JP2004354521A

JP2004354521A - Fixing device

Info

Publication number: JP2004354521A
Application number: JP2003149737A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Watanabe; 茂渡邊; Yasutaka Goto; 康孝後藤; Takeshi Fukuda; 福田　　剛士
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2004-12-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device that allows an overheat preventing means, such as a thermostat, to be disposed in the middle of a heat roll, surely operates the overheat preventing means, and ensures safety, by disposing a temperature sensor of a non-contact type within the paper passage area of the heat roll in the middle of the axial direction of the heat roll so that the temperature of the paper passage area of the heat member is detected without contact with it, although a conventional temperature sensor of a contact type has been disposed in the paper non-passage area of a heat roll. <P>SOLUTION: The fixing device detects the surface temperature of a heat member with a temperature detection means of a non-contact type, controls the surface temperature of the heat member, and fixes an unfixed image under heat by passing the unfixed image on a recording medium on it between the heat member and a pressure member. In the fixing device, the temperature detection means of the non-contact type and at least the one overheat prevention means that prevents abnormal overheat of the heat member are disposed within the width of the heat member, through which a recording medium of the smallest size is passed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を適用したプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置に関し、特に、加熱部材の温度検知の性能を落とすことなく、当該加熱部材の異常加熱を防止することが可能な定着装置に関するものである。
【０００２】
【特許文献１】特開平１１−１３３７９６号公報
【０００３】
【従来の技術】
従来、上記電子写真方式を適用したプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置としては、内部に加熱源を有する加熱ロールに、加圧ロールや定着ベルトを圧接し、これら加熱ロールと加圧ロールや定着ベルトとの間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録用紙を通過させることにより、未定着トナー像を熱及び圧力によって記録用紙上に定着させるように構成したものがある。
【０００４】
かかる定着装置では、例えば、加熱ロールの表面温度を、当該加熱ロールの非通紙部である端部に設けた接触式の温度センサーによって検知し、加熱源への通電を制御することにより、加熱ロールの通紙部の表面温度が所定の温度になるように予測制御するように構成されている。
【０００５】
また、上記定着装置では、加熱ロールの異常な昇温を防止するため、当該加熱ロールの軸方向に沿った中央部に、サーモスタット等の過熱防止手段を配置し、加熱ロールの表面温度が異常に上昇した場合に、加熱源への通電を遮断することによって、記録用紙が発火したりするのを確実に防止するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記従来の画像形成装置に使用される定着装置の場合、フルカラーの画像を比較的高い生産性で形成するためには、加熱ロールの内部に配設される加熱源として発熱量の大きなものを使用するとともに、加熱ロールの回転速度を増速させる必要がある。
【０００７】
すると、上記加熱ロールの表面温度を検出する温度センサーとして、加熱ロールの非通紙部である端部に設けた接触式の温度センサーを用い、加熱ロールの通紙部の表面温度を予測制御するように構成した場合には、加熱ロールの通紙部の温度を直接検出するものではないため、加熱ロールの通紙部が異常に昇温する虞れが生じるという問題点を招来することになる。
【０００８】
そこで、かかる問題点を回避するためには、特開平１１−１３３７９６号公報等に開示されているように、加熱ロールの軸方向の中央部における通紙部に、非接触式の温度センサーを設け、当該加熱ロールの通紙部の温度を直接検出して、加熱源への通電を制御するように構成したものが既に提案されている。
【０００９】
しかし、上記従来技術のように、接触式の温度センサーを加熱ロールの非通紙部である端部に配設した場合には、安全性を確保するためのサーモスタット等の過熱防止手段を、加熱ロールの中央部の広い領域に配置することができるが、加熱ロールの軸方向の中央部における通紙部に、非接触式の温度センサーを配設すると、非接触式の温度センサーは、その機能上、設置スペースを必要とするため、安全性を確保するためのサーモスタット等の過熱防止手段を、加熱ロールの中央部に配置することが困難になるという問題点を有している。
【００１０】
また、上記安全性を確保するためのサーモスタット等の過熱防止手段を、加熱ロールの中央部から離れた位置に配置した場合には、当該サーモスタット等の過熱防止手段の動作が遅れて、加熱ロールの異常昇温を確実に防止することができない虞れが生じるという問題点を有している。
【００１１】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、加熱ロール等の加熱部材の通紙部温度を、非接触式の温度センサーによって検出することができるように構成しても、サーモスタット等の過熱防止手段を確実に動作させて、安全性を満足させることが可能な定着装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、加熱部材の表面温度を非接触式の温度検知手段で検知して、当該加熱部材の表面温度を制御し、前記加熱部材と加圧部材との間に未定着画像を担持した記録媒体を通過させることによって加熱定着する定着装置において、前記非接触式の温度検知手段と、前記加熱部材の異常過熱を防止する少なくとも１つの過熱防止手段を、前記加熱部材の最小サイズの記録媒体の通過幅内に配置したことを特徴とする定着装置である。
【００１３】
また、請求項２に記載された発明は、前記非接触式の温度検知手段と、前記過熱防止手段は、前記加熱部材の表面に対して、同軸上に近接させて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
【００１４】
さらに、請求項３に記載された発明は、前記非接触式の温度検知手段と、前記過熱防止手段は、前記加熱部材の記録媒体の通過範囲の中心からほぼ等しい距離だけ離れて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
【００１５】
又、請求項４に記載された発明は、前記過熱防止手段は、２つ配置されており、他方の過熱防止手段が、前記加熱部材の最大サイズの記録媒体の通過幅内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
【００１６】
更に、請求項５に記載された発明は、前記加熱部材表面の温度分布が、ほぼ左右対象に設定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の定着装置である。
【００１７】
また、請求項６に記載された発明は、前記過熱防止手段は、サーモスタットで構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の定着装置である。
【００１８】
なお、上記過熱防止手段としては、サーモスタットと同等の機能を発揮し得るものであれば、サーモスタットに限定されるものではない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置を画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示すものである。
なお、このタンデム型のフルカラープリンタは、小型のフルカラープリンタとしての特徴を有するものであり、しかも、フルカラーの画像を高い生産性（例えば、Ａ４サイズで２４枚／分）でプリントすることが可能となっている。
【００２１】
図２において、０１はタンデム型のフルカラープリンタの本体を示すものであり、このプリンタ本体０１の内部には、大別して、フルカラーの画像形成を行うプリントヘッドデバイス（ＰｒｉｎｔＨｅａｄＤｅｖｉｃｅ）０２と、このプリントヘッドデバイス０２の像担持体としての４つの感光体ドラム１１，１２，１３，１４に画像露光を施す露光装置としてのＲＯＳ（ＲａｓｔｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｎｅｒ）０３と、上記プリントヘッドデバイス０２の各色の現像装置４１，４２，４３，４４に対応する色のトナーを供給する４つのトナーボックス０４Ｙ，０４Ｍ，０４Ｃ，０４Ｋと、上記プリントヘッドデバイス０２に記録媒体としての記録用紙Ｐを供給する給紙カセット０５と、上記プリントヘッドデバイス０２からトナー像が転写された記録用紙Ｐに対して、定着処理を施す定着装置７０と、この定着装置７０によって片面に画像が定着された記録用紙Ｐを、表裏を反転した状態で、再度プリントヘッドデバイス０２の転写部へと搬送する両面用搬送経路０７と、プリンタ本体０１の外部から所望の記録用紙Ｐを給紙する手差し給紙手段０８と、プリンタの動作を制御するコントローラ０９と、画像信号に対して画像処理を施す画像処理回路や高圧電源回路等からなる電気回路１０とが設けられている。なお、図２中、Ｔは画像が形成された記録用紙Ｐを排出する排出トイレを示すものであり、この排出トイレＴは、プリンタ本体０１の上部に一体的に配置されている。
【００２２】
上記プリンタ本体０１の内部に配設される種々の部材のうち、露光装置としてのＲＯＳ０３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した画像データに基づいて点灯駆動される４つの半導体レーザや、これら４つの半導体レーザから出射される４本のレーザ光を、偏向走査するためのポリゴンミラーやｆ−θレンズ、あるいは複数枚の反射ミラーなどから構成されている。
【００２３】
図３はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタのプリントヘッドデバイスを示すものである。尚、図３中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
【００２４】
このプリントヘッドデバイス０２は、図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム（像担持体）１１，１２，１３，１４を有する画像形成ユニット１，２，３，４と、これら感光体ドラム１１，１２，１３，１４に接触する一次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）２１，２２，２３，２４と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１，３２，３３，３４を照射するＲＯＳ（露光装置）０３（図２参照）と、上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４上に形成された静電潜像を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーで現像する現像装置４１，４２，４３，４４と、上記４つの感光体ドラム１１，１２，１３，１４のうちの２つの感光体ドラム１１，１２に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）５１及び他の２つの感光体ドラム１３，１４に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）５２と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）５３と、この二次中間転写ドラム５３に接触する最終転写ロール（転写部材）６０とで、その主要部が構成されている。
【００２５】
感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、共通の接平面Ｍを有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２は、各回転軸が該感光体ドラム１１，１２，１３，１４軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム５３は、該感光体ドラム１１，１２，１３，１４と回転軸が平行であるように配置されている。
【００２６】
各色毎の画像情報に応じた信号は、電気回路１０（図２参照）に配設された画像処理回路によりラスタライジングされてＲＯＳ０３に入力される。このＲＯＳ０３では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１，３２，３３，３４が変調され、対応する色の感光体ドラム１１，１２，１３，１４に照射される。
【００２７】
上記各感光体ドラム１１，１２，１３，１４の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４としては、例えば、直径２０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、例えば、１５１ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面は、図３に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール２１，２２，２３，２４に、約−８４０ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約−３００Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。
【００２８】
その後、感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面には、露光装置としてのＲＯＳ０３によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したレーザ光３１，３２，３３，３４が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、ＲＯＳ０３で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は−６０Ｖ以下程度にまで除電される。
【００２９】
また、上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置４１，４２，４３，４４によって現像され、感光体ドラム１１，１２，１３，１４上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。
【００３０】
この実施の形態では、現像装置４１，４２，４３，４４として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限定されるものではなく、非接触型の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。
【００３１】
現像装置４１，４２，４３，４４には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填されている。これらの現像装置４１，４２，４３，４４には、図２に示すように、対応する色のトナーボックス０４Ｙ，０４Ｍ，０４Ｃ，０４Ｋからトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー４０４で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール４０１の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール４０１に現像剤を搬送するパドル４０３によって、当該現像ロール４０１の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材４０２によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、３０〜５０ｇ／ｍ^２であり、また、このとき現像ロール４０１上に存在するトナーの帯電量は、概ね−２０〜３５μＣ／ｇ程度である。
【００３２】
上記現像ロール４０１上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム１１，１２，１３，１４と接触している。この現像ロール４０１にＡＣ＋ＤＣの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール４０１上のトナーを感光体ドラム１１，１２，１３，１４上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、例えば、現像バイアス電圧のＡＣ成分が４ｋＨｚ、１．５ｋＶｐｐで、ＤＣ成分が−２３０Ｖ程度に設定されている。
【００３３】
この実施の形態では、上記現像装置４１，４２，４３，４４において、トナーとして略球形状のトナーである所謂”球形トナー”であって、その平均粒径が３〜１０μｍ程度のものが使用され、例えば、ブラック色のトナーの平均粒径は８μｍ、カラートナーの平均粒径は７μｍに設定される。
【００３４】
次に、上記各感光体ドラム１１，１２，１３，１４上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム１１，１２上に形成されたイエロー（Ｙ）およびマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム５１上に、感光体ドラム１３，１４上に形成されたシアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム５２上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム５１上には、感光体ドラム１１または１２のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム１１及び１２の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム５２上にも、感光体ドラム１３，１４から同様な単色像と二重色像が形成される。
【００３５】
上記第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２上に感光体ドラム１１，１２，１３，１４からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋２５０〜５００Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように、トナーの帯電量が−２０〜３５μＣ／ｇの範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位は、＋３８０Ｖ程度が望ましい。
【００３６】
この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２は、例えば、外径が４２ｍｍに形成され、抵抗値は１０^８Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０^２〜１０^３Ω）が、厚さ０．１〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム５１，５２の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３〜１００ μｍの高離型層（Ｒ＝１０^５〜１０^９Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝１０^５〜１０^９Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。
【００３７】
このように第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム５３上に静電的に３次転写される。従って、二次中間転写ドラム５３上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
【００３８】
この二次中間転写ドラム５３上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋６００〜１２００Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム１１，１２，１３，１４から第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と二次中間転写ドラム５３との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が−２０〜３５μＣ／ｇの範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位が＋３８０Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム５３の表面電位は、＋８８０Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と二次中間転写ドラム５３との間の電位差は、＋５００Ｖ程度に設定することが望ましい。
【００３９】
この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム５３は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と同じ４２ｍｍに形成され、抵抗値は１０^１１Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム５３も第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０^２〜１０^３Ω）が、厚さ０．１〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム５３の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３〜１００ μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム５３の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム５３が第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。
【００４０】
次に、上記二次中間転写ドラム５３上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール６０によって、用紙搬送路を通る用紙Ｐに３次転写される。この用紙Ｐは、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール９０を通過し、二次中間転写ドラム５３と最終転写ロール６０のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着装置７０によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００４１】
図４はこの実施の形態に係る定着装置の外観を示す斜視図、図５はこの実施の形態に係る定着装置を示す断面図である。
【００４２】
この実施の形態に係る定着装置７０は、図５に示すように、内部に加熱源７０１を有する加熱部材としての加熱ロール７０２と、無端ベルト状の定着ベルト７０３と、前記定着ベルト７０３が回転自在となるように当該定着ベルト７０３の両端を支持するベルトガイド部材７０４と、前記定着ベルト７０３の内部に配設され、前記加熱ロール７０２の表面に定着ベルト７０３を圧接させる圧接部材７０５と、前記定着ベルト７０３の内面にオイルを供給するオイル供給部材としてのフェルト部材７０６とを備えるように構成されている。なお、図５中、７５０は定着装置７０の出口ロールを、７５１は出口センサーを、７５２は出口センサー７５１のアクチュエータをそれぞれ示している。
【００４３】
上記加熱ロール７０２は、鉄やステンレス等からなる薄肉円筒状の芯金と、当該芯金の表面に被覆されたシリコンゴム等からなる肉厚０．６５ｍｍ程度の弾性層と、当該弾性層の表面の被覆されたＰＦＡ等からなる肉厚３０μｍ程度の離型層とから構成されている。また、上記加熱ロール７０２の内部には、加熱源として６５０Ｗのハロゲンランプ７０１が配設されている。
【００４４】
また、上記定着ベルト７０３は、ポリイミド等の合成樹脂によって、外径が３０ｍｍ、肉厚が７５μｍの無端ベルト状に形成されており、必要に応じて、表面にＰＦＡ等からなる離型層が設けられる。
【００４５】
さらに、上記ベルトガイド部材７０４は、図６に示すように、圧接部材７０５に一体的に組み付けられるように構成されている。
【００４６】
この圧接部材７０５は、図６及び図７に示すように、合成樹脂製のベルトハウジング７０７と、当該ベルトハウジング７０７に嵌合状態に装着される断面略コ字形状の金属製のベルトフレーム７０８と、定着ベルト７０３を加熱ロール７０２に圧接させるためのニップヘッド部材７０９と、当該ニップヘッド部材７０９に装着されるパッド部材７１０とから、主に構成されている。
【００４７】
また、上記ベルトガイド部材７０４は、図６及び図７に示すように、ベルトフレーム７０８の両端部に互いに平行に突設された嵌合部７０８ａに嵌合された状態で、ベルトハウジング７０７の両端部に装着されるようになっている。
【００４８】
さらに、上記オイル供給部材としてのフェルト部材７０６は、例えば、ノーメックス（商品名）からなり、当該フェルト部材７０６には、粘度３００ｃｓのアミノＳｉオイル等からなるオイルが、２．０ｇ程度含浸されている。このフェルト部材７０６は、図５及び図７に示すように、ベルトフレーム７０８の背面側に接着等の手段によって固定した状態で取り付けられている。
【００４９】
また、上記圧接部材７０５は、図８に示すように、ベルトガイド部材７０４を介して、アーム部材７１７に取り付けられており、このアーム部材７１７は、コイルスプリング７１８によって圧接部材７０５を加熱ロール７０２に所定の圧力で圧接させるように構成されている。なお、図７及び図８中、７１９は定着ベルト７０３と０圧接部材７０５との間に介在される合成樹脂製のフィルム状のシート部材を示しており、やはり、定着ベルト７０３と圧接部材７０５との間の摩擦を低減するものであるが、必ずしも設けなくとも良い。
【００５０】
ところで、この実施の形態に係る定着装置は、加熱ロール（加熱部材）の表面温度を非接触式の温度検知手段で検知して、当該加熱ロールの表面温度を制御し、前記加熱ロールと加圧部材との間に未定着画像を担持した記録媒体を通過させることによって加熱定着する定着装置において、前記非接触式の温度検知手段と、前記加熱ロールの異常過熱を防止する少なくとも１つの過熱防止手段を、前記加熱ロールの最小サイズの記録媒体の通過幅内に配置するように構成されている。
【００５１】
また、この実施の形態では、例えば、前記非接触式の温度検知手段と、前記過熱防止手段は、前記加熱ロールの表面に対して、同軸上に近接させて配置されるように構成されている。
【００５２】
さらに、この実施の形態では、例えば、前記非接触式の温度検知手段と、前記過熱防止手段は、前記加熱ロールの記録媒体の通過範囲の中心からほぼ等しい距離だけ離れて配置されている。
【００５３】
すなわち、この実施の形態では、図１及び図９に示すように、加熱ロール７０２の表面と間隙を介して対向するように、当該加熱ロール７０２の軸方向に沿って、非接触式の温度センサー７２０と、過熱防止手段としての２つのサーモスタット７２１，７２２が配設されている。なお、上記非接触式の温度センサー７２０の検知部７２０ａは、例えば、加熱ロール７０２の表面から４〜５ｍｍ程度離れた位置に配置される。
【００５４】
上記非接触式の温度センサー７２０としては、例えば、石塚電子社製のＮＣ−Ｆ１６が用いられる。また、サーモスタット７２１，７２２としては、例えばワコー電子社製のＢ−２が用いられる。
【００５５】
また、上記非接触式の温度センサー７２０と、２つ配設されたサーモスタット７２１，７２２のうち、一方のサーモスタット７２１は、定着装置７０によって通紙可能な最小サイズ（例えば、名刺サイズ）の記録用紙Ｐの通紙幅内に配置されている。さらに、上記非接触式の温度センサー７２０と、サーモスタット７２１は、加熱ロール７０２の記録用紙Ｐの通紙範囲の中心Ｃからほぼ等しい距離Ｌ１≒Ｌ２だけ離れた位置に配置されている。なお、上記加熱ロール７０２の内部に配設される加熱源７０１は、加熱ロール７０２の通紙範囲の中心Ｃを基準にして、軸方向に沿った左右対象に発熱するように構成されている。
【００５６】
上記非接触式の温度センサー７２０と、サーモスタット７２１は、例えば、加熱ロール７０２の記録用紙Ｐの通過範囲の中心Ｃから、左右両側に２０〜３０ｍｍ程度、等しい距離だけ離れた位置に配置されるが、これら非接触式の温度センサー７２０と、サーモスタット７２１は、その機能上、外形が大きく異なっているため、必ずしも等しい距離だけ離れた位置に配置する必要はない。
【００５７】
この実施の形態では、上記の如く、非接触式の温度センサー７２０と、サーモスタット７２１の外形の相違を考慮するとともに、非接触式の温度センサー７２０の検知精度を優先させるため、図９に示すように、当該非接触式の温度センサー７２０の検知部７２０ａが、加熱ロール７０２の中心から１５ｍｍ程度離れた位置に、サーモスタット７２１の検知部７２１ａが、加熱ロール７０２の中心Ｃから３０ｍｍ程度離れた位置に来るように、それぞれ互いに近接させて配置されている。
【００５８】
また、２つ配設されたサーモスタット７２１，７２２のうち、他方のサーモスタット７２２は、加熱ロール７０２の最大サイズの記録用紙Ｐの通紙幅内であって、できるだけ中心に近い位置に配置されている。この実施の形態では、他方のサーモスタット７２２の検知部７２２ａが、一方のサーモスタット７２１に可能な限り近づけて配置されている。
【００５９】
なお、この実施の形態では、図９に示すように、加熱ロール７０２の軸方向の一端部に、当該加熱ロール７０２端部（非通紙部）の表面温度を検知する接触式の温度センサー７２３が配設されている。
【００６０】
図１０はこの実施の形態に係る定着装置の電気回路を示すものである。
【００６１】
加熱ロール７０２の内部に配設された加熱源７０１は、図１０に示すように、その一端部がコネクター７３０を介して、定着装置７０全体のコネクター７３１に接続されているとともに、その他端部は、互いに直列に接続された２つのサーモスタット７２１，７２２を介して、定着装置全体のコネクター７３１に接続されている。なお、２つのサーモスタット７２１，７２２は、リン青銅からなる板金７３６を介して、互いに直列に接続されている。このリン青銅からなる板金７３６は、２つのサーモスタット７２１，７２２の高さが異なる場合であっても、確実に接続するためのものである。
【００６２】
また、上記非接触式の温度センサー７２０と、接触式の温度センサーは、それぞれコネクター７３２，７３３を介して、定着装置全体のコネクター７３１に接続されている。さらに、上記定着装置全体のコネクター７３１には、出口センサー７５１がコネクター７３４を介して、定着装置使用状態等を記憶させるための記憶素子７３５が直接、それぞれ接続されている。
【００６３】
そして、上記定着装置７０は、定着装置全体のコネクター７３１を介して、加熱源７０１が図示しないＳＳＲ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＲｅｌｌａｙ）に接続されているとともに、非接触式の温度センサー７２０や接触式の温度センサー７２３等が、定着装置の動作を制御する図示しないＣＰＵに接続されており、加熱源７０１への通電が制御されるようになっている。
【００６４】
以上の構成において、この実施の形態に係る定着装置では、次のようにして、加熱ロール等の加熱部材の通紙部温度を、非接触式の温度センサーによって検出することができるように構成しても、サーモスタット等の過熱防止手段を確実に動作させて、安全性を満足させることが可能となっている。
【００６５】
すなわち、この実施の形態に係る定着装置７０では、図５に示すように、内部に加熱源７０１を有する加熱ロール７０２と、無端ベルト状に形成された定着ベルト７０３と、前記定着ベルト７０３が回転自在となるように当該定着ベルト７０３の両端を支持するベルトガイド部材７０４と、前記定着ベルト７０３の内部に配設され、前記加熱ロール７０２の表面に定着ベルト７０３を圧接させる圧接部材７０５と、前記定着ベルト７０３の内面にオイルを供給するフェルト部材７０６とを備え、前記加熱ロール７０２と定着ベルト７０３の間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体Ｐを通過させることにより定着を行なうようになっている。
【００６６】
その際、上記定着装置７０では、図１及び図９に示すように、加熱ロール７０２の表面温度を、当該加熱ロール７０２の通紙部の中心Ｃ近傍に配置された非接触式の温度センサー７２０によって検知し、加熱源７０１への通電を制御することによって、加熱ロール７０２の表面温度が所定の温度となるように加熱するように構成されている。
【００６７】
しかし、上記定着装置７０では、非接触式の温度センサー７０１やＳＳＲ等の制御回路が故障した場合など、加熱ロール７０２の表面温度が異常に上昇する虞れを有している。
【００６８】
ところで、この実施の形態では、図１及び図９に示すように、加熱ロール７０２の通紙部の中心Ｃ近傍に、非接触式の温度センサー７２０と、加熱ロール７０２の中心Ｃから反対側に、概略等しい距離だけ離れた位置に、過熱防止手段としてのサーモスタット７２１が配置されている。
【００６９】
そのため、加熱ロール７０２の表面温度が異常に上昇する場合であっても、サーモスタット７２１が作動して、加熱源７０１への通電を遮断することによって、加熱ロール７０２の過熱を防止することができ、記録用紙Ｐが発火する虞れ等を確実に防止することができ、安全性を満足させることが可能となっている。
【００７０】
さらに、上記実施の形態では、図１及び図９に示すように、サーモスタット７２１が加熱ロール７０２の通紙部の中心Ｃ近傍に配置されているので、当該加熱ロール７０２の異常昇温をすばやく検知することができ、加熱ロール７０２の過熱を確実に防止することができる。
【００７１】
また、上記実施の形態では、図１及び図９に示すように、サーモスタット７２１が非接触式の温度センサー７２０と同軸上に配置されているので、加熱ロール７０２が周方向に沿って温度分布を有している場合であっても、温度センサー７２０と軸方向に沿った同じ位置における加熱ロール７０２の表面温度を感知することができ、加熱ロール７０２の過熱を確実に防止することができる。
【００７２】
さらに、上記実施の形態では、図１及び図９に示すように、もう１つのサーモスタット７２２が、加熱ロール７０２の最大サイズの記録用紙Ｐの通紙範囲内に配置されているため、仮に、１つのサーモスタット７２１が作動しなかった場合であっても、もう１つのサーモスタット７２２が、加熱ロール７０２の異常昇温を感知して、加熱源７０１への通電を遮断することによって、加熱ロール７０２の過熱を防止することができ、記録用紙Ｐが発火する虞れ等をより一層確実に防止することができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、加熱ロール等の加熱部材の通紙部温度を、非接触式の温度センサーによって検出することができるように構成しても、サーモスタット等の過熱防止手段を確実に動作させて、安全性を満足させることが可能な定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の要部を示す概略構成図である。
【図２】図２はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置を画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示す構成図である。
【図３】図３はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置を画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタの画像形成部を示す構成図である。
【図４】図４はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を示す外観斜視図である。
【図５】図５はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を示す断面構成図である。
【図６】図６はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の加圧部材を示す外観斜視図である。
【図７】図７はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の加圧部材を示す分解斜視図である。
【図８】図８はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の加圧機構を示す構成図である。
【図９】図９はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の主用部品を示す分解構成図である。
【図１０】図１０はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の電気回路を示す回路図である。
【符号の説明】
７０：定着装置、７０１：加熱源、７０２：加熱ロール、７０３：定着ベルト、７２０：非接触式の温度センサー、７２１：サーモスタット、Ｐ：記録媒体。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, and a facsimile to which an electrophotographic method is applied, and in particular, prevents abnormal heating of a heating member without deteriorating the temperature detection performance of the heating member. The present invention relates to a fixing device capable of performing the fixing.
[0002]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-133796
[Prior art]
Conventionally, as a fixing device used in an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, and a facsimile to which the above-described electrophotographic method is applied, a pressing roll or a fixing belt is pressed against a heating roll having a heating source inside, and the heating By passing the recording paper carrying the unfixed toner image through a nip formed between the roll and the pressure roll or the fixing belt, the unfixed toner image is fixed on the recording paper by heat and pressure. There is one configured.
[0004]
In such a fixing device, for example, the surface temperature of the heating roll is detected by a contact-type temperature sensor provided at an end portion of the heating roll, which is a non-sheet passing portion, and the power supply to the heating source is controlled to control the heating. It is configured to perform predictive control so that the surface temperature of the paper passing portion of the roll becomes a predetermined temperature.
[0005]
Further, in the fixing device, in order to prevent an abnormal rise in temperature of the heating roll, an overheating prevention means such as a thermostat is arranged at a central portion along the axial direction of the heating roll, so that the surface temperature of the heating roll becomes abnormal. When the temperature rises, the power supply to the heating source is cut off to reliably prevent the recording paper from igniting.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional technique has the following problems. That is, in the case of the fixing device used in the above-described conventional image forming apparatus, in order to form a full-color image with relatively high productivity, a heating source having a large amount of heat is disposed inside a heating roll. And the rotation speed of the heating roll must be increased.
[0007]
Then, as a temperature sensor for detecting the surface temperature of the heating roll, a contact-type temperature sensor provided at an end which is a non-paper passing portion of the heating roll is used to predict and control the surface temperature of the paper passing portion of the heating roll. In such a configuration, since the temperature of the paper passing portion of the heating roll is not directly detected, there is a problem that the paper passing portion of the heating roll may be abnormally heated. .
[0008]
Therefore, in order to avoid such a problem, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-133796, a non-contact type temperature sensor is provided at a paper passing portion at the central portion in the axial direction of the heating roll. There has already been proposed a configuration in which the temperature of the paper passing portion of the heating roll is directly detected to control the power supply to the heating source.
[0009]
However, when a contact-type temperature sensor is disposed at the end of the heating roll, which is a non-sheet passing portion, as in the above-described related art, the overheating prevention means such as a thermostat for ensuring safety is heated. It can be placed in a wide area in the center of the roll, but if a non-contact type temperature sensor is placed in the paper passing section in the center of the heating roll in the axial direction, the non-contact type temperature sensor In addition, since an installation space is required, there is a problem that it is difficult to arrange an overheating prevention means such as a thermostat at the center of the heating roll to ensure safety.
[0010]
Further, when the overheating prevention means such as a thermostat for securing the safety is arranged at a position away from the center of the heating roll, the operation of the overheating prevention means such as the thermostat is delayed, and the There is a problem that abnormal temperature rise may not be reliably prevented.
[0011]
Then, this invention was made in order to solve the problem of the above-mentioned prior art, and aims at the temperature of the paper passing part of a heating member such as a heating roll by a non-contact type temperature sensor. An object of the present invention is to provide a fixing device capable of satisfying safety by reliably operating overheat prevention means such as a thermostat even if it is configured to be able to detect the heat.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 detects the surface temperature of the heating member by a non-contact type temperature detecting means, controls the surface temperature of the heating member, and In a fixing device for performing heat fixing by passing a recording medium carrying an unfixed image between a pressure member and a non-contact type temperature detecting unit, at least one overheat preventing abnormal heating of the heating member is provided. The fixing device is characterized in that the prevention means is disposed within a passage width of the recording medium having the minimum size of the heating member.
[0013]
The invention described in claim 2 is characterized in that the non-contact type temperature detecting means and the overheating preventing means are arranged coaxially close to the surface of the heating member. The fixing device according to claim 1, wherein
[0014]
Further, in the invention described in claim 3, the non-contact type temperature detecting means and the overheating preventing means are arranged at substantially equal distances from the center of the recording medium passing range of the heating member. The fixing device according to claim 1, wherein:
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, there are provided two overheating preventing means, and the other overheating preventing means is arranged within a passage width of a maximum size recording medium of the heating member. The fixing device according to claim 1, wherein:
[0016]
Further, the invention described in claim 5 is the fixing device according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature distribution on the surface of the heating member is set to be substantially symmetrical.
[0017]
The invention described in claim 6 is the fixing device according to any one of claims 1 to 5, wherein the overheat prevention unit is configured by a thermostat.
[0018]
The overheating prevention means is not limited to the thermostat as long as it can exhibit the same function as the thermostat.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0020]
Embodiment 1
FIG. 2 shows a tandem-type full-color printer as an image forming apparatus using the image forming apparatus to which the fixing device according to the first embodiment of the present invention is applied.
This tandem type full-color printer has the characteristics of a small-sized full-color printer, and is capable of printing full-color images with high productivity (for example, 24 sheets / minute in A4 size). Has become.
[0021]
In FIG. 2, reference numeral 01 denotes a main body of a tandem-type full-color printer. Inside the main body of the printer 01, a print head device (Print Head Device) 02 for forming full-color images and An ROS (Raster Output Scanner) 03 as an exposure device for exposing four photosensitive drums 11, 12, 13, 14 as image carriers of the print head device 02, and a developing device for each color of the print head device 02 Four toner boxes 04Y, 04M, 04C and 04K for supplying toners of colors corresponding to 41, 42, 43 and 44, and a paper feed cassette 05 for supplying recording paper P as a recording medium to the print head device 02; From the print head device 02 A fixing device 70 for performing a fixing process on the recording paper P on which the toner image has been transferred, and a recording paper P on which an image has been fixed on one side by the fixing device 70 are turned upside down. 02, a double-sided conveyance path 07 for conveying to the transfer section, a manual paper feeding means 08 for feeding desired recording paper P from outside the printer main body 01, a controller 09 for controlling the operation of the printer, and an image signal. An electric circuit 10 including an image processing circuit for performing image processing and a high-voltage power supply circuit is provided. In FIG. 2, T indicates a discharge toilet that discharges the recording paper P on which an image has been formed, and the discharge toilet T is integrally disposed on the upper portion of the printer main body 01.
[0022]
Of the various members provided inside the printer main body 01, ROS03 as an exposure device is an image data corresponding to each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). Semiconductor lasers that are turned on and off based on a laser beam, and four laser beams emitted from these four semiconductor lasers are deflected and scanned by a polygon mirror, an f-θ lens, or a plurality of reflection mirrors. It is configured.
[0023]
FIG. 3 shows a print head device of a tandem type full color printer as an image forming apparatus to which the fixing device according to the first embodiment of the present invention is applied. In addition, the arrow in FIG. 3 has shown the rotation direction of each rotating member.
[0024]
As shown in FIG. 3, the print head device 02 includes photosensitive drums (image carriers) 11, 12, 13 for yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). , 14, and charging rolls (contact-type charging devices) 21, 22, 23, for primary charging that contact the photosensitive drums 11, 12, 13, 14. 24, an ROS (exposure device) 03 (see FIG. 2) for irradiating laser beams 31, 32, 33, and 34 of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), respectively. Developing device for developing the electrostatic latent images formed on the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14 with toners of respective colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). 41, 42, 43, 44, The first primary intermediate transfer drum (intermediate transfer member) 51 that contacts two of the four photosensitive drums 11, 12, 13, and 14 and the other two photosensitive drums 13, A second primary intermediate transfer drum (intermediate transfer member) 52 that contacts the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52; The final transfer roll (transfer member) 60 which comes into contact with the secondary intermediate transfer drum 53 constitutes a main part thereof.
[0025]
The photoconductor drums 11, 12, 13, 14 are arranged at regular intervals so as to have a common tangent plane M. Further, the first primary intermediate transfer drum 51 and the second primary intermediate transfer drum 52 have surfaces whose rotation axes are parallel to the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14 and whose boundary is a predetermined symmetry plane. They are arranged in a symmetrical relationship. Further, the secondary intermediate transfer drum 53 is disposed so that the rotation axis is parallel to the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14.
[0026]
A signal corresponding to the image information for each color is rasterized by an image processing circuit provided in the electric circuit 10 (see FIG. 2) and input to the ROS 03. In the ROS 03, laser beams 31, 32, 33, and 34 of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are modulated, and the photosensitive drums 11, 12, and 13 and 14 are irradiated.
[0027]
Around each of the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14, an image forming process for each color is performed by a known electrophotographic method. First, as the photoconductor drums 11, 12, 13, and 14, for example, a photoconductor drum using an OPC photoconductor having a diameter of 20 mm is used, and these photoconductor drums 11, 12, 13, and 14 are, for example, It is rotationally driven at a rotational speed of 151 mm / sec. As shown in FIG. 3, the surfaces of the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14 are applied to charging rolls 21, 22, 23, and 24 as contact-type charging devices by applying a DC voltage of about -840V. , For example, about -300V. The contact-type charging device includes a roll-type charging device, a film-type charging device, and a brush-type charging device, but any type may be used. In this embodiment, a charging roll generally used in an electrophotographic apparatus in recent years is employed. Further, in this embodiment, in order to charge the surfaces of the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14, a charging method of applying only DC is used, but a charging method of applying AC + DC may be used.
[0028]
Thereafter, laser light 31 corresponding to each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) is applied to the surfaces of the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14 by ROS03 as an exposure device. , 32, 33, and 34, and an electrostatic latent image corresponding to the input image information for each color is formed. When the electrostatic latent image is written by the ROS 03, the surface potential of the image exposed portion of the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14 is removed to about -60 V or less.
[0029]
The electrostatic latent images corresponding to the colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) formed on the surfaces of the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14 correspond to the corresponding ones. Of the yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) colors on the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14, respectively. It is visualized as a toner image.
[0030]
In this embodiment, a magnetic brush contact type two-component developing system is employed as the developing devices 41, 42, 43, and 44. However, the scope of the present invention is not limited to this developing system. Of course, the present invention can be sufficiently applied to a non-contact type developing system.
[0031]
The developing devices 41, 42, 43, and 44 are filled with yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toners of different colors and a developer composed of a carrier. I have. As shown in FIG. 2, when the toner is supplied from the toner boxes 04Y, 04M, 04C and 04K of the corresponding colors to the developing devices 41, 42, 43 and 44, the supplied toner is auger. At 404, the toner is sufficiently stirred with the carrier and triboelectrically charged. Inside the developing roll 401, a magnet roll (not shown) having a plurality of magnetic poles arranged at a predetermined angle is arranged in a fixed state. The amount of the developer conveyed to the vicinity of the surface of the developing roll 401 by the paddle 403 for conveying the developer to the developing roll 401 is regulated by the developer amount regulating member 402 to the amount conveyed to the developing section. In this embodiment, the amount of the developer is 30 to 50 g / m ² , and the charge amount of the toner present on the developing roll 401 at this time is approximately −20 to 35 μC / g.
[0032]
The toner supplied onto the developing roll 401 is in the form of a magnetic brush composed of a carrier and toner due to the magnetic force of the magnet roll, and the magnetic brush comes into contact with the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14. ing. An AC + DC developing bias voltage is applied to the developing roll 401 to develop the toner on the developing roll 401 into an electrostatic latent image formed on the photosensitive drums 11, 12, 13, and 14, thereby forming a toner image. Is formed. In this embodiment, for example, the AC component of the developing bias voltage is set to 4 kHz and 1.5 kVpp, and the DC component is set to about -230 V.
[0033]
In this embodiment, in the developing devices 41, 42, 43, and 44, a so-called “spherical toner”, which is a substantially spherical toner, having an average particle diameter of about 3 to 10 μm is used. For example, the average particle size of the black toner is set to 8 μm, and the average particle size of the color toner is set to 7 μm.
[0034]
Next, the yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images formed on the photoconductor drums 11, 12, 13, and 14 are formed as first primary toner images. Secondary transfer is electrostatically performed on the intermediate transfer drum 51 and the second primary intermediate transfer drum 52. The yellow (Y) and magenta (M) toner images formed on the photoconductor drums 11 and 12 are formed on the first primary intermediate transfer drum 51 by cyan (C) formed on the photoconductor drums 13 and 14, respectively. The toner images of C) and black (K) are respectively transferred onto the second primary intermediate transfer drum 52. Accordingly, on the first primary intermediate transfer drum 51, the monochromatic image transferred from either of the photoconductor drums 11 and 12 and the two-color toner image transferred from both of the photoconductor drums 11 and 12 are superimposed. A double-color image is formed. Also, on the second primary intermediate transfer drum 52, similar single-color images and double-color images are formed from the photosensitive drums 13 and 14.
[0035]
The surface potential required for electrostatically transferring the toner image from the photosensitive drums 11, 12, 13, 14 onto the first and second primary intermediate transfer drums 51, 52 is about +250 to 500V. is there. The surface potential is set to an optimum value depending on the charged state of the toner, the ambient temperature, and the humidity. The ambient temperature and humidity can be easily known by detecting the resistance value of a member having a characteristic in which the resistance value changes depending on the ambient temperature and humidity. As described above, when the charge amount of the toner is in the range of −20 to 35 μC / g and is in a normal temperature and normal humidity environment, the surface potential of the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 is Is preferably about + 380V.
[0036]
The first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 used in this embodiment have, for example, an outer diameter of 42 mm and a resistance value of about 10 ⁸ Ω. Each of the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 is a single-layer or multiple-layer cylindrical rotating body having a flexible or elastic surface, and is generally made of Fe, Al, or the like. A low-resistance elastic rubber layer (R = 10 ² to 10 ³ Ω) typified by a conductive silicone rubber or the like is provided on a metal pipe as a metal core having a thickness of about 0.1 to 10 mm. I have. Further, the outermost surfaces of the first and second intermediate transfer drums 51 and 52 are typically coated with a high release layer (R = 10 ⁵ to 3 μm) of fluororubber in which fine particles of fluororesin are dispersed. 10 ⁹ Ω) and adhered with a silane coupling agent-based adhesive (primer). What is important here is the resistance and the surface releasability. The material of the high release layer has a resistance of about R = 10 ⁵ to 10 ⁹ Ω. Not limited.
[0037]
The single-color or double-color toner images formed on the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 in this way are electrostatically and tertiarily transferred onto the secondary intermediate transfer drum 53. Therefore, on the secondary intermediate transfer drum 53, a final toner image from a single color image to a quadruple color image of yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (K) is formed. Will be done.
[0038]
The surface potential required for electrostatically transferring the toner images from the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 onto the secondary intermediate transfer drum 53 is approximately +600 to 1200V. The surface potential is the same as when the toner is transferred from the photoconductor drums 11, 12, 13, and 14 to the first primary intermediate transfer drum 51 and the second primary intermediate transfer drum 52. Will be set to the optimum value. Further, since what is necessary for the transfer is the potential difference between the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 and the secondary intermediate transfer drum 53, the potential difference between the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 It is necessary to set a value corresponding to the surface potential. As described above, the charge amount of the toner is in the range of −20 to 35 μC / g, and the surface potential of the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 is about +380 V in a normal temperature and normal humidity environment. In this case, the surface potential of the secondary intermediate transfer drum 53 is about +880 V, that is, the potential difference between the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52 and the secondary intermediate transfer drum 53 is about +500 V. It is desirable to set.
[0039]
The secondary intermediate transfer drum 53 used in this embodiment has, for example, an outer diameter of 42 mm, which is the same as the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52, and has a resistance value of about 10 ¹¹ Ω. . Similarly to the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52, the secondary intermediate transfer drum 53 is a cylindrical rotating body having a single-layer or multiple-layer surface with a flexible or elastic surface. In general, a low-resistance elastic rubber layer (R = 10 ² to 10 ³ Ω) represented by conductive silicone rubber or the like is formed on a metal pipe as a metal core made of Fe, Al, or the like. The thickness is set to about 0.1 to 10 mm. Further, the outermost surface of the secondary intermediate transfer drum 53 is typically formed as a high release layer having a thickness of 3 to 100 μm with fluoro rubber in which fluoro resin fine particles are dispersed, and a silane coupling agent-based adhesive. (Primer). Here, the resistance value of the secondary intermediate transfer drum 53 needs to be set higher than that of the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52. Otherwise, the secondary intermediate transfer drum 53 charges the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52, and it is difficult to control the surface potential of the first and second primary intermediate transfer drums 51 and 52. Become. The material is not particularly limited as long as it satisfies such conditions.
[0040]
Next, the final toner image from the single color image to the quadruple color image formed on the secondary intermediate transfer drum 53 is tertiarily transferred by the final transfer roll 60 onto the sheet P passing through the sheet conveyance path. . The paper P passes through a paper transport roll 90 through a paper feeding step (not shown), and is fed into a nip between the secondary intermediate transfer drum 53 and the final transfer roll 60. After this final transfer step, the final toner image formed on the paper is fixed by the fixing device 70, and a series of image forming processes is completed.
[0041]
FIG. 4 is a perspective view showing the appearance of the fixing device according to this embodiment, and FIG. 5 is a sectional view showing the fixing device according to this embodiment.
[0042]
As shown in FIG. 5, a fixing device 70 according to this embodiment has a heating roller 702 as a heating member having a heating source 701 therein, an endless belt-shaped fixing belt 703, and a rotatable fixing belt 703. A belt guide member 704 for supporting both ends of the fixing belt 703 so as to provide a fixing member 705 disposed inside the fixing belt 703 and pressing the fixing belt 703 against the surface of the heating roll 702; And a felt member 706 serving as an oil supply member for supplying oil to the inner surface of the belt 703. In FIG. 5, reference numeral 750 denotes an exit roll of the fixing device 70; 751, an exit sensor; and 752, an actuator of the exit sensor 751.
[0043]
The heating roll 702 includes a thin cylindrical core made of iron, stainless steel, or the like, an elastic layer having a thickness of about 0.65 mm made of silicon rubber coated on the surface of the core, and a surface of the elastic layer. And a release layer having a thickness of about 30 μm made of PFA or the like. A 650 W halogen lamp 701 is provided as a heating source inside the heating roll 702.
[0044]
Further, the fixing belt 703 is formed in an endless belt shape having an outer diameter of 30 mm and a thickness of 75 μm with a synthetic resin such as polyimide, and a release layer made of PFA or the like is provided on the surface as necessary. Can be
[0045]
Further, as shown in FIG. 6, the belt guide member 704 is configured to be integrally assembled with the press contact member 705.
[0046]
As shown in FIGS. 6 and 7, the press-contact member 705 includes a belt housing 707 made of a synthetic resin, and a metal belt frame 708 having a substantially U-shaped cross section which is attached to the belt housing 707 in a fitted state. , A nip head member 709 for pressing the fixing belt 703 against the heating roll 702, and a pad member 710 attached to the nip head member 709.
[0047]
As shown in FIGS. 6 and 7, the belt guide member 704 is fitted to fitting portions 708a projecting from both ends of the belt frame 708 in parallel with each other. It is designed to be attached to the part.
[0048]
Further, the felt member 706 serving as the oil supply member is made of, for example, Nomex (trade name), and the felt member 706 is impregnated with about 2.0 g of an oil made of amino Si oil or the like having a viscosity of 300 cs. . As shown in FIGS. 5 and 7, the felt member 706 is attached to the back side of the belt frame 708 in a state of being fixed by means such as adhesion.
[0049]
The pressing member 705 is attached to an arm member 717 via a belt guide member 704 as shown in FIG. 8, and the pressing member 705 is connected to the heating roll 702 by a coil spring 718. It is configured to be brought into pressure contact with a predetermined pressure. 7 and 8, reference numeral 719 denotes a synthetic resin film-like sheet member interposed between the fixing belt 703 and the zero pressure contact member 705. Similarly, the fixing belt 703 and the pressure contact member 705 To reduce the friction between them, but it is not always necessary to provide them.
[0050]
By the way, the fixing device according to the present embodiment detects the surface temperature of the heating roll (heating member) by a non-contact type temperature detecting means, controls the surface temperature of the heating roll, and pressurizes the heating roll with the pressure. In a fixing device for performing heat fixing by passing a recording medium bearing an unfixed image between members and a member, the non-contact type temperature detecting means and at least one overheating preventing means for preventing abnormal heating of the heating roll Are arranged within the passage width of the recording medium of the minimum size of the heating roll.
[0051]
Further, in this embodiment, for example, the non-contact type temperature detecting unit and the overheating preventing unit are configured to be coaxially disposed close to the surface of the heating roll. .
[0052]
Further, in this embodiment, for example, the non-contact type temperature detecting means and the overheating preventing means are arranged at substantially equal distances from the center of a range of the heating roll through which the recording medium passes.
[0053]
That is, in this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 9, a non-contact type temperature sensor is provided along the axial direction of the heating roll 702 so as to face the surface of the heating roll 702 via a gap. 720 and two thermostats 721 and 722 as overheating prevention means. The detecting section 720a of the non-contact type temperature sensor 720 is disposed at a position about 4 to 5 mm away from the surface of the heating roll 702, for example.
[0054]
As the non-contact type temperature sensor 720, for example, NC-F16 manufactured by Ishizuka Electronics Co., Ltd. is used. As the thermostats 721 and 722, for example, B-2 manufactured by Wako Electronics Co., Ltd. is used.
[0055]
Further, one of the non-contact type temperature sensor 720 and the two thermostats 721, 722 is a recording paper of a minimum size (for example, a business card size) that can be passed by the fixing device 70. It is arranged within the paper passing width of P. Further, the non-contact type temperature sensor 720 and the thermostat 721 are disposed at positions substantially apart from the center C of the heating roll 702 by a distance L1 通 L2 from the center C of the recording paper P passing area. The heating source 701 disposed inside the heating roll 702 is configured to generate heat in right and left directions along the axial direction with reference to the center C of the paper passing range of the heating roll 702.
[0056]
The non-contact type temperature sensor 720 and the thermostat 721 are, for example, arranged at equal distances of about 20 to 30 mm on the left and right sides from the center C of the passage of the recording paper P of the heating roll 702. However, since the non-contact type temperature sensor 720 and the thermostat 721 have greatly different outer shapes in terms of their functions, it is not always necessary to arrange them at the same distance.
[0057]
In this embodiment, as described above, in order to give priority to the detection accuracy of the non-contact type temperature sensor 720 and the non-contact type temperature sensor 720 in consideration of the difference in the outer shape of the thermostat 721, as shown in FIG. In addition, the detection unit 720a of the non-contact type temperature sensor 720 is located at a position about 15 mm away from the center of the heating roll 702, and the detection unit 721a of the thermostat 721 is located about 30mm away from the center C of the heating roll 702. Are arranged close to each other so as to come into position.
[0058]
The other thermostat 722 of the two thermostats 721, 722 is located at a position within the paper passing width of the maximum size recording paper P of the heating roll 702 and as close to the center as possible. In this embodiment, the detector 722a of the other thermostat 722 is arranged as close as possible to one thermostat 721.
[0059]
In this embodiment, as shown in FIG. 9, a contact-type temperature sensor 723 for detecting the surface temperature of the end of the heating roll 702 (non-sheet passing portion) is provided at one end of the heating roll 702 in the axial direction. Are arranged.
[0060]
FIG. 10 shows an electric circuit of the fixing device according to this embodiment.
[0061]
As shown in FIG. 10, a heating source 701 disposed inside the heating roll 702 has one end connected to a connector 731 of the entire fixing device 70 via a connector 730, and the other end connected. Are connected to a connector 731 of the entire fixing device via two thermostats 721 and 722 connected in series to each other. The two thermostats 721 and 722 are connected in series via a sheet metal 736 made of phosphor bronze. The sheet metal 736 made of phosphor bronze is used for securely connecting even if the two thermostats 721 and 722 have different heights.
[0062]
The non-contact type temperature sensor 720 and the contact type temperature sensor are connected to the connector 731 of the entire fixing device via connectors 732 and 733, respectively. Further, a storage element 735 for storing the state of use of the fixing device by the exit sensor 751 via the connector 734 is directly connected to the connector 731 of the entire fixing device.
[0063]
In the fixing device 70, a heating source 701 is connected to an unillustrated SSR (Solid State Relay) via a connector 731 of the entire fixing device, and a non-contact type temperature sensor 720 and a contact type temperature sensor are provided. 723 and the like are connected to a CPU (not shown) for controlling the operation of the fixing device, so that energization to the heating source 701 is controlled.
[0064]
In the above configuration, the fixing device according to this embodiment is configured so that the temperature of the paper passing portion of a heating member such as a heating roll can be detected by a non-contact type temperature sensor as follows. However, it is possible to reliably operate the overheat prevention means such as a thermostat to satisfy safety.
[0065]
That is, in the fixing device 70 according to this embodiment, as shown in FIG. 5, a heating roll 702 having a heating source 701 therein, a fixing belt 703 formed in an endless belt shape, and the fixing belt 703 are rotated. A belt guide member 704 supporting both ends of the fixing belt 703 so as to be freely movable, a pressing member 705 disposed inside the fixing belt 703 and pressing the fixing belt 703 against the surface of the heating roll 702; A felt member 706 for supplying oil to the inner surface of the fixing belt 703, and a recording medium P carrying an unfixed toner image is passed through a nip formed between the heating roll 702 and the fixing belt 703. Fixing is performed.
[0066]
At this time, in the fixing device 70, as shown in FIGS. 1 and 9, the surface temperature of the heating roll 702 is measured by a non-contact type temperature sensor 720 disposed near the center C of the paper passing portion of the heating roll 702. The heating roll 702 is heated so that the surface temperature of the heating roll 702 becomes a predetermined temperature by controlling the power supply to the heating source 701.
[0067]
However, in the fixing device 70, there is a possibility that the surface temperature of the heating roll 702 rises abnormally, for example, when the control circuit such as the non-contact type temperature sensor 701 or the SSR fails.
[0068]
By the way, in this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 9, a non-contact type temperature sensor 720 is provided near the center C of the paper passing portion of the heating roll 702, and the temperature sensor 720 is provided on the opposite side from the center C of the heating roll 702. A thermostat 721 as an overheat prevention means is disposed at a position which is substantially equal to the distance.
[0069]
Therefore, even when the surface temperature of the heating roll 702 rises abnormally, the thermostat 721 operates to cut off the power supply to the heating source 701, thereby preventing the heating roll 702 from overheating. It is possible to reliably prevent the recording paper P from being ignited or the like, thereby satisfying safety.
[0070]
Further, in the above-described embodiment, as shown in FIGS. 1 and 9, the thermostat 721 is disposed near the center C of the paper passing portion of the heating roll 702, so that the abnormal temperature rise of the heating roll 702 can be quickly detected. Thus, overheating of the heating roll 702 can be reliably prevented.
[0071]
Further, in the above embodiment, as shown in FIGS. 1 and 9, the thermostat 721 is arranged coaxially with the non-contact type temperature sensor 720, so that the heating roll 702 has a temperature distribution along the circumferential direction. Even when the heating roll 702 is provided, the surface temperature of the heating roll 702 at the same position along the axial direction as that of the temperature sensor 720 can be sensed, and overheating of the heating roll 702 can be reliably prevented.
[0072]
Further, in the above embodiment, as shown in FIGS. 1 and 9, another thermostat 722 is disposed within the range in which the maximum size of the recording paper P of the heating roll 702 is passed. Even if one of the thermostats 721 does not operate, the other thermostat 722 senses an abnormal rise in the temperature of the heating roll 702 and shuts off the power supply to the heating source 701, thereby overheating the heating roll 702. Can be prevented, and the possibility that the recording sheet P is ignited can be more reliably prevented.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when the temperature of the paper passing portion of the heating member such as the heating roll can be detected by the non-contact type temperature sensor, the overheating preventing means such as the thermostat can be used. Can be reliably operated to provide a fixing device capable of satisfying safety.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of a fixing device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a tandem-type full-color printer as an image forming apparatus using the image forming apparatus to which the fixing device according to the first embodiment of the present invention is applied;
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating an image forming unit of a tandem-type full-color printer as an image forming apparatus using the image forming apparatus to which the fixing device according to the first embodiment of the present invention is applied;
FIG. 4 is an external perspective view showing the fixing device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram illustrating a fixing device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an external perspective view showing a pressing member of the fixing device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a pressing member of the fixing device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating a pressing mechanism of the fixing device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an exploded configuration diagram illustrating main components of the fixing device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a circuit diagram showing an electric circuit of the fixing device according to the first embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
70: fixing device, 701: heating source, 702: heating roll, 703: fixing belt, 720: non-contact type temperature sensor, 721: thermostat, P: recording medium.

Claims

The surface temperature of the heating member is detected by a non-contact type temperature detecting means, the surface temperature of the heating member is controlled, and a recording medium carrying an unfixed image is passed between the heating member and the pressing member. In the fixing device that heats and fixes by
A fixing device wherein the non-contact type temperature detecting means and at least one overheating preventing means for preventing abnormal heating of the heating member are arranged within a passage width of a recording medium having a minimum size of the heating member. .

2. The fixing device according to claim 1, wherein the non-contact type temperature detection unit and the overheat prevention unit are arranged coaxially close to a surface of the heating member. 3.

The fixing device according to claim 1, wherein the non-contact type temperature detecting unit and the overheating preventing unit are disposed at substantially equal distances from a center of a passage of the heating member through a recording medium. apparatus.

2. The fixing device according to claim 1, wherein two of the overheating prevention units are arranged, and the other overheating prevention unit is arranged within a passage width of the recording medium having the maximum size of the heating member. 3. apparatus.

The fixing device according to claim 1, wherein a temperature distribution on the surface of the heating member is set substantially symmetrically.

The fixing device according to claim 1, wherein the overheating prevention unit includes a thermostat.