JP2016018062A - Fixation device and image forming apparatus - Google Patents

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Yoshinori Yamaguchi
嘉紀 山口
服部 良雄
Yoshio Hattori
良雄 服部
春之 本多
Haruyuki Honda
春之 本多
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Ryuichi Minbu
隆一 民部
俊彦 下川
Toshihiko Shimokawa
俊彦 下川
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Yasunori Ishigaya
康功 石ヶ谷
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Kazuya Saito
一哉 齋藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixation device capable of detecting a local temperature rise of a fixation member and efficiently preventing the generation of temperature overshoot.SOLUTION: A fixation device comprises: a fixation member 38 that is heated by heating means 56, rotates in a prescribed direction and fuses by heating and fixes an unfixed image T on a recording material P; a pressure member 30b that rotates in a prescribed direction and forms a fixation nip part N by pressure-contacting with the fixation member 38; a thermopile array 34 having a plurality of channels and capable of detecting temperatures of a plurality of areas on the surface of the fixation member 38; and heating control means 42 that controls the heating by the heating means 56. After an operation of conveying the recording material P to the fixation nip part N is completed, an idle rotation mode is executed, for rotating the fixation member 38 and the pressure member 30b in a state in which the heating of the fixation member 38 by the heating means 56 is stopped, when a prescribed condition is satisfied.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、定着装置、及び該定着装置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 including the fixing device.

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、像担持体上に画像情報に基づいてトナー像を形成し、該トナー像を紙やOHPシート等の記録材上に転写し、トナー像を担持した記録材を定着装置に通して熱と圧力によりトナー像を記録材上に固定する。   In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile, a toner image is formed on an image carrier based on image information, the toner image is transferred onto a recording material such as paper or an OHP sheet, and the toner image is carried. The recorded material is passed through a fixing device, and the toner image is fixed on the recording material by heat and pressure.

定着装置における定着手段の加熱方法としては、例えば、ベルト及びフィルム方式(特許文献1及び2参照)、断熱ローラを外部から加熱する方式(特許文献3参照)、画像情報を基に画像領域のみを選択的に加熱する技術などが提案されている。   As a heating method of the fixing means in the fixing device, for example, a belt and film method (see Patent Documents 1 and 2), a method of heating a heat insulating roller from the outside (see Patent Document 3), and only an image area based on image information. Technologies for selectively heating have been proposed.

特許文献1に記載された定着装置は、薄肉円筒状の耐熱性フィルムに接触する板状加熱体と、加圧ローラでフィルムと記録材を密着させるように挟み込み、熱エネルギーを記録材に与える構成である。フィルムが約100μm程度と薄いため、実質的に立ち上げ時間は熱容量の小さい板状加熱体の温度を上昇させるだけで済むため、立ち上がり時間を短縮でき,予熱電力を削減できる。
特許文献1には、さらに、記録材上に形成された画像にあわせて加熱体の制御温度や加熱域を変化させ、非画像領域(画像形成領域における画像が存在しない部分)のへのエネルギー供給を削減することで、省エネルギーを可能とする構成が開示されている。
The fixing device described in Patent Document 1 is configured to sandwich a plate-like heating body that contacts a thin cylindrical heat-resistant film and a pressure roller so that the film and the recording material are brought into close contact with each other, thereby applying thermal energy to the recording material. It is. Since the film is as thin as about 100 μm, the start-up time can be substantially increased only by raising the temperature of the plate-like heating body having a small heat capacity, so that the start-up time can be shortened and the preheating power can be reduced.
In Patent Document 1, the control temperature and heating area of the heating body are changed in accordance with the image formed on the recording material, and energy is supplied to the non-image area (the area where no image exists in the image forming area). The structure which enables energy saving by reducing is disclosed.

特許文献2には、サーマルヘッドの発熱体の素子ごとの温度を測定して適正な熱を供給することで、周囲温度の影響も考慮し、かつ紙面上のトナー部分にのみ熱を加える構成が開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 has a configuration in which the temperature of each element of the heating element of the thermal head is measured and supplied with appropriate heat so that the influence of the ambient temperature is taken into consideration and heat is applied only to the toner portion on the paper surface. It is disclosed.

特許文献3の定着装置は、ローラを外部から加熱する構成である。この構成は、外部から加熱することで定着ローラ表層近傍に蓄熱した熱でトナー溶融を行うことにより、定着ローラ全体を加熱する内部加熱方式に比べて立ち上がり時間が短く、エネルギーロスが少ないという利点がある。また非画像領域に対応する定着ローラの部位の温度が画像領域に対応する部位の温度よりも低くなるように外部加熱手段を制御する技術が記載されている。   The fixing device disclosed in Patent Document 3 is configured to heat a roller from the outside. This configuration has the advantage that the rise time is shorter and the energy loss is less than the internal heating method that heats the entire fixing roller by melting the toner with the heat stored in the vicinity of the surface of the fixing roller by heating from the outside. is there. In addition, a technique is described in which the external heating unit is controlled so that the temperature of the portion of the fixing roller corresponding to the non-image region is lower than the temperature of the portion corresponding to the image region.

大量の通紙が連続して実行されたとき、定着装置の内部の部材は温度が上昇しており、熱量が蓄えられている。この状態で通紙終了後すぐに定着部材や加圧部材の回転を停止すると、内部の部材の熱によって定着部材(定着スリーブ)がさらに加温され、温度オーバーシュートが発生することがある。また、温度オーバーシュートにより、定着スリーブからの揮発性有機化合物(VOC)や微粒子等の汚染物質の発生を招くことがある。   When a large amount of paper passes continuously, the temperature of the members inside the fixing device is rising and the amount of heat is stored. If the rotation of the fixing member and the pressure member is stopped immediately after the paper is passed in this state, the fixing member (fixing sleeve) is further heated by the heat of the internal member, and a temperature overshoot may occur. Further, the temperature overshoot may cause the generation of contaminants such as volatile organic compounds (VOC) and fine particles from the fixing sleeve.

このような通紙後の温度オーバーシュートの発生を回避するために、装置を所定時間だけ空回転させて、定着ローラを冷却する技術が知られている(例えば、特許文献4参照)。
特許文献4には、温度検知手段によって検知される検知温度が所定の閾値を超えている場合に、空回転モードが実行されることが記載されている。温度検知手段としては、定着スリーブ側に配置した温度センサが用いられ、検知された温度によって空回転モードの実行が判断される。
In order to avoid the occurrence of such a temperature overshoot after paper passing, a technique is known in which the fixing roller is cooled by idling the apparatus for a predetermined time (see, for example, Patent Document 4).
Patent Document 4 describes that the idling mode is executed when the detected temperature detected by the temperature detecting means exceeds a predetermined threshold value. As the temperature detection means, a temperature sensor arranged on the fixing sleeve side is used, and execution of the idling mode is determined based on the detected temperature.

しかしながら温度検知手段は、設置スペースやコスト等の観点から限定的に配置されるため、定着スリーブの複数地点の温度を詳細に検出することは困難である。温度検知不能の領域において局所的な温度上昇が生じた場合、それを検知することができず、温度オーバーシュートを発生させないための措置、例えば空回転モードの実行判断ができないという問題がある。   However, since the temperature detection means is limitedly arranged from the viewpoint of installation space, cost, and the like, it is difficult to detect in detail the temperatures at a plurality of points on the fixing sleeve. When a local temperature rise occurs in a region where temperature cannot be detected, there is a problem that it cannot be detected, and measures for preventing the occurrence of temperature overshoot, for example, execution determination of the idling mode cannot be made.

そこで、本発明は上記課題を鑑み、定着部材の局所的な温度上昇を検知することができ、温度オーバーシュートの発生を効率的に防止可能な定着装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a fixing device that can detect a local temperature increase of a fixing member and can efficiently prevent the occurrence of a temperature overshoot.

上記課題を解決するために、本発明に係る定着装置は、加熱手段によって加熱され、所定方向に回転し、未定着画像を加熱溶融して記録材に定着させる定着部材と、所定方向に回転し、前記定着部材に圧接して定着ニップ部を形成する加圧部材と、複数のチャンネルを有し、前記定着部材表面の複数の領域の温度を検知可能なサーモパイルアレイと、前記加熱手段による加熱を制御する加熱制御手段と、を備え、前記定着ニップ部への前記記録材の搬送動作が終了した後、所定の条件に満たした場合に、前記加熱手段による前記定着部材の加熱を停止した状態で前記定着部材と前記加圧部材とを回転させる空回転モードが実行されることを特徴とする定着装置である。   In order to solve the above-described problems, a fixing device according to the present invention is heated by a heating unit and rotates in a predetermined direction, and a fixing member that heats and melts an unfixed image and fixes it on a recording material, and rotates in a predetermined direction. A pressure member that presses against the fixing member to form a fixing nip portion, a thermopile array that has a plurality of channels and can detect temperatures of a plurality of regions on the surface of the fixing member, and is heated by the heating unit. A heating control means for controlling, and after the operation of transporting the recording material to the fixing nip portion is completed, the heating of the fixing member by the heating means is stopped when a predetermined condition is satisfied. The fixing device is configured to execute an idling mode in which the fixing member and the pressure member are rotated.

本発明の定着装置によれば、温度検知手段の設置に要するスペースやコストを増大させることなく、定着部材の局所的な温度上昇を検知することができ、温度オーバーシュートの発生を効率的に防止可能な定着装置を提供することができる。   According to the fixing device of the present invention, it is possible to detect a local temperature rise of the fixing member without increasing the space and cost required for installing the temperature detecting means, and efficiently prevent the occurrence of temperature overshoot. A possible fixing device can be provided.

本実施形態の画像形成装置の全体構成の一例を示す断面概略図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of an overall configuration of an image forming apparatus according to an exemplary embodiment. 本実施形態の定着装置の構成の一例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a configuration of a fixing device according to an exemplary embodiment. 本実施形態の定着装置の加熱手段の一例を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a heating unit of the fixing device according to the exemplary embodiment. 本実施形態の定着装置の空回転モード実施の流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a flow of an idling mode implementation of the fixing device of the present embodiment. 本実施形態の定着装置のサーモパイルアレイと温度検出範囲を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the thermopile array and temperature detection range of the fixing device of this embodiment. 本実施形態の定着装置のサーモパイルアレイの配置及び定着部材の表面温度検知の態様を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the aspect of arrangement | positioning of the thermopile array of the fixing device of this embodiment, and the surface temperature detection of a fixing member.

以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施例の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。   Hereinafter, a fixing device and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments of the examples shown below, and other embodiments, additions, modifications, deletions, and the like can be changed within a range that can be conceived by those skilled in the art. Any aspect is included in the scope of the present invention as long as the operations and effects of the present invention are exhibited.

図1に、本実施形態の定着装置を備えた画像形成装置の断面の模式図を示す。
図1に示すように、画像形成装置の一例としてのプリンタは、給紙手段4、レジストローラ対6、像担持体としての感光体ドラム8、転写手段10、及び定着装置12などを備えている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus provided with the fixing device of the present embodiment.
As shown in FIG. 1, a printer as an example of an image forming apparatus includes a sheet feeding unit 4, a registration roller pair 6, a photosensitive drum 8 as an image carrier, a transfer unit 10, a fixing device 12, and the like. .

給紙手段4は、記録材としての用紙Pが積載状態で収容される給紙トレイ14と、給紙トレイ14に収容された用紙Pを最上のものから順に1枚ずつ分離して送り出す給紙コロ16を有している。
給紙コロ16によって送り出された用紙Pはレジストローラ対6で一旦停止され、姿勢ずれを矯正された後、感光体ドラム8の回転に同期するタイミング、すなわち感光体ドラム8上に形成されたトナー像の先端と用紙Pの搬送方向先端部の所定位置とが一致するタイミングでレジストローラ対6により転写部位11へ送られる。
The paper feeding means 4 feeds the paper P as a recording material stored in a stacked state and the paper P stored in the paper feeding tray 14 one by one in order from the top. It has a roller 16.
The paper P sent out by the paper feed roller 16 is temporarily stopped by the registration roller pair 6, the posture deviation is corrected, and then the timing synchronized with the rotation of the photosensitive drum 8, that is, the toner formed on the photosensitive drum 8. It is sent to the transfer site 11 by the registration roller pair 6 at the timing when the leading edge of the image coincides with a predetermined position at the leading edge of the sheet P in the transport direction.

感光体ドラム8の回転方向を矢印で示している。感光体ドラム8の外部には、回転方向順に、帯電手段としての帯電ローラ18、図示しない露光手段の一部を構成するミラー20、現像ローラ22aを備えた現像手段22、転写手段10、及びクリーニングブレード24aを備えたクリーニング手段24が配置されている。
帯電ローラ18と現像手段22の間において、ミラー20を介して感光体ドラム8上の露光部26に露光光Lbが照射され、走査される。
The direction of rotation of the photosensitive drum 8 is indicated by an arrow. Outside the photosensitive drum 8, a charging roller 18 as a charging unit, a mirror 20 constituting a part of an exposure unit (not shown), a developing unit 22 including a developing roller 22 a, a transfer unit 10, and a cleaning in order of rotation. A cleaning means 24 having a blade 24a is disposed.
Between the charging roller 18 and the developing unit 22, exposure light Lb is irradiated on the exposure unit 26 on the photosensitive drum 8 through the mirror 20 and scanned.

感光体ドラム8が回転を始めると、感光体ドラム8の表面が帯電ローラ18により均一に帯電される。画像情報に基づいて露光光Lbが露光部26に照射、走査され、作成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。
形成された静電潜像は、感光体ドラム8の回転により現像手段22へ移動し、ここでトナーが供給されて可視像化され、トナー像が形成される。
When the photosensitive drum 8 starts to rotate, the surface of the photosensitive drum 8 is uniformly charged by the charging roller 18. Based on the image information, the exposure light Lb is irradiated and scanned on the exposure unit 26 to form an electrostatic latent image corresponding to the image to be created.
The formed electrostatic latent image is moved to the developing means 22 by the rotation of the photosensitive drum 8, where toner is supplied to be visualized to form a toner image.

感光体ドラム8上に形成されたトナー像は、転写手段10において所定のタイミングで転写部位11に進入してきた用紙P上に転写バイアス印加により転写される。   The toner image formed on the photosensitive drum 8 is transferred by transfer bias application onto the paper P that has entered the transfer portion 11 at a predetermined timing in the transfer means 10.

トナー像を担持した用紙Pは定着装置12へ向けて搬送され、定着装置12において定着された後、図示しない排紙トレイへ排出・スタックされる。   The paper P carrying the toner image is conveyed toward the fixing device 12, fixed on the fixing device 12, and then discharged and stacked on a paper discharge tray (not shown).

転写部位11で転写されずに感光体ドラム8上に残った残留トナーは、感光体ドラム8の回転に伴ってクリーニング手段24に至り、クリーニング手段24を通過する間にクリーニングブレード24aにより掻き落とされることで除去される。   Residual toner remaining on the photosensitive drum 8 without being transferred at the transfer portion 11 reaches the cleaning means 24 as the photosensitive drum 8 rotates, and is scraped off by the cleaning blade 24 a while passing through the cleaning means 24. Is removed.

その後、感光体ドラム8上の残留電位が図示しない除電手段により除去され、次の作像工程に備えられる。   Thereafter, the residual potential on the photosensitive drum 8 is removed by a neutralizing unit (not shown), and is prepared for the next image forming process.

本実施形態の定着装置12の構成を図2に示す。
本実施形態の定着装置12は、加熱手段56によって加熱され、所定方向に回転し、未定着画像(トナー像)Tを加熱溶融して記録材(用紙)Pに定着させる定着部材38と、所定方向に回転し、定着部材38に圧接して定着ニップ部Nを形成する加圧部材30と、複数のチャンネルを有し、前記定着部材表面の複数の領域の温度を検知可能なサーモパイルアレイ34と、加熱手段56による加熱を制御する加熱制御手段と、を備え、定着ニップ部Nへの記録材(用紙)Pの搬送動作が終了した後、所定の条件を満たした場合に、加熱手段56による定着部材38の加熱を停止した状態で定着部材38と加圧部材30とを回転させる空回転モードが実行される。
The configuration of the fixing device 12 of this embodiment is shown in FIG.
The fixing device 12 of the present embodiment is heated by a heating unit 56, rotates in a predetermined direction, heats and melts an unfixed image (toner image) T, and fixes it to a recording material (paper) P, and a predetermined member A pressure member 30 that rotates in the direction and presses against the fixing member 38 to form the fixing nip portion N, and a thermopile array 34 that has a plurality of channels and can detect temperatures of a plurality of regions on the surface of the fixing member. And heating control means for controlling heating by the heating means 56, and when the predetermined condition is satisfied after the conveying operation of the recording material (paper) P to the fixing nip N is completed, the heating means 56 An idling mode in which the fixing member 38 and the pressure member 30 are rotated while the heating of the fixing member 38 is stopped is executed.

図2に示すように、定着装置12は、ハロゲンヒータやIHコイルなどの加熱手段56を、フィルムやスリーブなどの定着部材38の内部に備えている。加熱手段56は図示しない付勢手段により定着部材38の表面に押し当てられている。
なお、加熱手段56は定着部材38の外部に設けてもよい。また、加熱手段56は押圧部材として機能するため、いわゆるSURF定着の構成のように定着ニップ部Nの箇所に配置されてもよい。
定着部材38の温度が上昇することにより、定着ニップ部Nに搬送された用紙P上の未定着画像(トナー像)Tが加熱され用紙Pに定着する。
As shown in FIG. 2, the fixing device 12 includes heating means 56 such as a halogen heater or an IH coil inside a fixing member 38 such as a film or a sleeve. The heating means 56 is pressed against the surface of the fixing member 38 by an urging means (not shown).
The heating unit 56 may be provided outside the fixing member 38. Further, since the heating means 56 functions as a pressing member, it may be disposed at the fixing nip portion N as in the so-called SURF fixing configuration.
As the temperature of the fixing member 38 rises, the unfixed image (toner image) T on the paper P conveyed to the fixing nip N is heated and fixed on the paper P.

図3に加熱手段56の模式図を示す。図3に示す加熱手段は、面状基材の上に抵抗発熱体が設けられた面状ヒータであり、長手方向に複数分割された加熱領域(56a、56b、56c)が設けられている。   FIG. 3 shows a schematic diagram of the heating means 56. The heating means shown in FIG. 3 is a planar heater in which a resistance heating element is provided on a planar substrate, and heating regions (56a, 56b, 56c) divided into a plurality of parts in the longitudinal direction are provided.

図2に示すように、定着部材(定着ベルト)38は、基体43と、基体43の表面を被覆する弾性層44を備え、表面に離型層45を有する。
基体43は外径が40mm程度、厚みが50〜100μm程度であり、材質としては、例えばニッケルやSUS等の金属基体、ポリイミド等の樹脂基体が挙げられる。
弾性層44は厚みが50〜300μm程度であり、材質としては、例えばシリコンゴム等が挙げられる。
離型層45は、厚みが5〜50μm程度であり、材質としては、耐久性を高めて離型性を確保することが可能なものであれば特に限定されないが、例えばPFAやPTFE等のフッ素系樹脂等が挙げられる。
As shown in FIG. 2, the fixing member (fixing belt) 38 includes a base 43 and an elastic layer 44 that covers the surface of the base 43, and has a release layer 45 on the surface.
The base 43 has an outer diameter of about 40 mm and a thickness of about 50 to 100 μm. Examples of the material include a metal base such as nickel and SUS, and a resin base such as polyimide.
The elastic layer 44 has a thickness of about 50 to 300 μm, and examples of the material include silicon rubber.
The release layer 45 has a thickness of about 5 to 50 μm, and the material is not particularly limited as long as it can enhance the durability and ensure the release property. For example, fluorine such as PFA or PTFE can be used. Based resins and the like.

定着部材38の内部には支持部材61が設けられ、定着ニップ部Nを形成する箇所には押圧部材60と加圧部材30とが設けられ、図示しない側板外部部材と接続されて定着部材38を支持している。   A supporting member 61 is provided inside the fixing member 38, and a pressing member 60 and a pressing member 30 are provided at a portion where the fixing nip portion N is formed, and the fixing member 38 is connected to a side plate external member (not shown). I support it.

加圧部材30(30a、30b)は、芯金31(41a、41b)と、芯金31の表面に被覆された弾性層32(42a、42b)を有する。
加圧部材30aは、面状ヒータに定着部材を確実に押し当てるためのローラである。
加圧部材30bは、図示しない付勢手段により定着部材38に圧接し、定着ニップ部Nを形成する加圧ローラである。
The pressure member 30 (30a, 30b) includes a cored bar 31 (41a, 41b) and an elastic layer 32 (42a, 42b) coated on the surface of the cored bar 31.
The pressure member 30a is a roller for reliably pressing the fixing member against the planar heater.
The pressure member 30b is a pressure roller that presses against the fixing member 38 by an urging unit (not shown) to form the fixing nip portion N.

定着ニップ部Nを形成する加圧部材30bを構成する芯金31bは、外径が40mm程度、厚みが2mm程度であり、材質としては例えば鉄が挙げられる。
弾性層32bは、厚みが5mm程度であり、材質としてはシリコンゴム等が挙げられる。
弾性層32bの表面には、離型性を高めるために厚みが40μm程度のフッ素樹脂層を形成することが好ましい。
加圧部材(加圧ローラ)30aを構成する芯金31aは、外径が10mm程度であり、材質としては例えば鉄が挙げられる。
弾性層32aは、厚みが4mm程度であり、材質としてはシリコンゴム等が挙げられる。
弾性層32aの表面には、離型性を高めるために厚みが30μm程度のフッ素樹脂層を形成することが好ましい。
The cored bar 31b constituting the pressure member 30b forming the fixing nip N has an outer diameter of about 40 mm and a thickness of about 2 mm, and the material is, for example, iron.
The elastic layer 32b has a thickness of about 5 mm, and examples of the material include silicon rubber.
A fluororesin layer having a thickness of about 40 μm is preferably formed on the surface of the elastic layer 32b in order to improve releasability.
The metal core 31a constituting the pressure member (pressure roller) 30a has an outer diameter of about 10 mm, and the material is, for example, iron.
The elastic layer 32a has a thickness of about 4 mm, and examples of the material include silicon rubber.
A fluororesin layer having a thickness of about 30 μm is preferably formed on the surface of the elastic layer 32a in order to improve releasability.

定着部材38の回転方向において定着ニップ部Nの下流、加熱手段56の上流の領域には、定着部材38の表面温度を検知する温度検知手段としてのサーモパイルアレイ34と、加熱手段56の温度を検知する加熱部材温度検知手段としてのサーミスタ36が設けられている。さらに、加熱手段56に電力を供給する電源40と、検知された温度情報に基づいて電源40を制御する加熱制御手段42が設けられている。   In the rotation direction of the fixing member 38, in the region downstream of the fixing nip N and upstream of the heating means 56, the thermopile array 34 as a temperature detecting means for detecting the surface temperature of the fixing member 38 and the temperature of the heating means 56 are detected. A thermistor 36 is provided as a heating member temperature detecting means. Furthermore, a power source 40 that supplies power to the heating unit 56 and a heating control unit 42 that controls the power source 40 based on the detected temperature information are provided.

図5にサーモパイルアレイ34の模式図を示す。
図5に示すように、サーモパイルアレイ34は温度を検出する素子(341、342、343…)が複数個並べられた複数のチャネルを有する構成であり、全体として視野角θを形成する。このような構成により、定着部材38表面の複数箇所の温度を検出することができる。
サーモパイルアレイ34は、3チャンネル以上を有するものが好ましい。多くのチャネルを有することにより表面温度をより細かい間隔で検知することができるが、具体的には3〜16チャンネルを有するものが挙げられる。
FIG. 5 shows a schematic diagram of the thermopile array 34.
As shown in FIG. 5, the thermopile array 34 has a plurality of channels in which a plurality of elements (341, 342, 343,...) For detecting temperature are arranged, and forms a viewing angle θ as a whole. With such a configuration, it is possible to detect temperatures at a plurality of locations on the surface of the fixing member 38.
The thermopile array 34 preferably has three or more channels. By having many channels, the surface temperature can be detected at finer intervals, and specifically, there are those having 3 to 16 channels.

加熱制御手段42は、例えばCPU、ROM、RAM、及びI/Oインターフェース等を包含するマイクロコンピュータを意味する。   The heating control means 42 means a microcomputer including, for example, a CPU, ROM, RAM, and an I / O interface.

図6(a)及び図6(b)に、本実施形態の定着装置12における定着部材38とサーモパイルアレイ34との配置位置の関係を示す。
図6(a)及び図6(b)は、定着部材38の長手方向の一方の端部38dを含むおよそ半分の長さの領域を示したもので、38a、38b、38cで示す領域は、図3に示した加熱手段56の分割された加熱領域56a、56b、56cに対応して加熱される領域を示している。
定着部材38表面の38a、38b、38cで示す領域の温度をサーモパイルアレイ34により検知し、検知された温度情報に基づき加熱手段56の加熱が制御される。
6A and 6B show the relationship between the arrangement positions of the fixing member 38 and the thermopile array 34 in the fixing device 12 of the present embodiment.
FIG. 6A and FIG. 6B show a half-length region including one end 38d in the longitudinal direction of the fixing member 38. The regions indicated by 38a, 38b, and 38c are as follows. The area | region heated corresponding to the division | segmentation heating area | region 56a, 56b, 56c of the heating means 56 shown in FIG. 3 is shown.
The temperature of the region indicated by 38a, 38b, 38c on the surface of the fixing member 38 is detected by the thermopile array 34, and the heating of the heating means 56 is controlled based on the detected temperature information.

図6(a)において、サーモパイルアレイ34の視野角θaの基準となる線が視野角基準線Baである。視野角基準線Baは視野角θaを等分している。
θ1a及びθ1bは、視野角基準線Baと定着部材38の回転中心である定着部材回転中心Rとのなす角であり、定着部材端部38dに近い側の成す角度をθ1a、他方をθ2aで示している。すなわち、θ2aは(180°−θ1a)で示される角度である。
図6(a)の態様では、θ1aとθ2aはいずれも90°となっている。
サーモパイルアレイ34による定着部材38表面の検知範囲をWaで示している。
また、サーモパイルアレイ34と定着部材38との距離をDaで示している。
In FIG. 6A, the reference line Ba for the viewing angle θa of the thermopile array 34 is the viewing angle reference line Ba. The viewing angle reference line Ba equally divides the viewing angle θa.
θ1a and θ1b are angles formed by the viewing angle reference line Ba and the fixing member rotation center R that is the rotation center of the fixing member 38, and the angle formed on the side close to the fixing member end 38d is represented by θ1a and the other is represented by θ2a. ing. That is, θ2a is an angle represented by (180 ° −θ1a).
In the embodiment of FIG. 6A, both θ1a and θ2a are 90 °.
The detection range of the surface of the fixing member 38 by the thermopile array 34 is indicated by Wa.
The distance between the thermopile array 34 and the fixing member 38 is indicated by Da.

図6(b)は定着部材38の表面に対し、サーモパイルアレイ34を傾斜させて設置した態様を示している。サーモパイルアレイ34の視野角θbの基準となる線が視野角基準線Bbである。視野角基準線Bbは視野角θbを等分している。
図6(b)では、サーモパイルアレイ34の検知範囲Wbを維持しながら、θ1b<θ2bとしている。具体的には、本実施例においてはθ1b=73°、θ2b=107°である。
FIG. 6B shows an aspect in which the thermopile array 34 is inclined with respect to the surface of the fixing member 38. The reference line for the viewing angle θb of the thermopile array 34 is the viewing angle reference line Bb. The viewing angle reference line Bb equally divides the viewing angle θb.
In FIG. 6B, θ1b <θ2b is established while the detection range Wb of the thermopile array 34 is maintained. Specifically, in this embodiment, θ1b = 73 ° and θ2b = 107 °.

図6(b)に示すようにサーモパイルアレイ34を傾斜させて配置することにより、サーモパイルアレイ34と定着部材38との距離Dbは図6(a)の態様における距離Daよりも大幅に小さい値とすることができる。これは、狭い実装エリアにサーモパイルアレイ34を配設可能なことを意味している。   By arranging the thermopile array 34 so as to be inclined as shown in FIG. 6B, the distance Db between the thermopile array 34 and the fixing member 38 is significantly smaller than the distance Da in the embodiment of FIG. can do. This means that the thermopile array 34 can be disposed in a narrow mounting area.

また、図6(b)の態様では図6(a)の態様と比較して、領域38aに対するサーモパイルアレイ34の検知数が2箇所から3箇所に増加し、領域38bに対する検知数も2箇所から3箇所に増加している。一方、領域38cに対する検知数は4箇所から2箇所に減少している。これは、定着部材38の端部(領域38d)近傍の表面温度を、中央領域よりも高い精度で検知出来ることを意味する。   6B, the number of detections of the thermopile array 34 for the region 38a is increased from two to three, and the number of detections for the region 38b is also two. It has increased to three places. On the other hand, the number of detections for the region 38c is reduced from four to two. This means that the surface temperature in the vicinity of the end portion (region 38d) of the fixing member 38 can be detected with higher accuracy than in the central region.

定着部材38の非通紙面における温度上昇の問題や熱量不足による定着不良の問題は、定着部材38の端部(領域38d)付近に発生することが多いため、端部(領域38d)付近の表面温度をより詳細に検知することができる図6(b)に示す態様はより好ましい。   The problem of temperature rise on the non-sheet passing surface of the fixing member 38 and the problem of fixing failure due to insufficient heat quantity often occur near the end (region 38d) of the fixing member 38, so the surface near the end (region 38d). The embodiment shown in FIG. 6B where the temperature can be detected in more detail is more preferable.

検知領域の間隔を密に検知することで、定着部材の局所的な温度上昇を検知することができ、空回転モードを実施することにより温度オーバーシュートの発生を効率的に防止することができる。
空回転モードへの移行する条件としては、例えば、定着ニップ部Nへの記録材Pの連続搬送枚数(印刷枚数、印刷継続時間)、および閾値となる温度を設定することができる。
空回転モードにおける定着部材38と加圧部材30の回転速度及び回転継続時間は任意に設定可能である。空回転モードの実行は長時間であるほど温度上昇を防止する効果は高いが、回転による走行距離が伸びるため、部材の寿命の観点ではトレードオフの関係となる。したがって、適切な条件の下で空回転モードへ移行し、適切な回転速度や回転継続時間を設定することが好ましい。
By detecting the interval between the detection areas closely, it is possible to detect a local temperature rise of the fixing member, and it is possible to efficiently prevent the occurrence of temperature overshoot by implementing the idling mode.
As conditions for shifting to the idling mode, for example, the number of continuous conveyances of the recording material P to the fixing nip portion N (the number of printed sheets, the printing duration), and a threshold temperature can be set.
The rotation speed and rotation duration of the fixing member 38 and the pressure member 30 in the idling mode can be arbitrarily set. The longer the execution of the idling mode is, the higher the effect of preventing the temperature rise is. However, since the travel distance is increased by the rotation, there is a trade-off relationship from the viewpoint of the life of the member. Therefore, it is preferable to shift to the idling mode under appropriate conditions and set an appropriate rotation speed and rotation duration.

また、空回転モードを実施、予め設定された回転継続時間を経過した後であっても内部部材の蓄熱により高温状態が持続している場合、再び定着部材38の温度が十分に低下していないことや、再度温度が上昇することがある。
そこで、予め設定された回転継続時間を経過した後にサーモパイルアレイ34によって検知される定着部材38表面の温度が所定の値を超えている場合は、空回転モードが再度実行されるように制御することが好ましい。
In addition, if the high temperature state is maintained due to heat accumulation of the internal member even after the idling rotation mode is performed and a preset rotation duration has elapsed, the temperature of the fixing member 38 is not sufficiently lowered again. Or the temperature may rise again.
Therefore, when the temperature of the surface of the fixing member 38 detected by the thermopile array 34 exceeds a predetermined value after a preset rotation duration time has elapsed, control is performed so that the idle rotation mode is executed again. Is preferred.

図4に、本実施形態の定着装置12における空回転モード実行の流れを示す。
まず、定着ニップ部Nへの記録材Pの通紙(搬送動作)が終了する(S001)。
空回転モードへ移行する所定の条件としては、通紙枚数、通紙時間、サーモパイルアレイ34により検知した定着部材38表面温度が挙げられる。
まず、所定の通紙枚数(または通紙時間)を超過したかが判断され(S002)、超過した場合に設定した回転速度、開店時間で空回転モードが実行される(S003)。
ステップS002において、所定の通紙枚数(または通紙時間)を超過していない場合、及びステップS003において空回転モードが実施された後、サーモパイルアレイ34の全チャンネルの検知温度がいずれも閾値温度以下であるか否かが判断される(S004)。
サーモパイルアレイ34の複数のチャンネルのうち、少なくとも1つのチャンネルが所定の値を超える温度を検知した場合、再度空回転モードが実行される(S003)。
一方、サーモパイルアレイ34の複数のチャンネルのうち、いずれのチャンネルにおいても所定の値を超える温度が検知されない場合は、空回転モードを終了する(S005)。
FIG. 4 shows a flow of execution of the idling mode in the fixing device 12 of the present embodiment.
First, the passing (conveying operation) of the recording material P to the fixing nip N is completed (S001).
Predetermined conditions for shifting to the idle rotation mode include the number of sheets to be passed, the sheet passing time, and the fixing member 38 surface temperature detected by the thermopile array 34.
First, it is determined whether or not a predetermined number of sheets (or sheet passing time) has been exceeded (S002), and if it exceeds, the idling rotation mode is executed with the set rotation speed and opening time (S003).
In step S002, when the predetermined number of sheets passed (or the sheet passing time) is not exceeded, and after the idling mode is performed in step S003, all the detected temperatures of all the channels of the thermopile array 34 are below the threshold temperature. It is determined whether or not (S004).
When at least one of the plurality of channels of the thermopile array 34 detects a temperature exceeding a predetermined value, the idling mode is executed again (S003).
On the other hand, when no temperature exceeding a predetermined value is detected in any of the plurality of channels of the thermopile array 34, the idling mode is terminated (S005).

以上のように、空回転モードへ効率よく移行し、実行させることにより、定着部材38の温度の上昇、温度オーバーシュートの発生を防止することができ、定着部材38に含まれている揮発性物質や微粒子等の有害物質の発生を防止することができる。   As described above, by efficiently shifting to and executing the idling mode, it is possible to prevent the temperature of the fixing member 38 from rising and the occurrence of temperature overshoot, and the volatile substance contained in the fixing member 38 can be prevented. And generation of harmful substances such as fine particles can be prevented.

4 給紙手段
6 レジストローラ対
8 感光体ドラム
10 転写手段
11 転写部位
12 定着装置
30 加圧部材
34 サーモパイルアレイ
36 サーミスタ
38 定着部材
40 電源
42 加熱制御手段
56 加熱手段
N 定着ニップ部
P 記録材(用紙)
T 未定着画像(トナー像)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Paper feed means 6 Registration roller pair 8 Photosensitive drum 10 Transfer means 11 Transfer site 12 Fixing device 30 Pressure member 34 Thermopile array 36 Thermistor 38 Fixing member 40 Power supply 42 Heating control means 56 Heating means N Fixing nip part P Recording material Paper)
T Unfixed image (toner image)

特開平6−95540号公報JP-A-6-95540 特開2005−181946号公報JP 2005-181946 A 特開2001−343860号公報JP 2001-343860 A 特開2013−195862号公報JP 2013-195862 A

Claims (7)

加熱手段によって加熱され、所定方向に回転し、未定着画像を加熱溶融して記録材に定着させる定着部材と、
所定方向に回転し、前記定着部材に圧接して定着ニップ部を形成する加圧部材と、
複数のチャンネルを有し、前記定着部材表面の複数の領域の温度を検知可能なサーモパイルアレイと、
前記加熱手段による加熱を制御する加熱制御手段と、を備え、
前記定着ニップ部への前記記録材の搬送動作が終了した後、所定の条件に満たした場合に、前記加熱手段による前記定着部材の加熱を停止した状態で前記定着部材と前記加圧部材とを回転させる空回転モードが実行されることを特徴とする定着装置。
A fixing member that is heated by a heating unit, rotates in a predetermined direction, heats and melts an unfixed image, and fixes the image on a recording material;
A pressure member that rotates in a predetermined direction and presses against the fixing member to form a fixing nip portion;
A thermopile array having a plurality of channels and capable of detecting temperatures of a plurality of regions on the surface of the fixing member;
Heating control means for controlling heating by the heating means,
When the recording material is transported to the fixing nip portion, when the predetermined condition is satisfied, the fixing member and the pressure member are moved in a state where heating of the fixing member by the heating unit is stopped. A fixing device characterized in that an idling rotation mode is executed.
前記定着ニップ部への前記記録材の搬送動作が終了した後、前記サーモパイルアレイによって検知された前記定着部材表面の温度が所定の値を超えている場合に、空回転モードが実行されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The idle rotation mode is executed when the temperature of the surface of the fixing member detected by the thermopile array exceeds a predetermined value after the conveyance operation of the recording material to the fixing nip portion is completed. The fixing device according to claim 1. 前記サーモパイルアレイの複数のチャンネルのうち、少なくとも1つのチャンネルが所定の値を超える温度を検知した場合に、前記空回転モードが実行されることを特徴とする請求項2に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 2, wherein the idling mode is executed when a temperature at which at least one of the plurality of channels of the thermopile array exceeds a predetermined value is detected. 前記定着ニップ部への前記記録材の連続搬送枚数が所定の値を超えた場合に、空回転モードが実行されることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の定着装置。   4. The fixing device according to claim 1, wherein the idling mode is executed when a continuous conveyance number of the recording material to the fixing nip portion exceeds a predetermined value. 5. 前記空回転モードにおける前記定着部材と前記加圧部材の回転速度及び回転継続時間を任意に設定可能であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の定着装置。   5. The fixing device according to claim 1, wherein a rotation speed and a rotation duration time of the fixing member and the pressure member in the idling mode can be arbitrarily set. 前記空回転モードにおいて、予め設定された回転継続時間を経過した後、前記サーモパイルアレイによって検知される前記定着部材表面の温度が所定の値を超えている場合は、空回転モードが再度実行されることを特徴とする請求項5に記載の定着装置。   In the idling mode, when the temperature of the surface of the fixing member detected by the thermopile array exceeds a predetermined value after a preset rotation duration time has elapsed, the idling mode is executed again. The fixing device according to claim 5. 請求項1から6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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