JP2009075167A

JP2009075167A - Fixing device and image forming apparatus

Info

Publication number: JP2009075167A
Application number: JP2007241427A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Ito; 和善伊藤; Yasuhiro Uehara; 康博上原; Yasutaka Naito; 康隆内藤; Motofumi Baba; 基文馬場; Hideaki Ohara; 秀明大原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2009-04-09

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device and image forming apparatus, capable of reducing elongation of an image by reducing a slip resulting from a circumferential speed difference between a fixing member and a pressure rotator. SOLUTION: The fixing device 100 includes a gear with clutch 206 provided in a gear train for transmitting driving force from a drive gear 184 to a fixing belt drive gear 214. When fixing is performed, a pressure roll 104 is thermally expanded by the heat of a fixing belt 102 to increase the circumferential speed of the pressure roll 104 more than the circumferential speed of the fixing belt 102. When the circumferential speed of the fixing belt 102 rotated by the pressure roll 104 is larger than the circumferential speed of the fixing belt 102 rotated by the driving force of a drive motor 180, the gear with clutch 206 is idled to interrupt the driving force transmitted from the drive gear 184 to the fixing belt drive gear 214. Consequently, since the fixing belt 102 is co-rotated with the pressure roll 104 with hardly causing the slip by the circumferential speed difference, the elongation of a toner image during fixing can be reduced. COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus.

従来、プリンタや複写機等の画像形成装置において、記録用紙上に転写されたトナー像を、熱源を備えた定着ロールと加圧ロールとで形成されるニップ部に通して、熱と圧力の作用でトナーを溶融して定着する定着装置が利用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a printer or a copying machine, a toner image transferred onto a recording sheet is passed through a nip formed by a fixing roll and a pressure roll provided with a heat source, and the action of heat and pressure is applied. A fixing device that melts and fixes toner is used.

定着ロール、加圧ロールは、端部に駆動用ギアが取り付けられ、モータ等の駆動源から該駆動用ギアに駆動力が伝達されることにより回転する。 The fixing roll and the pressure roll have a driving gear attached to their ends, and rotate when a driving force is transmitted to the driving gear from a driving source such as a motor.

ここで、定着ロール及び加圧ロールに駆動用ギアを取り付けた定着装置の一例として、駆動源と定着ロールの駆動用ギアとの間に伝達ギアを配置すると共に、定着ロールの駆動用ギアと加圧ロールの駆動用ギアを噛合させた定着装置がある（例えば、特許文献１参照）。 Here, as an example of a fixing device in which a driving gear is attached to the fixing roll and the pressure roll, a transmission gear is disposed between the driving source and the fixing roll driving gear, and the fixing roll driving gear and the addition roller are added. There is a fixing device in which a driving roller of a pressure roll is engaged (for example, see Patent Document 1).

特許文献１の定着装置は、駆動源から伝達ギアを介して定着ロールの駆動用ギアに駆動力を伝達させ、定着ロール及び加圧ロールを回転させている。
特開平１１−２２４０１１号公報 In the fixing device of Patent Document 1, a driving force is transmitted from a driving source to a driving gear of a fixing roll via a transmission gear, and the fixing roll and the pressure roll are rotated.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-2224011

本発明は、定着部材と加圧回転体の周速差によるスリップの発生を抑えて、画像の伸びを抑えることができる定着装置及び画像形成装置を得ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus that can suppress the occurrence of slip due to a difference in peripheral speed between a fixing member and a pressure rotator, thereby suppressing image elongation.

本発明の請求項１に係る定着装置は、加熱されて現像剤を記録媒体に定着する無端状の定着部材と、前記定着部材の内側に配置された支持体と、前記定着部材を前記支持体へ加圧する加圧回転体と、定着時に前記定着部材に前記加圧回転体を接触させ、非定着時に離間させる接離手段と、を備え、駆動源から前記加圧回転体に駆動力を伝達する第１駆動力伝達手段と、前記駆動源から前記定着部材に駆動力を伝達する第２駆動力伝達手段と、前記駆動力によって回転する前記定着部材の周速よりも前記加圧回転体によって回転する前記定着部材の周速が大きいとき、前記第２駆動力伝達手段から前記定着部材へ伝達される駆動力を遮断する駆動力遮断手段と、を有することを特徴としている。 The fixing device according to claim 1 of the present invention is an endless fixing member that fixes a developer onto a recording medium by being heated, a support disposed inside the fixing member, and the fixing member as the support. And a contact / separation means for bringing the pressure rotator into contact with the fixing member at the time of fixing and separating the member at the time of non-fixing, and transmitting a driving force from the driving source to the pressure rotator. The first driving force transmitting means, the second driving force transmitting means for transmitting the driving force from the driving source to the fixing member, and the pressure rotator than the peripheral speed of the fixing member rotated by the driving force. Driving force blocking means for blocking the driving force transmitted from the second driving force transmitting means to the fixing member when the peripheral speed of the rotating fixing member is high.

本発明の請求項２に係る定着装置は、前記第１駆動力伝達手段及び前記第２駆動力伝達手段がギア列で構成され、前記駆動力遮断手段がクラッチで構成されたことを特徴としている。 The fixing device according to claim 2 of the present invention is characterized in that the first driving force transmission means and the second driving force transmission means are constituted by a gear train, and the driving force cutoff means is constituted by a clutch. .

本発明の請求項３に係る定着装置は、前記定着部材の周速度を検知する速度検知手段と、前記速度検知手段で検知された前記定着部材の周速度と予め設定された前記定着部材の基準速度とが等しくなるように、前記駆動源の回転速度を変更制御する制御手段と、を有することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a fixing device that includes a speed detecting means for detecting a peripheral speed of the fixing member, a peripheral speed of the fixing member detected by the speed detecting means, and a preset reference for the fixing member. And control means for changing and controlling the rotational speed of the drive source so that the speed becomes equal.

本発明の請求項４に係る画像形成装置は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置と、露光光を出射する露光部と、前記露光部の前記露光光で形成された潜像を現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像部と、前記現像部で顕在化された前記現像剤像を記録媒体上に転写する転写部と、前記転写部で前記現像剤像が転写された記録媒体を前記定着装置に搬送する搬送部と、を備えたことを特徴としている。 An image forming apparatus according to a fourth aspect of the present invention is formed by the fixing device according to any one of the first to third aspects, an exposure unit that emits exposure light, and the exposure light of the exposure unit. A developing unit that exposes the latent image formed with a developer to form a developer image, a transfer unit that transfers the developer image that is exposed in the developing unit onto a recording medium, and the developing unit that transfers the development image. And a conveying unit that conveys the recording medium onto which the agent image has been transferred to the fixing device.

請求項１の発明は、本構成を有していない場合に比較して、定着部材と加圧回転体の周速差によるスリップの発生を抑えて、画像の伸びを抑えることができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of slip due to the difference in the peripheral speed between the fixing member and the pressure rotator, and to suppress the expansion of the image, as compared with the case where this configuration is not provided.

請求項２の発明は、本構成を有していない場合に比較して、定着部材へ伝達される駆動力の遮断が容易となる。 According to the second aspect of the present invention, the driving force transmitted to the fixing member can be easily interrupted as compared with the case where this configuration is not provided.

請求項３の発明は、本構成を有していない場合に比較して、さらに画像の伸びを抑えることができる。 The invention of claim 3 can further suppress the elongation of the image as compared with the case where the present configuration is not provided.

請求項４の発明は、本構成を有していない場合に比較して、画像の伸びを抑えることができる。 The invention of claim 4 can suppress the elongation of the image as compared with the case where the present configuration is not provided.

本発明の定着装置及び画像形成装置の実施形態を図面に基づき説明する。 Embodiments of a fixing device and an image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１には、画像形成装置としてのプリンタ１０が示されている。 FIG. 1 shows a printer 10 as an image forming apparatus.

プリンタ１０において、プリンタ１０の本体を構成する筐体１２に光走査装置５４が固定されており、光走査装置５４に隣接する位置に、光走査装置５４及びプリンタ１０の各部の動作を制御する制御ユニット５０が設けられている。 In the printer 10, the optical scanning device 54 is fixed to the housing 12 constituting the main body of the printer 10, and control for controlling the operation of each part of the optical scanning device 54 and the printer 10 at a position adjacent to the optical scanning device 54. A unit 50 is provided.

光走査装置５４は、図示しない光源から出射された光ビームを回転多面鏡（ポリゴンミラー）で走査し、反射ミラー等の複数の光学部品で反射して、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の各トナーに対応した光ビーム６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋを出射するようになっている。 The optical scanning device 54 scans a light beam emitted from a light source (not shown) with a rotating polygon mirror (polygon mirror), reflects it with a plurality of optical components such as a reflection mirror, and produces yellow (Y), magenta (M), Light beams 60Y, 60M, 60C, and 60K corresponding to cyan (C) and black (K) toners are emitted.

光ビーム６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋは、それぞれ対応する各感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに導かれる。 The light beams 60Y, 60M, 60C, and 60K are guided to the corresponding photoreceptors 20Y, 20M, 20C, and 20K, respectively.

プリンタ１０の下方側には、記録用紙Ｐを収納する用紙トレイ１４が設けられている。用紙トレイ１４の上方には、記録用紙Ｐの先端部位置を調整する一対のレジストローラ１６が設けられている。 A paper tray 14 for storing the recording paper P is provided below the printer 10. A pair of registration rollers 16 for adjusting the position of the leading end of the recording paper P is provided above the paper tray 14.

プリンタ１０の中央部には、画像形成ユニット１８が設けられている。画像形成ユニット１８は、前述の４つの感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを備えており、これらが上下一列に並んでいる。 An image forming unit 18 is provided at the center of the printer 10. The image forming unit 18 includes the above-described four photoconductors 20Y, 20M, 20C, and 20K, which are arranged in a vertical line.

感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの回転方向上流側には、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの表面を帯電する帯電ローラ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋが設けられている。 Charging rollers 22Y, 22M, 22C, and 22K that charge the surfaces of the photoreceptors 20Y, 20M, 20C, and 20K are provided on the upstream side in the rotation direction of the photoreceptors 20Y, 20M, 20C, and 20K.

また、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの回転方向下流側には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各トナーをそれぞれ感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ上に現像する現像器２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋが設けられている。 Further, on the downstream side in the rotation direction of the photoconductors 20Y, 20M, 20C, and 20K, developing units 24Y, 24M that develop the Y, M, C, and K toners on the photoconductors 20Y, 20M, 20C, and 20K, respectively. 24C and 24K are provided.

一方、感光体２０Ｙ、２０Ｍには第１中間転写体２６が接触し、感光体２０Ｃ、２０Ｋには第２中間転写体２８が接触している。そして、第１中間転写体２６、第２中間転写体２８には第３中間転写体３０が接触している。 On the other hand, the first intermediate transfer member 26 is in contact with the photoconductors 20Y and 20M, and the second intermediate transfer member 28 is in contact with the photoconductors 20C and 20K. The third intermediate transfer member 30 is in contact with the first intermediate transfer member 26 and the second intermediate transfer member 28.

第３中間転写体３０と対向する位置には、転写ロール３２が設けられている。転写ロール３２と第３中間転写体３０との間を記録用紙Ｐが搬送され、第３中間転写体３０上のトナー画像を記録用紙Ｐに転写させる。 A transfer roll 32 is provided at a position facing the third intermediate transfer member 30. The recording paper P is conveyed between the transfer roll 32 and the third intermediate transfer body 30, and the toner image on the third intermediate transfer body 30 is transferred to the recording paper P.

記録用紙Ｐが搬送される用紙搬送路３４の下流には、定着装置１００が設けられている。定着装置１００は、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４を有しており、記録用紙Ｐを加熱・加圧してトナー画像を記録用紙Ｐ上に定着させる。 A fixing device 100 is provided downstream of the paper conveyance path 34 through which the recording paper P is conveyed. The fixing device 100 includes a fixing belt 102 and a pressure roll 104, and heats and presses the recording paper P to fix the toner image on the recording paper P.

トナー画像が定着された記録用紙Ｐは、用紙搬送ロール３６でプリンタ１０の上部に設けられたトレイ３８に排出される。 The recording paper P on which the toner image is fixed is discharged to a tray 38 provided on the upper portion of the printer 10 by a paper transport roll 36.

ここで、プリンタ１０の画像形成について説明する。 Here, image formation of the printer 10 will be described.

画像形成が開始されると、各感光体２０Ｙ〜２０Ｋの表面が帯電ローラ２２Ｙ〜２２Ｋによって一様に帯電される。 When image formation is started, the surfaces of the photoreceptors 20Y to 20K are uniformly charged by the charging rollers 22Y to 22K.

光走査装置５４から出力画像に対応した光ビーム６０Ｙ〜６０Ｋが、帯電後の感光体２０Ｙ〜２０Ｋの表面に照射され、感光体２０Ｙ〜２０Ｋ上に各色分解画像に応じた静電潜像が形成される。 Light beams 60Y to 60K corresponding to the output image are irradiated from the optical scanning device 54 onto the surfaces of the charged photoreceptors 20Y to 20K, and electrostatic latent images corresponding to the respective color separation images are formed on the photoreceptors 20Y to 20K. Is done.

この静電潜像に対して、現像装置２４Ｙ〜２４Ｋが選択的に各色、すなわちＹ〜Ｋのトナーを付与し、感光体２０Ｙ〜２０Ｋ上にＹ〜Ｋ色のトナー画像が形成される。 The developing devices 24Y to 24K selectively apply toners of respective colors, that is, Y to K, to the electrostatic latent images, and Y to K toner images are formed on the photoreceptors 20Y to 20K.

その後、マゼンタ用の感光体２０Ｍから第１中間転写体２６にマゼンタのトナー画像が一次転写される。また、イエロー用の感光体２０Ｙから第１中間転写体２６にイエローのトナー画像が一次転写され、第１中間転写体２６上で前記マゼンタのトナー画像に重ね合わされる。 Thereafter, the magenta toner image is primarily transferred from the magenta photosensitive member 20M to the first intermediate transfer member 26. Further, a yellow toner image is primarily transferred from the yellow photoreceptor 20Y to the first intermediate transfer member 26, and is superimposed on the magenta toner image on the first intermediate transfer member 26.

一方、同様にブラック用の感光体２０Ｋから第２中間転写体２８にブラックのトナー画像が一次転写される。また、シアン用の感光体２０Ｃから第２中間転写体２８にシアンのトナー画像が一次転写され、第２中間転写体２８上で前記ブラックのトナー画像に重ね合わされる。 On the other hand, similarly, a black toner image is primarily transferred from the black photosensitive member 20K to the second intermediate transfer member 28. Further, a cyan toner image is primarily transferred from the cyan photoconductor 20 C to the second intermediate transfer member 28, and is superimposed on the black toner image on the second intermediate transfer member 28.

第１中間転写体２６へ一次転写されたマゼンタとイエローのトナー画像は、第３中間転写体３０へ二次転写される。一方、第２中間転写体２８へ一次転写されたブラックとシアンのトナー画像も、第３中間転写体３０へ二次転写される。 The magenta and yellow toner images primarily transferred to the first intermediate transfer member 26 are secondarily transferred to the third intermediate transfer member 30. On the other hand, the black and cyan toner images primarily transferred to the second intermediate transfer member 28 are also secondarily transferred to the third intermediate transfer member 30.

ここで先に二次転写されているマゼンタ、イエローのトナー画像と、シアンおよびブラックのトナー画像とが重ね合わされ、カラー（３色）とブラックのフルカラートナー画像が第３中間転写体３０上に形成される。 Here, the magenta and yellow toner images that have been secondarily transferred first, and the cyan and black toner images are superimposed, and a color (three colors) and black full-color toner images are formed on the third intermediate transfer member 30. Is done.

二次転写されたフルカラートナー画像は、第３中間転写体３０と転写ロール３２との間のニップ部に達する。そのタイミングに同期して、レジストロール１６から記録用紙Ｐが当該ニップ部分に搬送され、記録用紙Ｐ上にフルカラートナー画像が三次転写（最終転写）される。 The secondary color transferred full-color toner image reaches the nip portion between the third intermediate transfer body 30 and the transfer roll 32. In synchronization with the timing, the recording paper P is conveyed from the registration roll 16 to the nip portion, and a full-color toner image is thirdarily transferred (final transfer) onto the recording paper P.

この記録用紙Ｐは、その後、定着装置１００に送られ、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４とのニップ部を通過する。その際、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４とから与えられる熱と圧力との作用により、フルカラートナー画像が記録用紙Ｐに定着する。定着後、記録用紙Ｐは用紙搬送ロール３６によりトレイ３８に排出され、記録用紙Ｐへのフルカラー画像形成が終了する。 Thereafter, the recording paper P is sent to the fixing device 100 and passes through a nip portion between the fixing belt 102 and the pressure roll 104. At that time, the full color toner image is fixed on the recording paper P by the action of heat and pressure applied from the fixing belt 102 and the pressure roll 104. After fixing, the recording paper P is discharged to the tray 38 by the paper transport roll 36, and the formation of the full color image on the recording paper P is completed.

次に、本実施形態に係る定着装置１００について説明する。 Next, the fixing device 100 according to the present embodiment will be described.

図２に示すように、定着装置１００は、記録用紙Ｐの進入又は排出を行うための開口が形成された筐体１２２を備えている。 As shown in FIG. 2, the fixing device 100 includes a housing 122 in which an opening for entering or discharging the recording paper P is formed.

筐体１２２の内部には、矢印Ｄ方向へ回転する無端状の定着ベルト１０２が設けられている。 Inside the housing 122, an endless fixing belt 102 that rotates in the direction of arrow D is provided.

定着ベルト１０２は、図４ｂに示すように、内側から外側に向けて基層１３４、発熱層１３２、保護層１３０、弾性層１２８、及び離型層１２６で構成されており、これらが積層され一体となっている。 As shown in FIG. 4b, the fixing belt 102 is composed of a base layer 134, a heat generating layer 132, a protective layer 130, an elastic layer 128, and a release layer 126 from the inside to the outside. It has become.

基層１３４は、定着ベルト１０２の強度を保持するベースとなるもので、ポリイミド（ＰＩ）で構成されている。基層１３４の厚さは３０〜８０μｍとしている。なお、基層１３４として、非磁性ステンレスを用いてもよい。 The base layer 134 serves as a base for maintaining the strength of the fixing belt 102 and is made of polyimide (PI). The thickness of the base layer 134 is 30 to 80 μm. As the base layer 134, nonmagnetic stainless steel may be used.

発熱層１３２は、前述の磁界Ｈ（図２参照）を打ち消す磁界を生成するように渦電流が流れる電磁誘導作用により発熱する金属材料であり、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、錫、鉛、ビスマス、ベリリウム、アンチモン、又はこれらの合金の金属材料を用いることができる。本実施形態では、固有抵抗を１．７×１０^−８Ωｍ以下に小さくして必要な発熱量を効率よく得ること、及び低コストの観点から、発熱層１３２として銅を用いている。 The heat generating layer 132 is a metal material that generates heat by an electromagnetic induction effect in which an eddy current flows so as to generate a magnetic field that cancels the magnetic field H (see FIG. 2). For example, gold, silver, copper, aluminum, zinc, tin , Lead, bismuth, beryllium, antimony, or a metal material of these alloys can be used. In the present embodiment, copper is used as the heat generating layer 132 from the viewpoint of efficiently obtaining a necessary heat generation amount by reducing the specific resistance to 1.7 × 10 ⁻⁸ Ωm or less and low cost.

また、発熱層１３２は、熱容量ができるだけ小さい方が定着装置１００のウォームアップ時間を短縮することができるため、できるだけ薄い層を設けることが望ましく、１０μｍとしている。 In addition, the heat generation layer 132 is preferably as thin as possible because it is possible to shorten the warm-up time of the fixing device 100 when the heat capacity is as small as possible.

保護層１３０は、基層と同等の合成樹脂で厚さを４０−６０μｍ、あるいは非磁性ステンレス（固有抵抗７．２×１０^−７Ωｍ）で構成され、厚さを３０〜６０μｍとしている。また、ニッケル（固有抵抗７×１０^−８Ωｍ）で構成され、厚さを５〜９μｍとしてもよい。 The protective layer 130 is made of synthetic resin equivalent to the base layer and has a thickness of 40-60 μm or nonmagnetic stainless steel (specific resistance 7.2 × 10 ⁻⁷ Ωm), and has a thickness of 30-60 μm. Further, it may be made of nickel (specific resistance 7 × 10 ⁻⁸ Ωm) and the thickness may be 5 to 9 μm.

弾性層１２８は、優れた弾性と耐熱性が得られる等の観点から、シリコン系ゴム、又はフッ素系ゴムが用いられ、本実施形態ではシリコンゴムを用いている。 The elastic layer 128 is made of silicon rubber or fluorine rubber from the viewpoint of obtaining excellent elasticity and heat resistance. In the present embodiment, silicon rubber is used.

離型層１２６は、記録用紙Ｐ上で溶融されたトナーＴ（図２参照）との接着力を弱めて、記録用紙Ｐを定着ベルト１０２から剥離し易くするために設けられる。優れた表面離型性を得るためには、離型層１２６として、フッ素樹脂、シリコン樹脂、又はポリイミド樹脂を用いることが好ましく、本実施形態ではＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）を用いている。なお、本実施形態では、離型層１２６の厚さは３０μｍとしている。 The release layer 126 is provided in order to weaken the adhesive force with the toner T (see FIG. 2) melted on the recording paper P so that the recording paper P can be easily separated from the fixing belt 102. In order to obtain excellent surface releasability, it is preferable to use a fluororesin, a silicon resin, or a polyimide resin as the release layer 126. In this embodiment, PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer) is used. Resin). In the present embodiment, the thickness of the release layer 126 is 30 μm.

一方、定着ベルト１０２の外周面と対向する位置には、絶縁性の材料で構成されたボビン１０８が配置されている。ボビン１０８と定着ベルト１０２との間隔は１〜３ｍｍ程度となっている。ボビン１０８は、定着ベルト１０２の外周面に倣った略円弧状に形成されており、凸部１０８Ａが突設されている。 On the other hand, a bobbin 108 made of an insulating material is disposed at a position facing the outer peripheral surface of the fixing belt 102. The distance between the bobbin 108 and the fixing belt 102 is about 1 to 3 mm. The bobbin 108 is formed in a substantially arc shape that follows the outer peripheral surface of the fixing belt 102, and has a protruding portion 108A.

ボビン１０８には、励磁コイル１１０が、凸部１０８Ａを中心として軸方向（図２の紙面奥行き方向）に複数回巻き回されている。 An excitation coil 110 is wound around the bobbin 108 a plurality of times in the axial direction (the depth direction in FIG. 2) around the convex portion 108A.

励磁コイル１１０と対向する位置には、ボビン１０８の円弧状に倣って略円弧状に形成されたフェライト系の磁性体からなる磁性コア１１２が配置され、ボビン１０８に支持されている。 A magnetic core 112 made of a ferrite-based magnetic material formed in a substantially arc shape following the arc shape of the bobbin 108 is disposed at a position facing the exciting coil 110 and supported by the bobbin 108.

一方、定着ベルト１０２の内側には、非磁性体であるアルミニウムあるいは非磁性ステンレスからなる固定部材１１４が、定着ベルト１０２と非接触で配置され、両端が定着装置１００の筐体１２２に固定されている。 On the other hand, a fixing member 114 made of a nonmagnetic material such as aluminum or nonmagnetic stainless steel is disposed inside the fixing belt 102 in a non-contact manner with both ends fixed to the casing 122 of the fixing device 100. Yes.

固定部材１１４は、定着ベルト１０２と対向して円弧状に形成された円弧部１１４Ａと、柱状に形成された柱部１１４Ｂとで構成され、円弧部１１４Ａと柱部１１４Ｂは一体成形されている。 The fixing member 114 includes an arc portion 114A formed in an arc shape facing the fixing belt 102, and a column portion 114B formed in a column shape, and the arc portion 114A and the column portion 114B are integrally formed.

固定部材１１４の円弧部１１４Ａには、該円弧部１１４Ａに沿って、前述の磁性コア１１２と同様の材質からなる磁性コア１１６が設けられている。磁性コア１１６は、定着ベルト１０２と非接触状態となっている。この磁性コア１１６と磁性コア１１２との間で、定着ベルト１０２を貫通した磁界Ｈによる閉磁路が形成され、磁界Ｈが強められる。 A magnetic core 116 made of the same material as that of the magnetic core 112 described above is provided along the circular arc portion 114 A on the circular arc portion 114 A of the fixing member 114. The magnetic core 116 is not in contact with the fixing belt 102. A closed magnetic path is formed between the magnetic core 116 and the magnetic core 112 by the magnetic field H penetrating the fixing belt 102, and the magnetic field H is strengthened.

また、固定部材１１４の柱部１１４Ｂの端面には、定着ベルト１０２を内側から支持する支持部材１１８が固定されている。 A support member 118 that supports the fixing belt 102 from the inside is fixed to the end face of the column portion 114B of the fixing member 114.

支持部材１１８は、ウレタンゴム又はスポンジ等の弾性を有する部材で構成され、一端面が定着ベルト１０２の内周面と接触して定着ベルトを外方向へ押圧している。 The support member 118 is composed of a member having elasticity such as urethane rubber or sponge, and one end surface is in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt 102 to press the fixing belt outward.

一方、定着ベルト１０２の外周面と対向する位置には、定着ベルト１０２を支持部材１１８に向けて加圧するとともに、図示しないモータ及びギアからなる駆動機構により矢印Ｅ方向に回転する加圧ロール１０４が配置されている。 On the other hand, at a position facing the outer peripheral surface of the fixing belt 102, there is a pressure roll 104 that presses the fixing belt 102 toward the support member 118 and rotates in the direction of arrow E by a drive mechanism including a motor and a gear (not shown). Is arranged.

加圧ロール１０４は、ステンレスあるいはアルミニウム等の金属からなる芯金１０６の周囲に、スポンジ、シリコンゴム及びＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）が被覆された構成となっている。 The pressure roll 104 has a configuration in which a core metal 106 made of a metal such as stainless steel or aluminum is coated with sponge, silicon rubber, and PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer resin). .

また、加圧ロール１０４は、図５に示すリトラクト機構によって矢印Ａ、Ｂ方向に移動可能となっており、矢印Ａ方向に移動したときは定着ベルト１０２の外周面と接触して加圧し、矢印Ｂ方向に移動したときは定着ベルト１０２の外周面から離間するようになっている。 The pressure roll 104 can be moved in the directions of arrows A and B by the retract mechanism shown in FIG. 5. When the pressure roll 104 moves in the direction of arrow A, the pressure roller 104 comes into contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 102 and pressurizes. When moved in the B direction, it is separated from the outer peripheral surface of the fixing belt 102.

ここで、加圧ロール１０４のリトラクト機構について説明する。 Here, the retract mechanism of the pressure roll 104 will be described.

図５には、加圧ロール１０４を定着ベルト１０２に接触又は離間させるリトラクト機構部１５０が示されている。 FIG. 5 shows a retract mechanism unit 150 that contacts or separates the pressure roll 104 from the fixing belt 102.

リトラクト機構部１５０は、板金で構成され、加圧ロール１０４の両端部を回転可能に支持する図示しないベアリングが固定されたアーム部材１５２を有している。 The retract mechanism 150 is made of sheet metal, and includes an arm member 152 to which a bearing (not shown) that rotatably supports both ends of the pressure roll 104 is fixed.

アーム部材１５２は、筐体１２２の内側で加圧ロール１０４の両端部に立設された一対の側板１５４に、円柱状の支持ピン１５６によって取り付けられ、矢印Ｒ１方向に揺動可能となっている。 The arm member 152 is attached to a pair of side plates 154 erected on both ends of the pressure roll 104 inside the casing 122 by columnar support pins 156, and can swing in the direction of arrow R1. .

側板１５４の側面には、ボルト１５８が、側板１５４の側面と略平行に設けられている。ボルト１５８は、先端部が、側板１５４に突設された板状の固定部１６０の穴部１５７に締結され、後端部が、図示しない係合部に接着されることにより固定されるようになっている。 Bolts 158 are provided on the side surface of the side plate 154 substantially parallel to the side surface of the side plate 154. The bolt 158 is fastened at its tip end to a hole 157 of a plate-like fixing portion 160 protruding from the side plate 154 and fixed at its rear end by bonding to an engaging portion (not shown). It has become.

また、アーム部材１５２の支持ピン１５６と反対側には、ボルト１５８が挿通可能な大きさの穴部１５９が形成された板状の付勢部１６２が突設されている。 Further, a plate-like urging portion 162 in which a hole portion 159 having a size into which the bolt 158 can be inserted is formed on the opposite side of the arm member 152 from the support pin 156.

ここで、ボルト１５８が付勢部１６２の穴部１５９に挿通されると共に、所定の弾性力のバネ１６４がボルト１５８に外挿され、さらに、ボルト１５８の先端部が、穴部１５７に締結されることにより、固定部１６０と付勢部１６２の間にバネ１６４が設けられる。 Here, the bolt 158 is inserted into the hole 159 of the urging portion 162, the spring 164 having a predetermined elastic force is externally inserted into the bolt 158, and the tip of the bolt 158 is fastened to the hole 157. Thus, the spring 164 is provided between the fixing portion 160 and the urging portion 162.

アーム部材１５２は、バネ１６４の付勢力によって左側へ付勢される。これにより、加圧ロール１０４が、定着ベルト１０２から離れるようになっている。 The arm member 152 is biased to the left by the biasing force of the spring 164. Accordingly, the pressure roll 104 is separated from the fixing belt 102.

一方、アーム部材１５２の近傍には、略円柱状の支持ピン１６８を軸として矢印Ｒ２方向へ揺動する偏芯カム１６６が設けられている。 On the other hand, an eccentric cam 166 is provided in the vicinity of the arm member 152. The eccentric cam 166 swings in the arrow R2 direction about a substantially cylindrical support pin 168 as an axis.

偏芯カム１６６には、所定の歯数のギア部１７２が設けられている。ギア部１７２には、所定の歯数の駆動ギア１７４が噛合している。また、駆動ギア１７４は、図示しない電源によって駆動される駆動モータ１７６の正転（反時計回り）、逆転（時計回り）によって、偏芯カム１６６を揺動するようになっている。 The eccentric cam 166 is provided with a gear portion 172 having a predetermined number of teeth. A drive gear 174 having a predetermined number of teeth meshes with the gear portion 172. Further, the drive gear 174 swings the eccentric cam 166 by forward rotation (counterclockwise) and reverse rotation (clockwise) of a drive motor 176 driven by a power source (not shown).

ここで、駆動モータ１７６が正転ＯＮとなり、駆動ギア１７４が正転方向へ回転すると、偏芯カム１６６は、右側に揺動する。これにより、偏芯カム１６６が、アーム部材１５２と接触して、アーム部材１５２を定着ベルト１０２側へ揺動させ、加圧ロール１０４が、定着ベルト１０２に接触する。 Here, when the drive motor 176 is rotated forward and the drive gear 174 rotates in the forward direction, the eccentric cam 166 swings to the right. As a result, the eccentric cam 166 contacts the arm member 152 to swing the arm member 152 toward the fixing belt 102, and the pressure roll 104 contacts the fixing belt 102.

また、駆動モータ１７６が逆転ＯＮとなり、駆動ギア１７４が逆転方向へ回転すると、偏芯カム１６６は、左側に揺動する。これにより、偏芯カム１６６が、アーム部材１５２の接触部１７０から離れ、アーム部材１５２が、バネ１６４で左側へ付勢されて、加圧ロール１０４が、定着ベルト１０２から離れる。 Further, when the drive motor 176 is turned on in reverse and the drive gear 174 rotates in the reverse direction, the eccentric cam 166 swings to the left. As a result, the eccentric cam 166 is separated from the contact portion 170 of the arm member 152, the arm member 152 is urged to the left side by the spring 164, and the pressure roll 104 is separated from the fixing belt 102.

図２に示すように、加圧ロール１０４が定着ベルト１０２を支持部材１１８側に加圧すると、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４の接触部（ニップ部）において、定着ベルト１０２に凹部１０３が形成され、凹部１０３に隣接する位置に凸部１０５が形成される。 As shown in FIG. 2, when the pressure roll 104 presses the fixing belt 102 toward the support member 118, a concave portion 103 is formed in the fixing belt 102 at a contact portion (nip portion) between the fixing belt 102 and the pressure roll 104. Thus, a convex portion 105 is formed at a position adjacent to the concave portion 103.

このニップ部の形状は、トナーＴが載った記録用紙Ｐが通過するときに、定着ベルト１０２から剥離させる方向に湾曲した形状となっている。このため、矢印ＩＮ方向から搬送されてきた記録用紙Ｐは、それ自体の腰の強さでニップ部の形状に倣って矢印ＯＵＴ方向に排出される。 The shape of the nip portion is curved in a direction to be peeled from the fixing belt 102 when the recording paper P on which the toner T is loaded passes. Therefore, the recording paper P conveyed from the direction of the arrow IN is discharged in the direction of the arrow OUT following the shape of the nip portion with its own waist strength.

また、支持部材１１８は、定着ベルト１０２を加圧ロール１０４側に押圧するとともに定着ベルト１０２の内周面に倣って湾曲し、ニップ幅を広げる。 Further, the support member 118 presses the fixing belt 102 toward the pressure roll 104 and bends along the inner peripheral surface of the fixing belt 102 to widen the nip width.

定着ベルト１０２の裏面で、励磁コイル１１０と対向する領域で且つ記録用紙Ｐの通過領域には、定着ベルト１０２裏面の温度を測定するサーミスター１２０が接触して設けられている。サーミスター１２０の接触位置は、記録用紙Ｐのサイズの大小によって測定値が変わらないように、定着ベルトの軸方向（図２の紙面奥行き方向）の略中央部となっている。 A thermistor 120 for measuring the temperature of the back surface of the fixing belt 102 is provided in contact with the back surface of the fixing belt 102 in the region facing the exciting coil 110 and the passing region of the recording paper P. The contact position of the thermistor 120 is substantially the center in the axial direction of the fixing belt (the depth direction of the paper surface in FIG. 2) so that the measured value does not change depending on the size of the recording paper P.

サーミスター１２０は、定着ベルト１０２裏面から与えられる熱量に応じて抵抗値が変化することで、定着ベルト１０２裏面の温度を計測する。 The thermistor 120 measures the temperature of the back surface of the fixing belt 102 by changing the resistance value according to the amount of heat given from the back surface of the fixing belt 102.

図４ａに示すように、サーミスター１２０は、配線１３６を介して、前述の制御ユニット５０（図１参照）の内部に設けられた制御回路１３８に接続されている。また、制御回路１３８は、配線１４０を介して通電回路１４２に接続されており、通電回路１４２は、配線１４４、１４６を介して前述の励磁コイル１１０に接続されている。 As shown in FIG. 4a, the thermistor 120 is connected to a control circuit 138 provided inside the control unit 50 (see FIG. 1) via a wiring 136. Further, the control circuit 138 is connected to the energizing circuit 142 via the wiring 140, and the energizing circuit 142 is connected to the above-described exciting coil 110 via the wirings 144 and 146.

ここで、制御回路１３８は、サーミスター１２０から送られた電気量に基づいて定着ベルト１０２裏面の温度を測定し、この測定温度と予め記憶させてある定着設定温度（本実施形態では１７０℃）と比較する。そして、測定温度が定着設定温度よりも低い場合は、通電回路１４２を駆動して励磁コイル１１０に通電し、磁気回路としての磁界Ｈ（図２参照）を発生させる。一方、測定温度が定着設定温度よりも高い場合は、通電回路１４２を停止するようになっている。 Here, the control circuit 138 measures the temperature of the back surface of the fixing belt 102 based on the amount of electricity sent from the thermistor 120, and the fixing temperature set in advance (170 ° C. in this embodiment). Compare with When the measured temperature is lower than the fixing set temperature, the energizing circuit 142 is driven to energize the exciting coil 110, and a magnetic field H (see FIG. 2) as a magnetic circuit is generated. On the other hand, when the measured temperature is higher than the set fixing temperature, the energization circuit 142 is stopped.

通電回路１４２は、制御回路１３８から送られる電気信号に基づいて駆動又は駆動停止され、配線１４４、１４６を介して励磁コイル１１０に所定の周波数の交流電流を供給又は供給停止するようになっている。 The energizing circuit 142 is driven or stopped based on an electric signal sent from the control circuit 138, and supplies or stops supplying an alternating current of a predetermined frequency to the exciting coil 110 via the wires 144 and 146. .

次に、定着ベルト１０２及び加圧ロール１０４の回転機構について説明する。なお、各シャフト及び各ギアは、前述の筐体１２２（図２参照）の側板に設けられている。 Next, the rotation mechanism of the fixing belt 102 and the pressure roll 104 will be described. Each shaft and each gear are provided on the side plate of the above-described casing 122 (see FIG. 2).

図６に示すように、定着装置１００は、前述の制御ユニット５０から通電されて駆動する駆動モータ１８０を備えている。 As shown in FIG. 6, the fixing device 100 includes a drive motor 180 that is energized and driven by the control unit 50 described above.

駆動モータ１８０には、シャフト１８２が取り付けられており、シャフト１８２に駆動ギア１８４が取り付けられている。駆動ギア１８４には、シャフト１８６に外挿された第１ギア１８８の大径部１８８Ｂが噛合されている。また、第１ギア１８８の小径部１８８Ａは、シャフト１９０に外挿された第２ギア１９２に噛合されている。 A shaft 182 is attached to the drive motor 180, and a drive gear 184 is attached to the shaft 182. The drive gear 184 meshes with a large-diameter portion 188B of the first gear 188 that is extrapolated to the shaft 186. Further, the small-diameter portion 188 A of the first gear 188 is meshed with the second gear 192 that is extrapolated to the shaft 190.

第２ギア１９２は、第１ギア１８８と異なる位置で、シャフト１９４に外挿された第３ギア１９６に噛合されている。第３ギア１９６は、第２ギア１９２と異なる位置で、シャフト１９８に外挿された第４ギア２００に噛合されている。 The second gear 192 is engaged with a third gear 196 that is extrapolated to the shaft 194 at a position different from the first gear 188. The third gear 196 is meshed with the fourth gear 200 that is extrapolated to the shaft 198 at a position different from the second gear 192.

第４ギア２００は、第３ギア１９６と異なる位置で、加圧ロール１０４のシャフト２０２に外挿された加圧ロール駆動ギア２０４に噛合されている。 The fourth gear 200 is meshed with a pressure roll drive gear 204 that is externally attached to the shaft 202 of the pressure roll 104 at a position different from the third gear 196.

加圧ロール駆動ギア２０４は、前述のリトラクト機構部１５０が動作しても、常時第４ギア２００と噛合するようになっている。 The pressure roll drive gear 204 is always meshed with the fourth gear 200 even if the retract mechanism 150 described above is operated.

一方、シャフト１８２には、駆動ギア１８４の他に、クラッチ付ギア２０６が設けられている。クラッチ付ギア２０６は、シャフト２０８に外挿された第５ギア２１０に噛合されている。 On the other hand, the shaft 182 is provided with a gear 206 with a clutch in addition to the drive gear 184. The clutch-equipped gear 206 is meshed with a fifth gear 210 that is externally attached to the shaft 208.

第５ギア２１０は、クラッチ付ギア２０６と異なる位置で、シャフト２１２に外挿された定着ベルト駆動ギア２１４に噛合されている。定着ベルト駆動ギア２１４は、略円柱状のキャップ部（図示せず）が形成されており、このキャップ部が定着ベルト１０２の一方の端部に嵌め込まれ、接着によって固定されている。 The fifth gear 210 is meshed with a fixing belt driving gear 214 that is externally attached to the shaft 212 at a position different from the gear 206 with the clutch. The fixing belt driving gear 214 is formed with a substantially cylindrical cap portion (not shown), and this cap portion is fitted into one end portion of the fixing belt 102 and fixed by adhesion.

なお、上記各ギアは、各シャフトと嵌合しており、図示しないＥリング等によりシャフトから抜けないように固定されている。 Each gear is fitted to each shaft, and is fixed so as not to come off the shaft by an E-ring (not shown) or the like.

また、クラッチ付ギア２０６は、駆動モータ１８０の駆動力によって回転するときの周速よりも、加圧ロール１０４によって回転するときの周速が大きいとき、空転して、駆動ギア１８４から定着ベルト駆動ギア２１４に伝達される駆動力を遮断するようになっている。 Further, the gear 206 with the clutch rotates idly when the peripheral speed when rotated by the pressure roll 104 is larger than the peripheral speed when rotated by the driving force of the drive motor 180, and the fixing gear is driven from the drive gear 184. The driving force transmitted to the gear 214 is cut off.

次に、プリンタ１０の制御ユニット５０について説明する。 Next, the control unit 50 of the printer 10 will be described.

図３に示すように、制御ユニット５０は、プリンタ１０の各種制御を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）７０と、各種制御プログラムが記憶されたプログラム記憶部（ＲＯＭ）７２と、前述のサーミスタ１２０で測定された温度測定データ又はその他の測定データを一時的に記憶し、又は消去するデータ記憶部（ＲＡＭ）７４と、所定のクロックで動作するタイマ７６とを有している。なお、制御ユニット５０は、前述の制御回路１３８（図４ａ参照）を含んでいる。 As shown in FIG. 3, the control unit 50 is measured by a central processing unit (CPU) 70 that performs various controls of the printer 10, a program storage unit (ROM) 72 that stores various control programs, and the thermistor 120 described above. It has a data storage unit (RAM) 74 for temporarily storing or deleting the measured temperature measurement data or other measurement data, and a timer 76 that operates at a predetermined clock. The control unit 50 includes the control circuit 138 (see FIG. 4a).

中央処理ユニット７０は、各種信号の入出力が行われる入出力インターフェース８０に接続されており、この入出力インターフェース８０を介して、スイッチ８２、ユーザーインターフェース（ＵＩ）８４、サーミスタ１２０、駆動モータ１８０、駆動モータ１７６、及び通電回路１４２に接続されている。なお、スイッチ８２は、プリンタ１０（図１参照）の電源をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチであり、ユーザーインターフェース８４は、画像形成等の実行をユーザーが直接指示するための入力パネル等で構成されている。 The central processing unit 70 is connected to an input / output interface 80 through which various signals are input / output. Via the input / output interface 80, a switch 82, a user interface (UI) 84, a thermistor 120, a drive motor 180, The drive motor 176 and the energization circuit 142 are connected. The switch 82 is a switch for turning on / off the power of the printer 10 (see FIG. 1), and the user interface 84 is configured by an input panel or the like for the user to directly instruct execution of image formation or the like. ing.

ここで、スイッチ８２、ユーザーインターフェース８４、及びサーミスタ１２０から入出力インターフェース８０を介してＣＰＵ７０に信号が入力されるようになっている。一方、ＣＰＵ７０からの制御信号は、入出力インターフェース８０を介して、駆動モータ１８０、駆動モータ１７６、及び通電回路１４２に出力されるようになっている。 Here, signals are input to the CPU 70 from the switch 82, the user interface 84, and the thermistor 120 via the input / output interface 80. On the other hand, a control signal from the CPU 70 is output to the drive motor 180, the drive motor 176, and the energization circuit 142 via the input / output interface 80.

次に、定着ベルト１０２の周速度検知について説明する。 Next, the peripheral speed detection of the fixing belt 102 will be described.

図２及び図７に示すように、定着ベルト１０２の外周面から所定距離離間して、フォトセンサ１１７が対向配置されている。 As shown in FIGS. 2 and 7, the photosensor 117 is disposed opposite to the outer peripheral surface of the fixing belt 102 at a predetermined distance.

フォトセンサ１１７は、図７ｂに示すように、フォトセンサ１１７の本体を構成する筐体１２１の内部に、光を出射する出射部１２３と、被検知対象物で反射された反射光（ＲＬ）を受光して電気信号に変換する受光部１２５とを備えている。 As shown in FIG. 7B, the photosensor 117 includes an emission unit 123 that emits light and reflected light (RL) reflected by the object to be detected in a housing 121 that constitutes the main body of the photosensor 117. A light receiving unit 125 that receives light and converts it into an electrical signal.

フォトセンサ１１７には、電源線１２７と信号線１２９が接続されている。ここで、図示しない電源から電源線１２７を介して電力供給されることで、出射部１２３から光を出射するようになっている。 A power supply line 127 and a signal line 129 are connected to the photosensor 117. Here, power is supplied from a power supply (not shown) via the power supply line 127 so that light is emitted from the emission unit 123.

また、信号線１２９の他端は、前述の入出力インターフェース８０（図３参照）を介してＣＰＵ７０（図３参照）に接続されており、受光部１２５で受光される光の光量に基づいて生成された電気信号（パルス信号）が、信号線１２９を通ってＣＰＵ７０に送られるようになっている。 The other end of the signal line 129 is connected to the CPU 70 (see FIG. 3) via the aforementioned input / output interface 80 (see FIG. 3), and is generated based on the amount of light received by the light receiving unit 125. The electrical signal (pulse signal) thus transmitted is sent to the CPU 70 through the signal line 129.

図７ａに示すように、定着ベルト１０２は、長手方向において、記録用紙Ｐ（矢印Ｃ方向に進行）が通過する通紙領域（Ｌ２）と、記録用紙Ｐが通過しない非通紙領域（Ｌ１、Ｌ３）を有している。ここで、定着ベルト１０２の非通紙領域Ｌ３に、アルミ箔あるいはベルト表面と反射率の異なる材料からなり矩形状のマーク材１１９が設けられている。 As shown in FIG. 7a, in the longitudinal direction, the fixing belt 102 includes a paper passing area (L2) through which the recording paper P (traveling in the direction of the arrow C) passes and a non-paper passing area (L1, L) through which the recording paper P does not pass. L3). Here, a rectangular mark material 119 made of aluminum foil or a material having a reflectance different from that of the belt surface is provided in the non-sheet passing region L3 of the fixing belt 102.

図７ｂに示すように、マーク材１１９は、予め定着ベルト１０２の製造過程において、弾性層１２８と離型層１２６の間に埋め込まれている。マーク材１１９の厚さは、６〜２０μｍとしている。 As shown in FIG. 7 b, the mark material 119 is embedded between the elastic layer 128 and the release layer 126 in advance in the process of manufacturing the fixing belt 102. The thickness of the mark material 119 is 6 to 20 μm.

なお、定着ベルト１０２の離型層１２６は、前述のフォトセンサ１１７の出射部１２３から出射された光を透過可能に構成されており、離型層１２６に入射した光は、マーク材１１７表面で反射され、反射光ＲＬとなって受光部１２５で受光される。 Note that the release layer 126 of the fixing belt 102 is configured to be able to transmit the light emitted from the emission portion 123 of the photosensor 117 described above, and the light incident on the release layer 126 is transmitted on the surface of the mark material 117. The light is reflected and becomes reflected light RL and received by the light receiving unit 125.

また、図７ａに示すように、前述のフォトセンサ１１７の取り付け位置は、マーク材１１９が移動する移動領域（Ｌ４）と対向する位置となっている。 Further, as shown in FIG. 7a, the mounting position of the above-described photosensor 117 is a position facing the moving region (L4) in which the mark material 119 moves.

ここで、定着ベルト１０２が矢印Ｘ方向に回転移動すると、マーク材１１９も矢印Ｘ方向に移動する。 Here, when the fixing belt 102 rotates in the arrow X direction, the mark material 119 also moves in the arrow X direction.

マーク材１１９がフォトセンサ１１７と対向する位置に来た場合、マーク材１１９で光が反射されるため、フォトセンサ１１７からＨＩ信号が出力される。一方、マーク材１１９がフォトセンサ１１７と対向する位置に無い場合、定着ベルト１０２表面で光が乱反射されるなどして、フォトセンサ１１７に反射光ＲＬがほとんど入射しないので、フォトセンサ１１７からＬＯ信号が出力される。 When the mark material 119 comes to a position facing the photo sensor 117, light is reflected by the mark material 119, so that an HI signal is output from the photo sensor 117. On the other hand, when the mark material 119 is not in a position facing the photosensor 117, light is diffusely reflected on the surface of the fixing belt 102, and the reflected light RL hardly enters the photosensor 117. Therefore, the LO signal is output from the photosensor 117. Is output.

これにより、ＨＩ信号及びＬＯ信号からなるパルス信号が生成される。マーク材１１９の幅を、このパルス信号の立ち上がり期間（ＨＩ）の時間で除することにより、定着ベルト１０２の周速度が求められる。 Thereby, a pulse signal composed of the HI signal and the LO signal is generated. The peripheral speed of the fixing belt 102 is obtained by dividing the width of the mark material 119 by the rise time (HI) of the pulse signal.

次に、定着装置１００の定着動作について説明する。 Next, the fixing operation of the fixing device 100 will be described.

図２及び図３に示すように、前述の画像形成工程においてトナー像が画像形成開始されるのと略同時に、駆動モータ１８０及び通電回路１４２に電力が供給され、定着ベルト１０２及び加圧ロール１０４が回転する。この時点では、加圧ロール１０４はリトラクト機構部１５０（図５参照）によって定着ベルト１０２から離間している。 As shown in FIGS. 2 and 3, power is supplied to the drive motor 180 and the energizing circuit 142 substantially simultaneously with the start of image formation of the toner image in the image forming process described above, and the fixing belt 102 and the pressure roll 104 Rotates. At this time, the pressure roll 104 is separated from the fixing belt 102 by the retract mechanism 150 (see FIG. 5).

続いて、定着ベルト１０２の導電層１３２に磁界Ｈによって渦電流が誘導され、定着ベルト１０２が発熱する。 Subsequently, an eddy current is induced in the conductive layer 132 of the fixing belt 102 by the magnetic field H, and the fixing belt 102 generates heat.

続いて、所定のタイミングで、リトラクト機構部１５０の駆動モータ１７６が駆動され、加圧ロール１０４が定着ベルト１０２に圧接される。 Subsequently, the drive motor 176 of the retract mechanism unit 150 is driven at a predetermined timing, and the pressure roll 104 is pressed against the fixing belt 102.

続いて、サーミスタ１２０で定着ベルト１０２の裏面温度を検知してフィードバック制御することで、定着ベルト１０２が所定の温度に加熱される。この状態で、未定着トナー像を担持した記録用紙Ｐが、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４の間の定着ニップ部に送り込まれる。 Subsequently, the thermistor 120 detects the back surface temperature of the fixing belt 102 and performs feedback control, whereby the fixing belt 102 is heated to a predetermined temperature. In this state, the recording paper P carrying the unfixed toner image is fed into the fixing nip portion between the fixing belt 102 and the pressure roll 104.

定着ニップ部内では、トナー像が加熱及び加圧され、記録用紙Ｐ上に定着される。 In the fixing nip portion, the toner image is heated and pressurized and fixed on the recording paper P.

続いて、記録用紙Ｐは、定着ニップ部の出口における定着ベルト１０２の曲率の変化によって定着ベルト１０２から剥離され、トレイ３８に搬送される。 Subsequently, the recording paper P is separated from the fixing belt 102 due to a change in the curvature of the fixing belt 102 at the exit of the fixing nip portion, and is conveyed to the tray 38.

次に、本発明の実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described.

図１に示すように、前述のプリンタ１０の画像形成工程を経て、トナーが転写された記録用紙Ｐが定着装置１００に送られる。そして、定着装置１００において、前述のようにトナー像が記録用紙Ｐに定着される。 As shown in FIG. 1, the recording paper P onto which the toner has been transferred is sent to the fixing device 100 through the image forming process of the printer 10 described above. In the fixing device 100, the toner image is fixed on the recording paper P as described above.

ここで、定着開始前は、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４が接触していないため、定着ベルト１０２の熱量が加圧ロール１０４に伝導せず、定着ベルト１０２を短時間で昇温加熱することができる。 Here, since the fixing belt 102 and the pressure roll 104 are not in contact before the fixing is started, the heat amount of the fixing belt 102 is not conducted to the pressure roll 104, and the fixing belt 102 is heated and heated in a short time. Can do.

ウォームアップ時間と消費電力量について、リトラクト機構部１５０を有する本実施形態の定着装置１００と、リトラクト機構部１５０を有していない従来の定着装置との比較をしたところ、表１の結果が得られた。 When the warm-up time and the power consumption are compared between the fixing device 100 of the present embodiment having the retract mechanism unit 150 and the conventional fixing device not having the retract mechanism unit 150, the results shown in Table 1 are obtained. It was.

表１に示すように、ウォームアップ時間が従来の１／５以下となり、消費電力量が１／２以下となることが確認された。 As shown in Table 1, it was confirmed that the warm-up time was 1/5 or less of the conventional one and the power consumption was 1/2 or less.

一方、連続して定着が行われると、定着ベルト１０２は熱容量が低いため、ほとんど外径が変化しないが、加圧ロール１０４は熱膨張によって外径が拡大することになる。

On the other hand, when the fixing is continuously performed, the fixing belt 102 has a low heat capacity, and thus the outer diameter hardly changes. However, the outer diameter of the pressure roll 104 increases due to thermal expansion.

特に、加圧ロール１０４の記録用紙Ｐが通過しない非通紙領域では、記録用紙Ｐに熱量が奪われずに蓄積されるため、通紙領域よりも温度が高温となり、外径が大きくなる。 In particular, in the non-sheet passing region where the recording paper P of the pressure roll 104 does not pass, the recording paper P accumulates without taking heat, so that the temperature is higher than the paper passing region and the outer diameter becomes larger.

図８ａに示すように、定着開始時、又は定着枚数が少ないときには、加圧ロール１０４は中央部と両端部で外径がほとんど変化していない。このため、定着ベルト駆動ギア２１４と加圧ロール駆動ギア２０４が所定の回転数で回転するとともに、該回転数に比例した周速度で、定着ベルト１０２、加圧ロール１０４が回転する。 As shown in FIG. 8a, when the fixing is started or when the number of fixed sheets is small, the outer diameter of the pressure roll 104 hardly changes between the central portion and both end portions. Therefore, the fixing belt driving gear 214 and the pressure roll driving gear 204 rotate at a predetermined rotational speed, and the fixing belt 102 and the pressure roll 104 rotate at a peripheral speed proportional to the rotational speed.

この状態では、定着ベルト１０２において、駆動モータ１８０の駆動力によって回転する周速と、加圧ロール１０４によって回転する周速が略等しいため、駆動ギア１８４とクラッチ付ギア２０６が接続された状態（ＣＮ）、即ち一体となって回転する。 In this state, in the fixing belt 102, since the peripheral speed rotated by the driving force of the drive motor 180 and the peripheral speed rotated by the pressure roll 104 are substantially equal, the drive gear 184 and the gear 206 with clutch are connected ( CN), that is, rotate together.

一方、図８ｂに示すように、連続定着を行うと、加圧ロール１０４の両端部の外径が、熱膨張によって、中央部の外径よりも大きくなる。これにより、駆動ギア１８４を所定の回転速度で回転しても、加圧ロール１０４の周速の方が定着ベルト１０２の周速より大きくなる。 On the other hand, as shown in FIG. 8b, when continuous fixing is performed, the outer diameters of both ends of the pressure roll 104 become larger than the outer diameter of the central part due to thermal expansion. As a result, even if the drive gear 184 is rotated at a predetermined rotational speed, the peripheral speed of the pressure roll 104 is greater than the peripheral speed of the fixing belt 102.

このままの状態で定着ベルト１０２及び加圧ロール１０４を回転させると、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４の間でスリップが生じて、両者の間を通過するトナー画像が伸びてしまう。 If the fixing belt 102 and the pressure roll 104 are rotated in this state, a slip occurs between the fixing belt 102 and the pressure roll 104, and the toner image passing between the two expands.

また、定着ベルト１０２は、加圧ロール１０４と接触しているため、加圧ロール１０４に合わせるようにして周速が大きくなり、定着ベルト駆動ギア２１４による周速よりも大きくなって、座屈し易くなってしまう。 Further, since the fixing belt 102 is in contact with the pressure roll 104, the peripheral speed increases so as to match the pressure roll 104, and the peripheral speed becomes larger than the peripheral speed by the fixing belt driving gear 214, so that the fixing belt 102 is easily buckled. turn into.

しかし、本発明では、駆動モータ１８０の駆動力によって回転する定着ベルト１０２の周速よりも、加圧ロール１０４によって回転する定着ベルト１０２の周速が大きいとき、クラッチ付ギア２０６が空転するので、駆動ギア１８４から定着ベルト駆動ギア２１４に伝達される駆動力が遮断される。 However, in the present invention, when the peripheral speed of the fixing belt 102 rotated by the pressure roll 104 is larger than the peripheral speed of the fixing belt 102 rotated by the driving force of the drive motor 180, the clutch-equipped gear 206 rotates idly. The driving force transmitted from the driving gear 184 to the fixing belt driving gear 214 is interrupted.

これにより、定着ベルト１０２は、加圧ロール１０４と連れ回りするようになり、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４の周速差によるスリップが生じにくくなるので、定着時のトナー画像の伸びを抑えることができる。 As a result, the fixing belt 102 rotates with the pressure roll 104, and slippage due to the difference in the peripheral speed between the fixing belt 102 and the pressure roll 104 is less likely to occur, so that the expansion of the toner image during fixing is suppressed. Can do.

また、駆動モータ１８０の駆動力によって回転する定着ベルト１０２の周速よりも、加圧ロール１０４によって回転する定着ベルト１０２の周速の方が大きくなることによる、ねじりせん断力の発生を抑えることができるので、定着ベルト１０２が座屈しにくくなり、定着装置１００を長期間使用可能となる。 In addition, generation of torsional shearing force due to the peripheral speed of the fixing belt 102 rotated by the pressure roll 104 being larger than the peripheral speed of the fixing belt 102 rotated by the driving force of the drive motor 180 can be suppressed. Therefore, the fixing belt 102 is less likely to buckle, and the fixing device 100 can be used for a long time.

ここで、連続定着時に、定着ベルト１０２を加圧ロール１０４に連れ回りさせるだけでは、周速度が増加していくことになる。 Here, at the time of continuous fixing, simply rotating the fixing belt 102 around the pressure roll 104 increases the peripheral speed.

しかし、本発明では、図７に示すように、定着ベルト１０２の周速度をフォトセンサ１１７で検知されるパルス信号に基づいて検知して、予め定めておいた基準速度よりも早い場合は、基準速度となるように、駆動モータ１８０の回転速度を低下させる。 However, in the present invention, as shown in FIG. 7, when the peripheral speed of the fixing belt 102 is detected based on the pulse signal detected by the photosensor 117 and is faster than a predetermined reference speed, The rotational speed of the drive motor 180 is decreased so that the speed is reached.

これにより、定着ベルト１０２が加圧ロール１０４と連れ回りしても、定着ベルト１０２の周速度の変動を抑えられる。 As a result, even if the fixing belt 102 rotates with the pressure roll 104, fluctuations in the peripheral speed of the fixing belt 102 can be suppressed.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。 In addition, this invention is not limited to said embodiment.

プリンタ１０は、固体の現像剤を用いる乾式の電子写真方式だけでなく、液体現像剤を用いるものであってもよい。 The printer 10 may use a liquid developer as well as a dry electrophotographic system using a solid developer.

定着ベルト１０２の温度の検知手段として、サーミスタ１２０の代わりに熱電対を用いてもよい。 A thermocouple may be used in place of the thermistor 120 as means for detecting the temperature of the fixing belt 102.

クラッチ付ギア２０６は、トルクリミッタを設けたギアであってもよい。 The clutch-equipped gear 206 may be a gear provided with a torque limiter.

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体図である。1 is an overall view of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る定着装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a fixing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る制御部の模式図である。It is a schematic diagram of the control part which concerns on embodiment of this invention. （ａ）本発明の実施形態に係る制御回路及び通電回路の接続図である。（ｂ）本発明の実施形態に係る定着ベルトの断面図である。(A) It is a connection diagram of the control circuit and energization circuit which concern on embodiment of this invention. (B) It is sectional drawing of the fixing belt which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るリトラクト機構部を示した構成図である。It is the block diagram which showed the retract mechanism part which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る各ギアの噛合状態を示した構成図である。It is the block diagram which showed the meshing state of each gear which concerns on embodiment of this invention. （ａ）本発明の実施形態に係るフォトセンサの配置を示した模式図である。（ｂ）本発明の実施形態に係るフォトセンサの光検知状態を示した模式図である。(A) It is the schematic diagram which showed arrangement | positioning of the photosensor which concerns on embodiment of this invention. (B) It is the schematic diagram which showed the light detection state of the photosensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るクラッチ付ギアの作用を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the effect | action of the gear with a clutch which concerns on embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１０プリンタ（画像形成装置）
１８画像形成ユニット（露光部）
２４現像器（現像部）
３２転写ロール（転写部）
３４用紙搬送路（搬送部）
５０制御ユニット（制御手段）
５４光走査装置（露光部）
１００定着装置（定着装置）
１０２定着ベルト（定着部材）
１０４加圧ロール（加圧回転体）
１１７フォトセンサ（速度検知手段）
１１８支持部材（支持体）
１５０リトラクト機構部（接離手段）
１８０駆動モータ（駆動源）
１８４駆動ギア（駆動源）
１８８第１ギア（第１駆動力伝達手段、ギア列）
１９２第２ギア（第１駆動力伝達手段、ギア列）
１９６第３ギア（第１駆動力伝達手段、ギア列）
２００第４ギア（第１駆動力伝達手段、ギア列）
２０４加圧ロール駆動ギア（第１駆動力伝達手段、ギア列）
２０６クラッチ付ギア（第２駆動力伝達手段、駆動力遮断手段、クラッチ）
２１０第５ギア（第２駆動力伝達手段、ギア列）
２１４定着ベルト駆動ギア（第２駆動力伝達手段、ギア列）
Ｐ記録用紙（記録媒体）
Ｔトナー（現像剤） 10 Printer (image forming device)
18 Image forming unit (exposure section)
24 Developer (Developer)
32 Transfer roll (transfer section)
34 Paper transport path (transport section)
50 Control unit (control means)
54 Optical scanning device (exposure unit)
100 Fixing device (fixing device)
102 Fixing belt (fixing member)
104 Pressurizing roll (Pressurizing rotating body)
117 Photosensor (speed detection means)
118 Support member (support)
150 Retract mechanism (contact / separation means)
180 Drive motor (drive source)
184 Drive gear (drive source)
188 1st gear (1st driving force transmission means, gear train)
192 Second gear (first driving force transmission means, gear train)
196 3rd gear (first driving force transmission means, gear train)
200 4th gear (first driving force transmission means, gear train)
204 Pressure roll drive gear (first drive force transmission means, gear train)
206 Gear with clutch (second driving force transmission means, driving force cutoff means, clutch)
210 fifth gear (second driving force transmission means, gear train)
214 Fixing belt driving gear (second driving force transmission means, gear train)
P Recording paper (recording medium)
T Toner (Developer)

Claims

An endless fixing member that is heated to fix the developer to the recording medium;
A support disposed inside the fixing member;
A pressure rotator for pressing the fixing member to the support;
Contact / separation means for bringing the pressure rotator into contact with the fixing member at the time of fixing and separating at the time of non-fixing,
First driving force transmission means for transmitting a driving force from a driving source to the pressurizing rotator;
Second driving force transmission means for transmitting a driving force from the driving source to the fixing member;
When the peripheral speed of the fixing member rotated by the pressure rotator is larger than the peripheral speed of the fixing member rotated by the driving force, the driving force transmitted from the second driving force transmitting means to the fixing member is A driving force blocking means for blocking;
A fixing device.

The fixing device according to claim 1, wherein the first driving force transmission unit and the second driving force transmission unit are configured by a gear train, and the driving force blocking unit is configured by a clutch.

Speed detecting means for detecting a peripheral speed of the fixing member;
Control means for changing and controlling the rotational speed of the drive source so that the peripheral speed of the fixing member detected by the speed detection means is equal to a preset reference speed of the fixing member;
The fixing device according to claim 1, further comprising:

A fixing device according to any one of claims 1 to 3,
An exposure unit that emits exposure light; and
A developing unit that exposes the latent image formed by the exposure light of the exposure unit with a developer to form a developer image;
A transfer unit that transfers the developer image made visible in the developing unit onto a recording medium;
A transport unit that transports the recording medium onto which the developer image has been transferred in the transfer unit to the fixing device;
An image forming apparatus comprising: