JP4585204B2 - Fixing device - Google Patents

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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、一般的に、電源投入直後におけるウォームアップ開始からウォームアップ終了までのウォームアップ時においては、定着装置全体が環境温度にあるため、無端ベルトから定着ローラへの熱の伝達効率を可能な限り向上させて定着ローラの昇温時間を短くし、定着装置のウォームアップ時間を短縮することが望まれる。特に環境温度が低い場合においては、このような要件を満足することが切望される。しかしながら、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周方向幅、すなわちニップ幅は、一般的に定着作動時(すなわち、プリント、コピーなどの画像形成作動時)における作動スピード、熱の移動量などの要件を考慮して、予め一定に設定されているので、電源投入直後から開始されるウォームアップ時においては、上記ニップ幅では、無端ベルトから定着ローラへの熱の移動量が制約され、定着ローラの昇温時間の短縮が困難となるので、定着装置のウォームアップ時間の短縮が困難となる。このため、上記定着装置には更なる改善が要望されているところであった。
特開平11−84934号公報
However, it has been found that the fixing device further has the following technical problems to be solved. That is, in general, during the warm-up period from the start of warm-up to the end of warm-up immediately after the power is turned on, the entire fixing device is at the environmental temperature, so that the heat transfer efficiency from the endless belt to the fixing roller is as much as possible. It is desired to improve the heating temperature of the fixing roller and shorten the fixing device warm-up time. In particular, when the environmental temperature is low, it is anxious to satisfy such requirements. However, in the above fixing device, the circumferential 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, that is, the nip width is generally In consideration of requirements such as the operation speed and the amount of heat transfer during the fixing operation (that is, during the image forming operation such as printing and copying), the warm is started immediately after the power is turned on. At the time of up, the above nip width restricts the amount of heat transferred from the endless belt to the fixing roller, making it difficult to shorten the temperature rise time of the fixing roller. Become. For this reason, there has been a demand for further improvement of the fixing device.
JP 11-84934 A

本発明の目的は、無端ベルトから定着ローラへの熱の移動量を変えることができる、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 provide a novel fixing device capable of changing the amount of heat transferred from the endless belt to the fixing roller.

本発明の他の目的は、無端ベルトから定着ローラへの熱の移動量を変えることにより、加熱手段を増加することなく、定着ローラの昇温時間を短縮することを可能にし、ウォームアップ時間を短縮す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。 Another object of the present invention is to change the amount of heat transferred from the endless belt to the fixing roller, thereby making it possible to shorten the heating time of the fixing roller without increasing the heating means, and to reduce the warm-up time. It is an object of the present invention to provide a novel fixing device that can be shortened.

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ている定着装置において、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た無端ベルトであって、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する加熱手段と、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を変更することができるニップ幅可変手段と、装置を制御するコントローラとが備えられておりコントローラは、電源が投入されてから、予め設定された定着作動時におけるニップ幅において、定着ローラ、圧ローラ、ベルト支持ローラ及び無端ベルトを回転駆動すると共に加熱手段による加熱を開始することによりウォームアップを開始し、ウォームアップを開始してから所定時間経過後、定着作動時におけるニップ幅よりもニップ幅が増加するようにニップ幅可変手段を作動させ、定着ローラの表面温度が定着可能な所定温度に達した時点で、再びニップ幅可変手段を作動させてニップ幅を定着作動時におけるニップ幅に復帰させる、ことを特徴とする定着装置、が提供される
ルト支持ローラのうち、1個のベルト支持ローラは、定着ローラの回転方向上流側又は下流側において定着ローラの外周面の外側に間隔をおいて配置され、
ニップ幅可変手段は、該1個のベルト支持ローラを定着ローラの外周面に対し接近又は離隔する方向に変位させることができる1個のベルト支持ローラ変位機構から構成されている、ことが好ましい。
ベルト支持ローラのうち、2個のベルト支持ローラは、定着ローラの回転方向上流側及び下流側において定着ローラの外周面の外側に間隔をおいて配置され、
定着ローラの外周面の一部領域に圧接される無端ベルトの外周面の該一部領域は、該2個のベルト支持ローラ間に配置され、ニップ幅可変手段は、該2個のベルト支持ローラの片方を定着ローラの外周面に対し接近又は離隔する方向に変位させることができる1個のベルト支持ローラ変位機構から構成されているか、又は、該2個のベルト支持ローラの片方及び他方を、それぞれ、定着ローラの外周面に対し接近又は離隔する方向に変位させることができる2個のベルト支持ローラ変位機構から構成されている、ことが好ましい。
ベルト支持ローラ変位機構は、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回動可能に取り付けられかつ該ベルト支持ローラの両端部が回転自在に支持された支持部材と、支持部材の各々を、該ベルト支持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。
ベルト支持ローラ変位機構は、支持部材の各々に対応して配設されかつ支持部材の各々を、該ベルト支持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付勢手段を備え、駆動手段は、付勢手段による、該離隔する方向への回動を阻止するよう、支持部材の各々に当接して配置されたカムと、カムの各々に対応して配設されかつカムの各々を回動させるアクチュエータとを備えている、ことが好ましい。
駆動手段は、支持部材の各々に対応して配設されかつ支持部材の各々を、該ベルト支持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回動させるアクチュエータから構成される、ことが好ましい。
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 endless belt wound around each of the belt support rollers An endless belt in which a partial area of the outer peripheral surface is in pressure contact with a partial area of the outer peripheral surface of the fixing roller, a heating unit that heats at least one belt support roller, and an outer peripheral surface of the endless belt. and the nip width varying means capable of changing the nip width of the nip region formed by the part region is pressed in a partial region of the outer peripheral surface of the fixing roller, is provided with a controller for controlling the device, The controller rotates and drives the fixing roller, pressure roller, belt support roller and endless belt within the preset nip width during the fixing operation after the power is turned on. At the same time, warm-up is started by starting heating with the heating means, and after a predetermined time has elapsed since the start of warm-up, the nip width variable means is operated so that the nip width is larger than the nip width during the fixing operation. When the surface temperature of the fixing roller reaches a predetermined temperature at which fixing can be performed , the fixing device is characterized in that the nip width varying means is operated again to return the nip width to the nip width at the time of fixing operation. It is provided.
Of belts supporting rollers, one of the belt support rollers are spaced outwardly of the outer circumferential surface of the fixing roller in the rotation direction upstream side or downstream side of the fixing roller,
It is preferable that the nip width varying means is composed of a single belt support roller displacement mechanism that can displace the single belt support roller in a direction approaching or separating from the outer peripheral surface of the fixing roller.
Among the belt support rollers, the two belt support rollers are arranged on the outer side of the outer peripheral surface of the fixing roller at an interval on the upstream side and the downstream side in the rotation direction of the fixing roller,
The partial region of the outer peripheral surface of the endless belt that is in pressure contact with the partial region of the outer peripheral surface of the fixing roller is disposed between the two belt support rollers, and the nip width varying means includes the two belt support rollers. One belt support roller displacement mechanism capable of displacing one of the two belt support rollers in a direction approaching or separating from the outer peripheral surface of the fixing roller, or one and the other of the two belt support rollers, It is preferable that each of the belt support roller displacement mechanisms can be displaced in a direction approaching or separating from the outer peripheral surface of the fixing roller.
The belt support roller displacement mechanism includes a support member rotatably attached to each of a pair of side walls arranged to face each other with a space therebetween and rotatably supported at both ends of the belt support roller. Preferably, each of the support members is provided with a drive unit that can displace the belt support roller in a direction in which the belt support roller approaches and separates from the outer peripheral surface of the fixing roller.
The belt support roller displacement mechanism is provided corresponding to each of the support members, and includes a biasing unit that constantly biases each of the support members in a direction in which the belt support roller is separated from the outer peripheral surface of the fixing roller. The driving means are arranged in contact with each of the support members so as to prevent the biasing means from rotating in the separating direction; It is preferable to include an actuator that rotates each of them.
The driving means is configured to correspond to each of the support members, and includes an actuator that rotates each of the support members in a direction in which the belt support roller approaches and separates from the outer peripheral surface of the fixing roller. Is preferred.

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。 Preferred embodiments of a fixing device constructed according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図1及び図3を参照して、本発明に従って構成された定着装置の一実施形態は、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。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。 Referring to FIGS. 1 and 3, one embodiment of a fixing device configured in accordance with the present invention includes a fixing roller 2 and a pressure roller 4 that is pressed against the fixing roller 2 from below, with a space therebetween. A plurality of arranged belt support rollers 6 and 8 and an endless belt 10 wound around each of the belt support rollers 6 and 8 are provided. A part of the outer peripheral surface of the endless belt 10 is in pressure contact with a part of the outer peripheral surface of the fixing roller 2. The at least one belt support roller is configured to be heated by heating means disposed inside or outside.

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。すなわち、ベルト支持ローラ6は、内側に配設された加熱手段6Hにより加熱されるよう構成されている。無端ベルト10及びベルト支持ローラ6及び8により囲まれた空間内には、ヒートローラであるベルト支持ローラ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S1が、ベルト支持ローラ6の外周面に接触するよう配設されている。定着装置にはまた、定着ローラ2の表面温度を検出するためのサーミスタS2が、定着ローラ2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。 In the embodiment, one belt support roller 6 is composed of a heat roller in which a heating means 6H is built. That is, the belt support roller 6 is configured to be heated by the heating means 6H disposed inside. In the space surrounded by the endless belt 10 and the belt support rollers 6 and 8, a temperature sensor, specifically, the thermistor S1, which is a control device for controlling the temperature of the belt support roller 6 that is a heat roller, is provided in the belt. The support roller 6 is disposed so as to contact the outer peripheral surface. The thermistor S <b> 2 for detecting the surface temperature of the fixing roller 2 is also disposed in the fixing device so as to contact the outer peripheral surface of the fixing roller 2. The paper P is conveyed substantially horizontally from right to left in FIG.

定着装置は、相互に間隔をおいては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おり、定着ローラ2、圧ローラ4及びヒートローラであるベルト支持ローラ6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S1及びS2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。ベルト支持ローラ8の支持については後述する。ベルト支持ローラ6及び8は、定着ローラ2の回転方向(図1において時計方向)上流側(図1において左側)及び下流側(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。定着ローラ2の外周面の一部領域に圧接される無端ベルト10の外周面の該一部領域は、2個のベルト支持ローラ6及び8間に配置される。なお、図1において、番号8Aは、ベルト支持ローラ8の両端部に配設された大径部であって、無端ベルト10の脱落及び蛇行を防止するためのものである。このような大径部は、図示はされていないが、ベルト支持ローラ6の両端部にも配設されている。無端ベルト10は、ベルト支持ローラ6及び8の、大径部の各々の間の領域に巻き掛けられている。 The fixing device includes a housing (not shown) including a pair of side walls 12 that are spaced apart from each other. The fixing roller 2, the pressure roller 4, and the belt support roller 6 that is a heat roller are provided on the side wall 12. They are supported between them in a rotatable manner and in parallel with each other. The thermistors S <b> 1 and S <b> 2 are attached to a support frame (not shown) arranged to extend between the side walls 12. The support of the belt support roller 8 will be described later. The belt support rollers 6 and 8 are spaced apart from the outer peripheral surface of the fixing roller 2 on the upstream side (left side in FIG. 1) and downstream side (right side in FIG. 1) of the fixing roller 2 in the rotation direction (clockwise in FIG. 1). Arranged. The partial region of the outer peripheral surface of the endless belt 10 that is pressed against the partial region of the outer peripheral surface of the fixing roller 2 is disposed between the two belt support rollers 6 and 8. In FIG. 1, reference numeral 8 </ b> A is a large-diameter portion disposed at both ends of the belt support roller 8, and prevents the endless belt 10 from falling off and meandering. Such a large-diameter portion is also disposed at both ends of the belt support roller 6 although not shown. The endless belt 10 is wound around a region between the large diameter portions of the belt support rollers 6 and 8.

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、ベルト支持ローラ6は、定着ローラ2の外周面に対し、第2象限における周方向のほぼ中間位置において定着ローラ2の外側に配置されている。他方、ベルト支持ローラ8は、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(定着ローラ2の外周面に対し、第1象限における周方向のほぼ中間位置に配置されている)。加熱手段6Hは、ヒートローラであるベルト支持ローラ6の中心領域において、該側壁12の各々間に静止状態で支持されている。 When the fixing roller 2 is viewed in the axial direction (in FIG. 1, the paper surface is viewed from the front to the back), the virtual horizontal line passing through the axis of the fixing roller 2 is orthogonal to the x axis through the axis of the fixing roller 2 When the imaginary vertical line is the y axis, the belt support roller 6 is disposed outside the fixing roller 2 at a substantially intermediate position in the circumferential direction in the second quadrant with respect to the outer peripheral surface of the fixing roller 2. On the other hand, the belt support roller 8 is disposed on the outer side of the outer peripheral surface of the fixing roller 2 with respect to the belt support roller 6 on the downstream side in the rotation direction of the fixing roller 2 and on the upstream side in the conveyance direction of the paper P. (It is arranged at a substantially intermediate position in the circumferential direction in the first quadrant with respect to the outer circumferential surface of the fixing roller 2). The heating means 6H is supported in a stationary state between the side walls 12 in the central region of the belt support roller 6 which is a heat roller.

定着ローラ2は、駆動源である電動モータM1に、ギヤ14及び16を介して駆動結合されている。したがって、電動モータM1は定着ローラ駆動モータということができる。ギヤ14は電動モータM1の駆動軸に固着され、ギヤ16は定着ローラ2の軸に固着されている。ヒートローラであるベルト支持ローラ6は、図示しないギヤを介して定着ローラ2のギヤ16と駆動結合されており、定着ローラ2によって回転駆動させられるよう構成されている。この実施形態に代えて、ベルト支持ローラ6を、無端ベルト10を介して定着ローラ2に従動回転させられるよう構成する他の実施形態もある。 The fixing roller 2 is drivingly coupled to the electric motor M1 that is a driving source via gears 14 and 16. Therefore, the electric motor M1 can be said to be a fixing roller driving motor. The gear 14 is fixed to the drive shaft of the electric motor M1, and the gear 16 is fixed to the shaft of the fixing roller 2. The belt support roller 6, which is a heat roller, is drivingly coupled to the gear 16 of the fixing roller 2 through a gear (not shown), and is configured to be rotationally driven by the fixing roller 2. In place of this embodiment, there is another embodiment in which the belt support roller 6 is configured to be driven and rotated by the fixing roller 2 via the endless belt 10.

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が、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)から構成してもよい。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 roller 2 and the pressure roller 4 are made of metal, for example, SUS or iron mandrel, solid silicon rubber or foamed silicon rubber which is an elastic member covering the mandrel, and PFA tube covering the silicon rubber or foamed silicon rubber. It can consist of Instead of the configuration in which the outer peripheral surface of the silicon rubber or the foamed silicon rubber is covered with the PFA tube, the outer peripheral surface of the silicon rubber or the foamed silicon rubber may be coated with a fluororesin that is a toner release layer. The belt supporting rollers 6 and 8 are made of a hollow tube made of metal such as SUS or aluminum. The endless belt 10 can be formed from polyimide resin, Ni, or SUS. The heating means 6H is constituted by a halogen heater, but may be constituted by other heating means, for example, an exciting coil (IH coil) for electromagnetic induction heating. In the case where the heating means is composed of an IH coil, there is an embodiment in which the IH coil is arranged so as to cover a part of the outer peripheral surface of the belt support roller 6 with a gap from the outside.

上記定着装置は、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の周方向幅、すなわちニップ幅を変更することができるニップ幅可変手段を備えている。実施形態において、このニップ幅可変手段は、定着ローラ2の回転方向下流側であってニップ領域10Nよりも下流側における定着ローラ2の外周面の外側に間隔をおいて配置されベルト支持ローラ8を、定着ローラ2の外周面に対し接近又は離隔する方向に変位させることができる1個のベルト支持ローラ変位機構20から構成されている。 The fixing device changes the circumferential width, that is, the nip width of the nip region 10N formed by pressing a partial region of the outer peripheral surface of the endless belt 10 against a partial region of the outer peripheral surface of the fixing roller 2. Nip width varying means is provided. In the embodiment, the nip width varying means is arranged on the outer side of the outer peripheral surface of the fixing roller 2 on the downstream side in the rotation direction of the fixing roller 2 and downstream of the nip region 10N. The belt support roller displacement mechanism 20 can be displaced in a direction approaching or separating from the outer peripheral surface of the fixing roller 2.

ベルト支持ローラ変位機構20は、上記側壁12の各々にそれぞれ回動可能に取り付けられかつベルト支持ローラ8の両端部が回転自在に支持された支持部材22と、支持部材22の各々を、ベルト支持ローラ8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とを備えている。相互に実質的に同じ構成を有する支持部材22の各々は、ほぼ台形をなす支持板から構成され、軸22aを介して、対応する側壁12の内側に回動可能に支持されている。支持部材22の各々と、対応する側壁12との間には、支持部材22の各々を、ベルト支持ローラ8が定着ローラ2の外周面に対し離隔する方向(図1において反時計方向)へ常時付勢する付勢手段、実施形態においては引張コイルばね24が配設されている。 The belt support roller displacing mechanism 20 is rotatably attached to each of the side walls 12, and both ends of the belt support roller 8 are rotatably supported, and each of the support members 22 is belt-supported. The roller 8 includes a driving unit that can be displaced in a direction in which the roller 8 approaches and separates from the outer peripheral surface of the fixing roller 2. Each of the support members 22 having substantially the same configuration is composed of a substantially trapezoidal support plate and is rotatably supported on the inside of the corresponding side wall 12 via a shaft 22a. Between each of the support members 22 and the corresponding side wall 12, each of the support members 22 is always in a direction in which the belt support roller 8 is separated from the outer peripheral surface of the fixing roller 2 (counterclockwise in FIG. 1). A biasing means for biasing, in the embodiment, a tension coil spring 24 is provided.

上記駆動手段は、引張コイルばね24による、該離隔する方向への回動を阻止するよう、支持部材22の各々の一側面22sに当接して配置されたカム26と、カム26の各々に対応して配設されかつカム26の各々を回動させるアクチュエータ、実施形態においては、電動モータM2とを備えている。支持部材22の各々は、対応する引張コイルばね24により図1において反時計方向に常時付勢されるので、支持部材22の各々の一側面22sは、対応するカム26のカム面に常時圧接させられている。カム26の各々は、側壁12の各々間に回動可能に支持された軸26aに固定されている。軸26aの一端は電動モータM2の駆動軸に駆動結合されている。電動モータM2の回動により、カム26の各々は、図1において反時計方向に回動させられる。したがって、電動モータM2はカム駆動モータということができる。なお、カム26の各々の軸26a、支持部材22の各々の軸22a及びベルト支持ローラ8は、定着ローラ2、圧ローラ4及びベルト支持ローラ6と実質的に平行に配置される。 The driving means corresponds to each of the cam 26 and the cam 26 arranged in contact with one side surface 22s of each of the support members 22 so as to prevent the tension coil spring 24 from rotating in the separating direction. And an actuator for rotating each of the cams 26, in the embodiment, an electric motor M2. Since each of the support members 22 is constantly urged counterclockwise in FIG. 1 by the corresponding tension coil spring 24, one side surface 22s of each of the support members 22 is always pressed against the cam surface of the corresponding cam 26. It has been. Each of the cams 26 is fixed to a shaft 26 a that is rotatably supported between the side walls 12. One end of the shaft 26a is drivably coupled to the drive shaft of the electric motor M2. By rotation of the electric motor M2, each of the cams 26 is rotated counterclockwise in FIG. Therefore, it can be said that the electric motor M2 is a cam drive motor. Each shaft 26a of the cam 26, each shaft 22a of the support member 22 and the belt support roller 8 are disposed substantially in parallel with the fixing roller 2, the pressure roller 4 and the belt support roller 6.

図1に示すベルト支持ローラ変位機構20の状態は、定着作動時(すなわち、プリント、コピーなどの画像形成作動時)における状態を示している。カム26の各々は、軸26aからの距離が最も小さいカム面が、対応する支持部材22の一側面22sに当接するよう位置付けられている(定着作動位置)。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、定着作動時に適したニップ幅である、定着作動時におけるニップ幅に予め設定されている。 The state of the belt support roller displacement mechanism 20 shown in FIG. 1 indicates a state during a fixing operation (that is, during an image forming operation such as printing or copying). Each of the cams 26 is positioned such that the cam surface having the smallest distance from the shaft 26 a comes into contact with the one side surface 22 s of the corresponding support member 22 (fixing operation position). The nip width of the nip region 10N formed by pressing a part of the outer peripheral surface of the endless belt 10 against a part of the outer peripheral surface of the fixing roller 2 is a nip width suitable for the fixing operation. The nip width at the time is preset.

上記定着装置は、定着装置の作動を制御するコントローラ30を備えている。コントローラ30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30の入力インターフェースには、サーミスタS1及びS2、その他の検出器、定着装置が配設された画像形成機の電源スイッチMSW(したがって定着装置の電源スイッチMSW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などに制御信号を出力する。定着装置は、図示しない画像形成機の本体内に配設されるが、定着装置の制御は、画像形成機本体に配設された画像形成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 controller 30 that controls the operation of the fixing device. The controller 30 is configured by a microcomputer, and includes a central processing unit (CPU) that performs arithmetic processing according to a control program, a ROM that stores a control program, a readable / writable RAM that stores arithmetic results, a timer, a counter, an input interface, It has an output interface. The input interface of the controller 30 configured in this way includes thermistors S1 and S2, other detectors, and a power switch MSW of the image forming machine in which the fixing device is disposed (and thus also the power switch MSW of the fixing device), Detection signals from other switches and the like are input, and control signals are output from the output interface to the electric motors M1 and M2. The fixing device is disposed in the main body of the image forming machine (not shown), but the control of the fixing device may be controlled by a controller that controls the operation of the entire image forming machine disposed in the main body of the image forming machine. .

図1、図2及び図4を参照して、コントローラ30は、図示しない画像形成機の電源スイッチMSW、したがって定着装置の電源スイッチMSWがONされてから(すなわち、電源が投入されてから)、予め設定された定着作動時におけるニップ幅(図1に示されているニップ幅)において、定着ローラ2、圧ローラ4、ベルト支持ローラ6、無端ベルト10及びベルト支持ローラ8を回転駆動すると共に加熱手段6Hによる加熱を開始することによりウォームアップを開始する(図4において時間t1)。コントローラ30は、ウォームアップを開始してから所定時間(図4において時間t2−t1)経過後、定着作動時におけるニップ幅よりもニップ幅が増加するようにニップ幅可変手段であるベルト支持ローラ可変機構20を作動させる。具体的には、電動モータM2を所定の角度だけ回動させてカム26の各々を図1に示す定着作動位置から、図2に示すニップ幅増加位置まで図1において反時計方向に回動させる。カム26の各々は、軸26aからの距離が最も大きいカム面が、対応する支持部材22の一側面22sに当接するよう位置付けられる(ニップ幅増加位置)。支持部材22の各々は、軸22aまわりに図1において時計方向に所定の角度だけ回動させられる(図2参照)。その結果、図1と図2とを比較することによって容易に理解されるように、ニップ領域10Nのニップ幅が増加させられる。 1, 2, and 4, the controller 30 operates after a power switch MSW (not shown) of the image forming machine, and thus a power switch MSW of the fixing device is turned on (that is, after power is turned on). The fixing roller 2, the pressure roller 4, the belt support roller 6, the endless belt 10 and the belt support roller 8 are rotationally driven and heated at a preset nip width during the fixing operation (nip width shown in FIG. 1). Warm-up is started by starting heating by means 6H (time t1 in FIG. 4). The controller 30 can change the belt support roller, which is a nip width variable means, so that the nip width is larger than the nip width during the fixing operation after a predetermined time (time t2-t1 in FIG. 4) has elapsed since the start of warm-up. Actuate mechanism 20. Specifically, the electric motor M2 is rotated by a predetermined angle, and each of the cams 26 is rotated counterclockwise in FIG. 1 from the fixing operation position shown in FIG. 1 to the nip width increasing position shown in FIG. . Each of the cams 26 is positioned such that the cam surface having the longest distance from the shaft 26 a comes into contact with the one side surface 22 s of the corresponding support member 22 (nip width increasing position). Each of the support members 22 is rotated around the shaft 22a by a predetermined angle in the clockwise direction in FIG. 1 (see FIG. 2). As a result, the nip width of the nip region 10N is increased, as can be easily understood by comparing FIG. 1 and FIG.

本発明においては、電源スイッチMSWをONした後(すなわち、電源が投入された後)、定着作動時におけるニップ幅の状態で、定着ローラ2、圧ローラ4、ベルト支持ローラ6、無端ベルト10及びベルト支持ローラ8を回転駆動(図4において時間t1)した後において、該ニップ幅を増加させるよう制御する(図4において時間t2)ので、各ローラを回転駆動させる初期トルクの過剰な増加を抑制し、駆動系の負担を軽減することができる。 In the present invention, after the power switch MSW is turned on (that is, after the power is turned on), the fixing roller 2, the pressure roller 4, the belt support roller 6, the endless belt 10, After the belt support roller 8 is rotationally driven (time t1 in FIG. 4), the nip width is controlled to increase (time t2 in FIG. 4), so that an excessive increase in the initial torque that rotationally drives each roller is suppressed. In addition, the burden on the drive system can be reduced.

コントローラ30は、定着ローラ2の表面温度が定着可能な所定温度に達した時点(図4において時間t3の時点)で、加熱手段6HをOFFして加熱を停止すると共に電動モータM1の駆動を停止して、定着ローラ2、ベルト支持ローラ6、無端ベルト10及びベルト支持ローラ8の回転を停止する。同時にニップ幅可変手段であるベルト支持ローラ可変機構20を作動させて増加させられたニップ幅を定着作動時におけるニップ幅に復帰させる。具体的には、電動モータM2を所定の角度だけ同じ方向に回動させてカム26の各々を図2に示すニップ幅増加位置から、図1に示す定着作動位置まで図2において反時計方向に回動させる。カム26の各々は、軸26aからの距離が最も小さいカム面が、対応する支持部材22の一側面22sに当接するよう位置付けられる(定着作動位置)。支持部材22の各々は、引張コイルばね24のばね力により、軸22aまわりに図1において反時計方向に所定の角度だけ回動させられる(図1参照)。その結果、図1と図2とを比較することによって容易に理解されるように、ニップ領域10Nのニップ幅が定着作動時におけるニップ幅に復帰させられる。なお、定着ローラ2の表面温度の検出はサーミスタS2により行われることはいうまでもない。 When the surface temperature of the fixing roller 2 reaches a predetermined fixing temperature (time t3 in FIG. 4), the controller 30 turns off the heating unit 6H to stop heating and stop driving the electric motor M1. Then, the rotation of the fixing roller 2, the belt support roller 6, the endless belt 10 and the belt support roller 8 is stopped. At the same time, the belt support roller variable mechanism 20 as the nip width variable means is operated to restore the increased nip width to the nip width during the fixing operation. Specifically, the electric motor M2 is rotated in the same direction by a predetermined angle so that each of the cams 26 is counterclockwise in FIG. 2 from the nip width increasing position shown in FIG. 2 to the fixing operation position shown in FIG. Rotate. Each of the cams 26 is positioned such that the cam surface having the smallest distance from the shaft 26a comes into contact with the one side surface 22s of the corresponding support member 22 (fixing operation position). Each of the support members 22 is rotated around the shaft 22a by a predetermined angle in the counterclockwise direction in FIG. 1 by the spring force of the tension coil spring 24 (see FIG. 1). As a result, as easily understood by comparing FIGS. 1 and 2, the nip width of the nip region 10N is returned to the nip width during the fixing operation. Needless to say, the surface temperature of the fixing roller 2 is detected by the thermistor S2.

上記定着装置は、ウォームアップを開始してから所定時間(図4において時間t2−t1)経過後、定着作動時におけるニップ幅よりもニップ幅が増加するようにベルト支持ローラ可変機構20を作動させ、定着ローラ2の表面温度が定着可能な所定温度に達した時点(図4において時間t3)で、ベルト支持ローラ可変機構20を作動させてニップ幅を定着作動時におけるニップ幅に復帰させるよう構成されている。その結果、電源スイッチMSWをONした後(すなわち、電源が投入された後)の、いわゆる立ち上がり時において、上記ニップ幅を定着作動時におけるよりも増加させることにより、無端ベルト10から定着ローラ2への熱の移動量を定着作動時におけるよりも増加させることができるので、加熱手段を増加することなく、定着ローラ2の、常温から定着可能な所定温度までの昇温時間を短縮することができ、定着装置のウォームアップ時間を短縮することが可能になる。 The fixing device operates the belt support roller variable mechanism 20 so that the nip width is larger than the nip width during the fixing operation after a predetermined time (time t2-t1 in FIG. 4) has elapsed from the start of warm-up. When the surface temperature of the fixing roller 2 reaches a predetermined fixable temperature (time t3 in FIG. 4), the belt support roller variable mechanism 20 is operated to return the nip width to the nip width during the fixing operation. Has been. As a result, after the power switch MSW is turned on (that is, after the power is turned on), the nip width is increased from the endless belt 10 to the fixing roller 2 at a so-called rising time, compared with that at the time of fixing operation. The amount of heat transfer of the fixing roller 2 can be increased as compared with that during the fixing operation, so that the heating time of the fixing roller 2 from the normal temperature to the predetermined fixing temperature can be shortened without increasing the heating means. The warm-up time of the fixing device can be shortened.

上記説明から明らかなように、上記定着装置においては、無端ベルト10から定着ローラ2への熱の移動量を、定着装置の立ち上がり時に限らず、任意のタイミングである程度の範囲で自由に変えることができるので、必要に応じて無端ベルト10から定着ローラ2への熱の移動量を制御することが可能になり、定着ローラ2のきめ細かな温度制御が容易に可能となる。 As is apparent from the above description, in the fixing device, the amount of heat transferred from the endless belt 10 to the fixing roller 2 can be freely changed within a certain range at an arbitrary timing, not limited to when the fixing device starts up. Therefore, the amount of heat transferred from the endless belt 10 to the fixing roller 2 can be controlled as needed, and fine temperature control of the fixing roller 2 can be easily performed.

上記定着装置において、複数のベルト支持ローラ6及び8のうち、1個のベルト支持ローラ8は、定着ローラ2の回転方向下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、ベルト幅可変手段は、該1個のベルト支持ローラ8を定着ローラ2の外周面に対し接近又は離隔する方向に変位させることができる1個のベルト支持ローラ可変機構20から構成されているが、ベルト幅可変手段が、定着ローラ2の回転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1個のベルト支持ローラ6を定着ローラ2の外周面に対し接近又は離隔する方向に変位させることができる1個のベルト支持ローラ可変機構20から構成する他の実施形態もある。上記二つの実施形態において、1個のベルト支持ローラ可変機構20により変位されない他方のベルト支持ローラ6又は8を、無端ベルト10を介して定着ローラ2の表面に圧接させる実施形態もある。 In the fixing device, one belt support roller 8 out of the plurality of belt support rollers 6 and 8 is disposed on the outer side of the outer peripheral surface of the fixing roller 2 at a downstream side in the rotation direction of the fixing roller 2, and The belt width varying means includes a single belt support roller variable mechanism 20 that can displace the single belt support roller 8 in a direction approaching or separating from the outer peripheral surface of the fixing roller 2. The belt width varying means is arranged on the upstream side in the rotation direction of the fixing roller 2 with an interval outside the outer peripheral surface of the fixing roller 2, and moves one belt support roller 6 toward or away from the outer peripheral surface of the fixing roller 2. There are other embodiments that consist of a single belt support roller variable mechanism 20 that can be displaced in the direction. In the above two embodiments, there is also an embodiment in which the other belt support roller 6 or 8 that is not displaced by one belt support roller variable mechanism 20 is brought into pressure contact with the surface of the fixing roller 2 via the endless belt 10.

更にはまた、複数のベルト支持ローラのうち、2個のベルト支持ローラ6及び8は、定着ローラ2の回転方向上流側及び下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、定着ローラ2の外周面の一部領域に圧接される無端ベルト10の外周面の該一部領域は、該2個のベルト支持ローラ6及び8間に配置され、ニップ幅可変手段は、該2個のベルト支持ローラ6及び8の片方及び他方を、それぞれ、定着ローラ2の外周面に対し接近又は離隔する方向に変位させることができる2個のベルト支持ローラ変位機構20から構成される、他の実施形態もある。 Furthermore, of the plurality of belt support rollers, the two belt support rollers 6 and 8 are arranged at intervals outside the outer peripheral surface of the fixing roller 2 on the upstream side and the downstream side in the rotation direction of the fixing roller 2. The partial region of the outer peripheral surface of the endless belt 10 that is pressed against the partial region of the outer peripheral surface of the fixing roller 2 is disposed between the two belt support rollers 6 and 8, and the nip width varying means includes the The belt support roller displacement mechanism 20 includes two belt support roller displacement mechanisms 20 that can displace one or the other of the two belt support rollers 6 and 8 toward or away from the outer peripheral surface of the fixing roller 2. There are other embodiments.

図5に示すように、支持部材22の各々を、ベルト支持ローラ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をアクチュエータ、実施形態においてはソレノイドSOLから構成する他の実施形態もある。ソレノイドSOLは、支持部材22の各々に対応して配設されかつ支持部材22の各々を、ベルト支持ローラ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回動させるものである。このようなソレノイドSOLは、側壁12の各々に配設され、ソレノイドSOLの各々の可動鉄心は、対応する支持部材22に駆動連結される。ア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。 As shown in FIG. 5, driving means that can displace each support member 22 in a direction in which the belt support roller 6 approaches and separates from the outer peripheral surface of the fixing roller 2 is an actuator, in the embodiment, from a solenoid SOL. There are other embodiments to configure. The solenoid SOL is disposed corresponding to each of the support members 22 and rotates each of the support members 22 in a direction in which the belt support roller 6 approaches and separates from the outer peripheral surface of the fixing roller 2. Such a solenoid SOL is disposed on each of the side walls 12, and each movable iron core of the solenoid SOL is drivingly connected to the corresponding support member 22. As an actuator, in place of the solenoid SOL, there is another embodiment constituted by a fluid pressure cylinder mechanism, for example, an air cylinder mechanism.

図1を参照して、定着作動時、定着ローラ2が電動モータM1により図1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。同時にヒートローラであるベルト支持ローラ6は、定着ローラ2によって図1において反時計方向に回転駆動させられる。その結果、無端ベルト10は同じ反時計方向に回転駆動させられ、ベルト支持ローラ8も無端ベルト10を介して同じ反時計方向に回転駆動させられる。加熱手段6Hを構成するハロゲンヒータが通電され、発熱が開始されると、加熱手段6Hによる熱は、ヒートローラであるベルト支持ローラ6から無端ベルト10へ、無端ベルト10から定着ローラ2に伝達され、定着ローラ2が加熱される。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。片面(上面)にトナーが転写された用紙Pが図1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。 Referring to FIG. 1, when the fixing roller 2 is driven to rotate clockwise in FIG. 1 by the electric motor M1 during the fixing operation, the pressure roller 4 is driven counterclockwise. At the same time, the belt support roller 6 as a heat roller is driven to rotate counterclockwise in FIG. As a result, the endless belt 10 is rotationally driven in the same counterclockwise direction, and the belt support roller 8 is also rotationally driven through the endless belt 10 in the same counterclockwise direction. When the halogen heater constituting the heating unit 6H is energized and heat generation is started, heat from the heating unit 6H is transmitted from the belt support roller 6 which is a heat roller to the endless belt 10 and from the endless belt 10 to the fixing roller 2. The fixing roller 2 is heated. The heat transmitted to the fixing roller 2 is also transmitted to the pressure roller 4. The sheet P on which the toner is transferred on one side (upper surface) is conveyed substantially horizontally from right to left in FIG. 1 and passes through the nip portion between the fixing roller 2 and the pressure roller 4 and is transferred to one side of the sheet P. Unfixed toner is melted and fixed on one side of the paper P by the fixing roller 2.

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 endless belt 10 is configured to be in pressure contact with a partial region of the outer peripheral surface of the fixing roller 2. That is, the flexible endless belt 10 is pressed and formed along a partial region of the outer peripheral surface of the fixing roller 2 to form the nip region 10N, so that the nip width for heating the fixing roller 2 is significantly larger than the conventional one. Can be increased. As a result, the heating time of the fixing roller 2 can be shortened and the warm-up time of the fixing device can be shortened without increasing the local load on the fixing roller 2 and without impairing the durability of the fixing roller 2. Can do.

本発明による定着装置の一実施形態を示す構成概略図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an embodiment of a fixing device according to the present invention. 図1に示す定着装置の他の作動態様を示す構成概略図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating another operation mode of the fixing device illustrated in FIG. 1. 図1の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of FIG. 図1に示す定着装置のウォームアップ時における作動手順を概略的に示すタイムチャート。2 is a time chart schematically showing an operation procedure during warm-up of the fixing device shown in FIG. 1. 本発明による定着装置の他の実施形態を示す構成概略図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating another embodiment of a fixing device according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

2:定着ローラ
4:圧ローラ
6、8:ベルト支持ローラ
10:無端ベルト
12:側壁
14、16:ギヤ
20:ベルト支持ローラ変位機構
22:支持部材
22a:軸
24:引張コイルばね
26:カム
26a:軸
30:コントローラ
6H:加熱手段(ハロゲンヒータ)
M1、M2:電動モータ
MSW:電源スイッチ
SOL:ソレノイド
P:用紙
S1、S2:サーミスタ
2: fixing roller 4: pressure roller 6, 8: belt support roller 10: endless belt 12: side wall 14, 16: gear 20: belt support roller displacement mechanism 22: support member 22a: shaft 24: tension coil spring 26: cam 26a : Shaft 30: Controller 6H: Heating means (halogen heater)
M1, M2: Electric motor MSW: Power switch SOL: Solenoid P: Paper S1, S2: Thermistor

Claims (6)

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ている定着装置において、
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た無端ベルトであって、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する加熱手段と、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を変更することができるニップ幅可変手段と、装置を制御するコントローラとが備えられており
コントローラは、電源が投入されてから、予め設定された定着作動時におけるニップ幅において、定着ローラ、圧ローラ、ベルト支持ローラ及び無端ベルトを回転駆動すると共に加熱手段による加熱を開始することによりウォームアップを開始し、ウォームアップを開始してから所定時間経過後、定着作動時におけるニップ幅よりもニップ幅が増加するようにニップ幅可変手段を作動させ、定着ローラの表面温度が定着可能な所定温度に達した時点で、再びニップ幅可変手段を作動させてニップ幅を定着作動時におけるニップ幅に復帰させる、
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 a distance from each other and an endless belt wound around each of the belt support rollers, wherein a partial area of the outer peripheral surface is a partial area of the outer peripheral surface of the fixing roller It is formed by press-contacting an endless belt, a heating means for heating at least one belt support roller, and a partial region of the outer peripheral surface of the endless belt being pressed into a partial region of the outer peripheral surface of the fixing roller. and the nip width varying means capable of changing the nip width of the nip region, is provided with a controller for controlling the device,
The controller warms up by rotating the fixing roller, pressure roller, belt support roller and endless belt at the preset nip width during the fixing operation and starting heating by the heating means after the power is turned on. After a predetermined time has elapsed since the start of warm-up, the nip width variable means is operated so that the nip width is larger than the nip width during the fixing operation, and the surface temperature of the fixing roller can be fixed at a predetermined temperature. When the value reaches the nip width, the nip width variable means is operated again to return the nip width to the nip width at the time of fixing operation.
A fixing device.
ベルト支持ローラのうち、1個のベルト支持ローラは、定着ローラの回転方向上流側又は下流側において定着ローラの外周面の外側に間隔をおいて配置され、
ニップ幅可変手段は、該1個のベルト支持ローラを定着ローラの外周面に対し接近又は離隔する方向に変位させることができる1個のベルト支持ローラ変位機構から構成されている、請求項1記載の定着装置。
Of the belt support rollers, one belt support roller is disposed on the outer side of the outer peripheral surface of the fixing roller at an upstream side or a downstream side in the rotation direction of the fixing roller.
Nip width varying means is composed of one belt support roller displacement mechanism which can be displaced in a direction approaching or away from the one of the belt support rollers relative to the outer peripheral surface of the fixing roller, according to claim 1 Symbol The fixing device.
ベルト支持ローラのうち、2個のベルト支持ローラは、定着ローラの回転方向上流側及び下流側において定着ローラの外周面の外側に間隔をおいて配置され、
定着ローラの外周面の一部領域に圧接される無端ベルトの外周面の該一部領域は、該2個のベルト支持ローラ間に配置され、
ニップ幅可変手段は、該2個のベルト支持ローラの片方を定着ローラの外周面に対し接近又は離隔する方向に変位させることができる1個のベルト支持ローラ変位機構から構成されているか、又は、該2個のベルト支持ローラの片方及び他方を、それぞれ、定着ローラの外周面に対し接近又は離隔する方向に変位させることができる2個のベルト支持ローラ変位機構から構成されている、請求項1記載の定着装置。
Among the belt support rollers, the two belt support rollers are arranged on the outer side of the outer peripheral surface of the fixing roller at an interval on the upstream side and the downstream side in the rotation direction of the fixing roller,
The partial region of the outer peripheral surface of the endless belt pressed against the partial region of the outer peripheral surface of the fixing roller is disposed between the two belt support rollers,
The nip width varying means is composed of one belt support roller displacement mechanism capable of displacing one of the two belt support rollers toward or away from the outer peripheral surface of the fixing roller, or 2. The belt support roller displacement mechanism according to claim 1 , wherein one of the two belt support rollers and the other of the two belt support rollers are each displaced in a direction approaching or separating from the outer peripheral surface of the fixing roller. serial mounting of the fixing device.
ベルト支持ローラ変位機構は、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回動可能に取り付けられかつ該ベルト支持ローラの両端部が回転自在に支持された支持部材と、支持部材の各々を、該ベルト支持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、請求項2又は請求項3記載の定着装置。 The belt support roller displacement mechanism includes a support member rotatably attached to each of a pair of side walls arranged to face each other with a space therebetween and rotatably supported at both ends of the belt support roller. 4. The fixing device according to claim 2 , further comprising: a driving unit configured to displace each of the support members in a direction in which the belt support roller approaches and separates from the outer peripheral surface of the fixing roller. ベルト支持ローラ変位機構は、支持部材の各々に対応して配設されかつ支持部材の各々を、該ベルト支持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付勢手段を備え、
駆動手段は、付勢手段による、該離隔する方向への回動を阻止するよう、支持部材の各々に当接して配置されたカムと、カムの各々に対応して配設されかつカムの各々を回動させるアクチュエータとを備えている、請求項4記載の定着装置。
The belt support roller displacement mechanism is provided corresponding to each of the support members, and includes a biasing unit that constantly biases each of the support members in a direction in which the belt support roller is separated from the outer peripheral surface of the fixing roller. ,
The drive means includes a cam disposed in contact with each of the support members so as to prevent the biasing means from rotating in the direction of separation, and a drive means disposed corresponding to each of the cams. The fixing device according to claim 4 , further comprising an actuator that rotates the actuator.
駆動手段は、支持部材の各々に対応して配設されかつ支持部材の各々を、該ベルト支持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回動させるアクチュエータから構成される、請求項4記載の定着装置。 Driving means is arranged each disposed in correspondence to each of the support members and the support member, an actuator for rotating the direction in which the belt support rollers toward and spaced relative to the outer peripheral surface of the fixing roller, wherein Item 5. The fixing device according to Item 4 .
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