JP2005309316A - Belt fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に使用されるベルト定着装置に関する。 The present invention relates to a belt fixing device used in an image forming apparatus.
ベルト定着装置は、加熱手段により加熱され、駆動手段により回転駆動される定着回転体(以下、定着ロ−ラーと記す)と、複数のベルト懸回部材間に懸回支持され、定着ロ−ラーと接触して従動回転する無端状のベルト(以下、定着ベルトと記す)と、を有し、定着ロ−ラーと定着ベルトとの接触部である定着ニップ部でトナー像を担持した記録材を挟持搬送してトナー像を熱と圧力で記録材面に定着させるものである。 The belt fixing device is supported by a fixing roller that is heated by a heating unit and rotated by a driving unit (hereinafter referred to as a fixing roller) and a plurality of belt suspension members. An endless belt (hereinafter referred to as a fixing belt) that rotates in contact with the toner, and a recording material carrying a toner image at a fixing nip portion that is a contact portion between the fixing roller and the fixing belt. It is nipped and conveyed to fix the toner image on the surface of the recording material with heat and pressure.
ベルト定着装置は、定着ロ−ラーと加圧ロ−ラーとの圧接ロ−ラー対タイプの定着装置との対比において、定着ニップ部幅を定着ベルトの定着ロ−ラーに対する腹当て幅の調整により容易に大きく設定することが可能である。また定着ニップ部幅を定着ロ−ラーの径に依存させずに確保できるため、定着ロ−ラーを小径、小熱容量にすることが可能となり、立ち上げ時間を短縮できる。定着ニップ部幅を広くとれるため、記録材上のトナーをより溶融でき、カラー画像形成装置における多量のトナーを使用する画像形成装置には適した定着装置構成である。 In the belt fixing device, the width of the fixing nip portion is adjusted by adjusting the abutting width of the fixing belt with respect to the fixing roller of the fixing roller in comparison with the pressure roller pair type fixing device of the fixing roller and the pressure roller. It can be easily set large. Further, since the fixing nip width can be secured without depending on the diameter of the fixing roller, the fixing roller can have a small diameter and a small heat capacity, and the start-up time can be shortened. Since the fixing nip width can be widened, the toner on the recording material can be melted more, and the fixing device configuration is suitable for an image forming apparatus using a large amount of toner in a color image forming apparatus.
上記従来例では画像出力を行っていない待機状態でも、定着ロ−ラーと定着ベルトは規定の温度に維持していないと次の画像出力時に定着ロ−ラーと定着ベルトを規定温度に達するまで加熱するのに時間を要してしまう。このため、待機状態での定着ロ−ラーの加熱ヒーターを点燈して定着ロ−ラーを回転させることで定着ベルトも従動回転させて定着ロ−ラーからの熱で定着ベルトも加熱される構成をとっている。 In the above-described conventional example, even when the image output is not performed and the fixing roller and the fixing belt are not maintained at the specified temperature, the fixing roller and the fixing belt are heated until the specified temperature is reached at the next image output. It takes time to do. For this reason, the fixing roller in the standby state is turned on to rotate the fixing roller so that the fixing belt is driven to rotate and the fixing belt is heated by the heat from the fixing roller. Have taken.
また、カラー画像形成装置では、記録材(転写用紙)の表面に光沢性を持たせることにより、トナー画像の発色性や画像品質を向上させるための記録材として用紙の表面に合成樹脂等からなるコート層を数十μの厚さでコーティングさせたコート紙を使用する場合がある。このようなコート紙上にトナー画像を転写し定着装置で定着させる場合、コート紙に必要以上の熱量を加えるとコート紙内部の水分が蒸発して用紙の表面に塗布された合成樹脂等からなるコート層がコート紙内部の水蒸気で部分的に破壊されることにより平滑性が失われた画像となってしまう。特に、定着ベルトを用いた定着装置ではニップ幅が広いためコート紙に加える熱量が多くこのような問題を発生しやすい。 In a color image forming apparatus, the surface of a recording material (transfer paper) is made of a synthetic resin or the like on the surface of the paper as a recording material for improving the color development and image quality of the toner image by giving the surface gloss. In some cases, a coated paper having a coating layer coated with a thickness of several tens of microns is used. When transferring a toner image onto such coated paper and fixing it with a fixing device, if a heat amount more than necessary is applied to the coated paper, the moisture inside the coated paper will evaporate and a coat made of a synthetic resin or the like applied to the surface of the paper The layer is partially destroyed by water vapor inside the coated paper, resulting in an image with lost smoothness. In particular, in a fixing device using a fixing belt, since the nip width is wide, a large amount of heat is applied to the coated paper, and this problem is likely to occur.
このため、特許文献1では、画像形成装置動作時の状態に対して待機状態では定着ロ−ラーに対して定着ベルトユニットを退避させ定着ベルトが定着ロ−ラーと接触しないようにしている。この状態で定着ベルトを駆動源により回転させ、かつ定着ベルト加熱用ロ−ラーにより定着ベルトを一定温度に加熱している。ここで定着ベルトの温度を定着ロ−ラーの温度に対してある程度低い温度に設定することで記録材の裏面へ加える熱量が少なくなり用紙内部の水分の蒸発を抑えることで前記現象の発生を防止している。 For this reason, in Patent Document 1, the fixing belt unit is retracted from the fixing roller in a standby state with respect to the state during operation of the image forming apparatus so that the fixing belt does not come into contact with the fixing roller. In this state, the fixing belt is rotated by a driving source, and the fixing belt is heated to a constant temperature by a fixing belt heating roller. Here, by setting the temperature of the fixing belt to a temperature somewhat lower than the temperature of the fixing roller, the amount of heat applied to the back surface of the recording material is reduced, and the occurrence of the above phenomenon is prevented by suppressing the evaporation of moisture inside the paper. doing.
また、上記の構成では、定着ベルトは定着ロ−ラーに従動回転する構成になっている。定着ベルトが定着ロ−ラーに従動回転するには、定着ロ−ラーと定着ベルト表面との摩擦係数と、定着ベルト内面と定着ベルトを定着ローラーに圧接する加圧パッド部との摩擦係数との関係は、[定着ロ−ラーと定着ベルト表面との摩擦係数]>[定着ベルト内面と加圧パッド部]との摩擦係数になっている必要がある。 Further, in the above configuration, the fixing belt is configured to rotate following the fixing roller. In order for the fixing belt to rotate following the fixing roller, the friction coefficient between the fixing roller and the fixing belt surface, and the friction coefficient between the inner surface of the fixing belt and the pressure pad portion that presses the fixing belt against the fixing roller are: The relationship needs to be the friction coefficient of [Friction coefficient between fixing roller and fixing belt surface]> [Fusing belt inner surface and pressure pad portion].
そして、定着ニップ部で記録材を搬送する時には、定着ロ−ラーと記録材の定着ロ−ラー面との摩擦係数と、記録材の定着ベルト面と定着ベルト表面との摩擦係数と、定着ベルト内面と加圧パッド部との摩擦係数との関係は、[定着ロ−ラーと記録材の定着ロ−ラー面との摩擦係数]>[記録材の定着ベルト面と定着ベルト表面との摩擦係数]>[定着ベルト内面と加圧パッド部との摩擦係数]、になっている必要がある。 When the recording material is conveyed at the fixing nip portion, the friction coefficient between the fixing roller and the fixing roller surface of the recording material, the friction coefficient between the fixing belt surface of the recording material and the fixing belt surface, and the fixing belt The relationship between the friction coefficient between the inner surface and the pressure pad portion is [Friction coefficient between the fixing roller and the fixing roller surface of the recording material]> [Friction coefficient between the fixing belt surface of the recording material and the fixing belt surface] ]> [Coefficient of friction between inner surface of fixing belt and pressure pad portion].
しかしながら、ベルト定着装置のように、定着ニップ部の広い構成においては、記録材一面にトナ−が載っているようなベタ画像では定着ニップ部で定着時にトナ−が溶けるため、定着ロ−ラーと記録材の定着ロ−ラー面との摩擦係数が低くなってしまう。そのため、[定着ロ−ラーと記録材の定着ロ−ラー面との摩擦係数]と、「記録材の定着ベルト面と定着ベルト表面との摩擦係数」と、[定着ベルト内面と加圧パッド部との摩擦係数]との関係が、[定着ロ−ラーと記録材の定着ロ−ラー面との摩擦係数]<[記録材の定着ベルト面と定着ベルト表面との摩擦係数]>[定着ベルト内面と加圧パッド部との摩擦係数]になってしまい、記録材の搬送不良や搬送不良による搬送速度むらが画像に表れ、画像むら等の問題が発生してしまう。 However, with a wide fixing nip portion like a belt fixing device, in a solid image in which a toner is placed on one surface of the recording material, the toner melts at the fixing nip portion at the time of fixing. The friction coefficient with the fixing roller surface of the recording material becomes low. Therefore, [the coefficient of friction between the fixing roller and the fixing roller surface of the recording material], “the coefficient of friction between the fixing belt surface of the recording material and the surface of the fixing belt”, [the inner surface of the fixing belt and the pressure pad portion] [Friction coefficient between the fixing roller and the fixing roller surface of the recording material] <[Friction coefficient between the fixing belt surface of the recording material and the fixing belt surface]> [Fixing belt] Friction coefficient between the inner surface and the pressure pad portion], the conveyance failure of the recording material and the conveyance speed unevenness due to the conveyance failure appear in the image, and problems such as image unevenness occur.
このため、特許文献2の請求項2の構成では、無端状のべルトと、ベルトの外側にありベルトを駆動する駆動ロ−ラーと、駆動ロ−ラーとの間に前記ベルトを挟んで圧接ニップ部を形成する定着ロ−ラーとを備えたベルト定着装置において、前記駆動ロ−ラーの同軸上に配した歯車と、一方向クラッチを介して歯車に歯合する歯車を定着ロ−ラーと同軸に配することによる、一方向クラッチを介した駆動の補助機構が提案されている。
Therefore, in the configuration of
上記構成をベルト定着装置に設けることで、定着ベルトは定着ロ−ラーに従動回転し、記録材一面にトナ−が載っているようなベタ画像においても搬送不良をおこさないベルト定着装置が提供できるようになる。
しかしながら、カラー画像形成装置のような多量のトナーを使用する画像形成装置で記録材上のトナーをより溶融するために、定着ニップ部幅を広くとったベルト定着装置にする必要があり、ワイドニップの定着装置で良好な画像を得るためには、上記従来例のように以下の2項目の構成を兼ね備えなければならない。 However, in order to further melt the toner on the recording material in an image forming apparatus that uses a large amount of toner such as a color image forming apparatus, it is necessary to provide a belt fixing apparatus having a wide fixing nip portion. In order to obtain a good image with this fixing device, the following two items must be combined as in the conventional example.
1)一つ目の項目は、定着べルトと、定着ロ−ラーと、定着ロ−ラーとの間に定着ベルトを挟んで圧接ニップ部を形成するグリップロ−ラーとを備え、定着ロ−ラーの同軸上に配した歯車と、一方向クラッチを介して歯車に歯合する歯車をグリップロ−ラーと同軸に配する駆動の補助機構構成を設けることである。 1) A first item includes a fixing belt, a fixing roller, and a grip roller that forms a pressure nip portion with a fixing belt interposed between the fixing roller and the fixing roller. And a drive auxiliary mechanism configuration in which a gear meshed with the gear via a one-way clutch is arranged coaxially with the grip roller.
2)二つ目の項目は、定着ロ−ラーの設定温度と定着ベルトの設定温度を異なる値に設定し、定着ロ−ラーと定着ベルトとを接触及び離間させる接離手段を設けるとともに、定着ベルトを独自に回転駆動させる駆動手段を設けるように構成することである。 2) The second item is that the fixing roller setting temperature and the fixing belt setting temperature are set to different values, and contact / separation means for contacting and separating the fixing roller and the fixing belt are provided and fixing is performed. In other words, a driving means for independently rotating the belt is provided.
上記1)と2)の2項目を従来例のようなエンドレスである定着ベルト内に、複数のベルト懸回部材としての、入り口ロ−ラー、分離ロ−ラー(グリップロ−ラー)、ステアリングロ−ラーを設けて定着ベルトを張架し、また、入り口ロ−ラーと分離ロ−ラーの間には加圧パッド部を配置しているベルト定着装置で構成するには、定着ロ−ラーと分離ロ−ラーとで定着ベルトを圧接し、定着ロ−ラーの同軸上に配した歯車と、一方向クラッチを介して歯車に歯合する歯車を分離ロ−ラーと同軸に配する駆動の補助機構構成を設けなければならない。 The above two items 1) and 2) are provided in an endless fixing belt as in the prior art, and an entrance roller, a separation roller (grip roller), and a steering roller as a plurality of belt suspension members. In order to construct a belt fixing device in which a fixing belt is provided with a fixing belt and a pressure pad portion is disposed between the entrance roller and the separating roller, the fixing roller is separated from the fixing roller. A driving auxiliary mechanism in which a fixing belt is press-contacted by a roller and a gear arranged coaxially with the fixing roller and a gear meshed with the gear via a one-way clutch are arranged coaxially with the separation roller. A configuration must be provided.
しかし、上記の構成にすると、定着ベルトがスリップをし、分離ロ−ラーに駆動が入力されると、分離ロ−ラーを駆動する反力が、分離ロ−ラーに定着ロ−ラーから逃げる方向にかかってしまう。そのため、定着ベルトが滑る時と滑らない時とで定着ロ−ラーに対する分離ロ−ラー圧が変化してしまう。そのために記録材先端を定着ローラーから分離させる分離ロ−ラーの分離能力がばらついて分離不良問題が発生したり、定着ロ−ラーと分離ロ−ラーとの圧接部である分離ニップ部が変化することにより定着性やグロスが変化して画像問題をひきおこしたり、さらには分離ニップ部が変化することにより排出紙のカ−ルがばらついてしまうなどの問題をひきおこしてしまう。 However, with the above configuration, when the fixing belt slips and driving is input to the separation roller, the reaction force that drives the separation roller escapes from the fixing roller to the separation roller. It will depend on. Therefore, the separation roller pressure with respect to the fixing roller changes depending on whether the fixing belt slides or not. For this reason, the separation ability of the separation roller that separates the recording material front end from the fixing roller varies, resulting in a separation failure problem, or the separation nip portion that is the pressure contact portion between the fixing roller and the separation roller changes. As a result, the fixing property and gloss change to cause an image problem, and further, the separation nip portion changes to cause a problem that the discharged paper curls vary.
また、定着ロ−ラーと定着ベルトとが離間状態時において、定着ベルトを駆動する駆動手段を独立に設けて、定着ベルトを回転させると、ベルトスリップ防止駆動機構のワンウェイクラッチを空転させなければならない。ここで、ワンウェイクラッチを空転させると、ワンウェイクラッチを支持している軸がワンウェイクラッチと摺擦するために削れる可能性がある。そして、軸が削れると、ワンウェイクラッチのロック不良が発生して、ベルトスリップを防止できなくなってしまう。特に、コピ−スタンバイ中、定着ロ−ラーと定着ベルトとは離間させた状態で長時間定着ベルトを回転させつづけないとならないため、ワンウェイクラッチの軸の削れが発生しやすくなる。そのため、軸の耐久性という問題が発生してしまう。 Further, when the fixing roller and the fixing belt are separated from each other, when a driving means for driving the fixing belt is provided independently and the fixing belt is rotated, the one-way clutch of the belt slip prevention driving mechanism must be idled. . Here, when the one-way clutch is idled, the shaft supporting the one-way clutch may be scraped because it slides on the one-way clutch. If the shaft is shaved, a one-way clutch lock failure occurs and belt slip cannot be prevented. In particular, during copy standby, the fixing belt must be rotated for a long time with the fixing roller and the fixing belt being separated from each other, so that the shaft of the one-way clutch is likely to be scraped. Therefore, the problem of shaft durability occurs.
更にいうまでもないが、定着ロ−ラーと定着ベルトとが離間状態時において、定着ベルトを駆動する駆動手段を独立に設けるということは、装置構成が複雑になり、それは装置の部品点数の増加につながり、また、装置の組み立て時間やメンテナンスの時間が増加するという問題につながる。 Needless to say, when the fixing roller and the fixing belt are separated from each other, providing the driving means for driving the fixing belt independently complicates the apparatus configuration, which increases the number of parts of the apparatus. In addition, the device assembly time and maintenance time increase.
本発明はベルト定着装置についての上記の問題を解消することを目的としている。すなわち、ベルト定着装置において、ベルトを挟んで定着回転体に当接し、ベルトの回転に従動回転するロ−ラーに駆動が入っても、定着回転体に対する加圧力は変化させないこと、ベルトスリップ防止駆動機構のワンウェイクラッチの耐久を図ることを目的とする。 An object of the present invention is to eliminate the above-described problems with belt fixing devices. That is, in the belt fixing device, even if the roller is brought into contact with the fixing rotator with the belt interposed therebetween and driven by the rotation of the belt, the pressure applied to the fixing rotator does not change, and the belt slip prevention drive. The purpose is to endure the one-way clutch of the mechanism.
本発明は下記の構成を特徴とするベルト定着装置である。 The present invention is a belt fixing device having the following configuration.
(1)加熱手段により加熱され、駆動手段により回転駆動される定着回転体と、
複数のベルト懸回部材間に懸回支持され、前記定着回転体と接触して従動回転する無端状のベルトと、
を有し、前記定着回転体と前記ベルトとの間でトナー像を担持した記録材を挟持搬送するベルト定着装置において、
前記複数のベルト懸回部材のうちの1つは、前記ベルトを挟んで前記定着回転体に当接し、前記ベルトの回転に従動回転するロ−ラーであり、
前記ベルトが前記定着回転体から滑って回転している時は前記定着回転体の回転駆動力を前記ロ−ラーに一方向クラッチを介して入力するロ−ラー駆動手段を備え、
前記ロ−ラーの駆動力の入力方向は前記定着回転体と前記ロ−ラーとの当接部における前記定着回転体または前記ロ−ラーの略接線方向である、もしくはこの略接線方向に略並行な方向である
ことを特徴とするベルト定着装置。
(1) a fixing rotator heated by a heating unit and driven to rotate by a driving unit;
An endless belt that is supported in a suspended manner between a plurality of belt suspension members and that rotates in contact with the fixing rotator;
A belt fixing device that sandwiches and conveys a recording material carrying a toner image between the fixing rotator and the belt,
One of the plurality of belt suspension members is a roller that abuts on the fixing rotator across the belt and rotates following the rotation of the belt,
Roller drive means for inputting the rotational driving force of the fixing rotator to the roller via a one-way clutch when the belt is slidingly rotating from the fixing rotator,
An input direction of the driving force of the roller is a substantially tangential direction of the fixing rotator or the roller at a contact portion between the fixing rotator and the roller, or substantially parallel to the substantially tangential direction. Belt fixing device characterized in that it is in a different direction.
(2)前記ロ−ラー駆動手段は、前記ベルトが前記定着回転体から滑りはじめて回転速度が前記定着回転体の回転速度よりも4%遅くなるまでに、前記定着回転体の回転駆動力を前記ロ−ラーに入力することを特徴とする(1)に記載のベルト定着装置。 (2) The roller driving means applies the rotational driving force of the fixing rotating body until the belt starts to slide from the fixing rotating body and the rotational speed becomes 4% slower than the rotational speed of the fixing rotating body. The belt fixing device according to (1), which is input to a roller.
(3)前記定着回転体と前記ベルトとを接触させている第1の状態と、前記定着回転体と前記ベルトとを離間させている第2の状態との状態切換手段を有し、前記ロ−ラー駆動手段は前記第1の状態と第2の状態いずれの切換え状態においても前記定着回転体の回転駆動力を前記ロ−ラーに一方向クラッチを介して伝達可能な状態にあることを特徴とする(1)または(2)に記載のベルト定着装置。 (3) a state switching means between a first state in which the fixing rotator and the belt are in contact with each other and a second state in which the fixing rotator and the belt are separated; The roller driving means is in a state in which the rotational driving force of the fixing rotator can be transmitted to the roller via a one-way clutch in any of the switching states of the first state and the second state. The belt fixing device according to (1) or (2).
(4)前記ロ−ラー駆動手段は、前記定着回転体の同軸上に配した第1の歯車と、前記第1の歯車に歯合する第2の歯車と、前記第2の歯車と同軸上に配した第1のベルトプ−リと、前記ロ−ラーと同軸上に配した第2のベルトプ−リと、前記第1と第2のベルトプ−リに掛け回したタイミングベルトとを備え、前記第1の歯車と第2の歯車と第1のベルトプ−リと第2のベルトプ−リのいずれか一つにワンウェイクラッチを介在させてあることを特徴とする(3)に記載のベルト定着装置。 (4) The roller driving means includes a first gear arranged coaxially with the fixing rotator, a second gear meshing with the first gear, and coaxial with the second gear. A first belt pulley disposed on the roller, a second belt pulley disposed coaxially with the roller, and a timing belt wound around the first and second belt pulleys, The belt fixing device according to (3), wherein a one-way clutch is interposed in any one of the first gear, the second gear, the first belt pulley, and the second belt pulley. .
(5)前記第2の状態において、装置がスタンバイ状態時には、前記定着回転体に駆動を入力し、該定着回転体の回転駆動力を前記ロ−ラー駆動手段により前記ロ−ラーに入力して前記定着ベルトを駆動することを特徴とした(3)または(4)に記載のベルト定着装置。 (5) In the second state, when the apparatus is in a standby state, driving is input to the fixing rotator, and the rotational driving force of the fixing rotator is input to the roller by the roller driving means. The belt fixing device according to (3) or (4), wherein the fixing belt is driven.
(6)前記第1の状態と第2の状態は一軸を中心に回転移動し、前記一軸は前記第2のロ−ラーの中心から、前記定着ロ−ラーと前記第2のロ−ラーとの略接線方向と略並行にた方向であることを特徴とする(3)乃至(5)の何れかに記載のベルト定着装置。 (6) The first state and the second state rotate about one axis, and the one axis moves from the center of the second roller to the fixing roller and the second roller. The belt fixing device according to any one of (3) to (5), wherein the belt fixing device is in a direction substantially parallel to a substantially tangential direction.
即ち、ベルト定着装置において、ベルトを挟んで定着回転体に当接し、ベルトの回転に従動回転するベルト懸回部材としてのロ−ラーに駆動力を入力する、一方向クラッチを介した駆動手段を備え、ロ−ラーの駆動力の入力方向は定着回転体とロ−ラーとの当接部における定着回転体またはロ−ラーの略接線方向、もしくはこの略接線方向に略並行な方向にすることで、ローラーに駆動が入っても該ロ−ラーの定着回転体に対する加圧力が安定していて、定着性能をおとすことなく、記録材上にベタ画像等トナ−ののり量が多いときにもベルトがスリップすることなく画像欠陥のおきない定着装置が提供可能になった。 That is, in the belt fixing device, a driving means via a one-way clutch that inputs a driving force to a roller as a belt suspension member that is in contact with the fixing rotating body with the belt interposed therebetween and is rotated by the rotation of the belt. The roller driving force is input in a direction substantially tangential to the fixing rotator or roller at the contact portion between the fixing rotator and the roller, or substantially parallel to this tangential direction. Even when the roller is driven, the pressure applied to the fixing rotator of the roller is stable, and there is a large amount of toner such as a solid image on the recording material without deteriorating the fixing performance. It has become possible to provide a fixing device in which image defects do not occur without the belt slipping.
また、定着回転体とベルトとを接触させている第1の状態と、定着回転体とベルトとを離間させている第2の状態との状態切換手段を有し、前記のロ−ラー駆動手段は第1と第2のいずれの切換え状態においても定着回転体の回転駆動力をロ−ラーに一方向クラッチを介して伝達可能な状態にあるため、装置のスタンバイ時等の第2の状態においては定着回転体に駆動を入力するのみでベルトを回転させることが可能となり、簡単な構成でベルトの回転駆動手段を設けることなくベルトを駆動することが可能となり、かつベルトを回転させるために一方向クラッチを空転させることもなくなるため一方向クラッチ駆動機構の耐久性が向上する。 Further, the roller driving means includes a state switching means between a first state in which the fixing rotator and the belt are in contact with each other and a second state in which the fixing rotator and the belt are separated from each other. Is in a state in which the rotational driving force of the fixing rotator can be transmitted to the roller via a one-way clutch in both the first and second switching states. The belt can be rotated simply by inputting the drive to the fixing rotator, and the belt can be driven with a simple configuration without providing a belt rotation driving means. Since the directional clutch is not idled, the durability of the one-way clutch drive mechanism is improved.
以下に本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。 The present invention will be described below based on the illustrated embodiments.
(1)画像形成装置例
図1は本発明に従うベルト定着装置を具備させた画像形成装置の一例の概略構成模型図である。図2はこの画像形成装置の画像形成ステーション部分の拡大図である。
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic configuration model diagram of an example of an image forming apparatus provided with a belt fixing device according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of an image forming station portion of the image forming apparatus.
本例の画像形成装置は、電子写真プロセスを用いた、複数の光走査手段を有する、4ドラムタンデムタイプのレーザービームプリンターである。 The image forming apparatus of this example is a four-drum tandem type laser beam printer having a plurality of optical scanning units using an electrophotographic process.
このプリンターは、プリンター本体100の上面側に配設したリーダ部200においてカラー原稿の画像情報をCCD等の光電変換素子により色分解読取り処理する。300はリーダ部200の原稿台カラス201に対する自動原稿給送装置または原稿圧着板である。リーダ部200における各色分解読取り画像情報に対応して変調されたレーザ光La,Lb,Lc,Ldを複数の光走査手段を有するレーザ走査部400から出力させる。
In this printer, image information of a color original is subjected to color separation reading processing by a photoelectric conversion element such as a CCD in a
Pa,Pb,Pc,Pdはマゼンタ,シアン,イエロー,ブラックの各色の画像を形成する4つの画像形成ステーションである。 Pa, Pb, Pc, and Pd are four image forming stations for forming images of each color of magenta, cyan, yellow, and black.
図2を参照して、各画像形成ステーションPa,Pb,Pc,Pdには、それぞれ感光ドラム101a,101b,101c,101dが配置されている。各感光ドラムは矢印方向に回転駆動される。各感光ドラムの周囲には、帯電器102a,102b,102c,102d、現像装置103a,103b,103c,103d、そして、クリーナ104a,104b,104c,104dが上記感光ドラムの回転方向に沿って順次配設されている。
Referring to FIG. 2,
各感光ドラムの下方には、転写装置105が配設されている。該転写装置105は、各画像形成ステーションに共通の記録材搬送手段たる転写ベルト106及び転写用帯電器107a,107b,107c,107dを有している。転写ベルト106はエンドレスベルトであり、駆動ロ−ラー108とターンロ−ラー109・110の3本のロ−ラー間に懸回張設されている。
A
各画像形成ステーションの感光ドラム101a,101b,101c,101dに、上記レーザ走査部400から出力されるレーザ光La,Lb,Lc,Ldで走査露光する工程を含む電子写真プロセスを適用して、上記マゼンタ,シアン,イエロー,ブラックの各色のトナー画像を形成させる。
An electrophotographic process including a step of performing scanning exposure with the laser beams La, Lb, Lc, and Ld output from the
図1において、111,112はプリンター本体100内に配設の第1または第2の給紙カセットである。上記の給紙カセット111または112から記録材供給手段により1枚分離給紙された記録材(転写紙、第2原図用紙、OHPシート等の用紙)Pは、転写ベルト106上に支持されて各画像形成ステーションPa,Pb,Pc,Pdへ順次に搬送され、上記の各感光ドラム上に形成された各色のトナー画像を順次に重畳転写される。
In FIG. 1,
この転写工程が終了すると、記録材Pは転写ベルト106から分離されて定着装置1へと搬送される。定着装置1は本発明に従うベルト定着装置である。これについては次の(2)項で詳述する。
When this transfer process is completed, the recording material P is separated from the
記録材Pに転写されたトナー像はベルト定着装置1において熱と圧力により記録材P上に定着され、フルカラー画像形成物として排紙処理装置500に搬送される。排紙処理装置500では記録材Pを搬送ロ−ラー501で排紙トレイ502上に排出する。排紙トレイは下方に移動することで多数枚の排紙積載が可能となっている。また、排紙処理装置500では多数枚の記録材Pをスティップルしたりする処理も可能である。
The toner image transferred to the recording material P is fixed on the recording material P by heat and pressure in the belt fixing device 1 and conveyed to the paper
モノ黒画像形成モードのときは、ブラック画像を形成する画像形成ステーションPdが選択的に画像形成動作する。両面コピーモードのときは、ベルト定着装置1を出た片面側コピー済みの記録材Pは反転再搬送機構113側に進路変更され、この反転再搬送機構113で反転されて転写ベルト106に再給紙される。これにより、記録材Pの他方の面側にトナー画像が転写形成され、ベルト定着装置1に再び導入されて、両面コピーが排紙処理装置500に搬送される。
In the mono black image forming mode, the image forming station Pd that forms a black image selectively performs an image forming operation. In the double-sided copy mode, the recording material P that has been copied on one side from the belt fixing device 1 is rerouted to the
(2)ベルト定着装置1
図3は本実施例におけるベルト定着装置1の概略構成模型図である。このベルト定着装置1において、2は定着回転体としての定着ロ−ラーである。9はこの定着ロ−ラー2の下側に配置したベルトユニット(定着ベルト部)である。
(2) Belt fixing device 1
FIG. 3 is a schematic configuration model diagram of the belt fixing device 1 in this embodiment. In the belt fixing device 1,
1)定着ロ−ラー2
定着ロ−ラー2は、アルミニウム等の金属からなる中空体を芯金2aとし、その外周面にシリコンゴムからなる弾性層2bを設け、さらにその外周面にPFAヒューブからなる、定着ロ−ラーとトナーの離型性を高める離型層2cを設けたものである。この定着ロ−ラー2は、その長手方向(軸線方向)の両端部側を不図示の装置シャシーの側板間に軸受を介して回転自由に支持させて配設してある。
1) Fixing
The fixing
3はこの定着ロ−ラー2を加熱する加熱手段(熱源)としてのハロゲンヒーター等のヒーターであり、定着ロ−ラー内空の中心部近傍に配設してある。
4は定着ロ−ラー温度検知手段としてのサーミスターである。このサーミスター4は記録材の最小通紙領域幅内に対応する定着ロ−ラー表面部分に弾性的に接触させて配設してある。
5は定着ロ−ラークリーナである。クリーニング部材としてのクリーニングウエブ5aをロール巻きに保持したウエブ繰り出し軸5bと、ウエブ巻取り軸5cと、該両軸5b・5c間のウエブ部分を定着ロ−ラー2の外面に押し付ける押し付けロ−ラー5dなどからなる。押し付けロ−ラー5dで定着ロ−ラー2に押し付けたウエブ部分で定着ロ−ラー2の面にオフセットしたトナーが拭い取られて定着ロ−ラー面が清掃される。定着ロ−ラー2に押し付けられるウエブ部分は繰り出し軸5b側から巻取り軸5c側にウエブ5aが少しずつ間欠的に送られることで徐々に更新される。
図6を参照して、定着ロ−ラー2の長手方向一方側の端部には定着ロ−ラー2と同軸に定着ロ−ラーギア(第1の歯車)6を固定配設してある。この定着ロ−ラーギア6に対して装置駆動手段としての定着モーター7の定着モーターギア7aを噛合させてある。定着モーター7は不図示の装置シャシー側に定置配設してある。
Referring to FIG. 6, a fixing roller gear (first gear) 6 is fixedly disposed coaxially with fixing
図5を参照して、制御回路部50により制御されるモータードライバー51から定着モーター7に通電がなされることにより、定着モーターギア7aが図6の矢印B方向に回転駆動される。これにより定着ロ−ラーギア6すなわち定着ロ−ラー2が矢印A方向に所定の速度で回転駆動される。
Referring to FIG. 5, energization of fixing
また、制御回路部50により制御される給電回路部52からヒーター3に通電がなされることにより該ヒーター3が発熱する。このヒーター3の発熱により定着ロ−ラー2が内側より加熱されて昇温していく。定着ロ−ラー2の表面温度がサーミスター4により検知され、その電気的検知温度情報が制御回路部50に入力する。制御回路部50はサーミスター4から入力する電気的検知温度情報が所定の定着温度に対応する略一定値に維持されるように給電回路部52からヒーター3への供給電力を制御する。すなわち、制御回路部50は定着ロ−ラー2の表面温度を所定の定着温度に温調制御する。
In addition, when the
2)ベルトユニット9
図3を参照して、ベルトユニット9は、加圧ベルトとしての無端状(エンドレス)で可撓性を有する定着ベルト10、該定着ベルト10を懸回張設させた複数のベルト懸回部材(ベルト張架部材)としての第1〜第3の3本のロ−ラー11〜13、加圧パッド部14、オイルフェルト部15、定着ベルト温度検知手段としてのサーミスター16等を有する。
2)
Referring to FIG. 3, the
定着ベルト10は、例えば、ポリイミド等の耐熱性樹脂材料を無端ベルト状に成形したものである。
The fixing
第1〜第3のロ−ラー11〜13はそれぞれ回転自由に且つ略並行に軸受保持させて配設してある。第1のロ−ラー11は定着ロ−ラー2よりも記録材搬送方向上流側に位置させて、定着ロ−ラー2とは非接触に離間させて配置してある。以下、この第1のロ−ラー11を入り口ロ−ラーと記す。第2のロ−ラー12はSUS等の金属からなり、グリップロ−ラーとして後述する加圧機構(加圧手段)により定着ベルト10を介して定着ロ−ラー2に対して矢印SF方向に所定の押圧力で圧接させてある。この第2のロ−ラー12は後述するように定着ロ−ラー2から記録材Pを分離する機能を有している。以下、この第2のロ−ラー12を分離ロ−ラーと記す。第3のロ−ラー13は入り口ロ−ラー11の下方に配設してあり、定着ベルト10の寄り補正ロ−ラーとして機能させている。以下、この第3のロ−ラー13をステアリングロ−ラーと記す。
The first to
加圧パッド部14は、定着ベルト10の内側で、入り口ロ−ラー11と分離ロ−ラー12との間の分離ロ−ラー寄りに位置させて配設してある。この加圧パッド部14は、SUS等からなるベース板14a、このベース板14a上に配置したシリコンゴム等からなる加圧パッド14b、この加圧パッド14b上に配置したPIフィルム等からなる摺動シート14c等から構成されている。摺動シート14c側を入り口ロ−ラー11と分離ロ−ラー12との間の定着ベルト部分の内面に対向させている。この加圧パッド部14は後述する加圧機構により定着ベルト10を介して定着ロ−ラー2に対して加圧パッド14bの弾性に抗して矢印PF方向に所定の押圧力で圧接させている。
The
上記の分離ロ−ラー12と加圧パッド部14とが定着ベルト10を介して定着ロ−ラー2に対して圧接することで、定着ロ−ラー2と定着ベルト10との接触部である定着ニップ部Nが記録材搬送方向において幅広に形成される。
The
定着ベルト10は定着ロ−ラー2の矢印A方向の回転駆動に従動して定着ニップ部Nにおける定着ロ−ラー2と定着ベルト10との接触摩擦力で矢印C方向に回転する。またこの定着ベルト10の回転に従動して、該定着ベルト10を懸回張設している、入り口ロ−ラー11、分離ロ−ラー12、ステアリングロ−ラー13が回転する。
The fixing
オイルフェルト部15は、定着ベルト10の内側で、入り口ロ−ラー11と加圧パッド部14との間に位置させて配設してあり、入り口ロ−ラー11と加圧パッド部14との間の定着ベルト部分の内面に接触している。オイルフェルト部15にはシリコンオイルを含浸させてあり、定着ベルト10の内面にオイルを塗布して、定着ベルト10の内面と加圧パッド部14の摺動シート14cとの摩擦力を低減している。
The oil felt
入り口ロ−ラー11は定着ベルト10を加熱するヒートロ−ラーとして機能させている。即ち、該入り口ロ−ラー11は中空ロ−ラーにしてその内空にハロゲンヒーター等のヒーター17を挿入して配設してある。また、該入り口ロ−ラー11の定着ベルト懸回部分の定着ベルト表面に定着ベルト温度検知手段としてのサイミスター16を弾性的に接触させて配設してある。
The
図5を参照して、制御回路部50により制御される給電回路部53からヒーター17に通電がなされることにより該ヒーター17が発熱する。このヒーター17の発熱により入り口ロ−ラー11が内側より加熱される。この入り口ロ−ラー11の熱により定着ベルト10が加熱される。定着ベルト10の表面温度がサーミスター16により検知され、その電気的検知温度情報が制御回路部50に入力する。制御回路部50はサーミスター16から入力する電気的検知温度情報が所定の定着ベルト温度に対応する略一定値に維持されるように給電回路部53からヒーター17への供給電力を制御する。すなわち、制御回路部50は定着ベルト10の温度を所定の定着ベルト温度に温調制御する。この定着ベルト10の温調温度は定着ロ−ラー2の温調温度(定着温度)に対してある程度低い温度に設定することで記録材裏面へ加える熱量が少なくなり記録材内部の水分の蒸発をおさえることで、記録材がコート紙である場合において、コート層がコート紙内部の水蒸気で部分的に破壊されることによる画像の平滑性不良等の発生を防止している。
Referring to FIG. 5, the
定着ロ−ラー2が回転駆動され、これに従動して定着ベルト10が回転し、ヒーター3と17への通電により定着ロ−ラー2と入り口ロ−ラー11が加熱され、定着ロ−ラー2が所定の定着温度に立ち上って温調され、また入り口ロ−ラー11の熱で定着ベルト10が所定の定着ベルト温度に加熱温調されている状態において、ベルトユニット9の入り口ロ−ラー11側から未定着トナー像tを担持した記録材Pが画像面上向きでベルト定着装置1内に矢印E方向から進入して定着ニップ部Nに導入される。
The fixing
定着ニップ部Nに導入された記録材Pは定着ロ−ラー2と定着ベルト10との間に挟持されて搬送されていく。この記録材Pの定着ニップ部Nにおける挟持搬送過程で、記録材Pの未定着トナー像面が定着ロ−ラー2の表面に密着して定着ロ−ラー2の熱により加熱され、また記録材Pの裏面が定着ベルト10の熱で加熱されて、未定着トナー像tが定着ロ−ラー2と定着ベルト10の熱により溶融され、加圧パッド部14と分離ロ−ラー12の圧により記録材に押し付けられて永久固着像として定着される。
The recording material P introduced into the fixing nip N is nipped between the fixing
そして、記録材Pは定着ニップ部Nの記録材出口部において定着ロ−ラー2の弾性層2bに対する分離ロ−ラー12の食い込み(侵入)により定着ロ−ラー2の表面から自然に分離されて排出搬送されていく。
Then, the recording material P is naturally separated from the surface of the fixing
これについていま少し説明すると、図4は図3の分離ロ−ラー近傍の拡大図である。定着ロ−ラー2はアルミ等の金属からなる芯金2aとその表層にシリコンゴム等からなる弾性層2bを有している。ここで、金属からなる分離ロ−ラー12は後述する加圧機構により定着ベルト10を介して定着ロ−ラー2に加圧されているため、定着ロ−ラー2の弾性層2bが図示のように分離ニップ部2dとして窪み変形する。この分離ニップ部2dの特に分離ロ−ラー12と接触している端部2eでは弾性層2bの円弧形状が反対方向になる。記録材上のトナーは定着装置の定着ニップ部Nで溶融、加圧されるためトナーと定着ロ−ラー表層はその表面張力により張り付いた状態となる。しかし、定着ロ−ラー2の弾性層2bで分離ロ−ラー12によりその円弧形状が反対方向になっているため、定着ロ−ラー2に張り付いたトナーは剥離され、記録材Pは定着ニップ部Nの記録材出口部において定着ロ−ラー2の弾性層2bに対する分離ロ−ラー12の食い込みにより定着ロ−ラー2の表面より自然に分離されて矢印Y方向に排出搬送されていく。
This will be explained a little further. FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the separation roller of FIG. The fixing
ステアリングロ−ラー13は定着ベルト10に張りを与えるテンションロ−ラーとしても機能させている。またこのステアリングロ−ラー13の一端側は図3において矢印D方向に移動可能になっていて、ステアリングロ−ラー変位機構(不図示)により定着ベルト10の寄り移動に応じてその寄りを修正する方向に変位される。
The steering
すなわち、定着ベルト10は回転過程において該定着ベルト10の懸回部材としての、入り口ロ−ラー11、分離ロ−ラー12、ステアリングロ−ラー13の軸線方向(ロ−ラー長手方向、あるいはベルト回転方向を横切るベルト幅方向)の一方側または他方側にロ−ラーに沿って大なり小なり片寄り移動する現象を生じる。これは複数のベルト懸回部材11、12、13間の並行度やねじれ等が原因しているもので、これらの精度を高めるのは限界があり、精度向上だけでは上記のベルト片寄り移動を無くしてベルトの走行安定化を図ることは困難である。そこで、複数のベルト懸回部材11、12、13の少なくとも1つのベルト懸回部材13を揺動部材として他のベルト懸回部材11、12に対する相対位置を変位させる(並行度やねじれを変化させる)ことで、定着ベルト10の回転時の寄り移動を修正制御するものである。具体的には、定着ベルト10の回転時の寄り移動量が許容を超えたことがベルト寄り位置検知センサ(不図示)検知されると、制御回路部50(図5)はステアリングロ−ラー変位機構(不図示)によりステアリングロ−ラー13をベルト戻し方向に変位させる。この制御の繰り返しにより、定着ベルト10の寄り方向を交互に修正して定着ベルト10の寄り移動運動を所定の許容領域幅内に納めるものである。
That is, the fixing
3)分離ロ−ラー12と加圧パッド部14の加圧機構
ベルトユニット9における分離ロ−ラー12と加圧パッド部14の定着ロ−ラー2に対する加圧機構について図6〜図9により説明する。
3) Pressurization Mechanism of
図6・図7を参照して、ベルトユニット9の長手方向両端部側にはそれぞれ加圧機構20が設けられている。その両端部側の加圧機構20はほぼ同構成であり、図では片側のみ図示して説明する。
With reference to FIGS. 6 and 7, a
加圧機構20において、21は第1の加圧ホルダー、22と23は上記第1の加圧ホルダー21の上側に並列に配設した第2の加圧ホルダー(ロ−ラー加圧ホルダー)と第3の加圧ホルダー(パッド加圧ホルダー)である。これら第1、第2、第3の3つの加圧ホルダー21・22・23は何れも共通の支持軸(ベルトユニット9の回動軸)24を中心に上下揺動自由である。支持軸24は不図示の装置シャシー側に固定して配設してあり、その軸線は定着ロ−ラー2の軸線と略並行である。
In the
25は第1の加圧ホルダー21の側面に設けたカムフォロア(コロ)である。26は加圧カム(偏心カム)であり、上記のカムフォロア25の下側に位置させて配設してあり、カムフォロア25を受け止めさせている。27は上記加圧カム26の回転軸、28はその回転軸27を回転させる駆動装置である。上記の加圧カム26・回転軸27・駆動装置28は不図示の装置シャシー側に定置配設してある。駆動装置28により回転軸27が回転されて加圧カム26が変心回転する。これに連動して第1の加圧ホルダー21がカムフォロア25を介して支持軸24を中心に上下に揺動する。
第2と第3の加圧ホルダー22・23にはそれぞれ第1の加圧ホルダー21との間に加圧コイルバネ29・30とを配設(縮設)してある。31は第2の加圧ホルダー22の上下方向ガイド軸であり、第2の加圧ホルダー22と加圧コイルバネ29に挿通して配設してある。32は第3の加圧ホルダー23の上下方向ガイド軸であり、第3の加圧ホルダー23と加圧コイルバネ30に挿通して配設してある。
Pressurizing coil springs 29 and 30 are disposed (reduced) between the second and
上記のガイド軸31・32は、図8のように、その下端部は第1の加圧ホルダー21に固定してあり、加圧コイルバネ29・30内を通し、上端部はそれぞれ第2と第3の加圧ホルダー22・23に設けた挿通穴22a・23aから上方に突き出させて、挿通穴22a・23aの径よりも径の大きいストッパー部(頭部)31a・32aを設けてある。加圧コイルバネ29・30はそれぞれ第2と第3の加圧ホルダー22・23を支持軸24を中心に第1の加圧ホルダー21から押し上げ方向に回動付勢している。
As shown in FIG. 8, the lower ends of the
図6・図7を参照して、ベルトユニット9側の入り口ロ−ラー11と分離ロ−ラー12の端部にはそれぞれ軸受け11aと12aが設けられ、それらの軸受け11aと12aをそれぞれ第2の加圧ホルダー22に設けた受け部22b・22bに支持させてある。
Referring to FIGS. 6 and 7,
また、ベルトユニット9側の加圧パッド部14のベース板14aの端部14dを第3の加圧ホルダー23に設けた受け部23bに支持させてある。
Further, the end portion 14 d of the
また、ステアリングローラー13の端部およびこのステアリングローラー13の変位機構(不図示)は第1の加圧ホルダー21に配設支持させてある。
Further, an end portion of the steering
このようにしてベルトユニット9はその両端側をそれぞれ上記のような加圧機構20に支持させてあり、支持軸(一軸)24を中心に回動移動自由である。
In this way, both end sides of the
上記の加圧機構20による、ベルトユニット9の定着ロ−ラー2に対する加圧状態(定着ロ−ラー2と定着ベルト10とを接触させている第1の状態)と、加圧解除状態(定着ロ−ラー2と定着ベルト10とを離間させている第2の状態)との状態切換えは、制御回路部50(図5)により制御されるドライバー54により、間欠回転クラッチ機構等の駆動装置28が制御されることでなされる。
The
図6、図7、図9(a)は加圧状態時を示している。この加圧状態は、制御回路部50により制御されるドライバー54により駆動装置28が起動され、加圧カム26が回転して、該カムの長径部26aがカムフォロア25に対応位置した回転角状態で加圧カム26の回転が停止されることで現出される。
6, 7, and 9 (a) show the pressurized state. This pressurization state is a rotation angle state in which the
すなわち、加圧カム26の回転で該カムの長径部26aが上向きになっていくにつれてカムフォロア25が持ち上げられていき、第1の加圧ホルダー21が支持軸24を中心に図9(a)の矢印V方向に上昇回動される。これに伴い、この第1の加圧ホルダー21の上に搭載の第2および第3の加圧ホルダー22・23も加圧コイルバネ29・30に支持されて支持軸24を中心に上昇回動される。第1の加圧ホルダー21の上昇回動の途中において、第2加圧ホルダー22に支持されている分離ロ−ラー12が定着ベルト10を介して定着ロ−ラー2の下面に当接する。また、第3加圧ホルダー23に支持されている加圧パッド部14も定着ベルト10を介して定着ロ−ラー2の下面に当接する。第1の加圧ホルダー21の更なる上昇回動過程において第2加圧ホルダー22の加圧コイルバネ29および第3加圧ホルダー23の加圧コイルバネ30がそれぞれ第1の加圧ホルダー21と第2および第3の加圧ホルダー22・23の間で押し縮められていき、その加圧コイルバネ29および30の圧縮反力で分離ロ−ラー12と加圧パッド部14の定着ロ−ラー2に対する加圧力、即ち定着ベルト10の定着ロ−ラー2に対する加圧力が増大していく。そして加圧カム26が該カムの長径部26aが上向きとなってカムフォロア25に対応した回転角状態において回転停止されることで、分離ロ−ラー12と加圧パッド部14が定着ベルト10を介してそれぞれ加圧コイルバネ29および30の圧縮反力で定着ロ−ラー2に対して所定の加圧力で圧接した状態に保持される。
That is, the
図8(a)は上記の加圧状態時において、加圧コイルバネ29および30が第1の加圧ホルダー21と第2および第3の加圧ホルダー22・23の間で押し縮められている状態を示している。
FIG. 8A shows a state in which the pressure coil springs 29 and 30 are compressed between the
図9(b)は加圧解除状態時(退避時)を示している。この加圧解除状態は、制御回路部50により制御されるドライバー54により駆動装置28が起動され、加圧カム26が回転して、該カムの短径部26bがカムフォロア25に対応位置した回転角状態で加圧カム26の回転が停止されることで現出される。
FIG. 9B shows the pressure release state (when retracted). In this pressure release state, the
すなわち、図6、図7、図9(a)の加圧状態において、加圧カム26の回転で該カムの長径部26aが下向きになっていくにつれてカムフォロア25が持ち下げられていき、第1の加圧ホルダー21が支持軸24を中心に矢印W方向に下降回転する。これに伴い第2加圧ホルダー22の加圧コイルバネ29および第3加圧ホルダー23の加圧コイルバネ30の圧縮が緩和されていき分離ロ−ラー12と加圧パッド部14の定着ロ−ラー2に対する加圧力が低減していく。そして図9(b)のように、第2及び第3の加圧ホルダー22・23がそれぞれガイド軸31・32のストッパー部31a・32aに掛止された状態になることで、加圧コイルバネ29・30の付勢力は定着ロ−ラー2に対して付加されなくなる。第1の加圧ホルダー21の更なる下降回動過程において、第2及び第3の加圧ホルダー22・23もガイド軸31・32のストッパー部31a・32aに掛止されて第1の加圧ホルダー21と一緒に支持軸24を中心に下降回動して、分離ロ−ラー12および加圧パッド14が定着ロ−ラー2から下方に離されていく。そして加圧カム26が該カムの短径部26bがカムフォロア25に対応した回転角状態において回転停止されて、図9(b)、図10のように、ベルトユニット9が定着ロ−ラー2から定着ベルト10が離間状態で退避してベルトユニット9の定着ロ−ラー2に対する加圧状態が完全に解除された状態に切換え保持される。
That is, in the pressurized state of FIGS. 6, 7, and 9 (a), the
制御回路部50は、画像形成装置の画像形成シーケンス制御において、ベルト定着装置1に記録材がこない状態時や、画像出力待ちのようなスタンバイ状態時では、ベルト定着装置1の状態を、上記のように、定着ロ−ラー2と定着ベルト10とを離間させている加圧解除状態(第2の状態)切換え保持する。この場合、定着ベルト10が回転を停止していると、入り口ロ−ラー11内に設けたヒ−ター17からの熱で入り口ロ−ラー11に掛け回されている定着ベルト部分だけ温度が高くなってしまうので、分離ロ−ラー12を後述する駆動方式で図9(b),図10の矢印J方向に回転駆動させることで定着ベルト10を回転状態にする。このとき、定着ロ−ラー2も回転させれば定着ロ−ラー2の温度ムラも発生しない。また、最近の高出力定着装置では、定着時に記録材に温度が奪われるときにおこる定着ロ−ラーの温度低下を防止するために、定着ロ−ラーを外部からあたためる外部加熱ロ−ラー(不図示)を備えた定着構成が提案されている。このような構成の定着装置においては、スタンバイ中に定着ロ−ラーが回転していないと、外部加熱ロ−ラーの熱で局所的に定着ロ−ラーを加熱してしまうため、スタンバイ中に定着ロ−ラーも回転させて定着ロ−ラーの温度ムラを防止している。
In the image forming sequence control of the image forming apparatus, the
4)定着ベルト駆動構成(ベルトスリップ防止駆動機構)
図6において、定着ロ−ラーギア(第1の歯車)6には一方向クラッチギア(第2の歯車)33を噛合させてあり、この一方向クラッチギア33と同軸上に第1のベルトプ−リ34を設ける。この一方向クラッチギア33と第1のベルトプ−リ34は不図示の装置シャシー側に配設してある。また、分離ロ−ラー12の端部には第2のベルトプ−リ35を設けてあり、前記の第1のベルトプ−リ34とこの第2のベルトプ−リ35とはタイミングベルト36により駆動連結させている。タイミングベルト36はテンショナ−37により適正なベルトテンションに保たれている。テンショナ−37は不図示の装置シャシー側に配設してある。
4) Fixing belt drive configuration (belt slip prevention drive mechanism)
In FIG. 6, a one-way clutch gear (second gear) 33 is engaged with the fixing roller gear (first gear) 6, and the first belt pulley is coaxial with the one-way
ここで、上記の定着ロ−ラー2と分離ロ−ラー12との間の駆動列6、33〜36は、加圧状態時において、定着ベルト10が定着ロ−ラー2と従動回転している時は、一方向クラッチギア33の一方向クラッチにより分離ロ−ラー12に駆動が入力されないようになっている。定着ベルト10が定着ロ−ラー2に対して滑りはじめると、定着ベルト10の速度が定着ロ−ラー2の速度に対し4%以上滑る前に定着ロ−ラー2からの駆動力が分離ロ−ラー12に入力されるようにギア比が設定されている。
Here, in the drive trains 6 and 33 to 36 between the fixing
上記ギア比は表1に示すベタ画像を定着させた時の定着ベルト滑り率と画像ズレとの関係の実験結果にもとづいている。 The gear ratio is based on the experimental result of the relationship between the fixing belt slip rate and the image shift when the solid image shown in Table 1 is fixed.
なお、本例では、第2の歯車としてのギア33に一方向クラッチを介在させたが、第1のベルトプ−リ34や第2のベルトプ−リ35に一方向クラッチを介在させても同様の効果が得られる。
In this example, the one-way clutch is interposed in the
次に、図11を用いて上記の一方向駆動機構の詳細について説明する。図11(a)は、加圧機構20により定着ロ−ラー2に対してベルトユニット9が加圧されている状態時を示し、図11(b)は加圧解除状態時、すなわち定着ロ−ラー2からベルトユニット9が退避している状態をしめしている。
Next, the details of the unidirectional drive mechanism will be described with reference to FIG. FIG. 11A shows a state in which the
図11(a)に示すように、加圧状態時は、分離ロ−ラー12の軸中心(第2のベルトプ−リ35の軸中心)と、第1のベルトプ−リ34の軸中心と、ベルトユニット9の回動中心である第1〜第3の加圧ホルダー21〜23の支持軸24の軸中心とが略一直線Z上に並んでおり、かつ定着ロ−ラー2と分離ロ−ラー12とのニップ接線上に位置している。すなわち上記の直線Zは定着ロ−ラー2と分離ロ−ラー12とのニップ部における接線にほぼ並行である。
As shown in FIG. 11A, in the pressurized state, the shaft center of the separation roller 12 (the shaft center of the second belt pulley 35), the shaft center of the
上記構成にすることにより、ベタ画像などトナ−ののり量の多い記録材Pの定着時に定着ベルト10が定着ロ−ラー2に対して滑りはじめて、定着ロ−ラー2と分離ロ−ラー12との間の駆動列6、33〜36により、分離ロ−ラー12に駆動が入力されても、駆動の反力は矢印K方向に働くため分離ロ−ラー12の定着ロ−ラー2に対する加圧力SFに影響を生じさせない。よって、第2のベルトプ−リ35に駆動が入っても分離ロ−ラー圧は変化することがなく、定着性能をおとすことなく、べた画像等トナ−ののり量が多いときにも定着ベルト10がスリップすることなく画像欠陥のおきないベルト定着装置が提供可能になる。
With the above configuration, the fixing
また、上記構成にすることで、定着ベルト10が滑りはじめたら定着ロ−ラー2を回転させる駆動トルクは軽くなるが、一方、定着ベルト10が定着ロ−ラー2に対して滑った時に分離ロ−ラー12から定着ベルト10を回転させる駆動トルクは重くなる。そのため、定着ロ−ラー2を回転させる駆動モーターと定着ベルト10を回転させる駆動モーターを別々に設けておくと、定着ベルト10が滑りはじめるとそれぞれのモーターの駆動力の変化で回転むらが生じ、画像にグロス段差が発生するおそれがある。上記構成のように一つの定着モーター7で定着ロ−ラー2と定着ベルト10を回転させる構成だと、定着ベルト10が滑りはじめても、定着ロ−ラー2を回転させる駆動トルクが軽くなるのと、定着ベルト10を回転させる駆動トルクが重くなることが相殺されて定着モーター7を回転させる駆動トルクは変化しないため、定着ロ−ラー2と定着ベルト10とは回転むらが生じることなく良好な画像で定着させることが可能となる。
Further, with the above configuration, when the fixing
図11(b)は定着ロ−ラー2からベルトユニット9が加圧解除されて退避している状態をしめしており、定着ベルト10が定着ロ−ラー2から退避した状態においても第1と第2のベルトプ−リ34と35とはタイミングベルト36により駆動連結されている。
FIG. 11B shows a state in which the
ここで、定着ロ−ラー2に対するベルトユニット9の加圧時と加圧解除時(退避時)とで第1のベルトプ−リ34と第2のベルトプ−リ35との距離が異なるが、その距離差はベルトテンショナ−37とタイミングベルト36の長さを調節することにより構成している。
Here, the distance between the
上記構成により定着ロ−ラー2からベルトユニット9が退避している状態においても、定着モーター7(図6)により定着モーターギア7aを矢印B方向に回転させると定着ロ−ラー2は矢印A方向に回転し、分離ロ−ラー12は矢印J方向に回転する。また、上記構成で定着ベルト10を回転させることにより、一方向クラッチは常時ロック状態を保持することが可能になる。よって、定着ロ−ラー2に駆動を入力するのみで、定着ロ−ラー2と分離ロ−ラー12との間の駆動列6、33〜36により、定着ベルト10を回転させることが可能となり、簡単な構成で、定着ベルト10の回転駆動手段を設けることなく定着ベルト10を駆動することが可能となり、かつ定着ベルト10を回転させるために一方向クラッチを空転させることもなくなるため一方向クラッチ駆動機構の耐久性が向上する。
Even in the state where the
図12を用いて実施例2について説明する。図12(a)は、加圧機構20により定着ロ−ラー2に対してベルトユニット9が加圧されている状態時を示し、図12(b)は加圧解除状態時、すなわち定着ロ−ラー2からベルトユニット9が退避している状態をしめしている。
Example 2 will be described with reference to FIG. 12A shows a state in which the
定着ロ−ラーギア6には一方向クラッチギア33が歯合しており、この一方向クラッチギア33は、図12(a)の加圧状態時には、アイドラギア38、39、40を介して分離ロ−ラー12の端部に設けた駆動入力ギア41に駆動連結されている。
A one-way
ここで、定着ロ−ラー2と分離ロ−ラー12との駆動列6、33、38〜41は、実施例1の場合と同様に、定着ベルト10が定着ロ−ラー2に従動回転している時は、一方向クラッチギア33に介在させた一方向クラッチにより分離ロ−ラー12に駆動が入力されないようになっている。そして、定着ベルト10が定着ロ−ラー2に対して滑りはじめると、定着ベルト10の速度が定着ロ−ラー2の速度に対し4%以上滑る前に、上記の駆動列6、33、38〜41により、定着ロ−ラー2からの駆動力が分離ロ−ラー12に入力されるようにギア比が設定されている。
Here, in the drive trains 6, 33, and 38 to 41 of the fixing
図12(a)に示すように、加圧状態時は、分離ロ−ラー12の軸中心(駆動入力ギア41の軸中心)と、一方向クラッチギア33の軸中心と、ベルトユニット9の回動中心である第1〜第3の加圧ホルダー21〜23の支持軸24の軸中心とが略一直線Z上に並んでおり、かつ定着ロ−ラー2と分離ロ−ラー12とのニップ接線上に位置している。すなわち上記の直線Zは定着ロ−ラー2と分離ロ−ラー12とのニップ部における接線にほぼ並行である。
As shown in FIG. 12A, in the pressurized state, the shaft center of the separation roller 12 (the shaft center of the drive input gear 41), the shaft center of the one-way
つまり、ベルトユニット9の回動軸24は定着ロ−ラー2と分離ロ−ラー12とのニップ接線上に位置しており、アイドラギア40の駆動入力ギア41への駆動力は矢印X方向に働くようになっており、定着ロ−ラーと分離ロ−ラー12とのニップ接線方向になっている。
That is, the
上記の構成にすることにより、ベタ画像などトナ−ののり量の多い記録材の定着時に定着ベルト10が定着ロ−ラー2に対して滑りはじめて、上記の駆動列6、33、38〜41により、分離ロ−ラー12に駆動が入力されても、駆動力は矢印X方向に働くため分離ロ−ラー12の加圧力SFに影響を生じさせない。よって、実施例1と同様の効果を得るベルト定着装置が提供可能になる。
With the above configuration, the fixing
図12(b)は定着ロ−ラー2からベルトユニット9が加圧解除されて退避している状態をしめしている。この退避状態においては、アイドラギア42が一方向クラッチギア33と駆動入力ギア41とを連結するようになっている。よって、定着ベルト10が定着ロ−ラー2から退避した状態においても分離ロ−ラー12の駆動入力ギア41はアイドラギア42により駆動連結されている。
FIG. 12B shows a state in which the
上記の構成により定着ロ−ラー2からベルトユニット9が退避している状態においても、定着モーター7の定着モーター7により定着モーターギア7aを矢印B方向に回転させると定着ロ−ラー2は矢印A方向に回転し、分離ロ−ラー12は矢印J方向に回転する。よって、実施例1と同様の効果を得るベルト定着装置が提供可能になる。
Even in a state where the
なお、本説明では、ギア33に一方向クラッチを用いて説明したが、駆動入力ギア41やアイドラギアに一方向クラッチを介在させて用いても同様の効果が得られる。
In this description, the one-way clutch is used for the
1・・・ベルト定着装置、2・・・定着ロ−ラー(定着回転体)、9・・・ベルトユニット(定着ベルト部)、10・・・定着ベルト、11・・・入り口ロ−ラー、12・・・分離ロ−ラー、13・・・ステアリングローラー、14・・・加圧パッド部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Belt fixing apparatus, 2 ... Fixing roller (fixing rotating body), 9 ... Belt unit (fixing belt part), 10 ... Fixing belt, 11 ... Entrance roller, 12 ... Separation roller, 13 ... Steering roller, 14 ... Pressure pad
Claims (6)
複数のベルト懸回部材間に懸回支持され、前記定着回転体と接触して従動回転する無端状のベルトと、
を有し、前記定着回転体と前記ベルトとの間でトナー像を担持した記録材を挟持搬送するベルト定着装置において、
前記複数のベルト懸回部材のうちの1つは、前記ベルトを挟んで前記定着回転体に当接し、前記ベルトの回転に従動回転するロ−ラーであり、
前記ベルトが前記定着回転体から滑って回転している時は前記定着回転体の回転駆動力を前記ロ−ラーに一方向クラッチを介して入力するロ−ラー駆動手段を備え、
前記ロ−ラーの駆動力の入力方向は前記定着回転体と前記ロ−ラーとの当接部における前記定着回転体または前記ロ−ラーの略接線方向である、もしくはこの略接線方向に略並行な方向である
ことを特徴とするベルト定着装置。 A fixing rotator heated by a heating means and driven to rotate by a driving means;
An endless belt that is supported in a suspended manner between a plurality of belt suspension members and that rotates in contact with the fixing rotator;
A belt fixing device that sandwiches and conveys a recording material carrying a toner image between the fixing rotator and the belt,
One of the plurality of belt suspension members is a roller that abuts on the fixing rotator across the belt and rotates following the rotation of the belt,
Roller drive means for inputting the rotational driving force of the fixing rotator to the roller via a one-way clutch when the belt is slidingly rotating from the fixing rotator,
An input direction of the driving force of the roller is a substantially tangential direction of the fixing rotator or the roller at a contact portion between the fixing rotator and the roller, or substantially parallel to the substantially tangential direction. Belt fixing device characterized in that it is in a different direction.
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008145970A (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Kyocera Mita Corp | Fixing device |
JP2008203514A (en) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Canon Inc | Image heating device |
JP2008260289A (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Xerox Corp | Offset printer, and system for allowing rotation of intermediate printing member and that of fixing member to cooperate with each other |
JP2009092910A (en) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Canon Inc | Image heating device and belt conveying device |
JP2009109673A (en) * | 2007-10-29 | 2009-05-21 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing device and image forming device |
JP2009205067A (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Kyocera Mita Corp | Fixing device and image forming apparatus |
JP2009216911A (en) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2010217232A (en) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming device |
JP2010237711A (en) * | 2010-07-26 | 2010-10-21 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2012203246A (en) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2018128494A (en) * | 2017-02-06 | 2018-08-16 | 株式会社東芝 | Image forming apparatus and fixing device |
-
2004
- 2004-04-26 JP JP2004129816A patent/JP2005309316A/en active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008145970A (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Kyocera Mita Corp | Fixing device |
JP2008203514A (en) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Canon Inc | Image heating device |
JP2008260289A (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Xerox Corp | Offset printer, and system for allowing rotation of intermediate printing member and that of fixing member to cooperate with each other |
JP2009092910A (en) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Canon Inc | Image heating device and belt conveying device |
JP2009109673A (en) * | 2007-10-29 | 2009-05-21 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing device and image forming device |
JP2009205067A (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Kyocera Mita Corp | Fixing device and image forming apparatus |
JP2009216911A (en) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP4557023B2 (en) * | 2008-03-10 | 2010-10-06 | 富士ゼロックス株式会社 | Fixing apparatus and image forming apparatus |
JP2010217232A (en) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming device |
JP2010237711A (en) * | 2010-07-26 | 2010-10-21 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2012203246A (en) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2018128494A (en) * | 2017-02-06 | 2018-08-16 | 株式会社東芝 | Image forming apparatus and fixing device |
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