JP3551682B2

JP3551682B2 - Fixing device

Info

Publication number: JP3551682B2
Application number: JP04304097A
Authority: JP
Inventors: 洋子下村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2017-02-12
Also published as: JPH10221999A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に適用される定着装置に係り、詳しくは、複数のローラに張架されたベルトを定着ローラに押し当てて、未定着トナー像が形成された記録シートをベルトと定着ローラとの間に挟んで搬送しながら該未定着トナー像を記録シート上に定着させるようにした定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、記録シート上に形成された未定着トナー像を定着させるための定着装置が必要となる。この定着装置として、例えば、特開平６−２５０５６０号公報に開示されるようなものが提案されている。
この定着装置は、図８に示すように、ヒータ１５を内蔵した金属製の円筒体１４の周りを弾性体１１で覆った構造となる定着ローラ１０と、加圧ローラ２１、ローラ２２及び２３に張架された耐熱ベルト２０を有している。そして、耐熱ベルト２０を定着ローラ１０に押し当ててニップ部を形成し、更に、ニップ部の後端において加圧ローラ２１が耐熱ベルト２０を定着ローラ１０に押圧する構造となっている。
【０００３】
このような定着装置では、定着ローラ１０の回転と共に耐熱ベルト２０が循環運動し、耐熱ベルト２０と定着ローラ１０との間に供給された未定着トナー像の形成された記録シートが、耐熱ベルト２０循環運動及び定着ローラ１０の回転によって搬送される。この記録シートがニップ部を通過する際に定着ローラ１０からの加熱によって未定着トナー像が記録シート上に定着される。また、ニップ部の後端における加圧ローラ２１の押圧によって定着ローラ１０表面の弾性体１１が歪んだ状態になっており、記録シートが歪んだ状態の弾性体１１の部分を通過する際に、該記録シートの先端がその剛性によって定着ローラ１０から剥離される。以後、記録シートは定着ローラ１０から順次剥離されて排出トレーに向けて搬送される。
従って、このような定着装置では、特に剥離爪を設けなくても耐熱ベルト２０と定着ローラ１０のニップ部を記録シートが通過する際に自動的に記録シートが定着ローラ１０から剥離されるようになる（セルフストリッピング）。
【０００４】
上記のような構造の定着装置では、加圧ローラ２１の押圧によって歪んだ定着ローラ１０表面の周速が、耐熱ベルト２０が単に押し当てられた部分の定着ローラ１０表面の周速よりわずかに大きくなる。記録シート及び耐熱ベルト２０は、加圧ローラ２１によって定着ローラ１０に押しつけられながら搬送及び駆動されるので、記録シートの搬送速度及び耐熱ベルト２０の移動速度は定着ローラ１０の歪んだ部分の周速に近い。従って、耐熱ベルト２０が単に定着ローラ１０に押し当てられた部分（ニップ部内）において、記録シート（耐熱ベルト２０）の搬送速度と定着ローラ１０の周速にわずかな差が生ずる。このニップ部における記録シートの搬送速度と定着ローラ１０の周速との差に起因して記録シート上のトナー像がずれてしまう。
そこで、上記従来の定着装置では、耐熱ベルト２０に制動力を作用させて上記記録シートと定着ローラ１０との速度差を是正し、トナー像のずれ発生を防止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複写機やプリンタ等の画像形成装置では、種々のサイズの記録シートや種々の厚さの記録シートが用いられる。このような画像形成装置に適用される上述した構造の定着装置では、加圧ローラ２１が一定の力で押圧する定着ローラ１０の弾性体１１の歪み量が記録シートの厚さや幅に応じてわずかに変化する。即ち、加圧ローラ２１と定着ローラ１０との間に挟まれる記録シートの厚さが大きいほど弾性体１１の歪み量がより大きくなり、また、記録シートの幅が小さいほど加圧ローラ２１からの押圧力がより直接的に定着ローラ１０に作用して、弾性体１１の歪み量がより大きくなる。
【０００６】
このため、耐熱ベルト２０に一定の制動力を作用した状態では、使用する記録シートの厚さ、幅（サイズ）が切り換えられると、トナー像のずれが発生する場合がある。
そこで、本発明の第一の課題は、表面に弾性体層を有する定着ローラに、複数のローラに張架されたベルトの一部を押し当ててニップ部を形成し、該ニップ部の記録シート搬送方向の後端で該ベルトの内側から加圧ローラが定着ローラを押圧してなる定着装置において、使用される記録シートの厚さが変化してもトナー像のずれ発生を防止できるようにすることである。
【０００７】
また、本発明の第二の課題は、表面に弾性体層を有する定着ローラに、複数のローラに張架されたベルトの一部を押し当ててニップ部を形成し、該ニップ部の記録シート搬送方向の後端で該ベルトの内側から加圧ローラが定着ローラを押圧してなる定着装置において、使用される記録シートの幅が変化してもトナー像のずれ発生を防止できるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記第一の課題を解決するため、本発明は、図１に示すと共に、請求項１に記載されるように、表面に弾性体層２を有する定着ローラ１に、複数のローラに張架されたベルト３の一部を押し当ててニップ部Ｎを形成し、該ニップ部Ｎの記録シートＰ搬送方向の後端で該ベルト３の内側から加圧ローラ４が定着ローラ１を押圧してなる定着装置において、ベルト３に制動力を作用させる制動力印加手段５と、使用される記録シートＰの厚さの情報を獲得する厚さ情報獲得手段６と、該厚さ情報獲得手段６にて獲得した記録シートＰの厚さに応じて制動力印加手段５からベルト３に作用させるべき制動力を制御する制御手段７とを有するように構成される。
【０００９】
このような定着装置では、定着ローラ１とベルト３との間に未定着トナー像ＩＴが形成された記録シートＰが供給される。この記録シートＰはニップ部Ｎにおいてベルト３と定着ローラ１に挟まれた状態で搬送され、その過程で、未定着トナー像ＩＴが定着ローラ１からの熱により記録シートＰ上に定着される。そして、記録シートＰの先端が加圧ローラ４にて押圧された領域を通過すると、その記録シートＰの先端がその剛性によって定着ローラ１から剥離される。
【００１０】
このような定着動作の過程で、厚さ情報獲得手段６が使用される記録シートＰの厚さを獲得すると、その獲得された記録シートＰの厚さに応じて制御手段７が、制動力印加手段５からベルト３に作用させるべき制動力を制御する。そして、制動力印加手段５はその制御された制動力をベルト３に印加する。このようなベルト３に対する制動力の印加により、ニップ部Ｎのベルト３が定着ローラ１に単に押さえ付けられた部分での記録シートＰの搬送速度と定着ローラ１の周速との差を小さくすることができる。
【００１１】
ここで、上記制御手段７は、一般に、加圧ローラ４が押圧する定着ローラ１の弾性体層２の歪みが大きくなるほどベルト３に印加すべき制動力を大きくなるような制御を行う。従って、獲得される記録シートＰの厚さが大きくなるほどベルト３に印加されるべき制動力が大きくなるような制御が行われる。記録シートＰの厚さと制動力の関係は弾性体層２の材質、加圧ローラ４の定着ローラ１への押圧力、トナーの特性、記録シートの材質等によって変化することから、実際に各厚さの記録シートを使用したときにトナー像のずれが発生しないようなベルト３への制動力が実験的に定められる。そして、制御手段７の制御特性はその実験結果に基づいて定められる。
【００１２】
上記定着装置において、記録シートＰの搬送を妨げることなく当該記録シートＰの厚さを取得することができるという観点から、請求項２に記載されるように、上記厚さ情報獲得手段６を記録シートＰの厚さを非接触にて光学的に検出する非接触センサを用いた構成とすることができる。
また、請求項３に記載されるように、当該定着装置が適用される画像形成装置にて生成される外部からの入力信号である使用記録シートＰの厚さを表す信号（例えば、厚紙モード信号、通常紙モード信号等）に基づいて使用する記録シートＰの厚さ情報を獲得することもできる。
【００１３】
上記本発明の第二の課題を解決するため、本発明は、請求項４に記載されるように、表面に弾性体層２を有する定着ローラ１に、複数のローラに張架されたベルト３の一部を押し当ててニップ部Ｎを形成し、該ニップ部Ｎの記録シートＰ搬送方向の後端で該ベルト３の内側から加圧ローラ４が定着ローラ１を押圧してなる定着装置において、ベルト３に制動力を作用させる制動力印加手段５と、使用される記録シートＰの幅の情報を獲得する幅情報獲得手段６’と、該幅情報獲得手段６’にて獲得した記録シートＰの幅に応じて制動力印加手段５からベルト３に作用させるべき制動力を制御する制御手段７とを有するように構成される。
このような定着装置では、上述した定着装置と同様の定着動作が行われ、記録シートＰがベルト３と定着ローラ１とのニップ部Ｎを通過すると、自動的に記録シートＰが定着ローラ１から剥離される。
【００１４】
このような定着動作の過程で、幅情報獲得手段６’が使用される記録シートＰの幅を獲得すると、その獲得された記録シートＰの幅に応じて制御手段７が、制動力印加手段５からベルト３に作用させるべき制動力を制御する。そして、制動力印加手段５はその制御された制動力をベルト３に印加する。このようなベルト３に対する制動力の印加により、ニップ部Ｎのベルト３が定着ローラ１に単に押さえ付けられた部分での記録シートＰの搬送速度と定着ローラ１の周速との差を小さくすることができる。
【００１５】
ここで、上記制御手段７は、上記と同様に、加圧ローラ４が押圧する定着ローラ１の弾性体層２の歪みが大きくなるほどベルト３に印加すべき制動力を大きくなるような制御を行う。従って、獲得される記録シートＰの幅が小さくなるほどベルト３に印加されるべき制動力が大きくなるような制御が行われる。記録シートＰの幅と制動力の関係もまた弾性体層２の材質、加圧ローラ４の定着ローラ１への押圧力、トナーの特性、記録シートの材質等によって変化することから、実際に各幅の記録シートを使用したときにトナー像のずれが発生しないようなベルト３への制動力が実験的に定められる。そして、制御手段７の制御特性はその実験結果に基づいて定められる。
【００１６】
上記定着装置において、実際に使用される記録シートＰの幅を正確に獲得できるという観点から、請求項５に記載されるように、上記幅情報獲得手段６’を当該定着装置が適用される画像形成装置に設けられた光書き込みユニットに与えられる主走査方向の書き込みに係る信号に基づいて記録シートＰの幅を検出する幅検出手段を用いるように構成することができる。
上記主走査方向書き込みに係る信号として、例えば、主走査方向の各ラインの書き込み開始信号とライン終了を表すライン終了信号を用いることができる。この場合、書き込み開始信号が出力されたタイミングとライン終了信号が出力されたタイミングとの間の時間が記録シートの幅に対応する。
また、請求項６に記載されるように、定着装置が適用される画像形成装置にて生成される外部からの入力信号である使用記録シートＰの幅を表す信号（例えば、記録シートＰのサイズ選択信号等）に基づいて使用する記録シートＰの幅情報を獲得することもできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の実施の形態に係る定着装置は、図２に示すように構成されている。図２において、従来と同様に、それぞれ金属製の加圧ローラ２１、ローラ２２及び２３に耐熱ベルト２０が張架され、この耐熱ベルト２０が定着ローラ１０に押し当てられてニップ部が形成されている。そして、ニップ部の記録シートの搬送方向後端において加圧ローラ２１が定着ローラ１０を耐熱ベルト２０の内側から押圧する構造となっている。
【００１８】
定着ローラ１０は、ヒータ１５を内蔵した円筒体１４と、その周りを被覆した弾性体１１と、更に弾性体１１の表面に形成された保護層１２とによって構成されている。例えば、円筒体１４として肉厚２ｍｍのアルミニウム管が用いられ、弾性体１１はシリコンゴム、保護層１２はフッ素ゴムにてそれぞれ形成されている。また、耐熱ベルト２０は、例えば、７５μｍのポリイミドフィルムにシリコンゴムを被覆した構造となっている。円筒体１４に内蔵されるヒータ１５として、例えば、６５０Ｗのハロゲンランプが用いられる。
定着ローラ１０の周囲には、更に、離型剤供給装置３０が配置され、定着ローラ１０の表面には離型剤供給装置３０から常時定量の離型剤（例えば、シリコンオイル）が供給されている。また、ニップ部における加圧ローラ２１の上流側には、耐熱ベルト２０を定着ローラ１０の表面に圧接するためのパッド２４が設けられている。このパッド２４は、例えば、金属板にシリコンゴムを接着した構造となっている。
【００１９】
耐熱ベルト２０を張架する複数のローラ（加圧ローラ２１を含む）のうちローラ２２の回転系に電磁ブレーキ装置４０が設けられている。その構造は、例えば、図３に示すようになっている。図３において、対向するフレーム５０ａ、５０ｂに固定された軸受け５１ａ、５１ｂにローラ２２の軸が回転自在に支持されている。そして、このローラ２２の一側端の軸にはギア５２が装着されている。一端に電磁ブレーキ装置４０が設けられた回転軸５４が対向するフレーム５０ａ、５０ｂに回転自在に支持されており、この回転軸５４の他端に装着されたギア５３が上記ローラ２２の軸に装着されたギア５２に噛み合っている。このような構造により、駆動回路４１にて駆動される電磁ブレーキ装置４０が回転軸５４に制動をかけると、その制動力がギア５３、５２を介してローラ２２に伝達する。
【００２０】
また、図２に戻り、定着装置の記録シート進入部の直前には非接触の光学センサ２５ａ、２５ｂが設置されている。この光学センサ２５ａ、２５ｂは、記録シートＰの厚さに応じたレベルの検出信号を出力する。例えば、記録シートＰが薄くなるほど光学センサ２５ａ、２５ｂの検出信号レベルが高くなる。そして、コントローラ６０は、光学センサ２５ａ、２５ｂからの検出信号に基づいて駆動回路４１から電磁ブレーキ装置４０に供給される励磁電流を制御する。その結果、耐熱ベルト２０に加えられる制動力が制御される。
【００２１】
コントローラ６０は、例えば、図４に示すように構成される。図４において、このコントローラ６０は、増幅回路１０１、第一の比較回路１０２（１）、第二の比較回路１０２（２）、領域判定回路１０３、電源回路１０４及び電圧切換回路１０５を有している。このような構成において、光学センサ２５ｂからの検出信号が増幅回路１０１を介して第一及び第二の比較回路１０２（１）及び１０２（２）に入力している。
【００２２】
第一の比較回路１０２（１）は、第一の基準電圧Ｖ１と増幅回路１０１を経た検出信号レベルＶとを比較し、検出信号レベルＶが第一の基準電圧Ｖ１より大きいとき、例えば、ハイレベル（Ｈ）の比較信号を出力する。また、第二の比較回路１０２（２）は、第二の基準電圧Ｖ２と増幅回路１０１を経た検出信号レベルＶとを比較し、検出信号レベルＶが第二の基準電圧Ｖ２より大きいとき、例えば、ハイレベル（Ｈ）の比較信号を出力する。ここで、第一の基準電圧Ｖ１は第二の基準電圧Ｖ２より大きい（Ｖ１＞Ｖ２）。
【００２３】
このような構成の第一及び第二の比較回路１０２（１）及び１０２（２）に入力する検出信号レベルＶが第二の基準電圧Ｖ２以下である場合（Ｖ２≧Ｖ；記録シートＰが比較的厚い場合）、第一及び第二の比較回路１０２（１）及び１０２（２）の双方の出力信号がローレベル（Ｌ）となる。検出信号レベルＶが第二の基準電圧Ｖ２より大きく、かつ第一の基準電圧Ｖ１以下である場合（Ｖ２＜Ｖ≦Ｖ１；記録シートの厚さが中程度の場合）、第一の比較回路１０２（１）からの出力信号がＬレベルとなり、第二の比較回路１０２（２）からの出力信号がＨレベルとなる。また、検出信号レベルＶが第一の基準電圧Ｖ１より大きい場合（Ｖ＞Ｖ１；記録シートの厚さが比較的薄い場合）、第一及び第二の比較回路１０２（１）及び１０２（２）の双方の出力がＨレベルとなる。
【００２４】
領域判定回路１０３は、上記第一及び第二の比較回路１０２（１）及び１０２（２）からの出力信号を３つの領域信号ＳＬ、ＳＭ、ＳＨにデコードする。即ち、第一及び第二の比較回路１０２（１）及び１０２（２）の双方の出力信号がＬレベルの場合（記録シートＰが比較的厚い場合）、領域信号ＳＨが有効となり、第一の比較回路１０２（１）の出力信号がＬレベルで、かつ第二の比較回路１０２（２）の出力信号がＨレベルの場合（記録シートＰが中程度の場合）、領域信号ＳＭが有効となる。また、第一及び第二の比較回路１０２（１）及び１０２（２）の双方の出力信号がＨレベルの場合（記録シートＰが比較的薄い場合）、領域信号ＳＬが有効となる。
【００２５】
電圧切換回路１０５は、電源回路１０４に接続され、各領域信号ＳＬ、ＳＭ、ＳＨに基づいて駆動回路４１に印加すべき電圧を切り換える。例えば、領域信号ＳＬが有効な場合、Ｏボルトの電圧が駆動回路４１に印加され、領域信号ＳＭが有効な場合、所定の電圧Ｅ１が駆動回路４１に印加され、また、領域信号ＳＨが有効な場合、電圧Ｅ１より大きい所定の電圧Ｅ２（＞Ｅ１）が駆動回路４１に印加される。駆動回路４１は、この印加される電圧に応じた励磁電流を前記電磁ブレーキ装置４０に供給する。
【００２６】
従って、比較的薄い記録シートＰが定着装置に供給される場合、電磁ブレーキ装置４０には励磁電流は供給されず、耐熱ベルト２０に制動力は作用しない。また、中程度の厚さの記録シートＰが定着装置に供給される場合、電磁ブレーキ装置４０にには、電圧Ｅ１に対応した励磁電流が供給され、耐熱ベルト２０に所定の制動力が作用する。更に、比較的厚い記録シートＰが定着装置に供給される場合、電磁ブレーキ装置４０には、電圧Ｅ１より大きい電圧Ｅ２に対応した励磁電流が供給され、耐熱ベルト２０に更に大きな制動力が作用する。
上記のような構成のコントローラ６０の基準電圧Ｖ１、Ｖ２、及び各回路定数等は、実験的に得られた記録シートＰの厚さと画像ずれを発生させないために耐熱ベルト２０に作用させるべき制動力との関係に基づいて決定される（例えば、図６参照）。
【００２７】
上述したような定着装置においては、未定着トナー像ＩＴが形成された記録シートＰが定着ローラ１０と耐熱ベルト２０のニップ部に供給され、定着ローラ１０の回転とそれに伴う耐熱ベルト２０の循環移動によって記録シートＰが搬送される。その搬送の過程で、定着ローラ１０からの熱によって記録シートＰ上のトナー像ＩＴが定着される。
そして、記録シートＰがニップ部を通過するとき、加圧ローラ２１によって定着ローラ１０に押圧される記録シートＰが、自らの剛性により定着ローラ１０から剥離される。
【００２８】
上記のような定着動作の過程で、コントローラ６０は、光学センサ２５ａ、２５ｂからの検出信号に基づいて記録シートＰの厚さが比較的薄い、比較的厚い、中程度のいずれかであるかを判定し（比較回路１０２（１）、１０２（２）及び領域判定回路１０３）、その判定結果に基づいて電磁ブレーキ装置４０に供給すべき励磁電流の制御信号（電圧切換回路１０５の出力信号）を出力する。その結果、記録シートＰの厚さに応じた制動力がローラ２２を介して耐熱ベルト２０に作用する。電磁ブレーキ装置４０に供給すべき励磁電流は、実験的に求めた記録シートＰの厚さと画像ずれを生じさせないために必要な制動力との関係（例えば、図６参照）に基づいて制御されることとなり、使用される記録シートの厚さが変化しても、常に、上記定着装置を通過した記録シートＰ上に定着されたトナー像にずれは生じない。
【００２９】
ところで、前述したように記録シートＰの幅に応じて耐熱ベルト２０に作用させるべき最適な制動力が変化する。このように、記録シートＰの幅に応じて耐熱ベルト２０に作用させる制動力を制御するために、コントローラ６０は、例えば、図５に示すように構成される。
図５において、このコントローラ６０は、フリップフロップ回路１１０、クロック回路（ＣＬＫ）１１１、アンド回路１１２、カウンタ１１３、ラッチ回路１１４、判定回路１１５及び前記例と同様に電源回路１０４及び電圧切換回路１０５を有している。このような構成のもと、コントローラ６０は、当該定着装置が適用される画像形成装置（例えば、複写機）に搭載された光書き込みユニット（ＲＯＳ）に供給すべき主走査ラインの開始信号（ＳＴＡＲＴ）と該主走査ラインの終了信号（ＥＯＬ）に基づいて記録シートＰの幅を検出している。
【００３０】
フリップフロップ回路１１０は、光書き込みユニット（ＲＯＳ）に供給すべき主走査ラインの開始信号（ＳＴＡＲＴ）でセットされ、また、該主走査ラインの終了信号（ＥＯＬ）でリセットされる。従って、フリップフロップ回路１１０は、１ラインを走査している間有効（例えば、Ｈレベル）となる信号Ｑを出力する。
クロック回路１１１は所定周期のクロック信号を出力する。このクロック信号は、上記フリップフロップ回路１１０からの出力信号にてゲートコントロールされるアンド回路１１２を介してカウンタ１１３に供給される。カウンタ１１３は、上記走査ラインの開始信号（ＳＴＡＲＴ）でリセットされアンド回路１１２を介して供給されるクロック信号をカウントする。ラッチ回路１１４は、上記走査ラインの終了信号（ＥＯＬ）に同期してカウンタ１１３のカウント値をラッチする。
【００３１】
このような構成により、光書き込みユニット（ＲＯＳ）が１ラインを走査している間、カウンタ１１３がクロック信号をカウントし、その走査が終了した時点で、１ライン分の長さに対応したカウント値がラッチ回路１１４にラッチされる。即ち、ラッチ回路１１４にラッチされるカウント値は使用される記録シートの幅に対応する。
【００３２】
上記のようにラッチ回路１１４にラッチされたカウント値が判定回路１１５に供給される。判定回路１１５は供給されるカウント値から記録シートの幅を判定してその幅に対応した判定信号ＳＬ、ＳＭ、ＳＨを出力する。記録シートＰの幅が所定の範囲以内にある場合、判定信号ＳＭが有効となる。また、記録シートＰの幅が該所定の範囲に達しない場合、判定信号ＳＬが有効となり、記録シートＰの幅が該所定の範囲を超える場合、判定信号ＳＨが有効となる。
【００３３】
電圧切換回路１０５は、電源回路１０４に接続され、各領域信号ＳＬ、ＳＭ、ＳＨに基づいて駆動回路４１に印加すべき電圧を切り換える。例えば、領域信号ＳＬが有効な場合、最大の電圧Ｅ１が駆動回路４１に印加され、領域信号ＳＭが有効な場合、所定の電圧Ｅ１より小さい所定の電圧Ｅ２（＜Ｅ１）が駆動回路４１に印加され、また、領域信号ＳＨが有効な場合、Ｏボルトの電圧が駆動回路４１に印加される。駆動回路４１は、この印加される電圧に応じた励磁電流を前記電磁ブレーキ装置４０に供給する。
【００３４】
従って、比較的幅の狭い記録シートＰが定着装置に供給される場合、電磁ブレーキ装置４０には最大の電圧Ｅ１対応した励磁電流は供給され、耐熱ベルト２０に最大の制動力が作用する。また、中程度の幅の記録シートＰが定着装置に供給される場合、電磁ブレーキ装置４０には、電圧Ｅ２に対応した励磁電流が供給され、耐熱ベルト２０に上記の制動力より小さい制動力が作用する。更に、比較的幅の広い記録シートＰが定着装置に供給される場合、電磁ブレーキ装置４０には励磁電流が供給されず、耐熱ベルト２０に制動力が作用しない。
【００３５】
上記のような構成のコントローラ６０の判定回路１１５の判定基準等は実験的に得られた記録シートＰの幅と画像ずれを発生させないために耐熱ベルト２０に作用させるべき制動力との関係に基づいて決定される（例えば、図７参照）。
上記のような定着装置では、上述したような定着動作の過程で、コントローラ６０は、光書き込みユニット（ＲＯＳ）に供給すべき主走査ラインの開始信号（ＳＴＡＲＴ）及び該走査ラインの終了信号（ＥＯＬ）基づいて記録シートＰの幅が比較的狭い、比較的広い、中程度のいずれかであるかを判定し（判定回路１１５）、その判定結果に基づいて電磁ブレーキ装置４０に供給すべき励磁電流の制御信号（電圧切換回路１０５の出力信号）を出力する。その結果、記録シートＰの幅に応じた制動力がローラ２２を介して耐熱ベルト２０に作用する。電磁ブレーキ装置４０に供給すべき励磁電流は、実験的に求めた記録シートＰの幅と画像ずれを生じさせないために必要な制動力との関係（例えば、図７参照）に基づいて制御されることとなり、使用される記録シートの幅が変化しても、常に、上記定着装置を通過した記録シートＰ上に定着されたトナー像にずれは生じない。
【００３６】
本発明は、上述したような実施の形態に限定されるものでない。例えば、上記記録シートＰの厚さや幅は、当該定着装置が適用される画像形成装置にて生成される記録シートの厚さや幅に応じた信号（例えば、記録シートの厚さに関するモード信号、記録シートのサイズ選択（指定）信号等）に基づいて判定することも可能である。また、検出された記録シートの厚さや幅に応じて連続的（上記のように三段階ではなく）制動力を制御することも可能である。
上述したような電磁ブレーキ装置４０ではなく、該耐熱ベルト２０を張架するローラのいずれかに駆動モータを装着し、そのモータの回転速度を制御することにより耐熱ベルト２０に作用させる制動力を制御することも可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上、説明してきたように、請求項１乃至３に係る発明によれば、表面に弾性体層を有する定着ローラに、複数のローラに張架されたベルトの一部を押し当ててニップ部を形成し、該ニップ部の記録シート搬送方向の後端で該ベルトの内側から加圧ローラが定着ローラを押圧してなる定着装置において、使用される記録シートの厚さに応じてベルトに作用させる制動力を制御するようにしたため、使用される記録シートの厚さが変化しても、ニップ部のベルトが定着ローラに単に押さえ付けられた部分での記録シートの搬送速度と定着ローラの周速との差を常に小さくすることができる。従って、上記定着装置において、使用される記録シートの厚さが変化してもトナー像のずれ発生を防止できる。
【００３８】
また、請求項４乃至６記載の定着装置によれば、表面に弾性体層を有する定着ローラに、複数のローラに張架されたベルトの一部を押し当ててニップ部を形成し、該ニップ部の記録シート搬送方向の後端で該ベルトの内側から加圧ローラが定着ローラを押圧してなる定着装置において、使用される記録シートの幅に応じてベルトに作用させる制動力を制御するようにしたため、使用される記録シートの幅が変化しても、ニップ部のベルトが定着ローラに単に押さえ付けられた部分での記録シートの搬送速度と定着ローラの周速との差を常に小さくすることができる。従って、上記定着装置において、使用される記録シートの幅が変化してもトナー像のずれ発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る定着装置の原理を示す図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る定着装置を示す概略構成図である。
【図３】耐熱ベルトを張架するローラの制動機構の一例を示す図である。
【図４】図２に示す定着装置におけるコントローラの構成例を示す回路ブロック図である。
【図５】図２に示す定着装置におけるコントローラの他の構成例を示すブロック図である。
【図６】記録シートの厚さと必要な制動力との関係に関する実験結果を示す図表である。
【図７】記録シートの幅と必要な制動力との関係に関する実験結果を示す図表である。
【図８】従来の定着装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１…定着ローラ，２…弾性体層，３…ベルト，４…加圧ローラ，５…制動力印加手段，６…厚さ情報獲得手段，６’…幅情報獲得手段，７…制御手段，１０…定着ローラ，１１…弾性体，２０…耐熱ベルト，２１…加圧ローラ，２２、２３…ローラ，２５ａ、２５ｂ…光学センサ，４０…電磁ブレーキ装置，４１…駆動回路，６０…コントローラ，１０１…増幅回路，１０２（１）、１０２（２）…比較回路，１０３…領域判定回路，１０４…電源回路，１０５…電圧切換回路，１１０…フリップフロップ回路，１１１…クロック回路，１１２…アンド回路，１１３…カウンタ，１１４…ラッチ回路，１１５…判定回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device applied to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, and more specifically, a belt stretched over a plurality of rollers is pressed against a fixing roller to determine an unfixed state. The present invention relates to a fixing device that fixes a non-fixed toner image on a recording sheet while transporting a recording sheet on which a toner image is formed between a belt and a fixing roller.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer requires a fixing device for fixing an unfixed toner image formed on a recording sheet. As this fixing device, for example, a fixing device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-250560 has been proposed.
As shown in FIG. 8, the fixing device includes a fixing roller 10 having a structure in which a metal cylindrical body 14 having a built-in heater 15 is covered with an elastic body 11, a pressing roller 21, rollers 22 and 23. The heat resistant belt 20 is stretched. Then, the heat resistant belt 20 is pressed against the fixing roller 10 to form a nip portion, and a pressure roller 21 presses the heat resistant belt 20 against the fixing roller 10 at the rear end of the nip portion.
[0003]
In such a fixing device, the heat-resistant belt 20 circulates along with the rotation of the fixing roller 10, and the recording sheet on which the unfixed toner image is supplied between the heat-resistant belt 20 and the fixing roller 10 is formed. The sheet is conveyed by the circulation motion and the rotation of the fixing roller 10. When the recording sheet passes through the nip, the unfixed toner image is fixed on the recording sheet by heating from the fixing roller 10. Further, the elastic body 11 on the surface of the fixing roller 10 is distorted by the pressing of the pressure roller 21 at the rear end of the nip portion, and when the recording sheet passes through the distorted elastic body 11, The leading end of the recording sheet is separated from the fixing roller 10 by its rigidity. Thereafter, the recording sheet is sequentially peeled off from the fixing roller 10 and is conveyed toward the discharge tray.
Therefore, in such a fixing device, the recording sheet is automatically peeled off from the fixing roller 10 when the recording sheet passes through the nip portion between the heat-resistant belt 20 and the fixing roller 10 without providing a peeling claw. (Self-stripping).
[0004]
In the fixing device having the above-described structure, the peripheral speed of the surface of the fixing roller 10 that is distorted by the pressing of the pressure roller 21 is slightly larger than the peripheral speed of the surface of the fixing roller 10 where the heat-resistant belt 20 is simply pressed. Become. Since the recording sheet and the heat-resistant belt 20 are transported and driven while being pressed against the fixing roller 10 by the pressure roller 21, the transport speed of the recording sheet and the moving speed of the heat-resistant belt 20 are the peripheral speed of the distorted portion of the fixing roller 10. Close to. Therefore, a slight difference occurs between the conveying speed of the recording sheet (heat-resistant belt 20) and the peripheral speed of the fixing roller 10 in a portion (in the nip portion) where the heat-resistant belt 20 is simply pressed against the fixing roller 10. The toner image on the recording sheet shifts due to the difference between the recording sheet conveyance speed and the peripheral speed of the fixing roller 10 in the nip portion.
Thus, in the above-described conventional fixing device, a braking force is applied to the heat-resistant belt 20 to correct a speed difference between the recording sheet and the fixing roller 10, thereby preventing a toner image from being displaced.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, recording sheets of various sizes and recording sheets of various thicknesses are used. In the fixing device having the above-described structure applied to such an image forming apparatus, the amount of distortion of the elastic body 11 of the fixing roller 10 pressed by the pressing roller 21 with a constant force is small according to the thickness and width of the recording sheet. Changes to That is, the greater the thickness of the recording sheet sandwiched between the pressure roller 21 and the fixing roller 10, the greater the amount of distortion of the elastic body 11, and the smaller the width of the recording sheet, the greater the distance from the pressure roller 21. The pressing force acts more directly on the fixing roller 10, and the amount of distortion of the elastic body 11 increases.
[0006]
Therefore, in a state where a constant braking force is applied to the heat-resistant belt 20, if the thickness and width (size) of the recording sheet to be used are switched, the toner image may be shifted.
Therefore, a first object of the present invention is to form a nip portion by pressing a part of a belt stretched over a plurality of rollers against a fixing roller having an elastic layer on the surface, and forming a recording sheet in the nip portion. In a fixing device in which a pressure roller presses a fixing roller from the inside of the belt at a rear end in a conveying direction, it is possible to prevent a toner image from being displaced even when a thickness of a recording sheet used changes. That is.
[0007]
Further, a second object of the present invention is to form a nip portion by pressing a part of a belt stretched over a plurality of rollers against a fixing roller having an elastic layer on its surface, and forming a recording sheet in the nip portion. In a fixing device in which a pressure roller presses a fixing roller from the inside of the belt at a rear end in a conveying direction, it is possible to prevent a toner image from shifting even if a width of a recording sheet used changes. It is.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the first problem, the present invention is shown in FIG. 1 and, as described in claim 1, a fixing roller 1 having an elastic layer 2 on a surface and being stretched over a plurality of rollers. A portion of the belt 3 is pressed to form a nip portion N, and the pressure roller 4 presses the fixing roller 1 from inside the belt 3 at the rear end of the nip portion N in the recording sheet P conveyance direction. In the fixing device, a braking force application unit 5 for applying a braking force to the belt 3, a thickness information obtaining unit 6 for obtaining information on the thickness of the recording sheet P to be used, and a thickness information obtaining unit 6 The control unit 7 controls the braking force to be applied to the belt 3 from the braking force application unit 5 according to the acquired thickness of the recording sheet P.
[0009]
In such a fixing device, a recording sheet P having an unfixed toner image IT formed between the fixing roller 1 and the belt 3 is supplied. The recording sheet P is conveyed while being sandwiched between the belt 3 and the fixing roller 1 at the nip portion N, and in the process, the unfixed toner image IT is fixed on the recording sheet P by heat from the fixing roller 1. When the leading end of the recording sheet P passes through the area pressed by the pressure roller 4, the leading end of the recording sheet P is separated from the fixing roller 1 by its rigidity.
[0010]
When the thickness information acquisition unit 6 acquires the thickness of the recording sheet P to be used in the course of such a fixing operation, the control unit 7 controls the braking force application according to the acquired thickness of the recording sheet P. The braking force to be applied to the belt 3 from the means 5 is controlled. Then, the braking force application means 5 applies the controlled braking force to the belt 3. By applying such a braking force to the belt 3, the difference between the conveying speed of the recording sheet P and the peripheral speed of the fixing roller 1 at the portion where the belt 3 of the nip portion N is simply pressed against the fixing roller 1 is reduced. be able to.
[0011]
Here, the control means 7 generally controls such that the greater the distortion of the elastic layer 2 of the fixing roller 1 pressed by the pressure roller 4, the greater the braking force to be applied to the belt 3. Accordingly, control is performed such that the greater the thickness of the recording sheet P obtained, the greater the braking force to be applied to the belt 3. The relationship between the thickness of the recording sheet P and the braking force varies depending on the material of the elastic layer 2, the pressing force of the pressing roller 4 against the fixing roller 1, the characteristics of the toner, the material of the recording sheet, and the like. The braking force applied to the belt 3 so that the toner image does not shift when the recording sheet is used is experimentally determined. Then, the control characteristics of the control means 7 are determined based on the experimental results.
[0012]
In the fixing device, from the viewpoint that the thickness of the recording sheet P can be obtained without hindering the conveyance of the recording sheet P, the thickness information acquiring unit 6 is configured to record the thickness information. A configuration using a non-contact sensor that optically detects the thickness of the sheet P in a non-contact manner can be adopted.
Further, as described in claim 3, a signal (for example, a cardboard mode signal) representing the thickness of the used recording sheet P, which is an external input signal generated in the image forming apparatus to which the fixing device is applied. , A normal paper mode signal, etc.), the thickness information of the recording sheet P to be used can also be obtained.
[0013]
In order to solve the above-mentioned second problem of the present invention, the present invention provides a fixing device according to a fourth aspect, in which a fixing roller having an elastic layer on its surface is provided on a belt having a plurality of rollers. Are pressed against each other to form a nip portion N, and the pressure roller 4 presses the fixing roller 1 from the inside of the belt 3 at the rear end of the nip portion N in the recording sheet P conveyance direction. , A braking force applying means 5 for applying a braking force to the belt 3, a width information obtaining means 6 'for obtaining information on the width of the recording sheet P to be used, and a recording sheet obtained by the width information obtaining means 6'. And a control means 7 for controlling the braking force to be applied to the belt 3 from the braking force applying means 5 in accordance with the width of P.
In such a fixing device, a fixing operation similar to that of the above-described fixing device is performed, and when the recording sheet P passes through the nip portion N between the belt 3 and the fixing roller 1, the recording sheet P is automatically removed from the fixing roller 1. Peeled off.
[0014]
In the course of such a fixing operation, when the width information acquiring means 6 'acquires the width of the recording sheet P to be used, the control means 7 controls the braking force applying means 5 according to the acquired width of the recording sheet P. To control the braking force to be applied to the belt 3. Then, the braking force application means 5 applies the controlled braking force to the belt 3. By applying such a braking force to the belt 3, the difference between the conveying speed of the recording sheet P and the peripheral speed of the fixing roller 1 at the portion where the belt 3 of the nip portion N is simply pressed against the fixing roller 1 is reduced. be able to.
[0015]
Here, similarly to the above, the control means 7 performs control such that the greater the distortion of the elastic layer 2 of the fixing roller 1 pressed by the pressure roller 4, the greater the braking force to be applied to the belt 3. . Therefore, control is performed such that the braking force to be applied to the belt 3 increases as the width of the acquired recording sheet P decreases. The relationship between the width of the recording sheet P and the braking force also varies depending on the material of the elastic layer 2, the pressing force of the pressure roller 4 against the fixing roller 1, the characteristics of the toner, the material of the recording sheet, and the like. The braking force on the belt 3 is determined experimentally so that the toner image does not shift when a recording sheet having a width is used. Then, the control characteristics of the control means 7 are determined based on the experimental results.
[0016]
In the fixing device, from the viewpoint that the width of the recording sheet P actually used can be accurately obtained, the width information obtaining unit 6 ′ is used as an image to which the fixing device is applied. It is possible to use a width detecting means for detecting the width of the recording sheet P based on a signal related to writing in the main scanning direction provided to the optical writing unit provided in the forming apparatus.
As the signal related to the writing in the main scanning direction, for example, a writing start signal of each line in the main scanning direction and a line end signal indicating the end of the line can be used. In this case, the time between the timing at which the write start signal is output and the timing at which the line end signal is output corresponds to the width of the recording sheet.
In addition, as described in claim 6, a signal representing the width of the used recording sheet P, which is an external input signal generated by the image forming apparatus to which the fixing device is applied (for example, the size of the recording sheet P) The width information of the recording sheet P to be used can be obtained based on the selection signal).
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The fixing device according to the embodiment of the present invention is configured as shown in FIG. In FIG. 2, a heat-resistant belt 20 is stretched around a metal pressure roller 21, rollers 22 and 23, respectively, and the heat-resistant belt 20 is pressed against the fixing roller 10 to form a nip portion as in the conventional case. I have. The pressure roller 21 presses the fixing roller 10 from the inside of the heat-resistant belt 20 at the rear end of the nip portion in the conveyance direction of the recording sheet.
[0018]
The fixing roller 10 includes a cylindrical body 14 having a built-in heater 15, an elastic body 11 surrounding the cylindrical body 14, and a protective layer 12 formed on the surface of the elastic body 11. For example, an aluminum tube having a thickness of 2 mm is used as the cylindrical body 14, the elastic body 11 is formed of silicon rubber, and the protective layer 12 is formed of fluorine rubber. The heat-resistant belt 20 has, for example, a structure in which a 75 μm polyimide film is covered with silicon rubber. As the heater 15 incorporated in the cylindrical body 14, for example, a 650W halogen lamp is used.
A release agent supply device 30 is further provided around the fixing roller 10, and a fixed amount of release agent (for example, silicone oil) is constantly supplied from the release agent supply device 30 to the surface of the fixing roller 10. I have. A pad 24 for pressing the heat-resistant belt 20 against the surface of the fixing roller 10 is provided upstream of the pressure roller 21 in the nip portion. The pad 24 has, for example, a structure in which silicon rubber is bonded to a metal plate.
[0019]
An electromagnetic brake device 40 is provided in a rotation system of the roller 22 among a plurality of rollers (including the pressure roller 21) that stretches the heat-resistant belt 20. The structure is as shown in FIG. 3, for example. In FIG. 3, the shaft of the roller 22 is rotatably supported by bearings 51a and 51b fixed to the opposed frames 50a and 50b. A gear 52 is mounted on a shaft at one end of the roller 22. A rotating shaft 54 having one end provided with the electromagnetic brake device 40 is rotatably supported by the facing frames 50a and 50b. A gear 53 attached to the other end of the rotating shaft 54 of It meshes with a gear 52 mounted on the shaft. With such a structure, when the electromagnetic brake device 40 driven by the drive circuit 41 brakes the rotating shaft 54, the braking force is transmitted to the roller 22 via the gears 53 and 52.
[0020]
Returning to FIG. 2, non-contact optical sensors 25a and 25b are provided immediately before the recording sheet entrance of the fixing device. The optical sensors 25a and 25b output detection signals at levels corresponding to the thickness of the recording sheet P. For example, the detection signal level of the optical sensors 25a and 25b increases as the recording sheet P becomes thinner. The controller 60 controls the exciting current supplied from the drive circuit 41 to the electromagnetic brake device 40 based on the detection signals from the optical sensors 25a and 25b. As a result, the braking force applied to the heat resistant belt 20 is controlled.
[0021]
The controller 60 is configured, for example, as shown in FIG. 4, the controller 60 includes an amplification circuit 101, a first comparison circuit 102 (1), a second comparison circuit 102 (2), an area determination circuit 103, a power supply circuit 104, and a voltage switching circuit 105. I have. In such a configuration, a detection signal from the optical sensor 25b is input to the first and second comparison circuits 102 (1) and 102 (2) via the amplification circuit 101.
[0022]
The first comparison circuit 102 (1) compares the first reference voltage V1 with the detection signal level V that has passed through the amplification circuit 101, and when the detection signal level V is higher than the first reference voltage V1, for example, A level (H) comparison signal is output. The second comparison circuit 102 (2) compares the second reference voltage V2 with the detection signal level V that has passed through the amplification circuit 101, and when the detection signal level V is higher than the second reference voltage V2, for example, , And outputs a high-level (H) comparison signal. Here, the first reference voltage V1 is higher than the second reference voltage V2 (V1> V2).
[0023]
When the detection signal level V input to the first and second comparison circuits 102 (1) and 102 (2) having such a configuration is equal to or lower than the second reference voltage V2 (V2 ≧ V; In the case where the thickness is large, the output signals of both the first and second comparison circuits 102 (1) and 102 (2) become low level (L). When the detection signal level V is higher than the second reference voltage V2 and equal to or lower than the first reference voltage V1 (V2 <V ≦ V1; when the thickness of the recording sheet is medium), the first comparison circuit 102 The output signal from (1) goes low and the output signal from the second comparison circuit 102 (2) goes high. Also, if the detection signal level V is First reference voltage V1 If it is larger (V>V1; the thickness of the recording sheet is relatively thin), the outputs of both the first and second comparison circuits 102 (1) and 102 (2) become H level.
[0024]
The area determination circuit 103 decodes the output signals from the first and second comparison circuits 102 (1) and 102 (2) into three area signals SL, SM, and SH. That is, when the output signals of both the first and second comparison circuits 102 (1) and 102 (2) are at L level (when the recording sheet P is relatively thick), the area signal SH becomes valid, and the first signal is valid. When the output signal of the comparison circuit 102 (1) is at L level and the output signal of the second comparison circuit 102 (2) is at H level (when the recording sheet P is medium), the area signal SM becomes valid. . When the output signals of both the first and second comparison circuits 102 (1) and 102 (2) are at the H level (when the recording sheet P is relatively thin), the area signal SL becomes valid.
[0025]
The voltage switching circuit 105 is connected to the power supply circuit 104 and switches a voltage to be applied to the drive circuit 41 based on each of the area signals SL, SM, and SH. For example, when the region signal SL is valid, a voltage of O volts is applied to the drive circuit 41, and when the region signal SM is valid, a predetermined voltage E1 is applied to the drive circuit 41, and the region signal SH is valid. In this case, a predetermined voltage E2 (> E1) higher than the voltage E1 is applied to the drive circuit 41. The drive circuit 41 supplies an exciting current corresponding to the applied voltage to the electromagnetic brake device 40.
[0026]
Therefore, when a relatively thin recording sheet P is supplied to the fixing device, no exciting current is supplied to the electromagnetic brake device 40 and no braking force acts on the heat-resistant belt 20. When a recording sheet P having a medium thickness is supplied to the fixing device, an exciting current corresponding to the voltage E1 is supplied to the electromagnetic brake device 40, and a predetermined braking force acts on the heat-resistant belt 20. . Further, when a relatively thick recording sheet P is supplied to the fixing device, an exciting current corresponding to a voltage E2 higher than the voltage E1 is supplied to the electromagnetic brake device 40, and a larger braking force acts on the heat-resistant belt 20. .
The reference voltages V1 and V2, the circuit constants, and the like of the controller 60 having the above-described configuration are the thickness of the recording sheet P experimentally obtained and the braking force to be applied to the heat-resistant belt 20 in order to prevent image deviation. (For example, see FIG. 6).
[0027]
In the fixing device as described above, the recording sheet P on which the unfixed toner image IT is formed is supplied to the nip portion between the fixing roller 10 and the heat-resistant belt 20, and the rotation of the fixing roller 10 and the circulating movement of the heat-resistant belt 20 are caused. Conveys the recording sheet P. In the course of the conveyance, the toner image IT on the recording sheet P is fixed by heat from the fixing roller 10.
Then, when the recording sheet P passes through the nip portion, the recording sheet P pressed against the fixing roller 10 by the pressure roller 21 is separated from the fixing roller 10 by its own rigidity.
[0028]
In the course of the fixing operation as described above, the controller 60 determines whether the thickness of the recording sheet P is relatively thin, relatively thick or medium based on the detection signals from the optical sensors 25a and 25b. A determination is made (comparison circuits 102 (1), 102 (2) and area determination circuit 103), and based on the determination result, a control signal of the excitation current to be supplied to the electromagnetic brake device 40 (output signal of the voltage switching circuit 105) is obtained. Output. As a result, a braking force corresponding to the thickness of the recording sheet P acts on the heat-resistant belt 20 via the roller 22. The exciting current to be supplied to the electromagnetic brake device 40 is controlled based on the relationship between the thickness of the recording sheet P experimentally obtained and the braking force necessary to prevent image deviation (for example, see FIG. 6). That is, even if the thickness of the recording sheet used changes, the toner image fixed on the recording sheet P passing through the fixing device does not always shift.
[0029]
Incidentally, as described above, the optimum braking force to be applied to the heat-resistant belt 20 changes according to the width of the recording sheet P. As described above, the controller 60 is configured as shown in FIG. 5, for example, to control the braking force applied to the heat-resistant belt 20 according to the width of the recording sheet P.
5, the controller 60 includes a flip-flop circuit 110, a clock circuit (CLK) 111, an AND circuit 112, a counter 113, a latch circuit 114, a determination circuit 115, and a power supply circuit 104 and a voltage switching circuit 105 as in the above-described example. Have. With such a configuration, the controller 60 supplies a start signal (START) of a main scanning line to be supplied to an optical writing unit (ROS) mounted on an image forming apparatus (for example, a copying machine) to which the fixing device is applied. ) And the end signal (EOL) of the main scanning line, the width of the recording sheet P is detected.
[0030]
The flip-flop circuit 110 is set by a main scanning line start signal (START) to be supplied to the optical writing unit (ROS) and reset by a main scanning line end signal (EOL). Therefore, the flip-flop circuit 110 outputs a signal Q that is valid (for example, H level) while scanning one line.
The clock circuit 111 outputs a clock signal of a predetermined cycle. This clock signal is supplied to a counter 113 via an AND circuit 112 that is gate-controlled by an output signal from the flip-flop circuit 110. The counter 113 counts a clock signal that is reset by the scan line start signal (START) and supplied through the AND circuit 112. The latch circuit 114 latches the count value of the counter 113 in synchronization with the scan line end signal (EOL).
[0031]
With such a configuration, while the optical writing unit (ROS) scans one line, the counter 113 counts the clock signal, and when the scanning ends, the count value corresponding to the length of one line. Are latched by the latch circuit 114. That is, the count value latched by the latch circuit 114 corresponds to the width of the recording sheet used.
[0032]
The count value latched by the latch circuit 114 as described above is supplied to the determination circuit 115. The determination circuit 115 determines the width of the recording sheet from the supplied count value, and outputs determination signals SL, SM, SH corresponding to the width. When the width of the recording sheet P is within the predetermined range, the determination signal SM becomes valid. When the width of the recording sheet P does not reach the predetermined range, the determination signal SL becomes valid, and when the width of the recording sheet P exceeds the predetermined range, the determination signal SH becomes valid.
[0033]
The voltage switching circuit 105 is connected to the power supply circuit 104 and switches a voltage to be applied to the drive circuit 41 based on each of the area signals SL, SM, and SH. For example, when the region signal SL is valid, the maximum voltage E1 is applied to the drive circuit 41, and when the region signal SM is valid, a predetermined voltage E2 (<E1) smaller than the predetermined voltage E1 is applied to the drive circuit 41. When the area signal SH is valid, a voltage of O volt is applied to the drive circuit 41. The drive circuit 41 supplies an exciting current corresponding to the applied voltage to the electromagnetic brake device 40.
[0034]
Therefore, when a relatively narrow recording sheet P is supplied to the fixing device, an exciting current corresponding to the maximum voltage E1 is supplied to the electromagnetic brake device 40, and the maximum braking force acts on the heat-resistant belt 20. When a recording sheet P having a medium width is supplied to the fixing device, an exciting current corresponding to the voltage E2 is supplied to the electromagnetic brake device 40, and a braking force smaller than the above-described braking force is applied to the heat-resistant belt 20. Works. Furthermore, when a relatively wide recording sheet P is supplied to the fixing device, no exciting current is supplied to the electromagnetic brake device 40 and no braking force acts on the heat-resistant belt 20.
[0035]
The criterion and the like of the determination circuit 115 of the controller 60 having the above configuration are based on the relationship between the width of the recording sheet P obtained experimentally and the braking force to be applied to the heat-resistant belt 20 in order to prevent image deviation. (See, for example, FIG. 7).
In the fixing device as described above, in the course of the fixing operation as described above, the controller 60 controls the start signal (START) of the main scanning line to be supplied to the optical writing unit (ROS) and the end signal (EOL) of the scanning line. ) Based on the recording sheet P Width It is determined whether it is relatively narrow, relatively wide, or medium (determination circuit 115), and based on the determination result, a control signal of the excitation current to be supplied to the electromagnetic brake device 40 (the control signal of the voltage switching circuit 105). Output signal). As a result, a braking force corresponding to the width of the recording sheet P acts on the heat-resistant belt 20 via the roller 22. The exciting current to be supplied to the electromagnetic brake device 40 is controlled based on the relationship between the width of the recording sheet P experimentally obtained and the braking force necessary to prevent image deviation (for example, see FIG. 7). That is, even if the width of the recording sheet used changes, the toner image fixed on the recording sheet P passing through the fixing device does not always shift.
[0036]
The present invention is not limited to the embodiments described above. For example, the thickness and width of the recording sheet P are determined by a signal (for example, a mode signal relating to the thickness of the recording sheet, recording The determination can be made based on a sheet size selection (designation) signal or the like. It is also possible to control the braking force continuously (instead of three steps as described above) according to the detected thickness and width of the recording sheet.
Instead of the electromagnetic brake device 40 as described above, a drive motor is attached to one of the rollers that stretches the heat-resistant belt 20, and the braking force applied to the heat-resistant belt 20 is controlled by controlling the rotation speed of the motor. It is also possible.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to third aspects of the present invention, the nip portion is formed by pressing a part of the belt stretched over the plurality of rollers against the fixing roller having the elastic layer on the surface. In a fixing device in which a pressure roller presses a fixing roller from the inside of the belt at the rear end of the nip portion in the recording sheet conveyance direction, the fixing roller acts on the belt according to the thickness of the recording sheet to be used. Because the braking force is controlled, even if the thickness of the recording sheet used changes, the conveyance speed of the recording sheet and the peripheral speed of the fixing roller at the part where the belt at the nip is simply pressed against the fixing roller Can always be reduced. Therefore, in the fixing device, even if the thickness of the recording sheet used changes, it is possible to prevent the toner image from shifting.
[0038]
According to the fixing device of the present invention, a nip portion is formed by pressing a part of a belt stretched over a plurality of rollers against a fixing roller having an elastic layer on a surface. In a fixing device in which a pressure roller presses a fixing roller from the inside of the belt at the rear end of the recording sheet conveying direction, a braking force applied to the belt is controlled according to a width of a recording sheet to be used. Therefore, even if the width of the recording sheet used changes, the difference between the conveying speed of the recording sheet and the peripheral speed of the fixing roller at the portion where the belt of the nip is simply pressed against the fixing roller is always reduced. be able to. Therefore, in the fixing device described above, even if the width of the recording sheet used changes, it is possible to prevent the toner image from shifting.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of a fixing device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a fixing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a roller braking mechanism that stretches a heat-resistant belt.
FIG. 4 is a circuit block diagram illustrating a configuration example of a controller in the fixing device illustrated in FIG. 2;
FIG. 5 is a block diagram illustrating another configuration example of a controller in the fixing device illustrated in FIG. 2;
FIG. 6 is a table showing experimental results regarding a relationship between a thickness of a recording sheet and a required braking force.
FIG. 7 is a table showing experimental results regarding a relationship between a width of a recording sheet and a required braking force.
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional fixing device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fixing roller, 2 ... Elastic body layer, 3 ... Belt, 4 ... Pressure roller, 5 ... Braking force application means, 6 ... Thickness information acquisition means, 6 '... Width information acquisition means, 7 ... Control means, 10 ... Fixing roller, 11 ... Elastic body, 20 ... Heat resistant belt, 21 ... Pressure roller, 22, 23 ... Roller, 25a, 25b ... Optical sensor, 40 ... Electromagnetic brake device, 41 ... Drive circuit, 60 ... Controller, 101 ... Amplifying circuit, 102 (1), 102 (2) ... comparing circuit, 103 ... area determining circuit, 104 ... power circuit, 105 ... voltage switching circuit, 110 ... flip-flop circuit, 111 ... clock circuit, 112 ... AND circuit, 113 ... Counter, 114 ... Latch circuit, 115 ... Judgment circuit

Claims

A part of a belt (3) stretched over a plurality of rollers is pressed against a fixing roller (1) having an elastic layer (2) on the surface to form a nip (N), and the nip (N) is formed. A) a pressure roller (4) pressing the fixing roller (1) from the inside of the belt (3) at the rear end of the recording sheet (P) in the conveying direction;
Braking force applying means (5) for applying a braking force to the belt (3);
Thickness information obtaining means (6) for obtaining information on the thickness of the recording sheet (P) to be used;
Control means (7) for controlling the braking force to be applied from the braking force applying means (5) to the belt (3) according to the thickness of the recording sheet (P) acquired by said thickness information acquiring means (6). And a fixing device having the same.

The fixing device according to claim 1,
A fixing device having a non-contact sensor for optically detecting the thickness of the recording sheet (P) in a non-contact manner.

The fixing device according to claim 1,
A fixing device characterized in that the thickness information obtaining means (6) determines the thickness of the recording sheet (P) based on an input signal from outside.

A part of a belt (3) stretched over a plurality of rollers is pressed against a fixing roller (1) having an elastic layer (2) on the surface to form a nip (N), and the nip (N) is formed. A) a pressure roller (4) pressing the fixing roller (1) from the inside of the belt (3) at the rear end of the recording sheet (P) in the conveying direction;
Braking force applying means (5) for applying a braking force to the belt (3);
Width information obtaining means (6 ') for obtaining information on the width of the recording sheet (P) to be used;
Control means (7) for controlling a braking force to be applied from the braking force applying means (5) to the belt (3) in accordance with the width of the recording sheet (P) obtained by the width information obtaining means (6 '); Fixing device having

The fixing device according to claim 4,
The width information acquiring means (6 ') detects the width of the recording sheet (P) based on a signal related to writing in the main scanning direction given to an optical writing unit provided in an image forming apparatus to which the fixing device is applied. A fixing device having a width detecting means for performing the fixing.

The fixing device according to claim 4,
A fixing device characterized in that the width information acquiring means (6 ') determines the width of the recording sheet (P) based on an externally input signal.