JP5800186B2 - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、定着装置、および画像形成装置に係り、詳しくは定着ベルトを用いた定着装置、およびこの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, and more particularly to a fixing device using a fixing belt and an image forming apparatus including the fixing device.

電子写真方式の画像形成装置は、紙等のシート状記録媒体(以下、用紙という)上に転写され担持されているトナー像(未定着画像)を用紙に加熱定着することにより、複写物や記録物を出力する。このような画像形成装置として、複写機、ファクシミリ、プリンター、これらの機能を併せ持つデジタル複合機が知られている。   An electrophotographic image forming apparatus heats and fixes a toner image (unfixed image) transferred and carried on a sheet-like recording medium such as paper (hereinafter referred to as paper) to a copy or record. Output things. As such an image forming apparatus, a copying machine, a facsimile machine, a printer, and a digital multifunction machine having these functions are known.

定着装置として、2つのローラー、すなわち定着ローラーおよびこの定着ローラーに押しつけられる加圧ローラーを備えるものの他、ローラーとこのローラーに押しつけられる環状の定着ベルトとを備えるものが知られている。定着ベルトを備える定着装置は、定着画像に接する側に複数のローラーに掛け回した定着ベルトを配置し、定着ベルトが掛け回されたローラーの1つに用紙を加圧する加圧ローラーを対向して配置する。   Known fixing devices include two rollers, that is, a fixing roller and a pressure roller pressed against the fixing roller, as well as a roller and an annular fixing belt pressed against the roller. In a fixing device including a fixing belt, a fixing belt that is wound around a plurality of rollers is arranged on a side that is in contact with a fixed image, and a pressure roller that presses a sheet is opposed to one of the rollers around which the fixing belt is wound. Deploy.

そして、定着ベルトを掛け回したローラーのうち加圧ローラーと対向するローラーを定着ローラーとし、この定着ローラー以外のローラーにベルトを加熱するための熱源を備え、加熱ローラーとする。定着ベルトを備える定着装置は、定着ベルトの熱容量が小さいため、ウオーミングアップタイムを短縮できる他、消費エネルギーを低減できるという利点がある。   A roller facing the pressure roller among the rollers around which the fixing belt is wound is used as a fixing roller, and a roller other than the fixing roller is provided with a heat source for heating the belt and is used as a heating roller. The fixing device including the fixing belt has an advantage that since the heat capacity of the fixing belt is small, the warm-up time can be shortened and the energy consumption can be reduced.

このような定着装置には、定着ベルトの加熱を、加熱ローラーの約半周の領域で局部的に行う構造のものがある。このような構成の定着装置では、加熱中、定着ベルトを回転走行させ続ける必要がある。定着ベルトが回転走行していない状態で定着ベルトを加熱し続けると、定着ベルトが局部的に加熱され、その部分の温度が異常上昇して、発煙やベルトの溶融が生じるので、これを防止するためである。   Such a fixing device has a structure in which the fixing belt is locally heated in a region of about a half circumference of the heating roller. In the fixing device having such a configuration, it is necessary to keep the fixing belt rotating during heating. If the fixing belt is continuously heated while the fixing belt is not rotating, the fixing belt is locally heated, and the temperature of the portion is abnormally increased, resulting in smoke generation and belt melting. Because.

そのため、定着ベルトの回転走行状態を常に検知する必要がある。従来、定着ベルトの回転走行状態を直接検知することに代え、定着ベルトを掛け回した定着ローラーその他のローラーの回転を検知することがある。   For this reason, it is necessary to always detect the rotational running state of the fixing belt. Conventionally, instead of directly detecting the rotational running state of the fixing belt, the rotation of the fixing roller and other rollers around the fixing belt may be detected.

しかし、定着ベルトとこれを掛け回したローラーとがスリップすることがあり、この場合ローラーが回転しても、定着ベルトが走行していない状態となる。この状態では、ローラーが回転しているものとして検知されるため、定着ベルトは停止しているにもかかわらず走行していると誤検知してしまう。   However, the fixing belt and the roller around which it is slipped may slip, and in this case, even if the roller rotates, the fixing belt is not running. In this state, since the roller is detected as rotating, it is erroneously detected that the fixing belt is running despite being stopped.

そこで、ベルトに検知孔を少なくとも1つ設け、この検知孔を透過型の光センサーで検出する技術が提案されている(例えば特許文献1)。   Therefore, a technique has been proposed in which at least one detection hole is provided in the belt and the detection hole is detected by a transmission type optical sensor (for example, Patent Document 1).

また透過型センサーではなく反射型のセンサーを用い、検知用の反射部位を定着ベルトに設け、反射部位からの光の反射を検知して定着ベルトの回転走行を検出するようにしたものも知られている。   Also known is a reflection type sensor instead of a transmission type sensor, where a reflection part for detection is provided on the fixing belt, and the rotation of the fixing belt is detected by detecting the reflection of light from the reflection part. ing.

しかしながら、上述した光を用いた検出には、光検知センサーを発熱体の近傍に配置しなければならず、センサーの使用温度条件を満足させることが難しい。   However, in the detection using the light described above, the light detection sensor must be disposed in the vicinity of the heating element, and it is difficult to satisfy the use temperature condition of the sensor.

また特許文献1に開示されている技術のように、定着ベルトに検出孔を開けてしまうと、定着ベルトの強度を低下させるという問題がある。強度の低下は、定着ベルトをローラーに掛け回すことによる張力や、加圧ローラー等との間にはさまれることによる加圧力の影響を考慮すれば、好ましいものではなく、この点の改良も望まれていた。   Further, as in the technique disclosed in Patent Document 1, if a detection hole is formed in the fixing belt, there is a problem that the strength of the fixing belt is reduced. The decrease in strength is not preferable in consideration of the tension caused by the fixing belt being wound around the roller and the pressure applied by being sandwiched between the pressure roller and the like, and improvement of this point is also desired. It was rare.

さらに、ベルトに検知孔を設けることなく定着ベルトの回転走行状態を検知するものとして次のもの提案されている(特許文献2参照)。これは、停止した状態で定着ローラーを加熱し、一部加熱された定着ベルトの温度変動(温度リップル)を検知し、この温度変動の状態に基づいて定着ベルトの回転走行を検知するものである。しかし、この技術は、定着ベルトを必ず一度停止状態として加熱しなければならず、制御が煩雑となる。また、定着ベルトに温度変動が残っている間に定着を行うと、用紙の画像に影響が出るという問題がある。さらに、定着ベルトが一度回転を始めると温度変動が解消されていき、その後定着ベルトの走行状態の検出はできなくなるという問題もある。   Further, the following has been proposed as a method for detecting the rotational running state of the fixing belt without providing a detection hole in the belt (see Patent Document 2). In this state, the fixing roller is heated in a stopped state, temperature fluctuation (temperature ripple) of the partially heated fixing belt is detected, and rotation of the fixing belt is detected based on the temperature fluctuation state. . However, in this technique, the fixing belt must be heated once in a stopped state, and the control becomes complicated. Further, if the fixing is performed while the temperature fluctuation remains on the fixing belt, there is a problem that the image on the paper is affected. Furthermore, once the fixing belt starts to rotate, the temperature fluctuation is eliminated, and thereafter the running state of the fixing belt cannot be detected.

本発明は、このような従来の問題点にかんがみてなされたものであり、熱による影響を受けるセンサーを使用せず、また定着ベルトに悪影響を与える加工を施さず、定着ベルトの回転走行を検知できる定着装置、および画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and does not use a sensor that is affected by heat, and does not perform processing that adversely affects the fixing belt, and detects rotation of the fixing belt. An object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus that can be used.

本発明に係る定着装置は、環状の定着ベルトと、この定着ベルトを回転走行可能に支持する複数のローラーと、前記定着ベルトを加熱する加熱手段と、シート状記録媒体を前記定着ベルトに押しつける加圧ローラーと、を備える定着装置において、前記複数のローラーのうち1つのローラーが前記加熱手段を備える加熱ローラーであり、前記加熱ローラーの前記定着ベルトが接触する周面のうち、前記シート状記録媒体が接触しない領域に、前記周面から加熱ローラーの中心側に向けてくぼむように設けられ、前記定着ベルトと非接触状態となる凹部を形成し、前記定着ベルトの、前記加熱ローラーの凹部を通過した部位の温度を検知する温度検知手段を備え、前記加熱ローラーの、前記定着ベルトの前記凹部が設けられた部位に対応する領域と前記定着ベルトの前記凹部が設けられていない部位に対応する領域との間における温度変動を、前記温度検知手段により検出すことを特徴とする。
The fixing device according to the present invention includes an annular fixing belt, a plurality of rollers that rotatably support the fixing belt, a heating unit that heats the fixing belt, and a sheet pressing medium that presses the sheet-like recording medium against the fixing belt. And a pressure roller, wherein one of the plurality of rollers is a heating roller including the heating unit, and the sheet-like recording medium of the peripheral surface of the heating roller that contacts the fixing belt. Is provided in a region that does not come in contact so as to be recessed from the peripheral surface toward the center of the heating roller. comprising a temperature detecting means for detecting a temperature of a portion, corresponding to the site where the heating roller, the concave portion of the fixing belt is provided Ryo The temperature variation in between said recess corresponds to the portion not provided region of the fixing belt, you detected by said temperature detecting means, characterized in that.

本発明によれば、熱による影響を受けるセンサーを使用したり、定着ベルトに影響を与える加工を施したりせずに、定着ベルトの回転走行状態を検知できる。   According to the present invention, it is possible to detect the rotational running state of the fixing belt without using a sensor that is affected by heat or performing a process that affects the fixing belt.

実施形態1に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment. 同じく画像形成装置の定着装置の構成を示す断面図である。2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a fixing device of the image forming apparatus. FIG. 同じく定着装置の加熱ローラーの構成を示すものであり、(a)は平面図、(b)は(a)中のB−B線に相当する断面図である。FIG. 2 also shows the configuration of the heating roller of the fixing device, where (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view corresponding to the line BB in (a). 同じく定着装置の制御系を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the fixing device in the same manner.

次に本発明を実施するための形態(以下では単に実施形態と記載する)に係る定着装置、およびこの定着装値を備えた画像形成装置について説明する。   Next, a fixing device according to an embodiment for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as an embodiment) and an image forming apparatus provided with the fixing device value will be described.

<実施形態1>
以下実施形態1に係る画像形成装置について説明する。図1は実施形態1に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。画像形成装置100は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナーを用いて用紙に画像を形成するカラープリンターである。画像形成装置100は、作像部110として、4色分の作像装置110Y(イエロー)、110C(シアン)、110M(マゼンタ)、110K(黒)を備える。また、画像形成装置100は、露光装置120、2次転写装置130、用紙供給装置140、用紙搬送装置150、トナー補給装置160、および実施形態1に係る定着装置200を備える。
<Embodiment 1>
The image forming apparatus according to Embodiment 1 will be described below. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment. The image forming apparatus 100 is a color printer that forms an image on a sheet using toner of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). The image forming apparatus 100 includes, as the image forming unit 110, image forming apparatuses 110Y (yellow), 110C (cyan), 110M (magenta), and 110K (black) for four colors. The image forming apparatus 100 includes an exposure device 120, a secondary transfer device 130, a paper supply device 140, a paper transport device 150, a toner supply device 160, and the fixing device 200 according to the first embodiment.

各作像装置110Y、110C、110M、110Kの構造は同一である。作像装置110Y、110C、110M、110Kは、それぞれ像担持体である感光体ドラム112を備える。さらに、作像装置110Y、110C、110M、110Kは、感光体ドラム112を帯電する帯電装置113、感光体ドラム112に残留した現像剤等を除去するクリーニング装置114、感光体ドラム112の潜像をトナーで現像する現像装置115を備える。   The structures of the image forming devices 110Y, 110C, 110M, and 110K are the same. The image forming devices 110Y, 110C, 110M, and 110K each include a photosensitive drum 112 that is an image carrier. Further, the image forming devices 110Y, 110C, 110M, and 110K are a charging device 113 that charges the photosensitive drum 112, a cleaning device 114 that removes developer remaining on the photosensitive drum 112, and a latent image on the photosensitive drum 112. A developing device 115 for developing with toner is provided.

露光装置120は、光源であるレーザー装置121と、レーザー光を感光体ドラム112に導くミラー122等を備える。露光装置120は、入力された画像信号に基づいてレーザー光を変調、走査して各作像装置110Y、110C、110M、110Kの感光体ドラム112を露光して潜像を形成する。   The exposure device 120 includes a laser device 121 that is a light source, a mirror 122 that guides the laser light to the photosensitive drum 112, and the like. The exposure device 120 modulates and scans the laser beam based on the input image signal and exposes the photosensitive drum 112 of each of the image forming devices 110Y, 110C, 110M, and 110K to form a latent image.

2次転写装置130は、中間転写体である転写ベルト131、転写ベルト131を回転走行可能に支持する懸架ローラー132,133、134を備える。また、2次転写装置130は、各感光体ドラム112に形成されたトナー像を転写ベルト131に転写する1次転写ローラー135、および転写ベルト131上に転写されたトナー像をさらに用紙に転写する2次転写ローラー136を備える。   The secondary transfer device 130 includes a transfer belt 131 that is an intermediate transfer member, and suspension rollers 132, 133, and 134 that support the transfer belt 131 so as to be able to rotate. The secondary transfer device 130 also transfers the toner image formed on each photoconductive drum 112 to the transfer belt 131, and further transfers the toner image transferred onto the transfer belt 131 to a sheet. A secondary transfer roller 136 is provided.

用紙供給装置140は、用紙束Stを格納する用紙カセット141、142、この用紙カセット141、142に配置された用紙束から最上位の用紙を2次転写装置130に搬送するピックアップローラー143、および搬送ローラー対144等を備える。   The paper supply device 140 includes paper cassettes 141 and 142 that store the paper bundle St, a pickup roller 143 that conveys the uppermost paper from the paper bundle disposed in the paper cassettes 141 and 142 to the secondary transfer device 130, and a conveyance. A roller pair 144 and the like are provided.

用紙搬送装置150は、用紙を用紙供給装置140から2次転写装置130、定着装置200を経て機外まで搬送する。また用紙搬送装置150は、用紙の両面に印刷を行う場合、定着が完了した用紙を反転して、再度2次転写装置130に搬送する。用紙搬送装置150は、用紙搬送路151と、この用紙搬送路151をはさんで配置した複数の搬送ローラー対152を備える。   The paper transport device 150 transports the paper from the paper supply device 140 to the outside of the apparatus through the secondary transfer device 130 and the fixing device 200. Further, when printing on both sides of the paper, the paper transport device 150 reverses the paper on which fixing has been completed and transports the paper again to the secondary transfer device 130. The paper transport device 150 includes a paper transport path 151 and a plurality of transport roller pairs 152 disposed across the paper transport path 151.

また、用紙搬送装置150は、2次転写が終了した用紙を定着装置200に搬送するベルト搬送装置153を備える。ベルト搬送装置153は、環状の搬送ベルト154、この搬送ベルト154を掛け回した駆動ローラー155および従動ローラー156を備える。   In addition, the paper transport device 150 includes a belt transport device 153 that transports the paper on which the secondary transfer has been completed to the fixing device 200. The belt conveyance device 153 includes an annular conveyance belt 154, a driving roller 155 and a driven roller 156 that are wound around the conveyance belt 154.

トナー補給装置160は、現像装置115にトナーを補給する。トナー補給装置160は、交換可能な各色のトナーボトル160Y、160M、160C、160Kを備える。   The toner replenishing device 160 replenishes the developing device 115 with toner. The toner supply device 160 includes replaceable toner bottles 160Y, 160M, 160C, and 160K for each color.

定着装置200は、用紙上のトナー像に熱と圧を加えることで定着を行う。定着装置200の詳細については、後述する。   The fixing device 200 performs fixing by applying heat and pressure to the toner image on the paper. Details of the fixing device 200 will be described later.

上記構成の画像形成装置100で用紙にカラー印刷を行う場合について説明する。まず1色目、イエローの作像装置110Yにおいて、感光体ドラム112を帯電装置113によって一様に帯電した後、露光装置120から照射されたレーザー光によって潜像を形成し、現像装置115によって現像し、トナー像を形成する。   A case where the image forming apparatus 100 having the above configuration performs color printing on a sheet will be described. First, in the first color yellow image forming device 110Y, the photosensitive drum 112 is uniformly charged by the charging device 113, and then a latent image is formed by the laser light emitted from the exposure device 120, and developed by the developing device 115. A toner image is formed.

1次転写ローラー135は、感光体ドラム112上に形成されたトナー像を、転写ベルト131上に転写する。1次転写が終了した感光体ドラム112は、クリーニング装置114がクリーニングし、次の画像作成に備える。クリーニング装置114は、回収した残留トナーを、作像装置の取り出し方向(感光体ドラムの回転軸方向)に設置した廃トナー回収ボトル(図示していない)に貯蔵する。   The primary transfer roller 135 transfers the toner image formed on the photosensitive drum 112 onto the transfer belt 131. The photosensitive drum 112 that has undergone the primary transfer is cleaned by the cleaning device 114 to prepare for the next image creation. The cleaning device 114 stores the collected residual toner in a waste toner collection bottle (not shown) installed in the direction of taking out the image forming device (the direction of the rotation axis of the photosensitive drum).

同様の画像形成工程を、C、M、K用の各作像装置110C、110M、110Kにおいても行い、各色のトナー像を形成し、転写ベルト131上の先に形成されたトナー像に順次重ねて転写する。   A similar image forming process is performed in each of the image forming apparatuses 110C, 110M, and 110K for C, M, and K to form toner images of the respective colors, and sequentially superimposing the toner images formed on the transfer belt 131 in advance. And transcribe.

一方、ピックアップローラー143は、用紙カセット141、142の用紙を用紙搬送装置150で用紙搬送装置150に搬送し、転写ベルト131上に形成されたトナー像を2次転写ローラー136で用紙に転写する。ベルト搬送装置153は、トナー像が転写された用紙を定着装置200に搬送し、定着装置200は、トナー像を用紙に定着し、機外に排出する。   On the other hand, the pickup roller 143 transports the paper in the paper cassettes 141 and 142 to the paper transport device 150 by the paper transport device 150, and transfers the toner image formed on the transfer belt 131 to the paper by the secondary transfer roller 136. The belt conveying device 153 conveys the paper on which the toner image is transferred to the fixing device 200, and the fixing device 200 fixes the toner image on the paper and discharges it outside the apparatus.

次に実施形態1に係る定着装置200について説明する。図2は同画像形成装置の定着装置の構成を示す断面図である。また、図3は同じく定着装置の定着ローラーの構成を示すものであり、(a)は平面図、(b)は(a)中のB−B線に相当する断面図、図4は図1に示した定着装置の制御系を示すブロック図である。   Next, the fixing device 200 according to the first embodiment will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a fixing device of the image forming apparatus. 3 shows the structure of the fixing roller of the fixing device. FIG. 3A is a plan view, FIG. 3B is a cross-sectional view corresponding to the line BB in FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the fixing device shown in FIG.

実施形態1に係る定着装置200は、加熱ローラーの周面のうち、用紙が接触しない領域に定着ベルト210と非接触状態となる凹部を形成している。そして、定着ベルトのうち、前記加熱ローラーの凹部を通過した部位の温度を測定する温度センサーを備え、温度センサーで定着ベルトの温度変動(温度リップル)を検出し、これの温度変動に基づいて定着ベルトの回転走行状態を検知する。   In the fixing device 200 according to the first exemplary embodiment, a concave portion that is in a non-contact state with the fixing belt 210 is formed in a region where the sheet does not contact the peripheral surface of the heating roller. The fixing belt is provided with a temperature sensor that measures the temperature of the portion that has passed through the concave portion of the heating roller. The temperature sensor detects a temperature fluctuation (temperature ripple) of the fixing belt and fixes based on the temperature fluctuation. Detects the rotational running state of the belt.

実施形態1に係る定着装置200は、環状の定着ベルト210と、定着ベルト210が掛け回される定着ローラー220および加熱ローラー230と、加圧ローラー240とを備える。また、定着装置200は、定着ベルト210の外側から定着ベルト210を押しつけ、定着ベルト210に張力を与えるテンションローラー250を備える。定着ローラー220は、ローラー駆動モーター350(図2には図示していない:図4参照)で回転駆動される。加熱ローラー230および加圧ローラー240は、加熱手段としてヒーター231、241を内蔵する。   The fixing device 200 according to the first embodiment includes an annular fixing belt 210, a fixing roller 220 and a heating roller 230 around which the fixing belt 210 is wound, and a pressure roller 240. The fixing device 200 includes a tension roller 250 that presses the fixing belt 210 from the outside of the fixing belt 210 and applies tension to the fixing belt 210. The fixing roller 220 is rotationally driven by a roller drive motor 350 (not shown in FIG. 2; see FIG. 4). The heating roller 230 and the pressure roller 240 incorporate heaters 231 and 241 as heating means.

さらに、定着装置200は、定着ローラー220を清掃するウエブユニット260、加熱ローラー230にオイルを塗布するオイル塗布装置270を備える。また定着装値200は、加圧ローラー240、シリコンオイルをためて加圧ローラー240にシリコンオイルを塗布するオイル槽280を備える。また、定着装置200は、定着ベルト210の温度を検知する手段として温度センサー290を備える。温度センサー290は、非接触式の赤外線センサーであり、熱電堆(サーモパイル:thermopile)を備えるものとして構成することが好ましい。熱電堆は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する電気素子であり、複数の熱電対(thermocouple)を直列あるいは並列に接続して構成される。温度を検知する手段としては他にも種々適宜のものを採用できる。   Further, the fixing device 200 includes a web unit 260 that cleans the fixing roller 220 and an oil application device 270 that applies oil to the heating roller 230. Further, the fixing device 200 includes a pressure roller 240 and an oil tank 280 for applying silicon oil to the pressure roller 240 by accumulating silicon oil. Further, the fixing device 200 includes a temperature sensor 290 as means for detecting the temperature of the fixing belt 210. The temperature sensor 290 is a non-contact type infrared sensor, and preferably includes a thermopile (thermopile). A thermopile is an electrical element that converts thermal energy into electrical energy, and is configured by connecting a plurality of thermocouples in series or in parallel. Various other suitable means for detecting the temperature can be adopted.

実施形態1に係る定着装置200において、加熱ローラー230の周面には、用紙が接触しない領域に、周面から中心側に向けくぼむように設けられ、定着ベルトと非接触状態となる凹部232を形成する。また、温度センサー290は、定着ベルト210のうち、凹部232を通過した部位の温度を測定する。この温度センサー290で測定して定着ベルト210の温度変動(温度リップル)を検知し、定着ベルト210の回転走行状態を検知する。なお、図中符号157は、ベルト搬送装置153の搬送ベルト154の温度を検知するセンサーを示している。   In the fixing device 200 according to the first exemplary embodiment, the peripheral surface of the heating roller 230 is provided with a concave portion 232 that is provided in a region where the paper does not contact so as to be recessed from the peripheral surface toward the center, and is in a non-contact state with the fixing belt. Form. The temperature sensor 290 measures the temperature of the portion of the fixing belt 210 that has passed through the recess 232. The temperature sensor 290 measures the temperature fluctuation (temperature ripple) of the fixing belt 210 and detects the rotational running state of the fixing belt 210. In the figure, reference numeral 157 denotes a sensor that detects the temperature of the conveyor belt 154 of the belt conveyor 153.

ここで、温度センサー290は、加熱ローラー230と、ニップ部211の入口との間に配置する。このニップ部は、定着ベルト210の定着ローラー220巻き掛部と、加圧ローラー240との間に形成する。定着装値200は、温度センサー290で定着ベルト210の回転駆動を検知するとともに、温度センサー290の検出結果に基づいて定着ベルト210の温度を制御する。なお、温度制御用、回転検知用のセンサーを個別に設けてもよい。   Here, the temperature sensor 290 is disposed between the heating roller 230 and the inlet of the nip portion 211. This nip portion is formed between the fixing roller 220 winding portion of the fixing belt 210 and the pressure roller 240. The fixing device value 200 detects the rotational driving of the fixing belt 210 by the temperature sensor 290 and controls the temperature of the fixing belt 210 based on the detection result of the temperature sensor 290. Note that sensors for temperature control and rotation detection may be provided separately.

次に加熱ローラー230について詳細に説明する。図3は同加熱ローラーの構成を示すものであり、(a)は平面図、(b)は(a)中のB−B線に相当する断面図である。実施形態1に係る定着装置200では、加熱ローラー230の表面に2つの凹部232を設けている。凹部232は、加熱ローラー230の中心をはさんで反対側に形成する。凹部232は、加熱ローラー230のうち用紙が接触しない領域(図3中の用紙非接触領域)に形成する。また、凹部232の幅方向寸法(図中w)は温度センサー290の検知幅と、加熱ローラー230の軸方向移動寸法の和より大きくする。   Next, the heating roller 230 will be described in detail. 3A and 3B show the configuration of the heating roller, in which FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a cross-sectional view corresponding to the line BB in FIG. In the fixing device 200 according to the first embodiment, two concave portions 232 are provided on the surface of the heating roller 230. The recess 232 is formed on the opposite side across the center of the heating roller 230. The recess 232 is formed in a region of the heating roller 230 where the paper does not contact (paper non-contact region in FIG. 3). Further, the width direction dimension (w in the figure) of the recess 232 is made larger than the sum of the detection width of the temperature sensor 290 and the axial movement dimension of the heating roller 230.

なお、実施形態1に係る定着装置200では、凹部232を2カ所に設けたが、凹部232は、1カ所以上あればよい。また、凹部232は、温度センサー290と用紙幅方向の同位置に形成する。さらに、凹部232は、加熱ローラー230の幅方向の片側に設けるだけでよい。また、凹部232の深さは、定着ベルト210に温度センサー290で検出できる温度変動が発生すれば足り、これは、ローラー回転線速度、温度に基づいて定める。なお、凹部232は、加熱ローラー230の筒状部材235の肉厚寸法によっては筒状部材235を貫通して設けても構わない。   In the fixing device 200 according to the first embodiment, the recesses 232 are provided at two locations, but the recesses 232 may be at least one location. The recess 232 is formed at the same position as the temperature sensor 290 in the paper width direction. Furthermore, the recess 232 only needs to be provided on one side of the heating roller 230 in the width direction. The depth of the recess 232 is sufficient if a temperature fluctuation that can be detected by the temperature sensor 290 is generated in the fixing belt 210, and this is determined based on the roller rotation linear velocity and temperature. Note that the recess 232 may be provided through the cylindrical member 235 depending on the thickness of the cylindrical member 235 of the heating roller 230.

次に、定着装置200の制御について説明する。定着装置200は、温度センサー290の検出値に基づいて定着ベルト210の走行状態と、加熱ローラー230の加熱状態を制御する。図4は実施形態1に係る定着装置の制御系を示すブロック図である。定着装置200の制御は、定着装置制御装置300で行われる。定着装置制御装置300は、Central Processing Unit(CPU)、Read Only Memory(ROM)、Random Access Memory(RAM)等を備えたマイクロコンピューターで構成される。定着装置制御装置300では、CPUがROMに格納されたプログラムを実行して、その機能を実現する。なお、定着装置制御装置300は、画像形成装置100の全体制御を行う制御装置でその機能を分担することができる。   Next, control of the fixing device 200 will be described. The fixing device 200 controls the running state of the fixing belt 210 and the heating state of the heating roller 230 based on the detection value of the temperature sensor 290. FIG. 4 is a block diagram illustrating a control system of the fixing device according to the first embodiment. The fixing device 200 is controlled by the fixing device control device 300. The fixing device control device 300 includes a microcomputer that includes a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and the like. In the fixing device control device 300, the CPU executes a program stored in the ROM to realize its function. Note that the fixing device control device 300 is a control device that performs overall control of the image forming apparatus 100 and can share the functions thereof.

定着装置制御装置300は、図4に示すように、走行状態検出手段310と、走行制御手段320とを備える。また、定着装値制御装置300は、温度検出手段この走行状態検出手段310が検出した走行状態に基づいてローラー駆動モーター350を制御する走行制御手段320と、温度検出手段330と、加熱制御手段340とを備える。   As shown in FIG. 4, the fixing device control device 300 includes a travel state detection unit 310 and a travel control unit 320. Further, the fixing device control apparatus 300 includes a temperature detection means, a travel control means 320 for controlling the roller drive motor 350 based on the travel state detected by the travel state detection means 310, a temperature detection means 330, and a heating control means 340. With.

走行状態検出手段310は、温度センサー290で検出した定着ベルト210の温度変動から定着ベルト210の回転走行状態を検出する。すなわち、走行状態検出手段310は、定着ベルト210で検出される低温領域が所定タイミングで出現するかを監視する。この低温領域は定着ベルト210の凹部232に対応する領域に発生し、定着ベルト210の走行速度により低温領域の検出タイミングが定まる。   The running state detection unit 310 detects the rotational running state of the fixing belt 210 from the temperature fluctuation of the fixing belt 210 detected by the temperature sensor 290. That is, the running state detection unit 310 monitors whether a low temperature region detected by the fixing belt 210 appears at a predetermined timing. This low temperature region occurs in a region corresponding to the recess 232 of the fixing belt 210, and the detection timing of the low temperature region is determined by the traveling speed of the fixing belt 210.

走行制御手段320は、走行状態検出手段310の検出結果に基づいてローラー駆動モーター350をフィードバック制御する。すなわち、走行制御手段320は、低温領域の検出タイミングに基づく定着ベルト210の走行速度に基づいてローラー駆動モーター350を制御する。   The travel control unit 320 feedback-controls the roller drive motor 350 based on the detection result of the travel state detection unit 310. That is, the travel control unit 320 controls the roller drive motor 350 based on the travel speed of the fixing belt 210 based on the detection timing of the low temperature region.

温度検出手段330は、温度センサー290の検出値から定着ベルト210の温度を検出する。加熱制御手段340は、低温領域以外の領域の検出温度に基づいて加熱ローラー230のヒーター231への電圧を増減して、定着ベルト210が所定の温度になるよう制御する。   The temperature detection unit 330 detects the temperature of the fixing belt 210 from the detection value of the temperature sensor 290. The heating control unit 340 increases or decreases the voltage to the heater 231 of the heating roller 230 based on the detected temperature in a region other than the low temperature region, and controls the fixing belt 210 to have a predetermined temperature.

以上のように、実施形態1によれば、周囲温度条件に左右されるセンサーを用いず、定着ベルトに構造的均一性を阻害する検知孔を設けることなく定着ベルト210の回転走行状態を検出し、かつ温度制御を行える。   As described above, according to the first embodiment, the rotational running state of the fixing belt 210 is detected without using a sensor that depends on ambient temperature conditions and without providing a detection hole that hinders structural uniformity in the fixing belt. And temperature control.

また、実施形態1によれば、温度センサー290を加熱ローラー230とニップ部211の間に配置している。このため、定着ベルト210が十分に温まった状態で温度測定ができ、加熱ローラー230の凹部232と、凹部を形成していない箇所での温度変動を検出するのが容易になる。
Further, according to the first embodiment, the temperature sensor 290 is disposed between the heating roller 230 and the nip portion 211. For this reason, temperature measurement can be performed in a state where the fixing belt 210 is sufficiently warmed, and it becomes easy to detect temperature fluctuations at the concave portion 232 of the heating roller 230 and a portion where the concave portion is not formed.

<他の実施形態>
実施形態1では、加熱ローラーには2カ所に凹部を形成したが、凹部は、加熱ローラーに1カ所あるいは3カ所以上に形成することができる。凹部の数を増やすと、定着ベルトの速度を精緻に検出できる。また、実施形態1では、画像形成装置としてカラープリンターを例として説明したが、画像形成装置は、複写機、ファクシミリ、デジタル複合機とすることができる。
<Other embodiments>
In Embodiment 1, although the recessed part was formed in two places in the heating roller, the recessed part can be formed in one place or three places or more in the heating roller. Increasing the number of recesses makes it possible to accurately detect the speed of the fixing belt. In the first embodiment, a color printer is described as an example of the image forming apparatus. However, the image forming apparatus may be a copying machine, a facsimile machine, or a digital multifunction machine.

200:定着装置
210:定着ベルト
211:ニップ部
220:定着ローラー
230:加熱ローラー
231、241:ヒーター
232:凹部
240:加圧ローラー
231、241:ヒーター
250:テンションローラー
260:ウエブユニット
270:オイル塗布装置
280:オイル槽
290:温度センサー
300:定着装置制御装置
310:走行状態検出手段
320:走行制御手段
330:温度検出手段
340:加熱制御手段
350:ローラー駆動モーター
200: fixing device 210: fixing belt 211: nip portion 220: fixing roller 230: heating rollers 231, 241: heater 232: concave portion 240: pressure rollers 231, 241: heater 250: tension roller 260: web unit 270: oil application Device 280: Oil tank 290: Temperature sensor 300: Fixing device control device 310: Travel state detection means 320: Travel control means 330: Temperature detection means 340: Heating control means 350: Roller drive motor

特開2002−40839公報JP 2002-40839 A 特開2010−122450公報JP 2010-122450 A

Claims (7)

環状の定着ベルトと、この定着ベルトを回転走行可能に支持する複数のローラーと、前記定着ベルトを加熱する加熱手段と、シート状記録媒体を前記定着ベルトに押しつける加圧ローラーと、を備える定着装置において、
前記複数のローラーのうち1つのローラーが前記加熱手段を備える加熱ローラーであり、
前記加熱ローラーの前記定着ベルトが接触する周面のうち、前記シート状記録媒体が接触しない領域に、前記周面から加熱ローラーの中心側に向けてくぼむように設けられ前記定着ベルトと非接触状態となる凹部を形成し、
前記定着ベルトの、前記加熱ローラーの凹部を通過した部位の温度を検する温度検知手段を備え
前記加熱ローラーの、前記定着ベルトの前記凹部が設けられた部位に対応する領域と前記定着ベルトの前記凹部が設けられていない部位に対応する領域との間における温度変動を、前記温度検知手段により検出す
ことを特徴とする定着装置。
A fixing device comprising: an annular fixing belt; a plurality of rollers that rotatably support the fixing belt; a heating unit that heats the fixing belt; and a pressure roller that presses the sheet-like recording medium against the fixing belt. In
One of the plurality of rollers is a heating roller provided with the heating means,
Wherein among the peripheral surfaces of the fixing belt contacts the heating roller, said in the region where the sheet-like recording medium is not in contact, non-contact with the fixing belt is provided as recessed toward the center of the heating roller from the circumferential surface Forming a recess that becomes
Wherein the fixing belt, comprising a temperature detecting means for detect the temperature of a portion that has passed through the concave portion of the heating roller,
A temperature fluctuation between the region of the heating roller corresponding to the portion where the concave portion of the fixing belt is provided and the region corresponding to the portion of the fixing belt where the concave portion is not provided is caused by the temperature detecting means. you detection,
A fixing device.
前記温度検知手段で検出された前記定着ベルトの前記温度変動に基づいて前記定着ベルトの回転走行状態を検出する走行状態検出手段を備えることを特徴とする請求項1に記載のベルト定着装置。 Belt fixing device according to claim 1, characterized in that it comprises a running condition detecting means for detecting a rotational driving state before Symbol fixing belt based on the temperature change of the fixing belt detected by said temperature detecting means. 前記走行状態検出手段で検出した定着ベルトの移動状態をフィードバックして前記定着ベルトの速度を制御するベルト走行制御手段を備え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, further comprising a belt traveling control unit that feeds back a moving state of the fixing belt detected by the traveling state detecting unit to control a speed of the fixing belt. 前記温度検知手段を、前記加熱ローラーと、定着ベルトが形成する定着ニップの入口と、の間に配置したことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載のベルト定着装置。   The belt fixing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature detecting means is disposed between the heating roller and an inlet of a fixing nip formed by a fixing belt. 前記温度検知手段が、熱電堆を備えることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the temperature detection unit includes a thermopile. 前記温度検知手段が検知した前記定着ベルトの温度に基づいて前記加熱手段への通電状態を制御する加熱制御手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の定着装置。 The fixing according to claim 1, characterized in that it comprises a heating control means for controlling an energization state to the heating means based on the temperature of the fixing belt, wherein the temperature detecting means detects to claim 5 apparatus. 請求項1から請求項5までのいずれかに記載の定着装置と、
前記定着装置に搬送するシート状記録媒体にトナー画像を形成する作像部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
A fixing device according to any one of claims 1 to 5,
An image forming unit for forming a toner image on a sheet-like recording medium conveyed to the fixing device;
An image forming apparatus comprising:
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