JP2010026435A - Fixing device and image forming apparatus equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録媒体上に形成された画像に対して加熱及び加圧して像定着を行う定着装置、及びこの定着装置を搭載するPPC(普通紙)複写機、ファクシミリ、レーザープリンタ等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device for fixing an image by heating and pressurizing an image formed on a recording medium, and image formation of a PPC (plain paper) copying machine, a facsimile, a laser printer, and the like equipped with the fixing device. It relates to the device.
画像形成装置において、定着画像品質は、定着部材と加圧部材とで形成される定着ニップの幅、いわゆるニップ幅により大きく影響を受けるが、経時のニップ幅は、定着部材及び加圧部材の経時の硬度変化により変動する。
一般にローラ定着方式と呼ばれる定着ローラと加圧ローラが接触する構成では、これらのローラ間が一定荷重で加圧されている場合、ローラ硬度が低くなるとローラ間の食い込み量が増加し、ニップ幅が増大する。このため、定着ローラと加圧ローラの位置変化により定着パラメータを変更し定着画像品質を安定させるもの、定着ローラと加圧ローラの距離を一定に保ち、経時でローラ硬度が低下し、食い込み量が増えてニップ幅が増大することを防止するものなどが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、定着ローラに対してベルトがテンションをかけて巻き付いている、いわゆるベルト定着方式では、定着ローラと加圧ローラの距離が一定の場合、定着ローラ硬度が低下するとニップ幅が減少する。
これは、弾性体の硬度が低下することにより、ニップ入口および出口近傍の弾性体がベルトのテンションによって変形し、加圧ローラから離間するためである。
In an image forming apparatus, the quality of a fixed image is greatly influenced by the width of a fixing nip formed by a fixing member and a pressure member, so-called nip width. Fluctuates due to changes in hardness.
In a configuration in which a fixing roller and a pressure roller contact each other, which is generally called a roller fixing system, when the roller is pressed with a constant load, when the roller hardness decreases, the amount of biting between the rollers increases and the nip width increases. Increase. For this reason, the fixing parameter is changed by changing the position of the fixing roller and the pressure roller to stabilize the fixed image quality, the distance between the fixing roller and the pressure roller is kept constant, the roller hardness decreases with time, and the amount of biting is reduced. Some have been proposed that prevent the nip width from increasing and the like (see, for example, Patent Document 1).
However, in the so-called belt fixing method in which the belt is wound around the fixing roller with tension, when the distance between the fixing roller and the pressure roller is constant, the nip width decreases when the fixing roller hardness decreases.
This is because the elastic body in the vicinity of the nip inlet and the outlet is deformed by the belt tension and is separated from the pressure roller due to the decrease in hardness of the elastic body.
図14はベルト定着方式におけるニップの変化を説明する概略図である。この図14(a)〜(d)を参照してベルト定着方式におけるニップの変化について説明する。
図14(a)〜(d)において、定着ローラ100にはベルト部材101が巻き回されており、加圧ローラ102はベルト部材101を介して定着ローラ100に圧接している。
図14(a)の状態は経時変化がなく定着ローラ100が初期の径(標準状態)である場合を示しており、図14(b)は定着ローラ100の径が経時によって変化して小さくなった実施の様態を示しており、図14(a)から図14(b)の状態になると、ニップ幅が小さくなる。
また、図14(c)の状態は定着ローラ100に経時変化がなく、ローラ硬度が初期の標準状態である場合を示し、これに対して図14(d)は経時変化により定着ローラ100の硬度が低下した場合を示しており、図14(c)の状態から図14(d)に示す状態になると、ニップ幅が減少する。とくに、定着ローラ100にスポンジローラを使用した定着装置の場合、経時のスポンジローラ硬度の低下によってニップ幅が大きく減少し、定着不良が発生するため、かかる硬度の低下の直前で定着装置の交換が必要となる。
FIG. 14 is a schematic diagram for explaining the nip change in the belt fixing system. With reference to FIGS. 14A to 14D, the nip change in the belt fixing method will be described.
14A to 14D, a
14A shows a case where there is no change with time and the
14C shows a case where the
かかる問題に対し、一般的には通紙枚数や駆動時間から、定着装置の寿命判定を行っている。しかしながら、スポンジローラの硬度の低下は、ユーザーの条件により大きく変化する。例えば、低温環境下では転写紙が冷えているために定着温度を高くして使用するが、定着温度が低い場合と比較して、同じ通紙枚数でもスポンジローラの硬度の低下は大きい。
また、特許文献1では、定着ニップ後にセンサを配設し、センサ位置に到達する時間を測定し、その変化により定着装置の劣化を直接検知し、定着装置寿命を判定する技術が提案されている。この技術は、初期と比べ、経時では転写紙が定着出口で定着部材に巻き付き気味に排紙するようになるとして、その巻き付き具合により寿命判定しているものである。
また、公知技術ではないが、テンションローラの位置により、定着温度や線速等を変化させる技術も研究されている。この技術によれば、寿命判定はできないが、定着装置の寿命を精度よく判定することができる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 proposes a technique for disposing a sensor after the fixing nip, measuring the time to reach the sensor position, directly detecting deterioration of the fixing device by the change, and determining the life of the fixing device. . In this technique, the transfer paper is wound around the fixing member at the fixing outlet over time, and the life is determined based on the degree of winding.
Further, although not a known technique, a technique for changing the fixing temperature, the linear velocity, and the like depending on the position of the tension roller has been studied. According to this technique, the life cannot be determined, but the life of the fixing device can be accurately determined.
しかしながら、特許文献1の技術では、経時において、普通紙では巻き付き気味に排紙するような状態でも、厚紙を通紙した場合は、その剛性が強いため定着部材に巻き付くことなく排紙されるため、寿命とは判定されない場合がある。
このように、従来、ユーザーの使用条件によらず正確な寿命判定をすることは困難であり、所定の出力枚数の度に定着装置の交換を実施した場合、未だ使用可能な定着装置も寿命と判断され破棄される問題があり、また、紙詰まり、定着不良などの問題が発生してから定着装置を交換する場合は、画像形成装置のダウンタイムが大きくなる問題がある。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、定着装置を有する画像形成装置において、テンションローラの位置が、所定の位置よりも定着ベルトに食い込むと、定着ローラの硬度が低下又は外径の減少により、定着ニップが規定よりも少ないと判断することにより、ユーザーの使用条件によらずその寿命を精度よく判定する定着装置及びこの定着装置を搭載する画像形成装置を提供することにある。
However, according to the technique of
As described above, it has been difficult to accurately determine the lifetime regardless of the use conditions of the user, and when the fixing device is replaced every time a predetermined number of sheets are output, the fixing device that can be used still has a lifetime. When the fixing device is replaced after a problem such as a paper jam or a fixing failure occurs, there is a problem that the downtime of the image forming apparatus becomes large.
In view of the above-described circumstances, an object of the present invention is to reduce the hardness of the fixing roller or to prevent the fixing roller from being lowered or removed when the tension roller bites into the fixing belt more than a predetermined position in the image forming apparatus having the fixing device. It is an object of the present invention to provide a fixing device and an image forming apparatus equipped with the fixing device that accurately determine the lifetime regardless of the use conditions of the user by determining that the fixing nip is less than a specified value due to the decrease in diameter. .
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、表面に離型層を有する定着部材と、該定着部材に対向配置される加圧部材と、を備え、前記定着部材と前記加圧部材とにより形成される定着ニップにて、記録媒体上のトナー像を定着し、かつ該記録媒体を挟持搬送する定着装置において、前記定着部材及び前記加圧部材の一方もしくは両方がベルト部材からなり、該ベルト部材の外側に、前記ベルト部材に張力を付与するテンション付与部材を備え、該テンション付与部材の位置を検知する位置検知手段を有し、該位置検知手段の検知結果により、前記テンション付与部材が所定の位置よりも前記ベルト部材に食い込む時、寿命に達したと判定する定着装置を特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、前記定着部材がベルト部材からなり、前記テンション付与部材は前記ベルト部材に張力を付与する定着テンションローラである請求項1記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、前記定着テンションローラの位置の通紙枚数に対する変化率を計算する変化率計算手段と、その計算値から定着装置の残寿命を計算する残寿命計算手段と、前記残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示する開示手段と、を有する請求項1又は2記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、前記変化率計算手段が、前記定着テンションローラの位置の使用時間に対する変化率を計算する請求項1乃至3のいずれか1項記載の定着装置を特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention described in
The invention according to
According to a third aspect of the present invention, there is provided a rate-of-change calculating means for calculating a rate of change of the position of the fixing tension roller with respect to the number of passing sheets, and a remaining life calculating means for calculating the remaining life of the fixing device from the calculated value. The fixing device according to
According to a fourth aspect of the invention, there is provided the fixing device according to any one of the first to third aspects, wherein the change rate calculating means calculates a change rate with respect to a usage time of the position of the fixing tension roller. To do.
また、請求項5に記載の発明は、前記加圧部材がベルト部材からなり、前記テンションローラは前記ベルト部材に張力を付与する加圧テンションローラである請求項1記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、前記変化率計算手段が、前記加圧テンションローラの位置の通紙枚数に対する変化率を計算する請求項1又は5記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、前記変化率計算手段が、前記加圧テンションローラの位置の使用時間に対する変化率を計算する請求項5記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、前記定着部材及び前記加圧部材の両方がベルト部材からなる請求項1記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項9に記載の発明は、前記定着部材及び前記加圧部材のいずれか一方がベルト部材からなり、これに対向する前記定着部材及び前記加圧部材のいずれか一方が固定パッドからなる請求項1記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項10に記載の発明は、潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像して可視化し、トナー像を記録媒体上に転写し、該記録媒体上の前記トナー像を熱及び圧力により前記記録媒体上に定着させる画像形成装置において、前記トナー像を前記記録媒体上に定着させる定着装置として請求項1乃至9のいずれか1項記載の定着装置を搭載する画像形成装置を特徴とする。
The invention according to
The invention according to
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the fixing device according to the fifth aspect, wherein the rate of change calculation means calculates a rate of change of the position of the pressure tension roller with respect to usage time.
According to an eighth aspect of the invention, there is provided the fixing device according to the first aspect, wherein both the fixing member and the pressure member are belt members.
According to a ninth aspect of the present invention, one of the fixing member and the pressure member is a belt member, and one of the fixing member and the pressure member opposite to the belt member is a fixed pad. A fixing device according to
According to a tenth aspect of the present invention, the electrostatic latent image formed on the latent image carrier is visualized by developing with toner, the toner image is transferred onto a recording medium, and the toner on the recording medium is transferred. An image forming apparatus for fixing an image on the recording medium by heat and pressure, wherein the fixing apparatus according to any one of
本発明によれば、テンションローラの位置が、所定の位置よりもベルトに食い込むと、定着ローラの硬度が低下又は外径の減少により、定着ニップが規定よりも少ないと判断することにより、ユーザーの使用条件によらず定着装置の寿命を精度よく判定することができる。 According to the present invention, when the position of the tension roller bites into the belt more than a predetermined position, it is determined that the fixing nip is less than the specified value due to a decrease in the hardness of the fixing roller or a decrease in the outer diameter. The life of the fixing device can be accurately determined regardless of the use conditions.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明を適用する画像形成装置を示す概略図である。図1において、画像形成装置の画像形成プロセスは感光体である感光体ドラム1Y、1C、1M、1Bk上に電荷を印加して一様に帯電させる。
この帯電された表面に、図示してない露光装置からレーザを照射することにより、感光体ドラム1Y、1C、1M、1Bkの一部を露光、除電して形成された静電潜像に、現像装置2Y、2C、2M、2Bkの現像ローラ3Y、3C、3M、3Bk上のトナーを移動させ、トナー画像とする。
カラー画像形成装置の場合に、画像形成部(感光体ドラム1Y、1C、1M、1Bkと現像装置2Y、2C、2M、2Bkとの1組)は、ブラックトナー、イエロートナー、シアントナー、マゼンタトナーの4つのトナーを図1のように並べるか又は1つの感光体ドラムに4つの現像装置を配置するなどしてトナー画像を形成する。感光体ドラム上に形成されたトナー画像は、対向した転写装置4の中間転写ベルト5上に転写される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an image forming apparatus to which the present invention is applied. In FIG. 1, the image forming process of the image forming apparatus applies a charge to the
By irradiating the charged surface with a laser from an exposure device (not shown), a part of the
In the case of a color image forming apparatus, an image forming unit (a set of
中間転写ベルト5は、支持ローラと兼用する2次転写バイアスローラ6及び支持ローラ7で張架され、図示の実施の形態では反時計回りに回転可能となっている。感光体ドラム1Y、1C、1M、1Bk上にトナー像が形成されると、各色に対応して1次転写ローラ8Y、8C、8M、8Bkに電圧が印加され、感光体ドラム1Y、1C、1M、1Bk上のトナー像が中間転写ベルト5上に順次転写されていく。
中間転写ベルト5の内側には上述の支持ローラを兼ねる2次転写バイアスローラ6を配置しており、この2次転写バイアスローラ6に中間転写ベルト5を挟んで対向して2次転写ユニット9が配置されている。
2次転写部の上流には、転写紙搬送装置の一部であるレジストローラ対10が配置されている。このレジストローラ対10は給紙装置(図示せず)から搬送された記録媒体である転写紙をいったん止めて保持し、この転写紙を転写タイミング、すなわち、転写動作の準備が終わるまで待機させる。
レジストローラ対10は中間転写ベルト5上へのトナー画像に合わせた転写タイミングで駆動し、2次転写ユニット9と中間転写ベルト5で形成されたトナー画像は2次転写ユニット9を通過し、転写紙に転写される。
転写装置の下流には、搬送装置を兼ねた一般的な定着装置11が配置されている。この定着装置11においてトナー画像を熱及び圧力で定着された転写紙は図示してない排紙ローラを通って外部に排出される。
The
A secondary
A
The
A
図2は本発明による定着装置の第1の実施の形態を示す概略図である。この定着装置11は表面を離型層であるPFAチューブで覆われたベルト部材であるφ75の定着ベルト12の内部に、φ40の発泡シリコンゴムの定着ローラ14と内部にハロゲンヒータ13を内包したφ30のアルミの定着加熱ローラ15がある。定着ベルト12外部には、表層をPFAチューブで覆われたφ12の定着テンションローラ16がある。
この定着テンションローラ16はテンションスプリング17によって定着ベルト12に対して外側から張力を付与するテンション付与部材である。定着テンションローラ16の定着ベルト12から離れた側方には、この定着テンションローラ16の変位量を検知する変位センサ19が配設されている。変位センサ19にはレーザ変位計を用いている。本画像形成装置のプロセス線速は322mm/秒である。
加圧ローラ17は内部にハロゲンヒータ18が配置され、定着ベルト12を介して定着ローラ14の下部に圧接する第2ローラ部材である。加圧ローラ17と定着ローラ14とにより定着ベルト12を介在して定着ニップNを形成している。図2には、さらに、転写紙P、ローラ線速Vr、ニップ幅Nt、転写紙P上の定着前のトナーGo、定着後のトナーGを示している。
FIG. 2 is a schematic view showing a first embodiment of a fixing device according to the present invention. This fixing
The fixing
The
変位センサ19は定着テンションローラ16側方に配置されかつレーザ変位計からなる検知手段であり、定着テンションローラ16の変位量、すなわち、定着テンションローラ16の定着ベルト12に対する食い込み量を検知している。
制御部であるCPU(中央演算処理ユニット)20は装置各部の動作を制御しており、本実施の形態では変位センサ19からの検知情報を受けて演算処理し、その検知結果に応じて、ハロゲンヒータ13、18の発熱/加熱を、ヒータ駆動部材21、22を介して制御し、かつ定着ローラ14、加圧ローラ17を、ローラ駆動部23、24を介して制御する。
CPU20の機能には、前記テンションローラの位置の通紙枚数に対する変化率を計算する変化率計算手段としての機能、その計算値から定着装置の残寿命を計算する残寿命計算手段としての機能、前記残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示する開示手段としての機能を有している。
図3は定着テンションローラの初期状態からの変位量とニップ幅の関係と、定着装置において定着品質を確保できる下限ニップ幅(10.3mm)とをグラフで示す図である。図中、定着テンションローラ16の変位量は、数値が大きくなると定着ニップ幅が減少することを表している。
The
A CPU (central processing unit) 20 which is a control unit controls the operation of each part of the apparatus. In this embodiment, the
The function of the
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the displacement amount of the fixing tension roller from the initial state and the nip width, and the lower limit nip width (10.3 mm) at which fixing quality can be ensured in the fixing device. In the drawing, the displacement amount of the fixing
図4は本発明による定着装置の動作を示すフローチャートである。図4において、プリント信号がオンで定着モータ(図示せず)をオンする(S1)。定着モータのオン後1秒経過かどうか判断し(S2)、1秒経過ならば、定着テンションローラ16(図示せず)の変位量Xを測定する(S3)。
次いで、給紙を開始し(S4)、作像動作を行い(S5)、ジョブエンドかどうかを判断し(S6)、次に、定着テンションローラ16の変位量が8mm以上かどうかを判断し(S7)、定着テンションローラ16の変位量が8mm以上を検知した時、定着装置が寿命に達したと判定し、図示してない画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着UNIT交換”を表示し(S8)、定着モータをオフする(S9)。
本発明においては、上記定着テンションローラ16の位置が、所定の位置よりも定着ベルト11に食い込むと、定着ローラ14の硬度が低下又は外径の減少により、定着ニップが規定よりも少ないと判断することにより、ユーザーの使用条件によらず定着装置の寿命を精度よく判定することができる。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the fixing device according to the present invention. In FIG. 4, when the print signal is on, a fixing motor (not shown) is turned on (S1). It is determined whether 1 second has elapsed after the fixing motor is turned on (S2). If 1 second has elapsed, the displacement amount X of the fixing tension roller 16 (not shown) is measured (S3).
Next, paper feeding is started (S4), an image forming operation is performed (S5), it is determined whether or not the job is finished (S6), and then it is determined whether or not the displacement amount of the fixing
In the present invention, if the position of the fixing
図5は本発明による定着装置の動作の第1の実施の形態を示すフローチャートである。図5において、プリント信号がオンで図示してない定着モータをオンする(S11)。定着モータのオン後1秒経過かどうか判断し(S12)、1秒経過ならば、定着テンションローラ16(図2)の変位量Xを測定する(S13)。
次に、変位量Xが7mm以上かどうかを判断し(S14)、変位量Xが7mm以上ならば寿命予測枚数カウンタをオフし(S15)、残寿命(残寿命=寿命予測枚数カウンタ値)を計算する(S16)。ステップ(S14)で変位量Xが7mm以上でないならば、変位量Xが6mm以上かどうかを判断し(S17)、変位量Xが6mm以上ならば寿命予測枚数カウンタをオンする(S18)。
ステップ(S16)、ステップ(S18)の次に、かつ変位量Xが6mm以上でないならば、給紙を開始し(S19)、作像動作を行い(S20)、ジョブエンドかどうかを判断し(S21)、次に、定着テンションローラ16の変位量Xが8mm以上かどうかを判断する(S22)。
定着テンションローラ16の変位量Xが8mm以上を検知した時、定着装置が寿命に達したと判定し、図示してない画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着UNIT交換”を表示する(S23)。ステップ(S22)で変位量Xが8mm以上でないならば、変位量Xが7mm以上かどうかを判断し(S24)、変位量Xが7mm以上ならば、操作パネルに“残寿命○○枚”を表示し(S25)、ステップ(S23)に続いてと同様に定着モータをオフする(S26)。
FIG. 5 is a flowchart showing the first embodiment of the operation of the fixing device according to the present invention. In FIG. 5, when the print signal is on, a fixing motor (not shown) is turned on (S11). It is determined whether 1 second has elapsed after the fixing motor is turned on (S12). If 1 second has elapsed, the displacement amount X of the fixing tension roller 16 (FIG. 2) is measured (S13).
Next, it is determined whether or not the displacement amount X is 7 mm or more (S14). If the displacement amount X is 7 mm or more, the life prediction number counter is turned off (S15), and the remaining life (remaining life = life prediction number counter value) is set. Calculate (S16). If the displacement amount X is not 7 mm or more in step (S14), it is determined whether the displacement amount X is 6 mm or more (S17). If the displacement amount X is 6 mm or more, the life prediction sheet number counter is turned on (S18).
Next to step (S16) and step (S18), and if the displacement amount X is not 6 mm or more, paper feeding is started (S19), an image forming operation is performed (S20), and it is determined whether or not it is a job end ( Next, it is determined whether or not the displacement amount X of the fixing
When the displacement amount X of the fixing
図6は定着テンションローラ食い込み量とニップ幅との関係をグラフで示す図である。図2及び図6を参照して説明すると、定着テンションローラ16の変位量(食い込み量)が6mm以上を検知した時に“寿命予測枚数カウンタ”をスタートさせる。定着テンションローラ16の変位量が7mm以上を検知した時に“寿命予測枚数カウンタ”を停止させる。
定着テンションローラ16の変位量が7mmから、定着装置11の寿命である8mmに到達するまでの枚数は、定着テンションローラ16の変位量が6mmから7mmに到達するのに要した枚数と同等であるため、定着テンションローラ16の変位量が7mmに到達した時の残寿命は、6mmから7mmまでの枚数カウンタの値となり、その値を操作部表示パネル(図示せず)に枚数で表示する。
また、定着テンションローラ16の変位量が8mm以上を検知した時、定着装置11が寿命に達したと判定し、画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着UNIT交換”を表示する(図5のステップS23)。
このように定着テンションローラ16の位置の通紙枚数に対する変化率を計算する計算手段により、定着装置11の残寿命を計算し、この定着装置11の残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示することにより、ユーザーに対し残り使用可能な通紙枚数を報知し、定着装置交換の準備を促すことにより、画像形成装置のダウンタイムを短縮することができる。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the fixing tension roller biting amount and the nip width. Referring to FIGS. 2 and 6, when the displacement amount (biting amount) of the fixing
The number of sheets until the displacement amount of the fixing
Further, when the displacement amount of the fixing
The remaining life of the fixing
図7は本発明による定着装置の動作の第2の実施の形態を示すフローチャートである。図2及び図7において、プリント信号がオンで定着モータをオンする(S31)。定着モータ(図示せず)のオン後1秒経過かどうか判断し(S32)、1秒経過ならば、定着テンションローラ16の変位量Xを測定する(S33)。
次に、変位量Xが7mm以上かどうかを判断し(S34)、変位量Xが7mm以上ならば寿命予測タイマをオフし(S35)、残寿命(残寿命=寿命予測枚数カウンタ値)を計算する(S36)。ステップ(S34)で変位量Xが7mm以上でないならば、変位量Xが6mm以上かどうかを判断し(S37)、変位量Xが6mm以上ならば寿命予測タイマをオンする(S38)。
ステップ(S36)、ステップ(S38)の次に、かつ変位量Xが6mm以上でないならば、給紙を開始し(S39)、作像動作を行い(S40)、ジョブエンドかどうかを判断し(S41)、次に、定着テンションローラ16(図2)の変位量Xが8mm以上かどうかを判断する(S42)。
定着テンションローラ16の変位量Xが8mm以上を検知した時、定着装置が寿命に達したと判定し、図示してない画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着UNIT交換”を表示する(S43)。ステップ(S42)で変位量Xが8mm以上でないならば、変位量Xが7mm以上かどうかを判断し(S44)、変位量Xが7mm以上ならば、操作パネルに“残寿命○○枚”を表示し(S45)、ステップ(S43)に続いてと同様に定着モータをオフする(S46)。
FIG. 7 is a flowchart showing a second embodiment of the operation of the fixing device according to the present invention. 2 and 7, when the print signal is on, the fixing motor is turned on (S31). It is determined whether or not 1 second has elapsed after the fixing motor (not shown) is turned on (S32), and if 1 second has elapsed, the displacement amount X of the fixing
Next, it is determined whether or not the displacement amount X is 7 mm or more (S34). If the displacement amount X is 7 mm or more, the life prediction timer is turned off (S35), and the remaining life (remaining life = life prediction number counter value) is calculated. (S36). If the displacement amount X is not 7 mm or more in step (S34), it is determined whether the displacement amount X is 6 mm or more (S37). If the displacement amount X is 6 mm or more, the life prediction timer is turned on (S38).
Next to step (S36) and step (S38), and if the displacement amount X is not 6 mm or more, paper feeding is started (S39), an image forming operation is performed (S40), and it is determined whether or not the job is ended (S40). Next, it is determined whether the displacement amount X of the fixing tension roller 16 (FIG. 2) is 8 mm or more (S42).
When the displacement amount X of the fixing
図8は定着テンションローラ食い込み量とニップ幅との関係をグラフで示す図である。図2及び図8を参照して説明すると、定着テンションローラ16の変位量が6mm以上を検知した時に“寿命予測タイマ”を始動させる。定着テンションローラ16の変位量が7mm以上を検知した時に“寿命予測タイマ”を停止させる。
定着テンションローラ16の変位量が7mmから、定着装置11の寿命である8mmに到達するまでの枚数は、定着テンションローラ16の変位量が6mmから7mmに到達するのに要した時間と同等であるため、定着テンションローラ16の変位量が7mmに到達した時の残寿命は、6mmから7mmまでのタイマの値となり、その値を図示してない操作部表示パネルに時間で表示する。また、定着テンションローラ16の変位量が8mm以上を検知した時、定着装置11が寿命に達したと判定し、画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着UNIT交換”を表示する。
定着テンションローラ16の位置の使用時間に対する変化率を計算する計算手段により、定着装置11の残寿命を計算し、この定着装置11の残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示することにより、ユーザーに対し残り使用可能な時間を報知し、定着装置交換の準備を促すことにより、画像形成装置のダウンタイムを短縮することができる。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the fixing tension roller biting amount and the nip width. Referring to FIGS. 2 and 8, the “life prediction timer” is started when the displacement amount of the fixing
The number of sheets from the displacement amount of the fixing
By calculating the remaining life of the fixing
図9は本発明による定着装置の第2の実施の形態を示す概略図である。表面を離型層であるPFAチューブで覆われたφ75の加圧ベルト25の内部に、φ40の発泡シリコンゴムの加圧ローラ28と内部にハロゲンヒータ27を内包したφ30のアルミの加圧加熱ローラ26がある。
加圧ベルト25外部には、表層をPFAチューブで覆われたφ12の加圧テンションローラ16がある。この加圧テンションローラ16は第1の実施の形態と同じ符号を付しているが、加圧ベルト25に対して設けられているので、この第2の実施の形態の説明では加圧テンションローラ16として説明する。
加圧テンションローラ16はテンションスプリング17によって加圧ベルト25に対して張力を与えている。加圧テンションローラ16の加圧ベルト25から離れた側方には、この加圧テンションローラ16の変位量を検知する変位センサ19が配設されている。変位センサ19にはレーザ変位計を用いている。
FIG. 9 is a schematic view showing a second embodiment of the fixing device according to the present invention. A pressure heating roller of φ30 aluminum in which a
Outside the
The
この定着装置11は、表面に離型層を有する定着ローラ29と、加圧ベルト25と、この加圧ベルト25内部に弾性層を有する加圧加熱ローラ26と加圧ベルト25に熱を与えるハロゲンヒータ27と、加圧ベルト25外側に、加圧ベルト25に張力を付与する加圧テンションローラ16と、を有している。
この定着装置11は、定着部材である定着ローラ29と加圧部材である加圧ベルト25の距離を一定に保つ保持部材(例えば、定着ローラ29の軸と加圧ローラの軸を固定の間隔で軸承する枠体が上げられるが、図示せず)を有し、かつ定着ローラ29と加圧ローラ28により形成される定着ニップNにて、記録媒体上のトナー像を定着し、かつ記録媒体を挟持搬送する。
加圧テンションローラ16の位置を検知する位置検知手段19を有し、加圧テンションローラ16が所定の位置よりも加圧ベルト25に食い込むと、加圧ローラ28の硬度が低下又は外径の減少により、定着ニップNが規定よりも少ないと判断することにより、ユーザーの使用条件によらず定着装置11の寿命を精度よく判定することができる。
The fixing
The fixing
When the
図9には、さらに、転写紙P、ローラ線速Vr、ニップ幅Nt、転写紙P上の定着前のトナーGo、定着後のトナーGを示している。変位センサ19は定着テンションローラ16側方に配置されかつレーザ変位計からなる検知手段であり、定着テンションローラ16の変位量、すなわち、定着テンションローラ16の定着ベルト12に対する食い込み量を検知している。
制御部であるCPU(中央演算処理ユニット)20は装置各部の動作を制御しており、本実施の形態では変位センサ19からの検知情報を受けて演算処理し、その検知結果に応じて、ハロゲンヒータ13、18の発熱/加熱を、ヒータ駆動部材21、22を介して制御し、かつ定着ローラ14、加圧ローラ17を、ローラ駆動部23 、24を介して制御する。
CPU20の機能には、前記加圧テンションローラ16の位置の通紙枚数に対する変化率を計算する変化率計算手段としての機能、その計算値から定着装置の残寿命を計算する残寿命計算手段としての機能、前記残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示する開示手段としての機能を有している。
FIG. 9 further shows the transfer paper P, the roller linear velocity Vr, the nip width Nt, the toner Go before fixing on the transfer paper P, and the toner G after fixing. The
A CPU (central processing unit) 20 which is a control unit controls the operation of each part of the apparatus. In this embodiment, the
The function of the
図10は図9による本発明の定着装置の動作を示すフローチャートである。図9及び図10において、プリント信号がオンで定着モータをオンする(S51)。定着モータ(図示せず)のオン後1秒経過かどうか判断し(S52)、1秒経過ならば、加圧テンションローラ16(図示せず)の変位量Xを測定する(S53)。
次いで、給紙を開始し(S54)、作像動作を行い(S55)、ジョブエンドかどうかを判断し(S56)、次に、加圧テンションローラ16の変位量が8mm以上かどうかを判断し(S57)、加圧テンションローラ16の変位量が8mm以上を検知した時、定着装置が寿命に達したと判定し、図示してない画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着UNIT交換”を表示し(S58)、定着モータをオフする(S59)。
加圧テンションローラ16の位置を検知する検知手段19を有し、加圧テンションローラ16が所定の位置よりも加圧ベルト25に食い込むと、加圧ローラ28の硬度が低下又は外径の減少により、定着ニップNが規定よりも少ないと判断することにより、ユーザーの使用条件によらず定着装置の寿命を精度よく判定することができる。
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the fixing device of the present invention according to FIG. 9 and 10, when the print signal is on, the fixing motor is turned on (S51). It is determined whether or not 1 second has elapsed after the fixing motor (not shown) is turned on (S52), and if 1 second has elapsed, the displacement amount X of the pressure tension roller 16 (not shown) is measured (S53).
Next, paper feeding is started (S54), an image forming operation is performed (S55), and it is determined whether or not it is a job end (S56). Next, it is determined whether or not the displacement amount of the
When the
図11は図9による定着装置の動作の第1の実施の形態を示すフローチャートである。図9及び図11において、プリント信号がオンで図示してない定着モータをオンする(S61)。定着モータのオン後1秒経過かどうか判断し(S62)、1秒経過ならば、加圧テンションローラ16の変位量Xを測定する(S63)。
次に、変位量Xが7mm以上かどうかを判断し(S64)、変位量Xが7mm以上ならば寿命予測枚数カウンタをオフし(S65)、残寿命(残寿命=寿命予測枚数カウンタ値)を計算する(S66)。ステップ(S64)で変位量Xが7mm以上でないならば、変位量Xが6mm以上かどうかを判断し(S67)、変位量Xが6mm以上ならば寿命予測枚数カウンタ(CPU20)をオンする(S68)。
ステップ(S66)、ステップ(S68)の次に、かつ変位量Xが6mm以上でないならば、給紙を開始し(S69)、作像動作を行い(S70)、ジョブエンドかどうかを判断し(S71)、次に、加圧テンションローラ16の変位量Xが8mm以上かどうかを判断する(S72)。
FIG. 11 is a flowchart showing a first embodiment of the operation of the fixing device shown in FIG. 9 and 11, the print motor is turned on and a fixing motor (not shown) is turned on (S61). It is determined whether 1 second has elapsed after the fixing motor is turned on (S62). If 1 second has elapsed, the displacement amount X of the
Next, it is determined whether or not the displacement amount X is 7 mm or more (S64). If the displacement amount X is 7 mm or more, the life prediction number counter is turned off (S65), and the remaining life (remaining life = life prediction number counter value) is set. Calculate (S66). If the displacement amount X is not 7 mm or more in step (S64), it is determined whether the displacement amount X is 6 mm or more (S67). If the displacement amount X is 6 mm or more, the life prediction sheet counter (CPU 20) is turned on (S68). ).
Next to step (S66) and step (S68), and if the displacement amount X is not 6 mm or more, paper feeding is started (S69), an image forming operation is performed (S70), and it is determined whether or not it is a job end ( Next, it is determined whether or not the displacement amount X of the
加圧テンションローラ16の変位量Xが8mm以上を検知した時、定着装置11が寿命に達したと判定し、図示してない画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着UNIT交換”を表示する(S73)。ステップ(S72)で変位量Xが8mm以上でないならば、変位量Xが7mm以上かどうかを判断し(S74)、変位量Xが7mm以上ならば、操作パネルに“残寿命○○枚”を表示し(S75)、ステップ(S73)に続いてと同様に定着モータをオフする(S76)。
すなわち、加圧テンションローラ16の変位量が6mm以上を検知した時に“寿命予測枚数カウンタ”を始動させる。加圧テンションローラ16の変位量が7mm以上を検知した時に“寿命予測枚数カウンタ”を停止させる。
加圧テンションローラ16の変位量が7mmから、定着装置の寿命である8mmに到達するまでの枚数は、加圧テンションローラ16の変位量が6mmから7mmに到達するのに要した枚数と同等であるため、加圧テンションローラ16の変位量が7mmに到達した時の残寿命は、6mmから7mmまでの枚数カウンタの値となり、その値を操作部表示パネルに枚数で表示する。
When the displacement amount X of the
That is, when the displacement amount of the
The number of sheets until the displacement amount of the
また、加圧テンションローラ16の変位量が8mm以上を検知した時、定着装置11が寿命に達したと判定し、画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着UNIT交換”を表示する。
このように、本実施の形態の形態では、加圧テンションローラ16の位置の通紙枚数に対する変化率を計算する変化率計算手段(CPU20)と、その計算値から定着装置11の残寿命を計算する残寿命計算手段(CPU20)と、定着装置11の残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示する開示手段(CPU20)とを有している。
従って、加圧テンションローラ16の位置の通紙枚数に対する変化率を計算する手変化率計算段(CPU20)により、定着装置11の残寿命を計算し、この定着装置11の残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示することにより、ユーザーに対し残り使用可能な通紙枚数を報知し、定着装置交換の準備を促すことにより、画像形成装置のダウンタイムを短縮することができる。
Further, when the displacement amount of the
As described above, in the present embodiment, the change rate calculation means (CPU 20) that calculates the change rate with respect to the number of sheets passing through the position of the
Accordingly, the remaining life of the fixing
図12は本発明による定着装置の動作の第2の実施の形態を示すフローチャートである。図12において、プリント信号がオンで定着モータをオンする(S81)。定着モータのオン後1秒経過かどうか判断し(S82)、1秒経過ならば、加圧テンションローラ16の変位量Xを測定する(S83)。
次に、変位量Xが7mm以上かどうかを判断し(S84)、変位量Xが7mm以上ならば寿命予測タイマ(CPU20)をオフし(S85)、残寿命(残寿命=寿命予測枚数カウンタ値)を計算する(S86)。ステップ(S84)で変位量Xが7mm以上でないならば、変位量Xが6mm以上かどうかを判断し(S87)、変位量Xが6mm以上ならば寿命予測タイマをオンする(S88)。
ステップ(S86)、ステップ(S88)の次に、かつ変位量Xが6mm以上でないならば、給紙を開始し(S89)、作像動作を行い(S90)、ジョブエンドかどうかを判断し(S91)、次に、加圧テンションローラ16の変位量Xが8mm以上かどうかを判断する(S92)。
FIG. 12 is a flowchart showing a second embodiment of the operation of the fixing device according to the present invention. In FIG. 12, when the print signal is on, the fixing motor is turned on (S81). It is determined whether 1 second has elapsed after the fixing motor is turned on (S82), and if 1 second has elapsed, the displacement amount X of the
Next, it is determined whether or not the displacement amount X is 7 mm or more (S84). If the displacement amount X is 7 mm or more, the life prediction timer (CPU 20) is turned off (S85), and the remaining life (remaining life = life prediction number counter value). ) Is calculated (S86). If the displacement amount X is not 7 mm or more in step (S84), it is determined whether the displacement amount X is 6 mm or more (S87). If the displacement amount X is 6 mm or more, the life prediction timer is turned on (S88).
After step (S86) and step (S88), and if the displacement amount X is not 6 mm or more, paper feeding is started (S89), an image forming operation is performed (S90), and it is determined whether or not it is a job end ( Next, it is determined whether or not the displacement amount X of the
加圧テンションローラ16の変位量Xが8mm以上を検知した時、定着装置が寿命に達したと判定し、図示してない画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着UNIT交換”を表示する(S93)。ステップ(S92)で変位量Xが8mm以上でないならば、変位量Xが7mm以上かどうかを判断し(S94)、変位量Xが7mm以上ならば、操作パネルに“残寿命○○枚”を表示し(S95)、ステップ(S93)に続いてと同様に定着モータをオフする(S96)。
すなわち、加圧テンションローラ16の変位量が6mm以上を検知した時に“寿命予測タイマ”を始動させる。加圧テンションローラ16の変位量が7mm以上を検知した時に“寿命予測タイマ”を停止させる。
加圧テンションローラ16の変位量が7mmから、定着装置11の寿命である8mmに到達するまでの枚数は、加圧テンションローラ16の変位量が6mmから7mmに到達するのに要した時間と同等であるため、加圧テンションローラ16の変位量が7mmに到達した時の残寿命は、6mmから7mmまでのタイマの値となり、その値を操作部表示パネルに時間で表示する。
When the displacement amount X of the
That is, the “life prediction timer” is started when the displacement amount of the
The number of sheets until the displacement of the
また、加圧テンションローラ16の変位量が8mm以上を検知した時、定着装置が寿命に達したと判定し、画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着UNIT交換”を表示する。
このように、この実施の形態においては、加圧テンションローラ16の位置の使用時間に対する変化率を計算する変化率計算手段(CPU20)と、その計算値から定着装置11の残寿命を計算する残寿命計算手段(CPU20)と、定着装置11の残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示する開示手段(CPU20)とを有している。
従って、加圧テンションローラ16の位置の使用時間に対する変化率を計算する変化率計算手段により、定着装置11の残寿命を計算し、この定着装置11の残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示することにより、ユーザーに対し残り使用可能な時間を報知し、定着装置交換の準備を促すことにより、画像形成装置のダウンタイムを短縮することができる。
When the displacement amount of the
As described above, in this embodiment, the change rate calculating means (CPU 20) for calculating the change rate of the position of the
Accordingly, the remaining life of the fixing
図13は2つのベルト部材を有する定着装置を示す概略図である。図13に示すように、この実施の形態において、定着装置11はベルト部材からなる定着部材である定着ベルト31と、ベルト部材からなる加圧部材である加圧ベルト32と、から構成されている。
また、図示はしてないが、定着部材及び加圧部材のいずれか一方がベルト部材からなり、これに対向する定着部材及び加圧部材のいずれか一方が固定パッドからなる構成としても本発明を適用して好適な定着装置を得ることができる。
FIG. 13 is a schematic view showing a fixing device having two belt members. As shown in FIG. 13, in this embodiment, the fixing
Although not shown in the drawings, the present invention is also applicable to a configuration in which either the fixing member or the pressure member is a belt member, and either the fixing member or the pressure member facing the fixing member is a fixed pad. A suitable fixing device can be obtained by application.
1 潜像担持体(感光体ドラム)、2 現像装置、5 中間転写ベルト、11 定着装置、12 定着部材(定着ベルト)、14 定着ローラ、15 定着加熱ローラ、16 テンション付与部材(定着又は加圧テンションローラ)、17 加圧部材(加圧ローラ)、19 位置検知手段(変位センサ)、20 CPU(変化率計算手段、残寿命計算手段、開示手段)、25 加圧部材(加圧ベルト)、26 加圧加熱ローラ、28 加圧ローラ、29 定着部材(定着ローラ)、31 定着部材(定着ベルト)、32 加圧部材(加圧ベルト)、N 定着ニップ、P 記録媒体
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