JP2012189770A - Fixing device and image forming device - Google Patents
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Abstract
【課題】定着部材の回転時、非回転時いずれのときにも適正な温度を検出する。
【解決手段】回転する無端状ベルトの定着スリーブ21と、定着スリーブ21の外周面と当接する加圧ローラ31と、定着スリーブ21の内周側に配置され、定着スリーブ21を介して加圧ローラ31と当接してニップ部を形成する当接部材26と、定着スリーブ21の内周側に配置され、定着スリーブ21を加熱する加熱体30と、加熱体30の所定領域を加熱する面状発熱体22と、定着スリーブ21の外周側であって面状発熱体22が加熱体30を加熱する所定領域に対応する位置において定着スリーブ21の温度を検知する第1温度センサ32と、定着スリーブ21の外周側であって面状発熱体22が加熱体30を加熱する所定領域以外の領域であって、加熱体30が定着スリーブ21を加熱する所定領域に対応する位置において定着スリーブ21の温度を検知する第2温度センサ33と、を備える。
【選択図】図11An appropriate temperature is detected both when a fixing member is rotating and when it is not rotating.
A fixing sleeve 21 of a rotating endless belt, a pressure roller 31 in contact with the outer peripheral surface of the fixing sleeve 21, and an inner peripheral side of the fixing sleeve 21, and the pressure roller via the fixing sleeve 21. An abutting member 26 that abuts 31 and forms a nip, a heating element 30 that is disposed on the inner peripheral side of the fixing sleeve 21, and that heats the fixing sleeve 21; A first temperature sensor 32 that detects the temperature of the fixing sleeve 21 at a position corresponding to a predetermined region where the planar heating element 22 heats the heating body 30 on the outer peripheral side of the fixing sleeve 21, and the fixing sleeve 21. At a position corresponding to the predetermined area where the heating element 30 heats the fixing sleeve 21, which is an area other than the predetermined area where the planar heating element 22 heats the heating element 30. Comprising a second temperature sensor 33 for detecting the temperature of the sleeve 21.
[Selection] Figure 11
Description
本発明は、無端ベルト状の定着部材と加圧回転部材間のニップにおいて記録媒体上の形成画像に対する定着を行う定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device that fixes a formed image on a recording medium at a nip between an endless belt-shaped fixing member and a pressure rotating member, and an image forming apparatus including the fixing device.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙(用紙、記録媒体ともいう)に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。 Conventionally, various image forming apparatuses using an electrophotographic system have been devised as image forming apparatuses such as copying machines and printers, and are well known in the art. In the image forming process, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum as an image carrier, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum is developed with a toner as a developer to be visualized and developed. This is established by a process in which the transferred image is transferred onto a recording paper (also referred to as a paper or a recording medium) by a transfer device to carry the image, and a toner image on the recording paper is fixed by a fixing device using pressure or heat.
この定着装置では、対向するローラもしくはベルトもしくはそれらの組み合わせにより構成された定着部材及び加圧部材が当接してニップ部を形成するように配置されており、該ニップ部に記録紙を挟みこみ、熱および圧力を加え、前記トナー像を記録紙上に定着することを行っている。 In this fixing device, a fixing member and a pressure member constituted by opposing rollers or belts or a combination thereof are arranged so as to contact each other to form a nip portion, and a recording sheet is sandwiched in the nip portion, Heat and pressure are applied to fix the toner image on the recording paper.
前記定着装置の一例を挙げると、複数のローラ部材に張架された定着ベルトを定着部材として用いる技術が知られている(例えば、特許文献1)。このような定着ベルトを用いた装置は、定着部材としての定着ベルト(無端状ベルト)、定着ベルトを張架・支持する複数のローラ部材、複数のローラ部材のうち1つのローラ部材に内設されたヒータ、加圧ローラ(加圧部材)、等で構成されている。ヒータは、ローラ部材を介して定着ベルトを加熱する。そして、定着ベルトと加圧ローラとの間に形成されたニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される(ベルト定着方式)。 As an example of the fixing device, a technique using a fixing belt stretched around a plurality of roller members as a fixing member is known (for example, Patent Document 1). An apparatus using such a fixing belt is provided in a fixing belt (endless belt) as a fixing member, a plurality of roller members that stretch and support the fixing belt, and one of the plurality of roller members. And a heater, a pressure roller (pressure member), and the like. The heater heats the fixing belt via the roller member. Then, the toner image on the recording medium conveyed toward the nip formed between the fixing belt and the pressure roller is fixed on the recording medium by receiving heat and pressure at the nip. Belt fixing method).
また、上述した画像形成装置に用いられる定着装置において、回転体である定着部材の内面に摺接する固定部材を有している定着装置がある。例えば、特許文献2では、発熱体としてのセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム(定着フィルム)を挟ませて定着ニップ部を形成させ、前記定着ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入して、フィルムと一緒に挟持搬送させることで、ニップ部においてセラミックヒータの熱がフィルムを介して被記録材に与えられ、また、定着ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるフィルム加熱方式の定着装置が開示されている。このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができるとともに、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く(クイックスタート性)、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい(省電力)等の利点がある。 Further, in the fixing device used in the image forming apparatus described above, there is a fixing device having a fixing member that is in sliding contact with the inner surface of a fixing member that is a rotating body. For example, in Patent Document 2, a fixing nip portion is formed by sandwiching a heat-resistant film (fixing film) between a ceramic heater as a heating element and a pressure roller as a pressure member. A recording material on which an unfixed toner image to be image-fixed is formed and supported is introduced between the film and the pressure roller, and is nipped and conveyed together with the film. A film heating type fixing device is disclosed in which an unfixed toner image is fixed to a surface of a recording material by a pressure applied to a recording material through a fixing nip portion. This film heating type fixing device can be configured as an on-demand type device using a ceramic heater and a member having a low heat capacity as a film, and energizes the ceramic heater as a heat source only when the image forming apparatus performs image formation. Thus, it is only necessary to generate heat at a predetermined fixing temperature, the waiting time from the power-on of the image forming apparatus to the image forming executable state is short (quick start property), and the power consumption during standby is greatly reduced ( There are advantages such as (power saving).
また、特許文献3,4では、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ロールと、前記加熱定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルト(加圧ベルト)と、前記エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置されて、前記エンドレスベルトを前記加熱定着ロールに圧接させ、前記エンドレスベルトと前記加熱定着ロールとの間に記録紙が通過させられるベルトニップを設けると共に、前記加熱定着ロールの表面を弾性変形させる加圧パッドとを具備してなる加圧ベルト方式の画像定着装置が提案されている。この定着方式によれば、下の加圧部材をベルトにし、用紙とロールの接触面積を広げることで熱伝導効率を大幅に向上させ、エネルギー消費を抑制すると同時に小型化を実現することが可能となっている。 In Patent Documents 3 and 4, a rotatable heat-fixing roll whose surface is elastically deformed, an endless belt (pressure belt) that can run while being in contact with the heat-fixing roll, and a non-rotation inside the endless belt The endless belt is placed in pressure contact with the heat fixing roll, a belt nip is provided between the endless belt and the heat fixing roll to allow recording paper to pass, and the surface of the heat fixing roll is elastic. A pressure belt type image fixing device having a pressure pad to be deformed has been proposed. According to this fixing method, the lower pressure member is used as a belt, and the contact area between the paper and the roll is widened to greatly improve the heat conduction efficiency, and it is possible to reduce the energy consumption and at the same time realize the miniaturization. It has become.
しかしながら、上述した特許文献1記載の定着装置は、定着ローラを用いた装置に比べて装置の高速化に適しているものの、ウォームアップ時間(プリント可能な温度に達するまでに要する時間)やファーストプリント時間(プリント要求を受けた後にプリント準備を経てプリント動作をおこない排紙が完了するまでの時間)の短縮化に限界があった。 However, although the fixing device described in Patent Document 1 described above is suitable for speeding up the device as compared with a device using a fixing roller, the warm-up time (time required to reach a printable temperature) and the first print There is a limit to shortening the time (the time from when a print request is received to when the print operation is performed and the paper discharge is completed).
これに対して、特許文献2記載の定着装置は、低熱容量化によりウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化が可能になるとともに、装置の小型化も可能になる。しか、特許文献2記載の定着装置では、耐久性の問題と、ベルト温度安定性の問題があった。すなわち、熱源であるセラミックヒータとベルト内面の摺動による耐磨耗性が不十分であり、長時間運転すると連続摩擦を繰り返す面が荒れて摩擦抵抗が増大し、ベルトの走行が不安定になる、もしくは定着装置の駆動トルクが増大する等の現象が生じ、その結果、画像を形成する転写紙のスリップが生じ画像のずれが生じる、または駆動ギヤに係る応力が増大し、ギヤの破損を引き起こすという不具合が発生した(課題1)。また、フィルム加熱方式の定着装置では、ベルトをニップ部で局所的に加熱しているため回転するベルトがニップ入り口に戻ってくる際に、ベルト温度は最も冷えた状態になり、(特に高速回転を行うと)定着不良が出やすいという問題があった(課題2)。 On the other hand, the fixing device described in Patent Document 2 can reduce the warm-up time and the first print time by reducing the heat capacity, and also reduce the size of the device. However, the fixing device described in Patent Document 2 has a problem of durability and a problem of belt temperature stability. In other words, the wear resistance due to sliding between the ceramic heater, which is a heat source, and the inner surface of the belt is inadequate, and the surface that repeats continuous friction is roughened when operated for a long time, increasing the frictional resistance and making the belt run unstable. Or, a phenomenon such as an increase in the driving torque of the fixing device occurs, and as a result, the transfer paper forming the image slips and the image shifts, or the stress on the driving gear increases, causing damage to the gear. (Problem 1). In the film heating type fixing device, since the belt is locally heated at the nip portion, when the rotating belt returns to the nip entrance, the belt temperature becomes the coldest state (especially at high speed rotation). , There was a problem that fixing failure was likely to occur (Problem 2).
一方、特許文献3では、圧力パッドの表層に低摩擦シート(シート状摺動材)としてPTFEを含浸させたガラス繊維シート(PTFE含浸ガラスクロス)を用い、ベルト内面と固定部材の摺動性の問題を改善する手段が開示されている。しかし、このような加圧ベルト方式の定着装置(特許文献3,4)では、定着ローラの熱容量が大きく、昇温が遅いため、ウォームアップにかかる時間が長いという問題があった。(課題3)。 On the other hand, in Patent Document 3, a glass fiber sheet (PTFE-impregnated glass cloth) impregnated with PTFE as a low friction sheet (sheet-like sliding material) on the surface layer of the pressure pad is used, and the slidability of the belt inner surface and the fixing member is improved. Means for improving the problem are disclosed. However, such a pressure belt type fixing device (Patent Documents 3 and 4) has a problem that it takes a long time to warm up because the heat capacity of the fixing roller is large and the temperature rise is slow. (Problem 3).
以上のような課題1〜3に対して、特許文献5,6では、無端状の定着ベルトの内周側に配置される略パイプ状の対向部材(金属熱伝導体)と、前記対向部材の内周側に配置され該対向部材を加熱するセラミックヒータ等の抵抗発熱体とを設けることにより、定着ベルト全体を温めることを可能にし、ウォームアップ時間やファーストプリント時間を短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することのできる定着装置が提案されている。しかしながら、可撓性のある定着ベルトが回転走行中に金属熱伝導体から大きく離間する箇所が発生することがあり、その箇所では熱伝達が行われないことから、金属伝導体が過昇温の状態となってヤケが発生し定着ベルトの回転トルクが上昇する問題があった。 With respect to the above problems 1 to 3, in Patent Documents 5 and 6, a substantially pipe-shaped counter member (metal thermal conductor) disposed on the inner peripheral side of the endless fixing belt, and the counter member By providing a resistance heating element such as a ceramic heater that is disposed on the inner peripheral side and heats the opposing member, the entire fixing belt can be warmed, the warm-up time and the first print time can be shortened, and There has been proposed a fixing device that can solve the shortage of heat during high-speed rotation. However, there may be a part where the flexible fixing belt is largely separated from the metal heat conductor during rotation, and heat transfer is not performed at the part. There was a problem that burns occurred and the rotational torque of the fixing belt increased.
また、特許文献7では、無端状の定着ベルトと、該定着ベルトに圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧ローラと、前記定着ベルトの内周面側に固設されて当該定着ベルトを加熱する抵抗発熱体と、を備え、前記抵抗発熱体は、前記定着ベルトの内周面に対して圧接しないように微小ギャップで配設され、輻射熱で定着ベルト全体を加熱する定着装置が提案されている。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間をより短くし、装置を高速化した場合であっても定着不良や定着部材及び抵抗発熱体の磨耗・破損等の不具合が生じないようにすることができるものとしている。 In Patent Document 7, an endless fixing belt, a pressure roller that presses against the fixing belt to form a nip portion on which a recording medium is conveyed, and an inner peripheral surface of the fixing belt are fixed. A resistance heating element that heats the fixing belt, and the resistance heating element is disposed in a minute gap so as not to be in pressure contact with the inner peripheral surface of the fixing belt, and heats the entire fixing belt with radiant heat. A device has been proposed. As a result, even when the warm-up time and the first print time are shortened and the apparatus is speeded up, it is possible to prevent problems such as defective fixing and wear and damage of the fixing member and the resistance heating element. It is supposed to be.
しかしながら、特許文献7記載の定着装置では、加熱効率の低下を抑制するために定着ベルトと抵抗発熱体とを近接した状態に配置していることから、可撓性のある定着ベルトが回転走行する際には部分的に抵抗発熱体と接触することがあり、その接触部分の伝熱によって定着ベルトが不均一に加熱されて温度ムラが発生することがあった。 However, in the fixing device described in Patent Document 7, since the fixing belt and the resistance heating element are disposed close to each other in order to suppress a decrease in heating efficiency, the flexible fixing belt rotates. In some cases, it may partially come into contact with the resistance heating element, and the fixing belt may be heated non-uniformly due to heat transfer at the contact portion, resulting in temperature unevenness.
また、特許文献7記載の定着装置においては、加圧ローラの回転、振動に起因する応力が抵抗発熱体に繰り返し作用して、前記抵抗発熱体の屈曲が繰り返し行われるようになるが、該抵抗発熱体が金属材料からなるものであるため、繰り返しの屈曲による疲労破壊により断線して定着ベルトの適切な加熱が行われないことがあった。 In the fixing device described in Patent Document 7, stress due to rotation and vibration of the pressure roller repeatedly acts on the resistance heating element, and the resistance heating element is repeatedly bent. Since the heating element is made of a metal material, the fixing belt may not be heated properly due to disconnection due to fatigue failure due to repeated bending.
ところで、定着装置においては、定着部材の温度を温度センサで検出して、その検出結果に基づいて定着部材を加熱する加熱手段の制御を行っている。例えば、温度センサを定着部材の回転方向に1つ設置し、そのセンサ出力値に基づいて温度制御が行われている。また、例えば、定着部材の軸方向中央部の加熱手段に対してサーモパイルで制御、軸方向端部の加熱手段に対して非接触サーミスタで温度制御が行われている。 By the way, in the fixing device, the temperature of the fixing member is detected by a temperature sensor, and the heating means for heating the fixing member is controlled based on the detection result. For example, one temperature sensor is installed in the rotation direction of the fixing member, and temperature control is performed based on the sensor output value. Further, for example, the heating means at the central portion in the axial direction of the fixing member is controlled with a thermopile, and the temperature control is performed with respect to the heating means at the axial end portion with a non-contact thermistor.
しかしながら、定着部材の非回転時等において、定着部材の内周側に設けられる部材である内部部材(加熱体)が加熱により、局所的な熱膨張が生じ、変形する場合があり、このような場合に、適正な温度検知を行うことができず、温度制御を正確に行うことができないという問題があった。 However, when the fixing member is not rotated, the internal member (heating body) which is a member provided on the inner peripheral side of the fixing member may be locally deformed due to heating, and may be deformed. In such a case, there is a problem that proper temperature detection cannot be performed and temperature control cannot be performed accurately.
そこで本発明は、以上の従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、無端ベルト状の定着部材を局所的に加熱する定着装置において、第1温度検知手段と、第2温度検知手段とをそれぞれ適切に配置することにより、定着部材の回転時、非回転時いずれのときにも適正な温度を検出でき、温度制御を行うことができる定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and in a fixing device that locally heats an endless belt-shaped fixing member, a first temperature detecting means and a second temperature detecting means are provided. Provided are a fixing device capable of detecting an appropriate temperature and controlling the temperature both when the fixing member is rotated and when the fixing member is not rotated by appropriately arranging the fixing member, and an image forming apparatus including the fixing device. For the purpose.
かかる目的を達成するため、請求項1に記載の定着装置は、回転する無端状ベルトの定着部材と、定着部材の外周面と当接する加圧部材と、定着部材の内周側に配置され、該定着部材を介して加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材と、定着部材の内周側に配置され、定着部材と当接して該定着部材を加熱する加熱体と、加熱体の所定領域を加熱する発熱体と、定着部材の外周側であって発熱体が加熱体を加熱する所定領域に対応する位置において定着部材の温度を検知する第1温度検知手段と、定着部材の外周側であって発熱体が加熱体を加熱する所定領域以外の領域であって、加熱体が定着部材を加熱する所定領域に対応する位置において定着部材の温度を検知する第2温度検知手段と、を備えるものである。 In order to achieve such an object, the fixing device according to claim 1 is disposed on a fixing member of a rotating endless belt, a pressure member in contact with an outer peripheral surface of the fixing member, and an inner peripheral side of the fixing member, A contact member that contacts the pressure member via the fixing member to form a nip portion; a heating element that is disposed on the inner peripheral side of the fixing member and that heats the fixing member by contacting the fixing member; A heating element that heats a predetermined region of the body, a first temperature detection unit that detects the temperature of the fixing member at a position corresponding to the predetermined region where the heating element heats the heating body on the outer peripheral side of the fixing member, and a fixing member And a second temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing member at a position corresponding to the predetermined area where the heating body heats the fixing member, except for the predetermined area where the heating element heats the heating body. Are provided.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の定着装置において、発熱体は、シート状の面状発熱体であるものである。 According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the heating element is a sheet-like planar heating element.
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の定着装置において、加熱体は、面状発熱体を定着部材とは反対側から支持する発熱体支持部材と、定着部材の回転状態を支持する回転支持部材と、からなるものである。 According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the second aspect, the heating element includes a heating element support member that supports the planar heating element from a side opposite to the fixing member, and a rotation state of the fixing member. And a rotation support member that supports
また、請求項4に記載の発明は、請求項1から3までのいずれかに記載の定着装置において、第1温度検知手段は、加熱体の非変形時、および加熱体の熱膨張による変形時の双方において、加熱体に対して所定のギャップを有して設けられるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects, the first temperature detecting means is not deformed by the heating body and is deformed by thermal expansion of the heating body. In both cases, the heater is provided with a predetermined gap.
また、請求項5に記載の発明は、請求項1から4までのいずれかに記載の定着装置において、第1温度検知手段は、発熱体が加熱体を加熱する所定領域のうち最も温度が高くなる領域に相当する位置に設けられるものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fourth aspects, the first temperature detecting means has the highest temperature in a predetermined region where the heating element heats the heating element. It is provided at a position corresponding to the region.
また、請求項6に記載の発明は、請求項1から5までのいずれかに記載の定着装置において、第2温度検知手段は、第1温度検知手段の設置位置を基準位置とした場合に、該基準位置から定着部材の回転中心に対して、定着部材の回転方向上流側に80°〜110°の位置に設置されるものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fifth aspects, the second temperature detecting unit is configured such that the installation position of the first temperature detecting unit is a reference position. The fixing member is installed at a position of 80 ° to 110 ° upstream of the rotation direction of the fixing member with respect to the rotation center of the fixing member.
また、請求項7に記載の発明は、請求項1から6までのいずれかに記載の定着装置において、第1温度検知手段は、定着部材の軸方向の位置に応じて、軸方向に所定の傾きを有して設けられるものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to sixth aspects, the first temperature detecting means is predetermined in the axial direction in accordance with the axial position of the fixing member. It is provided with an inclination.
また、請求項8に記載の画像形成装置は、請求項1から7までのいずれかに記載の定着装置を備えるものである。 An image forming apparatus according to an eighth aspect includes the fixing device according to any one of the first to seventh aspects.
また、請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の画像形成装置において、定着部材の回転時に第1温度検知手段からの出力値に基づいて温度制御を行い、定着部材の非回転時に第2温度検知手段からの出力値に基づいて温度制御を行うものである。 According to a ninth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the eighth aspect, the temperature is controlled based on an output value from the first temperature detecting means when the fixing member is rotated, and when the fixing member is not rotated. Temperature control is performed based on the output value from the second temperature detection means.
また、請求項10に記載の発明は、請求項8に記載の画像形成装置において、第1温度検知手段および第2温度検知手段からの出力値に基づいて、いずれの温度検知手段を用いて温度制御を行うかを決定するものである。 According to a tenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the eighth aspect, based on the output values from the first temperature detecting means and the second temperature detecting means, any temperature detecting means is used. This is to determine whether to perform control.
本発明によれば、定着部材の回転時、非回転時いずれのときにも適正な温度を検出でき、温度制御を行うことができる。 According to the present invention, an appropriate temperature can be detected and temperature control can be performed both when the fixing member rotates and when it does not rotate.
以下、本発明に係る構成を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration according to the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
(定着装置の基本構成)
先ず、本発明に係る定着装置の前提となる参考例(基本構成)について説明する。図1は、本発明に係る定着装置の前提となる参考例の構成を示す断面図である。図1に示すように、定着装置50は、回転する無端状ベルトからなる定着部材(定着スリーブ21(定着回転体ともいう))と、前記定着部材の外周面と当接する加圧部材(加圧ローラ31(加圧回転体ともいう))と、前記定着部材の内周側に配置され、該定着部材を介して前記加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材(当接部材26)と、前記定着部材の内周側に該定着部材と当接して配置され、前記定着部材を加熱する面状発熱体(面状発熱体22)と、前記定着部材の内周側に該定着部材との間に前記面状発熱体を挟むように配置され、該面状発熱体を所定位置で支持する発熱体支持部材(発熱体支持部材23)と、定着スリーブ21の内周側に設けられ、回転する定着スリーブ21を支持するパイプ形状の回転支持部材(回転支持部材27)と、回転支持部材27の内周側であってニップ部下流側に配置されるようにコア保持部材28のH型外面に設けられる断熱支持部材(断熱支持部材29)と、を備える。
(Basic configuration of fixing device)
First, a reference example (basic configuration) which is a premise of the fixing device according to the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a reference example which is a premise of a fixing device according to the present invention. As shown in FIG. 1, the fixing
ここで、定着スリーブ21は、軸方向が通紙される記録媒体Pの幅に対応する長さを有し、可撓性を有するパイプ形状の無端状ベルトであり、例えば、厚さが30〜50μmの金属材料からなる基材上に少なくとも離型層を形成したものであって、外径が30mmになっている。なお、以降、図2(a)に示すように、定着スリーブ21のパイプ長手方向を軸方向と、図2(b)に示すように、定着スリーブ21のパイプ円周方向を周方向と称する。
Here, the fixing
定着スリーブ21の基材を形成する材料としては、鉄、コバルト、ニッケル、又はこれらの合金等の伝熱性のよい金属材料を用いることができる。
As a material for forming the base material of the fixing
定着スリーブ21の離型層は、PFA等のフッ素化合物をチューブ状に被覆したものであって、その厚さは50μmになっている。離型層は、記録媒体P上のトナー像(トナー)Tが直接的に接する定着スリーブ21表面のトナー離型性を高めるためのものである。
The release layer of the fixing
加圧ローラ31は、アルミニウム、銅等の金属材料からなる芯金上に、シリコンゴム(ソリッドゴム)等の耐熱性弾性層、離型層が順次形成されたものであって、外径が30mmになっている。弾性層は、肉厚が2mm〜3mmとなるように形成されている。離型層は、PFAチューブを被覆したものであって、厚さが50μmになるように形成されている。また、芯金内には必要に応じてハロゲンヒータなどの発熱体を内蔵してもよい。また、加圧ローラ31は、加圧手段(不図示)により定着スリーブ21を介して当接部材26に圧接され、その圧接部は、定着スリーブ21側が凹んだニップ部を形成している。そして、このニップ部に、記録媒体Pが搬送されることになる。
The
また、加圧ローラ31は、定着スリーブ21に圧接した状態で不図示の駆動機構により回転駆動され(図1において時計回り方向に回転)、この加圧ローラ31の回転に伴って定着スリーブ21が回転することになる(図1において反時計回り方向に回転)。
Further, the
当接部材26は、定着スリーブ21の軸方向に長さを有し、少なくとも定着スリーブ21を介して加圧ローラ31と圧接する部分がフッ素系ゴムなどの耐熱性を有する弾性体からなるものであり、コア保持部材28により定着スリーブ21の内周側の所定位置に保持された状態で固定されている。また、当接部分26の定着スリーブ21の内周面と接する部分はテフロン(登録商標)シートなどの摺動性及び耐磨耗性の優れた材料からなるものとするとよい。
The
コア保持部材28は、金属などの板材が板金加工されてなり、定着スリーブ21の軸方向の長さに対応する長さを有し断面がH型形状の剛性部材であり、定着スリーブ21の内周側の略中心部分に配置されるものである。
The
また、コア保持部材28は、定着スリーブ21の内周側に配置される種々の部材を所定位置に保持するものであり、例えばコア保持部材28のH型の一方(加圧ローラ31に対向する側)のくぼんだ部分に当接部材26を収納保持し、当接部材26が加圧ローラ31により加圧されても大きく変形しないようにニップ部とは反対面側から支持している。また、コア保持部材28は、当接部材26を該コア保持部材28から加圧ローラ31側に少し突出するように保持しており、ニップ部でコア保持部材28が定着スリーブ21に接触しないように配置されている。
The
また、コア保持部材28のH型の他方(加圧ローラ31側とは反対側)のくぼんだ部分に、定着スリーブ21の軸方向の長さに対応する長さを有し断面がT字型形状の端子台ステイ24及び端子台ステイ24上に延設され外部からの電力を供給する給電線25を収納保持している。さらに、コア保持部材28のH型の外面に発熱体支持部材23を保持している。図1では、定着スリーブ21の下方半周分(ニップ部の入側半周分)の領域で発熱体支持部材23を保持している。その際、組み立て性を勘案して発熱体支持部材23とコア保持部材28を接着してもよい。あるいは発熱体支持部材23側からコア保持部材28側への伝熱を防止するために、両者を非接着としてもよい。
In addition, a concave portion of the other of the H shapes of the core holding member 28 (the side opposite to the
また、コア保持部材28は、パイプ形状の回転支持部材27のそのパイプ周面が軸方向に切断されてできた端部をニップ部の周方向前後で拘持することにより、該回転支持部材27を保持している。なお、回転支持部材27の軸方向両端は定着装置50のフレームを構成する側板で保持されている。
The
発熱体支持部材23は、面状発熱体22を定着スリーブ21の内周面と当接させて配置するために該面状発熱体22を支持するものである。そのため、発熱体支持部材23は、断面形状を円形とした定着スリーブ21の内周面に沿った所定の弧の長さの外周面を有している。
The heating
また、発熱体支持部材23は、面状発熱体22の発熱に耐えるだけの耐熱性と、回転走行する定着スリーブ21が面状発熱体22に接触した際に変形することなく面状発熱体22を支持するだけの強度と、面状発熱体22の熱をコア保持部材28側に伝えずに、定着スリーブ21側に伝えるようにする断熱性と、を有することが好ましく、例えばポリイミド樹脂の発泡成形体であることが好ましい。なお、面状発熱体22が定着スリーブ21の内周面と当接する構成の場合、回転走行する定着スリーブ21が面状発熱体22をニップ部側に引っ張る力が該面状発熱体22に作用するため、発熱体支持部材23は変形することなく面状発熱体22を支持するだけの強度が必要になるが、この場合にもポリイミド樹脂の発泡成形体が好適である。また、このポリイミド樹脂の発泡体の内部に補助的にソリッドの樹脂部材を設けて剛性を向上させるようにしてもよい。
Further, the heating
面状発熱体22は、図3に示すように、絶縁性を有する基層22a上に、耐熱性樹脂中に導電性粒子が分散されてなる抵抗発熱層22bと、該抵抗発熱層22bに電力を供給する電極層22cと、が形成され、定着スリーブ21の軸方向、周方向に対応して所定の幅及び長さをもち可撓性を示す発熱シート22sを有する。また、基層22a上には、抵抗発熱層22bと隣接する別の給電系統の電極層22cとの間や発熱シート22sの縁部分と外部との間を絶縁する絶縁層22dが設けられている。なお、面状発熱体22は、発熱シート22sの端部で電極層22cに接続され、給電線25から供給される電力を該電極層22cに供給する電極端子22e(不図示、後述)を備える。
As shown in FIG. 3, the
また、発熱シート22sの厚さは0.1〜1mm程度であり、少なくとも発熱体支持部材23の外周面に沿って巻きつけることができる程度の可撓性を有している。
Further, the thickness of the
ここで、基層22aは、PETまたはポリイミド樹脂などのある程度の耐熱性を有する樹脂からなる弾性体フィルムであり、このうちポリイミド樹脂からなるフィルム部材であることが好ましい。これにより、耐熱性と、絶縁性と、ある程度の柔軟性(可撓性)を備える。
Here, the
抵抗発熱層22bは、ポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂中にカーボン粒子や金属粒子などの導電性粒子が均一に分散してなる導電性を有する薄膜であり、通電されると内部抵抗によりジュール熱として発熱する構成となっている。このような抵抗発熱層22bは、ポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂の前駆体中にカーボン粒子や金属粒子などの導電性粒子を分散させた塗料を基層22a上に塗布して成膜するとよい。
The
また、抵抗発熱層22bは、基層22a上にまずカーボン粒子や金属粒子からなる薄膜の導電層が形成され、ついでその導電層上にポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂からなる絶縁性薄膜を積層して一体化したものであってもよい。
The
なお、抵抗発熱層22bに使用するカーボン粒子は、通常のカーボンブラック粉末でもよいが、カーボンナノファイバ、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイルの少なくともいずれかからなるカーボンナノ粒子であってもよい。
The carbon particles used for the
また、金属粒子は、Ag、Al、Niなどからなる粒子であり、その形状は粒状であってもよいし、フィラメント状であってもよい。 Further, the metal particles are particles made of Ag, Al, Ni, etc., and the shape thereof may be granular or may be a filament shape.
絶縁層22dは、ポリイミド樹脂などの基層22aと同じ耐熱性樹脂からなる絶縁材料を塗布により形成するとよい。
The insulating
電極層22cは、導電性インクやAgなどの導電性ペーストなどを塗布して形成したものでもよいし、金属箔や金属網などを接着して形成したものであってもよい。
The
面状発熱体22を構成する発熱シート22sは、厚みの薄いシートであることから熱容量が小さく、急速な加熱が可能であり、その発熱量は抵抗発熱層22bの体積抵抗率によって任意に設定できる。すなわち、抵抗発熱層22bを構成する導電性粒子の構成材料、形状、大きさ、分散量などにより発熱量を調整することが可能であり、例えば単位面積当りの発熱量35W/cm2で、総電力1200W程度の出力が得られる面状発熱体22の実現が可能である。この場合、発熱シート22sは、例えば幅(軸方向)20cm、長さ(周方向)2cm程度のサイズとなる。
Since the
また、面状発熱体22としてステンレスなどの金属フィラメントからなるものを用いた場合、フィラメントの存在により面状発熱体の表面には凹凸が生じていることから、本発明のように定着スリーブ21の内周面と摺動させると、表面が容易に磨耗してしまうが、本発明で使用する発熱シート22sは前述のように表面に凹凸がなく平坦であることから、定着スリーブ21の内周面との摺動に対して優れた耐久性を示す。またさらに、発熱シート22sの抵抗発熱層22b表面にフッ素系樹脂をコーティングすると、定着スリーブ21の内周面との接触に対する耐久性がさらに向上するので好ましい。
When the
なお、発熱シート22sの定着スリーブ21内周面における配置領域としては、定着スリーブ21の内周面のニップ部とは反対側の位置からニップ部手前までにかけて任意の位置に配置してよい。
In addition, as an arrangement | positioning area | region in the fixing
次に、本発明で使用する面状発熱体22における発熱シート22sの詳細構成について説明する。発熱シート22sは、基層22aの主面上全面あるいはある1つの領域に抵抗発熱層22bが形成されたものでもよいが、基層22aの主面上で任意に区画された複数の領域それぞれに、抵抗発熱層22bが独立して発熱可能に形成されてなることが好ましい。図4〜図6に、その構成例を示す。
Next, the detailed structure of the
図4(a)は、面状発熱体22の構成例(1)を示す上面図である。ここでは、面状発熱体22を発熱体支持部材23に貼り付ける前の状態で平坦面上に展開し上から見た状態を示している。また、図中横方向は、定着スリーブ21の軸方向に対応する幅方向であり、縦方向は定着スリーブ21の周方向に対応する長さ方向となっている。
FIG. 4A is a top view showing a configuration example (1) of the
図4(a)において、発熱シート22sは、その主面上について概略として幅方向(軸方向)で3分割され、さらに長さ方向(周方向)で2分割された6つの分割領域が形成されている。ここで、6つの分割領域を、長さ方向(周方向)が行成分、幅方向(軸方向)が列成分からなる行列マトリクスとして見たとき(図4(b))、(1,2)成分の分割領域(定着スリーブ21の軸方向中央部に対応する領域)に所定幅と長さをもつ抵抗発熱層22b1が形成され、(2,1)成分及び(2,3)成分の分割領域(定着スリーブ21の軸方向両端部に対応する領域それぞれ)に所定幅と長さをもつ抵抗発熱層22b2が形成されている。
In FIG. 4A, the
また、(1,1)成分及び(1,3)成分の分割領域には、抵抗発熱層22b1に接続された電極層22cが形成されており、さらにそれぞれの電極層22cには発熱シート22sの一辺(図中下方の一辺)から延設された電極端子22e1が設けられ、第1の発熱回路が形成されている。
In addition, an
また、(2,2)成分の分割領域には、2つの抵抗発熱層22b2間を接続する電極層22cが形成され、さらに、2つの抵抗発熱層22b2それぞれには発熱シート22sの長さ方向(周方向)であって前記一辺(図中下方の一辺)側に延びる電極層22cが接続され、またさらにこれらの電極層22cそれぞれには発熱シート22sの該一辺から延設された電極端子22e2が設けられ、第2の発熱回路が形成されている。
In addition, an
また、前記第1の発熱回路と第2の発熱回路の間には両者のショートを防ぐ絶縁層22dが設けられている。
In addition, an insulating
図4(a)の構成の面状発熱体22において、電極端子22e1から通電すると、抵抗発熱層22b1の内部抵抗によりジュール熱として発熱し、電極層22cでは低抵抗のために発熱しないことから、発熱シート22sの(1,2)成分の分割領域のみが発熱することになり、定着スリーブ21の軸方向中央部を加熱することができる。
In the
また、電極端子22e2から通電すると、抵抗発熱層22b2の内部抵抗によりジュール熱として発熱し、電極層22cでは低抵抗のために発熱しないことから、発熱シート22sの(2,1)成分及び(2,3)成分の分割領域のみが発熱することになり、定着スリーブ21の軸方向両端部を加熱することができる。
Further, when energized from the electrode terminal 22e2, heat is generated as Joule heat due to the internal resistance of the resistance heating layer 22b2, and the
したがって、定着装置50に小サイズ(狭い幅)の記録媒体Pが通紙される際には、電極端子22e1にのみ通電して、定着スリーブ21の軸方向中央部のみを加熱し、広い幅の記録媒体Pが通紙される際には、電極端子22e1及び22e2に通電して、定着スリーブ21の軸方向全幅を加熱することにより、エネルギー消費を抑えつつ記録媒体Pの幅に応じて適切な定着が可能となる。また、記録媒体Pのサイズに応じて面状発熱体22の発熱量を制御できるので、小サイズ紙を連続して通紙しても非通紙部の温度が過度に上昇することなく、部材保護のための機器停止や生産性の低下を招くことがないようにすることができる。さらに、その異なる発熱部位の位置関係を一体の面状発熱体22で提供することにより別体の発熱体で構成するよりも軸方向の温度偏差の少ない発熱体とすることができる。
Therefore, when a small-size (narrow width) recording medium P is passed through the fixing
なお、発熱シート22sにおいて、それぞれの抵抗発熱層22b1,22b2の端部では、絶縁層22dや比較的熱伝導率の高い電極層22cへの熱の流出が発生するために発熱量が低くなる傾向にある。そのため、図4(a)のように、発熱シート22sの幅方向(軸方向)において中央の抵抗発熱層22b1と端部の抵抗発熱層22b2の境目を同一面とする構成であると、電極端子22e1及び22e2に通電した場合に、定着スリーブ21の軸方向の温度分布として抵抗発熱層22b1と抵抗発熱層22b2の境界で温度低下が生じ、定着不良等の異常画像が発生していた。そこで、図5または図6の構成を採用し、この不具合を改善することが好ましい。
In addition, in the
図5は、面状発熱体22の構成例(2)を示す上面図である。図5に示す面状発熱体22の基本的構成は、図4(a)に示すものと同じであるが、抵抗発熱層22b1と抵抗発熱層22b2のお互いの一部が発熱シート22sの幅方向(軸方向)で重なり合ってオーバーラップ領域を形成している点で相違する。これにより、電極端子22e1及び22e2に通電した場合の抵抗発熱層22b1と抵抗発熱層22b2の境界での温度低下を防ぐことができる。
FIG. 5 is a top view showing a configuration example (2) of the
図6は、面状発熱体22の構成例(3)を示す上面図である。図6に示す面状発熱体22の基本的構成は、図5に示すものと同じであるが、抵抗発熱層22b1と抵抗発熱層22b2のオーバーラップ領域において、抵抗発熱層22b1,22b2それぞれと電極層22cとの境界線を長さ方向(周方向)に対してお互いに異なる方向に傾斜させて、抵抗発熱層22b1,22b2の重なり合う量を調整している点で相違する。
FIG. 6 is a top view showing a configuration example (3) of the
これは、図5の構成では抵抗発熱層22b1,22b2の重なり合う領域の面積比は幅方向(軸方向)で一定であり、その重なり合う幅のばらつきに伴い発熱量のばらつきも大きくなってしまうという不具合があるが、図6の構成では、抵抗発熱層22b1,22b2の重なり合う領域における面積比が幅方向(軸方向)で一定の割合で変化するようにして発熱分布の調整及び部品ばらつきの影響を低減させ、軸方向全体での温度均一性の改善を図り、図5の構成で生じる不具合を改善している。 This is because the area ratio of the overlapping regions of the resistance heating layers 22b1 and 22b2 is constant in the width direction (axial direction) in the configuration of FIG. 5, and the variation in the amount of heat generation increases as the overlapping width varies. However, in the configuration of FIG. 6, the area ratio in the overlapping region of the resistance heating layers 22b1 and 22b2 changes at a constant rate in the width direction (axial direction) to reduce the influence of adjustment of heat generation distribution and component variations. Thus, the temperature uniformity in the entire axial direction is improved, and the problem caused by the configuration of FIG. 5 is improved.
以上のような図4〜図6の構成の発熱シート22sは、まず基層22a主面上の抵抗発熱層22b1,22b2に当る領域のみを露出させて塗布により抵抗発熱層22b1,22b2を形成し、ついで絶縁層22dに当る領域のみを露出させた状態で塗布により耐熱性樹脂のみからなる絶縁層22dを形成し、ついで電極層22cに当る領域のみを露出させて導電ペーストを塗布して電極層22cを形成することにより可能である。したがって、抵抗発熱層22b1,22b2に当る領域の露出形状を調整することにより、任意の形状の抵抗発熱層22b1,22b2を形成することができる。
In the
また、定着装置50で使用する面状発熱体22は、複数の発熱シート22sが積層されてなり、該複数の発熱シート22sはそれぞれの基層22aの主面上の任意の領域に、抵抗発熱層22bが独立して発熱可能に形成されてなることが好ましい。図7に、その具体的構成を示す。
Further, the
図7は、面状発熱体22の構成例(4)を示す分解斜視図である。図7において、面状発熱体22は、図中上から順に、第1の発熱シート22s、絶縁層22dからなる絶縁シート、第2の発熱シート22sが積層されてなるものである。
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a configuration example (4) of the
ここで、第1の発熱シート22sは、その主面が幅方向(軸方向)に3分割されており、中央の分割領域に抵抗発熱層22b1が形成され、その両側の分割領域それぞれに該抵抗発熱層22b1に接続された電極層22cが形成されている。また、第2の発熱シート22sは、その主面が幅方向(軸方向)に5分割されており、幅方向(軸方向)の2番目と4番目の分割領域に抵抗発熱層22b2が形成され、残りの分割領域それぞれに該抵抗発熱層22b2に接続された電極層22cが形成されている。
Here, the main surface of the first
この第1の発熱シート22sと第2の発熱シート22sが絶縁層22dからなる絶縁シートを挟んで重ね合わされており、第1の発熱シート22sには独立した第1の発熱回路が形成され、第2の発熱シート22sには独立した第2の発熱回路が形成されている。
The first
これにより、第1の発熱回路に通電すると、抵抗発熱層22b1の内部抵抗によりジュール熱として発熱し、第1の発熱シート22sの幅方向(軸方向)中央領域のみが発熱することになり、定着スリーブ21の軸方向中央部を加熱することができる。また、第2の発熱回路に通電すると、抵抗発熱層22b2の内部抵抗によりジュール熱として発熱し、第2の発熱シート22sの幅方向(軸方向)両端部領域のみが発熱することになり、定着スリーブ21の軸方向両端部を加熱することができる。
As a result, when the first heat generating circuit is energized, heat is generated as Joule heat by the internal resistance of the resistance heat generating layer 22b1, and only the central region in the width direction (axial direction) of the first
図4〜図6に示した面状発熱体22のように、長さ方向(周方向)の分割まで行うと必要な発熱量を確保するために面状発熱体22全体の面積が大きくなり、小径の定着スリーブ21に対応できなくなる場合がある。そこで、図7に示すように面状発熱体22の厚さ方向に異なる発熱部位の発熱シート22sを積層することにより、図4〜図6に示した面状発熱体22と同様に異なる発熱分布を得られる面状発熱体22を実現しつつ、省スペース(小サイズ化)で高出力化を図ることが可能となる。
Like the
ところで、定着装置50では、回転時はニップ部で加圧ローラ31に引っ張られることから、ニップ部の上流側の定着スリーブ21は張力が付与された張り側となり、定着スリーブ21の内周面は発熱体支持部材23に圧接した状態で面状発熱体22と摺動する。一方で、ニップ部の下流側では定着スリーブ21に張力は作用しておらず弛んだ状態となっており、この状態のまま装置の高速化を図ろうとすると、ニップ部の下流側の定着スリーブ21の弛む程度がひどくなり、定着スリーブ21の回転走行安定性に支障が出てくることになる。
By the way, in the fixing
そこで、定着装置50において、定着スリーブ21の内周側であって少なくとも前記ニップ部下流側で、該定着スリーブ21の回転状態を支持する回転支持部材27を備えることが好ましい。
Therefore, the fixing
回転支持部材27は、例えば厚さ0.1〜1mmの鉄、ステンレス等の薄肉金属からなるパイプ形状のものであり、その外径が定着スリーブ21の内径よりも直径で0.5〜1mm程度小さいものとなっている。また、回転支持部材27のパイプ円周上において、少なくともニップ部とは反対側の位置からニップ部入り口近傍にかけては定着スリーブ21の内周面が回転支持部材27の外周面に当接している。また、回転支持部材27の外周面においてニップ部側が軸方向に切断されて開口しており、その端部がコア保持部材28側に折り込まれて、ニップ部に接触しないようになっている。
The
また、回転支持部材27は、図8に示すように、ニップ部の上流側の一定領域の外周面が除去されて開口部27aが設けられている。これにより、図9に示すように、定着スリーブ21の内部機構部を構成した場合に、開口部27aから面状発熱体22の全面が露出するとともに面状発熱体22の表面が回転支持部材27の外周面と同じ面(面イチ)となる、あるいは若干回転支持部材27の外周面から突出して配置されるようになり、該面状発熱体22が定着スリーブ21の内周面に接触するようになる。
Further, as shown in FIG. 8, the
したがって、面状発熱体22(発熱シート22s)は、発熱体支持部材23に支持されて、定着スリーブ21の内周面と接触して配置され、定着スリーブ21を効率的に加熱することが可能である。
Accordingly, the sheet heating element 22 (
以上の構成のように、回転支持部材27により定着スリーブ21の回転走行安定性が確保できるだけでなく、定着スリーブ21を剛性の高い金属製の回転支持部材27で支持できるので組立上のハンドリングが容易である。
As described above, the
断熱支持部材29は、ニップ部出側で、回転支持部材27を介して定着スリーブ21の熱に耐えるだけの耐熱性と、定着スリーブ21と接触する回転支持部材27からの熱流出(損失)を防ぐ断熱性と、回転走行する定着スリーブ21が回転支持部材27に接触した際に変形することがないように回転支持部材27を支持するだけの強度と、を有するものであり、発熱体支持部材23と同じポリイミド樹脂の発泡成形体であることが好ましい。
The heat insulating
以上の構成により、定着装置50は、省エネを図りつつウォームアップ時間やファーストプリント時間を短くすることができる。また、面状発熱体22における発熱シート22sは樹脂ベースのシートであるため、加圧ローラ31の回転、振動に起因する応力が発熱シート22sに繰り返し作用して、発熱シート22sの屈曲が繰り返し行われても疲労破壊することがなく、長時間の運転が可能である。これに加えて、回転支持部材27(必要に応じて断熱支持部材29)を設けることにより、定着スリーブ21の回転走行安定性を向上させることができ、高速化を図ること可能となる。また、回転支持部材27において定着スリーブ21の軸方向への熱伝導により、定着スリーブ21の軸方向の温度均一化を補助的に行うことができるので、より高速の装置へ対応することが可能となる。
With the above configuration, the fixing
また、定着装置50では、定着スリーブ21における所定の位置の温度を温度センサで検出し、その検出結果に基づいて面状発熱体22への電力供給を調整することによる加熱制御を行っている。
In the fixing
(定着装置の構成)
以下、定着装置において、定着スリーブ21の内周側に設けられる内部部材であって、面状発熱体22により加熱されることで、定着スリーブ21を加熱(加温)する発熱体支持部材23および回転支持部材27を加熱体30という。なお、回転支持部材27が開口部27aを有しない構成(発熱体支持部材23が定着スリーブ21に当接しない構成)である場合(図18参照)は、回転支持部材27(加熱部材27A)を加熱体30と呼ぶものとする。
(Configuration of fixing device)
Hereinafter, in the fixing device, an internal member provided on the inner peripheral side of the fixing
上述のように、加熱体30は、面状発熱体22の発熱に耐えるだけの耐熱性と、回転走行する定着スリーブ21が面状発熱体22に接触した際に変形することなく面状発熱体22を支持するだけの強度を有することが好ましいが、本願発明者らが、種々の検討を行ったところ、上記定着装置50においては、図10(a),(b)に示すように、面状発熱体22による加熱領域(図11参照、局所的加熱領域とも呼ぶ)においては加熱体30の熱膨張が発生することがあり、一方、加熱されていない領域においては、加熱体30の熱膨張は発生しないことを知見した。なお、図10において、点線部分は熱膨張が発生していない状態(非変形時ともいう)を示し、実線部分は熱膨張が発生した状態(変形時ともいう)を示しており、斜線で示す領域が変形した領域である。
As described above, the
より詳しくは、定着スリーブ21が駆動(回転)していない状態(非回転状態)における加熱時においては、その温度差により加熱体30の熱膨張量に差が発生し、加熱領域において定着スリーブ21が外側に変形が生じ、その変形量は定着スリーブ21の軸方向の中央部において最大となり、端部側に向かうにつれ変形量が弧状に少なくなる。これに対し、定着スリーブ21の駆動(回転)が開始すると、局所的な温度偏差が解消され、上記熱変形による変形偏差は解消する。なお、定着スリーブ21非回転時とは、定着装置の装置立ち上げ時初期や次の印刷ジョブ待ちなどの待機時などのときである。
More specifically, during heating in a state where the fixing
また、定着装置において通紙の際における温度をより適正に制御するために、定着スリーブ21の温度検知を行う温度検知手段(温度センサ)の設置位置は、加熱領域において温度検知することが有効と考えられている。しかしながら、上記定着装置50における加熱領域において、面状発熱体22に対向した位置に温度センサを設置した場合、熱膨張による変形により、検知精度が低下するという問題が生じる。例えば、接触式の温度センサを用いた場合は、変形により接触端子が撓み、所望の検出箇所から外れてしまったり、正確な温度検知を行うことができなくなったりすることが考えられる。
Further, in order to more appropriately control the temperature at the time of paper passing in the fixing device, it is effective to detect the temperature in the heating region as the installation position of the temperature detecting means (temperature sensor) for detecting the temperature of the fixing
また、温度センサによる温度検知は、画像領域で実施し、その結果を制御に反映させる必要があるため、非接触の温度センサを使うことが好ましい。この場合、変形時と非変形時の検知温度のズレが大きい。つまり、変形時に合わせて非接触センサを調整した場合は、非変形時の温度制御が大きくずれ、逆に、非変形時に合わせて非接触センサを調整した場合は、変形時の温度制御が大きくずれることとなってしまう。なお、ここでいう「調整」とは、温度センサから出力される出力値を補正し、所望の対象物(定着スリーブ21)の温度をより適正に読み取るための補正を行うことを指す。 Moreover, since temperature detection by the temperature sensor needs to be performed in the image region and the result needs to be reflected in the control, it is preferable to use a non-contact temperature sensor. In this case, the difference between the detected temperatures during deformation and non-deformation is large. In other words, when the non-contact sensor is adjusted in accordance with the deformation, the temperature control during the non-deformation is greatly shifted. Conversely, when the non-contact sensor is adjusted in accordance with the non-deformation, the temperature control during the deformation is greatly shifted. It will be. Here, “adjustment” refers to correcting the output value output from the temperature sensor and performing correction to more appropriately read the temperature of the desired object (fixing sleeve 21).
以上説明したように、加熱体30の変形による定着スリーブ21の変形時および非変形時の双方の場合において、温度センサにより温度をより適正に読み取るためには、変形時に対応した温度センサを適切な位置に設置し、かつ、非変形時に対応した温度センサを適切な位置に設置し、それぞれを使い分けることが必要となる。
As described above, in order to read the temperature more appropriately by the temperature sensor in both cases of deformation and non-deformation of the fixing
そこで、本実施形態に係る定着装置20は、図11および図12に示すように、回転する無端状ベルトの定着部材(定着スリーブ21)と、定着部材の外周面と当接する加圧部材(加圧ローラ31)と、定着部材の内周側に配置され、該定着部材を介して加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材(当接部材26)と、定着部材の内周側に配置され、定着部材と当接して該定着部材を加熱する加熱体(加熱体30(発熱体支持部材23および回転支持部材27))と、加熱体の所定領域を加熱する発熱体(面状発熱体22)と、定着部材の外周側であって発熱体が加熱体を加熱する所定領域に対応する位置において定着部材の温度を検知する第1温度検知手段(第1温度センサ32)と、定着部材の外周側であって発熱体が加熱体を加熱する所定領域以外の領域であって、加熱体が定着部材を加熱する所定領域(ニップ部を除く領域)に対応する位置において定着部材の温度を検知する第2温度検知手段(第2温度センサ33)と、を備えるものである。
Therefore, as shown in FIGS. 11 and 12, the fixing
ここで、第1温度センサ32と第2温度センサ33は、ともに定着スリーブ21に対して非接触に配置され、定着スリーブ21の加熱状態を検知するセンサである。また、定着装置20において、定着スリーブ21、面状発熱体22、発熱体支持部材23、端子台ステイ24、給電線25、当接部材26、回転支持部材27、コア保持部材28、断熱支持部材29、加圧ローラ31は、図1に示した定着装置50を構成するものと同じであり、第1温度センサ32と第2温度センサ33を備える点で定着装置50と異なる。
Here, the
定着装置20は、定着スリーブ21の非回転時は、加熱体30が変形し、第1温度センサ32はギャップ変動の影響を受けるため、第2温度センサ33の出力値に基づいて温度制御を行うことが好ましい。一方、定着スリーブ21の回転時には、加熱体30の変形がなくなるため(非変形時)、ギャップ変動が少ないために、第1温度センサ32の出力値に基づいて温度制御を行うことが好ましい。以下、第1温度センサ32および第2温度センサ33の設置位置についての検討例について説明する。
The fixing
図11および図12に示す例では、第2温度センサ33を定着スリーブ21の駆動方向に対して、加熱領域上流側、かつ当接部材水平方向反対側に設けた場合を示している。この設置位置の有効性について説明する。
In the example shown in FIGS. 11 and 12, the
定着装置20は、基材厚さ30μmのステンレス鋼(SUS)で直径30mmに形成された回転支持部材27に、シリコンゴムで厚さ30μmのニッケルベルトの表層を200μmの厚さで覆った直径30mmの定着スリーブ21を設置し、発熱体支持部材23の内部下面に、シート状の面状発熱体22を接触させている。
The fixing
先ず、加圧ローラ31を当接部材26に当接させ、定着スリーブ21を駆動させない状態で、発熱体22に通電し、加熱体30を加熱し、定着スリーブ21を150℃まで一気に加熱させ、この時の加熱体30の変形量と、150℃到達時点での定着スリーブ21の表面温度を測定した。
First, the
測定箇所は、図13に示すように、発熱体22による加熱領域において、最も温度が高くなる場所を基準位置(0°とする)とし、基準位置から定着スリーブ21の駆動方向下流側へ10°づつ、ずらしながら基準位置の対抗位置(180°)までの合計19箇所における変形量を測定した。なお、軸方向における測定位置は、軸方向加熱領域の中央部分である。この測定結果の一例を図14のグラフに示す。
As shown in FIG. 13, the measurement location is set to a reference position (0 °) where the temperature becomes highest in the heating region by the
基準位置では、変形量が大きく、例えば、75℃到達時点において、およそ1.3mm程度、外周側へ加熱体30が変形したが、測定位置約80°付近からは変形量としては、ほぼ0となった。
At the reference position, the amount of deformation is large. For example, when the temperature reaches 75 ° C., the
また、基準位置での温度が100℃に到達した際には、測定位置110°近傍から一気に定着スリーブ21の温度が低下した。すなわち、その定着スリーブ21の位置までは発熱体22から発生した熱が十分に伝わっていないことがわかる。
Further, when the temperature at the reference position reached 100 ° C., the temperature of the fixing
以上の例では、測定位置80°〜110°までの間であれば、加熱体変形によるギャップ変動の影響を受けることなく、定着スリーブ21の温度を検出可能であるといえる。したがって、第1温度センサ32を加熱領域において、最も温度が高くなる基準位置に設置した場合、第2温度センサ33の設置位置は、定着スリーブ21の駆動方向上流側に定着スリーブ21の回転中心に対し、80°から110°までの位置に設置することが好ましいといえる。
In the above example, if the measurement position is between 80 ° and 110 °, it can be said that the temperature of the fixing
また、定着装置20において、加熱しながら定着スリーブ21を駆動し、立ち上がり後、目標温度150℃で1分間連続駆動した際の加熱体30の変形量を測定した。ここで、発熱体22に対向する位置に設ける第1温度センサ32は、加熱体30の変形時に加熱体30とのギャップが狭まるため、変形が起こった際の変形量を見込んでギャップの初期位置を設定しなければならない。駆動開始1分後の結果では、測定位置によらず、その加熱体変形量は初期加熱体形状に対して0.1mm以下の変形量であり、第1温度センサ32と定着スリーブ21との間のギャップが大きく変動することは無いことが明らかになった。
Further, in the fixing
以上の検討例によれば、第1温度センサ32および第2温度センサ33を用いて、次のような温度制御が可能となる。先ず、第1温度センサ32は、回転時、変形の少ない場合において温度検知を行い、温度制御をする。一方、第2温度センサ33は、非回転時に温度検知を行い、温度制御をする。また、第1温度センサ32は、非回転加熱時の変形を見込んで定着部材から遠ざけて設置する必要がある。一方、第2温度センサ33は、変形の影響を考慮しなくて良いため、温度検知がより正確に読める範囲で、かつ、応答遅れが少ない領域で設置することができる。
According to the above examination example, the following temperature control becomes possible using the
ここで、第1温度センサ32の定着スリーブ21との間の設置ギャップに関して、非回転時の変形をどの程度見込めばよいかについては、下記のように求めることができる。
Here, with respect to the installation gap between the
先ず、測定位置0°での定着スリーブ21の表面温度と、加熱体変形量との関係を求めると、両者の関係は、図15に示すように、正比例する関係であった。したがって、定着装置20を適用する画像形成装置において、基準位置で最大何度(温度)まで使用するかに応じて、事前に図15に示す関係に基づいて、加熱体変形量を推定することができる。求めた加熱体変形量を考慮して、その場合にも所望のギャップを有するように、第1温度センサ32を定着スリーブ21からどの程度離して設置するかを求めることができる。例えば、上述の例では、非駆動時の最大温度が100℃である場合、変形量は1.8mmであった。
First, when the relationship between the surface temperature of the fixing
また、例えば、非駆動時の最高到達温度75℃とした場合は、ギャップを約1.3mm程度は離して設置することが必要であった。したがって、ギャップをそれ以上として、温度センサの応答性、検知誤差を考慮した上で設置ギャップの最適化、センサの選定をすることが望ましい。 Further, for example, when the maximum temperature reached when not driven is 75 ° C., it is necessary to install the gap about 1.3 mm apart. Accordingly, it is desirable to optimize the installation gap and select the sensor in consideration of the responsiveness and detection error of the temperature sensor with the gap being more than that.
なお、上記の例における各値は、対象となる定着装置の構成、発熱体条件等により適宜規定されるべき値であるため、上述の値は本発明を実施する際の一例である。 Each value in the above example is a value that should be appropriately defined depending on the configuration of the target fixing device, heating element conditions, and the like, and thus the above value is an example when the present invention is implemented.
また、第1温度センサ32は、定着スリーブ21の軸方向の位置に応じて、軸方向に所定の傾きを有して設けられることが好ましい。図16は、加熱体30および定着スリーブ21の変形状況に応じて、第1温度センサ32の対向面を傾いて設置させた例を示している。なお、第1温度センサ32の傾きは、変形時の加熱体形状に合わせて適宜決定するものであればよい。
The
上述のように、加熱体30の変形時には、加熱体30の軸方向中央部において変形量が最大となり、軸方向端部において変形量は小さくなるため、第1温度センサ32の設置位置によっては、センサ検知面と定着スリーブ21に傾きが発生し、検知精度にずれが生じることも考えられる。そこで、上記のように、第1温度センサ32を予測される変形時の傾きに対して、最初からセンサ面を傾けて設置することにより、検知精度を低下させずに温度検知することができる。
As described above, when the
また、通常の回転時の温度制御においては、このように傾けて設置する必要はないが、変形量を見込んでギャップを遠ざけすぎると、通紙中の温度検知精度が低下することに繋がる。そこで、上記のようにすることにより、極力、定着スリーブ21に近づけて設置することが可能となり、検知精度を低下させずに温度検知することができる。
Further, in normal temperature control at the time of rotation, it is not necessary to incline and install in this way. However, if the gap is made too far in consideration of the amount of deformation, the temperature detection accuracy during sheet passing will be lowered. Therefore, by doing as described above, it is possible to install as close to the fixing
(画像形成装置の構成)
次に、本発明に係る画像形成装置について説明する。図17は、本発明に係る画像形成装置の構成を示す全体構成図である。図17に示すように、画像形成装置1は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体1の上方にあるボトル収容部101には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した4つのトナーボトル102Y,102M,102C,102Kが着脱自在(交換自在)に設置されている。
(Configuration of image forming apparatus)
Next, the image forming apparatus according to the present invention will be described. FIG. 17 is an overall configuration diagram showing the configuration of the image forming apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 17, the image forming apparatus 1 is a tandem type color printer. Four
ボトル収容部101の下方には中間転写ユニット85が配設されている。その中間転写ユニット85の中間転写ベルト78に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部4Y,4M,4C,4Kが並設されている。
An
各作像部4Y,4M,4C,4Kには、それぞれ、感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kが配設されている。また、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの周囲には、それぞれ、帯電部75、現像部76、クリーニング部77、除電部(不図示)等が配設されている。そして、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)がおこなわれて、各感光体ドラム5Y,5M,5C,5K上に各色の画像が形成されることになる。
Photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are disposed in the
感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kは、不図示の駆動モータによって図17中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部75の位置で、感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kの表面が一様に帯電される(帯電工程)。その後、感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kの表面は、露光部3から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される(露光工程)。 The photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are rotationally driven in a clockwise direction in FIG. 17 by a drive motor (not shown). The surfaces of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are uniformly charged at the position of the charging unit 75 (charging process). Thereafter, the surfaces of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach the irradiation position of the laser light L emitted from the exposure unit 3, and electrostatic latent images corresponding to the respective colors are formed by exposure scanning at this position. (Exposure process).
その後、感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kの表面は、現像装置76との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される(現像工程)。その後、感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kの表面は、中間転写ベルト78及び第1転写バイアスローラ79Y,79M,79C,79Kとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y,5M,5C,5K上のトナー像が中間転写ベルト78上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム5Y,5M,5C,5K上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
Thereafter, the surfaces of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach a position facing the developing
その後、感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kの表面は、クリーニング部77との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y,5M,5C,5K上に残存した未転写トナーがクリーニング部77のクリーニングブレードによって機械的に回収される(クリーニング工程)。最後に、感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。 Thereafter, the surfaces of the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach a position facing the cleaning unit 77, and untransferred toner remaining on the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is removed at this position. It is mechanically recovered by a cleaning blade 77 (cleaning process). Finally, the surfaces of the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach a position facing a neutralization unit (not shown), and the residual potential on the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is removed at this position. The Thus, a series of image forming processes performed on the photosensitive drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is completed.
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト78上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト78上にカラー画像が形成される。ここで、中間転写ユニット85は、中間転写ベルト78、4つの1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79K、2次転写バックアップローラ82、クリーニングバックアップローラ83、テンションローラ84、中間転写クリーニング部80、等で構成される。中間転写ベルト78は、3つのローラ82〜84によって張架・支持されるとともに、1つのローラ82の回転駆動によって図17中の矢印方向に無端移動される。
Thereafter, the toner images of the respective colors formed on the respective photosensitive drums through the developing process are transferred onto the
4つの1次転写バイアスローラ79Y,79M,79C,79Kは、それぞれ、中間転写ベルト78を感光体ドラム5Y,5M,5C,5Kとの間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、1次転写バイアスローラ79Y,79M,79C,79Kに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト78は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ79Y,79M,79C,79Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム5Y,5M,5C,5K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト78上に重ねて1次転写される。
The four primary
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト78は、2次転写ローラ89との対向位置に達する。この位置では、2次転写バックアップローラ82が、2次転写ローラ89との間に中間転写ベルト78を挟み込んで2次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト78上に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体P上に転写される。このとき、中間転写ベルト78には、記録媒体Pに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト78は、中間転写クリーニング部80の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト78上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト78上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
Thereafter, the
ここで、2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Pは、装置本体1の下方に配設された給紙部12から、給紙ローラ97やレジストローラ対98等を経由して搬送されたものである。詳しくは、給紙部12には、転写紙等の記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ97が図17中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対98のローラ間に向けて給送される。
Here, the recording medium P transported to the position of the secondary transfer nip is transported from the
レジストローラ対98に搬送された記録媒体Pは、回転駆動を停止したレジストローラ対98のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト78上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対98が回転駆動されて、記録媒体Pが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体P上に、所望のカラー画像が転写される。
The recording medium P conveyed to the registration roller pair 98 is temporarily stopped at the position of the roller nip of the registration roller pair 98 that has stopped rotating. Then, the registration roller pair 98 is rotationally driven in synchronization with the color image on the
その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Pは、定着装置20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着スリーブ21及び加圧ローラ31による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体P上に定着される。その後、記録媒体Pは、排紙ローラ対99のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対99によって装置外に排出された被転写Pは、出力画像として、スタック部100上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
Thereafter, the recording medium P on which the color image is transferred at the position of the secondary transfer nip is conveyed to the position of the fixing
以上説明した本発明の画像形成装置によれば、定着装置20を備え、定着スリーブ21の駆動状況に応じて温度制御に用いる温度センサ(すなわち、いずれかの温度センサの出力値)を選択し、その出力値に基づいて温度制御を行うことにより、定着スリーブ21の非回転時、回転時のどちらにおいても、適正な温度を検出でき、温度制御を行うことができる。したがって、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短く、適切な画像形成を行うことができる。なお、画像形成装置は、第1温度センサ32および第2温度センサ33からの出力値に基づいて、いずれのセンサを用いて温度制御を行うかを決定するようにしても良い。
According to the image forming apparatus of the present invention described above, the fixing
具体的には、加熱体30の変形が起こる加熱状況(非回転時)である場合は、第2温度センサ33を用いて温度制御を行うことが好ましく、加熱体30の変形が起こっていない加熱状況(回転時)である場合は、第1温度センサ32を用いて温度制御を行うことが望ましい。
Specifically, in a heating situation in which the
また、例えば、待機時のように、定着スリーブ21が駆動していないが、微小に加熱体30が定着スリーブ21を加熱する場合などには、第1温度センサ32を用いて温度制御を行うことも好ましい。待機時の微小加熱が継続することにより、定着スリーブ21は均一な温度分布(局所的な温度分布とならない)となり、熱膨張に差は生じず、加熱体変形は少なくなる。よって、定着スリーブ21と第1温度センサ32とのギャップは一定に保たれたままのため、第1温度センサ32の検知精度を向上させることができるからである。
In addition, for example, when the fixing
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。 The above-described embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、図11では、発熱体としてシート状の面状発熱体22を用いた例について説明した。面状発熱体22を用いることにより、ハロゲンヒータ等を用いた場合に比べて、加熱体30における加熱領域と非加熱領域を明確に分けることができるため、第2温度センサ33への変形の影響を極力小さくすることができ、第2温度センサ33での検出精度をより向上させることができるが、発熱体は面状発熱体に限られるものではなく、ハロゲンヒータ、電磁誘導加熱機構部等を用いて、非回転加熱時の加熱領域について局所加熱を行う構成としても良い。図18に、発熱体がハロゲンヒータである場合の定着装置の構成を示す。
For example, in FIG. 11, the example using the sheet-like
図18に示すように、定着装置20は、回転する無端状ベルトの定着スリーブ21と、定着スリーブ21の外周面と当接する加圧ローラ31と、定着スリーブ21の内周側に配置され、該定着スリーブ21を介して加圧ローラ31と当接してニップ部を形成する当接部材26と、定着スリーブ21の内周側に配置され、定着スリーブ21と当接して該定着スリーブ21を加熱するパイプ形状の加熱部材27Aと、該加熱部材27Aの所定領域を加熱するハロゲンヒータ22hと、からなり、さらに上述の第1温度センサ32および第2温度センサを備えるものである。また、当接部材26はその背面から補強部材28Aで支持され、補強部材28Aはハロゲンヒータ22hによる加熱部材27Aの加熱領域を規定する。
As shown in FIG. 18, the fixing
また、本発明は、定着装置20において、回転支持部材27や発熱体支持部材23が軸方向両端部で定着装置20のフレーム(側板)に固定されていない状態、固定されている状態のいずれの状態の場合にも適用可能である。すなわち、いずれの状態の場合にも、定着スリーブ21が非回転の状態で面状発熱体22の発熱制御を行って装置立ち上げを行うときなどには、その加熱領域において、回転支持部材27や発熱体支持部材23の局所的な熱膨張が起こり、面状発熱体22及び定着スリーブ21は軸方向中央部で最も外側に飛び出して凸となるような変形が発生するためである。ただし、回転支持部材27や発熱体支持部材23が軸方向両端部で定着装置20のフレームに固定されている場合の方が面状発熱体22及び定着スリーブ21が軸方向中央部で凸となる変形がより顕著であるため、本発明はより有効である。
In the fixing
1 画像形成装置
3 露光部
4Y,4M,4C,4K 作像部
5Y,5M,5C,5K 感光体ドラム
12 給紙部
20,50 定着装置
21 定着スリーブ
22 面状発熱体(発熱体)
22a 基層
22b,22b1,22b2 抵抗発熱層
22c 電極層
22d 絶縁層
22e,22e1,22e2 電極端子
22s 発熱シート
22h ハロゲンヒータ
23 発熱体支持部材
24 端子台ステイ
25 給電線
26 当接部材
27 回転支持部材
27a 開口部
27A 加熱部材
28 コア保持部材
28A 補強部材
29 断熱支持部材
30 加熱体
31 加圧ローラ
32 第1温度センサ(第1温度検知手段)
33 第2温度センサ(第2温度検知手段)
75 帯電部
76 現像部
77 クリーニング部
78 中間転写ベルト
79Y,79M,79C,79K 第1転写バイアスローラ
80 中間転写クリーニング部
82 2次転写バックアップローラ
83 クリーニングバックアップローラ
84 テンションローラ
89 2次転写ローラ
85 中間転写ユニット
97 給紙ローラ
98 レジストローラ対
99 排紙ローラ対
100 スタック部
101 ボトル収容部
102Y,102M,102C,102K トナーボトル
L レーザ光
P 記録媒体
T トナー1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 3
33 Second temperature sensor (second temperature detecting means)
75
Claims (10)
前記定着部材の外周面と当接する加圧部材と、
前記定着部材の内周側に配置され、該定着部材を介して前記加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材と、
前記定着部材の内周側に配置され、前記定着部材と当接して該定着部材を加熱する加熱体と、
前記加熱体の所定領域を加熱する発熱体と、
前記定着部材の外周側であって前記発熱体が前記加熱体を加熱する所定領域に対応する位置において前記定着部材の温度を検知する第1温度検知手段と、
前記定着部材の外周側であって前記発熱体が前記加熱体を加熱する所定領域以外の領域であって、前記加熱体が前記定着部材を加熱する所定領域に対応する位置において前記定着部材の温度を検知する第2温度検知手段と、を備えることを特徴とする定着装置。 A fixing member for a rotating endless belt;
A pressure member in contact with the outer peripheral surface of the fixing member;
An abutting member disposed on an inner peripheral side of the fixing member and abutting the pressure member via the fixing member to form a nip portion;
A heating element that is disposed on the inner peripheral side of the fixing member and that heats the fixing member in contact with the fixing member;
A heating element for heating a predetermined region of the heating element;
First temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing member at a position corresponding to a predetermined area where the heating element heats the heating body on the outer peripheral side of the fixing member;
The temperature of the fixing member at a position corresponding to a predetermined region where the heating element heats the fixing member, on the outer peripheral side of the fixing member, and in a region other than the predetermined region where the heating element heats the heating member. And a second temperature detecting means for detecting the fixing device.
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