JP2013057896A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無端ベルトの定着部材を有する定着装置及び該定着装置を備える電子写真方式、静電記録方式等を利用したFAX、プリンタ、複写機またはそれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device having an endless belt fixing member, and an image forming apparatus such as a FAX, a printer, a copying machine, or a composite machine using an electrophotographic method, an electrostatic recording method, or the like equipped with the fixing device. is there.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙(用紙、記録媒体ともいう) に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。 Conventionally, various image forming apparatuses using an electrophotographic system have been devised as image forming apparatuses such as copying machines and printers, and are well known in the art. In the image forming process, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum as an image carrier, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum is developed with a toner as a developer to be visualized and developed. This is established by a process in which the transferred image is transferred onto a recording sheet (also referred to as a sheet or a recording medium) by a transfer device to carry the image, and a toner image on the recording sheet is fixed by a fixing device using pressure, heat, or the like.
この定着装置では、対向するローラもしくはベルトもしくはそれらの組み合わせにより構成された定着部材及び加圧部材が当接してニップ部を形成するように配置されており、該ニップ部に記録紙を挟みこみ、熱および圧力を加えて前述したトナー像を記録紙上に定着することを行っている。 In this fixing device, a fixing member and a pressure member constituted by opposing rollers or belts or a combination thereof are arranged so as to contact each other to form a nip portion, and a recording sheet is sandwiched in the nip portion, Heat and pressure are applied to fix the above-described toner image on the recording paper.
前記定着装置の一例を挙げると、複数のローラ部材に張架された定着ベルトを定着部材として用いる技術が知られている(例えば、特許文献1参照) 。このような定着ベルトを用いた装置は、定着部材としての定着ベルト(無端状ベルト)と 、定着ベルトを張架・支持する定着ローラおよび加熱ローラを含む複数のローラ部材と、複数のローラ部材のうち1つのローラ部材に内設されたヒータと、加圧ローラ(加圧部材) と、を含んで構成されている。ヒータは、ローラ部材を介して定着ベルトを加熱する。そして、定着ベルトと加圧ローラとの間に形成されたニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される(ベルト定着方式) 。 As an example of the fixing device, a technique using a fixing belt stretched around a plurality of roller members as a fixing member is known (see, for example, Patent Document 1). An apparatus using such a fixing belt includes a fixing belt (endless belt) as a fixing member, a plurality of roller members including a fixing roller and a heating roller for stretching and supporting the fixing belt, and a plurality of roller members. Of these, a heater provided in one roller member and a pressure roller (pressure member) are included. The heater heats the fixing belt via the roller member. Then, the toner image on the recording medium conveyed toward the nip formed between the fixing belt and the pressure roller is fixed on the recording medium by receiving heat and pressure at the nip. Belt fixing method).
また、前述したような複数のローラ部材によって張架・支持する定着ベルトを備えた定着装置に替えて次に説明する定着装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。 Further, a fixing device described below is known instead of the fixing device provided with a fixing belt stretched and supported by a plurality of roller members as described above (see, for example, Patent Document 2).
特許文献2に開示された定着装置は、無端状のベルト部材で構成された定着ベルトと、定着ベルトの内周面に対向するように固設され、定着ベルトを介して加圧ローラに当接してニップ部を形成する加熱部材と、ニップ部における加熱部材の強度を補強する補強部材と、補強部材と加熱部材との間に設けられる断熱部材と、熱源としてのヒータと、定着ベルトに圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成する加圧ローラと、定着ベルトに対向して設けられた温度センサと、を備えている。加熱部材は、パイプ状の金属熱伝導体からなり、ヒータの輻射熱により加熱されるようになっており、定着ベルトにその熱が伝達される。また加熱部材は、定着ベルトの加熱効率を向上させるために、パイプ状の加熱部材(金属熱伝導体)をできるだけ薄肉化する必要がある。 A fixing device disclosed in Patent Document 2 is fixedly provided so as to face an inner peripheral surface of a fixing belt composed of an endless belt member, and contacts a pressure roller via the fixing belt. A heating member that forms a nip portion, a reinforcing member that reinforces the strength of the heating member in the nip portion, a heat insulating member provided between the reinforcing member and the heating member, a heater as a heat source, and a fixing belt. And a pressure roller for forming a desired nip portion between the two members, and a temperature sensor provided to face the fixing belt. The heating member is made of a pipe-shaped metal heat conductor and is heated by the radiant heat of the heater, and the heat is transmitted to the fixing belt. Further, the heating member needs to be as thin as possible in the pipe-like heating member (metal heat conductor) in order to improve the heating efficiency of the fixing belt.
このような構成により、特許文献2に開示された定着装置は、製造コストが比較的安価であって、定着ベルトの加熱効率が高くてウォームアップ時間やファーストプリント時間が短く、装置を高速化した場合であっても定着不良等の不具合が生じるのを抑止することができる。 With such a configuration, the fixing device disclosed in Patent Document 2 is relatively inexpensive to manufacture, has high heating efficiency of the fixing belt, and has a short warm-up time and first print time, thus speeding up the device. Even in this case, it is possible to prevent problems such as fixing failure.
しかしながら、従来の特許文献2に開示された定着装置にあっては、加熱部材に対して定着ベルトが相対的に回転可能になっているため、加圧ローラからの回転駆動で定着ベルトを回転させた場合、断面方向でかつニップ部下流方向で定着ベルトにたるみが生じ、加熱部材のニップ部上流側とニップ部下流側で温度差が生じてしまう。このため、加熱部材を構成する金属導電体がニップ部上流側で特に軸方向中央部が凸形状に熱変形し、軸方向両端部で加熱部材と定着ベルトに隙間が生じてしまう。この結果、加熱部材の特に軸方向両端部において異常発熱してしまい定着ベルトを含む各構成部品が破損する恐れがあった。 However, in the conventional fixing device disclosed in Patent Document 2, since the fixing belt can be rotated relative to the heating member, the fixing belt is rotated by rotational driving from the pressure roller. In this case, sagging of the fixing belt occurs in the cross-sectional direction and in the downstream direction of the nip portion, and a temperature difference occurs between the upstream side of the nip portion and the downstream side of the nip portion of the heating member. For this reason, the metal conductor constituting the heating member is thermally deformed into a convex shape on the upstream side of the nip portion, particularly in the axial center portion, and a gap is generated between the heating member and the fixing belt at both axial end portions. As a result, abnormal heat is generated particularly at both ends in the axial direction of the heating member, and each component including the fixing belt may be damaged.
また、従来の特許文献2に開示された定着装置にあっては、定着ベルトの内面を黒色化し加熱部材を設けずに熱源からの輻射熱を利用して定着ベルトを直接加熱することも考えられるが、この場合も定着ベルトがニップ部上流側で特に軸方向中央部が凸形状に熱変形し、定着ベルトを含む各構成部品が破損する恐れがあった。 In the fixing device disclosed in Patent Document 2, it is conceivable that the inner surface of the fixing belt is blackened and the fixing belt is directly heated using radiant heat from a heat source without providing a heating member. Also in this case, the fixing belt is thermally deformed into a convex shape on the upstream side of the nip portion, particularly in the center in the axial direction, and each component including the fixing belt may be damaged.
本発明は、以上のように従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、加熱部材および定着ベルトの熱変形を一定量以下に抑制することで、定着ベルトを含む各構成部品が破損を防止できる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems in the prior art as described above. By suppressing the thermal deformation of the heating member and the fixing belt to a certain amount or less, each component including the fixing belt is prevented from being damaged. An object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus that can be used.
本発明に係る定着装置は、上記目的達成のため、可撓性を有する無端ベルト状の定着部材と、前記定着部材の内部に配置されるとともにパイプ状の金属体によって構成され、前記定着部材の内周面に直接または間接的に摺接して前記定着部材を加熱する加熱部材と、前記加熱部材を加熱する熱源と、前記定着部材の外周側で該定着部材を押圧可能に配置され、前記定着部材を摺動させつつ回転させる加圧部材と、前記定着部材の内部で前記加圧部材と対向するとともに、前記定着部材を介して前記加圧部材と当接してニップ部を形成するニップ形成部材と、前記定着部材の表面温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段によって検出された表面温度に基づいて前記熱源を制御して前記定着部材の表面温度を予め設定された表面温度に制御する制御手段と、を備えた定着装置であって、前記定着部材を介して前記加熱部材の変形を検出する変位検出手段をさらに備え、前記変位検出手段によって前記加熱部材の変形を検出した場合に、前記制御手段によって前記加熱部材への伝熱量を減少させるよう構成されている。 In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention is composed of a flexible endless belt-shaped fixing member, a pipe-shaped metal body disposed inside the fixing member, and the fixing member. A heating member that heats the fixing member in direct or indirect contact with an inner peripheral surface, a heat source that heats the heating member, and an outer peripheral side of the fixing member that can press the fixing member, and A pressure member that rotates while sliding the member, and a nip forming member that faces the pressure member inside the fixing member and forms a nip portion by contacting the pressure member via the fixing member And a temperature detecting means for detecting the surface temperature of the fixing member, and the heat source is controlled based on the surface temperature detected by the temperature detecting means so that the surface temperature of the fixing member is set to a preset surface temperature. A fixing device including a control means for controlling, and further comprising a displacement detection means for detecting deformation of the heating member via the fixing member, wherein the deformation detection means detects the deformation of the heating member. In addition, the control means is configured to reduce the amount of heat transfer to the heating member.
本発明によれば、加熱部材および定着ベルトの熱変形を一定量以下に抑制することで、定着ベルトを含む各構成部品が破損することを防止できる定着装置及び画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fixing device and an image forming apparatus capable of preventing each component including the fixing belt from being damaged by suppressing thermal deformation of the heating member and the fixing belt to a certain amount or less. .
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
まず、構成について説明する。
図1に示すように、画像形成装置1は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体1の上方にあるボトル収容部101には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック) に対応した4つのトナーボトル102Y、102M、102C、102Kが着脱自在に設置されている。このため、これらの4つのトナーボトル102Y、102M、102C、102Kは、ユーザ等によって交換自在になっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, the configuration will be described.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 is a tandem type color printer. Four
ボトル収容部101の下方には中間転写ユニット85が配設されている。その中間転写ユニット85の中間転写ベルト78に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック) に対応した作像部4Y、4M、4C、4Kが並設されている。
An
各作像部4Y、4M、4C、4Kには、それぞれ、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kが配設されている。また、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの周囲には、それぞれ、帯電部75、現像部76、クリーニング部77、不図示の除電部等が配設されている。そして、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程) が行われて、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上に各色の画像が形成されることになる。
Photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are disposed in the
感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kは、不図示の駆動モータによって図1中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部75の位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面が一様に帯電される(帯電工程である)。その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、露光部3から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される(露光工程である) 。 The photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are rotationally driven in a clockwise direction in FIG. 1 by a drive motor (not shown). Then, the surfaces of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are uniformly charged at the position of the charging unit 75 (charging process). Thereafter, the surfaces of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach the irradiation position of the laser light L emitted from the exposure unit 3, and electrostatic latent images corresponding to the respective colors are formed by exposure scanning at this position. (It is an exposure process).
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、現像装置76との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される(現像工程である) 。その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、中間転写ベルト78および第1転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上のトナー像が中間転写ベルト78上に転写される(第1転写工程である) 。このとき、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
Thereafter, the surfaces of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach a position facing the developing
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、クリーニング部77との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上に残存した未転写トナーがクリーニング部77のクリーニングブレードによって機械的に回収される(クリーニング工程である) 。
最後に、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上で行われる、一連の作像プロセスが終了する。
Thereafter, the surfaces of the photoconductive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach a position facing the cleaning unit 77, and untransferred toner remaining on the photoconductive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is removed at this position. It is mechanically recovered by 77 cleaning blades (this is a cleaning process).
Finally, the surfaces of the photoconductive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach a position facing a neutralization unit (not shown), and the residual potential on the photoconductive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is removed at this position. The Thus, a series of image forming processes performed on the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is completed.
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト78上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト78上にカラー画像が形成される。ここで、中間転写ユニット85は、中間転写ベルト78の4つの1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79K、2次転写バックアップローラ82、クリーニングバックアップローラ83、テンションローラ84、中間転写クリーニング部80等で構成される。中間転写ベルト78は、3つのローラ82〜84によって張架・支持されるとともに、1つのローラ82の回転駆動によって図1中の矢印方向に無端移動される。
Thereafter, the toner images of the respective colors formed on the respective photosensitive drums through the developing process are transferred onto the
4つの1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kは、それぞれ、中間転写ベルト78を感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kとの間に挟みこんで1次転写ニップを形成している。そして、1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト78は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79K の1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト78上に重ねて1次転写される。
The four primary
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト78は、2次転写ローラ89との対向位置に達する。この位置では、2次転写バックアップローラ82が、2次転写ローラ89との間に中間転写ベルト78を挟みこんで2次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト78上に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体P上に転写される。このとき、中間転写ベルト78には、記録媒体Pに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト78は、中間転写クリーニング部80の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト78上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト78上で行われる、一連の転写プロセスが終了する。
Thereafter, the
ここで、2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Pは、装置本体1の下方に配設された給紙部12から、給紙ローラ97やレジストローラ対98等を経由して搬送されたものである。詳しくは、給紙部12には、転写紙等の記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ97が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対98のローラ間に向けて給送される。
Here, the recording medium P transported to the position of the secondary transfer nip is transported from the
レジストローラ対98に搬送された記録媒体Pは、回転駆動を停止したレジストローラ対98のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト78上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対98が回転駆動されて、記録媒体Pが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体P上に、所望のカラー画像が転写される。
The recording medium P conveyed to the
その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Pは、定着装置20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト21および加圧ローラ31による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体P上に定着される。その後、記録媒体Pは、排紙ローラ対99のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対99によって装置外に排出された被転写画像を有する記録媒体Pは、出力画像として、スタック部100上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
Thereafter, the recording medium P on which the color image is transferred at the position of the secondary transfer nip is conveyed to the position of the fixing
次に、図2、3を参照して、定着装置20の構成について詳細に説明する。
Next, the configuration of the fixing
定着装置20は、図2、3に示すように、定着ベルト21、加熱部材としての加熱パイプ22、ニップ形成部材26、支持部材23、熱源としてのヒータ25、加圧部材としての加圧ローラ31、温度検出手段としての温度センサ28、本体制御部を備えている。
2 and 3, the fixing
定着ベルト21は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトにより形成されており、図2に示す矢印A方向に走行する。定着ベルト21は、ニップ形成部材26との摺接面となる内周面21a側から、基材層、弾性層、離型層が順次積層され、全体の厚さが1mm以下となるよう形成されている。
The fixing
定着ベルト21の基材層は、層厚が25〜35μmであり、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料により形成されている。定着ベルト21の弾性層は、層厚が100〜300μmであり、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴムあるいはフッ素ゴム等のゴム材料で形成されている。この弾性層が設けられることにより、定着ニップ部38における定着ベルト21の表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体P上のトナー像Tに均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。
The base material layer of the fixing
定着ベルト21の離型層は、層厚が10〜50μmであって、PFA(4フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂)、PTFE(4フッ化エチレン樹脂)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、PES(ポリエーテルサルファイド)、等により形成されている。この離型層が設けられることにより、トナー像Tに対する離型性(剥離性)が担保される。
The release layer of the fixing
また、定着ベルト21の直径は15〜120mmに設定されると好適である。本実施の形態においては、定着ベルト21の直径は30mm程度に設定されている。
The diameter of the fixing
また、定着ベルト21は、本発明に係る定着部材を構成している。なお、ニッケルやSUS等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料を用いたフィルムでもよい。定着ベルト21の内周面側には、加熱パイプ22、ニップ形成部材26、支持部材23、ヒータ25、第1の板金29および第2の板金41が設けられている。
Further, the fixing
加熱パイプ22は、定着ベルト21の内部に配置され、その肉厚が0.1mmで断面が略パイプ形状となっている。また、加熱パイプ22は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等の熱伝導性を有する金属により構成されている。ここで、加熱パイプ22の肉厚を0.2mm以下に設定した場合には、加熱パイプ22の加熱効率が向上するため、定着ベルト21の加熱効率も向上することとなり好適である。
The
加熱パイプ22は、定着ニップ部38を除く位置では定着ベルト21の内周面に直接的に摺接するように形成されており、一方、定着ニップ部38の範囲では、定着ベルト21の内周面に間接的に摺接するように形成されている。このため、加熱パイプ22は、定着ニップ部38の位置において内部に凹状に形成されるとともに開口部22a(図3参照)を有している。加熱パイプ22は、第1の板金29および第2の板金41によって挟みこんだ状態で第1の板金29と第2の板金41とをネジ止めにて固定される。これにより、加熱パイプ22は、後述するフランジ部35に、その形状を維持した状態で固定される。また、この凹状に形成された凹部に、ニップ形成部材26が嵌め込まれるようになっている。
The
また、加熱パイプ22は、内周側に設置されているヒータ25の輻射熱により加熱され、この加熱された加熱パイプ22により定着ベルト21が加熱されるようになっている。すなわち、加熱パイプ22がヒータ25より直接的に加熱され、定着ベルト21が加熱パイプ22を介して間接的に加熱される。
The
定着ベルト21と加熱パイプ22とは、加熱領域(本実施の形態の場合には定着ニップ部38の上流側の領域)において接触して摺動する構成、もしくは0.3mm以下のギャップδを有する構成としている。これにより、定着ベルト21を加熱パイプ22により効率的に加熱することが可能となるが、加熱領域において両者が接触して摺動する構成とした方が加熱効率が高くより望ましい。但し、加熱領域において定着ベルト21と加熱パイプ22とを密着させる場合には、加熱領域における定着ベルト21と加熱パイプ22との圧接力が大きくなりすぎても定着ベルト21のトルクが増大し、磨耗を加速する恐れがある。そこで、かかる場合には定着ベルト21と加熱パイプ22との圧接力は0.3kgf/cm2以下になるようにすることが好ましい。
The fixing
また、加熱パイプ22の外周部には、定着ベルト21の磨耗が軽減されるよう潤滑剤としてのフッ素グリスが塗布されている。なお、加熱パイプ22と定着ベルト21との摺動抵抗を低下させるために、加熱パイプ22の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成したり、定着ベルト21の内周面21aにフッ素を含む材料からなる表面層を形成してもよい。
Further, fluorine grease as a lubricant is applied to the outer peripheral portion of the
ニップ形成部材26は、定着ベルト21の内周面に摺接するように固定されている。このニップ形成部材26が定着ベルト21を介して加圧ローラ31に圧接することにより、記録媒体Pを搬送する定着ニップ部38が形成される。したがって、ニップ形成部材26は、定着ベルト21の内周側に配置され、加圧ローラ31の押圧により定着ベルト21を介して加圧ローラ31と当接して定着ニップ部38を形成するようになっている。
The
ニップ形成部材26は、幅方向の両端部が定着装置20の後述するフランジ35に固定支持されている。なお、ニップ形成部材26の構成については、後でさらに詳しく説明する。
Both ends in the width direction of the
図2に示すように熱源としてのヒータ25は、軸方向に複数のハロゲンヒータを備えており、両端部のハロゲンヒータがフランジ35の開口部より突出してフランジ35を介して定着装置20の本体(例えば、側板など)に固定されている。
As shown in FIG. 2, the
また、ヒータ25は、IHであってもよいし、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であってもよいが、ベルトを昇温させる領域は図2中下側でニップ直前の領域とする方が効率良く加熱できる。
Further, the
温度センサ28は、定着ベルト21の表面に対向するように設けられており、公知のサーミスタ等により構成されている。温度センサ28は、例えば定着ベルト21の長手方向の中央領域と端部領域とに配置され、定着ベルト21の温度を検出するようになっている。温度センサ28は、定着ベルト21の表面温度を検出するので、本発明に係る温度検出手段を構成している。
The
温度センサ28は、前述したように、中央部および端部のそれぞれ、最も近接した位置に各温度センサを設けているため、より高精度に温度検知することができ、温度制御することが可能となるのでより高品質な画像を得られる。温度センサ28は定着ベルト21と非接触にした方がその表面を摺動により傷つけることがないのでより好ましい。非接触式のものとしては、サーモパイルや非接触式のサーミスタが挙げられる。接触式のものとしては、接触タイプのサーミスタが挙げられる。
As described above, the
また、ヒータ25は、装置本体1の電源部から電力が供給されており、後述する本体制御部110により、出力制御されている。本体制御部110は、温度センサ25による定着ベルト21の表面温度の検出結果を表す信号を取得し、この信号に応じてヒータ25の出力を制御するようになっている。また、本体制御部は、ヒータ25を消点灯させる制御により、定着ベルト21の温度(定着温度)を所望の温度に設定することができる。
The
また、定着ベルト21は、特に定着ニップ部38の上流側で加熱パイプ22を介して加熱され、定着ニップ部38を通過する。これにより、加熱された定着ベルト21の表面から記録媒体P上のトナー像Tに熱が加えられる。
Further, the fixing
このように、本実施の形態における定着装置20は、ヒータ25によって定着ベルト21が定着ニップ部38よりも回転方向上流側近傍の位置を中心にして周方向にわたって広範囲に加熱されるので、記録媒体Pの搬送を高速化した場合においても定着ベルト21が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。したがって、比較的簡易な構成で効率良く定着ベルト21を加熱できるために、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化されるとともに、装置の小型化が達成される。
As described above, in the fixing
支持部材23は、定着ニップ部38を形成するニップ形成部材26を支持するようになっており、定着ベルト21の内周面側に配置されている。支持部材23は、ニップ形成部材26を加圧ローラ31の押圧方向に対して保持している。
The
また、支持部材23は、ニップ形成部材26と略同じ長さを有しており、その幅方向両端部がフランジ35を介して定着装置20の本体(例えば、側板)に固定されている。また、支持部材23は、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成されている。この構成により、支持部材23がニップ形成部材26および定着ベルト21を介して加圧ローラ31に当接するため、ニップ形成部材26が定着ニップ部38において加圧ローラ31から加圧力を受けて大きく変形することを抑止できる。このように、支持部材23は、ニップ形成部材26を加圧ローラ31の押圧方向に対して保持するようになっている。
The
支持部材23は、加熱パイプ22を効率良く加熱するために、図示しない反射板がヒータ25側の面に取り付けられている。このため、支持部材23が、反射板を設けることにより加熱されるのを防止することで,装置の無駄なエネルギー消費を抑制することができるとともに、加熱パイプ22の後述する加熱範囲に集光させることができる。本実施の形態では、反射板が支持部材23に取り付けられているが、これに代えて支持部材23のヒータ25側の表面に鏡面処理が施されていてもよい。
The
加圧ローラ31は、定着ベルト21の外周面に加圧回転体として圧接し、双方の部材間に所望の定着ニップ部38を形成するようになっている。本実施の形態においては、加圧ローラ31は、直径が30mmに設定されており、中空構造の芯金34上に弾性層36が形成されている。加圧ローラ31の弾性層36は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料により形成されている。なお、加圧ローラ31は、弾性層36の表層にPFA、PTFE等からなる薄肉の離型層を設けていてもよい。加圧ローラ31は、図示しないスプリング等により定着ベルト21側に押し付けられており、ゴム層が押しつぶされて変形することにより,所定のニップ幅を有している。加圧ローラ31は中実のローラであってもよいが、中空のほうが熱容量は少なくてよい。
The
加圧ローラ31は、図示しない駆動機構により、加圧ローラ31は図2の矢印B方向に回転駆動される。また、加圧ローラ31は、その幅方向両端部が定着装置20の側板にベアリングを介して回転自在に支持されている。なお、加圧ローラ31の内部に、ハロゲンヒータ等の熱源を設けてもよい。
The
加圧ローラ31の弾性層36が発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成される場合には、定着ニップ部38に作用する加圧力を減ずることができるために、ニップ形成部材26に生じる撓みを軽減することができる。また、加圧ローラ31の断熱性が高まり定着ベルト21の熱が加圧ローラ31に移動しにくくなるため、定着ベルト21の加熱効率が向上する。なお、弾性層36は、ソリッドゴムでもよい。
In the case where the
加圧ローラ31は、定着ベルト21の外周側で定着ベルト21を押圧可能に配置され、定着ベルト21を摺動させつつ回転させるので、本発明に係る加圧部材を構成している。
The
ニップ形成部材26は、平板形状で定着ベルト21の軸方向に長さを有し、少なくとも定着ベルト21を介して加圧ローラ31と圧接する部分がLCP(液晶ポリマー)やPAI(ポリアミドイミド樹脂)やPI(ポリイミド樹脂)などの耐熱性を有する樹脂部材からなるものであり、支持部材23により定着ベルト21の内周側の所定位置に保持された状態で固定されている。
The
また、ニップ形成部材26の定着ベルト21の内周面と接する部分は、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)の繊維を編み込んだメッシュ状シートや、テフロン(登録商標)シート等の摺動性及び耐磨耗性の優れた図示しないシート材料が巻きつけられた状態で固定されている。また、ニップ形成部材26は、突部22aが軸方向に複数設けられており、支持部材23と当接するようになっている。
Further, the portion of the
ニップ形成部材26は、定着ベルト21の内部で加圧ローラ25と対向しており、定着ベルト21を介して加圧ローラ26と当接して定着ニップ部38(ニップ部)を形成するので、本発明に係るニップ形成部材を構成している。このように、定着ベルト21は、ニップ形成部材26と加圧ローラ31との間に挟みこまれて回転するが、定着ニップ部38の上流側はベルトの張り側となり、定着ニップ部38に記録媒体Pが案内される。
The
図3に示すように、第1の板金29は、厚さが1.5mmのステンレス板をコの字状に形成したものであって、支持部材23がニップ形成部材26と当接するように複数の溝29bが形成されている。
As shown in FIG. 3, the
また、第2の板金41は、第1の板金29よりも薄いステンレス板をコの字状に形成したものであって、支持部材23がニップ形成部材26と当接するように第1の板金29と同様に複数の溝41aが形成されている。第2の板金41は、定着ベルト21の内周面側からニップ形成部材26を覆うようになっている。
The
第1の板金29および第2の板金41は、ボルト締めによって固定される。また、第1の板金29には、定着ベルト21の軸方向に延びる板状突起29aが形成されており、この板状突起29aはフランジ35に形成された開口部35cを通して挿入されるようになっている。このため、第1の板金29は、フランジ35を介して定着装置20の図示しない側板に固定され、同時に第2の板金41も定着装置20の側板に固定される。
The
また、ニップ形成部材26は、第2の板金41のコの字状の部分に嵌まるようになっており、しかも両端部に設けられた端部26bによりフランジ36の突起35cに嵌まるようになっている。このため、ニップ形成部材26は、第2の板金41、第1の板金29およびフランジ35を介して定着装置20の側板に固定される。
Further, the
図3に示すように、フランジ35は、定着ベルト21の両端部でその内周面部と摺接する第1フランジ部35aと、定着ベルト21の両端エッジ部と摺接して軸方向の位置決めを行う第2フランジ部35fと、を有している。
As shown in FIG. 3, the
さらに、フランジ35は、支持部材23の両端部を収容する開口部35dが形成され、このフランジ35には、支持部材23の位置決めを可能にする溝35eが形成されている。これにより、フランジ35は、支持部材23の周方向の回転を規制することが可能になり、結果として、ニップ形成部材26を安定して保持することが可能になっている。また、フランジ35は、図示していないが、支持部材23の軸方向への移動を規制する溝が形成されている。
Further, the
また、フランジ35には、第1の板金29の端部29aおよびニップ形成部材26の端部26bを挿入する開口部35bが形成されており、ニップ形成部材26の端部26bに形成されたU字溝26cと係合する突起35cが形成されている。このため、第1の板金29およびニップ形成部材26が、定着装置20の組み付け時に、本体1に固定されるようになっている。
Further, the
フランジ35の第1フランジ部35aは、加熱パイプ22の両端部でその内周面と直接的に摺接することで、加熱パイプ22の形状を維持するようになっている。また、フランジ35の第1フランジ部35aは、定着ベルト21の両端部でその内周面と間接的に摺接することで、定着ベルト21の形状を維持するようになっている。
The
図2、4に示すように、変位検出手段27は、回転軸27aと、接触コロ27bと、第1フィラー部27cと、第2フィラー部27dと、第1センサ27eと、第2センサ27fと、を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the displacement detection means 27 includes a
回転軸27aは、棒状部材によって構成されており、装置本体1に回転可能に支持されている。回転軸27aは、図示しないねじりバネにより後述する接触コロ27bが定着ベルト21に接触する方向に付勢されている。
The
接触コロ27bは、定着ベルト21の軸方向中心付近で回転軸27aに支持部材27gを介して固定されており、定着ベルト21との接触時に連れ回りするようになっており、定着ベルト21の表面に影響を与えないようになっている。したがって、コロ部材によって構成された接触コロ27bは、本発明に係る接触部を構成している
The
第1フィラー部27cは、平板状の部材で構成され、第1センサ27eの方向に延在するように回転軸27aに固定されている。一方第2フィラー部27dは、平板状の部材で構成され、中央部付近で第2センサ27fの方向に延在するよう回転軸27aに固定されている。
The
第1センサ27eは、第1フィラー部27cを検出する公知のセンサであって、図2(b)に示す接触コロ27bが第1の位置に移動した場合に第1フィラー部27cを検出する位置に配置されている。ここで第1の位置は、定着ベルトの変形が許容可能な変形量を検出可能な位置を意味し、定着昇温時間を著しく低下させない位置に設定される。
The
一方第2センサ27fは、第2フィラー部27dを検出する公知のセンサであって、図2(c)に示す接触コロ27bが第2の位置に移動した場合に第2フィラー部27dを検出する位置に配置されている。ここで第2の位置は、定着ベルトの変形が許容不可能な変形量を検出可能な位置を意味し、加熱パイプの温度上昇が耐熱温度Tpmaxを超えないような値に設定されている。
On the other hand, the
図4に示すように、変位検出手段27は、回転軸27aの端部付近に放射外方に向けて突出する突起部27iと、一方装置本体1の側板に固定されており回転軸27aの回転を規制するよう突起部27iと係合する規制部材27hと、備えている。規制部材27hは、図示しないねじりバネに付勢方向に対抗するとともに、図2(a)に示す定着ベルト21が変形していない状態(冷間状態)のときに、接触コロ27bが定着ベルト21と所定間隔で位置するように回転軸27aの回転を規制するようになっている。このような、回転軸27aの回転を接触コロ27bが定着ベルト21に接触しない位置で規制する構成はこれに限定されない。
As shown in FIG. 4, the
変位検出手段27を構成する接触コロ27bは、定着ベルト21の軸方向に対し中央近傍に配置され、かつ、加熱パイプ27bの断面方向に対して加熱範囲に配置されている。ここで、加熱範囲とは、図2(X)を基準に反時計回りに225°〜270°の範囲を意味している。また、加熱パイプ22と定着ベルト21は、軸方向の長さが略同一で有るため、定着ベルト21の軸方向に対し中央近傍は、加熱パイプ22の軸方向に対し中央近傍でもある。
The
変位検出手段27は、ヒータ25が非加熱の状態で接触コロ27bが定着ベルト21と接触しない位置に配置され、ヒータ25によって定着ベルト21が前述した加熱範囲側に変形した第1の位置を検出し、ヒータ25によって定着ベルト21がさらに加熱範囲側に変形した第2の位置を検出するようになっている。
The
図5に示すように、本体制御部110は、本発明に係る制御手段を構成しており、装置本体1を制御するための各種演算を行うCPU(central processing unit)110a、読み出し専用のメモリであるROM(Read Only Memory)110b、一時記憶用のRAM(Random Access Memory)110c、図示しない入出力インターフェイスを含んでいる。本体制御部110は、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに記憶された制御プログラムを含む制御プログラムを実行するようになっている。
As shown in FIG. 5, the main
具体的には、本体制御部110は、例えば、第1の位置を検出する第1のセンサ111、第2の位置を検出する第2のセンサ112、上述した温度センサ28、定着ニップ部38の排出側の排紙経路に設けられた排紙センサ113からの検出情報に基づいて、ヒータ駆動回路114および駆動装置115を制御する。
Specifically, the main
ヒータ駆動回路114は、外部の電源とヒータ25とに接続され、本体制御部110からの制御信号により、電源からヒータ25に供給される電力供給量が制御される。したがって、ヒータ25はヒータ駆動回路114に所望の点灯率となるように制御される。
The
また、ROMには、温度センサ28から出力された検出温度や、変位検出手段によって検出された変形量に応じてヒータ25への電力供給量が対応付けられた制御マップを有しており、これにより所望の点灯率に制御される。
Further, the ROM has a control map in which the power supply amount to the
このように、本体制御部110は、温度センサ28によって検出された定着ベルト21の表面温度に基づいてヒータ25を制御して定着ベルトの表面温度を予め設定された表面温度に制御するようになっている。さらに、本体制御部110は、変位検出手段によって加熱パイプ22の変形を検出した場合には加熱パイプ22への伝熱量、すなわちヒータ25の点灯率を減少させるようになっている。
As described above, the main
具体的には、本体制御部110は、変位検出手段27によって第1の位置への変形が検出された場合には、ヒータ25の点灯率を最大点灯率100%から75%に減少させるようヒータ駆動回路114を制御し、さらに第2の位置への変形が検出された場合には、ヒータ25を消灯させるようヒータ駆動回路114を制御するようになっている。ここで、ヒータ25の点灯率は、単なる例示であってこれに限定されないし、本体制御部110は、ヒータ25の点灯率をさらに2段階以上に減少させるよう制御するようにしてもよい。
Specifically, the main
次に、作用について説明する。 Next, the operation will be described.
次に、図2を参照して、定着装置20の動作について説明する。
まず、画像形成装置が出力信号を受けると(例えばユーザの操作パネルの操作等により画像形成装置に印刷要求があると) 、定着装置20において、加圧脱圧手段により加圧ローラ31が定着ベルト21を介してニップ形成部材26を押圧し、定着ニップ部38を形成する。
Next, the operation of the fixing
First, when the image forming apparatus receives an output signal (for example, when there is a print request to the image forming apparatus due to a user's operation on the operation panel or the like), in the fixing
ついで、不図示の駆動装置によって、加圧ローラ31が図2の時計回り方向(矢印B方向)に回転駆動されると、定着ベルト21も連れ回りして反時計回り方向(矢印A方向)に回転する。
Next, when the
そして、それと同期して外部の電源からヒータ25に電力が供給され、加熱パイプ22はヒータ25から周方向、軸方向全幅において効率的に熱が伝達され、急速に加熱される。さらに、定着ベルト21には加熱パイプ22からの熱が伝達され、急速に加熱される。なお、駆動装置の動作とヒータ25による加熱は同時刻に同時に開始する必要はなく、適宜時間差を設けて開始してもよい。
In synchronism with this, electric power is supplied from an external power source to the
このとき、温度センサ28で検知される温度により定着ニップ部38における定着ベルト21が所定の温度となるように、ヒータ25による加熱制御が行われており、定着に必要な温度まで昇温された後、保持され、記録媒体Pの通紙が開始される。
At this time, the heating control by the
このように、定着装置20では、定着ベルト21およびヒータ25の熱容量が小さいため、省エネを図りつつウォームアップ時間やファーストプリント時間を短くすることができる。
Thus, in the fixing
また、画像形成装置1への出力信号がない場合、通常は消費電力を抑えるために加圧ローラ31および定着ベルト21は非回転で、ヒータ25は通電を停止されているが、すぐに再出力を開始したい(復帰させたい) 場合は、加圧ローラ31及び定着ベルト21が非回転の状態でもヒータ25に通電しておくことが可能である。この場合は、ヒータ25に定着ベルト21の全体を保温させておく程度の通電を行う。
When there is no output signal to the image forming apparatus 1, the
次に、図6を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置1の処理フローについて説明する。なお、以下の処理は、装置本体1の電源が入っており、ユーザにより操作パネルからコピースタートボタンが押されたことを条件に開始される。また、以下の処理は、後述するように処理間隔Tで実行されるようになっている。 Next, a processing flow of the image forming apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The following processing is started on the condition that the apparatus main body 1 is turned on and the user presses the copy start button from the operation panel. Further, the following processing is executed at a processing interval T as will be described later.
本体制御部110は、ヒータ駆動回路114に最大点灯率100%で電力供給を開始させるよう制御する(ステップS10)。
The main
次いで、本体制御部110は、変位検出手段27が第1の位置を検出したか否かを判定する(ステップS11)。本体制御部110は、変位検出手段27が第1の位置を検出しない場合には、ヒータ駆動回路に最大点灯率100%で電力供給をさせるよう制御する(ステップS16)。一方、本体制御部110は、変位検出手段27が第1の位置を検出した場合には、ステップS12に移行する。
Next, the main
次いで、本体制御部110は、変位検出手段27が第2の位置を検出したか否かを判定する(ステップS12)。本体制御部110は、変位検出手段27が第2の位置を検出しない場合には、ヒータ駆動回路に点灯率75%で電力供給をさせるよう制御する(ステップS15)。一方、本体制御部110は、変位検出手段27が第2の位置を検出した場合には、ヒータ駆動回路114に点灯率0%にさせるよう制御し、電力供給を遮断させる(ステップS13)。
Next, the main
次いで、本体制御部110は、通紙が終了したか判定する(ステップS14)。具体的には、最後の記録媒体Pが排紙センサ113により検出されなくなったか否かにより判定する(ステップS14)。本体制御部110は、排紙センサ113からの信号が検出されている場合には、ステップS11に移行し、一方排紙センサ113からの信号が検出されなくなった場合には、終了する。
Next, the main
次に、図7を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置1の変位検出手段27が有る場合と無い場合とのそれぞれにおける、定着ベルト21の変形量と、ヒータ25の点灯率と、定着ベルト21および加熱パイプ22の表面温度とについて説明する。
Next, referring to FIG. 7, the deformation amount of the fixing
まず、図7(a)に示すように、変位検出手段27が無い場合には、点灯率が100%に移行後直ぐ時刻tAで定着ベルト21及び加熱パイプ22の表面温度は上昇する。このとき、定着ベルト21の変形量は、Xmaxに到達する。その後記録媒体Pによって定着ベルト21及び加熱パイプ22の温度は下がるが、記録媒体Pが定着装置20を通過後は、再び上昇する。このとき、定着ベルト21の変形量も定着ベルト21及び加熱パイプ22の温度上昇に追従するように上昇する。
First, as shown in FIG. 7A, when there is no displacement detection means 27, the surface temperatures of the fixing
その後、時刻tBにおいて加熱パイプ22の温度が定着ベルト21を含む構成部品の耐熱温度Tpmaxを超えてしまう。このように、加熱パイプ22は、軸方向両端部で定着ベルト21との間に隙間が生じてしまうことに起因して、加熱パイプ22の特に軸方向両端部において異常発熱が生じることとなる。
Thereafter, at time t B , the temperature of the
次に、図6(b)に示すように、変位検出手段27が有る場合には、点灯率が100%に移行後直ぐに定着ベルト21及び加熱パイプ22の表面温度は上昇する。
Next, as shown in FIG. 6B, when the
次いで、t1に到達すると、定着ベルト21及び加熱パイプ22の表面温度はさらに上昇し、定着ベルト21の変形量は、第1の位置に到達する。このため、本体制御部110は、ヒータ駆動回路114に点灯率75%でヒータを制御する。このように、図6(a)の変位検出手段27が無しの場合に比較して加熱パイプ22の表面温度の上昇速度を抑えているのが分かる。
Next, when reaching t1, the surface temperatures of the fixing
次いで、t2に到達すると、定着ベルト21及び加熱パイプ22の表面温度はさらに上昇し、定着ベルト21の変形量は、第2の位置に到達する。このため、本体制御部110は、ヒータ駆動回路114に点灯率0%でヒータ25を制御する。この結果、少なくとも加熱パイプ22の表面温度が耐熱温度を超えないように制御することができる。
Next, when reaching t2, the surface temperatures of the fixing
次いで、t3に到達すると、ヒータ25の点灯率に加え記録媒体Pの通過も伴って定着ベルト21及び加熱パイプ22の表面温度は下降し、定着ベルト21の変形量は、第1の位置を下回っている。このため、本体制御部110は、ヒータ駆動回路114に再び点灯率100%でヒータ25を制御させる。
Next, when t3 is reached, the surface temperature of the fixing
次いで、t4に到達すると、定着ベルト21及び加熱パイプ22の表面温度は再度上昇し、定着ベルト21の変形量は、再び第1の位置に到達する。このため、本体制御部110は、ヒータ駆動回路114に点灯率75%でヒータ25を制御させる。
Next, when t4 is reached, the surface temperatures of the fixing
次いで、t5に到達すると、定着ベルト21及び加熱パイプ22の表面温度は下降し、定着ベルト21の変形量は、再び第1の位置を下回っている。このため、本体制御部110は、ヒータ駆動回路114に点灯率100%でヒータ25を制御させる。
Next, when reaching t5, the surface temperatures of the fixing
次いで、t6に到達すると、定着ベルト21及び加熱パイプ22の表面温度は再度上昇し、定着ベルト21の変形量は、再び第1の位置に到達する。このため、本体制御部110は、ヒータ駆動回路114に点灯率75%でヒータ25を制御させる。
Next, when t6 is reached, the surface temperatures of the fixing
次いで、t7に到達すると、定着ベルト21及び加熱パイプ22の表面温度は下降し、定着ベルト21の変形量は、再び第1の位置を下回っている。このため、本体制御部110は、ヒータ駆動回路114に点灯率100%でヒータ25を制御させる。
Next, when t7 is reached, the surface temperatures of the fixing
このように、変位検出手段27が有る場合には、点灯率を可変制御することにより、加熱パイプ22の温度が定着ベルト21を含む構成部品の耐熱温度Tpmaxを超えることがない。なお、図7(b)におけるt1からt7の間隔は、上述した本体制御部110における処理間隔Tに対応している。
Thus, when the displacement detection means 27 is provided, the temperature of the
以上説明したように、本実施の形態に係る定着装置は、定着ベルト21を介して加熱パイプ22の変形を検出した場合には、加熱パイプ22への伝熱量を減少させることにより、少なくとも加熱パイプ22の変形を一定量以下に抑制することができるので、加熱パイプ22と定着ベルト21との隙間を抑制し加熱パイプ22の過昇温を防止することができる。この結果、定着ベルト21を含む各構成部品が破損することを防止できる。
As described above, in the fixing device according to the present embodiment, when the deformation of the
また、本実施の形態に係る定着装置は、定着ベルト21の変形によるその検出位置を軸方向に対して中央近傍、かつ断面方向に対して加熱範囲に配置することにより、定着ベルト21の変形が最大となる位置で検出可能となり、定着ベルト21の変形を高精度に検出することができる。
Further, in the fixing device according to the present embodiment, the fixing
また、本実施の形態に係る定着装置は、加熱パイプ22の変形に起因して定着ベルト21が変形しても、定着ベルト21の変形を検出することによって、加熱パイプ22の変形を検出することができる。しかも、定着ベルト21の変形を段階的に検出することができるので、ヒータ25の点灯率を段階的に減少させることができ、加熱パイプ22への伝熱量を最適に制御することができる。具体的には、加熱パイプ22の変形が許容可能な変形量までは本体制御部110によってヒータ25の点灯率を低下させることによって定着温度までの昇温時間を著しく低下させることなくその変形を一定量以下に抑制でき、一方、加熱パイプ22の変形が許容できないまで変形した場合は、本体制御部110によってヒータ25を消灯させることによって加熱パイプ22の過昇温および定着ベルト21を含む構成部品の破損を防止することができる。
Further, the fixing device according to the present embodiment detects the deformation of the
また、本実施の形態に係る定着装置は、接触コロ27bが定着ベルト21に接触することによる定着ベルト21を構成するベルト表面の局部的な磨耗を防止することができ、これにより画質低下を抑制することができる。
Further, the fixing device according to the present embodiment can prevent local wear on the surface of the belt constituting the fixing
また、本実施の形態に係る画像形成装置は、加熱パイプ22の変形を検出した場合には、加熱パイプ22への伝熱量を減少させることにより、加熱パイプ22の変形を一定量以下に抑制することができるので、定着ベルト21を含む各構成部品が破損することを防止できる。
In addition, when the deformation of the
(第2の実施の形態)
次に、図8を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。
本実施の形態に係る画像形成装置においては、第1の実施の形態に係る画像形成装置とは、加熱パイプを有しない点でその構成が異なるが、他の構成は略同様に構成されている。したがって、図1〜7に示した第1の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点のみ詳述する。
(Second Embodiment)
Next, an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The image forming apparatus according to the present embodiment differs from the image forming apparatus according to the first embodiment in that the configuration is different in that it does not have a heating pipe, but the other configurations are substantially the same. . Therefore, description will be made using the same reference numerals as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 7, and only differences will be described in detail.
図8に示すように、定着ベルト21の内周面部21aには、フランジ部35aと摺接しない部分に、定着ベルト21の内部に配置された熱源からの輻射熱を効率良くかつすばやくベルト表面まで伝えるために熱吸収率の高い黒色にすべく黒色に塗装されている。これにより、定着ベルト21の長手方向の中央付近、すなわち定着ニップ部38において未定着トナーを永久定着する箇所において熱源からの熱を効率良く定着ベルト21の表面に伝達することができる。
As shown in FIG. 8, radiant heat from a heat source disposed inside the fixing
このように、第2の実施の形態に係る画像形成装置は、加熱パイプを除去した定着装置を備えている。この第2の実施の形態に係る画像形成装置も第1の実施の形態に係る画像形成装置と同様に定着ベルト21が変形するので、第1の実施の形態に係る画像形成装置と同様に変位検出手段27が設けられている。したがって、第2の実施の形態に係る画像形成装置も第1の実施の形態に係る画像形成装置と同様に各種センサの検出結果に基づいて本体制御部110が図6に示した制御フローにしたがって変位検出手段27を制御する。
As described above, the image forming apparatus according to the second embodiment includes the fixing device from which the heating pipe is removed. In the image forming apparatus according to the second embodiment, the fixing
本体制御部110は、変位検出手段によって定着ベルト21の変形を検出した場合には定着ベルト21への伝熱量、すなわちヒータ25の点灯率を減少させるようになっている。
When the deformation of the fixing
具体的には、本体制御部110は、変位検出手段27によって第1の位置への変形が検出された場合には、ヒータ25の点灯率を最大点灯率100%から75%に減少させるようヒータ駆動回路114を制御し、さらに第2の位置への変形が検出された場合には、ヒータ25を消灯させるようヒータ駆動回路114を制御するようになっている。
Specifically, the main
以上説明したように、本実施の形態に係る定着装置および画像形成装置は、定着ベルト21の変形を検出した場合には、定着ベルト21への伝熱量を減少させることにより、少なくとも定着ベルト21の変形を一定量以下に抑制することができるので、定着ベルト21を含む各構成部品が破損することを防止できる。
As described above, the fixing device and the image forming apparatus according to the present embodiment detect at least deformation of the fixing
また、本実施の形態に係る定着装置は、定着ベルト21の変形を段階的に検出することができるので、ヒータ25の点灯率を段階的に減少させることができ、定着ベルト21への伝熱量を最適に制御することができる。具体的には、定着ベルト21の変形が許容可能な変形量までは本体制御部110によってヒータ25の点灯率を低下させることによって定着温度までの昇温時間を著しく低下させることなくその変形を一定量以下に抑制でき、一方、加熱パイプ22の変形が許容出来ないまで変形した場合は、本体制御部110によってヒータ25を消灯させることによって定着ベルト21を含む構成部品の破損を防止することができる。
Further, since the fixing device according to the present embodiment can detect the deformation of the fixing
また、本実施の形態に係る画像形成装置は、定着ベルト21の変形を検出した場合には、定着ベルト21への伝熱量を減少させることにより、定着ベルト21の変形を一定量以下に抑制することができるので、定着ベルト21を含む各構成部品が破損することを防止できる。
Further, when the deformation of the fixing
1 画像形成装置
20 定着装置
21 定着ベルト(定着部材)
22 加熱パイプ(加熱部材)
23 支持部材
25 ヒータ(熱源)
26 ニップ形成部材
27 変位検出手段
27b 接触コロ(接触部)
28 温度センサ(温度検出手段)
29 第1の板金
31 加圧ローラ(加圧部材)
35 フランジ
38 定着ニップ部
41 第2の板金
110 本体制御部(制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
22 Heating pipe (heating member)
23
26
28 Temperature sensor (temperature detection means)
29
35
Claims (6)
前記定着部材の内部に配置されるとともにパイプ状の金属体によって構成され、前記定着部材の内周面に直接または間接的に摺接して前記定着部材を加熱する加熱部材と、
前記加熱部材を加熱する熱源と、
前記定着部材の外周側で該定着部材を押圧可能に配置され、前記定着部材を摺動させつつ回転させる加圧部材と、
前記定着部材の内部で前記加圧部材と対向するとともに、前記定着部材を介して前記加圧部材と当接してニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記定着部材の表面温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって検出された表面温度に基づいて前記熱源を制御して前記定着部材の表面温度を予め設定された表面温度に制御する制御手段と、を備えた定着装置であって、
前記定着部材を介して前記加熱部材の変形を検出する変位検出手段をさらに備え、前記変位検出手段によって前記加熱部材の変形を検出した場合に、前記制御手段によって前記加熱部材への伝熱量を減少させることを特徴とする定着装置。 An endless belt-like fixing member having flexibility;
A heating member disposed inside the fixing member and configured by a pipe-shaped metal body, which heats the fixing member by directly or indirectly slidingly contacting an inner peripheral surface of the fixing member;
A heat source for heating the heating member;
A pressure member that is arranged so as to be able to press the fixing member on an outer peripheral side of the fixing member, and that rotates while sliding the fixing member;
A nip forming member that faces the pressure member inside the fixing member and forms a nip portion by contacting the pressure member via the fixing member;
Temperature detecting means for detecting the surface temperature of the fixing member;
Control means for controlling the heat source based on the surface temperature detected by the temperature detection means to control the surface temperature of the fixing member to a preset surface temperature, and a fixing device comprising:
Displacement detection means for detecting deformation of the heating member via the fixing member is further provided, and when the deformation of the heating member is detected by the displacement detection means, the amount of heat transfer to the heating member is reduced by the control means. A fixing device.
前記定着部材の内部に配置されるとともに、前記定着部材を加熱する熱源と、
前記定着部材の外周側で該定着部材を押圧可能に配置され、前記定着部材を摺動させつつ回転させる加圧部材と、
前記定着部材の内部で前記加圧部材と対向するとともに、前記定着部材を介して前記加圧部材と当接してニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記定着部材の表面温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって検出された表面温度に基づいて前記熱源を制御して前記定着部材の表面温度を予め設定された表面温度に制御する制御手段と、を備えた定着装置であって、
前記定着部材の変形を検出する変位検出手段をさらに備え、前記変位検出手段によって前記定着部材の変形を検出した場合に、前記制御手段によって前記定着部材への伝熱量を減少させることを特徴とする定着装置。 A flexible endless belt-shaped fixing member whose inner surface is blackened;
A heat source disposed inside the fixing member and for heating the fixing member;
A pressure member that is arranged so as to be able to press the fixing member on an outer peripheral side of the fixing member, and that rotates while sliding the fixing member;
A nip forming member that faces the pressure member inside the fixing member and forms a nip portion by contacting the pressure member via the fixing member;
Temperature detecting means for detecting the surface temperature of the fixing member;
Control means for controlling the heat source based on the surface temperature detected by the temperature detection means to control the surface temperature of the fixing member to a preset surface temperature, and a fixing device comprising:
Displacement detecting means for detecting deformation of the fixing member is further provided, and when the deformation of the fixing member is detected by the displacement detecting means, the amount of heat transfer to the fixing member is reduced by the control means. Fixing device.
前記変位検出手段によって前記第1の位置への変形が検出された場合には、前記制御手段によって前記熱源の点灯率を減少させ、さらに前記第2の位置への変形が検出された場合には、前記制御手段によって前記熱源を消灯させることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の定着装置。 The displacement detecting means is disposed at a position where the heat source is not in contact with the fixing member in a non-heated state, detects a first position where the fixing member is deformed to the heating range side by the heat source, and the heat source A second position where the fixing member is further deformed toward the heating range;
When deformation to the first position is detected by the displacement detection means, the lighting rate of the heat source is decreased by the control means, and when deformation to the second position is further detected. The fixing device according to claim 1, wherein the heat source is turned off by the control unit.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US9348276B2 (en) | 2014-05-16 | 2016-05-24 | Konica Minolta, Inc. | Fixing device and image forming apparatus |
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2011
- 2011-09-09 JP JP2011197411A patent/JP2013057896A/en not_active Withdrawn
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