JP2012203220A - Fixing unit and image forming apparatus including the same - Google Patents
Fixing unit and image forming apparatus including the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012203220A JP2012203220A JP2011067945A JP2011067945A JP2012203220A JP 2012203220 A JP2012203220 A JP 2012203220A JP 2011067945 A JP2011067945 A JP 2011067945A JP 2011067945 A JP2011067945 A JP 2011067945A JP 2012203220 A JP2012203220 A JP 2012203220A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roller
- belt
- unit
- fixing unit
- image forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
Abstract
Description
本発明は、トナー像をシートに定着させる定着ユニット及び定着ユニットが組み込まれた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing unit that fixes a toner image on a sheet and an image forming apparatus incorporating the fixing unit.
複写機、ファクシミリ装置やプリンターといった画像形成装置は、典型的には、トナー画像をシートに定着させる定着ユニットを備える。ある種の定着ユニットは、加熱ローラーと、加熱ローラーに圧接される加圧ローラーとを含む。トナー画像を担持したシートが加熱ローラーと加圧ローラーとの間のニップ部を通過する間、トナー画像はシートに定着される。 Image forming apparatuses such as copying machines, facsimile machines, and printers typically include a fixing unit that fixes a toner image on a sheet. One type of fixing unit includes a heating roller and a pressure roller pressed against the heating roller. While the sheet carrying the toner image passes through the nip portion between the heating roller and the pressure roller, the toner image is fixed to the sheet.
他の種の定着ユニットは、加熱されたベルトと、ベルトに圧接される加圧ローラーとを備える。シートがベルトと加圧ローラーとの間のニップ部を通過する間、トナー画像はシートに定着される。特許文献1は、このようなベルトタイプの定着ユニットを開示する。 Another type of fixing unit includes a heated belt and a pressure roller pressed against the belt. While the sheet passes through the nip between the belt and the pressure roller, the toner image is fixed to the sheet. Patent Document 1 discloses such a belt-type fixing unit.
特許文献1によれば、定着ユニットは、上述のベルト及び加圧ローラーに加えて、ベルトに巻回される加熱ローラーと、加圧ローラーと協働してベルトを挟む定着ローラーとを備える。ベルトは、加熱ローラー及び定着ローラーに巻回される。定着ユニットは、ベルトの張力を維持するためのテンションローラーを備える。テンションローラーによって、ベルトの走行の安定化が図られる。 According to Patent Document 1, in addition to the above-described belt and pressure roller, the fixing unit includes a heating roller wound around the belt and a fixing roller that sandwiches the belt in cooperation with the pressure roller. The belt is wound around a heating roller and a fixing roller. The fixing unit includes a tension roller for maintaining the tension of the belt. The tension roller stabilizes the running of the belt.
特許文献1によれば、定着ユニットは、ベルト及び加熱ローラーを誘導加熱する加熱機構を備える。テンションローラーは、加熱ローラーと定着ローラーとの間で規定されるベルトの走行経路に対して直交する方向に付勢される。 According to Patent Document 1, the fixing unit includes a heating mechanism that induction-heats the belt and the heating roller. The tension roller is biased in a direction orthogonal to the belt travel path defined between the heating roller and the fixing roller.
加熱ローラーと定着ローラーとの間で規定されるベルトの走行経路に対して直交する方向に付勢されたテンションローラーは、加熱機構とベルトとの間の距離を変動させる。例えば、ベルトの張力が低下したとき、テンションローラーは、加熱ローラーの回転中心軸と定着ローラーの回転中心軸とを結ぶ直線から離間する方向へ変位する。ベルトの張力が上昇したとき、テンションローラーは加熱ローラーの回転中心軸と定着ローラーの回転中心軸とを結ぶ直線に向けて変位する。 A tension roller urged in a direction perpendicular to the belt travel path defined between the heating roller and the fixing roller changes the distance between the heating mechanism and the belt. For example, when the belt tension decreases, the tension roller is displaced in a direction away from a straight line connecting the rotation center axis of the heating roller and the rotation center axis of the fixing roller. When the belt tension increases, the tension roller is displaced toward a straight line connecting the rotation center axis of the heating roller and the rotation center axis of the fixing roller.
加熱ローラーの回転中心軸と定着ローラーの回転中心軸とを結ぶ直線に対するテンションローラーの離接は、加熱機構が規定する加熱区間の始点及び/又は終点におけるベルトと加熱機構との距離の変動を生じさせる。ベルトの温度制御に対する外乱因子となるベルトと加熱機構との距離の変動は、最終的に、トナー画像の定着工程に不具合を生じさせる。 The separation of the tension roller with respect to the straight line connecting the rotation center axis of the heating roller and the rotation center axis of the fixing roller causes a variation in the distance between the belt and the heating mechanism at the start point and / or end point of the heating section defined by the heating mechanism. Let Variation in the distance between the belt and the heating mechanism, which is a disturbance factor for the temperature control of the belt, ultimately causes a problem in the toner image fixing process.
上述の不具合は、誘導加熱方式の定着ユニットのみならず、ベルト外面に向けて熱エネルギーを供給する他の加熱機構を有する定着ユニットにも共通する。 The above-described problems are common not only to the induction heating type fixing unit but also to a fixing unit having another heating mechanism for supplying heat energy toward the outer surface of the belt.
本発明は、トナー画像の定着工程を好適に行う定着ユニット及び画像形成装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a fixing unit and an image forming apparatus that suitably perform a toner image fixing step.
上記目的を達成するために本発明の定着ユニットは、弧状の加熱区間を規定する加熱機構と、前記加熱区間に沿う周面を含む加熱ローラーと、前記周面に沿って前記加熱ローラーに巻回されるベルトと、該ベルトに張力を与える張力付加要素と、前記加熱ローラーと前記張力付加要素との間の前記ベルトの張設方向に沿う付勢方向に前記張力付加要素を付勢する付勢機構と、前記張力付加要素を支持する支持要素と、を備え、前記張力付加要素は、前記ベルトと当接する胴部と該胴部から延出するジャーナルと該ジャーナルを回転可能に支持するベアリングと前記付勢機構によって付勢されるとともに前記ベアリングを収納するホルダーとを備えるテンションローラーを含み、前記支持要素は、前記付勢方向に延在するスリットが形成された支持板を含み、前記ベアリングの外周面が前記スリットの内縁に当接することにより、前記ベアリングが前記付勢方向に摺動可能に支持されることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a fixing unit of the present invention includes a heating mechanism that defines an arc-shaped heating section, a heating roller that includes a peripheral surface along the heating section, and a winding around the heating roller along the peripheral surface. And a biasing element that biases the tensioning element in a biasing direction along a tensioning direction of the belt between the heating roller and the tensioning element. A mechanism, and a support element that supports the tension applying element, and the tension applying element includes a body that contacts the belt, a journal that extends from the body, and a bearing that rotatably supports the journal. A tension roller that is urged by the urging mechanism and includes a holder that houses the bearing, and the support element has a slit extending in the urging direction. Includes a lifting plate, by an outer peripheral surface of the bearing contacts the inner edge of the slit, is characterized in that the bearing is slidably supported by the biasing direction.
上記発明によれば、加熱ローラーとテンションローラーとの間のベルトの張設方向に沿う付勢方向に付勢されたテンションローラーは、ベルトの張力に応じて、ベルトの張設方向に移動する。従って、加熱機構とベルトとの間の間隔が変動しないので、ベルトに対する加熱量は、ベルトの張力変動にほとんど影響されない。また、テンションローを回転可能に支持するベアリングは支持板のスリットに移動可能に支持されるために、ベルトとテンションローラーとの間のガタつきが軽減され、加熱機構とベルトとの間の間隔が安定する。上述の如く、本発明に係る定着ユニット並びに定着ユニットが組み込まれた画像形成装置は、トナー画像の定着工程を好適に行うことができる。 According to the said invention, the tension roller urged | biased in the urging | biasing direction along the tension | tensile_strength direction of the belt between a heating roller and a tension roller moves to the tension | tensile_strength direction of a belt according to the tension | tensile_strength of a belt. Accordingly, since the distance between the heating mechanism and the belt does not vary, the amount of heating with respect to the belt is hardly affected by variations in belt tension. In addition, since the bearing that rotatably supports the tension row is movably supported by the slit of the support plate, the backlash between the belt and the tension roller is reduced, and the distance between the heating mechanism and the belt is reduced. Stabilize. As described above, the fixing unit and the image forming apparatus incorporating the fixing unit according to the present invention can suitably perform the toner image fixing step.
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施例について説明する。尚、以下の説明で用いられる「上」、「下」、「左」や「右」などの方向を表す用語は、単に、説明の明瞭化を目的とするものであり、何ら本発明を限定するものではない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that terms used in the following description, such as “up”, “down”, “left”, “right” and the like, are merely for the purpose of clarifying the explanation and do not limit the present invention. Not what you want.
<画像形成装置>
図1は、定着ユニットを備える画像形成装置の構成を示す概略図である。図1に示される画像形成装置1は、タンデム型のカラープリンターである。尚、本実施形態に係る原理は、プリンター、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機或いは外部から入力された画像情報に基づいて印刷媒体の表面にトナー画像を転写して印刷を行う他の装置に適用されてもよい。
<Image forming apparatus>
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus including a fixing unit. An image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is a tandem type color printer. The principle of the present embodiment is that printing is performed by transferring a toner image onto the surface of a print medium based on image information input from a printer, a copier, a facsimile machine, a multifunction machine having these functions, or an external input. It may be applied to other devices.
画像形成装置1は、四角箱状の筐体2を備える。筐体2内部で、カラー画像がシート上に形成される。筐体2の上面部には、シート排出部3が設けられる。シート排出部3には、カラー画像が印刷されたシートが排出される。シートは、例えば、コピー用紙、葉書、OHPシート、トレーシングペーパやトナー画像を形成可能な他の印刷媒体であってもよい。
The image forming apparatus 1 includes a square box-
筐体2は、シートを供給する給紙カセット5及び画像形成部7を収容する。また、筐体2には、シートを手差し式に供給するスタックトレイ6が取り付けられる。スタックトレイ6は、筐体2の右側面部に配設される。スタックトレイ6の上方に配設される画像形成部7は、画像形成装置1の外部から送信されてくる文字や絵柄などの画像データに基づいてシートに画像を形成する。
The
図1に示される筐体2の左部には、第1の搬送路9が形成される。給紙カセット5から繰り出されたシートは、第1の搬送路9を通じて、画像形成部7に搬送される。第2の搬送路10は、給紙カセット5の上方に形成される。スタックトレイ6から送られたシートは、第2の搬送路10を通じて、筐体2の左方から右方に向けて移動し、画像形成部7に到達する。筐体2内の左上部には、画像形成部7によって画像形成処理が施与されたシートに対して定着処理を行う定着ユニット500と、定着処理後のシートをシート排出部3に搬送する第3の搬送路11が設けられている。
A
給紙カセット5は、筐体2の外部(例えば、図1の右側)に引き出し可能に形成される。使用者は、給紙カセット5を引き出し、シートを補充することができる。給紙カセット5は、収納部16を備える。使用者は、収納部16に、様々なサイズのシートを選択的に収納可能である。収納部16に収納されているシートは、給紙ローラー17及び捌きローラー対18により1枚ずつ第1の搬送路9に向けて繰り出される。
The paper feed cassette 5 is formed so that it can be pulled out of the housing 2 (for example, on the right side in FIG. 1). The user can pull out the paper feed cassette 5 and replenish sheets. The paper feed cassette 5 includes a
スタックトレイ6は、筐体2の外面に沿う閉位置と筐体2の外面から突出する開位置(図1に示される)との間を上下に回動可能である。スタックトレイ6の手差し部19にはシートが1枚ずつ載置される。代替的に、使用者は、複数枚のシートを手差し部19に載置してもよい。手差し部19に載置されたシートはピックアップローラー20及び捌きローラー対21により1枚ずつ第2の搬送路10に向けて繰り出される。
The stack tray 6 can be rotated up and down between a closed position along the outer surface of the
第1の搬送路9と第2の搬送路10は、レジストローラー対22の手前で合流する。レジストローラー対22に到達したシートは、レジストローラー対22によって一時的に停止される。レジストローラー対22は、その後、シートに対してスキュー調整及びタイミング調整を行う。スキュー調整及びタイミング調整の後、レジストローラー対22は、二次転写部23に向けてシートを送出する。二次転写部23に送出されたシートには、中間転写ベルト40上のフルカラーのトナー画像が二次転写される。二次転写の後、シートは、定着ユニット500に送られる。定着ユニット500は、トナー画像をシート上に定着させる。必要に応じて、トナー画像がシートの一方の面に定着された後に、二次転写部23においてシートの他のもう一方の面に新たなフルカラーのトナー画像が形成されてもよい(両面印刷)。両面印刷が行われる場合には、トナー画像がシートの一方の面に定着された後に、シートは第4の搬送路12に送り出され、反転される。二次転写部23によって他のもう一方の面に形成された新たなトナー画像は、定着ユニット500によって定着される。その後、シートは、第3の搬送路11を通って排出ローラー対24によりシート排出部3に排出される。
The
画像形成部7は、ブラック(Bk)、イエロー(Y)、シアン(C)及びマゼンタ(M)のトナー画像をそれぞれ形成する4つの画像形成ユニット26〜29と、レーザー走査ユニット34とを備える。画像形成部7は、中間転写部30を更に備える。中間転写部30は、これら画像形成ユニット26〜29で形成されたトナー画像を合成して担持する。レーザー走査ユニット34は、画像形成装置1の外部から送信されてくる文字や絵柄などの画像データに従って、各画像形成ユニット26〜29の感光体ドラム32の周面にレーザービームを出射する。
The image forming unit 7 includes four
各画像形成ユニット26〜29は、感光体ドラム32と、感光体ドラム32の周面に対向して配設された帯電部33とを備える。レーザー走査ユニット34からのレーザービームは、帯電部33から見て感光体ドラム32の回転方向下流側の感光体ドラム32の周面に照射される。各画像形成ユニット26〜29は、レーザービームの照射位置から見て感光体ドラム32の回転方向下流側において感光体ドラム32の周面に対向して配設された現像部35を更に備える。現像部35は、レーザービームの照射によって形成された静電潜像を担持する感光体ドラム32の周面にトナーを供給し、トナー画像を形成する。感光体ドラム32の周面に形成されたトナー画像は中間転写部30へ転写される(一次転写)。各画像形成ユニット26〜29は、現像部35から見て感光体ドラム32の回転方向下流側において感光体ドラム32の周面に対向して配設されたクリーニング部36を更に備える。クリーニング部36は、一次転写後の感光体ドラム32の周面を清掃する。
Each of the
図1に示される各画像形成ユニット26〜29の感光体ドラム32は、駆動モーター(図示せず)により反時計回り方向に回転する。各画像形成ユニット26〜29の現像部35の各現像装置51内には、ブラックトナー、イエロートナー、シアントナー及びマゼンタトナーをそれぞれ含む二成分現像剤がそれぞれ収納される。
The
中間転写部30は、画像形成ユニット26の近傍位置に配設された後ローラー(駆動ローラー)38と、画像形成ユニット29の近傍位置に配設された前ローラー(従動ローラー)39と、後ローラー38と前ローラー39の間で延びる中間転写ベルト40とを備える。中間転写部30は、中間転写ベルト40を各画像形成ユニット26〜29の感光体ドラム32に押しつける4つの転写ローラー41を更に含む。転写ローラー41は、現像部35によって形成されたトナー画像を担持する感光体ドラム32の周面に中間転写ベルト40を押しつけ、中間転写ベルト40へのトナー画像の転写(一次転写)を達成する。
The
中間転写ベルト40へのトナー画像の転写の結果、中間転写ベルト40上で、ブラックトナー、イエロートナー、シアントナー及びマゼンタトナーによって形成されたトナー画像が重ね合わせられ、フルカラーのトナー画像が形成される。
As a result of the transfer of the toner image to the
第1の搬送路9は、中間転写部30に向けて延びる。給紙カセット5から送られたシートは、第1の搬送路9を通じて、中間転写部30に到達する。第1の搬送路9に沿って、シートを搬送するための複数の搬送ローラー対43が適切な位置に配置される。また、中間転写部30の上流に配設されるレジストローラー22は、第1の搬送路9を通過するシートの給紙タイミングを画像形成部7の画像形成動作に合わせて調整する。
The
定着ユニット500は、シートを加熱及び加圧する。この結果、シート上に形成された二次転写直後の未定着のトナー画像はシートに定着される。定着ユニット500は、シートに圧接されるベルト511を含むベルトユニット510と、ベルト511と協働してシートを挟む基準ローラー520とを備える。ベルトユニット510は、ベルト511に巻回される第1ローラー512及び第2ローラー513を備える。本実施形態において、第2ローラー513は、後述される加熱機構によって規定される加熱区間に沿う周面を含む加熱ローラーとして例示される。
The fixing
定着ユニット500の下流には、搬送ローラー対49が配設される。筐体2内には、二次転写部23から搬送ローラー対49に向けて延びる搬送路47が形成される。中間転写部30を通って搬送されたシートは、搬送路47を通じて、基準ローラー520とベルト511との間に形成されたニップ部に導入される。ニップ部で、トナー画像はシート上に定着される。基準ローラー520とベルト511との間を通過したシートは、その後、搬送路47を通じて第3の搬送路11に案内される。
A
搬送ローラー49は、第3の搬送路11にシートを送り出す。第3の搬送路11は、定着ユニット500で定着処理が行われたシートをシート排出部3に案内する。また、第3の搬送路11の出口に配設された排出ローラー対24は、シート排出部3へシートを排出する。
The
<定着ユニット>
図2は、定着ユニット500の概略的な断面図である。図3は、定着ユニット500の概略的な斜視図である。図1乃至図3を用いて、定着ユニット500が説明される。
<Fusing unit>
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the fixing
(加熱機構)
定着ユニット500は、上述のベルトユニット510及び基準ローラー520に加えて、ベルト511及び第2ローラー513を加熱するIHコイルユニット530を含む。本実施形態において、IHコイルユニット530は、加熱機構として例示される。
(Heating mechanism)
The fixing
第2ローラー513に隣接して配設されたIHコイルユニット530は、略Ω形状の断面を有するプラットフォーム200を備える(図2参照)。尚、図3において、プラットフォーム200は示されていない。非導電性の耐熱性樹脂(例えばPPS、PET、LCP)から薄板状に成型されたプラットフォーム200は、断面視で略半円筒形状の曲面部230を含む。曲面部230は、第2ローラー513の回転中心軸に対して略平行な一対の端縁を含む。プラットフォーム200は、曲面部230の一対の端縁それぞれから延出する一対の平板状の耳部240を更に含む。一対の耳部240それぞれは、適切な固定具250(例えば、ボルト)を用いて、画像形成装置1の筐体2に固定される。
The
曲面部230は、第2ローラー513から離間する方向に突出する一対の位置決め壁231を備える。位置決め壁231は、第2ローラー513の回転中心軸と略平行に延びる。IHコイルユニット530は、曲面部230に固定されるコイル531を備える。一対の位置決め壁231を基準に巻回されたエナメル線を含むコイル531は、曲面部230に沿うコイル面532を形成する。
The
IHコイルユニット530は、コイル531に電力を供給する電源(図示せず)を備える。電源からの電力供給によって、コイル531は磁界を発生させる。
The
IHコイルユニット530は、コイル531から生じた磁界中の磁力線の経路を規定する磁性要素260を備える。磁性要素260は、一対の耳部240それぞれに固定された一対の平板状のサイドコア533を含む。サイドコア533は、例えば、フェライトから成型される。コイル531から生じた磁界中の磁力線の経路は、サイドコア533を通過する。かくして、一対のサイドコア533は、コイル531からの磁界によって誘導加熱される加熱区間の始点S及び終点Eを規定する。IHコイルユニット530は、始点Sから終点Eまでの弧状の加熱区間において、第2ローラー513の周面に沿って巻回されたベルト511及び第2ローラー513を誘導加熱する(図2参照)。
The
磁性要素260は、加熱区間の中間位置に配設されたセンターコア535と、一対のサイドコア533それぞれとセンターコア535との間で延びるアーチコア534とを更に含む。アーチコア534は、例えば、フェライトから成型される。センターコア535は、第2ローラー513に対して、略平行に配設される。センターコア535の一部は、コイル面532の内縁に取り囲まれる。アーチコア534の基端部は、サイドコア533に接続される。アーチコア534の他端部は、センターコア535の周面に近接する。センターコア535、アーチコア534、サイドコア533及び加熱区間に存するベルト511によって取り囲まれる領域内にコイル面532は配設される。
The
図4は、プラットフォーム200上に載置されたコイル531、サイドコア533、アーチコア534及びセンターコア535を概略的に示す。図2乃至図4を用いて、IHコイルユニット530が更に説明される。
FIG. 4 schematically shows the
アーチコア534は、例えば、センターコア535の長手方向に間隔をおいて複数箇所に配置されるアーチコア片537を含む。アーチコア片537は、例えば、約幅10mmの略L字形状をなすフェライト部材であってもよい。アーチコア片537の高い配設密度は、加熱効率を向上させる。一方で、アーチコア片537の配設密度の低減は、製造コストの低減並びに定着ユニット500の軽量化に貢献する。したがって、アーチコア片537の配設密度は、好ましくは、加熱効率、製造コスト及び/又は軽量化に基づいて、適切に決定される。本実施形態において、複数のアーチコア片537は、等ピッチで整列される。代替的に、センターコア535の長手方向中心位置付近で、アーチコア片537の配設密度が低くされ、センターコア535の端部付近で、アーチコア片537の配設密度が高くされてもよい。アーチコア片537間の間隙は、例えば、アーチコア片537の幅の1/3以上1/2以下の範囲で定められてもよい。
The
サイドコア533は、例えば、連続的に配設された30mm以上60mm以下の複数のフェライト板から形成されてもよい。アーチコア534及びサイドコア533の配置は、例えば、コイル531から発生される磁界の磁束密度(磁界強度)分布に合わせて決定されてもよい。アーチコア片537が存在しない部分では、サイドコア533が磁界の集束効果を補い、センターコア535の長手方向での磁束密度分布(温度差)を均一化する。
The
図5は、センターコア535の長手方向の断面図である。図2、図3及び図5を用いて、IHコイルユニット530が更に説明される。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
センターコア535は、円柱状の導電性シャフト538と、導電性シャフト538を被覆する円筒形状の磁性筒539を備える。磁性筒539は、例えば、シリコン系接着剤を用いて、導電性シャフト538に接着される。磁性筒539は、例えば、外径14mm以上20mm以下の円筒形状をなす。導電性シャフト538は、円筒形状の磁性筒539と嵌合する胴部541と、一対のジャーナル542,543とを含む。ジャーナル542,543は、胴部541よりも細く形成される。胴部541に同軸に形成されたジャーナル542,543は、磁性筒539から外方に突出する。導電性シャフト538は、好ましくは、非磁性のステンレス鋼から形成される。ステンレス鋼製の導電性シャフト538は、センターコア535の変形を抑制する。尚、ジャーナル542及び543は、好ましくは、非導電性部材を用いて被覆される。かくして、コイル531から導電性シャフト538への電流の伝達が抑制される。
The
磁性筒539は、略円筒形状の複数の磁性筒片544を含む。磁性筒片544は、例えば、フェライトから成型される。複数の磁性筒片544は、導電性シャフト538に沿って連設される。導電性シャフト538の長手方向中心位置に配される磁性筒片544の外径は、導電性シャフト538の胴部541左右端に位置する磁性筒片544の外径よりも大きい。導電性シャフト538の中心に位置する磁性筒片544と導電性シャフト538の左右端に位置する磁性筒片544間の段差を補うように、磁気遮蔽板545が小径の磁性筒片544の外周面を部分的に被覆する。本実施形態において、磁気遮蔽板545が取り付けられたセンターコア535の周面領域は、第2ローラー513へ向かう磁力線の経路を遮断する遮断領域として例示される。
The
磁気遮蔽板545は、好ましくは、非磁性かつ良導電性の材料(例えば、無酸素銅)から形成される。磁気遮蔽板545の面に垂直な磁界の貫通は、誘導電流を発生させる。この誘導電流は、逆磁界を発生させ、錯交磁束(垂直な貫通磁界)をキャンセルする。この結果、磁気遮蔽板545は、磁界を遮蔽することが可能となる。良導電性部材から形成された磁気遮蔽板545は、更に、誘導電流に起因するジュール発熱を抑制し、効率よく磁界を遮蔽することができる。小さな固有抵抗を有する材料で形成された磁気遮蔽板545及び/又は厚い磁気遮蔽板545は、高い導電性を有する。磁気遮蔽板545の板厚は、好ましくは、0.5mm以上である。本実施形態において、約1mmの厚さの磁気遮蔽板545が用いられている。
The
図6は、センターコア535に接続される駆動機構の構成を示す模式図である。図1、図5及び図6を用いて、センターコア535を回転させる駆動機構が説明される。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the drive mechanism connected to the
駆動機構64は、ジャーナル542(或いは、ジャーナル543)を通じて、センターコア535を回転させる。センターコア535の回転により、磁気遮蔽板545の位置が変更される。磁気遮蔽板545の移動に伴い、コイル531への電力供給によって生じた磁界中の磁力線を遮蔽(抑制)するかどうかを選択することができる。
The
駆動機構64は、例えば、ステッピングモーター66と、ステッピングモーター66の回転を減速する減速機68とを備える。減速機68にセンターコア535のジャーナル542と接続されたギア549が噛み合う。ステッピングモーター66は、減速機68及びギア549を介して、センターコア535を回転させる。減速機68として、例えば、ウォームギアが用いられてもよい。駆動機構64は、更に、ギア549の回転に連動して回転するスリット付ディスク72と、スリット付ディスク72の回転角(即ち、センターコア535の回転角(基準位置からの回転変位量))を検出するフォトインタラプター74とを備える。
The
センターコア535の回転角は、例えば、ステッピングモーター66に印加する駆動パルス数によって制御される。駆動機構64はステッピングモーター66の回転を制御する制御回路640を備える。制御回路640は、例えば、制御用IC641、入力ドライバー642、出力ドライバー643及び半導体メモリ644を備える。フォトインタラプター74からの検出信号は、入力ドライバー642を通じて、制御用IC641に入力される。入力された信号に基づいて、制御用IC641が、現在のセンターコア535の回転角(位置)を検出する。一方、制御用IC641には、画像形成装置1が備える画像形成制御部650から現在のシートサイズに関する情報信号が送信される。画像形成制御部650からの情報信号を受信した後、制御用IC641は、半導体メモリ(ROM)644からシートサイズに適した回転角の情報を読み出し、目標とする回転角に到達する分の駆動パルスを一定周期で出力する。駆動パルスは、出力ドライバー643を通じて、ステッピングモーター66に印加される。駆動パルスにしたがって、ステッピングモーター66が作動する。なお、ステッピングモーター66の制御に際して基準位置だけを検出する必要がある場合には、スリット付ディスク72がインデックス部材として用いられてもよい。基準位置において、インデックス部材がフォトインタラプター74に検出されてもよい。
The rotation angle of the
(ベルトユニット及び基準ローラー)
図2及び図3を再度用いて、ベルトユニット510及び基準ローラー520が説明される。
(Belt unit and reference roller)
The
ベルトユニット510は、第1ローラー512と、IHコイルユニット530と第1ローラー512との間に配設される第2ローラー513と、第1ローラー512及び第2ローラー513を巻回するベルト511とを含む。基準ローラー520は、第1ローラー512と協働して、ベルト511を挟む。基準ローラー520とベルト511との間には、フラットニップが形成される。
The
ベルト511は、例えば、厚さ寸法約30μm以上約50μm以下のニッケル電鋳基材と、ニッケル電鋳基材上に積層されるシリコンゴム層と、シリコンゴム層上に形成される離型層(例えば、PFA層)を含む。第2ローラー513は、例えば、外径30mmの円筒状に形成される。第2ローラー513は、円筒形状の鉄基材と、鉄基材外周面に形成される肉厚寸法0.2mm以上1.0mm以下の離型層(例えば、PFA層)を含む。第1ローラー512は、例えば、円柱状に形成される。第1ローラー512は、ステンレス鋼からなる外径45mmの芯金ローラーと、芯金ローラーの外周面を被覆する厚さ5mm以上10mm以下のシリコンゴムからなるスポンジ層を含む。基準ローラー520は、例えば、外径50mmの円柱状に形成される。基準ローラー520は、ステンレス鋼からなる芯金ローラー、芯金ローラー外周面を被覆する厚さ2mm以上5mm以下のシリコンゴムからなるスポンジ層及び離型層(例えば、PFA層)を含む。基準ローラー520の金属製の芯材は、例えば、FeやAlを用いて形成されてもよい。この芯材上にSiゴム層が形成されてもよい。さらにSiゴム層の表層にフッ素樹脂層が形成されてもよい。
The
定着ユニット500は、ベルト511に張力を与えるテンションローラー540を更に備える。テンションローラー540は、第2ローラー513から第1ローラー512へ向かうベルト511の内面に当接する胴部310と、胴部310の端部から延出するジャーナル320とを含む(図3参照)。テンションローラー540は、走行中のベルト511の撓みの抑制並びにベルト511の走行の安定化に寄与する。胴部310は、好ましくは、アルミニウムから形成される。アルミニウム製の胴部310の高い熱伝導率によって、ベルト511の温度分布の変動が低減される。
The fixing
定着ユニット500は、非接触式にベルト511の温度を測定する温度センサー62を備える。プラットフォーム200に取り付けられた温度センサー62は、好ましくは、誘導加熱による発熱量がもっとも大きい部分に対向して配置される。尚、温度センサーに代えて、サーモスタットを用いて、ベルト511の温度が測定されてもよい。代替的に、第2ローラー513の内部に温度センサー62又はサーモスタットが配置されてもよい。温度センサーやサーモスタットといった温度測定要素の配設は、異常温度上昇時の安全性を向上に貢献する。
The fixing
(ベルトユニットに対する熱量制御)
図7は、ベルトユニット510に対する熱量制御を概略的に説明する。図7(a)は、第2ローラー513から最も離間した退却位置に配設された磁気遮蔽板545を備える定着ユニット500を概略的に示す断面図である。図7(b)は、第2ローラー513から最も近接した近接位置に配設された磁気遮蔽板545を備える定着ユニット500を概略的に示す断面図である。図6及び図7を用いて、ベルトユニット510に対する熱量制御が説明される。
(Heat amount control for belt unit)
FIG. 7 schematically illustrates heat amount control for the
駆動機構64によるセンターコア535の回転は、ベルトユニット510に対する熱量制御に用いられる。大きなサイズのシートに対する定着処理は、比較的広い範囲での熱量供給を要求する。一方、小さなサイズのシートに対する定着処理は、比較的狭い範囲での熱量供給を要求する。大きなサイズのシートが定着ユニット500を通過するとき、駆動機構64は、磁気遮蔽板545が退却位置に至るようにセンターコア535を回転させる。小さなサイズのシートが定着ユニット500を通過するとき、駆動機構64は、磁気遮蔽板545が近接位置に至るようにセンターコア535を回転させる。
The rotation of the
磁気遮蔽板545が退却位置にあるとき、コイル531が発生させた磁界の磁力線は、サイドコア533、アーチコア534及びセンターコア535を通過する第1経路P1を介して、第2ローラー513及びベルト511を通過する。この結果、強磁性体のベルト511及び第2ローラー513に渦電流が発生する。渦電流は、それぞれの材料の固有の抵抗に応じたジュール熱を発生させる。かくして、ベルト511及び第2ローラー513は磁気遮蔽板545に妨げられることなく全体的に加熱される。
When the
小さいサイズのシートを定着処理する場合、センターコア535の回転によって、コイル531が発生させた磁界中の磁力線の経路が切り換えられる。近接位置にある磁気遮蔽板545は、センターコア535と第2ローラー513との間に存する。したがって、図7(a)に示す第1の磁力の経路P1は、磁気遮蔽板545によって妨げられることで、磁力線の強度が大幅に小さくなる。この結果、小さなサイズのシートに対する定着処理では、磁気遮蔽板545が配設されたセンターコア535の両端部に対向するベルト511及び第2ローラー513の発熱量が低減される。
When fixing a small-size sheet, the path of the lines of magnetic force in the magnetic field generated by the
(ベルトユニット)
図8は、ベルトユニット510の平面図である。図2、図3及び図8を用いて、ベルトユニット510が説明される。
(Belt unit)
FIG. 8 is a plan view of the
ベルトユニット510の第2ローラー513は、弧状の加熱区間に沿うベルト511の走行経路を形成する略円柱形状の胴部518(図3参照)と、胴部518の端面から突出するジャーナル552(図3参照)と、胴部518とジャーナル552とを接続するベアリング561(図3参照)と、ベルト511の両縁それぞれに沿う一対の円板状のフランジ519(図3参照)とを備える。胴部518より大径のフランジ519は、ベルト511の走行の最大の振れ幅を規定する。フランジ519によって、ベルト511の横位置は、一対のフランジ519の間に適切に収められる。胴部518は、ベアリング561を介して、ジャーナル552周りに回転する。胴部518を回転させる駆動力は、ベルト511を介して、第1ローラー512から伝達される。
The
第2ローラー513のジャーナル552には、ブラケット562(図3参照)が取り付けられる。ブラケット562は、ベルトユニット510と基準ローラー520とを支持する支持枠(図示せず)との接続に用いられる。
A bracket 562 (see FIG. 3) is attached to the
図8に示される如く、ベルトユニット510は、支持板554を備える。第2ローラー513は、支持板554に適切に支持される。テンションローラー540は、ジャーナル320を回転可能に支持するベアリング321を備える。ベアリング321は、滑り軸受け、またはジャーナル320に対してボールを介装させた転がり軸受けからなる。支持板554には、ベアリング321を収容するスリット322が形成される。スリット322の輪郭を規定する支持縁323は、ベアリング321を移動可能に支持する。かくして、本実施形態において、支持板554は、テンションローラー540を支持する支持要素として例示される。
As shown in FIG. 8, the
支持板554に形成されたスリット322は、第2ローラー513とテンションローラー540とによって規定されるベルト511の走行区間(図2参照)に略平行な第1方向Fに延びる。第2ローラー513とテンションローラー540とによって規定される走行区間において、ベルト511は、第2ローラー513の胴部518と、テンションローラー540の胴部310との間の共通接線に略一致する。スリット322は、第1方向Fに沿うテンションローラー540の変位を許容する。
The
図2に示される如く、テンションローラー540は、第1ローラー512と第2ローラー513との間の共通接線Tよりも外方にベルト511を屈曲させる。したがって、テンションローラー540を第1方向Fに沿って変位させる力の分力(共通接線Tに対して、直交する力成分)によって、ベルト511の張力は適切に維持される。かくして、テンションローラー540は、ベルト511の弛みを適切に除去する。
As shown in FIG. 2, the
図8に示される如く、ベアリング321はホルダー326に収納される。略矩形状のホルダー326は、スリット322の支持縁323に沿うように延びる。ホルダー326の周縁とスリット322の突片324にはコイルバネ340が係合する。コイルバネ340は、ホルダー326の周縁とスリット322の突片324との間で第1方向Fに略平行に伸長する圧縮バネである。したがって、コイルバネ340は、ホルダー326を第1方向Fに向けて付勢する。
As shown in FIG. 8, the
ホルダー326の中央には、一対の開口部327が形成される。一対の開口部327からベアリング321の外周面の一部が露出する。ベアリング321の外周面はスリット322の支持縁323に移動可能に支持される。
A pair of
コイルバネ340は、第1方向Fに向けて、ホルダー326と共にテンションローラー540を付勢する。テンションローラー540のジャーナル320に取り付けられたベアリング321は、支持板554に形成されたスリット322に案内されて第1方向Fに沿って移動する。かくして、第2ローラー513とテンションローラー540との間のベルトの張設方向に沿う付勢方向に付勢されたテンションローラー540は、ベルト511の張力に応じて、第1方向Fに移動する。加熱区間の終点E(図2参照)におけるサイドコア544とベルト511との間の間隔が変動しないので、ベルト511に対する加熱量は、ベルト511の張力変動にほとんど影響されない。
The
ベアリング321の外周面はスリット322の支持縁323に移動可能に支持されるために、ベルト511とテンションローラー540との間のガタつきが軽減され、サイドコア544とベルト511との間の間隔が安定する。
Since the outer peripheral surface of the
本発明は、カラープリンター、プリンター、複写機、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの各種の画像形成装置に適用可能である。 The present invention is applicable to various image forming apparatuses such as a color printer, a printer, a copying machine, a facsimile machine, and a multifunction machine having these functions.
1・・・・・画像形成装置
64・・・・駆動機構
260・・・磁性要素
310・・・胴部
320・・・ジャーナル(張力付加要素)
321・・・ベアリング(張力付加要素)
322・・・スリット(支持要素)
326・・・ホルダー(張力付加要素)
340・・・コイルバネ(付勢機構)
500・・・定着ユニット
511・・・ベルト
513・・・第2ローラー(加熱ローラー)
530・・・IHコイルユニット(加熱機構)
531・・・コイル
532・・・コイル面
533・・・サイドコア
534・・・アーチコア
535・・・センターコア
540・・・テンションローラー(張力付加要素)
554・・・支持板(支持要素)
E・・・・・終点
F・・・・・第1方向(付勢方向)
S・・・・・始点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
321 ... Bearing (tensioning element)
322 ... Slit (supporting element)
326 ... Holder (Tension applying element)
340 ... Coil spring (biasing mechanism)
500... Fixing
530 ... IH coil unit (heating mechanism)
531 ...
554 ... Support plate (support element)
E: End point F: 1st direction (biasing direction)
S: Starting point
Claims (2)
前記加熱区間に沿う周面を含む加熱ローラーと、
前記周面に沿って前記加熱ローラーに巻回されるベルトと、
該ベルトに張力を与える張力付加要素と、
前記加熱ローラーと前記張力付加要素との間の前記ベルトの張設方向に沿う付勢方向に前記張力付加要素を付勢する付勢機構と、
前記張力付加要素を支持する支持要素と、を備え、
前記張力付加要素は、前記ベルトと当接する胴部と該胴部から延出するジャーナルと該ジャーナルを回転可能に支持するベアリングと前記付勢機構によって付勢されるとともに前記ベアリングを収納するホルダーとを備えるテンションローラーを含み、
前記支持要素は、前記付勢方向に延在するスリットが形成された支持板を含み、前記ベアリングの外周面が前記スリットの内縁に当接することにより、前記ベアリングが前記付勢方向に摺動可能に支持されることを特徴とする定着ユニット。 A heating mechanism that defines an arcuate heating section;
A heating roller including a peripheral surface along the heating section;
A belt wound around the heating roller along the peripheral surface;
A tensioning element that applies tension to the belt;
A biasing mechanism that biases the tension applying element in a biasing direction along a tensioning direction of the belt between the heating roller and the tension applying element;
A support element for supporting the tension applying element,
The tension applying element includes a body that abuts on the belt, a journal extending from the body, a bearing that rotatably supports the journal, and a holder that is urged by the urging mechanism and stores the bearing. Including a tension roller comprising
The support element includes a support plate in which a slit extending in the biasing direction is formed, and the bearing is slidable in the biasing direction when an outer peripheral surface of the bearing is in contact with an inner edge of the slit. The fixing unit is supported by the fixing unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011067945A JP5618882B2 (en) | 2011-03-25 | 2011-03-25 | Fixing unit and image forming apparatus having the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011067945A JP5618882B2 (en) | 2011-03-25 | 2011-03-25 | Fixing unit and image forming apparatus having the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012203220A true JP2012203220A (en) | 2012-10-22 |
JP5618882B2 JP5618882B2 (en) | 2014-11-05 |
Family
ID=47184294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011067945A Active JP5618882B2 (en) | 2011-03-25 | 2011-03-25 | Fixing unit and image forming apparatus having the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5618882B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016038451A (en) * | 2014-08-07 | 2016-03-22 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61290461A (en) * | 1985-06-19 | 1986-12-20 | Fuji Xerox Co Ltd | Transfer device |
JPH04143759A (en) * | 1990-10-04 | 1992-05-18 | Brother Ind Ltd | Thermal fixing device |
JP2000199550A (en) * | 1999-01-05 | 2000-07-18 | Ricoh Co Ltd | Belt drive device and belt fixing device as well as image forming device |
JP2006350054A (en) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2011059467A (en) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Ricoh Co Ltd | Tension applying device, belt unit, and image forming apparatus |
-
2011
- 2011-03-25 JP JP2011067945A patent/JP5618882B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61290461A (en) * | 1985-06-19 | 1986-12-20 | Fuji Xerox Co Ltd | Transfer device |
JPH04143759A (en) * | 1990-10-04 | 1992-05-18 | Brother Ind Ltd | Thermal fixing device |
JP2000199550A (en) * | 1999-01-05 | 2000-07-18 | Ricoh Co Ltd | Belt drive device and belt fixing device as well as image forming device |
JP2006350054A (en) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2011059467A (en) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Ricoh Co Ltd | Tension applying device, belt unit, and image forming apparatus |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016038451A (en) * | 2014-08-07 | 2016-03-22 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5618882B2 (en) | 2014-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8649720B2 (en) | Image heating apparatus with rotatable heat generation member capable of induction heat generation by a magnetic flux | |
JP5216814B2 (en) | Fixing unit and image forming apparatus incorporating fixing unit | |
JP5371943B2 (en) | Image heating device | |
US20130034362A1 (en) | Image heating apparatus | |
US7462804B2 (en) | Induction image heating apparatus | |
US20130058673A1 (en) | Image heating apparatus | |
US8798513B2 (en) | Electromagnetic induction heating fixing apparatus and image forming apparatus having the same | |
JP5271974B2 (en) | Fixing unit and image forming apparatus incorporating fixing unit | |
JP5232743B2 (en) | Fixing unit and image forming apparatus incorporating fixing unit | |
JP5618882B2 (en) | Fixing unit and image forming apparatus having the same | |
JP5538047B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus equipped with the same | |
JP2011022407A (en) | Magnetic rod, method of manufacturing the same, fixing unit with magnetic rod assembled therein and method of manufacturing center core included in the fixing unit | |
JP2014052452A (en) | Image forming device | |
JP5417215B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus equipped with the same | |
JP2009003048A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP6041568B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5372287B2 (en) | Image heating device | |
JP5693687B2 (en) | Image heating device | |
JP6021758B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus having the same | |
JP2014035373A (en) | Image heating device and image forming device | |
JP2014052464A (en) | Image heating device | |
JP2009199016A (en) | Heat-fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP2014029374A5 (en) | ||
JP2013190535A (en) | Image heating device | |
JP2013114035A (en) | Image heating device and image forming apparatus having the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140114 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140115 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140305 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140325 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140423 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140819 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140916 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5618882 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D03 |