JP7003801B2 - Fixing device and image forming device - Google Patents

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Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置などにおいてトナー像を熱と圧力とで記録紙などの記録媒体に定着する定着装置およびその定着装置を搭載した画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device for fixing a toner image to a recording medium such as recording paper by heat and pressure in an image forming device such as a printer, a copying machine, or a facsimile, and an image forming device equipped with the fixing device.

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらを統合した複合機等の画像形成装置は、電子写真方式で形成されたトナー像を記録媒体上に定着する定着装置を有している。定着装置では、使用していくと部品が劣化して回転トルクが重くなり、紙詰まりなどの不具合を起こすことがある。これが寿命原因の一つで、通常はそういう状態になる前に、余裕を持った使用枚数で、定期交換、メンテナンスするようになっている。また、定着装置を回転させるモータの電流値を検知することで、トルクを検出する技術が知られている。 An image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a multifunction device integrating these has a fixing device for fixing a toner image formed by an electrophotographic method on a recording medium. As the fixing device is used, the parts deteriorate and the rotational torque becomes heavy, which may cause problems such as paper jams. This is one of the causes of life, and usually, before such a state occurs, regular replacement and maintenance are performed with a sufficient number of used sheets. Further, there is known a technique of detecting torque by detecting a current value of a motor that rotates a fixing device.

しかしながら、所定の枚数で定期交換、メンテナンスを実施するこれまでの方法では、部材がまだ充分に使える状態でも当該部材を交換してしまう場合が多く、不経済であった。また、定着駆動モータ電流値からトルク情報を得る方法では、新たにモータ電流検出機構を追加する必要があり、コストが上昇する。さらには定着装置を回転させるモータが、他の部品の駆動を兼ねている場合には、何のトルクが上昇したのか判断できなかった。 However, in the conventional method of performing periodical replacement and maintenance with a predetermined number of sheets, the member is often replaced even when the member is still sufficiently usable, which is uneconomical. Further, in the method of obtaining torque information from the fixing drive motor current value, it is necessary to newly add a motor current detection mechanism, which increases the cost. Furthermore, when the motor that rotates the fixing device also drives other parts, it was not possible to determine what torque was increased.

そこで、この種の従来の定着装置においては、定着機構を構成するローラを回転させてローラ温度を測定し、そのローラ温度から寿命診断を行う技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in this type of conventional fixing device, there is known a technique of rotating a roller constituting the fixing mechanism to measure the roller temperature and performing life diagnosis from the roller temperature (see, for example, Patent Document 1). ..

特許文献1に記載の定着装置では、弾性ローラを使用し続け弾性層の劣化が進行すると温度上昇は小さくなる特性に着目し、弾性ローラ表面の温度上昇値から弾性ローラ(弾性層)の寿命を判定するようにしている(段落0060)。 In the fixing device described in Patent Document 1, attention is paid to the characteristic that the temperature rise becomes smaller as the deterioration of the elastic layer progresses while the elastic roller is used continuously, and the life of the elastic roller (elastic layer) is determined from the temperature rise value of the surface of the elastic roller. Judgment is made (paragraph 0060).

しかしながら、特許文献1に記載の定着装置は、加熱ローラと加圧ローラ間に用紙を挟み込んで搬送しながら定着を行う、いわゆるローラ定着構造を有するものであり(段落0044、図2参照)、上述した寿命診断方法に関して、加圧ローラとニップ構成部材との間に無端状のベルトを挟むいわゆる摺動定着構造のものを採用する定着装置の寿命診断に関しては考慮されていなかった。 However, the fixing device described in Patent Document 1 has a so-called roller fixing structure in which paper is sandwiched between a heating roller and a pressure roller and fixed while being conveyed (see paragraph 0044, FIG. 2). Regarding the life diagnosis method, no consideration was given to the life diagnosis of the fixing device adopting a so-called sliding fixing structure in which an endless belt is sandwiched between the pressure roller and the nip component.

摺動定着構造を採用する定着装置では、加圧ローラとベルトとの熱容量や発熱プロセスが、ローラ定着構造におけるローラ間における場合と違うなどにより、摩擦力により効率よく発熱させることできず、回転トルク推測のために好適な温度を検出するのが困難であるために、推定した回転トルクから寿命を正確に判断することができないという問題点があった。 In the fixing device that adopts the sliding fixing structure, the heat capacity between the pressure roller and the belt and the heat generation process are different from those between the rollers in the roller fixing structure, so it is not possible to generate heat efficiently due to frictional force, and the rotational torque. Since it is difficult to detect a suitable temperature for estimation, there is a problem that the life cannot be accurately determined from the estimated rotational torque.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、摺動定着を行うベルトを加圧部材との摩擦力により効率よく発熱させ、その際のベルトの温度からトルク上昇値を推測して正確な寿命予測を可能にする定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems. The belt for sliding and fixing is efficiently generated by the frictional force with the pressure member, and the torque increase value is estimated from the temperature of the belt at that time. It is an object of the present invention to provide a fixing device and an image forming device that enable accurate life prediction.

本発明に係る定着装置は、上記課題を解決するために、可撓性を有する無端状のベルトと、前記ベルトの外側に設けられ、前記ベルトに対向する加圧部材と、前記ベルトの内側に設けられ、前記ベルトと前記加圧部材との間に定着ニップを形成するニップ形成部材と、前記ベルトを加熱する熱源と、前記ベルトの温度を検知する温度検知部材と、寿命診断制御手段と、を備え、前記寿命診断制御手段は、前記熱源による加熱を停止した冷間状態で、所定期間、前記加圧部材および前記ベルトを回転させて摩擦熱による前記ベルトの温度を測定し、前記ベルトの温度の昇温結果に基づいて寿命判断制御を行うことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the fixing device according to the present invention has a flexible endless belt, a pressure member provided on the outside of the belt and facing the belt, and the inside of the belt. A nip forming member provided to form a fixing nip between the belt and the pressurizing member, a heat source for heating the belt, a temperature detecting member for detecting the temperature of the belt, a life diagnosis control means, and the like. The life diagnosis control means measures the temperature of the belt due to frictional heat by rotating the pressurizing member and the belt for a predetermined period in a cold state in which heating by the heat source is stopped. It is characterized in that the life is determined and controlled based on the result of raising the temperature.

本発明によれば、定着装置に必ず配置されている温度検知部材を使って寿命を判断することができ、構成変更を不要にし、コストアップを回避できる。一律に使用枚数でローラ等の部材を交換していた従来の方法に比べて、まだ使える状態での部材の廃棄を抑制し、機能的な寿命に達するまで使用することが可能になる。よって、本発明では、摺動定着を行うベルトを加圧部材との摩擦力により効率よく発熱させ、その際のベルトの温度からトルク上昇値を推測して正確な寿命予測を可能にする定着装置および画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, the life can be determined by using the temperature detecting member that is always arranged in the fixing device, the configuration change is unnecessary, and the cost increase can be avoided. Compared with the conventional method in which members such as rollers are replaced uniformly with the number of sheets used, it is possible to suppress the disposal of members in a state where they can still be used, and to use them until the functional life is reached. Therefore, in the present invention, the fixing device that efficiently generates heat by the frictional force with the pressurizing member of the belt for sliding fixing and estimates the torque increase value from the temperature of the belt at that time to enable accurate life prediction. And an image forming apparatus can be provided.

本発明の一実施形態に係る定着装置を備える画像形成装置の構成を示す断面概略図である。It is sectional drawing which shows the structure of the image forming apparatus which comprises the fixing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の定着装置の断面図である。It is sectional drawing of the fixing device of the image forming apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御構成を示す図である。It is a figure which shows the control structure of the image forming apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の定着装置の寿命診断制御部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the life diagnosis control part of the fixing device of the image forming apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 摺動定着方式の定着ユニットにおける冷間駆動時の回転駆動期間別のベルト温度とユニットトルクの関係を示したグラフである。It is a graph which showed the relationship between the belt temperature and the unit torque for each rotation drive period at the time of a cold drive in a sliding fixing type fixing unit. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の定着装置の寿命診断制御部による寿命診断制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the life diagnosis control operation by the life diagnosis control part of the fixing device of the image forming apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図6のステップS9での寿命報知画面の表示例を示す図である。It is a figure which shows the display example of the life notification screen in step S9 of FIG. 本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の定着装置の断面図である。It is sectional drawing of the fixing device of the image forming apparatus which concerns on other embodiment of this invention.

次に、本発明の定着装置および画像形成装置に係る一実施形態について図面を参照して説明する。 Next, an embodiment of the fixing device and the image forming device of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に示した画像形成装置100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のカラープリンタある。本発明はこの方式に限られず、また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。 The image forming apparatus 100 shown in FIG. 1 is a tandem color printer in which image forming portions forming a plurality of color images are juxtaposed along the stretching direction of the belt. The present invention is not limited to this method, and can be applied not only to printers but also to copiers, facsimile machines and the like.

図1に示すように、本実施形態に係る画像形成装置100は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に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。 As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 100 according to the present embodiment is photosensitive as an image carrier capable of forming an image as an image corresponding to each of the colors decomposed into yellow, cyan, magenta, and black. A tandem structure in which body drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk are arranged side by side is adopted.

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、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である中間転写体(以下、転写ベルトという)11に対して1次転写される。この1次転写行程の実行によってそれぞれの色の画像が重畳転写され、その後、記録シートなどが用いられる記録材Sに対して2次転写行程を実行することで一括転写される。 In the image forming apparatus 100, the visible images formed on the photoconductor drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk can move in the arrow A1 direction while facing the photoconductor drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk. The primary transfer is performed on the intermediate transfer body (hereinafter referred to as a transfer belt) 11 which is. By executing this primary transfer process, images of each color are superimposed and transferred, and then, by executing a secondary transfer process on the recording material S on which a recording sheet or the like is used, batch transfer is performed.

各感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkの周囲には、当該感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bk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を代表として説明すると、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およびクリーニング装置50Bkが配置されている。帯電後に行われる書き込み光Lbを用いた書き込みには、光書き込み装置8が用いられる。 Around each of the photoconductor drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk, a device for performing image forming processing according to the rotation of the photoconductor drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk is arranged. Explaining the photoconductor drum 20Bk that forms a black image as a representative, a charging device 30Bk, a developing device 40Bk, a primary transfer roller 12Bk, and a cleaning device 50Bk that perform image forming processing along the rotation direction of the photoconductor drum 20Bk are arranged. ing. The optical writing device 8 is used for writing using the writing light Lb performed after charging.

転写ベルト11に対する重畳転写では、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。このために、転写は、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 superimposed transfer to the transfer belt 11, the visible images formed on the photoconductor drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk are superimposed and transferred to the same position on the transfer belt 11 in the process of moving the transfer belt 11 in the A1 direction. Will be done. For this purpose, the transfer is performed in the A1 direction by applying a voltage by the primary transfer rollers 12Y, 12C, 12M, 12Bk arranged to face the photoconductor drums 20Y, 20C, 20M, 20Bk with the transfer belt 11 interposed therebetween. The timing is staggered from the upstream side to the downstream side.

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 photoconductor drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk are arranged in this order from the upstream side in the A1 direction. Each photoconductor drum 20Y, 20C, 20M, 20Bk is provided in an image station for forming yellow, cyan, magenta, and black images, respectively.

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および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をクリーニングする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8とを有している。 The image forming apparatus 100 is arranged so as to face the four image stations that perform image forming processing for each color and above each of the photoconductor drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk, and the transfer belt 11 and the primary transfer roller 12Y. , 12C, 12M, 12Bk; It has a belt cleaning device 13 for cleaning the transfer belt 11 provided, and an optical writing device 8 disposed below the four image stations so as to face each other.

光書き込み装置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、折り返しミラーおよび偏光手段としての回転多面鏡などを装備している。光書き込み装置8は、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構成されている。書き込み光Lbは、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。 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 multifaceted mirror as a polarizing means, and the like. The optical writing device 8 emits writing light Lb corresponding to each color for each of the photoconductor drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk to form an electrostatic latent image on the photoconductor drums 20Y, 20C, 20M, and 20Bk. It is configured as. In FIG. 1, the writing light Lb is designated only for the image station of the black image for convenience, but the same applies to the other image stations.

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材Sを積載した給紙カセットとしてのシート給送装置61が設けられている。また、シート給送装置61から搬送されてきた記録材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が設けられている。また、記録材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センサが設けられている。 The image forming apparatus 100 is provided with a sheet feeding device 61 as a paper feed cassette loaded with a recording material S conveyed toward between the photoconductor drums 20Y, 20C, 20M, 20Bk and the transfer belt 11. There is. Further, the recording material S conveyed from the sheet feeding device 61 is directed toward the transfer portion between each photoconductor drum and the transfer belt 11 at a predetermined timing in accordance with the formation timing of the toner image by the image station. A pair of resist rollers 4 to be fed are provided. Further, a sensor for detecting that the tip of the recording material S has reached the resist roller pair 4 is provided.

また、画像形成装置100には、トナー像が転写された記録材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ユニットとしての定着装置200と、定着済みの記録材Sを画像形成装置100の本体外部に排出する排出ローラ7が備えられている。また、画像形成装置100の本体上部には、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材Sを積載する排紙トレイ17が備えられている。また、排紙トレイ17の下側には、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が備えられている。 Further, the image forming apparatus 100 includes a fixing device 200 as a roller fixing type fixing unit for fixing the toner image on the recording material S on which the toner image is transferred, and the fixing recording material S on the image forming apparatus 100. A discharge roller 7 for discharging to the outside of the main body is provided. Further, on the upper part of the main body of the image forming apparatus 100, a paper ejection tray 17 for loading the recording material S ejected to the outside of the main body of the image forming apparatus 100 by the ejection roller 7 is provided. Further, on the lower side of the output tray 17, toner bottles 9Y, 9C, 9M, and 9Bk filled with toners of each color of yellow, cyan, magenta, and black are provided.

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および従動ローラ73を有している。 The transfer belt unit 10 has a drive roller 72 and a driven roller 73 around which the transfer belt 11 is hung, in addition to the transfer belt 11, the primary transfer rollers 12Y, 12C, 12M, and 12Bk.

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、従動ローラ73には、バネ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、ベルトクリーニング装置13とで転写装置71が構成されている。 The driven roller 73 also has a function as a tension urging means for the transfer belt 11. Therefore, the driven roller 73 is provided with a urging means using a spring or the like. The transfer device 71 is composed of such a transfer belt unit 10, primary transfer rollers 12Y, 12C, 12M, 12Bk, a secondary transfer roller 5, and a belt cleaning device 13.

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、最上位の記録材Sの上面に当接する給送ローラ3を有している。給送ローラ3が図中反時計回りに回転駆動されることにより、最上位の記録材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 sheet feeding device 61 is arranged in the lower part of the main body of the image forming apparatus 100, and has a feeding roller 3 that abuts on the upper surface of the uppermost recording material S. The feeding roller 3 is rotationally driven counterclockwise in the drawing, so that the uppermost recording material S is fed toward the resist roller pair 4.

転写装置71に装備されているベルトクリーニング装置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いる。ベルトクリーニング装置13は、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 belt cleaning device 13 provided in the transfer device 71 has a cleaning brush and a cleaning blade arranged so as to face and abut against the transfer belt 11. The belt cleaning device 13 cleans the transfer belt 11 by scraping and removing foreign substances such as residual toner on the transfer belt 11 with a cleaning brush and a cleaning blade.

ベルトクリーニング装置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排出手段を有している。 The belt cleaning device 13 also has a discharging means for carrying out and disposing of the residual toner removed from the transfer belt 11.

画像形成装置100は、例えば本体上部に操作部310を備えている。操作部310は、タッチパネルや各種キー等を有し、ユーザーがこれらのツールを操作することにより、例えば所望の機能の選択、当該機能に関する種々の設定等に係る各種指令を入力可能となっている。 The image forming apparatus 100 includes, for example, an operation unit 310 on the upper part of the main body. The operation unit 310 has a touch panel, various keys, and the like, and by operating these tools, the user can input various commands related to, for example, selection of a desired function, various settings related to the function, and the like. ..

画像形成装置100は、ユーザーによって、操作部310を用いて例えばコピー機能、コピーサイズおよび枚数が選択され、コピー開始操作が行われると、選択されたサイズに対応するシート給送装置61の給紙カセットから記録材Sを給紙する一方で電子写真プロセス制御を実行し、該電子写真プロセスにより形成された多色重畳トナー像を転写ベルト11に転写(1次転写)しさらに記録材Sに転写(2次転写)する画像形成プロセスを印刷枚数分繰り返し実行する。この画像形成プロセスでトナー像が転写された記録材Sは、その後、定着装置200を通過する際に該定着装置200によって熱と圧力によりトナー像が上面に定着され、排紙トレイ17へと排出される。 In the image forming apparatus 100, for example, a copy function, a copy size, and a number of sheets are selected by the user using the operation unit 310, and when a copy start operation is performed, the sheet feeding device 61 corresponding to the selected size is fed. While feeding the recording material S from the cassette, the electrophotographic process control is executed, and the multicolor superimposed toner image formed by the electrophotographic process is transferred (primary transfer) to the transfer belt 11 and further transferred to the recording material S. The image forming process (secondary transfer) is repeatedly executed for the number of printed sheets. When the recording material S to which the toner image is transferred in this image forming process is then passed through the fixing device 200, the toner image is fixed on the upper surface by heat and pressure by the fixing device 200, and the toner image is discharged to the paper ejection tray 17. Will be done.

次に、本実施形態にかかる定着装置200の概略構成について図2を参照して説明する。 Next, a schematic configuration of the fixing device 200 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図2に示すように、定着装置200は、回転可能な定着部材であって可撓性を有する無端状のベルトからなる定着ベルト201と、定着ベルト201の外側に設けられ、定着ベルト201に対向配置されて回転可能な加圧部材としての加圧ローラ203とを有し、複数の熱源としてのハロゲンヒータ202A、202B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。定着ベルト201、加圧ローラ203は、それぞれ、本発明のベルト、加圧部材に相当する。 As shown in FIG. 2, the fixing device 200 is provided on the fixing belt 201, which is a rotatable fixing member and is made of a flexible endless belt, and is provided on the outside of the fixing belt 201 and faces the fixing belt 201. It has a pressurizing roller 203 as a pressurizing member that is arranged and rotatable, and the fixing belt 201 is directly heated by radiant heat from the inner peripheral side by the halogen heaters 202A and 202B as a plurality of heat sources. The fixing belt 201 and the pressure roller 203 correspond to the belt and the pressure member of the present invention, respectively.

このとき、図2の定着ベルト201内には、定着ベルト201を介して加圧ローラ203との間で定着ニップを形成するニップ形成部材206があり、定着ベルト201の内面と熱移動補助部材216を介して間接的に摺動するようになっている。記録材S上のトナー像は定着ニップ部(以下、ニップ部)Nにおいて加熱・加圧により定着される。このように、加圧ローラ203は、定着ベルト201の内側に設けられるニップ形成部材206の配置位置で定着ベルト201に対向するように設けられている。 At this time, in the fixing belt 201 of FIG. 2, there is a nip forming member 206 that forms a fixing nip between the fixing belt 201 and the pressurizing roller 203, and the inner surface of the fixing belt 201 and the heat transfer assisting member 216. It is designed to slide indirectly via. The toner image on the recording material S is fixed by heating and pressurizing in the fixing nip portion (hereinafter, nip portion) N. As described above, the pressure roller 203 is provided so as to face the fixing belt 201 at the arrangement position of the nip forming member 206 provided inside the fixing belt 201.

図2では熱移動補助部材216の形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状であっても良い。凹形状のニップ部Nの場合、記録材先端の排出方向が加圧ローラ203寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。 In FIG. 2, the shape of the heat transfer aid member 216 is flat, but it may be concave or other. In the case of the concave nip portion N, the discharge direction of the tip of the recording material is closer to the pressure roller 203, and the separability is improved, so that the occurrence of jam is suppressed.

定着ベルト201の内側には加圧ローラ203に対向して配置された金属板からなるニップ形成部材206と、ニップ形成部材206の両端部に一体に設けられた端部熱源としての端部ヒータ226と、ニップ形成部材206と端部ヒータ226の定着ベルト201の内面に対向する面を覆う熱移動補助部材216と、ニップ形成部材206を加圧ローラ203からの加圧力に対抗して保持するステー部材207とを有している。 Inside the fixing belt 201, a nip forming member 206 made of a metal plate arranged facing the pressure roller 203 and an end heater 226 as an end heat source integrally provided at both ends of the nip forming member 206. A stay that holds the nip forming member 206, the heat transfer assisting member 216 that covers the surface of the fixing belt 201 of the end heater 226 facing the inner surface, and the nip forming member 206 against the pressure from the pressurizing roller 203. It has a member 207.

ニップ形成部材206、熱移動補助部材216およびステー部材207は、いずれも定着ベルト201の軸方向(以下、「長手方向」という)に延びる長さを有している。 The nip forming member 206, the heat transfer assisting member 216, and the stay member 207 all have a length extending in the axial direction (hereinafter, referred to as “longitudinal direction”) of the fixing belt 201.

熱移動補助部材216は、端部ヒータ226の熱が局所的に留まることを防止し、積極的に長手方向に熱を移動させて長手方向の温度不均一性を低減するために設けられている。このため、熱移動補助部材216は短時間で熱移動が可能な材料であることが望ましく、熱伝導率の高い銅やアルミニウム、銀といった部材であることが望ましい。コスト、入手性、熱伝導率特性、加工性を総合的に考慮すると、銅を用いることが最も望ましい。 The heat transfer assist member 216 is provided to prevent the heat of the end heater 226 from staying locally and to positively transfer the heat in the longitudinal direction to reduce the temperature non-uniformity in the longitudinal direction. .. Therefore, it is desirable that the heat transfer assist member 216 is a material capable of heat transfer in a short time, and it is desirable that the member is a member such as copper, aluminum, or silver having high thermal conductivity. Considering cost, availability, thermal conductivity characteristics, and processability comprehensively, it is most desirable to use copper.

本実施形態では、熱移動補助部材216の定着ベルト201の内面に対向する面は、定着ベルト201に直接接触する面であり、ニップ形成面となる。 In the present embodiment, the surface of the heat transfer aid member 216 facing the inner surface of the fixing belt 201 is a surface that directly contacts the fixing belt 201 and is a nip forming surface.

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またはフィルムで構成される。定着ベルト201の表層はPFAまたはPTFE層などの離型層を有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。定着ベルト201の基材とPFAまたはPTFE層の間にはシリコーンゴムの層などで形成された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、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得る。これを改善するにはシリコーンゴム層を100[μm]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 belt 201 is made of a metal belt such as nickel or SUS, or an endless belt or film using a resin material such as polyimide. The surface layer of the fixing belt 201 has a mold release layer such as a PFA or PTFE layer, and has a mold release property so that toner does not adhere. An elastic layer formed of a layer of silicone rubber or the like may be provided between the base material of the fixing belt 201 and the PFA or PTFE layer. If there is no silicone rubber layer, the heat capacity will be smaller and the fixability will be improved. There may be a problem that uneven gloss (Yuzu skin image) remains. In order to improve this, it is necessary to provide a silicone rubber layer of 100 [μm] or more. Due to the deformation of the silicone rubber layer, minute irregularities are absorbed and the yuzu skin image is improved.

ステー部材207は、ニップN側と反対側が起立した起立部を有した形状となっており、起立部を隔て、定着ベルト201を加熱する熱源としてのハロゲンヒータ202A、202Bが配置され、定着ベルト201は、ハロゲンヒータ202A、202Bにより内面側から輻射熱で直接加熱される。 The stay member 207 has a shape having an upright portion on the side opposite to the nip N side, and halogen heaters 202A and 202B as heat sources for heating the fixing belt 201 are arranged across the upright portion, and the fixing belt 201 is arranged. Is directly heated by radiant heat from the inner surface side by the halogen heaters 202A and 202B.

定着ベルト201の内部にはニップ形成部材206とニップ部Nを支持するための支持部材としてのステー部材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、軸方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。このステー部材207は、両端部で保持部材としてのフランジ(図示せず)に保持固定され位置決めされている。また、ハロゲンヒータ202A、202Bとステー部材207の間に反射部材209を備え、ハロゲンヒータ202A、202Bからの輻射熱などによりステー部材207が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギー消費を抑制している。ここで反射部材209を備える代わりに、ステー部材207表面に断熱もしくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることが可能となる。 A nip forming member 206 and a stay member 207 as a supporting member for supporting the nip portion N are provided inside the fixing belt 201 to prevent the nip forming member 206 receiving pressure from the pressure roller 203 from bending and in the axial direction. To obtain a uniform nip width. The stay member 207 is held, fixed, and positioned on a flange (not shown) as a holding member at both ends. Further, a reflective member 209 is provided between the halogen heaters 202A and 202B and the stay member 207 to suppress wasteful energy consumption due to the stay member 207 being heated by radiant heat from the halogen heaters 202A and 202B. Here, instead of providing the reflective member 209, the same effect can be obtained by performing heat insulation or mirror surface treatment on the surface of the stay member 207.

加圧ローラ203は、芯金205に弾性ゴム層204が巻かれており、離型性を得るために表面に離型層(PFAまたはPTFE層)が設けてある。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回転する。また、加圧ローラ203は、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 pressure roller 203 has an elastic rubber layer 204 wound around a core metal 205, and a mold release layer (PFA or PTFE layer) is provided on the surface in order to obtain mold releasability. The pressure roller 203 rotates by transmitting a driving force from a drive source such as a motor provided in the image forming apparatus 100 via a gear. Further, the pressure roller 203 is pressed against the fixing belt 201 side by a spring or the like, and the elastic rubber layer 204 is crushed and deformed to have a predetermined nip width.

加圧ローラ203は、中空のローラであっても良く、加圧ローラ203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。スポンジゴムの方が、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 pressure roller 203 may be a hollow roller, or the pressure roller 203 may have a heating source such as a halogen heater. The elastic rubber layer 204 may be solid rubber, but if there is no heater inside the pressure roller 203, sponge rubber may be used. Sponge rubber is more preferable because it has higher heat insulating properties and is less likely to lose heat from the fixing belt 201.

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の場合は、加圧ローラ203が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当該定着ベルト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N以外では両端部で図示していないフランジにガイドされ、走行する。 The fixing belt 201 is rotated around by the pressure roller 203. In the case of FIG. 2, the pressure roller 203 is rotated by the drive source, and the driving force is transmitted to the fixing belt 201 by the nip portion N, so that the fixing belt 201 is rotated. The fixing belt 201 is sandwiched between the nip portions N and rotates, and is guided by flanges (not shown) at both ends except the nip portion N to travel.

上記のような構成により安価で、ウォームアップが速い定着装置200を実現することが可能となる。 With the above configuration, it is possible to realize the fixing device 200 which is inexpensive and has a quick warm-up.

本実施形態に係る定着装置200は、当該定着装置200の寿命を診断する制御を行う機能を備えている。ここでいう寿命とは、定着装置200の使用を続けていくうちに部品が劣化して回転トルクが重くなり、紙詰まりなどの不具合を起こすような状態となることをいう。 The fixing device 200 according to the present embodiment has a function of performing control for diagnosing the life of the fixing device 200. The term "life" as used herein means that as the fixing device 200 continues to be used, the parts deteriorate and the rotational torque becomes heavy, causing problems such as paper jams.

図2に示す寿命診断制御部400は、定着ベルト201の温度を検知する定着ベルト温度センサ410、画像形成装置100の本体内部(機内)の温度を検知する機内温度センサ413のそれぞれにより検知された温度(検知出力)に基づいて定着装置200の寿命を診断するものである。定着ベルト温度センサ410は、例えば、非接触温度センサにより構成されている。寿命診断制御部400、定着ベルト温度センサ410は、それぞれ、本発明の寿命診断制御手段、温度検知部材に相当する。 The life diagnosis control unit 400 shown in FIG. 2 was detected by the fixing belt temperature sensor 410 that detects the temperature of the fixing belt 201 and the in-flight temperature sensor 413 that detects the temperature inside the main body (inside the machine) of the image forming apparatus 100. The life of the fixing device 200 is diagnosed based on the temperature (detection output). The fixing belt temperature sensor 410 is composed of, for example, a non-contact temperature sensor. The life diagnosis control unit 400 and the fixing belt temperature sensor 410 correspond to the life diagnosis control means and the temperature detection member of the present invention, respectively.

寿命診断制御部400の機能構成(図4参照)の説明に先立って、画像形成装置100の制御構成について図3を参照して説明する。 Prior to the description of the functional configuration of the life diagnosis control unit 400 (see FIG. 4), the control configuration of the image forming apparatus 100 will be described with reference to FIG.

図3に示すように、画像形成装置100の制御構成においては、各種プログラムを格納するROM301と、ROM301に格納された各種プログラムを実行するCPU302と、CPU302による処理結果を読み書きするRAM303と、各種センサ307や駆動系304などとの間で情報を授受するエンジンI/O部305と、操作部310との間で情報を授受する本体インターフェース(以下、本体I/Fという)部306とを備える。 As shown in FIG. 3, in the control configuration of the image forming apparatus 100, a ROM 301 for storing various programs, a CPU 302 for executing various programs stored in the ROM 301, a RAM 303 for reading and writing processing results by the CPU 302, and various sensors. It includes an engine I / O unit 305 that exchanges information with the 307 and the drive system 304, and a main body interface (hereinafter referred to as a main body I / F) unit 306 that exchanges information with the operation unit 310.

図3に示す制御構成中、定着装置200の寿命診断制御に係る構成要素に限ると、各種センサ307としては、定着ベルト温度センサ410、機内温度センサ413(図2参照)が含まれる。CPU302は、例えば寿命診断プログラムを実行することにより寿命診断制御部400(図2、図4参照)を実現する。操作部310は、寿命診断制御部400による寿命判定結果をメッセージ320(図7参照)で表示する報知手段の機能を果たす。 In the control configuration shown in FIG. 3, the various sensors 307 include the fixing belt temperature sensor 410 and the in-flight temperature sensor 413 (see FIG. 2) only for the components related to the life diagnosis control of the fixing device 200. The CPU 302 realizes the life diagnosis control unit 400 (see FIGS. 2 and 4) by executing, for example, a life diagnosis program. The operation unit 310 functions as a notification means for displaying the life determination result by the life diagnosis control unit 400 as a message 320 (see FIG. 7).

次に、本実施形態に係る定着装置200の制御構成について図4を参照して説明する。図4に示すように、定着装置200は、当該定着装置200の寿命診断制御を行う寿命診断制御部400を有している。寿命診断制御部400は、寿命診断データ記憶手段401、温度検知手段402、診断タイミング判定手段403、温度環境判定手段404、診断時駆動制御手段405、寿命診断手段406、寿命報知手段407の各制御構成要素を有している。 Next, the control configuration of the fixing device 200 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the fixing device 200 has a life diagnosis control unit 400 that performs life diagnosis control of the fixing device 200. The life diagnosis control unit 400 controls each of the life diagnosis data storage means 401, the temperature detection means 402, the diagnosis timing determination means 403, the temperature environment determination means 404, the diagnosis drive control means 405, the life diagnosis means 406, and the life notification means 407. It has components.

寿命診断制御部400は、診断タイミング判定手段403、温度環境判定手段404、診断時駆動制御手段405、寿命診断手段406、寿命報知手段407等とともに、CPU302が、例えばROM301に記憶された寿命診断プログラムを実行することにより実現される諸機能である。 The life diagnosis control unit 400 includes a life diagnosis program in which the CPU 302 is stored in, for example, the ROM 301 together with the diagnosis timing determination means 403, the temperature environment determination means 404, the diagnosis drive control means 405, the life diagnosis means 406, the life notification means 407, and the like. These are the various functions realized by executing.

寿命診断データ記憶手段401は、定着装置200が寿命に達したと診断するための診断値としての温度(以下、寿命診断温度という)の情報を記憶するものである。寿命診断温度は、例えば図5に示すグラフから導き出すことが可能であるが、この点については後で詳述する。寿命診断データ記憶手段401としては、例えば、ROM301の所定の記憶領域を割り当てることができる。 The life diagnosis data storage means 401 stores information on the temperature (hereinafter referred to as the life diagnosis temperature) as a diagnostic value for diagnosing that the fixing device 200 has reached the end of its life. The life diagnosis temperature can be derived from, for example, the graph shown in FIG. 5, and this point will be described in detail later. As the life diagnosis data storage means 401, for example, a predetermined storage area of the ROM 301 can be allocated.

温度検知手段402は、測定対象の温度を検知するものであり、定着ベルト温度センサ410、機内温度センサ413が画像形成装置100の基内に実装されている。 The temperature detecting means 402 detects the temperature of the object to be measured, and the fixing belt temperature sensor 410 and the in-machine temperature sensor 413 are mounted in the base of the image forming apparatus 100.

診断タイミング判定手段403は、寿命の判定タイミング(時期)に達したか否かを判定するものである。診断タイミング判定手段403は、例えば、印刷枚数を計数する枚数カウンタ420から計数結果(印刷枚数)のデータを取り込み、該データが示す印刷枚数が予め設定した所定の枚数となったときに寿命の診断タイミングに達したと判定するようになっている。枚数カウンタ420は、本発明の計数手段に相当する。 The diagnosis timing determination means 403 determines whether or not the life determination timing (timing) has been reached. The diagnosis timing determination means 403, for example, takes in data of the counting result (number of prints) from the number counter 420 for counting the number of prints, and diagnoses the life when the number of prints indicated by the data reaches a predetermined number set in advance. It is determined that the timing has been reached. The number counter 420 corresponds to the counting means of the present invention.

温度環境判定手段404は、温度検知手段402により検知される各部の温度に基づいて当該定着装置200が寿命診断に適した温度環境であるか否かを判定するものである。温度環境判定手段404は、例えば、定着ベルト温度センサ410により検知される定着ベルト201の温度と、機内温度センサ413により検知される画像形成装置100の本体内(機内)の温度との差が予め設定されている設定温度より小さい場合に寿命診断に適した温度環境であると判定するようになっている。 The temperature environment determining means 404 determines whether or not the fixing device 200 has a temperature environment suitable for life diagnosis based on the temperature of each part detected by the temperature detecting means 402. In the temperature environment determination means 404, for example, the difference between the temperature of the fixing belt 201 detected by the fixing belt temperature sensor 410 and the temperature inside the main body (inside the machine) of the image forming apparatus 100 detected by the in-machine temperature sensor 413 is predetermined. When the temperature is smaller than the set temperature, it is determined that the temperature environment is suitable for life diagnosis.

診断時駆動制御手段405は、定着装置200が寿命診断に適した温度環境であるときに、ハロゲンヒータ202A、202Bによる加熱を行わないで加圧ローラ203および定着ベルト201を駆動する非加熱回転駆動の制御(以下、診断時駆動制御ということもある。)を行うものである。この非加熱回転駆動に際しても、定着ベルト201が加圧ローラ203に従動し、連れ回りすることは言うまでもない。 The diagnostic drive control means 405 is a non-heating rotary drive that drives the pressurizing roller 203 and the fixing belt 201 without heating by the halogen heaters 202A and 202B when the fixing device 200 is in a temperature environment suitable for life diagnosis. (Hereinafter, it may also be referred to as drive control at the time of diagnosis). Needless to say, even during this non-heating rotary drive, the fixing belt 201 is driven by the pressure roller 203 and is rotated around.

具体的に、診断時駆動制御手段405は、画像形成装置100の電源投入後、診断タイミング判定手段403により診断タイミングに達したと判定され、かつ、温度環境判定手段404により寿命の診断に適した温度環境であると判定されることにより、所定期間、ハロゲンヒータ202A、202Bによる加熱を停止したまま加圧ローラ203および定着ベルト201回転させる診断時駆動制御を実行する。なお、この診断時駆動制御は、加圧ローラ203の回転とハロゲンヒータ202A、202Bによる加熱とを行う熱間時から上記回転および加熱を停止する冷間時への移行後、定着ベルト201の温度が十分に低下した状態で実施される。 Specifically, the diagnostic drive control means 405 is determined by the diagnostic timing determining means 403 to reach the diagnostic timing after the power of the image forming apparatus 100 is turned on, and is suitable for the diagnosis of the life by the temperature environment determining means 404. When it is determined that the temperature environment is satisfied, the diagnostic drive control for rotating the pressurizing roller 203 and the fixing belt 201 while the heating by the halogen heaters 202A and 202B is stopped is executed for a predetermined period. The drive control at the time of diagnosis is the temperature of the fixing belt 201 after the transition from the hot time in which the rotation of the pressurizing roller 203 and the heating by the halogen heaters 202A and 202B are performed to the cold time in which the rotation and heating are stopped. Is carried out in a state where is sufficiently lowered.

寿命診断手段406は、上述した診断時駆動制御による非加熱回転駆動中に定着ベルト温度センサ410により検知される定着ベルト201の温度と予め設定された寿命診断温度とに基づいて当該定着装置200が寿命に達したか否かを判断するものである。具体的に、寿命診断手段406は、定着ベルト温度センサ410により検知される定着ベルト201の温度を非加熱回転駆動が行われる上述した所定の期間を通して順次取り込む。その一方で、寿命診断手段406は、寿命診断データ記憶手段401から寿命診断温度データを読込み、上記所定の期間(非加熱回転駆動期間)中の定着ベルト温度センサ410により検知される定着ベルト201の温度変化と予め設定された上記寿命診断温度とに基づいて寿命に達したか否かを判断するようになっている。 The life diagnostic means 406 is provided with the fixing device 200 based on the temperature of the fixing belt 201 detected by the fixing belt temperature sensor 410 during the non-heated rotary drive by the above-mentioned drive control at the time of diagnosis and the preset life diagnosis temperature. It determines whether or not the product has reached the end of its useful life. Specifically, the life diagnostic means 406 sequentially captures the temperature of the fixing belt 201 detected by the fixing belt temperature sensor 410 throughout the above-mentioned predetermined period in which the non-heating rotary drive is performed. On the other hand, the life diagnosis means 406 reads the life diagnosis temperature data from the life diagnosis data storage means 401, and the fixing belt 201 detected by the fixing belt temperature sensor 410 during the predetermined period (non-heating rotation drive period). It is determined whether or not the life has been reached based on the temperature change and the preset life diagnosis temperature.

寿命報知手段407は、寿命診断手段406により当該定着装置200が寿命に達したと診断された場合、その旨を報知するものである。寿命報知手段407は、例えば、図7に示すように、操作部310のタッチパネルの表示領域310aに定着ユニットが寿命に達した旨のメッセージ320を表示するようになっている。寿命報知手段407は、寿命に達した旨のメッセージ320を表示するものに限らず、例えば、寿命に達した旨を音でユーザーに知らせる等、他の構成であってもよい。 The life notification means 407 notifies that when the life diagnosis means 406 diagnoses that the fixing device 200 has reached the end of its life. As shown in FIG. 7, the life notification means 407 displays, for example, a message 320 indicating that the fixing unit has reached the end of its life in the display area 310a of the touch panel of the operation unit 310. The life notification means 407 is not limited to displaying a message 320 indicating that the life has been reached, and may have other configurations such as notifying the user of the end of the life by sound.

次に、寿命診断手段406が定着装置200の寿命診断に用いる寿命診断温度の選定方法について説明する。 Next, a method of selecting the life diagnosis temperature used by the life diagnosis means 406 for the life diagnosis of the fixing device 200 will be described.

図5は、冷間時、ハロゲンヒータ202A、202Bによる加熱を行わずに加圧ローラ203を回転させ、かつ、定着ベルト201を加圧ローラ203に対して連れ回りさせたときの、ユニットトルクと定着ベルト201の温度の関係を示すグラフである。このグラフでは、特に、外気温が23℃の場合の関係について示している。 FIG. 5 shows the unit torque when the pressurizing roller 203 is rotated without heating by the halogen heaters 202A and 202B and the fixing belt 201 is rotated with respect to the pressurizing roller 203 when it is cold. It is a graph which shows the relationship of the temperature of the fixing belt 201. This graph shows, in particular, the relationship when the outside air temperature is 23 ° C.

図5において、横軸のユニットトルクは、通常加熱して使用したときのトルクの異なるユニット(定着装置)を4台準備し、これら各ユニットのトルクをもとに決定した。今回の機械条件では、ユニット(定着装置200)の寿命と判定しない目標値は0.8N・m以下としているため、グラフの一番右側をプロットしたユニットは、トルクNGのユニット、つまり、寿命到達ユニットであり、これを検出できれば良い。 In FIG. 5, the unit torque on the horizontal axis is determined based on the torques of four units (fixing devices) having different torques when normally heated and used. Under the machine conditions this time, the target value that is not judged to be the life of the unit (fixing device 200) is 0.8 Nm or less, so the unit plotted on the rightmost side of the graph is the torque NG unit, that is, the life is reached. It is a unit, and it suffices if it can be detected.

ベルト(定着ベルト)温度検出には、制御用の温度センサを使用している。図5のグラフに示すように、ベルト温度とユニットトルクには相関がある。すなわち、図5のグラフからは、同一のベルトであっても、ベルトの回転時間が短いとトルクに対する当該ベルトの温度の感度が小さく、回転時間が長くなるほど上記感度が良好になることを読み取ることができる。図5に示すグラフの例によれば、ベルトを60秒駆動する条件下では、新品のベルトに対して耐久品(使用中のもの)のベルトが4度(deg)程度高い温度となることが分かる。この温度(4度)は、図5において、ポイントP1とP2との間の温度変化に相当する。 A temperature sensor for control is used for belt (fixing belt) temperature detection. As shown in the graph of FIG. 5, there is a correlation between the belt temperature and the unit torque. That is, from the graph of FIG. 5, it can be read that even if the belt has the same rotation time, the sensitivity of the temperature of the belt to torque is small when the rotation time of the belt is short, and the sensitivity becomes better as the rotation time is longer. Can be done. According to the example of the graph shown in FIG. 5, under the condition that the belt is driven for 60 seconds, the temperature of the durable (in use) belt may be about 4 degrees (deg) higher than that of the new belt. I understand. This temperature (4 degrees) corresponds to the temperature change between points P1 and P2 in FIG.

また、120秒駆動する条件下では、新品のベルトに対して耐久品(使用中のもの)のベルトが7度程度高い温度となることが分かる。この温度(7度)は、図5において、ポイントP3とP4との間の温度変化に相当する。また、300秒駆動する条件下では、新品のベルトに対して耐久品(使用中のもの)のベルトが120秒駆動時の温度(7度)よりも大幅に高い温度となることが分かる。 Further, it can be seen that under the condition of driving for 120 seconds, the temperature of the durable belt (in use) is about 7 degrees higher than that of the new belt. This temperature (7 degrees) corresponds to the temperature change between points P3 and P4 in FIG. Further, it can be seen that under the condition of driving for 300 seconds, the temperature of the durable belt (in use) is significantly higher than the temperature (7 degrees) when driven for 120 seconds with respect to the new belt.

図5のグラフに示されるような温度変化特性(昇温特性)を有するベルト(定着ベルト201)を搭載した定着ユニットの場合、寿命をより正確に診断するためにはベルトを120秒以上駆動することが好ましい。ベルトの温度を決定する熱源が加圧ローラ203の弾性ゴム層204との摩擦熱であるため、ベルトの材質や厚み、外径や回転速度などの諸条件によって最適な回転時間が異なるものとなる。そのため、温度感度があり、測定時間が短くなるように条件設定する必要がある。本実施形態では、定着ベルト201の表層の材料として、PFAまたはPTFEなどのフッ素化合物が好ましい。また、オイル塗布を行わないほうが好ましい。また、特に制約はないが、ニップ部Nのベルト速度が速いほうが摩擦発熱し易いため、好ましい。 In the case of a fixing unit equipped with a belt (fixing belt 201) having a temperature change characteristic (heating characteristic) as shown in the graph of FIG. 5, the belt is driven for 120 seconds or more in order to more accurately diagnose the life. Is preferable. Since the heat source that determines the temperature of the belt is the frictional heat with the elastic rubber layer 204 of the pressure roller 203, the optimum rotation time differs depending on various conditions such as the material and thickness of the belt, the outer diameter, and the rotation speed. .. Therefore, it is necessary to set the conditions so that there is temperature sensitivity and the measurement time is short. In the present embodiment, a fluorine compound such as PFA or PTFE is preferable as the material of the surface layer of the fixing belt 201. Further, it is preferable not to apply oil. Further, although there is no particular limitation, it is preferable that the belt speed of the nip portion N is high because frictional heat generation is likely to occur.

この点を踏まえ、本実施形態では、図5のグラフに示される駆動時間に対応する昇温特性から、寿命診断温度として、トルクNG間近の温度に相当する寿命診断温度a1と、トルクNG超え温度に相当する寿命診断温度a2とを決定し、これら寿命診断温度a1、a2を予め寿命診断データ記憶手段401に記憶している。トルクNGを判断するトルクは、例えば、部品が劣化して紙詰まりなどの不具合を招来する可能性のあるトルクである。 Based on this point, in the present embodiment, from the temperature rise characteristic corresponding to the drive time shown in the graph of FIG. 5, the life diagnosis temperature is the life diagnosis temperature a1 corresponding to the temperature near the torque NG and the temperature exceeding the torque NG. The life diagnosis temperature a2 corresponding to the above is determined, and the life diagnosis temperatures a1 and a2 are stored in advance in the life diagnosis data storage means 401. The torque for determining the torque NG is, for example, a torque that may cause a problem such as a paper jam due to deterioration of parts.

次に、寿命診断制御部400における冷間駆動による定着装置200の寿命診断制御動作について図6を参照して説明する。 Next, the life diagnosis control operation of the fixing device 200 by cold drive in the life diagnosis control unit 400 will be described with reference to FIG.

寿命診断制御を行うためには、まず、定着ベルト201の温度を測定するタイミング、つまり、寿命診断タイミングを最初に決めておく。この場合、想定している寿命より早いタイミングから始めることが望ましい。本実施形態では、印刷枚数が100k(k=1000)枚に達することを想定寿命とし、70k枚から測定する仕様にしている。その後は、定着ベルト201の温度が所定の温度(例えば、上述した寿命診断温度a1)に到達するまで、10k枚毎に定着ベルト201の温度を測定することとした。なお、定着ベルト201の温度の測定間隔は、上述した10k枚間隔に限らず、任意に設定可能であり、昇温温度がNGレベル(例えば、寿命診断温度a2)に到達するまで行うようにすればよい。 In order to perform the life diagnosis control, first, the timing for measuring the temperature of the fixing belt 201, that is, the life diagnosis timing is determined first. In this case, it is desirable to start from a timing earlier than the expected life. In the present embodiment, the assumed life is assumed that the number of printed sheets reaches 100 k (k = 1000), and the specification is such that measurement is performed from 70 k sheets. After that, the temperature of the fixing belt 201 was measured every 10k sheets until the temperature of the fixing belt 201 reached a predetermined temperature (for example, the life diagnosis temperature a1 described above). The temperature measurement interval of the fixing belt 201 is not limited to the above-mentioned 10k sheet interval, and can be arbitrarily set, and the temperature is set until the temperature rise reaches the NG level (for example, the life diagnosis temperature a2). Just do it.

図5に示す寿命診断制御においては、寿命判断制御部401は、まず、画像形成装置100の電源がオン(ON)となったか否かを判定する(ステップS1)。ここで電源がオンではないと判定された場合(ステップS1でNO)、当該ステップS1の処理を続ける。 In the life diagnosis control shown in FIG. 5, the life determination control unit 401 first determines whether or not the power of the image forming apparatus 100 is turned on (ON) (step S1). If it is determined that the power is not turned on (NO in step S1), the process of step S1 is continued.

この間、電源がオンとなったと判定された場合(ステップS1でYES)、診断タイミング判定手段403は、診断タイミングに到達したか否かを判定する(ステップS2)。ここで診断タイミング判定手段403は、上述した診断タイミングの設定に基づき、例えば現在計数されている印刷枚数を枚数カウンタ420から取得し、印刷枚数が70k枚未満の場合に診断タイミングに到達していないと判定し(ステップS2でNO)、処理を終了する。 During this period, if it is determined that the power is turned on (YES in step S1), the diagnosis timing determination means 403 determines whether or not the diagnosis timing has been reached (step S2). Here, the diagnostic timing determining means 403 acquires, for example, the currently counted number of prints from the number counter 420 based on the above-mentioned diagnostic timing setting, and has not reached the diagnostic timing when the number of prints is less than 70 k. (NO in step S2), and the process is terminated.

これに対し、印刷枚数が70k枚以上となっている場合、診断タイミング判定手段403は、診断タイミングに到達していると判定し(ステップS2でYES)、ステップS3以降の処理へと進む。 On the other hand, when the number of printed sheets is 70 k or more, the diagnosis timing determination means 403 determines that the diagnosis timing has been reached (YES in step S2), and proceeds to the process of step S3 and subsequent steps.

これにより、ステップS2の処理後には、まず、温度環境判定手段404が、機内温度センサ413により検知された機内温度と、定着ベルト温度センサ410により検出された定着ベルト201の温度との温度差を算出する(ステップS3)。 As a result, after the processing of step S2, first, the temperature environment determination means 404 determines the temperature difference between the in-flight temperature detected by the in-flight temperature sensor 413 and the temperature of the fixing belt 201 detected by the fixing belt temperature sensor 410. Calculate (step S3).

次いで、温度環境判定手段404は、ステップS3で算出した温度差が予め設定した温度、例えば5度以下であるか否かを判定する(ステップS4)。上記温度の差が5度以下ではないと判定された場合(ステップS4でNO)、温度環境判定手段404は、ステップS4の処理を続行する。定着装置200では、定着ベルト201が熱間状態の場合には摩擦熱を検出することができない。ステップS4は、機内温度と定着ベルト201の温度差を比較することで、冷間状態を確認するための処理である。 Next, the temperature environment determination means 404 determines whether or not the temperature difference calculated in step S3 is a preset temperature, for example, 5 degrees or less (step S4). When it is determined that the temperature difference is not 5 degrees or less (NO in step S4), the temperature environment determination means 404 continues the process of step S4. In the fixing device 200, frictional heat cannot be detected when the fixing belt 201 is in a hot state. Step S4 is a process for confirming the cold state by comparing the temperature difference between the temperature inside the machine and the fixing belt 201.

ステップS4の処理の実行中、上記温度差が5度以下となったと判定された場合(ステップS4でYES)、引き続き診断時駆動制御手段405は、当該冷間状態で、所定の期間、定着装置200を回転駆動(冷間駆動)する制御を行う(ステップS5)。具体的に、診断時駆動制御手段405は、加圧ローラ203の回転とハロゲンヒータ202A、202Bの駆動とを同時に行う熱間時から上記回転および加熱を停止する冷間時へ移行したことをステップS5の判定結果によって確認した後、当該冷間状態で、所定の期間、すなわち本実施形態の設定においては120秒間、加圧ローラ203を非加熱回転駆動し、かつ、加圧ローラ203に従動して定着ベルト201も回動(連れ回し)させる。 If it is determined that the temperature difference is 5 degrees or less during the process of step S4 (YES in step S4), the diagnostic drive control means 405 continues to be the fixing device for a predetermined period in the cold state. Control is performed to rotationally drive (cold drive) the 200 (step S5). Specifically, the diagnostic drive control means 405 has shifted from a hot time in which the rotation of the pressurizing roller 203 and the driving of the halogen heaters 202A and 202B are performed simultaneously to a cold time in which the rotation and heating are stopped. After confirming by the determination result of S5, the pressure roller 203 is driven in a non-heated rotation for a predetermined period, that is, for 120 seconds in the setting of the present embodiment in the cold state, and is driven by the pressure roller 203. The fixing belt 201 is also rotated (carried).

診断時駆動制御手段405は、ステップS5での冷間状態で加圧ローラ203および定着ベルト201を非加熱回転駆動(冷間駆動)する所定の期間を、例えば定着ベルト201が一周以上回転する期間としてしてもよい。この場合、当該非加熱回転駆動時(冷間駆動時)に定着ベルト201を一周周以上回転させることで、定着ベルト201の周方向の検知温度のバラツキを平均化でき、より多くの摩擦熱を発生させてトルクに対する感度を上昇させることができる。 The diagnostic drive control means 405 sets the pressurizing roller 203 and the fixing belt 201 in a non-heated rotation drive (cold drive) in the cold state in step S5 for a predetermined period, for example, a period in which the fixing belt 201 rotates one round or more. May be. In this case, by rotating the fixing belt 201 one or more turns during the non-heating rotation drive (cold drive), the variation in the detection temperature in the circumferential direction of the fixing belt 201 can be averaged, and more frictional heat can be generated. It can be generated to increase the sensitivity to torque.

ステップS5での冷間駆動においては、加圧ローラ203の加圧状態は例えば通紙時と同じ値に制御される。但し、これに限らず、加圧ローラ203を駆動する駆動モータに余裕があれば、増圧したり、又は回転数を早めたりすることで昇温を加速するようにしてもよい。例えば、定着ベルト201の回転数に関しては、加圧ローラ203および定着ベルト201を通常印刷(プリント)時の回転速度よりも速い回転速度で回転駆動するようにしてもよい。冷間駆動時の定着ベルト201の回転速度が通常プリント時の回転速度よりも速ければ、摩擦発熱が大きくなり、寿命診断を行うための待ち時間が少なくなるため、好ましい。 In the cold drive in step S5, the pressurizing state of the pressurizing roller 203 is controlled to the same value as, for example, when passing paper. However, the present invention is not limited to this, and if the drive motor for driving the pressurizing roller 203 has a margin, the temperature rise may be accelerated by increasing the pressure or increasing the rotation speed. For example, regarding the rotation speed of the fixing belt 201, the pressurizing roller 203 and the fixing belt 201 may be rotationally driven at a rotation speed higher than the rotation speed at the time of normal printing (printing). If the rotation speed of the fixing belt 201 during cold drive is higher than the rotation speed during normal printing, frictional heat generation becomes large and the waiting time for performing life diagnosis is reduced, which is preferable.

ステップS5に続く処理として、寿命診断手段406は、診断時駆動制御手段405により加熱停止とされている状態のまま、定着ベルト201の温度を測定する処理を実行する(ステップS6)。ここで寿命診断手段406は、定着ベルト温度センサ410の検知出力を取り込み、該検知出力を処理して定着ベルト201の温度を測定する。この定着ベルト201の温度の測定は、ステップS5での冷間駆動が実施される上記所定の期間、継続される。 As a process following step S5, the life diagnosis means 406 executes a process of measuring the temperature of the fixing belt 201 while the heating is stopped by the drive control means 405 at the time of diagnosis (step S6). Here, the life diagnosis means 406 takes in the detection output of the fixing belt temperature sensor 410, processes the detection output, and measures the temperature of the fixing belt 201. The measurement of the temperature of the fixing belt 201 is continued for the predetermined period during which the cold drive in step S5 is carried out.

引き続き、寿命診断手段406は、寿命診断データ記憶手段401から寿命診断温度a1およびa2の各データを読込み、上記所定の期間中に測定された定着ベルト201の温度の昇温結果、つまり、当該所定期間中の定着ベルト温度センサ410により検知された定着ベルト201の温度変化が、寿命診断温度a1以上であるか否かを判定する(ステップS7)。 Subsequently, the life diagnosis means 406 reads the data of the life diagnosis temperatures a1 and a2 from the life diagnosis data storage means 401, and the temperature rise result of the fixing belt 201 measured during the predetermined period, that is, the predetermined value. It is determined whether or not the temperature change of the fixing belt 201 detected by the fixing belt temperature sensor 410 during the period is equal to or higher than the life diagnosis temperature a1 (step S7).

ここで、上記所定の期間の定着ベルト201の温度変化が寿命診断温度a1以上でないと判定された場合(ステップS7でNO)、最初の処理に戻る。 Here, when it is determined that the temperature change of the fixing belt 201 during the predetermined period is not equal to or higher than the life diagnosis temperature a1 (NO in step S7), the process returns to the first process.

これに対し、上記所定の期間の定着ベルト201の温度変化が寿命診断温度a1以上であると判定された場合(ステップS7でYES)、次いで寿命診断手段406は、定着ベルト201の温度が、上記寿命診断温度a2以上であるか否かを判定する(ステップS8)。 On the other hand, when it is determined that the temperature change of the fixing belt 201 during the predetermined period is equal to or higher than the life diagnosis temperature a1 (YES in step S7), the life diagnosis means 406 then changes the temperature of the fixing belt 201 to the above. It is determined whether or not the life diagnosis temperature is a2 or higher (step S8).

ここで、定着ベルト201の温度の昇温範囲が寿命診断温度a2以上でないと判定された場合(ステップS8でNO)、寿命報知手段407は、定着装置200の寿命が近い旨の報知を行う(ステップS9)。具体的に、寿命報知手段407は、操作部310のタッチパネルの表示領域310aに、例えば、図7に示すように、「もうすぐ定着ユニットが寿命です。サービスに連絡して下さい。」等のメッセージ320を表示する制御を行う。 Here, when it is determined that the temperature rise range of the fixing belt 201 is not equal to or higher than the life diagnosis temperature a2 (NO in step S8), the life notification means 407 notifies that the life of the fixing device 200 is near (NO). Step S9). Specifically, the life notification means 407 is displayed in the display area 310a of the touch panel of the operation unit 310, for example, as shown in FIG. 7, a message 320 such as "The fixing unit is about to reach the end of its life. Please contact the service." Is controlled to display.

その後、この寿命診断処理は最初に戻る。本実施形態における上述した寿命診断タイミングの設定によれば、次の寿命診断処理は10k枚の印刷が行われた後に実行され、その後は、さらに10k枚の印刷が完了する毎に繰り返し実行される。 After that, this life diagnosis process returns to the beginning. According to the life diagnosis timing setting described above in the present embodiment, the next life diagnosis process is executed after printing 10 k sheets, and thereafter, it is repeatedly executed every time printing of 10 k sheets is completed. ..

これに対し、上記所定期間の定着ベルト201の温度変化が寿命診断温度a2以上であると判定された場合(ステップS8でYES)、寿命報知手段407は、定着装置200が寿命に達した旨を報知する(ステップS10)。具体的に、寿命報知手段407は、操作部310のタッチパネルの表示領域310aに、図7に示したメッセージ320よりも警句度の高いメッセージを表示する。具体的には、例えば、「定着ユニットが寿命です。間もなく停止します。サービスに至急連絡して下さい。」等のメッセージを表示する制御を行う。その後、この寿命診断処理は、終了する。 On the other hand, when it is determined that the temperature change of the fixing belt 201 during the predetermined period is equal to or higher than the life diagnosis temperature a2 (YES in step S8), the life notification means 407 indicates that the fixing device 200 has reached the end of its life. Notify (step S10). Specifically, the life notification means 407 displays a message having a higher degree of caution than the message 320 shown in FIG. 7 in the display area 310a of the touch panel of the operation unit 310. Specifically, for example, control is performed to display a message such as "The fixing unit has reached the end of its life. It will be stopped soon. Please contact the service immediately." After that, this life diagnosis process ends.

このように、寿命診断制御部400は、定着ベルト201の所定の期間内の温度変化がNG超え温度の場合には、早急に交換する旨の表示を出すなど、表示方法を変えることが有用である。なお、機械動作を停止させるかどうか、つまり、「間もなく停止します。」等のメッセージ報知を行うかどうかは、機械の特性によって決めておく必要がある。通常は、使われ方の厳しいユーザー先の使用条件を想定して決定した使用枚数で、充分使用できる状態でも全ての機械のユニット交換をしてきたが、本実施形態では、実質的に使えるところまで使うことが可能となった。 In this way, it is useful for the life diagnosis control unit 400 to change the display method, such as displaying a display indicating that the fixing belt 201 should be replaced immediately when the temperature change within a predetermined period exceeds NG. be. It is necessary to decide whether to stop the machine operation, that is, whether to send a message such as "It will stop soon" according to the characteristics of the machine. Normally, the number of units used is determined by assuming the usage conditions of the user who is strict in how to use it, and the units of all machines are replaced even if they can be used sufficiently, but in this embodiment, they can be practically used. It became possible to use it.

なお、図6に示す寿命診断制御では、所定の期間冷間駆動して、定着ベルト201の温度を測定し、当該所定の期間における定着ベルト201の温度の昇温範囲が定着ユニットのトルクNGレベルの温度以上かどうかに応じて寿命を診断するようにしたが、これに限らず、冷間駆動中の定着ベルト201の温度を上記所定の期間連続して取得し、当該所定の期間内の定着ベルト201の昇温の傾きに応じて寿命の診断を行うようにしてもよい。 In the life diagnosis control shown in FIG. 6, the temperature of the fixing belt 201 is measured by cold driving for a predetermined period, and the temperature rise range of the fixing belt 201 in the predetermined period is the torque NG level of the fixing unit. The life is diagnosed according to whether or not the temperature is equal to or higher than the above temperature, but the life is not limited to this. The life may be diagnosed according to the inclination of the temperature rise of the belt 201.

また、本実施形態では、診断時駆動制御手段405の機能として、枚数カウンタ420の計数結果に基づいて、定期的に、非加熱回転駆動時における定着ベルト201の回転のチェックを行う制御機能を設けてもよい。この制御機能により、定期的に、例えば、印刷枚数が所定枚数となるごとに、あるいは、加圧ローラ203と定着ニップとの間に連続して搬送される記録材Sの搬送間隔(紙間距離)が大きくなるごとに、ステップS5での非加熱回転駆動を行う上記所定の期間や、定着ベルト201の回転速度を調整することが可能になる。また、上記所定の期間や、定着ベルト201の回転速度を調整可能な構成によれば、定着装置200の経時変動を把握し、精度の高い寿命診断を行うことが可能になる。 Further, in the present embodiment, as a function of the drive control means 405 at the time of diagnosis, a control function for periodically checking the rotation of the fixing belt 201 during non-heating rotation drive is provided based on the counting result of the number counter 420. You may. By this control function, for example, every time the number of printed sheets reaches a predetermined number, or continuously between the pressurizing roller 203 and the fixing nip, the transport interval of the recording material S (distance between papers). ) Increases, the predetermined period during which the non-heating rotation drive is performed in step S5 and the rotation speed of the fixing belt 201 can be adjusted. Further, according to the above-mentioned predetermined period and the configuration in which the rotation speed of the fixing belt 201 can be adjusted, it is possible to grasp the time-dependent fluctuation of the fixing device 200 and perform a highly accurate life diagnosis.

本実施形態に係る定着装置200は、定着ベルト201、加圧ローラ203およびニップ構成部材により摺動定着機構が構成され、定着ベルト201の裏面とニップ構成部材との間の摺動部に潤滑剤を使用する。潤滑剤は、常温時には粘土が下がり高温時には粘土が上がる性質を有するため、摺動定着構造にあっては、定着を行う際には、定着ベルト201および加圧ローラ203の回転駆動を常温で行うことはなく、加熱した状態で行うようになっている。これは、常温時に潤滑剤の粘土が下がらず高トルクとなることを回避するためである。このため、摺動定着構造にあっては、上述した加熱した状態つまり熱間時には温度差が埋もれてしまうため、回転トルクの推定に好適な温度変化は冷間時(冷間状態)でないと抽出することはできない。 In the fixing device 200 according to the present embodiment, a sliding fixing mechanism is configured by a fixing belt 201, a pressure roller 203, and a nip component, and a lubricant is applied to a sliding portion between the back surface of the fixing belt 201 and the nip component. To use. Since the lubricant has the property that the clay drops at room temperature and the clay rises at high temperature, in the sliding fixing structure, the fixing belt 201 and the pressure roller 203 are rotationally driven at room temperature when fixing. There is no such thing, and it is designed to be done in a heated state. This is to prevent the clay of the lubricant from falling and becoming a high torque at room temperature. For this reason, in the sliding fixing structure, the temperature difference is buried in the above-mentioned heated state, that is, in the hot state. Therefore, the temperature change suitable for estimating the rotational torque must be extracted in the cold state (cold state). Can't be done.

この点に鑑み、本実施形態では、定着ベルト201の温度が充分な摩擦力を得られる温度まで低下した冷間時に、所定の期間、非加熱回転させて、該所定の期間における定着ベルト201の温度変化に応じて寿命判断を行うため、定着ベルト201を加圧ローラ203との摩擦力により効率よく発熱させ、その際の定着ベルト201の温度変化からトルク上昇値を推測して正確な寿命予測を行うことができるようになる。 In view of this point, in the present embodiment, when the temperature of the fixing belt 201 is lowered to a temperature at which a sufficient frictional force can be obtained, the fixing belt 201 is rotated without heating for a predetermined period, and the fixing belt 201 is rotated in the predetermined period. In order to determine the life according to the temperature change, the fixing belt 201 is efficiently generated by the frictional force with the pressure roller 203, and the torque increase value is estimated from the temperature change of the fixing belt 201 at that time to accurately predict the life. Will be able to do.

上述したように、本実施形態は、当該定着装置200の寿命を診断する制御を行う寿命診断制御部400を備え、該寿命診断制御部400は、ハロゲンヒータ202A、202Bによる加熱を停止した冷間状態で、所定時間(所定期間)、加圧ローラ203および定着ベルト201を回転させて摩擦熱による定着ベルト201の温度を測定し、上記所定期間における定着ベルト201の昇温結果に基づいて寿命判断制御を行う構成である。つまり、本実施形態は、上記所定期間内に定着ベルト201の温度が何度上昇したか(昇温結果)に応じて寿命判断制御を行うようになっている。 As described above, the present embodiment includes a lifespan diagnosis control unit 400 that controls to diagnose the lifespan of the fixing device 200, and the lifespan diagnosis control unit 400 is a cold state in which heating by the halogen heaters 202A and 202B is stopped. In this state, the pressure roller 203 and the fixing belt 201 are rotated for a predetermined time (predetermined period) to measure the temperature of the fixing belt 201 due to frictional heat, and the life is determined based on the temperature rise result of the fixing belt 201 in the predetermined period. It is a configuration that controls. That is, in the present embodiment, the life determination control is performed according to how many times the temperature of the fixing belt 201 has risen (result of temperature rise) within the predetermined period.

この構成により、本実施形態では、定着装置200に必ず配置されている温度センサ(例えば、定着ベルト温度センサ410)を使って寿命を判断することができ、構成変更を不要にし、コストアップを回避できる。一律に使用枚数でローラ等の部材を交換していた従来の方法に比べて、まだ使える状態での部材の廃棄を抑制し、機能的な寿命に達するまで使用することが可能になる。 With this configuration, in the present embodiment, the life can be determined by using the temperature sensor (for example, the fixing belt temperature sensor 410) always arranged in the fixing device 200, the configuration change is unnecessary, and the cost increase is avoided. can. Compared with the conventional method in which members such as rollers are replaced uniformly with the number of sheets used, it is possible to suppress the disposal of members in a state where they can still be used, and to use them until the functional life is reached.

また、本実施形態において、寿命診断制御部400は、上記冷間状態で定着ベルト201を一周以上回転させることにより寿命を判断するよう制御するようになっている。これにより、本実施形態では、冷間状態での回転駆動制御により定着ベルト201を一周周以上回転させることで、定着ベルト201の周方向の検知温度のバラツキを平均化できる。定着ベルト201を一周以上回転させるという条件下で長時間回転させるほど摩擦熱が多く発生し、トルクに対する感度が上がり、正確性が上昇する。 Further, in the present embodiment, the life diagnosis control unit 400 controls to determine the life by rotating the fixing belt 201 one or more turns in the cold state. Thereby, in the present embodiment, the variation in the detection temperature in the circumferential direction of the fixing belt 201 can be averaged by rotating the fixing belt 201 one or more turns by the rotation drive control in the cold state. The longer the fixing belt 201 is rotated under the condition that it is rotated more than once, the more frictional heat is generated, the higher the sensitivity to torque, and the higher the accuracy.

また、本実施形態において、寿命診断制御部400は、上記冷間状態で、定着ベルト201を通常印刷時の回転速度よりも速い回転速度で回転させるようになっている。これにより、本実施形態では、冷間状態での回転駆動制御によって定着ベルト201の回転速度を早くすることで、摩擦熱が多く発生し、定着装置200が寿命に達しているかどうかを短時間で判断することができる。 Further, in the present embodiment, the life diagnosis control unit 400 rotates the fixing belt 201 at a rotation speed higher than the rotation speed at the time of normal printing in the cold state. As a result, in the present embodiment, by increasing the rotation speed of the fixing belt 201 by the rotation drive control in the cold state, a large amount of frictional heat is generated, and whether or not the fixing device 200 has reached the end of its life can be determined in a short time. You can judge.

また、本実施形態において、寿命診断制御部400は、枚数カウンタ420の計数結果に基づき、定期的に、冷間状態での加圧ローラ203および定着ベルト201の回転のチェックを行うようになっている。これにより、本実施形態では、所定の印刷枚数に達したこと、記録材Sの搬送間隔(紙間史距離)が大きくなったことを目安に回転のチェックを行うことができ、定着装置200の経時変動を把握可能であり、精度の高い寿命診断を行うことができる。 Further, in the present embodiment, the life diagnosis control unit 400 periodically checks the rotation of the pressure roller 203 and the fixing belt 201 in a cold state based on the counting result of the number counter 420. There is. As a result, in the present embodiment, it is possible to check the rotation based on the fact that the predetermined number of prints has been reached and the transfer interval (historical distance between papers) of the recording material S has increased, and the fixing device 200 can be checked for rotation. It is possible to grasp the fluctuation with time and perform highly accurate life diagnosis.

また、本実施形態において、ニップ形成部材206は、金属板である構成を有する。これにより、本実施形態では、金属板の熱伝導で軸方向に温度が均一になり、微小な温度上昇を正しく計測することができる。 Further, in the present embodiment, the nip forming member 206 has a configuration of being a metal plate. As a result, in the present embodiment, the temperature becomes uniform in the axial direction due to the heat conduction of the metal plate, and a minute temperature rise can be accurately measured.

また、本実施形態において、定着ベルト温度センサ410は、非接触温度センサにより構成されている。この構成により、本実施形態では、定着ベルト201の温度を非接触で検知するため、摩擦力による定着ベルト201の温度上昇に影響を与えることなく、微小な温度上昇を正しく計測することができる。 Further, in the present embodiment, the fixing belt temperature sensor 410 is composed of a non-contact temperature sensor. With this configuration, in the present embodiment, the temperature of the fixing belt 201 is detected in a non-contact manner, so that a minute temperature rise can be accurately measured without affecting the temperature rise of the fixing belt 201 due to the frictional force.

また、本実形態に係る定着装置200は、定着ベルト201と、加圧ローラ203と、ハロゲンヒータ202A、202Bと、定着ベルト温度センサ410に加えて、寿命の診断タイミングに達したか否かを判定する診断タイミング判定手段403と、定着ベルト201の温度に基づいて寿命の診断に適した温度環境であるか否かを判定する温度環境判定手段404と、電源投入後、診断タイミングに達したと判定され、かつ、寿命の診断に適した温度環境であると判定されることにより、所定期間、ハロゲンヒータ202A、202Bによる加熱を停止した冷間状態で加圧ローラ203および定着ベルト201を回転させる診断時駆動制御を行う診断時駆動制御手段405と、所定期間中の定着ベルト温度センサ410により検知された定着ベルト201の温度変化と予め設定された寿命診断温度(a1、a2)とに基づいて寿命に達したか否かを判断する寿命診断手段406と、寿命に達したと判定された場合、その旨を報知する寿命報知手段407と、を有している。 Further, in the fixing device 200 according to the present embodiment, in addition to the fixing belt 201, the pressurizing roller 203, the halogen heaters 202A and 202B, and the fixing belt temperature sensor 410, whether or not the life diagnosis timing has been reached is determined. The diagnostic timing determining means 403 for determining, the temperature environment determining means 404 for determining whether or not the temperature environment is suitable for the life diagnosis based on the temperature of the fixing belt 201, and the diagnostic timing are reached after the power is turned on. The pressure roller 203 and the fixing belt 201 are rotated in a cold state in which heating by the halogen heaters 202A and 202B is stopped for a predetermined period by determining that the temperature environment is suitable for the diagnosis of the life. Based on the diagnostic drive control means 405 that performs diagnostic drive control, the temperature change of the fixing belt 201 detected by the fixing belt temperature sensor 410 during a predetermined period, and the preset life diagnosis temperature (a1, a2). It has a lifespan diagnosing means 406 for determining whether or not the life has been reached, and a lifespan notifying means 407 for notifying the fact when it is determined that the life has been reached.

この構成により、本実施形態に係る定着装置200は、適切な診断タイミングで確実に冷間状態としたうえで、加圧ローラ203との摩擦力により定着ベルト201を効率よく発熱させながら回転トルク推測のために好適な定着ベルト201の温度を検出することができ、推定した回転トルクから寿命を正確に判断することが可能となる。また、寿命に達したことをユーザーに報知することでいち早くその対応を促すことができる。 With this configuration, the fixing device 200 according to the present embodiment is surely kept in a cold state at an appropriate diagnosis timing, and then the rotation torque is estimated while efficiently generating heat of the fixing belt 201 by the frictional force with the pressure roller 203. Therefore, the temperature of the fixing belt 201 suitable for this can be detected, and the life can be accurately determined from the estimated rotational torque. In addition, by notifying the user that the life has reached the end of the life, it is possible to promptly promptly respond to the situation.

上述した構成により、本実施形態では、摺動定着を行う定着ベルト201を加圧ローラ203との摩擦力により効率よく発熱させ、その際の定着ベルト201の温度からトルク上昇値を推測して正確な寿命予測を可能にする定着装置200および画像形成装置100を提供することができる。 With the above-described configuration, in the present embodiment, the fixing belt 201 for sliding fixing is efficiently generated by the frictional force with the pressure roller 203, and the torque increase value is estimated from the temperature of the fixing belt 201 at that time to be accurate. It is possible to provide a fixing device 200 and an image forming device 100 that enable a long life prediction.

なお、本実施形態では、寿命診断制御部400は、診断タイミング判定手段403、温度環境判定手段404、診断時駆動制御手段405、寿命診断手段406、寿命報知手段407を有する構成としているが、本発明はこれに限らず、これらの構成要素の一部を削除したもの、追加したもの、あるいは、本実施形態とは構成が異なる各構成要素を採用したもの等、種々の変形が可能である。 In the present embodiment, the life diagnosis control unit 400 has a diagnosis timing determination means 403, a temperature environment determination means 404, a diagnosis drive control means 405, a life diagnosis means 406, and a life notification means 407. The invention is not limited to this, and various modifications are possible, such as one in which a part of these components is deleted, one in which a part of these components is added, or one in which each component having a structure different from that of the present embodiment is adopted.

(その他の実施形態)
本発明は、上記の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的範囲には、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々、設計変更した形態が含まれる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the technical scope of the present invention described in the claims includes various redesigned embodiments within the scope of the gist of the invention. Will be.

例えば、本発明では、図2に示す構造を有する定着装置200に代えて、図8に示す構造を有する定着装置200Aを採用した構成としてもよい。図8に示す定着装置200Aは、本発明の他の実施形態に係るものであり、ハロゲンヒータ202A、202Bの2本構成とする点は定着装置200と同じであるが、当該ハロゲンヒータ202A、202Bの配置位置が定着装置200とは異なっている。 For example, in the present invention, the fixing device 200A having the structure shown in FIG. 8 may be adopted instead of the fixing device 200 having the structure shown in FIG. The fixing device 200A shown in FIG. 8 relates to another embodiment of the present invention, and is the same as the fixing device 200 in that it has a two-piece configuration of halogen heaters 202A and 202B, but the halogen heaters 202A and 202B. The arrangement position of is different from that of the fixing device 200.

他の実施形態に係る定着装置200Aは、ステー部材207Aの一方の側にハロゲンヒータ202A、202Bが2本まとめて配置されている。また、定着装置200Aは、ステー部材207Aの構成、および当該ステー部材207Aに取り付ける反射部材209Aの構成が定着装置200と異なっている。なお、ハロゲンヒータの本数は、2本に限らず、1本でもよく、さらには、3本以上備えた構成としてもよい。 In the fixing device 200A according to another embodiment, two halogen heaters 202A and 202B are arranged together on one side of the stay member 207A. Further, the fixing device 200A is different from the fixing device 200 in the configuration of the stay member 207A and the configuration of the reflection member 209A attached to the stay member 207A. The number of halogen heaters is not limited to two, but may be one, and may be configured to include three or more.

以上説明したように、本発明に係る定着装置は、摺動定着を行うベルトを加圧部材との摩擦力により効率よく発熱させ、その際のベルトの温度からトルク上昇値を推測して正確な寿命予測を可能にするという効果を有する。よって、本発明に係る定着装置は、摺動定着機構を有する定着装置および該定着装置を搭載する画像形成装置全般に適用可能である。 As described above, in the fixing device according to the present invention, the belt for sliding fixing is efficiently generated by the frictional force with the pressurizing member, and the torque increase value is estimated from the temperature of the belt at that time to be accurate. It has the effect of enabling life prediction. Therefore, the fixing device according to the present invention can be applied to a fixing device having a sliding fixing mechanism and an image forming device generally equipped with the fixing device.

100 画像形成装置
200 定着装置
201 定着ベルト(ベルト)
203 加圧ローラ(加圧部材)
206 ニップ形成部材
202A、202B ハロゲンヒータ(熱源)
400 寿命診断制御部(寿命診断制御手段)
401 寿命診断データ記憶手段
402 温度検知手段
403 診断タイミング判定手段
404 温度環境判定手段
405 診断時駆動制御手段
406 寿命診断手段
407 寿命報知手段
410 定着ベルト温度センサ(温度検知部材)
413 機内温度センサ
420 枚数カウンタ
100 Image forming device 200 Fixing device 201 Fixing belt (belt)
203 Pressurized roller (pressurized member)
206 Nip forming member 202A, 202B Halogen heater (heat source)
400 Lifespan diagnosis control unit (lifespan diagnosis control means)
401 Life diagnosis data storage means 402 Temperature detection means 403 Diagnosis timing judgment means 404 Temperature environment judgment means 405 Drive control means at the time of diagnosis 406 Life diagnosis means 407 Life notification means 410 Fixing belt temperature sensor (temperature detection member)
413 In-flight temperature sensor 420 Sheet counter

特開2016-130823号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-130823

Claims (8)

可撓性を有する無端状のベルトと、
前記ベルトの外側に設けられ、前記ベルトに対向する加圧部材と、
前記ベルトの内側に設けられ、前記ベルトと前記加圧部材との間に定着ニップを形成するニップ形成部材と、
前記ベルトを加熱する熱源と、
前記ベルトの温度を検知する温度検知部材と、
寿命診断制御手段と、を備え、
前記寿命診断制御手段は、前記熱源による加熱を停止した冷間状態で、所定期間、前記加圧部材および前記ベルトを回転させて摩擦熱による前記ベルトの温度を測定し、前記ベルトの温度の昇温結果に基づいて寿命判断制御を行うことを特徴とする定着装置。
A flexible, endless belt and
A pressure member provided on the outside of the belt and facing the belt,
A nip forming member provided inside the belt and forming a fixing nip between the belt and the pressurizing member, and a nip forming member.
The heat source that heats the belt and
A temperature detecting member that detects the temperature of the belt and
With life diagnosis control means,
The life diagnosis control means rotates the pressurizing member and the belt for a predetermined period in a cold state in which heating by the heat source is stopped, measures the temperature of the belt due to frictional heat, and raises the temperature of the belt. A fixing device characterized in that life judgment control is performed based on the temperature result.
前記寿命診断制御手段は、前記冷間状態で、前記ベルトを一周以上回転させることにより前記寿命を判断するように制御することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the life diagnosis control means is controlled so as to determine the life by rotating the belt one or more turns in the cold state. 前記寿命診断制御手段は、前記冷間状態で、前記ベルトを通常印刷時の回転速度よりも速い回転速度で回転させることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the life diagnosis control means rotates the belt at a rotation speed higher than the rotation speed at the time of normal printing in the cold state. 前記寿命診断制御手段は、印刷枚数を計数する計数手段の計数結果に基づき、定期的に、前記冷間状態での前記加圧部材および前記ベルトの回転のチェックを行うことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The life diagnosis control means is characterized in that it periodically checks the rotation of the pressure member and the belt in the cold state based on the counting result of the counting means for counting the number of printed sheets. The fixing device according to 1. 前記ニップ形成部材は、金属板であることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the nip forming member is a metal plate. 前記温度検知部材は、非接触温度センサであることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the temperature detecting member is a non-contact temperature sensor. 可撓性を有する無端状のベルトと、
前記ベルトの外側に設けられ、前記ベルトの内側に設けられるニップ形成部材の配置位置で前記ベルトに対向する加圧部材と、
前記ベルトを加熱する熱源と、
前記ベルトの温度を検知する温度検知部材と、
当該定着装置の寿命を診断する診断タイミングに達したか否かを判定する診断タイミング判定手段と、
前記ベルトの温度に基づいて前記寿命の診断に適した温度環境であるか否かを判定する温度環境判定手段と、
電源投入後、前記診断タイミングに達したと判定され、かつ、前記寿命の診断に適した温度環境であると判定されることにより、所定期間、前記熱源による加熱を停止した冷間状態で前記加圧部材および前記ベルトを回転させる診断時駆動制御を行う診断時駆動制御手段と、
前記所定期間中の前記温度検知部材により検知された前記ベルトの温度変化と予め設定された寿命診断温度とに基づいて前記寿命に達したか否かを判断する寿命診断手段と、
前記寿命に達したと判定された場合、その旨を報知する報知手段と、
を有することを特徴とする定着装置。
A flexible, endless belt and
A pressurizing member provided on the outside of the belt and facing the belt at the arrangement position of the nip forming member provided on the inside of the belt.
The heat source that heats the belt and
A temperature detecting member that detects the temperature of the belt and
A diagnostic timing determining means for determining whether or not the diagnostic timing for diagnosing the life of the fixing device has been reached, and
A temperature environment determining means for determining whether or not the temperature environment is suitable for diagnosing the life based on the temperature of the belt, and
After the power is turned on, it is determined that the diagnosis timing has been reached, and the temperature environment is suitable for the diagnosis of the life, so that the heating is stopped in the cold state for a predetermined period. A diagnostic drive control means for performing diagnostic drive control to rotate the pressure member and the belt, and a diagnostic drive control means.
A life diagnosis means for determining whether or not the life has been reached based on the temperature change of the belt detected by the temperature detecting member during the predetermined period and the preset life diagnosis temperature.
When it is determined that the life has been reached, a notification means for notifying that fact and a notification means to that effect,
A fixing device characterized by having.
請求項1から請求項7までのいずれか一つに記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the fixing apparatus according to any one of claims 1 to 7.
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