JP2004286929A

JP2004286929A - Belt fixing device

Info

Publication number: JP2004286929A
Application number: JP2003077077A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Otsuka; 豊大塚
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2004-10-14

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a belt fixing device constituted so that the driving torque of a pressure roller can be reduced at the time of warming-up. <P>SOLUTION: The belt fixing device 10 is provided with an endless sheet-like fixing belt 12 which is stretched to be laid between a heat roller 14 and a nip forming member 20 fixedly arranged so as not to be rotated, and whose inner surface is coated with lubricant such as grease and oil, a rotary-driven pressure roller 50 which is brought into contact with the nip forming member 20 across the fixing belt 12 and which has a contact part with the fixing belt 12 functioning as a fixation nip 40, a thermistor 18 for detecting the temperature of the heat roller 14, and a control part 30 for controlling the driving velocity of the pressure roller 50 in accordance with the temperature detected by the thermistor 18. And, the driving velocity of the pressure roller 50 is controlled by the control part 30 so that it may become quick speed as the temperature detected by the thermistor 18 becomes higher at the time of warming-up. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられるベルト定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
なし
【０００３】
従来、図７に示すように、熱源であるヒータランプ１０２を内部に有する回転可能な加熱ローラ１０４と、この加熱ローラ１０４から離れた位置に回転可能に配置され、外周部にスポンジまたはゴムからなる弾性層１０６を有する定着ローラ１０８と、加熱ローラ１０４と定着ローラ１０８とに巻き掛けられたエンドレスシート状の定着ベルト１１０と、定着ローラ１０８に対して定着ベルト１１０を挟んで圧接された加圧ローラ１１２とからなるベルト定着装置１００が知られている。なお、このベルト定着装置１００は、一般に広く知られていることから、前記特許文献として特定の文献を挙げることをせずに「なし」としたものである。
【０００４】
前記ベルト定着装置１００では、定着ベルト１１０と加圧ローラ１１２との接触部が定着ニップ１１４になっている。定着ベルト１１０は、加圧ローラ１１２が矢印Ｃ方向に回転駆動されることにより、矢印Ｄ方向に回転するようになっている。このように回転するうちに定着ベルト１１０は、加熱ローラ１０４によって加熱されることにより所定の定着温度（例えば１８０℃）に昇温する。そして、ベルト定着装置１００では、定着ベルト１１０が所定温度まで昇温した後に、未定着トナー画像が形成された記録媒体が定着ニップ１１４に導入され、この定着ニップ１１４を通過する際にトナー画像が記録媒体に加熱定着されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記ベルト定着装置１００では、定着ベルト１１０の回転に伴って定着ローラ１０８も従動回転するため、加圧ローラ１１２の駆動トルクはそれほど大きくはならない。しかし、本願出願人は本願と同日付けで提出した別の特許願において、前記定着ローラ１０８に代えて、定着ベルト１１０の内側に回転不能に固定配置されたニップ形成部材を用いたベルト定着装置を提案しており、このベルト定着装置では定着ベルト１１０がニップ形成部材上を摺動しつつ回転することになるため、定着ベルト１１０とニップ形成部材との摩擦抵抗によって加圧ローラ１１２の駆動トルクが大きくなる。
【０００６】
そこで、定着ベルト１１０とニップ形成部材との摩擦抵抗を小さくして加圧ローラ１１２の駆動トルクを下げるために、定着ベルト１１０の内面にグリスやオイル等の潤滑剤を塗布することが考えられる。しかしながら、画像形成装置を始動させる際のベルト定着装置は暖まっていない低温状態にあり、低温状態での潤滑剤は高温時に比べて粘度が高いため、加圧ローラ１１２による定着ベルト１１０の駆動開始時には加圧ローラ１１２の駆動トルクがかえって大きくなるという問題が生じることになる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、潤滑剤を用いた場合においてウォームアップ時における加圧ローラの駆動トルクを低減できるベルト定着装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、第１の発明のベルト定着装置は、回転可能または回転不能に設けられた加熱部材と回転可能に固定配置されたニップ形成部材とに巻き掛けられ、内面にグリスまたはオイル等の潤滑剤が塗布されるエンドレスシート状の定着ベルトと、
前記ニップ形成部材に対して前記定着ベルトを挟んで圧接され、前記定着ベルトとの接触部が定着ニップになっている回転駆動可能な加圧ローラと、
前記加熱部材または前記定着ベルトの温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部によって検出された温度に応じて前記加圧ローラの駆動速度を制御する制御部とを備え、
前記定着ベルトは前記加圧ローラが回転駆動されることによって回転し、前記制御部はウォームアップ時において前記温度検出部による検出温度が上がるにつれて前記加圧ローラの駆動速度を速くすることを特徴とするものである。
【０００９】
また、第２の発明のベルト定着装置は、回転可能または回転不能に設けられた加熱部材と回転不能に固定配置されたニップ形成部材とに巻き掛けられ、内面にグリスまたはオイル等の潤滑剤が塗布されるエンドレスシート状の定着ベルトと、
前記ニップ形成部材に対して前記定着ベルトを挟んで圧接され、前記定着ベルトとの接触部が定着ニップになっている回転駆動可能な加圧ローラと、
前記加熱部材または前記定着ベルトの温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部によって検出された温度に応じて前記加圧ローラの圧接力を制御する制御部とを備え、
前記定着ベルトは前記加圧ローラが回転駆動されることによって回転し、前記制御部はウォームアップ時において前記温度検出部による検出温度が上がるにつれて前記加圧ローラの圧接力を大きくすることを特徴とするものである。
【００１０】
また、第３の発明のベルト定着装置は、回転可能または回転不能に設けられた加熱部材と回転不能に固定配置されたニップ形成部材とに巻き掛けられ、内面にグリスまたはオイル等の潤滑剤が塗布されるエンドレスシート状の定着ベルトと、
前記ニップ形成部材に対して前記定着ベルトを挟んで圧接され、前記定着ベルトとの接触部が定着ニップになっている回転駆動可能な加圧ローラと、
前記加圧ローラの駆動速度を制御する制御部とを備え、
前記定着ベルトは前記加圧ローラが回転駆動されることによって回転し、前記制御部はウォームアップ時において前記加圧ローラの駆動開始からの経過時間につれて前記加圧ローラの駆動速度を速くすることを特徴とするものである。
【００１１】
また、第４の発明のベルト定着装置は、回転可能または回転不能に設けられた加熱部材と回転不能に固定配置されたニップ形成部材とに巻き掛けられ、内面にグリスまたはオイル等の潤滑剤が塗布されるエンドレスシート状の定着ベルトと、
前記ニップ形成部材に対して前記定着ベルトを挟んで圧接され、前記定着ベルトとの接触部が定着ニップになっている回転駆動可能な加圧ローラと、
前記加圧ローラの圧接力を制御する制御部とを備え、
前記定着ベルトは前記加圧ローラが回転駆動されることによって回転し、前記制御部はウォームアップ時において前記加圧ローラの駆動開始からの経過時間につれて前記加圧ローラの圧接力を大きくすることを特徴とするものである。
【００１２】
また、第５の発明のベルト定着装置は、回転可能または回転不能に設けられた加熱部材と回転不能に固定配置されたニップ形成部材とに巻き掛けられたエンドレスシート状の定着ベルトと、前記ニップ形成部材に対して前記定着ベルトを挟んで圧接され、前記定着ベルトとの接触部が定着ニップになっている回転駆動可能な加圧ローラとを備え、
前記ニップ形成部材はその外周に回転可能なエンドレスシート状の補助ベルトを有し、前記補助ベルトの内面にはグリスまたはオイル等の潤滑剤が塗布されており、前記前記加圧ローラが回転駆動されることによって前記定着ベルトが回転するとともに前記定着ベルトの内面に接触する前記補助ベルトが従動回転することを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の効果】
第１の発明のベルト定着装置によれば、ウォームアップ時において温度が上がるにつれて加圧ローラの駆動速度を速くするようにしているので、低温時には加圧ローラの駆動速度を遅くすることで潤滑剤が高粘度状態にあっても加圧ローラの駆動トルクを低減することができる。
【００１４】
第２の発明のベルト定着装置によれば、ウォームアップ時において温度が上がるにつれて加圧ローラの圧接力を大きくするようにしているので、低温時には加圧ローラの圧接力を小さくすることで潤滑剤が高粘度状態にあっても定着ベルトとニップ形成部材との摩擦抵抗を小さくすることができ、これにより加圧ローラの駆動トルクを低減することができる。
【００１５】
第３の発明のベルト定着装置によれば、ウォームアップ時において加圧ローラの駆動開始からの経過時間につれて加圧ローラの駆動速度を速くするようにしているので、加圧ローラの駆動開始から間もない低温時には加圧ローラの駆動速度を遅くすることで潤滑剤が高粘度状態にあっても加圧ローラの駆動トルクを低減することができる。
【００１６】
第４の発明のベルト定着装置によれば、ウォームアップ時において加圧ローラの駆動開始からの経過時間につれて加圧ローラの圧接力を大きくするようにしているので、加圧ローラの駆動開始から間もない低温時には加圧ローラの圧接力を小さくすることで潤滑剤が高粘度状態にあっても定着ベルトとニップ形成部材との摩擦抵抗を小さくすることができ、これにより加圧ローラの駆動トルクを低減することができる。
【００１７】
第５の発明のベルト定着装置によれば、ニップ形成部材の外周に回転可能なエンドレスシート状の補助ベルトを設け、前記補助ベルトの内面に潤滑剤を塗布し、加圧ローラによって定着ベルトが回転駆動されるとき、定着ベルトの内面に接触した前記補助ベルトも従動回転するようにしてことで、加圧ローラの駆動トルクを低減することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態のベルト定着装置１０を示す。ベルト定着装置１０は、エンドレスシート状の定着ベルト１２を備えている。定着ベルト１２は、例えば、円筒状にしたときの外径が６５ｍｍで、厚さ７０μｍのポリイミドからなる基材、厚さ２００μｍのシリコンゴムからなる弾性層、および、厚さ３０μｍのＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）からなる離型層を内側から順に積層して構成されている。
【００１９】
定着ベルト１２は、回転可能に両端が支持された加熱ローラ（加熱部材）１４と、この加熱ローラ１４から離れた位置に回転不能に固定配置されたニップ形成部材２０とに巻き掛けられている。定着ベルト１２が回転するときにニップ形成部材２０との摩擦抵抗を低減するために、定着ベルト１２の内面には例えばグリスまたはオイル等の潤滑剤が塗布されている。
【００２０】
加熱ローラ１４は、例えば外径３５ｍｍの金属円筒管からなり、内部に熱源であるヒータランプ１６を有している。また、加熱ローラ１４が図示しないスプリングによって前記ニップ形成部材２０から離れる方向へ付勢されることより、定着ベルト１２に所定のテンションが付与されている。
【００２１】
ヒータランプ１６で内部から加熱された加熱ローラ１４によって定着ベルト１２が加熱されるようになっている。また、加熱ローラ１４にはサーミスタ（温度検出部）１８が接触配置されており、このサーミスタ１８によって検出された温度に応じてヒータランプ１６のオン・オフを制御することにより加熱ローラ１４および定着ベルト１２を所定温度に設定できるようになっている。なお、サーミスタ１８は、定着ベルト１２の外面に接触配置されて、定着ベルト１２の温度を検出するようにしてもよい。
【００２２】
前記ニップ形成部材２０は定着ベルト１２の内側に配置されており、このニップ形成部材２０に対して定着ベルト１２を挟んだ状態で加圧ローラ５０が圧接されている。これにより、定着ベルト１２と加圧ローラ５０との接触部が定着ニップ４０になっている。
【００２３】
加圧ローラ５０は、例えば、外径が３０ｍｍであり、金属円筒状の芯金５２の外周部に厚さ４ｍｍのゴムまたはスポンジからなる弾性層５４を有しており、弾性層５４の表面には厚さ４０μｍの離型層（図示せず）が形成されている。また、加圧ローラ５０は、モータ５６により矢印Ａ方向に回転駆動されるようになっている。なお、加圧ローラ５０の内部に補助ヒータを配置してもよい。
【００２４】
加圧ローラ５０の弾性層５４は、軸方向（図１の奥行き方向）に例えば２４０ｍｍの長さを有している。定着ベルト１２は加圧ローラ５０の弾性層５４が全長にわたって圧接されるようにそれ以上の幅を有している。さらに、ニップ形成部材２０は、定着ベルト１２を全幅にわたって支持するように延在している。
【００２５】
定着ニップ４０におけるニップ荷重（すなわち加圧ローラ５０の圧接力）は１６０〜２４０Ｎの範囲に設定されており、このときの定着ニップ４０内の平均圧力は５０ｋＰａ以上２５０ｋＰａ以下の範囲になっている。５０ｋＰａより小さくなると加圧ローラ５０の駆動力が定着ベルト１２へ安定して伝達することができなくなり、一方、２５０ｋＰａより大きくなると定着ベルト１２の駆動負荷が大きくなるばかりで、より大きな消費電力のモータが必要になってくるからである。
【００２６】
ニップ形成部材２０は、熱伝導度が低く、かつ、加圧ローラ５０の弾性層５４よりも硬い材料（例えば樹脂、セラミック等）で形成されている。また、ニップ形成部材２０の加圧ローラ５０との対向面２２は、加圧ローラ５０の外周面に沿った湾曲面としてある。具体的には、ニップ形成部材２０の対向面２２の曲率半径は、加圧ローラ５０の外周面の曲率半径と同一の例えば１５ｍｍか、あるいは、それよりも若干大きい例えば１５．４ｍｍとしてある。これにより、定着ニップ４０の周方向の長さ（いわゆるニップ幅）は約１２ｍｍになっている。このようにニップ形成部材２０の加圧ローラ５０との対向面２２を加圧ローラ５０の外周面に沿った湾曲面とすることで、定着ニップ４０内の圧力分布が通紙方向に関しておおよそフラットになるようにしてある。
【００２７】
また、ベルト定着装置１０は制御部３０を備えている。制御部３０は、サーミスタ１８およびモータ５６に電気的に接続されており、サーミスタ１８によって検出された温度に応じてモータ５６を制御して加圧ローラの駆動速度を調節できるようになっている。
【００２８】
上記構成からなるベルト定着装置１０では、画像形成装置の始動時にウォームアップ動作が行なわれる。このとき、加圧ローラ５０がモータ５６によって矢印Ａ方向に回転駆動されると、これに伴って定着ベルト１２がニップ形成部材２０の表面を摺動しながら移動して矢印Ｂ方向に回転することになる。
【００２９】
しかし、ウォームアップ開始時には、ベルト定着装置１０は室温状態すなわち低温状態にあり、定着ベルト１２の内面に塗布されている潤滑剤は高粘度状態にある。このため、加圧ローラ５０を回転駆動して定着ベルト１２を通常のウォームアップ速度（例えば９０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転させようとすると、加圧ローラ５０の駆動トルクが潤滑剤を用いたことでかえって大きくなり、その結果、モータ５６として最大トルクの大きなものを用いなければならず、コスト高につながる。
【００３０】
そこで、本実施形態のベルト定着装置１０では、加圧ローラ５０の駆動トルクを低減するために、ウォームアップ時においてサーミスタ１８による検出温度が上がるにつれて加圧ローラ５０の駆動速度を速くするように制御部３０で制御する。具体的に例示すると、下記の表１に示すように、ウォームアップ開始時の温度が２５℃であるとき、加圧ローラ５０を通常の駆動速度（９０ｍｍ／ｓｅｃ）より遅い駆動速度３０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動する。ここで、下記の式に示すように、駆動速度が遅くなると駆動トルクは小さくなり、駆動速度が速くなると駆動トルクは大きくなることが一般に知られている。したがって、ウォームアップ開始時において加圧ローラ５０の駆動速度を通常のウォームアップ時の駆動速度よりも遅くすることで、加圧ローラ５０の駆動トルクを低減することができる。
【００３１】
【表１】

【００３２】
【数１】

【００３３】
ウォームアップ開始から時間が経過するにつれてヒータランプ１６で加熱ローラ１４が加熱され、サーミスタ１８による検出温度が上昇する。また、この温度上昇に伴って定着ベルト１２内面の潤滑剤の粘度が低くなってきて、図２に示すように加圧ローラ５０の駆動トルクが次第に小さくなる。そして、サーミスタ１８による検出温度が５０℃になったとき、加圧ローラ５０の駆動速度を３０ｍｍ／ｓｅｃから６０ｍｍ／ｓｅｃに上げる。駆動速度を６０ｍｍ／ｓｅｃにしたときの加圧ローラ５０の駆動トルクは、モータ５６の許容範囲内である。
【００３４】
加圧ローラ５０の駆動速度を６０ｍｍ／ｓｅｃに上げた後、時間が経過するにつれてサーミスタ１８で検出される加熱ローラ１４の温度が上昇し、これに伴って定着ベルト１２内面の潤滑剤の粘度がさらに低下して、加圧ローラ５０の駆動トルクが次第に小さくなる。そして、サーミスタ１８による検出温度が１００℃になったとき、加圧ローラ５０の駆動速度を６０ｍｍ／ｓｅｃから通常のウォームアップ時の駆動速度である９０ｍｍ／ｓｅｃに上げる。駆動速度を９０ｍｍ／ｓｅｃにしたときの加圧ローラ５０の駆動トルクもまた、モータ５６の許容範囲内である。その後、加圧ローラ５０を９０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動させながら、サーミスタ１８による検出温度が所定の定着温度（例えば１８０℃）になったとき、ウォームアップ動作を終了する。
【００３５】
前記ウォームアップ動作を終了した後、加圧ローラ５０の駆動速度（すなわち定着ベルト１２の回転速度）はシステム速度である例えば１５０ｍｍ／ｓｅｃに切り替えられる。この状態で、表面に未定着トナー画像Ｔが形成された用紙Ｐが定着ニップ４０に下方から導入される。これにより、定着ニップ４０を通過する間にトナー画像Ｔが用紙Ｐに定着される。そして、定着ニップ４０を通過した用紙Ｐは、上方へと搬送されて画像形成装置の外部に排出される。
【００３６】
このように第１実施形態のベルト定着装置１０によれば、ウォームアップ時において温度が上がるにつれて加圧ローラ５０の駆動速度を速くするようにしているので、低温時には加圧ローラ５０の駆動速度を遅くすることで潤滑剤が高粘度状態にあっても加圧ローラ５０の駆動トルクを低減することができる。
【００３７】
また、ベルト定着装置１０では、回転不能に固定配置されたニップ形成部材２０の加圧ローラ５０との対向面２２を加圧ローラ５０の外周面に沿った湾曲面として、定着ニップ４０内の圧力分布が通紙方向に関しておおよそフラットになるようにしてある。これにより、定着ニップ４０内の全域において用紙搬送速度が一定になり、その結果、定着ニップ４０を通過する用紙にストレスが生じることがなく、画像にじみ等の画像ノイズや紙しわの発生を防止できる。
【００３８】
また、ニップ形成部材２０の幅を任意に設定することで、例えば１２ｍｍという所望の幅の定着ニップ４０を得ることができる。したがって、２つのローラ間に定着ニップを形成する従来の定着装置では例えば９ｍｍ幅の定着ニップを得るためには例えば４８０Ｎという大きな圧接力が必要であるのに対し、例えば１６０〜２４０Ｎという比較的小さい圧接力で幅広の定着ニップ４０を容易に実現できる。このように幅広の定着ニップ４０とすることで、定着に必要なニップ時間を稼ぐことができ、その結果、装置のシステム速度の高速化に対応することができる。
【００３９】
また、従来型のベルト定着装置に用いられていた外周部に弾性層を有する定着ローラに代えてニップ形成部材２０を用いたことで、定着装置を小型化できるとともに定着ベルト１２の周長を短くできる。このように定着ベルト１２を短くできることで定着ベルト１２の熱容量が小さくなるとともに定着ベルト１２からの放熱量も少なくなり、しかも、熱容量の大きい弾性層を有する定着ローラに代えて熱容量の小さい例えば樹脂製のニップ形成部材２０を用いていることで、加熱ローラ１４から伝熱されることによって定着ベルト１２が昇温する速度が速くなり、その結果、始動時のウォームアップ時間および印刷待機時からの回復時間を短くすることができる。
【００４０】
さらに、用紙の種類に応じて加圧ローラ５０の圧接荷重を可変とした場合でも、定着ニップ４０の入口および出口の位置が２つのローラ間に定着ニップを形成する従来の定着装置のように大きく変動することがないため、定着ニップ４０への用紙の突入性能、および、定着ニップ４０から出る用紙の分離性能を悪化させることがない。
【００４１】
続いて、第１実施形態のベルト定着装置１０の変形例について説明する。
前記ベルト定着装置１０では、サーミスタ１８による検出温度の上昇につれて加圧ローラ５０の駆動速度を速くする制御を行ったが、ウォームアップ時において加圧ローラ５０の駆動開始からの経過時間につれて加圧ローラ５０の駆動速度を速くするようにしてもよい。
【００４２】
具体的に例示すれば、下記の表２に示すように、駆動開始から定着ベルト１２が５周するまでは加圧ローラ５０の駆動速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとし、定着ベルト１２が６周目から１０周目までは加圧ローラ５０の駆動速度を６０ｍｍ／ｓｅｃとし、定着ベルト１２の１１周目以降でウォームアップ終了までは加圧ローラ５０の駆動速度を通常のウォームアップ時の速度である９０ｍｍ／ｓｅｃとする。ここで、定着ベルト１２が１周するのに要する時間は、ベルト周長を駆動速度で割ることによって求められるから、表２に示す周回数による制御は駆動開始からの経過時間に基づいて行なうことができる。
【００４３】
このようにウォームアップ時において加圧ローラ５０の駆動開始からの経過時間につれて加圧ローラ５０の駆動速度を速くするようにしているので、加圧ローラ５０の駆動開始から間もない低温時には加圧ローラ５０の駆動速度を遅くすることで潤滑剤が高粘度状態にあっても加圧ローラの駆動トルクを低減することができる。
【００４４】
【表２】

【００４５】
なお、第１実施形態のベルト定着装置１０およびその変形例では、加圧ローラ５０の駆動速度を段階的に速くするようにしたが、加圧ローラ５０の駆動速度を無段階で連続的に速くするように制御してもよい。
【００４６】
次に、図３，４を参照して第２実施形態のベルト定着装置１１について説明する。
図３に示すように、前記ベルト定着装置１１は第１実施形態のベルト定着装置１０とほぼ同様の構成を備えているため、同一部材には同一符号を付して説明をを省略し、異なる構成についてのみ説明する。
【００４７】
ベルト定着装置１１は、加圧ローラ５０の圧接力を調節可能な圧接力調節機構６０を有している。制御部３０は、サーミスタ１８および圧接力調節機構６０に電気的に接続されており、サーミスタ１８の検出温度に応じて加圧ローラ５０の圧接力を制御できるようになっている。
【００４８】
圧接力調節機構６０は、図４に示すように、フレーム６２を備えている。フレーム６２には、モータ６４に連結される駆動ギヤ６４が回転駆動可能に軸支されている。駆動ギヤ６４は、円弧状ギヤ６８と噛み合っている。円弧状ギヤ６８に一端が固定された円弧状ギヤ軸７０もまた、ピン７２によってフレーム６２に回動可能に軸支されている。
【００４９】
また、フレーム６２には、加圧ローラ軸受７４が固定された押圧レバー７６の一端が回動可能に軸支されている。押圧レバー７６の他端には折り曲げ部７８が設けられている。この折り曲げ部７８に形成された貫通孔には、一端部に皿部８０を有する押圧棒８２が貫通して設けてあり、この押圧棒８２の他端が前記円弧状ギヤ軸７０の他端に回動可能に連結されている。そして、押圧レバー７６の折り曲げ部７８と押圧棒８２の皿部８０との間に押圧バネ８４が設けてあり、この押圧バネ８４の内部を前記押圧棒８４が貫通して延びている。
【００５０】
このような構成からなる圧接力調節機構６０では、制御部３０からの指令によって回転量が制御されるモータ６４によって駆動ギヤ６６が回転駆動されると、円弧状ギヤ６８が移動することによって円弧状ギヤ軸７０がピン７２を中心として回動し、この回動が押圧棒８２および押圧バネ８４を介して伝達されることによって押圧レバー７６が回動し、その結果、加圧ローラ軸受７４が移動することにより加圧ローラ５０の圧接力を調節できるようになっている。なお、図４に示す機構は、加圧ローラ５０の軸方向両端側にそれぞれ設けられている。
【００５１】
上記構成からなる圧接力調節機構６０を備えたベルト定着装置１１では、ウォームアップ時には定着ベルト１２は例えば９０ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転駆動され、このウォームアップ時においてサーミスタ１８による検出温度に応じて加圧ローラ５０の圧接力を制御する。具体的に例示すると、下記の表３に示すように、ウォームアップ開始時において検出温度が室温である２５℃のとき、加圧ローラ５０の圧接力は通常の定着圧接力（２００Ｎ）より小さい５０Ｎに設定される。その後、検出温度が５０℃になると加圧ローラ５０の圧接力が１００Ｎに設定される。そして、検出温度が１５０℃になると加圧ローラ５０の圧接力が通常の定着圧接力である２００Ｎに設定される。
【００５２】
このようにベルト定着装置１１によれば、ウォームアップ時において温度が上がるにつれて加圧ローラ５０の圧接力を大きくするようにしているので、低温時には加圧ローラ５０の圧接力を小さくすることで潤滑剤が高粘度状態にあっても定着ベルト１２とニップ形成部材２０との摩擦抵抗を小さくすることができ、これにより加圧ローラ５０の駆動トルクを低減することができる。
【００５３】
【表３】

【００５４】
続いて、第２実施形態のベルト定着装置１１の変形例について説明する。
前記ベルト定着装置１１では、サーミスタ１８による検出温度の上昇につれて加圧ローラ５０の圧接力を大きくする制御を行ったが、ウォームアップ時において加圧ローラ５０の駆動開始からの経過時間につれて加圧ローラ５０の圧接力を大きくするようにしてもよい。
【００５５】
具体的に例示すれば、下記の表４に示すように、駆動開始から定着ベルト１２が５周するまでは加圧ローラ５０の圧接力を通常の定着圧接力（２００Ｎ）より小さい５０Ｎに設定し、定着ベルト１２が６周目から１０周目までは加圧ローラ５０の圧接力を１００Ｎに設定し、定着ベルト１２の１１周目以降でウォームアップ終了までは加圧ローラ５０の圧接力を通常の定着圧接力である２００Ｎに設定する。ここで、定着ベルト１２が１周するのに要する時間は、ベルト周長を駆動速度で割ることによって求められるから、表４に示す周回数による制御は駆動開始からの経過時間に基づいて行なうことができる。
【００５６】
このようにウォームアップ時において加圧ローラ５０の駆動開始からの経過時間につれて加圧ローラ５０の圧接力を大きくするようにしているので、加圧ローラ５０の駆動開始から間もない低温時には加圧ローラ５０の圧接力を小さくすることで潤滑剤が高粘度状態にあっても定着ベルト１２とニップ形成部材２０との摩擦抵抗を小さくすることができ、これにより加圧ローラの駆動トルクを低減することができる。
【００５７】
【表４】

【００５８】
なお、前記ベルト定着装置１１およびその変形例では、加圧ローラ５０の圧接力を段階的に増加させるように制御したが、加圧ローラ５０の圧接力を無段階で連続的に増加させるように制御してもよい。
【００５９】
また、前記ベルト定着装置１１およびその変形例では、加圧ローラ５０の圧接力の制御と併せて、第１実施形態のベルト定着装置１０のような加圧ローラ５０の駆動速度の制御を行なってもよい。
【００６０】
次に、図５を参照して第３実施形態のベルト定着装置１３について説明する。
図５に示すように、前記ベルト定着装置１３は第１実施形態のベルト定着装置１０とほぼ同様の構成を備えているため、同一部材には同一符号を付して説明をを省略し、異なる構成についてのみ説明する。
【００６１】
ニップ形成部材２０は、その外周に回転可能なエンドレスシート状の補助ベルト２４を有している。そして、前記ベルト定着装置１３では、定着ベルト１２の内面に潤滑剤は塗布されておらず、前記補助ベルト２４の内面にグリスまたはオイル等の潤滑剤が塗布されている。これにより、加圧ローラ５０が回転駆動されることによって定着ベルト１２が回転するとともに定着ベルト１２の内面に接触する補助ベルト２４が従動回転するようになっている。このようにすることで、定着ベルト１２がニップ形成部材２０上を摺動することによる摩擦抵抗が生じることがなく定着ベルト１２が回転しやすくなるので、加圧ローラ５０の駆動トルクを低減することができる。
【００６２】
また、前記ベルト定着装置１３では、補助ベルト２４の内面に潤滑剤を塗布しているので、第１実施形態のベルト定着装置１０のように加圧ローラ５０の駆動速度を制御したり、第２実施形態のベルト定着装置１１のように加圧ローラ５０の圧接力を制御したりすることで、ウォームアップ時における加圧ローラ５０の駆動トルクを低減することができる。
【００６３】
なお、前記ベルト定着装置１０，１１，１３では、ヒータランプ１６を内蔵した加熱ローラ１４によって定着ベルト１２を加熱するようにしたが、加熱ローラとは別の位置で定着ベルト１２に対して接触または近接して配置された熱源によって定着ベルト１２を加熱するようにしてもよい。
【００６４】
また、前記ベルト定着装置１０，１１，１３では、加熱部材として回転可能な加熱ローラ１４を用いたが、これに代えて図６に示すような回転不能なシート状ヒータ１５を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のベルト定着装置の構成図。
【図２】サーミスタによる検出温度と加圧ローラの駆動トルクとの関係を示すグラフ。
【図３】第２実施形態のベルト定着装置の構成図。
【図４】圧接力調節機構の構成図。
【図５】第３実施形態のベルト定着装置の構成図。
【図６】シート状ヒータを用いたベルト定着装置の構成図。
【図７】従来のベルト定着装置の一例を示す構成図。
【符号の説明】
１０，１１，１３…ベルト定着装置、１２…定着ベルト、１４…加熱ローラ（加熱部材）、１６…ヒータランプ、１８…サーミスタ（温度検出部）、２０…ニップ形成部材、２２…対向面、３０…制御部、４０…定着ニップ、５０…加圧ローラ、５４…弾性層、５６…モータ、６０…圧接力調節機構。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a belt fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
None [0003]
Conventionally, as shown in FIG. 7, a rotatable heating roller 104 having a heater lamp 102 serving as a heat source therein, and a rotatable rotatably disposed at a position distant from the heating roller 104, and a sponge or rubber on an outer peripheral portion A fixing roller 108 having an elastic layer 106; an endless sheet-shaped fixing belt 110 wound around the heating roller 104 and the fixing roller 108; and a pressure roller pressed against the fixing roller 108 with the fixing belt 110 interposed therebetween. 112 is known. In addition, since the belt fixing device 100 is generally widely known, the patent fixing device is set to “none” without giving a specific document as the patent document.
[0004]
In the belt fixing device 100, a contact portion between the fixing belt 110 and the pressure roller 112 forms a fixing nip 114. The fixing belt 110 is configured to rotate in the direction of arrow D by rotating the pressure roller 112 in the direction of arrow C. During this rotation, the fixing belt 110 is heated by the heating roller 104 to be heated to a predetermined fixing temperature (for example, 180 ° C.). Then, in the belt fixing device 100, after the fixing belt 110 is heated to a predetermined temperature, the recording medium on which the unfixed toner image is formed is introduced into the fixing nip 114, and when the toner image passes through the fixing nip 114, the toner image is removed. The recording medium is heat-fixed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the belt fixing device 100, the driving torque of the pressure roller 112 does not increase so much because the fixing roller 108 also rotates following the rotation of the fixing belt 110. However, in another patent application filed on the same date as the present application, the applicant of the present application has disclosed a belt fixing device using a nip forming member fixedly and non-rotatably disposed inside a fixing belt 110 instead of the fixing roller 108. In this belt fixing device, since the fixing belt 110 rotates while sliding on the nip forming member, the driving torque of the pressure roller 112 is reduced by the frictional resistance between the fixing belt 110 and the nip forming member. growing.
[0006]
Therefore, in order to reduce the frictional resistance between the fixing belt 110 and the nip forming member and reduce the driving torque of the pressure roller 112, it is conceivable to apply a lubricant such as grease or oil to the inner surface of the fixing belt 110. However, when the image forming apparatus is started, the belt fixing device is in a low temperature state in which the belt is not warmed up, and the lubricant in the low temperature state has a higher viscosity than that in the high temperature state. This causes a problem that the driving torque of the pressure roller 112 is rather large.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a belt fixing device that can reduce the driving torque of a pressure roller during warm-up when a lubricant is used.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the belt fixing device of the first invention is wound around a heating member provided rotatably or non-rotatably and a nip forming member rotatably fixedly arranged, and grease or An endless sheet-shaped fixing belt to which a lubricant such as oil is applied;
A rotationally drivable pressure roller that is pressed against the nip forming member with the fixing belt interposed therebetween, and a contact portion with the fixing belt is a fixing nip;
A temperature detection unit that detects a temperature of the heating member or the fixing belt,
A control unit that controls the drive speed of the pressure roller according to the temperature detected by the temperature detection unit,
The fixing belt rotates as the pressure roller is driven to rotate, and the control unit increases the driving speed of the pressure roller as the temperature detected by the temperature detection unit increases during warm-up. To do.
[0009]
Further, the belt fixing device of the second invention is wound around a rotatable or non-rotatable heating member and a non-rotatably fixed nip forming member, and a lubricant such as grease or oil is applied to the inner surface. An endless sheet-like fixing belt to be applied;
A rotationally drivable pressure roller that is pressed against the nip forming member with the fixing belt interposed therebetween, and a contact portion with the fixing belt is a fixing nip;
A temperature detection unit that detects a temperature of the heating member or the fixing belt,
A control unit that controls the pressure contact force of the pressure roller according to the temperature detected by the temperature detection unit,
The fixing belt rotates when the pressure roller is driven to rotate, and the control unit increases the pressure contact force of the pressure roller as the temperature detected by the temperature detection unit increases during warm-up. To do.
[0010]
The belt fixing device according to the third aspect of the present invention is configured such that a heating member provided rotatably or non-rotatably and a nip forming member fixedly disposed non-rotatably are wound around, and a lubricant such as grease or oil is applied to the inner surface. An endless sheet-like fixing belt to be applied;
A rotationally drivable pressure roller that is pressed against the nip forming member with the fixing belt interposed therebetween, and a contact portion with the fixing belt is a fixing nip;
A control unit for controlling the driving speed of the pressure roller,
The fixing belt rotates when the pressure roller is driven to rotate, and the control unit increases the driving speed of the pressure roller as time elapses from the start of driving of the pressure roller during warm-up. It is a feature.
[0011]
In the belt fixing device according to the fourth aspect of the invention, a heating member provided rotatably or non-rotatably and a nip forming member fixedly disposed non-rotatably are wound around, and a lubricant such as grease or oil is applied to the inner surface. An endless sheet-like fixing belt to be applied;
A rotationally drivable pressure roller that is pressed against the nip forming member with the fixing belt interposed therebetween, and a contact portion with the fixing belt is a fixing nip;
A control unit for controlling the pressure contact force of the pressure roller,
The fixing belt rotates as the pressure roller is driven to rotate, and the control unit increases the pressure contact force of the pressure roller as time elapses from the start of driving of the pressure roller during warm-up. It is a feature.
[0012]
The belt fixing device according to a fifth aspect of the present invention provides an endless sheet-shaped fixing belt wound around a rotatable or non-rotatable heating member and a non-rotatably fixed nip forming member; A pressure roller which is pressed against the forming member with the fixing belt interposed therebetween, and is rotatable and drivable, wherein a contact portion with the fixing belt is a fixing nip;
The nip forming member has a rotatable endless sheet-shaped auxiliary belt on its outer periphery, and a lubricant such as grease or oil is applied to an inner surface of the auxiliary belt, and the pressure roller is driven to rotate. Accordingly, the fixing belt rotates, and the auxiliary belt that contacts the inner surface of the fixing belt is driven to rotate.
[0013]
【The invention's effect】
According to the belt fixing device of the first invention, the driving speed of the pressure roller is increased as the temperature rises during warm-up. Can reduce the driving torque of the pressure roller even when the pressure roller is in a high viscosity state.
[0014]
According to the belt fixing device of the second aspect of the invention, the pressure contact force of the pressure roller is increased as the temperature rises during warm-up. Can be reduced in frictional resistance between the fixing belt and the nip forming member even in a high-viscosity state, whereby the driving torque of the pressure roller can be reduced.
[0015]
According to the belt fixing device of the third aspect of the invention, the drive speed of the pressure roller is increased as the time elapsed from the start of the drive of the pressure roller during warm-up. At low temperatures, the driving torque of the pressure roller can be reduced by lowering the driving speed of the pressure roller even if the lubricant is in a high viscosity state.
[0016]
According to the belt fixing device of the fourth invention, the pressure contact force of the pressure roller is increased during warm-up with the lapse of time from the start of driving of the pressure roller. At low temperatures, the frictional resistance between the fixing belt and the nip forming member can be reduced by reducing the pressure contact force of the pressure roller even when the lubricant is in a high viscosity state. Can be reduced.
[0017]
According to the belt fixing device of the fifth aspect, a rotatable endless sheet-like auxiliary belt is provided on the outer periphery of the nip forming member, a lubricant is applied to the inner surface of the auxiliary belt, and the fixing belt is rotated by the pressure roller. When driven, the auxiliary belt that is in contact with the inner surface of the fixing belt is also driven to rotate, so that the driving torque of the pressure roller can be reduced.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a belt fixing device 10 according to a first embodiment of the present invention. The belt fixing device 10 includes an endless sheet-shaped fixing belt 12. The fixing belt 12 has, for example, a cylindrical shape having an outer diameter of 65 mm, a base material made of polyimide having a thickness of 70 μm, an elastic layer made of silicon rubber having a thickness of 200 μm, and a PFA (tetrafluorofluoroethylene) having a thickness of 30 μm. A release layer made of ethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer) is sequentially laminated from the inside.
[0019]
The fixing belt 12 is wound around a heating roller (heating member) 14 whose both ends are rotatably supported, and a nip forming member 20 which is non-rotatably fixed at a position distant from the heating roller 14. In order to reduce the frictional resistance with the nip forming member 20 when the fixing belt 12 rotates, a lubricant such as grease or oil is applied to the inner surface of the fixing belt 12.
[0020]
The heating roller 14 is formed of, for example, a metal cylindrical tube having an outer diameter of 35 mm, and has a heater lamp 16 as a heat source inside. Further, a predetermined tension is applied to the fixing belt 12 by urging the heating roller 14 in a direction away from the nip forming member 20 by a spring (not shown).
[0021]
The fixing belt 12 is heated by a heating roller 14 heated from the inside by a heater lamp 16. Further, a thermistor (temperature detecting unit) 18 is arranged in contact with the heating roller 14, and by controlling on / off of the heater lamp 16 in accordance with the temperature detected by the thermistor 18, the heating roller 14 and the fixing belt 12 can be set to a predetermined temperature. Note that the thermistor 18 may be arranged in contact with the outer surface of the fixing belt 12 to detect the temperature of the fixing belt 12.
[0022]
The nip forming member 20 is disposed inside the fixing belt 12, and a pressure roller 50 is pressed against the nip forming member 20 with the fixing belt 12 interposed therebetween. Thus, the contact portion between the fixing belt 12 and the pressure roller 50 forms the fixing nip 40.
[0023]
The pressure roller 50 has, for example, an outer diameter of 30 mm, an elastic layer 54 made of rubber or sponge having a thickness of 4 mm on the outer peripheral portion of a metal core 52 having a cylindrical shape, and a surface of the elastic layer 54. Has a release layer (not shown) having a thickness of 40 μm. The pressure roller 50 is driven to rotate in the direction of arrow A by a motor 56. Note that an auxiliary heater may be arranged inside the pressure roller 50.
[0024]
The elastic layer 54 of the pressure roller 50 has a length of, for example, 240 mm in the axial direction (the depth direction in FIG. 1). The fixing belt 12 has a greater width so that the elastic layer 54 of the pressure roller 50 is pressed against the entire length. Further, the nip forming member 20 extends so as to support the fixing belt 12 over the entire width.
[0025]
The nip load (that is, the pressure contact force of the pressure roller 50) in the fixing nip 40 is set in the range of 160 to 240 N, and the average pressure in the fixing nip 40 at this time is in the range of 50 kPa to 250 kPa. When the pressure is lower than 50 kPa, the driving force of the pressure roller 50 cannot be stably transmitted to the fixing belt 12. On the other hand, when the pressure is higher than 250 kPa, the driving load of the fixing belt 12 increases only, Is necessary.
[0026]
The nip forming member 20 is formed of a material (for example, resin, ceramic, or the like) having a low thermal conductivity and harder than the elastic layer 54 of the pressure roller 50. The surface 22 of the nip forming member 20 facing the pressure roller 50 is a curved surface along the outer peripheral surface of the pressure roller 50. Specifically, the radius of curvature of the facing surface 22 of the nip forming member 20 is the same as the radius of curvature of the outer peripheral surface of the pressure roller 50, for example, 15 mm, or is slightly larger, for example, 15.4 mm. As a result, the circumferential length (so-called nip width) of the fixing nip 40 is about 12 mm. In this manner, by forming the surface 22 of the nip forming member 20 facing the pressure roller 50 as a curved surface along the outer peripheral surface of the pressure roller 50, the pressure distribution in the fixing nip 40 becomes substantially flat in the paper passing direction. It has become.
[0027]
Further, the belt fixing device 10 includes a control unit 30. The control unit 30 is electrically connected to the thermistor 18 and the motor 56, and controls the motor 56 in accordance with the temperature detected by the thermistor 18 to adjust the driving speed of the pressure roller.
[0028]
In the belt fixing device 10 having the above configuration, a warm-up operation is performed when the image forming apparatus is started. At this time, when the pressure roller 50 is driven to rotate in the direction of arrow A by the motor 56, the fixing belt 12 moves while sliding on the surface of the nip forming member 20 and rotates in the direction of arrow B. become.
[0029]
However, at the start of warm-up, the belt fixing device 10 is at room temperature, that is, at a low temperature, and the lubricant applied to the inner surface of the fixing belt 12 is at a high viscosity. Therefore, when the pressure roller 50 is driven to rotate to rotate the fixing belt 12 at a normal warm-up speed (for example, 90 mm / sec), the driving torque of the pressure roller 50 is changed due to the use of the lubricant. As a result, a motor having a large maximum torque must be used as the motor 56, which leads to an increase in cost.
[0030]
Therefore, in the belt fixing device 10 of the present embodiment, in order to reduce the driving torque of the pressure roller 50, the driving speed of the pressure roller 50 is controlled to increase as the temperature detected by the thermistor 18 increases during warm-up. The control is performed by the unit 30. Specifically, as shown in Table 1 below, when the temperature at the start of warm-up is 25 ° C., the pressure roller 50 is driven at a driving speed of 30 mm / sec lower than the normal driving speed (90 mm / sec). Drive rotationally. Here, as shown in the following equation, it is generally known that the driving torque decreases as the driving speed decreases, and the driving torque increases as the driving speed increases. Therefore, the drive torque of the pressure roller 50 can be reduced by making the drive speed of the pressure roller 50 at the start of warm-up lower than the drive speed at the time of normal warm-up.
[0031]
[Table 1]

[0032]
(Equation 1)

[0033]
As time elapses from the start of warm-up, the heating roller 14 is heated by the heater lamp 16 and the temperature detected by the thermistor 18 increases. Further, as the temperature rises, the viscosity of the lubricant on the inner surface of the fixing belt 12 decreases, and the driving torque of the pressure roller 50 gradually decreases as shown in FIG. Then, when the temperature detected by the thermistor 18 becomes 50 ° C., the driving speed of the pressure roller 50 is increased from 30 mm / sec to 60 mm / sec. The driving torque of the pressure roller 50 when the driving speed is 60 mm / sec is within the allowable range of the motor 56.
[0034]
After the driving speed of the pressure roller 50 is increased to 60 mm / sec, the temperature of the heating roller 14 detected by the thermistor 18 increases as time passes, and the viscosity of the lubricant on the inner surface of the fixing belt 12 decreases accordingly. Further, the driving torque of the pressure roller 50 gradually decreases. When the temperature detected by the thermistor 18 reaches 100 ° C., the drive speed of the pressure roller 50 is increased from 60 mm / sec to 90 mm / sec, which is the drive speed during normal warm-up. The driving torque of the pressure roller 50 when the driving speed is 90 mm / sec is also within the allowable range of the motor 56. Thereafter, when the temperature detected by the thermistor 18 reaches a predetermined fixing temperature (for example, 180 ° C.) while rotating the pressure roller 50 at 90 mm / sec, the warm-up operation ends.
[0035]
After the warm-up operation is completed, the driving speed of the pressure roller 50 (that is, the rotation speed of the fixing belt 12) is switched to a system speed, for example, 150 mm / sec. In this state, the sheet P on which the unfixed toner image T is formed is introduced into the fixing nip 40 from below. Thus, the toner image T is fixed on the sheet P while passing through the fixing nip 40. Then, the sheet P that has passed through the fixing nip 40 is conveyed upward and discharged outside the image forming apparatus.
[0036]
As described above, according to the belt fixing device 10 of the first embodiment, the driving speed of the pressure roller 50 is increased as the temperature increases during warm-up. By reducing the speed, the driving torque of the pressure roller 50 can be reduced even when the lubricant is in a high viscosity state.
[0037]
Further, in the belt fixing device 10, the pressure inside the fixing nip 40 is set such that the surface 22 facing the pressure roller 50 of the nip forming member 20 fixed and non-rotatably fixed is a curved surface along the outer peripheral surface of the pressure roller 50. The distribution is approximately flat in the paper passing direction. As a result, the paper conveyance speed becomes constant in the entire area inside the fixing nip 40, and as a result, stress does not occur on the paper passing through the fixing nip 40, and image noise such as image bleeding and paper wrinkles can be prevented. .
[0038]
In addition, by arbitrarily setting the width of the nip forming member 20, a fixing nip 40 having a desired width of, for example, 12 mm can be obtained. Therefore, in a conventional fixing device in which a fixing nip is formed between two rollers, a large pressing force of, for example, 480 N is required to obtain a fixing nip having a width of, for example, 9 mm. A wide fixing nip 40 can be easily realized by the pressing force. By setting the fixing nip 40 wide as described above, a nip time required for fixing can be obtained, and as a result, it is possible to cope with an increase in the system speed of the apparatus.
[0039]
Further, by using the nip forming member 20 instead of the fixing roller having an elastic layer on the outer peripheral portion used in the conventional belt fixing device, the fixing device can be downsized and the circumference of the fixing belt 12 can be shortened. it can. Since the fixing belt 12 can be shortened in this way, the heat capacity of the fixing belt 12 is reduced, and the amount of heat radiated from the fixing belt 12 is also reduced. In addition, instead of a fixing roller having an elastic layer having a large heat capacity, for example, resin By using the nip forming member 20, the speed at which the temperature of the fixing belt 12 rises due to the heat transfer from the heating roller 14 is increased, and as a result, the warm-up time at the start and the recovery time from the printing standby time Can be shortened.
[0040]
Further, even when the pressing load of the pressure roller 50 is made variable according to the type of paper, the positions of the entrance and the exit of the fixing nip 40 are large as in a conventional fixing device in which a fixing nip is formed between two rollers. Since it does not fluctuate, the performance of the sheet entering the fixing nip 40 and the performance of separating the sheet exiting the fixing nip 40 do not deteriorate.
[0041]
Subsequently, a modified example of the belt fixing device 10 of the first embodiment will be described.
In the belt fixing device 10, the drive speed of the pressure roller 50 is controlled to increase as the temperature detected by the thermistor 18 increases. The driving speed of the motor 50 may be increased.
[0042]
More specifically, as shown in Table 2 below, the driving speed of the pressure roller 50 is set to 30 mm / sec from the start of driving until the fixing belt 12 makes five rotations, and the fixing belt 12 is moved 10 times from the sixth rotation. The driving speed of the pressure roller 50 is set to 60 mm / sec until the circumference, and the driving speed of the pressure roller 50 is set to 90 mm / sec, which is the speed at the time of normal warm-up, from the eleventh rotation of the fixing belt 12 to the end of warm-up. sec. Here, the time required for the fixing belt 12 to make one rotation is obtained by dividing the belt circumference by the driving speed. Therefore, the control based on the number of rotations shown in Table 2 should be performed based on the elapsed time from the start of driving. Can be.
[0043]
As described above, at the time of warm-up, the driving speed of the pressing roller 50 is increased with the lapse of time from the start of driving of the pressing roller 50. By reducing the driving speed of the roller 50, the driving torque of the pressure roller can be reduced even when the lubricant is in a high viscosity state.
[0044]
[Table 2]

[0045]
In the belt fixing device 10 and its modification of the first embodiment, the driving speed of the pressure roller 50 is increased stepwise. However, the driving speed of the pressure roller 50 is continuously increased steplessly. Control may be performed.
[0046]
Next, a belt fixing device 11 according to a second embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 3, since the belt fixing device 11 has substantially the same configuration as the belt fixing device 10 of the first embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Only the configuration will be described.
[0047]
The belt fixing device 11 has a pressing force adjusting mechanism 60 capable of adjusting the pressing force of the pressing roller 50. The control unit 30 is electrically connected to the thermistor 18 and the pressing force adjusting mechanism 60 so that the pressing force of the pressing roller 50 can be controlled according to the temperature detected by the thermistor 18.
[0048]
The pressing force adjusting mechanism 60 includes a frame 62, as shown in FIG. A drive gear 64 connected to a motor 64 is rotatably supported on the frame 62 so as to be rotatable. The drive gear 64 meshes with the arc gear 68. An arcuate gear shaft 70, one end of which is fixed to the arcuate gear 68, is also rotatably supported on the frame 62 by pins 72.
[0049]
One end of a pressing lever 76 to which a pressure roller bearing 74 is fixed is rotatably supported by the frame 62. A bent portion 78 is provided at the other end of the pressing lever 76. A push rod 82 having a dish 80 at one end is provided through the through hole formed in the bent portion 78, and the other end of the push rod 82 is connected to the other end of the arc gear shaft 70. It is connected rotatably. A pressing spring 84 is provided between the bent portion 78 of the pressing lever 76 and the plate portion 80 of the pressing rod 82, and the pressing rod 84 extends through the inside of the pressing spring 84.
[0050]
In the press-contact force adjusting mechanism 60 having such a configuration, when the drive gear 66 is driven to rotate by the motor 64 whose rotation amount is controlled by a command from the control unit 30, the arc gear 68 moves, thereby causing the arc gear 68 to move. The gear shaft 70 rotates around the pin 72, and the rotation is transmitted via the pressing rod 82 and the pressing spring 84, whereby the pressing lever 76 rotates, and as a result, the pressing roller bearing 74 moves. By doing so, the pressure contact force of the pressure roller 50 can be adjusted. The mechanisms shown in FIG. 4 are provided at both ends in the axial direction of the pressure roller 50, respectively.
[0051]
In the belt fixing device 11 provided with the pressing force adjusting mechanism 60 having the above-described configuration, the fixing belt 12 is driven to rotate at a speed of, for example, 90 mm / sec at the time of warm-up. The pressing force of the pressure roller 50 is controlled. More specifically, as shown in Table 3 below, when the detected temperature is 25 ° C., which is the room temperature at the start of warm-up, the pressing force of the pressing roller 50 is 50 N smaller than the normal fixing pressure (200 N). Is set to Thereafter, when the detected temperature reaches 50 ° C., the pressing force of the pressure roller 50 is set to 100N. When the detected temperature reaches 150 ° C., the pressing force of the pressure roller 50 is set to 200 N, which is a normal fixing pressure force.
[0052]
As described above, according to the belt fixing device 11, the pressure contact force of the pressure roller 50 is increased as the temperature rises during warm-up. Even when the agent is in a high-viscosity state, the frictional resistance between the fixing belt 12 and the nip forming member 20 can be reduced, whereby the driving torque of the pressure roller 50 can be reduced.
[0053]
[Table 3]

[0054]
Subsequently, a modified example of the belt fixing device 11 of the second embodiment will be described.
In the belt fixing device 11, the control for increasing the pressure contact force of the pressure roller 50 is performed as the temperature detected by the thermistor 18 increases. The pressing force of 50 may be increased.
[0055]
More specifically, as shown in Table 4 below, the pressing force of the pressure roller 50 is set to 50 N which is smaller than the normal fixing pressure contact force (200 N) from the start of driving until the fixing belt 12 makes five turns. The pressure contact force of the pressure roller 50 is set to 100 N from the sixth lap to the tenth lap of the fixing belt 12, and the pressure contact force of the pressure roller 50 is normally set from the eleventh lap of the fixing belt 12 to the end of warm-up Is set to 200 N, which is the fixing pressure contact force of. Here, the time required for the fixing belt 12 to make one rotation is obtained by dividing the belt circumference by the driving speed. Therefore, the control based on the number of rotations shown in Table 4 should be performed based on the elapsed time from the start of driving. Can be.
[0056]
As described above, the pressure contact force of the pressure roller 50 is increased with the lapse of time from the start of driving of the pressure roller 50 at the time of warm-up. By reducing the pressing force of the roller 50, the frictional resistance between the fixing belt 12 and the nip forming member 20 can be reduced even when the lubricant is in a high viscosity state, thereby reducing the driving torque of the pressing roller. be able to.
[0057]
[Table 4]

[0058]
In the belt fixing device 11 and its modification, the pressure contact force of the pressure roller 50 is controlled to be increased stepwise, but the pressure force of the pressure roller 50 is continuously increased steplessly. It may be controlled.
[0059]
In the belt fixing device 11 and its modification, the driving speed of the pressure roller 50 as in the belt fixing device 10 of the first embodiment is controlled together with the control of the pressing force of the pressure roller 50. Is also good.
[0060]
Next, a belt fixing device 13 according to a third embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 5, since the belt fixing device 13 has substantially the same configuration as the belt fixing device 10 of the first embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Only the configuration will be described.
[0061]
The nip forming member 20 has a rotatable endless sheet-like auxiliary belt 24 on its outer periphery. In the belt fixing device 13, the lubricant is not applied to the inner surface of the fixing belt 12, but the lubricant such as grease or oil is applied to the inner surface of the auxiliary belt 24. Thus, the rotation of the pressure roller 50 causes the fixing belt 12 to rotate, and the auxiliary belt 24 in contact with the inner surface of the fixing belt 12 is driven to rotate. By doing so, the fixing belt 12 slides on the nip forming member 20 without causing frictional resistance and the fixing belt 12 is easily rotated, so that the driving torque of the pressure roller 50 can be reduced. Can be.
[0062]
Further, in the belt fixing device 13, since the lubricant is applied to the inner surface of the auxiliary belt 24, the driving speed of the pressure roller 50 is controlled as in the belt fixing device 10 of the first embodiment. By controlling the pressing force of the pressure roller 50 as in the belt fixing device 11 of the embodiment, the driving torque of the pressure roller 50 during warm-up can be reduced.
[0063]
In the

belt fixing devices

10, 11, and 13, the fixing belt 12 is heated by the heating roller 14 having the built-in heater lamp 16. However, the fixing belt 12 is contacted with the fixing roller 12 at a position different from the heating roller. The fixing belt 12 may be heated by a heat source arranged in close proximity.
[0064]
Further, in the

belt fixing devices

10, 11, and 13, the rotatable heating roller 14 is used as the heating member, but a non-rotatable sheet heater 15 as shown in FIG. 6 may be used instead.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a belt fixing device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a temperature detected by a thermistor and a driving torque of a pressure roller.
FIG. 3 is a configuration diagram of a belt fixing device according to a second embodiment.
FIG. 4 is a configuration diagram of a pressing force adjusting mechanism.
FIG. 5 is a configuration diagram of a belt fixing device according to a third embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram of a belt fixing device using a sheet heater.
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional belt fixing device.
[Explanation of symbols]
10, 11, 13: belt fixing device, 12: fixing belt, 14: heating roller (heating member), 16: heater lamp, 18: thermistor (temperature detecting unit), 20: nip forming member, 22: facing surface, 30 .. A control unit, 40 a fixing nip, 50 a pressure roller, 54 an elastic layer, 56 a motor, 60 a pressing force adjusting mechanism.

Claims

An endless sheet-shaped fixing belt that is wound around a heating member provided rotatably or non-rotatable and a nip forming member fixedly arranged non-rotatably, and a lubricant such as grease or oil is applied to an inner surface thereof,
A rotationally drivable pressure roller that is pressed against the nip forming member with the fixing belt interposed therebetween, and a contact portion with the fixing belt is a fixing nip;
A temperature detection unit that detects a temperature of the heating member or the fixing belt,
A control unit that controls the drive speed of the pressure roller according to the temperature detected by the temperature detection unit,
The fixing belt rotates as the pressure roller is driven to rotate, and the control unit increases the driving speed of the pressure roller as the temperature detected by the temperature detection unit increases during warm-up. Belt fixing device.

An endless sheet-shaped fixing belt that is wound around a heating member provided rotatably or non-rotatable and a nip forming member fixedly arranged non-rotatably, and a lubricant such as grease or oil is applied to an inner surface thereof,
A rotationally drivable pressure roller that is pressed against the nip forming member with the fixing belt interposed therebetween, and a contact portion with the fixing belt is a fixing nip;
A temperature detection unit that detects a temperature of the heating member or the fixing belt,
A control unit that controls the pressure contact force of the pressure roller according to the temperature detected by the temperature detection unit,
The fixing belt rotates when the pressure roller is driven to rotate, and the control unit increases the pressure contact force of the pressure roller as the temperature detected by the temperature detection unit increases during warm-up. Belt fixing device.

An endless sheet-shaped fixing belt that is wound around a heating member provided rotatably or non-rotatable and a nip forming member fixedly arranged non-rotatably, and a lubricant such as grease or oil is applied to an inner surface thereof,
A rotationally drivable pressure roller that is pressed against the nip forming member with the fixing belt interposed therebetween, and a contact portion with the fixing belt is a fixing nip;
A control unit for controlling the driving speed of the pressure roller,
The fixing belt rotates when the pressure roller is driven to rotate, and the control unit increases the driving speed of the pressure roller as time elapses from the start of driving of the pressure roller during warm-up. Characteristic belt fixing device.

An endless sheet-shaped fixing belt that is wound around a heating member provided rotatably or non-rotatable and a nip forming member fixedly arranged non-rotatably, and a lubricant such as grease or oil is applied to an inner surface thereof,
A rotationally drivable pressure roller that is pressed against the nip forming member with the fixing belt interposed therebetween, and a contact portion with the fixing belt is a fixing nip;
A control unit for controlling the pressure contact force of the pressure roller,
The fixing belt rotates as the pressure roller is driven to rotate, and the control unit increases the pressure contact force of the pressure roller as time elapses from the start of driving of the pressure roller during warm-up. Characteristic belt fixing device.

An endless sheet-like fixing belt wound around a rotatable or non-rotatable heating member and a non-rotatably fixed nip forming member, and pressed against the nip forming member with the fixing belt interposed therebetween. A rotationally drivable pressure roller having a fixing nip at a contact portion with the fixing belt,
The nip forming member has a rotatable endless sheet-shaped auxiliary belt on its outer periphery, and a lubricant such as grease or oil is applied to an inner surface of the auxiliary belt, and the pressure roller is driven to rotate. The fixing belt rotates and the auxiliary belt that contacts the inner surface of the fixing belt is driven to rotate.