JPH04125581A - ベルト定着装置 - Google Patents

ベルト定着装置

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JPH04125581A
JPH04125581A JP24781190A JP24781190A JPH04125581A JP H04125581 A JPH04125581 A JP H04125581A JP 24781190 A JP24781190 A JP 24781190A JP 24781190 A JP24781190 A JP 24781190A JP H04125581 A JPH04125581 A JP H04125581A
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JP
Japan
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transfer material
roller
heating roller
pressure
pressure roller
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Pending
Application number
JP24781190A
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English (en)
Inventor
Minoru Nakamura
仲村 実
Shinichiro Tabuchi
田渕 信一郎
Yasuyuki Matsuuchi
松内 保幸
Satoshi Nakanishi
敏 中西
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、加熱ローラと、該加熱ローラに対して圧接さ
れた一対の加圧ローラと、該加圧ローラ間に張設され、
前記加熱ローラに従動する無端状の定着ベルトとを備え
、複写機やレーザープリンタ等の画像形成装置において
用いられるベルト定着装置に関し、更に詳しくは、前記
加圧ローラ夫々の前記加熱ローラレこ対する圧接力が変
更可能であるベルト定着装置に関する。
(従来の技術) 従来から、画像形成装置において、互いに圧接して回転
する加熱ローラと加圧ローラとの間に転写材を挾み込ん
でトナー像を加熱溶融するローラ定着装置が知られてい
る。しかしながら、ローラ定着装置においては広いニッ
プ輻を確保することが困難であるため、定着温度あるい
はローラ間の圧接力を大きく設定する必要があり、コス
トアップにつながる。
これに対して、ローラ定着装置より広いニップ輻を確保
するため、加熱ローラと、該加熱口−ラに対して従動可
能に圧藩された一対の加圧ローラと、該加圧ローラ間に
張設された無端状の定着ベルトとを備え、加熱ローラと
ベルトの間に転写材を挾み込んでトナー像を定着するベ
ルト定着装置が知られている。ところが、従来のベルト
定着装置においてはニップ幅が広いため、転写材がニッ
プ部に挾まれている間に転写材にしわが生じることがあ
る。この問題点を解決するため、一対の加圧ローラの上
記加熱ローラに対する圧接力が、転写材の搬送方向に関
して上流側より下流側において大きい構成のベルト定着
装置や(特開昭60−151681号公報参照)、逆に
下流側より上流側において圧接力が大きい構成のベルト
定着装置が知られている。(特開昭61−18982号
公報参照) (発明が解決しようとする課題) ところが、前者のベルト定着装置においては、薄手の転
写材がベルト定着装置から送り出される際、加熱ローラ
から円滑に分離されず、紙づまりが発生することがある
一方、後者のベルト定着装置によれば、厚手の転写材に
定着する場合、転写材の腰が強いため転写材がニップ部
に突入する際の衝撃が大きく、その衝撃によって転写材
上の未定着トナー像が乱れてしまい、良好な画像が得ら
れない。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、広い
ニップ幅を確保でき、定着温度を低くできるとともに、
薄手の転写材に定着する場合でも転写材の加熱ローラか
らの分離性が高(、厚手の転写材に定着する場合でも転
写材をニップ部に円滑に挟み込むことができ、画像が乱
れることなく良好な画像を得ることができるベルト定着
装置を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため本発明は、ヒータを内蔵し、回
転駆動可能な加熱ローラと、該加熱ローラに対して従動
可能に圧接された一対の加圧ローラと、該加圧ローラ間
に張設され、該加圧ローラにより前記加熱ローラに対し
て押圧されて従動する無端状の定着ベルトとを備えたベ
ルト定着装置において、前記加圧ローラの前記加熱ロー
ラに対する圧接力を所定の圧接力に設定する圧接力設定
手段と、前記加熱ローラと前工己ベルトの間に挾持され
る転写材の厚さに応じて、転写材の搬送方向に関して上
流側の加圧ローラの加熱ローラに対する圧接力と下流側
の加圧ローラの加熱ローラに対する圧接力との大小関係
を変更する圧接力変更手段とを備えたことを特徴とする
(作 用) 以上の構成において、搬送方向に関して上流側の加圧ロ
ーラの加熱ローラに対する圧接力あるいは下流側の加圧
ローラの加熱ローラに対する圧接力が各々独立して所定
の圧接力に設定される。そして、薄手の転写材に対して
トナー像を定着する場合には、下流側の加圧ローラの加
熱ローラに対する圧接力が上流側の加圧ローラの加熱ロ
ーラに対する圧接力より小さい状態に変更できる。一方
、厚手の転写材に対してトナー像を定着する場合、上流
側の加圧ローラの加熱ローラに対する圧接力を下流側の
加圧ローラの加熱ローラに対する圧接力より小さい状態
に変更できる。
(実 施 例) 以下、添付図面を用いて本発明を複写機に適用した実施
例を説明する。
第2図は本発明に係わるベルト定着装置1を適用した複
写機Aの概略断面図である。
原稿台21上に載置された原稿の光像が光学系20を介
して帯電チャージャ23により一様帯電された感光体2
2上に露光され、感光体22上に静電潜像が形成される
。感光体22が矢印方向に回転駆動されるにつれて静電
潜像は現像器24によりトナー像化される。一方、給紙
カセット3131に収容された転写材Pは給紙ローラ2
930によって給送され、タイミングローラ34によっ
て感光体22の回転と同期をとって転写部へ搬送される
。そして、感光体22上のトナー像は転写チャージャ2
5より転写材P上に転写される。
トナー像の転写されtζ転写材Pは分離チャージャ26
により感光体22から分離され、搬送ベルト35により
定着装置lまで搬送される。そして、定着装置1によっ
てトナー像が転写材Pに定着され、転写材Pが機外へ排
出される。それと共に、転写の終了した感光体22の表
面がクリーナ27によってクリーニングされ、イレーザ
28により残留電荷が消去されて、複写機Aは次の複写
動作に備える。
また、転写材Pの厚さを自動検出する手段として、搬送
ローラ33の上流側の近傍位置に、赤外線を発光する発
光素子32aと赤外線に感度を有する受光素子32bが
、転写材Pの搬送路を挾み互いに対向して設けられてい
る。転写材Pが発光素子32aと受光素子32bの間を
通過する時、発光素子32aから発せられた赤外線の一
部が転写材Pに吸収される。この赤外線が転写材Pに吸
収される吸収量は転写材Pの厚さに比例するため、転写
材Pに吸収されずに受光素子32bに受光される赤外線
の受光量から転写材Pの厚さが判別される。
第1図は本発明に係わるベルト定着装置lの側面図であ
る。
ベルト定着装置1は、内部にヒータ3を内蔵し矢印B方
向に回転駆動される加熱ローラ2、この加熱ローラ2に
対して下方から従動可能に圧接する一対の加圧ローラ4
,6、加圧ローラ4,6間に張設されている無端状の定
着ベルト8、及び加圧ローラ4.6の加熱ローラ2に対
する圧接力を夫々設定する圧接力設定手段100.20
0とから構成されている。
次に、加圧ローラ6の加熱ローラ2に対する圧接力を設
定する圧接力設定手段100の構成を説明する。尚、加
圧ローラ4の加熱ローラ2に対する圧接力を設定する圧
接力設定手段200についても同じ構成なので説明を省
略する。加圧ローラ6の回転軸7はその両端部において
レバー1oに回転可能に支持されており、レバー1oの
一端は固定軸11により矢印り、E方向に揺動可能に支
持されている。レバー10の他端には引張ばね17が連
結されており、その引張ばね17の他端はレバー13の
略中央部に連結している。レバー13はその一端部にお
いて固定軸15に矢印FG力方向揺動可能に支持され、
他方の端部の下方位置には回転可能なカム19が設けら
れている。
そして、レバー13が引張ばね17に矢印F方向に引張
られてカム19に常時当接すると共に、レバー10が矢
印り方向に引張られて加圧ローラ6が加熱ローラ2に常
時圧接するよう、圧接力設定手段100は構成されてい
る。
第3図(a)はカム19とその周辺の構成を示す概略正
面図である。
カム19の回転軸37はモータM1に連結されており、
カム19は矢印H方向に回転駆動される。
このモータM1は第4図に示されるドライバー回路を介
して駆動制御される6例えば、入力端子39への入力信
号がrLow」の時モータM1は駆動され、rHigh
Jの時モータM、の駆動が停止する。また、カム19の
回転軸37にはポテンショメータS1が接続されており
、ポテンショメータS1の出力値によってカム19の回
転角が判定される。尚、ボテフシ3メータS1は、カム
19の周面上の81点がレバー13に当接している状態
での圧力値がO■に設定され、同様に、bC、,61点
がレバー13に当接している状態での出力値が夫々IV
、2V、3Vとなるように設定されている。カム19の
動径はal−1b1→C→d、と移動するに従って大き
くなっており、カム19が回転するにつれてレバー13
が矢印F。
G方向に揺動する。レバー13が揺動すれば引張ばね1
7がレバー10を引張る力が変化し、その結果、圧接ロ
ーラ6の加熱ローラ2に対する所定の圧接力が設定され
る。(第5図(a)参照)同様に、第3図(b)に示さ
れるように、カム18の回転軸38はモータM t 、
ポテンショメータS2に接続されており、矢印1方向に
回転駆動される。また、ボテフシ3メータS2は、その
各a、。
b 2 (Cx + d を点がレバー12に当接する
状態での出力値が夫々OV、IV、2V、3Vとなるよ
うに設定されている。
第5図(a)はカム19がa l + b l + c
l + d l各点でレバー13に当接している時の加
圧ローラ6の加熱ローラ2に対する圧接力P、を示す図
、第5図(b)はカム18がa 2.b 2.c i、
d を各点でレバー12に当接している時の加圧ローラ
4の加熱ローラ2に対する圧接力P2を示す図である。
尚5ここで示されている数値は、カム19の0点がレバ
ー13に当接しているときの圧接力Pを1.0とした時
の比である1図示されているように、カム18の82点
がレバー12に当接している状態やカム19の81点が
レバー13に当接している状態では、加圧ローラ6の加
熱ローラ2に対する圧接力P1.加圧ローラ4の加熱ロ
ーラ2に対する圧接力P2が夫々O1Oになるようカム
18.19のal、32点方向の動径が設定されている
。このことを利用し、複写機Aが複写動作を行わない時
、カム18の82点がレバー12に、カム19の81点
がレバー13に各々当接するようにすれば、加熱ローラ
2や加圧ローラ4.6の疲労を抑えることができ、これ
らの寿命が長くなる。
また、カム18とカム19は異なる形状に形成されてい
る。即ち、カム19のC3点がレバー13に当接する時
の圧接力P、とカム18の02点がレバー12に当接す
る時の圧接力P2は同じであるが、b 、、d 、点が
レバー13に当接する時の圧接力P1とbx、dt点が
レバー14に当接する時の圧接力P2は異なっている。
第6図は、転写材Pの厚さとカムの停止位置、加圧ロー
ラ4.6の加熱ローラ2に対する圧接力との関係を示す
図である。
図示のように、定着に寄与する全圧接力=P十P、は、
転写材Pが厚くなるにつれて大きくなるよう設定されて
いる。これは、定着装置1がトナー像を転写材Pに定着
させる能力を転写材Pの厚さによらず一定にするためで
あり、各厚さに対するPI 十p、の値は、転写材、ト
ナー、加熱ローラ及び定着ベルトの材質並びに定着温度
によって決定される。
更に、本発明に係わる定着装置Iにおいては、転写材P
の厚さに応じて上流側の圧接力P、と下流側の圧接力P
2の大小関係が変更される。即ち、転写材Pが薄手の場
合には、上流側の加圧ローラ6の加熱ローラ2に対する
圧接力P1よりも下流側の加圧ローラ4の加熱ローラ2
に対する圧接力P2を小さく設定する。これにより、転
写材Pが加熱ローラ2と定着ベルト8のニップ部から送
り出される際転写材Pが加熱ローラ2から円滑に分離さ
れ、紙づまりの発生が抑えられる。逆に、転写材Pが厚
手の場合には、下流側の加圧ローラ4の加熱ローラ2に
対する圧接力P2より6上流側の加圧ローラ6の加熱ロ
ーラ2に対する圧接力Pを小さく設定する。Cれにより
、転写材Pが加熱ローラ2と定着ベルト8のニップ部に
挾み込まれる際転写材Pが加熱ローラ2や定着ベルト8
に強く衝突することがなく、転写材P上の未定着トナ像
の乱れが防止される。また、転写材Pの厚さが標準の場
合には、圧接力P1と圧接力P2が等しく設定される。
尚、転写材の厚さに対する圧接力P1.Piの数値は第
6図の関係に限られるものではなく、転写材、トナー、
定着装置の特性に応じて様々に設定されるべきである。
第7図は、複写機Aに設けられた操作パネル50を示す
図である。この操作パネル50には、複写枚数を設定す
るためのテンキー51、複写枚数を表示する表示パネル
53、複写動作を開始させるためのプリントキー52が
設けられている。
さらに転写材Pの厚さを判別するため、表示用LED5
4a 〜54c、55a、転写材Pの厚さを操作者が手
動で指定するためのキー54、転写材Pの厚さを自動的
に検圧するモードに切換えるモード切換え牛−55が設
けられている5表示用LED54a〜54cは夫々薄手
の転写材P、標準の転写材P、厚手の転写材Pに対応し
ており、画像が形成される転写材Pの厚さに応じて54
a〜54cのいずれかが点灯される。また、モード切換
えキー55が一回押される毎に手動指定モードと自動検
出モードが切換えられ、自動検出モードが選択されると
表示用LED55aが点灯される。
その後発光素子32a及び受光素子32bによって転写
材Pの厚さが判別されると、その厚さに対応した表示用
LED54a〜54cのいずれかが点灯される。モード
切換えキー55により手動指定モードが選択されたとき
、牛−54が一回押される毎に転写材Pの厚さが薄手→
標準−厚手の順に設定されるとともに、それに対応して
表示用LED54a〜54cが順次点灯される。
第8図は、転写材Pの厚さに応じて前工己圧接力P、及
びP、を制御する制御回路を示す回路図である。
CPU56のアナログボートANOには、受光素子32
bから受光量を示す信号が入力され、アナログボー) 
A N 1. A N zにはポテンショメータSIS
!からカム18.19の回転角に関する信号が入力され
る。また、CPU56の入力ボートP B 、、P B
 、には夫々にモード切換えキー55゜キー54からの
信号が入力される。
一方、CPU56の出力端子P A o、P A 、か
らは夫々第4図に示される入力端子39.40にモータ
M 1M tを駆動するための信号が圧力され、出力端
子pco−PC3からは夫々第8図に示される表示用L
ED54a〜54c、55aを、く灯するための信号が
圧力される。
また、CPU56内のメモリには、フラグabが設定さ
れている。このフラグa、bは夫々モータM1.Mzが
オンされているとき1°°にセットされ、モータM6M
2がオフされているとき”O゛にリセットされる。
次に、第9図乃至第12図のフローチャートを用いて、
CPU56による圧接力変り制御について説明する。
第9図はこの複写機Aにおける複写動作を制御するメイ
ンルーチンを示すフローチャートである。
まず、複写機Aの電源が投入されると、ステップ31に
おいてCPU56が初期化され、各種の初期設定が行わ
れる。ステップS2では、lルーチンの時間を規定する
ため内部タイマーをスタートさせる1次に、ステップS
3において転写材Pの厚さが判別される。即ち、自動検
出モードと手動指定モードのいずれが選択されているか
が判別され、手動指定モードが選択されている場合には
薄手、標準、厚手の内どの厚さが設定されているかを判
別する。続いて、コピー処理サブルーチンにおいて、転
写材Pの厚さに応じて圧接力P1.P2を設定し、コピ
ー処理を行う(ステップS4)、そして、その他の所定
の処理を行い(ステップS5)。
ステップS6で円部タイマの終了を待って、ステップS
2へ戻る。
次に、第10図を用いて、上述のコピー処理サブルーチ
ン(ステップS4)について説明する。
ステップS7においてプリント牛−52がオンされたか
どうか判別し、プリント牛−52がオンされたときには
ステップS8へ進み、給紙カセット31.31内に収容
された転写材Pをタイミングローラ34の位置まで給送
する。前述のメインルーチンのステップS3において自
動検出モードが選択されていると判別された場合には、
転写材Pが発光素子32aと受光素子321)の間の位
置を通過する際、受光素子32bの受光量から転写材P
の厚さが判定される。そして、この自動検出結果あるい
はステップ$3におけるマニュアルモードキー54によ
る選択に基づき、第6図に示されるように圧接力P 、
、P 、を設定する(ステップS9 10)、このステ
ップ39.10において、フラグabがセットあるいは
リセットされる。
詳細は後述する。
そして、ステップ311.12においてフラグa、bの
状態を判定し、フラグa、b共に°゛0”にリセットさ
れれば一連のコピー処理を行い、転写材P上に画像が形
成される(ステップ313)。
フラグa、bのいずれか一方でも”1”にリセットされ
れば、コピー処理を行わずにメインルーチンへリターン
する。
一方、ステップS7においてプリント牛−52がオンさ
れていなければ、ステップ88〜S13の処理を行わず
にメインルーチンへリターンする。
次に、第11図を用い、圧接力P1切携サブルチンの詳
細について説明する。
まず、ステップ514において転写材Pの厚さが標準で
あると判別されると、ボテンシロメータS1の出力値が
2V、即ちP、=1.Oかどうか判定しくステップ31
5)、2VであればモータMをオフしくステップS 1
6 )、フラグaを”0″にリセットする(ステップ5
171,2VでなければモータM、をオンしくステップ
318)、フラグaを”1°°にセットする(ステップ
5191゜ステップS20において転写材Pが厚手であ
ると判別されると、ポテンショメータS1のdカ値が3
V、即ちP、=1.2かどうか判定しくステップ921
)、3VであればモータM、をオフしくステップ816
1.フラグaを”0”に゛リセットする(ステップ51
7)、3VでなければモータMをオンしくステップ52
2)、フラグaを”l”にセットする(ステップS 2
3 )。
ステップ320において転写材Pが厚手でない、即ち薄
手であると判別されると、ボテフシ3メータS、の出力
値が1■、即ちP、=0.8かどうか判定しくステップ
524)、IVであればモータM、をオフしくステップ
325)、フラグaを°0”にリセットする(ステップ
928)、IVでなければモータM、をオンしくステッ
プS 22 )、フラグaを1″にセントする(ステッ
プS 23 )、以上の処理の後、コピー処理サブルー
チンへリターンする。
次に、第12図を用い、圧接力P2切換サブルーチンの
詳細について説明する。
マス、ステップS27において転写材Pが薄手であると
判別されると、ボテンシツメータS2の出力値が1■、
即ちp、=0.6かどうか判定しくステップ528)、
lVであればモータM2をオフしくステップ329)、
フラグbを”0゛°にリセットする(ステップ530)
、lVでなければモータM2をオンしくステップ531
)、フラグbを”1°゛にセットする(ステップS 3
2 )。
ステップS33において転写材Pが厚手であると判別さ
れると、ポテンショメータS、の出力f直が3■、即ち
Pt=1.4かどうか判定しくステップS 34 )、
3 VであればモータM、をオフしくステップS 29
 )、フラグbを”0”にリセットする(ステップ53
0)、3VでなければモータM。
をオンしくステップS 35 )、フラグbを”1°゛
にセットする(ステップS 36 )。
ステップS33において転写材Pが厚手でない、即ち標
準であると判別されると、ポテンショメータS2の出力
値が2V、即ちP、=+、0かどうか判定しくステップ
537)、2VであればモータM2をオフし、ステップ
538)、フラグbを0°゛にリセットする(ステップ
S 39 )、2 VでなければモータM、をオンしく
ステップS 35 )、フラグbをl”にセットする(
ステップS 38 )、以上の処理の後、コピー処理サ
ブルーチンへリターンする。
このように、圧接力P1切換処理サブルーチン及び圧接
力P2切換サブルーチンにおいては、ポテンショメータ
S1あるいはStが所望の値でない場合、モータM 3
. M 2がオンされたままコピー処理サブルーチンへ
リターンする。この場合、コピー処理サブルーチンのス
テップS11.12において「No」と判定され、コピ
ー処理が行われずにメインルーチンへリターンする。そ
して、ボテフシ9メータS 、、S 、が所望の値にな
るまでステップS2からステップS6までの処理が繰り
返され、ポテンショメータS1及びS2が所望の値に達
すると、圧接力P、切換サブルーチンにおけるステップ
315.21.24あるいは圧接力P。
切換サブルーチンにおけるステップ328.34゜37
においてrYEsJと判断され、フラグa。
bがリセットされる。そして、コピー処理サブルーチン
へリターンすると、ステップS11.12においてrY
EsJと判定され、ステップS13のコピー処理が行わ
れる。
面、上記実施例では、転写材の厚さに応じて加圧ローラ
の加熱ローラに対する圧接力が3段階に変更される例を
説明したが、薄手の転写材と標準の転写材あるいは厚手
の転写材と標準の転写材の2段階に圧接力が変更される
ものや、転写材が厚手の場合や薄手の場合をさらに分類
して圧接力が4段階以上に変更されるものであってもよ
い。
また、圧接力設定手段は上記構成に限られるものではな
く、加圧ローラを一定の力で加熱ローラに圧接させるバ
ネなどの部材と、加圧ローラを下方へ引張るソレノイド
から構成されるものなど、種々の変更が可能である。
(効 果χ 本発明のベルト定着装置においては、広いニフブ幅が確
保されているので定着温度を低く設定でき、ウオームア
ンプタイムを短(することができるというベルト定着装
置の利点を損なうことなく以下の効果が達成される。
薄手の転写材にトナー像を定着する場合、搬送方向下流
側の加圧ローラの加熱ローラに対する圧接力を上流側の
加圧ローラの加熱ローラに対する圧接力より小さ(設定
することができる。このため、薄手の転写材も加熱ロー
ラから円滑に分離され、紙づまりの発生が防止される。
一方、厚手の転写材にトナー像を定着する場合、上流側
の加圧ローラの加熱ローラに対する圧接力を下流側の加
圧ローラの加熱ローラに対する圧接力より小さく設定す
ることができる。このため、厚手の転写材ら加熱ローラ
とベルトの間のニップ部に円滑に挾み込まれ、この時転
写材は衝撃を受けないので。
良好な画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案に係わるベルト定着装置の側面図、第2
図は本考案に係わるベルト定着装置を適用しtc?I写
機の概略断面図、第3図(a)、(b)はカムとその周
辺の構成を示す概略正面図、第4図はモータを駆動する
ドライバー回路の回路図、第5図はカムの停止位置と圧
接力の関係を示す図、第6図は転写材の厚さとカムの停
止位l、加圧ローラの加熱ローラに対する圧接力との関
係を示す図、第7図は複写機に設けられた操作パネルを
示す図、第8図は転写材の厚さに応じて圧接力を制御す
る制御回路を示す回路図、第9図は複写動作を制御する
メインルーチンを示すフローチャート、第10図はコピ
ー処理サブルーチンを示すフローチ1−)、第11図は
圧接力P、切換サブルーチンを示すフローチャート、第
12図は圧接力P2切換サブルーチンを示すフローチャ
ートである。 トベルト定着装置 2 加熱ローラ 6 加圧ローラ 8 定着ベルト 18.19  カム 32a・・発光素子 32b  ・受光素子 54 ・キー 56・・CPU 圧接力設定手段

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ヒータを内蔵し、回転駆動可能な加熱ローラと、該加熱
    ローラに対して従動可能に圧接された一対の加圧ローラ
    と、 該加圧ローラ間に張設され、該加圧ローラにより前記加
    熱ローラに対して押圧されて従動する無端状の定着ベル
    トとを備えたベルト定着装置において、 前記加圧ローラの前記加熱ローラに対する圧接力を所定
    の圧接力に設定する圧接力設定手段と、前記加熱ローラ
    と前記ベルトの間に挟持される転写材の厚さに応じて、
    転写材の搬送方向に関して上流側の加圧ローラの加熱ロ
    ーラに対する圧接力と下流側の加圧ローラの加熱ローラ
    に対する圧接力との大小関係を変更する圧接力変更手段
    とを備えたことを特徴とするベルト定着装置。
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