JP6182128B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、記録媒体にトナー像を定着させる定着装置と、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 that fixes a toner image on a recording medium, and an image forming apparatus including the fixing device.
従来、複写機やプリンターなどの電子写真方式の画像形成装置は、用紙などの記録媒体にトナー像を定着させる定着装置を備えている。 2. Description of the Related Art Conventionally, electrophotographic image forming apparatuses such as copying machines and printers include a fixing device that fixes a toner image onto a recording medium such as paper.
例えば、定着ベルトと、定着ベルトに圧接して定着ニップを形成する加圧部材と、定着ベルトを加熱する熱源と、定着ベルトの外周面と対向する加熱停止装置と、を備えた定着装置が知られている(特許文献1参照)。このような定着装置では、定着ベルトが過昇温すると、加熱停止装置が作動して、熱源による定着ベルトの加熱が停止されるようになっている。 For example, a fixing device that includes a fixing belt, a pressure member that presses against the fixing belt to form a fixing nip, a heat source that heats the fixing belt, and a heating stop device that faces the outer peripheral surface of the fixing belt is known. (See Patent Document 1). In such a fixing device, when the temperature of the fixing belt is excessively high, the heating stop device is activated to stop the heating of the fixing belt by the heat source.
上記のような定着装置において、定着ベルトと加熱停止装置の対向間隔が狭すぎると、定着ベルトが過昇温していないにも関わらず加熱停止装置が作動してしまう恐れがある。一方で、定着ベルトと加熱停止装置の対向間隔が広すぎると、熱源が暴走した場合(定着ベルトの回転が停止した状態で熱源が定着ベルトを加熱した場合)に、熱源による定着ベルトの加熱を停止させるタイミングが遅くなってしまう恐れがある。 In the fixing device as described above, if the distance between the fixing belt and the heating stop device is too small, the heating stop device may be operated even though the fixing belt is not overheated. On the other hand, if the facing distance between the fixing belt and the heating stop device is too wide, the fixing belt is heated by the heat source when the heat source goes out of control (when the heat source heats the fixing belt while the fixing belt stops rotating). There is a risk that the timing to stop will be delayed.
そこで、本発明は上記事情を考慮し、定着ベルトが過昇温していないにも関わらず加熱停止装置が作動してしまうのを抑制しつつ、定着ベルトの回転が停止した状態で熱源が定着ベルトを加熱した場合に熱源による定着ベルトの加熱を速やかに停止させることを目的とする。 Therefore, the present invention takes the above circumstances into consideration, and the heat source is fixed in a state in which the rotation of the fixing belt is stopped while suppressing the operation of the heating stop device even though the fixing belt is not overheated. It is an object to quickly stop the heating of the fixing belt by a heat source when the belt is heated.
本発明の定着装置は、回転軸の周りを回転可能に設けられる定着ベルトと、前記定着ベルトに圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、前記定着ベルトの内径側に配置されると共に、前記回転軸に対して偏った位置に設けられ、前記定着ベルトを加熱する熱源と、前記定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧する押圧部材と、前記定着ベルトのうちで前記熱源に最も接近する部分の外周面と対向し、所定の温度で作動して前記熱源による前記定着ベルトの加熱を停止させる加熱停止装置と、前記定着ベルトのうちで前記熱源に最も接近する部分と前記加熱停止装置の対向間隔が所定の基準間隔以下になったか否かを検知可能なセンサーと、前記センサーの検知結果が出力される制御部と、を備え、前記定着ベルトの回転が停止した状態で前記熱源が前記定着ベルトを加熱すると、前記定着ベルトのうちで前記熱源に最も接近する部分が熱膨張により変形して前記加熱停止装置に接近し、前記対向間隔が前記基準間隔以下になったことを前記センサーが検知して、前記制御部が前記熱源による前記定着ベルトの加熱を停止させることを特徴とする。 The fixing device of the present invention includes a fixing belt that is rotatably provided around a rotation shaft, a fixing nip that is pressed against the fixing belt, and a pressure member that is rotatably provided, and an inner diameter side of the fixing belt. And a heat source that heats the fixing belt, a pressing member that presses the fixing belt toward the pressure member, and a fixing member A heating stop device that opposes the outer peripheral surface of the portion closest to the heat source and operates at a predetermined temperature to stop heating of the fixing belt by the heat source, and is the closest to the heat source of the fixing belt A sensor capable of detecting whether or not a facing interval between the portion to be heated and the heating stop device is equal to or less than a predetermined reference interval, and a control unit that outputs a detection result of the sensor, and the fixing belt When the heat source heats the fixing belt in a state where the rotation is stopped, a portion of the fixing belt that is closest to the heat source is deformed by thermal expansion and approaches the heating stop device. The sensor detects that the interval is less than or equal to the interval, and the control unit stops heating the fixing belt by the heat source.
このような構成を採用することで、定着ベルトの回転が停止した状態で熱源が定着ベルトを加熱した場合に、定着ベルトのうちで熱源に最も接近する部分を加熱停止装置に接近させて、熱源による定着ベルトの加熱を速やかに停止させることが可能となる。 By adopting such a configuration, when the heat source heats the fixing belt while the rotation of the fixing belt is stopped, the portion of the fixing belt that is closest to the heat source is brought close to the heating stop device, and the heat source It becomes possible to quickly stop the heating of the fixing belt due to.
また、定着ベルトの回転が停止した状態で熱源が定着ベルトを加熱した場合には、定着ベルトのうちで熱源に最も接近する部分が加熱停止装置に自動的に接近する構成である。そのため、定着ベルトの回転が停止した状態で熱源が定着ベルトを加熱した場合に熱源による定着ベルトの加熱を停止させるタイミングが遅くならないように定着ベルトのうちで熱源に最も接近する部分と加熱停止装置の対向間隔(以下、「当該対向間隔」)を予め狭く設定しておく必要が無い。従って、当該対向間隔を広く設定することが可能となり、定着ベルトが過昇温していないにも関わらず加熱停止装置が作動してしまうような事態を回避することが可能となる。 In addition, when the heat source heats the fixing belt while the rotation of the fixing belt is stopped, the portion of the fixing belt that is closest to the heat source automatically approaches the heating stop device. Therefore, when the heat source heats the fixing belt in a state where the rotation of the fixing belt is stopped, the portion of the fixing belt that is closest to the heat source and the heating stop device so that the timing for stopping the heating of the fixing belt by the heat source is not delayed. It is not necessary to set the facing interval (hereinafter “the facing interval”) narrow in advance. Accordingly, the facing interval can be set wide, and it is possible to avoid a situation in which the heating stop device is activated even though the fixing belt is not overheated.
更に、定着ベルトの回転が停止した状態で熱源が定着ベルトを加熱した場合に、定着ベルトのうちで熱源に最も接近する部分が加熱停止装置に接触して加熱停止装置が作動する前に、熱源による定着ベルトの加熱を停止させることが可能となる。これに伴って、加熱停止装置の作動を極力回避することが可能となり、加熱停止装置の作動に伴って定着装置全体の交換が必要となるような事態が発生しにくくなる。 Further, when the heat source heats the fixing belt while the rotation of the fixing belt is stopped, the portion of the fixing belt that is closest to the heat source comes into contact with the heating stop device before the heating stop device is activated. It becomes possible to stop the heating of the fixing belt due to. Along with this, it becomes possible to avoid the operation of the heating stop device as much as possible, and it becomes difficult to cause a situation in which the entire fixing device needs to be replaced with the operation of the heating stop device.
前記センサーは、センサー光を出射する発光部と、前記発光部から出射されるセンサー光を受ける受光部と、を備え、前記対向間隔が前記基準間隔よりも大きい場合には、前記発光部から出射されるセンサー光が前記対向間隔を通過して前記受光部に到達し、前記対向間隔が前記基準間隔以下になった場合には、前記発光部から出射されるセンサー光が前記定着ベルトのうちで前記熱源に最も接近する部分によって遮断され、前記受光部に到達しなくても良い。 The sensor includes a light emitting unit that emits sensor light and a light receiving unit that receives the sensor light emitted from the light emitting unit, and emits from the light emitting unit when the facing interval is larger than the reference interval. Sensor light that passes through the facing interval reaches the light receiving unit, and when the facing interval is equal to or less than the reference interval, the sensor light emitted from the light emitting unit is within the fixing belt. It is blocked by the part closest to the heat source and does not have to reach the light receiving part.
このような構成を採用することで、簡易な構成によって当該対向間隔が基準間隔以下になったか否かを検知することが可能となる。 By adopting such a configuration, it is possible to detect whether the facing interval is equal to or less than the reference interval with a simple configuration.
前記定着装置は、記録媒体の搬送方向における前記定着ベルトの上流側の端部又は下流側の端部の外周面と対向し、所定の温度で作動して前記熱源による前記定着ベルトの加熱を停止させる他の加熱停止装置を更に備え、前記定着ベルトが周方向に破断すると、前記定着ベルトが変形して前記定着ベルトの前記上流側の端部又は前記下流側の端部が前記他の加熱停止装置に接触し、前記他の加熱停止装置が作動しても良い。 The fixing device opposes the outer peripheral surface of the upstream end or the downstream end of the fixing belt in the conveyance direction of the recording medium, operates at a predetermined temperature, and stops the heating of the fixing belt by the heat source. When the fixing belt is broken in the circumferential direction, the fixing belt is deformed and the upstream end or the downstream end of the fixing belt stops the other heating stop. The other heating stop device may be activated in contact with the device.
このような構成を採用することで、定着ベルトが周方向に破断した場合に、他の加熱停止装置を適切なタイミングで作動させ、熱源による定着ベルトの加熱を速やかに停止させることが可能となる。 By adopting such a configuration, when the fixing belt breaks in the circumferential direction, it becomes possible to operate another heating stop device at an appropriate timing and to quickly stop the heating of the fixing belt by the heat source. .
前記他の加熱停止装置の作動温度は、前記加熱停止装置の作動温度よりも低く設定されていても良い。 The operating temperature of the other heating stop device may be set lower than the operating temperature of the heating stop device.
このような構成を採用することで、定着ベルトの回転が停止した状態で熱源が定着ベルトを加熱した場合に加熱停止装置が作動するタイミングよりも定着ベルトが周方向に破断した場合に他の加熱停止装置が作動するタイミングが遅くなるのを抑制することが可能となる。 By adopting such a configuration, when the fixing belt is broken in the circumferential direction rather than the timing when the heating stop device operates when the heat source heats the fixing belt while the rotation of the fixing belt is stopped, other heating is performed. It is possible to suppress the timing at which the stop device operates from being delayed.
前記加熱停止装置は、前記回転軸方向における前記定着ベルトの中央部と対応する位置に設けられていても良い。 The heating stop device may be provided at a position corresponding to a central portion of the fixing belt in the rotation axis direction.
このような構成を採用することで、定着ベルトの回転が停止した状態で熱源が定着ベルトを加熱した場合に、定着ベルトのうちで熱源に最も接近する部分を加熱停止装置に確実に接近させることが可能となる。 By adopting such a configuration, when the heat source heats the fixing belt while rotation of the fixing belt is stopped, the portion of the fixing belt that is closest to the heat source is surely brought close to the heating stop device. Is possible.
前記定着装置は、前記定着ベルトの両端部に装着され、前記定着ベルトの形状を規制する形状規制部材を更に備えていても良い。 The fixing device may further include a shape regulating member that is attached to both ends of the fixing belt and regulates the shape of the fixing belt.
このような構成を採用することで、定着装置の加圧状態(定着ニップが形成されている状態)において押圧部材から定着ベルトに働く押圧力によって定着ベルトが変形するのを抑制することが可能となる。これに伴って、定着ベルトの回転が停止した状態で熱源が定着ベルトを加熱した場合に、定着ベルトのうちで熱源に最も接近する部分を加熱停止装置に接近させやすくなる。 By adopting such a configuration, it is possible to suppress the deformation of the fixing belt due to the pressing force acting on the fixing belt from the pressing member in the pressure state of the fixing device (the state where the fixing nip is formed). Become. Accordingly, when the heat source heats the fixing belt in a state where the rotation of the fixing belt is stopped, the portion of the fixing belt that is closest to the heat source is easily brought close to the heating stop device.
本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention includes any one of the fixing devices described above.
本発明によれば、定着ベルトが過昇温していないにも関わらず加熱停止装置が作動してしまうのを抑制しつつ、定着ベルトの回転が停止した状態で熱源が定着ベルトを加熱した場合に熱源による定着ベルトの加熱を速やかに停止させることが可能となる。 According to the present invention, the heat source heats the fixing belt in a state where the rotation of the fixing belt is stopped while suppressing the operation of the heating stop device even though the fixing belt is not overheated. In addition, heating of the fixing belt by the heat source can be quickly stopped.
まず、図1を用いて、電子写真方式のプリンター1(画像形成装置)の全体の構成について説明する。以下、図1における紙面手前側を、プリンター1の前側とする。各図に適宜付される矢印Fr、Rr、L、R、U、Loは、それぞれプリンター1の前側、後側、左側、右側、上側、下側を示している。 First, the overall configuration of an electrophotographic printer 1 (image forming apparatus) will be described with reference to FIG. Hereinafter, the front side of the sheet in FIG. Arrows Fr, Rr, L, R, U, and Lo appropriately attached to the drawings indicate the front side, rear side, left side, right side, upper side, and lower side of the printer 1, respectively.
プリンター1は、箱型形状のプリンター本体2を備えており、プリンター本体2の下部には用紙(記録媒体)を収納する給紙カセット3が収容され、プリンター本体2の上面には排紙トレイ4が設けられている。プリンター本体2の上面には、排紙トレイ4の側方に上カバー5が開閉可能に取り付けられ、上カバー5の下方には、トナーコンテナ6が収納されている。
The printer 1 includes a box-shaped printer main body 2, and a paper feed cassette 3 that stores paper (recording medium) is accommodated in a lower portion of the printer main body 2. A paper discharge tray 4 is disposed on the upper surface of the printer main body 2. Is provided. An
プリンター本体2の上部には、排紙トレイ4の下方にレーザー・スキャニング・ユニット(LSU)で構成される露光器7が配置され、露光器7の下方には、画像形成部8が設けられている。画像形成部8には、像担持体である感光体ドラム10が回転可能に設けられており、感光体ドラム10の周囲には、帯電器11と、現像器12と、転写ローラー13と、クリーニング装置14とが、感光体ドラム10の回転方向(図1の矢印X参照)に沿って配置されている。
An
プリンター本体2の内部には、用紙の搬送経路15が設けられている。搬送経路15の上流端には給紙部16が設けられ、搬送経路15の中流部には、感光体ドラム10と転写ローラー13によって構成される転写部17が設けられ、搬送経路15の下流部には定着装置18が設けられ、搬送経路15の下流端には排紙部20が設けられている。搬送経路15の下方には、両面印刷用の反転経路21が形成されている。
A
次に、このような構成を備えたプリンター1の画像形成動作について説明する。 Next, an image forming operation of the printer 1 having such a configuration will be described.
プリンター1に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置18の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター1に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。
When the printer 1 is turned on, various parameters are initialized, and initial setting such as temperature setting of the fixing
まず、帯電器11によって感光体ドラム10の表面が帯電された後、露光器7からのレーザー光(図1の二点鎖線P参照)により感光体ドラム10に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム10の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器12がトナーによりトナー像に現像する。
First, after the surface of the
一方、給紙部16によって給紙カセット3から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部17へと搬送され、転写部17において感光体ドラム10上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路15を下流側へと搬送されて定着装置18に進入し、この定着装置18において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部20から排紙トレイ4に排出される。なお、感光体ドラム10上に残留したトナーは、クリーニング装置14によって回収される。
On the other hand, the sheet taken out from the sheet cassette 3 by the
次に、図2、図3を用いて、定着装置18について詳細に説明する。図2の矢印Yは、用紙の搬送方向を示している。図3の矢印Iは前後方向内側を示し、図3の矢印Oは前後方向外側を示している。
Next, the fixing
図2、図3等に示されるように、定着装置18は、定着ベルト22と、定着ベルト22の下側(外側)に配置される加圧ローラー23(加圧部材)と、定着ベルト22の内径側に配置されるヒーター24(熱源)と、定着ベルト22の内径側においてヒーター24の下側に配置される反射板25(反射部材)と、定着ベルト22の内径側において反射板25の下側に配置される支持部材26と、定着ベルト22の内径側において支持部材26の下側に配置される押圧部材27と、定着ベルト22の内径側において支持部材26の前後両端部に固定されるカバー部材28と、定着ベルト22の前後両端部に装着される形状規制部材30と、定着ベルト22の上側(外側)に配置される第1サーモカット31(加熱停止装置)と、定着ベルト22の左側(外側)に配置される第2サーモカット32(他の加熱停止装置)と、定着ベルト22の上側(外側)に配置されるセンサー33と、を備えている。なお、図3においては、定着ベルト22の内部が透視されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the fixing
定着ベルト22は、前後方向に長い略円筒状を成している。定着ベルト22は、前後方向に延びる回転軸Aの周りを回転可能に設けられている。つまり、本実施形態では、前後方向が定着ベルト22の回転軸方向である。定着ベルト22は、通紙領域R1と、通紙領域R1の前後両側(通紙領域R1の前後方向外側)に設けられる非通紙領域R2と、を備えている。通紙領域R1は、最大サイズの用紙が通過する領域である。非通紙領域R2は、最大サイズの用紙が通過しない領域である。
The fixing
定着ベルト22は、可撓性を有しており、周方向には無端状である。定着ベルト22は、例えば、基材層35と、この基材層35に周設される弾性層36と、この弾性層36を被覆する離型層37と、を備えている。定着ベルト22の基材層35は、例えばSUSやニッケルなどの金属によって形成されている。なお、定着ベルト22の基材層35は、PI(ポリイミド)などの樹脂によって形成されていても良い。定着ベルト22の弾性層36は、例えばシリコンゴムによって形成されており、定着ベルト22の基材層35よりも熱膨張率が大きい。定着ベルト22の弾性層36の厚みは、例えば270μmである。定着ベルト22の離型層37は、例えばPFAチューブによって形成されている。定着ベルト22の離型層37の厚みは、例えば20μmである。
The fixing
加圧ローラー23は、前後方向に長い略円柱状を成している。加圧ローラー23は、定着ベルト22に圧接しており、定着ベルト22と加圧ローラー23の間には定着ニップ39が形成されている。加圧ローラー23は、回転可能に設けられている。
The
加圧ローラー23は、例えば、円柱状の芯材40と、この芯材40に周設される弾性層41と、この弾性層41を被覆する離型層42と、を備えている。加圧ローラー23の芯材40は、例えば、鉄等の金属によって形成されている。加圧ローラー23の弾性層41は、例えば、シリコンゴムによって形成されている。加圧ローラー23の離型層42は、例えば、PFAチューブによって形成されている。
The
ヒーター24は、例えば、ハロゲンヒーターによって構成されている。ヒーター24は、定着ベルト22の内部空間の上部(加圧ローラー23から離間する側の部分)に配置されており、定着ベルト22の回転軸Aに対して上側(加圧ローラー23から離間する側)に偏った位置に設けられている。そのため、本実施形態では、定着ベルト22の上端部22aが定着ベルト22のうちで最もヒーター24に接近する部分となっている。
The
反射板25は、前後方向に長い形状を成している。反射板25は、例えば、光輝アルミニウム等の金属によって形成されている。反射板25は、ヒーター24と支持部材26の間に配置されている。反射板25の断面は、上側(加圧ローラー23から離間する側)に向かって凸となるコ字状を成している。
The
反射板25は、略水平に設けられる本体部44と、本体部44の左右両端部(用紙の搬送方向における上流側と下流側の端部)から下方に向かって屈曲されるガイド部45と、を備えている。本体部44の上面は、ヒーター24に対向しており、ヒーター24から放射される輻射熱を定着ベルト22の内周面に向かって反射する反射面(鏡面)である。
The
支持部材26は、前後方向に長い形状を成している。支持部材26の上部は、反射板25の各ガイド部45の間に挿入されている。支持部材26は、スペーサー51を介して反射板25を支持しており、反射板25と直接的には接触していない。支持部材26は、一対のL字状の板金52を組み合わせることで形成されており、略矩形の断面形状を有している。支持部材26の右下隅部には、下方に向かって突出する係合突起53が設けられている。係合突起53は、一方の板金52を下方に延出させることによって形成されている。
The
押圧部材27は、前後方向に長い平板状を成している。押圧部材27は、例えば、LCP(液晶ポリマー)等の耐熱性樹脂によって形成されている。押圧部材27の上面の右端部には、係合凹部55が設けられている。係合凹部55には、支持部材26の係合突起53が係合している。押圧部材27の上面には、複数のボス56が突設されている。各ボス56の上端部は、支持部材26の下面に当接している。以上のような構成により、支持部材26によって押圧部材27が支持されており、押圧部材27の反りが規制されている。
The pressing
押圧部材27の下面の右側部分(用紙の搬送方向下流側の部分)は、左側(用紙の搬送方向上流側)から右側(用紙の搬送方向下流側)に向かって下側(加圧ローラー23側)に傾斜している。押圧部材27の下面は、定着ベルト22を下側(加圧ローラー23側)に向かって押圧している。
The right side portion (the portion on the downstream side in the paper transport direction) of the lower surface of the pressing
各カバー部材28は、正面視で略U字状を成している。各カバー部材28は、定着ベルト22の各非通紙領域R2と前後方向の位置が対応しており、ヒーター24から定着ベルト22の各非通紙領域R2に向かう輻射熱を遮断する機能を有している。
Each
各カバー部材28は、上方に向かって円弧状に湾曲する湾曲部57と、湾曲部57の左右両端部(用紙の搬送方向における上流側と下流側の端部)から下方に向かって屈曲される取付部58と、を備えている。湾曲部57は、定着ベルト22の内周面に沿って配置されている。各取付部58の下端部は、支持部材26の左右両側面に取り付けられている。
Each
各形状規制部材30は、各カバー部材28よりも前後方向外側に配置されている。各形状規制部材30は、規制片60と、規制片60に取り付けられるリング片61と、を備えている。
Each
各形状規制部材30の規制片60は、基台部62と、基台部62の前後方向内側の面に突設される規制部63と、を備えている。規制片60には、基台部62と規制部63を貫通する貫通穴64が前後方向に沿って設けられており、この貫通穴64をヒーター24が貫通している。規制部63は、貫通穴64の外周に沿って円弧状に湾曲しており、略下向きC字状を成している。規制部63は、定着ベルト22の前後両端部に挿入されている。これにより、定着ベルト22の形状が規制されている(定着ベルト22の変形が抑制されている)。
The restricting
各形状規制部材30のリング片61は、円環状を成している。リング片61は、規制片60の規制部63の外周に装着されている。リング片61は、定着ベルト22の前後両端部の前後方向外側に配置されており、定着ベルト22の蛇行(前後方向外側への移動)を規制している。リング片61は、規制片60の基台部62の前後方向内側に配置されており、これにより、リング片61の前後方向外側への移動が規制されている。
The
第1サーモカット31は、例えば、バイメタル方式(熱膨張率の異なる2種類の金属によって接点を構成する方式)を採用している。第1サーモカット31は、定着ベルト22の上端部22a(定着ベルト22のうちでヒーター24に最も接近する部分)の直上に配置されており、定着ベルト22の上端部22aの外周面と対向している。第1サーモカット31は、定着ベルト22の通紙領域R1の前後方向中央部Z(定着ベルト22全体の前後方向中央部にも相当する)と対応する位置に設けられている。
The first thermo-
第2サーモカット32は、例えば、バイメタル方式を採用している。第2サーモカット32は、定着ベルト22の左端部22b(用紙の搬送方向における上流側の端部)の真横(赤道位置)に配置されており、定着ベルト22の左端部22bの外周面と対向している。第2サーモカット32は、第1サーモカット31と同様に、定着ベルト22の通紙領域R1の前後方向中央部Z(定着ベルト22全体の前後方向中央部にも相当する)と対応する位置に設けられている。
The
センサー33は、例えばPIセンサー(Photo Interrupter Sensor)などの光学センサーであり、センサー光(図2の矢印L参照)を出射する発光部66と、発光部66から出射されるセンサー光を受ける受光部67と、を備えている。センサー33の発光部66及び受光部67は、第1サーモカット31及び第2サーモカット32と同様に、定着ベルト22の通紙領域R1の前後方向中央部Z(定着ベルト22全体の前後方向中央部にも相当する)と対応する位置に設けられている。
The
次に、定着装置18の制御システムについて、図4を用いて説明する。
Next, a control system of the fixing
定着装置18には、制御部71(CPU)が設けられている。制御部71は、ROM、RAM等の記憶装置で構成される記憶部72と接続されており、記憶部72に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御部71が定着装置18の各部の制御を行うように構成されている。
The fixing
記憶部72は、定着ベルト22の上端部22aと第1サーモカット31の対向間隔の基準となる基準間隔S(0<S)を記憶している。記憶部72は、第1サーモカット31の作動温度T1(第1サーモカット31がヒーター24による定着ベルト22の加熱を停止させる温度)と第2サーモカット32の作動温度T2(第2サーモカット32がヒーター24による定着ベルト22の加熱を停止させる温度)を記憶している。第2サーモカット32の作動温度T2は、第1サーモカット31の作動温度T1よりも低く設定されている。
The
制御部71はモーター等によって構成される駆動源73に接続されており、駆動源73は加圧ローラー23に接続されている。そして、制御部71からの信号に基づいて駆動源73が加圧ローラー23を回転させるようになっている。
The control unit 71 is connected to a
制御部71は、センサー33に接続されており、センサー33の検知結果が制御部71に出力されるようになっている。
The control unit 71 is connected to the
制御部71は電源74に接続されており、電源74はヒーター24に接続されている。そして、制御部71からの信号に基づいて電源74からヒーター24に電力が供給されることでヒーター24が稼働するようになっている。電源74からヒーター24に至る電力供給経路中には、第1サーモカット31及び第2サーモカット32が直列的に設けられている。第1サーモカット31は、作動温度T1で作動して電源74からヒーター24への電力の供給を遮断し、ヒーター24による定着ベルト22の加熱を停止させるように構成されている。第2サーモカット32は、作動温度T2で作動して電源74からヒーター24への電力の供給を遮断し、ヒーター24による定着ベルト22の加熱を停止させるように構成されている。
The controller 71 is connected to a
上記のように構成された定着装置18において、用紙にトナー像を定着させる際には、駆動源73によって加圧ローラー23を回転させる(図2の矢印B参照)。このように加圧ローラー23が回転すると、加圧ローラー23に圧接する定着ベルト22が加圧ローラー23とは逆方向に従動回転する(図2の矢印C参照)。このように定着ベルト22が回転すると、定着ベルト22が押圧部材27に対して摺動する。
In the fixing
また、用紙にトナー像を定着させる際には、電源74からヒーター24に電力を供給し、ヒーター24を稼働させる。このようにヒーター24が稼働すると、ヒーター24から輻射熱が放射される。ヒーター24から放射された輻射熱の一部は、図2に矢印Dで示されるように、定着ベルト22の内周面に直接照射され、吸収される。また、ヒーター24から放射された輻射熱の別の一部は、図2に矢印Eで示されるように、反射板25の本体部44の上面によって定着ベルト22の内周面に向かって反射され、定着ベルト22の内周面に吸収される。以上のような作用により、ヒーター24によって定着ベルト22が加熱される。この状態で、用紙が定着ニップ39を通過すると、トナー像が加熱されて溶融し、用紙にトナー像が定着される。
Further, when fixing the toner image on the sheet, power is supplied from the
ところで、上記のように構成された定着装置18においては、定着ベルト22が停止するのに伴ってヒーター24による定着ベルト22に対する加熱が停止された場合であっても、定着ベルト22の上端部22aがヒーター24の余熱によって局所的に加熱されてオーバーシュート(温度上昇)することがある。もし定着ベルト22の上端部22aと第1サーモカット31の対向間隔(以下、当該対向間隔)が狭すぎると、上記のように定着ベルト22の上端部22aがオーバーシュートした場合に、定着ベルト22が過昇温していないにも関わらず第1サーモカット31が作動してしまう恐れがある。第1サーモカット31が一度作動すると、第1サーモカット31を作動前の状態に復元するのは困難であるため、通常は定着装置18全体の交換が必要となる。
Incidentally, in the fixing
このような事態を回避するためには、当該対向間隔を広くする必要がある。ところが、当該対向間隔を広くすると、今度は、ヒーター24が暴走した場合(定着ベルト22の回転が停止した状態でヒーター24が定着ベルト22を加熱した場合)にヒーター24による定着ベルト22の加熱を停止させるタイミングが遅くなってしまう恐れがある。そこで、本実施形態では以下のようにして、ヒーター24が暴走した場合でもヒーター24による定着ベルト22の加熱を速やかに停止させている。
In order to avoid such a situation, it is necessary to increase the facing interval. However, if the facing interval is increased, this time, when the
ヒーター24の通常使用時(定着ベルト22が回転している状態でヒーター24が定着ベルト22を加熱する時)には、当該対向間隔が基準間隔Sよりも大きい。この状態では、図2に示されるように、センサー33の発光部66から出射されたセンサー光(図2の矢印L参照)は、左右方向(定着ベルト22の回転軸方向と直交する方向)に沿って直進し、当該対向間隔を通過してセンサー33の受光部67に到達する。これに伴って、センサー33は、当該対向間隔が基準間隔S以下になっていないことを検知し、この検知結果を制御部71に出力する。この場合、制御部71は、ヒーター24による定着ベルト22の加熱を継続させる。
When the
これに対して、ヒーター24の暴走時(定着ベルト22の回転が停止した状態でヒーター24が定着ベルト22を加熱する時)には、図5に示されるように、定着ベルト22の上端部22aが熱膨張により上側に変形し、第1サーモカット31に接近する。これに伴って、当該対向間隔が基準間隔S以下になる。この状態では、センサー33の発光部66から出射されたセンサー光(図5の矢印L参照)は、定着ベルト22の上端部22aによって遮断され、センサー33の受光部67には到達しない。これに伴って、センサー33は、当該対向間隔が基準間隔S以下になったことを検知し、この検知結果を制御部71に出力する。この場合、制御部71は、ヒーター24による定着ベルト22の加熱を停止させる。
In contrast, when the
なお、ヒーター24の暴走時に、当該対向間隔が基準間隔S以下になっても制御部71がヒーター24による定着ベルト22の加熱を停止させないような事態が万一起こった場合には、定着ベルト22の上端部22aが熱膨張により更に上側に変形し、第1サーモカット31に接触する。これに伴って、第1サーモカット31の温度が作動温度T1に到達し、第1サーモカット31が作動してヒーター24による定着ベルト22の加熱が停止される。
In the event of a runaway of the
本実施形態では上記のように、ヒーター24が暴走した場合に、定着ベルト22の上端部22aを第1サーモカット31に接近させて、ヒーター24による定着ベルト22の加熱を速やかに停止させることが可能となっている。
In the present embodiment, as described above, when the
また、ヒーター24が暴走した場合には、定着ベルト22の上端部22aが第1サーモカット31に自動的に接近する構成である。そのため、ヒーター24が暴走した場合にヒーター24による定着ベルト22の加熱を停止させるタイミングが遅くならないように当該対向間隔を予め狭く設定しておく必要が無い。従って、当該対向間隔を広く設定することが可能となり、定着ベルト22が過昇温していないにも関わらず第1サーモカット31が作動してしまうような事態を回避することが可能となる。
Further, when the
更に、ヒーター24が暴走した場合に、定着ベルト22の上端部22aが第1サーモカット31に接触して第1サーモカット31が作動する前に、ヒーター24による定着ベルト22の加熱を停止させることが可能となっている。これに伴って、第1サーモカット31の作動を極力回避することが可能となり、第1サーモカット31の作動に伴って定着装置18全体の交換が必要となるような事態が発生しにくくなる。
Further, when the
また、本実施形態では、発光部66と受光部67を備えた光学センサーをセンサー33として用いている。このような構成を採用することで、簡易な構成によって当該対向間隔が基準間隔S以下になったか否かを検知することが可能となる。
In the present embodiment, an optical sensor including the
また、前後方向(定着ベルト22の回転軸方向)で見ると、定着ベルト22の上端部22aの前後方向中央部には、定着ベルト22の上端部22aの中でヒーター24からの輻射熱が最も集中しやすい。そのため、定着ベルト22の上端部22aの前後方向中央部は、定着ベルト22の上端部22aの中で熱膨張による変形量が最も大きくなる。そこで、本実施形態では、定着ベルト22の前後方向中央部と対応する位置に第1サーモカット31を設けている。このような構成を採用することで、ヒーター24が暴走した場合に、定着ベルト22の上端部22aを第1サーモカット31に確実に接近させることが可能となる。
Further, when viewed in the front-rear direction (the rotation axis direction of the fixing belt 22), the radiant heat from the
また、定着ベルト22の前後両端部には、定着ベルト22の形状を規制する形状規制部材30が装着されている。このような構成を採用することで、定着装置18の加圧状態(定着ニップ39が形成されている状態)において押圧部材27から定着ベルト22に働く押圧力によって定着ベルト22が横長楕円状に変形するのを抑制することが可能となる。これに伴って、ヒーター24が暴走した場合に、定着ベルト22の上端部22aを第1サーモカット31に接近させやすくなる。
In addition,
ところで、上記のように構成された定着装置18において、定着ベルト22が周方向に破断すると、図6に示されるように、定着ベルト22が左右方向に伸長するように横長楕円状に変形する。これに伴って、定着ベルト22の上端部22aと第1サーモカット31の対向間隔が広くなるため、定着ベルト22の上端部22aを第1サーモカット31に接近させることが困難になる。
By the way, in the fixing
そこで、本実施形態では上記のように、定着ベルト22の左端部22bの外周面と対向するように第2サーモカット32を配置している。そのため、定着ベルト22が周方向に破断して横長楕円状に変形すると、定着ベルト22の左端部22bが左側(第2サーモカット32と接近する側)に変形して第2サーモカット32に接触する。これに伴って、第2サーモカット32の温度が作動温度T2に到達し、第2サーモカット32が作動してヒーター24による定着ベルト22の加熱が停止されることになる。このような構成を採用することで、定着ベルト22が周方向に破断した場合に、第2サーモカット32を適切なタイミングで作動させ、ヒーター24による定着ベルト22の加熱を速やかに停止させることが可能となる。
Therefore, in the present embodiment, as described above, the second thermo-
なお、図2等に示されるように、第1サーモカット31が定着ベルト22の上端部22aの外周面に対向しているのに対して、第2サーモカット32は定着ベルト22の左端部22b(上端部22aよりもヒーター24から離間する部分)の外周面に対向している。そのため、第2サーモカット32の作動温度T2を第1サーモカット31の作動温度T1以上に設定すると、ヒーター24が暴走した場合に第1サーモカット31が作動するタイミングよりも定着ベルト22が周方向に破断した場合に第2サーモカット32が作動するタイミングが遅くなってしまう恐れがある。
2 and the like, the
そこで、本実施形態では上記のように、第2サーモカット32の作動温度T2を第1サーモカット31の作動温度T1よりも低く設定している。このような構成を採用することで、ヒーター24が暴走した場合に第1サーモカット31が作動するタイミングよりも定着ベルト22が周方向に破断した場合に第2サーモカット32が作動するタイミングが遅くなるのを抑制することが可能となる。
Thus, in the present embodiment, the operating temperature T2 of the
本実施形態では、第2サーモカット32が定着ベルト22の左端部22b(用紙の搬送方向における上流側の端部)の外周面と対向している場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、第2サーモカット32が定着ベルト22の右端部(用紙の搬送方向における下流側の端部)の外周面と対向していても良い。
In the present embodiment, the case where the second thermo cut 32 is opposed to the outer peripheral surface of the
本実施形態では、定着ベルト22が周方向に破断した場合に、第2サーモカット32を作動させることによってヒーター24による定着ベルト22の加熱を停止させる場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、定着ベルト22の左端部22bが左側に基準移動量以上に移動したか否かを検知するセンサー(以下、「当該センサー」)を配置し、定着ベルト22が周方向に破断した場合に、定着ベルト22の左端部22bが左側に基準移動量以上に移動したことを当該センサーが検知するのに伴って、制御部71がヒーター24による定着ベルト22の加熱を停止させても良い。当該センサーとしては、例えば、発光部と受光部を備えた光学式センサーを用いることができる。このように光学式センサーを用いる場合には、当該センサーの発光部が定着ベルト22の一端部(例えば、前端部)と対応する位置に設けられ、当該センサーの受光部が定着ベルト22の他端部(例えば、後端部)と対応する位置に設けられているのが好ましい。このような構成を採用することで、当該センサーの発光部から出射されたセンサー光が、前後方向(定着ベルト22の回転軸方向)に沿って直進し、定着ベルト22の一端部から他端部までを通過した後に、当該センサーの受光部に到達することになる。これに伴って、前後方向のいずれの位置で定着ベルト22が周方向に破断しているかに関わらず、定着ベルト22の周方向の破断をより確実に検知することが可能となる。
In the present embodiment, the case where heating of the fixing
本実施形態では、ハロゲンヒーターをヒーター24として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、セラミックヒーターなどをヒーターとして用いても良い。
In the present embodiment, the case where a halogen heater is used as the
本実施形態では、プリンター1に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。 In this embodiment, the case where the configuration of the present invention is applied to the printer 1 has been described. However, in another different embodiment, the configuration of the present invention is applied to other image forming apparatuses such as a copying machine, a facsimile machine, and a multifunction machine. It is also possible.
1 プリンター(画像形成装置)
18 定着装置
22 定着ベルト
22a 定着ベルトの上端部(ヒーターに最も接近する部分)
22b 定着ベルトの左端部(用紙の搬送方向における上流側の端部)
23 加圧ローラー(加圧部材)
24 ヒーター(熱源)
27 押圧部材
30 形状規制部材
31 第1サーモカット(加熱停止装置)
32 第2サーモカット(他の加熱停止装置)
33 センサー
39 定着ニップ
66 発光部
67 受光部
71 制御部
A (定着ベルトの)回転軸
1 Printer (image forming device)
18
22b Left end portion of fixing belt (upstream end portion in sheet conveyance direction)
23 Pressure roller (pressure member)
24 Heater (heat source)
27 pressing
32 2nd thermo cut (other heating stop device)
33
Claims (7)
前記定着ベルトに圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、
前記定着ベルトの内径側に配置されると共に、前記回転軸に対して偏った位置に設けられ、前記定着ベルトを加熱する熱源と、
前記定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧する押圧部材と、
前記定着ベルトのうちで前記熱源に最も接近する部分の外周面と対向し、所定の温度で作動して前記熱源による前記定着ベルトの加熱を停止させる加熱停止装置と、
前記定着ベルトのうちで前記熱源に最も接近する部分と前記加熱停止装置の対向間隔が所定の基準間隔以下になったか否かを検知可能なセンサーと、
前記センサーの検知結果が出力される制御部と、を備え、
前記定着ベルトの回転が停止した状態で前記熱源が前記定着ベルトを加熱すると、前記定着ベルトのうちで前記熱源に最も接近する部分が熱膨張により変形して前記加熱停止装置に接近し、前記対向間隔が前記基準間隔以下になったことを前記センサーが検知して、前記制御部が前記熱源による前記定着ベルトの加熱を停止させることを特徴とする定着装置。 A fixing belt provided to be rotatable around a rotation axis;
A pressure member provided in a rotatable manner to form a fixing nip by pressing against the fixing belt;
A heat source disposed on the inner diameter side of the fixing belt and provided at a position biased with respect to the rotation shaft, and for heating the fixing belt;
A pressing member that presses the fixing belt toward the pressing member;
A heating stop device facing an outer peripheral surface of a portion of the fixing belt closest to the heat source and operating at a predetermined temperature to stop the heating of the fixing belt by the heat source;
A sensor capable of detecting whether or not the facing distance between the portion of the fixing belt that is closest to the heat source and the heating stop device is equal to or less than a predetermined reference interval;
A control unit for outputting a detection result of the sensor,
When the heat source heats the fixing belt while the rotation of the fixing belt is stopped, a portion of the fixing belt that is closest to the heat source is deformed by thermal expansion and approaches the heating stop device, and The fixing device, wherein the sensor detects that the interval is equal to or less than the reference interval, and the control unit stops heating the fixing belt by the heat source.
センサー光を出射する発光部と、
前記発光部から出射されるセンサー光を受ける受光部と、を備え、
前記対向間隔が前記基準間隔よりも大きい場合には、前記発光部から出射されるセンサー光が前記対向間隔を通過して前記受光部に到達し、
前記対向間隔が前記基準間隔以下になった場合には、前記発光部から出射されるセンサー光が前記定着ベルトのうちで前記熱源に最も接近する部分によって遮断され、前記受光部に到達しないことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The sensor is
A light emitting unit for emitting sensor light;
A light receiving portion for receiving sensor light emitted from the light emitting portion,
When the facing interval is larger than the reference interval, the sensor light emitted from the light emitting unit reaches the light receiving unit through the facing interval,
When the facing interval is equal to or less than the reference interval, the sensor light emitted from the light emitting unit is blocked by a portion of the fixing belt that is closest to the heat source and does not reach the light receiving unit. The fixing device according to claim 1.
前記定着ベルトが周方向に破断すると、前記定着ベルトが変形して前記定着ベルトの前記上流側の端部又は前記下流側の端部が前記他の加熱停止装置に接触し、前記他の加熱停止装置が作動することを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。 Other heating stop that opposes the outer peripheral surface of the upstream end or downstream end of the fixing belt in the recording medium conveyance direction and operates at a predetermined temperature to stop the heating of the fixing belt by the heat source Further comprising a device,
When the fixing belt is broken in the circumferential direction, the fixing belt is deformed, and the upstream end or the downstream end of the fixing belt contacts the other heating stop device, and the other heating stop is performed. The fixing device according to claim 1, wherein the device operates.
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