JP2007309811A - Fixing device and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置とそこに設置される定着装置とに関し、特に、非接触型の温度センサを搭載した定着装置及び画像形成装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、定着装置における定着部材の温度(定着温度)を非接触で検知する温度センサ(非接触型サーミスタ)を用いる技術が広く知られている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a technique using a temperature sensor (non-contact type thermistor) that detects the temperature (fixing temperature) of a fixing member in a fixing device in a non-contact manner (for example, , See Patent Document 1).
定着装置は、定着ローラや定着ベルト等の定着部材、定着部材に圧接してニップ部を形成する加圧ローラや加圧ベルト等の加圧部材、定着部材を直接的又は間接的に加熱する加熱手段、定着部材の温度を検知する温度センサ、等で構成される。定着部材を加熱する加熱手段としては、ヒータ等の熱源を用いたヒータランプ加熱方式のものや、励磁コイルを用いた電磁誘導加熱方式のもの、等がある。 The fixing device includes a fixing member such as a fixing roller and a fixing belt, a pressure member such as a pressure roller and a pressure belt that presses against the fixing member to form a nip portion, and heating that directly or indirectly heats the fixing member. And a temperature sensor for detecting the temperature of the fixing member. Heating means for heating the fixing member includes a heater lamp heating method using a heat source such as a heater, and an electromagnetic induction heating method using an exciting coil.
そして、画像形成装置の搬送経路を移動する記録媒体は、作像部にて、その表面上にトナー像(画像)が転写される。その後、未定着の画像を担持した記録媒体は、さらに搬送経路を移動して定着装置に達する。定着装置に達した記録媒体は、定着部材と加圧部材との間(ニップ部である。)に送入される。そして、定着部材から受ける熱によってトナー像が溶融されて、さらに双方の部材から受ける圧力によってトナー像が記録媒体上に定着される。トナー像が定着された記録媒体は、ニップ部から送出された後に、画像形成装置の外部へ出力画像として排出される。
このような定着装置においては、安定した定着性を確保するために、定着部材の表面温度を最適化する必要がある。そのために、定着部材の温度を温度センサで検知して、その検知結果に基いて加熱手段による加熱量を調整制御している。
Then, a toner image (image) is transferred onto the surface of the recording medium that moves along the conveyance path of the image forming apparatus at the image forming unit. Thereafter, the recording medium carrying the unfixed image further moves along the conveyance path and reaches the fixing device. The recording medium that has reached the fixing device is fed between the fixing member and the pressure member (a nip portion). The toner image is melted by the heat received from the fixing member, and the toner image is fixed on the recording medium by the pressure received from both members. The recording medium on which the toner image is fixed is sent out from the nip portion and then discharged as an output image outside the image forming apparatus.
In such a fixing device, it is necessary to optimize the surface temperature of the fixing member in order to ensure stable fixing properties. For this purpose, the temperature of the fixing member is detected by a temperature sensor, and the amount of heating by the heating means is adjusted and controlled based on the detection result.
特許文献1等に開示されている非接触型温度センサは、定着部材の温度を非接触で検知するサーミスタ素子等で構成されている。すなわち、非接触型温度センサは、定着部材に対して所定のギャップをあけて配設されている。そのために、定着部材に当接する接触型温度センサに比べて、耐久性が高く、定着部材の表面を傷つける不具合も生じない。さらに、サーモパイル等の非接触センサに比べて、小型で安価なものになっている。
The non-contact temperature sensor disclosed in
また、特許文献2等には、非接触型温度センサであって、赤外線を吸収する耐熱フィルムの温度を検知する赤外線検知用サーミスタ素子と、耐熱フィルムを保持するケースの温度を検知する温度補償用サーミスタ素子と、を備えたものが開示されている。特許文献2等では、赤外線検知用サーミスタ素子が設置された耐熱フィルムとほぼ同一平面上に温度補償用サーミスタ素子が配設されている。そして、温度補償用サーミスタ素子によって検知された温度によって赤外線検知用サーミスタ素子によって検知された検知対象物の温度が補正される。
特許文献1等に開示されている非接触型温度センサは、サーミスタ素子の近傍の雰囲気温度が変動したときに、温度センサ(サーミスタ素子)の検知結果(検知温度)にバラツキが生じてしまうことが多かった。
In the non-contact type temperature sensor disclosed in
これに対して、特許文献2等に開示されている非接触型温度センサは、第2のサーミスタ素子(温度補償用サーミスタ素子)によって検知された温度によってサーミスタ素子(赤外線検知用サーミスタ素子)で検知された温度を補正しているために、温度センサの検知結果のバラツキをある程度軽減する効果が期待できる。
しかし、特許文献2等に開示されている非接触型温度センサは、赤外線検知用サーミスタ素子が設置された耐熱フィルムとほぼ同一平面上に温度補償用サーミスタ素子が配設されていて、検知対象物(定着部材)に対する温度補償用サーミスタ素子の距離と検知対象物に対する赤外線検知用サーミスタ素子の距離とがほぼ同等になってしまうために、温度センサの検知結果のバラツキが充分に抑止されていなかった。
On the other hand, the non-contact temperature sensor disclosed in
However, the non-contact type temperature sensor disclosed in
定着装置における定着部材の温度(定着温度)は、出力画像における画質(定着性)を大きく左右する。したがって、非接触型温度センサを定着装置における温度センサとして用いる場合には、上述した問題は特に無視できないものになる。 The temperature of the fixing member (fixing temperature) in the fixing device greatly affects the image quality (fixability) in the output image. Therefore, when the non-contact type temperature sensor is used as the temperature sensor in the fixing device, the above-described problem cannot be particularly ignored.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、非接触型の温度センサを用いた場合であっても、小型かつ安価で、定着部材の温度検知にバラツキが生じることのない、定着装置及び画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. Even when a non-contact type temperature sensor is used, it is small and inexpensive, and variation in temperature detection of the fixing member may occur. The present invention provides a fixing device and an image forming apparatus.
本願発明者は、上述した課題を解決するために研究を重ねた結果、次の事項を知るに至った。
すなわち、定着部材の温度を非接触で検知する第1サーミスタ素子の近傍の雰囲気温度を検知する第2サーミスタ素子(温度補正用のサーミスタ素子である。)を設置する場合に、第2サーミスタ素子の設置位置によって温度センサの検知結果のバラツキが大きく変動する。
The inventor of the present application has made researches to solve the above-described problems, and as a result, has come to know the following matters.
That is, when a second thermistor element (which is a temperature correction thermistor element) that detects the ambient temperature in the vicinity of the first thermistor element that detects the temperature of the fixing member in a non-contact manner is installed, The variation in the detection result of the temperature sensor varies greatly depending on the installation position.
この発明は以上述べた事項に基づくものであり、すなわち、この発明の請求項1記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、トナー像を溶融する定着部材と、前記定着部材の温度を非接触で検知する第1サーミスタ素子と、当該第1サーミスタ素子の近傍の雰囲気温度を検知する第2サーミスタ素子と、を有する温度センサと、を備え、前記第1サーミスタ素子は、耐熱フィルムを介して前記定着部材に対向するように当該耐熱フィルム上に保持され、前記第2サーミスタ素子は、前記第1サーミスタ素子よりも前記定着部材から離間した位置に保持されたものである。 The present invention is based on the above-described matters, that is, the fixing device according to the first aspect of the present invention is a fixing device that fixes a toner image on a recording medium, and fixes the toner image. A temperature sensor comprising: a member; a first thermistor element that detects the temperature of the fixing member in a non-contact manner; and a second thermistor element that detects an ambient temperature in the vicinity of the first thermistor element. One thermistor element is held on the heat-resistant film so as to face the fixing member through a heat-resistant film, and the second thermistor element is held at a position farther from the fixing member than the first thermistor element. It is a thing.
また、請求項2記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1に記載の発明において、前記温度センサを保持して前記定着部材に対する前記第1サーミスタ素子のギャップを定める保持部材を備え、前記温度センサは、前記保持部材の第1保持部に保持されるとともに平面からなる第1被保持部を具備し、前記耐熱フィルムが前記平面と同一の平面上に配設されるように形成されたものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a fixing device according to the first aspect of the present invention, further comprising a holding member that holds the temperature sensor and defines a gap of the first thermistor element with respect to the fixing member. The temperature sensor includes a first held portion that is held by the first holding portion of the holding member and has a flat surface, and is formed so that the heat-resistant film is disposed on the same plane as the flat surface. Is.
また、請求項3記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項2に記載の発明において、前記温度センサは、前記保持部材の第2保持部に保持される第2被保持部をさらに具備したものである。 According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the second aspect, the temperature sensor further includes a second held portion held by the second holding portion of the holding member. Is.
また、請求項4記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項3に記載の発明において、前記第1被保持部と前記第2被保持部とは、前記第1サーミスタ素子を挟むように離間して形成されたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to the third aspect, the first held portion and the second held portion are separated so as to sandwich the first thermistor element. Is formed.
また、請求項5記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項3又は請求項4に記載の発明において、前記第1被保持部と前記第2被保持部とは、前記第2サーミスタ素子を挟むように離間して形成されたものである。 The fixing device according to a fifth aspect of the present invention is the fixing device according to the third or fourth aspect, wherein the first held portion and the second held portion include the second thermistor element. They are formed so as to be sandwiched.
また、請求項6記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項3〜請求項5のいずれかに記載の発明において、前記第1被保持部と前記第2被保持部とは、少なくとも一方が平面であって他方が当該平面と同一の平面上に配設されないように形成されたものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the third to fifth aspects, at least one of the first held portion and the second held portion is It is a plane and the other is formed so as not to be disposed on the same plane as the plane.
また、請求項7記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項3〜請求項6のいずれかに記載の発明において、前記第2被保持部は、前記定着部材に対する距離が前記第1被保持部の前記定着部材に対する距離よりも大きくなるように形成されたものである。 The fixing device according to a seventh aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the third to sixth aspects, wherein the second held portion has a distance from the fixing member that is the first held portion. Is formed to be larger than the distance of the portion to the fixing member.
また、請求項8記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項3〜請求項7のいずれかに記載の発明において、前記第1被保持部は、前記第1サーミスタ素子及び前記第2サーミスタ素子のそれぞれに接続されたリード線を収容する収容部に設けられたものである。 The fixing device according to an eighth aspect of the present invention is the fixing device according to any of the third to seventh aspects, wherein the first held portion includes the first thermistor element and the second thermistor element. These are provided in the accommodating portion for accommodating the lead wire connected to each of the above.
また、請求項9記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項8に記載の発明において、前記温度センサは、前記収容部及び前記第2被保持部が一体化されるとともに前記耐熱フィルムが貼着された枠体を備えたものである。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the eighth aspect, wherein the temperature sensor is formed by integrating the housing portion and the second held portion, and the heat-resistant film is attached. It is equipped with a worn frame.
また、請求項10記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項8又は請求項9に記載の発明において、前記第2サーミスタ素子は、前記収容部の側面上に保持されたものである。 The fixing device according to a tenth aspect of the present invention is the fixing device according to the eighth or ninth aspect, wherein the second thermistor element is held on a side surface of the housing portion.
また、請求項11記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項10のいずれかに記載の発明において、前記耐熱フィルムは、ポリイミド又は/及びポリテトラフルオロエチレンからなるものである。 The fixing device according to an eleventh aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to tenth aspects, wherein the heat-resistant film is made of polyimide and / or polytetrafluoroethylene.
また、この発明の請求項12記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項11のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。 An image forming apparatus according to a twelfth aspect of the present invention includes the fixing device according to any one of the first to eleventh aspects.
本発明は、定着部材の温度を非接触で検知する第1サーミスタ素子の近傍の雰囲気温度を検知する第2サーミスタ素子の設置位置を適正化しているために、小型かつ安価で、定着部材の温度検知にバラツキが生じることのない、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。 In the present invention, since the installation position of the second thermistor element for detecting the ambient temperature in the vicinity of the first thermistor element for detecting the temperature of the fixing member in a non-contact manner is optimized, the temperature of the fixing member is small and inexpensive. It is possible to provide a fixing device and an image forming apparatus that do not cause variations in detection.
実施の形態.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
Embodiment.
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としてのタンデム型カラープリンタの装置本体、7は転写紙等の記録媒体Pが収納される給紙部、10は入力画像情報に基づいてフルカラーのトナー像(画像)が形成される作像部、11Y、11M、11C、11BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される感光体ドラム、17は複数色のトナー像が重ねて1次転写される中間転写ベルト、18は中間転写ベルト17上に重ねて担持されたトナー像を記録媒体Pに2次転写する転写ローラ、19は記録媒体P上の未定着画像を定着する定着装置、を示す。
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, 1 is a main body of a tandem type color printer as an image forming apparatus, 7 is a paper feeding unit for storing a recording medium P such as transfer paper, and 10 is a full-color toner image (image) based on input image information. 11Y, 11M, 11C, and 11BK are photosensitive drums on which toner images of various colors (yellow, magenta, cyan, and black) are formed, and 17 is a primary that is formed by superimposing a plurality of color toner images. An intermediate transfer belt to be transferred, 18 is a transfer roller for secondary transfer of a toner image superimposed and carried on the
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報が、ホストコンピュータから不図示の書込み部に送信される。そして、書込み部からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光(露光光)が、それぞれ、対応する感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に向けて発せられる。
Hereinafter, an operation during normal color image formation in the image forming apparatus will be described.
First, image information of each color of yellow, magenta, cyan, and black is transmitted from the host computer to a writing unit (not shown). Then, laser light (exposure light) based on the image information of each color is emitted from the writing unit toward the corresponding
一方、4つの感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKは、それぞれ、図1の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面は、不図示の帯電部との対向部で、一様に帯電される(帯電工程である。)。こうして、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部において、4つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
On the other hand, the four
In the writing unit, laser beams corresponding to the image signals are emitted from the four light sources corresponding to the respective colors. Each laser beam passes through a separate optical path for each of the yellow, magenta, cyan, and black color components (this is an exposure process).
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から1番目の感光体ドラム11Y表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム11Yの回転軸方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電部にて帯電された後の感光体ドラム11Y上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
Laser light corresponding to the yellow component is irradiated on the surface of the first
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から2番目の感光体ドラム11M表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から3番目の感光体ドラム11C表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から4番目の感光体ドラム11BK表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
Similarly, the laser beam corresponding to the magenta component is irradiated onto the surface of the second
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、不図示の現像部との対向位置に達する。そして、各現像部から感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上の潜像が現像される(現像工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように転写バイアスローラが設置されている。そして、転写バイアスローラの位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(1次転写工程である。)。
Thereafter, the surfaces of the
Thereafter, the surfaces of the
そして、1次転写工程後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、それぞれ、不図示のクリーニング部との対向位置に達する。そして、クリーニング部で、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上に残存する未転写トナーが回収される(クリーニング工程である。)。
その後、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKにおける一連の作像プロセスが終了する。
Then, the surfaces of the
Thereafter, the surfaces of the
他方、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BK上の各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト17表面は、図中の矢印方向に走行して、転写ローラ18との対向位置に達する。そして、転写ローラ18との対向位置で、記録媒体P上に中間転写ベルト17上のフルカラーのトナー像が2次転写される(2次転写工程である。)。
On the other hand, the surface of the
ここで、転写ローラ18と中間転写ローラ17との対向位置(当接位置)に搬送される記録媒体Pは、給紙部7から搬送ガイド、レジストローラ、等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラにより給送された転写紙Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラに導かれる。レジストローラに達した記録媒体Pは、中間転写ベルト17上のトナー像とタイミングを合わせて、転写ローラ18の位置に向けて搬送される。
Here, the recording medium P transported to a position (contact position) between the
Specifically, the transfer paper P fed by the paper feed roller from the
その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Pは、定着装置19に導かれる。定着装置19では、定着ベルトと加圧ローラとのニップにて、カラー画像(トナー)が記録媒体P上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラによって、装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
Thereafter, the recording medium P on which the full color image is transferred is guided to the fixing
Then, the recording medium P after the fixing step is discharged as an output image outside the apparatus
次に、画像形成装置本体1に設置される定着装置19の構成・動作について詳述する。
図2に示すように、定着装置20は、主として、定着部材としての定着ベルト60、支持ローラ40、支持ローラ40に内設されて加熱手段として機能するヒータ41、定着補助ローラ50、加圧部材としての加圧ローラ30、テンションローラ61、温度センサ80、温度センサ80を保持する保持部材70、等で構成される。
Next, the configuration and operation of the fixing
As shown in FIG. 2, the fixing device 20 mainly includes a fixing
ここで、定着補助ローラ50は、ステンレス鋼等からなる芯金の表面に、シリコーンゴム等の弾性層を形成したものである。定着補助ローラ50の弾性層は、肉厚が1〜5mmで、アスカー硬度が30〜60度となるように形成されている。
支持ローラ40は、図2中の反時計方向に回転する薄肉の円筒体であって、その内部に熱源としてヒータ41が固設されている。
Here, the fixing
The
ヒータ41は、内部に電熱線を有する棒状のヒータであって、その両端部が定着装置19の側板に固定されている。なお、本実施の形態では、加熱範囲の異なる2つのヒータ41a、41bが設置されていて、小サイズの記録媒体Pを定着する場合には一方のヒータ41aのみに電力が供給されて、大サイズの記録媒体Pを定着する場合には双方のヒータ41a、41bに電力が供給される。
そして、装置本体1の電源部により出力制御されたヒータ41によって、支持ローラ40を介して定着ベルト60が加熱される。そして、定着ベルト60の表面から記録媒体P上のトナー像Tに熱が加えられて、トナー像が溶融される。
The
The fixing
なお、ヒータ41の出力制御は、定着ベルトに非接触で対向する温度センサ80によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。そして、このようなヒータ41の出力制御によって、定着ベルト60の温度(定着温度)を所望の温度に維持することができる。
ここで、温度センサ80は保持部材70によって保持されて、定着ベルト60に対する第1サーミスタ素子81のギャップGが定められる。また、温度センサ80には、定着ベルト60の温度を非接触で検知する第1サーミスタ素子81と、第1サーミスタ素子81の近傍の雰囲気温度を検知する第2サーミスタ素子82と、が設置されている。温度センサ80の構成・動作ついては、後で詳しく説明する。
The output control of the
Here, the
定着ベルト60は、支持ローラ40、定着補助ローラ50、テンションローラ61、に張架・支持されている。定着ベルト60は、内周面側から、ベース層、シリコーンゴム等からなる弾性層、フッ素化合物からなる離型層、が積層されている。定着ベルト60表面に離型層を設けることで、トナーT(トナー像)に対する離型性(剥離性)が担保される。定着ベルト60は、図2の反時計方向に走行する。
The fixing
また、加圧部材としての加圧ローラ30は、主として、芯金と、芯金の外周面に接着層を介して形成された複数の弾性体層と、からなる。加圧ローラ30の弾性体層は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の材質が用いられる。弾性体層の表層には、薄肉の離型層が設けられている。離型層の材質としては、ポリイミド、ポリエーテルイミド、PES(ポリエーテルサルファイド)、PFA(4フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂)等の耐熱樹脂の単層フィルムや、20μm厚のフィルムの表層側にPTFE(4フッ化エチレン樹脂)、PFA等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型性コート層を10〜30μm厚に施した複合層フィルム等を用いることができる。
The
そして、加圧ローラ30は、不図示の加圧機構によって定着ベルト60を介して定着補助ローラ50に圧接する。こうして、加圧ローラ30と定着ベルト60との間に、所望のニップ部が形成される。
また、定着ベルト60と加圧ローラ30との当接部(ニップ部である。)の入口側と出口側には、それぞれ、記録媒体Pの搬送を案内するガイド板21、22が配設されている。ガイド板21、22は、定着装置19の側板に固設されている。
さらに、ニップ部の出口側近傍には、定着工程後の記録媒体Pの定着ベルト60に対する分離を補助する分離板23が配設されている。
The
In addition,
Further, a
このように構成された定着装置19は、次のように動作する。
定着補助ローラ50の回転駆動によって、定着ベルト60は図2中の反時計方向に周回するとともに、支持ローラ40も反時計方向に回転して、加圧ローラ30も時計方向に回転する。定着ベルト60は、支持ローラ40の位置で加熱される。
その後、加熱された定着ベルト60表面は、加圧ローラ30との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体P上のトナー像T(トナー)を加熱して溶融する。定着位置を通過した定着ベルト60表面は、その後に再び支持ローラ40の位置に達する。
このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。
The fixing
By the rotation driving of the fixing
Thereafter, the surface of the
Such a series of operations is continuously repeated to complete the fixing step in the image forming process.
以下、本実施の形態において特徴的な、温度センサ80について詳述する。
図3は温度センサ80を示す斜視図であり、図4は温度センサ80を示す側面図であり、図5は温度センサ80を示す下面図である。図6(A)は温度センサ80を保持した状態の保持部材70を示す側面図であり、図6(B)は保持部材70を示す正面図である。
Hereinafter, the
3 is a perspective view showing the
図3〜図5を参照して、温度センサ80は、第1サーミスタ素子81、リード線81a、耐熱フィルム88(フィルム状部材)、第2サーミスタ素子82、ケース84、カバー85、ハーネス87、等で構成される。
第1サーミスタ素子81は、温度検知対象物となる定着ベルト60の温度(表面温度)を非接触で検知する熱応答性の高い感温素子である。第1サーミスタ素子81には2本のリード線81aの一端がそれぞれ接続されている。リード線81aの他端は、ケース84の収容部84aに収容されている。収容部84a内ではリード線81aの他端とハーネス87とが電気的に接続されていて、収容部84aの上方にはカバー85が覆設されている。そして、ハーネス87が装置本体1の電源基板部(不図示である。)に接続されて、第1サーミスタ素子81の電圧変化によって定着ベルト60の温度が検知される。
3 to 5, the
The
第1サーミスタ素子81は、耐熱フィルム88を介して定着ベルト60に対向するように耐熱フィルム88上に保持されている。詳しくは、第1サーミスタ素子81及びリード線81aは、ケース84の枠体84b(上述の収容部84aと一体化されている。)に下面側から貼着された耐熱フィルム88上に固設されている。ここで、耐熱フィルム88は、ポリイミド(例えば、「カプトン(登録商標)」)等の耐熱性を有する薄膜フィルム(厚さが数μmである。)であって、第1サーミスタ素子81及びリード線82の熱的破損を防止するとともに、定着ベルト60から発せられる輻射熱(赤外線)を透過して精度の高い温度検知を可能にする。
なお、耐熱フィルム88の材料としては、ポリイミドの他に、ポリテトラフルオロエチレン(例えば、「テフロン(登録商標)」)を用いることもできるし、ポリイミドとポリテトラフルオロエチレンとの複合材料を用いることもできる。
The
In addition, as a material of the heat-
第2サーミスタ素子82は、第1サーミスタ素子81の近傍の雰囲気温度を検知する熱応答性の高い感温素子である。第2サーミスタ素子82にも2本のリード線(不図示である。)の一端がそれぞれ接続されている。第2サーミスタ素子82のリード線は、ケース84の収容部84aに収容されている。収容部84a内では第2サーミスタ素子82のリード線の他端とハーネス87とが電気的に接続されている。そして、第2サーミスタ素子82の電圧変化によって雰囲気温度が検知され、その検知結果が制御部に記憶された関係式(又は換算テーブル)に代入(又は照合)されて、第1サーミスタ素子81の検知温度が補正される。
The
第2サーミスタ素子82は、第1サーミスタ素子81よりも定着ベルト60から離間した位置であって、第1サーミスタ素子81に比較的近い位置に、保持されている。詳しくは、第2サーミスタ素子82は、ケース84の収容部84a(カバー85)の側面(第1サーミスタ素子81に近い側面である。)上に保持されている。そして、図4を参照して、定着ベルト60に対する第2サーミスタ素子82の距離(ギャップ)Dが、定着ベルト60に対する第1サーミスタ素子81の距離(ギャップ)Gよりも、大きくなるように設定されている(D>Gである。)。
このような構成により、温度センサ80の検知結果(第1サーミスタ素子81の検知温度の補正)のバラツキが軽減される。すなわち、第2サーミスタ素子82は、定着ベルト60から発せられる熱の影響を受けることなく、第1サーミスタ素子81の近傍の雰囲気温度を正確に検知することができる。
The
With such a configuration, variation in the detection result of the temperature sensor 80 (correction of the detection temperature of the first thermistor element 81) is reduced. That is, the
図3を参照して、ケース84は、収容部84a、枠体84b、枠体先端部84c、で構成される。ケース84は、収容部84a、枠体84b、枠体先端部84cが一体的に形成されて、耐熱性樹脂材料からなる。
ケース84の収容部84aは、その内部で、第1サーミスタ素子81のリード線81aの他端とハーネス87とが電気的に接続されるとともに、第2サーミスタ素子82のリード線の他端とハーネス87とが電気的に接続される。収容部84aの上方にはカバー85が覆設されている。また、収容部84a及びカバー85には、ネジ90を挿入するための貫通穴85aが形成されている(図4の矢印方向のネジの挿入である。)。そして、温度センサ80は、貫通穴85aを介してネジ90によって保持部材70に締結される。
Referring to FIG. 3, the
Inside the
収容部84aの底面は、保持部材70の第1保持部70a(図2、図6を参照できる。)に保持される第1被保持部84a1になっている(図2、図4を参照できる。)。この第1被保持部84a1は、平面であって、温度センサ80を保持部材70に保持(締結)するための基準面(締結面)になる。また、第1サーミスタ素子81は、この第1被保持部84a1と同一の平面上(枠体84bに貼着された耐熱フィルム88上である。)に配設されている。このような構成により、定着ベルト60に対する第1サーミスタ素子81のギャップGを定めやすくなる。
The bottom surface of the
図3〜図5を参照して、ケース84の枠体先端部84cは、収容部84a及び枠体84bから突出するように形成されている(定着ベルト60から離れる方向に形成されている。)。そして、枠体先端部84cの底面には、保持部材70の第2保持部70b(図2、図6を参照できる。)に保持される第2被保持部84c1が形成されている(図2、図4を参照できる。)。
Referring to FIGS. 3 to 5, frame body
ここで、保持部材70は、定着装置19の幅方向両端に設けられた側板(支持ローラ40、定着補助ローラ50、加圧ローラ30が軸受を介して支持されている。)の間に挟設された板状部材としてのステーである。そして、保持部材70の一部(幅方向の端部側の位置である。)に曲げ加工が施されて、温度センサ80を保持して第1サーミスタ素子81のギャップGを定めるための第1保持部70a及び第2保持部70bが形成されている。
Here, the holding
図6(B)を参照して、第2保持部70bは、第1保持部70a(平面である。)に対してほぼ直角に傾斜する平面に形成された切欠き部70b1の下端である。そして、この切欠き部70b1に温度センサ80の第2被保持部84c1(枠体先端部84c)が貫入されて、切欠き部70b1の下端に第2被保持部84c1が保持(ほぼ線接触することになる。)される。このような構成により、第2被保持部84c1及び第2保持部70bの接触面積が小さくなるために、第1サーミスタ素子81の周囲の熱容量が低減される。すなわち、第1サーミスタ素子81の周囲に設置する第2被保持部84c1及び第2保持部70bの占有空間を小さくすることができる。したがって、第1サーミスタ素子81の周囲の熱容量差による温度センサ80の温度検知誤差が抑止される。
Referring to FIG. 6B, the
なお、本実施の形態では、第2保持部70bが形成された平面を第1保持部70aに対してほぼ直角に傾斜させたが、第2保持部70bが形成された平面を第1保持部70aに対して30〜120°の範囲で傾斜させることもできる。この場合にも、小さな接触面積で確実に第2被保持部84c1を保持するとともに、第1サーミスタ素子81の周囲の熱容量を低減することができる。
In the present embodiment, the plane on which the
図4を参照して、本実施の形態では、第1被保持部84a1と第2被保持部84c1とが、互いに同一平面(仮想平面である。)上にならないように配設されている。詳しくは、第2被保持部84c1は、その定着ベルト60に対する距離が、第1被保持部84a1の定着ベルト60に対する距離よりも大きくなるように形成されている。このような構成により、第2被保持部84c1と第1サーミスタ素子81との距離を長く設定することができるために、第1サーミスタ素子81の周囲の熱容量が低減される。したがって、第1サーミスタ素子81の周囲の熱容量差による温度センサ80の温度検知誤差が抑止される。また、第1被保持部84a1と第2被保持部84c1とに段差を設けることで、ケース84全体にソリが生じにくくなる。さらに、定着ベルト60に対する第2被保持部84c1の距離を大きく設定することで、保持部材70に対する温度センサ80の設置性が向上する。
Referring to FIG. 4, in the present embodiment, first held portion 84a1 and second held portion 84c1 are arranged so as not to be on the same plane (virtual plane). Specifically, the second held portion 84c1 is formed such that the distance from the fixing
図3及び図5を参照して、本実施の形態では、枠体先端部84c(第2被保持部84c1)に切欠き84c2(貫通穴)を形成している。このような構成により、第2被保持部84c1及び第2保持部70bの接触面積が小さくなるために、第1サーミスタ素子81の周囲の熱容量が低減される。すなわち、第1サーミスタ素子81の周囲に設置する第2被保持部84c1及び第2保持部70bの占有空間を小さくすることができる。
なお、本実施の形態では、第2被保持部84c1が形成された枠体先端部84cの底部を平面としたが、枠体先端部84cに2本の円柱を設けてこれらを第2被保持部84c1とすることもできる。
With reference to FIG.3 and FIG.5, in this Embodiment, the notch 84c2 (through-hole) is formed in the frame front-end | tip
In the present embodiment, the bottom of the frame
以上説明したように、温度センサ80は、第1保持部70aに保持される第1被保持部84a1と、第2保持部70bに保持される第2被保持部84c1と、を具備している。これにより、非接触型の温度センサ80を片持ち支持する場合に比べて、第1サーミスタ素子81のギャップGを高精度に設定することができる。
具体的に、温度センサ80の組み付けの状態(組み付け誤差)や部品精度によって、定着ベルト60に対する第1サーミスタ素子81のギャップGにバラツキが生じにくくなる。そのため、定着装置19(画像形成装置1)ごとの温度センサ80による温度検知にバラツキが生じなくなる。
さらに、第1サーミスタ素子81及びリード線81aを保持する耐熱フィルム88や枠体84bにソリが生じて、定着ベルト60に対する第1サーミスタ素子81のギャップGに経時でバラツキが生じる不具合も軽減される。そのため、初期から経時にかけて第1サーミスタ素子81のギャップGを狙いの値に安定的に維持することができる。そして、経時でギャップGが変化して温度センサ80による温度検知にバラツキが生じる不具合も生じなくなる。
As described above, the
Specifically, the gap G of the
In addition, the heat-
また、本実施の形態では、第1被保持部84a1と第2被保持部84c1とが、第1サーミスタ素子81を挟むように離間して形成されている。換言すると、上方からみて、第1被保持部84a1と第2被保持部84c1との間に第1サーミスタ素子81が配設されている。これにより、温度センサ80は、ソリが生じることなくバランスよく、第1被保持部84a1及び第2被保持部84c1で保持部材70に保持されることになる。したがって、第1サーミスタ素子81のギャップGを高精度に設定することができる。
In the present embodiment, the first held portion 84a1 and the second held portion 84c1 are formed so as to be separated so as to sandwich the
さらに、本実施の形態では、第1被保持部84a1と第2被保持部84c1とが、第2サーミスタ素子82を挟むように離間して形成されている。換言すると、上方からみて、第1被保持部84a1と第2被保持部84c1との間に第2サーミスタ素子82が配設されている。これにより、温度センサ80は、ソリが生じることなくバランスよく、第1被保持部84a1及び第2被保持部84c1で保持部材70に保持されることになる。したがって、第2サーミスタ素子82のギャップDを高精度に設定することができる。換言すると、第1サーミスタ素子81の近傍の雰囲気温度を検知する第2サーミスタ素子82を高精度に位置決めすることができる。そして、温度センサ80における温度検知のバラツキが抑止されることになる。
Further, in the present embodiment, the first held portion 84a1 and the second held portion 84c1 are formed so as to be separated so as to sandwich the
最後に、図7及び図8にて、第2サーミスタ素子82の設置位置と、温度センサ80の検知精度と、の関係について述べる。
図7は、温度センサ80を示す側面図(図4に対応する。)であって、第2サーミスタ素子82の設置位置を変動した図である。具体的に、本実施の形態における設置位置と同じ位置に設置された第2サーミスタ素子82Aと、収容部84a(カバー85)の上面に設置された第2サーミスタ素子82Bと、収容部84a(カバー85)の下面近傍に設置された第2サーミスタ素子82Cと、による温度センサの検知精度の差異を実験的に確認した。なお、第2サーミスタ素子82B及び第2サーミスタ素子82Cは、第2サーミスタ素子82Aよりも第1サーミスタ素子81に対して遠い位置に配設されている。
Finally, the relationship between the installation position of the
FIG. 7 is a side view showing the temperature sensor 80 (corresponding to FIG. 4), in which the installation position of the
図8は、その実験結果を示すグラフであって、実線S1は図7の第2サーミスタ82Aを用いた場合の温度センサの検知精度を示し、破線S2は図7の第2サーミスタ82Bを用いた場合の温度センサの検知精度を示し、一点鎖線S3は図7の第2サーミスタ82Cを用いた場合の温度センサの検知精度を示す。なお、実験は160℃に設定された検知対象物の温度を一定時間検知したものである。
FIG. 8 is a graph showing the experimental results. The solid line S1 shows the detection accuracy of the temperature sensor when the
図8から、第1サーミスタ素子81の近傍の雰囲気温度を検知する第2サーミスタ素子82A〜82Cの設置位置によって温度センサ80の検知結果のバラツキが大きく変動することがわかる。そして、本実施の形態における構成によれば、温度センサ80における検知結果のバラツキがほとんどなくなることがわかる。
FIG. 8 shows that the variation in the detection result of the
以上説明したように、本実施の形態においては、定着ベルト60(定着部材)の温度を非接触で検知する第1サーミスタ素子81の近傍の雰囲気温度を検知する第2サーミスタ素子82の設置位置を適正化しているために、小型かつ安価で、定着ベルト60の温度検知にバラツキが生じることのない、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
As described above, in the present embodiment, the installation position of the
なお、本実施の形態では、定着部材として定着ベルト60を用いた定着装置19に対して本発明を適用したが、定着部材として定着ローラを用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。また、本実施の形態では、加圧部材として加圧ローラ30を用いた定着装置19に対して本発明を適用したが、加圧部材として加圧ベルトを用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。さらに、本実施の形態では、ヒータランプ加熱方式の定着装置19に対して本発明を適用したが、電磁誘導加熱方式の定着装置に対しても本発明を適用することができる。そして、それらの場合にも、第2サーミスタ素子82の設置位置を最適化することで、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the present invention is applied to the fixing
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the present embodiment, and it is obvious that the present embodiment can be modified as appropriate within the scope of the technical idea of the present invention, other than suggested in the present embodiment. is there. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the present embodiment, and the number, position, shape, and the like suitable for implementing the present invention can be achieved.
1 画像形成装置本体(装置本体)、
7 給紙部、 10 作像部、
11BK、11Y、11M、11C 感光体ドラム、
17 中間転写ベルト、 18 転写ローラ、
19 定着装置、
40 支持ローラ、 41、41a、41b ヒータ、
50 定着補助ローラ、
60 定着ベルト(定着部材)、
70 保持部材、 70a 第1保持部、
70b 第2保持部、 70b1 切欠き部、
80 温度センサ、
81 第1サーミスタ素子、 81a リード線、
82 第2サーミスタ素子、
84 ケース、 84a 収容部、
84a1 第1被保持部、 84b 枠体、
84c 枠体先端部、 84c1 第2被保持部、 84c2 切欠き、
85 カバー、 85a 貫通穴、 87 ハーネス、
88 耐熱フィルム。
1 image forming apparatus body (apparatus body),
7 paper feeding unit, 10 image forming unit,
11BK, 11Y, 11M, 11C photosensitive drum,
17 Intermediate transfer belt, 18 Transfer roller,
19 fixing device,
40 support rollers, 41, 41a, 41b heaters,
50 fixing auxiliary roller,
60 fixing belt (fixing member),
70 holding member, 70a 1st holding part,
70b 2nd holding | maintenance part, 70b1 notch part,
80 temperature sensor,
81 first thermistor element, 81a lead wire,
82 second thermistor element,
84 case, 84a accommodating part,
84a1 first held portion, 84b frame,
84c frame body front end part, 84c1 second held part, 84c2 notch,
85 cover, 85a through hole, 87 harness,
88 Heat-resistant film.
Claims (12)
トナー像を溶融する定着部材と、
前記定着部材の温度を非接触で検知する第1サーミスタ素子と、当該第1サーミスタ素子の近傍の雰囲気温度を検知する第2サーミスタ素子と、を有する温度センサと、を備え、
前記第1サーミスタ素子は、耐熱フィルムを介して前記定着部材に対向するように当該耐熱フィルム上に保持され、
前記第2サーミスタ素子は、前記第1サーミスタ素子よりも前記定着部材から離間した位置に保持されたことを特徴とする定着装置。 A fixing device for fixing a toner image on a recording medium,
A fixing member for melting the toner image;
A temperature sensor having a first thermistor element that detects the temperature of the fixing member in a non-contact manner and a second thermistor element that detects an ambient temperature in the vicinity of the first thermistor element;
The first thermistor element is held on the heat resistant film so as to face the fixing member via the heat resistant film,
The fixing device, wherein the second thermistor element is held at a position farther from the fixing member than the first thermistor element.
前記温度センサは、前記保持部材の第1保持部に保持されるとともに平面からなる第1被保持部を具備し、前記耐熱フィルムが前記平面と同一の平面上に配設されるように形成されたことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 A holding member that holds the temperature sensor and defines a gap of the first thermistor element with respect to the fixing member;
The temperature sensor includes a first held portion that is held by the first holding portion of the holding member and has a flat surface, and is formed so that the heat-resistant film is disposed on the same plane as the flat surface. The fixing device according to claim 1.
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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