用されている。
【0003】
電子写真方式では静電気的な力を利用し、トナー粒子による画像を紙等の転写材上に形成する。そのトナー像を転写材上に溶融固着させて安定した画像を得るのが定着装置である。
【0004】
以下に電子写真方式のカラー画像形成装置を例に挙げ、電子写真方式におけるトナー画像形成原理と定着装置の従来例について説明する。
【0005】
図10は電子写真方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図であり、図に示した方式は、電子写真方式の中でも中間転写方式として知られている方式である。
【0006】
先ず、感光ドラム1は矢印方向に回転駆動され、その表面は帯電器2により−600Vに一様帯電される。その後、レーザー露光光学系3等による走査光4により感光ドラム1表面には画像に対応する潜像が形成される。走査光による露光により形成された潜像部の電位はおよそ−200Vである。
【0007】
一方、現像剤であるトナーを内包した各色現像器5(黒),6(マゼンタ)、7(シアン),8(イエロー)は感光ドラム1近傍のロータ21に図示のように配置されており、ロータが90度ごとに公転することによって、順次感光ドラム1と対向した現像位置に配置される。
【0008】
現像ローラ5a上には負の極性に帯電されたトナーが一定量供給されており、又、現像ローラ12には不図示の電源により現像バイアスが印加されている。現像バイアスは帯電電位と露光部電位の間の適切な値に設定することによって、感光ドラム1上の潜像に選択的にトナーを付着させる現像を行うことができる。
【0009】
このようにして感光ドラム1上に形成された単色像は、矢印方向に感光ドラム1とほぼ等速で回転する中間転写ベルト9上へ順次転写される。10は転写ローラであり、電源19によりプラス極性の転写バイアス(200V〜700V)が印加されている。転写後、感光ドラム1表面に残留したトナーはクリーナー17により除去される。
【0010】
上記行程は中間転写ベルト9の回転に同期して各色現像器5〜8について順次行われ、中間転写ベルト9上に4色重ねのカラー像が形成されると、搬送される転写材18の背面に2次転写ローラ11が当接され、印加されるプラス極性のバイアス(1kV)によりカラー像は転写材18上に一括して2次転写される。
【0011】
以上の行程が終了すると、2次転写の残りのトナーはクリーナー13により除去され、中間転写ベルト9は不図示の除電帯電器により除電される。除電帯電器としては、ACコロナ帯電を用いることが多い。又、除電効率を上げるため、中間転写ベルト9の背面に電極を設けるのが一般的である。尚、図中でローラ16はテンションローラー、15は駆動ローラ、12は2次転写対向ローラである。
【0012】
中間転写ベルト9として、通常、厚さ70μm〜200μm、体積抵抗率1010Ωcm〜1016Ωcm程度のPVdF、ポリアミド、ポリイミド、PET、ポリカーボネート等の樹脂フィルムベルトや0.5〜2mm厚程度のゴムの低抵抗な基層の上に厚さ数10μmの離型性の良い高抵抗な樹脂層を設けたゴムベルト等を用いることができる。
【0013】
転写材上に転写されたフルカラートナー像は、その後、定着装置21を通過することによって転写材上に定着されて装置の出力画像となる。
【0014】
次に、従来例における定着装置の略構成を図11に基づいて説明する。
【0015】
定着装置では、温度調整された2本の加熱ローラ(定着ローラ100、加圧ローラ101)の当接ニップ110を、未定着現像剤像104を載せた転写材105が通過できるように構成されている。未定着現像剤像104は、加熱及び加圧されて転写材上に定着される。各々のローラ100,101の表面にはサーミスタ120a,120bが接触し、温度調整はサーミスタによる検知温度に基づいて行われている。又、各々のローラ100,101は、中央にハロゲンヒータ106a,106bを備えており、ヒータ106a,106bの発する輔射エネルギーをローラ100,101内側のアルミ芯金107a,107bで吸収して加熱される。
【0016】
アルミ芯金107a,107bの周りに厚さ2mmのシリコンゴムより成る弾性層108a,108bが設けられており、更にその外側のローラ表面にはトナーや紙粉が固着するのを防ぐためPFA、PTFE等の離型性の良い樹脂によるコーティング層109a,109bが設けられている。
【0017】
ローラ100,101に弾性層を設けたのは以下の2つの理由からである。
【0018】
先ず、第1に、比較的小径のローラで十分な定着ニップを確保するためである。第2は、カラーのトナー画像を綺麗に定着するためである。弾性層がないと転写材表面の凹凸や厚みむらが画像の光沢むらとなり、特にカラー画像では顕著に現れてしまうのである。
【0019】
一方、本従来例のように弾性層を有するローラの場合、ヒータの輔射を吸収して発熱する部分からローラ表面までの距離が遠くなり、以下のような不都合が生じる。
【0020】
つまり、連続通紙によりローラ表面の熱が急速に奪われた場合、芯金からの熱伝導による熱供給が間に合わず、ローラ表面の温度が低下し、定着不良を招いてしまう。又、表面の温度低下を補うために強い加熱を行うと、芯金付近のシリコンゴムの温度が高くなり過ぎて劣化を早めてしまう。このような不都合は、転写材の供給速度が同じ場合、ローラ径が小さく、弾性層が厚いほど厳しい。
【0021】
上記の問題を解決するため、定着ローラの外側に発熱部材(外部加熱部材)を接触させて定着ローラを表面から加熱する方式が提案されている。図12はそのような方式の定着装置の構成の一例を示したものである。図12では定着ローラの表面を直接加熱する加熱ローラ(外部加熱ローラ)103を有している。外部加熱ローラにより通紙時に定着ローラ表面から奪われた熱エネルギーを、表面から直接補充することができ、連続通紙した場合でもローラ表面の温度低下を招きにくい。尚、図中、107cは金属ローラ、106cはヒータであり、120cはサーミスタである。外部加熱部材としてはこのようなローラの他に、セラミックヒーター等を用いることもできる。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
定着ニップ内ではトナーは溶融され、次のような力関係が成立している。
【0023】
トナー同士の凝集力>定着(加圧)ローラ表面とトナーの接着力
トナーと転写材の接着力>定着(加圧)ローラ表面とトナーの接着力
その結果、トナーは定着ローラ表面109aに付着せず、転写材上に定着される。
【0024】
一方、画像形成装置はジャム等の異常を検知すると装置の動作を停止し、又、安全確保のためにヒータによるローラ加熱を停止する。その際、未定着トナーを乗せた転写材が定着ニップ110にあると、ローラの温度低下により上記力関係が崩れ、定着・加圧ローラ表面にトナーが付着(オフセット)する場合がある。又、ユーザーのジャム処理時にローラにトナーが付着することも十分考えられる。
【0025】
図11に示した従来例の定着装置の場合、上記理由で定着ローラと加圧ローラの表面がオフセットトナーで汚れる場合があるが、装置が通常状態に復帰すれば、再び前記力関係が成立し、最初の通紙で定着ローラと加圧ローラ上のオフセットトナーは転写材上に再び定着され、ローラ上から除去することができる。
【0026】
しかし、図12に示した従来例の定着装置の場合、ジャム等によるオフセットトナーは、外部加熱ローラ上にも回り込んでしまい、ジャム後の最初の通紙においても、転写材に接することのない表面加熱ローラ上のトナーは、その全てを除去することができない。外部加熱ローラ上のトナーは、徐々に定着ローラに戻り、そのたびに転写材上の画像トナーと混ざって定着されるために大きな問題とされていた。
【0027】
又、前記力関係を保った通常の使用においても、やはり少量のオフセットは免れず、長期の使用により外部加熱ローラに汚れが蓄積し、それがあるとき定着ローラに戻り、画像に混ざって定着される問題もあった。
【0028】
以上の不都合を防ぐため、図13に示すように定着ローラや外部加熱ローラに当接するクリーニング部材115を設け、オフセットトナーを除去する方法も提案されているが、装置が大型化及び複雑化するのに加え、装置ユーザーやメンテナンスのサービスマンがクリーニング部材を定期的に交換する必要が発生してしまう。
【0029】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、外部加熱手段に回り込んだオフセットトナーを除去することができる画像形成装置を提供することにある。
【0030】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための本発明は、転写材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、定着ローラと、前記定着ローラの表面に接触する回転体を有し前記定着ローラを加熱する外部加熱手段と、前記定着ローラに接触し前記定着ローラと共に定着ニップ部を形成する加圧手段と、を有し、前記定着ニップ部で未定着トナー像を担持する転写材を挟持搬送しつつ転写材上に未定着トナー像を加熱定着する定着部と、を有する画像形成装置において、転写材を前記定着ニップ部で搬送することにより前記定着ローラから転写材にトナーを転移させてトナーを除去するクリーニングモードを有し、前記クリーニングモードでは、前記外部加熱手段と前記定着ローラ表面の温度差が通常の画像形成時よりも大きくなるように設定され、前記外部加熱手段と前記定着ローラ表面がこの温度差となっているタイミングで転写材を前記定着ニップ部で搬送することを特徴とする。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0032】
<実施の形態1>
本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成は、図10に既に示した従来の画像形成装置の構成と同様であり、重複する説明は略す。ここでは、本実施の形態に係る画像形成装置の詳細な構成、従来例との相違点及び効果について述べる。
【0033】
図1は本実施の形態に係る定着装置の断面図であり、図示の定着装置では、内側にハロゲンヒータ106a,106b,106cを内包した3本の加熱ローラ(定着ローラ100、加圧ローラ101、外部加熱ローラ102)が図示のように配置され、特にクリーニング部材等は備えていない。定着ローラ100と加圧ローラ101、定着ローラ100と外部加熱ローラ102はそれぞれ所定の圧力(各々40kgf、20kgf)で接触している。
【0034】
又、それぞれのローラ100,101,102はサーミスタ等の温度検知手段120a,120b,120cを有しており、不図示のローラ温度制御手段はサーミスタによる温度検知情報に基づいて各ヒータ106a,106b,106cの点灯を制御し、ローラ100,101,102の温度調整を行っている。
【0035】
本実施の形態では、加圧ローラ101、定着ローラ100の直径は何れもφ40mm、外部加熱ローラ102の直径はφ25mmであり、ローラ長は定着ローラ100が234mm、加圧ローラ101が228mm、外部加熱ローラ102が228とした。又、ハロゲンヒータ106a,106b,106cには全て発熱量約500Wのものを使用した。
【0036】
定着ローラ100と加圧ローラ101の各々は、中空のアルミ製ローラ芯107a,107b(肉厚約2mm)の外側に厚さ約2mmのシリコーンゴム弾性層103a,103bを有しており、更にその外側には厚さ20μmの高離型表層108a,108bが設けられている。シリコーンゴムには、熱伝導性を向上させるためにベンガラ、シリカ等の添加剤が加えられており、又、ゴム硬度は8°(テストピース硬度JIS A)に調整されている。又、外部加熱ローラ102は、中空のアルミ製ローラ107c表面に、高離型性の材質より成る厚さ20μmのコーティング層109cを設けたものである。各々のローラ100,101,102の表層に用いられる高離性の材料としては、PFA、PTFE、FEP等のフッ素系樹脂やフッ素ゴム等を用いることができる。
【0037】
通常の画像形成時においては、定着ローラ100と加圧ローラ101の表面温度は共に約180℃、外部加熱ローラ102の表面温度は185℃となるよう温度調整される。そして、定着ローラ100は不図示の駆動手段により矢印方向に周速約120mm/sで回転駆動され、他のローラ101,102は従動回転される。転写プロセスを終え、図1の上側に未定着トナー像104を保持した転写材105は不図示の手段により矢印方向に搬送されて定着装置に入り、定着ローラ100と加圧ローラ101の当接ニップ110(約9mm)を通過する。ニップ110内では転写材105が加熱加圧されて画像の定着が行われる。
【0038】
ここで述べた通常の画像形成時とは、一般的に良く用いられる坪量60〜90g/m2 の紙を転写材として用た場合を指す。
【0039】
本実施の形態に係る画像形成装置は、定着ローラ100表面に付着したオフセットトナーが外部加熱ローラ102上に回りこんだ場合、図2及び以下に示すようなクリーニングモードを実行することによってオフセットトナーの除去が可能となっている。
【0040】
つまり、先ず定着装置の駆動が停止した状態で、外部加熱ローラ102と定着ローラ100が所定の温度になるよう制御手段により温度調整を行う。このクリーニングモードにおける温度調整は、
外部加熱ローラの表面温度−定着ローラの表面温度
の値が通常の画像形成時における値より大きくなるよう行われる。具体的に本実施の形態では、定着ローラ100の(表面)温度が第1の温度(本実施の形態では160℃)、外部加熱ローラ102の表面温度が第2の温度(本実施例では190℃)となるようにした。加圧ローラ101の温調は任意であるが、温度は定着ローラ100と同じかそれ以下である方が好ましい。本実施の形態では150℃とした。
【0041】
所定の温度になった後にローラ100,101,102の駆動を行う。発明者の検討によれば、トナーは温度の高いローラから低いローラに移動し易い傾向があり、温度差が大きいほどその傾向は強くなる。そのため、ローラの回転に伴い外部加熱ローラ102上のオフセットトナーは、徐々に定着ローラ100上や加圧ローラ101上に移動する。
【0042】
ローラの回転駆動を一定時間(一定回数)(本実施例では10秒)行った後、定着装置に転写材を通し、既に外部加熱ローラ102上から定着ローラ100、加圧ローラ101上に移ったオフセットトナーを全て転写材上に定着し、画像形成装置外に排出してクリーニングモードを終了する。
【0043】
外部加熱ローラ102と定着ローラ100の温度差が大きいほどトナー移動を行い易く、外部加熱ローラ102の温度を上げ過ぎるとホットオフセットが発生し、トナーが外部加熱ローラ102上に残ってしまう。又、定着ローラ100の温度が低過ぎると、定着ニップ部の温度がトナーの軟化点以下となり、トナーの粘着力がなくなり、転写材にオフセットトナーを移すことができなくなるため、注意が必要である。
【0044】
例えば、本実施の形態のようにクリーニングモードで定着ローラ100と加圧ローラ101の温度を通常の画像形成時に比べて大幅に下げた場合においては、通常速度ではオフセットトナーを転写材上に定着し切れない可能性がある。
【0045】
本実施の形態では、クリーニングモードにおいてはローラ100,101,102の回転速度を通常の画像形成時より遅く(周速約60mm/s)することによって、定着ローラ100と加圧ローラ101の温度が低い場合においてもオフセットトナーが転写材上に定着され易くした。
【0046】
クリーニングモードは、不図示の手段により装置が定着装置内でのジャムを検知した後や、ユーザーが本体のオペレーションパネル(不図示)、或は装置と接続されているホストコンピュータ(不図示)からクリーニングモードを指定したとき等の非画像形成時における任意のタイミングで実行される。
【0047】
以上のように、外部加熱ローラ102と定着ローラ100の温度差を通常の画像形成時における温度差より大きく保った状態で転写材を通すクリーニングモードを設けることによって、オフセットトナーが外部加熱手段に回り込んだ場合においても、クリーニングモードを実行することによって、オフセットトナーを転写材上に排出することができ、以後、オフセットトナーに起因する画像不良野発生を防ぐことができる。
【0048】
<実施の形態2>
本実施例における画像形成装置の概略構成は図10に既に示した。従来例及び第1の実施例における画像形成装置の構成と同様であり、重複する説明は省略する。ここでは、本実施の形態に係る装置の詳細な構成、従来例との相違点及び効果について述べる。
【0049】
本実施の形態に係る定着装置及び画像形成装置のうち関連部の構成を図3に示す。本実施の形態では加圧ローラと外部加熱ローラの代わりに、無端状に成型した薄膜フィルム130c,130bの内側にセラミックヒータ131c,131bを備えたものを外部加熱装置及び加圧装置として採用した。
【0050】
本実施の形態における薄膜フィルム130c,130bは、厚さ50μm、直径φ24mmのポリイミド樹脂から成る基体層と、例えばPEA等の高離型材料より成る表面層とを有しており、定着ローラ200との当接ニップ部で働く摩擦力により定着ローラ200に従勤し、又、セラミックヒータ131c,131b及びフィルムガイド132c,132bに摺勤して矢印方向に回転する。薄膜フィルムの基体層としては他の樹脂や金属製のものを用いても良い。
【0051】
セラミックヒータ131c,131bは外部加熱側、加圧側何れも幅8mm発熱量700Wのものを用い、従来公知の加圧手段により各々総圧15kgの力で定着ローラ200ヘ押圧されている。又、セラミックヒータ131c,131bのフィルムとの非当接面にはサーミスタ122c,122bが備えられており、各々のヒータ131c,131bの温度がモニターされる。
【0052】
一方、定着ローラ200は外径φ13mm、内径φ9mmのアルミ製芯金140aの上に厚さ3.5mmのシリコーンゴム弾性層141aを設け、更にその上に離型層として厚さ30μmのPEAコート層142aを設けたものを用いた。定着ローラ200の温度はサーミスタ121aによりモニターされる。
【0053】
本実施の形態のような定着装置では、ヒータ122c,122bが、熱容量の少ない薄膜フィルム130c,130bを介して直接定着ローラ200表面を加熱するため、より短い時間で定着ローラ200を所定の温度に加熱することができ、装置の立ち上がり時間を短縮することができる。
【0054】
通常の画像形成時においては、先ず、定着ローラ200は不図示の駆動手段により矢印方向に周速約120mm/sで回転駆動され、それに伴い加圧装置、外部加熱装置のフィルムはほぼ同速で従勤回転される。定着ローラ200は外部加熱装置202及び加圧装置201によって加熱され、表面の温度が180℃となるよう温度調整される。本実施の形態のよう定着装置では、定着ローラ200の表面を均一に加熱するため、加熱、温調は常に定着ローラ200が駆動されている状態において行われる。
【0055】
転写プロセスを終え、図中の上側に未定着トナー像104を保持した転写材105は不図示の手段により矢印方向に搬送され定着装置に入り、定着ローラ200、加圧装置201の当接ニップ110(約8mm)を通過する。ニップ内では転写材105が加熱加圧され画像定着が行われる。
【0056】
本実施の形態では、通常の画像形成時における外部加熱装置202のヒータ、定着ローラ200の通常の温度はそれぞれ190℃、180℃である。
【0057】
本実施の形態に係る画像形成装置においても、定着ローラ200表面に付着したオフセットトナーが外部加熱装置202上(フィルム)) に回り込んだ場合、図4及び以下に示すようなクリーニングモードを実行することによってオフセットトナーの除去が可能となっている。
【0058】
つまり、先ず外部加熱装置202及び加圧装置201のヒータ131c,131bにより定着ローラ200が第1の温度(本実施の形態では150℃)となるよう温度調整を行う。尚、この場合は温調温度が低いため、加圧装置201のヒータの使用は任意であり、OFFでも良い。又、上述の通りこのときも定着ローラ200を駆動しながら温度調整を行うが、クリーニングモードに入った時点で定着ローラ200の温度が150℃以上あるようならば停止状態で先ずローラを冷却し、その後、駆動を始めて温度調整を始めても良い。
【0059】
定着ローラ200が第1の温度に達した後、外部加熱装置202のヒータ温度のみを第2の温度(本実施の形態では190℃)に上げ、ごく短い時間経過後(本実施の形態では3秒)、定着装置に転写材105を通す。
【0060】
外部加熱装置202のヒータ温度はすぐに第2の温度に達するのに対し、自ら加熱することのない定着ローラ200の温度は、ごく短い時間の間は第1の温度より少し高い程度である。
【0061】
このような状態では、
外部加熱装置のヒータ温度−定着ローラの表面温度
の値が通常の画像形成時より大きくすることができる。その結果、実施の形態1で述べたようにオフセットトナーを外部加熱装置202上(フィルム表面)から定着ローラ200及び加圧装置201上へ移動させることができ、更に通紙によりオフセットトナーは転写材105上に定着され、装置外に排出することができる。
【0062】
外部加熱装置202のヒータ温度を第2の温度に上げた際における加圧装置201のヒータ温度は任意であるが、定着ローラ200の温度を必要以上に上げないようにするため、定着ローラ200の温度と同等かそれ以下(本実施の形態では150℃以下)であることが望ましい。定着ローラ200の温度以下にした場合はオフセットトナーが加圧装置201により多く集まるため、オフセットトナーを外部加熱装置202から遠ざけることができて好都合である。
【0063】
一方、転写材105が定着装置を通過する際、定着ローラ200や加圧装置201の温度が低いとオフセットトナーを転写材105上に十分定着できない場合があるが、そのような場合でも定着を確実に行うため、転写材105が定着装置を通過する間、逆に加圧装置201のヒータ温度を上げても良い。
【0064】
更に、実施の形態1で述べたようにクリーニングモードにおける定着ローラ200の回転速度を通常の画像形成時より遅く設定しても良い。
【0065】
本実施の形態では定着ローラ200表面の温度調整を短い時間で行うことができるため、クリーニングモードに要する時間が実施の形態1に比べて短くなる利点がある。尚、クリーニングモードを実行するタイミングについては実施の形態1と同様である。
【0066】
以上のように、外部加熱装置202のヒータ温度と定着ローラ200表面の温度差を通常の画像形成時における温度差より大きく保った状態で転写材105を通すクリーニングモードを設けることによって、オフセットトナーが外部加熱装置202に回り込んだ場合においても、このクリーニングモードを実行することによって、オフセットトナーを転写材105上に排出することができ、以後、オフセットトナーに起因する画像不良の発生を防ぐことができる。
【0067】
<実施の形態3>
本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成は図10において既に示した。従来例及び実施の形態1,2における画像形成装置の構成と同様であり、重複する説明は省略する。ここでは、本実施の形態に係る装置の詳細な構成、従来例との相違点及び効果について述べる。
【0068】
本実施の形態に係る定着装置及び画像形成装置のうち、関連部の構成を図5に示した。
【0069】
本実施の形態に係る定着装置の構成は実施の形態2における装置の構成とほぼ同様であるが、定着ローラ200のサーミスタ121aを省略した点が異なっている。その他の外部加熱装置202、加圧装置201、定着ローラ200については実施の形態2と同様のものを用いた。
【0070】
本実施の形態で定着ローラ200のサーミスタを省略したのは以下の理由による。
【0071】
つまり、特に実施の形態2でサーミスタとして定着ローラ200に接触するものを用いた場合、定着ローラ200の表面がサーミスタとの摩擦で削れてしまうことがあり、又、サーミスタ表面にオフセットトナーや紙粉が蓄積し、それが時々剥れて画像を汚すことがあったためである。
【0072】
本実施の形態における通常の画像形成時は、先ず定着ローラ200は不図示の駆動手段により矢印方向に周速約120mm/sで回転駆動され、それに伴い加圧装置201、外部加熱装置202のフィルムはほぼ同速で従動回転される。又、外部加熱装置202及び加圧装置201のヒータ131c,131bの温度が共に190℃となるよう温度調整される。定着ローラ200の表面温度を直接モニターする手段はないが、このようにして加熱することにより数10秒以内で定着ローラ200の温度は180℃付近に落ち着く。
【0073】
転写プロセスを終え、図中の上側に未定着トナー像104を保持した転写材105は、不図示の手段により矢印方向に搬送されて定着装置に入り、定着ローラ200と加圧装置201の当接ニップ110(約8mm)を通過する。ニップ内では転写材105が加熱加圧されて画像の定着が行われる。
【0074】
本実施の形態に係る画像形成装置において定着ローラ200表面に付着したオフセットトナーが外部加熱装置202上(フィルム130c上)に回り込んだ場合、図6に示すような実施の形態2とほぼ同様のクリーニングモードを実行してオフセットトナーの除去を行うが、以下の点で異なる。
【0075】
つまり、本実施の形態では、クリーニングモードにおいて定着ローラ200が第1の温度となるよう温度調整を行う際、加圧装置201のヒータ131bを用いず、外部加熱装置のヒータ131cのみを用い、又、定着ローラ200の温度モニター用として加圧装置201のサーミスタ122bを用いる。
【0076】
セラミックヒータ131c,131bと薄膜フィルム130c,130bの熱容量は定着ローラ200に比べ小さいため、加圧装置201のヒータ131bを動作させなければ、加圧装置201のヒータ131bの温度は定着ローラ200の温度に近くなる。つまり、加圧装置201のサーミスタ122bを定着ローラ200の温度モニターに用いることができる。
【0077】
本実施の形態では、クリーニングモードにおいて先ず定着ローラ200を駆動しながら加圧装置201のヒータ温度が第3の温度(本実施の形態の場合は130℃)となるよう外部加熱装置201のヒータ131bにより温度調整を行い、その後は実施の形態2と同じように外部加熱装置201のヒータ温度を第2の温度(本実施の形態では180℃)に上げて定着装置に転写材105を通す。
【0078】
以上のように、本実施の形態によれば、定着ローラ200のサーミスタを省略した場合においても、実施の形態2と同様のクリーニングモードを実施することができ、同様の効果を得ることができる。
【0079】
<実施の形態4>
本実施の形態では、画像形成装置及び定着装置の構成は実施の形態2と同様であるが、クリーニングモードにおける動作のみが異なっている。ここでは、実施の形態2での図3を用いて装置の説明を行い、又、本実施の形態におけるクリーニングモードを図7に示す。
【0080】
本実施の形態のクリーニングモードでは、先ず定着ローラ200が或る第4の温度(本実施の形態では120℃)以下であることを確認する。定着ローラ200の温度がそれ以上の場合はヒータを作動させずローラを冷却する。その後、定着ローラ200を駆動した状態で外部加熱装置201のヒータ131cを第2の温度(本実施の形態では190℃)に温度調整する。定着ローラ200のサーミスタ121aにより定着ローラ200の温度上昇をモニターし、 定着ローラ200の温度が第1の温度(本実施の形態では150℃)に達したときに定着装置に転写材105を通す。尚、加圧装置201のヒータ温度は任意であるが、第4の温度以下であることが望ましい。
【0081】
以上のようなクリーニングモードを実行することでも実施の形態2と同様の効果を得ることができる。
【0082】
<実施の形態5>
本実施の形態では、画像形成装置及び定着装置の構成は実施の形態3と同様であり、クリーニングモードにおける動作のみが異なっている。ここでは、実施の形態3での図5を用いて説明を行い、又、本実施の形態におけるクリーニングモードを図8に示す。
【0083】
本実施の形態のクリーニングモードでは、先ず外部加熱装置202と加圧装置201の一方若しくは双方のヒータ131c,131bの温度が或る第5の温度(本実施の形態では120℃)以下であることを確認する。ヒータ131c,131bの温度がそれ以上の場合はヒータ131c,131bを作動させず冷却する。その後、定着ローラ200を駆動した状態で外部加熱装置202のヒータ131cを第2の温度(本実施の形態では190℃)に温度調整する。加圧装置201のヒータ131bは動作させず、加圧装置201のサーミスタ122bによりヒータ131bの温度上昇をモニターし、加圧装置201のヒータ温度が第3の温度(本実施の形態では140℃)に達したときに定着装置に転写材105を通す。
【0084】
以上のようなクリーニングモードを実行することでも実施の形態3と同様の効果を得ることができる。
【0085】
<実施の形態6>
本実施の形態では、画像形成装置及び定着装置の構成は実施の形態3と同様であり、クリーニングモードにおける動作のみが異なっている。ここでは、実施の形態3での図5を用いて説明を行い、又、本実施の形態におけるクリーニングモードを図9に示す。
【0086】
本実施の形態のクリーニングモードでは、先ず外部加熱装置202と加圧装置201の一方若しくは双方のヒータ131c,131bの温度が或る第5の温度(本実施の形態では120℃)以下であることを確認する。ヒータ131c,131bの温度がそれ以上の場合はヒータ131c,131bを作動させず冷却する。その後、定着ローラ200を駆動した状態で外部加熱装置202と加圧装置201の一方若しくは双方のヒータ131c,131bを第2の温度(本実施の形態では190℃)に温度調整する。そして、或る一定時間経過経過した後に定着装置に転写材105を通す。
【0087】
以上のようなクリーニングモードを実行することでも実施の形態3と同様の効果を得ることができる。
【0088】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、少なくとも未定着現像剤像を担持した転写材の未定着現像剤担持側に接触し、該転写材を加熱可能な定着部材と、転写材には接触せず定着部材表面に接触して定着部材を加熱する外部加熱部材と、転写材を定着部材に対して押圧する加圧部材とを有する定着装置を備えた画像形成装置において、前記外部加熱部材と前記定着部材の表面温度の差が通常の画像形成時における両者の表面温度差依り大きい状態(クリーニング可能状態)で定着装置に転写材を通じるモード(クリーニングモード)を装置の非画像形成時に実行可能としたため、外部加熱手段に回り込んだオフセットトナーを除去することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る定着装置の概略構成を示す断面図である。
【図2】本発明の実施の形態1に係る定着装置及び画像形成装置におけるクリーニングモードの動作手順を示すフローチャートである。
【図3】本発明の実施の形態2に係る定着装置の概略構成を示す断面図である。
【図4】本発明の実施の形態2に係る定着装置及び画像形成装置におけるクリーニングモードの動作手順を示すフローチャートである。
【図5】本発明の実施の形態3に係る定着装置の概略構成を示す断面図である。
【図6】本発明の実施の形態3に係る定着装置及び画像形成装置におけるクリーニングモードの動作手順を示すフローチャートである。
【図7】本発明の実施の形態4に係る定着装置及び画像形成装置におけるクリーニングモードの動作手順を示すフローチャートである。
【図8】本発明の実施の形態5に係る定着装置及び画像形成装置におけるクリーニングモードの動作手順を示すフローチャートである。
【図9】本発明の実施の形態6に係る定着装置及び画像形成装置におけるクリーニングモードの動作手順を示すフローチャートである。
【図10】従来の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図11】従来の定着装置の概略構成を示す断面図である。
【図12】従来の定着装置の概略構成を示す断面図である。
【図13】従来の定着装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
100 定着ローラ(定着部材)
101 加圧ローラ(加圧部材)
102 外部加熱ローラ(外部加熱部材)
105 転写材
120a〜120c 温度検知手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present inventionImage forming apparatusIt is about.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an image forming apparatus, various systems such as an electrophotographic system, a thermal transfer system, and an ink jet system are used. Among these, the electrophotographic method is superior to other methods in terms of high speed, high image quality, and quietness, and is widely used as an image forming engine for copying machines and page printers.
[0003]
In the electrophotographic system, an electrostatic force is used to form an image of toner particles on a transfer material such as paper. A fixing device obtains a stable image by melting and fixing the toner image on a transfer material.
[0004]
Hereinafter, an electrophotographic color image forming apparatus will be described as an example, and a toner image forming principle in an electrophotographic system and a conventional example of a fixing device will be described.
[0005]
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a color image forming apparatus using an electrophotographic system, and the system shown in the figure is a system known as an intermediate transfer system among electrophotographic systems.
[0006]
First, the photosensitive drum 1 is rotationally driven in the direction of the arrow, and the surface thereof is uniformly charged to −600 V by the charger 2. Thereafter, a latent image corresponding to the image is formed on the surface of the photosensitive drum 1 by the scanning light 4 from the laser exposure optical system 3 or the like. The potential of the latent image portion formed by exposure with scanning light is approximately −200V.
[0007]
On the other hand, the color developing devices 5 (black), 6 (magenta), 7 (cyan), and 8 (yellow) containing toner as a developer are arranged on the rotor 21 in the vicinity of the photosensitive drum 1 as shown in the figure. As the rotor revolves every 90 degrees, the rotor is sequentially disposed at the development position facing the photosensitive drum 1.
[0008]
A constant amount of negatively charged toner is supplied onto the developing roller 5a, and a developing bias is applied to the developing roller 12 from a power source (not shown). By setting the developing bias to an appropriate value between the charging potential and the exposure portion potential, it is possible to perform development in which toner is selectively attached to the latent image on the photosensitive drum 1.
[0009]
The monochromatic image formed on the photosensitive drum 1 in this way is sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 9 that rotates in the arrow direction at substantially the same speed as the photosensitive drum 1. Reference numeral 10 denotes a transfer roller, to which a positive polarity transfer bias (200 V to 700 V) is applied by a power source 19. After the transfer, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 is removed by the cleaner 17.
[0010]
The above-described process is sequentially performed for each of the color developing devices 5 to 8 in synchronization with the rotation of the intermediate transfer belt 9, and when a four-color superimposed color image is formed on the intermediate transfer belt 9, the back surface of the transfer material 18 that is conveyed. Then, the secondary transfer roller 11 is brought into contact with the image, and the color image is secondarily transferred onto the transfer material 18 in a lump by an applied positive polarity bias (1 kV).
[0011]
When the above process is completed, the remaining toner in the secondary transfer is removed by the cleaner 13, and the intermediate transfer belt 9 is discharged by a discharging charger (not shown). As the charge eliminating charger, AC corona charging is often used. In order to increase the charge removal efficiency, an electrode is generally provided on the back surface of the intermediate transfer belt 9. In the drawing, a roller 16 is a tension roller, 15 is a driving roller, and 12 is a secondary transfer counter roller.
[0012]
The intermediate transfer belt 9 usually has a thickness of 70 μm to 200 μm and a volume resistivity of 10TenΩcm to 1016A resin film belt of PVdF of about Ωcm, polyamide, polyimide, PET, polycarbonate or the like, and a high resistance resin layer having a good releasability of several tens of μm on a low resistance base layer of rubber having a thickness of about 0.5 to 2 mm. A rubber belt or the like provided with can be used.
[0013]
The full color toner image transferred onto the transfer material is then fixed on the transfer material by passing through the fixing device 21 to become an output image of the device.
[0014]
Next, a schematic configuration of the fixing device in the conventional example will be described with reference to FIG.
[0015]
The fixing device is configured such that the transfer material 105 on which the unfixed developer image 104 is placed can pass through the contact nip 110 of two heating rollers (the fixing roller 100 and the pressure roller 101) whose temperatures are adjusted. Yes. The unfixed developer image 104 is heated and pressed to be fixed on the transfer material. The thermistors 120a and 120b are in contact with the surfaces of the rollers 100 and 101, and the temperature is adjusted based on the temperature detected by the thermistor. Each roller 100, 101 has a halogen heater 106a, 106b in the center, and the incident energy generated by the heater 106a, 106b is absorbed by the aluminum core bars 107a, 107b inside the roller 100, 101 and heated. The
[0016]
Elastic layers 108a and 108b made of silicon rubber having a thickness of 2 mm are provided around the aluminum core bars 107a and 107b. Further, PFA and PTFE are used to prevent toner and paper dust from adhering to the outer roller surface. Coating layers 109a and 109b made of a resin having good releasability such as the like are provided.
[0017]
The reason why the rollers 100 and 101 are provided with the elastic layer is as follows.
[0018]
First, the reason is to secure a sufficient fixing nip with a relatively small diameter roller. The second reason is to fix a color toner image cleanly. If there is no elastic layer, unevenness and thickness unevenness on the surface of the transfer material become uneven glossiness of the image, and particularly appear in a color image.
[0019]
On the other hand, in the case of a roller having an elastic layer as in the conventional example, the distance from the portion that generates heat by absorbing the radiation of the heater is increased, resulting in the following disadvantages.
[0020]
That is, when the heat on the roller surface is rapidly taken away by continuous paper feeding, heat supply from the core metal by heat conduction is not in time, and the temperature on the roller surface is lowered, resulting in fixing failure. Further, if strong heating is performed to compensate for the temperature drop on the surface, the temperature of the silicon rubber in the vicinity of the core metal becomes too high and the deterioration is accelerated. Such inconvenience is more severe as the roller diameter is smaller and the elastic layer is thicker when the transfer material supply speed is the same.
[0021]
In order to solve the above problem, a method has been proposed in which a heating member (external heating member) is brought into contact with the outside of the fixing roller to heat the fixing roller from the surface. FIG. 12 shows an example of the configuration of such a fixing device. In FIG. 12, a heating roller (external heating roller) 103 for directly heating the surface of the fixing roller is provided. The heat energy taken from the surface of the fixing roller by the external heating roller can be directly replenished from the surface, and even when the paper is continuously fed, the temperature of the roller surface is hardly lowered. In the figure, 107c is a metal roller, 106c is a heater, and 120c is a thermistor. In addition to such a roller, a ceramic heater or the like can be used as the external heating member.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
The toner is melted in the fixing nip, and the following force relationship is established.
[0023]
Aggregation force between toners> Adhesion force between fixing (pressurizing) roller surface and toner
Adhesive force between toner and transfer material> Adhesive force between fixing (pressurizing) roller surface and toner
As a result, the toner does not adhere to the fixing roller surface 109a and is fixed on the transfer material.
[0024]
On the other hand, when the image forming apparatus detects an abnormality such as a jam, the operation of the apparatus is stopped, and the roller heating by the heater is stopped to ensure safety. At this time, if there is a transfer material loaded with unfixed toner in the fixing nip 110, the above force relationship may be lost due to a decrease in roller temperature, and the toner may adhere (offset) to the surface of the fixing / pressure roller. It is also conceivable that the toner adheres to the roller during jamming by the user.
[0025]
In the case of the conventional fixing device shown in FIG. 11, the surfaces of the fixing roller and the pressure roller may be contaminated with the offset toner for the above reason. However, when the device returns to the normal state, the force relationship is established again. The offset toner on the fixing roller and the pressure roller is fixed again on the transfer material by the first sheet passing and can be removed from the roller.
[0026]
However, in the case of the conventional fixing device shown in FIG. 12, the offset toner due to jam or the like wraps around the external heating roller and does not come into contact with the transfer material even in the first sheet passing after the jam. All of the toner on the surface heating roller cannot be removed. The toner on the external heating roller gradually returns to the fixing roller and is mixed with the image toner on the transfer material and is fixed every time.
[0027]
Even in normal use while maintaining the force relationship, a small amount of offset is unavoidable, and dirt accumulates on the external heating roller due to long-term use, and when there is, it returns to the fixing roller and is mixed with the image and fixed. There was also a problem.
[0028]
In order to prevent the above inconvenience, a method for removing the offset toner by providing a cleaning member 115 that contacts the fixing roller and the external heating roller as shown in FIG. 13 has been proposed. However, the apparatus becomes larger and complicated. In addition, it is necessary for the apparatus user or a maintenance service person to periodically replace the cleaning member.
[0029]
  The present invention is described above.TaskThe purpose of the process is to remove the offset toner that has wrapped around the external heating means.Image forming apparatusIs to provide.
[0030]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention for solving the above-described problems includes an image forming unit that forms an unfixed toner image on a transfer material, a fixing roller, and a rotating body that contacts the surface of the fixing roller, and heats the fixing roller. An external heating unit, and a pressurizing unit that contacts the fixing roller and forms a fixing nip portion together with the fixing roller, and transfers the transfer material carrying an unfixed toner image in the fixing nip portion while nipping and conveying the transfer material. An image forming apparatus having a fixing unit that heat-fixes an unfixed toner image on a material, and transferring the transfer material from the fixing roller to the transfer material by removing the toner by conveying the transfer material through the fixing nip. A cleaning mode, and in the cleaning mode, the temperature difference between the external heating unit and the fixing roller surface is set to be larger than that during normal image formation, and the external heating is performed. Means and the fixing roller surface, characterized in that conveyed by the fixing nip transfer material at a timing that is the temperature difference.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0032]
<Embodiment 1>
The schematic configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment is the same as the configuration of the conventional image forming apparatus already shown in FIG. Here, the detailed configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment, the differences from the conventional example, and the effects will be described.
[0033]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a fixing device according to the present embodiment. In the illustrated fixing device, three heating rollers (fixing roller 100, pressure roller 101, and pressure roller 101, which include halogen heaters 106a, 106b, and 106c inside are shown. The external heating roller 102) is arranged as shown and does not have a cleaning member or the like. The fixing roller 100 and the pressure roller 101, and the fixing roller 100 and the external heating roller 102 are in contact with each other at predetermined pressures (40 kgf and 20 kgf, respectively).
[0034]
Each of the rollers 100, 101, 102 has temperature detection means 120a, 120b, 120c such as a thermistor. The roller temperature control means (not shown) is based on temperature detection information by the thermistor. The lighting of 106c is controlled, and the temperature of the rollers 100, 101, 102 is adjusted.
[0035]
In this embodiment, the diameter of the pressure roller 101 and the fixing roller 100 is both 40 mm, the diameter of the external heating roller 102 is 25 mm, and the roller length is 234 mm for the fixing roller 100, 228 mm for the pressure roller 101, and external heating. The roller 102 is 228. The halogen heaters 106a, 106b, and 106c were all those having a heating value of about 500W.
[0036]
Each of the fixing roller 100 and the pressure roller 101 has silicone rubber elastic layers 103a and 103b having a thickness of about 2 mm outside the hollow aluminum roller cores 107a and 107b (thickness of about 2 mm). High release surface layers 108a and 108b having a thickness of 20 μm are provided on the outside. Additives such as bengara and silica are added to the silicone rubber to improve thermal conductivity, and the rubber hardness is adjusted to 8 ° (test piece hardness JIS A). The external heating roller 102 has a hollow aluminum roller 107c provided with a coating layer 109c having a thickness of 20 μm made of a highly releasable material. As a highly releasable material used for the surface layer of each roller 100, 101, 102, fluorine-based resin such as PFA, PTFE, FEP, fluorine rubber, or the like can be used.
[0037]
During normal image formation, the surface temperature of the fixing roller 100 and the pressure roller 101 are both adjusted to about 180 ° C., and the surface temperature of the external heating roller 102 is adjusted to 185 ° C. The fixing roller 100 is rotationally driven in a direction indicated by an arrow at a peripheral speed of about 120 mm / s by a driving unit (not shown), and the other rollers 101 and 102 are driven to rotate. After the transfer process, the transfer material 105 holding the unfixed toner image 104 on the upper side in FIG. 1 is conveyed in the direction of the arrow by means not shown and enters the fixing device, where the contact roller nip between the fixing roller 100 and the pressure roller 101 110 (about 9 mm). In the nip 110, the transfer material 105 is heated and pressed to fix the image.
[0038]
The normal image formation described here is a basis weight of 60 to 90 g / m which is generally used.2 This refers to the case where paper is used as a transfer material.
[0039]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, when the offset toner attached to the surface of the fixing roller 100 wraps around the external heating roller 102, the offset toner is removed by executing the cleaning mode as shown in FIG. Removal is possible.
[0040]
That is, first, the temperature of the external heating roller 102 and the fixing roller 100 is adjusted by the control means so that the fixing device is not driven. The temperature adjustment in this cleaning mode is
Surface temperature of external heating roller-Surface temperature of fixing roller
Is made larger than the value during normal image formation. Specifically, in this embodiment, the (surface) temperature of the fixing roller 100 is the first temperature (160 ° C. in this embodiment), and the surface temperature of the external heating roller 102 is the second temperature (190 in this embodiment). ° C). Although the temperature control of the pressure roller 101 is arbitrary, the temperature is preferably the same as or lower than that of the fixing roller 100. In this embodiment, the temperature is set to 150 ° C.
[0041]
After reaching a predetermined temperature, the rollers 100, 101, 102 are driven. According to the inventor's study, the toner tends to easily move from a roller having a high temperature to a roller having a low temperature, and the tendency becomes stronger as the temperature difference increases. Therefore, the offset toner on the external heating roller 102 gradually moves onto the fixing roller 100 and the pressure roller 101 as the roller rotates.
[0042]
After rotating the roller for a certain time (a certain number of times) (10 seconds in this embodiment), the transfer material was passed through the fixing device, and it was already transferred from the external heating roller 102 to the fixing roller 100 and the pressure roller 101. All of the offset toner is fixed on the transfer material, discharged to the outside of the image forming apparatus, and the cleaning mode ends.
[0043]
The larger the temperature difference between the external heating roller 102 and the fixing roller 100, the easier the toner moves. If the temperature of the external heating roller 102 is raised too much, a hot offset occurs and the toner remains on the external heating roller 102. Also, if the temperature of the fixing roller 100 is too low, the temperature of the fixing nip portion becomes lower than the softening point of the toner, the adhesive force of the toner is lost, and the offset toner cannot be transferred to the transfer material. .
[0044]
For example, when the temperature of the fixing roller 100 and the pressure roller 101 is greatly lowered in the cleaning mode as compared with the normal image formation as in the present embodiment, the offset toner is fixed on the transfer material at the normal speed. It may not be cut.
[0045]
In the present embodiment, in the cleaning mode, the temperatures of the fixing roller 100 and the pressure roller 101 are made lower by rotating the rotation speed of the rollers 100, 101, and 102 slower than that during normal image formation (peripheral speed of about 60 mm / s). Even when the toner is low, the offset toner is easily fixed on the transfer material.
[0046]
In the cleaning mode, after the device detects a jam in the fixing device by means (not shown), the user cleans from the operation panel (not shown) of the main body or a host computer (not shown) connected to the device. It is executed at an arbitrary timing during non-image formation such as when a mode is designated.
[0047]
As described above, by providing a cleaning mode in which the transfer material is passed in a state where the temperature difference between the external heating roller 102 and the fixing roller 100 is kept larger than the temperature difference during normal image formation, the offset toner passes to the external heating unit. Even in such a case, by executing the cleaning mode, it is possible to discharge the offset toner onto the transfer material, and thereafter it is possible to prevent the occurrence of a defective image field due to the offset toner.
[0048]
<Embodiment 2>
The schematic configuration of the image forming apparatus in this embodiment has already been shown in FIG. This is the same as the configuration of the image forming apparatus in the conventional example and the first embodiment, and redundant description is omitted. Here, a detailed configuration of the apparatus according to the present embodiment, differences from the conventional example, and effects will be described.
[0049]
FIG. 3 shows a configuration of related portions of the fixing device and the image forming apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment, instead of the pressure roller and the external heating roller, those provided with ceramic heaters 131c and 131b inside the endless thin film films 130c and 130b are employed as the external heating device and the pressure device.
[0050]
Thin film 130c, 130b in the present embodiment has a base layer made of polyimide resin having a thickness of 50 μm and a diameter of φ24 mm, and a surface layer made of a high release material such as PEA, for example. Friction force acting at the contact nip portion of the fixing roller 200 is engaged with the ceramic heater 131c, 131b and the film guides 132c, 132b, and rotates in the direction of the arrow. As the base layer of the thin film, another resin or metal may be used.
[0051]
The ceramic heaters 131c and 131b are both 8 mm wide and 700 W in both the external heating side and the pressure side, and are pressed against the fixing roller 200 by a conventionally known pressurizing means with a total pressure of 15 kg. The thermistors 122c and 122b are provided on the non-contact surfaces of the ceramic heaters 131c and 131b with the film, and the temperatures of the heaters 131c and 131b are monitored.
[0052]
On the other hand, the fixing roller 200 is provided with a 3.5 mm-thick silicone rubber elastic layer 141a on an aluminum cored bar 140a having an outer diameter of φ13 mm and an inner diameter of φ9 mm, and further a PEA coating layer having a thickness of 30 μm as a release layer thereon. What provided 142a was used. The temperature of the fixing roller 200 is monitored by the thermistor 121a.
[0053]
In the fixing device as in the present embodiment, the heaters 122c and 122b directly heat the surface of the fixing roller 200 through the thin film films 130c and 130b having a small heat capacity, so that the fixing roller 200 is brought to a predetermined temperature in a shorter time. It can be heated and the rise time of the apparatus can be shortened.
[0054]
During normal image formation, first, the fixing roller 200 is rotationally driven in a direction indicated by an arrow at a peripheral speed of about 120 mm / s by a driving unit (not shown), and accordingly, the film of the pressure device and the external heating device are at substantially the same speed. The employee is rotated. The fixing roller 200 is heated by the external heating device 202 and the pressure device 201, and the temperature is adjusted so that the surface temperature becomes 180 ° C. In the fixing device as in the present embodiment, in order to uniformly heat the surface of the fixing roller 200, heating and temperature control are always performed in a state where the fixing roller 200 is driven.
[0055]
After the transfer process is completed, the transfer material 105 holding the unfixed toner image 104 on the upper side in the drawing is conveyed in the direction of the arrow by means not shown, enters the fixing device, and the contact roller nip 110 between the fixing roller 200 and the pressure device 201. (About 8 mm). In the nip, the transfer material 105 is heated and pressed to fix the image.
[0056]
In the present embodiment, the normal temperatures of the heater of the external heating device 202 and the fixing roller 200 during normal image formation are 190 ° C. and 180 ° C., respectively.
[0057]
Also in the image forming apparatus according to the present embodiment, when the offset toner adhering to the surface of the fixing roller 200 wraps around the external heating device 202 (film), the cleaning mode as shown in FIG. As a result, the offset toner can be removed.
[0058]
That is, first, temperature adjustment is performed by the heaters 131c and 131b of the external heating device 202 and the pressure device 201 so that the fixing roller 200 becomes the first temperature (150 ° C. in the present embodiment). In this case, since the temperature control temperature is low, the use of the heater of the pressure device 201 is arbitrary and may be OFF. Also, as described above, the temperature adjustment is performed while driving the fixing roller 200 at this time, but if the temperature of the fixing roller 200 is 150 ° C. or higher when the cleaning mode is entered, the roller is first cooled in the stopped state, Thereafter, the temperature adjustment may be started by starting driving.
[0059]
After the fixing roller 200 reaches the first temperature, only the heater temperature of the external heating device 202 is raised to the second temperature (190 ° C. in the present embodiment), and after a very short time (3 in the present embodiment). Second), the transfer material 105 is passed through the fixing device.
[0060]
While the heater temperature of the external heating device 202 immediately reaches the second temperature, the temperature of the fixing roller 200 that does not heat itself is slightly higher than the first temperature for a very short time.
[0061]
In such a state,
Heater temperature of external heating device-surface temperature of fixing roller
Can be made larger than that during normal image formation. As a result, as described in the first embodiment, the offset toner can be moved from the external heating device 202 (film surface) to the fixing roller 200 and the pressure device 201, and the offset toner is transferred to the transfer material by passing paper. It is fixed on 105 and can be discharged out of the apparatus.
[0062]
The heater temperature of the pressure device 201 when the heater temperature of the external heating device 202 is raised to the second temperature is arbitrary, but in order not to raise the temperature of the fixing roller 200 more than necessary, the fixing roller 200 It is desirable that the temperature be equal to or lower than the temperature (in this embodiment, 150 ° C. or lower). When the temperature is equal to or lower than the temperature of the fixing roller 200, a large amount of offset toner is collected by the pressure device 201, which is convenient because the offset toner can be kept away from the external heating device 202.
[0063]
On the other hand, when the transfer material 105 passes through the fixing device, if the temperature of the fixing roller 200 or the pressure device 201 is low, the offset toner may not be sufficiently fixed on the transfer material 105. Therefore, the heater temperature of the pressure device 201 may be raised while the transfer material 105 passes through the fixing device.
[0064]
Further, as described in the first embodiment, the rotation speed of the fixing roller 200 in the cleaning mode may be set slower than that during normal image formation.
[0065]
In this embodiment, since the temperature adjustment of the surface of the fixing roller 200 can be performed in a short time, there is an advantage that the time required for the cleaning mode is shorter than that in the first embodiment. The timing for executing the cleaning mode is the same as in the first embodiment.
[0066]
As described above, by providing the cleaning mode in which the transfer material 105 is passed while maintaining the temperature difference between the heater temperature of the external heating device 202 and the surface temperature of the fixing roller 200 larger than the temperature difference during normal image formation, the offset toner is removed. Even in the case where the external heating device 202 wraps around, it is possible to discharge the offset toner onto the transfer material 105 by executing this cleaning mode, and to prevent the occurrence of image defects due to the offset toner thereafter. it can.
[0067]
<Embodiment 3>
The schematic configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment has already been shown in FIG. This is the same as the configuration of the conventional example and the image forming apparatus in the first and second embodiments, and a duplicate description is omitted. Here, a detailed configuration of the apparatus according to the present embodiment, differences from the conventional example, and effects will be described.
[0068]
Among the fixing device and the image forming apparatus according to the present embodiment, the configuration of the related portion is shown in FIG.
[0069]
The configuration of the fixing device according to the present embodiment is substantially the same as the configuration of the device according to the second embodiment, except that the thermistor 121a of the fixing roller 200 is omitted. Other external heating device 202, pressure device 201, and fixing roller 200 are the same as those in the second embodiment.
[0070]
The reason why the thermistor of the fixing roller 200 is omitted in the present embodiment is as follows.
[0071]
That is, in particular, when the thermistor that contacts the fixing roller 200 is used in the second embodiment, the surface of the fixing roller 200 may be scraped by friction with the thermistor, and offset toner or paper dust may be formed on the surface of the thermistor. Is accumulated, and sometimes it peels off and stains the image.
[0072]
During normal image formation in the present embodiment, first, the fixing roller 200 is rotationally driven at a peripheral speed of about 120 mm / s in the direction of the arrow by a driving unit (not shown), and accordingly, the film of the pressure device 201 and the external heating device 202 is driven. Is driven and rotated at almost the same speed. Further, the temperature is adjusted so that the temperatures of the heaters 131c and 131b of the external heating device 202 and the pressure device 201 are both 190 ° C. Although there is no means for directly monitoring the surface temperature of the fixing roller 200, the temperature of the fixing roller 200 settles to around 180 ° C. within several tens of seconds by heating in this way.
[0073]
After the transfer process, the transfer material 105 holding the unfixed toner image 104 on the upper side in the drawing is conveyed in the direction of the arrow by means not shown and enters the fixing device, where the fixing roller 200 and the pressure device 201 abut. Pass through the nip 110 (approximately 8 mm). In the nip, the transfer material 105 is heated and pressed to fix the image.
[0074]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, when the offset toner adhering to the surface of the fixing roller 200 wraps around the external heating device 202 (on the film 130c), it is almost the same as in the second embodiment as shown in FIG. The offset toner is removed by executing the cleaning mode, but differs in the following points.
[0075]
That is, in this embodiment, when the temperature adjustment is performed so that the fixing roller 200 becomes the first temperature in the cleaning mode, only the heater 131c of the external heating device is used instead of the heater 131b of the pressure device 201, or The thermistor 122b of the pressure device 201 is used for monitoring the temperature of the fixing roller 200.
[0076]
Since the heat capacities of the ceramic heaters 131 c and 131 b and the thin film films 130 c and 130 b are smaller than those of the fixing roller 200, the temperature of the heater 131 b of the pressure device 201 is the temperature of the fixing roller 200 unless the heater 131 b of the pressure device 201 is operated. Close to. That is, the thermistor 122 b of the pressure device 201 can be used for monitoring the temperature of the fixing roller 200.
[0077]
In the present embodiment, the heater 131b of the external heating device 201 is first driven in the cleaning mode so that the heater temperature of the pressure device 201 becomes the third temperature (130 ° C. in the present embodiment) while driving the fixing roller 200. Then, the temperature of the external heating device 201 is raised to a second temperature (180 ° C. in this embodiment) and the transfer material 105 is passed through the fixing device, as in the second embodiment.
[0078]
As described above, according to the present embodiment, even when the thermistor of the fixing roller 200 is omitted, the same cleaning mode as in the second embodiment can be performed, and the same effect can be obtained.
[0079]
<Embodiment 4>
In this embodiment, the configurations of the image forming apparatus and the fixing apparatus are the same as those in the second embodiment, but only the operation in the cleaning mode is different. Here, the apparatus will be described with reference to FIG. 3 in the second embodiment, and the cleaning mode in the present embodiment is shown in FIG.
[0080]
In the cleaning mode of the present embodiment, it is first confirmed that the fixing roller 200 is below a certain fourth temperature (120 ° C. in the present embodiment). When the temperature of the fixing roller 200 is higher than that, the roller is cooled without operating the heater. Thereafter, the temperature of the heater 131c of the external heating device 201 is adjusted to the second temperature (190 ° C. in the present embodiment) while the fixing roller 200 is driven. The temperature rise of the fixing roller 200 is monitored by the thermistor 121a of the fixing roller 200. When the temperature of the fixing roller 200 reaches the first temperature (150 ° C. in this embodiment), the transfer material 105 is passed through the fixing device. The heater temperature of the pressurizing device 201 is arbitrary, but is desirably equal to or lower than the fourth temperature.
[0081]
By executing the cleaning mode as described above, the same effect as that of the second embodiment can be obtained.
[0082]
<Embodiment 5>
In the present embodiment, the configurations of the image forming apparatus and the fixing apparatus are the same as those in the third embodiment, and only the operation in the cleaning mode is different. Here, the description will be made with reference to FIG. 5 in the third embodiment, and the cleaning mode in the present embodiment is shown in FIG.
[0083]
In the cleaning mode of this embodiment, first, the temperature of one or both of the heaters 131c and 131b of the external heating device 202 and the pressurizing device 201 is equal to or lower than a fifth temperature (120 ° C. in this embodiment). Confirm. When the temperature of the heaters 131c and 131b is higher than that, the heaters 131c and 131b are cooled without being operated. Thereafter, the temperature of the heater 131c of the external heating device 202 is adjusted to the second temperature (190 ° C. in this embodiment) while the fixing roller 200 is driven. The heater 131b of the pressure device 201 is not operated, and the temperature rise of the heater 131b is monitored by the thermistor 122b of the pressure device 201, and the heater temperature of the pressure device 201 is the third temperature (140 ° C. in the present embodiment). Is reached, the transfer material 105 is passed through the fixing device.
[0084]
The same effect as in the third embodiment can be obtained by executing the cleaning mode as described above.
[0085]
<Embodiment 6>
In the present embodiment, the configurations of the image forming apparatus and the fixing apparatus are the same as those in the third embodiment, and only the operation in the cleaning mode is different. Here, the description will be made with reference to FIG. 5 in the third embodiment, and the cleaning mode in the present embodiment is shown in FIG.
[0086]
In the cleaning mode of this embodiment, first, the temperature of one or both of the heaters 131c and 131b of the external heating device 202 and the pressurizing device 201 is equal to or lower than a fifth temperature (120 ° C. in this embodiment). Confirm. When the temperature of the heaters 131c and 131b is higher than that, the heaters 131c and 131b are cooled without being operated. Thereafter, with the fixing roller 200 driven, the temperature of one or both of the heaters 131c and 131b of the external heating device 202 and the pressure device 201 is adjusted to the second temperature (190 ° C. in this embodiment). Then, after a certain period of time has passed, the transfer material 105 is passed through the fixing device.
[0087]
The same effect as in the third embodiment can be obtained by executing the cleaning mode as described above.
[0088]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, at least a fixing member that is in contact with an unfixed developer carrying side of a transfer material carrying an unfixed developer image and can heat the transfer material, and a transfer material In the image forming apparatus comprising a fixing device having an external heating member that contacts the surface of the fixing member and heats the fixing member, and a pressure member that presses the transfer material against the fixing member. A mode in which the transfer material is passed through the fixing device (cleaning mode) in a state where the difference between the surface temperatures of the heating member and the fixing member is large (cleanable state) due to the difference in the surface temperature during normal image formation. Since it is sometimes feasible, it is possible to remove the offset toner that has wrapped around the external heating means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a fixing device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation procedure of a cleaning mode in the fixing device and the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a fixing device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing an operation procedure of a cleaning mode in the fixing device and the image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a fixing device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation procedure of a cleaning mode in the fixing device and the image forming apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing an operation procedure of a cleaning mode in the fixing device and the image forming apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation procedure of a cleaning mode in the fixing device and the image forming apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing an operation procedure of a cleaning mode in the fixing device and the image forming apparatus according to Embodiment 6 of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a conventional image forming apparatus.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a conventional fixing device.
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a conventional fixing device.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a conventional fixing device.
[Explanation of symbols]
100 Fixing roller (fixing member)
101 Pressure roller (pressure member)
102 External heating roller (external heating member)
105 Transfer material
120a-120c temperature detection means

Claims (3)

転写材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、定着ローラと、前記定着ローラの表面に接触する回転体を有し前記定着ローラを加熱する外部加熱手段と、前記定着ローラに接触し前記定着ローラと共に定着ニップ部を形成する加圧手段と、を有し、前記定着ニップ部で未定着トナー像を担持する転写材を挟持搬送しつつ転写材上に未定着トナー像を加熱定着する定着部と、を有する画像形成装置において、An image forming unit that forms an unfixed toner image on a transfer material, a fixing roller, an external heating unit that has a rotating body that contacts the surface of the fixing roller, and that heats the fixing roller; A fixing unit that heats and fixes the unfixed toner image on the transfer material while sandwiching and transporting the transfer material carrying the unfixed toner image at the fixing nip portion. An image forming apparatus having:
転写材を前記定着ニップ部で搬送することにより前記定着ローラから転写材にトナーを転移させてトナーを除去するクリーニングモードを有し、前記クリーニングモードでは、前記外部加熱手段と前記定着ローラ表面の温度差が通常の画像形成時よりも大きくなるように設定され、前記外部加熱手段と前記定着ローラ表面がこの温度差となっているタイミングで転写材を前記定着ニップ部で搬送することを特徴とする画像形成装置。A cleaning mode in which toner is transferred from the fixing roller to the transfer material by removing the toner by conveying the transfer material at the fixing nip, and in the cleaning mode, the temperature of the external heating unit and the surface of the fixing roller The difference is set to be larger than that at the time of normal image formation, and the transfer material is conveyed by the fixing nip portion at a timing when the temperature of the external heating unit and the fixing roller is the temperature difference. Image forming apparatus.
前記外部加熱手段は、前記回転体の内部に前記回転体内周面に対して非接触であるヒータを有し、前記クリーニングモードでは前記回転体の表面温度と前記定着ローラの温度差を通常の画像形成時よりも大きく設定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。The external heating unit includes a heater that is in non-contact with the peripheral surface of the rotating body inside the rotating body, and in the cleaning mode, the difference between the surface temperature of the rotating body and the temperature of the fixing roller is a normal image. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is set to be larger than that at the time of formation. 前記外部加熱手段は、前記回転体の内部に前記回転体内周面に対して接触するヒータを有し、前記クリーニングモードでは前記ヒータの温度と前記定着ローラの温度差を通常の画像形成時よりも大きく設定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。The external heating unit includes a heater that contacts the outer circumferential surface of the rotating body inside the rotating body, and in the cleaning mode, the temperature difference between the heater and the fixing roller is set higher than that during normal image formation. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is set large.
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