JP4575716B2 - Fixing device - Google Patents
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Description
本発明は、静電複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に装着されて、用紙上の未定着トナーを用紙に溶融定着させる定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that is mounted on an image forming apparatus such as an electrostatic copying machine, a printer, or a facsimile machine and melts and fixes unfixed toner on a sheet to the sheet.
定着ローラを内部からではなく、外部から加熱するよう構成された定着装置はすでに知られている。この種の定着装置の一つの典型例は、定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラと、定着ローラに圧接されかつ加熱手段を内蔵した複数の熱ローラとを備えている(特許文献1参照)。定着ローラは、鉄製の中空管からなる心金と、心金の周囲を被覆するシリコンゴムから構成されている。また熱ローラの各々は、表面をフッ素樹脂でコーティングしたアルミニウム製の中空管から構成されている。 A fixing device configured to heat the fixing roller not from the inside but from the outside is already known. One typical example of this type of fixing device includes a fixing roller, a pressure roller that is pressed against the fixing roller, and a plurality of heat rollers that are in pressure contact with the fixing roller and incorporate heating means (Patent Document 1). reference). The fixing roller is composed of a mandrel made of an iron hollow tube and silicon rubber covering the periphery of the mandrel. Each of the heat rollers is constituted by an aluminum hollow tube whose surface is coated with a fluororesin.
上記定着装置は、定着ローラの表面を直接加熱するので、定着ローラの昇温時間を短縮でき、したがってウォームアップ時間を短縮できる。しかしながら、複数の熱ローラによる定着ローラへの熱の供給は、熱ローラの各々と定着ローラとの間のわずかなニップ幅に限定されるので、熱の供給量が制限される。その結果、定着ローラの昇温時間を更に短縮したい場合には、該ニップ幅を広げる必要があるが、該ニップ幅を広げた場合には、定着ローラに対する局部的な負荷が増加するので、定着ローラの駆動トルクが増加し、駆動系を強化する必要が生ずる。また、定着ローラのシリコンゴムの損傷を早めて耐久性を損なうおそれがある。 Since the fixing device directly heats the surface of the fixing roller, the temperature raising time of the fixing roller can be shortened, and therefore the warm-up time can be shortened. However, since the supply of heat to the fixing roller by the plurality of heat rollers is limited to a slight nip width between each of the heat rollers and the fixing roller, the amount of heat supply is limited. As a result, when it is desired to further shorten the heating time of the fixing roller, it is necessary to widen the nip width. However, when the nip width is widened, a local load on the fixing roller increases, so that fixing is performed. The driving torque of the roller increases, and it becomes necessary to strengthen the driving system. In addition, there is a possibility that the silicon rubber of the fixing roller is damaged early and the durability is impaired.
上記問題を解決することができる定着装置は、本出願人である京セラミタ株式会社によって既に出願されている(例えば特願2003−400247)。この定着装置の典型例は、定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラと、相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に巻き掛けられた無端ベルトとを備えている。無端ベルトの外周面の一部領域は定着ローラの外周面の一部領域に圧接され、少なくとも1個のベルト支持ローラは、加熱手段が内蔵されたヒートローラから構成される。上記定着装置においては、無端ベルトの外周面の一部領域は定着ローラの外周面の一部領域に圧接されるよう構成されている。すなわち、定着ローラの外周面の一部領域に沿って、柔軟性のある無端ベルトが圧接されてニップ領域を形成するので、定着ローラを加熱するためのニップ幅を従来よりも大幅に増加することができる。その結果、定着ローラに対する局部的な負荷を増加することなく、しかも定着ローラの耐久性を損なうことなく、定着ローラの昇温時間を短縮してウォームアップ時間を短縮することを可能にする。 A fixing device that can solve the above problem has already been filed by Kyocera Mita Corporation, which is the present applicant (for example, Japanese Patent Application No. 2003-400247). A typical example of this fixing device is a fixing roller, a pressure roller pressed against the fixing roller, a plurality of belt support rollers arranged at intervals, and an endless belt wound around each of the belt support rollers. And a belt. A part of the outer peripheral surface of the endless belt is brought into pressure contact with a part of the outer peripheral surface of the fixing roller, and at least one belt support roller is constituted by a heat roller in which a heating unit is incorporated. The fixing device is configured such that a part of the outer peripheral surface of the endless belt is pressed against a part of the outer peripheral surface of the fixing roller. That is, a flexible endless belt is pressed against a part of the outer peripheral surface of the fixing roller to form a nip region, so that the nip width for heating the fixing roller is greatly increased as compared with the conventional case. Can do. As a result, it is possible to shorten the warm-up time by shortening the heating time of the fixing roller without increasing the local load on the fixing roller and without impairing the durability of the fixing roller.
しかしながら、上記定着装置には、更に、次のような解決すべき技術的課題が存在することが判明した。すなわち、上記定着装置においては、ヒートローラが無端ベルトを介して定着ローラに常時押圧(圧接)された状態に保持される実施形態と、ヒートローラが定着ローラから離隔して常時押圧されない状態(離隔状態)に保持される実施形態とがある。 However, it has been found that the fixing device further has the following technical problems to be solved. That is, in the fixing device, the heat roller is held in a state of being constantly pressed (pressed) against the fixing roller via the endless belt, and the heat roller is separated from the fixing roller and not always pressed (separated). There is an embodiment held in the state).
ヒートローラが無端ベルトを介して定着ローラに常時押圧された状態に保持される実施形態の場合、定着ローラ及び無端ベルトが回転駆動されている間、定着ローラの弾性部材(一般的にはシリコンゴム)は、該押圧部において熱を加えられた状態で変形を繰り返すので永久変形(永久歪み)を生じ易く、寿命が短くなるおそれがある。 In the embodiment in which the heat roller is constantly pressed against the fixing roller via the endless belt, the elastic member of the fixing roller (generally silicon rubber) while the fixing roller and the endless belt are driven to rotate. ) Is repeatedly deformed in a state where heat is applied to the pressing portion, so that permanent deformation (permanent distortion) is likely to occur, and the life may be shortened.
他方、ヒートローラが定着ローラから離隔して常時押圧されない状態に保持される実施形態の場合、定着ローラ及び無端ベルトの回転駆動が停止されている間に、ヒートローラの温度制御を行っても、ヒートローラの熱は無端ベルトを介してしか定着ローラに伝達されないので、定着ローラの表面温度の低下が比較的速い。その結果、再び定着ローラ及び無端ベルトを回転駆動して定着ローラの表面温度を定着可能温度まで上昇させるのに比較的多くの時間がかかってしまう。 On the other hand, in the case of an embodiment in which the heat roller is kept away from the fixing roller and is not constantly pressed, even if the temperature control of the heat roller is performed while the rotational driving of the fixing roller and the endless belt is stopped, Since the heat of the heat roller is transmitted only to the fixing roller via the endless belt, the surface temperature of the fixing roller is decreased relatively quickly. As a result, it takes a relatively long time to rotationally drive the fixing roller and the endless belt again to raise the surface temperature of the fixing roller to a fixable temperature.
またジャム処理遂行時などにおいて、無端ベルトの表面にトナーが付着する場合がある。無端ベルトの表面にトナーが付着した場合にはクリーニングする必要があるが、無端ベルトの表面をクリーニングするためには、無端ベルトの表面にクリーニング部材を接触させて、無端ベルトの表面に付着したトナーをクリーニング部材に移動させ、クリーニング部材に移動させたトナーを回収する手段が考えられる。しかしながら、このようなクリーニング手段は、部品点数が多く、構成が複雑となる。
本発明の目的は、定着ローラの永久変形(永久歪み)を防止することによって定着ローラの寿命を所要のとおり確保すると共に、定着ローラの表面温度を定着可能温度まで比較的短時間で上昇させることを可能にする、新規な定着装置を提供することである。 An object of the present invention is to ensure the life of a fixing roller as required by preventing permanent deformation (permanent distortion) of the fixing roller, and to raise the surface temperature of the fixing roller to a fixable temperature in a relatively short time. It is an object of the present invention to provide a novel fixing device that makes it possible.
本発明の他の目的は、定着ローラの永久変形(永久歪み)を防止することによって定着ローラの寿命を所要のとおり確保し、定着ローラの表面温度を定着可能温度まで比較的短時間で上昇させることを可能にすると共に、特別にクリーニング部材を配設することなく、無端ベルトのクリーニングを可能にすることによって、良好な画像の定着を保証し、用紙の汚れを防止することができる、新規な定着装置を提供することである。 Another object of the present invention is to ensure the lifetime of the fixing roller as required by preventing permanent deformation (permanent distortion) of the fixing roller, and to raise the surface temperature of the fixing roller to a fixable temperature in a relatively short time. In addition, by enabling the cleaning of the endless belt without specially providing a cleaning member, it is possible to guarantee good image fixing and prevent paper smearing. It is to provide a fixing device.
本発明の一局面によれば、定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラとを備えた定着装置において、相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に巻き掛けられかつ、外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されている無端ベルトと、少なくとも1個のベルト支持ローラを加熱してヒートローラとする加熱手段と、少なくとも1個のヒートローラを、無端ベルトを介して定着ローラを押圧する押圧位置と、定着ローラから離隔して無端ベルトを介して定着ローラを押圧しない非押圧位置とに変位させることができる変位機構と、装置を制御するコントローラとが備えられ、コントローラは、少なくとも1個のヒートローラを、定着ローラ及び無端ベルトの回転駆動が停止されている間は押圧位置に位置付け、定着ローラ及び無端ベルトが回転駆動されている間は非押圧位置に位置付ける、ことを特徴とする定着装置、が提供される。
本発明の他の局面によれば、定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラとを備えた定着装置において、相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に巻き掛けられかつ、外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されている無端ベルトと、少なくとも1個のベルト支持ローラを加熱してヒートローラとする加熱手段と、少なくとも1個のヒートローラを、無端ベルトを介して定着ローラを押圧する押圧位置と、定着ローラから離隔して無端ベルトを介して定着ローラを押圧しない非押圧位置とに変位させることができる変位機構と、装置を制御するコントローラとが備えられ、コントローラは、少なくとも1個のヒートローラを、印字動作が行われる間は非押圧位置に位置付け、印字動作が行われる間を除く他の状態の間は押圧位置に位置付ける、ことを特徴とする定着装置、が提供される。
コントローラは、少なくとも1個のヒートローラが押圧位置に位置付けられかつ、定着ローラ及び無端ベルトの回転駆動が停止されている状態において、少なくとも1個のヒートローラの表面温度を所定値以上に保持すると共に、所定時間ごとに所定時間だけ、定着ローラ及び無端ベルトを回転駆動させる、ことが好ましい。
本発明の更に他の局面によれば、定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラとを備えた定着装置において、相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に巻き掛けられかつ、外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されている無端ベルトと、少なくとも1個のベルト支持ローラを加熱してヒートローラとする加熱手段と、少なくとも1個のヒートローラを、無端ベルトを介して定着ローラを押圧する押圧位置と、定着ローラから離隔して無端ベルトを介して定着ローラを押圧しない非押圧位置とに変位させることができる変位機構とが備えられ、変位機構は、少なくとも1個のヒートローラを、定着ローラから離隔する距離が異なる複数の非押圧位置に変位させることができ、無端ベルトの外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されることにより形成されるニップ領域のニップ幅は、少なくとも1個のヒートローラが、定着ローラから離隔する距離が大きい非押圧位置に位置付けられるほど小さくなる、ことを特徴とする定着装置、が提供される。
装置を制御するコントローラが備えられ、コントローラは、少なくとも1個のヒートローラを、通常の印字動作時における非押圧位置よりも定着ローラから離隔する距離が大きな非押圧位置に位置付けて、該ニップ幅を通常の印字動作時におけるよりも小さく設定した状態で印字動作を実行する、ことが好ましい。
装置を制御するコントローラが備えられ、非印字動作時に用紙が定着装置を通過し得るクリーニングモードが設けられ、コントローラは、少なくとも1個のヒートローラを、通常の印字動作時における非押圧位置よりも定着ローラから離隔する距離が大きな非押圧位置に位置付けて、該ニップ幅を通常の印字動作時におけるよりも小さく設定した状態でクリーニングモードを実行する、ことが好ましい。
変位機構は、相互に間隔をおいて対向するよう配置された一対の側壁の各々にそれぞれ移動自在に支持されかつ、ヒートローラの両端部が回転自在に支持された軸受部材と、軸受部材の各々を、それぞれ、ヒートローラが定着ローラの外周面に対し接近及び離隔する方向へ変位させることができる駆動手段とを備えている、ことが好ましい。
変位機構は、軸受部材の各々を、ヒートローラが定着ローラの外周面に対し離隔する方向へ常時付勢するばね手段を備え、駆動手段は、付勢手段による、該離隔する方向への移動を阻止するよう、軸受部材の各々に当接して配置されたカム部材と、カム部材の各々に対応して配設されかつカム部材の各々を回動させる回転手段とを備えている、ことが好ましい。
本発明の更に他の局面によれば、定着ローラと、定着ローラに圧接された圧ローラとを備えた定着装置において、相互に間隔を置いて配置された複数のベルト支持ローラと、ベルト支持ローラの各々間に巻き掛けられかつ、外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されている無端ベルトと、少なくとも1個のベルト支持ローラを加熱してヒートローラとする加熱手段と、少なくとも1個のヒートローラを、無端ベルトを介して定着ローラを押圧する押圧位置と、定着ローラから離隔して無端ベルトを介して定着ローラを押圧しない非押圧位置とに変位させることができる変位機構とが備えられ、変位機構は、相互に間隔をおいて対向するよう配置された一対の側壁の各々にそれぞれ移動自在に支持されかつ、ヒートローラの両端部が回転自在に支持された軸受部材と、軸受部材の各々を、それぞれ、ヒートローラが定着ローラの外周面に対し接近及び離隔する方向へ変位させることができる駆動手段と、軸受部材の各々を、ヒートローラが定着ローラの外周面に対し離隔する方向へ常時付勢するばね手段とを備え、駆動手段は、付勢手段による、該離隔する方向への移動を阻止するよう、軸受部材の各々に当接して配置されたカム部材と、カム部材の各々に対応して配設されかつカム部材の各々を回動させる回動手段とを備えている、ことを特徴とする定着装置、が提供される。
According to one aspect of the present invention , in a fixing device including a fixing roller and a pressure roller pressed against the fixing roller, each of a plurality of belt support rollers disposed at a distance from each other, and each of the belt support rollers An endless belt wound around and having a partial area of the outer peripheral surface pressed against a partial area of the outer peripheral surface of the fixing roller; and a heating unit that heats at least one belt support roller to form a heat roller; A displacement capable of displacing at least one heat roller into a pressing position for pressing the fixing roller via the endless belt and a non-pressing position spaced from the fixing roller and not pressing the fixing roller via the endless belt. mechanism and, it is found provided and a controller for controlling the device, the controller, at least one of the heat roller, the rotation of the fixing roller and the endless belt is stopped There is provided a fixing device characterized in that the fixing device is positioned at a pressing position while the fixing roller and the endless belt are rotationally driven and positioned at a non-pressing position .
According to another aspect of the present invention, in a fixing device including a fixing roller and a pressure roller pressed against the fixing roller, a plurality of belt support rollers arranged at intervals from each other; An endless belt that is wound between each of the belts and a partial region of the outer peripheral surface is pressed against a partial region of the outer peripheral surface of the fixing roller, and a heating unit that heats at least one belt support roller to form a heat roller And at least one heat roller can be displaced between a pressing position for pressing the fixing roller via the endless belt and a non-pressing position spaced from the fixing roller and not pressing the fixing roller via the endless belt. a displacement mechanism, provided with a controller for controlling the device, controller is at least one of the heat roller, while the printing operation is performed positioned in the non-pressing position, There is provided a fixing device characterized in that it is positioned at a pressing position during other states except during the printing operation .
The controller holds the surface temperature of at least one heat roller at a predetermined value or more in a state where at least one heat roller is positioned at the pressing position and rotation of the fixing roller and the endless belt is stopped. It is preferable that the fixing roller and the endless belt are rotationally driven every predetermined time for a predetermined time.
According to still another aspect of the present invention, in a fixing device including a fixing roller and a pressure roller pressed against the fixing roller, a plurality of belt support rollers disposed at a distance from each other, and a belt support roller An endless belt that is wound between each of the belts and a partial region of the outer peripheral surface is pressed against a partial region of the outer peripheral surface of the fixing roller, and at least one belt support roller is heated to form a heat roller And at least one heat roller may be displaced to a pressing position that presses the fixing roller via the endless belt and a non-pressing position that is spaced from the fixing roller and does not press the fixing roller via the endless belt. A displacement mechanism capable of displacing at least one heat roller to a plurality of non-pressing positions at different distances from the fixing roller, The nip width of the nip region formed by pressing a partial region of the outer peripheral surface of the endless belt against a partial region of the outer peripheral surface of the fixing roller is a distance that at least one heat roller is separated from the fixing roller. There is provided a fixing device that is smaller as it is positioned at a larger non-pressing position .
A controller for controlling the apparatus is provided, and the controller positions at least one heat roller at a non-pressing position where the distance from the fixing roller is larger than the non-pressing position during a normal printing operation, and sets the nip width. It is preferable to execute the printing operation in a state set smaller than that in the normal printing operation.
A controller for controlling the apparatus is provided, and a cleaning mode is provided in which a sheet can pass through the fixing device during a non-printing operation. The controller fixes at least one heat roller more than a non-pressing position during a normal printing operation. It is preferable that the cleaning mode is executed in a state where the distance away from the roller is set to a non-pressing position where the distance is large and the nip width is set smaller than that in the normal printing operation.
The displacement mechanism includes a bearing member that is movably supported on each of a pair of side walls that are arranged to face each other with a space therebetween, and that both ends of the heat roller are rotatably supported, and each of the bearing members It is preferable that the heat roller includes a driving unit that can displace the heat roller in a direction approaching and separating from the outer peripheral surface of the fixing roller.
The displacement mechanism includes spring means for constantly urging each of the bearing members in a direction in which the heat roller is separated from the outer peripheral surface of the fixing roller, and the drive means is moved by the urging means in the separated direction. It is preferable to include a cam member disposed in contact with each of the bearing members so as to block, and a rotating means disposed corresponding to each of the cam members and rotating each of the cam members. .
According to still another aspect of the present invention, in a fixing device including a fixing roller and a pressure roller pressed against the fixing roller, a plurality of belt support rollers disposed at a distance from each other, and a belt support roller An endless belt that is wound between each of the belts and a partial region of the outer peripheral surface is pressed against a partial region of the outer peripheral surface of the fixing roller, and at least one belt support roller is heated to form a heat roller And at least one heat roller may be displaced to a pressing position that presses the fixing roller via the endless belt and a non-pressing position that is spaced from the fixing roller and does not press the fixing roller via the endless belt. A displacement mechanism that is movably supported on each of a pair of side walls arranged to face each other with a space therebetween, and both of the heat rollers. Each of the bearing member, the end of which is rotatably supported, the driving means capable of displacing each of the bearing members in the direction in which the heat roller approaches and separates from the outer peripheral surface of the fixing roller, and each of the bearing members And a spring means for constantly urging the heat roller in a direction away from the outer peripheral surface of the fixing roller, and the drive means prevents the movement of the bearing member by the urging means in the direction of separation. A fixing device comprising: a cam member disposed in contact with each of the cam members; and a rotation unit that is disposed corresponding to each of the cam members and rotates each of the cam members. Provided.
以下、本発明に従って構成された定着装置の好適な実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a fixing device configured according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1を参照して、本発明に従って構成された定着装置の実施形態は、定着ローラ2と、定着ローラ2に対し下方から圧接された圧ローラ4と、相互に間隔を置いて配置された複数の、実施形態においては2個のベルト支持ローラ6及び8と、ベルト支持ローラ6及び8の各々間に巻き掛けられた無端ベルト10とを備えている。無端ベルト10の外周面の一部領域は定着ローラ2の外周面の一部領域に圧接されている。無端ベルト10の外周面の一部領域が定着ローラ2の外周面の一部領域に圧接されることにより、ニップ領域10Nが形成される。
Referring to FIG. 1, an embodiment of a fixing device configured in accordance with the present invention includes a
少なくとも1個のベルト支持ローラは、内側又は外側に配設された加熱手段により加熱されるよう構成される。実施形態において、1個のベルト支持ローラ6は、加熱手段6Hが内蔵されたヒートローラから構成されている。以下の記載において、ベルト支持ローラ6をヒートローラ6と称することがある。無端ベルト10、ヒートローラ6及びベルト支持ローラ8により囲まれた空間内には、ヒートローラ6の温度制御を行うための制御機器である温度センサ、具体的にはサーミスタSがヒートローラ6の外周面に接触するよう配設されている。用紙Pは、図1において右から左へほぼ水平に搬送される。
The at least one belt support roller is configured to be heated by heating means disposed inside or outside. In the embodiment, one
図1〜図3を参照して、定着装置は、相互に間隔をおいて平行に対向するよう配設された一対の側壁12を含む図示しないハウジングを備えている(図2においては、片方の側壁12のみが図示されている)。定着ローラ2、圧ローラ4及びベルト支持ローラ8は、側壁12の各々間に回転自在にかつ相互に平行に支持されている。サーミスタSは、側壁12の各々間を延在するよう配設された図示しない支持フレームに取り付けられている。ヒートローラ6は、側壁12の各々に配設された、後述する変位機構20によって、無端ベルト10を介して定着ローラ2を押圧する押圧位置(図1に示す位置)と、定着ローラ2から図1において上方に離隔して無端ベルト10を介して定着ローラ2を押圧しない非押圧位置(図4及び図5に示す位置)とに変位させられる。ベルト支持ローラ8は、定着ローラ2の回転方向(図1において時計方向)下流側(図1において右側)において定着ローラ2の外周面の外側に間隔をおいて配置されている。
1 to 3, the fixing device includes a housing (not shown) including a pair of
定着ローラ2を軸方向に見て(図1において紙面を表から裏に見て)、定着ローラ2の軸心を通る仮想水平線をx軸、定着ローラ2の軸心を通ってx軸に直交する仮想鉛直線をy軸としたとき、ヒートローラであるベルト支持ローラ6は、第2象限において、先に触れたように、定着ローラ2の外周面に対し、後述する変位機構20によって、上記押圧位置と非押圧位置との間を上下方向に変位させられる。他方、ベルト支持ローラ8は、第1象限において、ベルト支持ローラ6に対し定着ローラ2の回転方向下流側であり、かつ用紙Pの搬送方向上流側において、定着ローラ2の外周面の外側に間隔をおいて配置されている。
When the fixing
定着ローラ2には、駆動ギヤ2Gが一体回転し得るよう配設され(図2参照)、この駆動ギヤ2Gは、駆動源である電動モータM1に図示しない他のギヤを含む動力伝達機構を介して駆動結合されている。ベルト支持ローラ8には、図示しない被駆動ギヤが一体回転し得るよう配設され、この被駆動ギヤは、図示しない他のギヤを介して定着ローラ2の駆動ギヤ2Gに噛み合わされている。
The fixing
定着ローラ2及び圧ローラ4は、金属、例えばSUSあるいは鉄製の心金と、心金を覆う弾性部材であるソリッドのシリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムと、シリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムを被覆するPFAチューブとから構成することができる。シリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムの外周面をPFAチューブにより被覆する構成に代えて、シリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムの外周面を、トナーの離型層であるフッ素樹脂をコートする構成としてもよい。ベルト支持ローラ6及び8は、SUSあるいはアルミニウムなどの金属製の中空管から構成されている。無端ベルト10は、ポリイミド樹脂、NiあるいはSUSから形成することができる。加熱手段6Hはハロゲンヒータから構成されている。以下の記載において、加熱手段6Hをハロゲンヒータ6Hと称することもある。加熱手段6Hをハロゲンヒータから構成することに代えて、他の加熱手段、例えば、電磁誘導加熱用の励磁コイル(IHコイル)から構成する他の実施形態もある。加熱手段をIHコイルから構成した場合には、IHコイルを、ベルト支持ローラ6の外周面の一部領域を外側から隙間を置いて覆うよう配置する実施形態もある。
The fixing
先に述べたように、上記定着装置は、ヒートローラ6を、無端ベルト10を介して定着ローラ2を押圧する押圧位置(図1に示す位置)と、定着ローラ2から離隔して無端ベルト10を介して定着ローラ2を押圧しない非押圧位置(図4及び図5に示す位置)とに変位させることができる変位機構20を備えている。変位機構20は、上記一対の側壁12の各々にそれぞれ移動自在(実施形態においては上下動自在)に支持されかつ、ヒートローラ6の両端部が回転自在に支持された軸受部材22と、軸受部材22の各々を、それぞれ、ヒートローラ6が定着ローラ2の外周面に対し接近及び離隔する上下方向へ変位させることができる駆動手段23と、軸受部材22の各々を、ヒートローラ6が定着ローラ2の外周面に対し離隔する方向(実施形態においては上方)へ常時付勢するばね手段、実施形態においては圧縮コイルばね29とを備えている。駆動手段23は、圧縮コイルばね29による、該離隔する方向への移動を阻止するよう、軸受部材22の各々に当接して配置されたカム部材26と、カム部材26の各々に対応して配設されかつカム部材26の各々を回動させる回動手段とを備えている。
As described above, in the fixing device, the
なお、図1〜図5において、変位機構20は、片方の側壁12に配設された、軸受部材22、駆動手段23、圧縮コイルばね29などだけが図示されており、他方の側壁12に配設された、軸受部材22、駆動手段23、圧縮コイルばね29などは、図示が省略されている。側壁12の各々に配設された軸受部材22の各々、駆動手段23の各々(後述するばねクラッチを除く)、圧縮コイルばね29の各々などは、それぞれ相互に実質的に同じ構成及びレイアウトを有しているので、以下、片方の側壁12に配設された片方の軸受部材22、駆動手段23、圧縮コイルばね29などについて説明する。なお、他方の側壁12に備えられた駆動手段23には、後述するばねクラッチ36は備えられていない。
1 to 5, only the bearing
図1〜図3を参照して、片方の側壁12には、縦長矩形状の長穴12aが鉛直に延在するよう形成されており、長穴12aには軸受部材22が上下動可能に保持されている。軸受部材22は、縦長の、ほぼ直方体形状をなすブロック体から構成されている。軸受部材22には軸受用の穴22aが形成され、穴22aには、ヒートローラ6の一端部(図1において右端部)が図示しない軸受を介して回転自在に支持されている。ヒートローラ6の軸線は、ベルト支持ローラ8、定着ローラ2及び圧ローラ4の軸線と平行である。軸受部材22の上端面は水平面をなしかつ、後述するカム部材26との接触部であるカムフォロワ22bを構成している。図示はされていないが、ハロゲンヒータ6Hの一端部は、片方の軸受部材22に静止状態で支持される。
Referring to FIGS. 1 to 3, one
片方の側壁12であって、軸受部材22よりも上方位置には、軸24の一端部が回転自在に支持されている。軸24の軸線はヒートローラ6の軸線と平行である。軸24には、駆動手段23の一部を構成するカム部材26及びギヤ28が固着されている。カム部材26は、軸方向に見て、ほぼ矩形状を有するブロック体からなりかつ、4つのカム面26a、26b、26c及び26dを備えている。4つのカム面26a〜26dにおいて、周方向に相互に隣接するカム面の各々は、相互に直交する平面上に配置され、かつ周方向に相互に隣接するカム面26a〜26dの各々間は円弧面により連続させられている。カム面26a、26b、26c及び26dは、この順序で、図1において反時計方向に配列され、それぞれ、軸24の軸心からの距離が前記順序で小さくなっている。図1において、軸24の軸心からの距離が最も大きなカム面26aが最下端に位置付けられている。この状態で、カム面26aは水平面上に位置付けられている。
One end of a
片方の側壁12であって、軸受部材22の直下方位置には、軸受部材22を、ヒートローラ6が定着ローラ2の外周面に対し離隔する方向(実施形態においては鉛直上方)へ常時付勢するばね手段、実施形態においては圧縮コイルばね29が配設されている。圧縮コイルばね29は、その下端が、片方の側壁12に配設された、図示しないばねホルダに保持され、上端が、軸受部材22の水平下面に圧接させられて、軸受部材22を鉛直上方に付勢している。軸受部材22は、片方の側壁12の長穴12a内を長穴12aに沿って上方に移動させられ、カムフォロワ22bがカム部材26の一つのカム面、図1においてはカム面26aに対し下方から圧縮コイルばね29のばね力により押圧させられている。
The bearing
片方の側壁12には軸30の一端部が回転自在に支持されている。軸30は、軸24に対し、図1において水平左方に間隔をおいて平行に配置されている。軸30には、ギヤ32及び34が軸方向に間隔をおいて配設されている。ギヤ32は、軸30に回転自在に支持されると共に、図示しない他のギヤを含む動力伝達機構を介して駆動源である電動モータM2に駆動結合されている。ギヤ34は、軸30と一体回転できるよう軸30に固着されると共に、前記ギヤ28に噛み合わされている。ギヤ32及び34におけるギヤ自体の構成(歯型、歯数、ピッチサークルなど)は相互に実質的に同じ形状及び大きさを有している。ギヤ28の歯数:ギヤ34の歯数=2:1に設定されている。
One side of the
ギヤ32と34とは、それ自体は周知の構成を利用することでよいばねクラッチ36を介して連結されている。ばねクラッチ36は、図3に示されているように、ギヤ32及び34にそれぞれ形成されかつ、相互に同じ外径の外周面を有するボス部32a及び34aであって、相互に軸方向に相対回転し得るよう突き合わされたボス部32a及び34aと、ボス部32a及び34aの各々の外周面に跨って嵌合させられたコイルばね38と、コイルばね38の外周面に嵌合された円筒状のストップリング40とを備えている。コイルばね38の一端はストップリング40の一端に相対回転できないように係止され、コイルばね38の他端はギヤ34のボス部34aに相対回転できないように係止されている。ストップリング40の外周面には、半径方向外方に延び出す被係止片42が一体に配設されている。被係止片42の、軸30の回転方向(図1において反時計方向)に面した被係止面42a(図6参照)は、軸30の軸方向に見て、軸30の軸心を通り半径方向に延在する平面上に位置付けられている。なお、他方の側壁12に配設された変位機構20における駆動手段23にはばねクラッチ36は備えられていないので、軸30の他端部には、ギヤ34が固着されているだけである。
The
片方の側壁12であって、軸30の鉛直上方に間隔をおいて位置には、軸44が、軸30に対し平行に固着されている。軸44にはストッパ50が回動自在に支持されている。ストッパ50は、軸44に回動自在に嵌合された円筒状のボス部52と、ボス部52の外周面の、軸心を挟んで半径方向に相互に対向する位置からそれぞれ下方にフォーク状に延び出す一対のストップアーム54及び56と、ボス部52の外周面における、図1において上端部から上方に延び出す被係止アーム58とを備えている。
A
板状の被係止アーム58には、上端から下方に延びる被係止溝58aが形成されている。ストップアーム54及び56は、それぞれ、ボス部52の外周面から、図1において相互に離隔する方向に斜め下方に延びてから相互に平行に下方に延びている。ストップアーム54の下端面54a(図4及び図7参照)は、ばねクラッチ36のストップリング40における外周面に対し、図1において右外側の近接した位置において、軸30の軸心を通る水平面上に位置付けられている。ストップアーム54の下端面54aは、ストップリング40における被係止片42の回転軌跡上において、被係止面42aに対向する位置に位置付けられている。他方、ストップアーム56の下端部56aは、ストップリング40の外周面に対し、図1において左外側に間隔をおいた位置において、ストップリング40の外周面に向ってほぼ水平に延びている。下端部56aの、図1において上面56bは、ほぼ、軸30の軸心を通る水平面上に存在する。ストップアーム56の下端部56aの先端面56c(図6参照)は、ストップリング40の外周面に対し、所定の間隔をおいて位置付けられている(より具体的には、ストップリング40における被係止片42の回転軌跡に対し、被係止片42の回転移動を干渉しない半径方向外側に位置付けられている)。
The plate-like locked
片方の側壁12であって、ストッパ50における被係止アーム58の、図1において右側には、ストッパ50を回動させるアクチュエータであるソレノイドSOLが配設されている。ソレノイドSOLは、図1において左方に延び出す可動鉄心60を備えており、可動鉄心60の先端部には、係止ピン62がその外周面から半径方向外方に延び出すよう固着されている。係止ピン62は、可動鉄心60の軸線に直交しかつ、軸44に平行であり、先端部が、ストッパ50における被係止アーム58の被係止溝58aに相対移動可能に係合されている。クチュエータとしては、ソレノイドSOLに代えて、流体圧シリンダ機構、例えばエアシリンダ機構から構成する他の実施形態もある。
A solenoid SOL that is an actuator for rotating the
自己保持形のソレノイドSOLは、ON作動ごとに、ストッパ50を軸44まわりに交互に逆方向に回動させて、図1、図5及び図6に示す第1の位置と、図4及び図7に示す第2の位置とに交互に位置付けて保持する。ストッパ50が図1、図5及び図6に示す第1の位置に位置付けられると、ストップアーム54は、下端部がストップリング40の外周面に接近して、その下端面54aがストップリング40における被係止片42の回転軌跡上において、被係止片42の被係止面42aに対向して回転移動を干渉する位置に位置付けられる。他方、ストップアーム56は、その下端部56aの先端面56cがストップリング40の外周面から離隔して、下端部56aの、図1において上面56bが、被係止片42の回転軌跡上から半径方向外側に退避して、被係止片42の回転移動を干渉しない位置に位置付けられる。
The self-holding solenoid SOL rotates the
ストッパ50が図4及び図7に示す第2の位置に位置付けられると、ストップアーム54は、その下端部がストップリング40の外周面から離隔して、下端面54aが、ストップリング40における被係止片42の回転軌跡に対し、被係止片42の回転移動を干渉しない半径方向外側に位置させられる。他方、ストップアーム56は、その下端部56aの先端面56cがストップリング40の外周面に接近して、下端部56aの、図1において上面56bが、ストップリング40における被係止片42の回転軌跡上において、被係止片42の被係止面42aに対向して被係止片42の回転移動を干渉する位置に位置付けられる。なお、上記ギヤ28、ギヤ32、ギヤ34、電動モータM2、ばねクラッチ36、ストッパ50、ソレノイドSOLなどは、回動手段を構成する。
When the
上記定着装置は、変位機構20を含む定着装置の作動を制御するコントローラ70を備えている。コントローラ70は、マイクロコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置(CPU)、制御プログラムを格納するROM、演算結果等を格納する読み書き可能なRAM、タイマ、カウンタ、入力インターフェース及び出力インターフェースなどを備えている。このように構成されたコントローラ70の入力インターフェースには、サーミスタS、その他の検出器、定着装置が配設された画像形成機、例えば図示しない複写機の操作盤に配設されたコピースイッチSW(したがって定着作動スイッチでもある)、その他のスイッチなどからの検出信号が入力され、出力インターフェースから電動モータM1及びM2、ソレノイドSOLなどに制御信号を出力する。定着装置は、図示しない複写機の本体内に配設されるが、定着装置の制御は、複写機本体に配設された複写機全体の作動を制御するコントローラにより制御してもよい。
The fixing device includes a
図1及び図6において、変位機構20のストッパ50は第1の位置に位置付けられている。ばねクラッチ36におけるストップリング40の被係止片42の被係止面42aは、ストップアーム54の下端面54aに当接された状態に位置付けられている。カム部材26は、軸26aからの距離が最も大きいカム面26aが下端に位置付けられ、カム面26aには、軸受部材22のカムフォロワ22bが圧縮コイルばね29により圧接されている。ヒートローラ6は、無端ベルト10を介して定着ローラの外周面を押圧する押圧位置に位置付けられている。
1 and 6, the
図1及び図6に示す状態で、ソレノイドSOLをONさせると、変位機構20のストッパ50は、軸44まわりを図1及び図6において反時計方向に回動させられて、第2の位置に位置付けられる(図4及び図7参照)。続いて、電動モータM2を作動させてギヤ32(図3参照)を図1において反時計方向に回転駆動させる。ストップアーム54の下端面54aは、ばねクラッチ36のストップリング40における被係止片42の被係止面42aの回動を干渉しない、回動軌跡の半径方向外側に退避させられているので、ストップリング40の回動はフリーとなる。その結果、ばねクラッチ36は接続状態となり、コイルばね38、ギヤ34及びストップリング40が一体に、ギヤ32と同じ方向に回転駆動させられる。ストップリング40が180°回転させられると、ストップリング40における被係止片42の被係止面42aが、ストップアーム56の下端部56aの上面56bに当接させられるので(図7参照)、ストップリング40の回転が阻止される。その結果、ばねクラッチ36は遮断状態となり、ギヤ32は空転させられる。
When the solenoid SOL is turned on in the state shown in FIGS. 1 and 6, the
ストップリング40と共にギヤ34が180°回転させられると、これに噛み合わされたギヤ28、及びカム部材26は、図1において時計方向に90°回転駆動させられて停止する(図4参照)。カム部材26は、軸24の軸心からの距離が、カム面26aよりも小さいカム面26bが下端に位置付けられるので、軸受部材22は、圧縮コイルばね29により図1に示す位置から図4に示す位置まで、上記距離の差だけ上方に移動させられる。ヒートローラ6は、無端ベルト10を介して定着ローラ2の外周面を押圧する押圧位置(図1に示す位置)から、定着ローラ2の外周面から離隔して無端ベルト10を介して定着ローラ2を押圧しない非押圧位置(図4に示す位置)に変位させられる。図4に示す非押圧位置における上記ニップ領域10Nのニップ幅は、図1に示す押圧位置における上記ニップ領域10Nのニップ幅よりも小さくなる。
When the
図4及び図7に示す状態で、ソレノイドSOLをONさせると、変位機構20のストッパ50は、軸44まわりを図4及び図7において時計方向に回動させられて、再び第1の位置に位置付けられる(図5及び図6参照)。続いて、電動モータM2を作動させてギヤ32(図3参照)を図4において反時計方向に回転駆動させる。ストップアーム56の下端部56aの上面56bは、ばねクラッチ36のストップリング40における被係止片42の被係止面42aの回動を干渉しない、回動軌跡の半径方向外側に退避させられているので、ストップリング40の回動はフリーとなる。その結果、ばねクラッチ36は接続状態となり、コイルばね38、ギヤ34及びストップリング40が一体に、ギヤ32と同じ方向に回転駆動させられる。ストップリング40が180°回転させられると、ストップリング40における被係止片42の被係止面42aが、ストップアーム54の下端面54aに当接させられるので(図6参照)、ストップリング40の回転が阻止される。その結果、ばねクラッチ36は遮断状態となり、ギヤ32は空転させられる。
When the solenoid SOL is turned on in the state shown in FIGS. 4 and 7, the
ストップリング40と共にギヤ34が180°回転させられると、これに噛み合わされたギヤ28、及びカム部材26は、図4において時計方向に90°回転駆動させられて停止する(図5参照)。カム部材26は、軸26の軸心からの距離が、カム面26bよりも小さいカム面26cが下端に位置付けられるので、軸受部材22は、圧縮コイルばね29により図4に示す位置から図5に示す位置まで、上記距離の差だけ上方に移動させられる。ヒートローラ6は、定着ローラ2の外周面から離隔して無端ベルト10を介して定着ローラ2を押圧しない非押圧位置(図4に示す位置)から、定着ローラ2の外周面から更に離隔した非押圧位置(図5に示す位置)に変位させられる。図5に示す非押圧位置における上記ニップ領域10Nのニップ幅は、図4に示す非押圧位置における上記ニップ領域10Nのニップ幅よりも更に小さくなる。
When the
図5及び図6に示す状態で、ソレノイドSOLをONさせると、変位機構20のストッパ50は再び第2の位置(図7参照)に位置付けられる。続いて、電動モータM2を作動させてギヤ32(図3参照)を図5において反時計方向に回転駆動させると、先の説明から容易に理解されるように、カム部材26は、図5に示す位置から時計方向に90°回転駆動させられて、軸24の軸心からの距離が、カム面26cよりも小さいカム面26dが下端に位置付けられるので、軸受部材22は、圧縮コイルばね29により図5に示す位置から図示しない位置まで、上記距離の差だけ上方に移動させられる。ヒートローラ6は、定着ローラ2の外周面から離隔して無端ベルト10を介して定着ローラ2を押圧しない非押圧位置(図5に示す位置)から、定着ローラ2の外周面から更に離隔した非押圧位置(図示せず)に変位させられる。図示しない非押圧位置における上記ニップ領域10Nのニップ幅は、図5に示す非押圧位置における上記ニップ領域10Nのニップ幅よりも更に小さくなる。
When the solenoid SOL is turned on in the state shown in FIGS. 5 and 6, the
このように、本発明による定着装置によれば、変速機構20によって、少なくとも1個のヒートローラ、実施形態においては1個のヒートローラ6を、無端ベルト10を介して定着ローラ2の外周面を押圧する押圧位置と、定着ローラ2から離隔して無端ベルト10を介して定着ローラ2の外周面を押圧しない非押圧位置とに変位させることができる。その結果、ヒートローラが無端ベルトを介して定着ローラに常時押圧された状態に保持される定着装置に比べて、定着ローラ2の表面、実施形態においてはシリコンゴムの表面に永久変形(永久歪み)が生じにくいので、定着ローラ2の寿命を所要のとおりに確保することができる。また、ヒートローラが定着ローラから離隔して常時押圧されない状態(離隔状態)に保持される定着装置に比べて、定着ローラ2の表面温度を定着可能温度まで比較的短時間で上昇させることを可能にする。
As described above, according to the fixing device of the present invention, the
コントローラ70は、少なくとも1個のヒートローラ、実施形態においては1個のヒートローラ6を、定着ローラ2及び無端ベルト10の回転駆動が停止されている間は押圧位置(図1に示す位置)に位置付け、定着ローラ2及び無端ベルト10が回転駆動される間は非押圧位置(図4に示す位置)に位置付けるよう、変位機構20を制御することが好ましい。図示の実施形態において、ヒートローラ6が押圧位置(図1に示す位置)に位置付けられているときの上記ニップ領域10Nのニップ幅は、定着作動時に適したニップ幅に予め設定されている。
The
ヒートローラ6が非押圧位置(図4に示す位置)に位置付けられた状態において、定着ローラ2が電動モータM1により図4において時計方向に回転駆動されると、圧ローラ4は反時計方向に従動させられる。同時にベルト支持ローラ8も定着ローラ2によって反時計方向に回転駆動させられるので、ヒートローラ6は、無端ベルト10を介して図1において反時計方向に従動回転させられる。ハロゲンヒータ6Hが通電され、発熱が開始されると、ハロゲンヒータ6Hによる熱は、ヒートローラ6に伝達され、ヒートローラ6に伝達された熱は、無端ベルト10を介して定着ローラ2に伝達されるので、定着ローラ2の昇温が開始される。定着ローラ2に伝達された熱は圧ローラ4にも伝達される。定着ローラ2の表面温度が常温から所定の温度に達した後、片面(上面)にトナーが転写された用紙Pが図4において右から左に向かってほぼ水平に搬送され、定着ローラ2及び圧ローラ4のニップ部を通過すると、用紙Pの片面に転写された未定着トナーは、定着ローラ2によって用紙Pの片面に溶融定着される。このように、上記定着装置によれば、ヒートローラ6は、定着ローラ2及び無端ベルト10が回転駆動されている間(一般的に、上記したように印字動作が行われる間、あるいはウォームアップ時)は非押圧位置(図4に示す位置)に位置付けられるので、定着ローラ2の表面、実施形態においてはシリコンゴムの表面に永久変形(永久歪み)が生じにくいので、定着ローラ2の寿命を所要のとおりに確保することができる。
When the fixing
ヒートローラ6は、定着ローラ2及び無端ベルト10の回転駆動が停止されている間(一般的に定着待機時)は押圧位置(図1に示す位置)に位置付けられる。この状態で、ハロゲンヒータ6Hに通電して発熱させると、ヒートローラ6が加熱される。ヒートローラ6の熱は、無端ベルト10を介して直接的に定着ローラ2に伝達される。その結果、定着ローラ2の表面温度の低下を、ヒートローラが定着ローラから離隔して常時押圧されない状態(離隔状態)に保持される定着装置に比べて抑制することができるので、定着ローラ2の表面温度を定着可能温度まで比較的短時間で上昇させることを可能にする。
The
上記定着装置において、コントローラ70は、少なくとも1個のヒートローラ、実施形態においては1個のヒートローラ6を、印字動作が行われる間は非押圧位置(図4に示す位置)に位置付け、印字動作が行われる間を除く他の状態の間(一般的に定着待機時あるいはウォームアップ時)は押圧位置(図1に示す位置)に位置付けるよう、変位機構20を制御することが好ましい。このように、ヒートローラ6が、印字動作が行われる間は非押圧位置(図4に示す位置)に位置付けられることに起因して、先に述べたように、定着ローラ2の表面、実施形態においてはシリコンゴムの表面に永久変形(永久歪み)が生じにくいので、定着ローラ2の寿命を所要のとおりに確保することができる。また、ヒートローラ6が、印字動作が行われる間を除く他の状態の間(一般的に定着待機時あるいはウォームアップ時)は押圧位置(図1に示す位置)に位置付けられることに起因して、先に述べたように、定着ローラ2の表面温度の低下を、ヒートローラが定着ローラから離隔して常時押圧されない状態(離隔状態)に保持されて加熱されるものに比べて抑制することができるので、定着ローラ2の表面温度を定着可能温度まで比較的短時間で上昇させることを可能にする。
In the fixing device, the
コントローラ70は、少なくとも1個のヒートローラ、実施形態においては1個のヒートローラ6が押圧位置(図1に示す位置)に位置付けられかつ、定着ローラ2及び無端ベルト10(定着ローラ2及び無端ベルト10の他にベルト支持ローラ6及び8、圧ローラ4をも含むことはいうまでもない)の回転駆動が停止されている状態において、少なくとも1個のヒートローラ、実施形態においては1個のヒートローラ6の表面温度を所定値以上に保持すると共に、所定時間ごとに所定時間だけ、定着ローラ2及び無端ベルト10を回転駆動させるよう、定着装置を制御することが好ましい。ヒートローラ6が押圧位置(図1に示す位置)に位置付けられかつ、定着ローラ2及び無端ベルト10の回転駆動が停止されている状態において、ヒートローラ6の表面温度を所定値以上に保持した状態で長時間放置すると、定着ローラ2の表面における該押圧部、実施形態においてはシリコンゴムの表面における該押圧部に永久変形(永久歪み)が生じ易くなる。そこで、所定時間ごとに所定時間だけ、定着ローラ2及び無端ベルト10を回転駆動させることにより、該押圧部の位置を周方向に変化させることができ、上記永久変形(永久歪み)の発生を防止することが可能になる。
The
変位機構20は、少なくとも1個のヒートローラ、実施形態においては1個のヒートローラ6を、定着ローラ2から離隔する距離が異なる複数の非押圧位置(実施形態においては、図4、図5にそれぞれ示す位置及び先に説明した不図示の他の非押圧位置)に変位させることができ、無端ベルト10の外周面の一部領域が定着ローラ2の外周面の一部領域に圧接されることにより形成されるニップ領域10Nのニップ幅は、ヒートローラ6が、定着ローラ2から離隔する距離が大きい非押圧位置に位置付けられるほど小さくなる、ことが好ましい。その結果、コントローラ70により、必要に応じて適宜に該ニップ幅を変更することが可能になり、より好適な定着動作あるいは定着準備動作の遂行が可能になる。
The
コントローラ70は、少なくとも1個のヒートローラ、実施形態においては1個のヒートローラ6を、通常の印字動作時における非押圧位置(図4に示す位置)よりも定着ローラ2から離隔する距離が大きな非押圧位置(実施形態においては、図5に示す位置又は先に説明した不図示の他の非押圧位置)に位置付けて、該ニップ幅を通常の印字動作時におけるよりも小さく設定した状態で印字動作を実行する、ことが好ましい。ヒートローラ6を、通常の印字動作時における非押圧位置(図4に示す位置)よりも定着ローラ2から離隔する距離が大きな非押圧位置に位置付けて、該ニップ幅を通常の印字動作時におけるよりも小さく設定することにより、無端ベルト10の外側表面と定着ローラ2の表面(外周面)との間に、より大きな温度差をもたせて、無端ベルト10に付着したトナーを定着ローラ2の表面に移動させ易くすることが可能になる。その結果、例えば、ジャム処理後に印字動作を行う場合、ジャム処理を行った際に無端ベルト10に付着したトナーは、定着ローラ2の表面に移動させられる。そして定着ローラ2に移動させられたトナーは、定着ローラ2と圧ローラ4とのニップ部を通過する用紙に定着されることにより定着ローラ2の表面から除去される。その結果、無端ベルト10に格別のクリーニング手段を配設することなく、通常の印字動作の過程において、無端ベルト10のクリーニングが自動的に遂行されるのである。なお、定着ローラ2の表面から用紙の表面に移動させられる上記トナーは微量であり、肉眼で認められる用紙汚れには至らない。
The
非印字動作時に用紙Pが定着装置を通過し得るクリーニングモードが設けられ、コントローラ70は、少なくとも1個のヒートローラ、実施形態においては1個のヒートローラ6を、通常の印字動作時における非押圧位置(図4に示す位置)よりも定着ローラ2から離隔する距離が大きな非押圧位置(図5又は先に述べた不図示の他の非押圧位置)に位置付けて、該ニップ幅を通常の印字動作時におけるよりも小さく設定した状態でクリーニングモードを実行する、ことが好ましい。クリーニングモードの実行は、例えば、図示しない複写機の操作盤に定期的にクリーニングモードの実行を表示することにより、オペレータがその都度行うことができる。また、クリーニングモードの実行を、操作盤において自由に設定できるようにしておくことにより、オペレータあるいはサービスマンが、その実行時期を任意に選定できるようにすることも可能である。クリーニングモードの実行は、印字動作を行うことなく、定着ローラ2及び無端ベルト10を回転駆動させた状態で、1枚又は複数枚の用紙が定着装置を通過するように制御すればよい。その結果、無端ベルト10に格別のクリーニング手段を配設することなく、無端ベルト10のクリーニングを行うことができる。
A cleaning mode is provided in which the paper P can pass through the fixing device during a non-printing operation, and the
変位機構20は、相互に間隔をおいて対向するよう配置された一対の側壁12の各々にそれぞれ移動自在に支持されかつ、ヒートローラ6の両端部が回転自在に支持された軸受部材22と、軸受部材22の各々を、それぞれ、ヒートローラ6が定着ローラ2の外周面に対し接近及び離隔する方向へ変位させることができる駆動手段23とを備えている、ことが好ましい。このような構成は、上記作用効果を実用上確実に達成することに寄与する。
The
変位機構20は、軸受部材22の各々を、ヒートローラ6が定着ローラ2の外周面に対し離隔する方向へ常時付勢するばね手段、実施形態においては圧縮コイルばね29を備え、駆動手段23は、圧縮コイルばね29による、該離隔する方向への移動を阻止するよう、軸受部材22の各々に当接して配置されたカム部材26と、カム部材26の各々に対応して配設されかつカム部材26の各々を回動させる回転手段とを備えている、ことが好ましい。このような構成は、上記作用効果を実用上更に確実に達成することに寄与する。
The
上記定着装置においては、1個のヒートローラ6を、上記押圧位置と上記非押圧位置とに変位させることができる変位機構20が備えられているが、2個以上のヒートローラ、例えばヒートローラ6及びヒートローラ8(ベルト支持ローラ8をヒートローラから構成した場合)を、それぞれ、上記押圧位置と上記非押圧位置とに変位させることができる変位機構を備える他の実施形態もある。
The fixing device is provided with a
本発明による上記定着装置によれば、無端ベルト10の外周面の一部領域は定着ローラ2の外周面の一部領域に圧接されるよう構成されている。すなわち、定着ローラ2の外周面の一部領域に沿って、柔軟性のある無端ベルト10が圧接されてニップ領域10Nを形成するので、定着ローラ2を加熱するためのニップ幅を従来よりも大幅に増加することができる。その結果、定着ローラ2に対する局部的な負荷を増加することなく、しかも定着ローラ2の耐久性を損なうことなく、定着ローラ2の昇温時間を短縮して定着装置のウォームアップ時間を短縮することができる。
According to the fixing device according to the present invention, a partial region of the outer peripheral surface of the
2:定着ローラ
4:圧ローラ
6:ベルト支持ローラ(ヒートローラ)
6H:加熱手段(ハロゲンヒータ)
8:ベルト支持ローラ
10:無端ベルト
10N:ニップ領域
12:側壁
20:変位機構
22:軸受部材
23:駆動手段
29:圧縮コイルばね
36:ばねクラッチ
40:ストップリング
42:被係止片
42a:被係止片の被係止面
50:ストッパ
54:ストップアーム
54a:ストップアームの下端面
56:ストップアーム
56a:ストップアームの下端部
56b:ストップアームの下端部の上面
56c:ストップアームの下端部の先端面
70:コントローラ
M1、M2:電動モータ
SOL:ソレノイド
P:用紙
S:サーミスタ
2: Fixing roller 4: Pressure roller 6: Belt support roller (heat roller)
6H: Heating means (halogen heater)
8: Belt support roller 10: Endless belt 10N: Nip region 12: Side wall 20: Displacement mechanism 22: Bearing member 23: Drive means 29: Compression coil spring 36: Spring clutch 40: Stop ring 42:
Claims (9)
コントローラは、少なくとも1個のヒートローラを、定着ローラ及び無端ベルトの回転駆動が停止されている間は押圧位置に位置付け、定着ローラ及び無端ベルトが回転駆動されている間は非押圧位置に位置付ける、
ことを特徴とする定着装置。 In a fixing device including a fixing roller and a pressure roller pressed against the fixing roller, a plurality of belt support rollers arranged at intervals from each other, and an outer peripheral surface wound around each of the belt support rollers An endless belt whose partial area is pressed against a partial area of the outer peripheral surface of the fixing roller, heating means for heating at least one belt support roller to be a heat roller, and at least one heat roller, A displacement mechanism that can be displaced to a pressing position that presses the fixing roller via the endless belt, and a non-pressing position that is spaced apart from the fixing roller and does not press the fixing roller via the endless belt; and a controller that controls the device; It is equipped et al is,
The controller positions at least one heat roller in a pressing position while the rotation driving of the fixing roller and the endless belt is stopped, and positions it in a non-pressing position while the fixing roller and the endless belt are driven to rotate.
A fixing device.
コントローラは、少なくとも1個のヒートローラを、印字動作が行われる間は非押圧位置に位置付け、印字動作が行われる間を除く他の状態の間は押圧位置に位置付ける、
ことを特徴とする定着装置。 In a fixing device including a fixing roller and a pressure roller pressed against the fixing roller, a plurality of belt support rollers arranged at intervals from each other, and an outer peripheral surface wound around each of the belt support rollers An endless belt whose partial area is pressed against a partial area of the outer peripheral surface of the fixing roller, heating means for heating at least one belt support roller to be a heat roller, and at least one heat roller, A displacement mechanism that can be displaced to a pressing position that presses the fixing roller via the endless belt, and a non-pressing position that is spaced apart from the fixing roller and does not press the fixing roller via the endless belt; and a controller that controls the device; Is provided,
Controller is at least one of the heat roller, while the printing operation is performed positioned in the non-pressing position, while the other state except during the printing operation is performed positioned at the pressing position,
A fixing device.
変位機構は、少なくとも1個のヒートローラを、定着ローラから離隔する距離が異なる複数の非押圧位置に変位させることができ、無端ベルトの外周面の一部領域が定着ローラの外周面の一部領域に圧接されることにより形成されるニップ領域のニップ幅は、少なくとも1個のヒートローラが、定着ローラから離隔する距離が大きい非押圧位置に位置付けられるほど小さくなる、
ことを特徴とする定着装置。 In a fixing device including a fixing roller and a pressure roller pressed against the fixing roller, a plurality of belt support rollers arranged at intervals from each other, and an outer peripheral surface wound around each of the belt support rollers An endless belt whose partial area is pressed against a partial area of the outer peripheral surface of the fixing roller, heating means for heating at least one belt support roller to be a heat roller, and at least one heat roller, A displacement mechanism capable of displacing a pressing position that presses the fixing roller via the endless belt and a non-pressing position that is spaced from the fixing roller and does not press the fixing roller via the endless belt;
The displacement mechanism can displace at least one heat roller to a plurality of non-pressing positions at different distances from the fixing roller, and a partial region of the outer peripheral surface of the endless belt is a part of the outer peripheral surface of the fixing roller. The nip width of the nip region formed by being pressed against the region becomes smaller as the at least one heat roller is positioned at a non-pressing position where the distance away from the fixing roller is larger.
A fixing device.
変位機構は、相互に間隔をおいて対向するよう配置された一対の側壁の各々にそれぞれ移動自在に支持されかつ、ヒートローラの両端部が回転自在に支持された軸受部材と、軸受部材の各々を、それぞれ、ヒートローラが定着ローラの外周面に対し接近及び離隔する方向へ変位させることができる駆動手段と、軸受部材の各々を、ヒートローラが定着ローラの外周面に対し離隔する方向へ常時付勢するばね手段とを備え、駆動手段は、付勢手段による、該離隔する方向への移動を阻止するよう、軸受部材の各々に当接して配置されたカム部材と、カム部材の各々に対応して配設されかつカム部材の各々を回動させる回動手段とを備えている、
ことを特徴とする定着装置。 In a fixing device including a fixing roller and a pressure roller pressed against the fixing roller, a plurality of belt support rollers arranged at intervals from each other, and an outer peripheral surface wound around each of the belt support rollers An endless belt whose partial area is pressed against a partial area of the outer peripheral surface of the fixing roller, heating means for heating at least one belt support roller to be a heat roller, and at least one heat roller, A displacement mechanism capable of displacing a pressing position that presses the fixing roller via the endless belt and a non-pressing position that is spaced from the fixing roller and does not press the fixing roller via the endless belt;
The displacement mechanism includes a bearing member that is movably supported on each of a pair of side walls that are arranged to face each other with a space therebetween, and that both ends of the heat roller are rotatably supported, and each of the bearing members Each of the drive means that can displace the heat roller in a direction in which the heat roller approaches and separates from the outer peripheral surface of the fixing roller, and each of the bearing members in a direction in which the heat roller separates from the outer peripheral surface of the fixing roller. and a spring means for biasing, drive kinematic means by the urging means, so as to prevent movement in the direction of the separation, a cam member disposed in contact with each of the bearing members, each cam member And a rotating means for rotating each of the cam members.
A fixing device.
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