JP5966378B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、複写機やファクシミリ、プリンタなどの静電記録式画像形成装置に使用される定着装置に関し、より具体的には無端状の定着部材と加圧部材間にニップを形成し、該ニップを通る記録媒体に対して定着処理を行う定着装置、及びその定着装置を搭載した画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device used in an electrostatic recording image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer. More specifically, the present invention relates to a nip formed between an endless fixing member and a pressure member. The present invention relates to a fixing device that performs a fixing process on a recording medium that passes through and an image forming apparatus equipped with the fixing device.
近年、プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に対して、省エネルギー化・高速化についての市場要求が強くなってきている。
画像形成装置では、電子写真記録・静電記録・磁気記録等の画像形成プロセスにより、未定着トナー画像が、画像転写方式若しくは直接方式を用いて記録材シート、印刷紙、感光紙、静電記録紙などの記録媒体に形成される。未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。
In recent years, market demands for energy saving and high speed are increasing for image forming apparatuses such as printers, copiers, and facsimiles.
In an image forming apparatus, an unfixed toner image is recorded on a recording material sheet, printing paper, photosensitive paper, electrostatic recording using an image transfer method or a direct method by an image forming process such as electrophotographic recording, electrostatic recording, or magnetic recording. It is formed on a recording medium such as paper. As a fixing device for fixing an unfixed toner image, a contact heating method fixing device such as a heat roller method, a film heating method, and an electromagnetic induction heating method is widely used.
このような定着装置の一例として、ベルト方式の定着装置(例えば特許文献1)や、セラミックヒータを用いたサーフ定着(フィルム定着)の定着装置(例えば特許文献2)が知られている。 As an example of such a fixing device, a belt-type fixing device (for example, Patent Document 1) and a surf fixing (film fixing) fixing device (for example, Patent Document 2) using a ceramic heater are known.
近年、ベルト方式の定着装置では、電源投入時などに常温状態から印刷可能な所定の温度(リロード温度)に達するまでに要する時間であるウォームアップ時間や、印刷要求を受けた後に印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間であるファーストプリント時間の更なる短縮化が望まれている(課題1)。また、画像形成装置の高速化に伴い、単位時間当たりの通紙枚数が増え、必要熱量が増大しているため、特に連続印刷のはじめに熱量が不足する、所謂温度落ち込みも問題となっている(課題2)。 In recent years, belt-type fixing devices have undergone warm-up time, which is the time required to reach a predetermined printable temperature (reload temperature) when the power is turned on, etc. There is a demand for further shortening of the first print time, which is the time from the printing operation to the completion of paper discharge (Problem 1). Further, as the speed of the image forming apparatus increases, the number of sheets passed per unit time increases and the required heat amount increases, so that a so-called temperature drop, in which the heat amount is insufficient particularly at the beginning of continuous printing, is also a problem ( Problem 2).
課題1の解決方法として、セラミックヒータを用いたサーフ定着が提案されており、この方式により、ベルト方式の定着装置に比べて装置の低熱容量化、小型化が可能となった。しかし、ニップ部のみを局所的に加熱しているため、その他の部分は加熱されておらず、ニップ部の用紙などの入口においてベルトは最も冷えた状態にあり、定着不良が発生し易くなる。特に、高速機においては、ベルトの回転が速く、ニップ部以外でのベルトの放熱が多くなるため、より定着不良が発生し易くなるという問題がある(課題3)。 As a solution to the problem 1, surf fixing using a ceramic heater has been proposed, and this method makes it possible to reduce the heat capacity and reduce the size of the device as compared with a belt-type fixing device. However, since only the nip portion is locally heated, the other portions are not heated, and the belt is in the coldest state at the entrance of the sheet or the like in the nip portion, so that fixing failure is likely to occur. In particular, in a high-speed machine, there is a problem that fixing failure is more likely to occur because the belt rotates fast and the heat radiation of the belt outside the nip increases (problem 3).
以上のような課題1〜3を解決するために、無端ベルトを用いる構成において、そのベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消して、高生産の画像形成装置に搭載されても良好な定着性を得ることができる定着装置が提案されている(特許文献3)。 In order to solve the above problems 1 to 3, in the configuration using an endless belt, the entire belt can be heated, the first print time from the heating standby time can be shortened, and at the time of high-speed rotation There has been proposed a fixing device that can solve the shortage of heat and can obtain good fixing performance even when mounted in a high-production image forming apparatus (Patent Document 3).
図7は、特許文献3に記載の定着装置の概略図である。
無端ベルト81の移動をガイドすることができるように、パイプ状の金属熱伝導体82を無端ベルト81の内部に固定し、金属熱伝導体82内の熱源83により金属熱伝導体82を介して無端ベルト81を加熱する。さらに、無端ベルト81を介して金属熱伝導体82に接してニップ部Nを形成する加圧ローラ84を備え、該加圧ローラ84の回転に連れ回りするようにして無端ベルト81を周方向に移動させる。この構成により、定着装置を構成する無端ベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することが可能となっている。
FIG. 7 is a schematic diagram of a fixing device described in
A pipe-shaped
しかしながら、更なる省エネルギー化及びファーストプリントタイム向上のためには熱効率を更に向上させる必要があり、無端ベルトを金属熱伝導体を介して間接的に加熱する構成から、無端ベルトを金属熱伝導体を介さずに直接加熱する構成が発展的に考案された。この構成では、伝熱効率が大幅に向上して消費電力が低減すると共に、加熱待機時からのファーストプリントタイムを更に短縮することが実現できる。また、金属熱伝導体を要しないためコストダウンが可能となる。 However, in order to further save energy and improve the first print time, it is necessary to further improve the thermal efficiency. From the configuration in which the endless belt is indirectly heated through the metal heat conductor, the endless belt is made of the metal heat conductor. A configuration in which heating is performed directly without intervening has been devised. With this configuration, it is possible to significantly improve the heat transfer efficiency and reduce power consumption, and to further shorten the first print time from the heating standby time. In addition, since a metal heat conductor is not required, the cost can be reduced.
無端ベルトを直接加熱することで、省エネルギー性が高く、加熱待機時からのファーストプリントタイムを更に短縮することが可能となったが、昇温性能が著しく高いため、万が一温度制御が暴走した場合、特に無端ベルトが非回転状態にあるときに温度制御が暴走した場合、発火拡大のリスクが大きくなるという新たな問題が発生した。 By directly heating the endless belt, energy saving is high and it is possible to further shorten the first print time from the standby time of heating, but the temperature rise performance is extremely high, so if the temperature control runs out of control, In particular, when the temperature control runs away while the endless belt is in a non-rotating state, a new problem has arisen in which the risk of increased ignition increases.
そこで本発明では、ウォームアップ時間が短く、省エネルギー性が高く、加熱待機時からのファーストプリントタイムを更に短縮することが可能で、定着ベルトを安全に温度制御することができる定着装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, a fixing device capable of controlling the temperature of the fixing belt safely by using a short warm-up time, high energy saving, and capable of further shortening the first print time from the heating standby time. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus.
この課題を解決するため、本発明の定着装置は、熱源を有し回転可能な定着部材と、駆動源により回転可能であって該定着部材を加圧してニップを形成する加圧部材と、該定着部材に対向する位置に配置されて該定着部材の異常昇温を検知する異常温度検知手段と、該定着部材に対する該異常温度検知手段の位置を変更する位置変更手段とを具備し、該熱源により熱伝導体を介さずに該定着部材を直接加熱して、該ニップを通る記録媒体に定着処理を行うものであって、該定着部材の非回転時における該異常温度検知手段と該定着部材のギャップが、該位置変更手段によって該定着部材の回転時よりも小さく設定され、該加圧部材を加圧して該定着部材に押圧させる加圧手段が該加圧部材に設けられ、該加圧手段が該加圧部材を該定着部材から離間させると該定着部材は非回転状態となり、該異常温度検知手段のための該位置変更手段は、該加圧手段による該加圧部材の離間に同期して、該異常温度検知手段と該定着部材のギャップを回転時よりも小さくすることを特徴とする。 In order to solve this problem, a fixing device of the present invention includes a rotatable fixing member having a heat source, a pressing member that can be rotated by a driving source and pressurizes the fixing member to form a nip, An abnormal temperature detecting means disposed at a position facing the fixing member to detect an abnormal temperature rise of the fixing member; and a position changing means for changing the position of the abnormal temperature detecting means with respect to the fixing member. The fixing member is directly heated without using a heat conductor to fix the recording medium passing through the nip, and the abnormal temperature detecting means and the fixing member when the fixing member is not rotated. Is set to be smaller than that during rotation of the fixing member by the position changing means, and a pressing means for pressing the pressing member against the fixing member is provided on the pressing member. Whether the pressure member is the fixing member When separated, the fixing member is in a non-rotating state, and the position changing means for the abnormal temperature detecting means synchronizes with the separation of the pressurizing member by the pressurizing means, and the abnormal temperature detecting means and the fixing The gap between the members is smaller than that during rotation .
定着部材を金属熱伝導体を介さずに直接加熱する定着装置では、昇温性能が高いため、非回転時・静止状態にある定着部材は局所的に加熱されて発火する恐れがあった。しかし、本発明によれば、異常温度検知手段を定着部材に対して接離させる位置変更手段によって、定着部材の非回転時における異常温度検知手段と定着部材のギャップを回転時よりも小さく設定することで、異常温度検知手段は定着部材とのギャップが小さいほど定格温度で作動し易くなるため、万が一温度制御が暴走しても、熱源の電流を安全に遮断して発火等の危険を回避することができる。また、非回転時・静止状態にある定着部材と異常温度検知手段とのギャップを回転時より小さくしても、定着部材表面に摺動傷が付くこともない。 In a fixing device that directly heats the fixing member without using a metal heat conductor, the temperature rise performance is high. Therefore, the fixing member in a non-rotating / stationary state may be locally heated to ignite. However, according to the present invention, the gap between the abnormal temperature detecting means and the fixing member when the fixing member is not rotating is set smaller than that during the rotation by the position changing means that brings the abnormal temperature detecting means into contact with and away from the fixing member. Therefore, the smaller the gap with the fixing member, the easier it is for the abnormal temperature detection means to operate at the rated temperature, so even if the temperature control runs out of control, the current of the heat source is safely cut off to avoid dangers such as ignition be able to. Further, even if the gap between the fixing member in a non-rotating / stationary state and the abnormal temperature detecting means is made smaller than that at the time of rotation, the surface of the fixing member is not scratched.
先ず、図1を用いて本発明の定着装置を適用する画像形成装置の構成を説明する。
図1に示した画像形成装置は、複数の色画像を形成する作像部がベルトの展張方向に沿って並置されたタンデム方式を用いるカラープリンタあるが、本発明はこの方式に限られず、プリンタだけではなく複写機やファクシミリ装置などを対象とすることも可能である。
First, the configuration of an image forming apparatus to which the fixing device of the present invention is applied will be described with reference to FIG.
The image forming apparatus shown in FIG. 1 is a color printer using a tandem system in which image forming units for forming a plurality of color images are juxtaposed along the belt extending direction. However, the present invention is not limited to this system. It is also possible to target not only copying machines and facsimile machines.
画像形成装置100では、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkを並設したタンデム構造が採用されている。
In the
図示の構成の画像形成装置100では、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに形成された可視像が、1次転写行程の実行により、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに対峙しながら矢印A1方向に移動可能な無端ベルトが用いられる中間転写体(以下、転写ベルトという)11に対して重畳転写され、その後、中間転写体上の画像は記録シートなどが用いられる記録媒体Sに対して2次転写行程の実行により一括転写されるようになっている。
In the
各感光体ドラムの周囲には、感光体ドラムの回転に従い画像形成処理するための装置が配置されている。ブラック画像形成を行う感光体ドラム20Bkを例として説明すると、感光体ドラム20Bkの回転方向に沿って、画像形成処理を行う帯電装置30Bk、現像装置40Bk、1次転写ローラ12Bk及びクリーニング装置50Bkが配置されている。感光体ドラムの帯電後に行われる書き込みには、光書込装置8が用いられる。 Around each photosensitive drum, an apparatus for image forming processing is arranged according to the rotation of the photosensitive drum. The photosensitive drum 20Bk that performs black image formation will be described as an example. A charging device 30Bk, a developing device 40Bk, a primary transfer roller 12Bk, and a cleaning device 50Bk that perform image forming processing are arranged along the rotation direction of the photosensitive drum 20Bk. Has been. An optical writing device 8 is used for writing performed after charging of the photosensitive drum.
転写ベルト11に対する重畳転写は、転写ベルト11がA1方向に移動する過程において、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに形成された可視像が、転写ベルト11の同じ位置に重ねて転写されるように、転写ベルト11を挟んで各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに対向して配設された1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkによる電圧印加によって、A1方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
In the superimposing transfer to the
各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkは、A1方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像をそれぞれ形成するための画像ステーションに備えられている。
The
画像形成装置100は、色毎の画像形成処理を行う4つの画像ステーションと、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkの上方に対向して配設され、転写ベルト11及び1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkを備えた転写ベルトユニット10と、転写ベルト11に対向して配設され転写ベルト11に従動し、連れ回りする転写部材としての転写ローラである2次転写ローラ5と、転写ベルト11に対向して配設され転写ベルト11上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置13と、これら4つの画像ステーションの下方に対向して配設された光書き込み装置としての光書込装置8とを有している。
The
光書込装置8は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、fθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラー及び偏向手段としての回転多面鏡などを装備しており、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに対して色毎に対応した書き込み光Lb(図1では便宜上、ブラック画像の画像ステーションのみを対象として符号が付けてあるが、その他の画像ステーションも同様である)を出射して感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkに静電潜像を形成するように構成されている。
The optical writing device 8 is equipped with a semiconductor laser as a light source, a coupling lens, an fθ lens, a toroidal lens, a folding mirror, a rotating polygon mirror as a deflecting means, and the like, and each of the
画像形成装置100には、感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkと転写ベルト11との間に向けて搬送される記録媒体Sを積載した給紙カセットとしてのシート給送装置61と、シート給送装置61から搬送されてきた記録媒体Sを、画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkと転写ベルト11との間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対4と、記録媒体Sの先端がレジストローラ対4に到達したことを検知する図示しないセンサとが設けられている。
The
また、画像形成装置100には、トナー像が転写された記録媒体Sにトナー像を定着させるためのローラ定着方式の定着装置200と、トナー像の定着済みの記録媒体Sを画像形成装置100の本体外部に排出する排紙ローラ7と、画像形成装置100の本体上部に配設されて排出ローラ7により画像形成装置100の本体外部に排出された記録媒体Sを積載する排紙トレイ17と、排紙トレイ17の下側に位置し、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル9Y、9C、9M、9Bkとが備えられている。
The
転写ベルトユニット10は、転写ベルト11、1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkの他に、転写ベルト11が掛け回されている駆動ローラ72及び従動ローラ73を有している。
The
従動ローラ73は、転写ベルト11に対する張力付勢手段としての機能も備えており、このために、従動ローラ73にはスプリングなどを用いた付勢手段が設けられている。このような転写ベルトユニット10と、1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkと、2次転写ローラ5と、クリーニング装置13とで、転写装置71が構成されている。
The driven
シート給送装置61は、画像形成装置100の本体下部に配設されており、最上位の記録媒体Sの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ3を有しており、給送ローラ3が反時計回りに回転駆動されることにより、最上位の記録媒体Sをレジストローラ対4に向けて給送するようになっている。
The
転写装置71に装備されているクリーニング装置13は、詳細な図示を省略するが、転写ベルト11に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有しており、転写ベルト11上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、転写ベルト11をクリーニングするようになっている。
Although not shown in detail, the
クリーニング装置13はまた、転写ベルト11から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための図示しない排出手段を有している。
The
図2は本発明の定着装置を示す断面図である。
定着装置200は、定着部材としての定着ベルト201と加圧部材としての加圧ローラ203を有している。定着ベルト201内には熱源であるハロゲンヒータ202が設けられ、これにより定着ベルト201が内周側から輻射熱で直接加熱される。また、定着ベルト201内の加圧ローラ203に対向する側に、定着ベルト201を介して加圧ローラ203とニップを形成するニップ形成部材206が配設され、定着ベルト内面と直接若しくは図示しない摺動シートを介して間接的に摺動するようになっている。
FIG. 2 is a sectional view showing the fixing device of the present invention.
The fixing
図2の構成ではニップ部の形状は平坦であるが、凹形状やその他の形状であっても良い。凹形状のニップを形成することで、記録媒体先端の排出方向がより加圧ローラ寄りになり、記録媒体の定着ベルトに対する分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。 In the configuration of FIG. 2, the shape of the nip portion is flat, but may be a concave shape or other shapes. By forming the concave nip, the discharge direction of the front end of the recording medium is closer to the pressure roller, and the separation of the recording medium from the fixing belt is improved, so that jamming is suppressed.
定着ベルト201は、ニッケルやSUSなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端ベルト(若しくはフィルム)とする。ベルトの表層は、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)又は四フッ化エチレン樹脂(PTFE)からなる離型層を有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。ベルトの基材とPFA又はPTFE層の間にはシリコーンゴムの層などで形成する弾性層があっても良い。シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、ニップ部にて未定着画像を押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ(ユズ肌画像)が残るという不具合が生じる。これを改善するにはシリコーンゴム層を100μm以上設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微小な凹凸が吸収され、ユズ肌画像が改善する。
The fixing
また、定着ベルト201の内部には、ニップ部を支持するためのステーである支持部材207を設け、加圧ローラ203により圧力を受けるニップ形成部材206の撓みを防止し、軸方向(紙面垂直方向)で均一なニップ幅を得られるようにしている。この支持部材207は両端部でフランジである保持部材208に保持固定され、位置決めされている。また、熱源202と支持部材207の間に反射部材209を備え、これが熱源202からの輻射熱などを反射することで、輻射熱などにより支持部材207が加熱されてしまうことによるエネルギー浪費を抑制している。
Further, a
ここで、反射部材209を備える代わりに、支持部材207の表面に断熱処理若しくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることができる。熱源202としては図示したハロゲンヒータでも良いが、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であっても良い。
Here, the same effect can be obtained even if the surface of the
加圧ローラ203は、芯金205、芯金に設けられた弾性ゴム層204、離型性を得るために表面に設けられた離型層(PFA又はPTFE層)からなる。加圧ローラ203は、画像形成装置100に設けられたモータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達されて回転する。また、加圧ローラ203は、図示しないスプリングなどにより定着ベルト201側に押し付けられており、弾性ゴム層204が押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を有している。
The
加圧ローラ203は中空ローラであっても良く、加圧ローラ203内部にハロゲンヒータなどの加熱源を有していても良い。弾性ゴム層204はソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ203内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムを使用すると、断熱性が高まり定着ベルト201の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。
The
定着ベルト201は、加圧ローラ203により連れ回り回転する。図2の定着装置200の場合、加圧ローラ203は図示しない駆動源により回転し、ニップ部Nで定着ベルト201に駆動力が伝達されることにより定着ベルト201が回転する。定着ベルト201は、ニップ部Nで挟み込まれて回転し、ニップ部以外では両端部で保持部材208にガイドされ、走行する。記録媒体Sはニップ部Nを通る際に加熱・加圧され、定着処理が行われる。
上記のような構成により、安価でウォームアップ時間の短い定着装置を実現することが可能となる。
The fixing
With the above configuration, it is possible to realize a fixing device that is inexpensive and has a short warm-up time.
図3は、本発明の定着装置の別の実施形態を示す構成図である。
図2の定着装置では熱源202が1本のハロゲンヒータで構成されているのに対し、本実施形態では熱源202が3本のハロゲンヒータで構成されている。これにより、生産性を落とすことなく各種紙幅に対応することができる。
FIG. 3 is a configuration diagram showing another embodiment of the fixing device of the present invention.
In the fixing device of FIG. 2, the
次に、図4及び図5を用いて、定着ベルトの異常温度検知手段としてのサーモスタット、及びサーモスタットと定着ベルトのギャップを定着ベルトの回転・非回転状態によって調整する位置変更手段としての電磁クラッチの構成・動作を説明する。 Next, referring to FIGS. 4 and 5, the thermostat as the fixing belt abnormal temperature detecting means, and the electromagnetic clutch as the position changing means for adjusting the gap between the thermostat and the fixing belt according to the rotation / non-rotation state of the fixing belt. The configuration and operation will be described.
図4及び図5における定着装置も、図2,3における定着装置と同様に定着ベルト直接加熱方式である。ここでは、ヒータ202は定着ベルト201の中央よりやや下方に配置され、ニップ部を支持するための加圧ステー207は平坦な形状で形成されているが、基本構成は同じである。よって、このサーモスタット210の動作は図2,3における定着装置にも適用できる。
The fixing device in FIGS. 4 and 5 is also of the fixing belt direct heating method, similar to the fixing device in FIGS. Here, the
定着ベルト直接加熱方式は、伝熱効率を大幅に向上させており、昇温性能が著しく高くなっている。従って、定着ベルト201の回転状態では、定着ベルト201全周に熱が拡がり、また加圧ローラ203が定着ベルト201から熱を奪っていくため、昇温自体は比較的穏やかになる。しかし、定着ベルト201の非回転状態では、定着ベルトがヒータ202によって局所的に加熱されてしまうため、万が一温度制御が暴走した場合、その部分のみが異常昇温し、定着ベルトが熱変形したり、内包部材が少ないために即発火したりする恐れがある。
The fixing belt direct heating method greatly improves the heat transfer efficiency, and the temperature rise performance is remarkably high. Accordingly, in the rotation state of the fixing
そこで、本発明では、定着ベルト201が非回転状態にある場合には、電磁クラッチ211の起動によりサーモスタット210と定着ベルト201のギャップを小さくできるようにした。定着ベルト201の温度を検知するためのサーモスタット210は、定着ベルト201の外側にこれに対向して、ユニットフレーム等に固定された電磁クラッチ211などのアクチュエータに取り付けられており、定着ベルト201を介してヒータ202に対向する位置で移動可能に配置されている。つまり、サーモスタット210は、電磁クラッチ211の起動により、ヒータ202及び定着ベルト201に近づく位置(図5)と離れる位置(図4)をとることができる。
Therefore, in the present invention, when the fixing
このように、定着ベルトがヒータによって局所的に加熱される定着ベルト201の非回転時において、図5に示すようにサーモスタット210と定着ベルト201のギャップを小さくすることにより、安全装置として機能するサーモスタット210が定格温度でより確実に作動することとなり、安全性を高めることができる。つまり、サーモスタット210が定着ベルト201の異常昇温を検知したとき、ヒータ202の電流を迅速に遮断することで異常昇温と発火等の危険を回避することができる。
In this manner, when the fixing
定着ベルトが回転状態にある場合(図4)、ベルトの多少の走行ばたつきを考慮してギャップを大きめにとる必要があるが、定着ベルトが非回転状態にある場合には(図5)、定着ベルトの位置関係は部品公差積み上げの範囲でしかずれないので、回転状態の場合よりもギャップを小さくすることができる。また、定着ベルトは静止していて摺動痕等が付くことはないので、サーモスタット210を定着ベルト201に接触させてもよい。これにより、確実にサーモスタットを定格温度で作動させることが可能となり、定着ベルトの温度制御の安全性を高めることができる。定着ベルト201は弾性を有しており、内部に部材もないので、サーモスタット210との間で多少の接触圧が生じても問題ない。
When the fixing belt is in a rotating state (FIG. 4), it is necessary to take a larger gap in consideration of some running fluctuation of the belt, but when the fixing belt is in a non-rotating state (FIG. 5), the fixing is performed. Since the positional relationship of the belt deviates only within the range of component tolerance accumulation, the gap can be made smaller than in the case of the rotation state. Further, since the fixing belt is stationary and does not have a sliding mark or the like, the
また、複数のサーモスタット210が定着ベルト201の長手方向に配設されてもよい。これにより、紙幅に合わせてヒータが複数個配置された定着装置においても、それぞれのヒータに対応してサーモスタットを配置して、定着ベルトの温度制御の安全性を高めることができる。また、異常温度検知手段として、機械的に通電遮断能力を有するサーモスタットを用いることで、安全性を高めることができる。
A plurality of
次に、図6を用いて本発明の定着装置の別の実施形態を説明する。
この定着装置200では、加圧ローラ203を加圧して定着ベルト201に押圧させる加圧手段224が設けられている。加圧手段224は、加圧ローラ203の圧縮永久歪みを低減させる機構であって、カムシャフト216周りに回転可能な第2カムとしてのカム218、一端でカム218に当接するレバー220、レバー220の他端に接続したスプリング222からなる。図6は加圧状態であって、加圧ローラ及び定着ローラの回転状態を示している。スプリング222の付勢力に抗してカム218がレバー220を押圧し、従ってレバー220は加圧ローラ203の芯金を押圧し、加圧ローラ203を定着ベルト201側に押し付けている。
Next, another embodiment of the fixing device of the present invention will be described with reference to FIG.
In the
一方脱圧状態、加圧ローラ及び定着ローラの非回転状態(不図示)では、カム218の回転に伴いスプリング222の付勢力によってレバー220が倒れ、押圧力が解除されて加圧ローラ203が定着ベルト201から離れるようになっている。
On the other hand, in the depressurized state and the non-rotating state (not shown) of the pressure roller and the fixing roller, the
また、サーモスタット210は、定着ベルト201の外側にこれに対向して、カムシャフト212周りに回転可能な位置変更手段としてのカム214に連結しており、カム214の回転に伴って定着ベルト201を介してヒータ202に対向する位置で移動可能である。つまり、サーモスタット210は、カム214の回転に伴って、ヒータ202及び定着ベルト201に近づく位置(不図示)と離れる位置(図6)をとることができる。
The
ここで、例えば加圧手段224のカムシャフト216にサーモスタット210を上下動させるカム214を取り付けることにより(図6では、カムシャフト216とカムシャフト212は同軸になっていない)、加圧手段224による加圧ローラ203の脱圧とサーモスタット210の定着ベルト201への接近を同期させることができる。加圧時を示す図6では、加圧ローラ203の加圧に同期してサーモスタット210はカム214の回転によりヒータ202及び定着ベルト201から離れ、ギャップは大きくなる。脱圧時(不図示)には、加圧ローラ203の加圧に同期してサーモスタット210はカム214の回転によりヒータ202及び定着ベルト201に近づき、ギャップは小さくなる。この構成により、電磁クラッチ等のアクチュエータを追加せずに、ギャップ調整が可能となる。
Here, for example, by attaching a
従って、図6に示す定着装置は次のように動作する。
(1)加圧位置にカム218を回転させ、加圧ローラ203を定着ローラ201に加圧させてニップ部を形成し、それと同時にカム212の回転によりサーモスタット210を定着ベルトから所定のギャップだけ離す。
(2)加圧ローラを回転させてヒータ202を点灯し、定着ベルトを加熱する。
(3)未定着トナーが付着した記録媒体をニップ部で定着させ、搬送する。
(4)印刷ジョブ終了後、ヒータを消灯し、定着ベルトのオーバーシュートを見越してある程度空回しして定着ベルトの温度を下げてから加圧ローラの回転を停止する。
(5)脱圧位置にカム218を回転させ、加圧ローラを脱圧させると同時にカム212の回転によりサーモスタットを定着ベルトに近づけて、ギャップを小さくする。
(6)待機加熱モードに移行する。
Accordingly, the fixing device shown in FIG. 6 operates as follows.
(1) The
(2) The pressure roller is rotated to turn on the
(3) The recording medium with unfixed toner adhered is fixed at the nip portion and conveyed.
(4) After the print job is finished, the heater is turned off, and the fixing belt is rotated to some extent in anticipation of the overshoot of the fixing belt to lower the temperature of the fixing belt, and then the rotation of the pressure roller is stopped.
(5) The
(6) Transition to standby heating mode.
上記の動作において、待機加熱中は定着ベルトは回転せず、ヒータの出力を下げてゆっくり加熱し、ベルト全体を保温して次の印刷ジョブに備える。この待機加熱モードで万が一温度制御が暴走した場合、本発明によればサーモスタット210が定着ベルト201の異常昇温をより確実に検知することができる。
In the above operation, the fixing belt does not rotate during the standby heating, and the heater output is lowered and heated slowly to keep the entire belt warm and prepare for the next print job. If the temperature control goes out of control in this standby heating mode, according to the present invention, the
100 画像形成装置
200 定着装置
201 定着ベルト(定着部材)
202 ハロゲンヒータ(熱源)
203 加圧ローラ(加圧部材)
210 サーモスタット(異常温度検知手段)
211 電磁クラッチ(位置変更手段)
214 カム(位置変更手段)
N ニップ部
S 記録媒体
DESCRIPTION OF
202 Halogen heater (heat source)
203 Pressure roller (Pressure member)
210 Thermostat (Abnormal temperature detection means)
211 Electromagnetic clutch (position changing means)
214 cam (position changing means)
N nip S Recording medium
Claims (8)
該定着部材の非回転時における該異常温度検知手段と該定着部材のギャップが、該位置変更手段によって該定着部材の回転時よりも小さく設定され、
該加圧部材を加圧して該定着部材に押圧させる加圧手段が該加圧部材に設けられ、
該加圧手段が該加圧部材を該定着部材から離間させると該定着部材は非回転状態となり、
該異常温度検知手段のための該位置変更手段は、該加圧手段による該加圧部材の離間に同期して、該異常温度検知手段と該定着部材のギャップを回転時よりも小さくすることを特徴とする定着装置。 A fixing member that has a heat source and is rotatable; a pressure member that is rotatable by a driving source and presses the fixing member to form a nip; and a fixing member disposed at a position facing the fixing member. An abnormal temperature detecting means for detecting abnormal temperature rise and a position changing means for changing the position of the abnormal temperature detecting means with respect to the fixing member, and directly heating the fixing member without a heat conductor by the heat source A fixing device for performing a fixing process on a recording medium passing through the nip,
The gap between the abnormal temperature detecting means and the fixing member when the fixing member is not rotated is set smaller than that when the fixing member is rotated by the position changing means ,
A pressurizing unit that pressurizes the pressurizing member and presses the pressurizing member against the fixing member;
When the pressing means separates the pressing member from the fixing member, the fixing member is in a non-rotating state,
The position changing means for the abnormal temperature detecting means is configured to make the gap between the abnormal temperature detecting means and the fixing member smaller than that during rotation in synchronization with the separation of the pressure member by the pressure means. A fixing device characterized.
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