JP2010079309A - Fixing device - Google Patents
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- Fixing For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、複写機・プリンタ等の画像形成装置に具備される、未定着トナー画像を記録材に熱定着させる定着装置(定着器)に関するものである。 The present invention relates to a fixing device (fixing device) that is provided in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer and thermally fixes an unfixed toner image onto a recording material.
定着装置は、ヒートローラ方式のものが一般的に用いられている。またフィルム加熱方式のものも実用に供されている。ヒートローラ方式の定着装置は、金属製のローラの外周に弾性層と離型層とを設けた構成の定着ローラと、定着ローラ内に配置された加熱部材であるヒータとで構成したヒートローラが設けられている。ヒートローラは、略長筒形状で装置本体に回転可能に配置されているとともに、ヒートローラ内のヒータで定着ローラを加熱して定着ローラの表面を定着に必要な定着温度に加熱し、ヒータで加熱された定着ローラによって記録材を加熱できるようになっている。また、ヒートローラに回転可能に配置された加圧ローラを圧接させて定着装置が構成されており、ヒートローラと加圧ローラとの圧接部分(定着ニップ部)に未定着トナー画像が形成された記録材を通過させる。これにより、記録材上の未定着トナー画像を加熱および加圧して記録材上に溶融定着させることができるようになっている。 As the fixing device, a heat roller type is generally used. A film heating type is also in practical use. The heat roller type fixing device includes a fixing roller having a configuration in which an elastic layer and a release layer are provided on the outer periphery of a metal roller, and a heat roller including a heater that is a heating member disposed in the fixing roller. Is provided. The heat roller has a substantially long cylindrical shape and is rotatably arranged in the apparatus main body. The heat roller is heated by a heater in the heat roller to heat the surface of the fixing roller to a fixing temperature necessary for fixing. The recording material can be heated by the heated fixing roller. In addition, the fixing device is configured by pressing a pressure roller rotatably arranged on the heat roller, and an unfixed toner image is formed at a pressure contact portion (fixing nip portion) between the heat roller and the pressure roller. Pass the recording material. As a result, the unfixed toner image on the recording material can be heated and pressurized to be melt-fixed on the recording material.
ヒータは、画像形成装置に設けられた制御手段内の温度制御手段からの駆動信号によりオン/オフが行われてヒータの温度を所定温度に制御できるようになっている。また、ヒートローラの表面には、ヒートローラの温度を検知する温度検知手段としてサーミスタが配置されている。該サーミスタは、ヒートローラの温度変化により変化する抵抗値を検知信号として制御手段へ送信し、サーミスタからの検知信号により制御手段内の温度検知手段がヒータに対する電力供給を制御してヒータの温度を所定温度に制御する。これによりヒートローラを定着に必要な温度となるように制御できるようになっている。このヒートローラ方式の装置では、一般的にローラの熱容量が大きくヒータの加熱駆動からローラが所定温度になるまでに時間かかかるため、画像形成装置の電源投入直後にローラを所定温度に加熱しておく温調を行っている。 The heater is turned on / off by a drive signal from a temperature control means in a control means provided in the image forming apparatus so that the heater temperature can be controlled to a predetermined temperature. A thermistor is disposed on the surface of the heat roller as temperature detecting means for detecting the temperature of the heat roller. The thermistor transmits a resistance value that changes due to a temperature change of the heat roller as a detection signal to the control means, and the temperature detection means in the control means controls the power supply to the heater by the detection signal from the thermistor to control the heater temperature. Control to a predetermined temperature. As a result, the heat roller can be controlled to a temperature necessary for fixing. In this heat roller type apparatus, since the heat capacity of the roller is large and it takes time until the roller reaches a predetermined temperature after the heater is driven, the roller is heated to the predetermined temperature immediately after the image forming apparatus is turned on. The temperature is kept.
一方、フィルム加熱方式の装置は例えば特許文献1〜4等に開示されている。このフィルム加熱方式の装置は、固定支持された加熱部材であるヒータと、ヒータに対抗して配置される耐熱性で熱容量の小さいフィルムとからなるヒータユニットと、ヒータユニットのフィルムの表面に記録材を密着させる加圧部材としての加圧ローラとを備える。熱容量の小さいフィルムを介してヒータが記録材上のトナーを加熱することで、記録材の表面に形成されている未定着トナー画像を加熱定着させるものである。 On the other hand, film heating type apparatuses are disclosed in, for example, Patent Documents 1 to 4 and the like. This film heating system apparatus includes a heater that is a fixed and supported heating member, a heater unit that is arranged to oppose the heater, and a heat-resistant and small heat capacity film, and a recording material on the surface of the heater unit film. And a pressure roller as a pressure member for closely adhering. A heater heats the toner on the recording material through a film having a small heat capacity, thereby heating and fixing an unfixed toner image formed on the surface of the recording material.
このフィルム加熱方式の装置によれば、ヒートローラ方式の装置との対比において、待機時の省電力化、及び電源投入から画像出力までの時間短縮を実現することができる。即ち、熱容量の小さいフィルムを介してヒータが記録材を加熱するようになっている。そのため、瞬時に定着に必要な温度までヒータを上昇させることにより、印字開始の指令によってはじめてヒータに電力を供給しても定着に必要な加熱量を記録材に付与することができるようになっている。そのため、ヒートローラ方式の装置で行っている電源投入直後の温調の必要がなく、装置の省電力化等に有利なものとなっている。 According to this film heating type apparatus, it is possible to realize power saving during standby and time reduction from power-on to image output in comparison with a heat roller type apparatus. That is, the heater heats the recording material through a film having a small heat capacity. Therefore, by instantaneously raising the heater to the temperature required for fixing, the heating amount necessary for fixing can be applied to the recording material even if power is supplied to the heater for the first time by a print start command. Yes. For this reason, there is no need for temperature control immediately after the power is turned on, which is performed in a heat roller type apparatus, which is advantageous for power saving of the apparatus.
また、サーミスタからの検知信号を利用して定着装置の有無やヒータあるいはサーミスタ自身の故障検出を行っている。この装置の有無やサーミスタ等の故障の検知は、ヒータに電力が供給された後に行われている。例えば、上記のフィルム加熱方式の装置では、印字開始の指令によりヒータに電力が供給された後、サーミスタから温度制御手段へ送信される検知信号により行われている。 The detection signal from the thermistor is used to detect the presence or absence of the fixing device and the failure of the heater or the thermistor itself. The presence or absence of this device or the failure of the thermistor or the like is detected after power is supplied to the heater. For example, in the above-described film heating type apparatus, power is supplied to the heater in response to a print start command, and then the detection signal is transmitted from the thermistor to the temperature control means.
フィルム加熱方式の定着装置を用いた画像形成装置では、定着部材を回転する前にフィルム内部とヒータ部の間に塗布されている潤滑剤に、一定時間または、所定温度までヒータに電力を与える。これにより、潤滑剤としての機能を持つ温度まで暖め、その後、定着部材を回転しながら定着装置の各部の温度を全体に馴染ませながら、装置を定着可能な所定温度まで上昇させ温調を行っている。 In an image forming apparatus using a film heating type fixing device, electric power is applied to the heater for a predetermined time or a predetermined temperature to the lubricant applied between the film and the heater before rotating the fixing member. As a result, the temperature is increased to a temperature having a function as a lubricant, and then the temperature of each part of the fixing device is adjusted to the predetermined temperature while rotating the fixing member to adjust the temperature to a predetermined temperature at which the fixing can be performed. Yes.
また、ヒータの駆動回路の故障等による過昇温の防止手段として、サーミスタからの温度検知信号により、ヒータへの通電を通電ラインに設けたリレーをオープンにする等の手段を具備させている。また、ヒータへの通電ラインに設けたサーモスイッチによる過昇温防止手段を具備させている。 Further, as means for preventing excessive temperature rise due to failure of the heater drive circuit or the like, means for opening a relay provided in the energization line to energize the heater is provided by a temperature detection signal from the thermistor. In addition, an excessive temperature rise prevention means is provided by a thermo switch provided in the energization line to the heater.
ところで、上記のような定着装置において温度制御等のために用いられるサーミスタ等の温度検知手段は発熱部であるヒータ(加熱部材)からの熱伝導および温度検知手段の熱応答(熱容量)がある。そのため、実際のヒータ温度(装置温度)と、温度検知手段からの検知信号による制御手段のヒータ検知温度では大なり小なり検知タイムラグ(遅延)が発生している。 By the way, temperature detection means such as a thermistor used for temperature control or the like in the fixing device as described above has heat conduction from a heater (heating member) as a heat generating portion and thermal response (heat capacity) of the temperature detection means. For this reason, a detection time lag (delay) occurs between the actual heater temperature (device temperature) and the heater detection temperature of the control means based on the detection signal from the temperature detection means.
その検知タイムラグは、定着装置の機械的動作部材としての定着部材を回転駆動させている状態時よりも、定着部材を回転駆動させていない状態時の方が大きい。即ち、定着部材を回転駆動させている状態時はヒータの熱が定着装置の各部共に伝わり、温度がゆっくり上昇している。そして、温度検知手段への熱伝導も十分伝わることで、実際のヒータ温度と、温度検知手段からの検知信号による制御手段のヒータ検知温度のタイムラグは比較的小さい。しかし、定着部材を回転駆動させていない状態時はヒータの熱の定着装置の各部への伝わりが遅くて、ヒータおよびヒータ近傍部分のみが急激に温度上昇する現象を生じる。その急激なヒータ温度上昇に、温度検知手段への熱伝導および温度検知手段の熱応答が追い付かず実際のヒータ温度と、温度検知手段からの検知信号による制御手段のヒータ検知温度のタイムラグは前者の場合よりも大きくなる。 The detection time lag is larger in the state where the fixing member is not being rotationally driven than in the state where the fixing member as a mechanical operating member of the fixing device is rotationally driven. That is, when the fixing member is driven to rotate, the heat of the heater is transmitted to each part of the fixing device, and the temperature rises slowly. And since the heat conduction to the temperature detection means is sufficiently transmitted, the time lag between the actual heater temperature and the heater detection temperature of the control means by the detection signal from the temperature detection means is relatively small. However, when the fixing member is not rotationally driven, the transmission of the heat of the heater to each part of the fixing device is slow, causing a phenomenon that only the heater and the heater vicinity rapidly increase in temperature. Due to the sudden rise in heater temperature, the heat conduction to the temperature detection means and the thermal response of the temperature detection means cannot catch up, the actual heater temperature and the time lag of the heater detection temperature of the control means by the detection signal from the temperature detection means are the former Larger than the case.
そのために、定着部材を回転駆動させていない状態時にヒータに熱暴走が発生した場合におけるヒータシャットオフ動作に上記の大きなタイムラグに対応した遅れが生じる。そして、ヒータシャットオフ動作が実行されるまでの間で定着装置の熱ダメージが大きくなる事態を生じることが考えられる。 For this reason, a delay corresponding to the large time lag occurs in the heater shut-off operation when a thermal runaway occurs in the heater when the fixing member is not driven to rotate. Then, it is conceivable that there is a situation in which the thermal damage of the fixing device increases until the heater shut-off operation is performed.
即ち、従来は、定着装置の制御手段に設定される異常検知温度レベル(ヒータシャットオフ動作温度)は、定着部材を回転駆動させている状態時において、定着部材等が全体的に熱を受け取り、ヒータだけが局部的に温度が上昇してしまうことは無い。そして、温度検知手段までの熱伝導及び温度検知手段の熱応答を考慮して、問題なくヒータ熱暴走判断を早期に行うことができる過昇温検知レベル値に設定されている。 That is, conventionally, the abnormality detection temperature level (heater shut-off operation temperature) set in the control means of the fixing device is such that the fixing member or the like generally receives heat when the fixing member is rotationally driven. Only the heater does not increase the temperature locally. Then, in consideration of the heat conduction to the temperature detection means and the thermal response of the temperature detection means, the overheat detection level value is set so that the heater thermal runaway determination can be made early without any problem.
しかし、ヒータの熱暴走が、例えばフィルム加熱方式の定着装置において定着部材を回転駆動させないでヒータに通電してヒータの外面と定着フィルムの内面との間に塗布されている潤滑剤を暖める行程時において発生すると問題を生じる。即ち、ヒータの熱の定着装置の各部への伝わりが遅いので、ヒータおよびヒータ近傍部分のみが急激に温度上昇する現象を生じる。その急激なヒータ温度上昇に、温度検知手段への熱伝導および温度検知手段の熱応答が追い付かず、実際のヒータ温度と、温度検知手段からの検知信号による制御手段のヒータ検知温度のタイムラグを生じる。そのために、温度検知手段から制御手段に入力したヒータ検知温度が異常検知温度レベルでそれに基づいて制御手段がヒータシャットオフ動作を実行させた時点では、ヒータの実際の温度は既に異常検知温度レベルよりも大幅に高温に過昇温している状態となる。そのため定着装置が熱ダメージを受けてしまう事態を生じ得る。 However, the thermal runaway of the heater, for example, during the process of heating the lubricant applied between the outer surface of the heater and the inner surface of the fixing film by energizing the heater without rotating the fixing member in a film heating type fixing device. If it occurs in, problems arise. That is, since the transmission of the heat of the heater to each part of the fixing device is slow, a phenomenon occurs in which only the heater and the vicinity of the heater rapidly increase in temperature. Due to the rapid rise in heater temperature, the heat conduction to the temperature detection means and the thermal response of the temperature detection means cannot catch up, causing a time lag between the actual heater temperature and the heater detection temperature of the control means based on the detection signal from the temperature detection means. . Therefore, when the heater detection temperature input from the temperature detection means to the control means is the abnormality detection temperature level and the control means executes the heater shut-off operation based on the detected temperature, the actual temperature of the heater is already higher than the abnormality detection temperature level. However, the temperature is excessively increased to a high temperature. For this reason, the fixing device may be damaged by heat.
そこで本発明は、フィルム加熱方式の定着装置において、機械的動作部材としての定着部材等を駆動させない状態時にヒータ(加熱部材)に熱暴走が発生した場合におけるヒータシャットオフ動作の遅れによる熱ダメージを軽減させることを目的とする。 Accordingly, the present invention provides thermal damage due to a delay in the heater shut-off operation when a thermal runaway occurs in the heater (heating member) when the fixing member or the like as a mechanical operation member is not driven in a film heating type fixing device. The purpose is to reduce.
本発明は下記の手段構成を特徴とする定着装置である。 The present invention is a fixing device characterized by the following means.
(1)エンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内面に接触するヒータと、前記エンドレスベルトを介して前記ヒータと共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、前記ヒータの温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子の検知温度が制御目標温度を維持するように前記ヒータへ供給する電力を制御する制御手段と、前記エンドレスベルト及び前記加圧ローラを回転させるためのモータと、前記ヒータへ電力供給する給電回路中に設けられているリレーと、を有し、前記温度検知素子の検知温度が所定のヒータシャットオフ温度を越えると前記リレーが作動して前記ヒータへの電力供給を遮断する定着装置において、前記モータを駆動している時の前記ヒータシャットオフ温度が定着処理中の前記制御目標温度より高く、前記モータを駆動停止している時の前記ヒータシャットオフ温度が駆動時の前記ヒータシャットオフ温度より低く設定されていることを特徴とする定着装置。 (1) an endless belt, a heater that contacts the inner surface of the endless belt, a pressure roller that forms a fixing nip portion with the heater via the endless belt, a temperature detection element that detects the temperature of the heater, Control means for controlling electric power supplied to the heater so that the temperature detected by the temperature detecting element maintains a control target temperature, a motor for rotating the endless belt and the pressure roller, and electric power supply to the heater And a relay provided in the power supply circuit, and when the detected temperature of the temperature detecting element exceeds a predetermined heater shut-off temperature, the relay operates to cut off the power supply to the heater The heater shutoff temperature when the motor is driven is higher than the control target temperature during the fixing process, and the motor A fixing device, characterized in that the heater shut off temperature when driving stops motor is set lower than the heater shut-off temperature at the time of driving.
(2)前記制御手段は、前記温度検知素子の検知温度と前記ヒータシャットオフ温度を比較する判断部と、前記モータを駆動する駆動制御回路へ駆動信号を出力すると共に前記判断部に設定される前記ヒータシャットオフ温度を切り替える温度制御部と、を有し、前記判断部が前記リレーを作動させることを特徴とする(1)に記載の定着装置。 (2) The control means outputs a drive signal to a determination unit that compares the detected temperature of the temperature detection element and the heater shut-off temperature, and a drive control circuit that drives the motor, and is set in the determination unit. The fixing device according to (1), further comprising: a temperature control unit that switches the heater shut-off temperature, wherein the determination unit operates the relay.
(3)前記温度検知素子の検知温度に対応する電圧と前記ヒータシャットオフ温度に対応する基準電圧を比較するコンパレータと、前記制御手段から前記モータを駆動する駆動制御回路へ出力されるON/OFF信号に応じて前記基準電圧を切り替えるトランジスタと、を有し、前記コンパレータの出力に応じて前記リレーが作動することを特徴とする(1)に記載の定着装置。 (3) A comparator that compares a voltage corresponding to the detected temperature of the temperature detecting element with a reference voltage corresponding to the heater shut-off temperature, and ON / OFF output from the control means to a drive control circuit that drives the motor The fixing device according to (1), further comprising: a transistor that switches the reference voltage according to a signal, wherein the relay operates according to an output of the comparator.
本発明によれば、フィルム加熱方式の定着装置において、機械的動作部材としての定着部材等を駆動させない状態時にヒータ(加熱部材)に熱暴走が発生した場合におけるヒータシャットオフ動作の遅れによる熱ダメージを軽減させることができる。 According to the present invention, in a film heating type fixing device, thermal damage due to a delay in heater shut-off operation when a thermal runaway occurs in the heater (heating member) when the fixing member as a mechanical operating member is not driven. Can be reduced.
[実施例1]
(1)画像形成装置例
図1は画像形成装置の一例の概略構成模型図である。本例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利用のレーザープリンタである。1はレーザープリンタ本体(以下、プリンタ本体と記す)であり、これに接続された不図示のコンピュータ等のホスト装置から画像データが送られ、記録動作開始の命令により印字動作する。即ち、2は表面に静電潜像を形成する静電潜像担持体としての電子写真感光ドラム(以下、感光ドラムと記す)であり、矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。その回転過程において、感光ドラム2は、帯電装置3により所定の極性・電位に一様に帯電処理され、その一様帯電面に露光装置(画像データ変換部)としてのレーザービームスキャナ4による、画像情報パターンに対応したレーザービーム走査露光Lを受ける。これにより回転する感光ドラム2の外周面に走査露光した画像情報パターンに対応した静電潜像が形成される。その静電潜像が現像スリーブ5aを有する現像装置5によりトナー像として現像される。
[Example 1]
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic configuration model diagram of an example of an image forming apparatus. The image forming apparatus of this example is a laser printer using a transfer type electrophotographic process. Reference numeral 1 denotes a laser printer main body (hereinafter referred to as a printer main body). Image data is sent from a host device such as a computer (not shown) connected to the laser printer, and a printing operation is performed in response to a recording operation start command. That is, reference numeral 2 denotes an electrophotographic photosensitive drum (hereinafter referred to as a photosensitive drum) as an electrostatic latent image carrier that forms an electrostatic latent image on the surface, and is rotated at a predetermined speed in the clockwise direction of an arrow. During the rotation process, the photosensitive drum 2 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by the charging device 3, and an image is formed on the uniformly charged surface by the laser beam scanner 4 as an exposure device (image data conversion unit). A laser beam scanning exposure L corresponding to the information pattern is received. As a result, an electrostatic latent image corresponding to the image information pattern scanned and exposed is formed on the outer peripheral surface of the rotating photosensitive drum 2. The electrostatic latent image is developed as a toner image by the developing device 5 having the developing sleeve 5a.
一方、所定の制御タイミングにて給紙部の給紙ローラ10が駆動される。これにより、給紙カセット9内に積載収納の記録材Sが給送され、分離ローラ対11で1枚分離され、シートパスaを通ってレジストローラ12に搬送される。そして、その記録材Sは、感光ドラム2上のトナー像が所定の位置にあることが確認されると、レジストローラ12から、感光ドラム2と転写部材としての転写ローラ6との当接部である転写ニップ部に給紙される。記録材Sは転写ニップ部を挟持搬送されていく間に、転写ローラ6に印加される転写バイアスによって感光ドラム2上のトナー像の静電転写を順次に受ける。 On the other hand, the paper feed roller 10 of the paper feed unit is driven at a predetermined control timing. As a result, the stacked recording material S is fed into the paper feed cassette 9, separated by the separation roller pair 11, and conveyed to the registration roller 12 through the sheet path a. Then, when it is confirmed that the toner image on the photosensitive drum 2 is in a predetermined position, the recording material S passes from the registration roller 12 to the contact portion between the photosensitive drum 2 and the transfer roller 6 as a transfer member. Paper is fed to a certain transfer nip. The recording material S sequentially receives electrostatic transfer of the toner image on the photosensitive drum 2 by the transfer bias applied to the transfer roller 6 while it is nipped and conveyed through the transfer nip portion.
転写ニップ部を出た記録材Sはシートパスbを通って定着装置13へと搬送される。この定着装置13により記録材S上の未定着トナー像が固着像として加熱定着される。本実施例における定着装置13はフィルム加熱方式・加圧ローラ駆動タイプの装置である。この定着装置13については次の(2)項で詳述する。定着装置13を出た記録材Sはシートパスcを通って排出ローラ対14から装置本体1の上面の排紙トレイ15上に排紙される。7は感光ドラム2のクリーニング装置であり、転写材分離後の感光ドラム2の面から転写残トナー等の残留汚染物を除去して感光ドラム面を清掃し、感光ドラム2の繰り返し使用を可能にする。8は装置本体1に対して着脱交換自在のプロセスカートリッジであり、本例の画像形成装置においては、感光ドラム2、帯電装置3、現像装置5、クリーニング装置7の4つのプロセス機器を包含させてある。40は制御装置(制御基板、制御回路)であり、プリンタ本体1の各作像機器を所定にシーケンス制御する。 The recording material S exiting the transfer nip is conveyed to the fixing device 13 through the sheet path b. The fixing device 13 heats and fixes the unfixed toner image on the recording material S as a fixed image. The fixing device 13 in this embodiment is a film heating type / pressure roller driving type device. The fixing device 13 will be described in detail in the next section (2). The recording material S exiting the fixing device 13 passes through the sheet path c and is discharged from the discharge roller pair 14 onto the discharge tray 15 on the upper surface of the apparatus main body 1. A cleaning device 7 for the photosensitive drum 2 removes residual contaminants such as transfer residual toner from the surface of the photosensitive drum 2 after the transfer material is separated, and cleans the photosensitive drum surface, thereby enabling the photosensitive drum 2 to be used repeatedly. To do. Reference numeral 8 denotes a process cartridge which is detachable and replaceable with respect to the apparatus main body 1. In the image forming apparatus of this example, four process devices including a photosensitive drum 2, a charging device 3, a developing device 5, and a cleaning device 7 are included. is there. Reference numeral 40 denotes a control device (control board, control circuit), which controls each image forming device of the printer main body 1 in a predetermined sequence.
(2)定着装置13
図2は定着装置13の拡大横断面模型図である。本例の定着装置13は、特開平4−44075〜44083、4−204980〜204984号公報等に開示の、円筒状(エンドレスベルト状)の定着フィルムを用いた、フィルム加熱方式−加圧用回転体駆動方式(テンションレスタイプ)の加熱装置である。
(2) Fixing device 13
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional model view of the fixing device 13. The fixing device 13 of this example is a film heating system-rotating body for pressurization using a cylindrical (endless belt-shaped) fixing film disclosed in JP-A-4-44075-44083, 4-204980-204984, and the like. It is a driving system (tensionless type) heating device.
1)装置の全体的な概略構成
20は定着部材としてのヒータユニット、30は加圧部材としての加圧ローラであり、両者20・30の圧接により通紙方向において所定幅の定着ニップ部Nを形成させている。ヒータユニット20は図面に垂直方向(通紙方向に交差する方向)を長手とする部材である。ユニット20は、耐熱性・断熱性・剛性を有するフィルムガイド21と、このフィルムガイド21の下面に、該ガイドの長手に沿って設けた凹溝部に嵌め入れて固定して配設した、通電により発熱する加熱部材としてのヒータ22を有する。また、該ヒータ22を取り付けたフィルムガイド21にルーズに外嵌した、回転部材としての円筒状の耐熱性で薄肉の定着フィルム23(エンドレスベルト)を有する。
1) Overall schematic configuration of the apparatus 20 is a heater unit as a fixing member, and 30 is a pressure roller as a pressure member, and a fixing nip portion N having a predetermined width is formed in the sheet passing direction by the pressure contact of both 20 and 30. It is formed. The heater unit 20 is a member whose longitudinal direction is the direction perpendicular to the drawing (the direction intersecting the sheet passing direction). The unit 20 has a heat-resistant, heat-insulating, and rigid film guide 21, and is placed on the lower surface of the film guide 21 by being fitted and fixed in a recessed groove provided along the length of the guide. A heater 22 is provided as a heating member that generates heat. In addition, it has a cylindrical heat-resistant and thin fixing film 23 (endless belt) as a rotating member loosely fitted on the film guide 21 to which the heater 22 is attached.
加圧ローラ30は、芯金31と、該芯金上に同心一体に形成具備させたシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコーンゴムを発泡して形成された弾性層32とから成る回転体である。弾性層32上にはPFA、PTFE、FEP等のフッ素樹脂などから成る耐熱離型性層33を形成してあってもよい。加圧ローラ30は芯金31の両端部を定着装置シャーシー(不図示)の手前側と奥側の側板間に軸受部材を介して回転自由に軸受保持させて配設してある。ヒータユニット20は、この加圧ローラ30の上側に、ヒータ22側を下向きにして加圧ローラ30に並行に配置し、フィルムガイド21の両端部を不図示のバネ等の加圧手段にて加圧ローラ30の軸線方向に付勢する。これにより、ヒータ22の下向き面を、定着フィルム23を介して加圧ローラ30の弾性層32に該弾性層の弾性に抗して所定の押圧力をもって圧接させ、加熱定着に必要な所定幅の定着ニップ部Nを形成させてある。ヒータ22は定着フィルム23の内面に接触する。加圧ローラ30は定着フィルム23を介してヒータと共に定着ニップ部を形成する。加圧ローラ30側を加圧手段にてヒータユニット20の下面に押し上げ附勢して所定幅の定着ニップ部Nを形成する装置構成にすることもできる。 The pressure roller 30 is a rotating body including a cored bar 31 and an elastic layer 32 formed by foaming a heat-resistant rubber such as silicone rubber or fluorine rubber or silicone rubber formed integrally on the cored bar. It is. On the elastic layer 32, a heat-resistant release layer 33 made of fluororesin such as PFA, PTFE, FEP or the like may be formed. The pressure roller 30 is arranged such that both ends of the core 31 are rotatably supported by bearings between side plates on the front side and the back side of a fixing device chassis (not shown) via a bearing member. The heater unit 20 is disposed on the upper side of the pressure roller 30 in parallel with the pressure roller 30 with the heater 22 facing downward, and both ends of the film guide 21 are applied by a pressing means such as a spring (not shown). The pressure roller 30 is biased in the axial direction. Thus, the downward surface of the heater 22 is brought into pressure contact with the elastic layer 32 of the pressure roller 30 through the fixing film 23 with a predetermined pressing force against the elasticity of the elastic layer, and has a predetermined width necessary for heat fixing. A fixing nip portion N is formed. The heater 22 contacts the inner surface of the fixing film 23. The pressure roller 30 forms a fixing nip portion together with the heater via the fixing film 23. An apparatus configuration in which the fixing roller nip N having a predetermined width is formed by pushing and urging the pressure roller 30 side to the lower surface of the heater unit 20 by a pressing unit.
加圧ローラ30は駆動源であるモータMの回転力を不図示の駆動伝達系を介して受けて矢印の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ30の回転駆動による該加圧ローラ30の外面と定着フィルム23との、定着ニップ部Nにおける圧接摩擦力により円筒状の定着フィルム23に回転力が作用する。これにより、該定着フィルム23がその内面側がヒータ22の下向き面に密着して摺動しながらフィルムガイド21の外回りを矢印の時計方向に従動回転状態になる。上記において、該定着フィルム23と加圧ローラ30が機械的動作部材である。41はモータMの駆動制御回路であり、制御装置(制御手段)40でコントロールされる。 The pressure roller 30 receives the rotational force of the motor M, which is a driving source, via a drive transmission system (not shown) and is rotationally driven in a counterclockwise direction indicated by an arrow at a predetermined peripheral speed. A rotational force acts on the cylindrical fixing film 23 by a pressure frictional force at the fixing nip N between the outer surface of the pressure roller 30 and the fixing film 23 by the rotational driving of the pressure roller 30. As a result, the fixing film 23 is rotated in the clockwise direction indicated by the arrow around the outer periphery of the film guide 21 while the inner surface of the fixing film 23 slides in close contact with the downward surface of the heater 22. In the above, the fixing film 23 and the pressure roller 30 are mechanical operating members. Reference numeral 41 denotes a drive control circuit for the motor M, which is controlled by a control device (control means) 40.
ヒータ22に通電がなされ、該ヒータ22が昇温して所定の温度に立ち上がり温調され、また加圧ローラ30が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム23が従動回転して安定回転状態になる。定着ニップ部Nの定着フィルム23と加圧ローラ30との間に未定着トナー像Tを担持した被加熱材としての記録材Sが導入される。そして、定着ニップ部Nにおいて記録材Sのトナー像担持面側が定着フィルム23の外面に密着して定着フィルム23と一緒に定着ニップ部Nを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、ヒータ22の熱が定着フィルム23を介して記録材Sに付与され、記録材S上の未定着トナー像Tが記録材S上に加熱・加圧されて溶融定着される。定着ニップ部Nを通過した記録材Sは定着フィルム23から曲率分離される。 The heater 22 is energized, the heater 22 is heated to rise to a predetermined temperature, and the temperature is adjusted. The pressure roller 30 is driven to rotate, and the cylindrical fixing film 23 is driven to rotate stably. It becomes a state. A recording material S as a heated material carrying an unfixed toner image T is introduced between the fixing film 23 and the pressure roller 30 in the fixing nip N. Then, the toner image carrying surface side of the recording material S is in close contact with the outer surface of the fixing film 23 in the fixing nip portion N, and the fixing nip portion N is nipped and conveyed together with the fixing film 23. In this nipping and conveying process, the heat of the heater 22 is applied to the recording material S through the fixing film 23, and the unfixed toner image T on the recording material S is heated and pressurized on the recording material S to be melted and fixed. . The recording material S that has passed through the fixing nip N is separated from the fixing film 23 by curvature.
2)フィルムガイド21
フィルムガイド21は、ヒータ22を保持し、定着ニップ部Nと反対方向への放熱を防ための耐熱性・断熱性・剛性を有する部材であり、例えば、液晶ポリマー、フェノール樹脂、PPS、PEEK等の耐熱性プラスチック材により形成されている。
2) Film guide 21
The film guide 21 is a member that holds the heater 22 and has heat resistance, heat insulation, and rigidity for preventing heat dissipation in the direction opposite to the fixing nip portion N. For example, a liquid crystal polymer, phenol resin, PPS, PEEK, etc. Made of heat resistant plastic material.
3)定着フィルム23
定着フィルム23は、例えば20μm〜100μmの厚みで、耐熱性、熱可塑性を有するポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、PPS、PFA、PTFE、FEP等の熱容量の小さなフィルムである。さらにオフセット防止や記録材の分離性を確保するために表層にはPFA、PTFE、FEP等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合ないし単独で被覆したものである。また、定着フィルム23は内部のヒータ22およびフィルムガイド21に摺擦しながら回転するため、ヒータ22およびフィルムガイド21と定着フィルム23の間の摩擦抵抗を小さく抑える必要がある。このためヒータ22およびフィルムガイド21の表面に耐熱性グリース等の潤滑剤を介在させてある。これにより定着フィルム23はスムーズに回転することが可能となる。
3) Fixing film 23
The fixing film 23 is a film having a thickness of 20 μm to 100 μm and a small heat capacity such as polyimide, polyamideimide, PEEK, PES, PPS, PFA, PTFE, FEP having heat resistance and thermoplasticity. Further, in order to prevent offset and ensure the separation of the recording material, the surface layer is mixed or singly coated with a heat-resistant resin having a good releasability such as PFA, PTFE, FEP. Further, since the fixing film 23 rotates while sliding on the heater 22 and the film guide 21 inside, it is necessary to suppress the frictional resistance between the heater 22 and the film guide 21 and the fixing film 23. For this reason, a lubricant such as heat-resistant grease is interposed on the surfaces of the heater 22 and the film guide 21. As a result, the fixing film 23 can smoothly rotate.
4)ヒータ22
図3は本実施例におけるヒータ22の構成説明図であり、(a)はヒータ背面側の平面模型図、(b)はヒータ表面側の一部切り欠き平面模型図と通電制御系統のブロック図、(c)はヒータの拡大横断面模型図である。このヒータ22は、基本的には、高熱伝導性であるAl2O3又はAlN基板22a上に銀パラジウム等からなる通電発熱抵抗層22bを形成し、更にその上から薄肉ガラス保護層22cで覆ってなる、全体に低熱容量の表面加熱型のセラミックヒータである。
4) Heater 22
FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams of the configuration of the heater 22 in this embodiment. FIG. 3A is a plan view of the heater on the back side, and FIG. 3B is a partially cutaway plan view of the heater surface and a block diagram of the energization control system. (C) is an expansion cross-sectional model figure of a heater. This heater 22 is basically formed by forming an energization heating resistance layer 22b made of silver palladium on an Al 2 O 3 or AlN substrate 22a having high thermal conductivity, and further covering with a thin glass protective layer 22c. This is a surface heating type ceramic heater having an overall low heat capacity.
より具体的には
i:定着ニップ部Nにおける通紙方向に交差(直交)する方向を長手とする、例えば幅6mm×長さ270mm×厚さ1mmの、Al2O3又はAlNのヒータ基板22a、
ii:このヒータ基板22aの表面側にヒータ基板長手に沿って、例えばAg/Pd(銀パラジウム)等の電気抵抗材料を厚み約10μm、幅1〜3mmにスクリーン印刷等によりパターン塗工し焼成して形成具備させた、並行2条の通電発熱抵抗層22b、
iii:上記の並行2条の通電発熱抵抗層22bの一端部側のヒータ基板面にそれぞれ通電発熱抵抗層22bに電気的に導通させて形成具備させた第1と第2の通電用電極パターン22d・22e、
iv:上記の並行2条の通電発熱抵抗層22bの他端部側を電気的に直列に導通させてヒータ基板面に形成具備させた導電性パターン22f、
v:上記の導電性パターン22f側において、ヒータ基板面に形成具備させた第1と第2の温度制御部出力用電極パターン22g・22h、
vi:ヒータ基板22aの表面側において、通電発熱抵抗層22bと導電性パターン22fとを覆わせて設けた、厚さ10μm程度の薄肉ガラス保護層22c、
vii:ヒータ基板22aの背面(裏面)側において、ヒータ基板長手中央部に当接させて具備させたヒータ温度を監視する温度検知素子としてのサーミスタ24、
viii:上記の温度検知素子24と電気的に導通させてヒータ基板22aの背面に形成具備させた、第1と第2の導電性パターン22i・22j、
ix:上記の第1と第2の導電性パターン22i・22jの各端部をそれぞれヒータ基板表面側の前記第1と第2の温度制御部出力用電極パターン22g・22hに電気的に導通させた導電性スルーホール22k・22l
等からなる。
More specifically, i: a heater substrate 22a made of Al 2 O 3 or AlN having a length that intersects (orthogonally) the sheet passing direction in the fixing nip N, for example, a width of 6 mm, a length of 270 mm, and a thickness of 1 mm. ,
ii: An electric resistance material such as Ag / Pd (silver palladium), for example, is applied to the surface of the heater substrate 22a along the length of the heater substrate by pattern printing to a thickness of about 10 μm and a width of 1 to 3 mm by screen printing or the like. Two parallel energization heating resistance layers 22b formed and provided
iii: first and second energization electrode patterns 22d formed on the heater substrate surface on one end side of the two parallel energization heating resistance layers 22b by being electrically connected to the energization heating resistance layer 22b, respectively.・ 22e,
iv: a conductive pattern 22f formed on the heater substrate surface by electrically connecting the other end portion of the two parallel energization heating resistor layers 22b in series.
v: First and second temperature control unit output electrode patterns 22g and 22h formed on the heater substrate surface on the conductive pattern 22f side,
vi: A thin glass protective layer 22c having a thickness of about 10 μm, which is provided on the front surface side of the heater substrate 22a so as to cover the energization heating resistor layer 22b and the conductive pattern 22f,
vii: a thermistor 24 as a temperature detection element for monitoring the heater temperature provided on the back surface (back surface) side of the heater substrate 22a in contact with the longitudinal center portion of the heater substrate;
viii: first and second conductive patterns 22i and 22j which are electrically connected to the temperature detecting element 24 and formed on the back surface of the heater substrate 22a.
ix: electrically connecting the end portions of the first and second conductive patterns 22i and 22j to the first and second temperature control unit output electrode patterns 22g and 22h on the heater substrate surface side, respectively. Conductive through holes 22k and 22l
Etc.
そして、このヒータ22をヒータ表面側(通電発熱抵抗層22b・ガラス保護層22cを形成具備させたヒータ基板面側)を定着フィルム密着摺動面にする。そして、フィルムガイド21の下面中央部にフィルムガイド長手に沿って形成具備させたヒータ嵌め込み溝内にヒータ表面側を外側に露呈させて嵌め入れて固定保持させてある。 Then, the heater 22 is used as the fixing film contact sliding surface on the heater surface side (the heater substrate surface side on which the energized heat generating resistance layer 22b and the glass protective layer 22c are formed). Then, the heater surface is exposed to the outside in a heater insertion groove formed along the length of the film guide at the center of the lower surface of the film guide 21 and fixedly held.
25は給電用コネクタであり、フィルムガイド21に固定保持させたヒータ22の第1と第2の通電用電極パターン22d・22e側に嵌着される。該通電用電極パターン22d・22eにそれぞれ給電用コネクタ25側の電気接点が接触状態になり、AC電源42・トライアック43・給電回路緊急遮断用リレー44を含む給電回路と、ヒータ22の通電発熱抵抗層22bとが電気的に接続化される。 Reference numeral 25 denotes a power feeding connector which is fitted to the first and second energizing electrode patterns 22d and 22e of the heater 22 fixedly held by the film guide 21. The electrical contacts on the side of the power supply connector 25 are brought into contact with the power supply electrode patterns 22d and 22e, respectively, and the power supply circuit including the AC power source 42, the triac 43 and the power supply circuit emergency cut-off relay 44, and the heat generation resistance of the heater 22 The layer 22b is electrically connected.
26は温度制御用コネクタであり、フィルムガイド21に固定保持させたヒータ22の第1と第2の温度制御部出力用電極パターン22g・22h側に嵌着される。該温度制御部出力用電極パターン22g・22hにそれぞれ温度制御用コネクタ26側の電気接点が接触状態になり、制御装置40と、ヒータ22のサーミスタ24とが電気的に接続化される。 A temperature control connector 26 is fitted to the first and second temperature control unit output electrode patterns 22g and 22h of the heater 22 fixedly held by the film guide 21. Electrical contacts on the temperature control connector 26 side are brought into contact with the temperature control unit output electrode patterns 22g and 22h, respectively, and the control device 40 and the thermistor 24 of the heater 22 are electrically connected.
(3)定着装置13の動作制御
図4は定着装置13の動作制御系のブロック図である。制御装置40内において、40Aは温度制御部(温度制御手段)、40Bは判断部(判断手段)、40Cは故障検出部(故障検出手段)である。
(3) Operation Control of Fixing Device 13 FIG. 4 is a block diagram of an operation control system of the fixing device 13. In the control device 40, 40A is a temperature control unit (temperature control unit), 40B is a determination unit (determination unit), and 40C is a failure detection unit (failure detection unit).
1)制御装置40は、プリンタに対する電源投入後、プリンタに対する印字開始指令が入力するまでは、定着装置13を、ヒータ22に対する通電−オフ、加圧ローラ30の回転駆動−オフの状態で待機させている。 1) The control device 40 causes the fixing device 13 to wait in a state of energization-off of the heater 22 and rotation driving of the pressure roller 30-off until a print start command is input to the printer after the printer is turned on. ing.
サーミスタ24は、ヒータ22の温度変化により変化する抵抗値を温度検知信号として制御装置40の温度制御部40Aと判断部40Bとに、プリンタの電源がオンされてからオフされるまでの間継続して常時入力している。 The thermistor 24 continues to the temperature control unit 40A and the determination unit 40B of the control device 40 from the time when the printer power is turned on to the time when it is turned off, using the resistance value that changes due to the temperature change of the heater 22 as a temperature detection signal. Always input.
2)温度制御部40Aは、プリンタに対する印字開始指令に基づいて所定の制御タイミングでトライアック43を制御してAC電源42からヒータ22の通電発熱抵抗層22bに対する電力供給を開始する。この時点では加圧ローラ30の回転駆動はまだ行われない。なお、給電回路緊急遮断用リレー44は常時は給電回路を閉路状態に保持している。 2) The temperature control unit 40A controls the triac 43 at a predetermined control timing based on a print start command for the printer, and starts supplying power from the AC power source 42 to the energized heat generating resistance layer 22b of the heater 22. At this time, the pressure roller 30 is not yet driven to rotate. The power feeding circuit emergency cutoff relay 44 always keeps the power feeding circuit in a closed state.
上記におけるヒータ22に対する電力供給は、所定のフルパワー時よりも低い温度上昇勾配(単位時間当たりの昇温速度)となるようにでなされるように制御される。 The power supply to the heater 22 in the above is controlled so that the temperature rise gradient (temperature increase rate per unit time) is lower than that at the predetermined full power.
3)ヒータ22は上記2)の電力供給の開始により昇温していく。このヒータ22の昇温温度(装置温度)がサーミスタ24により検知されて温度制御部40Aと判断部40Bとに入力する。このヒータ22の昇温により、ヒータ22の外面と定着フィルム23の内面との間に塗布されている潤滑剤が暖められて低粘化し潤滑剤としての機能を持つ状態になる。 3) The heater 22 is heated by the start of the power supply in 2) above. The temperature rise (device temperature) of the heater 22 is detected by the thermistor 24 and input to the temperature control unit 40A and the determination unit 40B. As the heater 22 rises in temperature, the lubricant applied between the outer surface of the heater 22 and the inner surface of the fixing film 23 is warmed to have a reduced viscosity and a function as a lubricant.
4)温度制御部40Aは、ヒータ22に対する電力供給を開始してから、潤滑剤が暖められて低粘化し潤滑剤としての機能を持つ温度t1になる所要時間経過後、モータ駆動制御回路41を制御して加圧ローラ30の回転駆動を開始させる。上記の温度t1は一例として110℃程度である。また、上記の所要時間はヒータ22へ電力を供給する前に検出されたヒータ温度状態によって演算されて長短決定される。または、温度制御部40Aは、ヒータ22に対する電力供給を開始してから、ヒータ22の温度が潤滑剤機能温度t1以上に昇温したことがサーミスタ24で検知されると、モータ駆動制御回路41を制御して加圧ローラ30の回転駆動を開始させる。温度制御部40Aは、ヒータ22に対する電力供給開始時点でサーミスタ24で検知されるヒータ22の温度が潤滑剤機能温度t1以上の状態であるときはモータ駆動制御回路41を制御して加圧ローラ30の回転駆動を直ちに開始させる。この加圧ローラ30の回転駆動に伴って定着フィルム23がフィルムガイド21の外回りを従動回転状態になる。 4) The temperature control unit 40A starts the power supply to the heater 22, and then the motor drive control circuit 41 is turned on after the time required for the temperature of the lubricant to reach a temperature t1 having a function as a lubricant is reduced by heating the lubricant. The rotational driving of the pressure roller 30 is started by controlling. The temperature t1 is about 110 ° C. as an example. The required time is calculated according to the heater temperature state detected before supplying power to the heater 22 and is determined to be long or short. Alternatively, when the thermistor 24 detects that the temperature of the heater 22 has risen to the lubricant function temperature t1 or higher after the power supply to the heater 22 is started, the temperature control unit 40A activates the motor drive control circuit 41. The rotational driving of the pressure roller 30 is started by controlling. The temperature control unit 40A controls the motor drive control circuit 41 to control the pressure roller 30 when the temperature of the heater 22 detected by the thermistor 24 at the start of power supply to the heater 22 is equal to or higher than the lubricant function temperature t1. Immediately start the rotational drive. As the pressure roller 30 is driven to rotate, the fixing film 23 is rotated around the outer periphery of the film guide 21.
5)温度制御部40Aは、ヒータ22に対する電力供給、および加圧ローラ30・定着フィルム23の回転を続行させて、ヒータ熱で定着装置各部の温度を全体に馴染ませながら、ヒータ22(定着装置)の温度を上昇させる。上記におけるヒータ22に対する電力供給は、所定のフルパワー時よりも低い温度上昇勾配となるようにでなされるように制御される。 5) The temperature control unit 40A continues the power supply to the heater 22 and the rotation of the pressure roller 30 and the fixing film 23, and adjusts the temperature of each part of the fixing device with the heater heat. ) Increase the temperature. The power supply to the heater 22 in the above is controlled so that the temperature rise gradient is lower than that at the predetermined full power.
6)温度制御部40Aは、ヒータ22の温度が所定の定着温度(制御目標温度)t2(t2>t1、一例として190〜200℃程度)まで上昇したことがサーミスタ24で検知されたら、次のように制御する。サーミスタ24で検知されるヒータ温度(検知温度)がその所定の定着温度t2に維持されるようにトライアック43をコントロールする。即ち、AC電源42からヒータ22の通電発熱抵抗層22bに通電する電力を位相、波数制御等により制御し、ヒータ22の温度を所定の定着温度t2に温調制御する。 6) When the thermistor 24 detects that the temperature of the heater 22 has risen to a predetermined fixing temperature (control target temperature) t2 (t2> t1, approximately 190 to 200 ° C. as an example), the temperature controller 40A To control. The triac 43 is controlled so that the heater temperature (detected temperature) detected by the thermistor 24 is maintained at the predetermined fixing temperature t2. That is, the power supplied from the AC power source 42 to the energization heating resistor layer 22b of the heater 22 is controlled by phase, wave number control, etc., and the temperature of the heater 22 is controlled to a predetermined fixing temperature t2.
7)ヒータ22の温度が上記のように所定の定着温度t2に立ち上って温調制御された状態において定着ニップ部Nに未定着トナー像Tを担持した被加熱材としての記録材Sが導入されて該定着ニップ部Nを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、ヒータ22の熱が定着フィルム23を介して記録材Sに付与され、記録材S上の未定着トナー像Tが記録材S上に加熱・加圧されて溶融定着される。定着ニップ部Nを通過した記録材Sは定着フィルム23から曲率分離される。 7) In the state where the temperature of the heater 22 rises to the predetermined fixing temperature t2 as described above and the temperature is controlled, the recording material S as the heated material carrying the unfixed toner image T is introduced into the fixing nip N. Thus, the fixing nip portion N is nipped and conveyed. In this nipping and conveying process, the heat of the heater 22 is applied to the recording material S through the fixing film 23, and the unfixed toner image T on the recording material S is heated and pressurized on the recording material S to be melted and fixed. . The recording material S that has passed through the fixing nip N is separated from the fixing film 23 by curvature.
8)温度制御部40Aは、モノプリントモード時の1枚のみの記録材S、あるいはマルチプリントモード時(連続複数枚通紙時)の最後の記録材Sが定着ニップ部Nを通過したら、ヒータ22に対する通電をオフにする。これによりヒータ22の温度は降下していく。また、サーミスタ24が所定のヒータ降温温度tx(t2>tx>t1)以下を検知したらモータ駆動制御回路41を制御して加圧ローラ30の回転駆動を停止させる。即ち、温度制御部40Aは、定着装置13を、上記のように、ヒータ22に対する通電−オフ、加圧ローラ30の回転駆動−オフの状態にして、次の印字開始指令がプリンタに入力されるまで待機に保持する。 8) When the temperature control unit 40A passes through the fixing nip N when only one recording material S in the mono print mode or the last recording material S in the multi-print mode (when a plurality of sheets are continuously fed), the temperature control unit 40A The power supply to 22 is turned off. As a result, the temperature of the heater 22 decreases. When the thermistor 24 detects a temperature lower than the predetermined heater temperature drop tx (t2> tx> t1), the motor drive control circuit 41 is controlled to stop the rotation of the pressure roller 30. That is, the temperature control unit 40A sets the fixing device 13 in a state of energization-off of the heater 22 and rotation drive-off of the pressure roller 30 as described above, and the next print start command is input to the printer. Hold on until.
9)また、制御装置40は、上記2)項のヒータ22に対する電力供給開始制御後に、サーミスタ24からのヒータ温度検知信号を利用してプリンタに対する定着装置13の装着の有無やヒータ22あるいはサーミスタ24自身の故障検出を行っている。即ち、判断部40Bは温度制御部40Aがヒータ22に対する電力供給開始を実行させたにもかかわらず、所定の時間内においてヒータ22の温度上昇が検知されない場合には、プリンタに対して定着装置13が装着されていないと判断する。あるいは、ヒータ22あるいはサーミスタ24自身の故障と判断する。そして、故障検知部40Cにより、定着装置を含むプリンタ動作を緊急停止させ、表示装置45にその旨のエラー表示を行わせる。ユーザはそのエラー表示に基づいて対処処置をする。 9) Further, the control device 40 uses the heater temperature detection signal from the thermistor 24 after the power supply start control to the heater 22 in the above item 2) to check whether the fixing device 13 is attached to the printer, the heater 22 or the thermistor 24. It detects its own failure. That is, when the temperature controller 40A has started the power supply to the heater 22 and the temperature controller 40B does not detect an increase in the temperature of the heater 22 within a predetermined time, the determination unit 40B instructs the fixing device 13 to the printer. It is determined that is not installed. Alternatively, it is determined that the heater 22 or the thermistor 24 itself has failed. Then, the failure detection unit 40C causes the printer operation including the fixing device to be stopped urgently, and causes the display device 45 to display an error to that effect. The user takes countermeasures based on the error display.
10)熱暴走対策
ヒータ22の熱暴走、即ち温度制御部40Aやトライアック43等の給電制御系統(ヒータ駆動回路)等の故障によりヒータ22に対する通電が無制御状態になることでヒータ22が温調温度である所定の定着温度t2を許容以上に超えて過昇温する事態である。この熱暴走に対処するために、判断部40Bは、サーミスタ24から入力するヒータ22の検知温度が、予め設定した異常検知温度レベル(ヒータシャットオフ温度)teより高いか否かを判断する。高いと判断した場合に、ヒータ22の過昇温を防止するために故障検出部40Cを作動させて、ヒータ22に対する給電回路中の緊急遮断用リレー44をオープンとしてヒータ22への通電を断つ。これとともに、プリンタ動作を緊急停止させ、表示装置45にその旨を表示する。ユーザはその表示に基づいて対処処置をする。
10) Countermeasure against thermal runaway The heater 22 is controlled in temperature because the thermal runaway of the heater 22, that is, the power supply control system (heater drive circuit) such as the temperature control unit 40A or the triac 43, etc., is not energized. This is a situation in which the temperature is overheated beyond a predetermined fixing temperature t2, which is a temperature. In order to cope with this thermal runaway, the determination unit 40B determines whether or not the detection temperature of the heater 22 input from the thermistor 24 is higher than a preset abnormality detection temperature level (heater shut-off temperature) te. When it is determined that the temperature is high, the failure detection unit 40C is activated in order to prevent the heater 22 from being overheated, and the emergency cutoff relay 44 in the power supply circuit for the heater 22 is opened to cut off the power supply to the heater 22. At the same time, the printer operation is urgently stopped and a message to that effect is displayed. The user takes countermeasures based on the display.
判断部40Cに設定される上記の異常検知温度レベルteは、定着装置13の温調温度である前記の定着温度t2以上の温度であり、ヒータ駆動回路故障時に確実に故障検出を行うようにするために、定着温度t2よりもマージンをとって高めに設定される。 The abnormality detection temperature level te set in the determination unit 40C is a temperature equal to or higher than the fixing temperature t2, which is the temperature adjustment temperature of the fixing device 13, and the failure detection is surely performed when the heater drive circuit fails. Therefore, the margin is set higher than the fixing temperature t2.
本実施例では、異常検知温度レベルteとして、
・機械的動作部材駆動時用の第1の異常検知温度レベルte1
・機械的動作部材非駆動時用の第2の異常検知温度レベルte2
の2つの異常検知温度レベルを設定し、機械的動作部材駆動時と非駆動時とで異常検知温度レベルを切り替える。機械的動作部材は本実施例においては定着フィルム23と加圧ローラ30である。
In this embodiment, as the abnormality detection temperature level te,
A first abnormality detection temperature level te1 for driving the mechanical operation member
The second abnormality detection temperature level te2 for when the mechanical operating member is not driven
These two abnormality detection temperature levels are set, and the abnormality detection temperature level is switched between when the mechanical operation member is driven and when it is not driven. The mechanically operating members are a fixing film 23 and a pressure roller 30 in this embodiment.
機械的動作部材非駆動時用の第2の異常検知温度レベルte2は、機械的動作部材駆動時用の第1の異常検知温度レベルte1よりも低い温度レベルの設定にしてある。 The second abnormality detection temperature level te2 when the mechanical operation member is not driven is set to a temperature level lower than the first abnormality detection temperature level te1 when the mechanical operation member is driven.
上記において、第1の異常検知温度レベルte1と第2の異常検知温度レベルte2は一例としてそれぞれte1=230℃、te2=190℃である。te1、te2共に定着フィルム及び定着ローラへはダメージを与えないレベルに設定する。ウォームアップ終了温度を定着温度以上とすることでte2を定着温度t2以上とすることは可能であるが、本実施例では異常検知温度te2は定着温度t2以下と考えている。 In the above, the first abnormality detection temperature level te1 and the second abnormality detection temperature level te2 are, for example, te1 = 230 ° C. and te2 = 190 ° C., respectively. Both te1 and te2 are set to a level that does not damage the fixing film and the fixing roller. Although it is possible to set te2 to be equal to or higher than the fixing temperature t2 by setting the warm-up end temperature to be equal to or higher than the fixing temperature, in this embodiment, the abnormality detection temperature te2 is considered to be equal to or lower than the fixing temperature t2.
図5に示す故障検出のフローチャートにより過昇温防止の異常温度監視を説明する。このフローチャートはプリンタ本体1への電源投入直後からスタートされる。制御装置40の判断部40Bに設定の異常検知温度レベルteは第2の異常検知温度レベルte2に切り替えられた状態にある。 The abnormal temperature monitoring for preventing excessive temperature rise will be described with reference to the failure detection flowchart shown in FIG. This flowchart is started immediately after the printer main body 1 is turned on. The abnormality detection temperature level te set in the determination unit 40B of the control device 40 is switched to the second abnormality detection temperature level te2.
〔ステップS1・S10・S11〕
プリンタ本体1への電源投入時において、温度制御部40Aやトライアック43等の給電制御系統(ヒータ駆動回路)等の故障によりヒータ22に対する通電が無制御に開始された状態になってヒータ熱暴走が発生することも考えられる。
[Steps S1, S10, S11]
When the printer main body 1 is turned on, the heater 22 is not energized due to a failure in the power supply control system (heater drive circuit) such as the temperature control unit 40A or the triac 43, and the heater thermal runaway occurs. It can also occur.
そこで、本実施例では、制御装置40の判断部40Bにより、プリンタ本体1への電源投入時点以降にサーミスタ24から入力するヒータ温度検知信号による温度tが第2の異常検知温度レベルte2より高いか否かを判断させる(S1)。高いと判断した場合(=ヒータ熱暴走時)は、ヒータ22及びヒータ駆動回路40A・43に異常があると判断する。そして、故障検出部40Cを作動させてヒータ22に対する給電回路中の緊急遮断用リレー44をオープンとしてヒータ22への通電を断つ。これとともに、プリンタ動作を緊急停止させ、表示装置45にその旨のエラー警告を表示する(S10・S11)。ユーザはその表示に基づいて対処処置をする。ここで、第2の異常検知温度レベルte2は定着温度t2以下の設定である。 Therefore, in this embodiment, the determination unit 40B of the control device 40 determines whether the temperature t based on the heater temperature detection signal input from the thermistor 24 after the power on to the printer body 1 is higher than the second abnormality detection temperature level te2. It is determined whether or not (S1). If it is determined that it is high (= heater thermal runaway), it is determined that there is an abnormality in the heater 22 and the heater drive circuits 40A and 43. Then, the failure detection unit 40C is operated to turn off the energization of the heater 22 by opening the emergency shut-off relay 44 in the power supply circuit for the heater 22. At the same time, the printer operation is urgently stopped, and an error warning to that effect is displayed on the display device 45 (S10 / S11). The user takes countermeasures based on the display. Here, the second abnormality detection temperature level te2 is set to the fixing temperature t2 or lower.
〔ステップS2〕
ステップS1でヒータ温度が第2の異常検知温度レベルte2より低いと判断された場合(=正常時)は、その後、プリンタ本体の他の故障検知などを行って、プリンタに対する印字開始指令の入力を待つ。
[Step S2]
If it is determined in step S1 that the heater temperature is lower than the second abnormality detection temperature level te2 (= normal), then other fault detection of the printer main body is performed, and a print start command is input to the printer. wait.
〔ステップS3・S4・S10・S11〕
温度制御部40Aは、プリンタに対する印字開始指令に基づいて所定の制御タイミングでトライアック43を制御してAC電源42からヒータ22の通電発熱抵抗層22bに対する電力供給を開始する(S3)。この時点では加圧ローラ30の回転駆動はまだ行われない。まず、ヒータ22を所定時間点灯(電力供給)し、ヒータ22と定着フィルム23の間に塗布された潤滑剤が機能する温度t1まで暖める。ここでの所定時間は、ヒータ22へ電力を供給する前に検出された温度によって決められる。上記におけるヒータ22に対する電力供給は、所定のフルパワー時よりも低い温度上昇勾配となるようにでなされるように制御される。
[Steps S3, S4, S10, S11]
The temperature control unit 40A controls the triac 43 at a predetermined control timing based on a print start command for the printer, and starts power supply from the AC power source 42 to the energized heat generation resistance layer 22b of the heater 22 (S3). At this time, the pressure roller 30 is not yet driven to rotate. First, the heater 22 is turned on (power supply) for a predetermined time, and warmed to a temperature t1 at which the lubricant applied between the heater 22 and the fixing film 23 functions. The predetermined time here is determined by the temperature detected before supplying power to the heater 22. The power supply to the heater 22 in the above is controlled so that the temperature rise gradient is lower than that at the predetermined full power.
一方、このステップ3のヒータ駆動開始時点で、温度制御部40Aやトライアック43等の給電制御系統(ヒータ駆動回路)に故障がある場合には電力供給制御が無制御となり、ヒータ22にフルパワーの電力が供給される。そのためにヒータ22の温度上昇勾配は急峻となり、ヒータ22は急速昇温していく。判断部40Bは上記の所定時間内にサーミスタ24から入力するヒータ温度検知信号による温度tが第2の異常検知温度レベルte2を越えれば(S4)、ヒータ熱暴走と判断する。そして、故障検出部40Cを作動させてヒータ22に対する給電回路中の緊急遮断用リレー44をオープンとしてヒータ22への電力供給を停止し、プリンタ動作を緊急停止させ、表示装置45にその旨のエラー警告を表示する(S10・S11)。ユーザはその表示に基づいて対処処置をする。駆動時及び非駆動時共に暴走状態は温度の上昇率と温度から判断する。初期状態(ヒータ非駆動状態)においてt1以上でte2以下であれば潤滑剤は溶けている状態と判断してモータ駆動を行い、ヒータ制御を行う。 On the other hand, if there is a failure in the power supply control system (heater drive circuit) such as the temperature control unit 40A or the triac 43 at the time of starting the heater drive in step 3, the power supply control becomes no control, and the heater 22 has full power. Power is supplied. Therefore, the temperature rise gradient of the heater 22 becomes steep, and the heater 22 rapidly rises in temperature. When the temperature t by the heater temperature detection signal input from the thermistor 24 exceeds the second abnormality detection temperature level te2 within the predetermined time (S4), the determination unit 40B determines that the heater is hot. Then, the failure detection unit 40C is activated to open the emergency shut-off relay 44 in the power supply circuit for the heater 22 to stop the power supply to the heater 22 and to urgently stop the printer operation. A warning is displayed (S10 / S11). The user takes countermeasures based on the display. The runaway state during both driving and non-driving is judged from the rate of temperature rise and the temperature. If it is t1 or more and te2 or less in the initial state (heater non-driving state), it is determined that the lubricant is melted, motor driving is performed, and heater control is performed.
〔ステップS5〕
温度制御部40Aは、上記の所定時間内にサーミスタ24から入力するヒータ温度検知信号による温度tが第2の異常検知温度レベルte2以下且つ所定の定着温度t2以下であれば、次のように制御する。即ち、モータ駆動制御回路41を制御してモータMで加圧ローラ30の回転駆動を開始させる。この加圧ローラ30の回転駆動に伴って定着フィルム23がフィルムガイド21の外回りを従動回転状態になる。またこのモータMの駆動開始とともに、温度制御部40Aは判断部40Bに設定の異常検知温度レベルteを第2の異常検知温度レベルte2から第1の異常検知温度レベルte1に切り替える。
[Step S5]
When the temperature t by the heater temperature detection signal input from the thermistor 24 within the predetermined time is equal to or lower than the second abnormality detection temperature level te2 and equal to or lower than the predetermined fixing temperature t2, the temperature control unit 40A controls as follows. To do. That is, the motor drive control circuit 41 is controlled to start the rotational drive of the pressure roller 30 by the motor M. As the pressure roller 30 is driven to rotate, the fixing film 23 is rotated around the outer periphery of the film guide 21. As the motor M starts to be driven, the temperature control unit 40A switches the abnormality detection temperature level te set in the determination unit 40B from the second abnormality detection temperature level te2 to the first abnormality detection temperature level te1.
〔ステップS6・S10・S11〕
温度制御部40Aは引き続きヒータ22に対する電力供給をして、ヒータ22の温度が所定の定着温度t2まで上昇したことがサーミスタ24で検知されたら、次のように制御する。即ち、サーミスタ24で検知されるヒータ温度tがその所定の定着温度t2に維持されるようにトライアック43をコントロールしてAC電源42からヒータ22への電力供給をオン/オフ制御し、ヒータ22の温度を所定の定着温度t2に温調制御する。この温調制御状態において、定着ニップ部Nに未定着トナー像Tを担持した被加熱材としての記録材Sが導入されて該定着ニップ部Nを挟持搬送されて記録材S上の未定着トナー像Tが記録材S上に加熱・加圧されて溶融定着される。
[Steps S6, S10, S11]
The temperature control unit 40A continues to supply power to the heater 22, and when the thermistor 24 detects that the temperature of the heater 22 has risen to a predetermined fixing temperature t2, it performs the following control. That is, the TRIAC 43 is controlled so that the heater temperature t detected by the thermistor 24 is maintained at the predetermined fixing temperature t2, and the power supply from the AC power source 42 to the heater 22 is controlled to be turned on / off. The temperature is controlled to a predetermined fixing temperature t2. In this temperature control state, a recording material S as a material to be heated carrying an unfixed toner image T is introduced into the fixing nip portion N, and is nipped and conveyed through the fixing nip portion N. The image T is heated and pressed on the recording material S to be melted and fixed.
判断部40Bは、上記のヒータ22の温度を所定の定着温度t2に温調制御する間、サーミスタ24から入力するヒータ温度検知信号による温度tが第1の異常検知温度レベルte1を越えていないことを常に監視する。判断部40Bは、上記のヒータ22の温度を所定の定着温度t2に温調制御する間に、サーミスタ24から入力するヒータ温度検知信号による温度tが第1の異常検知温度レベルte1より高いと判断した場合(=ヒータ熱暴走)は、次のように制御する。即ち、ヒータ22及びヒータ駆動回路40A・43に異常があると判断し、故障検出部40Cを作動させてヒータ22に対する給電回路中の緊急遮断用リレー44をオープンとしてヒータ22への通電を断つ。これとともに、プリンタ動作を緊急停止させ、表示装置45にその旨のエラー警告を表示する(S10・S11)。ユーザはその表示に基づいて対処処置をする。上記においてヒータシャットオフ動作の時は異常検知温度te1以上でもダメージは受けない。これはヒータシャットオフ動作時からエネルギー供給が無くなり更なる温度上昇がないからである。 While the determination unit 40B controls the temperature of the heater 22 to the predetermined fixing temperature t2, the temperature t by the heater temperature detection signal input from the thermistor 24 does not exceed the first abnormality detection temperature level te1. Always monitor. The determination unit 40B determines that the temperature t by the heater temperature detection signal input from the thermistor 24 is higher than the first abnormality detection temperature level te1 while controlling the temperature of the heater 22 to the predetermined fixing temperature t2. If this occurs (= heater thermal runaway), control is performed as follows. That is, it is determined that there is an abnormality in the heater 22 and the heater drive circuits 40A and 43, the failure detection unit 40C is activated, and the emergency shut-off relay 44 in the power supply circuit for the heater 22 is opened and the heater 22 is deenergized. At the same time, the printer operation is urgently stopped, and an error warning to that effect is displayed on the display device 45 (S10 / S11). The user takes countermeasures based on the display. In the above, when the heater shut-off operation is performed, no damage is caused even when the temperature is higher than the abnormality detection temperature te1. This is because there is no energy supply from the heater shut-off operation, and there is no further temperature rise.
〔ステップS7・S8・S9〕
温度制御部40Aは、ステップ6においてヒータ熱暴走が検知されることなく印字動作が終了したら、ヒータ22への電力供給を終了する(S7)。これによりヒータ22の温度は降下していく。加圧ローラ30の回転駆動は続行させる(定着装置の後回転工程)。
[Steps S7, S8, S9]
When the temperature control unit 40A completes the printing operation without detecting the heater thermal runaway in step 6, the temperature control unit 40A ends the power supply to the heater 22 (S7). As a result, the temperature of the heater 22 decreases. The rotation driving of the pressure roller 30 is continued (post-rotation process of the fixing device).
温度制御部40Aは、ヒータ22に対する電力供給をオフにしてからヒータ22の温度が第2の異常検知温度レベルte2以下になった後、モータMの回転駆動を停止する。これとともに、判断部40Bに設定の異常検知温度レベルteを第1の異常検知温度レベルte1から第2の異常検知温度レベルte2に切り替える(S9)。そして、再びステップ1に戻り、プリンタ本体の電源がOFFされるまで上記の異常温度監視フローが継続される。 The temperature control unit 40A stops the rotation of the motor M after the temperature of the heater 22 becomes equal to or lower than the second abnormality detection temperature level te2 after the power supply to the heater 22 is turned off. At the same time, the abnormality detection temperature level te set in the determination unit 40B is switched from the first abnormality detection temperature level te1 to the second abnormality detection temperature level te2 (S9). Then, the process returns to step 1 again, and the abnormal temperature monitoring flow is continued until the power of the printer body is turned off.
上記において、モータMの回転駆動停止を、ヒータ22に対する電力供給をオフにしてからヒータ22の温度が第2の異常検知温度レベルte2以下になった後に行うのは、次の理由による。即ち、モータ停止後直ぐに、モータの回転を行なおうとした際に、モータ非駆動状態で第2の異常検知温度レベルte2を越えてしまいエラー状態になってしまうのを防止するためである。 In the above description, the reason why the rotation of the motor M is stopped after the power supply to the heater 22 is turned off and the temperature of the heater 22 becomes equal to or lower than the second abnormality detection temperature level te2 is as follows. That is, to prevent the motor from rotating beyond the second abnormality detection temperature level te2 in the non-driven state and causing an error when attempting to rotate the motor immediately after the motor stops.
上記制御を行うことにより、定着部材を回転させずにヒータに電力を投入すると局部的に温度が上昇し、過昇温検知レベルの温度を制御装置が検知した際には、装置がダメージを受けてしまうことを防止することが可能となる。 By performing the above control, if power is applied to the heater without rotating the fixing member, the temperature rises locally, and when the control device detects a temperature at the excessive temperature rise detection level, the device is damaged. Can be prevented.
即ち、モータMを駆動している時のヒータシャットオフ温度te1が定着処理中の制御目標温度t2より高く、モータMを駆動停止している時のヒータシャットオフ温度te2が駆動時のヒータシャットオフ温度te2より低く設定されていることを特徴とする。このような熱暴走対処構成により、ヒータ22の熱暴走の早期判断が可能となり、ヒータ22から温度検知素子24までの熱伝導及び温度検知手段の熱応答によるタイムラグを軽減し、定着装置への熱ダメージを軽減することが可能となる。 That is, the heater shut-off temperature te1 when the motor M is driven is higher than the control target temperature t2 during the fixing process, and the heater shut-off temperature te2 when the motor M is stopped is heated. The temperature is set lower than te2. Such a thermal runaway countermeasure configuration enables early determination of the thermal runaway of the heater 22, reduces the time lag due to heat conduction from the heater 22 to the temperature detection element 24 and the thermal response of the temperature detection means, and heats the fixing device. Damage can be reduced.
本実施例では、第1の異常検知温度te1を第2の異常検知温度te2より高い温度に設定するのではなく、非駆動時の第2の異常検知温度te2を低く設定している。これは非駆動時は発熱が篭り限定される。従って、定着ローラ及び定着フィルム駆動時と非駆動時では発熱部の温度上昇速度が異なる。サーミスタの応答速度も起因し、発熱部とサーミスタ検出温度は差が生じる。このため、非駆動時はサーミスタの検知温度で低い温度で異常を判断する必要がある。 In the present embodiment, the first abnormality detection temperature te1 is not set to a temperature higher than the second abnormality detection temperature te2, but the second abnormality detection temperature te2 when not driven is set low. This is limited by heat generation when not driven. Therefore, the temperature rise rate of the heat generating portion differs between when the fixing roller and the fixing film are driven and when not. Due to the response speed of the thermistor, there is a difference between the heat generating portion and the thermistor detection temperature. For this reason, when not driven, it is necessary to determine the abnormality at a low temperature based on the detected temperature of the thermistor.
[実施例2]
図6は本実施例における定着装置動作制御系の具体的な概略回路例である。実施例1とは、サーミスタ24で検知されるヒータ温度が第1の異常検知温度レベルte1または第2の異常検知温度レベルte2を越えた場合(=ヒータ熱暴走時)に、制御装置40の判断部40Bが制御処理を行っている。これに対して、本実施例2はサーミスタ24で検知されるヒータ温度が第1の異常検知温度レベルte1または第2の異常検知温度レベルte2を越えた場合(=ヒータ熱暴走時)に、直ちにヒータ22への電力供給を停止するように構成したものである。
[Example 2]
FIG. 6 is a specific schematic circuit example of the fixing device operation control system in this embodiment. In the first embodiment, when the heater temperature detected by the thermistor 24 exceeds the first abnormality detection temperature level te1 or the second abnormality detection temperature level te2 (= heater thermal runaway), the determination of the control device 40 is performed. The unit 40B performs control processing. In contrast, in the second embodiment, when the heater temperature detected by the thermistor 24 exceeds the first abnormality detection temperature level te1 or the second abnormality detection temperature level te2 (= at the time of heater thermal runaway), The power supply to the heater 22 is stopped.
ヒータ22はトライアック43と直列に接続され、制御装置40からの信号FSRDによりON/OFFされる。ヒータ22とさらに直列にリレー44が接続されていて、信号RLDによりON/OFFされる。サーミスタ24の電圧は制御装置40に入力されると同時にコンパレータ206の“+”端子に接続されている。また、抵抗201、202、203により分圧された所定電圧がコンパレータ206の“−”端子に入力され、サーミスタ24の電圧THSが所定電圧を越えた電圧になった際にトランジスタ207がONとなり、リレー44をオフする。 The heater 22 is connected in series with the triac 43 and is turned on / off by a signal FSRD from the control device 40. A relay 44 is further connected in series with the heater 22 and is turned ON / OFF by a signal RLD. The voltage of the thermistor 24 is input to the control device 40 and simultaneously connected to the “+” terminal of the comparator 206. In addition, when the predetermined voltage divided by the resistors 201, 202, and 203 is input to the “−” terminal of the comparator 206, and the voltage THS of the thermistor 24 exceeds the predetermined voltage, the transistor 207 is turned on. The relay 44 is turned off.
コンパレータ206に入力されている所定の基準電圧は、モータMを駆動するモータ駆動制御回路41へ制御回路40から出力されるON/OFF信号FMDと接続されたトランジスタ204により切り替えられる。 The predetermined reference voltage input to the comparator 206 is switched by the transistor 204 connected to the ON / OFF signal FMD output from the control circuit 40 to the motor drive control circuit 41 that drives the motor M.
モータMは駆動信号FMDが“L”のモータ駆動制御回路41により駆動する。このときトランジスタ204はOFFとなり、コンパレータ206へ入力される電圧は抵抗201と202、203により分圧された電圧となる。この電圧はサーミスタ24からの出力電圧と比較される第1の異常検知温度レベルte1として設定される。モータMは非駆動時は信号FMDが“H”であり、トランジスタ204はONとなる。このときコンパレータ206へ入力される電圧は抵抗201と202出分圧された電圧であり、第2の異常検知温度レベルte2と対応した電圧となるように設定される。 The motor M is driven by a motor drive control circuit 41 whose drive signal FMD is “L”. At this time, the transistor 204 is turned off, and the voltage input to the comparator 206 is a voltage divided by the resistors 201, 202, and 203. This voltage is set as a first abnormality detection temperature level te1 to be compared with the output voltage from the thermistor 24. When the motor M is not driven, the signal FMD is “H” and the transistor 204 is turned ON. At this time, the voltage input to the comparator 206 is a voltage divided by the resistors 201 and 202, and is set to be a voltage corresponding to the second abnormality detection temperature level te2.
前述のように構成することにより、ヒータ熱暴走時に判断部40B(図4)が制御処理を行うことなく、ヒータ22への電力供給を停止し、過昇温を防止する。 With the configuration described above, the determination unit 40B (FIG. 4) stops the power supply to the heater 22 and prevents excessive temperature rise without performing control processing during the heater thermal runaway.
上記により、定着部材を回転させずに、ヒータに電力を投入すると局部的に温度が上昇し、過昇温検知レベルの温度を制御装置が検知した際には、定着器がダメージを受けてしまうことを防止することが可能となる。
[その他]
1)異常検知温度レベルは3つ以上の設定にして、想定されるヒータ熱暴走の形態に対応させて適切な異常検知温度レベルに切り替え制御することができる。
Due to the above, when power is supplied to the heater without rotating the fixing member, the temperature rises locally, and when the control device detects the temperature of the excessive temperature rise detection level, the fixing device is damaged. This can be prevented.
[Others]
1) The abnormality detection temperature level can be set to three or more, and can be controlled to be switched to an appropriate abnormality detection temperature level corresponding to the assumed form of heater thermal runaway.
2)加熱部材としてのセラミックスヒータ22は図3に例示の構成のものに限られるものではないことは勿論である。通電発熱抵抗層22bをヒータ基板22aのフィルム摺動面とは反対側の面に設けた所謂背面加熱型のセラミックスヒータであってもよい。PTC(Positive Temperature Coefficient)ヒータ、ニクロム線等を用いた加熱部材等でもよい。また、電磁誘導発熱性部材を加熱部材にすることもできる。 2) Of course, the ceramic heater 22 as the heating member is not limited to the one illustrated in FIG. A so-called back surface heating type ceramic heater in which the energized heat generating resistance layer 22b is provided on the surface of the heater substrate 22a opposite to the film sliding surface may be used. A heating member using a PTC (Positive Temperature Coefficient) heater, a nichrome wire, or the like may be used. Further, the electromagnetic induction heat generating member can be used as a heating member.
3)実施例では、レーザープリンタの定着装置の有無および故障検出について説明したが、レーザープリンタに限るものではない。LEDプリンタ、液晶シャッタプリンタ等の電子写真プリンタや複写機、FAX等についても故障検出等を行うようにすることができる。 3) In the embodiment, the presence / absence of the fixing device of the laser printer and the failure detection have been described. However, the present invention is not limited to the laser printer. Fault detection or the like can also be performed for electrophotographic printers such as LED printers and liquid crystal shutter printers, copiers, and fax machines.
以上、本発明の様々な実施例と変形態様例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。 Although various embodiments and modified embodiments of the present invention have been shown and described above, those skilled in the art should not limit the spirit and scope of the present invention to the specific description and drawings in this specification. Rather, it will be understood that the invention extends to various modifications and changes, which are all set forth in the appended claims.
1‥‥レーザープリンタ本体
13‥‥定着装置(加熱装置)
20‥‥ヒータユニット
22‥‥ヒータ(加熱部材)
23‥‥定着フィルム
24‥‥サーミスタ(温度検出手段)
30‥‥加圧ローラ(回転部材)
40‥‥制御装置(制御手段)
40A‥‥温度制御部(温度制御手段)
40B‥‥判断部(判断手段)
40C‥‥故障検出部(故障検出手段)
1 ... Laser printer body 13 ... Fixing device (heating device)
20 ... Heater unit 22 ... Heater (heating member)
23... Fixing film 24... Thermistor (temperature detection means)
30 ... Pressure roller (rotating member)
40 ... Control device (control means)
40A Temperature controller (temperature control means)
40B ... Judgment part (judgment means)
40C ... Failure detection section (failure detection means)
Claims (3)
前記モータを駆動している時の前記ヒータシャットオフ温度が定着処理中の前記制御目標温度より高く、前記モータを駆動停止している時の前記ヒータシャットオフ温度が駆動時の前記ヒータシャットオフ温度より低く設定されていることを特徴とする定着装置。 An endless belt, a heater that contacts an inner surface of the endless belt, a pressure roller that forms a fixing nip portion together with the heater via the endless belt, a temperature detection element that detects the temperature of the heater, and the temperature detection Control means for controlling the power supplied to the heater so that the detected temperature of the element maintains the control target temperature, a motor for rotating the endless belt and the pressure roller, and a power supply circuit for supplying power to the heater A fixing device that has a relay provided therein, and when the detected temperature of the temperature detecting element exceeds a predetermined heater shut-off temperature, the relay operates to cut off the power supply to the heater;
The heater shut-off temperature when driving the motor is higher than the control target temperature during the fixing process, and the heater shut-off temperature when driving the motor is stopped. A fixing device characterized by being set lower.
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