【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はベルト定着装置を装着した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置に装着されるベルト定着装置では、加熱された定着ベルトを、トナー像を転写した転写材と共に支持ローラと加圧ローラで加熱加圧して転写材の定着を行っているが、加圧力がかなり強いので、特に定着ベルト、更には支持ローラや加圧ローラへのダメージがあり、それを軽減させるために、通紙時以外の休止時には支持ローラや加圧ローラ間の圧着を解除して耐久性を維持させる必要がある。
【０００３】
しかし、解除時も定着ベルトの周方向の温度を均一にするためには定着ベルトを回転させる必要があるが、支持ローラ及び加圧ローラ間の圧着を解除しているとベルト自身の剛性や駆動ローラとしての前記支持ローラとの摩擦の関係等により、支持ローラの駆動回転だけでは定着ベルトを満足に回転させられず、通紙以外の休止期間にも定着ベルトを回転させるためには、支持ローラ及び加圧ローラの圧着を必ずしも解除してしまうことはできない。
【０００４】
しかし、そのようにすると、加圧ローラの温度も上昇してしまい、この状態で再び通紙を開始すると、開始直後の加圧ローラの温度低下が大きくなり、それに伴う光沢度変化が起こり、定着品質が損なわれる。そして定着ベルトの温度と加圧ローラの温度を独立に制御できなくなる。
【０００５】
また、圧着している時間が長くなれば、各部材へのダメージが大きくなり、定着装置の寿命も短くなる。
【０００６】
そしてこの事態を避けるためには、通紙開始前に加圧ローラの温度を予め下げる工程を入れたりするため、ウォーミングアップタイムが長くなると共に、大きな電力が必要になり、画像形成の作成効率も低下する。
【０００７】
定着装置の消費電力の画像形成装置全体に占める比率は比較的に大きく、このようなエネルギの消費をできるだけ押さえる手段としては特許文献１に示すようなものも提案されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−３１４０４２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述のようなベルト定着装置の問題点を解決して、通紙開始直後の加圧ローラの温度低下が大きくなることを回避して、光沢度変化が光沢ムラとして現れない、安定したトナー画像の定着ができ、且つ電力消費量も嵩むことのない画像形成装置に装着されるベルト定着装置を提供することを課題目的にする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的は次の技術手段（１）〜（４）の何れかによって達成される。
【００１１】
（１） 加熱手段を有する加熱ローラと、該加熱ローラと平行で離間して配設される支持ローラと、前記加熱ローラと前記支持ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記支持ローラに対向して設けられた加圧ローラと、該加圧ローラが前記定着ベルトを介して前記支持ローラに加圧することなく前記定着ベルトに接触して形成される第１の定着工程を行う部分と、前記加圧ローラが前記定着ベルトを介して前記支持ローラに加圧して形成される第２の定着工程を行う部分と、前記加圧ローラと前記定着ベルトの圧接離間機構を有するベルト定着装置において、
前記定着ベルトは内包されている前記支持ローラにより駆動され、前記定着ベルトを介して前記支持ローラに対向する第２加圧ローラを補助ローラとして有することを特徴とするベルト定着装置。
【００１２】
（２） 加熱手段を有する加熱ローラと、該加熱ローラと平行で離間して配設される支持ローラと、前記加熱ローラと前記支持ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記支持ローラに対向して設けられた加圧ローラと、該加圧ローラと前記定着ベルトの圧接離間機構を有するベルト定着装置において、
前記定着ベルトは内包されている前記支持ローラにより駆動され、前記支持ローラに前記定着ベルトを介して接触する外周面が軸方向に部分的に配置された溝付きローラが補助ローラとして押圧されていることを特徴とするベルト定着装置。
【００１３】
（３） 加熱手段を有する加熱ローラと、該加熱ローラと平行で離間して配設される支持ローラと、前記加熱ローラと前記支持ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記支持ローラに対向して設けられた加圧ローラと、該加圧ローラと前記定着ベルトの圧接離間機構を有するベルト定着装置において、
前記定着ベルトは内包されている前記支持ローラにより駆動され、該支持ローラに前記定着ベルトを介して補助ローラが押圧され、該補助ローラは、軸方向に移動可能であることを特徴とするベルト定着装置。
【００１４】
（４） 前記補助ローラは前記定着ベルトに対して圧接離間機構を有し、前記加圧ローラの離間時に圧接されるようにしたことを特徴とする（１）〜（３）項の何れか１項に記載のベルト定着装置。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１６】
図１は、本発明のベルト定着装置が装着された画像形成装置の実施の形態としてのカラー画像形成装置を示す断面構成図である。
【００１７】
このカラー画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７と、給紙搬送手段２１及び定着手段としてのベルト定着装置２４とから成る。画像形成装置の本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。
【００１８】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｙ、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｍ、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｃ、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｋ、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。
【００１９】
無端ベルト状中間転写体ユニット７は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の第２の像担持体としての無端ベルト状中間転写体７０を有する。
【００２０】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより、回動する無端ベルト状中間転写体７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録媒体として用紙等の転写材Ｐは、給紙手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、二次転写手段５Ａに搬送され、転写材Ｐ上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された転写材Ｐは、ベルト定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００２１】
一方、二次転写手段としての二次転写ローラ５Ａにより転写材Ｐにカラー画像を転写した後、転写材Ｐを曲率分離した無端ベルト状中間転写体７０は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。
【００２２】
画像形成処理中、一次転写ローラ５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃに圧接する。
【００２３】
二次転写ローラ５Ａは、ここを転写材Ｐが通過して二次転写が行われる時にのみ、無端ベルト状中間転写体７０に圧接する。
【００２４】
また、装置本体Ａから筐体８を支持レール８２Ｌ，８２Ｒを介して引き出し可能にしてある。
【００２５】
筐体８は、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とから成る。
【００２６】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されている。感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの図示左側方には無端ベルト状中間転写体ユニット７が配置されている。無端ベルト状中間転写体ユニット７は、ローラ７１，７２，７３，７４，７６を巻回して回動可能な無端ベルト状中間転写体７０、一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ及びクリーニング手段６Ａとから成る。
【００２７】
筐体８の引き出し操作により、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とは、一体となって、本体Ａから引き出される。
【００２８】
このように感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、それを無端ベルト状中間転写体７０上に各色のトナー像を一次転写して重ね合わせ、それを一括して転写材Ｐに二次転写し、ベルト定着装置２４で加圧及び加熱により固定して定着する。トナー像を無端ベルト状中間転写体７０に転移させた後の感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、クリーニング手段６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋで転写時に感光体に残された残留トナーを清掃した後、上記の帯電、露光、現像のサイクルに入り、次の像形成が行われる。
【００２９】
本発明の画像形成装置は、これに搭載されるベルト定着装置２４に大きな特色を有するものであり、その一例として図２の構成図に示すベルト定着装置２４Ａと他の一例として図３の構成図に示すベルト定着装置２４Ｂについて順次説明する。
【００３０】
図２に示すベルト定着装置２４Ａは無端の定着ベルト２６０と、該定着ベルト２６０を支持搬送し、紙等の転写材Ｐと前記定着ベルト２６０を間に挟んで加圧加熱定着する内部の支持ローラ２５０と、該支持ローラ２５０に対向する外部の加圧ローラ２７０と、前記定着ベルト２６０を巻回させるために前記支持ローラ２５０と共に配置された加熱ローラ２４０とよりなる。該加熱ローラ２４０は加熱手段として加熱源２４１を有しその外周の一部を取り囲むように前記定着ベルト２６０が巻回されている。前記支持ローラ２５０とそれに対向する外部の加圧ローラ２７０とからなる一対のローラ対で前記定着ベルト２６０及び転写材Ｐを間に介して形成される主ニップ部を構成し、これに後述する補助ローラ２８０を設けたものである。尚、前記加熱源２４１にはハロゲンヒータやセラミックヒータや誘導加熱型の加熱装置等が用いられる。
【００３１】
図３に示すベルト定着装置２４Ｂは、前述のベルト定着装置２４Ａの構成に加えて、前記加圧ローラ２７０の表面に前記定着ベルト２６０を密着させるために、前記両ローラ２４０，２５０と共に定着ベルト２６０に巻回されるパッド２５３、ガイド部材２５４を設けて前述の主ニップ部の上流に補助ニップが形成されるようにしたものである。
【００３２】
該補助ニップは定着ベルト２６０の柔軟性を生かして、小さな内部の支持ローラ径で且つ、比較的小さな加圧力で、大きな加熱時間を確保するのに有効である。
【００３３】
両ローラ間で形成される第２の定着工程としての主加圧ニップに先立ち、外部の加圧ローラ２７０に密着された定着ベルト２６０と前記加圧ローラ２７０の間に転写材Ｐが挟まれ補助ニップがなされるように、支持部材としてのパッド２５３によって加圧され第１の定着工程として予熱が加えられる。更に、その後の主ニップ部で、定着ベルト２６０の持つ熱と前記支持ローラ２５０と前記加圧ローラ２７０によるよる強い圧力によって、トナーは転写材Ｐに確実に安定して定着される。トナー層には定着ベルト２６０の表面のごく薄いＰＦＡ又はＰＴＦＥの離型性層を介して外部加圧ローラ２７０の表面のＳｉゴム層が当接されるため、Ｓｉゴムが変形して紙等の転写材Ｐやトナー層の凹凸に追従して、均一に接触し、光沢ムラなどのない均一な定着が行われ、トナー画像は適度な光沢を持ち、また定着後、転写材Ｐは安定して定着ベルト２６０から分離する。
【００３４】
上記のベルト定着装置２４Ａ及び２４Ｂにおいて、定着ベルト２６０は、図示はしないが支持ローラ２５０によって駆動されている。しかしこれには限らず、該支持ローラ及び前記加圧ローラの両方によって駆動させることもできる。そして給紙ガイド２９０等により定着領域に搬送されてきたトナー画像を保持した転写材Ｐと定着ベルト２６０は、内部の支持ローラ２５０及び外部の加圧ローラ２７０で挟んで加圧される。
【００３５】
ベルト定着装置２４Ａ及び２４Ｂは通紙時には円滑な定着が続行されるが、一方、加圧ローラ２７０の加圧力がかなり強いので、特に定着ベルト２６０、更には支持ローラ２５０や加圧ローラ２７０へのかなりのダメージがあり、それを軽減させるために、通紙時以外は支持ローラや加圧ローラ間の圧着を解除して耐久性を保持させる必要がある。
【００３６】
しかし、解除時も定着ベルトの周方向の温度を均一にするためには定着ベルト２６０を回転させる必要があるが、支持ローラ２５０及び加圧ローラ２７０間の圧着を解除しているとベルト自身の剛性や駆動ローラとしての前記支持ローラ２５０との摩擦の関係等により、該支持ローラ２５０の駆動回転だけでは定着ベルト２６０を満足に回転させられず、そのため該定着ベルト２６０の均一な熱分布が得られず、通紙開始時に安定した定着品質が達成できないということになってしまう。したがって、通紙以外の休止期間にも定着ベルト２６０を安定して確実に回転させるためには、支持ローラ２５０及び加圧ローラ２７０を圧着して回転を続行させるという発想もある。しかし、このように支持ローラ２５０及び加圧ローラ２７０を圧着して通紙以外の休止期間にも定着ベルトを回転させる場合には、転写材Ｐが存在しないので、それによってニップ部での熱が逃がされなくなり、加圧ローラ２７０の温度が１７０℃程度まで上昇してしまい、この状態で通紙再開したときは通紙により加圧ローラ２７０の温度が適正な温度１２０〜１３０℃に下がるまでには時間が掛かると共にその間光沢ムラが起きてしまう。このような事態は絶対に避けねばならない。このため本発明においては次のような対策を行った。
【００３７】
即ち、支持ローラ２５０を駆動ローラとした場合、先行押圧部としてパッド２５３、ガイド部材２５４があると、それが無いときに比べ、なおさら、その部分の摺動抵抗が大きいので、加圧ローラ２７０の加圧を解除すると定着ベルト２６０はますます回転させられにくくなる。
【００３８】
そこで、駆動ローラとしての支持ローラ２５０に補助ローラ２８０として第２加圧ローラ２８０Ａを圧接することにより、加圧ローラ２７０の圧接解除時でも定着ベルトを回転可能とさせた。
【００３９】
第２加圧ローラ２８０Ａはできるだけ熱容量が小さいことが望ましいので、小径で、表層は断熱性が高い材料が良い。
【００４０】
そしてこの第２加圧ローラ２８０Ａを非通紙時の休止期間中は加圧ローラ２７０の加圧に代わって支持ローラ２５０に接触押圧するように切り替える構造にした。
【００４１】
そしてこの第２加圧ローラ２８０Ａを非通紙時の休止期間中は加圧ローラ２７０の加圧に代わって支持ローラ２５０上の定着ベルト２６０に接触押圧するように切り換えるようにした、第２加圧ローラ２８０Ａの圧接離間機構２８０Ｍ及び加圧ローラ２７０の圧接離間機構２７０Ｍを設けている。
【００４２】
図３に詳細に示すように、支持ローラ２５０が駆動され、そして第２加圧ローラ２８０Ａは固定の中心軸２８１の周りに回動するレバー２８５の端部の回転軸２８９に取り付けてあり、支持ローラ２５０上の定着ベルト２６０への着脱はカム２８６の位相の変化とバネ２８７によって第２加圧ローラ２８０Ａは矢印ａ方向に移動するように、前記圧接離間機構２８０Ｍが作動するようにしてある。
【００４３】
また、加圧ローラ２７０も固定軸２７９の周りに回動するレバー２７５の先端の回転軸２７１に取り付けられ、加圧ローラ２７０がカム２７６の位相変化とバネ２７７によって矢印ｂの方向に移動可能に前記加圧ローラ２７０の圧接離間機構２７０Ｍが作動するようにしてある。
【００４４】
尚、ガイド部材２５４には温度センサ２５５が埋め込まれていて定着ベルト２６０の温度が検出され定着温度の制御に貢献している。また、前記ガイド部材２５４は定着ベルト２６０の内側で接するため画像への影響もない。
【００４５】
このような構成をとることにより、ウォーミングアップ時間の大幅な短縮が可能となると共に光沢度の安定したベルト定着装置２４，２４Ａ，２４Ｂを持った画像形成装置が得られるようになった。
【００４６】
このように、第２加圧ローラ２８０Ａを補助ローラ２８０として設置することにより加圧ローラ２７０の解除時でも定着ベルト２６０を円滑に回転できるようにした。
【００４７】
補助ローラ２８０を、第２加圧ローラ２８０Ａに替えて、図４の側面図に示すように、定着ベルト２６０に接するローラ面が軸方向に部分的に配置された溝付きローラ２８０Ｂにした場合、定着ベルト２６０と接触する面積を減らし、定着ベルト２６０の温度が低下するのを防止する効果を持たせることができる。
【００４８】
図３で示してきたように、第１の定着工程及び第２の定着工程を設け、先行加圧を持たせるタイプのベルト定着装置２４Ｂにこの溝付きローラ２８０Ｂを適用した場合には、定着ベルト２６０を駆動ローラとしての支持ローラ２５０に押しつける力をあまり弱くすると、定着ベルト２６０の回転抵抗が大きいので、安定して定着ベルト２６０を回転させられない可能性がある。
【００４９】
しかし、図２の構成図に模式的に示したように、前述の先行加圧を持たないタイプのベルト定着装置２４Ａでは、定着ベルト２６０の回転抵抗が小さいので、押圧力を小さくしても溝付きローラ２８０Ｂでも十分回転させられる。
【００５０】
補助ローラ２８０としての第２加圧ローラ２８０Ａや溝付きローラ２８０Ｂは、軸方向に移動可能にしておくことが好ましい。補助ローラ２８０として第２加圧ローラ２８０Ａや溝付きローラ２８０Ｂを定着ベルト２６０の同一部分に当て続けると、傷や汚れの原因となるので、第２加圧ローラ２８０Ａや溝付きローラ２８０Ｂを軸方向に移動可能として該第２加圧ローラ２８０Ａや溝付きローラ２８０Ｂが定着ベルト２６０に当たる部分を分散させることにより、前述の原因を排除する。
【００５１】
このことは、第２加圧ローラ２８０Ａや溝付きローラ２８０Ｂの幅（通紙方向と直行する方向の幅）が定着ベルト２６０の幅よりも短い場合に特に有効である。
【００５２】
第２加圧ローラ２８０Ａの幅を短くするのは、補助ローラ２８０としての第２加圧ローラ２８０Ａの熱容量を減らすため特に好ましい。
【００５３】
補助ローラ２８０が前述の溝付きローラ２８０Ｂのタイプのローラである場合には、軸方向に移動させながら対処することは特に有効である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明により、加圧ローラの圧着が解除されているときは、補助ローラを圧着させることにより定着ベルトが安定して回転されるようになり、ウォーミングアップ時間の大幅な短縮が可能となり電力も節約されると共に、光沢度の安定した定着手段を持った画像形成装置が得られるようになった。
【００５５】
また、補助ローラの熱容量が小さいので、定着ベルトの温度低下を防止しながら、加圧ローラの圧着解除時でも定着ベルトを回転させることができるようになり、定着ベルトの経時劣化を防止し、長期間安定した性能が得られるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のベルト定着装置が装着された画像形成装置の実施の形態としてのカラー画像形成装置を示す断面構成図である。
【図２】画像形成装置に搭載される本発明のベルト定着装置の一例の構成図である。
【図３】画像形成装置に搭載される本発明のベルト定着装置の一例の構成図である。
【図４】本発明のベルト定着装置の一例に装着される補助ローラとしての第２加圧ローラの側面図である。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 感光体
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ 現像手段
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ 一次転写手段としての一次転写ローラ
５Ａ 二次転写手段としての二次転写ローラ
６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ クリーニング手段
７ 無端ベルト状中間転写体ユニット
２４，２４Ａ，２４Ｂ ベルト定着装置
７０ 無端ベルト状中間転写体
２４０ 加熱ローラ
２４１ 加熱源
２５０ 支持ローラ
２５３ パッド
２５４ ガイド部材
２５５ 温度センサ
２６０ 定着ベルト
２７０ 加圧ローラ
２８０ 補助ローラ
２８０Ａ 第２加圧ローラ
２８０Ｂ 溝付きローラ
２９０ 給紙ガイド
Ｐ 転写材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus equipped with a belt fixing device.
[0002]
[Prior art]
In a belt fixing device mounted on an image forming apparatus, a heated fixing belt is heated and pressed by a support roller and a pressure roller together with a transfer material on which a toner image is transferred, and the transfer material is fixed. Is considerably strong, especially to the fixing belt, as well as the support roller and pressure roller. It is necessary to maintain durability.
[0003]
However, in order to make the temperature in the circumferential direction of the fixing belt uniform even at the time of release, it is necessary to rotate the fixing belt. However, if the pressure bonding between the support roller and the pressure roller is released, the rigidity and driving of the belt itself are released. Due to the frictional relationship with the support roller as a roller, the fixing belt cannot be rotated satisfactorily only by driving rotation of the support roller. And the pressure-bonding of the pressure roller cannot always be released.
[0004]
However, if this is done, the temperature of the pressure roller will also rise, and if paper feeding is started again in this state, the temperature drop of the pressure roller immediately after the start will increase, resulting in a change in glossiness, and fixing. Quality is impaired. The temperature of the fixing belt and the pressure roller cannot be controlled independently.
[0005]
Further, if the time for pressure bonding is increased, damage to each member is increased, and the life of the fixing device is also shortened.
[0006]
In order to avoid this situation, a process for lowering the temperature of the pressure roller in advance is started before the start of paper passing, so that the warm-up time becomes longer and a large amount of power is required, and the efficiency of image formation is also reduced. To do.
[0007]
The ratio of the power consumption of the fixing device to the entire image forming apparatus is relatively large, and as a means for suppressing such energy consumption as much as possible, the one shown in Patent Document 1 has been proposed.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-314042
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the problems of the belt fixing device as described above, avoids an increase in the temperature drop of the pressure roller immediately after the start of paper feeding, and does not show a gloss change as gloss unevenness. It is an object of the present invention to provide a belt fixing device that can be fixed to an image forming apparatus that can fix a toner image and does not increase power consumption.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
This object is achieved by any one of the following technical means (1) to (4).
[0011]
(1) A heating roller having heating means, a support roller disposed in parallel with and spaced from the heating roller, a fixing belt stretched endlessly between the heating roller and the support roller, and the fixing belt A pressure roller provided opposite to the support roller via the first belt, and a first roller formed in contact with the fixing belt without applying pressure to the support roller via the fixing belt. A portion for performing a fixing step, a portion for performing a second fixing step in which the pressure roller is formed by applying pressure to the support roller via the fixing belt, and a pressure contact / separation mechanism between the pressure roller and the fixing belt In a belt fixing device having
The belt fixing device is characterized in that the fixing belt is driven by the supporting roller included therein and has a second pressure roller facing the supporting roller via the fixing belt as an auxiliary roller.
[0012]
(2) A heating roller having heating means, a support roller disposed in parallel with and spaced from the heating roller, a fixing belt stretched endlessly between the heating roller and the support roller, and the fixing belt A belt fixing device having a pressure roller provided to face the support roller via a pressure roller, and a pressure contact and separation mechanism between the pressure roller and the fixing belt;
The fixing belt is driven by the included supporting roller, and a grooved roller in which an outer peripheral surface contacting the supporting roller via the fixing belt is partially arranged in the axial direction is pressed as an auxiliary roller. A belt fixing device.
[0013]
(3) A heating roller having heating means, a support roller disposed in parallel with and spaced from the heating roller, a fixing belt stretched endlessly between the heating roller and the support roller, and the fixing belt A belt fixing device having a pressure roller provided to face the support roller via a pressure roller, and a pressure contact and separation mechanism between the pressure roller and the fixing belt;
The fixing belt is driven by the supporting roller included therein, an auxiliary roller is pressed against the supporting roller via the fixing belt, and the auxiliary roller is movable in the axial direction. apparatus.
[0014]
(4) Any one of (1) to (3), wherein the auxiliary roller has a pressure contact / separation mechanism with respect to the fixing belt, and is pressed when the pressure roller is separated. The belt fixing device according to Item.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. The description in this column does not limit the technical scope of the claims or the meaning of terms. In addition, the following assertive description in the embodiment of the present invention shows the best mode, and does not limit the meaning or technical scope of the terms of the present invention.
[0016]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing a color image forming apparatus as an embodiment of an image forming apparatus equipped with a belt fixing device of the present invention.
[0017]
This color image forming apparatus is called a tandem type color image forming apparatus, and includes a plurality of sets of image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K, an endless belt-shaped intermediate transfer body unit 7, a paper feeding and conveying means 21, and And a belt fixing device 24 as fixing means. A document image reading device SC is disposed on the upper part of the main body A of the image forming apparatus.
[0018]
An image forming unit 10Y that forms a yellow image includes a drum-shaped photoconductor 1Y as a first image carrier, a charging unit 2Y, an exposure unit 3Y, a developing unit 4Y disposed around the photoconductor 1Y, A primary transfer roller 5Y as a primary transfer unit and a cleaning unit 6Y are provided. An image forming unit 10M that forms a magenta image includes a drum-shaped photosensitive member 1M as a first image carrier, a charging unit 2M, an exposing unit 3M, and a developing unit 4M disposed around the photosensitive unit 1M. A primary transfer roller 5M as a primary transfer unit and a cleaning unit 6M are provided. An image forming unit 10C for forming a cyan image includes a drum-shaped photoconductor 1C as a first image carrier, a charging unit 2C, an exposure unit 3C, and a developing unit 4C arranged around the photoconductor 1C. A primary transfer roller 5C as a primary transfer unit and a cleaning unit 6C are provided. The image forming unit 10K that forms a black image includes a drum-shaped photoconductor 1K as a first image carrier, a charging unit 2K, an exposure unit 3K, a developing unit 4K, and a primary transfer arranged around the photoconductor 1K. A primary transfer roller 5K and a cleaning means 6K are provided as means.
[0019]
The endless belt-like intermediate transfer body unit 7 includes an endless belt-like intermediate transfer body 70 as a second image carrier having a semiconductive endless belt shape that is wound around a plurality of rollers and is rotatably supported.
[0020]
The images of the respective colors formed by the image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K are sequentially transferred and synthesized on the rotating endless belt-shaped intermediate transfer body 70 by the primary transfer rollers 5Y, 5M, 5C, and 5K. A color image is formed. A transfer material P such as a sheet as a recording medium accommodated in the sheet feeding cassette 20 is fed by a sheet feeding means 21, passes through a plurality of intermediate rollers 22 A, 22 B, 22 C, 22 D, and a registration roller 23, and is subjected to secondary transfer. The color image is transferred onto the transfer material P by being conveyed to the means 5A. The transfer material P onto which the color image has been transferred is fixed by the belt fixing device 24, is sandwiched between the discharge rollers 25, and is placed on the discharge tray 26 outside the apparatus.
[0021]
On the other hand, after the color image is transferred to the transfer material P by the secondary transfer roller 5A as the secondary transfer means, the residual toner is removed by the cleaning means 6A from the endless belt-shaped intermediate transfer body 70 from which the transfer material P is separated by curvature. The
[0022]
During the image forming process, the primary transfer roller 5K is always in pressure contact with the photoreceptor 1K. The other primary transfer rollers 5Y, 5M, and 5C are pressed against the corresponding photoreceptors 1Y, 1M, and 1C, respectively, only during color image formation.
[0023]
The secondary transfer roller 5A is in pressure contact with the endless belt-shaped intermediate transfer body 70 only when the transfer material P passes through the secondary transfer roller 5A.
[0024]
Further, the housing 8 can be pulled out from the apparatus main body A through the support rails 82L and 82R.
[0025]
The housing 8 includes image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K and an endless belt-shaped intermediate transfer body unit 7.
[0026]
The image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K are arranged in tandem in the vertical direction. An endless belt-shaped intermediate transfer body unit 7 is disposed on the left side of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K in the figure. The endless belt-shaped intermediate transfer body unit 7 includes an endless belt-shaped intermediate transfer body 70 that can be rotated by winding rollers 71, 72, 73, 74, and 76, primary transfer rollers 5Y, 5M, 5C, and 5K, and cleaning means 6A. It consists of.
[0027]
The image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K and the endless belt-shaped intermediate transfer body unit 7 are integrally pulled out from the main body A by the drawer operation of the housing 8.
[0028]
In this way, a toner image is formed on the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K by charging, exposing, and developing, and the toner images of each color are primarily transferred and superimposed on the endless belt-shaped intermediate transfer body 70. Are collectively transferred onto the transfer material P and fixed and fixed by the belt fixing device 24 by pressure and heating. The photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K after transferring the toner image to the endless belt-shaped intermediate transfer body 70 clean the residual toner remaining on the photoreceptor during the transfer by the cleaning units 6Y, 6M, 6C, and 6K. Thereafter, the charging, exposure and development cycle described above is entered, and the next image formation is performed.
[0029]
The image forming apparatus of the present invention has a great feature in the belt fixing device 24 mounted on the image forming apparatus. As an example, the belt fixing device 24A shown in the configuration diagram of FIG. 2 and the configuration diagram of FIG. 3 as another example. The belt fixing device 24B shown in FIG.
[0030]
The belt fixing device 24A shown in FIG. 2 has an endless fixing belt 260, and an internal support roller that supports and conveys the fixing belt 260, and pressurizes and heat-fixes the transfer material P such as paper between the fixing belt 260. 250, an external pressure roller 270 facing the support roller 250, and a heating roller 240 disposed with the support roller 250 to wind the fixing belt 260. The heating roller 240 has a heating source 241 as a heating means, and the fixing belt 260 is wound around a part of the outer periphery thereof. A pair of rollers including the support roller 250 and an external pressure roller 270 opposite to the support roller 250 constitutes a main nip portion formed between the fixing belt 260 and the transfer material P. A roller 280 is provided. The heating source 241 is a halogen heater, a ceramic heater, an induction heating type heating device, or the like.
[0031]
In addition to the configuration of the belt fixing device 24A described above, the belt fixing device 24B shown in FIG. 3 includes the fixing belt 260 together with the rollers 240 and 250 in order to bring the fixing belt 260 into close contact with the surface of the pressure roller 270. A pad 253 and a guide member 254 wound around are provided so that an auxiliary nip is formed upstream of the main nip portion.
[0032]
The auxiliary nip makes use of the flexibility of the fixing belt 260 and is effective in securing a large heating time with a small internal support roller diameter and a relatively small pressing force.
[0033]
Prior to the main pressure nip as the second fixing step formed between the two rollers, the transfer material P is sandwiched between the pressure roller 270 and the fixing belt 260 that is in close contact with the external pressure roller 270, and assists. The nip is pressed by the pad 253 as a support member, and preheating is applied as the first fixing step. Further, in the subsequent main nip portion, the toner is reliably and stably fixed to the transfer material P by the heat of the fixing belt 260 and the strong pressure generated by the support roller 250 and the pressure roller 270. Since the Si rubber layer on the surface of the external pressure roller 270 is brought into contact with the toner layer through a PFA or PTFE releasable layer having a very thin surface on the fixing belt 260, the Si rubber is deformed and the Following the unevenness of the transfer material P and the toner layer, contact is made uniformly and uniform fixing without uneven gloss is performed, the toner image has an appropriate gloss, and after fixing, the transfer material P is stable. Separate from the fixing belt 260.
[0034]
In the belt fixing devices 24A and 24B, the fixing belt 260 is driven by a support roller 250 (not shown). However, the present invention is not limited to this, and it can be driven by both the support roller and the pressure roller. Then, the transfer material P holding the toner image conveyed to the fixing region by the paper feed guide 290 and the fixing belt 260 are pressed by being sandwiched between the internal support roller 250 and the external pressure roller 270.
[0035]
The belt fixing devices 24A and 24B continue smooth fixing when the paper is passed. On the other hand, the pressure applied to the pressure roller 270 is quite strong, so that the fixing belt 260, and further the support roller 250 and the pressure roller 270, in particular. There is considerable damage, and in order to alleviate this, it is necessary to maintain durability by releasing the pressure bonding between the support roller and the pressure roller except during paper passing.
[0036]
However, it is necessary to rotate the fixing belt 260 in order to make the temperature in the circumferential direction of the fixing belt uniform at the time of release, but if the pressure bonding between the support roller 250 and the pressure roller 270 is released, the belt itself Due to the rigidity and the frictional relationship with the support roller 250 as a drive roller, the fixing belt 260 cannot be rotated satisfactorily only by the drive rotation of the support roller 250, so that a uniform heat distribution of the fixing belt 260 is obtained. In other words, a stable fixing quality cannot be achieved at the start of paper feeding. Therefore, in order to stably and surely rotate the fixing belt 260 even during a rest period other than paper passing, there is an idea that the support roller 250 and the pressure roller 270 are pressed and the rotation is continued. However, when the support belt 250 and the pressure roller 270 are pressed and the fixing belt is rotated during the rest period other than the sheet passing in this way, the transfer material P does not exist, so that the heat at the nip portion is reduced. The temperature of the pressure roller 270 increases to about 170 ° C., and when the sheet is resumed in this state, the temperature of the pressure roller 270 decreases to an appropriate temperature of 120 to 130 ° C. due to the sheet passing. Takes time and causes uneven gloss. Such a situation must be avoided. For this reason, the following measures are taken in the present invention.
[0037]
That is, when the support roller 250 is a driving roller, if the pad 253 and the guide member 254 are provided as the preceding pressing portion, the sliding resistance of the portion is much greater than when the pad 253 and the guide member 254 are not provided. When the pressure is released, the fixing belt 260 becomes more difficult to rotate.
[0038]
Thus, the fixing belt can be rotated even when the pressure roller 270 is released by pressing the second pressure roller 280A as the auxiliary roller 280 with the support roller 250 as the driving roller.
[0039]
Since it is desirable that the second pressure roller 280A has a heat capacity as small as possible, a material having a small diameter and a high heat insulating property is preferable.
[0040]
Then, the second pressure roller 280A is switched so as to contact and press the support roller 250 in place of the pressure of the pressure roller 270 during the rest period when no paper is passed.
[0041]
Then, the second pressure roller 280A is switched so as to contact and press the fixing belt 260 on the support roller 250 in place of the pressure of the pressure roller 270 during the rest period when no paper is passed. A pressure contact / separation mechanism 280M for the pressure roller 280A and a pressure contact / separation mechanism 270M for the pressure roller 270 are provided.
[0042]
As shown in detail in FIG. 3, the support roller 250 is driven, and the second pressure roller 280A is attached to a rotating shaft 289 at the end of a lever 285 that rotates about a fixed central shaft 281 and is supported. When the roller 250 is attached to or detached from the fixing belt 260, the pressure contact / separation mechanism 280M is operated so that the second pressure roller 280A is moved in the direction of arrow a by the change of the phase of the cam 286 and the spring 287.
[0043]
The pressure roller 270 is also attached to the rotary shaft 271 at the tip of the lever 275 that rotates about the fixed shaft 279 so that the pressure roller 270 can move in the direction of arrow b by the phase change of the cam 276 and the spring 277. A pressure contact / separation mechanism 270M of the pressure roller 270 is operated.
[0044]
A temperature sensor 255 is embedded in the guide member 254, and the temperature of the fixing belt 260 is detected and contributes to control of the fixing temperature. Further, since the guide member 254 contacts the inside of the fixing belt 260, there is no influence on the image.
[0045]
By adopting such a configuration, it is possible to greatly reduce the warm-up time and to obtain an image forming apparatus having the belt fixing devices 24, 24A, 24B having a stable glossiness.
[0046]
As described above, the second pressure roller 280A is installed as the auxiliary roller 280 so that the fixing belt 260 can be smoothly rotated even when the pressure roller 270 is released.
[0047]
When the auxiliary roller 280 is replaced with the second pressure roller 280A, as shown in a side view of FIG. 4, the roller surface in contact with the fixing belt 260 is a grooved roller 280B partially disposed in the axial direction. The area in contact with the fixing belt 260 can be reduced, and the effect of preventing the temperature of the fixing belt 260 from being lowered can be provided.
[0048]
As shown in FIG. 3, when the grooved roller 280B is applied to the belt fixing device 24B of the type provided with the first fixing step and the second fixing step and having the pre-pressurization, the fixing belt is used. If the force pressing the 260 against the support roller 250 as a driving roller is made too weak, the fixing belt 260 may have a large rotational resistance, and the fixing belt 260 may not be rotated stably.
[0049]
However, as schematically shown in the configuration diagram of FIG. 2, in the belt fixing device 24A of the type that does not have the preceding pressurization, the rotational resistance of the fixing belt 260 is small. The attached roller 280B is also sufficiently rotated.
[0050]
The second pressure roller 280A and the grooved roller 280B as the auxiliary roller 280 are preferably movable in the axial direction. If the second pressure roller 280A or the grooved roller 280B is continuously applied to the same portion of the fixing belt 260 as the auxiliary roller 280, the second pressure roller 280A or the grooved roller 280B is axially moved. The above-mentioned cause is eliminated by dispersing the portion where the second pressure roller 280A and the grooved roller 280B contact the fixing belt 260.
[0051]
This is particularly effective when the width of the second pressure roller 280A and the grooved roller 280B (the width in the direction perpendicular to the sheet passing direction) is shorter than the width of the fixing belt 260.
[0052]
It is particularly preferable to reduce the width of the second pressure roller 280A because the heat capacity of the second pressure roller 280A as the auxiliary roller 280 is reduced.
[0053]
When the auxiliary roller 280 is a roller of the above-mentioned grooved roller 280B type, it is particularly effective to deal with it while moving in the axial direction.
[0054]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the pressurization of the pressure roller is released, the fixing belt can be stably rotated by pressurizing the auxiliary roller, so that the warm-up time can be greatly shortened and power can be saved. In addition, an image forming apparatus having a fixing means with stable glossiness can be obtained.
[0055]
In addition, since the heat capacity of the auxiliary roller is small, it is possible to rotate the fixing belt even when the pressure roller is released from pressure, while preventing the temperature of the fixing belt from being lowered. Stable performance can be obtained over a period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing a color image forming apparatus as an embodiment of an image forming apparatus equipped with a belt fixing device of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of an example of a belt fixing device of the present invention mounted on an image forming apparatus.
FIG. 3 is a configuration diagram of an example of a belt fixing device of the present invention mounted on an image forming apparatus.
FIG. 4 is a side view of a second pressure roller as an auxiliary roller mounted on an example of the belt fixing device of the present invention.
[Explanation of symbols]
1Y, 1M, 1C, 1K Photoconductors 4Y, 4M, 4C, 4K Developing means 5Y, 5M, 5C, 5K Primary transfer roller 5A as primary transfer means Secondary transfer rollers 6Y, 6M, 6C as secondary transfer means 6K cleaning means 7 endless belt-shaped intermediate transfer body units 24, 24A, 24B belt fixing device 70 endless belt-shaped intermediate transfer body 240 heating roller 241 heating source 250 support roller 253 pad 254 guide member 255 temperature sensor 260 fixing belt 270 pressure roller 280 Auxiliary roller 280A Second pressure roller 280B Grooved roller 290 Paper feed guide P Transfer material
