JP2015148721A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

定着装置及び画像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2015148721A
JP2015148721A JP2014021550A JP2014021550A JP2015148721A JP 2015148721 A JP2015148721 A JP 2015148721A JP 2014021550 A JP2014021550 A JP 2014021550A JP 2014021550 A JP2014021550 A JP 2014021550A JP 2015148721 A JP2015148721 A JP 2015148721A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
belt
fixing
tension
contact
belt body
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
Application number
JP2014021550A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5983957B2 (ja
Inventor
栗林 良和
Yoshikazu Kuribayashi
良和 栗林
片柳 秀敏
Hidetoshi Katayanagi
秀敏 片柳
鋭明 浦野
Toshiaki Urano
鋭明 浦野
浩崇 狩野
Hirotaka Kano
浩崇 狩野
将士 園山
Masashi Sonoyama
将士 園山
友宏 高木
Tomohiro Takagi
友宏 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2014021550A priority Critical patent/JP5983957B2/ja
Priority to US14/607,364 priority patent/US9170537B2/en
Publication of JP2015148721A publication Critical patent/JP2015148721A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5983957B2 publication Critical patent/JP5983957B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/206Structural details or chemical composition of the pressure elements and layers thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/18Means for guiding or supporting belts, ropes, or chains
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2017Structural details of the fixing unit in general, e.g. cooling means, heat shielding means
    • G03G15/2032Retractable heating or pressure unit
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2053Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

【課題】ウォームアップ時間やファーストコピータイム(FCOT)を短縮し、消費電力を低減させると共に、定着ベルト43の耐久性向上・長寿命化を図った定着装置5を提供する。【解決手段】本願発明の定着装置5は、記録材P上の未定着トナー像を定着させるものであり、加熱源60によって加熱される無端状のベルト体43と、ベルト体43の内周面に対して接離動可能な押圧体42と、押圧体42にベルト体43を介して圧接する加圧回転部材32と、押圧体42の接離動とは逆の関係でベルト体43の内周面に対して接離動可能なテンション体71と、ベルト体43の内周面に対して押圧体42が離間し且つテンション体71が接触した状態で、加圧回転部材32の回転力をベルト体43に伝達する回転伝達手段83とを備える。【選択図】図3

Description

本願発明は、記録材上の未定着トナー像を定着させる定着装置と、これを備えた画像形成装置とに関する。画像形成装置には、複写機、プリンター、ファクシミリ及びこれらの機能を複合的に備えた複合機といった各種のものが含まれる。
近年、電子写真方式を採用した画像形成装置では、省エネルギーの観点から、ウォームアップ時間(電源投入から複写・印刷が可能となるまでの時間)の短縮や消費電力の低減が要求されている。このような要求を満たす手段として、加熱される定着ベルト又は定着ローラーを熱容量の小さいものにしたり、定着ベルト又は定着ローラーから熱をできるだけ逃がさないようにしたりすることが過去に提案されている。
例えば特許文献1には、加圧ローラーが定着ベルトから熱を過剰に奪うのを防止する目的で、ウォームアップ時に定着ベルトと加圧ローラーとを完全に離間させるように構成した定着装置を開示している。特許文献1の定着装置では、駆動源からの動力によって加圧ローラーを回転させる。定着ベルトの長手方向両端側にある非通紙領域の外周面には、加圧ローラーの回転力が伝達される定着ベルト駆動ローラーを圧接させている。
定着ベルトと加圧ローラーとを離間させたウォームアップ時は、加圧ローラーの回転力が定着ベルト駆動ローラーに伝達され、定着ベルト駆動ローラーとの摩擦抵抗によって定着ベルトが従動回転する。通紙時は、定着ベルトと加圧ローラーとを圧接させて定着ニップ部を形成するため、定着ベルトに対する加圧ローラー(定着ニップ部を通過する記録材を含む)及び定着ベルト駆動ローラーの摩擦抵抗によって定着ベルトが従動回転する。つまり、定着ベルトは、従動回転することによって、加熱源から周方向(回転方向)に沿って温められる。なお、定着ベルトの内周面には、加圧ローラーに定着ベルトを介して圧接する押圧パッドを配置している。
特開2009−109673号公報
ところで、定着ベルトや定着ローラーは、定着性の観点から、周方向(回転方向)に沿って均一に温められる必要がある。しかし、特許文献1の定着装置では、定着ベルトと加圧ローラーとを離間させた状態であっても、定着ベルトの通紙領域の内周面に押圧パッドが常時圧接していると共に、定着ベルトの非通紙領域の外周面に定着ベルト駆動ローラーが常時圧接しているから、定着ベルトの熱の一部が押圧パッド及び定着ベルト駆動ローラーに奪われることになる。
そうすると、確かに加圧ローラーによる熱の逃げはないものの、押圧パッド及び定着ベルト駆動ローラーによって熱が奪われる分だけ定着ベルトの昇温効率が悪化し、ウォームアップ時間やファーストコピータイム(FCOT)が長くなって消費電力が増大するという可能性は否定できないのであった。
また、前述の通り、押圧パッドは定着ベルトの通紙領域の内周面に、定着ベルト駆動ローラーは定着ベルトの非通紙領域の外周面に常時圧接しているから、定着ベルトが摩耗し易く、定着ベルトの耐久性の点でも改善の余地があった。
本願発明は上記のような問題に鑑み成されたものであり、ウォームアップ時間やファーストコピータイム(FCOT)を短縮し、消費電力を低減させると共に、定着ベルトの耐久性向上・長寿命化を図った定着装置、並びに、これを備えた画像形成装置を提供することを技術的課題としている。
請求項1の発明は、記録材上の未定着トナー像を定着させる定着装置であって、加熱源によって加熱される無端状のベルト体と、前記ベルト体の内周面に対して接離動可能な押圧体と、前記押圧体に前記ベルト体を介して圧接する加圧回転部材と、前記押圧体の接離動とは逆の関係で、前記ベルト体の内周面に対して接離動可能なテンション体と、前記ベルト体の内周面に対して前記押圧体が離間し且つ前記テンション体が接触した状態で、前記加圧回転部材の回転力を前記テンション体を用いて前記ベルト体に伝達する回転伝達手段とを備えているというものである。
請求項2の発明は、請求項1に記載の定着装置において、前記回転伝達手段は、前記加圧回転部材と前記テンション体とに巻き掛けた伝動補助ベルトであるというものである。
請求項3の発明は、請求項1に記載の定着装置において、前記回転伝達手段は、前記ベルト体の内周面から前記押圧体が離間した状態で、前記加圧回転部材と前記テンション体とによって前記ベルト体を挟持する構成であるというものである。
請求項4の発明は、請求項1〜3のうちいずれかに記載の定着装置において、前記テンション体は前記ベルト体の長手方向両端側にある非通紙領域の内周側に配置しているというものである。
請求項5の発明は、請求項1〜4のうちいずれかに記載の定着装置において、前記テンション体の硬度を前記ベルト体の硬度よりも低く設定しているというものである。
請求項6の発明は、請求項3に記載の定着装置において、前記加圧回転部材の長手方向両端側の非通紙領域には、通紙領域よりも大径で且つ前記ベルト体の圧接によって潰れ変形する大径弾性部を備え、前記テンション体は前記ベルト体の長手方向両端側にある非通紙領域の内周側に配置し、前記ベルト体の内周面から前記押圧体が離間した状態では、前記大径弾性部と前記テンション体とによって前記ベルト体を挟持しているというものである。
請求項7の発明は、請求項1〜6のうちいずれかに記載の定着装置において、前記ベルト体は磁性金属層を備え、前記加熱源は、電磁誘導作用によって前記ベルト体の前記磁性金属層を発熱させる誘導加熱部材であるというものである。
請求項8の発明は、請求項1に記載の定着装置において、前記テンション体は、前記ベルト体の内周面に接触して、前記ベルト体を前記押圧体及び前記加圧回転部材と非接触状態で支持すると共に、前記加圧回転部材の回転に連動して自らが回転することによって前記加圧回転部材の回転力を前記ベルト体へ伝達するというものである。
請求項9の発明は画像形成装置に係り、請求項1〜8のうちいずれかに記載の定着装置を備えているというものである。
本願発明によると、非通紙時(例えばウォームアップ時や待機時)は、押圧体とベルト体とを離間させると共に、テンション体によって前記ベルト体に張力を付与して、前記ベルト体と加圧回転部材とを離間又はほぼ離間させることが可能になる。また、前記押圧体と前記ベルト体と前記加圧回転部材とを離間又はほぼ離間させた状態であっても、回転伝達手段によって前記加圧回転部材の回転力を前記テンション体を用いて前記ベルト体に伝達できるから、加熱源によって前記ベルト体を周方向(回転方向)に沿って均一に加熱できる。
このため、非通紙時に前記ベルト体に接触するのは主として前記テンション体だけになり、前記ベルト体からの熱の逃げを前記特許文献1の場合よりも確実に抑制でき、前記ベルト体の温度を全体的にほぼ均一な状態で維持し易くなる。従って、前記ベルト体の昇温効率が向上し、ウォームアップ時間やファーストコピータイム(FCOT)の短縮化を図れ、消費電力の低減に寄与する。
更に、前記押圧体は前記ベルト体の内周面に対して接離動可能であると共に、前記テンション体は、前記押圧体の接離動とは逆の関係で、前記ベルト体の内周面に対して接離動可能であるから、前記押圧体及び前記テンション体が前記ベルト体に常時圧接することはなく、前記ベルト体の耐摩耗性(耐久性)も向上する。前記ベルト体の長寿命化にも貢献する。
プリンターの概略説明図である。 第1実施形態における通紙時の定着装置の概略側面断面図である。 非通紙時の定着装置の概略側面断面図である。 通紙時の定着装置の動力伝達系を示す断面説明図である。 非通紙時の定着装置の動力伝達系を示す断面説明図である。 通紙時における定着装置の接離動作を説明するスケルトン図である。 非通紙時における定着装置の接離動作を説明するスケルトン図である。 制御部の構造を示す機能ブロック図である。 定着制御の一例を示すフローチャートである。 第2実施形態における通紙時の定着装置の概略側面断面図である。 非通紙時の定着装置の概略側面断面図である。 非通紙時の定着装置の動力伝達系を示す断面説明図である。 第3実施形態における非通紙時の定着装置の概略側面断面図である。 第4実施形態における通紙時の定着装置の断面説明図である。 非通紙時の定着装置の断面説明図である。
以下に、本願発明を具現化した実施形態を、画像形成装置の一例であるタンデム方式のカラーデジタルプリンター(以下、プリンターと称する)に適用した場合の図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば「左右」「上下」等)を用いる場合は、図1において紙面に直交した方向を正面視とし、これを基準にしている。これらの用語は説明の便宜のために用いたものであり、本願発明の技術的範囲を限定するものではない。
(1).プリンターの概要
まず、図1を参照しながら、プリンター1の概要を説明する。図1に示すように、プリンター1は、その筐体2内に、画像プロセス装置3、給紙装置4、及び定着装置5等を備えている。詳細は図示していないが、プリンター1は、例えばLANといったネットワークに接続されていて、外部端末(図示省略)からの印刷指令を受け付けると、当該指令に基づいて印刷を実行するように構成されている。
筐体2内の下部に位置する給紙装置4は、記録材Pを収容する給紙カセット21、給紙カセット21内の記録材Pを最上層から繰り出すピックアップローラ22、繰り出された記録材Pを1枚ずつに分離する一対の分離ローラー23、及び、1枚に分離された記録材Pを所定のタイミングにて画像プロセス装置3に搬送する一対のタイミングローラー24等を備えている。各給紙カセット21内の記録材Pは、ピックアップローラ22及び分離ローラー23の回転にて、最上層のものから1枚ずつ搬送経路30に送り出される。搬送経路30は、給紙装置4の給紙カセット21から、タイミングローラー対24のニップ部、画像プロセス装置3の二次転写ニップ部、及び定着装置5の定着ニップ部33を経て、筐体2上部にある排出ローラー対26に至る。
給紙カセット21内の記録材Pは、通紙幅(搬送方向Sと直交する幅寸法)の中央を基準にして、搬送経路30に向けて搬送方向Sに搬送するセンター基準にセットされる。図示は省略するが、給紙カセット21内には、給紙前の記録材Pをセンター基準に幅寄せする一対の側部規制板を備えている。一対の側部規制板は、通紙幅方向に互いに連動して遠近移動するように構成されている。給紙カセット21内の記録材Pを一対の側部規制板にて通紙幅方向両側から挟持することによって、給紙カセット21内の記録材Pがその規格に拘らずセンター基準にセットされる。従って、画像プロセス装置3での転写処理や、定着装置5での定着処理もセンター基準で実行される。
給紙装置4の上方に位置する画像プロセス装置3は、像担持体の一例である感光体ドラム13上に形成されたトナー像を記録材Pに転写する役割を担うものであり、中間転写体としての中間転写ベルト6、並びに、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各色に対応する計4つの作像部7等を備えている。
中間転写ベルト6は導電性を有する素材からなる無端状のものであり、像担持体の一例でもある。中間転写ベルト6は、筐体2内の中央部右側に位置する駆動ローラー8と、同じく中央部左側に位置する従動ローラー9とに巻き掛けられている。中間転写ベルト6のうち駆動ローラー8に巻き掛けられた部分の外側に二次転写ローラー10が配置されている。主モーター(図示省略)の動力伝達にて駆動ローラー8を図1の反時計方向に回転させることにより、中間転写ベルト6は図1の反時計方向に周回する。
中間転写ベルト6のうち駆動ローラー8に巻き掛けられた部分の外周側には、二次転写ローラー10が配置されている。二次転写ローラー10は中間転写ベルト6に当接していて、中間転写ベルト6と二次転写ローラー10との間(当接部分)が二次転写領域としての二次転写ニップ部になっている。二次転写ローラー10は、中間転写ベルト6の回転に伴って、又は二次転写ニップ部に挟持搬送される記録材Pの移動に伴って、図1の時計方向に回転する。中間転写ベルト6のうち従動ローラー9に巻き掛けられた部分の外周側には、中間転写ベルト6上の未転写トナーを除去する転写ベルトクリーナー12が配置されている。転写ベルトクリーナー12は中間転写ベルト6に当接している。
4つの作像部7は、中間転写ベルト6の下方において、図1の左からイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の順に、中間転写ベルト6に沿って並べて配置されている。図1では説明の便宜上、各作像部7に、再現色に応じて符号Y,M,C,Kを添えている。各作像部7は図1の時計方向に回転する像担持体の一例としての感光体ドラム13を備えている。感光体ドラム13の周囲には、図1における時計回りの回転方向に沿って順に、帯電装置14、露光装置19、現像装置15、一次転写ローラー16及び感光体クリーナー17が配置されている。
感光体ドラム13は負帯電性のものであり、主モーターからの動力伝達によって図1の時計方向に回転するように構成されている。帯電装置14は、感光体ドラムの表面を一様に帯電させるものである。現像装置15は、負の極性を呈するトナーを利用して、感光体ドラム13上に形成された静電潜像を反転現像にて顕在化させるものである。
一次転写ローラー16は中間転写ベルト6の内周側に位置していて、中間転写ベルト6を挟んで、対応する作像部7の感光体ドラム13に対峙している。一次転写ローラー16も、中間転写ベルト6の回転に伴って図1の反時計方向に回転する。中間転写ベルト6と一次転写ローラー16との間(当接部分)は一次転写領域としての一次転写ニップ部になっている。感光体クリーナー17は、感光体ドラム13上に残留する未転写トナーを除去するためのものであり、感光体ドラム13に当接している。4つの作像部7の下方には露光装置19が配置されている。露光装置19は、外部端末等からの画像情報に基づき、レーザー光によって各感光体ドラム13に静電潜像を形成するものである。
各作像部7は、感光体ドラム13、帯電装置14、露光装置19、現像装置15及び感光体クリーナー17をひとまとまりにハウジング20内に収容してカートリッジ化(一体構造化)されていて、いわゆるプロセスカートリッジとして筐体2に交換可能(着脱可能)に装着されている。なお、中間転写ベルト6の上方には、各現像装置15に供給されるトナーを収容するホッパー(図示省略)が配置されている。
各作像部7において、帯電装置14にて帯電される感光体ドラム13に、露光装置19から画像信号に対応したレーザー光が投射されると、静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置15から供給されるトナーにて反転現像されて各色のトナー像となる。各感光体ドラム13上のトナー像は、それぞれ対応した一次転写ニップ部において、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体ドラム13から中間転写ベルト6の外周面に一次転写されて重ねられる。感光体ドラム13に残った未転写トナーは感光体クリーナー17にて掻き取られ、感光体ドラム13上から取り除かれる。そして、記録材Pが二次転写ニップ部を通過する際に、重ね合わせられた4色のトナー像が記録材Pに一括して二次転写される。中間転写ベルト6に残った未転写トナーは転写ベルトクリーナー12にて掻き取られ、中間転写ベルト6上から取り除かれる。
二次転写ローラー10の上方に位置する定着装置5は、定着回転部材31とこれに圧接する加圧回転部材32とを備えている。定着回転部材31と加圧回転部材32との当接部分が定着領域である定着ニップ部33になっている。二次転写ニップ部を通過して未定着トナー像を載せた記録材Pは、定着回転部材31と加圧回転部材32との間の定着ニップ部33を通過する際に加熱・加圧され、記録材P上にトナー像が定着される。その後、記録材Pは、排出ローラー対26の回転にて排紙トレイ27上に排出される。
筐体2内部のうち画像プロセス装置3と給紙装置4との間には、プリンター1の制御全般を司る制御部28が配置されている。制御部28には、各種演算処理、記憶及び制御を実行するコントローラー(図示省略)が内蔵されている。
(2).第1実施形態の定着装置及びその周辺の詳細構造
次に、図2〜図7を参照しながら、第1実施形態の定着装置5及びその周辺の詳細構造について説明する。前述の通り、定着装置5は、互いに通紙幅方向に延びて圧接した状態で回転可能な定着回転部材31及び加圧回転部材32を備えている。
定着回転部材31は、押圧部材である定着ローラー42と、定着ローラー42の外周側に位置するベルト体としての定着ベルト43とを備えている。定着ローラー42は、定着ニップ部33形成のために、定着ベルト43を内周側から押圧するものであり、通紙幅方向に長い円柱状に形成している。第1実施形態の定着ベルト43は、定着回転部材31の外周部を構成する無端状のものである。定着ベルト43は通紙幅方向に長い筒形状のものであり、基本的に自身の張力によって筒形状を保持している。
定着ローラー42は、通紙幅方向に長い芯金部42aと芯金部42aの外周側に被嵌した弾性部42bとによってローラー状に構成している。芯金部42aの通紙幅方向の両端側は、弾性部42bから通紙幅方向外側に突出していて、筐体2内にある一対の側板35を貫通している。
この場合、各側板35には、定着回転部材31と加圧回転部材32とを接離させる接離方向(定着回転部材31と加圧回転部材32との並び方向ともいえる)に長い長穴36を形成している。定着ローラー42(芯金部42a)の通紙幅方向の各端部をこれに対応する長穴36に挿入している。このため、定着ローラー42は、両側板35の長穴36に沿ってスライド可能になっている。すなわち、定着ローラー42は、定着ベルト43の内周面に対して接離動可能になっている。
定着ローラー42(より詳しくは弾性部42b)の通紙幅方向の長さは、定着ベルト43の通紙幅方向の長さよりも短くなっている。定着ベルト43の内周側に定着ローラー42を挿入した状態では、定着ベルト43の通紙幅方向(長手方向)の両端側を、弾性部42bの通紙幅方向の両端面よりも更に通紙幅方向外側に長く延出させている。弾性部42bは定着ベルト43の内周側に入り込んで隠れていて、芯金部42aの通紙幅方向の両端部が定着ベルト43から通紙幅方向外側に突出している。定着ベルト43の通紙幅方向の両端側は、定着ローラー42(より詳しくは弾性部42b)と重ならない中空端部43aになっている。定着ベルト43において定着ローラー42の弾性部42bと重なる部分は通紙領域に相当する。従って、定着ベルト43の両方の中空端部43aは非通紙領域になっている。加圧回転部材においても定着ローラー42の弾性部42bと重なる部分が通紙領域に相当し、定着ベルト43の両方の中空端部43aと重なる部分は非通紙領域になっている。第1実施形態の定着ベルト43は、複数層構造に構成している。定着ベルト43の複数層構造の中には、磁性金属層43bを含んでいる。
定着ベルト43を挟んで加圧回転部材32の反対側には、定着ベルト43を加熱する加熱源の一例として、誘導加熱部材である加熱ユニット60を、定着ベルト43とは非接触の状態で配置している。加熱ユニット60は、電磁誘導作用によって定着ベルト43の磁性金属層43bを発熱させるものである。加熱ユニット60は、定着ベルト43の外周面に対峙して定着ベルト43内の磁性金属層43bに渦電流を発生させる電磁誘導コイル62と、電磁誘導コイル62を収容するコイル収容ケース63とを備えている。電磁誘導コイル62への電力供給によって電磁誘導コイル58が磁束を発生させ、当該磁束が定着ベルト43の磁性金属層43bを貫いて磁性金属層43bに渦電流を発生させる。その結果、磁性金属層43b自体が発熱し定着ベルト43が加熱される。
図4及び図5に示すように、筐体2内の各側板35には、定着及び加圧回転部材31,32を収容する方に突出する内支持板37と、内支持板37とは逆向きに突出する外支持板38とをそれぞれ立設している。連結ブラケット61を介して加熱ユニット60を一対の内支持板37に支持させている。第1実施形態では、コイル収容ケース63の通紙幅方向の各端部を連結ブラケット61の一端側に取り付けている。連結ブラケット61の他端側は内支持板37に取り付けている。
なお、各連結ブラケット61には、定着ローラー42に対する定着ベルト43の被嵌位置を規定するベルトホルダー64を取り付けている。各ベルトホルダー64は、定着ベルト43の通紙幅方向の移動を規制する外板部と、加圧回転部材32に接触する方向への定着ベルト43の移動を規制する内板部とによって略L字状に形成している。各ベルトホルダー64の内板部は、定着ベルト43の各中空端部43aの内周形状に沿って湾曲している。定着ベルト43の外周側には、温度センサー65(図8参照)を接触又は近接配置している。温度センサー65の検出結果に応じて加熱ユニット60の電磁誘導コイル62をオンオフ制御し、定着ベルト43を所定の定着温度に維持するように構成している。
定着回転部材31を挟んで加熱ユニット60の反対側には、加圧回転部材32を配置している。加圧回転部材32はローラー形状のものである(従って、加圧ローラーといってもよい)。加圧回転部材32の通紙幅方向両端側の軸部は、筐体2内にある一対の側板35に回転可能に軸支している。加圧回転部材32は一対の側板35に対して位置固定的に設けている。加圧回転部材32の回転軸線は、定着ローラー42の回転軸線と平行状に延びている。定着ベルト43の内周面に定着ローラー42を圧接させた状態では、定着ベルト43の外周面に圧接する。すなわち、加圧回転部材32は定着ベルト43を介して定着ローラー42に圧接する(加圧回転部材32と定着ローラー42とによって定着ベルト43を挟持する)。定着ベルト43と加圧回転部材32との間(当接部分)が定着領域となる定着ニップ部33である。
駆動源である駆動モーター56(図4及び図5参照)から歯車やベルト等の動力伝達系を経由して加圧回転部材32に動力伝達され、加圧回転部材32が図2の時計方向に回転する。加圧回転部材32の回転又は定着ニップ部33を通過する記録材Pに伴って、定着ベルト43が加圧回転部材32の回転方向と逆向き(図2の反時計方向)に回転する。
加圧回転部材32を挟んで定着回転部材31の反対側には、定着ローラー42及び加圧回転部材32の回転軸線と平行状に延びるカム軸50を配置している。カム軸50の通紙幅方向両端側は、筐体2内にある一対の側板35に回転可能に軸支している。両側板35の外支持板38側には、定着ベルト43の内周面に対して定着ローラー42を接離動させる一対のカム機構51を配置している。これら一対のカム機構51は、定着及び加圧回転部材31,32の通紙幅方向両側に対して対称状に設けていて、いずれも基本的に同じ構成である。
各カム機構51は、カム軸50の突出端部(側板35の外支持板38側に突出した端部)に固着したカム体52と、カム体52のカム面に当接して定着回転部材31と加圧回転部材32との接離方向に移動可能な受け体53と、定着ローラー42の芯金部42aの通紙幅方向各端部に被嵌した軸受54を介して、受け体53をカム体52に向けて押圧付勢する圧縮バネ55とを備えている。
カム体52は楕円柱状の形態であり、外周面をカム面52a,52bとしている。カム体52の外周面には、カム軸50からの距離が異なる基準カム面52aと突出カム面52bとを形成している。受け体53は頭部53b付きの長軸状に形成している。受け体53の軸部53a先端面はカム体52のカム面52a,52bに当接している。受け体の頭部53bは定着ローラー42の軸受54に当接している。受け体53の軸部53aは側板35の外支持板38側に立設した補助支持板39を貫通している。補助支持板39によって受け体53を定着回転部材31と加圧回転部材32との接離方向にスライド可能に支持している。
圧縮バネ55は外支持板38と定着ローラー42の軸受54との間に装架している。圧縮バネ55の一端側は外支持板38に連結し、圧縮バネ55の他端側は定着ローラー42の軸受54に固定している。圧縮バネ55は定着ローラー42の軸受54を介して受け体53をカム体52に向けて常時押圧付勢している。定着ベルト43の内周面に対する定着ローラー42の圧接動作は圧縮バネ55の弾性復原力を利用している。定着ベルト43の内周面に対する定着ローラー42の離間動作は圧縮バネ55の弾性に抗して行われる。
駆動モーター56とは別の接離モーター57(図4及び図5参照)から歯車やベルト等の動力伝達系を経由してカム軸50に動力伝達し、カム軸50を回動させてカム体52の基準カム面52aを受け体53の軸部53a先端面に当接させると、受け体53が圧縮バネ55の弾性復原力によって圧縮バネ55から遠ざかる圧接方向にスライド移動する。その結果、軸受54が圧接方向に移動して、定着ローラー42が定着ベルト43の内周面に圧接し、定着ローラー42と加圧回転部材32とによって定着ベルト43が挟持され、定着ニップ部33が形成される。
接離モーター57の動力によってカム軸50を更に回動させてカム体52の突出カム面52bを受け体53の軸部53a先端面に当接させると、受け体53が圧縮バネ55の弾性に抗して圧縮バネ55に近付く離間方向にスライド移動する。その結果、軸受54が離間方向に移動して、定着ローラー42が定着ベルト43の内周面から離間する(図5及び図7参照)。定着ベルト43の内周面から定着ローラー42を離間させただけでは、定着ベルト43自身の張力によって、定着ベルト43が加圧回転部材32から離間する方向に浮き、定着ベルト43と加圧回転部材32とがほぼ離間した線接触の状態になる。
加熱ユニット60を挟んで定着回転部材31の反対側には、定着ローラー42及び加圧回転部材32の回転軸線と平行状に延びる補助カム軸70を配置している。補助カム軸70の通紙幅方向両端側は、カム軸50と同様に、筐体2内にある一対の側板35に回転可能に軸支している。両側板35の内支持板37側には、定着ローラー42とは別に定着ベルト43の内周面に対して接離動可能なテンション体としてのテンションローラー71群と、定着ベルト43の内周面に対してテンションローラー71群を接離動させる一対の補助カム機構75とを配置している。
第1実施形態では、定着ベルト43の通紙幅方向両端側にそれぞれ二個一組ずつ、計四個のテンションローラー71を配置している。一つの補助カム機構72に対して二個一組のテンションローラー71を関連させている。各テンションローラー71は、定着ベルト43の長手方向両端側にある非通紙領域の内周側に位置している。すなわち、定着ベルト43の各中空端部43a内にテンションローラー71を二個一組ずつ配置している。各テンションローラー71の回動軸72は、定着ベルト43の各中空端部43aから離れる方向で且つ定着ローラー42及び加圧回転部材32の回転軸線と平行状に延びている。各回動軸72には、これに対応するテンションローラー71を固着している。
ここで、内支持板37には、定着ベルトの各中空端部と対峙する案内板73を設けている。案内板73には、内支持板37から離れるほど間隔が広がる形状である一対の傾斜長穴74を形成している。各傾斜長穴74には、それぞれ対応する回動軸72を挿入している。このため、各テンションローラー71は傾斜長穴74に沿ってスライド可能であり、その結果、各テンションローラー71は、定着ベルト43の中空端部43aの内周面に対して(絶対的に)接離動可能になっている。
一対の補助カム機構75は、定着及び加圧回転部材31,32の通紙幅方向両側に対して対称状に設けていて、いずれも基本的に同じ構成である。各補助カム機構75は、定着ローラー42の接離動に連動し定着ローラー42の接離動とは逆の関係で、テンションローラー71群を定着ベルト43の内周面に対して接離動させるように構成している。この場合、各補助カム機構75は、補助カム軸70の通紙幅方向両端寄りの部位(内支持板37寄りの部位)に固着した補助カム体76と、補助カム体76のカム面に当接して定着回転部材31と加圧回転部材32との接離方向に沿って移動可能なスライド軸体77と、スライド軸体77と各テンションローラー71の回動軸72とを連結する一対のV字リンク78とを備えている。
補助カム体76は、カム体52と同様に楕円柱状の形態であり、外周面をカム面76a,76bとしている。補助カム体76の外周面には、補助カム軸70からの距離が異なる基準カム面76aと突出カム面76bとを形成している。補助カム軸70の位置から分かるように、補助カム体76は、内支持板37を挟んで定着ローラー42(芯金部42a)の通紙幅方向端部の反対側に位置している。
スライド軸体77は略門形に形成していて、補助カム軸70と平行状に延びる支軸部77aと、支軸部77aの両端側から同じ向きに突出する一対の当接杆部77bとを備えている。ここで、案内板73には、一対の傾斜長穴74とは別に、定着回転部材31と加圧回転部材32との接離方向に長い案内長穴79を形成している。スライド軸体77の支軸部77aを案内長穴79に挿入している。このため、スライド軸体77は案内板73の案内長穴79に沿ってスライド可能になっている。なお、案内長穴79及び一対の傾斜長穴74は案内板73に放射状に形成している。一対の当接杆部77bは案内板73を挟んで両側に振り分けられている。各当接杆部77bは内支持板37を貫通していて、各当接杆部77bの先端面は補助カム体76のカム面76a,76bに当接している。内支持板37が各当接杆部77bを定着回転部材31と加圧回転部材32との接離方向にスライド可能に支持している。
一対のV字リンク78は、案内板73を挟んだ両側に振り分けて配置している。両V字リンク78は、案内板73を中心として対称状な構成になっている。各V字リンク78は二本のリンク杆80を備えている。二本のリンク杆80の基端側同士は、重なり合ってスライド軸体77の支軸部77aに回動可能に取り付けている。各リンク杆78の先端側は、二個一組のテンションローラー71を支持するいずれか一方の回動軸72に回動可能に取り付けている。従って、二個一組のテンションローラー71は一対のV字リンク78を介してスライド軸体77に連結している。
二本のリンク杆78の先端側には引張バネ81を装架している。引張バネ81は両方のリンク杆78の夾角を狭める方向に常時引張付勢している。定着ベルト43の内周面に対するテンションローラー71の離間動作は、引張バネ81の弾性復原力を利用して且つ両傾斜長穴74の間隔が狭い側に回動軸72を案内することによって行われる。定着ベルト43の内周面に対するテンションローラー71の圧接動作は、引張バネ81の弾性に抗して且つ両傾斜長穴74の間隔が広い側に回動軸72を案内することによって行われる。
接離モーター57(図4及び図5参照)から歯車やベルト等の動力伝達系を経由して補助カム軸70に動力伝達し、補助カム体76の基準カム面76aをスライド軸体77の両当接杆部77b先端面に対峙させるように補助カム軸70を回動させると、引張バネ81の弾性復原力によってV字リンク78が夾角を狭めるように回動して、案内板73の両傾斜長穴74の間隔が狭い側に各回動軸72を案内し、スライド軸体77を補助カム体76に近づく方向にスライド移動させ、スライド軸体77の両当接杆部77b先端面を補助カム体76の基準カム面76aに当接させる。その結果、各回動軸72に軸支したテンションローラー71が定着ベルト43の内周面から離間する(図4及び図6参照)。この場合は、接離モーター57の動力によって、定着ローラー42が定着ベルト43の内周面に圧接し定着ニップ部33が形成される。
接離モーター57の動力によって補助カム軸70を更に回動させて補助カム体76の突出カム面76bをスライド軸体77の両当接杆部77b先端面に当接させると、スライド軸体77が補助カム体76から遠ざかる方向にスライド移動して、案内板73の両傾斜長穴74の間隔が広い側に各回動軸72を案内し、引張バネ81の弾性に抗してV字リンク78が夾角を広げるように回動する。その結果、各回動軸72に軸支したテンションローラー71が定着ベルト43の内周面に当接する(図5及び図7参照)。そうすると、この場合は、接離モーター57の動力によって定着ローラー42は定着ベルト43の内周面から離間するので、自身の張力によって加圧回転部材32から離間する方向に浮いた定着ベルト43に、テンションローラー71群が搬送方向Sに沿うような張力(テンション)をかけ、線接触の状態だった定着ベルト43と加圧回転部材32とを完全に離間させる。
二個一組のテンションローラー71の回動軸72群と、これに対応する加圧回転部材32の軸部とには、それぞれ補助プーリー82を固着している。これら三個の補助プーリー82に、回転伝達手段としての無端状の伝動補助ベルト83を巻き掛けている。定着ベルト43の内周面に対して定着ローラー42が離間し且つテンションローラー71群が接触した状態では、三個の補助プーリー82及び伝動補助ベルト83を介して、加圧回転部材32の回転力がテンションローラー71群に伝達され、テンションローラー71群との接触摩擦力によって定着ベルト43が周方向に回転する。第1実施形態では、定着ベルト43は加圧回転部材32と同じ方向に回転する。
このため、非通紙時(例えばウォームアップ時や待機時)において、テンションローラー71群によって定着ローラー42と定着ベルト43と加圧回転部材32とを完全に離間させた状態であっても、伝動補助ベルト83及びテンションローラー71群によって加圧回転部材32の回転力を定着ベルト43に伝達でき、加熱ユニット60によって定着ベルト43を周方向(回転方向)に沿って均一に加熱できる。そうすると、非通紙時に定着ベルト43に接触するのは主としてテンションローラー71群だけになり、定着ベルト43からの熱の逃げを確実に抑制でき、定着ベルト43の温度を全体的にほぼ均一な状態で維持し易くなる。従って、定着ベルト43の昇温効率が向上し、ウォームアップ時間やファーストコピータイム(FCOT)の短縮化を図れ、消費電力の低減に寄与する。
また、定着ローラー42は定着ベルト43の内周面に対して接離動可能であると共に、テンションローラー71群は、定着ローラー42の接離動に連動し且つ定着ローラー42の接離動とは逆の関係で、定着ベルト43の内周面に対して接離動可能であるから、定着ローラー42及びテンションローラー71群が定着ベルト43に常時圧接することはなく、定着ベルト43の耐摩耗性(耐久性)も向上する。定着ベルト43の長寿命化にも貢献する。
なお、第1実施形態では、各テンションローラー71の硬度を定着ベルト43の硬度よりも低く設定している。例えば各テンションローラー71を耐熱性も考慮してシリコーンゴム製としている。その硬度はアスカーCで10°程度の柔らかいものである。このように構成すると、テンションローラー71群を定着ベルト43の内周面に接触させても、定着ベルト43に必要以上の応力(ストレス)がかかることはなく、定着ベルト43の耐摩耗性(耐久性)向上の点でも効果が高い。
(3).制御部の構造及び定着制御の態様
次に、図8及び図9を参照しながら、制御部28の構造と、制御部28による定着制御の一例とについて説明する。制御部28は基本的に、外部端末(図示省略)等から送信された画像信号を受信して、これをデジタル化したY−K色用の画像データに変換し、画像プロセス装置3や給紙装置4等を制御して印刷動作を実行するものである。
図8に示すように、制御部28は、プリンター1の制御全般を統括するコントローラー90、加圧回転部材32を回転させる駆動モーター56の起動、停止及び増減速等の速度制御を司る駆動モーター制御部85、並びに、カム軸50及び補助カム軸70を回転させる接離モーター57の起動、停止及び増減速等の速度制御を司る接離モーター制御部86等を備えている。コントローラー90は、各種演算処理や制御を実行するCPU91のほか、外部端末との接続用の通信インターフェイス(I/F)部92、EEPROMやフラッシュメモリ等の記憶手段93、制御プログラムやデータを一時的に記憶させるRAM94、記録材Pの搬送枚数等を計測するカウンター95、及び、時間を計測するタイマー96等を有している。
コントローラー90には、定着ベルト43を加熱する加熱源である加熱ユニット60と、加熱ユニット60の電磁誘導コイル62への供給電流を検出する電流検出部97と、同じく供給電圧を検出する電圧検出部98と、電磁誘導コイル62に高周波電力を供給する高周波インバーター99と、定着ベルト43の温度を測定する温度センサー65とを電気的に接続している。電流検出部97及び電圧検出部98の検出結果は制御部28に伝送される。制御部28では、電流検出部97及び電圧検出部98の検出結果に基づき、電磁誘導コイル62への供給電力値を得る。制御部28は、高周波インバーター99を制御して電磁誘導コイル62への供給電力の大きさを調節し、定着ベルト43の温度が所定の定着温度域内に入るように定着制御を実行する。
図9には、制御部28による定着制御の一例を示している。以下に開示のフローチャートに示すアルゴリズムは、コントローラー90の記憶手段93にプログラムとして予め記憶されていて、RAM94に読み出されてからCPU91で実行される。
図9に示すように定着制御では、プリンター1の主電源がオンされると(S01)、初期設定として、接離モーター57の駆動によって定着ローラー42と定着ベルト43と加圧回転部材32とを離間させると共に、テンションローラー71群を定着ベルト43の内周面に当接させる離間モードを実行する(S02)。それから、制御部28が定着装置5のウォームアップ処理を開始して、高周波インバーター99から加熱ユニット60への電力供給を開始する(S03)。
次いで、駆動モーター56の駆動によって加圧回転部材32を回転させ(S04)、伝動補助ベルト83及びテンションローラー71群を介して加圧回転部材32の回転力を定着ベルト43に伝達し、加圧回転部材32から離間した定着ベルト43を周方向に回転させる。このため、加熱ユニット60によって定着ベルト43は周方向に沿って均一に加熱される。次いで、温度センサー65の検出結果を読み込み(S05)、温度センサー65の検出結果である定着ベルト43の温度が所定の予熱完了温度に達していれば(S06:YES)、ウォームアップ処理を終了してから、外部端末等からの印刷要求の有無を判別する(S07)。
印刷要求があれば(S07:YES)、定着ベルト43を介して定着ローラー42を加圧回転部材32に圧接させると共に、テンションローラー71群を定着ベルト43の内周面から離間させる圧接モードを実行する(S08)。そして、印刷動作を実行し(S09)、ステップS07に戻る。
印刷要求がなければ(S07:NO)、接離モーター57の駆動によって、定着ローラー42と定着ベルト43と加圧回転部材32とを離間させると共に、テンションローラー71群を定着ベルト43の内周面に当接させる離間モードを実行する(S10)。そして、次の印刷要求を待つ待機状態に移行して、離間モードを継続しながら、高周波インバーター99から加熱ユニット60への電力供給を停止する(S11)。そして、駆動モーター56の駆動を停止させて加圧回転部材32の回転を停止させる(S12)。この場合、定着ベルト43に接触するのは主としてテンションローラー71群だけになり、定着ベルト43からの熱の逃げを確実に抑制でき、定着ベルト43の温度を全体的にほぼ均一な状態で維持し易くなる。なお、ステップS12においては、温度センサー65の検出結果に応じて、加熱ユニット60への電力供給をオンオフ制御すると共に、駆動モーター56で加圧回転部材32を間欠回転させ、定着ベルト43を所定温度域内に保持するように温度調節しても差し支えない。
次いで、再び印刷要求の有無を判別し(S13)、印刷要求がなければ(S13:NO)、待機状態を継続すべくステップS11に戻る。印刷要求があれば(S13:YES)、ウォームアップ処理をすべくステップS03に戻る。
(4).第1実施形態のまとめ
上記の記載並びに図4〜図7から明らかなように、第1実施形態の構成によると、記録材P上の未定着トナー像を定着させる定着装置5であって、加熱源60によって加熱される無端状のベルト体43と、前記ベルト体43の内周面に対して接離動可能な押圧体42と、前記押圧体42に前記ベルト体43を介して圧接する加圧回転部材32と、前記押圧体42の接離動とは逆の関係で、前記ベルト体43の内周面に対して接離動可能なテンション体71と、前記ベルト体43の内周面に対して前記押圧体42が離間し且つ前記テンション体71が接触した状態で、前記加圧回転部材32の回転力を前記テンション体71を用いて前記ベルト体43に伝達する回転伝達手段83とを備えているから、非通紙時(例えばウォームアップ時や待機時)は、前記押圧体42と前記ベルト体43とを離間させると共に、前記テンション体71によって前記ベルト体43に張力を付与して、前記ベルト体43と前記加圧回転部材32とを離間させることが可能になる。また、前記押圧体42と前記ベルト体43と前記加圧回転部材32とを離間させた状態であっても、前記回転伝達手段83によって前記加圧回転部材32の回転力を前記テンション体71を用いて前記ベルト体43に伝達できるから、非通紙時でも、前記加熱源60によって前記ベルト体43を周方向(回転方向)に沿って均一に加熱できる。
このため、非通紙時に前記ベルト体43に接触するのは主として前記テンション体71だけになり、前記ベルト体43からの熱の逃げを確実に抑制でき、前記ベルト体43の温度を全体的にほぼ均一な状態で維持し易くなる。従って、前記ベルト体43の昇温効率が向上し、ウォームアップ時間やファーストコピータイム(FCOT)の短縮化を図れ、消費電力の低減に寄与する。
更に、前記押圧体42は前記ベルト体43の内周面に対して接離動可能であると共に、前記テンション体71は、前記押圧体42の接離動に連動し且つ前記押圧体42の接離動とは逆の関係で、前記ベルト体43の内周面に対して接離動可能であるから、前記押圧体42及び前記テンション体71が前記ベルト体43に常時圧接することはなく、前記ベルト体43の耐摩耗性(耐久性)も向上する。前記ベルト体43の長寿命化にも貢献する。
第1実施形態では、前記テンション体71を前記ベルト体43の長手方向両端側にある非通紙領域43aの内周側に配置しているから、前記テンション体の前記定着ベルトに対する接触領域を狭くするだけでなく、前記ベルト体43の内周面において記録材P上へのトナー像の定着に影響しない領域だけに前記テンション体71を接触させて、前記ベルト体43からの放熱をより一層低減できる。前記ベルト体43の耐摩耗性(耐久性)向上や長寿命化にも高い効果を発揮できる。
(5).第2実施形態の定着装置の構造
次に、図10〜図12を参照しながら、第2実施形態の定着装置5の構造について説明する。第2実施形態の定着装置5では、第1実施形態の補助カム機構75群をなくした上で、定着ベルト43の通紙幅方向両端側に、それぞれ一個ずつテンションローラー71を配置している。各テンションローラー71は、第1実施形態と同様に、定着ベルト43の長手方向各端側にある非通紙領域の内周側、すなわち、定着ベルト43の各中空端部43a内に位置している。各テンションローラー71の回動軸72を、これに対応する案内板73に位置固定的に取り付けている。各テンションローラー71は回動軸72に対して回動可能に軸支している。その他の構成は第1実施形態と同様である。
定着ベルト43の内周面から定着ローラー42を離間させると、定着ベルト43自身の張力によって定着ベルト43が加圧回転部材32から離間する方向に浮き上がるのは、第1実施形態と同様である。このため、各テンションローラー71は、定着ベルト43の中空端部43aの内周面に対して相対的に接離動可能になっている。定着ベルト43の内周面から定着ローラー42を離間させた場合は、定着ベルト43と加圧回転部材32とがほぼ離間した線接触の状態になる。当該線接触の状態で各テンションローラー71が定着ベルト43の内周面に当接するように、各案内板73に対するテンションローラー71の取付け位置を規定している(図11及び図12参照)。このような線接触の状態では、加圧回転部材32と各テンションローラー71とによって定着ベルト43が挟持される。
第2実施形態では、第1実施形態のような補助カム機構75群がなくても、定着ローラー42と定着ベルト43とを完全に離間させた状態で、各テンションローラー71と加圧回転部材32とによって定着ベルト43を挟持するから、通紙時(定着ニップ部33を形成した状態)に比較してかなり軽い力で、定着ベルト43と各テンションローラー714とが接触でき、定着ベルト43に対する各テンションローラー71の接触面圧を低下できる。従って、定着ベルト43の摩耗を抑制できる。そして、定着ベルト43に対する各テンションローラー71の接触面圧を低下させた状態で、各テンションローラー71と加圧回転部材32とによって定着ベルト43を挟持するから、加圧回転部材32の回転力を直接的に定着ベルト43に伝達できる。従って、非通紙時であっても、定着ベルト43を周方向(回転方向)にスムーズに回転でき、加熱ユニット60によって定着ベルト43を周方向に沿って均一に加熱できる。第2実施形態の定着ベルト43は、通紙時と同様に、加圧回転部材32と逆方向に回転する。
すなわち、非通紙時に定着ベルト43に接触するのは、主としてテンションローラー71群と線接触状態の加圧回転部材32になるため、第2実施形態の構成でも、定着ベルト43からの放熱を抑制できる。案内板73に位置固定的に設けたテンションローラーという簡単な構造で省スペース化を図りながら、非通紙時の定着ベルト43の均一加熱(放熱抑制)と耐摩耗性向上とを実現できる。
(6).第3実施形態の定着装置の構造
次に、図13を参照しながら、第3実施形態の定着装置5の構造について説明する。第3実施形態の定着装置5は第2実施形態の変形例である。第3実施形態では、各テンションローラー71の回動軸72をこれに対応する案内板73に回転可能に軸支している。各テンションローラー71は回動軸72に固着している。各テンションローラー71の回動軸72群とこれに対応する加圧回転部材32の軸部とには、補助プーリー82を固着している。そして、両補助プーリー82に回転伝達手段としての伝動補助ベルト83をたすき掛けに巻き掛けている。その他の構成は第2実施形態と同様である。第3実施形態の構成によると、一対の補助プーリー82及び伝動補助ベルト83を介して、加圧回転部材32の回転力をテンションローラー71群にも伝達でき、加圧回転部材32との直接的な接触摩擦力と、テンションローラー71群経由の接触摩擦力とによって、定着ベルト43が周方向に確実に回転する。従って、非通紙時であっても、定着ベルト43を周方向(回転方向)にスムーズに回転でき、加熱ユニット60によって定着ベルト43を周方向に沿って均一に加熱できる。第3実施形態の定着ベルト43も、通紙時と同様に、加圧回転部材32と逆方向に回転する。
(7).第4実施形態の定着装置の構造
次に、図14及び図15を参照しながら、第4実施形態の定着装置5の構造について説明する。第4実施形態の定着装置5も第2実施形態の変形例である。第4実施形態では、加圧回転部材32の本体部32aの通紙幅方向長さを第2実施形態のものよりも短くしている。そして、加圧回転部材32の通紙幅方向両端側の非通紙領域(定着ベルト43との中空端部43aと重なる部分)に、通紙領域(本体部32a)よりも大径で且つ定着ベルト43の圧接によって潰れ変形する大径弾性部32bを設けている。
接離モーター57の動力によって定着ローラー42を定着ベルト43の内周面に圧接させる通紙時には、定着ローラー42と加圧回転部材32の本体部32aとによって定着ベルト43が挟持され、定着ニップ部33が形成される。これに併せて、両方の大径弾性部32bが定着ベルト43の中空端部43aに押圧されて潰れ変形する。なお、各テンションローラー71は定着ベルト43の内周面から離間した状態になる。
逆に、接離モーター57の動力によって定着ローラー42を定着ベルト43の内周面から離間させる非通紙時には、定着ローラー42と定着ベルト43と加圧回転部材32の本体部32aとの三者は完全に離間するものの、加圧回転部材32の各大径弾性部32bは弾性復原力によって元の形態に戻って、加圧回転部材32の各大径弾性部32bと、これに対応する定着ベルト43の中空端部43aとは接触状態を維持し、テンションローラー71群と加圧回転部材32の両大径弾性部32bとによって定着ベルト43の両中空端部43aが挟持される。
従って、通紙時に比較してかなり軽い力で、定着ベルト43と各テンションローラー71とが接触でき、定着ベルト43に対する各テンションローラー71の接触面圧を低下できる。従って、定着ベルト43の摩耗を抑制できる。そして、定着ベルト43に対する各テンションローラー71の接触面圧を低下させた状態で、テンションローラー71群と加圧回転部材32の両大径弾性部32bとによって定着ベルト43の両中空端部43aを挟持するから、加圧回転部材32の回転力を直接的に定着ベルト43に伝達できる。従って、非通紙時であっても、定着ベルト43を周方向(回転方向)にスムーズに回転でき、加熱ユニット60によって定着ベルト43を周方向に沿って均一に加熱できる。すなわち、非通紙時に定着ベルト43に接触するのは、主としてテンションローラー71群と加圧回転部材32の両大径弾性部32bになるため、第4実施形態の構成でも、定着ベルト43からの放熱を抑制できる(第2実施形態と同様の作用効果を奏する)。第4実施形態の定着ベルト43も、通紙時と同様に、加圧回転部材32と逆方向に回転する。
(5).その他
本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。例えば、画像形成装置としてプリンターを例に説明したが、これに限らず、複写機、ファクシミリ又はこれらの機能を複合的に備えた複合機等でもよい。その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
P 記録材
1 プリンター(画像形成装置)
5 定着装置
31 定着回転部材
32 加圧回転部材
42 定着ローラー
43 定着ベルト
43a 中空端部
56 駆動モーター
57 接離モーター
60 加熱ユニット
71 テンションローラー
75 補助カム機構
82 補助プーリー
83 伝動補助ベルト

Claims (9)

  1. 記録材上の未定着トナー像を定着させる定着装置であって、
    加熱源によって加熱される無端状のベルト体と、
    前記ベルト体の内周面に対して接離動可能な押圧体と、
    前記押圧体に前記ベルト体を介して圧接する加圧回転部材と、
    前記押圧体の接離動とは逆の関係で、前記ベルト体の内周面に対して接離動可能なテンション体と、
    前記ベルト体の内周面に対して前記押圧体が離間し且つ前記テンション体が接触した状態で、前記加圧回転部材の回転力を前記テンション体を用いて前記ベルト体に伝達する回転伝達手段と
    を備えている、
    定着装置。
  2. 前記回転伝達手段は、前記加圧回転部材と前記テンション体とに巻き掛けた伝動補助ベルトである、
    請求項1に記載の定着装置。
  3. 前記回転伝達手段は、前記ベルト体の内周面から前記押圧体が離間した状態で、前記加圧回転部材と前記テンション体とによって前記ベルト体を挟持する構成である、
    請求項1に記載の定着装置。
  4. 前記テンション体は前記ベルト体の長手方向両端側にある非通紙領域の内周側に配置している、
    請求項1〜3のうちいずれかに記載の定着装置。
  5. 前記テンション体の硬度を前記ベルト体の硬度よりも低く設定している、
    請求項1〜4のうちいずれかに記載の定着装置。
  6. 前記加圧回転部材の長手方向両端側の非通紙領域には、通紙領域よりも大径で且つ前記ベルト体の圧接によって潰れ変形する大径弾性部を備え、
    前記テンション体は前記ベルト体の長手方向両端側にある非通紙領域の内周側に配置し、
    前記ベルト体の内周面から前記押圧体が離間した状態では、前記大径弾性部と前記テンション体とによって前記ベルト体を挟持している、
    請求項3に記載の定着装置。
  7. 前記ベルト体は磁性金属層を備え、
    前記加熱源は、電磁誘導作用によって前記ベルト体の前記磁性金属層を発熱させる誘導加熱部材である、
    請求項1〜6のうちいずれかに記載の定着装置。
  8. 前記テンション体は、前記ベルト体の内周面に接触して、前記ベルト体を前記押圧体及び前記加圧回転部材と非接触状態で支持すると共に、前記加圧回転部材の回転に連動して自らが回転することによって前記加圧回転部材の回転力を前記ベルト体へ伝達する、
    請求項1に記載の定着装置。
  9. 請求項1〜8のうちいずれかに記載の定着装置を備えている、
    画像形成装置。
JP2014021550A 2014-02-06 2014-02-06 定着装置及び画像形成装置 Active JP5983957B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014021550A JP5983957B2 (ja) 2014-02-06 2014-02-06 定着装置及び画像形成装置
US14/607,364 US9170537B2 (en) 2014-02-06 2015-01-28 Fuser and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014021550A JP5983957B2 (ja) 2014-02-06 2014-02-06 定着装置及び画像形成装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015148721A true JP2015148721A (ja) 2015-08-20
JP5983957B2 JP5983957B2 (ja) 2016-09-06

Family

ID=53754752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014021550A Active JP5983957B2 (ja) 2014-02-06 2014-02-06 定着装置及び画像形成装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9170537B2 (ja)
JP (1) JP5983957B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017198891A (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 株式会社リコー 定着装置と画像形成装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017032667A (ja) * 2015-07-29 2017-02-09 株式会社東芝 定着装置
JP6786992B2 (ja) * 2016-09-21 2020-11-18 コニカミノルタ株式会社 画像形成装置および画像形成システム

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1048983A (ja) * 1996-08-01 1998-02-20 Ricoh Co Ltd 定着装置
JP2002190369A (ja) * 2000-12-19 2002-07-05 Canon Inc 加熱装置および画像形成装置
JP2005070278A (ja) * 2003-08-22 2005-03-17 Ricoh Co Ltd 定着装置、画像形成装置及びこれに用いられるトナー
JP2007011224A (ja) * 2005-07-04 2007-01-18 Konica Minolta Business Technologies Inc 定着装置及びこの定着装置を備えた画像形成装置
JP2011118298A (ja) * 2009-12-07 2011-06-16 Fuji Xerox Co Ltd 定着装置、および画像形成装置
JP2011154066A (ja) * 2010-01-26 2011-08-11 Ricoh Co Ltd 定着装置及び画像形成装置
US20120170957A1 (en) * 2011-01-04 2012-07-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Fusing device and image forming apparatus having the same
JP2013125071A (ja) * 2011-12-13 2013-06-24 Casio Electronics Co Ltd 定着装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5247336A (en) * 1991-12-23 1993-09-21 Eastman Kodak Company Image fusing apparatus having heating and cooling devices
JP4090375B2 (ja) * 2003-03-24 2008-05-28 株式会社沖データ 定着装置及び画像形成装置
JP5188029B2 (ja) * 2006-03-15 2013-04-24 キヤノン株式会社 定着装置及びこれを備えた画像形成装置
JP5343343B2 (ja) 2007-10-29 2013-11-13 富士ゼロックス株式会社 定着装置および画像形成装置
JP5446813B2 (ja) * 2009-12-10 2014-03-19 富士ゼロックス株式会社 定着装置及び画像形成装置
JP5545544B2 (ja) * 2010-09-16 2014-07-09 株式会社リコー 駆動装置、定着装置、及び画像形成装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1048983A (ja) * 1996-08-01 1998-02-20 Ricoh Co Ltd 定着装置
JP2002190369A (ja) * 2000-12-19 2002-07-05 Canon Inc 加熱装置および画像形成装置
JP2005070278A (ja) * 2003-08-22 2005-03-17 Ricoh Co Ltd 定着装置、画像形成装置及びこれに用いられるトナー
JP2007011224A (ja) * 2005-07-04 2007-01-18 Konica Minolta Business Technologies Inc 定着装置及びこの定着装置を備えた画像形成装置
JP2011118298A (ja) * 2009-12-07 2011-06-16 Fuji Xerox Co Ltd 定着装置、および画像形成装置
JP2011154066A (ja) * 2010-01-26 2011-08-11 Ricoh Co Ltd 定着装置及び画像形成装置
US20120170957A1 (en) * 2011-01-04 2012-07-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Fusing device and image forming apparatus having the same
JP2013125071A (ja) * 2011-12-13 2013-06-24 Casio Electronics Co Ltd 定着装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017198891A (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 株式会社リコー 定着装置と画像形成装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP5983957B2 (ja) 2016-09-06
US9170537B2 (en) 2015-10-27
US20150220031A1 (en) 2015-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100322667A1 (en) Image forming apparatus
JP6131707B2 (ja) 定着装置およびこれを備えた画像形成装置
JP6620936B2 (ja) 定着装置、画像形成装置
US7620337B2 (en) Image heating apparatus and image forming apparatus with controlled switch out of stand-by state
JP2007171372A (ja) 定着装置、画像形成装置及び画像形成方法
JP5429553B2 (ja) 定着装置及び画像形成装置
US9811033B2 (en) Fixing device and image forming apparatus therewith
JP5983957B2 (ja) 定着装置及び画像形成装置
US11163250B2 (en) Fixing unit having a pad to press a belt on a supporting member and a sliding sheet fixed to the supporting member
JP2012027174A (ja) 定着装置、及び、画像形成装置
JP7172345B2 (ja) 定着装置及び画像形成装置
JP6950308B2 (ja) 定着装置及び画像形成装置
JP2014191039A (ja) 定着装置及び画像形成装置
JP4627439B2 (ja) 画像記録装置
JP2014056007A (ja) 定着装置及び画像形成装置
JP2015206871A (ja) 定着装置及び画像形成装置
JP2020112586A (ja) 画像形成装置
US11460793B2 (en) Image forming apparatus
US12025931B2 (en) Fixing unit having a sliding sheet with a width in a longitudinal direction smaller than the width of first and second contact members
JP5409157B2 (ja) 像加熱装置
JP2018120132A (ja) ベルト装置、定着装置、及び画像形成装置
JP6098753B1 (ja) 定着装置及び画像形成装置
US9201358B2 (en) Fuser and image forming apparatus with an endless belt body and tension member
JP6578666B2 (ja) 定着装置及び画像形成装置
JP2014145847A (ja) 定着装置及び画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150615

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160120

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160318

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: 20160706

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160719

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5983957

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150