JP2010276823A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コピー機、プリンタ、ファクシミリ又はこれらの複合機などの画像形成装置、及び画像形成装置に設けられ、トナー画像を構成するトナーを溶融して用紙などの被転写材に定着させる定着装置に関する。 The present invention provides an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof, and a fixing device that melts toner constituting a toner image and fixes it on a transfer material such as paper. About.
従来より、用紙に画像を形成(印刷)するための装置として、コピー機、プリンタ、ファクシミリ又はこれらの複合機などの画像形成装置が知られている。画像形成装置においては、感光体ドラムの表面を帯電させる帯電工程、帯電した感光体ドラムにレーザ光を照射して感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光工程、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像を行う現像工程、感光体ドラムの表面に付着したトナーから形成されるトナー画像を用紙へ転写する転写工程、及び用紙に転写されたトナー画像を用紙に定着させる定着工程の各工程が順次行われることによって、用紙に画像が形成される。 Conventionally, as an apparatus for forming (printing) an image on a sheet, an image forming apparatus such as a copier, a printer, a facsimile, or a complex machine of these is known. In the image forming apparatus, a charging step for charging the surface of the photosensitive drum, an exposure step for irradiating the charged photosensitive drum with laser light to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum, and the surface of the photosensitive drum A developing process for developing the toner by attaching toner to the electrostatic latent image formed thereon, a transferring process for transferring the toner image formed from the toner attached to the surface of the photosensitive drum to the paper, and the toner transferred to the paper An image is formed on the paper by sequentially performing each of the fixing steps for fixing the image on the paper.
上記の各工程のうち、定着工程では、用紙に転写されたトナー画像を構成するトナーを用紙に定着させるために、トナーに熱を与えてトナーを溶融させる必要がある。定着工程を行う定着装置として、従来から、加熱ローラと、加熱ローラとの間でトナー画像が転写された用紙を挟持して定着ニップを形成する加圧ローラと、加熱ローラの内側から定着ニップを加熱するヒータとを備える定着装置が使用されている。 Among the above steps, in the fixing step, in order to fix the toner constituting the toner image transferred onto the paper onto the paper, it is necessary to apply heat to the toner to melt the toner. Conventionally, as a fixing device that performs a fixing process, a heating roller, a pressure roller that forms a fixing nip by sandwiching a sheet on which a toner image is transferred between the heating roller, and a fixing nip from the inside of the heating roller are provided. A fixing device including a heater for heating is used.
一方、定着装置において、加熱ローラに代えて、無端ベルト状(無端フィルム状を含む)で周方向に回転可能な加熱回転ベルト(第1回転体)と、加熱回転ベルトの内部に配置され加熱回転ベルトの内周面に当接する受圧部材と、を備えた加熱ベルト機構を用い、回転駆動される加圧ローラの回転により加熱回転ベルトを従動回転させるように構成したものが提案されている(例えば、下記特許文献1参照)。加熱ベルト機構を用いた定着装置によれば、加熱回転ベルトの熱容量が小さく、定着装置のウォームアップに要する時間の短縮や待機温度の低温度化が可能となるため、定着工程における消費電力を極力抑制することができるという利点がある。
On the other hand, in the fixing device, instead of the heating roller, a heating rotating belt (first rotating body) that can rotate in the circumferential direction in the form of an endless belt (including an endless film), and a heating rotation that is arranged inside the heating rotating belt. A configuration is proposed in which a heating belt mechanism including a pressure receiving member that abuts on the inner peripheral surface of the belt is used, and the heating rotation belt is driven to rotate by rotation of a pressure roller that is rotationally driven (for example, , See
加熱ベルト機構を用いた定着装置においては、加熱回転ベルトの内周面と受圧部材とを当接させながら加熱回転ベルトを回転(摺動)させる必要があるため、加熱回転ベルトの回転が不安定になりやすいという欠点がある。この欠点を解決するために、通常、加熱回転ベルトの内周面と受圧部材との間にグリスなどの潤滑剤を介在させることにより、加熱回転ベルトの内周面と受圧部材との摺動性を確保している。 In a fixing device using a heating belt mechanism, it is necessary to rotate (slide) the heating rotating belt while bringing the inner peripheral surface of the heating rotating belt into contact with the pressure receiving member. There is a drawback that it tends to become. In order to solve this drawback, usually, a lubricant such as grease is interposed between the inner peripheral surface of the heating rotating belt and the pressure receiving member, so that the slidability between the inner peripheral surface of the heating rotating belt and the pressure receiving member is increased. Is secured.
しかし、定着装置の使用状況や使用環境によっては、何らかの要因により、例えば加熱回転ベルトに傷が付いたり、潤滑剤に摩耗粉や異物が混入したり、潤滑油が枯渇したりすることにより、加熱回転ベルトの内周面と受圧部材との摺動性が低下する。場合によっては、定着ニップにおいて加圧ローラの外周面に対して加熱回転ベルトの外周面のスリップが発生し、加熱回転ベルトが正常に回転しない状態(回転不良)が発生する虞があるという問題点がある。 However, depending on the usage status and usage environment of the fixing device, heating may be caused by some factors, for example, the heating rotating belt may be damaged, abrasive powder or foreign matter may be mixed in the lubricant, or the lubricating oil may be exhausted. The slidability between the inner peripheral surface of the rotating belt and the pressure receiving member decreases. In some cases, a slip of the outer peripheral surface of the heating rotating belt with respect to the outer peripheral surface of the pressure roller occurs in the fixing nip, and there is a possibility that the heating rotating belt does not rotate normally (rotation failure). There is.
特に、低温環境下で長期間放置された定着装置を稼働(回転駆動)させた場合には、加熱回転ベルトが永久歪みにより変形し、それに伴って加熱回転ベルトの回転トルクが上昇し、また、潤滑油が冷えて潤滑作用が低下するため、加熱回転ベルトの回転不良が一層発生しやすくなる。
加熱回転ベルトの回転状態を直接検出することができれば、加熱回転ベルトの回転不良を検出できるが、加熱回転ベルトの回転状態を直接検出する機構は、構造が複雑となりがちであり、簡易な構造で加熱回転ベルトの回転状態を検出できる定着装置が望まれている。
In particular, when the fixing device that has been left for a long time in a low temperature environment is operated (rotation driven), the heating rotating belt is deformed due to permanent distortion, and accordingly, the rotating torque of the heating rotating belt is increased, Since the lubricating oil is cooled and the lubricating action is lowered, rotation failure of the heating rotating belt is more likely to occur.
If the rotation state of the heating rotating belt can be directly detected, the rotation failure of the heating rotating belt can be detected. However, the mechanism for directly detecting the rotation state of the heating rotating belt tends to be complicated in structure and has a simple structure. A fixing device capable of detecting the rotation state of the heating rotating belt is desired.
従って、本発明は、無端ベルト状で周方向に回転可能な第1回転体と、第1回転体の内周面に当接する受圧部材と、第1回転体を介して受圧部材との間で被転写材を挟持して定着ニップを形成する回転可能な第2回転体とを備える定着装置において、第1回転体の回転状態の良否を、第1回転体の回転状態を直接検出することなく簡易な構造で判定することができる定着装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides an endless belt-like first rotating body that is rotatable in the circumferential direction, a pressure receiving member that contacts the inner peripheral surface of the first rotating body, and a pressure receiving member via the first rotating body. In a fixing device including a rotatable second rotating body that sandwiches a transfer material to form a fixing nip, whether the rotating state of the first rotating body is good or not can be detected directly without detecting the rotating state of the first rotating body. It is an object of the present invention to provide a fixing device that can make a determination with a simple structure.
Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus including the fixing device.
本発明は、画像形成装置に設けられ、シート状の被転写材に転写されたトナー画像を構成するトナーを溶融して前記被転写材に定着させる定着装置であって、無端ベルト状で周方向に回転可能な第1回転体と、前記第1回転体の内部に配置され、該第1回転体を内側から加熱するヒータと、前記第1回転体の内部に配置され、該第1回転体の内周面に当接する受圧部材と、前記第1回転体の内部に配置され、前記受圧部材を支持する支持部材と、前記第1回転体を介して前記受圧部材との間で前記被転写材を挟持して定着ニップを形成する回転可能な第2回転体と、前記第2回転体の外周面の温度を検出する温度検出部材と、前記温度検出部材により検出される前記第2回転体の外周面の温度に基づいて前記第1回転体の回転状態の良否を判定する回転判定部と、を備える定着装置に関する。 The present invention is a fixing device that is provided in an image forming apparatus and melts toner constituting a toner image transferred onto a sheet-like transfer material and fixes the toner image on the transfer material. A first rotating body that is rotatable, a heater that is disposed inside the first rotating body, and that heats the first rotating body from the inside, and that is disposed within the first rotating body, the first rotating body. The pressure receiving member that contacts the inner peripheral surface of the first pressure member, a support member that is disposed inside the first rotating body and supports the pressure receiving member, and the pressure receiving member via the first rotating body. A rotatable second rotating body that forms a fixing nip by sandwiching a material, a temperature detecting member that detects the temperature of the outer peripheral surface of the second rotating body, and the second rotating body that is detected by the temperature detecting member On the basis of the temperature of the outer circumferential surface of the first rotating body, the quality of the rotating state of the first rotating body is judged. A rotation judgment unit that relates to a fixing device comprising a.
また、前記受圧部材は、前記ヒータに対して、前記第1回転体の内周面における前記定着ニップの近傍の領域を覆うように配置されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said pressure receiving member is arrange | positioned so that the area | region near the said fixing nip in the internal peripheral surface of a said 1st rotary body may be covered with respect to the said heater.
また、前記第2回転体を回転駆動させる第2回転体駆動部を更に備え、前記ヒータにより前記第1回転体が加熱され且つ前記第2回転体駆動部により前記第2回転体が回転駆動されると共に前記第1回転体が従動回転している状態において、前記温度検出部材により検出される所定時間経過後における前記第2回転体の温度の上昇値が所定の閾値よりも小さい場合に、前記回転判定部は、前記第1回転体の回転状態が異常であると判定し、前記ヒータによる前記第1回転体の加熱及び前記第2回転体駆動部による前記第2回転体の回転駆動を停止させることが好ましい。 In addition, a second rotating body drive unit that rotates the second rotating body is further provided, the first rotating body is heated by the heater, and the second rotating body is rotated by the second rotating body drive unit. In the state where the first rotating body is driven to rotate, the temperature rise value of the second rotating body after the elapse of a predetermined time detected by the temperature detecting member is smaller than a predetermined threshold value. The rotation determination unit determines that the rotation state of the first rotating body is abnormal, and stops the heating of the first rotating body by the heater and the rotation driving of the second rotating body by the second rotating body driving unit. It is preferable to make it.
また、前記回転判定部により前記第1回転体の回転状態が異常であると判定された場合に前記第1回転体の回転状態の異常を報知する報知部を更に備えることが好ましい。 In addition, it is preferable that the information processing apparatus further includes a notification unit that notifies the abnormality of the rotation state of the first rotating body when the rotation determining unit determines that the rotation state of the first rotating body is abnormal.
また、本発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像にトナー画像を現像する現像器と、前記像担持体に形成されたトナー画像を直接的又は間接的にシート状の被転写材に転写する転写部と、前記定着装置と、を備える画像形成装置に関する。 The present invention also provides an image carrier on which an electrostatic latent image is formed on a surface, a developing unit for developing a toner image on the electrostatic latent image formed on the image carrier, and the image carrier. The present invention relates to an image forming apparatus including a transfer unit that directly or indirectly transfers a toner image to a sheet-like transfer material, and the fixing device.
本発明によれば、無端ベルト状で周方向に回転可能な第1回転体と、第1回転体の内周面に当接する受圧部材と、第1回転体を介して受圧部材との間で被転写材を挟持して定着ニップを形成する回転可能な第2回転体とを備える定着装置において、第1回転体の回転状態の良否を、第1回転体の回転状態を直接検出することなく簡易な構造で判定することができる定着装置を提供することができる。
また、本発明によれば、前記定着装置を備える画像形成装置を提供することができる。
According to the present invention, between the first rotating body that is endless belt-shaped and rotatable in the circumferential direction, the pressure receiving member that contacts the inner peripheral surface of the first rotating body, and the pressure receiving member via the first rotating body. In a fixing device including a rotatable second rotating body that sandwiches a transfer material to form a fixing nip, whether the rotating state of the first rotating body is good or not can be detected directly without detecting the rotating state of the first rotating body. It is possible to provide a fixing device that can make a determination with a simple structure.
According to the present invention, an image forming apparatus including the fixing device can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1により、本発明の画像形成装置に係る実施形態としてのプリンタ1における全体構造を説明する。図1は、本実施形態のプリンタ1における各構成要素の配置を説明するための左側面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The overall structure of a
図1に示すように、画像形成装置としてのプリンタ1は、装置本体Mと、所定の画像情報に基づいてシート状の被転写材としての用紙Tに所定のトナー画像を形成する画像形成部と、用紙Tを画像形成部に給紙すると共にトナー画像が形成された用紙Tを排紙する給排紙部とを有する。
As shown in FIG. 1, a
図1に示すように、画像形成部は、像担持体(感光体)としての感光体ドラム2と、帯電部10と、露光ユニットとしてのレーザスキャナユニット4と、現像器16と、トナーカートリッジ5と、トナー供給部6と、ドラムクリーニング部11と、除電器12と、転写ローラ8と、定着装置9とを備える。
As shown in FIG. 1, the image forming unit includes a
図1に示すように、給排紙部は、給紙カセット52と、手差し給紙部64と、用紙Tの搬送路Lと、レジストローラ対80と、排紙部50とを備える。
As shown in FIG. 1, the paper supply / discharge unit includes a
以下、画像形成部及び給排紙部の各構成について詳細に説明する。
まず、画像形成部について説明する。
画像形成部においては、感光体ドラム2の表面に対して、上流側から下流側に順に、帯電部10による帯電、レーザスキャナユニット4による露光、現像器16による現像、転写ローラ8による転写、除電器12による除電、ドラムクリーニング部11によるクリーニング、及び定着装置9による定着が行われる。
Hereinafter, each configuration of the image forming unit and the paper supply / discharge unit will be described in detail.
First, the image forming unit will be described.
In the image forming unit, charging by the
感光体ドラム2は、円筒形状の部材からなり、感光体又は像担持体として機能する。感光体ドラム2は、搬送路Lにおける用紙Tの搬送方向に対して直交する方向に延びる機軸を中心に、矢印の方向に回転可能に配置される。感光体ドラム2の表面には、静電潜像が形成される。
The
帯電部10は、感光体ドラム2の表面に対向して感光体ドラム2の上方に配置される。帯電部10は、感光体ドラム2の表面を一様に負(マイナス極性)又は正(プラス極性)に帯電させる。
The charging
レーザスキャナユニット4は、露光ユニットとして機能するものであり、感光体ドラム2の表面から上方に離間して配置される。レーザスキャナユニット4は、不図示のレーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有して構成される。
The
レーザスキャナユニット4は、PC(パーソナルコンピュータ)等の外部機器から出力された画像情報に基づいて、感光体ドラム2の表面を走査露光する。レーザスキャナユニット4により走査露光されることで、感光体ドラム2の表面に帯電した電荷が除去される。これにより、感光体ドラム2の表面に静電潜像が形成される。
The
現像器16は、感光体ドラム2に対応して感光体ドラム2の前方(図1における右側)に設けられ、感光体ドラム2の表面に対向して配置される。現像器16は、感光体ドラム2に形成された静電潜像に単色(通常はブラック)のトナーを付着させて、単色のトナー画像を現像する(感光体ドラム2の表面にトナー画像を形成する)。現像器16は、感光体ドラム2の表面に対向配置可能な現像ローラ17、トナー攪拌用の攪拌ローラ18等を有して構成される。
The developing
トナーカートリッジ5は、現像器16に対応して設けられており、現像器16に対して供給されるトナーを収容する。
The
トナー供給部6は、トナーカートリッジ5及び現像器16に対応して設けられており、トナーカートリッジ5に収容されたトナーを現像器16に対して供給する。
The
転写ローラ8は、感光体ドラム2の表面に現像されたトナー画像を用紙Tに転写させる。転写ローラ8には、不図示の電圧印加手段により、感光体ドラム2に現像されたトナー画像を用紙Tに転写させるための転写バイアスが印加される。
The
転写ローラ8は、感光体ドラム2に対して接離される。具体的には、転写ローラ8は、感光体ドラム2に当接される当接位置と、感光体ドラム2から離間する離間位置とに移動可能に構成される。詳細には、転写ローラ8は、感光体ドラム2に現像されたトナー画像を用紙Tに転写させる場合に当接位置に移動され、他の場合に離間位置に移動される。
The
感光体ドラム2と転写ローラ8との間で、搬送路Lを搬送される用紙Tが挟み込まれる。挟み込まれた用紙Tは、感光体ドラム2の表面に押し当てられる。感光体ドラム2と転写ローラ8との間で、転写ニップNが形成される。転写ニップNにおいて、感光体ドラム2に現像されたトナー画像が用紙Tに転写される。
A sheet T conveyed on the conveyance path L is sandwiched between the
除電器12は、感光体ドラム2の表面に対向して配置される。除電器12は、感光体ドラム2の表面に光を照射することにより、転写が行われた後の感光体ドラム2の表面を除電する(電荷を除去する)。
The
ドラムクリーニング部11は、感光体ドラム2の表面に対向して配置される。ドラムクリーニング部11は、感光体ドラム2の表面に残存したトナーや付着物を除去すると共に、除去されたトナーを所定の回収機構へ搬送させて、回収させる。
The drum cleaning unit 11 is disposed to face the surface of the
定着装置9は、用紙Tに転写されたトナー画像を構成するトナーを溶融して用紙Tに定着させる。定着装置9は、ヒータ920(後述)により加熱される第1回転体としての加熱回転ベルト9aと、加熱回転ベルト9aに圧接される第2回転体としての加圧ローラ9bと、を備える。加熱回転ベルト9aと加圧ローラ9bとは、トナー画像が転写された用紙Tを挟持するようにして搬送する。加熱回転ベルト9aと加圧ローラ9bとの間に挟持されるように用紙Tが搬送されることによって、用紙Tに転写されたトナーは、溶融し、用紙Tに定着される。
定着装置9の構成の詳細については後述する。
The fixing
Details of the configuration of the fixing
次に、給排紙部について説明する。
図1に示すように、装置本体Mの下部には、用紙Tを収容する1個の給紙カセット52が配置される。給紙カセット52は、装置本体Mの前側(図1における右側)から水平方向に引き出し可能に構成される。給紙カセット52には、用紙Tが載置される載置板60が配置される。給紙カセット52には、用紙Tが載置板60の上に積層された状態で収容される。載置板60に載置された用紙Tは、給紙カセット52における用紙送り出し側の端部(図1において右側の端部)に配置されるカセット給紙部51により搬送路Lに送り出される。カセット給紙部51は、載置板60上の用紙Tを取り出すための前送りコロ61と、用紙Tを1枚ずつ搬送路Lに送り出すための給紙ローラ対63からなる重送防止機構を備える。
Next, the paper supply / discharge unit will be described.
As shown in FIG. 1, in the lower part of the apparatus main body M, a single
装置本体Mの右側面(図1において右側)には、手差し給紙部64が設けられる。手差し給紙部64は、給紙カセット52にセットされる用紙Tとは異なる大きさや種類の用紙Tを装置本体Mに供給することを主目的として設けられる。手差し給紙部64は、閉状態において装置本体Mの一部を構成する手差しトレイ65と、給紙コロ66とを備える。手差しトレイ65は、その下端が給紙コロ66の近傍に回動自在(開閉自在)に取り付けられる。開状態の手差しトレイ65には、用紙Tが載置される。手差し給紙部64は、開状態の手差しトレイ65に載置された用紙Tを手差し搬送路Laに給紙する。
A manual
装置本体Mにおける上方側には、排紙部50が設けられる。排紙部50は、第3ローラ対53により用紙Tを装置本体Mの外部に排紙する。排紙部50の詳細については後述する。
A
用紙Tを搬送する搬送路Lは、カセット給紙部51から転写ローラ8までの第1搬送路L1と、転写ローラ8から定着装置9までの第2搬送路L2と、定着装置9から排紙部50までの第3搬送路L3と、手差し給紙部64から供給される用紙を第1搬送路L1に合流させる手差し搬送路Laと、第3搬送路L3を上流側から下流側へ搬送する用紙を表裏反転させて第1搬送路L1に戻す戻り搬送路Lbとを備える。
The conveyance path L for conveying the paper T is a first conveyance path L1 from the cassette
また、第1搬送路L1の途中には、第1合流部P1及び第2合流部P2が設けられている。第3搬送路L3の途中には、第1分岐部Q1が設けられている。
第1合流部P1は、手差し搬送路Laが第1搬送路L1に合流する合流部である。第2合流部P2は、戻り搬送路Lbが第1搬送路L1に合流する合流部である。
第1分岐部Q1は、戻り搬送路Lbが第3搬送路L3から分岐する分岐部で、第1ローラ対54a及び第2ローラ対54bを有する。第1ローラ対54aの一方のローラと第2ローラ対54bの一方のローラとは兼用される。
Moreover, the 1st junction part P1 and the 2nd junction part P2 are provided in the middle of the 1st conveyance path L1. A first branch portion Q1 is provided in the middle of the third transport path L3.
The first joining part P1 is a joining part where the manual feed path La joins the first transport path L1. The second junction P2 is a junction where the return conveyance path Lb merges with the first conveyance path L1.
The first branch portion Q1 is a branch portion where the return transport path Lb branches from the third transport path L3, and includes a
第1搬送路L1の途中(詳細には、第2合流部P2と転写ローラ8との間)には、用紙Tを検出するためのセンサと、用紙Tのスキュー(斜め給紙)補正やトナー画像とのタイミングを合わせるためのレジストローラ対80が配置される。センサは、用紙Tの搬送方向におけるレジストローラ対80の直前(上流側)に配置される。レジストローラ対80は、センサからの検出信号情報に基づいて上述の補正やタイミング調整をして用紙Tを搬送する。
In the middle of the first transport path L1 (specifically, between the second junction P2 and the transfer roller 8), a sensor for detecting the paper T, skew correction (slanting paper feeding) of the paper T, and toner A
戻し搬送路Lbは、用紙Tの両面印刷を行う際に、既に印刷されている面とは反対面(非印刷面)を感光体ドラム2に対向させるために設けられる搬送路である。
戻し搬送路Lbによれば、第1分岐部Q1から第1ローラ対54aにより排紙部50側に搬送された用紙Tを表裏反転させて第2ローラ対54bにより第1搬送路L1に戻して、転写ローラ8の上流側に配置されたレジストローラ対80の上流側に搬送させることができる。戻し搬送路Lbにより表裏反転された用紙Tには、感光体ドラム2により非印刷面に対して所定のトナー画像が転写される。
The return conveyance path Lb is a conveyance path that is provided so that the opposite surface (non-printing surface) to the surface that has already been printed faces the
According to the return conveyance path Lb, the sheet T conveyed from the first branching section Q1 to the
第3搬送路L3における端部には、排紙部50が形成される。排紙部50は、装置本体Mにおける上方側に配置される。排紙部50は、装置本体Mの右側面側(図1において右側、手差し給紙部64側)に向けて開口している。排紙部50は、搬送路L3を搬送される用紙Tを第3ローラ対53により装置本体Mの外部に排紙する。
A
排紙部50における開口側には、排紙集積部M1が形成される。排紙集積部M1は、装置本体Mにおける上面(外面)に形成される。排紙集積部M1は、装置本体Mにおける上面が下方に窪んで形成された部分である。排紙集積部M1の底面は、装置本体Mにおける上面の一部を構成する。排紙集積部M1には、所定のトナー画像が転写され排紙部50から排紙された用紙Tが積層して集積される。
なお、各搬送路の所定位置には用紙検出用のセンサが配置される。
On the opening side of the
A paper detection sensor is disposed at a predetermined position on each conveyance path.
以下、図面を参照して、本実施形態のプリンタ1における特徴部分に係る構成について説明する。図2は、本実施形態の定着装置9を示す斜視図である。図3は、本実施形態の定着装置9の機能を示す機能ブロック図である。
Hereinafter, with reference to the drawings, a configuration related to a characteristic part in the
図2及び図3に示すように、本実施形態の定着装置9は、筐体910と、第1回転体としての加熱回転ベルト9aと、第2回転体としての加圧ローラ9bと、受圧部材940と、支持部材960と、ヒータ920と、第1温度検出部材980と、温度検出部材としての第2温度検出部材985と、制御部970と、を備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the fixing
図2に示すように、筐体910は、加熱回転ベルト9a及び加圧ローラ9bの軸線方向(第2方向)D2と平行な方向に長く形成される。筐体910は、主として、矩形状の上面板911と上面板911の長手方向(第2方向D2)の端部に取り付けられた一対の側面板912,912との3つの部材から構成される。筐体910は、用紙Tの搬送方向D1から視て略コの字状に形成される。一対の側面板912,912それぞれには、長孔形状の貫通孔914が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
加熱回転ベルト9aは、ロール状(無端ベルト状)に形成されると共に耐熱性を有する。加熱回転ベルト9aは、用紙Tの搬送方向D1と直交する第2方向D2に延びる回転軸を中心に回転可能になされて構成される。例えば、加熱回転ベルト9aは、肉厚が30μm程度のSUS(ステンレス鋼)等の金属ベルトの外周面に、厚さが0.3mm程度のシリコンゴムの弾性層を設け、さらに、この弾性層の外周面に、肉厚が30μm程度のPFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂製の耐熱性フィルムからなる離型層を設けることで構成される。
The
図2に示すように、加圧ローラ9bは、その外周面が、加熱回転ベルト9aの外周面に当接するように配置される。加圧ローラ9bは、加熱回転ベルト9aよりも軸線方向(第2方向)D2に長く形成されている。加圧ローラ9bの軸線方向の中点と加熱回転ベルト9aの軸線方向の中点とは略一致している。
加圧ローラ9bは、加熱回転ベルト9aの軸線と平行な回転軸(第2方向D2)を中心に回転可能に構成される。詳述すると、加圧ローラ9bは、直径が14mm程度のアルミニウムや鉄等の芯金の外周面に、肉厚5.5mm程度のシリコンゴム等の弾性層を設け、更に、この弾性層の表面に厚み50μm程度のPFAやPTFE等のフッ素樹脂からなる離型層を設けることで構成される。
As shown in FIG. 2, the
The
また、図2に示すように、加圧ローラ9bの軸線方向(第2方向D2)の両端部から、回転軸となるローラ軸931が突出している。このローラ軸931は、プリンタ1における装置本体Mのケースやその他の部材により回転可能に支持される。
加圧ローラ9bのローラ軸931には、加圧ローラ9bを回転駆動させる第2回転体駆動部としての電動モータ等の加圧ローラ駆動部932(図3参照)が直結される。この加圧ローラ駆動部932により、加圧ローラ9bが所定速度で回転駆動されると共に、加圧ローラ9bの回転に従動して、加圧ローラ9bの外周面に当接する加熱回転ベルト9aが回転される。これにより、加圧ローラ9bと加熱回転ベルト9aとの間で、トナー画像が転写された用紙Tを挟持する定着ニップN9が形成される。
Further, as shown in FIG. 2, a
A pressure roller driving unit 932 (see FIG. 3) such as an electric motor as a second rotating body driving unit for rotating the
図2に示すように、受圧部材940は、加熱回転ベルト9aの内部において、加熱回転ベルト9aの軸線方向(第2方向)D2に長く延びて形成される。受圧部材940は、その長手方向の両端それぞれにおいて、固定部材950,950により固定される。詳細には、固定部材950,950は、筐体910の長手方向の両端に位置する側面板912,912の内側と外側とに跨るようにして、貫通孔914,914の下部に配置される。固定部材950,950は、加熱回転ベルト9aの軸線方向(第2方向)D2から視て凸型の形状を有し、筐体910に固定される。
As shown in FIG. 2, the
受圧部材940は、加熱回転ベルト9aを介して加圧ローラ9bとの間に定着ニップN9を形成する部材である。受圧部材940には、加圧ローラ9bから加熱回転ベルト9aが受ける圧力を受け止めるために、一定以上の強度が必要である。また、受圧部材940は、加熱回転ベルト9aの内周面と接しているため、熱容量、耐熱性、耐摩耗性などにも優れていることが必要である。これらの必要条件を備えるため、受圧部材940は、例えば、SUS(ステンレス鋼)から構成される。なお、上記の条件を備えるのであれば、受圧部材940は、樹脂から構成することも可能である。
The
図3に示すように、ヒータ920は、加熱回転ベルト9aと加圧ローラ9bとの当接部である定着ニップN9を加熱する。詳細には、ヒータ920は、加熱回転ベルト9aの内周面を加熱し、その熱が定着ニップN9に伝熱し、更にその熱が加熱回転ベルト9aの外周面に伝熱する。ヒータ920は、例えば、ハロゲンヒータやセラミックヒータから構成される。ヒータ920は、加熱回転ベルト9aの略回転中心部に配置されている。
As shown in FIG. 3, the
受圧部材420は、ヒータ920に対して、加熱回転ベルト9aの内周面における定着ニップN9の近傍の領域を覆うように配置されている。そのため、ヒータ920は、定着ニップN9及び加圧ローラ9bを直接的に加熱することはなく、加熱回転ベルト9aの内周面における定着ニップN9から離れた領域を加熱し、その熱が定着ニップN9に伝熱し、更にその熱が加圧ローラ9bに伝熱することで、定着ニップN9及び加圧ローラ9bを間接的に加熱する。
このようにして、ヒータ920は、加熱回転ベルト9aと加圧ローラ9bとの間に挟持されて搬送される用紙Tに加熱回転ベルト9aを介して熱を付与する。これにより、トナー画像が転写された用紙Tを定着ニップN9に搬送し、通過させることで、用紙T上のトナーTNが溶融して用紙Tに定着される。
The pressure receiving member 420 is disposed so as to cover a region near the fixing nip N9 on the inner peripheral surface of the
In this way, the
受圧部材940の具体的な構成について説明する。受圧部材940は、図3に示すように、加熱回転ベルト9aの内周面に摺動しながら接触する摺接平板部941と、摺接平板部941に対して垂直に延びる2つの側面板部942,942と、これら2つの側面板部942,942と摺接平板部941とを繋ぐ2つの傾斜板部943と、を有する。受圧部材940は、加熱回転ベルト9aの回転軸方向(第2方向)D2の断面において、加熱回転ベルト9aの径方向中心に向けて開放したC字形状を有する。受圧部材940は、例えば、厚みが0.2mm程度のSUS(ステンレス鋼)から構成される。受圧部材940が摺接平板部941の両側に2つの傾斜板部943,943を有することで、受圧部材940に対する加熱回転ベルト9aの摺動が滑らかになる。
A specific configuration of the
図3に示すように、支持部材960は、受圧部材940が加圧ローラ9bから受ける圧力を受け止めて支持するために、すなわち、受圧部材940を補強するために、加熱回転ベルト9aの内部に配置される。支持部材960は、加熱回転ベルト9aの回転軸方向(第2方向)D2の断面において、略T字形状を有する。具体的には、支持部材960は、断熱部材962を挟んで、受圧部材940の摺接平板部941に突き当てられる下端板部960Aと、加熱回転ベルト9aの径方向中心に向かって延びる立上げ板部960Bとを有する。立上げ板部960Bの立上げ長さ(高さ)は、加熱回転ベルト9aの内部の半径よりも短くなっている。
As shown in FIG. 3, the
図2に示すように、支持部材960は、下端板部960Aの長手方向の両端部が固定部材950,950の溝部951に差し込まれることで固定される。
上述のような支持部材960の存在により、定着ニップN9における圧力(定着圧)が安定し、定着ニップN9を通過する用紙Tに強い圧力を加えることが可能となり、定着不良を防止できる。
As shown in FIG. 2, the
Due to the presence of the
支持部材960は、厚みが3mm程度のSUS(ステンレス鋼)から構成される。断熱部材962は、厚みが2mm程度の耐熱性シリコンスポンジ、シリコン繊維加工布、ガラスウールなどから構成されており、受圧部材940からの伝熱を抑制する。また、支持部材960の下端板部960Aの表面及び立上げ板部960Bの両面の全域は、反射部材963により覆われている。反射部材963は、厚み0.5mm程度のアルミニウムや金膜などで構成され、ヒータ920の輻射熱が光熱変換しないように輻射熱を反射する。
The
図3に示すように、第1温度検出部材980は、非接触式の第1非接触式温度検出部材981と、接触式の第1接触式温度検出部材982と、を備える。なお、第1温度検出部材980は、第1非接触式温度検出部材981又は第1接触式温度検出部材982のいずれか一方のみから構成されていてもよい。
As shown in FIG. 3, the first
第1非接触式温度検出部材981は、通紙領域内に配置され、加熱回転ベルト9aの外周面に接触せずに加熱回転ベルト9aの外周面の温度を検出する。「通紙領域」とは、加熱回転ベルト9aと加圧ローラ9bとに挟持されて定着ニップN9を搬送される用紙Tの幅方向(第2方向D2)の内側の領域のことである。
The first non-contact type
第1接触式温度検出部材982は、非通紙領域内に配置され、加熱回転ベルト9aの外周面に接触して加熱回転ベルト9aの外周面の温度を検出する。「非通紙領域」とは、加熱回転ベルト9aと加圧ローラ9bとに挟持されて定着ニップN9を搬送される用紙Tの幅方向(第2方向D2)の外側の領域のことである。
The first contact-type
第1非接触式温度検出部材981及び第1接触式温度検出部材982は、例えば、サーミスタから構成される。また、第1非接触式温度検出部材981及び第1接触式温度検出部材982は、加熱回転ベルト9aの外部であって、定着ニップN9によりも上流側に配置される。なお、第1温度検出部材980(981,982)は、加熱回転ベルト9aの回転の有無及び回転の良否に拘わらず、ヒータ920の輻射熱で加熱されやすい。
The first non-contact type
図3に示すように、第2温度検出部材985は、非接触式の第2非接触式温度検出部材986と、接触式の第2接触式温度検出部材987と、を備える。なお、第2温度検出部材985は、第2非接触式温度検出部材986又は第2接触式温度検出部材987のいずれか一方のみから構成されていてもよい。
As shown in FIG. 3, the second
第2非接触式温度検出部材986は、通紙領域内に配置され、加圧ローラ9bの外周面に接触せずに加圧ローラ9bの外周面の温度を検出する。
第2接触式温度検出部材987は、非通紙領域内に配置され、加圧ローラ9bの外周面に接触して加圧ローラ9bの外周面の温度を検出する。
The second non-contact
The second contact-type
第2非接触式温度検出部材986及び第2接触式温度検出部材987は、例えば、サーミスタから構成される。また、第2非接触式温度検出部材986及び第2接触式温度検出部材987は、加圧ローラ9bの外部であって、定着ニップN9によりも上流側に配置される。
The second non-contact type
図3に示すように、制御部970は、回転判定部971と、加圧ローラ駆動制御部972と、ヒータ制御部975と、報知部973とを備える。報知部973には、警告音出力部974が接続される。回転判定部971は、第1回転判定部971Aと、第2回転判定部971Bとを有する。
As shown in FIG. 3, the
第1回転判定部971Aは、第1非接触式温度検出部材981又は第1接触式温度検出部材982により検出される第1温度が入力され、入力される第1温度に基づいて加熱回転ベルト9aの回転状態の良否を判定する。第1回転判定部971Aによる加熱回転ベルト9aの回転状態の良否の判定の詳細については後述する。
第2回転判定部971Bは、第2非接触式温度検出部材986又は第2接触式温度検出部材987により検出される第2温度が入力され、入力される第2温度に基づいて加熱回転ベルト9aの回転状態の良否を判定する。第2回転判定部971Bによる加熱回転ベルト9aの回転状態の良否の判定の詳細については後述する。
The first
The second
加圧ローラ駆動制御部972は、回転判定部971から出力される判定信号S1に基づいて加圧ローラ駆動部932に制御信号S2を出力することにより、加圧ローラ9bの回転駆動を停止又は続行するように制御する。
The pressure roller
ヒータ制御部975は、回転判定部971から出力される判定信号S1に基づいて、電源部(図示せず)からヒータ920への電力供給回路(図示せず)に介在のスイッチ(図示せず)にON/OFF信号S3を出力することにより、ヒータ920による加熱回転ベルト9aの加熱動作(ヒータ920の発熱)を制御する。
The
また、報知部973は、回転判定部971から出力される判定信号S1に基づいて警告音出力部974に制御信号S4を出力して、警告音出力部974に警告音を発するか又は発しないように制御する。
なお、報知部973に接続する警告音出力部974に代えて、警告を点灯表示する警告灯出力部、警告を文字表示する警告表示出力部、又は警告音と点灯表示若しくは文字表示とを組み合せた複合警告出力部を用いてもよい。
Further, the notification unit 973 outputs a control signal S4 to the warning
In place of the warning
次に、図1を参照して、第1実施形態のプリンタ1の動作について、簡単に説明する。
まず、給紙カセット52に収容された用紙Tを片面印刷する場合について説明する。
給紙カセット52に収容された用紙Tは、前送りコロ61及び給紙ローラ対63によって第1搬送路L1に送り出され、その後、第1合流部P1及び第1搬送路L1を介してレジストローラ対80に搬送される。
レジストローラ対80においては、用紙Tのスキュー補正や、トナー画像とのタイミング調整が行われる。
Next, the operation of the
First, the case where one side printing of the paper T stored in the
The paper T accommodated in the
In the
レジストローラ対80から排出された用紙Tは、第1搬送路L1を介して感光体ドラム2と転写ローラ8との間に導入される。そして、用紙Tには、感光体ドラム2と転写ローラ8との間において、トナー画像が転写される。
その後、用紙Tは、感光体ドラム2と転写ローラ8との間から排出され、第2搬送路L2を介して、定着装置9における加熱回転ベルト9aと加圧ローラ9bとの間の定着ニップN9に導入される。そして、定着ニップN9においてトナーTNが溶融し、トナーTNが用紙Tに定着される。
The paper T discharged from the
Thereafter, the paper T is discharged from between the
次いで、用紙Tは、第1ローラ対54aにより第3搬送路L3を通して排紙部50に搬送され、第3ローラ対53により排紙部50から排紙集積部M1に排出される。
このようにして、給紙カセット52に収容された用紙Tの片面印刷が完了する。
Next, the paper T is conveyed to the
In this way, single-sided printing of the paper T stored in the
手差しトレイ65に載置された用紙Tを片面印刷する場合には、手差しトレイ65に載置された用紙Tは、給紙コロ66によって手差し搬送路Laに送り出され、その後、第1合流部P1及び第1搬送路L1を介して、レジストローラ対80に搬送される。それ以降の動作は、前述した、給紙カセット52に収容された用紙Tの片面印刷の動作と同様であり、説明を省略する。
When single-sided printing is performed on the paper T placed on the
次に、両面印刷を行う場合のプリンタ1の動作について説明する。
片面印刷の場合には、前述した通り、片面印刷された用紙Tが、排紙部50から排紙集積部M1に排出されて印刷動作が完了する。
これに対し、両面印刷を行う場合には、片面印刷された用紙Tが、戻し搬送路Lbを介して、片面印刷時とは表裏反転して、レジストローラ対80に再度搬送されることにより、用紙Tに両面印刷が施される。
Next, the operation of the
In the case of single-sided printing, as described above, the single-side printed paper T is discharged from the
On the other hand, when performing double-sided printing, the paper T that has been printed on one side is reversed from the front and back of the single-sided printing via the return conveyance path Lb, and is conveyed again to the
詳述すると、片面印刷された用紙Tが第3ローラ対53により排紙部50から排出されるまでは、前述した片面印刷の動作と同様である。而して、両面印刷の場合には、片面印刷された用紙Tが第3ローラ対53により保持されている状態において、第3ローラ対53の回転を停止させ、逆方向に回転させる。このように第3ローラ対53を逆方向に回転させると、第3ローラ対53に保持されている用紙Tは、第3搬送路L3を逆方向(排紙部50から第1分岐部Q1に向かう方向)に搬送される。
More specifically, the operation is the same as the above-described single-sided printing operation until the sheet T printed on one side is discharged from the
前述したように、用紙Tが、第3搬送路L3を逆方向に搬送されると、(第1ローラ対54aではなく、)第2ローラ対54bに導入される。そして、用紙Tは、戻し搬送路Lb及び第2合流部P2を介して、第2搬送路L2に合流する。ここで、用紙Tは、片面印刷時とは表裏反転している。
As described above, when the paper T is transported in the reverse direction on the third transport path L3, it is introduced into the
更に、用紙Tは、レジストローラ対80により前記補正又は前記調整が行われ、第1搬送路L1を介して、感光体ドラム2と転写ローラ8との間に導入される。用紙Tは、戻し搬送路Lbを経由することにより、非印刷面が感光体ドラム2に対向するので、非印刷面にトナー画像が転写され、その結果、両面印刷が施される。
Further, the paper T is corrected or adjusted by the
次に、図1から図3を参照して、第1実施形態のプリンタ1の特徴部分である定着装置9の動作について説明する。
Next, the operation of the fixing
第1実施形態のプリンタ1においては、プリンタ1の電源をONにすると、電源部から帯電部10、レーザスキャナユニット4、現像器16、転写ローラ8、プリンタ制御部(図示せず)、定着装置9、及び制御部970それぞれへ電力が供給されると共に、プリンタ制御部からの制御信号により帯電部10、レーザスキャナユニット4、現像器16、転写ローラ8及び定着装置9がそれぞれ制御される。そして、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程及び定着工程の各工程が順に行われる。
In the
具体的には、本実施形態のプリンタ1においては、レジストローラ対80から送り出された用紙Tは、第1搬送路L1を通って感光体ドラム2と転写ローラ8との間の転写ニップNへ搬送される。このように用紙Tが感光体ドラム2へ向かって搬送されるとき、まず、帯電部10が、帯電工程において感光体ドラム2の表面全体を帯電させるとともに、レーザスキャナユニット4が、露光工程においてレーザ光源(図示せず)から感光体ドラム2へ向けてレーザ光を照射し、感光体ドラム2の表面のうちレーザ光が照射された部分に静電潜像を形成する。
Specifically, in the
次に、現像器16が、現像工程において帯電したトナーを現像ローラ17により感光体ドラム2へ供給することで、感光体ドラム2の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて、トナー画像を現像する。続いて、転写ローラ8が、転写工程において感光体ドラム2と転写ローラ8との間を通過する用紙Tに、感光体ドラム2の表面に付着したトナー画像を転写する。
Next, the developing
そして、転写工程においてトナー画像が転写された用紙Tは、第2搬送路L2を通って定着装置9へ向けて搬送され、定着装置9における加熱回転ベルト9aと加圧ローラ9bとの間の定着ニップN9へ搬送される。
Then, the paper T on which the toner image has been transferred in the transfer step is transported toward the fixing
また、前記プリンタ制御部からヒータ920へ出力される制御信号をONとすることで前記電源部からヒータ920への電力の供給が開始されて、ヒータ920が発熱し、ヒータ920による加熱回転ベルト9aの加熱が開始される。同時に、プリンタ制御部から加圧ローラ駆動部932へ出力される制御信号をONとすることで、電源部から加圧ローラ駆動部932への電力の供給が開始されて、加圧ローラ9bが回転駆動されると共に、加圧ローラ9bの回転駆動に伴って、加熱回転ベルト9aが従動回転される。
Further, by turning on a control signal output from the printer control unit to the
これによって、前述の通り、定着ニップN9及び加圧ローラ9bの外周面も加熱される。そして、定着装置9は、定着工程において加熱回転ベルト9aと加圧ローラ9bとの間の定着ニップN9を通過する用紙Tに付着したトナーTNを、ヒータ920から加熱回転ベルト9aを介してトナーTNに付与された熱によって溶解させると共に、加圧ローラ9bによって用紙Tに圧力を加えることで、トナー画像が用紙Tに定着される。
As a result, the fixing nip N9 and the outer peripheral surface of the
定着装置9による上述のような定着動作時において、第1温度検出部材980により検出される第1温度に係る温度信号S5は、制御部970の回転判定部971の第1回転判定部971Aに入力される。
During the fixing operation as described above by the fixing
また、定着装置9による上述のような定着動作時において、第2温度検出部材985により検出される第2温度に係る温度信号S6は、制御部970の回転判定部971の第2回転判定部971Bに入力される。
Further, during the fixing operation as described above by the fixing
第1回転判定部971Aでは、第1温度検出部材980により検出されて第1回転判定部971Aに入力される第1温度に基づいて、加熱回転ベルト9aの回転状態の良否を判定する。この判定方法の具体例について、図3から図5Aを参照して説明する。
同様に、第2回転判定部971Bでは、第2温度検出部材985により検出されて第2回転判定部971Bに入力される第2温度に基づいて、加熱回転ベルト9aの回転状態の良否を判定する。この判定方法の具体例について、図3、図4及び図5Bを参照して説明する。
図4は、本実施形態の定着装置9における回転判定部971による判定方法を示すフローチャートである。図5Aは、第1回転判定部971Aによる判定方法を説明するためのグラフである。図5Bは、第2回転判定部971Bによる判定方法を説明するためのグラフである。
The first
Similarly, the second
FIG. 4 is a flowchart illustrating a determination method by the
まず、図4に示すように、ステップST1において、ウォームアップが開始され、ヒータ制御部975は、ヒータ920を発熱させる。ヒータ920の輻射熱により、加熱回転ベルト9aが加熱される。加圧ローラ駆動制御部972は、加圧ローラ駆動部932により加圧ローラ9bを回転駆動させると共に、加熱回転ベルト9aを従動回転させる。
ステップST1の後、第1回転判定部971Aによる加熱回転ベルト9aの回転の良否の判定、及び第2回転判定部971Bによる加熱回転ベルト9aの回転の良否の判定が並列処理により行われる。
First, as shown in FIG. 4, in step ST1, warm-up is started, and the
After step ST1, determination of the quality of rotation of the
まず、第1回転判定部971Aによる加熱回転ベルト9aの回転の良否の判定のフローについて説明する。
ステップST12において、ウォームアップ開始時において、第1温度検出部材980により検出される第1初期温度T10に係る温度信号S5が、回転判定部971の第1回転判定部971Aに入力される。
First, a flow for determining whether the rotation of the
In step ST12, the temperature signal S5 related to the first initial temperature T10 detected by the first
ステップST13において、第1回転判定部971Aは、第1初期温度T10に基づいて、加熱回転ベルト9aの回転状態の良否判定を開始するか否かを判定する。具体的には、第1初期温度T10が120℃(基準値)以上の場合(NO)には、第1回転判定部971Aは、回転状態の良否の判定を終了する。一方、第1初期温度T10が120℃未満の場合(YES)には、第1回転判定部971Aは、回転状態の良否判定を開始し、ステップST14に進む。
In Step ST13, the first
なお、第1初期温度T10が120℃以上の場合に判定を行わない理由は、主として、次の理由である。
(1)初期温度が高い場合、初期温度と制御温度(定着工程時やウォームアップの完了後の待機時の温度)との温度差が小さいため、加熱回転ベルト9aの温度を検出する前に温度上昇値が許容上昇値に到達しやすい。従って、加熱回転ベルト9aの温度を検出できる時間が短く、所定の時間内に加熱回転ベルト9aの回転状態の良否の判定を行うことが困難である。
(2)初期温度が高い場合には、加熱回転ベルト9aの内周面と受圧部材940との間に用いられるグリスなどの潤滑剤が十分に温まり、その粘度が下がっている。そのため、加熱回転ベルト9aと受圧部材940と摺動性が十分に確保できている可能性が高く、加熱回転ベルト9aが問題なく動作(回転)している可能性が高い。従って、加熱回転ベルト9aの温度を検出して、加熱回転ベルト9aの回転状態の良否の判定を行う必要がない。
後述する第2初期温度T20が120℃以上の場合に判定を行わない理由も同様である。
The reason why the determination is not performed when the first initial temperature T10 is 120 ° C. or higher is mainly as follows.
(1) When the initial temperature is high, the temperature difference between the initial temperature and the control temperature (temperature during the fixing process or standby after completion of warm-up) is small, so the temperature before detecting the temperature of the
(2) When the initial temperature is high, the lubricant such as grease used between the inner peripheral surface of the
The reason why the determination is not performed when the second initial temperature T20 described later is 120 ° C. or higher is also the same.
ステップST14において、ウォームアップを開始してから所定時間後において、例えば、10秒経過後において、第1温度検出部材980により検出される第1基準時温度T11に係る温度信号S5が、第1回転判定部971Aに入力される。
In step ST14, a temperature signal S5 related to the first reference temperature T11 detected by the first
ステップST15において、基準時の温度上昇値(第1温度上昇値)T12が閾値TS1以上であるか否かについて判定する。
具体的には、第1回転判定部971Aでは、ウォームアップ開始時の第1初期温度T10が10秒経過後に何℃上昇したかを演算する。すなわち、図5Aに示すように、第1基準時温度T11−第1初期温度T10の演算により、加熱回転ベルト9aの温度上昇値(第1温度上昇値)T12を求める。
In step ST15, it is determined whether or not a reference temperature rise value (first temperature rise value) T12 is equal to or greater than a threshold value TS1.
Specifically, the first
そして、上述のようにして求めた第1温度上昇値T12が予め設定されている閾値TS1(例えば、15℃)以上の場合、すなわち、T12≧TS1の場合(YES)には、第1回転判定部971Aは、加熱回転ベルト9aの回転状態が正常であると判定し、回転状態の良否の判定を終了する。
When the first temperature increase value T12 obtained as described above is equal to or higher than a preset threshold value TS1 (for example, 15 ° C.), that is, when T12 ≧ TS1 (YES), the first rotation determination is performed. The
一方、第1温度上昇値T12が予め設定されている閾値TS1よりも小さい場合、すなわち、T12<TS1の場合(NO)には、第1回転判定部971Aは、加熱回転ベルト9aの回転状態が異常であると判定し、ステップST36へ進む。
On the other hand, when the first temperature rise value T12 is smaller than the preset threshold value TS1, that is, when T12 <TS1 (NO), the first
なお、図5Aにおいて、加熱回転ベルト9aの検出温度の変化を示す線を2本示しているが、これは説明の便宜上のためであり、実際には、加熱回転ベルト9aの検出温度の変化を示す線は1本のみ示されることになる。
後述する図5Bにおいて、2本示される加圧ローラ9bの検出温度の変化を示す線についても同様である。
In FIG. 5A, two lines indicating the change in the detected temperature of the
The same applies to a line indicating a change in detected temperature of two
次に、第2回転判定部971Bによる加熱回転ベルト9aの回転の良否の判定のフローについて説明する。
ステップST22において、第2温度検出部材985により検出される第2初期温度T20に係る温度信号S6が、回転判定部971の第2回転判定部971Bに入力される。
Next, a flow for determining whether the rotation of the
In step ST22, the temperature signal S6 related to the second initial temperature T20 detected by the second
ステップST23において、第2回転判定部971Bは、第2初期温度T20に基づいて、加熱回転ベルト9aの回転状態の良否判定を開始するか否かを判定する。具体的には、第2初期温度T20が120℃(基準値)以上の場合(NO)には、第2回転判定部971Bは、回転状態の良否の判定を終了する。一方、第2初期温度T20が120℃未満の場合(YES)には、第2回転判定部971Bは、回転状態の良否判定を開始し、ステップST24に進む。
In step ST23, the second
ステップST24において、ウォームアップを開始してから所定時間後において、例えば、10秒経過後において、第2温度検出部材985により検出される第2基準時温度T21に係る温度信号S6が、第2回転判定部971Bに入力される。
In step ST24, a temperature signal S6 related to the second reference time temperature T21 detected by the second
ステップST25において、基準時の温度上昇値(第2温度上昇値)T22が閾値TS2以上であるか否かについて判定する。
具体的には、第2回転判定部971Bでは、ウォームアップ開始時の第2初期温度T20が10秒経過後に何℃上昇したかを演算する。すなわち、図5Bに示すように、第2基準時温度T21−第2初期温度T20の演算により、加圧ローラ9bの温度上昇値(第2温度上昇値)T22を求める。
In step ST25, it is determined whether or not a reference temperature rise value (second temperature rise value) T22 is equal to or greater than a threshold value TS2.
Specifically, the second
そして、上述のようにして求めた第2温度上昇値T22が予め設定されている閾値TS2以上の場合、すなわち、T22≧TS2の場合には、第2回転判定部971Bは、加熱回転ベルト9aの回転状態が正常であると判定し、回転状態の良否の判定を終了する。
When the second temperature increase value T22 obtained as described above is equal to or greater than a preset threshold value TS2, that is, when T22 ≧ TS2, the second
一方、第2温度上昇値T22が予め設定されている閾値TS2よりも小さい場合、すなわち、T22<TS2の場合(NO)には、第2回転判定部971Bは、加熱回転ベルト9aの回転状態が異常であると判定し、ステップST36へ進む。
On the other hand, when the second temperature rise value T22 is smaller than the preset threshold value TS2, that is, when T22 <TS2 (NO), the second
ところで、回転判定部971において加熱回転ベルト9aの回転状態が異常であると判定される代表的な状況は、加圧ローラ9bの外周面に当接して従動回転する加熱回転ベルト9aの外周面が加圧ローラ9bに対してスリップして、加熱回転ベルト9aの従動回転速度が加圧ローラ9bの駆動回転速度に比べて極端に遅い、あるいは、全く回転していないなどの回転不良が発生している状況である。そこで、回転判定部971において加熱回転ベルト9aの回転状態が異常であると判定された場合には、回転判定部971は、判定信号S1を出力し、ステップST36へ進む。
By the way, a typical situation in which the
ステップST36において、図3に示すように、回転判定部971から出力される判定信号S1に基づいて、ヒータ制御部975は、制御信号S3を出力して、電力供給回路中のスイッチ(図示せず)をOFF制御し、電源部からヒータ920への電力の供給を停止する。これにより、ヒータ920による加熱回転ベルト9aの加熱が停止する。
In step ST36, as shown in FIG. 3, based on the determination signal S1 output from the
また、ステップST37において、図3に示すように、回転判定部971から出力される判定信号S1に基づいて、加圧ローラ駆動制御部972は、加圧ローラ駆動部932に制御信号S2を出力して、加圧ローラ9bの回転駆動を停止させる制御を行う。
In step ST37, as shown in FIG. 3, based on the determination signal S1 output from the
また、ステップST38において、図3に示すように、回転判定部971から出力される判定信号S1に基づいて、報知部973は、警告音出力部974に制御信号S4を出力して、警告音を発するように警告音出力部974を制御する。
ステップST38を経て、判定処理が終了する。
In step ST38, as shown in FIG. 3, based on the determination signal S1 output from the
Through step ST38, the determination process ends.
なお、前記実施形態では、加熱回転ベルト9aの第1温度上昇値T12及び加圧ローラ9bの第2温度上昇値T22を算出する際に、ウォームアップ開始時の温度を初期温度として用いているが、これに制限されない。例えば、ウォームアップ開始から1秒後の温度を初期温度として用いてもよい。
In the above embodiment, when calculating the first temperature rise value T12 of the
本実施形態の定着装置9によれば、次のような効果が奏される。
本実施形態の定着装置9は、加圧ローラ9bの外周面の温度を検出する第2温度検出部材985と、第2温度検出部材985により検出される加圧ローラ9bの外周面の温度に基づいて加熱回転ベルト9aの回転状態の良否を判定する回転判定部971(第2回転判定部971B)と、を備える。
そのため、加熱回転ベルト9aの回転状態を直接検出する複雑な機構を用いる必要がなく、簡易な構造で加熱回転ベルト9aの回転状態の良否を的確に判定することができる。
According to the
The fixing
Therefore, it is not necessary to use a complicated mechanism for directly detecting the rotation state of the
ところで、加熱回転ベルト9aは、その回転の有無及び回転の良否に拘わらず、加熱される。また、第1温度検出部材980は、加熱回転ベルト9aに接触していたり、近接している。また、回転判定部971の第1回転判定部971Aは、第1温度検出部材980により検出される加熱回転ベルト9aの温度に基づいて加熱回転ベルト9aの回転状態の良否を判定する。従って、加熱回転ベルト9aが完全にスリップし、実質的に回転しない状態であっても、加熱回転ベルト9aによる温度検出箇所温度は上昇しやすい。この点は、加熱回転ベルト9aの回転の良否について誤判定を誘発しやすい。
By the way, the
これに対して、加熱回転ベルト9aが完全にスリップし、実質的に回転しない状態の場合には、加圧ローラ9bは、ほとんど加熱されず、加圧ローラ9bによる温度検出箇所の温度はほとんど変化しない。従って、本実施形態のように、第2温度検出部材985により検出される加圧ローラ9bの外周面の温度に基づいて加熱回転ベルト9aの回転状態の良否を判定する場合には、加熱回転ベルト9aの回転の良否について誤判定が起こりにくい。
On the other hand, when the
また、本実施形態においては、受圧部材940は、ヒータ920に対して、加熱回転ベルト9aの内周面における定着ニップN9の近傍の領域を覆うように配置されている。そのため、定着ニップN9には、ヒータ920の輻射熱が伝熱しにくい。従って、加熱回転ベルト9aの回転が良好な場合のみ、加圧ローラ9bの外周面が加熱される。これによって、加熱回転ベルト9aの回転の良否について誤判定が一層起こりにくくなる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、回転判定部971は、加熱回転ベルト9aの回転状態が異常であると判定した場合、ヒータ920の発熱及び加圧ローラ9bの回転駆動を自動的に停止させるように構成している。
そのため、加熱回転ベルト9aが回転不良を発生してから、ヒータ920及び加圧ローラ9bが停止するまでの時間を最小限に短縮することが可能である。したがって、加熱回転ベルト9aが回転不良の状態のままで長時間に亘って放置され、その結果、加熱回転ベルト9aが永久歪みにより変形し、それに伴って加熱回転ベルト9aの回転トルクが上昇するといった不良事態の発生を抑制できる。また、ヒータ920の無駄な加熱動作を抑制することで、電力消費も軽減することができる。
In the present embodiment, the
For this reason, it is possible to minimize the time from the occurrence of the rotation failure of the
また、本実施形態においては、加熱回転ベルト9aの回転状態が異常であると判定された場合、警告音を発するなどして異常の発生を素早く報知する報知部973を備えている。
そのため、異常が発生してから早い時期のうちに適切な処置を講ずることが可能で、プリンタ1全体の動作への悪影響を最小限に止めることができる。
Further, in the present embodiment, there is provided a notifying unit 973 that quickly notifies the occurrence of an abnormality by making a warning sound or the like when it is determined that the rotation state of the
For this reason, it is possible to take appropriate measures early in the period after the occurrence of the abnormality, and to minimize adverse effects on the operation of the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施形態においては、加圧ローラ9b(第2回転体)を回転駆動させ、加熱回転ベルト9a(第1回転体)を従動回転させているが、これに制限されず、第1回転体を回転駆動させ、第2回転体を従動回転させてもよい。
また、第2回転体として、加圧ローラ9bを用いたが、これに代えて、無端状に形成されたフレキシブルなベルトからなる加圧回転体を用いることができる。
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention can be implemented with a various form, without being limited to embodiment mentioned above.
For example, in the above-described embodiment, the
Further, the
また、前記実施形態においては、回転判定部971から出力される判定信号に基づいて加圧ローラ9bの回転駆動制御及びヒータ920の発熱制御を自動的に行うようにしたが、これに制限されない。例えば、警告音出力部974から発せられる警告音を聞いて、人為的な操作により、加圧ローラ9bの回転駆動制御及びヒータ920の発熱制御を行ってもよい。
In the above embodiment, the rotation drive control of the
また、前記実施形態においては、第1温度検出部材980により検出される所定時間経過後における加熱回転ベルト9aの温度の上昇値が所定の閾値よりも小さい場合、又は第2温度検出部材985により検出される所定時間経過後における加圧ローラ9bの温度の上昇値が所定の閾値よりも小さい場合に、回転判定部971は、加熱回転ベルト9aの回転状態が異常であると判定しているが、これに制限されない。回転判定部971は、第1温度検出部材980により検出される加熱回転ベルト9aの温度、又は第2温度検出部材985により検出される加圧ローラ9bの外周面の温度に基づいて判定を行うものであれば、具体的な判定方法に制限はない。
In the above-described embodiment, when the temperature rise value of the
また、前記実施形態においては、第1温度検出部材980により検出される加熱回転ベルト9aの温度及び第2温度検出部材985により検出される加圧ローラ9bの外周面の温度の両方を用いて、加熱回転ベルト9aの回転状態の良否を判定しているが、これに制限されない。例えば、第2温度検出部材985により検出される加圧ローラ9bの外周面の温度のみを用いて、加熱回転ベルト9aの回転状態の良否を判定してもよい。その場合には、第1温度検出部材980は設けられていなくてもよく、あるいは、定着ニップN9の適温の確保を目的として第1温度検出部材980を用いてもよい。
In the embodiment, both the temperature of the
また、ヒータ920の個数及び配置位置、第1温度検出部材980の個数及び配置位置(加熱回転ベルト9aの外周面側又は内周面側を含む)、第2温度検出部材985の個数及び配置位置などについては、特に限定はない。
本発明の画像形成装置の種類は、特に限定がなく、コピー機、プリンタ、ファクシミリ、又はこれらの複合機などであってもよい。
シート状の被転写材は、用紙に制限されず、例えば、フィルムシートであってもよい。
Also, the number and arrangement position of the
The type of the image forming apparatus of the present invention is not particularly limited, and may be a copier, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof.
The sheet-shaped transfer material is not limited to paper, and may be a film sheet, for example.
1……プリンタ(画像形成装置)、2……感光体ドラム(像担持体)、16……現像器、9……定着装置、9a……加熱回転ベルト(第1回転体)、9b……加圧ローラ(第2回転体)、920……ヒータ、940……受圧部材、960……支持部材、971……回転判定部、973……報知部、980……第1温度検出部材、985……第2温度検出部材(温度検出部材)、T……用紙(被転写材)、TN……トナー
DESCRIPTION OF
Claims (5)
無端ベルト状で周方向に回転可能な第1回転体と、
前記第1回転体の内部に配置され、該第1回転体を内側から加熱するヒータと、
前記第1回転体の内部に配置され、該第1回転体の内周面に当接する受圧部材と、
前記第1回転体の内部に配置され、前記受圧部材を支持する支持部材と、
前記第1回転体を介して前記受圧部材との間で前記被転写材を挟持して定着ニップを形成する回転可能な第2回転体と、
前記第2回転体の外周面の温度を検出する温度検出部材と、
前記温度検出部材により検出される前記第2回転体の外周面の温度に基づいて前記第1回転体の回転状態の良否を判定する回転判定部と、を備える
定着装置。 A fixing device provided in an image forming apparatus, for melting toner constituting a toner image transferred to a sheet-like transfer material and fixing the toner on the transfer material,
A first rotating body that is endless and rotatable in the circumferential direction;
A heater that is disposed inside the first rotating body and that heats the first rotating body from the inside;
A pressure receiving member disposed inside the first rotating body and abutting against an inner peripheral surface of the first rotating body;
A support member disposed inside the first rotating body and supporting the pressure receiving member;
A rotatable second rotating body that forms a fixing nip by sandwiching the transfer material with the pressure receiving member via the first rotating body;
A temperature detecting member for detecting the temperature of the outer peripheral surface of the second rotating body;
A rotation determination unit that determines whether the rotation state of the first rotating body is good based on the temperature of the outer peripheral surface of the second rotating body detected by the temperature detection member.
請求項1に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the pressure receiving member is disposed so as to cover a region in the vicinity of the fixing nip on an inner peripheral surface of the first rotating body with respect to the heater.
前記ヒータにより前記第1回転体が加熱され且つ前記第2回転体駆動部により前記第2回転体が回転駆動されると共に前記第1回転体が従動回転している状態において、前記温度検出部材により検出される所定時間経過後における前記第2回転体の温度の上昇値が所定の閾値よりも小さい場合に、
前記回転判定部は、前記第1回転体の回転状態が異常であると判定し、前記ヒータによる前記第1回転体の加熱及び前記第2回転体駆動部による前記第2回転体の回転駆動を停止させる
請求項1又は2に記載の定着装置。 A second rotator driving section for rotating the second rotator;
In the state where the first rotating body is heated by the heater and the second rotating body is rotationally driven by the second rotating body driving unit and the first rotating body is driven to rotate, the temperature detecting member When the temperature rise value of the second rotating body after the elapse of a predetermined time detected is smaller than a predetermined threshold,
The rotation determination unit determines that the rotation state of the first rotating body is abnormal, and performs heating of the first rotating body by the heater and rotation driving of the second rotating body by the second rotating body driving unit. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is stopped.
請求項1から3のいずれかに記載の定着装置。 4. The information processing apparatus according to claim 1, further comprising a notification unit that notifies the abnormality of the rotation state of the first rotating body when the rotation determining unit determines that the rotation state of the first rotating body is abnormal. The fixing device described.
前記像担持体に形成された静電潜像にトナー画像を現像する現像器と、
前記像担持体に形成されたトナー画像を直接的又は間接的にシート状の被転写材に転写する転写部と、
請求項1から4のいずれかに記載の定着装置と、を備える
画像形成装置。 An image carrier on which an electrostatic latent image is formed on the surface;
A developing device for developing a toner image on the electrostatic latent image formed on the image carrier;
A transfer unit that directly or indirectly transfers the toner image formed on the image carrier to a sheet-like transfer material;
An image forming apparatus comprising: the fixing device according to claim 1.
Priority Applications (1)
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