JP2014109654A - Member for rotation detection, and fixation device - Google Patents
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Description
本発明は、定着ベルトの回転検知用部材及び定着装置に関し、定着ベルトの軸方向端部に被せるだけで従動される定着ベルトの回転を検出することができるものである。 The present invention relates to a fixing belt rotation detecting member and a fixing device, and can detect rotation of a fixing belt that is driven only by being placed on an axial end portion of the fixing belt.
複写機、ファクシミリ、レーザビームプリンター等の画像形成装置には、未定着トナーを定着する定着装置が備えられている。このような定着装置には、無端状の定着ベルトと、定着ベルトに対向して配置される加圧ロールとで所定のニップを形成し、ニップ部において、熱と圧力で用紙上に転写されたトナーを溶融、浸透させ、画像を定着させるものがある。熱源としては、IH(誘導加熱)ヒーターやハロゲンヒーター等を用いて定着ベルトを加熱するものがある。特に、IHヒーターを用いる場合は加熱効率が高いため、定着ベルトに異常回転等が起こると、定着ベルトが局所的に過昇温され、定着ベルトの劣化や熱破壊を生じるという問題がある。このような過昇温を防止するため、光学センサで定着ベルトの回転を検知し加熱源を制御する定着装置が提案されている(例えば、特許文献1)。 Image forming apparatuses such as copying machines, facsimile machines, and laser beam printers include a fixing device that fixes unfixed toner. In such a fixing device, a predetermined nip is formed by an endless fixing belt and a pressure roll disposed opposite to the fixing belt, and the image is transferred onto the sheet by heat and pressure at the nip portion. There are some which melt and penetrate toner and fix an image. As a heat source, there is one that heats the fixing belt using an IH (induction heating) heater, a halogen heater, or the like. In particular, when an IH heater is used, since the heating efficiency is high, there is a problem that if the fixing belt abnormally rotates, the fixing belt is locally excessively heated to cause deterioration or thermal destruction of the fixing belt. In order to prevent such an excessive temperature rise, a fixing device that detects the rotation of the fixing belt by an optical sensor and controls a heating source has been proposed (for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の定着装置は、異常時の対応策であり、長期に亘る安定した定着ベルトの回転駆動の検知を実現できるものではない。
However, the fixing device described in
また、定着ベルトの端部に回転検知のための治具を接着し、この治具を介して光学センサ用カムを回転駆動するようにし、光学センサ用カムの回転位置を検出することにより、定着ベルトの回転を検知する定着装置がある。しかしながら、このような回転検知方式では、定着ベルト内面に治具を接着する等の手間がかかるばかりか、端部に円筒状の治具を嵌合して接着するので、ニップ部を形成する部位において、図5に示すように、定着ベルトと加圧ロールの端部とで押圧される部位との間で曲げ応力が集中し定着ベルトの破壊の起点になるという問題がある。 Also, a fixing jig is attached to the end of the fixing belt, and the optical sensor cam is rotationally driven through the jig, and the rotation position of the optical sensor cam is detected, thereby fixing the fixing belt. There is a fixing device that detects the rotation of the belt. However, in such a rotation detection method, not only is it time-consuming to attach a jig to the inner surface of the fixing belt, but also a cylindrical jig is fitted and bonded to the end portion, so that the part that forms the nip portion However, as shown in FIG. 5, there is a problem that bending stress is concentrated between the fixing belt and the portion pressed by the end portion of the pressure roll, and this causes the fixing belt to be broken.
一方、定着ベルト外周面にレーザー等でマーキングし、その周期を測定する方法もあるが、加工工数が増えコストアップとなってしまう(例えば、特許文献2)。 On the other hand, there is a method of marking the outer peripheral surface of the fixing belt with a laser or the like and measuring the cycle, but this increases the number of processing steps (for example, Patent Document 2).
本発明は、このような事情に鑑み、定着ベルトに特別な加工及び負担を与えることなく簡便な方法で定着ベルトに生じる曲げ応力を軽減でき、長期に亘り安定した定着ベルトの回転駆動を回転検知手段に伝達できる回転検知用部材及び定着装置を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention can reduce the bending stress generated in the fixing belt by a simple method without giving special processing and a burden to the fixing belt, and can detect the rotation of the fixing belt stably for a long time. An object of the present invention is to provide a rotation detecting member and a fixing device which can be transmitted to the means.
上記課題を解決する本発明の態様は、定着装置の定着ベルトの端部の外周面を覆う円筒状の本体部と、前記本体部の内周面に設けられ、前記本体部に挿入された前記定着ベルトの外周面と接触する弾性部材と、前記本体部の外周面に設けられ、前記定着ベルトの回転を検知する回転検出手段の従動回転部材を従動回転させる回転伝達面とを具備することを特徴とする回転検知用部材にある。 An aspect of the present invention that solves the above-described problems includes a cylindrical main body that covers an outer peripheral surface of an end portion of a fixing belt of a fixing device, and an inner peripheral surface of the main body that is inserted into the main body. An elastic member that contacts the outer peripheral surface of the fixing belt; and a rotation transmission surface that is provided on the outer peripheral surface of the main body and that rotates the driven rotation member of the rotation detecting unit that detects the rotation of the fixing belt. The rotation detecting member is characterized.
かかる発明によれば、本体部の内周面に設けられた弾性部材を定着ベルト端部の外周面と接触させているだけなので、ニップ部で定着ベルトが内側に曲げられた場合においても定着ベルトに曲げ応力が生じることが無い。これにより、定着ベルトに特別な加工及び負荷を与えることなく定着ベルトと弾性部材に生じる摩擦力を利用し、定着ベルトの回転駆動を回転検知手段に伝達することができ、さらに定着ベルトの劣化や損傷を防止することができる。 According to this invention, since the elastic member provided on the inner peripheral surface of the main body is only in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt end, the fixing belt even when the fixing belt is bent inward at the nip portion. No bending stress is generated in the case. As a result, it is possible to transmit the rotation driving of the fixing belt to the rotation detecting means by using the frictional force generated between the fixing belt and the elastic member without giving special processing and load to the fixing belt, Damage can be prevented.
ここで、前記弾性部材は、Oリングであることが好ましい。 Here, the elastic member is preferably an O-ring.
かかる発明によれば、Oリングを介して簡便に定着ベルトの回転駆動を回転検知手段に伝達することができる。 According to this invention, the rotation driving of the fixing belt can be simply transmitted to the rotation detecting means via the O-ring.
本発明の他の態様は、前記回転検知用部材を具備する定着ベルトと、前記回転伝達面に接触して設けられ従動回転する従動回転部材と、該従動回転部材と共に回転する前記回転検出手段とを具備することを特徴とする定着装置にある。 In another aspect of the present invention, a fixing belt including the rotation detection member, a driven rotation member provided in contact with the rotation transmission surface and driven to rotate, and the rotation detection unit rotating together with the driven rotation member, A fixing device comprising:
かかる発明によれば、定着ベルトの回転駆動を回転検知手段に正確に伝達できる従動回転部材と、従動回転部材と共に回転する回転検出手段とを具備し、従動回転部材を定着ベルトの外側と接触させているだけなので、ニップ部で定着ベルトが内側に曲げられた場合においても曲げ応力を生じることが無く、定着ベルトの劣化や損傷を防止でき、信頼性の高い定着装置を実現することができる。 According to this invention, the driven rotation member that can accurately transmit the rotation driving of the fixing belt to the rotation detection unit and the rotation detection unit that rotates together with the driven rotation member are provided, and the driven rotation member is brought into contact with the outside of the fixing belt. Therefore, even when the fixing belt is bent inward at the nip portion, no bending stress is generated, and deterioration and damage of the fixing belt can be prevented, and a highly reliable fixing device can be realized.
本発明の回転検知用部材によれば、定着ベルトに特別な加工及び負担を与えることなく簡便な方法で定着ベルトと前記弾性部材に生じる摩擦力を利用し定着ベルトの回転駆動を回転検知手段に伝達することができ、さらに定着ベルトの劣化や損傷を防止することができる。 According to the rotation detecting member of the present invention, the rotation driving of the fixing belt is used as the rotation detecting means by using the frictional force generated between the fixing belt and the elastic member by a simple method without giving special processing and a burden to the fixing belt. Further, the fixing belt can be prevented from being deteriorated or damaged.
本発明の定着装置によれば、定着ベルトの劣化や損傷を防止でき、長期に亘り定着ベルトを安定して回転させることができる。また、定着装置の故障を軽減でき、信頼性を向上させることができる。 According to the fixing device of the present invention, deterioration and damage of the fixing belt can be prevented, and the fixing belt can be stably rotated over a long period of time. Further, failure of the fixing device can be reduced, and reliability can be improved.
以下に、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(実施形態1)
本発明に係る回転検知用部材は、定着装置の定着ベルトの軸方向端部の少なくとも一方に被せて用いられる。
(Embodiment 1)
The rotation detection member according to the present invention is used by covering at least one of the axial ends of the fixing belt of the fixing device.
図1に、本実施形態に係る回転検知用部材を定着ベルトに装着する状態を示す説明図及び装着された状態の断面図を示す。 FIG. 1 is an explanatory view showing a state where the rotation detecting member according to the present embodiment is attached to the fixing belt, and a sectional view of the attached state.
回転検知用部材10は、定着ベルト1の端部1aが挿入される円筒状の本体部11と、本体部11の内周面に設けられた、例えば、Oリングからなる弾性部材12とを具備し、本体部11の外周面の一部は、定着ベルト1の回転を検知する回転検出手段30の従動回転部材31(図2参照)を従動回転させる回転伝達面13からなっている。ここで、回転伝達面13と従動回転部材31との回転伝達は外周面同士の密着により行ってもよいが、回転を確実に伝達するために、歯車同士の噛み合わせで行うのが好ましい。本実施形態では、回転伝達面13には図示は簡略化しているが、複数の歯13aが設けられ、従動回転部材31の外周面には回転伝達面13の歯13aと噛み合う歯31aが設けられている。
The
定着ベルト1が挿入される本体部11の一端側は、定着ベルト1の外径より若干大きな内径を有する。本体部11の内周面には弾性部材12を嵌合させるための凹部14が内周に沿って設けられている。定着ベルト1が本体部11に挿入される前の弾性部材12は、定着ベルト1の外径より若干小さい内径を有すると共に凹部14の内径とほぼ同一の外径を有し、凹部14内に設けることにより、その一部を内方に突出した状態で保持される。定着ベルト1が本体部11に挿入されると、弾性部材12は、弾性力で定着ベルト1の端部1aの外周面を圧着し定着ベルト1と接触する。
One end of the
このように、弾性部材12は、凹部14内に嵌合させた状態で、その内径が定着ベルト1と接触し且つ定着ベルト1の回転駆動力が弾性部材12を介して回転検知用部材10に確実に伝達されるように設定されている。これにより、回転検知用部材10が定着ベルト1と共に回転し、定着ベルト1と弾性部材12との間に滑りがない状態となる。
As described above, the
また、回転検知用部材10の他端側には端面の開口を塞ぐ支持部15が設けられ、支持部15には、貫通孔16が設けられている。貫通孔16には、軸受け17が設けられ、定着ベルト1の内側に設けられた押圧部材21を支持する支持部材22の端部の支持軸22aが軸受け17の図示しない軸支持部材に嵌合するようになっている。これにより、回転検知用部材10は定着ベルト1の端部1aに嵌合して支持されるとともに、支持軸22aに対しては自由に回転可能となっている。なお、貫通孔16は、支持軸22aと干渉しない程度の寸法の貫通孔であってもよく、支持軸22aの端部が貫通孔16に貫通した状態で支持されるようになっていればよく、この場合には、軸受けは不要である。
A
また、回転検知用部材10の回転伝達面13は、上述した通り、歯車形状となっていても、摩擦により回転伝達を行う面、例えば、摩擦係数の大きなゴム部材からなる面であってもよく、また、従動回転部材31との回転伝達は上述したように直接行ってもよいが、ベルトやタイミングベルトを介して間接的に行ってもよい。
Further, as described above, the
以上説明した回転検知用部材10は、例えば、金属、又は硬質樹脂からなる。
The
弾性部材12としては、例えばOリング、パッキン等のゴム部材等を挙げることができるが、本実施形態ではOリングを用いている。なお、弾性部材の数については特に制限はない。
Examples of the
次に、定着装置の定着機構について説明する。図2に、本実施形態に係る回転検知用部材を具備する定着装置の定着機構の斜視図を示し、図3に、図2における定着装置の定着機構のI−I線断面図を示す。 Next, the fixing mechanism of the fixing device will be described. FIG. 2 is a perspective view of the fixing mechanism of the fixing device including the rotation detecting member according to the present embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II of the fixing mechanism of the fixing device in FIG.
定着装置の定着機構2は、回転検知用部材10が端部に挿入された定着ベルト1と、定着ベルト1に対向する位置に設けられ、定着ベルト1を押圧しながら従動回転させる加圧ロール25と、定着ベルト1の内側に設けられ、内側から加圧ロール25を押圧する押圧部材21と、押圧部材21を支持する支持部材22とを具備する。また、定着ベルト1の上方に設けられた定着ベルト1の回転検出手段30と、定着ベルト1を所定温度まで加熱する加熱手段40とを具備するものである。
The
定着ベルト1は、対向する加圧ロール25との圧接により所定のニップ部を形成できるものであればよく、例えばポリイミド等の樹脂ベルト又は電鋳ベルトを用いたものが好ましい。特に、樹脂ベルトは応力集中による破壊が生じやすいので、電鋳ベルトを適用するのが好ましい。
The fixing
加圧ロール25は、金属等からなる芯体26と、芯体26の周囲に形成されたゴム等からなる弾性層27とを具備するものである。また、弾性層27の周囲にはフッ素樹脂等からなる離型層を設けたものでもよい。
The
押圧部材21は、例えばゴム等の弾性体及び樹脂、金属等から構成される。押圧部材21は、定着ベルト1の駆動時に、定着ベルト1の内周面と摺動しながら加圧ロール25に対して定着ベルト1を押圧し、加圧ロール25の弾性層27を変形させながら、加圧ロール25と定着ベルト1との間に所定のニップ部を形成するものである。
The pressing
支持部材22は、このような押圧部材21を裏面側から回転移動しないように支持するものであり、加圧ロール25の回転駆動により定着ベルト1が回転した場合に、押圧部材21が定着ベルト1の内周面と摺動する状態で保持する。
The
回転検出手段30は、定着ベルト1の回転を検知するためのものである。本実施形態では光センサを用いている。回転検出手段30は、回転検知用部材10の回転伝達面13と係合する従動回転部材31を嵌合状態で支持し、従動回転部材31と共に回転可能となる回転軸32と、回転軸32の端部に固定され、複数の羽33aを有する光センサ用カム33と、光センサ用カム33の回転周期を検出する光センサ34とを具備する。
The rotation detection means 30 is for detecting the rotation of the fixing
従動回転部材31は、定着ベルト1の回転に連動して従動回転する回転検知用部材10の回転伝達面13の歯13aと、従動回転部材31の歯31aを介して噛み合い、回転伝達面13の回転に従動して回転軸32と共に回転する。これにより、光センサ用カム33も回転する。光センサ34は、光センサ用カム33の回転周期を検知する。すなわち、光センサ34の検出信号により、光センサ用カム33の回転周期が把握でき、これを定着ベルト1の回転周期に換算することにより、定着ベルト1の回転周期を把握することができる。このような定着ベルト1の回転周期の検出は、光センサ34からの検出信号を受信する制御装置35により行われる。制御装置35は例えば定着ベルト1の回転周期の変化から定着ベルト1の回転不良を把握することができ、これにより、定着不良などの画像不良が未然に防止される。
The driven rotating
加熱手段40は、定着ベルト1を加熱できるものであればよく、例えば、定着ベルト1が対応していれば、励磁コイルによるIH(電磁誘導)ヒーターを用いることができる。他はハロゲンヒーター、電熱線ヒーター、セラミックヒーター等を挙げることができる。本実施形態では、IHヒーターを用いている。
The
このような定着装置の定着機構2においては、未定着トナー28を担持した記録材29を定着ベルト1と、加圧ロール25との間に挟持搬送させ、ニップ部において熱と圧力で未定着トナー28を記録材29上に定着させている。
In the
次に、本発明の回転検知用部材10について、図4と図5を参照して従来の回転検知用部材と対比しながらさらに説明する。図4に、図2における定着装置の駆動時の定着機構のII−II線断面図を示す。図5に、従来の回転検知用部材を具備する定着装置の駆動時の定着機構の断面図を示す。
Next, the
図4に、本発明の回転検知用部材が定着ベルトに装着された状態を表す断面図を示す。回転検知用部材10は、定着ベルト1の端部1aの外周面を覆うように装着され、定着ベルト1の端部1aは本体部11の内周面に設けられた弾性部材12と接触しているだけである。また、回転検知用部材10の回転伝達面13と、回転検出手段30の従動回転部材31とは互いに噛み合った状態で配設される。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the rotation detection member of the present invention is attached to the fixing belt. The
定着ベルト1の内周に設けられた押圧部材21に対向する位置で加圧ロール25が押圧されると、図面下側のニップ部では、定着ベルト1は軸方向に亘って、加圧ロール25で押圧された軸方向中央部に曲げ応力が集中し易くなる(図4の点線丸部分)。しかしながら、定着ベルト1の端部1aと回転検知用部材10の弾性部材12とは接触しているだけなので、ニップ部の端部では定着ベルト1の端部1aが弾性部材12から離間する。
When the
このように、本発明の回転検知用部材10を用いれば、定着ベルト1に従動する回転は維持され、一方、ニップ部近傍において、定着ベルト1の端部1aに大きな曲げ応力が生じることが無い。すなわち、ニップ部では図示のように、定着ベルト1の端部1aが弾性部材12から離間し、軸方向に亘って曲げ応力が発生せず、また、ニップ部とその周縁部との間での周方向に亘っての曲げ応力も大きなものにはならない。これにより、定着ベルトの耐久性を向上させ、長期に亘り安定した定着ベルトの回転駆動を回転検出手段30に継続的に伝達することができる。
As described above, when the
これに対し、従来の回転検知用部材100は、図5に示すように、定着ベルト101の端部内側に嵌合し、嵌合した部位を接着剤103で定着ベルト101に固定するものであった。よって、定着ベルト101は、対向する加圧ロール25との圧接により形成されるニップ部において、大きく湾曲し、ニップ部の定着ベルト101と加圧ロール102の端部との境界近傍に大きな曲げ応力が集中することになる(図5の点線丸部分)。この結果、定着ベルト101は大きく湾曲した状態で回転駆動されることになり、定着ベルトの応力集中部で破損を生じ易くなる。なお、定着ベルトが破損した場合は、回転検知手段により、加熱手段(IHヒーター)の運転を停止し複写機が停止してしまうことになり、影響が大きい。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the conventional
以上のことから、本発明の回転検知用部材によれば、定着ベルトがニップ部で内側に曲げられた場合においても定着ベルトに大きな曲げ応力を生じることが無いので、定着ベルトの耐久性を向上させ、長期に亘り安定した定着ベルトの回転駆動を回転検出手段に継続的に伝達することができる。 From the above, according to the rotation detecting member of the present invention, even when the fixing belt is bent inward at the nip portion, no great bending stress is generated on the fixing belt, so that the durability of the fixing belt is improved. Thus, the rotation driving of the fixing belt that is stable over a long period of time can be continuously transmitted to the rotation detecting means.
さらに、本発明の回転検知用部材は、定着ベルトに特別な加工及び負担を与えることなく定着ベルトに被せるだけという極めて簡便な方法で装着することができる。 Further, the rotation detecting member of the present invention can be mounted by a very simple method of simply covering the fixing belt without giving any special processing and load to the fixing belt.
このような回転検知用部材を具備する本発明の定着装置によれば、定着ベルトの劣化や損傷を防止できるだけでなく、長期に亘り定着ベルトを安定して回転させることができる。これにより、故障を軽減でき、信頼性の高い定着装置を実現することができる。 According to the fixing device of the present invention having such a rotation detecting member, not only the fixing belt can be prevented from being deteriorated and damaged, but also the fixing belt can be stably rotated over a long period of time. As a result, a failure can be reduced and a highly reliable fixing device can be realized.
(他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る回転検知用部材及び定着装置は、複写機、ファクシミリ、レーザビームプリンター、その他のプリンター及びこれらの複合機等の各種の画像形成装置に搭載可能である。
(Other embodiments)
Although one embodiment of the present invention has been described above, the basic configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The rotation detection member and the fixing device according to the present invention can be mounted on various image forming apparatuses such as a copying machine, a facsimile machine, a laser beam printer, another printer, and a multifunction machine thereof.
1 定着ベルト
2 定着装置の定着機構
10 回転検知用部材
11 本体部
12 弾性部材
13 回転伝達面
14 凹部
15 支持部
16 貫通孔
17 軸受け
21 押圧部材
22 支持部材
25 加圧ロール
26 芯体
27 弾性層
28 未定着トナー
29 記録材
30 回転検出手段
31 従動回転部材
32 回転軸
33 光センサ用カム
34 光センサ
40 加熱手段
100 回転検知用部材
101 定着ベルト
102 加圧ロール
103 接着剤
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記本体部の内周面に設けられ、前記本体部に挿入された前記定着ベルトの外周面と接触する弾性部材と、
前記本体部の外周面に設けられ、前記定着ベルトの回転を検知する回転検出手段の従動回転部材を従動回転させる回転伝達面とを具備することを特徴とする回転検知用部材。 A cylindrical main body covering the outer peripheral surface of the end of the fixing belt of the fixing device;
An elastic member that is provided on an inner peripheral surface of the main body and is in contact with an outer peripheral surface of the fixing belt inserted into the main body;
A rotation detection member, comprising: a rotation transmission surface provided on an outer peripheral surface of the main body portion and driven to rotate a driven rotation member of rotation detection means for detecting rotation of the fixing belt.
前記弾性部材は、Oリングであることを特徴とする回転検知用部材。 In the rotation detecting member according to claim 1,
The rotation detecting member, wherein the elastic member is an O-ring.
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