JP4037043B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複写機、プリンタ、ファックス等野画像形成装置における定着装置では、定着ローラと加圧ローラとのニップ間を通過する転写材のトナー像を加熱溶融することにより、トナー像を転写材に定着させている。
【0003】
このような定着装置においては、定着ローラにハロゲンヒータを設けた加熱方式が多く採用されており、定着ローラには温度制御を行うためのサーミスタ等の温度制御素子がポリイミド等の保護フィルムを介して当接している。また、交流電源、トライアック(商標名)、温度ヒューズ等を電線により接続したAC給電回路により、ハロゲンヒータに給電を行うことで加熱ローラが昇温するようになっている。
【0004】
また、画像形成装置全体の制御を行っているCPU(中央演算装置)は、サーミスタの検出温度によってハロゲンヒータへの通電を制御する信号を前記トライアックに伝えて駆動を行うことで予め設定された温度に制御している。即ち、定着ローラの周面の温度が所定の限界温度を超えた場合のみハロゲンヒータへの給電を遮断するようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
一方、近年の環境規制、環境保護意識の高まりから、各種画像形成装置は不使用時には定着ローラの定着器発熱体への通電を遮断し必要な時のみ通電して、消費電力を低減することが行われている。このような省エネ型の画像形成装置では、印刷時に定着ローラの表面温度が即座に設定温度まで達する必要がある(熱応答性を良くする必要がある)。この要求を満たすための手段として定着ローラの低熱容量化が試みられており、このためローラ芯金の薄肉化が進められているが限界がある。
【0006】
これに対し、定着ローラと加圧ローラとのニップ直前にて、定着ローラ表面を外側から局部加熱する外部輻射方式の加熱装置(加熱手段)によって熱応答接を向上させているものがある。
【0007】
しかし、上述の加熱装置は、定着ローラの回転時に加熱するようになっているが、故障等による制御不能時において、定着ローラが静止している状態で連続加熱してしまうことがあり、温度上昇が著しくなってしまうという課題がある。
【0008】
そこで、本発明は、著しい温度上昇を防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、互いに接触する一方及び他方の回転体と、一方の回転体の回転に同期して一方の回転体を給電により外側から輻射熱で加熱する加熱手段とを備え、上記加熱手段は一方の回転体周面の所定の領域を加熱するものであり、一方及び他方の回転体が、トナー像を担持した転写材を挟持しつつ搬送することにより、トナー像を加熱溶融して転写材に定着する画像形成装置において、上記加熱手段からの熱を受け且つ一方の回転体の上記領域の近傍にその一端部で接触して伝熱する熱伝導部材と、上記熱伝導部材の温度を検出する温度検出手段と、上記加熱手段の加熱温度を制御する温度制御手段とを備え、上記温度制御手段には所定の設定温度が予め入力されており、上記温度検出手段が設定温度よりも高い温度を検出したとき、上記温度制御手段は、上記加熱手段への給電を停止することを特徴とする。
【0010】
この請求項1に記載の発明では、転写材が一方及び他方の回転体の間を通ることにより、トナー像が加熱溶融して転写材に定着する。このとき、一方の回転体が回転していることにより、加熱手段による一方の回転体に対する加熱部位(一方の回転体周面の所定の領域)が変わるとともに、加熱手段から熱伝導部材に伝わった熱が回転する一方の回転体に伝わるので、熱伝導部材の温度は略一定となり定常状態を保つ。
【0011】
一方、故障時において、一方の回転体が静止しているのにもかかわらず、加熱手段による加熱が行われている場合においては、一方の回転体の加熱部位が変わらないので、この加熱部位や熱伝導部材に熱がこもってしまい、温度が著しく上昇しようとするが、熱伝導部材の温度が設定温度よりも高くなったことを温度検出手段が検出すると、温度制御手段が加熱手段への給電を停止する。
【0012】
このように、熱伝導部材の温度が設定温度を超えると、加熱手段による加熱が停止するので、著しい温度上昇を防止することができるとともに、消費電力を低減することができる。
【0013】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、一方の回転体に対する上記熱伝導部材の接触面は、フッ素樹脂により覆われていることを特徴とする。
【0014】
この請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、熱伝導部材の接触面が摩擦係数の低いフッ素樹脂により覆われていることにより、一方の回転体の回転を妨げることを防止できるので、一方の回転体の回転が安定する。
【0015】
請求項3に記載の発明は、互いに接触する一方及び他方の回転体と、一方の回転体の回転に同期して一方の回転体を給電により外側から加熱する加熱手段とを備え、上記加熱手段は一方の回転体周面の所定の領域を加熱するものであり、一方及び他方の回転体が、トナー像を担持した転写材を挟持しつつ搬送することにより、トナー像を加熱溶融して転写材に定着する画像形成装置において、上記加熱手段からの熱を受ける熱伝導部材と、上記熱伝導部材の温度を検出する温度検出手段と、一方の回転体及び熱伝導部材にそれぞれ接触しつつ回転する中間回転体と、上記加熱手段の加熱温度を制御する温度制御手段とを備え、上記温度制御手段には所定の設定温度が予め入力されており、上記温度検出手段が設定温度よりも高い温度を検出したとき、上記温度制御手段は、上記加熱手段への給電を停止することを特徴とする。
【0016】
この請求項3に記載の発明では、転写材のトナー像が一方及び他方の回転体により、加熱溶融して転写材に定着しているとき、熱伝導部材の熱は中間回転体を介して一方の回転体に伝わる。このとき、一方の回転体の加熱部位が変わるとともに、加熱手段からの熱が熱伝導部材を介して回転する一方の回転体に伝わるので、熱伝導部材の温度は略一定となり定常状態を保つ。
【0017】
一方、故障時において、一方の回転体や中間回転体が静止しているのにもかかわらず、加熱手段による加熱が行われている場合に、熱伝導部材の温度が設定温度よりも高くなったことを温度検知手段が検知すると、温度制御手段が加熱手段への給電を停止することにより、加熱手段による加熱が停止する。従って、請求項1に記載の発明と同様な効果を奏する。
【0018】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、上記中間回転体は、一方の回転体に残留した残トナーを除去することを特徴とする。
【0019】
この請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、一方及び他方の回転体によりトナー像を転写材に定着した後、中間回転体は、一方の回転体に残留した残トナーを除去することにより、一方の回転体のクリーニングを行う。中間回転体が一方の回転体のクリーニングを行うので、別途クリーニング部材を設ける必要がないので、構成が簡単であるとともに、コストの低減が図れる。
【0020】
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の発明において、上記熱伝導部材の受熱面は、黒色に塗装されていることを特徴とする。
【0021】
この請求項5に記載の発明では、請求項1乃至4のいずれかに記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、熱伝導部材の受熱面が黒色塗装されているので、熱伝導部材の熱吸収性が向上する。
【0022】
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の発明において、上記温度検出手段は、一方の回転体の加熱領域よりも回転方向の上流側に位置することを特徴とする。
【0023】
この請求項6に記載の発明では、請求項1乃至5のいずれかに記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、温度検出手段を加熱領域よりも上流側に配置することにより、加熱手段により加熱された一方の回転体からの熱が温度検出手段に伝わり難くなるので、加熱手段による温度検出手段の温度上昇を抑制できる。従って、温度上昇による温度検出手段の劣化を防止できるとともに温度検出手段の長寿命化が図れる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。先ず、図1及び図2に基づいて第1実施の形態を説明する。図1に示すように、プリンタ(画像形成装置)1は、矢印A方向に回転する感光体3を有しており、感光体3の周囲には、感光体3の周面を一様に帯電する帯電装置5、感光体3の周面をクリーニングするクリーニング装置7、レーザビームLにより帯電された感光体3の周面に静電潜像を形成する書込装置9、トナーを供給して感光体3の静電潜像をトナー像として顕像化する現像スリーブ11を有する現像装置13、感光体3のトナー像を用紙(転写材)Pに転写する転写装置15とが配置されている。
【0034】
また、感光体3の下方には、感光体3と転写装置15との間に用紙Pを給紙する給紙装置17が配置されている。給紙装置17は、矢印B方向に着脱可能な給紙カセット19を有しており、給紙カセット19内の用紙Pは、中板21に支えられ、図示しないスプリングの付勢力によりアーム23を介して給紙ローラ25に向けて押しつけられている。
【0035】
給紙ローラ25には、分離パッド27が圧接されており、プリンタ1全体の制御を行うCPU(図示せず)からの指令で給紙ローラ25が回転することによって給紙カセット19内の最上紙は、分離バッド27により重送を防止されながら、下流側のレジストローラ29まで搬送されるようになっている。レジストローラ29に搬送された用紙Pは、感光体3上の画像と同期するタイミングで、感光体3と転写装置15との間に送り出され、転写装置15によりトナー像を転写されるようになっている。尚、本実施の形態では、感光体3と転写装置15とで搬送手段を構成しており、これらの間に突入した用紙Pを、定着装置31に向けて搬送している。
【0036】
転写装置15によりトナー像を転写された用紙Pは、定着装置31に搬送され、加熱定着ローラ33と、これに対向する位置で圧接する加圧ローラ35との間を通ることにより、加熱及び加圧されてトナー像を定着されるようになっている。
【0037】
その後、定着済みの用紙Pは、排紙ローラ37によって定着画像面を下にして、排出口39から排紙トレイ部41上に排出されつつ載置されるようになっている。尚、排紙トレイ部41は、排紙ストッパ43を有しており、排紙ストッパ43は、矢印C方向において可動に設けられ、排出される様々な用紙のサイズに対応できるようになっている。また、排紙トレイ部41を構成しているカバー42は、回転支軸44を中心に開放可能である。
【0038】
プリンタ1の外装部45の上部前面には、プリンタ1の操作部であるオペレーションパネル47が突き出ている。また、プリンタ1内の図中左側に配置されたケース49内には、電源51やプリント板53(エンジンドライバボード)、コントローラボード55といった電装、制御装置等が収納されている。また、外装部45には、手差し給紙装置57がピン59により回動可能に取り付けられている。
【0039】
図2に示すように、定着装置31の加熱定着ローラ33には、シリコンゴム等の弾性部材からなる加圧ローラ35が図示しないスプリングによって一定の加圧力で押しあてられている。本実施の形態では、加圧ローラ35には、ヒータ61が内蔵されており、用紙Pの裏面を加熱しつつ加熱定着ローラ33に向けて加圧する。尚、図2において、符号34は、加熱定着ローラ33と加圧ローラ35とのニップ間に用紙Pを案内する入口ガイド部材である。
【0040】
加熱定着ローラ33は、Al(アルミニウム)若しくはFe(鉄)の薄肉パイプを基体としており、その肉厚は、0.2mm〜0.3mm程度である。また、この加熱定着ローラ33の表層は、シリコン系ゴム層である。加熱定着ローラ33の外部には、加熱定着ローラ33の表層を加熱する加熱装置63と、加熱装置63の加熱温度を計測するサーモスタット65とが設けられている。
【0041】
加熱装置63は、ハロゲンヒータ等の加熱源(加熱手段)67と、加熱源67からの輻射熱を定着加圧ローラ33に向ける反射鏡69とを有しており、加熱定着ローラ33及び加圧ローラ35の回転に同期をとって加熱定着ローラ33周面の加熱領域Rを外側から加熱するようになっている。
【0042】
サーモスタット65は、加熱装置63に対面して設けられ、加熱源67により加熱される加熱定着ローラ33の加熱領域Rよりも加熱加圧ローラ33の回転方向の上流側に位置している。サーモスタット65が加熱領域Rよりも上流側に位置していることにより、加熱源67により加熱された加熱加圧ローラ33からの熱がサーモスタット65に伝わるのを防止できるので、サーモスタット65の温度上昇を防止できる。従って、温度上昇によるサーモスタット65による誤検出を防止できる。また、サーモスタット65の劣化を防止できるとともに、サーモスタット65の長寿命化が図れる。
【0043】
また、サーモスタット65は、加熱源67からの熱を集熱しつつ伝導する熱伝導部材71と、熱伝導部材71の温度を検出する温度検出部(温度検出手段)73とを有しており、電源回路を有する温度制御部74に接続されている。温度制御部74には、加熱装置の加熱温度を制御するものである。この温度制御部74には、所定の設定温度が予め入力されており、温度検出部73が設定温度を超える温度を検出したとき、加熱装置63への給電を停止することにより、加熱源67による加熱を停止するようになっている。
【0044】
熱伝導部材71は、本実施の形態では、アルミニウムで構成された板であり、その一端部が加熱定着ローラ33の周面に接触しており、他端部が温度検出部73に取り付けられている。尚、本実施の形態では、熱伝導部材71としてアルミニウムを用いたが、これに限定されるものではない。
【0045】
この熱伝導部材71の一端部における加熱定着ローラ33に対する接触面71aは、加熱定着ローラ33の回転を安定させるために、低摩擦材料であるフッ素樹脂により覆われている。また、熱伝導部材71の受熱面71bは、熱吸収性を向上させるために、耐熱性の黒色の塗料が塗布されている。
【0046】
次に、上述した構成に基づき、本実施の形態の作用を説明する。プリンタ1に電源を投入した後、印字信号がコントローラボード55に入力されると、加熱定着ローラ33及び加圧ローラ35は回転駆動する。これとともに加熱源67に最大電力が通電され、加熱源67は、加熱定着ローラ33が所定温度になるまで加熱を行う。
【0047】
この定着加熱ローラ33の加熱状態に同期をとって上記一連の作像プロセスが作動し、現像装置13により用紙Pに未定着トナー像Tが形成され、この用紙Pは定着装置31の入口の入口ガイド部材へと導かれる。尚、この時点で加熱定着ローラ33は所定の温度に到達するように設定されている。
【0048】
この加熱源67の輻射熱は、加熱定着ローラ33のシリコン系ゴム層の表層付近を局所加熱し、このゴム層の温度を昇温させる。この状態で、加熱定着ローラ33が回転し、加圧ローラ35とのニップ部にて用紙Pのトナー像Tを加熱溶融し、このトナー像Tは転写材に定着する(投錨する)。尚、この過程において局所(加熱領域R)加熱された加熱定着ローラ33表面の熱は、シリコン系ゴム層内部に若干散逸する熱分を見込んで必要な熱を加熱領域Rにて加えている。
【0049】
上述したような正常動作時において、サーモスタット65の熱伝導部材71は、加熱源67からの輻射熱を照射され、この熱が熱伝導部材71の接触部71aを介して回転している加熱定着ローラ33周面に熱を奪われるので、略一定の温度上昇値となり、定常状態を保つ。
【0050】
一方、故障時において、加熱源67や加熱定着ローラ33の回転が制御不能となることがあり、この場合、加熱定着ローラ33が静止している状態で、加熱源67が連続点灯すると、温度上昇が大きくなる。しかしながら本実施の形態では、このような故障モードにおいては、熱伝導部材71の熱バランスが変化する。
【0051】
即ち、熱伝導部材71の熱が静止している加熱定着ローラ33に逃げるが、この熱は加熱定着ローラ33の表面における同じ部位に逃げつづけることにより、この部位の温度が高くなって熱伝導部材71から加熱定着ローラ33に熱が逃げ難く(伝わり難く)なるので、熱伝導部材71に熱がこもってしまうとともに、加熱定着ローラ33が静止しているので、加熱領域Rに熱がこもってしまう。
【0052】
従って、熱伝導部材71が定常状態よりも高温となり、熱伝導部材71の温度が設定温度を超えたことを温度検出部73が検出すると、温度制御部74により加熱装置63への給電が遮断され、加熱源67による加熱が停止する。このように、熱伝導部材71の温度が設定温度を超えると、加熱源67による加熱が停止するので、著しい温度上昇を防止することができるとともに、消費電力の低減が図れる。また、著しい温度上昇を防止できるので、加熱定着ローラ67の表層が溶けてしまうことを防止できる。
【0053】
次に、他の実施の形態を説明するが、その説明にあたり、上述した部分と同様な部分には、同一の符号を付することにより、その説明を省略する。
【0054】
第2実施の形態では、図3に示すように、熱伝導部材71の一端部と加熱定着ローラ33の周面とに接触して熱伝導部材71の熱を加熱定着ローラ33に逃がす無端状のベルト部材(中間回転体)75と、クリーニングベルト71の周面を清掃するワイパーブレード77とを設けていることが上述の第1実施の形態と異なる。
【0055】
ベルト部材71は、加熱定着ローラ33の表層よりも表面エネルギーの大きい耐熱ゴム系の材質で構成されている。ベルト部材71は、駆動ローラ75により駆動しつつ加熱定着ローラ33に残留した残トナーを除去する。ワイパーブレード77は、加熱定着ローラ33からベルト部材71に移った残トナーを掻き落しつつ回収する。
【0056】
熱伝導部材71の熱を加熱定着ローラ33に逃がすベルト部材71が、加熱定着ローラ33のクリーニングをも行うので、加熱定着ローラ33をクリーニングするクリーニング部材を別途設ける必要がないので、構成が簡単であるとともに、コストの低減が図れる。
【0057】
図4は、第3実施の形態に係る定着装置31の近傍を拡大して示す図である。第3実施の形態では、搬送手段である感光体3及び転写装置15と、定着装置31との間には、図4に示すように、感光体3及び転写装置15により搬送される用紙Pを案内する上流側ガイド部材77と、下流側ガイド部材79と、下流側ガイド部材79に向けて輻射熱をあてる加熱装置81とを有しており、サーモスタット65が加熱装置81と上流側ガイド部材77との間に設けられている。また、本実施の形態では、加熱定着ローラ33にはヒータ36が内蔵されている。
【0058】
加熱装置81は、遠赤外線による輻射熱で加熱を行う加熱源83と、加熱源83からの輻射熱を定着加圧ローラ33に向ける反射鏡85とを有している。加熱源83はプリンタ1の作像プロセス作動に同期をとって所定時間立ち上がって点灯し、下流側ガイド部材79を介して用紙Pの裏面を加熱するようになっている。また、加熱源83は、用紙Pの後端が下流側ガイド部材79を通過し終わるタイミングで消灯するようになっている。
【0059】
本実施の形態では、下流側ガイド部材79は、ステンレス板であり、この下流側ガイド部材79の上流側の端部には、熱伝導部材71が密着している。下流側ガイド部材79と熱伝導部材71とが密着していることにより、加熱源83からの輻射熱(図4の破線矢印参照)が、熱伝導部材71に容易に伝わる(図4の実線矢印参照)ので、下流側ガイド部材79の放熱及び集熱が通紙サイクルに左右され難くなる。また、熱伝導部材71と下流側ガイド部材79との間で熱が相互に伝わり易くなるので、熱伝導部材71と下流側ガイド部材79の温度のばらつきを防止できる。
【0060】
下流側ガイド部材79には、図5に示すように、エッチング工法等により多数のスリット79aが形成されている。従って、加熱源83からの輻射熱がスリット79aを通って用紙Pに容易に伝わりやすくなる。尚、本実施の形態では、下流側ガイド部材79をステンレス板で構成したが、これに限定されるものではなく、例えば、透明ガラス板であっても良い。
【0061】
一方、本実施の形態では、図6の(a)及び(b)に示すように、用紙Pに対する熱伝導部材71の案内面71cは、フッ素樹脂により覆われており、用紙Pの搬送を安定にしている。また、熱伝導部材71の受熱面71bは、第1実施の形態と同様に、黒色に塗装されている。
【0062】
次に、上述した構成に基づき、本実施の形態の作用を説明する。第1実施の形態と同様に、印字信号がコントローラボード55に入力されると、加熱定着ローラ33のヒータ36に最大電力が通電され、所定温度まで加熱が行われる。この加熱状態に同期をとって上記一連の作像プロセスが作動し、転写装置15により用紙Pに未定着トナー像Tを形成した後、感光体3及び転写装置15により用紙Pは、定着装置31に向けて搬送される。尚、この時点で加熱定着ローラ33は、所定の温度に到達するように設定されている。
【0063】
未定着トナー像Tを担持した用紙Pは、上流側ガイド部材77を介して下流側ガイド部材79に導かれる。このとき、加熱源83の輻射熱は下流側ガイド部材79を介して用紙Pに伝わり、未定着トナー像Tは溶融する、そして、用紙Pは定着装置31の入口に設けた入口ガイド部材へ導かれ、加熱定着ローラ33及び加圧ローラ35により狭持圧接され、溶融トナーが用紙Pに投錨し且つその表面は加熱定着ローラ33の表面性にならった光沢になる。
【0064】
上述したような正常動作時において、サーモスタット65は、加熱源67からの輻射熱を照射されるとともに、熱伝導部材71の案内面71cを用紙Pが接触しつつ通過することで用紙Pに熱を奪われることにより、略一定の温度上昇値となり、定常状態を保つ。
【0065】
一方、故障時において、加熱源83が制御不能となって用紙Pの通過に同期せずに連続点灯となったとき、搬送不良により用紙Pが下流側ガイド部材79や熱伝達部材71上に滞留した場合には、下流側ガイド部材79や熱伝導部材71から用紙Pに熱が逃げ難くなるので、下流側ガイド部材79や熱伝導部材71に熱がこもって、熱伝導部材71が定常状態よりも高温となる。この熱伝導部材71の温度が設定温度を超えた事を温度検出部73が検出すると、温度制御部74により加熱装置63への給電が遮断され、加熱源83による加熱が停止する。
【0066】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、一方の回転体として加熱定着ローラ33を用いたが、これに限定されず、ローラに張架された定着ベルトを用いても良く、この場合であっても、同様な作用効果を得る。
【0067】
また、第2実施の形態において、中間回転体として無端状のベルトを用いたが、ローラを中間回転体として用いても良い。
【0068】
本発明は、プリンタに適用したが、例えば、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に適用しても同様な作用効果を得る。
【0069】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明では、熱伝導部材の温度が設定温度を超えると、加熱手段による加熱が停止するので、著しい温度上昇を防止することができるとともに、消費電力を低減することができる。
【0070】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明と同様な効果を奏するとともに、熱伝導部材の接触面が摩擦係数の低いフッ素樹脂により覆われていることにより、一方の回転体の回転を妨げることを防止できるので、一方の回転体の回転が安定する。
【0071】
請求項3に記載の発明では、熱伝導部材と一方の回転体との間に、中間回転体を設けた構成であっても、請求項1に記載の発明と同様に、著しい温度上昇を防止することができるとともに、消費電力を低減することができる。
【0072】
請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の発明と同様な効果を奏するとともに、中間回転体が一方の回転体のクリーニングを行うので、別途クリーニング部材を設ける必要がないので、構成が簡単であるとともに、コストの低減を図れる。
【0073】
請求項5に記載の発明では、請求項1乃至4のいずれかに記載の発明と同様な効果を奏するとともに、熱伝導部材の受熱面は黒色に塗装されているので、熱伝導部材の熱吸収性が向上する。
【0074】
請求項6に記載の発明では、請求項1乃至5のいずれかに記載の発明と同様な効果を奏するとともに、加熱手段により加熱された一方の回転体からの熱が温度検出手段に伝わり難くなるので、加熱手段による温度検出手段の温度上昇を抑制でき、温度上昇による温度検出手段の劣化を防止できるとともに温度検出手段の長寿命化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置を概略的に示す構成図である。
【図2】定着装置の近傍を拡大して示す図である。
【図3】第2実施の形態に係る定着装置の近傍を拡大して示す図である。
【図4】第3実施の形態に係る定着装置の近傍を拡大して示す断面である。
【図5】図4のガイド部材を拡大して示す断面図である。
【図6】(a)は、図4の熱伝導部材を下からみた図であり、(b)は、図4の熱伝導部材を上から見た図である。
【符号の説明】
1 プリンタ(画像形成装置)
3 感光体(搬送手段)
15 転写装置(搬送手段)
33 加熱定着ローラ(一方の回転体)
35 加圧ローラ(他方の回転体)
67、83 加熱源(加熱手段)
71 熱伝導部材
73 温度検出部(温度検出手段)
74 温度制御部(温度制御手段)
75 クリーニングベルト(中間回転体)
79 下流側ガイド部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a fixing device in a field image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a fax machine, a toner image of a transfer material passing between the nips of a fixing roller and a pressure roller is heated and melted to fix the toner image on the transfer material I am letting.
[0003]
In such a fixing device, a heating method in which a halogen heater is provided on the fixing roller is often used, and a temperature control element such as a thermistor for performing temperature control is provided on the fixing roller via a protective film such as polyimide. It is in contact. In addition, the heating roller is heated by supplying power to the halogen heater by an AC power supply circuit in which an AC power supply, a Triac (trade name), a thermal fuse, and the like are connected by electric wires.
[0004]
Further, a CPU (central processing unit) that controls the entire image forming apparatus transmits a signal for controlling energization to the halogen heater according to the temperature detected by the thermistor to the TRIAC to drive the temperature. Is controlling. That is, power supply to the halogen heater is cut off only when the temperature of the peripheral surface of the fixing roller exceeds a predetermined limit temperature.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, due to the recent increase in environmental regulations and awareness of environmental protection, various image forming apparatuses can reduce power consumption by shutting off the energization of the fixing roller heating element when not in use and energizing only when necessary. Has been done. In such an energy-saving image forming apparatus, it is necessary that the surface temperature of the fixing roller immediately reaches a set temperature during printing (it is necessary to improve thermal response). Attempts have been made to reduce the heat capacity of the fixing roller as a means for satisfying this requirement. For this reason, the roller cored bar is being thinned, but there is a limit.
[0006]
On the other hand, in some cases, just before the nip between the fixing roller and the pressure roller, the thermal response contact is improved by an external radiation type heating device (heating means) that locally heats the surface of the fixing roller from the outside.
[0007]
However, the above-mentioned heating device is heated when the fixing roller rotates, but when the control is not possible due to a failure or the like, the fixing roller may be continuously heated in a stationary state, and the temperature rises. There is a problem that becomes remarkable.
[0008]
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus capable of preventing a significant temperature rise.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, one and the other rotating bodies that are in contact with each other, and one rotating body from the outside by feeding power in synchronization with the rotation of the one rotating body. With radiant heat Heating means for heating, the above The heating means heats a predetermined area on the circumferential surface of one rotating body, and the one and the other rotating body heat and melt the toner image by transporting the transfer material carrying the toner image while sandwiching it. In an image forming apparatus for fixing to a transfer material, the above One rotating body that receives heat from the heating means At one end in the vicinity of the above region A heat conducting member that contacts and transfers heat; the above Temperature detecting means for detecting the temperature of the heat conducting member; the above A temperature control means for controlling the heating temperature of the heating means, the above A predetermined set temperature is input in advance to the temperature control means, the above When the temperature detection means detects a temperature higher than the set temperature, the above The temperature control means the above The power supply to the heating means is stopped.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, when the transfer material passes between the one and the other rotating bodies, the toner image is heated and melted and fixed to the transfer material. At this time, since one rotating body is rotating, the heating part for the one rotating body by the heating means (predetermined region on one rotating body peripheral surface) is changed and transmitted from the heating means to the heat conducting member. Since heat is transmitted to one rotating body that rotates, the temperature of the heat conducting member becomes substantially constant and maintains a steady state.
[0011]
On the other hand, in the case of heating, when the heating means is used in spite of the fact that one rotating body is stationary, the heating part of one rotating body does not change. The heat conduction member accumulates heat and the temperature tends to rise significantly. However, when the temperature detection means detects that the temperature of the heat conduction member is higher than the set temperature, the temperature control means supplies power to the heating means. To stop.
[0012]
As described above, when the temperature of the heat conducting member exceeds the set temperature, heating by the heating unit is stopped, so that a significant temperature increase can be prevented and power consumption can be reduced.
[0013]
The invention according to claim 2 is the invention according to
[0014]
According to the second aspect of the invention, the same effect as that of the first aspect of the invention is achieved, and the contact surface of the heat conducting member is covered with a fluororesin having a low friction coefficient, so that one rotation Since it can prevent obstructing rotation of a body, rotation of one rotating body is stabilized.
[0015]
The invention according to claim 3 includes one and the other rotating bodies that are in contact with each other, and heating means that heats one rotating body from the outside by feeding power in synchronization with the rotation of the one rotating body, the above The heating means heats a predetermined area on the circumferential surface of one rotating body, and the one and the other rotating body heat and melt the toner image by transporting the transfer material carrying the toner image while sandwiching it. In an image forming apparatus for fixing to a transfer material, the above A heat conducting member that receives heat from the heating means; the above A temperature detecting means for detecting the temperature of the heat conducting member, an intermediate rotating body that rotates while contacting the one rotating body and the heat conducting member, and the above A temperature control means for controlling the heating temperature of the heating means, the above A predetermined set temperature is input in advance to the temperature control means, the above When the temperature detection means detects a temperature higher than the set temperature, the above The temperature control means the above The power supply to the heating means is stopped.
[0016]
According to the third aspect of the present invention, when the toner image of the transfer material is heated and melted and fixed on the transfer material by the one and the other rotating bodies, the heat of the heat conducting member is transferred via the intermediate rotating body. It is transmitted to the rotating body. At this time, the heating part of one rotating body changes, and the heat from the heating means is transmitted to one rotating body rotating through the heat conducting member, so that the temperature of the heat conducting member becomes substantially constant and maintains a steady state.
[0017]
On the other hand, in the event of a failure, the temperature of the heat conducting member became higher than the set temperature when heating by the heating means was performed even though one of the rotating bodies or the intermediate rotating body was stationary. When the temperature detection means detects this, the temperature control means stops the power supply to the heating means, whereby the heating by the heating means stops. Therefore, the same effect as that of the first aspect of the invention can be obtained.
[0018]
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, the above The intermediate rotator is characterized by removing residual toner remaining on one of the rotators.
[0019]
In the invention according to the fourth aspect, the same effect as that of the invention according to the third aspect is obtained, and after fixing the toner image on the transfer material by the one and the other rotating bodies, the intermediate rotating body By removing residual toner remaining on the rotator, one of the rotators is cleaned. Since the intermediate rotator cleans one of the rotators, there is no need to provide a separate cleaning member, so the configuration is simple and the cost can be reduced.
[0020]
The invention according to
[0021]
The invention according to
[0022]
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of
[0023]
In the invention according to claim 6, the same effect as that of the invention according to any one of
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, a first embodiment will be described based on FIG. 1 and FIG. As shown in FIG. 1, a printer (image forming apparatus) 1 has a photoconductor 3 that rotates in the direction of arrow A, and the peripheral surface of the photoconductor 3 is uniformly charged around the photoconductor 3. A charging
[0034]
A paper feeding device 17 that feeds the paper P is disposed between the photoconductor 3 and the
[0035]
A
[0036]
The sheet P on which the toner image has been transferred by the
[0037]
Thereafter, the fixed paper P is placed while being discharged onto the
[0038]
An
[0039]
As shown in FIG. 2, a
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
The
[0043]
The
[0044]
In the present embodiment, the
[0045]
A
[0046]
Next, the operation of the present embodiment will be described based on the configuration described above. When a printing signal is input to the
[0047]
The series of image forming processes operates in synchronism with the heating state of the fixing
[0048]
The radiant heat of the
[0049]
During the normal operation as described above, the
[0050]
On the other hand, at the time of failure, the rotation of the
[0051]
That is, the heat of the
[0052]
Accordingly, when the
[0053]
Next, other embodiments will be described. In the description, the same parts as those described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0054]
In the second embodiment, as shown in FIG. 3, an endless shape that makes contact with one end of the
[0055]
The
[0056]
Since the
[0057]
FIG. 4 is an enlarged view showing the vicinity of the fixing
[0058]
The
[0059]
In the present embodiment, the
[0060]
As shown in FIG. 5, the
[0061]
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIGS. 6A and 6B, the
[0062]
Next, the operation of the present embodiment will be described based on the configuration described above. As in the first embodiment, when a print signal is input to the
[0063]
The sheet P carrying the unfixed toner image T is guided to the
[0064]
During the normal operation as described above, the
[0065]
On the other hand, at the time of failure, when the
[0066]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the present embodiment, the
[0067]
In the second embodiment, an endless belt is used as the intermediate rotator, but a roller may be used as the intermediate rotator.
[0068]
Although the present invention is applied to a printer, the same effects can be obtained even when applied to an image forming apparatus such as a copying machine or a facsimile.
[0069]
【The invention's effect】
In the first aspect of the present invention, when the temperature of the heat conducting member exceeds the set temperature, heating by the heating means is stopped, so that a significant temperature rise can be prevented and power consumption can be reduced.
[0070]
The invention according to claim 2 has the same effect as that of the invention according to
[0071]
In the third aspect of the present invention, even if the intermediate rotating body is provided between the heat conducting member and one of the rotating bodies, a significant temperature rise is prevented as in the first aspect of the present invention. And power consumption can be reduced.
[0072]
The invention described in claim 4 has the same effect as that of the invention described in claim 3, and since the intermediate rotating body cleans one rotating body, there is no need to provide a separate cleaning member. It is simple and can reduce the cost.
[0073]
The invention according to
[0074]
The invention according to claim 6 has the same effect as the invention according to any one of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view showing the vicinity of a fixing device.
FIG. 3 is an enlarged view showing the vicinity of a fixing device according to a second embodiment.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of a fixing device according to a third embodiment.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the guide member of FIG.
6A is a view of the heat conductive member of FIG. 4 as viewed from below, and FIG. 6B is a view of the heat conductive member of FIG. 4 as viewed from above.
[Explanation of symbols]
1 Printer (image forming device)
3 Photoconductor (conveying means)
15 Transfer device (conveying means)
33 Heat-fixing roller (one rotating body)
35 Pressure roller (the other rotating body)
67, 83 Heating source (heating means)
71 Heat conduction member
73 Temperature detection part (temperature detection means)
74 Temperature controller (temperature control means)
75 Cleaning belt (intermediate rotating body)
79 Downstream guide member
Claims (6)
一方の回転体の回転に同期して一方の回転体を給電により外側から輻射熱で加熱する加熱手段とを備え、
上記加熱手段は一方の回転体周面の所定の領域を加熱するものであり、一方及び他方の回転体が、トナー像を担持した転写材を挟持しつつ搬送することにより、トナー像を加熱溶融して転写材に定着する画像形成装置において、
上記加熱手段からの熱を受け且つ一方の回転体の上記領域の近傍にその一端部で接触して伝熱する熱伝導部材と、
上記熱伝導部材の温度を検出する温度検出手段と、
上記加熱手段の加熱温度を制御する温度制御手段とを備え、
上記温度制御手段には所定の設定温度が予め入力されており、上記温度検出手段が設定温度よりも高い温度を検出したとき、上記温度制御手段は、上記加熱手段への給電を停止することを特徴とする画像形成装置。One and the other rotating body in contact with each other;
A heating means that heats one of the rotating bodies from outside by radiant heat in synchronism with the rotation of one of the rotating bodies;
The heating means heats a predetermined area on the circumferential surface of one of the rotating bodies, and the one and the other rotating bodies convey and convey the toner image, thereby heating and melting the toner image. In the image forming apparatus for fixing to the transfer material,
A heat conducting member that receives heat from the heating means and transfers heat by contacting one end of the rotating body in the vicinity of the region ;
A temperature detecting means for detecting the temperature of the heat conducting member,
And a temperature control means for controlling the heating temperature of the heating means,
The above-mentioned temperature control means and a predetermined set temperature is input in advance, when the temperature detecting means detects a temperature higher than the set temperature, the temperature control means to stop the power supply to the heating means An image forming apparatus.
一方の回転体の回転に同期して一方の回転体を給電により外側から加熱する加熱手段とを備え、
上記加熱手段は一方の回転体周面の所定の領域を加熱するものであり、一方及び他方の回転体が、トナー像を担持した転写材を挟持しつつ搬送することにより、トナー像を加熱溶融して転写材に定着する画像形成装置において、
上記加熱手段からの熱を受ける熱伝導部材と、
上記熱伝導部材の温度を検出する温度検出手段と、
一方の回転体及び熱伝導部材にそれぞれ接触しつつ回転する中間回転体と、
上記加熱手段の加熱温度を制御する温度制御手段とを備え、
上記温度制御手段には所定の設定温度が予め入力されており、上記温度検出手段が設定温度よりも高い温度を検出したとき、上記温度制御手段は、上記加熱手段への給電を停止することを特徴とする画像形成装置。One and the other rotating body in contact with each other;
Heating means for heating one rotating body from the outside by feeding power in synchronization with the rotation of one rotating body,
The heating means heats a predetermined area on the circumferential surface of one of the rotating bodies, and the one and the other rotating bodies convey and convey the toner image, thereby heating and melting the toner image. In the image forming apparatus for fixing to the transfer material,
A heat conducting member that receives heat from the heating means;
A temperature detecting means for detecting the temperature of the heat conducting member,
An intermediate rotating body that rotates in contact with one rotating body and the heat conducting member, and
And a temperature control means for controlling the heating temperature of the heating means,
The above-mentioned temperature control means and a predetermined set temperature is input in advance, when the temperature detecting means detects a temperature higher than the set temperature, the temperature control means to stop the power supply to the heating means An image forming apparatus.
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