JP2015132701A - image heating device - Google Patents
image heating device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015132701A JP2015132701A JP2014003877A JP2014003877A JP2015132701A JP 2015132701 A JP2015132701 A JP 2015132701A JP 2014003877 A JP2014003877 A JP 2014003877A JP 2014003877 A JP2014003877 A JP 2014003877A JP 2015132701 A JP2015132701 A JP 2015132701A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- image
- roller
- image heating
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明はシート上の画像を加熱する画像加熱装置に関する。この画像加熱装置は、例えば、複写機、プリンタ、ファックス、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置に用いられる。 The present invention relates to an image heating apparatus for heating an image on a sheet. This image heating apparatus is used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a fax machine, and a multifunction machine having a plurality of these functions.
従来より、画像形成装置では、画像形成部でシート上にトナーの画像を形成し、その後、定着装置(画像加熱装置)のニップ部で熱と圧を与えることによりシートに画像を定着させている。このようにして用いられる定着装置において、ニップ部の幅を安定して確保するために、昨今では、ベルト状の加熱部材を用いてニップ部を形成する定着装置が利用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus, an image of a toner is formed on a sheet by an image forming unit, and then an image is fixed on the sheet by applying heat and pressure at a nip portion of a fixing device (image heating device). . In the fixing device used in this manner, in order to stably secure the width of the nip portion, a fixing device that forms a nip portion using a belt-like heating member is used recently.
特許文献1に記載の定着装置では、定着フィルムと加圧ローラとの間にニップ部を形成している。より詳細には、薄肉で低熱容量の定着フィルムをその内面から加圧板により加圧ローラに押し付けることで所望の幅のニップ部を形成している。
In the fixing device described in
また、特許文献1に記載の定着装置は、温度センサを定着フィルム表面に対向するように設け、定着フィルム表面の回転に伴う周期的な温度変化を検出している。
In the fixing device described in
ところで、特許文献1のように薄肉の定着フィルムを用いる定着装置では、異物の混入や使用に伴う疲労等によって定着フィルムの一部分に破れを生じ得る。このような破れを生じた定着フィルムは、定着処理時にシートに対して接触不良を起こすため、シート上の画像に適切に熱を伝えることができずに、グロスむら等の画像不良の発生を招く虞がある。
By the way, in a fixing device using a thin fixing film as in
そこで、このような問題に対して、特許文献1に記載の定着装置に設けられているような温度センサによって、定着フィルムの破れ部分の温度低下を検出して、破れの検知を行うといった対処法を考えることができる。
In view of this, for such a problem, a temperature sensor such as that provided in the fixing device described in
しかしながら、このような対処法は、定着フィルムのシート上の画像の加熱に用いられる長手方向の領域に対して温度センサの検出範囲が狭いという課題がある。そのため、定着フィルムの上述した領域の全域において破れを検出するためには、温度センサを複数個並べる等して用いる必要があり、コストアップにつながる虞があった。 However, such a countermeasure has a problem that the detection range of the temperature sensor is narrower than the longitudinal region used for heating the image on the sheet of the fixing film. For this reason, in order to detect breakage in the entire area of the fixing film, it is necessary to arrange a plurality of temperature sensors, which may lead to an increase in cost.
そこで、定着フィルムのシート上の画像の加熱に用いられる長手方向の領域で生じる破れを簡易な構成によって検知可能な定着装置が望まれる。 Therefore, a fixing device that can detect tears occurring in a longitudinal region used for heating an image on a sheet of a fixing film with a simple configuration is desired.
本発明の目的は、フィルムの破れをその長手方向にわたって精度よく検知して、画像加熱処理を禁止する画像加熱装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an image heating apparatus that detects the tearing of the film with accuracy over the longitudinal direction and prohibits the image heating process.
本発明は、画像加熱装置において、シート上の画像をニップ部にて加熱するフィルムであって絶縁層を備えたエンドレス状の回転するフィルムと、フィルムの外面に当接する導電性の当接層を備えた当接回転体であってフィルムと協働してニップ部を形成する当接回転体と、フィルムをその内面から当接回転体に向けて押圧する押圧部材であってフィルムの内面に接触する導電性の接触層を備えた押圧部材と、フィルムの破れによる当接層と接触層の間の導通を検知する検知手段と、検知手段の検知結果に基づいて画像加熱処理を禁止するか否かを制御する制御手段と、を有することを特徴とするものである。 The present invention provides an image heating apparatus comprising: an endless rotating film having an insulating layer, which is a film that heats an image on a sheet at a nip portion; and a conductive contact layer that contacts an outer surface of the film. A contact rotating body provided with a contact rotating body that cooperates with the film to form a nip portion, and a pressing member that presses the film from the inner surface toward the contact rotating body, and contacts the inner surface of the film. A pressing member having a conductive contact layer, a detecting means for detecting conduction between the contact layer and the contact layer due to film tearing, and whether image heating processing is prohibited based on a detection result of the detecting means And a control means for controlling the above.
本発明によれば、画像加熱装置において、フィルムの破れをその長手方向にわたって精度よく検知して、画像加熱処理を禁止することができる。 According to the present invention, in the image heating apparatus, it is possible to accurately detect the film tearing in the longitudinal direction and prohibit the image heating process.
以下、本発明に係る実施形態について、実施例を挙げて詳細に説明する。なお、以下の実施例では、画像形成装置について、電子写真プロセスを利用したレーザービームプリンタを例に挙げて説明する。以降、このレーザービームプリンタをプリンタ1と呼ぶ。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to examples. In the following embodiments, an image forming apparatus will be described by taking a laser beam printer using an electrophotographic process as an example. Hereinafter, this laser beam printer is referred to as a
(画像形成装置)
図1は、本実施例の画像形成装置であるプリンタ1の断面図である。プリンタ1は、画像形成部2において感光ドラム3(以下、ドラム3と呼ぶ)に形成したトナーの画像をシートPに転写して、定着装置40で、シートPに転写した画像を定着させる画像形成装置である。以下、図面を用いてその構成を詳細に説明する。
(Image forming device)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
図1に示すように、プリンタ1の内部中央には画像を形成するための画像形成部2が配置されている。画像形成部2は、ドラム型の電子写真感光体であるドラム3の周囲に、帯電器4、現像装置5、クリーニング装置6がそれぞれ設置されており、画像形成部2の上方には露光装置7が設置されている。現像装置5には単色カラートナー(ブラックトナー)が収納されている。
As shown in FIG. 1, an
ドラム3は、負帯電のOPC感光体でアルミニウム製のドラム基体上に光導電層を有しており、駆動装置(不図示)によって矢印方向(時計回り)に所定のプロセススピードで回転駆動される。帯電器4は、帯電バイアス電源(不図示)から印加される帯電バイアスによってドラム3表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。現像装置5は、ドラム3上に形成される各静電潜像にブラックトナーを付着させてトナー画像として現像(可視像化)する。クリーニング装置6は、転写後にドラム3表面に残ったトナーを除去して回収する。露光装置7では、画像情報に対応して変調されたレーザ光が出力され、ドラム3表面を露光する。こうして、帯電器4で帯電されたドラム3の表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。
The drum 3 is a negatively charged OPC photoreceptor having a photoconductive layer on an aluminum drum base, and is driven to rotate at a predetermined process speed in the direction of the arrow (clockwise) by a driving device (not shown). . The charger 4 uniformly charges the surface of the drum 3 to a predetermined negative potential with a charging bias applied from a charging bias power source (not shown). The developing
転写ローラ31は、ドラム3に圧接してニップ部Teを形成する。ドラム3に担持されたトナー画像Tは、転写バイアスが印加された転写ローラ31によって、後述のように搬送されてきたシートPにニップ部Teにて転写される。
The
カセット21から給送ローラ対22によって送り出されたシートPは、搬送ガイド23を通って、レジストローラ対24に突き当たる。そして、ドラム3によって搬送されるトナー画像Tに同期するように、シートPはレジストローラ対24によって転写前搬送ガイド25を通され、ニップ部Teへ給送される。ニップ部Teでトナー画像Tを転写されてドラム3から分離したシートPは、定着装置40へ搬送される。定着装置40は、シート上の未定着のトナー画像Tを加熱・加圧してシートPに定着させる。トナー画像Tを定着されたシートPは、排出ガイド51を通り、排出ローラ52によって、筐体上の排出トレイ53へ排出・積載される。このようにして、一連の画像形成プロセスが終了する。
The sheet P sent out from the
(定着装置)
次に、プリンタ1に用いられる画像加熱装置である定着装置40について説明する。
(Fixing device)
Next, the fixing device 40 that is an image heating device used in the
図2は、定着装置40による画像加熱処理の流れを説明するための説明図である。図3は定着装置40の正面図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the flow of image heating processing by the fixing device 40. FIG. 3 is a front view of the fixing device 40.
定着装置40は熱容量の小さな筒状のフィルム(ベルト)を内部からハロゲンヒータの輻射によって加熱するベルト方式の画像加熱装置である。定着装置40は、熱容量が小さく昇温速度が大きいため、使用時に通電するだけで即座に定着処理が可能な状態となる。そのため、プリント待機時の消費電力が非常に小さいという利点を有する。以下、定着装置40の構成について図面を用いて詳細に説明する。 The fixing device 40 is a belt-type image heating device that heats a cylindrical film (belt) having a small heat capacity from the inside by radiation of a halogen heater. Since the fixing device 40 has a small heat capacity and a high temperature increase rate, the fixing device 40 can be immediately subjected to a fixing process simply by energizing it during use. Therefore, there is an advantage that the power consumption at the time of printing standby is very small. Hereinafter, the configuration of the fixing device 40 will be described in detail with reference to the drawings.
図2に示すように、加熱フィルム42(以下、フィルム42と呼ぶ)がパッド47(以下、パッド47と呼ぶ)と加圧ローラ41(以下、ローラ41と呼ぶ)に挟持されるとニップ部Nが形成される。フィルム42は矢印B方向に、ローラ41は矢印A方向に回転しており、ニップ部Nに搬送されたシートPを矢印C方向に挟持して搬送する。このとき、フィルム42とパッド47がヒータ45によって加熱されているため、シートP上の未定着のトナー画像が加熱・加圧されて画像がシートPに定着される。定着装置40では、上述のようにして画像加熱処理が行われる。
As shown in FIG. 2, when a heating film 42 (hereinafter referred to as film 42) is sandwiched between a pad 47 (hereinafter referred to as pad 47) and a pressure roller 41 (hereinafter referred to as roller 41), a nip portion N is obtained. Is formed. The
フィルム42は、金属または樹脂をベースとした可撓性を有する円筒状(エンドレス状)のベルト(フィルム)であり、厚み方向に電気絶縁性を有するベルトである。フィルム42は、少なくともポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK等の耐熱樹脂またはニッケルやSUS(ステンレス鋼)といった金属製の基層42a上に離型層42cを設けることにより構成される。離型層42cはフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、PFA、PTFE、PTFE、FEP等の離型性と耐熱性のよい材料を選択することができる。
The
なお、PTFEとは、ポリテトラフルオロエチレンである。PFAとは、テトラフルオロエチレン パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体である。FEPとは、テトラフルオロエチレン ヘキサフルオロプロピレン共重合体である。PEEKとは、ポリエーテルエーテルケトンである。 PTFE is polytetrafluoroethylene. PFA is a tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer. FEP is a tetrafluoroethylene hexafluoropropylene copolymer. PEEK is polyetheretherketone.
本実施例のフィルム42は、厚み約50μm、径約φ25mm、長手方向の長さ約300mmのポリイミド材料の基層42a上に、弾性層42bとして約300μmの厚みのシリコーンゴムの層が設けられている。さらに、弾性層42bの表面には離型層42cとして厚さ約20μmのフッ素樹脂チューブが被覆されている。本実施例の、フィルム42は全層において絶縁性を備えているが、主に弾性層42bが、フィルム42に厚み方向の電気絶縁性を持たせるための絶縁層として機能している。また、フィルム42の内面には、耐熱性を備えた黒色塗料が塗布されており、ヒータ45が放つ光を効率よく吸収する構成となっている。なお、フィルム42は厚み方向に絶縁性を有していればそれでよく、上述した層構成には限られない。例えば、基層42aや離型層42cが絶縁層の役割を果たしてもよく、これらとは別にさらに絶縁性の層を設けてもかまわない。
The
パッド47は、フィルム42をローラ41に押し付けることでニップ部Nを所望の幅にするための押圧部材である。パッド47としては、幅5〜20mm、長さ約300mm、厚み0.5〜2mmの導電性材料の板状の部材が用いられる。導電性材料とは例えば、鉄、銅、ステンレス、炭素、などから選ばれる単一材料、もしくは、これらを含有または積層した複合材料である。なお、複数の層によって形成された板状の部材をパッド47として用いる場合、フィルム42の内面に接触する接触層には導電性材料の層を配置する。本実例のパッド47は、幅約10mm、厚み約1mmのアルミ平板を用いている。そのため、アルミ平板の全体が接触層としての役割を果たしている。なお、押圧部材は、必ずしも板状の部材でなくてもよい。押圧部材は、導電性を有しており、フィルム42をその長手方向に沿った領域においてローラ41に向かって押圧可能であれば、ローラ形状の部材であってもよい。なお、接触層の長手方向長さはパッド47の長手方向長さと必ずしも同一でなくてもよい。しかしながら、少なくとも、定着装置40に導入可能な最大サイズのシートP上に形成される画像の最大領域に対応した長さ(画像の最大領域以上の長さ)となるように設けることが望ましい。また、パッド47及び接触層は、その端部においてローラ41と接触しないように、フィルム42の長手方向の端部からはみ出すことの無い長さ、位置に設けることが望ましい。
The
パッドホルダ43(以下、ホルダ43と呼ぶ)は、パッド47をローラ41に向かって押圧した状態で保持する部材である。ホルダ43は、省エネルギーの観点から周囲の部材への熱伝導の少ない材料を用いるのが望ましく、例えば、耐熱ガラスや、ポリカーボネート、液晶ポリマー等の耐熱樹脂が用いられる。また、パッド47を流れる電流が後述する支持ステー46に流れ込まないように絶縁性を備えることが望ましい。本実施例では、住友化学(株)製のスミカスーパーE5204Lを用いた。
The pad holder 43 (hereinafter referred to as the holder 43) is a member that holds the
ホルダ43は、パッド47がヒータ45によって輻射加熱をされるように、パッド47の幅方向両端部のみを保持し、幅方向中央部はその長手方向に沿ってスリット(空隙)を確保している。また、ホルダ43は、フィルム42の回転軌道を確保するためのガイド機能も備えている。支持ステー46は、ホルダ43を介してパッド47を支持する。支持ステー46は高い圧力を掛けられても撓みにくい材質であることが望ましく、本実施例においてはSUS304を用いている。
The
図3に示すように、支持ステー46は、その長手方向の一端側においてフランジ111aに、他端側において111bにそれぞれ支持されている。
As shown in FIG. 3, the
フランジ111(111a、111b)は、フィルム42の長手方向の移動、および周方向の形状を規制している。また、フランジ111は、フランジ111aとフランジ111bの間を架け渡すようにヒータ45を保持している。フランジ111a、111bは液晶ポリマーやフェノール樹脂等の耐熱樹脂によって形成されている。本実施例ではPPS(ポリフェニレンサルファイド)を用いた。
The flange 111 (111a, 111b) regulates the movement of the
フランジ111aと加圧アーム114aとの間に加圧バネ115aが縮設されている。フランジ111bと加圧アーム114bとの間に加圧バネ115bが縮設されている。この構成により、フランジ111、支持ステー46、パッド47を介して、加圧ばね115(115a、115b)の弾性力でフィルム42がローラ41の上面に対して所定の押圧力で加圧され、所定幅の定着ニップ部Nが形成される。本実施例に於ける加圧力は一端側が156.8N、総加圧力が313.6N(32kgf)である。
A
本実施例では、ニップ部Nの幅が8mm〜9mmの範囲になるように設定されている。また、ニップ部Nの長手方向の長さは300mm程度となるように設定されている。そのため、このニップ部Nの長手方向の長さより狭い範囲の画像に対して、加熱処理を施すことができる。このとき、フィルム42の長手方向において、ニップ部Nの長さ>シートPサイズ≧画像領域の関係となる。本実施例では、A4サイズ以下のシートP上に形成された画像に対して加熱処理が可能である。A4サイズ以下のシートPとは、例えばハガキ、A5、B4、A4サイズである。
In the present embodiment, the width of the nip portion N is set to be in the range of 8 mm to 9 mm. The length of the nip portion N in the longitudinal direction is set to be about 300 mm. Therefore, heat treatment can be performed on an image in a range narrower than the length of the nip portion N in the longitudinal direction. At this time, in the longitudinal direction of the
当接回転体としてのローラ41は、フィルム42の外面に当接することでフィルム42と協働してニップ部Nを形成するローラ部材である。ローラ41は、芯金41a上に弾性層41bと離型層41cを設けることにより構成され、弾性層41bを有する部分の寸法は径約φ24mm、長さ約300mmとなっている。芯金41a、及び弾性層41bはシリコーン樹脂から成る接着剤により強固に接着されている。また、ローラ41は、全体が導電性を有するように構成されており、芯金41aと離型層41cは弾性層41bを介して電気的に接続可能である。なお、離型層41cは、フィルム42の外面に当接する当接層として機能している。また、当接層の長さはパッド47の長手方向長さと必ずしも同一でなくてもよいが、少なくとも、定着装置40に導入可能な最大サイズのシートP上に形成される画像の最大領域に対応した長さ(画像の最大領域以上の長さ)に設けることが望ましい。また、離型層41c及び当接層は、その端部においてパッド47と接触しないように、フィルム42の長手方向の端部からはみ出すことの無い長さ、位置に設けることが望ましい。
The
ローラ41の弾性層41aは、弾性ソリッドゴム、弾性スポンジゴム、あるいは弾性気泡ゴム等をベースとして形成された導電性のゴム層である。本実施例ではシリコーン製のゴムにカーボン粒子を分散させた、厚さ約3mmの導電性シリコーンゴムを用いている。この導電性シリコーンゴムの硬度は、アスカーゴム硬度計C型(ASKER)による測定において20度であり、電気抵抗率は、体積抵抗率が5.0[Ω・cm]となっている。
The
ローラ41の離型層41cは、ローラ41からのシートPの分離性を向上させるための層であり、PFA等の離型性に優れた樹脂が用いられる。本実施例では体積抵抗率が5.0×102[Ω・cm]のPFAチューブを厚み約50μmで用いている。なお、離型層41cとしてはPFAコートを用いても良く、必要な厚さ、機械的及び電気的強度に応じてPFAチューブとPFAコートを使い分けることが出来る。
The
ローラ41の硬度は、アスカーゴム硬度計C型(ASKER)による測定においてで65度となっている。熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、弾性層41bの厚みは、好ましくは1mm〜3mm、離型層41cの厚みとしては、20〜50μmの範囲内で使用すればよい。
The hardness of the
ローラ41の芯金41aは、径約φ18mmのステンレス製の軸部材である。芯金41aは、軸線方向の一端側において絶縁性の軸受け112a,他端側において絶縁性の軸受け112bに回転可能に保持されている。軸受112(112a,112b)は定着装置40の枠体113に設けられている。また、図3に示すように、芯金41aの軸線方向の一方側の端部にはギアGが設けられており、駆動手段としてのモータMの駆動が伝達される。
The
図2に示すように、ローラ41は、モータMによって矢印A方向に回転駆動され、ニップ部Nにてフィルム42に駆動を伝達することで、フィルム42を矢印B方向に従動回転させる。
As shown in FIG. 2, the
ヒータ45は、通電によって発熱し、輻射熱によってフィルム42およびパッド47を加熱する。図2に示すように、ヒータ45は、フィルム42から離間した位置、好ましくは中心部付近に設けられる。ヒータ45としては、ランプヒータ、電熱線などが用いられる。本実施例においては、長手方向の長さ約300mmの円筒状のハロゲンランプを用いている。
The
図2に示すように、サーミスタ118はフィルム42の表面側に接して設けられており、フィルム42の表面温度を検出している。サーミスタ118が検知した温度に応じた出力を後述する制御回路121に出力することで、ヒータ45への通電が制御され、フィルム42は所定温度(160〜190℃)に維持される。
As shown in FIG. 2, the
(加熱フィルムの破れ検知)
次に、フィルムの破れを検知するための構成について説明する。図4、は定着装置40の各構成の関係を示すブロック図である。図5は、フィルム42が通常状態のときの導通検知回路60(以下、検知回路60と呼ぶ)を等価回路図(a)と、フィルム42が破れ状態のときの検知回路60を等価回路図(b)である。
(Detection of tearing of heated film)
Next, a configuration for detecting film breakage will be described. FIG. 4 is a block diagram showing the relationship between the components of the fixing device 40. FIG. 5 shows an equivalent circuit diagram (a) of the
本実施例では、フィルム42の破れの検知を、パッド47とローラ41間の導通を検知することによって行う。本実施例の説明における導通とは、パッド47とローラ41が電気的に接続していることを意味する。例えば、パッド47とローラ41が物理的に接触しているとき、パッド47とローラ41は電気的に接続している。あるいは、フィルム42が導電性の層を有する場合には、パッド47とローラ41がフィルム42の導電性の層を介して押し当っているとき、パッド47とローラ41は電気的に接続している。本実施例では、回路の一部としてパッド47とローラ41を含んだ回路内に電流が流れるか否かによって導通の判定を行っている。前述したように、パッド47とローラ41は導電性を有しており、その間には絶縁性のフィルム42が挟まれている。フィルム42が正常な状態(破れのない状態)であれば、パッド47とローラ41との間に電圧を印加していても、フィルム42によって絶縁されているため、パッド47とローラ41の間に電流は流れない。しかしながら、フィルム42に破れが生じている場合には、破れ部分においてパッド47とローラ41が接触し、電気的に接続することで電流が流れる(導通する)。なお本実施例中におけるフィルム42の破れとは、ニップ部Nへの異物の混入やジャム処理時の外力、使用にともなう疲労によってフィルム42の一部が破損することを意味している。フィルム42の破れは、フィルム42の長手方向においてその端部や中央部等、どの位置でも発生し得る。本実施例では、フィルム42の長手方向長さとニップ部Nの長手方向長さ、及びこれらの端部位置を揃えることにより、画像加熱処理に影響する範囲の破れだけでなく、フィルム42の全域における破れの検知を可能としている。なお、フィルム42の長手方向長さとニップ部Nの長手方向長さ、及びこれらの端部位置は必ずしも揃えなくてよい。なぜならば、フィルム42の長手方向長さに対してニップ部Nの長手方向長さが数ミリ短い程度の差であれば、ベルト破れの進行によって、導通を検知可能となるからである。
以下、図面を用いて詳細に説明する。
In this embodiment, the tearing of the
Hereinafter, it explains in detail using a drawing.
図4に示すように、ブラシ61は、ローラ41の芯金41aと電気的な接続をおこなう部材である。ブラシ61は導電特性を有する繊維材料が束ねられた構成となっており、その先端が芯金41aに摺動可能に押し当てられた状態で設けられている。このような構成により、ローラ41が回転している状態であっても電気的に接続可能となっている。なお、ブラシ61は回転しているローラ41に対して電気的に接続可能であれば、上述した構成には限られない。たとえば、ブラシ61は導電性の金属材料でできた板ばね状の部材であってもよい。
As shown in FIG. 4, the
また、ブラシ61を当接させる対象は芯金41aのみには限られない。例えば、ローラ41の離型層41cにブラシ61を押し当ててもよい。この際、ローラ41の弾性層41bは非導電性であることが好ましい。このような構成であっても、パッド47とローラ41の導通を検知可能である。しかしながら、離型層41cにブラシ61を押し当てた場合、ローラ41の表面に当接筋ができ、画像品質に影響を与える虞があるため、本実施例のように芯金41aに当接させる構成が好ましい。
Further, the object with which the
図4に示すように、検知手段としての検知回路60は、絶縁被膜された導線62によってパッド47及び、ブラシ61とを電気的に接続している。より詳細には、検知回路60の一端側から延びる導線62は、パッド47の長手方向一端側において、パッド47の接触面とは反対の面に半田付けされている。検知回路60の他端側から延びる導線62は、ブラシ61にコネクタで接続されている。なお、導線62のパッド47への接続位置は上述した位置のみに限られない。導電性を有して且つフィルム42に接触する層に電気的に接続可能であればよく、パッド47の端部側面であってもよく、ホルダ43に導電性の材料を採用して、ホルダ43に導線62を接続してもよい。また、導線62の接続方法は上述した方法に限られず、対象の部材と電気的な接続が行われる構成でれば、適宜設計可能である。
As shown in FIG. 4, the
検知回路60は、パッド47の接触層とローラ41の当接層との間の導通を検知する回路である。検知回路60は、パッド47とローラ41の間に電位差を生じさせるための電源60aと、回路に流れる電流を検出する電流計60bと、を備えている。電流計60bは、回路に流れる電流を検出すると、検出した電流値に応じた信号を制御回路121に出力する。本実施例の検知回路60には5[V]の一定電圧が印加されており、回路内抵抗Rは1[MΩ]である。つまり、導通すると回路内には5[μA]の電流が流れる。なお、検知回路60はパッド47の接触層とローラ41の当接層との間の導通を検知可能に構成されていれば、上述した構成には限られない。例えば、電源60aは、パッド47の接触層とローラ41の当接層との間に一定電圧ではなく交流電圧を印加してもよい。しかしながら、印加する電圧が大きい場合は放電を招いてシートP上のトナー画像Tに影響を及ぼす虞があるため、接触層と当接層との間に印加する電圧は数[mV]〜数十[V]であることが望ましい。また、電流計60bの代わりに電圧計を用いてもよく、これらの代替となる各種ICを使用できる。なお、本実施例における導電性とは、電源60aに電圧を印加された際に、電流計60aが検出可能な電流を生じる性質のことを呼ぶ。
The
次に、検知回路60の動作について等価回路を用いて説明する。図5に示すように、この等価回路は、検知回路60における電源60aと電流計60bと回路内抵抗Rに相当する構成を備えている。この等価回路では、検知回路60の両端部からは導線62に相当する配線が伸びており、スイッチ部の端子につながっている。このとき一方の端子がパッド47、他方の端子がローラ41に対応している。等価回路のスイッチ部が「開放」状態であるか、「導通」状態であるかは、ニップ部Nにおけるフィルム42の状態が関係する。
Next, the operation of the
ニップ部Nおいてフィルム42に破れがない場合、パッド47とローラ41の間はフィルム42によって絶縁されているため、両者は電気的に接続されていない。そのため、図5(a)に示すように、等価回路のスイッチ部は“開放”されており、回路内に電流が流れない。一方、ニップ部Nおいてフィルム42に破れがある場合、パッド47とローラ41は破れ部分を通して電気的に接続している。そのため、図5(b)に示すように、電流パスが形成された等価回路には5[μA]の電流が流れる(導通する)。本実施例では、パッド47とローラ41との間に電流が流れない状態を絶縁された状態と呼ぶ。
When the
(画像加熱装置の制御)
次に、フィルム42の破れが検知された際の定着装置40の動作の制御について説明する。図6は、画像加熱処理の禁止制御のフロー図である。制御回路121は、検知回路60によってフィルム42の破れが検知された場合に、画像加熱処理の実行を禁止する制御をおこなっている。フィルム42に破れを生じたまま画像の定着を行うと、破れた部分において接触不良が起きるため、適切な定着が行われずに不良画像の発生を招く。したがって、本実施例では上述した制御を行うことで、不良画像の出力を防止している。なお、本実施例では、シートP上のトナーの画像Tを加熱・加圧することでシートPに画像Tを定着させる処理を画像加熱処理と呼ぶ。なお、画像加熱処理は未定着のトナー画像TをシートPに定着する処理のみには限られない。例えば、半定着済みの画像をシートPに定着させる処理や、定着済みの画像に対して加熱処理を施す処理であってもよい。本実施例では、上述した画像加熱処理を禁止するため、ヒータ45への通電と、モータMへの通電を遮断している。以下、図面を用いて詳細に説明する。
(Control of image heating device)
Next, control of the operation of the fixing device 40 when the tearing of the
制御手段としての制御回路121は、例えば、各種制御に伴う演算を行うCPUと、各種プログラムを記憶したROM等の不揮発媒体を備えた回路である。そして、このROMには図6に記載のフローチャートに対応したプログラムが記憶されており、CPUがこれを読みだして実行することで、定着装置40の画像加熱処理の制御を行う。なお、制御回路121は、同様の機能を果たせばASIC等の集積回路でもよい。
The
図4に示すように、制御回路121は、サーミスタ118及び検知回路60の出力を検出可能に電気的に接続されている。また、制御回路121はモータM及びヒータ45の通電内容を制御可能に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 4, the
制御回路121はサーミスタ118からの出力を所定の周期(本実施例では約100μs毎)でサンプリングしており、得られた温度情報をヒータ45への通電制御に反映させている。つまり、制御回路121は、サーミスタ118の出力をもとに、ヒータ45へ供給する通電を制御している。本実施例では、制御回路121が受信したジョブの実行指示に応じて、フィルム42の温度がジョブ中に所定温度(160〜190℃)で一定となるように制御している。
The
また、制御回路121は駆動手段としてのモータMの通電内容の制御を行っている。通電が行われるとモータMは駆動を開始する。モータMは機械的にギアGに接続されており、ギアGを介してローラ41を駆動し、フィルム42をローラ41に従動回転させている。このように構成することで、ローラ41とフィルム42に挟持されたシートPが、所定のプロセススピード(本実施例では約250mm/sec)で搬送される。
Further, the
制御回路121は、検知回路60からの出力を所定の周期(本実施例では約10μs毎)でサンプリングしており、得られた出力に基づきヒータ45及びモータMへの通電を制御している。本実施例では、電流計60bが電流の存在を検出した場合、つまり電流計60bへの入力が0[μA]でない場合、制御回路121は導通ありと判定して画像加熱処理を禁止する。つまり、制御回路121は、ジョブ中であればヒータ45及びモータMへの通電を中断する制御を行い、ジョブ中でなければその後のジョブを実行しない。なお、導通検知回路60の回路構成と、電流計60bの仕様によっては、フィルム42の破れの有無によらずに電流計60bが電流を検出する場合がある。その場合、フィルム42の破れに伴う電流に基づき適切に画像加熱処理を禁止できるように、電流の大きさに閾値を設けて、閾値と電流計60bの検出値との比較に基づいて、制御回路121が導通の有無を判定してもよい。例えば、制御回路121は、閾値Xを4[μA]に設定して、電流計60bが検出した値が4[μA]以上であった場合に導通ありと判定して、画像加熱処理を禁止する。上述したように、本実施例では、電流計60bの検出した値が、0[μA]でない場合と、所定値X以上である場合と、の両方の場合おいて、これらを導通がある状態と呼ぶ。
The
定着装置40は、制御回路121が図6に記載のフローチャートに対応したプログラムを実行することで次のよう動作する。
The fixing device 40 operates as follows when the
制御回路121は、ジョブの実行指示を受信する(STEP1、以下、S1のようにSTEPをSと省略)。次に、制御回路121は、前回転による定着装置40のウォームアップ動作を行う(S2)。ウォームアップ動作では、サーミスタ118の検知温度が所定の目標温度T1(本実施例では160℃)に達するまでヒータ45に通電が行われるように制御回路が制御を行う。サーミスタ118の検知温度が目標温度T1に到達すると、制御回路121はモータMに通電してこれを駆動させる。モータMの駆動によりローラ41が回転駆動され、フィルム42はローラ41に従動回転する。
The
上記したウォームアップ動作に伴い、制御回路121は、電流計60bの出力のサンプリングを開始する(S3)。このとき、フィルム42が少なくとも1回転する間、制御回路121が電流計60bの出力をサンプリングすることで、フィルム42の破れを全周にわたって検知可能となる。制御回路121は検知回路60の検知結果の判定を行う(S4)。制御回路121は、検知回路60の導通を検知した場合(検出電流I≠0[μA])、フィルム42に破れが生じていると判定してS7へ進む。また、制御回路121は検知回路60に導通が検知されない場合(検出電流I=0[μA])、フィルム42が正常であると判定してS5へ進む。
With the warm-up operation described above, the
制御回路121は、フィルム42に破れがあると判定した場合、定着装置40の画像加熱処理を禁止するため、ジョブの実行中であればヒータ45とモータMへの通電を中断する(S7)。そして、制御回路121は、プリンタ1の操作部(不図示)にエラーを表示する(S8)。エラーの表示は、プリンタ1本体の操作部によって行われるものに限られず、プリンタ1に接続された情報端末(不図示)のプリンタドライバの表示画面にて行われてもよい。
When it is determined that the
制御回路121は、一度のエラー表示をすると、定着装置40の交換が行われるか、サービスマンによる修理が行われるまで、ジョブの実行を禁止する制御を行う。
When the error is displayed once, the
制御回路121は、フィルム42が正常であると判定した場合、検知温度がT2(本実施例では165℃)になるようにヒータ45に通電を行い、受信したジョブの実行指示の終了条件に達するまで画像加熱処理を行う(S5、S6)。そして、ジョブを実行している間は、検知回路60の出力のサンプリングを引き続き行う(S3)。このような制御を行うことで、ジョブの実行中に発生するフィルム42の破れ、特に端部側から発生するフィルム42の破れを検知することが可能となる。受信したジョブの実行指示の終了条件に達すると、制御回路121はヒータ45とモータMへの通電を停止して、定着装置40を正常に停止させる(S9)。
When the
本実施例によれば、フィルム42を用いてシート上の画像を加熱する定着装置40において、検知回路60を設けている。そして、パッド47の接触層とローラ41の離型層41cとの間の導通を検知することで、フィルム42の破れの発生を検知可能である。
本実施例によれば、フィルム42が少なくとも1回転する間、制御回路121が電流計60bの出力をサンプリングすることで、フィルム42の破れをその全周にわたって検知可能である。
According to the present embodiment, the
According to this embodiment, the
本実施例によれば、フィルム42の破れが検知された際に、画像加熱処理を禁止することで不良画像の出力を防止することができる。
According to the present embodiment, it is possible to prevent the output of a defective image by prohibiting the image heating process when the
(その他の実施例)
以上、本発明を適用することができる実施例について説明したが、前述した各実施例で例示した数値は一例であって、この数値に限定されるものではない。数値は適宜選択できる。また、本発明を適用できる範囲において、実施例に記載の構成を適宜変更してもよい。
(Other examples)
As mentioned above, although the Example which can apply this invention was described, the numerical value illustrated by each Example mentioned above is an example, Comprising: It is not limited to this numerical value. Numerical values can be selected as appropriate. In addition, the configurations described in the embodiments may be changed as appropriate within the scope where the present invention can be applied.
フィルム42は、パッド47及びホルダ43によって支持されるオンデマンド方式の構成に限られず、例えば、複数のローラに架け渡されるベルトユニット方式であってもよい。その際、フィルム42はこの複数のローラによって回転駆動されてもよい。しかしながら、低熱容量化の観点から上述した実施例のようにオンデマンド方式の構成が望ましい。
The
フィルム42の加熱方法は、ヒータ45のように輻射によってフィルム42を加熱する方法には限られない。たとえば、パッド47の上面にセラミックヒータを張り合わせ、セラミックヒータの発熱によってパッド47を介してフィルム42を加熱する方法であってもよい。また、抵抗発熱層に通電することによって発熱する発熱ベルトを用いてもよい。その際は、抵抗発熱層を流れる交流電流が検知回路60に流れ込まないように構成するとよい。例えば、フィルム42の層構成は、抵抗発熱層を挟み込むように絶縁性の層に設けるとよい。また、抵抗発熱層に交流電流が流れる画像加熱処理中は、検知回路60から延びる導線62をパッド47及びブラシ61から離間させる構成とするとよい。そして、抵抗発熱層に交流電流が流されない画像加熱処理の準備動作時などに、導線62をパッド47及びブラシ61に接続し、発熱ベルトを回転させて、検知回路60を動作させればよい。または、検知回路60に基準電位を設けないように構成すればよい。例えば、電源60aには電池を用いてアースをとらない構成とするとよい。また、電流計60bは、検出した電流値に応じた出力を、電気的な接続を行わずに光リレー等によって制御回路121に伝えればよい。
The heating method of the
フィルム42とニップ部Nを形成するものは、ローラ41のようなローラ部材には限られない。例えば、複数のローラによってベルトが架け渡されたユニットである加圧ベルトユニットを用いてもよい。
What forms the nip portion N with the
プリンタ1を例に説明した画像形成装置は、モノクロの画像を形成する画像形成装置に限られず、フルカラーの画像を形成する画像形成装置でもよい。また画像形成装置は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、複写機、FAX、複合機等、種々の用途で実施できる。
The image forming apparatus described using the
以上の説明における画像加熱装置は、未定着のトナー画像をシートPに定着する装置のみには限られない。例えば、半定着済みのトナー画像をシートPに定着させる装置や、定着済みの画像に対して加熱処理を施す装置であってもよい。したがって、画像加熱装置としての定着装置40は、例えば、画像の光沢や表面性を調節する表面加熱装置であってもよい。 The image heating apparatus in the above description is not limited to an apparatus that fixes an unfixed toner image on the sheet P. For example, a device that fixes a semi-fixed toner image on the sheet P or a device that heats a fixed image may be used. Therefore, the fixing device 40 as the image heating device may be a surface heating device that adjusts the gloss and surface properties of the image, for example.
41 加圧ローラ
42 加熱フィルム
43 パッドホルダ
47 ニップパッド
60 導通検知回路
121 制御回路
M モータ
P シート
41
Claims (4)
前記フィルムの外面に当接する導電性の当接層を備えた当接回転体であって、前記フィルムと協働して前記ニップ部を形成する当接回転体と、
前記フィルムをその内面から前記当接回転体に向けて押圧する押圧部材であって、前記フィルムの内面に接触する導電性の接触層を備えた押圧部材と、
前記フィルムの破れによる前記当接層と前記接触層の間の導通を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に基づいて画像加熱処理を禁止するか否かを制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像加熱装置。 A film for heating an image on a sheet at a nip portion, an endless rotating film provided with an insulating layer;
A contact rotating body having a conductive contact layer that contacts the outer surface of the film, the contact rotating body forming the nip portion in cooperation with the film;
A pressing member that presses the film from the inner surface thereof toward the contact rotating body, the pressing member having a conductive contact layer that contacts the inner surface of the film;
Detection means for detecting conduction between the contact layer and the contact layer due to the tearing of the film;
Control means for controlling whether to prohibit the image heating process based on the detection result of the detection means;
An image heating apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014003877A JP2015132701A (en) | 2014-01-14 | 2014-01-14 | image heating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014003877A JP2015132701A (en) | 2014-01-14 | 2014-01-14 | image heating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015132701A true JP2015132701A (en) | 2015-07-23 |
Family
ID=53899944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014003877A Pending JP2015132701A (en) | 2014-01-14 | 2014-01-14 | image heating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015132701A (en) |
-
2014
- 2014-01-14 JP JP2014003877A patent/JP2015132701A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4455548B2 (en) | Image heating device | |
US8483603B2 (en) | Image heating apparatus and heating belt for use in the image heating apparatus | |
JP5875460B2 (en) | Heating body and image heating apparatus provided with the heating body | |
US20150153691A1 (en) | Image heating apparatus and image forming apparatus including the image heating apparatus | |
JP2010164930A (en) | Heat fixing apparatus | |
JP2012242618A (en) | Image heating device | |
JP2010102305A (en) | Image forming apparatus | |
JP4661516B2 (en) | Fixing device and fixing belt deterioration judging method | |
JP2015094886A (en) | Image heating device | |
US9235180B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP4011684B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2016180825A (en) | Heating member, fixing device, and image forming apparatus | |
JP2006163017A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP6305125B2 (en) | Image heating device | |
US10120322B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2002062752A (en) | Image forming apparatus | |
JP2013242468A (en) | Image heating device | |
JP2015132701A (en) | image heating device | |
JP2015138109A (en) | image forming apparatus | |
JP2016109928A (en) | Fixing device, image formation apparatus with the same, and method of manufacturing heating member | |
JP2002049259A (en) | Image-heating device and image-forming device | |
JP2013003503A (en) | Image heating device | |
JP5190209B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2008076857A (en) | Heating device and image forming apparatus | |
JP2015148690A (en) | image heating device |