JP2011095692A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、過昇温防止装置を備えた定着装置およびこれを用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device including an excessive temperature rise prevention device and an image forming apparatus using the same.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、定着装置には、ヒータや電磁誘導加熱装置等により加熱される加熱ローラ、定着ローラ等の加熱体(加熱部材)が設置されている。近年では、カラー複写機の高速化が求められており、従来のローラ定着に比べ、より小型で高線速に対応できるベルト定着方式が広く使われている(図36及び図37参照)。図36や図37のようなベルト定着では、内部にヒータ(加熱体)253をもつ定着加熱ローラ254が、定着ベルト251に対して熱供給している。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a heating body (heating member) such as a heating roller or a fixing roller heated by a heater or an electromagnetic induction heating device is installed in the fixing device. In recent years, there has been a demand for speeding up of color copiers, and a belt fixing system that is smaller and can cope with a higher linear speed than conventional roller fixing is widely used (see FIGS. 36 and 37). In belt fixing as shown in FIGS. 36 and 37, a
定着加熱ローラ254のヒータ253(加熱手段)は、ハロゲンヒータであって、その両端部が定着装置の側板(不図示である)に固定されている。そして、画像形成装置本体のメインスイッチ301がオンされた状態で、商用電源400から画像形成装置本体の主制御装置(装置本体制御装置)302、ヒータ制御回路303を介してヒータ253に電力が供給される。そして、ヒータ制御回路303により出力制御されたヒータ253からの輻射熱によって定着加熱ローラ254が加熱されて、さらに加熱ローラ254によって加熱された定着ベルト251の表面から転写シートP上のトナー像Taに熱が加えられる。図示例では、加圧ローラ256にもヒータ257が内包されていて、ヒータ253同様にヒータ制御回路303によって制御される。
The heater 253 (heating means) of the
ヒータ253の出力制御は、定着ベルト251表面に非接触で対向する温度検知手段としての温度センサ303A(サーモパイル)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。詳しくは、温度検知手段としての温度センサ303Aの検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、ヒータ253に交流電圧が印加される。このようなヒータ253の出力制御によって、定着ベルト251の温度(定着温度)を所望の温度(目標制御温度)に調整制御している。なお、ヒータ257の出力制御も、同様に温度センサ303Bの温度検知結果に基いておこなわれる。
The output control of the
定着ベルト251の基材には様々な材料が用いられるが、最近では耐熱性・高耐久性からポリイミド樹脂を用いることが多い。定着加熱ローラ254はテンションスプリング255によって上方に付勢されていて定着ベルト251に張力を与えている。定着ローラ252に対向してハロゲンヒータ257を内包した加圧ローラ(押圧部材)256が配設され定着ニップ部を形成している。画像形成装置では、プリント動作が終了した後に定着装置の加熱体が過昇温して定着装置を破損したり、異常画像を発生しまう問題が知られている。
Various materials are used for the base material of the
詳しくは、一般に、定着装置は、プリント動作中特に連続通紙時には、転写紙が定着ベルト表面から熱を奪うため、定着ベルトの温度を維持する目的で加熱が続き、加熱ローラ芯金温度は非常に高くなる。これは、CPMが高いほど、また転写紙の坪量が大きいほど顕著である。しかして、このように加熱芯金ローラ温度が高温になった状態でプリント動作が終了すると、転写紙によって奪われていた熱の移動が突然なくなるために、加熱ローラ表面温度が異常に昇温する。このような現象を連続通紙後のオーバーシュートと言う(図38参照)。例示した定着装置は、このようなオーバーシュートを防止するために、サーモスタット258を定着ベルト251の上方近傍に固設してある(支持構造省略)。サーモスタット258は、定着ベルト(定着回転体)251の温度を検知し、異常温度に到達したときに、ハロゲンヒータ253およびハロゲンヒータ257への通電を強制的に遮断する。
Specifically, in general, the fixing device takes heat from the surface of the fixing belt during the printing operation, particularly during continuous paper passing, so that the heating continues to maintain the temperature of the fixing belt, and the core temperature of the heating roller is extremely high. To be high. This is more conspicuous as the CPM is higher and the basis weight of the transfer paper is larger. Thus, when the printing operation is finished in such a state that the temperature of the heating core roller is high, the movement of the heat taken away by the transfer paper suddenly disappears, and thus the surface temperature of the heating roller abnormally increases. . Such a phenomenon is called overshoot after continuous paper feeding (see FIG. 38). In the illustrated fixing device, in order to prevent such an overshoot, a
既に、このようなオーバーシュートを防止する目的で、いくつかの技術が提案されている。例えば、オーバーシュートそのものを防止するものとして、特許文献1には、最終頁の記録媒体のプリントジョブの終了前に記録媒体への加熱体の加熱動作を停止させることによってオーバーシュートの発生を抑制する技術が開示されている。また、プリント最終紙でヒータ出力を絞るもの(例えば、特許文献1参照)、定着装置を冷却するファンを有するもの(例えば、特許文献2参照)、加熱ローラを冷却する冷却ローラと、ファンを有するもの(例えば、特許文献3参照)、加圧部材を冷却するファンを有するもの(例えば、特許文献4参照)等が知られている。 Several techniques have already been proposed for the purpose of preventing such overshoot. For example, in order to prevent the overshoot itself, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228561 suppresses the occurrence of overshoot by stopping the heating operation of the heating body to the recording medium before the end of the print job for the recording medium of the last page. Technology is disclosed. Also, the final printed paper has a heater output narrowed (for example, see Patent Document 1), a fixing device having a fan (for example, Patent Document 2), a cooling roller for cooling a heating roller, and a fan A thing (for example, refer to patent documents 4) etc. which have a fan (for example, refer to patent documents 4) etc. which have a fan which cools a pressure member are known.
上記特許文献4では、加熱体の近傍に加熱体の温度が急激に上昇した際に、加熱体への通電を強制的に遮断するサーモスタットからなる過昇温防止装置を取り付け、オーバーシュートが発生した際に、加熱体への通電を強制的に遮断して加熱体の加熱温度の異常上昇を抑制することが提案されている。 In the above-mentioned patent document 4, when the temperature of the heating body suddenly rises in the vicinity of the heating body, an overheat prevention device comprising a thermostat that forcibly cuts off energization to the heating body is attached, and overshoot occurs. In this case, it has been proposed to forcibly cut off the energization of the heating body to suppress an abnormal increase in the heating temperature of the heating body.
上に挙げた特許文献1乃至特許文献4の開示技術は、いずれも装置が正常に動作している場合は有効である。しかしながら、冷却装置が必要であり、装置が大型化する。また、例えば動作中に主電源をオフした場合等、通常の制御が動作しない場合については考慮されていない。 The disclosed technologies of Patent Documents 1 to 4 listed above are effective when the apparatus is operating normally. However, a cooling device is necessary, and the size of the device increases. Also, no consideration is given to the case where normal control does not operate, for example, when the main power supply is turned off during operation.
上記以外の既知提案として、特許文献5もあり、その開示技術では電源オフ時のオーバーシュートを想定しているが、電源再投入時の不具合を防止するものであり、オーバーシュートそのものは防止できない。 As a known proposal other than the above, there is also Patent Document 5, and the disclosed technique assumes overshoot when the power is turned off, but prevents a problem when the power is turned on again, and cannot prevent overshoot itself.
また、過昇温防止装置を冷却するものが各種知られている。例えば、特許文献6では、通常加熱動作中過昇温防止装置を冷却し、異常温度検知手段が異常高温を検知した場合冷却動作を停止するようにしている。但し、この構成においては過昇温防止装置を冷却する冷却ファンは、通常動作中すなわち記録媒体が搬送されて印刷動作中に作動し冷却しているものの、記録媒体の搬送が停止されて印刷動作が停止されているときは、作動しないようになっている。そのために、印刷動作が停止されて加熱体への通電が停止されていても、記録媒体による加熱体の吸熱が行われないために、加熱体の温度が上昇し、加熱体の温度上昇と共に、過昇温防止装置の温度が上昇して過昇温防止装置が作動してしまい、過昇温防止装置が作動して加熱体への通電を遮断する状態が維持された状態となる場合がある。また、不意な電源OFF等を考慮しておらず、このような場合にかえってサーモスタットの誤動作を生じかねない。 Various devices for cooling the excessive temperature rise prevention device are known. For example, in Patent Document 6, the overheat prevention device is cooled during the normal heating operation, and the cooling operation is stopped when the abnormal temperature detection means detects an abnormally high temperature. However, in this configuration, the cooling fan that cools the excessive temperature rise prevention device operates and cools during normal operation, that is, when the recording medium is transported and during the printing operation. When is stopped, it will not operate. Therefore, even if the printing operation is stopped and the energization to the heating body is stopped, the heat of the heating body by the recording medium is not absorbed, so the temperature of the heating body rises, along with the temperature rise of the heating body, In some cases, the temperature of the overheat prevention device rises and the overheat prevention device is activated, and the overheat prevention device is activated and the state where the energization to the heating element is interrupted is maintained. . Also, unexpected power-off and the like are not taken into consideration, and in such a case, the thermostat may malfunction.
ところで、従来一般的であったカラー40CPM機(プリント速度:毎分40枚)ではオーバーシュート時温度が230℃程度であったが、昨今の高速化により75枚機ではオーバーシュート時温度が270℃以上とかなり高温になる場合がある。これは連続通紙時に加熱ローラに供給している電力の違いで生じている。40CPMでは500W程度で安定時通紙中温度維持できる。通紙開始時の温度落ち込みを防止するためには、安定時の1.5倍程度必要であり、ヒータ定格(W数)は750W以上となる。一方75CPMとなると通紙安定時には900W以上必要となり、ヒータ定格(W数)は1350W以上となる。定着ヒータ以外にも、各種モータ駆動などで数100Wの電力が必要となる。このように、従来複写機の最大消費電力は1500W程度であったが、昨今の高生産化の市場要求により、最大消費電力2000W以上の高速複写機が増えてきた。上述したオーバーシュートの問題は、このような最大消費電力2000W以上の高速複写機で顕著となる。
By the way, in the
一方、近年の省エネルギー化の観点から、定着部のウォームアップタイムの短縮化が要求されており、加熱ローラの薄肉化や、高速立ち上がりヒータの採用が進んでいる。しかしながら加熱ローラの薄肉化による昇温速度の高速化は、サーモスタット等で構成された一般的な過昇温防止装置の設計自由度を著しく狭くしている。 On the other hand, from the viewpoint of energy saving in recent years, shortening of the warm-up time of the fixing unit has been demanded, and the heating roller has been made thinner and the use of a high-speed rising heater has been advanced. However, the increase in the temperature increase rate due to the thinning of the heating roller significantly narrows the degree of freedom in designing a general overheat prevention device composed of a thermostat or the like.
すなわち、加熱ローラの昇温速度に対して、サーモスタットのバイメタル部温度の昇温速度が遅いと所望の保護動作が期待できない。従って、立ち上げ時の暴走による定着ユニット部の過昇トラブルを確実に防止するためには、動作温度の低いサーモスタットを使用する必要がある。しかし、こうして低い動作温度のサーモスタットを使用した場合、定着装置が通常動作し定着ユニット周辺温度が上昇した場合には、意図せずサーモスタットが動作してしまう誤動作の可能性が高くなってしまう。この誤動作は、特に加熱部材の温度が最も高くなる通紙直後のオーバーシュート時に発生することが多い。この中でも、連続通紙中のいわゆるジャム発生時や電源OFFなどによる即停止状態にはオーバーシュートは最も大きくなる。 That is, if the temperature rise rate of the thermostat bimetal part temperature is slower than the temperature rise rate of the heating roller, a desired protective operation cannot be expected. Therefore, it is necessary to use a thermostat having a low operating temperature in order to surely prevent overheating problems of the fixing unit due to runaway at startup. However, when a thermostat having a low operating temperature is used in this way, if the fixing device normally operates and the temperature around the fixing unit rises, there is a high possibility of a malfunction that causes the thermostat to operate unintentionally. This malfunction often occurs especially at the time of overshoot immediately after the sheet passing when the temperature of the heating member becomes the highest. Among them, the overshoot becomes the largest when a so-called jam occurs during continuous paper feeding or in an immediate stop state due to power-off or the like.
このオーバーシュート時は、ヒータへの通電はされていないので、発煙発火に至る危険は無いが、ヒータへの通電が無いにも関わらずサーモスタットが動作することが原因で通電ができなくなり(図39参照)、復帰するまで(非可逆性のサーモスタットではサーモスタットを交換するまで)ユーザーがマシンを使用できない“ダウンタイム”が発生してしまう。 During this overshoot, the heater is not energized, so there is no danger of smoke and fire, but the energization is not possible due to the operation of the thermostat despite the absence of energization of the heater (FIG. 39). (See), and until it comes back up (until you change the thermostat for an irreversible thermostat), there will be “downtime” when the user cannot use the machine.
ちなみに、従前は、大容量の定着ヒータを用いる高速複写機では、定着ユニットの熱容量が大きく、立ち上がり時間も非常に長時間を要していたため前挙したような過昇温防止装置でも十分に機能していた。しかしながら省エネルギー化は高速機にも要求されており、最大消費電力2000W以上の高速複写機でも、立ち上がり時間が60秒以下のものが増えてきている。 By the way, in the past, high-speed copiers using large-capacity fixing heaters had a large heat capacity of the fixing unit and required a very long rise time. Was. However, energy saving is also required for high-speed machines, and even high-speed copying machines with a maximum power consumption of 2000 W or more are increasing in startup time of 60 seconds or less.
このような複写機の定着ユニットの一例として、加熱ローラが、径:アルミφ30、厚み:0.6mm、加熱ヒータが、定格:1800W、またサーモスタットとして、サーモスタット動作定格温度:160℃、サーモスタットGap:0.7mmの組み合わせによるものが実使用されている。しかし、過昇温防止装置の性能は充分とは言い難く、場合によっては“ダウンタイム”の発生が見られる。今後さらに加熱ヒータが大容量化した場合、あるいは、立ち上がり時間をさらに短くすべく、加熱ローラを小熱容量化した場合に、これらの問題はさらに顕著になることが懸念される。具体的には、加熱ローラ外径はφ22〜φ45、加熱ローラ肉厚(アルミ)0.3mm〜1.5mm、加熱ローラ肉厚(鉄)0.3mm〜0.7mmで、低熱容量ベルト定着ユニットにて、本問題が顕著となることが確認されている。従って、最近の高速複写機対応して過昇温防止装置の性能向上が希求されている。 As an example of a fixing unit of such a copying machine, a heating roller has a diameter: aluminum φ30, a thickness: 0.6 mm, a heater has a rating of 1800 W, and as a thermostat, a thermostat operation rated temperature: 160 ° C., a thermostat Gap: 0.7 A combination of mm is actually used. However, it is difficult to say that the performance of the excessive temperature rise prevention device is sufficient, and in some cases, “downtime” occurs. There are concerns that these problems will become more prominent when the capacity of the heater further increases in the future, or when the heating roller is reduced in capacity to further shorten the rise time. Specifically, the outer diameter of the heating roller is φ22 to φ45, the thickness of the heating roller (aluminum) is 0.3 mm to 1.5 mm, and the thickness of the heating roller (iron) is 0.3 mm to 0.7 mm. It has been confirmed that the problem becomes significant. Accordingly, there is a demand for improved performance of the overtemperature prevention device corresponding to recent high-speed copying machines.
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、高速機画像形成用の定着装置あるいはこれを用いた画像形成装置において、連続通紙中に急停止した場合でも、オーバーシュートによる過昇温防止装置の誤動作を防止し、もって速やかに動作再開可能とすることを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and in a fixing device for high-speed image formation or an image forming apparatus using the same, even if it suddenly stops during continuous paper feeding, it is excessively increased due to overshoot. The purpose is to prevent malfunction of the temperature prevention device and to enable quick operation restart.
上記課題を解決するために、本発明の定着装置は、発熱体により加熱され記録媒体上の未定着トナー像を加熱定着する定着回転体と、発熱体の近傍に設置され発熱体が異常温度に到達した場合を検知する異常温度検知手段と、発熱体が異常温度に到達したときに、発熱体への通電を強制的に遮断する過昇温防止手段とを備えた画像形成装置用の定着装置において、異常温度検知手段及び前記発熱体の何れかを移動させ、異常温度検知手段と発熱体との距離を変更する位置変更手段と、発熱体への通電状態を検知し、位置変更手段を制御する位置駆動制御装置とを有し、発熱体が加熱調温のために通電制御されている場合には、異常温度検知手段と発熱体との距離を狭くした加熱調温時位置に保持するが、発熱体への通電が停止した場合には、異常温度検知手段と発熱体とを離間させることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the fixing device of the present invention includes a fixing rotating body that is heated by a heating element and heat-fixes an unfixed toner image on a recording medium, and a heating element that is installed in the vicinity of the heating element to an abnormal temperature. A fixing device for an image forming apparatus, comprising: an abnormal temperature detecting means for detecting when the temperature has reached; and an excessive temperature rise preventing means for forcibly shutting off power to the heat generating element when the heat generating element reaches an abnormal temperature , The abnormal temperature detecting means and the heating element are moved, the position changing means for changing the distance between the abnormal temperature detecting means and the heating element, the energization state of the heating element is detected, and the position changing means is controlled. When the heating element is energized and controlled for heating temperature control, the distance between the abnormal temperature detection means and the heating element is kept at the heating temperature control position. When power to the heating element is stopped, Characterized in that for separating the the heating element normal temperature detecting means.
上記構成により、通紙中JAM等で定着ユニットが急停止し、オーバーシュートにより加熱体温度が上昇した場合でも、前記発熱体への通電が停止した場合には、前記過昇温防止装置と前記発熱体とを離間させることにより過昇温防止装置が動作することないため、JAM処理後、速やかに動作可能となり、過昇温防止装置交換等のマシンのダウンタイムを防止することが可能となる。 With the above configuration, even when the fixing unit suddenly stops due to JAM or the like during sheet passing and the heating element temperature rises due to overshoot, the energization to the heating element stops, Since the excessive temperature rise prevention device does not operate by separating the heating element, it becomes possible to operate immediately after the JAM processing, and machine downtime such as replacement of the excessive temperature rise prevention device can be prevented. .
また、本発明の定着装置は、上記定着装置において、位置変更手段は、揺動可能に一端が軸支され自由端側に前記異常温度検知手段が取り付けられた揺動アームと、該揺動アームに自由端近傍で当接させた過昇温防止装置位置駆動カムと、位置駆動制御装置により制御されて過昇温防止装置位置駆動カムを回転駆動するモータを含み構成するようにした。 In the fixing device of the present invention, in the fixing device, the position changing means includes a swing arm having one end pivotally supported so as to be swingable and having the abnormal temperature detecting means attached to the free end, and the swing arm. An over-temperature rise prevention device position drive cam that is brought into contact with the free end and a motor that rotationally drives the over-temperature rise prevention device position drive cam controlled by the position drive control device.
また、本発明の定着装置は、上記定着装置において、位置変更手段は、揺動可能に一端が軸支され自由端側に前記異常温度検知手段が取り付けられた揺動アームと、該揺動アームの自由端近傍を偏倚させる駆動源としてのソレノイドを含み構成するようにした。これにより、通紙中に突然電源をOFFされオーバーシュートにより加熱体温度が上昇した場合でも、過昇温防止装置が動作することないため、電源復帰後、速やかに動作可能となり、過昇温防止装置交換等のマシンのダウンタイムの防止を簡単な構成で達成することができる。 In the fixing device of the present invention, in the fixing device, the position changing means includes a swing arm having one end pivotally supported so as to be swingable and having the abnormal temperature detecting means attached to the free end, and the swing arm. A solenoid as a driving source for biasing the vicinity of the free end of the motor is included. As a result, even if the power is suddenly turned off while the paper is being passed and the temperature of the heating element rises due to overshoot, the overheat prevention device will not operate. Prevention of machine downtime such as device replacement can be achieved with a simple configuration.
また、本発明の定着装置は、上記定着装置において、発熱体は交流ヒータであり商用電源にスイッチを介して接続され、ソレノイドの駆動コイルは、商用電源に直接接続された直流化電源に接続するようにした。これにより、通紙中に突然電源をOFFされオーバーシュートにより加熱体温度が上昇した場合でも、過昇温防止装置が動作することないため、電源復帰後、速やかに動作可能となり、過昇温防止装置交換等のマシンのダウンタイムの防止を簡単な構成で達成することができる。 In the fixing device of the present invention, in the above fixing device, the heating element is an AC heater and is connected to a commercial power source via a switch, and the solenoid drive coil is connected to a DC power source directly connected to the commercial power source. I did it. As a result, even if the power is suddenly turned off while the paper is being passed and the temperature of the heating element rises due to overshoot, the overheat prevention device will not operate. Prevention of machine downtime such as device replacement can be achieved with a simple configuration.
また、本発明の定着装置は、上記定着装置において、発熱体はヒータであり、該ヒータおよびソレノイドの駆動コイルが、商用電源にスイッチを介して接続された単一の直流化電源に並列接続するようにした。 In the fixing device of the present invention, in the above fixing device, the heating element is a heater, and the heater and solenoid drive coil are connected in parallel to a single DC power source connected to a commercial power source via a switch. I did it.
また、本発明の定着装置は、上記定着装置において、発熱体への通電を強制的に遮断する過昇温防止手段として、定着回転体の温度を検知する異常温度検知手段としても機能するサーモスタットを用いるようにした。省スペース化が図れ、制御も簡素化できて好適である。 Further, the fixing device of the present invention includes a thermostat functioning as an abnormal temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing rotating body as an excessive temperature rise preventing means for forcibly shutting off the power supply to the heating element. I used it. Space saving can be achieved and control can be simplified.
そして、本発明の画像形成装置は、上記定着装置を搭載したことを特徴とする。上記本発明の各定着装置を備えることによって各定着装置に対応した効果を得ることができる。 An image forming apparatus according to the present invention includes the fixing device. By providing each fixing device of the present invention, an effect corresponding to each fixing device can be obtained.
また、本発明の画像形成装置は、上記画像形成装置において、位置変更手段を制御する位置駆動制御装置は、画像形成動作用の主電源とは独立した別電源によって動作し、当該別電源によって位置変更手段を駆動するようにした。これにより連続通紙中に主電源をオフされた場合でも、過昇温防止装置の位置を加熱体から離すことにより、過昇温防止装置の温度上昇を遅くし、オーバーシュートによる過昇温防止装置の誤動作を防止することが可能となる。 In the image forming apparatus of the present invention, in the image forming apparatus, the position drive control device that controls the position changing unit is operated by a separate power source independent of the main power source for image forming operation, and the position is controlled by the separate power source. The change means is driven. As a result, even when the main power supply is turned off during continuous paper feeding, the temperature rise of the overheat prevention device is delayed by keeping the position of the overheat prevention device away from the heating element, and overheating is prevented by overshoot. It is possible to prevent malfunction of the apparatus.
また、本発明の画像形成装置は、上記画像形成装置において、前記別電源は、電池であるようにした。これにより、連続通紙中に主電源をオフされた場合に加え、停電が発生した場合においても、過昇温防止装置の位置を加熱体から離すことにより、過昇温防止装置の温度上昇を遅くし、オーバーシュートによる過昇温防止装置の誤動作を防止することができる。 In the image forming apparatus of the present invention, the separate power source is a battery in the image forming apparatus. As a result, in addition to the case where the main power supply is turned off during continuous paper feeding, even when a power failure occurs, the temperature rise of the overheat prevention device can be reduced by separating the overheat prevention device from the heating element. It is possible to prevent the malfunction of the excessive temperature rise prevention device due to overshoot.
また、本発明の画像形成装置は、上記画像形成装置において、前記別電源は、前記主電源により充電される充電式の電池であるようにした。これにより、上記と同様に連続通紙中に主電源をオフされたり、停電が発生した場合でも、過昇温防止装置の位置を加熱体から離すことにより、過昇温防止装置の温度上昇を遅くし、オーバーシュートによる過昇温防止装置の誤動作を防止することができ、更に、別電源の保守・点検等の手間が不要となる効果も得られる。 In the image forming apparatus of the present invention, in the image forming apparatus, the separate power source is a rechargeable battery that is charged by the main power source. As a result, even if the main power is turned off during continuous paper feeding or a power failure occurs in the same manner as described above, the temperature rise of the overheat prevention device can be reduced by moving the overheat prevention device away from the heating element. This makes it possible to prevent the excessive temperature rise prevention device from malfunctioning due to overshooting, and to obtain the effect of eliminating the need for maintenance and inspection of another power source.
本発明によれば、通紙中JAM等で定着ユニットが急停止し、オーバーシュートにより加熱体温度が上昇した場合でも、過昇温防止装置が動作することがないため、JAM処理後、速やかに動作可能となり、過昇温防止装置交換等のマシンのダウンタイムを防止することができる。 According to the present invention, even when the fixing unit suddenly stops due to JAM or the like during sheet passing and the temperature of the heating body rises due to overshoot, the excessive temperature rise prevention device does not operate. Operation becomes possible, and machine downtime such as replacement of an excessive temperature rise prevention device can be prevented.
特に、位置変更手段と位置駆動制御装置を、商用電源にスイッチを介さず接続したもの、あるいは、位置変更手段と位置駆動制御装置を別電源で駆動するようにしたものでは、通紙中に突然電源をOFFされた場合にも対応できる。駆動源にソレノイドを用いたものは、別電源とせずに電源OFFにも対応できる。 In particular, when the position changing means and the position drive control device are connected to a commercial power source without a switch, or when the position change means and the position drive control device are driven by separate power sources, suddenly during paper feeding It can cope with the case where the power is turned off. A device using a solenoid as a drive source can cope with power OFF without using a separate power source.
[第1実施形態]以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は、この発明に係る定着装置を備える画像形成装置の第1の実施形態であるレーザ複写機の全体概略構成例を示す縦断面図である。また、図2は、本実施形態の特徴である定着装置について、その要部の構成例を示している。なお、図1では定着装置部を簡略化して示している(詳細については図2等参照)。 [First Embodiment] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an overall schematic configuration example of a laser copying machine which is a first embodiment of an image forming apparatus provided with a fixing device according to the present invention. FIG. 2 shows a configuration example of a main part of the fixing device which is a feature of the present embodiment. In FIG. 1, the fixing device is shown in a simplified manner (refer to FIG. 2 for details).
図1中、符号10は画像形成装置本体である。画像形成装置本体10内には、ドラム状の像担持体(以下、感光体)12を設けてある。感光体12のまわりには、帯電装置13、現像装置14、転写・搬送装置15、クリーニング装置16、除電装置17などが配置されている。これら各構成要素の上部に、レーザ書込み装置18を設けている。レーザ書込み装置18には、レーザダイオード等の光源20、走査用の回転多面鏡21、ポリゴンモータ22、fθレンズ等の走査光学系23などを備えてなる。クリーニング装置16の図中左側には、後で別途詳述する定着装置250(詳細構成は図2)が配置されている。
In FIG. 1,
ここに例示した作像部は、像担持体の一例であるドラム状の感光体12が時計方向に回転するとき、帯電装置13により感光体表面が所定の極性に帯電される。その帯電面に、像形成手段の一例であるレーザ書込み装置18から出射する光変調されたレーザビームLが照射され、これによって感光体表面に静電潜像が形成される。
In the image forming unit exemplified here, the surface of the photoconductor is charged to a predetermined polarity by the charging
この静電潜像は現像装置14によってトナー像として可視像化され、そのトナー像は、給紙部により給送された記録材上に、転写・搬送装置15の作用により転写される。トナー像転写後の感光体表面に付着する転写残トナーはクリーニング装置16に設けられたクリーニングブラシやクリーニングブレード(明示せず)によって除去される。
The electrostatic latent image is visualized as a toner image by the developing
本体10下部に位置する給紙ユニット43では、カセット44等に収容した例えばシート状の転写紙又は樹脂シート等からなる記録材Pを給送ローラ45の回転によって送り出し、その送り出された記録材Pは搬送ローラ対74、37の回転によって、レジストローラ対48位置で待機後、所定タイミングで感光体12と転写・搬送装置15との間の転写部に給送され、ここで、前述のように感光体12上のトナー像が記録材上に転写され未定着画像Taとして担持される。トナー像を転写された記録材Pは、引き続き定着装置250に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト251及び加圧ローラ256のニップ部に送入される(図2参照)。そして、定着ベルト251による加熱と、定着ベルト251(定着ローラ252)及び加圧ローラ256の押圧力とによって定着処理されて、転写シートSの表面にトナー像Taが定着される。定着装置250を通過した記録材Pは、機外のトレイ(図示せず)上に排出される。
In the
なお、符号35は両面ユニットであり、この複写機を用いてシートの裏面にも記録を行うときには、片面に記録後、反転路39を通して両面ユニット35へと入れ、そこで反転して再び像担持体12の下方へと送り込み、別途像担持体12上に形成した画像を同様に裏面にも転写してから、トレイ(図示せず)上に排出する。
また、装置本体10内の上部には、原稿読取装置30を備える。原稿読取装置30には、光源31、複数のミラー32、結像レンズ33、CCD等のイメージセンサ34などを設ける。なお、符号40はコンタクトガラス、符号41はシート原稿を原稿読み取り位置に自動的に搬送して原稿情報を読み取り、読み取りの終了した原稿を上記原稿読み取り位置から自動的に排出する周知の自動原稿給送装置(ADF)である。
A
原稿読取装置30は、原稿積載台40上の原稿を走査照射する光源(ランプ)31を有する。ランプ31の照射により得られる原稿からの反射光は、複数のミラー32により反射され、結像レンズ33に入射される。この光は、結像レンズ33を通り画像光としてCCD34として構成された受光器に入射される。CCD34は、入射した画像光をデジタル信号に変換して出力し、その出力は画像記録処理部内の画像処理部において必要な処理が施して画像の記録形成用の信号に変換される。
The
装置本体内に実装されている図示しない制御部(システムコントローラ)は、周知のようにCPUおよびROM、RAM等を含み構成され、図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて、除電装置(除電ランプ)17、帯電装置(帯電ローラ)13、上記光書き込みユニット18、現像装置14、現像バイアス印加手段、上記給紙部、転写バイアス印加手段、転写ローラ等の駆動を制御して所望の画像形成動作を実施させる。
A control unit (system controller) (not shown) mounted in the apparatus main body includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like as is well known, and is based on image information sent from a personal computer (not shown). Device (static discharge lamp) 17, charging device (charging roller) 13,
また、この制御部には、モータを含む回転部や搬送機構の各駆動系、トナー濃度センサや反射濃度センサ(Pセンサと称される)を含む各種センサ、RAMやROMからなるデータ記憶部、タッチパネル等から構成される操作表示部などが接続されており、これらを制御する。基準濃度トナー像の検出結果(反射濃度センサ出力)に基づいて、現像スリーブ等のバイアス電圧を適正なものに調節するプロセス制御等も行う。 The control unit includes a rotation unit including a motor, each drive system of a conveyance mechanism, various sensors including a toner density sensor and a reflection density sensor (referred to as a P sensor), a data storage unit including a RAM and a ROM, An operation display unit composed of a touch panel or the like is connected and controlled. Based on the detection result of the reference density toner image (reflection density sensor output), process control for adjusting the bias voltage of the developing sleeve to an appropriate value is also performed.
続いて、本実施形態装置の特徴部である、定着装置250について詳述する。定着ベルト方式の定着装置250の概略構成例を、図2並びに図3(サーモスタット258が偏倚した状態で位置が異なる)に示す。この定着装置250は、表面をPFAチューブで覆われた定着回転体としての定着ベルト251(ベルト長約70mm)の内部(周内)に位置する、発泡シリコンゴムの定着ローラ252(φ52、t=10mm)と、内部に発熱体としてのハロゲンヒータ253(1200W)を内包した被加熱体である、アルミの定着加熱ローラ254(φ35、t=0.6mm)により構成されている。この定着(加熱)ローラ254はテンションローラを兼ねており、テンションスプリング255によって外方(図では上向き)に付勢されていて定着ベルト251に張力を与えている。定着ローラ252に対して定着ベルト周回路の反対側に位置して定着ベルト251を間に挟んで加圧回転体としての加圧ローラ(加圧部材)256が配設されていて当接部位で定着ニップ部を形成している。加圧ローラ256もハロゲンヒータ257(1200W)を内包しており、定着動作時の加熱源となる。なお、符号254Cは、定着ベルト251表面に非接触で対向する温度検知手段としての温度センサ(サーモパイル)で、これによるベルト表面温度の検知結果に基いてヒータ253の出力制御をし、定着ベルト251の温度(定着温度)を所望の温度(目標制御温度)に調整している。
Next, the fixing
定着加熱ローラ254の近傍(ここでは上方)には、定着加熱ローラ254の異常昇温を検知して、ヒータ253への電力供給を遮断するための過昇温防止手段を有する過昇温防止装置としてサーモスタット258が移動可能に配設されている。配線は図示を省略しているがサーモスタット258はヒータ253への電力供給路中に介在させてある。すなわち、サーモスタット258はここでは、定着ベルト(定着回転体)251の温度を検知する異常温度検知機能を持ち発熱体温度が異常温度に到達したときにハロゲンヒータ253(発熱体)への通電を強制的に遮断する。このサーモスタット258の遮断動作は、熱的には不可逆性である。
In the vicinity of the fixing heating roller 254 (above here), an excessive temperature rise prevention device having an excessive temperature rise prevention means for detecting an abnormal temperature rise of the fixing
サーモスタット258は、過昇温防止装置位置駆動のための手段として位置変更手段260によってその位置を移動して発熱体との距離を変更させることが可能になっている。位置変更手段260は、揺動アーム261、過昇温防止装置位置駆動カム262、カム駆動モータ(以下、単にモータ)263を含み構成されている。より詳しくは、一端が支持軸264により揺動可能に軸支されており他端側(自由端側)には前述のサーモスタット258が取り付けられ自由端側が定着加熱ローラ254から遠ざかる方向に付勢スプリング265によって付勢されている揺動アーム261、この揺動アーム261に自由端近傍(前記他端側)でカム面が当接している過昇温防止装置位置駆動カム(ここでは偏心円板カム)262、この過昇温防止装置位置駆動カム262を回転駆動するモータ263(図示無し)、および該モータ263を駆動制御するここでは図示されていない制御部によって構成されており、その協働作用によって、サーモスタット258の定着加熱ローラ254からの距離を変更して、より離間させた位置(ポジションAと言う)に遠ざけることができる。以上、実施形態の画像形成装置について説明したが、現像装置14に接続されたトナー飛散防止装置70等、図1中で符号のみ付されているその他の部分については、本発明とは直接関係しないため説明を省略した。
The
図4に、制御のための構成も含めた画像形成装置関連要部の概略例を示す。本実施形態では、画像形成装置は商用電源400によりメインスイッチ301を介して電力を供給され、また、定着装置等の各部が制御されている(電力供給動作も含みここでは制御と言う)。
FIG. 4 shows a schematic example of the main part related to the image forming apparatus including the configuration for control. In this embodiment, the image forming apparatus is supplied with electric power from the
制御部300は、画像形成装置制御装置(以下では、主制御装置と記す)302、ヒータ制御回路303、電流センサ304、過昇温防止装置位置制御回路としての駆動カム制御回路305により構成されている。過昇温防止装置を構成している過昇温防止装置位置駆動カム262は、駆動カム制御回路305により、制御されている。ハロゲンヒータ253のオン/オフは、定着ベルト251表面に非接触で対向する温度検知手段としての温度センサ(サーモパイル)254Cによるベルト表面温度の検知結果に基いてヒータ制御回路303により制御されている。加熱調温のための発熱体への通電休止は、制御上は通電動作として扱う。これら各部に対する供給電力は、メインスイッチ301をオフすることにより、全て遮断される。このように、駆動カム制御回路305および過昇温防止装置位置駆動モータ263は、商用電源400を適宜変圧して供給することによって動作させている(電源適正化回路は図示省略)。
The
続いて、位置変更手段260による位置制御動作の詳細について説明する。装置待機時等のヒータ253消灯時にはサーモスタット258は加熱ローラから離れた位置:ポジションAに移動して留まり(図2)、加熱ローラの熱が伝わりにくいため、サーモスタット258が必要以上に温度上昇することない。
Next, details of the position control operation by the
これに対して、ヒータ253点灯時はサーモスタット258は加熱ローラに近い位置:ポジションBに移動して留まり(図3)、サーモスタット258は加熱ローラの熱により直接あたためられる。そのため、万一の異常昇温時にはサーモスタット258動作温度まですばやく温度上昇し、遅滞なく適切にヒータ253への電力を遮断することが可能である。
On the other hand, when the
上述した本実施形態の画像形成装置のプロセス線速は352mm/secであり、生産性はA4横通紙にて75cpmである。
待機時の制御温度は
加熱ローラ:170℃
加圧ローラ:150℃
通紙時の設定温度は
加熱ローラ:165℃
加圧ローラ:120℃
である。
また、サーモスタット258の定格動作温度は180℃である。
通紙後のオーバーシュート発生時のサーモスタット258温度を(図5)に示す。
The process linear velocity of the image forming apparatus of the present embodiment described above is 352 mm / sec, and the productivity is 75 cpm on A4 paper.
Control temperature during standby is heating roller: 170 ° C
Pressure roller: 150 ° C
The set temperature when passing paper is the heating roller: 165 ° C
Pressure roller: 120 ° C
It is.
The rated operating temperature of the
The
以上説明したように、第1実施形態装置においては、前記加熱体であるヒータ253が通電されておらず、加熱ローラ254の温度上昇がない場合には、過昇温防止装置であるサーモスタット258と加熱体の距離を広くすることにより、通紙中JAM等で定着ユニットが急停止し、オーバーシュートにより加熱体温度が上昇した場合でも、過昇温防止装置が動作することないため、過昇温防止装置交換等によるマシンのダウンタイム発生を防止してダウンタイムを短縮することができ、JAM修復処理後、速やかに再動作可能となる。
As described above, in the first embodiment, when the
[第2実施形態]次に、異なる実施形態を例示する。本発明の第2実施形態の画像形成装置の概略例を図6に示す。装置全体の概略構成、定着装置250および位置変更手段260の構成は第1実施形態の場合と同様であり説明は省略する。また、位置変更手段260の位置制御動作についても、第1実施形態の場合と同様であり、説明は繰り返さない。
[Second Embodiment] Next, different embodiments will be exemplified. A schematic example of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention is shown in FIG. The schematic configuration of the entire apparatus and the configurations of the fixing
本実施形態では、制御部300の構成要素は、第1実施形態と同等であるが各部への電源の供給方法のみが異なっている。すなわち、定着装置および、画像形成装置は商用電源400によりメインスイッチ301を介して電力を供給され、制御されている。これらはメインスイッチ301をオフすることにより、電力が遮断される。一方、駆動カム制御回路305および、過昇温防止装置位置駆動モータ263は商用電源400により直接に電力を供給され(電源適正化回路は図示省略)、これらについては、たとえメインスイッチ301をオフされても、電力は遮断されず、動作することができる。すなわち、本実施形態では、過昇温防止装置位置駆動カム262は、過昇温防止装置位置駆動カム制御回路305により、画像形成装置とは別系統に分岐させた商用電源を用いて制御されている。
In this embodiment, the components of the
従って、通常動作時には駆動カム制御回路305は、ヒータ253への通電を検知しており、メインスイッチ301のオフによってヒータ253への通電が停止するとサーモスタット258はポジションAへと移動し留まる(図2参照)。これにより、第1実施形態と同様に、加熱ローラ254の熱が伝わりにくいため、サーモスタット258が必要以上に温度上昇することが無く、オーバーシュートにより加熱体温度が上昇した場合でも、過昇温防止装置が動作することなくダウンタイムが短縮できる。第2実施形態装置にて、通紙後にオーバーシュート発生時のサーモスタット258温度を図7に示す(図5同等結果)。
Accordingly, during normal operation, the drive
[第3実施形態]本発明の第3実施形態の画像形成装置の概略例を図8に示す。装置全体の概略構成、定着装置250、位置変更手段260の構成、また、位置変更手段260の位置制御動作は、第1実施形態の場合と同様であり省略する。
[Third Embodiment] FIG. 8 shows a schematic example of an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention. The schematic configuration of the entire apparatus, the configuration of the fixing
本実施形態では、制御部300の既述した各構成要素への電源の供給方法が異なっていて、駆動カム制御回路305および、過昇温防止装置位置駆動モータ263、過昇温防止装置位置駆動カム262は画像形成装置とは独立させた電源を用いて制御されている。定着装置および、画像形成装置はこれまでの実施形態と同様に商用電源400によりメインスイッチ301を介して電力を供給され、制御されている。しかし、駆動カム制御回路305および、過昇温防止装置位置駆動モータ263は商用電源400とは全く独立した電池電源500により電力を供給され動作している。
In the present embodiment, the method of supplying power to the above-described components of the
メインスイッチ301をオフすることにより、定着装置および、画像形成装置は、電力が遮断されるが、駆動カム制御回路305および、過昇温防止装置位置駆動モータ263は電池電源500により別途に電力を供給され、たとえメインスイッチ301をオフされても、電力は遮断されず、動作することができる。従って、駆動カム制御回路305は、ヒータ253への通電を検知しており、メインスイッチ301のオフによってヒータ253への通電が停止するとサーモスタット258はポジションAへと移動し留まりサーモスタット258が必要以上に温度上昇せず(図2参照)、ダウンタイム短縮ができる。第3実施形態装置にて、通紙後にオーバーシュート発生時のサーモスタット258温度を測定したところ、先に図5に示したものと同等の結果が得られた。
By turning off the
なお、図8では、電源電池500は、常時接続となっているが、あるいは、駆動カム制御回路305および、過昇温防止装置位置駆動モータ263の電源供給線に適宜の切替回路を挿入して、通常は商用電源400からの切替回路を介した電力により動作し、商用電源400オフ時には切替回路により切替えられた電源電池500でバックアップ動作するような既知構成としても良く、この場合も全く同等の効果が得られる。
In FIG. 8, the
[第4実施形態]本発明の第4実施形態の画像形成装置の制御のための構成も含めた画像形成装置の関連要部の概略例を図9に示す。図8の電源電池500に換えて充電池501と、この充電池501の充電用に商用電源400からの電力を主制御装置302を介して利用する充電回路502を備えている。本実施形態では、駆動カム制御回路305および、過昇温防止装置位置駆動モータ263は充電池501により電力を供給される。定着装置および、画像形成装置は商用電源400によりメインスイッチ301を介して電力を供給され、制御されており、これらはメインスイッチ301をオフすることにより、供給電力が遮断される。
[Fourth Embodiment] FIG. 9 shows a schematic example of relevant parts of an image forming apparatus including a configuration for controlling the image forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. 8 is provided with a
位置変更手段260の位置制御動作を充電池501の電力を用いて行っているため、メインスイッチ301のオフや、停電等の場合でも位置制御動作(冷却動作)が可能であり、オーバーシュートによるサーモスタット258の誤動作を防止できる。第4実施形態装置にて、通紙後にオーバーシュート発生時のサーモスタット258温度を測定したところ、先に図5に示したものと同等の結果で、過昇温防止装置は動作せずダウンタイム短縮効果が得られることが判る。特に、充電池501の充電は、商用電源400から電力を供給され主制御装置302により制御され、必要に応じ補充電され満充電状態に保たれるため、電池交換などのメンテナンスが不要であるとの利点がある。
Since the position control operation of the position changing means 260 is performed using the power of the
[第5実施形態]これまで説明した各実施形態では、位置変更手段260の揺動アーム261の駆動機構として、過昇温防止装置位置駆動カム262およびモータ(カム駆動モータ)263を用いているが、サーモスタット258を移動させるための駆動源に、モータと駆動カム以外のものを用いても良い。駆動源にソレノイドを用いた例について説明する。図10は、本発明の第5実施形態の画像形成装置の定着装置および制御のための関連要部の概略例を示している。定着ベルト方式の定着装置250は、これまで説明したものと同一であり、説明は省略する。
[Fifth Embodiment] In each of the embodiments described so far, an excessive temperature rise prevention device
第5実施形態装置も、これまでの各実施形態と同様に、定着加熱ローラ254の上方近傍に位置し、定着加熱ローラ254の異常昇温を検知する異常温度検知手段とヒータ253への電力供給を遮断する過昇温防止手段を兼ねたサーモスタット258と、これを移動可能に支持する揺動アーム261を含み構成された位置変更手段260を備えている。
Similarly to the previous embodiments, the fifth embodiment apparatus is also located near the upper side of the fixing
揺動アーム261は一端が支持軸264により揺動可能に軸支され、他端の自由端側に上記サーモスタット258が取り付けられるとともに自由端側先端部に加熱防止装置位置駆動ソレノイド(以下、単にソレノイド)270の可動体先端部が係止されている。このソレノイド270は、直流電源により駆動され、通電時に揺動アーム261自由端をサーモスタット258ごと引き寄せ、定着加熱ローラ254従って発熱体であるヒータ253との距離を狭くした加熱調温時位置に移動させ保持する。また、揺動アーム261には中央部に付勢スプリング265が取り付けられていて、自由端側が定着加熱ローラ254から遠ざかる方向に付勢されている。従って、ソレノイド270への通電が無いと揺動アーム261自由端のサーモスタット258はヒータ253から離間させた位置に移動し保持される。
One end of the
制御部300Aは、主制御装置(画像形成装置制御装置)302、ハロゲンヒータ253のオン/オフと過昇温防止装置位置とを制御するためのヒータ制御回路303A、ヒータ制御回路303により制御されてハロゲンヒータ253とソレノイド270を駆動する直流電源回路306により構成されている。ここでは、直流電源回路306が位置変更手段を制御する位置駆動制御装置として機能する。
The
画像形成装置は商用電源400によりメインスイッチ301を介して電力を供給され、また、定着装置等の各部が制御されている。ソレノイド270およびヒータ253は直流電源回路306により駆動される。直流電源回路306は、メインスイッチ301を経由した商用電源400(ここでは、100V)を変圧/整流平滑してDC24Vの電源を得ており、主制御装置302の制御出力によりオン/オフ制御される直流電源出力が、DC24V電源を用いるソレノイド270とヒータ253と共通して接続されている(ソレノイド270とヒータ253が並列に接続)。この接続により、ソレノイド270には、ヒータ253に通電された場合のみ電源が供給される。
The image forming apparatus is supplied with power via a
ソレノイド270に電源が供給された場合、サーモスタット258は加熱ローラ254に接近する。すなわち、図10に示すヒータ253点灯時は、サーモスタット258は加熱ローラ254に近い位置:ポジションBに移動して留まり、サーモスタット258は加熱ローラ254の熱により直接あたためられる。そのため、万一の異常昇温時にはサーモスタット258動作温度まですばやく温度上昇し、遅滞なく適切にヒータ253への電力を遮断することが可能である。
When power is supplied to the
一方、ジャム発生時等のヒータ253消灯でソレノイド270の電源が遮断された場合には、サーモスタット258は付勢スプリング265により加熱ローラ254から離れる(図示省略)。こうしてヒータ253消灯(電源遮断)時には、サーモスタット258は加熱ローラ254から離れた位置:ポジションAに移動して留まり、加熱ローラ254の熱が伝わりにくいため、サーモスタット258が必要以上に温度上昇することがない。
On the other hand, when the power supply of the
このように、サーモスタット258は、ヒータ253の点灯/消灯に応じて位置変更手段260を構成しているソレノイド270と付勢スプリング265によってその位置を移動して発熱体との距離が変更されて、過度な温度上昇を防止することが可能になっている。これにより、本実施形態においても既述した各実施形態と全く同様に、装置が急停止し、オーバーシュートにより加熱体温度が上昇した場合でも、過昇温防止装置が動作することがないため、過昇温防止装置交換等によるマシンのダウンタイム発生を防止してダウンタイムを短縮することができ、JAM修復処理後、速やかに再動作可能である。
Thus, the
[第6実施形態]サーモスタット258を移動させるための駆動源にソレノイド270を用いた他の実施形態について、図11に示す画像形成装置の概略例を用いて説明する。この実施形態では、ヒータ253はAC100Vの商用電源400で駆動されるが、ソレノイド270は直流電源により駆動され、この直流電源は、AC100V電源を用いるヒータ253と同じAC100V電源に並列に接続されている、順次直列接続された電圧変換用のトランス307、ダイオード308、平滑化コンデンサ309により構成される直流電源部から出力されるDC24Vに変換されたものを用いる。この接続により、ソレノイド270には、ヒータ253に通電された場合のみ電源が供給される。
[Sixth Embodiment] Another embodiment in which a
以上説明した各実施形態では、定着ベルトを含み構成された熱定着装置において、トナー加熱媒体としての定着ベルトを挟持してニップ部を形成している押圧部材と駆動ローラ間の押圧力により定着する例を説明したが、本発明は、各実施形態により限定されるものではない。既述した異常温度検知手段を移動し、発熱体との距離を変更する位置変更手段と、発熱体への通電状態を検知し、前記位置変更手段を制御する位置駆動制御装置は、汎用性があり、適用可能な定着装置は限定されない。例えば、定着回転体は、単にローラのみであってもかまわない。 In each of the embodiments described above, in a heat fixing apparatus including a fixing belt, fixing is performed by a pressing force between a pressing member that forms a nip portion by sandwiching a fixing belt as a toner heating medium and a driving roller. An example has been described, but the present invention is not limited to each embodiment. The position change control unit that moves the above-described abnormal temperature detection unit to change the distance from the heating element and the position drive control unit that detects the energization state of the heating element and controls the position change unit have versatility. Yes, applicable fixing devices are not limited. For example, the fixing rotator may simply be a roller.
また、定着部材に押し当てる加圧部材についても、加圧回転体である既述した加圧ローラに限らず、テンションがかかっていないベルトでもよいし、複数のローラに掛けまわされる加圧ベルトでもよいし、回転や走行しない加圧パッドのようなものであってもよく、既述した各実施形態と同様の効果を得ることができる。 Further, the pressure member pressed against the fixing member is not limited to the above-described pressure roller that is a pressure rotating body, and may be a belt without tension or a pressure belt that is wound around a plurality of rollers. Alternatively, it may be a pressure pad that does not rotate or run, and the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.
例えば、図12の概略構成図に示す如く、テンションがかかっていないベルトを加圧部材とした定着装置250Aに本発明を適用することも可能である。図12の定着装置250Aは、ハロゲンヒータ253を内包した被加熱体の定着加熱ローラ254と定着ローラ252により張設され、搬送される記録材Pを加熱する加熱部材としての既に説明した定着ベルト251(定着用回転体)を備えている。符号255は、テンションスプリングである。そして、定着ローラ252に対向して定着ベルト251に接するエンドレスベルト662と、エンドレスベルト662を定着ローラ252へ向けて押し当てて、定着ローラ252とエンドレスベルト662との間に接触部(ニップ部)を形成する押圧部材663を備えている。また、エンドレスベルト662と押圧部材663との間には、エンドレスベルト662と押圧部材663との摺動性を向上させる摺動部材664が設置されている。
For example, as shown in the schematic configuration diagram of FIG. 12, the present invention can be applied to a
押圧部材663は、凹形状の表面形状を有し、接触部を主として形成する第1の圧力部材638と、接触部Nの上流側および下流側で、第1の圧力部材631に隣接して位置する断面U字状の第2の圧力部材639とを一体に形成してなる。エンドレスベルト662は、その内部に配置された押圧部材663、ベルト走行ガイド665、更には、エンドレスベルト662の両端部に配置された図示しないエッジガイドによって循環可能に支持されている。
The pressing member 663 has a concave surface shape, and is positioned adjacent to the first pressure member 631 on the upstream side and the downstream side of the first pressure member 638 that mainly forms the contact portion and the contact portion N. The second pressure member 639 having a U-shaped cross section is integrally formed. The
そして、エンドレスベルト662の内周面と押圧部材663との間には、接触部Nの上流側から接触部Nを通過し、接触部Nの下流側に位置するベルト走行ガイド665に至るまでシート状の摺動部材664が、その一端を、エンドレスベルト662の進行方向に沿って図中の矢印D方向に移動可能な固定部材666に固定されて配設されている。これら押圧部材663、ベルト走行ガイド665は、金属製のホルダ667に保持されている。なお、固定部材666の移動は、ここでは説明しない制御手段により制御される。
Then, between the inner peripheral surface of the
この定着装置250Aの定着加熱ローラ254の上方に、既に説明したと全く同様に、サーモスタット258と、それを支持して揺動しサーモスタット258の位置を移動して発熱体との距離を変更させるための位置変更手段260が配置されている(図12では、サーモスタット258が定着加熱ローラ254に最接近した図3相当の状態を示している)。その他の図示各部については、既述実施形態と同一符号を付してある。既述実施形態と共通する各部の、重複する説明は省略する。位置変更手段260の制御については、既に示した制御回路のうちの、適宜のものと組み合わせることができる。なお、図12の定着装置250Aにおいて、駆動源として既に説明したソレノイドを採用しても良く、その場合には例示した対応する制御回路を用いて、ヒータの通電状態に対応させた制御駆動を行えば良い。
In the same manner as already described above, the fixing
また、図13に示す如く、定着ローラ252との間に定着ローラ252の軸方向に延び且つ定着ローラ252に向けて押圧される加圧パッドを有した構造の定着装置250Bに本発明を適用することも可能である。この定着装置250Bは、既に説明した定着ベルト251を含み構成された加熱部と、位置変更手段260とを有しており、定着加熱ローラ254の上方に、既に説明したと全く同様に、サーモスタット258と、それを支持して揺動しサーモスタット258の位置を移動して発熱体との距離を変更させるための位置変更手段260が配置されている(図13は、サーモスタット258が定着加熱ローラ254に最接近時)。図中、既述実施形態と対応する各部には同一符号を付してあり、重複する説明は省略する。
Further, as shown in FIG. 13, the present invention is applied to a
そして、定着ローラ252に対向させて、耐熱弾性部材製の加圧パッド758により構成された加圧部材756が配設されている。以下、公知の加圧部材756について説明する。図13に示すように、加圧部材756は、定着ローラ(加熱ロール)252の軸方向に延びる断面長方形の加圧部材本体757および加圧部材本体757の前記定着ローラ252に対向する表面に設けられた耐熱弾性部材製の加圧パッド758を有している。
A
図13において加圧部材本体757は、長手方向に垂直な断面が長方形の板状の形状であり、その厚さは中央部が最も分厚く、両端にいくに従って連続的に薄くなるように構成され、加圧パッド758が接着される上面は平坦であるがその反対側の下面は長手方向に沿って下方に突出する曲面に形成されていて、軸方向中央での断面2次モーメントが最も大きく、軸方向両端部にいくに従って断面2次モーメントを小さくしてある。加圧部材本体757の長手方向中央部の下面には、被位置決め用の突起が設けられている。
In FIG. 13, the pressure member
図13において、前記加圧部材本体757および加圧パッド758を有する加圧部材756は押圧部材759により支持されている。押圧部材759はたわまないように、剛性の高い材料で作られており、その上端部に加圧部材支持部761を有している。前記加圧部材支持部761には前記加圧部材756を収容する加圧部材収容凹部762が形成されている。加圧部材収容凹部762底面の長手方向の中央部には支持穴が形成されており、前記突起を揺動自在に支持するように構成されている。
In FIG. 13, the
押圧部材759の下端には連結部材763を介して、円弧面を有するベルトガイド764が連結されている。前記押圧部材759はその加圧部材支持部761の両端部に、図に現れないベルト端部ガイド部材が夫々に設けられている。前記押圧部材759は、その加圧部材支持部761の両端部が上述ベルト端部ガイド部材の下面を上方に押圧する圧縮バネにより支持され、前記定着ローラ252に向けて押圧される。前記押圧部材759およびベルトガイド764の周囲には無端の定着ベルト259が回転移動可能に支持されている。前記定着ベルト259の両端部は前述ベルト端部ガイド部材によって移動が規制されている。
A
上記構成により、押圧部材759は両端で前記圧縮バネにより荷重をかけられ、その荷重は軸方向の中央部で加圧部材本体757に加わり、定着ベルト259を挟んで、加圧部材本体757上の加圧パッド758が定着ローラ252と定着ベルト251に押し当てられ、圧接領域に定着ニップNが形成されている。本実施形態での定着動作は、周知でありここでは説明しない。また、位置変更手段260の制御についても、既に他の実施形態において説明したので省略する。この定着装置250Bにおいても、駆動源として既に説明したソレノイドが採用でき、その場合には例示した対応する制御回路を用いて、ヒータの通電状態に対応させた制御駆動を行う。
With the above configuration, the pressing
更には、図14の概略構成図に示す如く、加圧部側にも加圧側ローラを周回して張設された加圧ベルトを用い、定着ベルト及び加圧ベルトの二つのベルトの間で被定着対象物を挟持押圧するようにした形式の周知の定着装置に対し同様に適用することも可能である。 Furthermore, as shown in the schematic configuration diagram of FIG. 14, a pressure belt stretched around a pressure roller is also used on the pressure portion side, and the belt is covered between the fixing belt and the pressure belt. The present invention can be similarly applied to a known fixing device of a type in which a fixing object is sandwiched and pressed.
図14の定着装置250Cでは、定着ベルト251が横置きにして配置されている。すなわち、この定着ベルト(定着用回転体)251は、記録材Pが搬入される側の入口側ベルト支持部材を兼ねた、被加熱体の定着加熱ローラ254(発熱体のハロゲンヒータ253を内包)と、記録材Pが排出される側の出口側ベルト支持部材を兼ねた出口側ローラ(出口側支持ローラ)254Bにより張設されている。符号255Aは、テンションローラである。
In the
そして、定着ベルト251に対向して無端状の加圧ベルト259が、加圧部材である定着ローラ(加圧ローラ)252Aと、出口側支持ローラ252Bとにより張設されている。定着ローラ252Aは、加圧ベルト259と定着ベルト251とを介して定着加熱ローラ254に圧接し、同じく出口側ローラ252Bは加圧ベルト259と定着ベルト251とを介して出口側支持ローラ254Bに圧接している。
An
この定着装置250Cの定着加熱ローラ254の上方に、既に説明したと全く同様に、サーモスタット258と、それを支持して揺動しサーモスタット258の位置を移動して発熱体との距離を変更させるための位置変更手段260が配置されている(図14は、サーモスタット258が定着加熱ローラ254に最接近時)。図中、既述実施形態と対応する各部には同一符号を付してあり、重複する説明は省略する。また、位置変更手段260の制御についても、既に説明したので省略する。この定着装置250Cにおいても、駆動源として既に説明したソレノイドが採用でき、その場合には例示した対応する制御回路を用いて、ヒータの通電状態に対応させた制御駆動を行う。
In the same manner as already described above, the
各ローラ254、254B、252A、252Bはそれぞれ矢印方向に回転し、これに伴って定着ベルト251と加圧ベルト259は図14に矢印E、Fで示す方向にそれぞれ同期して走行駆動される。未定着トナー像Tを担持した記録材Pは、定着装置250Cに向けて搬送され、記録材ガイドに案内されながら、定着ベルト251と加圧ベルト259との間に送り込まれる。このとき、そのトナー像Tが定着ベルト251の表面に接触する。このように、加熱されて走行駆動される定着ベルト251と、定着ローラ252Aとの圧接部(ニップ部)Nに、トナー像Tを担持した記録材Pを、そのトナー像Tが定着ベルト表面に接する向きにして通過させる。このとき、記録材上のトナー像Tに圧力が加えられると共に、このトナー像のトナーに定着ベルト251から熱が与えられ、該トナーが熱によって溶融し、当該トナーが定着ベルト251の表面に密着し定着される。
Each
[第7実施形態]以下、図面を参照して、異なる実施形態を詳細に説明する。なお、装置全体の概略構成は第1実施形態の場合と同様であり説明は省略する。図15は、本実施形態の特徴である定着装置について、その要部の構成例を示している。 [Seventh Embodiment] Hereinafter, different embodiments will be described in detail with reference to the drawings. Note that the schematic configuration of the entire apparatus is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted. FIG. 15 shows a configuration example of a main part of a fixing device that is a feature of the present embodiment.
本実施形態装置の特徴部である、定着装置250について詳述する。定着ベルト方式の定着装置250の概略構成例を、図15並びに図16(定着加熱ローラ254が偏倚した状態で位置が異なる)に示す。この定着装置250は、表面をPFAチューブで覆われた定着回転体としての定着ベルト251(ベルト長約70mm)の内部(周内)に位置する、発泡シリコンゴムの定着ローラ252(φ52、t=10mm)と、内部に発熱体としてのハロゲンヒータ253(1200W)を内包した被加熱体である、アルミの定着加熱ローラ254(φ35、t=0.6mm)により構成されている。この定着(加熱)ローラ254はテンションローラを兼ねており、テンションスプリング255によって外方(図では上向き)に付勢されていて定着ベルト251に張力を与えている。定着ローラ252に対して定着ベルト周回路の反対側に位置して定着ベルト251を間に挟んで加圧回転体としての加圧ローラ(加圧部材)256が配設されていて当接部位で定着ニップ部を形成している。加圧ローラ256もハロゲンヒータ257(1200W)を内包しており、定着動作時の加熱源となる。なお、図示しないが、上記第1実施形態の場合と同様に、定着ベルト251表面に非接触で対向する温度検知手段としての温度センサ(サーモパイル)254Cを備え、これによるベルト表面温度の検知結果に基いてヒータ253の出力制御をし、定着ベルト251の温度(定着温度)を所望の温度(目標制御温度)に調整するようにしてもよい。
The fixing
定着加熱ローラ254の近傍(ここでは上方)には、定着加熱ローラ254の異常昇温を検知して、ヒータ253への電力供給を遮断するための過昇温防止手段を有する過昇温防止装置としてサーモスタット258が配設されている。配線は図示を省略しているがサーモスタット258はヒータ253への電力供給路中に介在させてある。すなわち、サーモスタット258はここでは、定着ベルト(定着回転体)251の温度を検知する異常温度検知機能を持ち発熱体温度が異常温度に到達したときにハロゲンヒータ253(発熱体)への通電を強制的に遮断する。このサーモスタット258の遮断動作は、熱的には不可逆性である。
In the vicinity of the fixing heating roller 254 (above here), an excessive temperature rise prevention device having an excessive temperature rise prevention means for detecting an abnormal temperature rise of the fixing
定着加熱ローラ254は、被加熱体位置駆動のための手段として位置変更手段260によってその位置を移動して過昇温防止装置であるサーモスタット258との距離を変更させることが可能になっている。位置変更手段260は、揺動アーム261、被加熱体位置駆動カム267、カム駆動モータ(以下、単にモータ)268を含み構成されている。より詳しくは、一端が支持軸264により揺動可能に軸支されており他端側(自由端側)には定着加熱ローラ254に接続して設けられた(ここでは下方)テンションスプリング255が取り付けられ、自由端側がサーモスタット258から遠ざかる方向に付勢スプリング265によって付勢されている揺動アーム261、この揺動アーム261に自由端近傍(前記他端側)でカム面が当接している被加熱体位置駆動カム(ここでは偏心円板カム)267、この被加熱体位置駆動カム267を回転駆動するモータ268(図示無し)、および該モータ268を駆動制御するここでは図示されていない制御部によって構成されており、その協働作用によって、定着加熱ローラ254のサーモスタット258からの距離を変更して、より離間させた位置(ポジションAと言う)に遠ざけることができる。
The fixing
図17に、制御のための構成も含めた画像形成装置関連要部の概略例を示す。本実施形態では、画像形成装置は商用電源400によりメインスイッチ301を介して電力を供給され、また、定着装置等の各部が制御されている(電力供給動作も含みここでは制御と言う)。
FIG. 17 shows a schematic example of the main part related to the image forming apparatus including the configuration for control. In this embodiment, the image forming apparatus is supplied with electric power from the
制御部300は、画像形成装置制御装置(以下では、主制御装置と記す)302、ヒータ制御回路303、電流センサ304、被加熱体位置制御回路としての駆動カム制御回路307により構成されている。被加熱体位置駆動カム267は、駆動カム制御回路307により、制御されている。ハロゲンヒータ253のオン/オフは、定着ベルト251表面に非接触で対向する温度検知手段としての温度センサ(サーモパイル)254Cによるベルト表面温度の検知結果に基いてヒータ制御回路303により制御されている。加熱調温のための発熱体への通電休止は、制御上は通電動作として扱う。これら各部に対する供給電力は、メインスイッチ301をオフすることにより、全て遮断される。このように、駆動カム制御回路307および被加熱体位置駆動モータ268は、商用電源400を適宜変圧して供給することによって動作させている(電源適正化回路は図示省略)。
The
続いて、位置変更手段260による位置制御動作の詳細について説明する。装置待機時等のヒータ253消灯時には定着加熱ローラ254はサーモスタット258から離れた位置:ポジションAに移動して留まる(図15)。言い換えると、定着加熱ローラ254に内包された発熱体であるヒータ253は、サーモスタット258から離れた位置であるポジションAに移動して留まる。つまり、定着加熱ローラ254の熱が伝わりにくいため、サーモスタット258が必要以上に温度上昇することない。
Next, details of the position control operation by the
これに対して、ヒータ253点灯時には定着加熱ローラ254はサーモスタット258に近い位置:ポジションBに移動して留まる(図16)。言い換えると、定着加熱ローラ254に内包された発熱体であるヒータ253は、サーモスタット258に近い位置であるポジションBに移動して留まる。つまり、サーモスタット258は定着加熱ローラ254の熱により直接あたためられる。そのため、万一の異常昇温時にはサーモスタット258動作温度まですばやく温度上昇し、遅滞なく適切にヒータ253への電力を遮断することが可能である。
On the other hand, when the
上述した本実施形態の画像形成装置のプロセス線速は352mm/secであり、生産性はA4横通紙にて75cpmである。
待機時の制御温度は
加熱ローラ:170℃
加圧ローラ:150℃
通紙時の設定温度は
加熱ローラ:165℃
加圧ローラ:120℃
である。
また、サーモスタット258の定格動作温度は180℃である。
通紙後のオーバーシュート発生時のサーモスタット258温度を(図18)に示す。
The process linear velocity of the image forming apparatus of the present embodiment described above is 352 mm / sec, and the productivity is 75 cpm on A4 paper.
Control temperature during standby is heating roller: 170 ° C
Pressure roller: 150 ° C
The set temperature when passing paper is the heating roller: 165 ° C
Pressure roller: 120 ° C
It is.
The rated operating temperature of the
FIG. 18 shows the
以上説明したように、第7実施形態装置においては、前記加熱体であるヒータ253が通電されておらず、定着加熱ローラ254の温度上昇がない場合には、過昇温防止装置であるサーモスタット258と定着加熱ローラ254が内包する加熱体との距離を広くすることにより、通紙中JAM等で定着ユニットが急停止し、オーバーシュートにより加熱体温度が上昇した場合でも、過昇温防止装置が動作することないため、過昇温防止装置交換等によるマシンのダウンタイム発生を防止してダウンタイムを短縮することができ、JAM修復処理後、速やかに再動作可能となる。
As described above, in the seventh embodiment, when the
[第8実施形態]次に、異なる実施形態を例示する。本発明の第8実施形態の画像形成装置の概略例を図19に示す。装置全体の概略構成、定着装置250および位置変更手段260の構成は第7実施形態の場合と同様であり説明は省略する。また、位置変更手段260の位置制御動作についても、第7実施形態の場合と同様であり、説明は繰り返さない。
[Eighth Embodiment] Next, different embodiments are illustrated. FIG. 19 shows a schematic example of an image forming apparatus according to the eighth embodiment of the present invention. The schematic configuration of the entire apparatus and the configurations of the fixing
本実施形態では、制御部300の構成要素は、第7実施形態と同等であるが各部への電源の供給方法のみが異なっている。すなわち、定着装置および、画像形成装置は商用電源400によりメインスイッチ301を介して電力を供給され、制御されている。これらはメインスイッチ301をオフすることにより、電力が遮断される。一方、駆動カム制御回路307および、被加熱体位置駆動モータ268は商用電源600により直接に電力を供給され、これらについては、たとえメインスイッチ301をオフされても、電力は遮断されず、動作することができる。すなわち、本実施形態では、被加熱体位置駆動カム267は、被加熱体位置駆動カム制御回路307により、画像形成装置とは別の商用電源を用いて制御されている。また、第2実施形態のように、被加熱体位置駆動カム267を、被加熱体位置駆動カム制御回路307により、画像形成装置とは別系統に分岐させた商用電源を用いて制御するようにしてもよい(電源適正化回路は図示省略)。
In this embodiment, the components of the
従って、通常動作時には駆動カム制御回路307は、ヒータ253への通電を検知しており、メインスイッチ301のオフによってヒータ253への通電が停止すると定着加熱ローラ254はポジションAへと移動し留まる(図15参照)。これにより、第7実施形態と同様に、加熱ローラ254の熱が伝わりにくいため、サーモスタット258が必要以上に温度上昇することが無く、オーバーシュートにより加熱体温度が上昇した場合でも、過昇温防止装置が動作することなくダウンタイムが短縮できる。第8実施形態装置にて、通紙後にオーバーシュート発生時のサーモスタット258温度を図20に示す(図18同等結果)。
Accordingly, during normal operation, the drive
[第9実施形態]本発明の第9実施形態の画像形成装置の概略例を図21に示す。装置全体の概略構成、定着装置250、位置変更手段260の構成、また、位置変更手段260の位置制御動作は、第7実施形態の場合と同様であり省略する。
[Ninth Embodiment] FIG. 21 shows a schematic example of an image forming apparatus according to a ninth embodiment of the present invention. The schematic configuration of the entire apparatus, the configuration of the fixing
本実施形態では、制御部300の既述した各構成要素への電源の供給方法が異なっていて、駆動カム制御回路307および、被加熱体位置駆動モータ268、被加熱体位置駆動カム267は、画像形成装置とは独立させた電源500を用いて制御されている。定着装置および、画像形成装置はこれまでの実施形態と同様に商用電源400によりメインスイッチ301を介して電力を供給され、制御されている。しかし、駆動カム制御回路307および、被加熱体位置駆動モータ268は商用電源400とは全く独立した電池電源500により電力を供給され動作している。
In this embodiment, the method of supplying power to each component described above of the
メインスイッチ301をオフすることにより、定着装置および、画像形成装置は、電力が遮断されるが、駆動カム制御回路307および、被加熱体位置駆動モータ268は電池電源500により別途に電力を供給され、たとえメインスイッチ301をオフされても、電力は遮断されず、動作することができる。従って、駆動カム制御回路307は、ヒータ253への通電を検知しており、メインスイッチ301のオフによってヒータ253への通電が停止すると定着加熱ローラ254はポジションAへと移動し留まりサーモスタット258が必要以上に温度上昇せず(図15参照)、ダウンタイム短縮ができる。第9実施形態装置にて、通紙後にオーバーシュート発生時のサーモスタット258温度を測定したところ図22に示す結果が得られた。
By turning off the
なお、図21では、電源電池500は、常時接続となっているが、駆動カム制御回路307および被加熱体位置駆動モータ268の電源供給線に適宜の切替回路を挿入して、通常は商用電源400からの切替回路を介した電力により動作し、商用電源400オフ時には切替回路により切替えられた電源電池500でバックアップ動作するような既知構成としても良く、この場合も全く同等の効果が得られる。
In FIG. 21, the
[第10実施形態]本発明の第10実施形態の画像形成装置の制御のための構成も含めた画像形成装置の関連要部の概略例を図23に示す。図21の電源電池500に換えて充電池501と、この充電池501の充電用に商用電源400からの電力を主制御装置302を介して利用する充電回路502を備えている。本実施形態では、駆動カム制御回路307および、被加熱体位置駆動モータ268は充電池501により電力を供給される。定着装置および、画像形成装置は商用電源400によりメインスイッチ301を介して電力を供給され、制御されており、これらはメインスイッチ301をオフすることにより、供給電力が遮断される。
[Tenth Embodiment] FIG. 23 shows a schematic example of relevant parts of an image forming apparatus including a configuration for controlling the image forming apparatus according to a tenth embodiment of the present invention. In place of the
位置変更手段260の位置制御動作を充電池501の電力を用いて行っているため、メインスイッチ301のオフや、停電等の場合でも位置制御動作(冷却動作)が可能であり、オーバーシュートによるサーモスタット258の誤動作を防止できる。第10実施形態装置にて、通紙後にオーバーシュート発生時のサーモスタット258温度を測定したところ、先に図18に示したものと同等の結果で、過昇温防止装置は動作せずダウンタイム短縮効果が得られることが判る。特に、充電池501の充電は、商用電源400から電力を供給され主制御装置302により制御され、必要に応じ補充電され満充電状態に保たれるため、電池交換などのメンテナンスが不要であるとの利点がある。
Since the position control operation of the position changing means 260 is performed using the power of the
[第11実施形態]これまで説明した各実施形態では、位置変更手段260の揺動アーム261の駆動機構として、被加熱体位置駆動カム267およびモータ(カム駆動モータ)268を用いているが、サーモスタット258を移動させるための駆動源に、モータと駆動カム以外のものを用いても良い。駆動源にソレノイドを用いた例について説明する。図24は、本発明の第11実施形態の画像形成装置の定着装置および制御のための関連要部の概略例を示している。定着ベルト方式の定着装置250は、これまで説明したものと同一であり、説明は省略する。
[Eleventh Embodiment] In each of the embodiments described so far, the heated object
第11実施形態装置も、これまでの各実施形態と同様に、定着加熱ローラ254の上方近傍に位置し、定着加熱ローラ254の異常昇温を検知する異常温度検知手段とヒータ253への電力供給を遮断する過昇温防止手段を兼ねたサーモスタット258と、定着加熱ローラ254を移動可能に支持する揺動アーム261を含み構成された位置変更手段260を備えている。
Similarly to each of the previous embodiments, the eleventh embodiment is also located near the upper portion of the fixing
揺動アーム261は一端が支持軸264により揺動可能に軸支され、他端の自由端側に定着加熱ローラ254に接続して設けられた(ここでは下方)テンションスプリング255が取り付けられるとともに自由端側先端部に被加熱体位置駆動ソレノイド(以下、単にソレノイド)269の可動体先端部が係止されている。このソレノイド269は、直流電源により駆動され、通電時に揺動アーム261自由端を引き寄せ、定着加熱ローラ254に内包された発熱体であるヒータ253とサーモスタット258との距離を狭くした加熱調温時位置に移動させ保持する。また、揺動アーム261には中央部に付勢スプリング265が取り付けられていて、自由端側がサーモスタット258から遠ざかる方向に付勢されている。従って、ソレノイド269への通電が無いと揺動アーム261自由端の定着加熱ローラ254はサーモスタット258から離間させた位置に移動し保持される。
One end of the
制御部300Aは、主制御装置(画像形成装置制御装置)302、ハロゲンヒータ253のオン/オフ及び過昇温防止装置と被加熱体との位置を制御するためのヒータ制御回路303、ヒータ制御回路303により制御されてハロゲンヒータ253とソレノイド269を駆動する直流電源回路306により構成されている。ここでは、直流電源回路306が位置変更手段を制御する位置駆動制御装置として機能する。
The
画像形成装置は商用電源400によりメインスイッチ301を介して電力を供給され、また、定着装置等の各部が制御されている。ソレノイド269およびヒータ253は直流電源回路306により駆動される。直流電源回路306は、メインスイッチ301を経由した商用電源400(ここでは、100V)を変圧/整流平滑してDC24Vの電源を得ており、主制御装置302の制御出力によりオン/オフ制御される直流電源出力が、DC24V電源を用いるソレノイド269とヒータ253と共通して接続されている(ソレノイド269とヒータ253が並列に接続)。この接続により、ソレノイド269には、ヒータ253に通電された場合のみ電源が供給される。
The image forming apparatus is supplied with power via a
ソレノイド269に電源が供給された場合、加熱ローラ254はサーモスタット258に接近する。すなわち、図24に示すヒータ253点灯時は、加熱ローラ254はサーモスタット258に近い位置:ポジションBに移動して留まる。つまり、サーモスタット258は加熱ローラ254の熱により直接あたためられる。そのため、万一の異常昇温時にはサーモスタット258動作温度まですばやく温度上昇し、遅滞なく適切にヒータ253への電力を遮断することが可能である。
When power is supplied to the
一方、ジャム発生時等のヒータ253消灯でソレノイド269の電源が遮断された場合には、加熱ローラ254は付勢スプリング265によりサーモスタット258から離れる(図示省略)。こうしてヒータ253消灯(電源遮断)時には、加熱ローラ254はサーモスタット258から離れた位置:ポジションAに移動して留まる。そのため、サーモスタット258には加熱ローラ254の熱が伝わりにくいため、サーモスタット258が必要以上に温度上昇することがない。
On the other hand, when the power of the
このように、加熱ローラ254は、ヒータ253の点灯/消灯に応じて位置変更手段260を構成しているソレノイド269と付勢スプリング265によってその位置を移動して過昇温防止装置との距離が変更されて、過度な温度上昇を防止することが可能になっている。これにより、本実施形態においても既述した各実施形態と全く同様に、装置が急停止し、オーバーシュートにより加熱体温度が上昇した場合でも、過昇温防止装置が動作することがないため、過昇温防止装置交換等によるマシンのダウンタイム発生を防止してダウンタイムを短縮することができ、JAM修復処理後、速やかに再動作可能である。
In this way, the
[第12実施形態]サーモスタット258を移動させるための駆動源にソレノイド269を用いた他の実施形態について、図25に示す画像形成装置の概略例を用いて説明する。この実施形態では、ヒータ253はAC100Vの商用電源400で駆動されるが、ソレノイド269は直流電源により駆動され、この直流電源は、AC100V電源を用いるヒータ253と同じAC100V電源に並列に接続されている、順次直列接続された電圧変換用のトランス307、ダイオード308、平滑化コンデンサ309により構成される直流電源部から出力されるDC24Vに変換されたものを用いる。この接続により、ソレノイド269には、ヒータ253に通電された場合のみ電源が供給される。
[Twelfth Embodiment] Another embodiment in which a
以上説明した各実施形態では、定着ベルトを含み構成された熱定着装置において、トナー加熱媒体としての定着ベルトを挟持してニップ部を形成している押圧部材と駆動ローラ間の押圧力により定着する例を説明したが、本発明は、各実施形態により限定されるものではない。既述した被加熱体を移動し、過昇温防止装置との距離を変更する位置変更手段と、発熱体への通電状態を検知し、前記位置変更手段を制御する位置駆動制御装置は、汎用性があり、適用可能な定着装置は限定されない。例えば、定着回転体は、単にローラのみであってもかまわない。 In each of the embodiments described above, in a heat fixing apparatus including a fixing belt, fixing is performed by a pressing force between a pressing member that forms a nip portion by sandwiching a fixing belt as a toner heating medium and a driving roller. An example has been described, but the present invention is not limited to each embodiment. The position change means for moving the heated object described above and changing the distance from the overheat prevention device, and the position drive control device for detecting the energization state to the heating element and controlling the position change means are general-purpose. The fixing device that can be applied is not limited. For example, the fixing rotator may simply be a roller.
また、定着部材に押し当てる加圧部材についても、加圧回転体である既述した加圧ローラに限らず、テンションがかかっていないベルトでもよいし、回転や走行しない加圧パッドのようなものであってもよく、既述した各実施形態と同様の効果を得ることができる。 In addition, the pressure member pressed against the fixing member is not limited to the pressure roller described above which is a pressure rotator, and may be a belt without tension or a pressure pad which does not rotate or run. The same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.
例えば、上述した図12の概略構成図に示す例と同様に、テンションがかかっていないベルトを加圧部材とした定着装置250Aに本発明を適用することも可能である。定着装置250Aは、ハロゲンヒータ253を内包した被加熱体の定着加熱ローラ254と定着ローラ252により張設され、搬送される記録材Pを加熱する加熱部材としての既に説明した定着ベルト251(定着用回転体)を備えている。符号255は、テンションスプリングである。そして、定着ローラ252に対向して定着ベルト251に接するエンドレスベルト662と、エンドレスベルト662を定着ローラ252へ向けて押し当てて、定着ローラ252とエンドレスベルト662との間に接触部(ニップ部)を形成する押圧部材663を備えている。また、エンドレスベルト662と押圧部材663との間には、エンドレスベルト662と押圧部材663との摺動性を向上させる摺動部材664が設置されている。
For example, as in the example shown in the schematic configuration diagram of FIG. 12 described above, the present invention can also be applied to the
押圧部材663は、凹形状の表面形状を有し、接触部を主として形成する第1の圧力部材638と、接触部Nの上流側および下流側で、第1の圧力部材631に隣接して位置する断面U字状の第2の圧力部材639とを一体に形成してなる。エンドレスベルト662は、その内部に配置された押圧部材663、ベルト走行ガイド665、更には、エンドレスベルト662の両端部に配置された図示しないエッジガイドによって循環可能に支持されている。
The pressing member 663 has a concave surface shape, and is positioned adjacent to the first pressure member 631 on the upstream side and the downstream side of the first pressure member 638 that mainly forms the contact portion and the contact portion N. The second pressure member 639 having a U-shaped cross section is integrally formed. The
そして、エンドレスベルト662の内周面と押圧部材663との間には、接触部Nの上流側から接触部Nを通過し、接触部Nの下流側に位置するベルト走行ガイド665に至るまでシート状の摺動部材664が、その一端を、エンドレスベルト662の進行方向に沿って図中の矢印D方向に移動可能な固定部材666に固定されて配設されている。これら押圧部材663、ベルト走行ガイド665は、金属製のホルダ667に保持されている。なお、固定部材666の移動は、ここでは説明しない制御手段により制御される。
Then, between the inner peripheral surface of the
図示はしないが、この定着装置250Aの定着加熱ローラ254の上方にサーモスタット258が配置され、下方にテンションスプリング255を支持して揺動し定着加熱ローラ254の位置を移動して過昇温防止装置との距離を変更させるための位置変更手段260が配置されている。位置変更手段260の制御については、既に示した制御回路のうちの、適宜のものと組み合わせることができる。なお、駆動源として既に説明したソレノイドを採用しても良く、その場合には例示した対応する制御回路を用いて、ヒータの通電状態に対応させた制御駆動を行えば良い。
Although not shown, a
また、上述した図13に示す例と同様に、定着ローラ252との間に定着ローラ252の軸方向に延び且つ定着ローラ252に向けて押圧される加圧パッドを有した構造の定着装置250Bに本発明を適用することも可能である。この定着装置250Bは、既に説明した定着ベルト251を含み構成された加熱部と、位置変更手段260とを有しており、定着加熱ローラ254の上方にサーモスタット258が配置され、下方にテンションスプリング255を支持して揺動し定着加熱ローラ254の位置を移動して過昇温防止装置との距離を変更させるための位置変更手段260が配置されている。
Similarly to the above-described example shown in FIG. 13, the fixing
そして、定着ローラ252に対向させて、耐熱弾性部材製の加圧パッド758により構成された加圧部材756が配設されている。なお、公知の加圧部材756については、上記図13において説明したものと同様であるため、説明を省略する。
A
[第13実施形態]定着装置を含む画像形成装置機内において、その機内温度は場所により大きな差がある。すなわち、定着ユニットの軸方向中央付近は温度が高く、軸方向端部近傍は比較的低い。また、定着ユニットに対して、軸方向で外側は、より外気の影響が大きいため低い温度となる。そこで、本実施形態では、オーバーシュートなどにより被加熱体温度が上昇した場合、過昇温防止装置を加熱体の熱の影響を受けにくい、軸方向外側へ移動させるための構成を備える画像形成装置について、図面を参照して説明する。なお、装置全体の概略構成は第1実施形態の場合と同様であり説明は省略する。図26並びに図27は、本実施形態の特徴である定着装置について、その要部の構成例を示している。また、図26並びに図27の(a)は定着装置の断面図であり、(b)は定着装置の側面図である。 [Thirteenth Embodiment] In an image forming apparatus including a fixing device, the temperature in the apparatus varies greatly depending on the location. That is, the temperature near the center in the axial direction of the fixing unit is high, and the temperature near the end in the axial direction is relatively low. Further, the outside of the fixing unit in the axial direction has a lower temperature because the influence of outside air is larger. Therefore, in the present embodiment, when the temperature of the heated object rises due to overshoot or the like, the image forming apparatus includes a configuration for moving the excessive temperature rise prevention device to the outside in the axial direction, which is not easily affected by the heat of the heating element. Will be described with reference to the drawings. Note that the schematic configuration of the entire apparatus is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted. FIG. 26 and FIG. 27 show a configuration example of the main part of the fixing device which is a feature of the present embodiment. 26 and 27A are cross-sectional views of the fixing device, and FIG. 26B is a side view of the fixing device.
本実施形態装置の特徴部である、定着装置250について詳述する。定着ベルト方式の定着装置250の概略構成例を、図26並びに図27(消灯時と過熱時でサーモスタット258の位置が異なる)に示す。この定着装置250は、例えば、表面をPFAチューブで覆われた定着回転体としての定着ベルト251(ベルト長約70mm)の内部(周内)に位置する、発泡シリコンゴムの定着ローラ252(φ52、t=10mm)と、内部に発熱体としてのハロゲンヒータ253(1200W)を内包した被加熱体である、アルミの定着加熱ローラ254(φ35、t=0.6mm)により構成されている。この定着(加熱)ローラ254はテンションローラを兼ねており、テンションスプリング255によって外方(図では上向き)に付勢されていて定着ベルト251に張力を与えている。定着ローラ252に対して定着ベルト周回路の反対側に位置して定着ベルト251を間に挟んで加圧回転体としての加圧ローラ(加圧部材)256が配設されていて当接部位で定着ニップ部を形成している。加圧ローラ256もハロゲンヒータ257(1200W)を内包しており、定着動作時の加熱源となる。なお、図示しないが、上記第1実施形態の場合と同様に、定着ベルト251表面に非接触で対向する温度検知手段としての温度センサ(サーモパイル)254Cを備え、これによるベルト表面温度の検知結果に基いてヒータ253の出力制御をし、定着ベルト251の温度(定着温度)を所望の温度(目標制御温度)に調整するようにしてもよい。
The fixing
定着加熱ローラ254の近傍(ここでは上方)には、定着加熱ローラ254の異常昇温を検知して、ヒータ253への電力供給を遮断するための過昇温防止手段を有する過昇温防止装置としてサーモスタット258が配設されている。配線は図示を省略しているがサーモスタット258はヒータ253への電力供給路中に介在させてある。すなわち、サーモスタット258はここでは、定着ベルト(定着回転体)251の温度を検知する異常温度検知機能を持ち発熱体温度が異常温度に到達したときにハロゲンヒータ253(発熱体)への通電を強制的に遮断する。このサーモスタット258の遮断動作は、熱的には不可逆性である。
In the vicinity of the fixing heating roller 254 (above here), an excessive temperature rise prevention device having an excessive temperature rise prevention means for detecting an abnormal temperature rise of the fixing
サーモスタット258は、過昇温防止装置位置駆動のための手段としての位置変更手段260によってその位置を移動して発熱体との距離を変更させることが可能になっている。位置変更手段260は、揺動アーム261、過昇温防止装置駆動ギア280、駆動モータ(以下、単にモータ)263を含み構成されている。つまり、過昇温防止装置駆動ギア280とモータ263により、サーモスタット258の位置を変更することができる。例えば、過昇温防止装置駆動ギア280とモータ263は、ヒータ消灯時には、サーモスタット258の位置を変更して、雰囲気温度の低い定着加熱ローラ254軸上から離隔させた位置(ポジションAと言う)に遠ざけることができる。これにより、定着加熱ローラ254からの熱が伝わりにくくなり、サーモスタット258の温度が必要以上に上昇することを防止することができる。
The
図28に、制御のための構成も含めた画像形成装置関連要部の概略例を示す。本実施形態では、画像形成装置は商用電源400によりメインスイッチ301を介して電力を供給され、また、定着装置等の各部が制御されている(電力供給動作も含みここでは制御と言う)。
FIG. 28 shows a schematic example of the main part related to the image forming apparatus including the configuration for control. In this embodiment, the image forming apparatus is supplied with electric power from the
制御部300は、画像形成装置制御装置(以下では、主制御装置と記す)302、ヒータ制御回路303、電流センサ304、過昇温防止装置位置制御回路としての駆動モータ制御回路310により構成されている。過昇温防止装置駆動ギア280は、駆動モータ制御回路310により、制御されている。ハロゲンヒータ253のオン/オフは、例えば、定着ベルト251表面に非接触で対向する温度検知手段としての温度センサ(サーモパイル)254Cによるベルト表面温度の検知結果に基いてヒータ制御回路303により制御される。加熱調温のための発熱体への通電休止は、制御上は通電動作として扱う。これら各部に対する供給電力は、メインスイッチ301をオフすることにより、全て遮断される。このように、過昇温防止装置駆動ギア280および過昇温防止装置位置駆動モータ263を、商用電源400を適宜変圧して供給することによって動作させている(電源適正化回路は図示省略)。
The
続いて、位置変更手段260による位置制御動作の詳細について説明する。装置待機時等のヒータ253消灯時にはサーモスタット258は定着加熱ローラ254軸上から離れた位置:ポジションAに移動して留まる(図26)。言い換えると、サーモスタット258は、定着加熱ローラ254に内包された発熱体であるヒータ253から離れた位置であるポジションAに移動して留まる。つまり、定着加熱ローラ254の熱が伝わりにくいため、サーモスタット258が必要以上に温度上昇することない。
Next, details of the position control operation by the
これに対して、ヒータ253点灯時にはサーモスタット258は定着加熱ローラ254軸上に近い位置:ポジションBに移動して留まる(図27)。言い換えると、サーモスタット258は、定着加熱ローラ254に内包された発熱体であるヒータ253に近い位置であるポジションBに移動して留まる。つまり、サーモスタット258は定着加熱ローラ254の熱により直接あたためられる。そのため、万一の異常昇温時にはサーモスタット258動作温度まですばやく温度上昇し、遅滞なく適切にヒータ253への電力を遮断することが可能である。
On the other hand, when the
上述した本実施形態の画像形成装置のプロセス線速は352mm/secであり、生産性はA4横通紙にて75cpmである。
待機時の制御温度は
加熱ローラ:170℃
加圧ローラ:150℃
通紙時の設定温度は
加熱ローラ:165℃
加圧ローラ:120℃
である。
また、サーモスタット258の定格動作温度は180℃である。
通紙後のオーバーシュート発生時のサーモスタット258温度を(図29)に示す。
The process linear velocity of the image forming apparatus of the present embodiment described above is 352 mm / sec, and the productivity is 75 cpm on A4 paper.
Control temperature during standby is heating roller: 170 ° C
Pressure roller: 150 ° C
The set temperature when passing paper is the heating roller: 165 ° C
Pressure roller: 120 ° C
It is.
The rated operating temperature of the
FIG. 29 shows the
以上説明したように、第13実施形態装置においては、前記加熱体であるヒータ253が通電されておらず、定着加熱ローラ254の温度上昇がない場合には、過昇温防止装置であるサーモスタット258を、加熱体を内包する定着加熱ローラ254の影響を受けにくい位置に移動させることにより、通紙中JAM等で定着ユニットが急停止し、オーバーシュートにより加熱体温度が上昇した場合でも、過昇温防止装置が動作することないため、過昇温防止装置交換等によるマシンのダウンタイム発生を防止してダウンタイムを短縮することができ、JAM修復処理後、速やかに再動作可能となる。
As described above, in the apparatus according to the thirteenth embodiment, when the
[第14実施形態]次に、異なる実施形態を例示する。本発明の第14実施形態の画像形成装置の概略例を図30に示す。装置全体の概略構成、定着装置250および位置変更手段260の構成は第13実施形態の場合と同様であり説明は省略する。また、位置変更手段260の位置制御動作についても、第13実施形態の場合と同様であり、説明は繰り返さない。
[Fourteenth Embodiment] Next, different embodiments are illustrated. FIG. 30 shows a schematic example of an image forming apparatus according to the fourteenth embodiment of the present invention. The schematic configuration of the entire apparatus and the configurations of the fixing
本実施形態では、制御部300の構成要素は、第13実施形態と同等であるが各部への電源の供給方法のみが異なっている。すなわち、定着装置および、画像形成装置は商用電源400によりメインスイッチ301を介して電力を供給され、制御されている。これらはメインスイッチ301をオフすることにより、電力が遮断される。一方、駆動モータ制御回路310および、過昇温防止装置位置駆動モータ263は商用電源600により直接に電力を供給され(電源適正化回路は図示省略)、これらについては、たとえメインスイッチ301をオフされても、電力は遮断されず、動作することができる。すなわち、本実施形態では、過昇温防止装置位置駆動モータ263は、過昇温防止装置位置駆動モータ制御回路310により、画像形成装置とは別の商用電源を用いて制御されている。また、第2実施形態のように、過昇温防止装置位置駆動モータ263を、過昇温防止装置位置駆動モータ制御回路310により、画像形成装置とは別系統に分岐させた商用電源を用いて制御するようにしてもよい(電源適正化回路は図示省略)。
In this embodiment, the components of the
従って、通常動作時には駆動モータ制御回路310は、ヒータ253への通電を検知しており、メインスイッチ301のオフによってヒータ253への通電が停止するとサーモスタット258はポジションAへと移動し留まる(図26参照)。これにより、第13実施形態と同様に、加熱ローラ254の熱が伝わりにくいため、サーモスタット258が必要以上に温度上昇することが無く、オーバーシュートにより加熱体温度が上昇した場合でも、過昇温防止装置が動作することなくダウンタイムが短縮できる。第14実施形態装置にて、通紙後にオーバーシュート発生時のサーモスタット258温度を図31に示す(図29同等結果)。
Accordingly, during normal operation, the drive
[第15実施形態]本発明の第15実施形態の画像形成装置の概略例を図32に示す。装置全体の概略構成、定着装置250、位置変更手段260の構成、また、位置変更手段260の位置制御動作は、第13実施形態の場合と同様であり省略する。
[Fifteenth Embodiment] FIG. 32 shows a schematic example of an image forming apparatus according to a fifteenth embodiment of the present invention. The schematic configuration of the entire apparatus, the configuration of the fixing
本実施形態では、制御部300の既述した各構成要素への電源の供給方法が異なっていて、駆動モータ制御回路310および過昇温防止装置位置駆動モータ263、過昇温防止装置位置駆動ギア280は、画像形成装置とは独立させた電源を用いて制御されている。定着装置および、画像形成装置はこれまでの実施形態と同様に商用電源400によりメインスイッチ301を介して電力を供給され、制御されている。しかし、駆動モータ制御回路310および過昇温防止装置位置駆動モータ263、過昇温防止装置位置駆動ギア280は、商用電源400とは全く独立した電池電源500により電力を供給され動作している。
In the present embodiment, the method of supplying power to the above-described components of the
メインスイッチ301をオフすることにより、定着装置および画像形成装置は、電力が遮断されるが、駆動モータ制御回路310および過昇温防止装置位置駆動モータ263、過昇温防止装置位置駆動ギア280は、電池電源500により別途に電力を供給され、たとえメインスイッチ301をオフされても、電力は遮断されず、動作することができる。従って、駆動モータ制御回路310は、ヒータ253への通電を検知しており、メインスイッチ301のオフによってヒータ253への通電が停止するとサーモスタット258はポジションAへと移動し留まりサーモスタット258が必要以上に温度上昇せず(図26参照)、ダウンタイム短縮ができる。第15実施形態装置にて、通紙後にオーバーシュート発生時のサーモスタット258温度を測定したところ、先に図29に示したものと同等の結果が得られた。
By turning off the
なお、図32では電源電池500は常時接続となっているが、例えば、駆動モータ制御回路310および過昇温防止装置位置駆動モータ263の電源供給線に適宜の切替回路を挿入して、通常は商用電源400からの切替回路を介した電力により動作し、商用電源400オフ時には切替回路により切替えられた電源電池500でバックアップ動作するような既知構成としても良く、この場合も全く同等の効果が得られる。
In FIG. 32, the
[第16実施形態]本発明の第16実施形態の画像形成装置の制御のための構成も含めた画像形成装置の関連要部の概略例を図33に示す。図32の電源電池500に換えて充電池501と、この充電池501の充電用に商用電源400からの電力を主制御装置302を介して利用する充電回路502を備えている。本実施形態では、駆動モータ制御回路310および過昇温防止装置位置駆動モータ263は充電池501により電力を供給される。定着装置および画像形成装置は、商用電源400によりメインスイッチ301を介して電力を供給され、制御されており、これらはメインスイッチ301をオフすることにより、供給電力が遮断される。
[Sixteenth Embodiment] FIG. 33 shows a schematic example of relevant parts of an image forming apparatus including a configuration for controlling the image forming apparatus according to a sixteenth embodiment of the present invention. 32 is provided with a
位置変更手段260の位置制御動作を充電池501の電力を用いて行っているため、メインスイッチ301のオフや、停電等の場合でも位置制御動作(冷却動作)が可能であり、オーバーシュートによるサーモスタット258の誤動作を防止できる。第16実施形態装置にて、通紙後にオーバーシュート発生時のサーモスタット258温度を測定したところ、先に図29に示したものと同等の結果で、過昇温防止装置は動作せずダウンタイム短縮効果が得られることが判る。特に、充電池501の充電は、商用電源400から電力を供給され主制御装置302により制御され、必要に応じ補充電され満充電状態に保たれるため、電池交換などのメンテナンスが不要であるとの利点がある。
Since the position control operation of the position changing means 260 is performed using the power of the
[第17実施形態]これまで説明した各実施形態では、サーモスタット258の位置を変更する位置変更手段260の駆動機構として、過昇温防止装置位置駆動ギア280およびモータ263を用いているが、サーモスタット258を移動させるための駆動源に、モータとギア以外のものを用いても良い。以下に、駆動源にソレノイドを用いた例について説明する。図34は、本発明の第17実施形態の画像形成装置の定着装置および制御のための関連要部の概略例を示している。定着ベルト方式の定着装置250は、これまで説明したものと同一であり、説明は省略する。
[Seventeenth Embodiment] In each of the embodiments described so far, the excessive temperature rise prevention device
第17実施形態装置も、これまでの各実施形態と同様に、定着加熱ローラ254の上方近傍に位置し、定着加熱ローラ254の異常昇温を検知する異常温度検知手段とヒータ253への電力供給を遮断する過昇温防止手段を兼ねたサーモスタット258と、これを移動可能に支持する揺動アーム261を含み構成された位置変更手段260を備えている。
Similarly to each of the previous embodiments, the seventeenth embodiment is also located near the upper portion of the fixing
揺動アーム261の下側に上記サーモスタット258が取り付けられるとともに、一端に加熱防止装置位置駆動ソレノイド(以下、単にソレノイド)270が係止され、他端にはスプリング281が接続されている。このソレノイド270は、直流電源により駆動され、通電時に揺動アーム261をサーモスタット258ごと引き寄せ、定着加熱ローラ254との距離を狭くした加熱調温時位置に移動させ保持する。また、揺動アーム261のソレノイド270係止側とは反対側の端部に付勢スプリング281が取り付けられていて、サーモスタット258が定着加熱ローラ254軸上から遠ざかる方向に付勢されている。従って、ソレノイド270への通電が無いと、サーモスタット258はヒータ253から離間させた位置に移動し保持される。
The
制御部300Aは、主制御装置(画像形成装置制御装置)302、ハロゲンヒータ253のオン/オフと過昇温防止装置位置とを制御するためのヒータ制御回路303、ヒータ制御回路303により制御されてハロゲンヒータ253とソレノイド270を駆動する直流電源回路306により構成されている。ここでは、直流電源回路306が位置変更手段を制御する位置駆動制御装置として機能する。
The
画像形成装置は商用電源400によりメインスイッチ301を介して電力を供給され、また、定着装置等の各部が制御されている。ソレノイド270およびヒータ253は直流電源回路306により駆動される。直流電源回路306は、メインスイッチ301を経由した商用電源400(ここでは、100V)を変圧/整流平滑してDC24Vの電源を得ており、主制御装置302の制御出力によりオン/オフ制御される直流電源出力が、DC24V電源を用いるソレノイド270とヒータ253と共通して接続されている(ソレノイド270とヒータ253が並列に接続)。この接続により、ソレノイド270には、ヒータ253に通電された場合のみ電源が供給される。
The image forming apparatus is supplied with power via a
ソレノイド270に電源が供給された場合、サーモスタット258は加熱ローラ254に接近する。すなわち、図34に示すヒータ253点灯時は、サーモスタット258は加熱ローラ254に近い位置:ポジションBに移動して留まり、サーモスタット258は加熱ローラ254の熱により直接あたためられる。そのため、万一の異常昇温時にはサーモスタット258動作温度まですばやく温度上昇し、遅滞なく適切にヒータ253への電力を遮断することが可能である。
When power is supplied to the
一方、ジャム発生時等のヒータ253消灯でソレノイド270の電源が遮断された場合には、サーモスタット258は付勢スプリング281により定着加熱ローラ254から離れる(図示省略)。こうしてヒータ253消灯(電源遮断)時には、サーモスタット258は加熱ローラ254から離れた位置:ポジションAに移動して留まり、定着加熱ローラ254の熱が伝わりにくいため、サーモスタット258が必要以上に温度上昇することがない。
On the other hand, when the power supply of the
このように、サーモスタット258は、ヒータ253の点灯/消灯に応じて位置変更手段260を構成しているソレノイド270と付勢スプリング281によってその位置を移動して発熱体との距離が変更されて、過度な温度上昇を防止することが可能になっている。これにより、本実施形態においても既述した各実施形態と全く同様に、装置が急停止し、オーバーシュートにより加熱体温度が上昇した場合でも、過昇温防止装置が動作することがないため、過昇温防止装置交換等によるマシンのダウンタイム発生を防止してダウンタイムを短縮することができ、JAM修復処理後、速やかに再動作可能である。
Thus, the
[第18実施形態]サーモスタット258を移動させるための駆動源にソレノイド270を用いた他の実施形態について、図35に示す画像形成装置の概略例を用いて説明する。この実施形態では、ヒータ253はAC100Vの商用電源400で駆動されるが、ソレノイド270は直流電源により駆動され、この直流電源は、AC100V電源を用いるヒータ253と同じAC100V電源に並列に接続されている、順次直列接続された電圧変換用のトランス307、ダイオード308、平滑化コンデンサ309により構成される直流電源部から出力されるDC24Vに変換されたものを用いる。この接続により、ソレノイド270には、ヒータ253に通電された場合のみ電源が供給される。
[Eighteenth Embodiment] Another embodiment in which a
以上説明した各実施形態では、定着ベルトを含み構成された熱定着装置において、トナー加熱媒体としての定着ベルトを挟持してニップ部を形成している押圧部材と駆動ローラ間の押圧力により定着する例を説明したが、本発明は、各実施形態により限定されるものではない。既述した異常温度検知手段を移動し、発熱体との距離を変更する位置変更手段と、発熱体への通電状態を検知し、前記位置変更手段を制御する位置駆動制御装置は、汎用性があり、適用可能な定着装置は限定されない。例えば、定着回転体は、単にローラのみであってもかまわない。 In each of the embodiments described above, in a heat fixing apparatus including a fixing belt, fixing is performed by a pressing force between a pressing member that forms a nip portion by sandwiching a fixing belt as a toner heating medium and a driving roller. An example has been described, but the present invention is not limited to each embodiment. The position change control unit that moves the above-described abnormal temperature detection unit to change the distance from the heating element and the position drive control unit that detects the energization state of the heating element and controls the position change unit have versatility. Yes, applicable fixing devices are not limited. For example, the fixing rotator may simply be a roller.
また、定着部材に押し当てる加圧部材についても、加圧回転体である既述した加圧ローラに限らず、テンションがかかっていないベルトでもよいし、複数のローラに掛けまわされる加圧ベルトでもよいし、回転や走行しない加圧パッドのようなものであってもよく、既述した各実施形態と同様の効果を得ることができる。 Further, the pressure member pressed against the fixing member is not limited to the above-described pressure roller that is a pressure rotating body, and may be a belt without tension or a pressure belt that is wound around a plurality of rollers. Alternatively, it may be a pressure pad that does not rotate or run, and the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.
例えば、上述した図12、図13および図14の概略構成図に示す例と同様に、テンションがかかっていないベルトを加圧部材とした定着装置250Aや、定着ローラ252との間に定着ローラ252の軸方向に延び且つ定着ローラ252に向けて押圧される加圧パッドを有した構造の定着装置250B、加圧部側にも加圧側ローラを周回して張設された加圧ベルトを用い、定着ベルト及び加圧ベルトの二つのベルトの間で被定着対象物を挟持押圧するようにした形式の定着装置などに、上述した実施の形態を適用することも可能である。なお、図12〜図14の説明は、上記と同様であるため省略する。
For example, as in the example shown in the schematic configuration diagrams of FIGS. 12, 13, and 14 described above, the fixing
その他、本発明が前記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。各実施形態では、ハロゲンヒータを用いて輻射熱により加熱体を加熱する定着装置に対して本発明を適用したが、電磁誘導加熱により加熱体を加熱する定着装置に対しても、当然に本発明を適用することができ、その場合にも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is apparent that the embodiments can be modified as appropriate within the scope of the technical idea of the present invention, other than suggested in the embodiments. It is. In each embodiment, the present invention is applied to a fixing device that uses a halogen heater to heat a heating element by radiant heat. However, the present invention is naturally applied to a fixing device that heats a heating element by electromagnetic induction heating. In this case, the same effect as in the present embodiment can be obtained.
10 画像形成装置本体
12 像担持体
13 帯電装置
14 現像装置
15 転写・搬送装置
16 クリーニング装置
17 除電装置
18 レーザ書込み装置
30 原稿読取装置
41 自動原稿給送装置(ADF)
43 給紙ユニット
250 定着装置
250A、250C、250B 定着装置
251 定着ベルト
252 定着ローラ
253 ハロゲンヒータ
254 定着加熱ローラ
255 付勢スプリング(テンションスプリング)
256 加圧ローラ(加圧部材)
257 ハロゲンヒータ
258 サーモスタット(異常温度検知手段、且つ過昇温防止手段)
260 位置変更手段(過昇温防止装置位置駆動手段)
261 揺動アーム
262 過昇温防止装置位置駆動カム
263 カム駆動モータ(過昇温防止装置位置駆動モータ)
267 被加熱体位置駆動カム
268 カム駆動モータ(被加熱体位置駆動モータ)
280 過昇温防止装置位置駆動ギア
281 スプリング
301 メインスイッチ
302 主制御装置(画像形成装置制御装置)
303 ヒータ制御回路
304 電流センサ
305 駆動カム制御回路(過昇温防止装置位置制御回路)
307 駆動カム制御回路(被加熱体位置制御回路)
310 駆動モータ制御回路(過昇温防止装置位置制御回路)
400 商用電源
500 電池電源
501 充電池
502 充電回路
P 記録材
T トナー像
DESCRIPTION OF
43
256 Pressure roller (Pressure member)
257
260 Position change means (over temperature rise prevention device position drive means)
261
267 Heated object
280 Overheating prevention device
303
307 Drive cam control circuit (heated object position control circuit)
310 Drive motor control circuit (over temperature rise prevention device position control circuit)
400
Claims (12)
前記発熱体の近傍に設置され前記発熱体が異常温度に到達した場合を検知する異常温度検知手段と、
前記発熱体が異常温度に到達したときに、前記発熱体への通電を強制的に遮断する過昇温防止手段とを備えた画像形成装置用の定着装置において、
前記異常温度検知手段及び前記発熱体の何れかを移動させ、前記異常温度検知手段と前記発熱体との距離を変更する位置変更手段と、
前記発熱体への通電状態を検知し、前記位置変更手段を制御する位置駆動制御装置とを有し、
前記発熱体が加熱調温のために通電制御されている場合には、前記異常温度検知手段と前記発熱体との距離を狭くした加熱調温時位置に保持するが、
前記発熱体への通電が停止した場合には、前記異常温度検知手段と前記発熱体とを離間させることを特徴とする定着装置。 A fixing rotator for heating and fixing an unfixed toner image on a recording medium heated by a heating element;
An abnormal temperature detection means that is installed in the vicinity of the heating element and detects when the heating element reaches an abnormal temperature;
In a fixing device for an image forming apparatus, comprising: an excessive temperature rise prevention unit that forcibly cuts off power to the heating element when the heating element reaches an abnormal temperature;
Position changing means for moving either the abnormal temperature detection means or the heating element and changing the distance between the abnormal temperature detection means and the heating element;
A position drive control device that detects the energization state of the heating element and controls the position changing means;
When the heating element is energized and controlled for heating temperature control, it is held at the heating temperature control position in which the distance between the abnormal temperature detection means and the heating element is reduced,
The fixing device, wherein when the energization to the heating element is stopped, the abnormal temperature detecting means and the heating element are separated from each other.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013033100A (en) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Ricoh Co Ltd | Fixing device, and image forming apparatus |
US9836002B2 (en) | 2015-04-27 | 2017-12-05 | Konica Minolta, Inc. | Image forming apparatus with selectable disabling of fixing operation |
-
2009
- 2009-11-27 JP JP2009270425A patent/JP2011095692A/en not_active Withdrawn
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US9836002B2 (en) | 2015-04-27 | 2017-12-05 | Konica Minolta, Inc. | Image forming apparatus with selectable disabling of fixing operation |
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