JP3846255B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁誘導加熱コイルを内蔵する加熱ローラと加圧ローラと無端状の定着ベルトを設けた加熱加圧型定着装置を有する画像形成装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
今まで、画像形成装置の定着装置においては、熱供給源として、電磁誘導加熱を応用した加熱方法が提案されている。また、定着ベルトを用いてニップ時間を長くするとともに、加圧ローラを圧着解除して、ウォーミングアップ時間を短縮する定着装置が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような方式では、ウォーミングアップ時と、画像形成中とで定着装置の加圧ローラの圧着を解除したり圧着を作動させたりするので、その都度、無端状の定着ベルトの輸動経路が変動し電磁誘導加熱コイルと加熱ローラとの干渉がおこることになり、これを避けるため、電磁誘導加熱コイルと加熱ローラの隙間距離を小さくすることができず、かなり離していた。そのため発熱効率が低下してしまっていた。
【0004】
本発明はこのような従来技術の欠点を排した、発熱効率の高い加熱加圧型定着装置を有する画像形成装置を提供することを課題目的にする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この目的は、次の技術手段(1)〜(4)項の何れかによって達成される。
【0006】
(1) 加熱加圧型定着装置を有する画像形成装置において、前記加熱加圧型定着装置は、
電磁誘導加熱コイルと、
強磁性体ローラからなる加熱ローラと、
第1の加圧ローラと、
該第1の加圧ローラ及び前記加熱ローラの間に巻回された無端状の定着ベルトと、
前記第1の加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して圧着される第2の加圧ローラと、前記第1の加圧ローラに対して前記第2の加圧ローラを圧着又は圧着解除させる加圧力着脱手段とを有し、
前記加熱ローラは前記定着ベルトに張力が加わる方向に付勢力が掛けられており、
前記加圧力着脱手段の圧着又は圧着解除させる動作に伴って、前記定着ベルトは経路状態が変更されるとともに、前記加熱ローラは回転中心位置が移動可能であり、
前記加熱ローラと前記電磁誘導加熱コイルは同一の可動支持部材に同心に支持され、前記電磁誘導加熱コイルは前記加熱ローラと同心に移動可能であることを特徴とする画像形成装置。
(2) 前記電磁誘導加熱コイルが、前記強磁性体ローラに内蔵されていることを特徴とする(1)項に記載の画像形成装置。
(3) 前記加熱ローラの回転軸を構成する軸受と前記電磁誘導加熱コイルの固定軸を構成する支持軸が、移動可能な可動支持部材に同心に保持されていることを特徴とする(1)又は(2)項に記載の画像形成装置。
(4) 前記定着ベルトに対し、前記第2の加圧ローラの接触開始点と前記第1の加圧ローラの接触開始点とは、異なった位相角度位置にあることを特徴とする(1)〜(3)の何れか1項に記載の画像形成装置。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【0009】
図1は、本発明の画像形成装置の一実施の形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図である。
【0010】
このカラー画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部10Y,10M,10C,10Kと、無端状転写ベルトユニット7と、給紙搬送手段及び加熱加圧型定着装置24とから成る。画像形成装置の本体Aの上部には、原稿画像読み取り装置SCが配置されている。
【0011】
イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、第1の像担持体としてのドラム状の感光体1Yの周囲に配置された帯電手段2Y、露光手段3Y、現像手段4Y、一次転写手段としての一次転写ローラ5Y、クリーニング手段6Yを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、第1の像担持体としてのドラム状の感光体1M、帯電手段2M、露光手段3M、現像手段4M、一次転写手段としての一次転写ローラ5M、クリーニング手段6Mを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部10Cは、第1の像担持体としてのドラム状の感光体1C、帯電手段2C、露光手段3C、現像手段4C、一次転写手段としての一次転写ローラ5C、クリーニング手段6Cを有する。黒色画像を形成する画像形成部10Kは、第1の像担持体としてのドラム状の感光体1K、帯電手段2K、露光手段3K、現像手段4K、一次転写手段としての一次転写ローラ5K、クリーニング手段6Kを有する。
【0012】
無端状転写ベルトユニット7は、複数のローラ71,72,73,74,76により巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の第2の像担持体としての無端状転写ベルト70を有する。
【0013】
画像形成部10Y,10M,10C,10Kより形成された各色の画像は、一次転写ローラ5Y,5M,5C,5Kにより、回動する無端状転写ベルト70上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット20内に収容された記録媒体である転写材としての用紙P(以下転写材は用紙Pという)は、給紙手段21により給紙され、複数の中間ローラ22A,22B,22C,22D、レジストローラ23を経て、二次転写手段5Aに搬送され、用紙P上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された用紙Pは、加熱加圧型定着装置24により定着処理され、排紙ローラ25に挟持されて機外の排紙トレイ26上に載置される。
【0014】
一方、二次転写手段5Aにより用紙Pにカラー画像を転写した後、用紙Pを曲率分離した無端状転写ベルト70は、クリーニング手段6Aにより残留トナーが除去される。
【0015】
画像形成処理中、一次転写ローラ5Kは常時、感光体1Kに圧接している。他の一次転写ローラ5Y,5M,5Cはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体1Y,1M,1Cに圧接する。
【0016】
二次転写手段5Aは、ここを用紙Pが通過して二次転写が行われる時にのみ、無端状転写ベルト70に圧接する。
【0017】
このように、感光体上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、転写ベルト上で各色を重ね合わせ、一括して転写材としての用紙上に転写し、加熱加圧型定着器で加圧・加熱により固定する。そしてトナー像を用紙に転移させた後の感光体と転写ベルトは、クリーニング装置で残されたトナーを清掃した後、次の像形成サイクルに入る。
【0018】
次に本発明の画像形成装置に組み込まれる加熱加圧型定着装置24の実施の形態例について図2の模式図及び図3の部分断面図を用いて説明する。
【0019】
電磁誘導加熱コイル243を、固定位置にある第1の加圧ローラ245に対して第2の加圧ローラ247の圧着作動又は圧着解除に伴って移動する加熱ローラ241と連動させて同心に移動させる。そのため実施の形態例としては、加熱ローラ241と、支持軸243Aに装着された電磁誘導加熱コイル243を同一の可動支持部材24Aの同心の軸受242A及び固定部材24Bを介して支持する。固定部材24Bは前記電磁誘導加熱コイル243の支持軸243Aを回転させずに同心に支持するものである。
【0020】
加熱ローラ241は螺線状の電磁誘導加熱コイル243を内蔵した強磁性体ローラ242からなり、加熱加圧型定着装置24は、回転中心位置を移動可能にした加熱ローラ241と、この加熱ローラ241及び回転軸が固定位置にあり表面に弾性層を有する第1の加圧ローラ245の間を張力を付与して巻回された無端状の定着ベルト246と、未定着画像を担持した用紙P及び無端状の定着ベルト246をともに第1の加圧ローラ245に対して挟持して、加圧する第2の加圧ローラ247とからなる。第2の加圧ローラ247も弾性層を有する。
【0021】
無端状の定着ベルト246の外側に設置された第2の加圧ローラ247は、ウォーミングアップ時間短縮のため、また、非動作時の加圧によるローラ弾性層の永久変形を避けるため、画像形成が所定の時間以上されないときには、無端状の定着ベルト246から加圧を解除できるように、無端状の定着ベルト246に対して圧着解除可能に支持され、定着動作を行う画像形成中には、無端状の定着ベルト246と転写材としての用紙Pを介して、無端状の定着ベルト246内部に位置を固定して設置された第1の加圧ローラ245に対して押圧するようにしてある。このとき、無端状の定着ベルト246と用紙Pの接触時間を長くするため、無端状の定着ベルト246の外側の第2の加圧ローラ247及び無端状の定着ベルト246の接触開始点と、内側の第1の加圧ローラ245及び無端状の定着ベルト246の接触開始点とは、異なった位相角度位置にあり、その両点間にあり、第2の加圧ローラ247に抱かれる部分の無端状の定着ベルト246及び用紙Pは密着状態と加圧状態を保ち、ニップ量と必要な熱量が十分確保され、安定した定着状態を保つことができる。
【0022】
そして無端状の定着ベルト246とその外側の第2の加圧ローラ247との当接の着脱により、図2の模式図に示すyの長さが変化し、無端状の定着ベルト246の経路状態が変わる。これに伴い、加熱ローラ241における強磁性体ローラ242の中心位置がxの長さだけ変わるが、加熱ローラ241における電磁誘導加熱コイル243は連動して同心で位置を変えるため、相互の位置は変わらず、加熱ローラ241の強磁性体ローラ242と電磁誘導加熱コイル243の干渉や不均一な加熱を回避できると共に発熱効率も大きく保てる。
【0023】
このように加熱ローラ241は強磁性体ローラ242と一体にして回転するようにしてあると共に内蔵する電磁誘導加熱コイル243は中心部に回転不能に設置されているが、その支持軸243Aの固定部材24Bを前記強磁性体ローラ242の回転軸受242Aと同心に可動支持部材24Aに設けてあるので、均一な発熱が可能になるとともに、電磁誘導加熱コイル243と強磁性体ローラ242の隙間距離を小さくできるため、高い発熱効率も可能となる。
【0024】
尚、図示はしないが、第2の加圧ローラはその軸受のホルダに設けたバネによって付勢されており、ウォーミングアップ時のような付勢解除の時はそのバネを支える部材としてのホルダを第1の加圧ローラ245から遠ざけるように動かすソレノイドやカム等による圧力解除や、逆に遠ざける制約をソレノイドやカム等によって外して圧力付加を行う加圧力着脱手段が設けられる。
【0025】
また、加熱ローラ241は内蔵する電磁誘導加熱コイル243と共に可動支持部材24Aに支持されるが、その可動支持部材24Aには図示はしないがバネ機構が設けられ、無端状の定着ベルト246に張力が加わる方向に付勢力が掛けられており、前記第2の加圧ローラ247が加圧力着脱手段の作動によって着脱動作がおこるたびに、前記可動支持部材24Aを移動可能にしてある。
【0026】
尚、上記実施の形態例では加熱ローラ241の中心軸の周りに螺線状に形成したコイルを例に挙げたが、図4の平面図に示すような加熱ローラ241の中心軸に直角な線を中心軸とし、長径が加熱ローラ241の中心軸に平行な楕円状の形状を螺線状に形成した所謂縦巻コイルにした電磁誘導加熱コイル243Vに対しても有効である。
また、上記実施の形態例においては、電磁誘導加熱コイル243が加熱ローラ241に内蔵される方式のものについて記述したが、逆に、図示はしないが、電磁誘導加熱コイル243が加熱ローラ241の外周面の外側に配置される方式のものについても同様の効果が得られる。
【0027】
【発明の効果】
本発明のような構成をとることによって、均一な発熱が可能になるとともに、電磁誘導加熱コイルと加熱ローラの隙間距離を小さくできるため、高い加熱効率も可能となる。また、スタンバイ中や長時間停止時にも加圧ローラの弾性層が傷められにくくなり、スタンバイ時間そのものも短縮でき画像形成効率も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の一実施の形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図である。
【図2】本発明に用いる加熱加圧型定着装置の模式図である。
【図3】本発明に用いる加熱加圧型定着装置が電磁誘導加熱コイルを装着した状態を示す部分断面図である。
【図4】本発明に用いる加熱加圧型定着装置の電磁誘導加熱コイルの別の形状を示す平面図である。
【符号の説明】
1Y,1M,1C,1K 感光体
2Y,2M,2C,2K 帯電手段
3Y,3M,3C,3K 露光手段
4Y,4M,4C,4K 現像手段
5A 二次転写手段
5Y,5M,5C,5K 一次転写ローラ
6A,6Y,6M,6C,6K クリーニング手段
7 無端状転写ベルトユニット
10Y,10M,10C,10K 画像形成部
24 加熱加圧型定着装置
24A 支持部材
24B 固定部材
241 加熱ローラ
242 強磁性体ローラ
242A 軸受
243 電磁誘導加熱コイル
243A 支持軸
245 第1の加圧ローラ
246 無端状の定着ベルト
247 第2の加圧ローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in an image forming apparatus having a heating and pressing type fixing device provided with a heating roller incorporating an electromagnetic induction heating coil, a pressure roller, and an endless fixing belt.
[0002]
[Prior art]
Up to now, a heating method using electromagnetic induction heating has been proposed as a heat supply source in a fixing device of an image forming apparatus. In addition, a fixing device has been proposed in which the fixing belt is used to lengthen the nip time, and the pressure roller is released from pressure bonding to shorten the warm-up time.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a system, since the pressure roller of the fixing device is released or the pressure is activated during warm-up and during image formation, the transport path of the endless fixing belt is in each case. It fluctuates and interference between the electromagnetic induction heating coil and the heating roller occurs. To avoid this, the gap distance between the electromagnetic induction heating coil and the heating roller cannot be reduced and is considerably separated. Therefore, the heat generation efficiency has been reduced.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus having a heating and pressing type fixing device with high heat generation efficiency, which eliminates the disadvantages of the prior art.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
This object is achieved by any one of the following technical means (1) to (4) .
[0006]
(1) In an image forming apparatus having a heat and pressure type fixing device, the heat and pressure type fixing device comprises:
An electromagnetic induction heating coil ;
A heating roller made of a ferromagnetic roller;
A first pressure roller ;
And endless fixing belt that is wound between the pressure roller and the heating row La of the first,
A second pressure roller pressed against the first pressure roller via the fixing belt; and the second pressure roller pressed against or released from the first pressure roller. and a pressure connecting unit,
The heating roller is applied with a biasing force in a direction in which tension is applied to the fixing belt,
Wherein with the operation for releasing compression or crimping pressure detachable unit, together with the fixing belt route condition is changed, the heating roller is a rotating center position movable,
The image forming apparatus, wherein the heating roller and the electromagnetic induction heating coil are supported concentrically by the same movable support member, and the electromagnetic induction heating coil is movable concentrically with the heating roller .
(2) The image forming apparatus according to (1), wherein the electromagnetic induction heating coil is built in the ferromagnetic roller .
(3) the support shaft constituting the fixed shaft of the bearing which constitutes the rotation axis of the heating roller and the electromagnetic induction heating coil, characterized in that it is retained concentrically movable movable support member (1 Or the image forming apparatus according to (2).
(4) The contact start point of the second pressure roller and the contact start point of the first pressure roller are at different phase angle positions with respect to the fixing belt (1). The image forming apparatus according to any one of to (3).
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. The description in this column does not limit the technical scope of the claims or the meaning of terms. In addition, the following assertive description in the embodiment of the present invention shows the best mode, and does not limit the meaning or technical scope of the terms of the present invention.
[0009]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a color image forming apparatus showing an embodiment of the image forming apparatus of the present invention.
[0010]
This color image forming apparatus is called a tandem type color image forming apparatus, and includes a plurality of sets of
[0011]
An
[0012]
The endless
[0013]
Each color image formed by the
[0014]
On the other hand, after the color image is transferred to the paper P by the secondary transfer means 5A, the residual toner is removed by the cleaning means 6A from the
[0015]
During the image forming process, the
[0016]
The secondary transfer unit 5A comes into pressure contact with the
[0017]
In this way, a toner image is formed on the photosensitive member by charging, exposure, and development, and each color is superimposed on the transfer belt, transferred onto a sheet as a transfer material, and pressed by a heat and pressure type fixing device.・ Fix by heating. After the toner image is transferred to the sheet, the photosensitive member and the transfer belt enter the next image forming cycle after cleaning the toner remaining in the cleaning device.
[0018]
Next, an embodiment of the heat and pressure
[0019]
The electromagnetic
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
Then, the length of y shown in the schematic diagram of FIG. 2 changes due to the attachment / detachment of the contact between the
[0023]
As described above, the
[0024]
Although not shown, the second pressure roller is urged by a spring provided in the holder of the bearing. When the urging is released such as when warming up, the holder as a member that supports the spring is moved to the second pressure roller. Pressure release means is provided for releasing pressure by a solenoid, a cam, or the like that moves away from one
[0025]
Further, the
[0026]
In the above embodiment, the coil formed in a spiral shape around the central axis of the
In the above embodiment, the electromagnetic
[0027]
【The invention's effect】
By adopting the configuration of the present invention, uniform heat generation is possible, and the gap distance between the electromagnetic induction heating coil and the heating roller can be reduced, so that high heating efficiency is also possible. In addition, the elastic layer of the pressure roller is less likely to be damaged during standby or when stopped for a long time, and the standby time itself can be shortened to improve image forming efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a color image forming apparatus showing an embodiment of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a heat and pressure type fixing device used in the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a state in which an electromagnetic induction heating coil is mounted on a heating and pressing type fixing device used in the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing another shape of the electromagnetic induction heating coil of the heating and pressing type fixing device used in the present invention.
[Explanation of symbols]
1Y, 1M, 1C,
Claims (4)
電磁誘導加熱コイルと、
強磁性体ローラからなる加熱ローラと、
第1の加圧ローラと、
該第1の加圧ローラ及び前記加熱ローラの間に巻回された無端状の定着ベルトと、
前記第1の加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して圧着される第2の加圧ローラと、前記第1の加圧ローラに対して前記第2の加圧ローラを圧着又は圧着解除させる加圧力着脱手段とを有し、
前記加熱ローラは前記定着ベルトに張力が加わる方向に付勢力が掛けられており、
前記加圧力着脱手段の圧着又は圧着解除させる動作に伴って、前記定着ベルトは経路状態が変更されるとともに、前記加熱ローラは回転中心位置が移動可能であり、
前記加熱ローラと前記電磁誘導加熱コイルは同一の可動支持部材に同心に支持され、前記電磁誘導加熱コイルは前記加熱ローラと同心に移動可能であることを特徴とする画像形成装置。In the image forming apparatus having a heating and pressing type fixing device, the heating and pressing type fixing device includes:
An electromagnetic induction heating coil ;
A heating roller made of a ferromagnetic roller;
A first pressure roller ;
And endless fixing belt that is wound between the pressure roller and the heating row La of the first,
A second pressure roller pressed against the first pressure roller via the fixing belt; and the second pressure roller pressed against or released from the first pressure roller. and a pressure connecting unit,
The heating roller is applied with a biasing force in a direction in which tension is applied to the fixing belt,
Wherein with the operation for releasing compression or crimping pressure detachable unit, together with the fixing belt route condition is changed, the heating roller is a rotating center position movable,
The image forming apparatus, wherein the heating roller and the electromagnetic induction heating coil are supported concentrically by the same movable support member, and the electromagnetic induction heating coil is movable concentrically with the heating roller .
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