JP6682861B2 - Fixing device and image forming apparatus using the same - Google Patents

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本発明は、電子写真方式の画像形成装置における熱方式の定着装置、及びこの定着装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。   The present invention relates to a thermal fixing device in an electrophotographic image forming device, and an image forming device such as a copying machine, a printer, or a facsimile equipped with 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シート等の記録媒体上に転写する。その後、記録媒体上に担持された未定着のトナー像は、定着装置によって記録媒体上に定着される。   In image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles, a toner image is formed on an image carrier based on image information, and the toner image is transferred onto a recording medium such as paper or an OHP sheet. Thereafter, the unfixed toner image carried on the recording medium is fixed on the recording medium by the fixing device.

定着装置には、対向するローラ又はベルトあるいはそれらの組み合わせにより構成された定着回転体が設けられており、記録媒体である記録紙をニップ部にて挟み込み、熱と圧力によりトナー像を記録紙上に定着する。   The fixing device is provided with a fixing rotator composed of opposing rollers or belts or a combination thereof, and the recording paper, which is a recording medium, is nipped in the nip portion, and a toner image is formed on the recording paper by heat and pressure. Establish.

特許文献1には、定着回転体としての薄肉円筒状の耐熱性フィルム(定着ベルト)を内側からハロゲンヒータによって直接加熱する構成の定着装置が開示されている。この定着装置においては、固定部材に接触する定着ベルトの内面に潤滑剤が塗布されており、定着ベルトと固定部材との接触摩擦抵抗を低減させるようにしている。   Patent Document 1 discloses a fixing device configured to directly heat a thin cylindrical heat-resistant film (fixing belt) as a fixing rotary member from the inside by a halogen heater. In this fixing device, a lubricant is applied to the inner surface of the fixing belt that comes into contact with the fixing member to reduce the contact frictional resistance between the fixing belt and the fixing member.

通常、潤滑剤は、低温では粘度が高く、温度が高くなるにつれて粘度が低下するため、低温状態において定着ベルトと固定部材との摺動部の接触摩擦抵抗が大きくなる。接触摩擦抵抗が大きい場合、定着ベルトと固定部材との摺動部における負荷(トルク)が増大することになり、モータなどの回転駆動部が損傷又は破損してしまう場合がある。   Usually, the lubricant has a high viscosity at a low temperature, and the viscosity decreases as the temperature increases, so that the contact frictional resistance of the sliding portion between the fixing belt and the fixing member becomes large in a low temperature state. When the contact frictional resistance is large, the load (torque) on the sliding portion between the fixing belt and the fixing member increases, which may damage or damage the rotary drive unit such as the motor.

そこで、特許文献1に開示された定着装置は、潤滑剤の粘度が十分に低くなるまで定着ベルトを加熱してから定着ベルトを回転させるようになっている。その際、定着ベルトの温度は温度センサによって監視されており、温度センサの検知温度が所定温度に到達すると定着ベルトの回転が開始される。   Therefore, the fixing device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-242242 is designed to rotate the fixing belt after heating the fixing belt until the viscosity of the lubricant becomes sufficiently low. At that time, the temperature of the fixing belt is monitored by a temperature sensor, and when the temperature detected by the temperature sensor reaches a predetermined temperature, the rotation of the fixing belt is started.

しかしながら、特許文献1に開示されたような定着装置では、加熱時の定着ベルトの昇温が速いため、温度センサにより所定温度を検知してから回転を開始したのでは、定着ベルトの温度が耐熱温度以上まで上昇して定着ベルトが破損してしまう虞がある。   However, in the fixing device as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-242242, the temperature of the fixing belt rises rapidly when heated, so if the rotation is started after detecting a predetermined temperature with the temperature sensor, the temperature of the fixing belt will not be heat-resistant. There is a possibility that the fixing belt may be damaged when the temperature rises above the temperature.

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、加熱による定着部材の過昇温を防ぎつつ、モータなどの駆動源の損傷や破損を防止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。   The present invention has been made to solve such a conventional problem, and is capable of preventing damage or damage to a drive source such as a motor while preventing an excessive temperature rise of the fixing member due to heating. An object is to provide an apparatus and an image forming apparatus using the apparatus.

上記課題を解決するために、本発明に係る定着装置は、回転可能に設けられ、記録媒体に未定着画像を定着させる定着部材と、回転可能に設けられ、前記定着部材を外周側から加圧する加圧部材と、前記定着部材の内周側に位置し、かつ前記定着部材と前記加圧部材との間に定着ニップ部を形成する固定部材と、前記定着部材と前記固定部材との間に介在する潤滑剤と、前記定着部材を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、前記加圧部材を回転駆動させる駆動手段と、前記定着部材の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の検知温度が一定温度未満である状態において、前記加熱制御手段から前記定着部材の加熱を開始するための加熱開始信号が前記加熱手段に出力された場合に、前記加熱開始信号が前記加熱手段に出力されたタイミングから前記加熱開始信号を一定時間遅延させた信号を、前記加圧部材の回転を開始するための回転開始信号として前記駆動手段に出力する遅延回路と、前記温度検知手段の検知温度が一定温度以上である状態において、前記加熱制御手段から前記定着部材の加熱を開始するための加熱開始信号が前記加熱手段に出力された場合に、前記加熱開始信号が前記加熱手段に出力されたタイミングと同時に、前記加熱開始信号を前記加圧部材の回転を開始するための回転開始信号として前記駆動手段に出力する切替回路と、を備え、前記定着部材が前記加圧部材に従動回転する構成である。 In order to solve the above problems, a fixing device according to the present invention is rotatably provided, and a fixing member that fixes an unfixed image on a recording medium, and a rotatably provided fixing member that pressurizes the fixing member from the outer peripheral side. Between a pressure member, a fixing member located on the inner peripheral side of the fixing member and forming a fixing nip portion between the fixing member and the pressure member, and between the fixing member and the fixing member. An intervening lubricant, heating means for heating the fixing member, heating control means for controlling the heating means, driving means for rotationally driving the pressing member, and temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing member. And in a state where the temperature detected by the temperature detecting means is below a certain temperature, when the heating start signal for starting heating of the fixing member is output from the heating control means to the heating means, the heating is started. The signal is A signal obtained by delaying a predetermined time the heating start signal from the timing output to the serial heating means, a delay circuit for outputting to said driving means as the rotation start signal for starting the rotation of the pressing member, the temperature sensing When a heating start signal for starting heating of the fixing member is output from the heating control unit to the heating unit in a state where the temperature detected by the unit is equal to or higher than a certain temperature, the heating start signal is the heating unit. And a switching circuit that outputs the heating start signal to the driving unit as a rotation start signal for starting the rotation of the pressure member at the same time when the fixing member is applied to the pressure member. is a configuration you driven rotation.

本発明は、加熱による定着部材の過昇温を防ぎつつ、モータなどの駆動源の損傷や破損を防止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。   The present invention provides a fixing device capable of preventing damage or damage to a driving source such as a motor while preventing an excessive temperature rise of the fixing member due to heating, and an image forming apparatus using the fixing device.

本発明の第1の実施の形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus including a fixing device according to a first exemplary embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る定着装置の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the fixing device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る定着装置が備える加熱制御部の機能構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of a heating control unit included in the fixing device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る定着装置が備える加熱制御部による制御を説明するためのブロック図である。FIG. 3 is a block diagram for explaining control by a heating control unit included in the fixing device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態において定着ベルトの加熱と加圧ローラの回転のタイミング例を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the timing of heating the fixing belt and rotating the pressure roller according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係る定着装置が備える加熱制御部による制御を説明するためのブロック図である。FIG. 9 is a block diagram for explaining control by a heating control unit included in the fixing device according to the second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態において定着ベルトの加熱と加圧ローラの回転のタイミング例を説明する図である。It is a figure explaining the example of a timing of heating of a fixing belt and rotation of a pressure roller in a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施の形態において温度センサの検知温度に応じて回転速度を変化させる例を説明する図である。It is a figure explaining the example which changes the rotation speed according to the detection temperature of the temperature sensor in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態においてモータのトルクの推移の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of a change of the torque of a motor in a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施の形態においてモータのトルクの推移の他の例を示すグラフである。It is a graph which shows the other example of transition of the torque of a motor in the 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の一実施の形態の概略構成を示す図であり、画像形成装置を電子写真方式の複合機に適用した例を示している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an image forming apparatus provided with a fixing device according to an embodiment of the present invention, showing an example in which the image forming apparatus is applied to an electrophotographic multifunction peripheral. ing.

まず、構成について説明する。   First, the configuration will be described.

図1に示す画像形成装置200は、電子写真方式を採用するものであり、画像形成装置本体200Kと、画像読取装置200Cと、両面ユニット300と、を備える。画像形成装置200には、画像形成装置本体200Kの上に画像読取装置200Cが設けられ、右側面に両面ユニット300が取り付けられている。   The image forming apparatus 200 shown in FIG. 1 adopts an electrophotographic method and includes an image forming apparatus main body 200K, an image reading apparatus 200C, and a duplex unit 300. In the image forming apparatus 200, an image reading apparatus 200C is provided on an image forming apparatus main body 200K, and a duplex unit 300 is attached to the right side surface.

画像形成装置本体200Kは、給紙装置114、露光装置113、作像装置112、中間転写装置110、二次転写装置121、定着装置20、を画像形成プロセス順に有している。   The image forming apparatus main body 200K includes a sheet feeding device 114, an exposure device 113, an image forming device 112, an intermediate transfer device 110, a secondary transfer device 121, and a fixing device 20 in the order of the image forming process.

給紙装置114は、画像形成装置本体200Kの内部下方に配置されている。給紙装置114は、記録媒体Pを収納する給紙カセット115を、本実施の形態では二段に備えてなる。そして、各給紙カセット115の右上には、各給紙カセット115内の記録媒体Pを一枚ずつ繰り出して記録媒体搬送路116に入れる給紙コロ117が設けられている。   The sheet feeding device 114 is disposed below the inside of the image forming apparatus main body 200K. The sheet feeding device 114 includes two sheet feeding cassettes 115 for storing the recording medium P in this embodiment. Then, on the upper right of each paper feed cassette 115, a paper feed roller 117 is provided, which feeds out the recording medium P in each paper feed cassette 115 one by one and puts it into the recording medium conveyance path 116.

露光装置113は、給紙カセット115の上部に配置されている。露光装置113は、イメージセンサで受像した原稿P(記録媒体)又は固定原稿の画像データ、あるいは、パーソナルコンピュータや電話回線を通じて受信した画像データに基づいてレーザ光を作像装置112に照射するようになっている。   The exposure device 113 is arranged above the paper feed cassette 115. The exposure device 113 irradiates the image forming device 112 with laser light based on image data of a document P (recording medium) or a fixed document received by the image sensor, or image data received through a personal computer or a telephone line. Has become.

作像装置112は、シアン(c)、マゼンタ(m)、イエロー(y)、ブラック(k)の各色用の作像装置112c,112m,112y,112kを有し、露光装置113の上部に設けられている。各作像装置112c,112m,112y,112kは中間転写ベルト111の張り渡し方向に沿って四連タンデム式に並べて設けられている。各作像装置112c,112m,112y,112kでは、図中時計回りに回転するドラム状の像担持体の周りに帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置などを設置して構成する。   The image forming device 112 includes image forming devices 112 c, 112 m, 112 y, and 112 k for cyan (c), magenta (m), yellow (y), and black (k), respectively, and is provided above the exposure device 113. Has been. The image forming devices 112c, 112m, 112y, and 112k are arranged in a four-tandem tandem manner along the stretching direction of the intermediate transfer belt 111. Each of the image forming devices 112c, 112m, 112y, and 112k is configured by installing a charging device, a developing device, a transfer device, a cleaning device, and the like around a drum-shaped image carrier that rotates clockwise in the drawing.

中間転写装置110は、複数のローラに掛け回したエンドレスの中間転写ベルト111をほぼ水平に張り渡し、反時計回りに走行するように設ける。ここで、「エンドレス」とは、ベルトの両端部を接合し、かつ、つなぎ目が存在しない状態をいう。中間転写装置110は、作像装置112c,112m,112y,112kの各像担持体31と中間転写ベルト111を挟んで対峙する一次転写装置125c,125m,125y,125kを有する。一次転写装置125c,125m,125y,125kは、像担持体31に形成されたトナー像を中間転写ベルト111に転写する。   The intermediate transfer device 110 is provided so that an endless intermediate transfer belt 111 wound around a plurality of rollers is stretched substantially horizontally and runs counterclockwise. Here, "endless" means a state in which both ends of the belt are joined and no joint exists. The intermediate transfer device 110 has primary transfer devices 125c, 125m, 125y and 125k that face each other with the image carrier 31 of the image forming devices 112c, 112m, 112y and 112k sandwiching the intermediate transfer belt 111. The primary transfer devices 125c, 125m, 125y, 125k transfer the toner image formed on the image carrier 31 onto the intermediate transfer belt 111.

二次転写装置121は、記録媒体搬送路116の経路上に配置されており、中間転写ベルト111に形成した一次転写画像であるトナー像を記録媒体Pに転写する。ここで、記録媒体搬送路116は、画像形成装置本体200K内の右側に下方から上方に向けて形成され、画像形成装置本体200K上に画像読取装置200Cとの間に形成する胴内排紙部118へと通ずるように設けられている。記録媒体搬送路116には、搬送ローラ119、中間転写ベルト111と対向して二次転写装置121、定着装置20、一対の排紙ローラよりなる排紙装置123などが順に設けられている。   The secondary transfer device 121 is arranged on the path of the recording medium conveyance path 116, and transfers the toner image, which is the primary transfer image formed on the intermediate transfer belt 111, onto the recording medium P. Here, the recording medium conveyance path 116 is formed from the lower side to the upper side on the right side in the image forming apparatus main body 200K, and is formed on the image forming apparatus main body 200K with the image reading apparatus 200C. It is provided so as to lead to 118. The recording medium conveyance path 116 is provided with a conveyance roller 119, a secondary transfer device 121 facing the intermediate transfer belt 111, a fixing device 20, a paper ejection device 123 including a pair of paper ejection rollers, and the like in order.

搬送ローラ119の上流には、両面ユニット300から再給紙され、又は両面ユニット300を横切って手差し給紙装置136から手差し給紙された記録媒体Pを記録媒体搬送路116に合流する給紙路137を設ける。また、定着装置20の下流には、両面ユニット300への再給紙搬送路124が記録媒体搬送路116と分岐して設けられている。   Upstream of the transport roller 119, a paper feed path for joining the recording medium P, which is re-fed from the duplex unit 300 or manually fed from the manual paper feeder 136 across the duplex unit 300, to the recording medium transport path 116. 137 is provided. Further, downstream of the fixing device 20, a sheet re-feeding conveyance path 124 to the duplex unit 300 is provided so as to branch from the recording medium conveyance path 116.

画像読取装置200Cは、スキャナ装置であり、例えば自動原稿搬送装置によって搬送過程にある原稿Pの画像を読み取る機能と、固定原稿の画像を読み取る機能とを具備している。   The image reading device 200C is a scanner device, and has, for example, a function of reading an image of a document P being conveyed by an automatic document feeder and a function of reading an image of a fixed document.

画像形成装置200は画像形成時に、画像読取装置200Cで原稿画像を読み取って露光装置113で書き込みを行い、各作像装置112c,112m,112y,112kのそれぞれの像担持体上に各色トナー画像を形成する。さらに、画像形成装置200は、そのトナー像を一次転写装置125c,125m,125y,125kで順次転写して中間転写ベルト111上にカラー画像を形成する。   At the time of image formation, the image forming apparatus 200 reads the original image with the image reading apparatus 200C and writes the original image with the exposure apparatus 113, and forms the toner image of each color on the image carrier of each of the image forming apparatuses 112c, 112m, 112y, and 112k. Form. Further, the image forming apparatus 200 sequentially transfers the toner image by the primary transfer devices 125c, 125m, 125y, and 125k to form a color image on the intermediate transfer belt 111.

また、画像形成装置200は、給紙コロ117の1つを選択的に回転して対応する給紙カセット115から記録媒体Pを繰り出して記録媒体搬送路116に搬送し、又は手差し給紙装置136から手差し記録媒体を給紙路137に搬送する。そして、画像形成装置200は、記録媒体搬送路116を通して搬送ローラ119で搬送してタイミングを取って二次転写位置へと記録媒体Pを搬送し、上述したごとく中間転写ベルト111上に形成したカラー画像を二次転写装置121で記録媒体Pに転写する。画像転写後の記録媒体Pは、定着装置20で画像定着後、排紙装置123で排出されて胴内排紙部118上にスタックされる。   Further, the image forming apparatus 200 selectively rotates one of the paper feed rollers 117 to feed out the recording medium P from the corresponding paper feed cassette 115 and convey it to the recording medium conveyance path 116, or the manual paper feed device 136. The manually fed recording medium is conveyed to the paper feed path 137. Then, the image forming apparatus 200 conveys the recording medium P to the secondary transfer position at a timing by conveying the recording medium P through the recording medium conveying path 116 with the conveying roller 119, and the color formed on the intermediate transfer belt 111 as described above. The image is transferred onto the recording medium P by the secondary transfer device 121. The recording medium P after the image transfer is subjected to image fixing by the fixing device 20, is discharged by the paper discharging device 123, and is stacked on the in-body discharging unit 118.

両面ユニット300は、画像形成装置本体200Kの右側面に設けられている。記録媒体Pの裏面にも画像を形成するときには、表面に画像が形成された記録媒体Pを再給紙搬送路124に入れて両面ユニット300で反転してから給紙路137を通して再給紙する。そして再給紙された記録媒体Pは、別途中間転写ベルト111上に形成されたカラー画像が二次転写された後、再び定着装置20で定着され、排紙装置123で胴内排紙部118に排出される。   The duplex unit 300 is provided on the right side surface of the image forming apparatus main body 200K. When an image is also formed on the back surface of the recording medium P, the recording medium P having the image formed on the front surface is put in the re-feeding conveyance path 124, inverted by the duplex unit 300, and then re-fed through the paper feeding path 137. . Then, the re-fed recording medium P is secondarily transferred with a color image separately formed on the intermediate transfer belt 111, and then is fixed again by the fixing device 20 and is ejected by the ejecting device 123 to the in-body ejecting unit 118. Is discharged to.

以下、図2に基づき、定着装置20の構成について説明する。   The configuration of the fixing device 20 will be described below with reference to FIG.

図2に示すように、定着装置20は、未定着画像に接触して記録媒体Pに未定着画像を定着させる定着部材としての定着ベルト21と、定着ベルト21の外周面に当接して定着ベルト21を外周側から加圧する対向部材としての加圧ローラ22と、を備える。定着ベルト21と加圧ローラ22はいずれも回転可能に設けられる。また、定着装置20は、商用電源からの電力により、定着ベルト21を加熱する加熱手段としてのハロゲンヒータ等の熱源23を備える。また、定着装置20は、定着ベルト21の内周側から加圧ローラ22に当接して、定着ベルト21と加圧ローラ22との間に定着ニップ部Nを形成するニップ形成部材24と、ニップ形成部材24を支持する支持部材としてのステー25と、を備える。さらに、定着装置20は、熱源23からの熱を定着ベルト21へ反射する反射部材26、熱源23からの熱を遮蔽する遮蔽部材27、及び、定着ベルト21の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ28等を備える。   As shown in FIG. 2, the fixing device 20 includes a fixing belt 21 as a fixing member that contacts the unfixed image and fixes the unfixed image on the recording medium P, and a fixing belt 21 that contacts the outer peripheral surface of the fixing belt 21. And a pressure roller 22 as a facing member for pressing 21 from the outer peripheral side. Both the fixing belt 21 and the pressure roller 22 are rotatably provided. Further, the fixing device 20 includes a heat source 23 such as a halogen heater as a heating unit that heats the fixing belt 21 with electric power from a commercial power source. Further, the fixing device 20 contacts the pressure roller 22 from the inner peripheral side of the fixing belt 21, and forms a fixing nip portion N between the fixing belt 21 and the pressure roller 22, and a nip forming member 24. A stay 25 as a supporting member that supports the forming member 24. Further, the fixing device 20 serves as a reflecting member 26 that reflects the heat from the heat source 23 to the fixing belt 21, a shielding member 27 that shields the heat from the heat source 23, and a temperature detecting unit that detects the temperature of the fixing belt 21. A temperature sensor 28 and the like are provided.

上記定着ベルト21は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材(フィルムも含む)で構成されている。詳しくは、定着ベルト21は、内周側の基材と外周側の離型層とによって構成されている。内周側の基材は、例えばニッケル若しくはSUS(ステンレス鋼)等の金属材料又はポリイミド(PI)等の樹脂材料を用いて形成される。外周側の離型層は、例えばテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)又はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等を用いて形成される。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又は、フッ素ゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。   The fixing belt 21 is composed of a thin and flexible endless belt member (including a film). Specifically, the fixing belt 21 includes a base material on the inner peripheral side and a release layer on the outer peripheral side. The base material on the inner peripheral side is formed using, for example, a metal material such as nickel or SUS (stainless steel), or a resin material such as polyimide (PI). The release layer on the outer peripheral side is formed using, for example, tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinylether copolymer (PFA) or polytetrafluoroethylene (PTFE). In addition, an elastic layer formed of a rubber material such as silicone rubber, foamable silicone rubber, or fluororubber may be interposed between the base material and the release layer.

なお、弾性層がない場合は、熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着トナーを押しつぶ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光沢ムラが生じる可能性がある。これを防止するには、厚さ100μm以上の弾性層を設けることが望ましい。厚さ100μm以上の弾性層を設けることで、弾性層の弾性変形により微小な凹凸を吸収することができるので、光沢ムラの発生を回避することができるようになる。   If the elastic layer is not provided, the heat capacity will be small and the fixability will be improved, but when the unfixed toner is squeezed and fixed, the fine irregularities on the belt surface are transferred to the image, and uneven gloss on the solid part of the image occurs. Can occur. To prevent this, it is desirable to provide an elastic layer having a thickness of 100 μm or more. By providing the elastic layer having a thickness of 100 μm or more, minute irregularities can be absorbed by elastic deformation of the elastic layer, so that it becomes possible to avoid uneven gloss.

本実施の形態では、定着ベルト21の低熱容量化を図るために、定着ベルト21を薄く、かつ、小径化している。具体的には、定着ベルト21を構成する基材、弾性層、離型層のそれぞれの厚さを、20〜50μm、100〜300μm、10〜50μmの範囲に設定し、全体としての厚さを1mm以下に設定している。また、定着ベルト21の直径は、20〜40mmに設定している。さらに、低熱容量化を図るためには、望ましくは、定着ベルト21の全体の厚さを0.2mm以下にするのがよく、さらに好ましくは、0.16mm以下の厚さとするのがよい。また、定着ベルト21の直径は、30mm以下とするのが望ましい。   In this embodiment, in order to reduce the heat capacity of the fixing belt 21, the fixing belt 21 is thin and has a small diameter. Specifically, the thickness of each of the base material, the elastic layer, and the release layer constituting the fixing belt 21 is set in the range of 20 to 50 μm, 100 to 300 μm, and 10 to 50 μm, and the total thickness is set. It is set to 1 mm or less. The diameter of the fixing belt 21 is set to 20 to 40 mm. Further, in order to reduce the heat capacity, it is desirable that the entire thickness of the fixing belt 21 is 0.2 mm or less, and more preferably 0.16 mm or less. The diameter of the fixing belt 21 is preferably 30 mm or less.

また、定着ベルト21の内面には、シリコーンオイルやフッ素グリスなどの潤滑剤30が塗布されている。これにより、定着ベルト21とニップ形成部材24との間に潤滑剤30を介在させ、潤滑剤30によって定着ベルト21とニップ形成部材24との接触摩擦抵抗を低減させるようにしている。   A lubricant 30 such as silicone oil or fluorine grease is applied to the inner surface of the fixing belt 21. As a result, the lubricant 30 is interposed between the fixing belt 21 and the nip forming member 24, and the contact friction resistance between the fixing belt 21 and the nip forming member 24 is reduced by the lubricant 30.

上記加圧ローラ22は、芯金22aと、芯金22aの表面に設けられた弾性層22bと、弾性層22bの表面に設けられたPFA又はPTFE等からなる離型層22cと、によって構成されている。弾性層22bは、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又は、フッ素ゴム等から構成される。加圧ローラ22は、スプリング等の加圧手段によって定着ベルト21側へ加圧され、定着ベルト21を介してニップ形成部材24に当接している。この加圧ローラ22と定着ベルト21とが圧接する箇所では、加圧ローラ22の弾性層22bが押しつぶされることで、所定の幅の定着ニップ部Nが形成されている。なお、定着部材と対向部材とは、互いに圧接する場合に限らず、加圧を行わず単に接触させるだけの構成とすることも可能である。   The pressure roller 22 includes a cored bar 22a, an elastic layer 22b provided on the surface of the cored bar 22a, and a release layer 22c made of PFA or PTFE on the surface of the elastic layer 22b. ing. The elastic layer 22b is made of foamable silicone rubber, silicone rubber, fluororubber, or the like. The pressure roller 22 is pressed against the fixing belt 21 side by a pressing means such as a spring, and is in contact with the nip forming member 24 via the fixing belt 21. At a position where the pressure roller 22 and the fixing belt 21 are in pressure contact with each other, the elastic layer 22b of the pressure roller 22 is crushed to form a fixing nip portion N having a predetermined width. The fixing member and the facing member are not limited to being in pressure contact with each other, but may be configured to simply contact with each other without applying pressure.

また、加圧ローラ22は、画像形成装置本体200Kに設けられた駆動手段としてのモータ40によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ22が図示矢印B1方向に回転駆動すると、その駆動力が定着ニップ部Nで定着ベルト21に伝達され、定着ベルト21が図示矢印B2方向に従動回転するようになっている。これにより、各色トナー像の転写によってトナーTが付着した記録媒体Pは、図示矢印A1方向から定着装置20の定着ニップ部Nに向かって挿入され、定着ニップ部Nを通過することによりトナーTの定着が行われた後、図示矢印A2方向へと送られる。   Further, the pressure roller 22 is configured to be rotationally driven by a motor 40 as a driving unit provided in the image forming apparatus main body 200K. When the pressure roller 22 is rotationally driven in the direction of arrow B1 in the drawing, the driving force is transmitted to the fixing belt 21 at the fixing nip portion N, and the fixing belt 21 is driven to rotate in the direction of arrow B2 in the drawing. As a result, the recording medium P to which the toner T has been attached by the transfer of the toner images of the respective colors is inserted from the direction of the arrow A1 toward the fixing nip portion N of the fixing device 20 and passes through the fixing nip portion N to remove the toner T. After fixing is performed, the sheet is sent in the direction of arrow A2 in the figure.

なお、本実施の形態では、加圧ローラ22を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ22の内部にハロゲンヒータ等の熱源を配設してもよい。また、弾性層22bはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ22の内部に熱源がない場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムとした場合、断熱性が高まり、定着ベルト21の熱が奪われにくくなるので、より望ましい。   Although the pressure roller 22 is a solid roller in the present embodiment, it may be a hollow roller. In that case, a heat source such as a halogen heater may be provided inside the pressure roller 22. The elastic layer 22b may be solid rubber, but sponge rubber may be used when there is no heat source inside the pressure roller 22. When sponge rubber is used, the heat insulating property is improved, and the heat of the fixing belt 21 is less likely to be taken away.

上記熱源23は、定着ベルト21の内周側で、かつ、定着ニップ部Nの記録媒体Pの搬送方向の上流側に配設されている。詳しくは、図2において、定着ニップ部Nの記録媒体Pの搬送方向の中央Qと加圧ローラ22の回転中心Oとを通る仮想直線をLaとすると、熱源23は、この仮想直線Laよりも記録媒体Pの搬送方向の上流側(図2の下側)に配設されている。熱源23は、画像形成装置本体200Kに設けられた電源部が後述する加熱制御部48により出力制御されて発熱するように構成されており、その出力制御は、上記温度センサ28による定着ベルト21の表面温度の検知結果に基づいて行われる。このような熱源23の出力制御によって、定着ベルト21の温度(定着温度)を所望の温度に設定できるようになっている。   The heat source 23 is arranged on the inner peripheral side of the fixing belt 21 and on the upstream side of the fixing nip portion N in the transport direction of the recording medium P. Specifically, in FIG. 2, when a virtual straight line passing through the center Q of the fixing nip portion N in the transport direction of the recording medium P and the rotation center O of the pressure roller 22 is La, the heat source 23 is more than the virtual straight line La. The recording medium P is arranged on the upstream side (the lower side in FIG. 2) in the transport direction. The heat source 23 is configured such that a power supply unit provided in the image forming apparatus main body 200K outputs heat by being output controlled by a heating control unit 48 described later, and the output control is performed by the temperature sensor 28 of the fixing belt 21. It is performed based on the detection result of the surface temperature. By controlling the output of the heat source 23, the temperature of the fixing belt 21 (fixing temperature) can be set to a desired temperature.

なお、定着ベルト21の温度を検知する温度センサ28の代わりに、加圧ローラ22の温度を検知する温度センサを設け、その温度センサで検知した温度により、定着ベルト21の温度を予測するようにしてもよい。   A temperature sensor that detects the temperature of the pressure roller 22 is provided instead of the temperature sensor 28 that detects the temperature of the fixing belt 21, and the temperature of the fixing belt 21 is predicted based on the temperature detected by the temperature sensor. May be.

本実施の形態では、熱源23は2本設けられているが、画像形成装置200で使用する記録媒体Pのサイズ等に応じて、熱源23の本数を1本又は3本以上としてもよい。また、定着ベルト21を加熱する熱源23として、ハロゲンヒータ以外に、IHヒータ、抵抗発熱体、又は、カーボンヒータ等を用いることも可能である。   In the present embodiment, two heat sources 23 are provided, but the number of heat sources 23 may be one or three or more depending on the size of the recording medium P used in the image forming apparatus 200 and the like. Further, as the heat source 23 for heating the fixing belt 21, it is possible to use an IH heater, a resistance heating element, a carbon heater, or the like in addition to the halogen heater.

上記ニップ形成部材24は、ベースパッド24aと、ベースパッド24aの定着ベルト21と対向する面に設けられた低摩擦性の摺動シート24bと、を有する。ベースパッド24aは、定着ベルト21の軸方向又は加圧ローラ22の軸方向に渡って長手状に配設されている。ベースパッド24aが加圧ローラ22の加圧力を受けることで、定着ニップ部Nの形状が決まる。   The nip forming member 24 includes a base pad 24a and a low-friction sliding sheet 24b provided on the surface of the base pad 24a facing the fixing belt 21. The base pad 24a is arranged in a longitudinal shape across the fixing belt 21 or the pressure roller 22. The shape of the fixing nip portion N is determined by the base pad 24a being pressed by the pressure roller 22.

本実施の形態では、定着ニップ部Nの形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状としてもよい。   Although the fixing nip portion N has a flat shape in the present embodiment, it may have a concave shape or another shape.

摺動シート24bは、定着ベルト21が回転する際の摺動摩擦を低減するために設けられている。また、摺動シート24bに潤滑剤30を含ませておくことにより、定着ベルト21の回転時に摺動シート24bが定着ベルト21の内面に潤滑剤30を供給して塗布することも可能となる。なお、ベースパッド24aそれ自体が低摩擦性の部材で形成されている場合は、摺動シート24bを有しない構成としてもよい。   The sliding sheet 24b is provided to reduce sliding friction when the fixing belt 21 rotates. Further, by including the lubricant 30 in the sliding sheet 24b, it becomes possible for the sliding sheet 24b to supply and apply the lubricant 30 to the inner surface of the fixing belt 21 when the fixing belt 21 rotates. In addition, when the base pad 24a itself is formed of a low friction member, the sliding sheet 24b may be omitted.

ベースパッド24aは、耐熱温度200℃以上の耐熱性材料で構成されている。係る構成により、トナー定着温度域で熱によるニップ形成部材24の変形を防止し、安定した定着ニップ部Nの状態を確保して、出力画質の安定化を図っている。また、ベースパッド24aは、強度確保のために相応の剛性が求められる。   The base pad 24a is made of a heat resistant material having a heat resistant temperature of 200 ° C. or higher. With such a configuration, the deformation of the nip forming member 24 due to heat in the toner fixing temperature range is prevented, a stable state of the fixing nip portion N is secured, and the output image quality is stabilized. Further, the base pad 24a is required to have appropriate rigidity in order to secure strength.

以上の条件を満たすベースパッド24aの材料としては、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)等の樹脂を用いることが可能である。または、液晶ポリマー(LCP)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等の樹脂を用いることも可能である。この他、金属やセラミックでベースパッド24aを形成することもできる。   Resins such as polyether sulfone (PES) and polyphenylene sulfide (PPS) can be used as the material of the base pad 24a satisfying the above conditions. Alternatively, a resin such as liquid crystal polymer (LCP), polyether nitrile (PEN), polyamide imide (PAI), or polyether ether ketone (PEEK) can be used. In addition, the base pad 24a can be formed of metal or ceramic.

また、ベースパッド24aは、ステー25によって固定支持されている。これにより、加圧ローラ22による圧力でニップ形成部材24に撓みが生じるのを防止し、加圧ローラ22の軸方向に渡って均一なニップ幅が得られるようにしている。ステー25は、ニップ形成部材24の撓み防止機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが望ましい。   The base pad 24a is fixedly supported by the stay 25. As a result, it is possible to prevent the nip forming member 24 from being bent by the pressure of the pressure roller 22, and to obtain a uniform nip width in the axial direction of the pressure roller 22. The stay 25 is preferably formed of a metal material having high mechanical strength, such as stainless steel or iron, in order to satisfy the function of preventing the nip forming member 24 from bending.

上記反射部材26は、熱源23と対向するように、ステー25に固定支持されている。この反射部材26によって、熱源23からの輻射熱を定着ベルト21へ反射することで、熱がステー25等に伝達されるのを抑制し、定着ベルト21を効率よく加熱するとともに、省エネルギー化を図っている。反射部材26の材料としては、アルミニウムやステンレス等が用いられる。特に、アルミニウム製の基材に輻射率の低い(反射率の高い)銀を蒸着したものを用いた場合、定着ベルト21の加熱効率を向上させることが可能である。   The reflecting member 26 is fixedly supported by the stay 25 so as to face the heat source 23. By reflecting the radiant heat from the heat source 23 to the fixing belt 21 by the reflecting member 26, the heat is suppressed from being transferred to the stay 25 and the like, the fixing belt 21 is efficiently heated, and energy saving is achieved. There is. Aluminum, stainless steel, or the like is used as the material of the reflecting member 26. In particular, when an aluminum base material on which silver having a low emissivity (high reflectance) is deposited is used, it is possible to improve the heating efficiency of the fixing belt 21.

上記遮蔽部材27は、厚さ0.1mm〜1.0mmの金属板を、定着ベルト21の内周面に沿った円弧状の断面形状に形成して構成されている。また、遮蔽部材27は、定着ベルト21と熱源23との間を周方向に移動可能となっている。   The shielding member 27 is formed by forming a metal plate having a thickness of 0.1 mm to 1.0 mm in an arcuate cross-sectional shape along the inner peripheral surface of the fixing belt 21. Further, the shielding member 27 is movable in the circumferential direction between the fixing belt 21 and the heat source 23.

図2に示すように、本実施の形態では、定着ベルト21の周方向領域に、熱源23と対向し、熱源23に直接加熱される被加熱領域αと、熱源23に直接加熱されない非加熱領域βと、が形成される。非加熱領域βは、熱源23との間に、側板等に固定された他部材(反射部材26、ステー25、ニップ形成部材24等)が介在している。   As shown in FIG. 2, in the present embodiment, in the circumferential region of the fixing belt 21, a heated region α that faces the heat source 23 and is directly heated by the heat source 23, and a non-heated region that is not directly heated by the heat source 23. β and are formed. The non-heating region β is provided between the heat source 23 and another member fixed to the side plate or the like (the reflecting member 26, the stay 25, the nip forming member 24, etc.).

熱遮蔽する必要がある場合は、図2に示すように、遮蔽部材27を被加熱領域α側の一箇所若しくは複数個所に設定された遮蔽位置に配設する。例えば、搬送により通紙する紙幅に応じて、通紙されない領域については遮蔽するように、遮蔽部材27の遮蔽位置への移動を実施する。   When it is necessary to shield the heat, as shown in FIG. 2, the shielding member 27 is arranged at one or a plurality of shielding positions on the heated region α side. For example, the shielding member 27 is moved to the shielding position so as to shield the area where the sheet is not conveyed according to the width of the sheet conveyed by the conveyance.

一方、熱遮蔽の必要がない場合は、遮蔽部材27を非加熱領域β側に移動させ、遮蔽部材27の全体を反射部材26やステー25の裏側へ退避させることが可能となっている。   On the other hand, when it is not necessary to shield the heat, the shielding member 27 can be moved to the non-heating region β side and the entire shielding member 27 can be retracted to the back side of the reflecting member 26 and the stay 25.

このように、遮蔽部材27を回転させることで、定着ベルト21の被加熱領域αの面積を変更して、熱源23から定着ベルト21に照射される輻射熱の熱量を調整するようになっている。遮蔽部材27は耐熱性を要するため、その素材には、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属材料、又は、セラミックを用いることが好ましい。   As described above, by rotating the shielding member 27, the area of the heated region α of the fixing belt 21 is changed, and the amount of radiant heat applied to the fixing belt 21 from the heat source 23 is adjusted. Since the shielding member 27 needs heat resistance, it is preferable to use a metal material such as aluminum, iron, and stainless steel, or a ceramic material.

次に、本実施の形態の定着装置20が備える加熱制御部48の制御構成について、図3を参照しながら説明する。   Next, the control configuration of the heating controller 48 included in the fixing device 20 of the present embodiment will be described with reference to FIG.

図3に示すように、加熱制御部48は、CPU41にバスを介して各要素が接続され、CPU41が各要素を制御するように構成されている。   As shown in FIG. 3, the heating control unit 48 is configured such that each element is connected to the CPU 41 via a bus and the CPU 41 controls each element.

CPU41には、I/O回路42、ROM(Read Only Memory)43、及びRAM(Random Access Memory)44が接続されている。I/O回路42は、温度センサ28、ヒータ電力供給回路45、モータ制御回路46、トルク計測部47、遅延回路51、及び切替回路52との間の入出力を制御するためのインターフェースである。   An I / O circuit 42, a ROM (Read Only Memory) 43, and a RAM (Random Access Memory) 44 are connected to the CPU 41. The I / O circuit 42 is an interface for controlling input / output between the temperature sensor 28, the heater power supply circuit 45, the motor control circuit 46, the torque measuring unit 47, the delay circuit 51, and the switching circuit 52.

加熱制御部48は、温度センサ28による検知温度が目標温度を下回った場合は、熱源23の出力を上げる制御を行い、逆に、検知温度が目標温度を上回った場合は熱源23の出力を下げる制御を行う。このようにして、温度センサ28の検知温度が目標温度近傍を維持するように加熱制御が行われる。   The heating control unit 48 controls to increase the output of the heat source 23 when the temperature detected by the temperature sensor 28 is lower than the target temperature, and conversely decreases the output of the heat source 23 when the detected temperature is higher than the target temperature. Take control. In this way, the heating control is performed so that the temperature detected by the temperature sensor 28 is maintained near the target temperature.

例えば、加熱制御部48が実行する制御としては、熱源23の点灯率を0%と100%の2値で構成するON/OFF制御、若しくは、目標温度と現在温度の差分値で点灯率を変えるPID制御の2方式が考えられるが、どちらの方式であっても構わない。   For example, the control executed by the heating control unit 48 is ON / OFF control in which the lighting rate of the heat source 23 is composed of two values of 0% and 100%, or the lighting rate is changed by the difference value between the target temperature and the current temperature. Two methods of PID control are possible, but either method may be used.

以下に説明するように、本実施の形態の定着装置20は、加熱制御部48を備えることにより、加圧ローラ22の回転開始前にあらかじめ定着ベルト21の加熱を開始し、潤滑剤30の粘性を下げた後に回転開始を実行するようになっている。   As described below, the fixing device 20 according to the present exemplary embodiment includes the heating control unit 48, so that the fixing belt 21 is heated before the rotation of the pressure roller 22 is started, and the viscosity of the lubricant 30 is increased. After lowering, rotation start is executed.

図4に示すように、加熱制御部48は、ユーザの操作により定着装置20の電源がオンになった場合、あるいは画像形成装置200から印刷の要求があった場合などに、定着ベルト21の加熱を開始するためのヒータON信号を出力するようになっている。このヒータON信号は、ヒータ電力供給回路45と遅延回路51に入力される。   As shown in FIG. 4, the heating control unit 48 heats the fixing belt 21 when the power of the fixing device 20 is turned on by a user operation, or when the image forming apparatus 200 requests printing. The heater ON signal for starting the operation is output. This heater ON signal is input to the heater power supply circuit 45 and the delay circuit 51.

ヒータ電力供給回路45は、加熱制御部48の制御に応じて、熱源23に電力を供給する回路である。ヒータ電力供給回路45は、加熱制御部48から出力された加熱開始信号としてのヒータON信号を受信することにより、熱源23の駆動を開始するようになっている。   The heater power supply circuit 45 is a circuit that supplies power to the heat source 23 under the control of the heating control unit 48. The heater power supply circuit 45 starts driving the heat source 23 by receiving a heater ON signal as a heating start signal output from the heating controller 48.

遅延回路51は、トランジスタとコンデンサと抵抗を含んで構成されており、加熱制御部48から出力されたヒータON信号を一定時間Δt遅延させた信号を、加圧ローラ22の回転を開始するための回転開始信号としてモータ制御回路46に出力する。この遅延時間Δtは、ユーザが任意の値に設定できるようになっていることが望ましい。   The delay circuit 51 includes a transistor, a capacitor, and a resistor, and delays the heater ON signal output from the heating control unit 48 for a predetermined time Δt to start the rotation of the pressure roller 22. It is output to the motor control circuit 46 as a rotation start signal. It is desirable that the delay time Δt can be set to an arbitrary value by the user.

モータ制御回路46は、遅延回路51から出力された回転開始信号を受信することにより、モータ40への電流供給を開始してモータ40を駆動するようになっている。   Upon receiving the rotation start signal output from the delay circuit 51, the motor control circuit 46 starts supplying current to the motor 40 and drives the motor 40.

つまり、図5に示すように、ヒータON信号が加熱制御部48から出力されたタイミングから、遅延時間Δt経過後にモータ40の駆動が開始され、加圧ローラ22及び定着ベルト21が回転する。これにより、定着ベルト21が過昇温することなく、定着ベルト21の加熱を行うことができる。   That is, as shown in FIG. 5, the drive of the motor 40 is started after the delay time Δt elapses from the timing when the heater ON signal is output from the heating control unit 48, and the pressure roller 22 and the fixing belt 21 rotate. As a result, the fixing belt 21 can be heated without excessive temperature rise of the fixing belt 21.

以上のように、本実施の形態の定着装置は、定着ベルト21とニップ形成部材24との摺動部における潤滑剤の粘性を下げるために、定着ベルト21の加熱を先に開始してから加圧ローラ22を回転駆動させる。これにより、定着ベルト21とニップ形成部材24との摺動部における接触摩擦抵抗が小さくなり、摺動部で発生するトルクも小さくなる。この際、本実施の形態の定着装置は、温度センサ28による検知温度に応じてソフト的に加圧ローラ22の回転開始を制御するのではなく、遅延回路51によりハード的に加圧ローラ22の回転開始を遅らせる。これにより、検知遅れによる定着ベルト21の過昇温を防ぎつつ、高トルクによるモータ40などの駆動源の損傷や破損を防止することができる。   As described above, in the fixing device of the present embodiment, in order to reduce the viscosity of the lubricant in the sliding portion between the fixing belt 21 and the nip forming member 24, heating of the fixing belt 21 is first started and then applied. The pressure roller 22 is driven to rotate. As a result, the contact frictional resistance at the sliding portion between the fixing belt 21 and the nip forming member 24 becomes small, and the torque generated at the sliding portion also becomes small. At this time, the fixing device of the present embodiment does not control the start of rotation of the pressure roller 22 by software according to the temperature detected by the temperature sensor 28, but by the delay circuit 51, the fixing roller 22 operates by hardware. Delay the start of rotation. As a result, it is possible to prevent damage or breakage of the drive source such as the motor 40 due to high torque while preventing excessive temperature rise of the fixing belt 21 due to detection delay.

(第2の実施の形態)
以下、本発明に係る定着装置の第2の実施の形態について、図面を用いて説明する。第1の実施の形態に係る定着装置の構成と同一の構成については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
(Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the fixing device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The same components as those of the fixing device according to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図6に示すように、加熱制御部48は、定着ベルト21の加熱を開始するためのヒータON信号をヒータ電力供給回路45と遅延回路51と切替回路52に出力する構成であってもよい。   As shown in FIG. 6, the heating control unit 48 may be configured to output a heater ON signal for starting heating of the fixing belt 21 to the heater power supply circuit 45, the delay circuit 51, and the switching circuit 52.

図6の構成においては、遅延回路51は、ヒータON信号を一定時間Δt遅延させた回転開始信号を切替回路52に出力するようになっている。   In the configuration of FIG. 6, the delay circuit 51 is configured to output a rotation start signal obtained by delaying the heater ON signal for a fixed time Δt to the switching circuit 52.

切替回路52は、熱源23による定着ベルト21の加熱開始前における温度センサ28の検知温度が一定温度以上の場合、遅延回路51を介さずにヒータON信号を回転開始信号としてモータ制御回路46に出力するようになっている。つまり、図7に示すように、ヒータON信号が加熱制御部48から出力されたタイミングと同時にモータ40の駆動が開始され、加圧ローラ22及び定着ベルト21が回転する。   When the temperature detected by the temperature sensor 28 before the heating of the fixing belt 21 by the heat source 23 is equal to or higher than a certain temperature, the switching circuit 52 outputs the heater ON signal to the motor control circuit 46 as a rotation start signal without passing through the delay circuit 51. It is supposed to do. That is, as shown in FIG. 7, the driving of the motor 40 is started at the same timing as the heater ON signal is output from the heating control unit 48, and the pressure roller 22 and the fixing belt 21 are rotated.

一方、切替回路52は、熱源23による定着ベルト21の加熱開始前における温度センサ28の検知温度が一定温度未満の場合には、遅延回路51から出力された回転開始信号をモータ制御回路46に出力するようになっている(図5)。   On the other hand, the switching circuit 52 outputs the rotation start signal output from the delay circuit 51 to the motor control circuit 46 when the temperature detected by the temperature sensor 28 before the start of heating of the fixing belt 21 by the heat source 23 is lower than a certain temperature. (Fig. 5).

このように、温度センサ28の検知温度に応じて、加圧ローラ22の回転開始のタイミングを調整することが可能となる。上記のように温度センサ28での検知温度が一定温度以上であれば、潤滑剤30の粘性が低いと判断できるため、遅延なく加圧ローラ22を回転させることができる。   In this way, the timing of starting the rotation of the pressure roller 22 can be adjusted according to the temperature detected by the temperature sensor 28. As described above, if the temperature detected by the temperature sensor 28 is equal to or higher than a certain temperature, it can be determined that the viscosity of the lubricant 30 is low, so that the pressure roller 22 can be rotated without delay.

(第3の実施の形態)
以下、本発明に係る定着装置の第3の実施の形態について、図面を用いて説明する。第1及び第2の実施の形態に係る定着装置の構成と同一の構成については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
(Third Embodiment)
A third embodiment of the fixing device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The same components as those of the fixing device according to the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図4,6に示したモータ制御回路46は、熱源23による定着ベルト21の加熱開始前における温度センサ28の検知温度に応じて、遅延回路51又は切替回路52から回転開始信号が入力された後に加圧ローラ22の回転速度を制御するものであってもよい。   The motor control circuit 46 shown in FIGS. 4 and 6 receives the rotation start signal from the delay circuit 51 or the switching circuit 52 according to the temperature detected by the temperature sensor 28 before the heating of the fixing belt 21 by the heat source 23. The rotation speed of the pressure roller 22 may be controlled.

例えば、図8に示すように、加熱開始前の温度センサ28の検知温度がA以上の場合には、モータ制御回路46は回転速度bで加圧ローラ22の回転を開始させる。一方、加熱開始前の温度センサ28の検知温度がA未満の場合には、モータ制御回路46は回転速度a(<b)で加圧ローラ22の回転を開始させる。その後、温度センサ28の検知温度がA以上になった場合には、モータ制御回路46は回転速度bで加圧ローラ22を回転させてもよい。   For example, as shown in FIG. 8, when the temperature detected by the temperature sensor 28 before the start of heating is A or higher, the motor control circuit 46 starts the rotation of the pressure roller 22 at the rotation speed b. On the other hand, when the temperature detected by the temperature sensor 28 before the start of heating is less than A, the motor control circuit 46 starts the rotation of the pressure roller 22 at the rotation speed a (<b). After that, when the temperature detected by the temperature sensor 28 becomes A or higher, the motor control circuit 46 may rotate the pressure roller 22 at the rotation speed b.

このような構成により、定着ベルト21の温度が比較的高く、潤滑剤30の粘性が低いと考えられる場合には、通常の回転速度bですぐに加圧ローラ22を回転させることができる。また、定着ベルト21の温度が比較的低く、潤滑剤30の粘性が高いと考えられる場合には、遅い回転速度aで加圧ローラ22を回転させるようにすることで、モータ40の破損を防ぐことができる。   With such a configuration, when it is considered that the temperature of the fixing belt 21 is relatively high and the viscosity of the lubricant 30 is low, the pressure roller 22 can be immediately rotated at the normal rotation speed b. Further, when the temperature of the fixing belt 21 is relatively low and the viscosity of the lubricant 30 is considered to be high, the pressure roller 22 is rotated at a low rotation speed a to prevent the motor 40 from being damaged. be able to.

(第4の実施の形態)
以下、本発明に係る定着装置の第4の実施の形態について、図面を用いて説明する。第1〜第3の実施の形態に係る定着装置の構成と同一の構成については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。本実施の形態は、モータ40などの駆動系に異常がある場合の停止制御に関する。
(Fourth Embodiment)
A fourth embodiment of the fixing device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The same components as those of the fixing device according to the first to third embodiments are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The present embodiment relates to stop control when there is an abnormality in the drive system such as the motor 40.

図3に示したトルク計測部47は、熱源23による定着ベルト21の加熱開始の時点から、加圧ローラ22を回転させるモータ40のトルクの推移を計測するようになっている。トルク計測部47は、モータ制御回路46からモータ40に出力される電流値に基づいてトルクを検知するようになっている。   The torque measuring unit 47 shown in FIG. 3 measures the transition of the torque of the motor 40 that rotates the pressure roller 22 from the time when the heating of the fixing belt 21 by the heat source 23 is started. The torque measuring unit 47 detects the torque based on the current value output from the motor control circuit 46 to the motor 40.

加熱制御部48は、トルク計測部47により計測されたトルクがあらかじめ定められた判定閾値以上である場合には、熱源23による定着ベルト21の加熱を停止させるヒータOFF信号をヒータ電力供給回路45に出力するようになっている。また、加熱制御部48は、トルク計測部47により計測されたトルクの推移が上昇傾向にある場合にも、ヒータOFF信号をヒータ電力供給回路45に出力するようになっている。   When the torque measured by the torque measuring unit 47 is equal to or higher than a predetermined determination threshold, the heating control unit 48 sends to the heater power supply circuit 45 a heater OFF signal for stopping the heating of the fixing belt 21 by the heat source 23. It is designed to output. Further, the heating control unit 48 outputs the heater OFF signal to the heater power supply circuit 45 even when the transition of the torque measured by the torque measuring unit 47 is in an upward trend.

例えば図6の構成においては、ヒータOFF信号は切替回路52にも入力される。切替回路52は、遅延回路51を介さずにヒータOFF信号を回転停止信号としてモータ制御回路46に出力して、モータ40の回転を停止させるようになっている。   For example, in the configuration of FIG. 6, the heater OFF signal is also input to the switching circuit 52. The switching circuit 52 outputs the heater OFF signal as a rotation stop signal to the motor control circuit 46 without passing through the delay circuit 51 to stop the rotation of the motor 40.

図9は、定着ベルト21の加熱開始を基点としてトルク計測部47により計測された、モータ40のトルクの推移の例を示すグラフである。第1の実施の形態で説明したように、加圧ローラ22の回転前に熱源23により定着ベルト21を加熱することで、通常時には実線で示すように回転開始からトルクが減少していく。   FIG. 9 is a graph showing an example of the transition of the torque of the motor 40 measured by the torque measuring unit 47 with the heating start of the fixing belt 21 as the base point. As described in the first embodiment, by heating the fixing belt 21 by the heat source 23 before the pressure roller 22 rotates, the torque normally decreases from the start of rotation as shown by the solid line.

また、図10に示すように、加圧ローラ22の回転開始と同時に熱源23により定着ベルト21が加熱された場合には、通常時には実線で示すように潤滑剤30の粘性が下がるまで一定のトルクが計測され、その後トルクが減少していく。なお、図10の例では、熱源23による定着ベルト21の加熱開始前における温度センサ28の検知温度が一定温度以上となっている。   Further, as shown in FIG. 10, when the fixing belt 21 is heated by the heat source 23 at the same time as the rotation of the pressure roller 22 is started, a constant torque is normally applied until the viscosity of the lubricant 30 decreases as indicated by the solid line. Is measured, and then the torque decreases. In the example of FIG. 10, the temperature detected by the temperature sensor 28 before the heating of the fixing belt 21 by the heat source 23 is started is a certain temperature or higher.

一方、図9,10のいずれの場合においても、加圧ローラ22の回転開始直後のトルク値が判定閾値以上であれば、加熱制御部48は駆動源としてのモータ40に異常があると判断する。これにより、加熱制御部48はヒータOFF信号を出力して、熱源23による定着ベルト21の加熱とモータ40による加圧ローラ22の回転を停止させる。   On the other hand, in both cases of FIGS. 9 and 10, if the torque value immediately after the rotation of the pressure roller 22 is equal to or greater than the determination threshold value, the heating control unit 48 determines that the motor 40 as a drive source has an abnormality. . As a result, the heating controller 48 outputs a heater OFF signal to stop the heating of the fixing belt 21 by the heat source 23 and the rotation of the pressure roller 22 by the motor 40.

また、加圧ローラ22の回転開始直後のトルク値が判定閾値未満であっても、回転開始直後からのトルク値の推移が上昇傾向にある場合には、加熱制御部48は駆動源としてのモータ40に異常があると判断する。これにより、加熱制御部48はヒータOFF信号を出力して、熱源23による定着ベルト21の加熱とモータ40による加圧ローラ22の回転を停止させる。   Even if the torque value of the pressure roller 22 immediately after the start of rotation is less than the determination threshold value, if the transition of the torque value immediately after the start of rotation tends to increase, the heating controller 48 uses the motor as a drive source. It is determined that 40 is abnormal. As a result, the heating controller 48 outputs a heater OFF signal to stop the heating of the fixing belt 21 by the heat source 23 and the rotation of the pressure roller 22 by the motor 40.

以上のように、本実施の形態の定着装置は、定着ベルト21の加熱開始を基点としてモータ40のトルク計測を行い、加圧ローラ22の回転開始直後のトルク値が判定閾値以上であれば、定着ベルト21の加熱及び加圧ローラ22の回転を止めることができる。   As described above, the fixing device according to the present embodiment measures the torque of the motor 40 from the start of heating the fixing belt 21, and if the torque value immediately after the rotation of the pressure roller 22 is greater than or equal to the determination threshold, The heating of the fixing belt 21 and the rotation of the pressure roller 22 can be stopped.

また、本実施の形態の定着装置は、加圧ローラ22の回転開始直後からのトルク値の推移を計測し、トルク値が低下していかなければ、定着ベルト21の加熱及び加圧ローラ22の回転を止めることができる。   Further, the fixing device of the present embodiment measures the transition of the torque value immediately after the rotation of the pressure roller 22 is started. If the torque value does not decrease, the heating of the fixing belt 21 and the pressure roller 22 are performed. The rotation can be stopped.

以上により、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施の形態に制限されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Further, the present invention can be variously modified or changed in light of the appended claims.

20 定着装置
21 定着ベルト(定着部材)
22 加圧ローラ(加圧部材)
23 熱源(加熱手段)
24 ニップ形成部材(固定部材)
24a ベースパッド
24b 摺動シート
28 温度センサ(温度検知手段)
30 潤滑剤
40 モータ(駆動手段)
45 ヒータ電力供給回路(加熱手段)
46 モータ制御回路(駆動手段)
47 トルク計測部(計測手段)
48 加熱制御部(加熱制御手段)
51 遅延回路
52 切替回路
200 画像形成装置
N 定着ニップ部
20 fixing device 21 fixing belt (fixing member)
22 Pressure roller (pressure member)
23 Heat source (heating means)
24 Nip forming member (fixing member)
24a Base pad 24b Sliding sheet 28 Temperature sensor (temperature detection means)
30 Lubricant 40 Motor (drive means)
45 Heater power supply circuit (heating means)
46 Motor control circuit (driving means)
47 Torque measuring unit (measuring means)
48 Heating control section (heating control means)
51 delay circuit 52 switching circuit 200 image forming apparatus N fixing nip portion

特開2011−064726号公報JP, 2011-064726, A

Claims (7)

回転可能に設けられ、記録媒体に未定着画像を定着させる定着部材と、
回転可能に設けられ、前記定着部材を外周側から加圧する加圧部材と、
前記定着部材の内周側に位置し、かつ前記定着部材と前記加圧部材との間に定着ニップ部を形成する固定部材と、
前記定着部材と前記固定部材との間に介在する潤滑剤と、
前記定着部材を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、
前記加圧部材を回転駆動させる駆動手段と、
前記定着部材の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の検知温度が一定温度未満である状態において、前記加熱制御手段から前記定着部材の加熱を開始するための加熱開始信号が前記加熱手段に出力された場合に、前記加熱開始信号が前記加熱手段に出力されたタイミングから前記加熱開始信号を一定時間遅延させた信号を、前記加圧部材の回転を開始するための回転開始信号として前記駆動手段に出力する遅延回路と、
前記温度検知手段の検知温度が一定温度以上である状態において、前記加熱制御手段から前記定着部材の加熱を開始するための加熱開始信号が前記加熱手段に出力された場合に、前記加熱開始信号が前記加熱手段に出力されたタイミングと同時に、前記加熱開始信号を前記加圧部材の回転を開始するための回転開始信号として前記駆動手段に出力する切替回路と、を備え、
前記定着部材が前記加圧部材に従動回転することを特徴とする定着装置。
A fixing member that is rotatably provided and that fixes an unfixed image on a recording medium;
A pressing member that is rotatably provided and pressurizes the fixing member from the outer peripheral side;
A fixing member located on the inner peripheral side of the fixing member and forming a fixing nip portion between the fixing member and the pressure member;
A lubricant interposed between the fixing member and the fixing member,
Heating means for heating the fixing member,
Heating control means for controlling the heating means,
Drive means for rotationally driving the pressure member,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing member,
In a state where the temperature detected by the temperature detection unit is lower than a certain temperature, when the heating start signal for starting heating of the fixing member is output from the heating control unit to the heating unit, the heating start signal is A delay circuit that outputs a signal obtained by delaying the heating start signal for a predetermined time from the timing output to the heating means to the drive means as a rotation start signal for starting the rotation of the pressing member,
In a state where the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or higher than a certain temperature, when the heating start signal for starting heating of the fixing member is output from the heating control unit to the heating unit, the heating start signal is At the same time as the timing output to the heating means, a switching circuit that outputs the heating start signal to the drive means as a rotation start signal for starting the rotation of the pressing member ,
A fixing device wherein the fixing member is characterized that you driven rotation to said pressure member.
前記定着部材の温度を検知する温度検知手段を更に備え、
前記駆動手段は、前記加熱手段による前記定着部材の加熱開始前における前記温度検知手段の検知温度に応じて、前記加圧部材の回転速度を制御することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
Further comprising temperature detection means for detecting the temperature of the fixing member,
The fixing unit according to claim 1, wherein the driving unit controls the rotation speed of the pressing member according to the temperature detected by the temperature detecting unit before the heating unit starts heating the fixing member. apparatus.
前記加熱手段による前記定着部材の加熱開始から前記駆動手段のトルクの推移を計測する計測手段を更に備え、
加熱制御手段は、前記計測手段により計測された前記トルクが閾値以上であるか、あるいは、前記計測手段により計測された前記トルクの推移が上昇傾向にある場合には、前記加熱手段による前記定着部材の加熱を停止させることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
Further comprising a measuring means for measuring the transition of the torque of the driving means from the start of heating of the fixing member by the heating means,
The heating control means, when the torque measured by the measuring means is equal to or more than a threshold value, or the transition of the torque measured by the measuring means tends to increase, the fixing member by the heating means. The fixing device according to claim 1, wherein heating of the fixing device is stopped .
前記加熱手段がIHヒータであることを特徴とする請求項1ないし3に記載の定着装置。 The fixing device according to claims 1 to 3, characterized in that said heating means is a IH heater. 前記加熱手段がハロゲンヒータであることを特徴とする請求項1ないしに記載の定着装置。 It said heating means is a fixing device according to 3 claims 1, characterized in that a halogen heater. 前記加熱手段を複数備えることを特徴とする請求項1ないしに記載の定着装置。 The fixing device according to claims 1 to 3, characterized in that it comprises a plurality of said heating means. 請求項1ないし6に記載の定着装置を備える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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