JP2009163039A - Fixing device and image forming apparatus including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、定着ローラ等の加熱回転体の温度を検知する定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and a composite machine using the electrophotographic method, and an image forming apparatus including the fixing device, and more particularly, a heating rotating body such as a fixing roller. The present invention relates to a fixing device for detecting temperature and an image forming apparatus having the same.
従来の画像形成装置における定着装置は、内部に熱源を有する定着ローラと、この定着ローラに圧接される加圧ローラと、サーモスタットと、サーミスタとを備え、定着ローラと加圧ローラとの間で形成されたニップ部で、用紙上のトナー像を加熱溶融させて定着して、サーモスタットは、定着ローラが過昇温されるのを防止するために、定着ローラの温度を検知して、過昇温された場合に作動して、熱源への通電を遮断している。また、サーミスタは、定着ローラの表面温度を検知し、CPU等の制御部へ温度情報を送信している。 A fixing device in a conventional image forming apparatus includes a fixing roller having a heat source therein, a pressure roller pressed against the fixing roller, a thermostat, and a thermistor, and is formed between the fixing roller and the pressure roller. The toner image on the sheet is heated and melted and fixed at the nip portion, and the thermostat detects the temperature of the fixing roller in order to prevent the fixing roller from being overheated. When it is turned on, the power supply to the heat source is cut off. The thermistor detects the surface temperature of the fixing roller, and transmits temperature information to a control unit such as a CPU.
このような定着装置において、近年ウォームアップ時間の短縮が提唱されており、常温から定着時に必要な定着温度まで立ち上がるのに要する時間を短縮するように熱源を昇温させる定着装置が主流になりつつある。しかし、このような定着装置においては、従来のようにサーモスタットと定着ローラとを離間させて配置した場合、誤って急激に定着ローラの温度が上昇してしまうと、例えば、発煙や発火する前にサーモスタットを作動させることが不可能である。このため、サーモスタットと定着ローラの間隔をできる限り小さくする必要が生じている。また、サーミスタにおいては、定着ローラの表面温度を迅速に検知し、CPU等の制御部へ温度情報をタイミングよく送信するために、サーミスタと定着ローラの間隔をできる限り小さくする必要が生じている。 In such a fixing device, shortening of the warm-up time has been proposed in recent years, and fixing devices that raise the temperature of the heat source are becoming mainstream so as to reduce the time required to rise from normal temperature to the fixing temperature required for fixing. is there. However, in such a fixing device, when the thermostat and the fixing roller are arranged apart from each other as in the prior art, if the temperature of the fixing roller suddenly increases suddenly, for example, before smoke or fire occurs. It is impossible to operate the thermostat. For this reason, it is necessary to make the distance between the thermostat and the fixing roller as small as possible. Further, in the thermistor, in order to quickly detect the surface temperature of the fixing roller and transmit temperature information to a control unit such as a CPU in a timely manner, it is necessary to reduce the distance between the thermistor and the fixing roller as much as possible.
そこで、特許文献1では、定着ローラにサーモスタットの中央部で接触するように配置させ、サーモスタットを定着ローラの長手方向の軸と平行な軸周りに回転可能になるように構成している。この構成により、定着ローラの停止時に温度が急激に上がっても、定着ローラに接触しているサーモスタットを即座に作動させることにより、過昇温防止の対応ができるようにして、定着ローラの回転時には、サーモスタットが定着ローラの回転に連動して、その接触位置がサーモスタットの中央部から端部に移動するようにしている。このことにより、定着ローラの停止時に比べて、サーモスタットと定着ローラの接触圧を小さくして、サーモスタットにより定着ローラに傷がつくのを極力抑えている。 Therefore, in Patent Document 1, the fixing roller is disposed so as to be in contact with the center portion of the thermostat, and the thermostat is configured to be rotatable around an axis parallel to the longitudinal axis of the fixing roller. With this configuration, even if the temperature suddenly rises when the fixing roller is stopped, the thermostat that is in contact with the fixing roller is actuated immediately to prevent overheating. The thermostat moves from the central portion to the end portion of the thermostat in conjunction with the rotation of the fixing roller. As a result, the contact pressure between the thermostat and the fixing roller is made smaller than when the fixing roller is stopped, and the fixing roller is prevented from being damaged by the thermostat as much as possible.
しかしながら、上述した従来技術では、接触圧は小さくなるが、接触圧が残存することになり、定着を行う毎に、定着ローラの回転に伴い、サーモスタットは、定着ローラに接触した状態で軸周りに回転し、その接触圧により定着ローラ表面を擦る。これを長期に渡って繰り返すと、定着ローラの傷が大きくなり、この定着ローラによりトナー像を加熱溶融すると、定着性能に支障をきたすことになる。また、サーモスタットが軸周りの回転を繰り返すと、例えば、サーモスタットの端部が定着ローラに当接しているときに、サーモスタットと定着ローラが突っ張り、その状態における定着ローラの回転により、定着ローラ表面が削り込まれて、摺擦音が発生し、さらにサーモスタットが破損して誤動作するおそれがあるという問題があった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、定着ローラ等の加熱回転体を傷つけることなく、加熱回転体の温度を正確に検知する定着装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a fixing device that accurately detects the temperature of a heating rotator without damaging the heating rotator such as a fixing roller, and an image including the same. An object is to provide a forming apparatus.
上記目的を達成するために本発明は、回転してトナー像を定着させるために用いられる加熱回転体と、前記加熱回転体の温度を検知する検知面を前記加熱回転体側に向けて配置される温度検知部材と、前記検知面を前記加熱回転体側に付勢する付勢部材と、前記付勢部材を保持するとともに前記付勢部材の付勢力により前記温度検知部材を弾性的に保持する保持部材とを備える定着装置において、薄膜で形成されるフィルムが前記検知面に当接して前記保持部材に固定保持され、前記検知面が前記フィルムを介して前記加熱回転体に接触することを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a heating rotator used for rotating and fixing a toner image and a detection surface for detecting the temperature of the heating rotator are arranged facing the heating rotator. A temperature detecting member; an urging member that urges the detection surface toward the heating rotator; and a holding member that holds the urging member and elastically holds the temperature detecting member by the urging force of the urging member. A film formed of a thin film is in contact with the detection surface and fixedly held by the holding member, and the detection surface is in contact with the heating rotating body via the film. .
この構成によれば、温度検知部材の検知面がフィルムを介して接触する加熱回転体の温度を逐一検知して、また、温度検知部材の検知面が付勢部材により加熱回転体側に押圧された状態において、加熱回転体が回転しても、加熱回転体がフィルム上を摺動することになり、温度検知部材が加熱回転体の回転に追随して回動することがない。 According to this structure, the detection surface of the temperature detection member detects the temperature of the heating rotator contacted via the film one by one, and the detection surface of the temperature detection member is pressed to the heating rotator side by the biasing member. In this state, even if the heating rotator rotates, the heating rotator slides on the film, and the temperature detection member does not rotate following the rotation of the heating rotator.
また、請求項2に記載の発明では、前記フィルムは、前記加熱回転体の回転方向上流側において、前記保持部材に固定保持されることを特徴としている。この構成によれば、フィルムの回転方向上流側を保持部材に取り付ける作業を施すと、フィルムが保持部材に固定保持され、加熱回転体の回転時に、加熱回転体がフィルム上を摺動することになり、温度検知部材が加熱回転体の回転に追随して回動することがない。 In the invention according to claim 2, the film is fixedly held by the holding member on the upstream side in the rotation direction of the heating rotator. According to this configuration, when an operation for attaching the upstream side of the rotation direction of the film to the holding member is performed, the film is fixedly held by the holding member, and the heating rotator slides on the film when the heating rotator rotates. Thus, the temperature detection member does not rotate following the rotation of the heating rotator.
また、請求項3に記載の発明では、前記検知部材はサーモスタットであることを特徴としている。この構成によれば、サーモスタットの検知面がフィルムを介して接触する加熱回転体の温度を逐一検知して、加熱回転体の過加熱の防止等を制御する。 According to a third aspect of the present invention, the detection member is a thermostat. According to this configuration, the temperature of the heating rotator with which the detection surface of the thermostat contacts through the film is detected step by step to control overheating of the heating rotator and the like.
また、請求項4に記載の発明では、加圧ローラに対向して配置される定着ローラと、熱源を内蔵する熱ローラと、前記定着ローラと前記熱ローラとの間に張架される無端状の定着ベルトを備え、前記定着ベルトが、前記定着ローラと前記加圧ローラとの圧接によって形成されたニップ部で、トナー像を加熱溶融して定着させ、前記加熱回転体は前記定着ローラ、前記熱ローラ及び前記定着ローラのいずれかであることを特徴としている。この構成によれば、加熱回転体の回転時に、定着ローラ、熱ローラ及び定着ローラのいずれかの加熱回転体がフィルム上を摺動することになり、温度検知部材が前記の加熱回転体の回転に追随して回動することがない。 According to a fourth aspect of the present invention, a fixing roller disposed opposite to the pressure roller, a heat roller incorporating a heat source, and an endless shape stretched between the fixing roller and the heat roller. A fixing belt, and the fixing belt heat-melts and fixes a toner image at a nip formed by pressure contact between the fixing roller and the pressure roller, and the heating rotator includes the fixing roller, It is one of a heat roller and the fixing roller. According to this configuration, when the heating rotator rotates, the heating rotator of the fixing roller, the heat roller, or the fixing roller slides on the film, and the temperature detection member rotates the heating rotator. It does not rotate following.
また、請求項5に記載の発明では、前記加熱回転体は前記熱ローラであり、前記検知部材は、前記定着ベルトの内側に形成される中空部に配置されることを特徴としている。この構成によれば、定着装置が小型になり、また熱ローラの回転時に、熱ローラがフィルム上を摺動することになり、温度検知部材が熱ローラの回転に追随して回動することがない。 According to a fifth aspect of the present invention, the heating rotator is the heat roller, and the detection member is disposed in a hollow portion formed inside the fixing belt. According to this configuration, the fixing device is reduced in size, and when the heat roller rotates, the heat roller slides on the film, and the temperature detection member can rotate following the rotation of the heat roller. Absent.
また、請求項6に記載の発明では、前記加熱回転体は前記定着ベルトであり、前記温度検知部材は、前記定着ベルトの外側でかつ前記熱ローラにより張架される部分に配置されることを特徴としている。この構成によれば、定着ベルトの回転時に、定着ベルトがフィルム上を摺動することになり、温度検知部材が定着ベルトの回転に追随して回動することがない。
In the invention according to
また、請求項7に記載の発明では、熱源を内蔵する定着ローラと、前記定着ローラと圧接される加圧ローラとを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラとの圧接によって形成されたニップ部で、トナー像を加熱溶融して定着させ、前記加熱回転体は前記定着ローラであることを特徴としている。この構成によれば、定着ローラの回転時に、定着ローラがフィルム上を摺動することになり、温度検知部材が定着ローラの回転に追随して回動することがない。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a nip portion formed by a pressure contact between the fixing roller and the pressure roller, the fixing roller having a built-in heat source, and a pressure roller pressed against the fixing roller. The toner image is heated and melted and fixed, and the heating rotator is the fixing roller. According to this configuration, when the fixing roller rotates, the fixing roller slides on the film, and the temperature detection member does not rotate following the rotation of the fixing roller.
また、請求項8に記載の発明では、上記の構成の定着装置が搭載された画像形成装置である。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus equipped with the fixing device having the above configuration.
請求項1に記載の発明によれば、温度検知部材の検知面がフィルムを介して加熱回転体接触するので、加熱回転体の温度を逐一正確に検知することができる。また、温度検知部材の検知面が付勢部材により加熱回転体側に押圧された状態において、加熱回転体が回転しても、加熱回転体がフィルム上を摺動することになり、温度検知部材が加熱回転体の回転に追随して回動することがないので、温度検知部材が加熱回転体を擦って傷つけるおそれがなく、また、温度検知部材と加熱回転体とで摺擦音が発生するおそれがなく、さらに温度検知部材が破損して誤動作するおそれがない。 According to the first aspect of the present invention, since the detection surface of the temperature detection member comes into contact with the heating rotator via the film, the temperature of the heating rotator can be detected accurately one by one. In addition, in the state where the detection surface of the temperature detection member is pressed toward the heating rotator by the biasing member, even if the heating rotator rotates, the heating rotator slides on the film. Since there is no rotation following the rotation of the heating rotator, there is no risk that the temperature detection member will rub and damage the heating rotator, and there is a risk that a rubbing noise will be generated between the temperature detection member and the heating rotator. Furthermore, there is no possibility that the temperature detecting member is damaged and malfunctions.
また、請求項2に記載の発明によれば、加熱回転体の回転方向上流側において、フィルムを保持部材に取り付ける作業を施すだけで、フィルムが保持部材に固定保持されることになる。従って、簡単な取り付け作業を施すだけで、加熱回転体の回転時に、加熱回転体がフィルム上を摺動することになり、温度検知部材が加熱回転体の回転に追随して回動することがないので、温度検知部材が加熱回転体を擦って傷つけるおそれがない。 According to the second aspect of the present invention, the film is fixedly held on the holding member only by attaching the film to the holding member on the upstream side in the rotation direction of the heating rotator. Therefore, the heating rotator slides on the film when the heating rotator rotates only by performing a simple mounting operation, and the temperature detection member can rotate following the rotation of the heating rotator. Therefore, there is no possibility that the temperature detection member rubs and damages the heating rotator.
また、請求項3に記載の発明によれば、サーモスタットの検知面がフィルムを介して接触する加熱回転体の温度を逐一正確に検知して、加熱回転体の過加熱の防止等を制御することができる。 According to the invention described in claim 3, the temperature of the heating rotator with which the detection surface of the thermostat contacts through the film is accurately detected one by one to control overheating of the heating rotator and the like. Can do.
また、請求項4に記載の発明によれば、加熱回転体の回転時に、定着ローラ、熱ローラ及び定着ローラのいずれかの加熱回転体がフィルム上を摺動することになり、温度検知部材が前記の加熱回転体の回転に追随して回動することがないので、温度検知部材が前記の加熱回転体を擦って傷つけるおそれがない。 According to the fourth aspect of the present invention, when the heating rotator is rotated, any one of the fixing roller, the heating roller, and the fixing roller slides on the film, and the temperature detecting member is Since it does not rotate following the rotation of the heating rotator, there is no possibility that the temperature detecting member rubs and damages the heating rotator.
また、請求項5に記載の発明によれば、定着ベルトの内側に形成される中空部に、温度検知部材が配置されることによって、定着装置を小型にすることができ、また熱ローラの回転時に、熱ローラがフィルム上を摺動することになり、温度検知部材が熱ローラの回転に追随して回動することがないので、温度検知部材が熱ローラを擦って傷つけるおそれがない。 According to the fifth aspect of the present invention, the temperature detecting member is disposed in the hollow portion formed inside the fixing belt, whereby the fixing device can be reduced in size, and the rotation of the heat roller can be reduced. Sometimes, the heat roller slides on the film, and the temperature detection member does not rotate following the rotation of the heat roller, so there is no possibility that the temperature detection member rubs and damages the heat roller.
また、請求項6に記載の発明によれば、温度検知部材が定着ベルトの外側でかつ熱ローラにより張架される部分に配置されても、定着ベルトの回転時に、定着ベルトがフィルム上を摺動することになり、温度検知部材が定着ベルトの回転に追随して回動することがないので、温度検知部材が定着ベルトを擦って傷つけるおそれがない。 According to the sixth aspect of the present invention, even when the temperature detecting member is disposed outside the fixing belt and on a portion stretched by the heat roller, the fixing belt slides on the film when the fixing belt rotates. Since the temperature detecting member does not rotate following the rotation of the fixing belt, there is no possibility that the temperature detecting member rubs and damages the fixing belt.
また、請求項7に記載の発明によれば、定着ローラの回転時に、定着ローラがフィルム上を摺動することになり、温度検知部材が定着ローラの回転に追随して回動することがないので、温度検知部材が定着ローラを擦って傷つけるおそれがない。 According to the seventh aspect of the present invention, when the fixing roller rotates, the fixing roller slides on the film, and the temperature detection member does not rotate following the rotation of the fixing roller. Therefore, there is no possibility that the temperature detecting member rubs and damages the fixing roller.
また、請求項8に記載の発明によれば、ローラや定着ベルト等の加熱回転体を傷つけることなく、加熱回転体の温度を正確に検知する定着装置を備える画像形成装置にすることができる。 According to the eighth aspect of the present invention, an image forming apparatus including a fixing device that accurately detects the temperature of the heating rotator without damaging the heating rotator such as a roller or a fixing belt can be provided.
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。本発明の実施形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments. The embodiment of the present invention shows the most preferable form of the invention, and the use of the invention and the terms shown here are not limited thereto.
(第1実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構成を概略的に示す断面正面図である。画像形成装置1はタンデム型のカラープリンタであり、回転自在である感光体11a〜11dは、感光層を形成する感光材料として、有機感光体(OPC感光体)が用いられ、ブラック(B)、イエロー(Y)、シアン(C)及びマゼンタ(M)の各色に対応させて配される。感光層はアモルファスシリコンでもよい。各感光体11a〜11dの周囲に、現像装置2a〜2d、露光ユニット12、帯電器13a〜13d及び除電器14a〜14dが配設される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional front view schematically showing an internal configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 1 is a tandem type color printer. As the
現像装置2a〜2dは、感光体11a〜11dの右斜め下方に対向して配置され、感光体11a〜11dにトナーを供給する。帯電器13a〜13dは、現像装置2a〜2dの感光体回転方向上流側であって感光体11a〜11dの表面に対向して配置され、感光体11a〜11d表面を一様に帯電させ、また、除電器14a〜14dは、現像装置2a〜2dの感光体回転方向下流側であって感光体11a〜11dの表面に対向して配置され、感光体11a〜11d表面に現像後に残った電荷を除電する。
The developing
露光ユニット12は、パーソナルコンピュータ等から画像入力部(図略)に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、各感光体11a〜11dを走査露光するためのものであり、現像装置2a〜2dの下方で帯電器13a〜13dの感光体回転方向下流側に設けられる。露光ユニット12には、レーザ光源、ポリゴンミラーが設けられ、各感光体11a〜11dに対応して反射ミラー及びレンズが設けられる。レーザ光源から出射されたレーザ光が、ポリゴンミラー、反射ミラー及びレンズを介して各感光体11a〜11dの表面に照射され、照射されたレーザ光により、各感光体11a〜11d表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置2a〜2dによりトナー像に現像される。
The
中間転写ベルト17は、テンションローラ6、駆動ローラ25及び従動ローラ27に張架されている。この中間転写ベルト17に接触するように各感光体11a〜11dが中間転写ベルト17の下方で搬送方向(図1の矢印方向)に沿って上流側から隣り合うように対向して配列されている。各1次転写ローラ26a〜26dは、中間転写ベルト17を挟んで各感光体11a〜11dと対向して中間転写ベルト17に接触するよう配置され、図1における上下方向に移動可能であって、必要に応じて中間転写ベルト17を介して各感光体11a〜11dに圧接して1次転写ニップ部を形成し、また離間する。この1次転写ニップ部において、各感光体11a〜11dで形成されたトナー像が中間転写ベルト17表面に転写される。そして、中間転写ベルト17の回転とともに所定のタイミングで各感光体11a〜11dのトナー像が中間転写ベルト17に順次転写されることにより、中間転写ベルト17表面にはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色のトナー像が重ね合わされたフルカラートナー像が形成される。ベルトクリーニング31が転写後に中間転写ベルト17に残存するトナーを清掃する。
The intermediate transfer belt 17 is stretched around the
2次転写ローラ34は、中間転写ベルト17を挟んで駆動ローラ25と対向し、中間転写ベルト17に圧接して2次転写ニップ部を形成して、この2次転写ニップ部において、中間転写ベルト17表面のトナー像を用紙Pに転写する。
The
画像形成装置1内の下方には、用紙Pを収納する給紙カセット32が配設され、画像形成装置1の中間部には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ35が配設される。画像形成装置1の左部には、給紙カセット32から繰り出された用紙Pを中間転写ベルト17で形成される2次転写ニップ部に搬送する第1搬送路33が配設され、右部から左部にかけては、スタックトレイ35から繰り出された用紙を2次転写ニップ部に搬送する第2搬送路36が配設される。また、画像形成装置1の左上部には、画像が形成された用紙Pに対して定着処理を行う定着装置18と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部37に搬送する第3搬送路39とが配設される。
A
給紙カセット32は、装置の外部(図1において手前側)に引き出すことにより用紙の補充を可能にしたもので、収納されている用紙Pがピックアップローラ33b及び捌きローラ33aにより1枚ずつ第1搬送路33側に繰り出される。
The
第1搬送路33と第2搬送路36とはレジストローラ33cの手前で合流しており、レジストローラ33cにより、中間転写ベルト17における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Pが2次転写ニップ部に搬送される。2次転写ニップ部に搬送された用紙Pは、バイアス電位(トナーの帯電極性と逆極性)が印加された2次転写ローラ34によって、中間転写ベルト17上のフルカラーのトナー画像を2次転写されて、定着装置18に搬送される。
The
定着装置18は、ヒータにより加熱される定着ベルトと、定着ベルトに圧接して配設された加圧ローラ等とを備え、トナー画像が転写された用紙Pを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。用紙Pは、定着装置18で定着された後、必要に応じて第4搬送路40で反転されて用紙の裏面にも2次転写ローラ34でフルカラーのトナー画像が2次転写され、定着装置18で定着されて、第3搬送路39を通って、排出ローラ19aにより用紙排出部37に排出される。
The fixing
図2は、上述の画像形成装置1に用いられる定着装置18の概略の構成を示す断面正面図である。定着装置18は、ベルト定着方式であり、定着ベルト52と、定着ローラ53と、加圧ローラ54と、熱ローラ55と、モータと減速ギアを有する駆動手段57、及びサーモスタットユニット60とを備えている。そして、熱ローラ55の中空内には、定着装置18の熱源としてヒータランプ55aが設けられている。定着ローラ53、加圧ローラ54及び熱ローラ55は、定着装置18の筐体(図略)の長手方向に回転可能に軸支され、駆動手段57、ヒータランプ55a及びサーモスタットユニット60は、筐体(図略)に固定保持されている。
FIG. 2 is a cross-sectional front view showing a schematic configuration of the fixing
定着ベルト52は、定着ローラ53及び熱ローラ55に掛け回され、駆動手段57によって加圧ローラ54を介して、図2に示す矢印x方向に回転駆動される。この定着ベルト52は、厚さ40μmのニッケル薄板で形成される無端ベルトであって、外周表面にシリコンゴム膜等のオフセット防止剤がコーティングされたものである。
The fixing
定着ローラ53と加圧ローラ54とは、対向して配置されるゴムローラであり、加圧ローラ54が定着ベルト52を介して定着ローラ53の中心方向に加圧されることにより、加圧ローラ54と定着ベルト52との間でニップ部Nが形成される。熱ローラ55は、定着ベルト52にテンションを与えるものであり、円筒形をしたアルミ管で形成される。定着ローラ53と加圧ローラ54が長手方向で定着ベルト52より長く形成されているために、加圧ローラ54は定着ベルト52とともに定着ローラ53にも圧接している。
The fixing
駆動手段57は、モータと減速ギア列を備えて、加圧ローラ54にギア接続され、図2に示す矢印方向に回転駆動すると、加圧ローラ54が矢印方向に回転する。加圧ローラ54の回転により、加圧ローラ54に圧接する定着ローラ53と定着ベルト52が同速で図2示す矢印方向に回転し、さらに熱ローラ55が定着ベルト52に従動回転する。熱ローラ55の中空内に配設されたヒータランプ55aからの熱が、熱ローラ55を介して定着ベルト52に伝わり、定着ベルト52が加熱される。加圧ローラ54と定着ベルト52の互いの逆回転により、用紙Pのトナー像をニップ部Nで加熱溶融させながら、用紙Pが装置の上方に搬送される。尚、駆動手段57が加圧ローラ54にギア接続する構成に替えて、駆動手段57を定着ローラ53または熱ローラ55に接続して、定着ローラ53または熱ローラ55の回転により定着ベルト52を回転させ、さらに加圧ローラ54を回転させる構成にしてもよい。
The
上記構成の定着装置18においては、トナー像Tを形成された用紙Pは、定着ベルト52の用紙搬送方向の上流側に配された定着前ガイド21から、図2に示す矢印y方向に搬送され、ニップ部Nにおいて加熱加圧されることによって、トナー像Tが定着される。その後、用紙Pは、用紙搬送方向下流側に配された定着後ガイド22及び搬送ローラ23a、23bにより、用紙排出部37(図1参照)に排出される。
In the fixing
次に、サーモスタットユニット60の詳細について説明する。サーモスタットユニット60は、熱ローラ55の周面に向けて配設され、熱ローラ55の温度を逐一検知し、熱ローラ55の温度が予め設定された温度範囲を超えた場合には、ヒータランプ55aへの通電を遮断して、ローラの過加熱を防止するものである。サーモスタットユニット60は、定着ベルト52の内側に形成される中空部に配され、サーモスタット62、サーモスタット支持部材63、コイルバネ64、それらを内部に保持する保持部材61及びフィルム66を備える。尚、サーモスタットユニット60は、熱ローラ55の温度を検知し、予め設定された温度に対して熱ローラ55の温度の高低を判定して、ヒータランプ55aへの通電のオンオフを制御し、定着ベルト52の過加熱や加熱不足を防止するようにしてもよい。
Next, details of the
図3は、サーモスタットユニット60の要部の構成を示す断面側面図であり、図4は、サーモスタットユニット60の要部の構成を示す断面正面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional side view showing the configuration of the main part of the
図3に示すように、サーモスタット62は、その検知面62aを熱ローラ55の長手方向中央から外れた位置の周面に向けて配設され、検知面62aの反対側の部分をサーモスタット支持部材63に接着剤で固着される。このサーモスタット62とサーモスタット支持部材63が温度検知部材を構成する。
As shown in FIG. 3, the
サーモスタット支持部材63は、直方体形状であり、その側面部63aで保持部材61に対して熱ローラ55方向に移動自在に保持され、サーモスタット62の固着される面と反対側の面には、サーモスタット62を挟んでその両側に一対の凹部63bを有する。この一対の凹部63bには、一対の凹部63bに対向させて保持部材61に設けた一対の凹部61aとともに、一対のコイルバネ64が嵌め込まれている。コイルバネ64は圧縮バネであり、その付勢力により、サーモスタット支持部材63が熱ローラ55側に押され、サーモスタット62は、保持部材61の開口61dから熱ローラ55方向に移動自在に突出している。
The
フィルム66は、ポリイミド樹脂シートやポリテトラフロオロエチレン樹脂シート等の耐熱性と摺動性を兼ね備えた厚さ50〜100μmの薄膜シートで形成され、サーモスタット62の検知面62aと熱ローラ55周面と接触して配され、サーモスタット支持部材63の長手方向長さ程度の幅を有する。
The
また、図4示すように、フィルム66は、保持部材61の外周を形成する図4に示す紙面と垂直な方向の上側外周面61bと下側外周面61cに取り付けられる。熱ローラ55の回転方向(図4の矢印方向)下流側におけるフィルム66の下流端部66bは、上側外周面61bに接着にて固着され、回転方向上流側におけるフィルム66の上流端部66cは、下側外周面61cに接着にて固着される。サーモスタット62の検知面62aがフィルム66を介して熱ローラ55周面に常に接触して温度検知することができるように、フィルム66が保持部材61に取り付けられる際には、図4の一点鎖線に示すように、サーモスタット62が温度検知状態より熱ローラ55側に若干突出した位置で、サーモスタット支持部材63の前面部63cを保持部材61の内面に当接させて、フィルム66の下流端部66bが保持部材61の上側外周面61bに固着され、フィルム66の上流端部66cが保持部材61の下側外周面61cに固着される。
Further, as shown in FIG. 4, the
従って、駆動手段57(図2参照)によって加圧ローラ54が回転させられると、定着ベルト52が回転して、さらに熱ローラ55が図4に示す矢印方向に従動回転する。この回転時に、サーモスタット62の検知面62aと熱ローラ55の周面とが、保持部材61に固着したフィルム66に互いに対向して接触し、熱ローラ55の周面がフィルム66上を摺動することになる。サーモスタット62の検知面62aはフィルム66を介してコイルバネ64の付勢力により熱ローラ55周面への押圧を受けているが、熱ローラ55の回転に伴うサーモスタット62の図4で上方向に向けて受ける回動力は、フィルム66が熱ローラ55の周面を摺動することにより、発生することがない。
Therefore, when the
また、サーモスタット62の検知面62aがフィルム66を介して接触する熱ローラ55の温度を逐一検知している。検知面62aと熱ローラ55周面にフィルム66が介在することにより、検知温度が熱ローラ55本来の温度より低下するが、その検知温度は、フィルム66により低下する温度が補正されて、ローラ、定着ベルト等の過加熱を防止する制御に用いられる。
Further, the temperature of the
ここでは、フィルム66の下流端部66bと上流端部66cが保持部材61の外周面に固着される構成を示したが、本発明はこれに限らず、フィルム66の上流端部66cを保持部材61の下側外周面61cに固着して、下流端部66bを保持部材61に固着しない自由端としてもよく、また下流端部66bをサーモスタット62に保持するようにしてよい。この場合も上記同様、熱ローラ55が図4に示す矢印方向に回転すると、サーモスタット62の検知面62aはフィルム66を介してコイルバネ64の付勢力により熱ローラ55周面への押圧を受けているが、熱ローラ55の回転に伴うサーモスタット62の図4で上方向に向けて受ける回動力は、熱ローラ55の周面がフィルム66上を摺動することにより、発生することがない。
Here, the
上記第1実施形態によれば、定着装置18は、加圧される加圧ローラ54と加熱される定着ベルト52が回転し、トナー像を定着させ、定着ベルト52を加熱するために用いられる加熱回転体としての熱ローラ55と、この熱ローラ55の温度を検知する検知面62aを熱ローラ55側に向けて配置されるサーモスタット62と、検知面62aを熱ローラ55側に付勢する一対のコイルバネ64と、このコイルバネ64を保持するとともにコイルバネ64の付勢力によりサーモスタット62を弾性的に保持する保持部材61とを備える。薄膜で形成されるフィルム66が検知面62aに当接して保持部材61に固定保持され、検知面62aがフィルム66を介して熱ローラ55周面に接触する。
According to the first embodiment, in the fixing
この構成によると、サーモスタット62の検知面62aがフィルム66を介して接触する熱ローラ55の温度を逐一正確に検知して、ローラ、定着ベルト等の過加熱の防止を制御することができる。また、サーモスタット62の検知面62aがコイルバネ64により熱ローラ55側に押圧された状態において、熱ローラ55が回転しても、熱ローラ55がフィルム66上を摺動することになり、サーモスタット62が熱ローラ55の回転に追随して回動することがないので、サーモスタット62が熱ローラ55を擦って傷つけるおそれがなく、また、サーモスタット62と熱ローラ55とで摺擦音が発生するおそれがなく、さらにサーモスタットが破損して誤動作するおそれがない。
According to this configuration, the temperature of the
また、上記第1実施形態によると、熱ローラ55の回転方向上流側において、フィルム66の上流端部66cが保持部材61の下側外周面61cに固着される構成である。このことによって、フィルム66の上流端部66cを保持部材61に取り付ける簡単な作業を施すだけで、熱ローラ55の回転時に、熱ローラ55がフィルム66上を摺動することになり、サーモスタット62が熱ローラ55の回転に追随して回動することがないので、サーモスタット62が熱ローラ55を擦って傷つけるおそれがない。
Further, according to the first embodiment, the
また、上記第1実施形態によると、定着装置18は、加圧ローラ54に対向して配置される定着ローラ53と、熱源を内蔵する熱ローラ55と、定着ローラ53と熱ローラ55との間に張架される無端状の定着ベルト52を備え、定着ベルト52が、定着ローラ53と加圧ローラ54との圧接によって形成されたニップ部Nで、トナー像を加熱溶融させて定着する。この定着ベルト52の内側に形成される中空部に、サーモスタットユニット60が配置されることによって、定着装置18が小型になるとともにサーモスタット62が熱ローラ55を擦って傷つけるおそれがない。
Further, according to the first embodiment, the fixing
(第2実施形態)
図5は、本発明の第2実施形態に係る定着装置の概略の構成を示す断面正面図である。第1実施形態と異なる、サーモスタットユニット60の配置について説明し、以降、第1実施形態と同じ部分の説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional front view showing a schematic configuration of a fixing device according to the second embodiment of the present invention. The arrangement of the
サーモスタットユニット60は、定着ベルト52の外側でかつ熱ローラ55に張架される部分に配置され、定着装置18の筐体(図略)に固定保持される。サーモスタットユニット60の検知面62aは、フィルム66を介して定着ベルト52に接触し、熱源55a近傍の定着ベルト52の温度を検知する。
The
上記第2実施形態によれば、サーモスタット62がフィルム66を介して接触する定着ベルト52の温度を逐一検知することによって、定着ベルト52の温度を正確に検知して、ローラ、定着ベルト等の過加熱の防止を制御することができる。また、サーモスタット62の検知面62aがコイルバネ64により定着ベルト52側に押圧された状態において、定着ベルト52が回転しても、定着ベルト52がフィルム66上を摺動することになり、サーモスタット62が定着ベルト52の回転に追随して回動することがないので、サーモスタット62が定着ベルト52を擦って傷つけるおそれがなく、また、サーモスタット62と定着ベルト52とで摺擦音が発生するおそれがなく、さらにサーモスタットが破損して誤動作するおそれがない。
According to the second embodiment, the temperature of the fixing
尚、上記第1及び第2実施形態では、サーモスタット62を熱ローラ55、定着ベルト52に対向させて配置したが、本発明はこれに限らず、サーモスタット62の検知面62aを定着ローラ53の周面に対向させ、サーモスタットユニット60を定着ベルト52の内側に形成される中空部に配置する構成にしてもよい。
In the first and second embodiments, the
(第3実施形態)
図6は、本発明の第3実施形態に係る定着装置の概略の構成を示す断面正面図である。第1及び第2実施形態と異なる、定着方式とサーモスタットユニット60の配置について説明する。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional front view showing a schematic configuration of a fixing device according to a third embodiment of the present invention. Different from the first and second embodiments, the fixing method and the arrangement of the
定着装置18は、定着ローラ53と、加圧ローラ54と、モータと減速ギアを有する駆動手段57、及びサーモスタットユニット60とを備えている。そして、定着ローラ53の中空内には、定着装置18の熱源としてヒータランプ53aが設けられている。定着ローラ53及び加圧ローラ54は、定着装置18の筐体(図略)の長手方向に回転可能に軸支され、駆動手段57、ヒータランプ53a及びサーモスタットユニット60は、筐体(図略)に固定保持されている。
The fixing
定着ローラ53と加圧ローラ54とは、対向して配置されるゴムローラであり、加圧ローラ54が定着ローラ53の中心方向に加圧されることにより、加圧ローラ54と定着ローラ53との間でニップ部Nが形成される。
The fixing
駆動手段57は、加圧ローラ54にギア接続され、図6に示す矢印方向に回転駆動すると、加圧ローラ54が矢印方向に回転する。加圧ローラ54の回転により、加圧ローラ54に圧接する定着ローラ53が同速で図2示す矢印方向に回転し、加圧ローラ54と定着ローラ53の互いの逆回転により、用紙Pのトナー像をニップ部Nで加熱溶融させながら、用紙Pが装置の上方に搬送される。
The drive means 57 is gear-connected to the
サーモスタットユニット60は、定着ローラ53の周面に向けて配設され、サーモスタットユニット60の検知面62aは、フィルム66を介して定着ローラ53に接触し、熱源55aを内蔵する定着ローラ53の温度を検知する。
The
上記第3実施形態によれば、サーモスタット62がフィルム66を介して接触する定着ローラ53の温度を逐一正確に検知して、ローラ等の過加熱の防止を制御することができる。また、サーモスタット62の検知面62aがコイルバネ64により定着ローラ53側に押圧された状態において、定着ローラ53が回転しても、定着ローラ53がフィルム66上を摺動することになり、サーモスタット62が定着ローラ53の回転に追随して回動することがないので、サーモスタット62が定着ローラ53を擦って傷つけるおそれがなく、また、サーモスタット62と定着ローラ53とで摺擦音が発生するおそれがなく、さらにサーモスタットが破損して誤動作するおそれがない。
According to the third embodiment, the temperature of the fixing
また、上記第1〜第3実施形態によると、画像形成装置1において、上記の定着装置18を備えるようにすれば、ローラや定着ベルト等の加熱回転体を傷つけることなく、加熱回転体の温度を正確に検知することができる画像形成装置1を提供することができる。
Further, according to the first to third embodiments, if the fixing
尚、上記実施形態では、温度検知部材としてサーモスタット62に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、サーミスタに適用して、ローラや定着ベルト等の加熱回転体の温度を検知し、その検知温度により、ヒータランプ等熱源の温度制御をするようにしてもよい。
In the above embodiment, the temperature detection member is applied to the
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる定着装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、定着ローラ等の加熱回転体の温度を検知する定着装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a fixing device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and a composite machine using the electrophotographic method, and an image forming apparatus including the fixing device. The present invention can be used in a fixing device that detects the temperature of the heating rotator and an image forming apparatus including the fixing device.
1 画像形成装置
2a〜2d 現像装置
11a〜11d 感光体
17 中間転写ベルト
18 定着装置
52 定着ベルト(加熱回転体)
53 定着ローラ(加熱回転体)
53a、55a ヒータランプ(熱源)
54 加圧ローラ
55 熱ローラ(加熱回転体)
57 駆動手段
60 サーモスタットユニット
61 保持部材
61a 凹部
61b 上側外周面
61c 下側外周面
61d 開口
62 サーモスタット(温度検知部材)
62a 検知面(温度検知部材)
63 サーモスタット支持部材(温度検知部材)
63a 側面部
63b 凹部
63c 前面部
64 コイルバネ(付勢部材)
66 フィルム
66b 下流端部
66c 上流端部
N ニップ部
P 用紙
T トナー像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
53 Fixing roller (heated rotating body)
53a, 55a Heater lamp (heat source)
54
57 Driving means 60
62a Detection surface (temperature detection member)
63 Thermostat support member (temperature detection member)
66
Claims (8)
薄膜で形成されるフィルムが前記検知面に当接して前記保持部材に固定保持され、前記検知面が前記フィルムを介して前記加熱回転体に接触することを特徴とする定着装置。 A heating rotator used for rotating and fixing the toner image, a temperature detection member disposed with a detection surface for detecting the temperature of the heating rotator facing the heating rotator, and the detection surface being heated In a fixing device comprising: an urging member that urges toward the rotating body; and a holding member that holds the urging member and elastically holds the temperature detection member by the urging force of the urging member;
A fixing device, wherein a film formed of a thin film is in contact with the detection surface and fixedly held by the holding member, and the detection surface is in contact with the heating rotator through the film.
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