JP2014026072A - Fixing device and image forming apparatus using the same - Google Patents

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Tetsuo Tokuda
哲生 徳田
Jun Okamoto
潤 岡本
Naoto Suzuki
直人 鈴木
Satoshi Ueno
智志 上野
Fumihiro Hirose
文洋 廣瀬
Takashi Sakamaki
崇 酒巻
Motoyoshi Yamano
元義 山野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device and an image forming apparatus having a short warm-up time and capable of preventing problems such as breakage of a fixing member or a fixing failure.SOLUTION: The fixing device includes a fixing belt 21, a pressurizing roller 31 disposed on an outer circumference side of the fixing belt 21, a heater 25 heating the fixing member, and a control unit controlling a transferred amount of heat to the fixing member by heating, and thereby setting a temperature on the outer surface of the fixing member to a predetermined temperature; and the fixing device feeds a sheet carrying an unfixed toner image into a nip 26 formed by press-contact between the fixing belt 21 and the pressurizing roller 31, and heats and fixes the image. The fixing device further includes displacement detection means 27 that detects a degree of deformation in an outer surface 21a of the fixing belt 21. If the displacement detection means 27 detects deformation in a degree exceeding a predetermined range during a warm-up period of the fixing device 20, the control unit suppresses the transferred amount of heat to the fixing belt 21.

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。さらに詳述すると、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus. More specifically, the present invention relates to a fixing device that fixes a toner image formed on an image carrier onto a recording medium, and an image forming apparatus including the fixing device.

複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機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、記録材、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。   Various image forming apparatuses using an electrophotographic system have been devised as image forming apparatuses such as copiers, printers, facsimiles, and their combined machines, 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. The image is formed by a process in which the transferred image is transferred onto a recording paper (also referred to as paper, recording material, or recording medium) by a transfer device to carry the image, and a toner image on the recording paper is fixed by a fixing device using pressure, heat, or the like Yes.

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、トナー像を記録紙上に定着することを行っている。   In the fixing device, a fixing member and a pressure member constituted by opposing rollers or belts or a combination thereof are disposed so as to contact each other to form a nip portion. And a pressure is applied to fix the toner image on the recording paper.

例えば、図6に示すようなベルト定着方式の定着装置110は、熱源である加熱ヒータ111を有する加圧ローラ113と表層にゴム層が設けられた定着ローラ115を内包した定着ベルト117と、定着ベルト117に当接する加圧ローラ119により形成されるニップ部(定着ニップ部)Nに、トナー転写済みの記録媒体(記録紙)Pを通過させる過程で、転写されたトナー像が加熱および加圧され定着するものである。   For example, a belt fixing type fixing device 110 as shown in FIG. 6 includes a pressure roller 113 having a heater 111 as a heat source, a fixing belt 117 including a fixing roller 115 provided with a rubber layer on the surface layer, and fixing. The transferred toner image is heated and pressed in the process of passing the toner-transferred recording medium (recording paper) P through the nip portion (fixing nip portion) N formed by the pressure roller 119 in contact with the belt 117. It will be fixed.

また、画像形成装置に用いられる上述の定着装置として、回転体の内面に摺接する固定部材を有している特許文献1に示される定着装置がある。この定着装置を図7に示す。定着装置20は、定着部材(定着ベルト)21と、定着ベルト21の内部に設けられる金属熱伝導体(加熱部材)22と、熱源25と、定着ベルト21を介して金属熱伝導体22に接してニップを形成する加圧ローラ31とを具備し、ニップを通る被定着材に対し加熱加圧して定着処理を行う定着装置である。特許文献1の発明によれば、定着装置20を構成する定着ベルト21全体を温めることができるため、ウォームアップタイム(加熱待機時間)、ファーストプリントタイムを短縮することができ、すなわち装置を高速化することができる。   Further, as the above-described fixing device used in the image forming apparatus, there is a fixing device disclosed in Patent Document 1 having a fixing member that is in sliding contact with the inner surface of a rotating body. This fixing device is shown in FIG. The fixing device 20 is in contact with the metal heat conductor 22 via the fixing member (fixing belt) 21, the metal heat conductor (heating member) 22 provided inside the fixing belt 21, the heat source 25, and the fixing belt 21. And a pressure roller 31 that forms a nip, and a fixing device that performs a fixing process by heating and pressing a material to be fixed that passes through the nip. According to the invention of Patent Document 1, since the entire fixing belt 21 constituting the fixing device 20 can be heated, the warm-up time (heating standby time) and the first print time can be shortened, that is, the apparatus is speeded up. can do.

しかしながら、特許文献1に示す構成の定着装置は、定着部材である定着ベルトを、金属熱導電体に対して着脱自在に沿わせて設ける構成であるため、加圧ローラからの回転駆動で定着ベルトを連れまわした場合、定着部材の下流方向で定着ベルトにたるみが生じる。このため、金属熱導電体の上述の定着部材の上流側と下流側との間で温度差が生じ、定着部材の下流側では金属熱導電体が軸方向の中央部近傍において凸型に熱変形し、その両端部は定着ベルトとの間に隙間が生じていわゆるベルト浮きの状態となる。その結果、金属熱導電体が異常発熱し、定着ベルトが変形して破損するおそれが生じてしまうという課題があった。   However, the fixing device having the configuration shown in Patent Document 1 has a configuration in which a fixing belt, which is a fixing member, is provided so as to be detachable along a metal thermal conductor, so that the fixing belt is driven by rotation from a pressure roller. Sag occurs in the fixing belt in the downstream direction of the fixing member. For this reason, a temperature difference occurs between the upstream side and the downstream side of the above-described fixing member of the metal thermal conductor, and the metal thermal conductor is thermally deformed into a convex shape near the central portion in the axial direction on the downstream side of the fixing member. However, a gap is formed between the both ends of the fixing belt and a so-called belt floating state. As a result, there is a problem that the metal thermal conductor generates abnormal heat, and the fixing belt may be deformed and damaged.

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、定着部材の加熱効率が高いためにウォームアップタイムが短く、高速化された装置の場合であっても、上述したような定着部材の破損や定着不良等の不具合が生じることがない定着装置、及びこれを用いた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 order to solve the above-described problems. Even when the fixing member has a high heating efficiency and has a short warm-up time and a high-speed apparatus, the above-described fixing is performed. It is an object of the present invention to provide a fixing device that does not cause problems such as member breakage and fixing failure, and an image forming apparatus using the same.

かかる目的を達成するため、請求項1に記載の定着装置は、可撓性を有する無端状の定着部材と、定着部材の外周側に該定着部材を押圧可能に配置される加圧部材と、定着部材を加熱する加熱手段と、加熱による定着部材への伝熱量の制御を行うことによって定着部材の外表面の温度を所定の温度に設定する制御部と、を備え、定着部材と加圧部材との圧接によって形成される定着部材と加圧部材とのニップ部に未定着トナー像を担持した用紙を通紙して加熱定着を行う定着装置において、定着部材の外表面の変形の大きさを検出する変位検出手段をさらに備え、制御部は、定着装置のウォームアップ時に、変位検出手段が所定の範囲を超える大きさの定着部材の外表面の変形を検出した際には、定着部材への伝熱量を抑えるものである。   In order to achieve such an object, the fixing device according to claim 1 includes an endless fixing member having flexibility, and a pressure member arranged to be able to press the fixing member on the outer peripheral side of the fixing member. A heating unit that heats the fixing member, and a control unit that sets the temperature of the outer surface of the fixing member to a predetermined temperature by controlling the amount of heat transfer to the fixing member by heating, the fixing member and the pressure member In a fixing device that heats and fixes a sheet carrying an unfixed toner image through a nip portion between a fixing member and a pressure member formed by pressure contact with the fixing member, the degree of deformation of the outer surface of the fixing member is reduced. Displacement detecting means for detecting is further provided, and the controller detects the deformation of the outer surface of the fixing member having a size exceeding a predetermined range when the fixing device is warmed up. It suppresses heat transfer.

本発明によれば、ウォームアップタイムが短く、高速化された装置の場合であっても、定着部材の破損や定着不良等の不具合が生じない、定着装置、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 that do not cause problems such as breakage of a fixing member or defective fixing even in the case of an apparatus with a short warm-up time and a high speed. .

本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an exemplary embodiment. 第1の実施形態に係る定着装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a fixing device according to a first embodiment. 第1の実施形態に係る定着装置の上面図である。FIG. 3 is a top view of the fixing device according to the first embodiment. 本実施形態に係る定着装置の動作に係るフロー図である。FIG. 6 is a flowchart relating to the operation of the fixing device according to the present embodiment. 第2の実施形態に係る定着装置の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a fixing device according to a second embodiment. 従来の定着装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional fixing device. 従来の定着装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional fixing device.

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.

(画像形成装置の構成・動作)
まず、図1にて本実施形態の画像形成装置全体の構成・動作について説明する。図1に示すように、本実施形態における画像形成装置(装置本体)1は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置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(交換自在)に設置されている。
(Configuration and operation of image forming apparatus)
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, an image forming apparatus (apparatus main body) 1 in this embodiment is a tandem type color printer. In the bottle accommodating portion 101 above the image forming apparatus 1, four toner bottles 102Y, 102M, 102C, and 102K corresponding to the respective colors (yellow, magenta, cyan, and black) are detachably (replaceable). Yes.

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 intermediate transfer unit 85 is disposed below the bottle housing portion 101. Image forming units 4Y, 4M, 4C, and 4K corresponding to the respective colors (yellow, magenta, cyan, and black) are arranged in parallel so as to face the intermediate transfer belt 78 of the intermediate transfer unit 85.

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、除電部(不図示である。)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)がおこなわれて、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 image forming units 4Y, 4M, 4C, and 4K, respectively. Further, around each of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K, a charging unit 75, a developing unit 76, a cleaning unit 77, a charge eliminating unit (not shown), and the like are disposed. Then, an image forming process (charging process, exposure process, development process, transfer process, cleaning process) is performed on each of the photoconductive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K. An image of each color is formed on 5K.

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 (a charging process). Thereafter, the surfaces of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach the irradiation position of the laser beam emitted from the exposure unit 3, and electrostatic latent images corresponding to the respective colors are formed by exposure scanning at this position. (This 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及び第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(1次転写工程である。)。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 device 76, and the electrostatic latent image is developed at this position to form toner images of each color (developing process). .) Thereafter, the surfaces of the photoconductive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach the positions facing the intermediate transfer belt 78 and the first transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, and 79K, and at these positions, the photoconductive drums 5Y, 5M. The toner images on 5C and 5K are transferred onto the intermediate transfer belt 78 (this is a primary transfer process). At this time, a small amount of untransferred toner remains on the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K.

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上でおこなわれる、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. 77 is mechanically collected by a cleaning blade (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。   Thereafter, the toner images of the respective colors formed on the respective photosensitive drums through the developing process are transferred onto the intermediate transfer belt 78 in an overlapping manner. In this way, a color image is formed on the intermediate transfer belt 78.

ここで、中間転写ユニット85は、中間転写ベルト78、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。   Here, the intermediate transfer unit 85 includes an intermediate transfer belt 78, four primary transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, and 79K, a secondary transfer backup roller 82, a cleaning backup roller 83, a tension roller 84, and an intermediate transfer cleaning unit 80. , Etc. The intermediate transfer belt 78 is stretched and supported by the three rollers 82 to 84 and is endlessly moved in the direction of the arrow in FIG.

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との間に挟み込んで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 transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, and 79K respectively sandwich the intermediate transfer belt 78 between the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K to form a primary transfer nip. Then, a transfer bias reverse to the polarity of the toner is applied to the primary transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, and 79K. The intermediate transfer belt 78 travels in the direction of the arrow and sequentially passes through the primary transfer nips of the primary transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, and 79K. In this way, the toner images of the respective colors on the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are primarily transferred while being superimposed on the intermediate transfer belt 78.

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を挟み込んで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上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。   Thereafter, the intermediate transfer belt 78 onto which the toner images of the respective colors are transferred in an overlapping manner reaches a position facing the secondary transfer roller 89. At this position, the secondary transfer backup roller 82 sandwiches the intermediate transfer belt 78 between the secondary transfer roller 89 and forms a secondary transfer nip. The four color toner images formed on the intermediate transfer belt 78 are transferred onto the recording medium P conveyed to the position of the secondary transfer nip. At this time, untransferred toner that has not been transferred to the recording medium P remains on the intermediate transfer belt 78. Thereafter, the intermediate transfer belt 78 reaches the position of the intermediate transfer cleaning unit 80. At this position, the untransferred toner on the intermediate transfer belt 78 is collected. Thus, a series of transfer processes performed on the intermediate transfer belt 78 is completed.

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。   Here, the recording medium P transported to the position of the secondary transfer nip is transported from the paper feeding unit 12 disposed below the apparatus main body 1 via the paper feeding roller 97 and the registration roller pair 98. It is a thing.

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。   Specifically, a plurality of recording media P such as transfer paper are stored in the paper supply unit 12 in an overlapping manner. When the paper feed roller 97 is rotationally driven in the counterclockwise direction in FIG. 1, the uppermost recording medium P is fed between the rollers of the registration roller pair 98.

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 registration roller pair 98 is temporarily stopped at the position of the roller nip of the registration roller pair 98 that has stopped rotating. Then, the registration roller pair 98 is rotationally driven in synchronization with the color image on the intermediate transfer belt 78, and the recording medium P is conveyed toward the secondary transfer nip. In this way, a desired color image is transferred onto the recording medium P.

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及び加圧ローラ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 device 20. At this position, the color image transferred on the surface is fixed on the recording medium P by heat and pressure generated by the fixing belt 21 and the pressure roller 31. Thereafter, the recording medium P is discharged out of the apparatus through a pair of paper discharge rollers 99. The recording medium P to be transferred discharged out of the apparatus by the discharge roller pair 99 is sequentially stacked on the stack unit 100 as an output image. Thus, a series of image forming processes in the image forming apparatus is completed.

1.第1の実施の形態
次に、本発明の第1の実施の形態の定着装置を、図2〜図4を用いて説明する。
1. First Embodiment Next, a fixing device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施形態に係る定着装置(20)は、可撓性を有する無端状の定着部材(定着ベルト21)と、定着部材の外周側に該定着部材を押圧可能に配置される加圧部材(加圧ローラ31)と、定着部材を駆動させる駆動手段と、定着部材を加熱する加熱手段(ヒータ25)と、定着部材の外表面の温度を検知する温度検知手段(温度センサ40)と、加熱による定着部材への伝熱量の制御を行うことによって定着部材の外表面の温度を所定の温度に設定する制御部(50(図示せず))と、を備え、定着部材と加圧部材との圧接によって形成される定着部材と加圧部材とのニップ部Nに未定着トナー像を担持した用紙を通紙して加熱定着を行う定着装置において、定着部材の外表面の変形の大きさを検出する変位検出手段(27)をさらに備え、制御部は、定着装置のウォームアップ時に、変位検出手段が所定の範囲を超える大きさの定着部材の外表面の変形を検出した際には、定着部材への伝熱量を抑えるものである。   The fixing device (20) according to the present embodiment includes an endless fixing member (fixing belt 21) having flexibility, and a pressure member (pressurizing member) disposed on the outer peripheral side of the fixing member so as to be able to press the fixing member. Pressure roller 31), driving means for driving the fixing member, heating means for heating the fixing member (heater 25), temperature detecting means for detecting the temperature of the outer surface of the fixing member (temperature sensor 40), and heating A control unit (50 (not shown)) that sets the temperature of the outer surface of the fixing member to a predetermined temperature by controlling the amount of heat transfer to the fixing member, and press-contacting the fixing member and the pressure member Detecting the magnitude of deformation of the outer surface of the fixing member in a fixing device that performs heating and fixing by passing a sheet carrying an unfixed toner image through a nip portion N between the fixing member and the pressure member formed by Displacement detecting means (27) is further provided, Control unit, at the time of warm-up of the fixing device, when the displacement detection means detects the deformation of the outer surface of the size of the fixing member exceeds a predetermined range, and suppresses the amount of heat transferred to the fixing member.

(定着装置の構成)
図2は第1の実施の形態の定着装置の概略的な断面図である。具体的には、図2(a)は、加熱前の冷間(静止)状態の定着装置を示す。また、図2(b)は、加熱回転駆動後の、後述する第1の変形(第1の位置)を示す断面図、図2(c)は、加熱回転駆動後の第2段階の変形(第2の位置)を示す断面図である。また、図3は定着装置の概略的な上面図である。
(Configuration of fixing device)
FIG. 2 is a schematic sectional view of the fixing device according to the first embodiment. Specifically, FIG. 2A shows the fixing device in a cold (stationary) state before heating. 2B is a cross-sectional view showing a first deformation (first position), which will be described later, after heating and rotation driving, and FIG. 2C is a second-stage deformation after heating and rotating driving (first position). It is sectional drawing which shows a 2nd position. FIG. 3 is a schematic top view of the fixing device.

図2(a)に示すように、定着装置20は定着部材としての定着ベルト21、金属熱伝導体(金属パイプ、加熱パイプともいう)22、補強部材23、熱源としてのヒータ25、ニップ部Nを形成するニップ形成部材26、変位検出手段27、加圧部材としての加圧ローラ31、定着ベルト21の外表面21aの温度を検出する不図示の温度センサ(温度検知手段)、同様に不図示の制御部等で構成される。以下、各構成につき詳細に説明する。   As shown in FIG. 2A, a fixing device 20 includes a fixing belt 21 as a fixing member, a metal heat conductor (also referred to as a metal pipe or a heating pipe) 22, a reinforcing member 23, a heater 25 as a heat source, and a nip portion N. A nip forming member 26 for forming the pressure, a displacement detection means 27, a pressure roller 31 as a pressure member, a temperature sensor (temperature detection means) (not shown) for detecting the temperature of the outer surface 21a of the fixing belt 21, and similarly not shown. It is comprised by the control part. Hereinafter, each configuration will be described in detail.

[定着ベルト]
定着部材としての定着ベルト21は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルト(またはフィルム)であって、外部のローラにより連れ回り回転する。図2に示す例では、加圧ローラ31が不図示の駆動手段により回転し、ニップ部Nでベルトに駆動力が伝達されることにより定着ベルト21が回転する。
[Fixing belt]
The fixing belt 21 as a fixing member is a thin and flexible endless belt (or film), and rotates together with an external roller. In the example shown in FIG. 2, the pressure roller 31 is rotated by a driving unit (not shown), and the driving force is transmitted to the belt at the nip portion N, whereby the fixing belt 21 is rotated.

定着ベルト21は、基材上に弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが1mm以下に設定されている。定着ベルト21の基材は、層厚が30〜50μmであって、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で形成されている。   The fixing belt 21 is formed by sequentially laminating an elastic layer and a release layer on a base material, and the entire thickness thereof is set to 1 mm or less. The base material of the fixing belt 21 has a layer thickness of 30 to 50 μm and is formed of a metal material such as nickel or stainless steel or a resin material such as polyimide.

定着ベルト21の弾性層は、層厚が100〜300μmであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層がない場合、熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着するときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の跡が残るという不具合が生じる。これに対し、弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト21表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体P上のトナー像に均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。   The elastic layer of the fixing belt 21 has a layer thickness of 100 to 300 μm and is formed of a rubber material such as silicone rubber, foamable silicone rubber, or fluororubber. When there is no elastic layer, the heat capacity is reduced and the fixability is improved, but when the unfixed image is crushed and fixed, minute irregularities on the belt surface are transferred to the image and the image has a crusty skin-like shape. There is a problem that marks remain. On the other hand, by providing the elastic layer, minute irregularities on the surface of the fixing belt 21 in the nip portion are not formed, and heat is uniformly transmitted to the toner image on the recording medium P, thereby preventing the generation of a scum skin image.

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)、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)、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナー像に対する離型性(剥離性)が担保される。   The release layer of the fixing belt 21 has a layer thickness of 10 to 50 μm, such as PFA (tetrafluoroethylene bar fluoroalkyl vinyl ether copolymer resin), polyimide, polyetherimide, PES (polyether sulfide), and the like. Made of material. By providing the release layer, the releasability (peelability) for the toner image is secured.

定着ベルトの直径は、通常15〜120mmの範囲で設定されており、本実施形態では、定着ベルト21の直径が30mmに設定されている。定着ベルト21の内部(内周面側)には、金属熱伝導体22、補強部材23、ヒータ25、ニップ形成部材26等が固設されている。   The diameter of the fixing belt is usually set in a range of 15 to 120 mm, and in this embodiment, the diameter of the fixing belt 21 is set to 30 mm. Inside the fixing belt 21 (inner peripheral surface side), a metal heat conductor 22, a reinforcing member 23, a heater 25, a nip forming member 26, and the like are fixed.

[ニップ形成部材]
ニップ形成部材26は、定着ベルト21の内周面側に固設されていて、定着ベルト21を介して加圧ローラ31に当接してニップ部Nを形成する。なお、ニップ形成部材26と定着ベルト21とが摺接しても定着ベルト21の磨耗が軽減されるように、ニップ形成部材26と定着ベルト21との摺接面を摩擦係数の低い材料で形成することが好ましい。また、ニップ形成部材26と定着ベルト21の内周面との間に摺動シートを設けるようにしても良い。
[Nip forming member]
The nip forming member 26 is fixed on the inner peripheral surface side of the fixing belt 21 and abuts against the pressure roller 31 via the fixing belt 21 to form the nip portion N. The sliding contact surface between the nip forming member 26 and the fixing belt 21 is formed of a material having a low friction coefficient so that the wear of the fixing belt 21 is reduced even if the nip forming member 26 and the fixing belt 21 are in sliding contact. It is preferable. Further, a sliding sheet may be provided between the nip forming member 26 and the inner peripheral surface of the fixing belt 21.

[ヒータ]
熱源であるヒータ25は、ここではハロゲンヒータを用いることを想定しており、その両端部が定着装置20の側板(図示しない)に固定されているものとする。そして、画像形成装置1の電源部により出力制御されたヒータ25の輻射熱によって、金属熱伝導体22が加熱される。さらに、金属熱伝導体22によって定着ベルト21が全体的に加熱されて、加熱された定着ベルト21の表面から記録媒体上のトナー像に熱が加えられる。
[heater]
Here, it is assumed that the heater 25 serving as a heat source uses a halogen heater, and both ends thereof are fixed to side plates (not shown) of the fixing device 20. Then, the metal heat conductor 22 is heated by the radiant heat of the heater 25 whose output is controlled by the power supply unit of the image forming apparatus 1. Further, the fixing belt 21 is entirely heated by the metal heat conductor 22, and heat is applied to the toner image on the recording medium from the surface of the heated fixing belt 21.

なお、ヒータ25の出力制御は、定着ベルト21表面に対向する、サーミスタ等の温度センサ40による定着ベルト21の外表面21aの検知結果に基づいて、制御部により制御される。また、このようなヒータ25の出力制御によって、定着ベルト21の温度(定着温度)を所定の温度に設定することができる。通常、所定の温度(定着温度)に安定すると制御部は給紙許可を行い、定着装置20において通紙が開始される。   The output control of the heater 25 is controlled by the control unit based on the detection result of the outer surface 21a of the fixing belt 21 by the temperature sensor 40 such as a thermistor facing the surface of the fixing belt 21. Further, the temperature of the fixing belt 21 (fixing temperature) can be set to a predetermined temperature by such output control of the heater 25. Normally, when the temperature is stabilized at a predetermined temperature (fixing temperature), the control unit permits paper feeding, and the fixing device 20 starts paper feeding.

また、熱源としてはハロゲンヒータに限られるものではなく、誘導加熱手段(IHコイル)、抵抗発熱体、カーボンヒータ等を用いても良い。   The heat source is not limited to the halogen heater, and induction heating means (IH coil), resistance heating element, carbon heater, or the like may be used.

[金属熱伝導体]
中空の金属熱伝導体22は、ニップ部を除く位置で定着ベルト21の内周面に対向するように固設されていて、ヒータ25の輻射熱により加熱されて定着ベルト21を加熱する(熱を伝える)。なお、金属熱伝導体22の材料としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等の熱伝導性を有する材料を用いることができる。本実施形態では、強度にすぐれるSUSを用いた。なお、図2に示す例では、金属熱伝導体22は、円形形状になっているが、これに限られるものではなく、頂上部分が潰れた円形形状や角型等、その他の断面形状であっても良い。
[Metal heat conductor]
The hollow metal heat conductor 22 is fixed so as to face the inner peripheral surface of the fixing belt 21 at a position excluding the nip portion, and is heated by the radiant heat of the heater 25 to heat the fixing belt 21 (heat is absorbed). Tell). In addition, as a material of the metal thermal conductor 22, a material having thermal conductivity such as aluminum, iron, and stainless steel can be used. In this embodiment, SUS having excellent strength is used. In the example shown in FIG. 2, the metal heat conductor 22 has a circular shape, but is not limited to this, and has other cross-sectional shapes such as a circular shape or a square shape whose top portion is crushed. May be.

定着ベルト21の一部のみが局所的に加熱されることなく、金属熱伝導体22によって定着ベルト21が周方向広範囲にわたって加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト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。   Even if the speed of the apparatus is increased because the fixing belt 21 is heated over a wide range in the circumferential direction by the metal heat conductor 22 without locally heating only a part of the fixing belt 21. The fixing belt 21 is sufficiently heated to prevent the occurrence of fixing failure.

さらに、定着ベルト21の加熱効率を向上させるために金属熱伝導体22を薄肉化した場合であっても、金属熱伝導体22は加圧ローラ31から加圧力を受けるニップ形成部材26とは別に設けられているために、金属熱伝導体22が撓んで定着ベルト21の内周面が強くこすれる不具合や、金属熱伝導体22が撓んで定着ベルト21の駆動トルクが増加する不具合等が抑止される。   Further, even when the metal heat conductor 22 is thinned to improve the heating efficiency of the fixing belt 21, the metal heat conductor 22 is separated from the nip forming member 26 that receives pressure from the pressure roller 31. Therefore, a problem that the metal heat conductor 22 is bent and the inner peripheral surface of the fixing belt 21 is rubbed strongly, a problem that the metal heat conductor 22 is bent and the driving torque of the fixing belt 21 is increased, and the like are suppressed. The

このように、定着装置20は、金属熱伝導体22によって定着ベルト21が周方向広範囲にわたって加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト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。すなわち、比較的簡易な構成で効率よく定着ベルト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 device 20, the fixing belt 21 is heated over a wide range in the circumferential direction by the metal heat conductor 22, so that the fixing belt 21 is sufficiently heated even when the speed of the device is increased. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of fixing failure. That is, since the fixing belt 21 can be efficiently heated with a relatively simple configuration, the warm-up time and the first print time are shortened, and the size of the apparatus is reduced.

なお、定着ベルト21と金属熱伝導体22との外径差は、1mm以内とすることが好ましい。これにより、金属熱伝導体22と定着ベルト21とが摺接する面積が大きくなって定着ベルト21の磨耗が加速する不具合を抑止するとともに、金属熱伝導体22と定着ベルト21とが離れ過ぎて定着ベルト21の加熱効率が低下する不具合を抑止することができる。さらに、金属熱伝導体22が定着ベルト21に近設されることで、可撓性を有する定着ベルト21の円形姿勢がある程度維持されるため、定着ベルト21の変形による劣化・破損を軽減することができる。   The difference in outer diameter between the fixing belt 21 and the metal heat conductor 22 is preferably within 1 mm. As a result, the area in which the metal heat conductor 22 and the fixing belt 21 are in sliding contact with each other is increased, and the problem that the wear of the fixing belt 21 is accelerated is suppressed, and the metal heat conductor 22 and the fixing belt 21 are separated from each other too much. A problem that the heating efficiency of the belt 21 is reduced can be suppressed. Furthermore, since the metal heat conductor 22 is placed close to the fixing belt 21, the circular posture of the flexible fixing belt 21 is maintained to some extent, so that deterioration and breakage due to deformation of the fixing belt 21 can be reduced. Can do.

また、金属熱伝導体22と定着ベルト21とが摺接しても定着ベルト21の磨耗が軽減されるように、金属熱伝導体22の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成することとしても良い。また、定着ベルト21と金属熱伝導体22との界面には、シリコーンオイルやフッ素グリス等の潤滑剤が塗布される。   Further, the sliding surface of the metal heat conductor 22 may be formed of a material having a low friction coefficient so that the wear of the fixing belt 21 is reduced even if the metal heat conductor 22 and the fixing belt 21 are in sliding contact. good. Further, a lubricant such as silicone oil or fluorine grease is applied to the interface between the fixing belt 21 and the metal thermal conductor 22.

[補強部材]
金属熱伝導体22の内部において、ニップ部Nにおけるニップ形成部材26を支持し、強度を補強する補強部材23を設けることも好ましい。また、補強部材23がヒータ25の輻射熱などにより加熱されてしまう場合は、その表面に断熱もしくは鏡面処理を行うことも好ましい。これにより、過度の加熱を防止して、無駄なエネルギー消費を抑制することができる。
[Reinforcing material]
It is also preferable to provide a reinforcing member 23 that supports the nip forming member 26 in the nip portion N and reinforces the strength inside the metal heat conductor 22. Further, when the reinforcing member 23 is heated by the radiant heat of the heater 25 or the like, it is also preferable to heat-insulate or mirror-treat the surface. Thereby, excessive heating can be prevented and useless energy consumption can be suppressed.

[加圧ローラ]
加圧部材としての加圧ローラ31は、直径が30mmであって、中空構造の芯金上に弾性層を形成したものである。加圧ローラ31の弾性層は、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で形成されている。なお、弾性層の表層にPFA、PTFE等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。加圧ローラ31は、スプリングなどにより定着ベルト21に圧接され、ゴム層が押し潰されて変形することにより、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。
[Pressure roller]
The pressure roller 31 as a pressure member has a diameter of 30 mm and is formed by forming an elastic layer on a hollow cored bar. The elastic layer of the pressure roller 31 is made of a material such as foamable silicone rubber, silicone rubber, or fluororubber. A thin release layer made of PFA, PTFE, or the like can be provided on the surface layer of the elastic layer. The pressure roller 31 is pressed against the fixing belt 21 by a spring or the like, and the rubber layer is crushed and deformed to form a desired nip portion between both members.

なお、加圧ローラ31の弾性層を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部に作用する加圧力を減ずることができるために、金属熱伝導体22に生じる撓みをさらに軽減することができる。   Note that when the elastic layer of the pressure roller 31 is formed of a sponge-like material such as foamable silicone rubber, the pressure applied to the nip portion can be reduced, so that the bending that occurs in the metal heat conductor 22 is reduced. Can be further reduced.

また、本実施形態では、定着ベルト21の直径が加圧ローラ31の直径と同等になるように形成したが、定着ベルト21の直径が加圧ローラ31の直径よりも小さくなるように形成することもできる。その場合、ニップ部Nにおける定着ベルト21の曲率が加圧ローラ31の曲率よりも小さくなるために、ニップ部Nから送出される記録媒体Pが定着ベルト21から分離され易くなる。   In this embodiment, the fixing belt 21 has a diameter equal to that of the pressure roller 31, but the fixing belt 21 has a diameter smaller than the pressure roller 31. You can also. In this case, since the curvature of the fixing belt 21 at the nip portion N is smaller than the curvature of the pressure roller 31, the recording medium P sent out from the nip portion N is easily separated from the fixing belt 21.

また、加圧ローラ31は、モータなどの駆動手段からギヤを介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ31は中実のローラであっても良いが、中空のほうが熱容量は少なくて良い。また、加圧ローラ31側にもヒータなどの熱源を有していても良い。なお、加圧ローラ内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルトの熱が奪われにくくなるので、より望ましい。   The pressure roller 31 is rotated by a driving force transmitted from a driving unit such as a motor through a gear. Further, the pressure roller 31 may be a solid roller, but the hollow roller may have a smaller heat capacity. Further, a heat source such as a heater may be provided on the pressure roller 31 side. If there is no heater inside the pressure roller, sponge rubber may be used. Sponge rubber is more desirable because it increases heat insulation and makes it difficult for the fixing belt to lose heat.

[変位検出手段]
定着ベルト21の外表面21aの変形の大きさを検出する変位検出手段としての変形検出部材27を、定着ベルト21の軸方向の中央部であって、かつ、ヒータ25により加熱される範囲内の位置の外表面21aの変位(変形)を検出可能な位置に配置している。図2(a)〜(c)に示すように、定着装置20の場合は、ヒータ25により加熱される範囲内の、定着ベルト21の下面付近の外表面21aの変位の検出ができるような位置に配置されている。したがって、ヒータ25による加熱時の定着ベルト21において、最も変形が大きいと考えられる位置の検出を行うことができる。
[Displacement detection means]
A deformation detection member 27 serving as a displacement detection means for detecting the magnitude of deformation of the outer surface 21 a of the fixing belt 21 is a central portion in the axial direction of the fixing belt 21 and within a range heated by the heater 25. The displacement (deformation) of the outer surface 21a of the position is arranged at a position where it can be detected. As shown in FIGS. 2A to 2C, in the case of the fixing device 20, the position within the range heated by the heater 25 can detect the displacement of the outer surface 21 a near the lower surface of the fixing belt 21. Is arranged. Therefore, it is possible to detect the position where the deformation is most significant in the fixing belt 21 when heated by the heater 25.

変形検出部材27は、回転軸27aの一端に、ベルト変形検出部27bを配し、他端に棒状の第1フィラー27c及び第2フィラー27dを有している。ベルト変形検出部27bは、接触コロを先端に配し、上述の位置における定着ベルト21の変形の大きさを、後述するように段階的に検出する。なお、図3の上面図においては、変形検出部材27のベルト変形検出部27bは、接触コロが見えるように定着ベルトの横の位置に描かれているが、実際の配置は、図2に示すように接触コロが定着ベルト21の下側に配されるように設置してある。   The deformation detection member 27 includes a belt deformation detection unit 27b at one end of the rotation shaft 27a, and has a rod-shaped first filler 27c and a second filler 27d at the other end. The belt deformation detection unit 27b has a contact roller at the tip, and detects the degree of deformation of the fixing belt 21 at the above-mentioned position in a stepwise manner as will be described later. In the top view of FIG. 3, the belt deformation detection unit 27b of the deformation detection member 27 is drawn at a position on the side of the fixing belt so that the contact roller can be seen, but the actual arrangement is shown in FIG. In this way, the contact roller is disposed below the fixing belt 21.

第1フィラー27cの先端には、後述する第1の変形を検出する第1接触検出センサ27eを配し、第2フィラー27dの先端には、後述する第2の変形を検出する第2接触検出センサ27fを配している。第1フィラー27c及び第2フィラー27dは軸方向にずらして配置し、変位の大きさを段階的に検出できるようにしている。   A first contact detection sensor 27e for detecting a first deformation described later is disposed at the tip of the first filler 27c, and a second contact detection for detecting a second deformation described later is provided at the tip of the second filler 27d. A sensor 27f is provided. The first filler 27c and the second filler 27d are shifted in the axial direction so that the magnitude of the displacement can be detected stepwise.

第1接触検出センサ27e及び第2接触検出センサ27fは透過型のフォトインプラプタであり、発光部と受光部とが対向したコの字型の形状をしている。第1接触検出センサ27eまたは第2接触検出センサ27fの、対向した発光部と受光部との間を、第1フィラー27cまたは第2フィラー27dの先端が挿入されると、発光部から受光部に対して発光される光が遮断される。この原理により、定着ベルト21の変形の大きさの検出を行っている。   The first contact detection sensor 27e and the second contact detection sensor 27f are transmissive photoimplotters and have a U-shape in which a light emitting portion and a light receiving portion are opposed to each other. When the tip of the first filler 27c or the second filler 27d is inserted between the opposed light emitting part and the light receiving part of the first contact detection sensor 27e or the second contact detection sensor 27f, the light emitting part moves to the light receiving part. On the other hand, the light emitted is blocked. Based on this principle, the magnitude of deformation of the fixing belt 21 is detected.

ここでは、定着装置20のウォームアップ時に、加熱により破損するおそれがあるような定着ベルト21の変形の大きさを1mm以上と設定した。そして、この定着ベルト21の断面方向における変位(変形の大きさ)が1mmの場合は第1の位置(第1の変形)21b(図2(b))とする。また、上述の変位が1mmを超えた大きさ(1mm〜2mm程度)の場合は第2の位置(第2の変形)21cとする(図2(c))。   Here, the deformation size of the fixing belt 21 that may be damaged by heating when the fixing device 20 is warmed up is set to 1 mm or more. When the displacement (the magnitude of deformation) in the cross-sectional direction of the fixing belt 21 is 1 mm, the fixing belt 21 is set to the first position (first deformation) 21b (FIG. 2B). Further, when the above displacement exceeds 1 mm (about 1 mm to 2 mm), the second position (second deformation) 21c is set (FIG. 2C).

上述のウォームアップ時に、定着ベルト21の外表面21aが加熱により変形し、その変形によりベルト変形検出部27bの接触コロが下側に押されることになる(図2(b))。このとき、回転軸27aを中心として、第1フィラー27c及び第2フィラー27dが回転する。このとき、ベルト変形検出部27bの接触コロが押される変位が1mmの場合、第1フィラー27cが第1接触検出センサ27eの発光部と受光部との間に挿入されることにより、第1の位置21bが検出される。   During the warm-up described above, the outer surface 21a of the fixing belt 21 is deformed by heating, and the deformation causes the contact roller of the belt deformation detection unit 27b to be pushed downward (FIG. 2B). At this time, the first filler 27c and the second filler 27d rotate around the rotation shaft 27a. At this time, when the displacement by which the contact roller of the belt deformation detection unit 27b is pushed is 1 mm, the first filler 27c is inserted between the light emitting unit and the light receiving unit of the first contact detection sensor 27e, thereby A position 21b is detected.

同様に、ベルト変形検出部27bの接触コロが押される変位が1mm〜2mmの場合、第2フィラー27dが第2接触検出センサ27fの発光部と受光部との間に挿入されることにより、第2の位置21cが検出される。   Similarly, when the displacement by which the contact roller of the belt deformation detection unit 27b is pressed is 1 mm to 2 mm, the second filler 27d is inserted between the light emitting unit and the light receiving unit of the second contact detection sensor 27f, so that the first 2 position 21c is detected.

なお、第1の実施の形態の定着装置20の場合、定着ベルト21の内周側に金属熱伝導体22が配置されているため、ヒータ25は、金属熱伝導体22および定着ベルト21を加熱する形であり、変形検出部材27は、定着ベルト21の外表面21aの変形の大きさを検出することにより、定着ベルト21を介した金属熱伝導体22の外表面の変形の大きさを検出しているものとする。   In the fixing device 20 according to the first embodiment, the metal heat conductor 22 is disposed on the inner peripheral side of the fixing belt 21, so the heater 25 heats the metal heat conductor 22 and the fixing belt 21. The deformation detection member 27 detects the magnitude of deformation of the outer surface of the metal heat conductor 22 via the fixing belt 21 by detecting the magnitude of deformation of the outer surface 21 a of the fixing belt 21. Suppose you are.

(定着装置の制御)
次に、本発明の第1の実施の形態の定着装置20における制御部及び変位検出手段27に係る動作について説明する。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。
(Fixing device control)
Next, an operation related to the control unit and the displacement detection unit 27 in the fixing device 20 according to the first embodiment of the present invention will be described. 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.

本発明の定着装置によれば、制御部は、定着装置20のウォームアップ時に、変形検出部材(変位検出手段)27が所定の範囲を超える大きさの定着ベルト21の外表面21aの変形を検出した際には、定着ベルト21への伝熱量を抑える。   According to the fixing device of the present invention, when the fixing device 20 is warmed up, the control unit detects the deformation of the outer surface 21a of the fixing belt 21 whose deformation detecting member (displacement detecting means) 27 exceeds the predetermined range. When this occurs, the amount of heat transfer to the fixing belt 21 is suppressed.

本実施形態では、後述するステップS17における給紙許可は、後述するステップS16において定着ベルト21の外表面21aの温度が所定の温度(定着温度)に安定した段階で行われる。定着温度が所定の温度となるまでの過程において、加熱による定着ベルト21の変形が、破損のそれがない程度の範囲に収まるように、ヒータ25の点灯率の制御が行われる。   In the present embodiment, the paper feed permission in step S17 described later is performed when the temperature of the outer surface 21a of the fixing belt 21 is stabilized at a predetermined temperature (fixing temperature) in step S16 described later. In the process until the fixing temperature reaches a predetermined temperature, the lighting rate of the heater 25 is controlled so that the deformation of the fixing belt 21 due to heating falls within a range where there is no damage.

以下、詳細な制御動作の一例を、図4のフロー図を用いて説明する。   Hereinafter, an example of a detailed control operation will be described with reference to the flowchart of FIG.

制御部は、図示しないヒータ駆動回路に最大点灯率100%で電力供給を開始させる指示を出す(ステップS10)。次いで、制御部は、変形検出部材(変位検出手段)27が第1の位置21b(図2(b))を検出したか否かを判定する(ステップS11)。   The control unit issues an instruction to start power supply to a heater driving circuit (not shown) at a maximum lighting rate of 100% (step S10). Next, the control unit determines whether or not the deformation detection member (displacement detection means) 27 has detected the first position 21b (FIG. 2B) (step S11).

ここで、変形検出部材(変位検出手段)27による変形の検出は、必要に応じて、所定の間隔、たとえば0.01秒間隔で行われるものとする。制御部は、変位検出手段27が第1の位置21b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S14)。   Here, it is assumed that the deformation detection by the deformation detection member (displacement detection means) 27 is performed at a predetermined interval, for example, an interval of 0.01 seconds, if necessary. When the displacement detector 27 does not detect the first position 21b, the controller controls the heater drive circuit to supply power at a maximum lighting rate of 100% (step S14).

そして、定着ベルト21の外表面21aの温度が所定の温度に安定したことが温度センサにより確認された段階(ステップS16)で制御部が給紙許可を出し(ステップS17)、通紙が開始される。   Then, when the temperature sensor confirms that the temperature of the outer surface 21a of the fixing belt 21 is stabilized at a predetermined temperature (step S16), the control unit issues a paper feed permission (step S17), and paper feeding is started. The

一方、変位検出手段27が第1の位置21bを検出した場合には、ステップS12に移行する。   On the other hand, when the displacement detector 27 detects the first position 21b, the process proceeds to step S12.

次いで、制御部は、変位検出手段27が第2の位置21c(図2(c))を検出したか否かを判定する(ステップS12)。制御部は、変位検出手段27が第2の位置21c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)。   Next, the control unit determines whether or not the displacement detection unit 27 has detected the second position 21c (FIG. 2C) (step S12). When the displacement detector 27 does not detect the second position 21c, the controller controls the heater drive circuit to supply power with a lighting rate of 75% (step S15).

一方、制御部は、変位検出手段27が第2の位置21cを検出した場合には、ヒータ駆動回路に点灯率0%にさせるよう制御し、電力供給を遮断(加熱を停止)させるとともに再度S11のループに戻る(ステップS13)。   On the other hand, when the displacement detection unit 27 detects the second position 21c, the control unit controls the heater drive circuit to make the lighting rate 0%, cuts off the power supply (stops heating), and again performs S11. (Step S13).

次いで、制御部は、定着温度が所定温度に達したか否かを判断する(ステップS16)。温度センサが定着ベルト21の外表面21aの温度を検知し、定着温度が所定温度以上となったことを確認した場合は、制御部が給紙許可を行う(ステップS17)。   Next, the control unit determines whether or not the fixing temperature has reached a predetermined temperature (step S16). When the temperature sensor detects the temperature of the outer surface 21a of the fixing belt 21 and confirms that the fixing temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the control unit permits paper feeding (step S17).

このように、第2の位置21cが検出されなくなった時点まで給紙許可を延長することにより、定着ベルト21への伝熱量が抑えられたままで通紙が行われることによる定着不良等の不具合を防止することができる。   In this manner, by extending the paper feed permission until the second position 21c is no longer detected, there is a problem such as a fixing failure due to the passage of paper while the amount of heat transfer to the fixing belt 21 is suppressed. Can be prevented.

一方、定着温度が所定温度以下の場合はステップS11に戻る。次いで、制御部は、通紙が終了したか判定する(ステップS18)。具体的には、最後の記録媒体が図示しない排紙センサにより検出されなくなったか否かにより判定する。制御部は、排紙センサ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、一方排紙センサからの信号が検出されなくなった場合には、動作を終了する。   On the other hand, when the fixing temperature is equal to or lower than the predetermined temperature, the process returns to step S11. Next, the control unit determines whether the paper passing is completed (step S18). Specifically, the determination is made based on whether or not the last recording medium is no longer detected by a paper discharge sensor (not shown). When the signal from the paper discharge sensor is detected, the control unit moves to step S11, and when the signal from the paper discharge sensor is not detected, the control unit ends the operation.

以上の説明から明らかなように、第1の実施の形態の定着装置20によれば、変形検出部材(変位検出手段)27が所定の範囲を超える大きさの変形を検出した際に、定着ベルト21への伝熱量を抑えるため、金属熱伝導体22の異常発熱による定着ベルトの破損等の不具合を防止することができる。また、第2の位置21cが検出されなくなった時点まで給紙許可を延長することにより、定着ベルト21への伝熱量が抑えられたままで通紙が行われることによる定着不良等の不具合を防止することができる。   As is apparent from the above description, according to the fixing device 20 of the first embodiment, when the deformation detecting member (displacement detecting means) 27 detects a deformation exceeding a predetermined range, the fixing belt. Since the amount of heat transfer to 21 is suppressed, problems such as breakage of the fixing belt due to abnormal heat generation of the metal heat conductor 22 can be prevented. Also, by extending the paper feed permission until the second position 21c is no longer detected, it is possible to prevent problems such as poor fixing due to paper passing while the amount of heat transfer to the fixing belt 21 is suppressed. be able to.

2.第2の実施の形態
次に本発明の第2の実施の形態の定着装置につき、図5を用いて説明をする。図5の(a)〜(c)は、第2の実施の形態の定着装置の概略的な断面図であり、図2の(a)〜(c)に倣って示したものである。
2. Second Embodiment Next, a fixing device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIGS. 5A to 5C are schematic cross-sectional views of the fixing device according to the second embodiment, and are illustrated following FIGS. 2A to 2C.

第2の実施の形態の定着装置20aは、定着ベルト21の内周面が黒色塗装されており、金属熱伝導体22を介することなくヒータ25によって直接輻射加熱され加熱される構成となっている。このような構成の定着ベルトの場合、加熱開始から定着温度に達するまでの昇温時間が早いという利点がある。定着装置20aは、金属熱伝導体22が配置される構成ではないため、変形検出手段27は、定着ベルト21の変形そのものを検出する形となる。   The fixing device 20 a according to the second embodiment has a configuration in which the inner peripheral surface of the fixing belt 21 is painted black and is directly radiated and heated by the heater 25 without using the metal heat conductor 22. . In the case of such a fixing belt, there is an advantage that the temperature rise time from the start of heating to the fixing temperature is fast. Since the fixing device 20 a does not have the configuration in which the metal heat conductor 22 is disposed, the deformation detecting unit 27 detects the deformation of the fixing belt 21 itself.

その他の構成、及び動作については上記第1の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。第2の実施の形態の定着装置20aにおいても、第1の実施の定着装置20と同様の効果を期待することができる。   Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof is omitted. In the fixing device 20a of the second embodiment, the same effect as that of the fixing device 20 of the first embodiment can be expected.

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上記実施形態では、加圧部材として加圧ローラ31を用いた定着装置を例に説明したが、これに限られるものではなく、例えば、加圧部材として加圧ベルトや加圧パッドを用いることも好ましい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。   The above-described embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the fixing device using the pressure roller 31 as the pressure member has been described as an example. However, the fixing device is not limited thereto. For example, a pressure belt or a pressure pad is used as the pressure member. It is also preferable. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1 画像形成装置
3 露光部
4 作像部
5 感光体ドラム
12 給紙部
20,20a 定着装置
21 定着ベルト
21a (定着ベルトの)外表面
21b 第1の位置(第1の変形)
21c 第2の位置(第2の変形)
22 金属熱伝導体(金属パイプ)
23 補強部材
25 ヒータ(加熱手段)
26 ニップ形成部材
27 変形検出部材(変位検出手段)
27a 回転軸
27b ベルト変形検出部
27c 第1フィラー
27d 第2フィラー
27e 第1接触検出センサ
27f 第2接触検出センサ
31 加圧ローラ
40 温度センサ(温度検知手段)
50 制御部
75 帯電部
76 現像部
77 クリーニング部
78 中間転写ベルト
79 1次転写バイアスローラ
80 中間転写クリーニング部
82 2次転写バックアップローラ
83 クリーニングバックアップローラ
84 テンションローラ
85 中間転写ユニット
89 2次転写ローラ
97 給紙ローラ
98 レジストローラ対
99 排紙ローラ対
100 スタック部
101 ボトル収容部
102 トナーボトル
N ニップ部
P 記録媒体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 3 Exposure part 4 Image formation part 5 Photoconductor drum 12 Paper feed part 20, 20a Fixing apparatus 21 Fixing belt 21a (Fixing belt) outer surface 21b 1st position (1st deformation)
21c Second position (second deformation)
22 Metal thermal conductor (metal pipe)
23 Reinforcing member 25 Heater (heating means)
26 Nip forming member 27 Deformation detecting member (displacement detecting means)
27a Rotating shaft 27b Belt deformation detection section 27c First filler 27d Second filler 27e First contact detection sensor 27f Second contact detection sensor 31 Pressure roller 40 Temperature sensor (temperature detection means)
50 control unit 75 charging unit 76 developing unit 77 cleaning unit 78 intermediate transfer belt 79 primary transfer bias roller 80 intermediate transfer cleaning unit 82 secondary transfer backup roller 83 cleaning backup roller 84 tension roller 85 intermediate transfer unit 89 secondary transfer roller 97 Paper feed roller 98 Registration roller pair 99 Paper discharge roller pair 100 Stack part 101 Bottle storage part 102 Toner bottle N Nip part P Recording medium

特開2009−3410号公報JP 2009-3410 A

Claims (7)

可撓性を有する無端状の定着部材と、
前記定着部材の外周側に該定着部材を押圧可能に配置される加圧部材と、
前記定着部材を加熱する加熱手段と、
加熱による前記定着部材への伝熱量の制御を行うことによって前記定着部材の外表面の温度を所定の温度に設定する制御部と、
を備え、
前記定着部材と前記加圧部材との圧接によって形成される前記定着部材と前記加圧部材とのニップ部に未定着トナー像を担持した用紙を通紙して加熱定着を行う定着装置において、
前記定着部材の外表面の変形の大きさを検出する変位検出手段をさらに備え、
前記制御部は、
前記定着装置のウォームアップ時に、
前記変位検出手段が所定の範囲を超える大きさの前記定着部材の外表面の変形を検出した際には、前記定着部材への伝熱量を抑える
ことを特徴とする定着装置。
An endless fixing member having flexibility;
A pressure member arranged to be able to press the fixing member on an outer peripheral side of the fixing member;
Heating means for heating the fixing member;
A control unit that sets the temperature of the outer surface of the fixing member to a predetermined temperature by controlling the amount of heat transfer to the fixing member by heating;
With
In a fixing device that heats and fixes a sheet carrying an unfixed toner image through a nip portion between the fixing member and the pressure member formed by pressure contact between the fixing member and the pressure member,
Displacement detecting means for detecting the magnitude of deformation of the outer surface of the fixing member further comprises
The controller is
When the fixing device is warmed up,
A fixing device that suppresses the amount of heat transfer to the fixing member when the displacement detection unit detects a deformation of the outer surface of the fixing member having a size exceeding a predetermined range.
前記定着部材の内周側に近接して固設されたパイプ状の金属熱伝導体をさらに備え、
前記加熱手段は、前記金属熱伝導体および前記定着部材を加熱し、
前記変位検出手段は、前記定着部材の外表面の変形の大きさを検出することにより、前記定着部材を介した前記金属熱伝導体の外表面の変形の大きさの検出を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
A pipe-shaped metal heat conductor fixed in proximity to the inner peripheral side of the fixing member;
The heating means heats the metal thermal conductor and the fixing member,
The displacement detection means detects the magnitude of deformation of the outer surface of the metal heat conductor via the fixing member by detecting the magnitude of deformation of the outer surface of the fixing member. The fixing device according to claim 1.
前記定着部材は、内周面が黒色であることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein an inner peripheral surface of the fixing member is black. 前記変位検出手段は、
前記定着部材の軸方向の中央部であって、かつ、前記加熱手段により加熱される範囲内の位置における前記外表面の変位を検出可能な位置に配置したことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の定着装置。
The displacement detection means includes
2. The center portion in the axial direction of the fixing member and disposed at a position where the displacement of the outer surface can be detected at a position within a range heated by the heating means. Item 4. The fixing device according to Item 3.
前記所定の範囲を超える大きさの前記定着部材の外表面の変形を、第1の変形及び該第1の変形よりも大きい第2の変形として段階的に設定したとき、
前記制御部は、
前記変位検出手段により、前記第1の変形が検出された際には、前記加熱による前記定着ベルトへの伝熱量を減少させ、前記第2の変形が検出された際には前記加熱を停止する
ことにより、前記定着部材への伝熱量を抑える
ことを特徴とする請求項1から4までのいずれかに記載の定着装置。
When the deformation of the outer surface of the fixing member having a size exceeding the predetermined range is set stepwise as a first deformation and a second deformation larger than the first deformation,
The controller is
When the first deformation is detected by the displacement detection means, the amount of heat transferred to the fixing belt due to the heating is reduced, and when the second deformation is detected, the heating is stopped. The fixing device according to claim 1, wherein an amount of heat transfer to the fixing member is suppressed.
前記変位検出手段は、前記第2の変形を検出した際には、前記加熱を停止した状態で前記第2の変形が検出されなくなるまで前記変形の検出を所定の間隔で繰り返し、
当該定着装置の給紙許可を、前記第2の変形が検出されなくなる時点まで延長する
ことを特徴とする請求項5に記載の定着装置。
When the displacement detection unit detects the second deformation, the detection of the deformation is repeated at a predetermined interval until the second deformation is not detected in the state where the heating is stopped,
The fixing device according to claim 5, wherein the paper feed permission of the fixing device is extended to a point in time when the second deformation is no longer detected.
請求項1から6までのいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015225162A (en) * 2014-05-27 2015-12-14 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Fixation device and image forming apparatus

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