KR101590681B1

KR101590681B1 - 화상 가열 장치 및 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR101590681B1
Application number: KR1020130147336A
Authority: KR
Inventors: 다쿠야 하세가와
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2016-02-01
Also published as: JP5653502B2; CN103853018B; GB2510035B; JP2014130324A; US9280102B2; CN103853018A; DE102013224354A1; GB2510035A; KR20140070460A; US20140153981A1; GB201320372D0; DE102013224354B4

Abstract

본 발명의 화상 가열 장치는, 가열 회전체와, 가열 회전체를 가열하는 엔드리스 벨트 및 엔드리스 벨트의 내면을 회전 가능하게 지지하는 지지부를 포함하는 벨트 유닛과, 벨트 유닛을 회전 가능하게 유지하는 유지부와, 엔드리스 벨트가 엔드리스 벨트의 폭 방향에 있어서 소정의 구역에서 벗어난 것을 검출하는 검출부와, 검출부의 출력에 기초하여 엔드리스 벨트를 소정의 구역 내로 되돌리는 방향으로 유지부에 대하여 벨트 유닛을 기울이는 기울임부와, 기울임부에 의해 벨트 유닛이 기울어질 수 있는 각도 범위보다 넓은 소정의 각도 범위를 초과하는 각도로 벨트 유닛이 기울어지는 것을 규제하는 규제부를 포함한다.

Description

화상 가열 장치 및 화상 형성 장치{IMAGE HEATING APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 프린터, 복사기, 팩시밀리기 또는 이들 기기의 기능을 복수 구비한 복합기 등의 화상 형성 장치에 관한 것으로, 이러한 화상 형성 장치에서 이용할 수 있는 화상 가열 장치에 관한 것이다.

종래, 여러 가지의 화상 형성 장치가 알려져 있지만, 전자 사진 방식의 화상 형성 장치가 널리 사용되고 있다. 이러한 화상 형성 장치는, 두꺼운 종이 등의 여러 가지 시트(기록재)에 대해 높은 생산성(단위 시간 당의 프린트 매수)을 제공할 것이 요구되고 있다.

그런데, 상기와 같은 전자 사진 방식의 화상 형성 장치에서는, 특히 평량이 큰 두꺼운 종이에 대한 생산성을 향상시키기 위해서, 정착 디바이스 또는 장치(화상 가열 장치)의 정착 스피드를 고속화할 것이 요구되고 있다. 그러나, 두꺼운 종이의 경우, 얇은 종이의 경우에 비해, 종이의 통과에 수반하여 정착 디바이스로부터 많은 양의 열을 빼앗기 때문에, 정착에 요하는 열량이 많아진다. 그 때문에, 두꺼운 종이의 경우에는 (정착 스피드 또는 단위 시간 당의 프린트 매수를 감소시켜) 생산성을 저하시키는 복사 방법이 알려져 있다.

두꺼운 종이에 대하여 생산성을 저하시키지 않는 복사 방법으로서, 정착 롤러(가열 회전체)의 외면에 부재를 접촉해서 정착 롤러의 외면 온도를 유지시키는 외부 가열 방식(방법)이 고안되어 있다. 이러한 외부 가열 방식으로서, 정착 롤러와의 접촉 면적을 대폭 증가시켜서 정착 롤러의 온도 유지 성능을 향상시키기 위해서, 2개의 지지 롤러에 의해 회전 가능하게 장력이 부여된 외부 가열 벨트(엔드리스 벨트)를 이용하는 것이 제안되어 있다(일본 특허 공개 제2007-212896호 공보 참조).

그러나, 2개의 지지 롤러 간의 평행도를 고정밀도로 해서 외부 가열 벨트와 2개의 지지 롤러를 조립하고, 평행도를 고정밀도로 유지하는 것은 현실적으로 곤란하다. 그 결과, 2개의 지지 롤러 간의 평행도가 확보되지 않으면, 외부 가열 벨트가 그 폭 방향으로 어긋나서, 외부 가열 벨트의 주행 안정성이 악화될 우려가 있다.

따라서, 이러한 우려에 대하여, 한쪽의 지지 롤러를 다른 지지 롤러에 대하여 기울임으로써 외부 가열 벨트의 (횡방향) 어긋남을 제어하는 방법이 이용되는 것이 고려되겠지만, 정착 롤러를 가열하는 기능을 행하는 외부 가열 벨트의 경우, 이 방법을 채용하는 것은 곤란하다.

왜냐하면, 이 방법의 경우, 한쪽의 지지 롤러의 축선 방향에 대하여 일 단부측을 그 한쪽의 지지 롤러의 타단측에 대하여 변위시키는 구성이 채용되지만, 이 한쪽의 지지 롤러의 변위에 의해 외부 가열 벨트가 정착 롤러에 접촉해야 할 영역의 일부가 정착 롤러로부터 분리될(이격될) 우려가 있기 때문이다. 그 결과, 정착 롤러를 가열하는 외부 가열 벨트의 기능이 손상되어서 정착 불량을 초래한다.

본 발명의 주요한 목적은 엔드리스 벨트의 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 화상 가열 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 엔드리스 벨트의 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 시트 상의 화상을 가열하는 가열 회전체와; 상기 가열 회전체의 외면에 접촉해서 상기 가열 회전체를 가열하는 엔드리스 벨트 및 상기 엔드리스 벨트의 내면을 회전 가능하게 지지하는 지지부를 포함하는 벨트 유닛과; 상기 벨트 유닛을 회전 가능하게 유지하는 유지부와; 상기 엔드리스 벨트가 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향에 대해서 미리결정된 구역에서 벗어난 것을 검출하는 검출부와; 상기 검출부의 출력에 기초하여 상기 엔드리스 벨트를 상기 미리결정된 구역 내로 되돌리는 방향으로 상기 유지부에 대하여 상기 벨트 유닛을 기울이는 기울임부와; 상기 기울임부에 의해 상기 벨트 유닛이 기울어질 수 있는 각도 범위보다 넓은 미리결정된 각도 범위를 초과하는 각도로 상기 벨트 유닛이 기울어지는 것을 규제하는 규제부를 포함하는 화상 가열 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 엔드리스 벨트 및 상기 엔드리스 벨트의 내면을 회전 가능하게 지지하는 지지부를 포함하는 벨트 유닛과; 상기 엔드리스 벨트의 외면에 접촉해서 그 회전에 의해 상기 엔드리스 벨트를 회전시키는 구동 회전체와; 상기 벨트 유닛을 회전 가능하게 유지하는 유지부와; 상기 엔드리스 벨트가 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향에 대해서 미리결정된 구역에서 벗어난 것을 검출하는 검출부와; 상기 검출부의 출력에 기초하여, 상기 엔드리스 벨트를 상기 미리결정된 구역 내로 되돌리는 방향으로 상기 유지부에 대하여 상기 벨트 유닛을 기울이는 기울임부와; 상기 기울임부에 의해 상기 벨트 유닛이 기울어질 수 있는 각도 범위보다 넓은 미리결정된 각도 범위를 초과하는 각도로 상기 벨트 유닛이 기울어지는 것을 규제하는 규제부를 포함하는 화상 형성 장치가 제공된다.

본 발명의 상기한, 그리고 기타의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 함께 기술되는 아래의 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명을 고려할 때에 보다 명백해질 것이다.

도 1은 화상 형성 장치의 구성의 설명도.
도 2는 실시예 1의 정착 디바이스(장치)의 구성의 설명도.
도 3은 외부 가열 벨트의 접촉 분리 기구의 구조의 설명도.
도 4의 (a) 및 (b)는 각각 외부 가열 유닛의 사시도 및 기구도.
도 5는 정착 롤러와 외부 가열 벨트 간의 교차 각도의 설명도.
도 6은 외부 가열 벨트의 스티어링 기구의 설명도.
도 7은 스티어링 기구의 구동부의 설명도.
도 8은 스티어링 기구의 구동부의 확대도.
도 9는 벨트 위치 센서의 배치의 설명도.
도 10의 (a)는 벨트가 종방향 전측으로 어긋나는 경우, 센서 플래그의 회전 방향과 벨트 횡방향 이탈 방향 간의 관계의 설명도이고, 도 10의 (b)는 벨트가 종방향 후측으로 어긋나는 경우, 센서 플래그의 회전 방향과 벨트 횡방향 이탈 방향 간의 관계의 설명도.
도 11의 (a)는 비교예의 정착 디바이스에서 요동 프레임의 회전의 설명도이고, 도 11의 (b)는 실시예 1의 정착 디바이스에서 요동 프레임의 회전의 설명도.
도 12는 외부 가열 유닛의 구성의 설명도.
도 13은 가압 프레임의 구성의 설명도.
도 14는 요동 프레임의 구성의 설명도.
도 15의 (a), (b) 및 (c)는 요동 프레임의 기울기(회전) 규제의 설명도.
도 16은 교차 각도와 기울기 한계 각도 간의 관계의 설명도.
도 17은 실시예 2의 외부 가열 유닛의 장착 해제 상태의 정면도.
도 18은 실시예 2의 외부 가열 유닛의 장착 해제 상태의 평면도.
도 19는 실시예 2의 외부 가열 유닛의 장착 상태의 정면도.
도 20은 실시예 2의 외부 가열 유닛의 장착 상태의 평면도.

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시예에 대해서 구체적으로 설명한다.

(실시예 1)

<화상 형성 장치>

도 1은 화상 형성 장치(100)의 구성의 설명도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 화상 형성 장치(100)는 중간 전사 벨트(130)를 따라 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙의 화상 형성부(Pa, Pb, Pc, Pd)를 각각 배열한 탠덤형 중간 전사 방식의 풀 컬러 프린트이다.

화상 형성부(Pa)에서는, 감광 드럼(3a)에 옐로우 토너 화상이 형성되고, 그 후에 중간 전사 벨트(130)에 1차 전사된다. 화상 형성부(Pb)에서는, 감광 드럼(3b)에 마젠타 토너 화상이 형성되고, 그 후에 중간 전사 벨트(130)에 1차 전사된다. 화상 형성부(Pc, Pd)에서는, 감광 드럼(3c, 3d)에 각각 시안 토너 화상, 블랙 토너 화상이 형성되고, 그 후에 중간 전사 벨트(130)에 순차적으로 1차 전사된다.

기록재(P)는 기록재 카세트(10)로부터 1매씩 꺼내져서 레지스트레이션 롤러(12)들 사이에 대기한다. 레지스트레이션 롤러(12)는 중간 전사 벨트(130) 상의 토너 화상에 타이밍을 맞추어 기록재(P)를 2차 전사부(T2)에 급송한다. 2차 전사부(T2)를 통해서 반송되어서 중간 전사 벨트(130)로부터 4색의 토너 화상이 2차 전사된 기록재(P)는 정착 디바이스(장치)(9)로 반송되고, 그 후에 정착 디바이스(9)에 의해 가열 및 가압되어서 토너 화상이 정착된다. 그 후에, 기록 매체(P)는 화상 형성 장치 외부의 트레이(7)로 배출된다.

화상 형성부(Pa, Pb, Pc, Pd)는, 현상 디바이스(1a, 1b, 1c, 1d)에서 이용하는 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙의 토너의 색이 서로 상이하다는 점 이외에는 실질적으로 동일하게 구성된다. 이하에서는, 화상 형성부(Pa)에 대해서 설명하고, 다른 화상 형성부(Pb, Pc, Pd)에 관한 중복 설명을 생략한다.

화상 형성부(Pa)는 주위에 대전 롤러(2a), 노광 장치(5a), 현상 디바이스(1a), 1차 전사 롤러(6a) 및 드럼 클리닝 디바이스(4a)가 제공된 감광 드럼(3a)을 포함한다. 감광 드럼(3a)은 알루미늄 실린더의 표면에 감광층을 형성하여 제조된다. 대전 롤러(2a)는 감광 드럼(3a)의 표면을 균일한 전위로 대전시킨다. 노광 장치(5a)는 레이저 빔을 주사해서 감광 드럼(3a)에 화상의 정전 화상을 기입(형성)한다. 현상 디바이스(1a)는 정전 화상을 현상해서 감광 드럼(3a)에 토너 화상을 형성한다. 1차 전사 롤러(6a)에는 전압이 인가되어서 감광 드럼(3a)의 토너 화상을 중간 전사 벨트(130)에 1차 전사시킨다.

드럼 클리닝 디바이스(4a)는 감광 드럼(3a)에 클리닝 블레이드를 문질러서 중간 전사 벨트(130)에 전사되지 않고 감광 드럼(3a)에 부착된 전사 잔여 토너를 회수한다. 벨트 클리닝(15)부는 2차 전사부(T2)에서 기록재(P)에 전사되지 않고 중간 전사 벨트(130)에 부착된 전사 잔여 토너를 회수한다.

(정착 디바이스)

도 2는 화상 가열 장치로서 기능하는 정착 디바이스의 구성의 설명도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 정착 디바이스(9)에서는, 가열 회전체로서 기능하는 정착 롤러(101)에 가압 롤러(102)를 압접시켜서 닙(N)이 형성되어 있다. 닙(N)에서는, 미정착 토너(K)를 담지한 기록재(시트)(P)를 협지 반송하면서, 기록재(P) 위에 미정착 토너를 용융시켜 기록재(P) 위에 화상을 정착시킨다.

정착 롤러(101)는 코어 메탈(101a)과, 코어 메탈(101a)의 외주면에 형성된 탄성층(101b)을 포함하고, 탄성층(101b)의 표면을 이형층(101c)으로 피복하고 있다. 정착 롤러(101)는 도시되지 않은 기어 열을 포함하는 구동 기구(141)에 의해 회전 구동되어서, 화살표 A 방향으로 300㎜/sec로 회전한다.

가압 롤러(102)는 코어 메탈(102a)과, 코어 메탈(102a)의 외주면에 형성된 탄성층(102b)을 포함하고, 탄성층(102b)의 표면을 이형층(102c)으로 피복하고 있다. 가압 롤러(102)는 구동 기구(141)에 의해 회전 구동되어서 화살표 B 방향으로 회전한다. 가압 롤러(102)는 편심 캠을 이용한 도시되지 않은 가압 기구에 의해 구동되어서 정착 롤러(101) 쪽으로 또한 정착 롤러(101)로부터 멀어지도록 이동 가능하다. 도시되지 않은 가압 기구는 가압 롤러(102)를 소정의 압력으로 정착 롤러(101)에 가압하여, 정착 롤러(101)와 가압 롤러(102) 사이에 닙(N)을 형성한다.

가열 기구로서의 할로겐 히터(111)는 정착 롤러(101)의 코어 메탈(101a)의 내부에 회전 불가능하게 배치된다. 서미스터(121)는 정착 롤러(101)에 접촉해서 배치되어서 정착 롤러(101)의 표면 온도를 검출한다. 컨트롤러(140)는 서미스터(121)에 의한 검출 온도에 따라서 할로겐 히터(111)를 온/오프(ON/OFF) 제어하여, 정착 롤러(101)의 표면 온도를 기록재(P)의 종류에 따른 소정의 목표 온도로 유지한다.

할로겐 히터(112)는 가압 롤러(102)의 코어 메탈(102a)의 내부에 회전 불가능하게 배치된다. 서미스터(122)는 가압 롤러(102)에 접촉하여 배치되어서 가압 롤러(102)의 표면 온도를 검출한다. 컨트롤러(140)는 서미스터(122)에 의한 검출 온도에 따라서 할로겐 히터(112)를 온/오프 제어하여, 가압 롤러(102)의 표면 온도를 소정의 목표 온도로 유지한다.

(외부 가열 벨트)

최근, 화상 형성 장치(100)에는 두꺼운 종이 등 평량(단위 면적당 중량)이 큰 기록재에 대해서도 높은 생산성(단위 시간당의 프린트 매수)으로 화상을 출력할 것이 요구되고 있다. 평량이 큰 기록재에 대한 생산성을 향상시키기 위해서는, 정착 디바이스(9)에 의한 가열 처리를 고속화하는 것이 바람직하다. 그러나, 평량이 큰 기록재는 열을 많이 빼앗기 때문에, 정착에 요하는 열량이 평량이 작은 기록재에 비해 상당히 크다.

따라서, 본 실시예의 정착 디바이스(9)에서는, 외부 가열 기구로서 엔드리스 벨트인 외부 가열 벨트(105)를 이용하고 있다. 구체적으로, 외부 가열 벨트(105)에 의해 정착 롤러(101)의 외면(외부)을 가열함으로써 외면 온도가 유지되는 구성이 채용된다.

또한, 외부 가열 벨트(105)는, 후술하는 바와 같이, 외부 가열 벨트(105)가 정착 롤러(101) 쪽으로 또한 정착 롤러(101)로부터 멀어지도록 이동 가능한 구성으로 되어 있다. 또한, 외부 가열 벨트(105)는 지지부로서 기능하는 복수의 롤러, 즉, 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)에 의해 그 내면이 회전 가능하게 지지되는 구성을 갖는다. 그 결과, 외부 가열 벨트(105)가 정착 롤러(101)에 접촉하는 면적(즉, 열 전도를 행할 수 있는 부분의 면적)이 늘어나서, 정착 롤러(101)의 외면 온도를 보상하는 기능이 향상된다.

정착 디바이스(9)는 외부 가열 벨트(105)를 정착 롤러(101)로부터 이격(분리)시킨 상태로 다음 화상 형성 잡(프린트 명령)을 대기한다. 화상 형성 장치(100)에 화상 형성 잡이 송신되면, 화상 형성 장치(100) 내의 각각의 디바이스에서 준비 동작이 개시되어, 정착 디바이스(9)에서도 준비 동작, 즉, 가열 동작(웜업 동작)이 개시된다. 가열 동작에서, 정착 롤러(101), 가압 롤러(102), 상류 롤러(103) 및 하류 롤러(104)의 온도가 각각 목표 온도에 도달하면, 외부 가열 벨트(105)를 정착 롤러(101)에 압접시켜서 화상 형성 잡이 개시된다. 그 후, 화상 형성 잡이 종료하면, 정착 롤러(101)로부터 외부 가열 벨트(105)를 이격시키고, 그 후에 다음 화상 형성의 개시 시까지 이 상태가 유지된다.

외부 가열 벨트(105)는 정착 롤러(101)의 외주면에 접촉하여 닙(가열부)(Ne)을 형성하여 정착 롤러(101)를 외부로부터 가열하는 데에 이용된다. 외부 가열 벨트(105)는 스테인레스 스틸 또는 니켈 등의 금속의 기부층, 또는 폴리이미드 등의 수지 재료의 기부층을 포함한다. 기부층의 표면은 토너의 부착을 방지하기 위해서 불소계 수지 재료를 이용한 내열성의 미끄럼 이동층으로 피복되어 있다. 외부 가열 벨트(105)는 정착 롤러(101)의 회전에 의해 화살표 접촉 방향으로 회전한다.

상류 롤러(103)(지지 롤러)는 열 전도율이 높은 알루미늄, 철, 또는 스테인레스 스틸 등의 금속으로 형성된다. 할로겐 히터(113)는 상류 롤러(103)의 중심을 관통하여 회전 불가능하게 배치된다. 서미스터(123)는 상류 롤러(103)에 의해 지지된 외부 가열 벨트(105)에 접촉해서 상류 롤러(103)의 온도를 검출한다. 컨트롤러(140)는 서미스터(123)에 의한 검출 온도에 따라서 할로겐 히터(113)를 온/오프 제어하여, 상류 롤러(103)의 온도를 소정의 목표 온도로 유지한다.

하류 롤러(104)(지지 롤러)는 열 전도율이 높은 알루미늄, 철, 또는 스테인레스 스틸 등의 금속으로 형성된다. 할로겐 히터(114)는 하류 롤러(104)의 중심을 관통하여 회전 불가능하게 배치된다. 서미스터(124)는 하류 롤러(104)에 의해 지지된 외부 가열 벨트(105)에 접촉해서 하류 롤러(104)의 온도를 검출한다. 컨트롤러(140)는 서미스터(124)에 의한 검출 온도에 따라서 할로겐 히터(114)를 온/오프 제어하여, 하류 롤러(104)의 온도를 소정의 목표 온도로 유지한다.

상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 온도 조정의 목표 온도는 정착 롤러(101)의 온도 조정의 목표 온도보다 높은 값으로 설정된다. 이것은, 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 표면이 정착 롤러(101)의 표면 온도보다 높은 값으로 유지되면, 표면 온도가 낮아진 정착 롤러(101)에 효율적으로 열을 공급할 수 있기 때문이다. 두꺼운 종이에 대한 연속 화상 형성 동안에, 정착 롤러(101)의 목표 온도가 165℃로 설정된 것에 대하여, 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 목표 온도는 230℃로 설정된다. 따라서, 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 표면 온도는 정착 롤러(101)의 표면 온도보다 75℃ 높은 값으로 유지된다.

외부 가열 벨트(105)의 표면층은 기록재로부터 전이(오프셋)된 토너나 종이 부스러기 등의 이물의 부착에 의해 더럽혀져 버릴 우려가 있다. 따라서, 클리닝 롤러(108)를 마련하고, 클리닝 롤러(108)의 표면에 마련되어진 실리콘 고무층에 의해 벨트(105)에 부착된 토너나 종이 부스러기 등의 이물을 흡착시킨다. 클리닝 롤러(108)는 소정의 압력으로 외부 가열 벨트(105)에 의해 가압되어서 외부 가열 벨트(105)의 회전에 의해 회전하면서 외부 가열 벨트(105)의 표면을 클리닝한다.

(롤러 지지 기구)

도 3은 외부 가열 벨트의 접촉 분리 기구의 설명도이다. 도 4의 (a) 및 (b)는 각각 외부 가열 유닛의 외관의 사시도 및 기구도이다. 도 5는 정착 롤러와 외부 가열 벨트의 교차 각도의 설명도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 외부 가열 유닛(150)은 2개의 롤러, 즉, 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)에 의해 연장되어, 소정의 장력이 걸린 상태로 장력 부여되어 있다. 외부 가열 벨트(105)는 정착 롤러(101)의 회전에 의해 회전하도록 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

외부 가열 벨트(105)는 접촉 분리 기구(200)에 의해 정착 롤러(101) 쪽으로 또한 정착 롤러(101)로부터 멀어지도록 이동 가능하다. 접촉 분리 기구(200)는 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)가 외부 가열 벨트(105)를 정착 롤러(101)에 압접시키는 압접 기구로서도 기능한다. 가압 프레임(201)은 정착 디바이스(9)의 케이싱 프레임(9f)에 대하여 지지축(축선)(203)을 중심으로 회전 가능하다. 가압 프레임(201)의 회전 단부와 정착 디바이스(9)의 케이싱 프레임(9f)의 사이에 가압 스프링(204)이 배치된다. 가압 스프링(204)은 가압 프레임(201)의 회전 단부를 밀어 내려서 요동 프레임(208)을 정착 롤러(101)를 향해서 가압한다. 요동 프레임(208)은 가압 프레임(201)의 전방과 후방측에 배치된 한 쌍의 중간 롤러(210)에 의해 가압 프레임(201)에 대하여 회전 가능하게 지지된다. 정착 롤러(101)에 대해 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)가 외부 가열 벨트(105)에 압접된 상태로, 가압 스프링(204)은 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)를 총 압력 392N(약 40kgf)으로 가압한다.

압력 해제 캠(205)은 가압 프레임(201)의 회전 단부의 하부면에 접촉하고 있다. 컨트롤러(140)(CPU)는 모터(210)를 제어하여 회전축(205a)을 중심으로 해서 압력 해제 캠(205)을 회전시켜서, 가압 프레임(201)의 회전 단부를 승강시킨다. 압력 해제 캠(205)이 가압 프레임(201)으로부터 이격된 경우, 가압 스프링(204)이 가압 프레임(201)의 회전 단부를 밀어내려 외부 가열 벨트(105)를 정착 롤러(101)에 압접시킨다. 압력 해제 캠(205)이 가압 스프링(204)을 압축시켜 가압 프레임(201)을 밀어 올릴 때, 외부 가열 벨트(105)가 정착 롤러(101)로부터 이격된다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 전방측의 단부는 지지부로서 기능하는 롤러 유지 프레임(206a)에 의해 지지되고, 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 후방측의 단부는 롤러 유지 프레임(206b)에 의해 지지된다. 또한, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 전방측 롤러 유지 프레임(206a)은 지지축(207a, 207b)에 의해 지지부로서 기능하는 요동 프레임(208)에 대하여 회전 가능하게 지지된다. 마찬가지로, 후방측 롤러 유지 프레임(206b)은 지지축(207c, 207d)에 의해 요동 프레임(208)에 대하여 회전 가능하게 지지된다. 롤러 유지 프레임(206a)은 도시되지 않은 단열 부시와 베어링을 개재하여 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 전방측 단부를 회전 가능하게 축 지지한다. 마찬가지로, 롤러 유지 프레임(206b)은 도시되지 않은 단열 부시와 베어링을 개재하여 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 후방측 단부를 회전 가능하게 축 지지한다.

유지부로서 기능하는 가압 프레임(201)의 길이 방향의 단부 각각에 가압 스프링(204)이 배치되어 있다. 한 쌍의 가압 스프링(204)은 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)를 개재하여 외부 가열 벨트(105)가 정착 롤러(101)의 외주면을 소정의 압력으로 압접하게 한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 지지축(207)(207a, 207b, 207c, 207d)과 정착 롤러(101)의 중심을 잇는 직선은, 외부 가열 벨트(105)가 정착 롤러(101)에 밀착된 상태로, 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 중심을 잇는 직선의 수직 이등분선을 구성한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 외부 가열 벨트(105)의 폭 방향에 있어서의 정규 주행 구역(소정의 구역)에서 외부 가열 벨트(105)가 벗어난 것이 후술하는 벨트 위치 센서에 의해 검출되면, 외부 가열 벨트(105)가 정규 주행 구역 내로 되돌아오도록 제어하고 있다. 즉, 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)가 외부 가열 벨트(105)를 정착 롤러(101)에 가압한 상태에 있는 롤러(103 및 104)를 기울기(회전) 중심(209)을 중심으로 해서 기울인다(회전시킨다). 그 결과, 이들 롤러의 회전 축선 방향이 정착 롤러(101)의 모선에 대하여 교차 각도 θ를 가지게 된다. 또한, 롤러가 이러한 상태로 되면, 후방측 단부에서는, 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 한쪽이 다른 쪽에 선행해서 정착 롤러(101)를 가압하기 시작한다. 동시에, 전방측 단부에서는, 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 다른 쪽이 하나의 롤러(다른 롤러)에 선행해서 정착 롤러(101a)를 가압하기 시작한다. 이때, 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104) 간의 압력 차이가 전방측 롤러 유지 프레임(206a)과 후방측 롤러 유지 프레임(206b)을 자율적으로 회전시켜서 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104) 간의 단부의 압력 차이를 상쇄시킨다. 전방측 롤러 유지 프레임(206a)과 후방측 롤러 유지 프레임(206b)이 서로에 대해 상대적으로 회전하여, 정착 롤러(101)의 곡면에 따른 기울기 위치에 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 위치를 결정한다. 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 상대적인 기울기 각도가 자유롭게 변하기 때문에, 정착 롤러(101)의 곡면에 따른 기울기 위치에 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 자세가 자율적으로 수정되어서, 외부 가열 벨트(105)가 정착 롤러(101)에 밀착된다. 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 양쪽 모두 균일하게 가압되어서, 전방측뿐만 아니라 후방측에서도 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)로부터 외부 가열 벨트(105)를 개재해서 정착 롤러(101)에 충분한 가열이 행하여진다.

(스티어링 기구)

도 6은 외부 가열 벨트를 외부 가열 벨트의 폭 방향으로 요동시키는 기울임(회전)부로서 기능하는 스티어링 기구의 설명도이다. 도 7은 스티어링 기구의 구동부의 설명도이다. 도 8은 스티어링 기구의 구동부의 확대도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 외부 가열 벨트(105)는 정착 롤러(101)의 회전에 의한 회전으로 상류 및 하류 롤러(103 및 104)의 축선 방향으로(벨트(105)의 폭 방향으로) 횡방향 이탈해서(어긋나서) 이동할 수 있다. 이 횡방향 이탈 이동의 원인은 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 평행도의 이탈 등이 원인으로 되고 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 상술한 것 같이 교차 각도 θ가 제공된다.

구체적으로, 외부 가열 벨트(105)와 정착 롤러(101)의 교차 각도 θ를 제공하는 것에 의해 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 이동의 방향을 반전시켜서 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 이동 범위가 소정의 각도 범위 내에 놓이도록 스티어링 제어를 행한다. 본 실시예에서, 교차 각도 θ는 정착 롤러(101)의 모선 방향과 2개의 롤러(103 및 104)의 축선 방향이 서로 실질적으로 평행이 될 때에 기준각(0°)에 기초하여 ±1.25°의 각도 범위 내에서 제어하고 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 정착 롤러(101)는 지지 케이싱의 일례로서 본체 측판(202)에 의해 회전 가능하게 지지되고 있다. 외부 가열 벨트(105)는, 외부 가열 벨트(105)와 정착 롤러(101) 사이에 접촉면(가열부)을 형성하면서 정착 롤러(101)의 회전에 의해 회전된다. 복수의 지지 롤러(지지부)인 상류 롤러(103) 및 하류 롤러(104)는 외부 가열 벨트(105)에 장력을 부여한다.

유지부로서 기능하는 가압 프레임(201)은 본체 측판(202) 사이에 탈착가능하게 장착된다. 가압 프레임(201)은 접촉면에서의 정착 롤러(101)의 모선과 외부 가열 벨트(105)의 모선(즉, 롤러(103 및 104)의 회전 축선)이 교차 각도 θ를 형성하도록 상류 및 하류 롤러(103 및 104)를 일체적으로 회전 가능하게 지지한다.

지지부로서 기능하는 요동 프레임(208)은, 상류 및 하류 롤러(103 및 104)를 회전 가능하게 지지하고, 교차 각도 θ를 제공하도록 가압 프레임(201)에 의하여 회전 가능하게 지지되고 있다. 가압 프레임(201), 요동 프레임(208), 상류 롤러(103), 하류 롤러(104) 및 외부 가열 벨트(105)는 일체로 조립되어 외부 가열 유닛(150)을 구성한다.

기울임(회전)부로서 기능하는 웜 휠(worm wheel)(118)은 가압 프레임(201)에 대하여 요동 프레임(208)을 기울이며, 즉 외부 가열 유닛(150)의 하부(150L)(도 12)를 상부(150U)(도 12)에 대하여 회전시킨다. 컨트롤러(140)는 웜 휠(118)의 동작을 제어해서 상류 롤러(103) 및 하류 롤러(104)에 따른 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 이동을 제어한다.

컨트롤러(140)는 외부 가열 벨트(105)에 장력을 부여하는 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)를 회전축(요동축)(209)을 중심으로 해서 일체적으로 기울여서, 외부 가열 벨트(105)와 정착 롤러(101)의 사이에 의도적으로 교차 각도 θ를 설정해서, 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 방향을 제어한다. 회전축(요동축)(209)은 외부 가열 벨트(105)와 정착 롤러(101)의 교차 각도 θ를 변화시키는 회전 중심(요동 중심)이다. 회전축(209)은 2개의 롤러(103, 104) 사이에 위치하는 외부 가열 벨트(105)의 면의, 정착 롤러(101)로부터 떨어진 측의 외부 가열 벨트(105)의 평면(도 3의 상부면)의 법선 방향에 실질적으로 평행하게 연장하는 축부이다. 가압 프레임(201)의 지지축(203)은 본체 측판(202) 사이에 단부가 고정되어 있다. 요동 프레임(208) 및 외부 가열 벨트(105)는 회전축(209)을 중심으로 가압 프레임(201)에 대하여 일체적으로 회전 가능하다. 요동 프레임(208)에 고정된 지지축(207a)은 본체 측판(202)으로부터 클리어런스(clearance)를 가진 채 유지되어, 웜 힐(118)의 아암부(118a)의 이동에 따라 클리어런스의 범위에서 화살표 H, J방향으로 이동가능하다.

회전축(119)을 중심으로 회전 가능한 부채꼴 형상의 웜 휠(118)은 웜 기어(120)에 맞물리고 있다. 모터(125)가 순방향으로 회전해서 웜 휠(118)을 화살표 G 방향으로 회전시키면, 아암부(118a)가 화살표 H 방향으로 이동해서 지지축(207a)을 화살표 H 방향으로 이동시킨다. 모터(125)가 역방향으로 회전해서 웜 휠(118)을 화살표 I 방향으로 회전시키면, 아암부(118a)가 화살표 J 방향으로 이동해서 지지축(207a)을 화살표 J 방향으로 이동시킨다(도 7, 도 8).

요동 프레임(208)의 전방이 화살표 H 방향 또는 J 방향으로 이동하면, 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)가 회전축(209)을 중심으로 회전하여, 정착 롤러(101)와 상류 및 하류 롤러(103, 104)의 사이에 교차 각도 θ가 설정된다. 정착 롤러(101)와 외부 가열 벨트(105)의 교차 각도 θ와, 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈(어긋남) 속도는 소정의 관계가 있다. 아암부(118a)의 이동량에 따라서 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈력이 변화하여, 외부 가열 벨트(105)의 상류 및 하류 롤러(103, 104)에 따른 횡방향 이탈(이동)의 방향 및 속도가 제어된다.

지지축(207a)이 어긋남력이 0인 점에서 H 방향으로 이동할 경우, 외부 가열 벨트(105)를 정착 롤러(101)의 후방측(화살표 M 방향)으로 이동시키는 어긋남력이 커진다. 지지축(207a)이 어긋남력이 0인 점에서 J 방향으로 이동할 경우, 외부 가열 벨트(105)를 정착 롤러(101)의 전방측(화살표 L 방향)으로 이동시키는 어긋남력이 커진다. 이렇게 하여, 지지축(207a)을 화살표 H, J 방향으로 이동시킴으로써, 외부 가열 벨트(105)가 어긋나는 방향을 제어할 수 있다.

(벨트 위치 센서)

도 9는 검출부로서의 벨트 위치 센서의 배치의 설명도이다. 도 10의 (a) 및 (b)는 각각 벨트 횡방향 이탈 방향과 센서 플래그의 회전 방향의 관계의 설명도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 벨트 위치 센서는 외부 가열 벨트(105)의 폭 방향 에지에 접촉하는 롤러(128), 이 롤러(128)에 접속되어 있는 아암(129), 이 아암(129)에 접속되어 있는 센서 플래그(132), 및 이 센서 플래그(132)의 회전 위치를 검출하는 포토 인터럽터(133, 134)를 주요 구성 요소로서 포함한다. 이하, 구체적으로 설명한다.

아암(129)과 롤러(128)는 회전축(136)을 중심으로 일체적으로 회전한다. 센서 플래그(132)는 회전축(137)을 중심으로 회전한다. 아암(129)과 센서 플래그(132)는 링크부(138)에 의해 맞물려서 회전력을 전달한다. 롤러(128)는 외부 가열 벨트(105)의 벨트 에지에 접촉하고 있다. 가압부로서의 비틀림 스프링(131)은 아암(129)에 토크를 부여해서 롤러(128)를 화살표 Q 방향으로 가압하고 있다. 그 때문에, 외부 가열 벨트(105)가 화살표 Q 방향으로 어긋나면(횡방향 이탈하면), 어긋난 외부 가열 벨트(105)에 추종하도록 링크부(138)가 화살표 P 방향으로 이동한다. 한편, 외부 가열 벨트(105)가 화살표 R 방향으로 어긋나면, 마찬가지로, 링크부(138)가 화살표 O 방향으로 이동한다.

센서 플래그(132)를 따라 포토 인터럽터(133, 134)가 배치된다. 포토 인터럽터(133, 134)는 센서 플래그(132)에 형성된 2개의 슬릿(SL1, SL2)의 4개의 에지를 검출해서 그 검출의 출력을 반전시킨다. 센서 플래그(132)의 4개의 에지에 대응해서 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 위치가 규정되어 있다. 일례로서, 외부 가열 벨트(105)가 5㎜의 진폭으로 횡방향 이탈 이동을 되풀이하도록 포토 인터럽터(133, 134)가 배치되어 있다.

도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 외부 가열 벨트(105)가 화살표 R 방향으로 어긋난 경우, 아암(129)이 화살표 S 방향으로 회전하여 센서 플래그(132)가 화살표 T 방향으로 회전해서 포토 인터럽터(133)를 오프로 하고, 포토 인터럽터(134)를 온으로 한다. 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 외부 가열 벨트(105)가 화살표 Q 방향으로 어긋난 경우, 아암(129)이 화살표 U 방향으로 회전하여 센서 플래그(132)가 화살표 V 방향으로 회전해서 포토 인터럽터(133)를 온으로 하고, 포토 인터럽터(134)를 오프로 한다.

(비교예)

도 11의 (a)는 비교예의 정착 디바이스의 요동 프레임의 회전의 설명도이다. 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 비교예의 정착 디바이스(9H)에서, 요동 프레임(208)은, 실시예 1에서와 마찬가지로 회전축(209)을 중심으로 가압 프레임(201)에 대하여 회전 가능하다. 이 때문에, 가압 프레임(201)을 정착 디바이스(9H)의 케이싱으로부터 장착 해제 또는 케이싱에 장착할 때에 요동 프레임(208)이 회전해서 주위의 부품에 접촉할 수 있다. 그 때문에, 정착 디바이스(9H)의 케이싱에 외부 가열 유닛(150H)을 조립할 때에, 요동 프레임(208)의 자세가 정해지지 않아서, 요동 프레임(208)이 외부 가열 유닛(150H)의 장착 작업에 지장을 줄 우려가 있다.

외부 가열 유닛(150H)의 교환(교체) 작업에서는, 장착 해제된 외부 가열 유닛(150H)을 가압 프레임(201)의 면을 아래로 향한 상태로 테이블 위에 재치한다. 이 상태로 한쪽의 롤러 유지 프레임(206)을 장착 해제하면, 외부 가열 벨트(105)를 상류 롤러(103) 및 하류 롤러(104)를 따라 빼낼 수 있다.

비교예에서는, 외부 가열 벨트(105)를 교체하는 경우, 요동 프레임(208)이 제한없이 회전할 수 있으므로, 외부 가열 벨트(105)의 장착 해제 및 장착에 시간이 걸린다. 외부 가열 유닛(150H)이 제한없이 회전할 수 있는 상태에서는, 롤러 유지 프레임(206)의 위치가 안정되지 않기 때문에, 롤러 유지 프레임(206)은 외부 가열 벨트(105)의 교환 작업에 지장이 생기게 한다.

따라서, 실시예 1에서는 회전각이 소정의 각도보다 작도록 요동 프레임(208)의 회전을 규제(제한)하기 위한 제한 기구가 외부 가열 유닛(150)에 제공된다. 정착 디바이스(9)의 케이싱에 외부 가열 유닛(150)을 조립할 때, 요동 프레임(208)의 회전이 일정 범위 내에 놓이게 되고, 그 결과, 정착 디바이스(9)의 케이싱과 외부 가열 유닛(150)의 조립을 쉽게 하고 있다.

(규제 기구)

도 12는 외부 가열 유닛의 구성의 설명도이다. 도 13은 가압 프레임의 구성의 설명도이다. 도 14는 요동 프레임의 구성의 설명도이다. 도 15의 (a), (b) 및 (c)는 요동 프레임의 기울기(회전) 규제의 설명도이다. 도 16은 교차 각도와 기울기 한계 각도의 관계의 설명도이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 규제부로서 기능하는 회전 규제 부재(211)는, 외부 가열 유닛(150)이 본체 측판(202)으로부터 장착 해제된 상태에서, 가압 프레임(201)에 대한 요동 프레임(208)의 기울기(회전) 각도를 소정의 각도 범위 이내(본 실시예에서는 ±4°이내)로 규제한다. 회전 규제 부재(211)는 소정의 각도 범위 내의 한계를 가지고 가압 프레임(201)에 대한 요동 프레임(208)의 기울기 각도를 제공하는 기구이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 회전 규제 부재(211)에 의해 허용되는 각도 범위 β(본 실시예에서는 4°)는, 요동 프레임(208)이 스티어링 기구에 의해 가압 프레임(201)의 축선 내에서 교차할 수 있는 각도 범위(도 5에서 θ) αmax(1.25°)를 내측에 포함한다. 여기서, 도 16의 점선 O는, 상술한 것과 같이, 외부 가열 벨트(105)가 정착 롤러(101)를 실질적으로 교차하지 않는 상태, 즉, 2개의 롤러(103 및 104)의 회전 축선이 정착 롤러(101)의 회전 축선(모선)과 실질적으로 평행한 상태를 나타내고 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 외부 가열 유닛(150)은 가압 프레임(201)을 포함하는 상부(150U)와, 외부 가열 벨트(105) 및 요동 프레임(208)을 포함하는 하부(150L)로 대략 구분된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 외부 가열 유닛(150)은 정착 디바이스(9)의 본체 측판(202) 사이에 지지축(203)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

외부 가열 유닛(150)의 하부(150L)는 회전축(209)에 의해 가압 프레임(201)으로부터 현수되도록 지지되어, 상부(150U)에 대하여 회전축(209)을 중심으로 회전 가능하다. 하부(150L)가 상부(150U)에 대하여 회전하더라도, 정착 디바이스(9)와 가압 프레임(201)의 평행 관계는 일정하게 유지되고, 동시에, 요동 프레임(208)과 상류 및 하류 롤러(103, 104)의 평행 관계는 일정하게 유지된다.

도 13에 도시된 바와 같이, 가압 프레임(201)의 하부면에는 회전 규제 부재(211)가 고정되어 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 요동 프레임(208)의 상부면에서, 요동 프레임(208)의 기울기(회전) 중심 영역의 각각의 측면(208a, 208b)은 판금 재료를 인출함으로써 사다리꼴 형상으로 외측으로 돌출된다.

도 15의 (a)에 도시된 바와 같이, 요동 프레임(208)은 회전축(209)을 중심으로 가압 프레임(201)에 대하여 화살표에 의해 도시된 바와 같이 회전 가능하다. 그러나, 측면(208a, 208b)의 내측에 가압 프레임(201)의 회전 규제 부재(211)가 들어간다. 이 때문에, 가압 프레임(201)에 대한 요동 프레임(208)의 기울기(회전) 범위는 측면(208a, 208b)의 내벽면에 회전 규제 부재(211)가 접하는 기울기(회전) 각도에 의해 제한된다.

도 15의 (b)에 도시된 바와 같이, 요동 프레임(208)이 위로부터 보아서 반시계 방향으로 회전하는 경우, 요동 프레임(208)의 측면(208a)이 회전 규제 부재(211)와 접촉해서 스토퍼를 구성하여 요동 프레임(208)의 회전(기울기)이 규제된다.

도 15의 (c)에 도시된 바와 같이, 요동 프레임(208)이 위로부터 보아서 시계 반향으로 회전하는 경우, 요동 프레임(208)의 측면(208b)이 회전 규제 부재(211)와 접촉해서 스토퍼를 구성하여 요동 프레임(208)의 회전(기울기)이 규제된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 이동의 방향을 반전할 때에 사용되는 정착 롤러(101)와 외부 가열 벨트(105)의 교차 각도는 ±θ(본 실시예에서는 ± 1.25°)이다. 또한, 교차 각도 θ에서의 반전에 의해 횡방향 이탈 이동의 방향이 반전되지 않았을 경우, 완전한 횡방향 이탈(이동)을 회피하기 위해, 교차 각도 ±θ의 2배의 값으로 설정된 교차 각도 ±θmax(±2.5°)가 채용된다.

도 16에 도시된 바와 같이, 회전 규제 부재(211)에 의해 요동 프레임(208)이 규제된 상태에서의 요동 프레임(208)과 가압 프레임(201)이 이루는 각도를 β라고 한다. 실시예 1에서는, 요동 프레임(208)과 가압 프레임(201)의 기울기 각도를 교차 각도 θmax의 2배인 α보다 큰 기울기 각도 β로 규제하여, 요동 프레임(208)이 더 이상 회전할(기울여질) 수 없도록 했다.

β≥αmax

본 실시예에서는, 부품 공차에 따라 각도 β가 변하기 때문에, 설계값으로서 β>αmax를 이용하고 있다. 각도 β가 αmax보다 작을 경우, 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 제어에서 요동 프레임(208)은 각도 ±θmax까지 회전할 수 없어서 요동 프레임(208)의 회전은 각도 β에서 정지된다. 실시예 1에서, αmax=2°, β=4°이다.

회전 규제 부재(211)는 회전축(209) 주변에서 요동 프레임(208)과 접촉하여 외부 가열 유닛(150)의 회전(기울기)을 전체로서 규제한다. 그러나, 접촉하는 면의 위치의 치수의 변동에 의한 기울기 각도 β에의 영향의 정도를 낮추기 위해, 중앙의 회전축(209)으로부터 떨어진 위치에서 외부 가열 벨트 유닛의 비틀림을 규제하는 부분을 마련하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는, 외부 가열 벨트(105)를 이용해서 정착 롤러(101)에 열을 공급하는 구성으로, 외부 가열 유닛(150)에 회전축(209)을 마련해서 교차 각도 θ를 변화시켜서 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 이동을 제어한다. 그때, 외부 가열 벨트(105)의 회전을 규제하는 회전 규제 부재(211)를 마련하여, 정착 디바이스(9)에의 외부 가열 유닛(150)의 조립을 쉽게 하고 있다.

본 실시예에서는, 회전 규제 부재(211)가 요동 프레임(208)의 측면(208a, 208b)에 접촉하여 가압 프레임(201)에 대한 요동 프레임(208)의 회전이 규제되어서 외부 가열 유닛(150)의 편향 각도가 규제된다. 이러한 방식으로, 기울기(회전) 한계 각도를 설정함으로써, 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 이동의 제어가 외부 가열 유닛(150)의 반사 각도에 의해 영향을 받는 것이 방지된다.

본 실시예에서는, 외부 가열 유닛(150)이 단독으로 들어 올려졌을 때에, 요동 프레임(208)이 크게 회전하지 않기 때문에, 정착 디바이스(9)의 본체 측판(202) 사이에 외부 가열 유닛(150)을 장착하는 작업이 용이하다. 외부 가열 벨트(105)의 자세가 정해진 상태로 외부 가열 유닛(150)을 장착함으로써, 도 11에 도시되는 비교예와는 달리, 본체 측판(202)과 외부 가열 유닛(150)의 위치 관계가 크게 어긋나지 않는다. 이 때문에, 축(207a)을 아암부(118a)에 끼워 넣을 때의 부품끼리의 접촉 가능성이 작아진다.

본 실시예에서는, 외부 가열 유닛(150)에서, 정착 롤러(101)를 유지하는 본체 측판(202) 사이에 고정되는 부분과, 그 부분에 대하여 회전 가능하게 배치되어 외부 가열 벨트(105)를 유지하는 부분 사이에 최대 기울기 각도를 규제한다. 규제 각도를 횡방행 이탈 제어 동안에 사용하는 각도보다 크게 함으로써, 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 제어에 대한 영향을 제거한다.

본 실시예에서는, 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈을 제어하기 위해, 외부 가열 벨트(105) 자체가 비틀어진 구성이 채용되었지만, 외부 가열 유닛(150)을 본체 측판(202) 사이에 장착할 때에 외부 가열 벨트(105)의 자세가 정해진다. 이 때문에, 외부 가열 유닛(150)을 장착하는 것은 용이하다. 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 제어에 사용되는 비틀림 각도의 최대값보다 큰 각도로 회전을 규제하므로, 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 제어는 불리하게 영향받지 않는다.

(실시예 2)

도 17은 실시예 2의 외부 가열 유닛의 장착 해제 상태의 정면도이다. 도 18은 본 실시예의 외부 가열 유닛의 장착 해제 상태의 평면도이다. 도 19는 본 실시예의 외부 가열 유닛의 장착 상태의 정면도이다. 도 20은 본 실시예의 외부 가열 유닛의 장착 상태의 평면도이다.

도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 실시예 1에서는, 외부 가열 유닛(150)의 회전이 규제되지만, 외부 가열 유닛(150)은 규제 범위 내에서는 여전히 회전 가능하기(기울일 수 있기) 때문에, 외부 가열 유닛(150)의 회전이 아암부(118a)에 대한 지지축(207a)의 위치에 지장을 줄 우려가 있다.

따라서, 본 실시예에서는, 도 17에 도시된 바와 같이, 실시예 1의 구성 이외에, 외부 가열 유닛(150)의 장착 및 장착 해제에 따라 작동하여 요동 프레임(208)의 회전(기울기)를 정지시키는 로크 기구(160)를 마련하였다. 실시예 2에서, 로크 기구(160) 이외의 구성은 실시예 1의 구성과 동일하기 때문에, 도 17 내지 도 20에서 실시예 1과 2에 공통되는 구성 요소는 동일한 참조 부호 또는 기호에 의해 표현되며, 중복하는 설명은 생략한다.

도 19에 도시된 바와 같이, 규제부로서의 로크 기구(160)는 소정의 부품(구성 요소)의 일례로서의 가압 프레임(201)의 장착 해제 동작에 따라 가압 프레임(201)에 대한 요동 프레임(208)의 회전을 규제하는 기구이다. 가압 프레임(201)은 가압 프레임(201), 요동 프레임(208), 상류 롤러(103), 하류 롤러(104) 및 외부 가열 벨트(105)를 본체 측판(202)으로부터 제거하기 위해 장착 해제되는 부품의 하나이다. 로크 기구(160)는 가압 프레임(201)의 장착 동작에 따라 가압 프레임(201)에 대한 요동 프레임(208)의 기울기의 규제를 해제한다.

정착 커버(214)는 소정의 부품 또는 소정의 부품에 대하여 위치가 고정된 부품의 일례이다. 레버 부재의 일례인 회전 정지 부재(213)는 가압 프레임(201)에 의해 축 지지되어 그 회전 단부에서 요동 프레임(208)에 접촉가능하다. 가압 수단의 일례인 탄성 부재(212)는 회전 단부가 요동 프레임(208)에 접촉되는 방향으로 회전 정지 부재(213)를 가압한다. 가압 프레임(201)이 본체 측판(202) 사이에 장착된 상태에서는, 정착 커버(214)가 회전 정지 부재(213)를 탄성 부재(212)에 의한 가압에 대항하여 회전시켜서 회전 단부를 요동 프레임(208)으로부터 이격시킨다.

도 17에 도시된 바와 같이, 외부 가열 유닛(150)의 가압 프레임(201)에 로크 기구(160)가 배치된다. 로크 기구(160)는 회전축(213b)을 중심으로 해서 회전 정지 부재(213)를 회전 가능하게 지지하고 있다. 회전 정지 부재(213)는 비틀림 스프링인 탄성 부재(212)에 의해 요동 프레임(208)을 향해 가압하고 있다. 로크 기구(160)는, 외부 가열 유닛(150) 단독의 경우에, 요동 프레임(208)과 가압 프레임(201)의 상대 회전을 고정하여 외부 가열 벨트(105) 단독의 교환성을 향상시킨다.

도 18에 도시된 바와 같이, 롤러 유지 프레임(206)은 외부 가열 벨트(105)에 장력을 부여하는 지지 롤러(103, 104)를 유지한다. 롤러 유지 프레임(206)은 요동 프레임(208)을 통해서 가압 프레임(201)과 비틀림 관계에 있다. 회전 정지 부재(213)는 외부 가열 유닛(150)의 길이 방향에 대하여 회전축(209)의 전방 및 후방측의 두 위치에 배치되어 있다. 외부 가열 유닛(150)을 정착 디바이스(9)로부터 장착 해제한 상태에서, 탄성 부재(212)에 의해 가압된 회전 정지 부재(213)가 요동 프레임(208)에 접촉하여 가압 프레임(201)에 대한 요동 프레임(208)의 회전을 정지시키고 있다. 로크 기구(160)는 요동 프레임(208)과 가압 프레임(201) 간의 비틀림을 방지하여 서로 간의 위치 관계를 고정하고 있다.

도 19에 도시된 바와 같이, 정착 디바이스(9)의 본체 측판(202) 사이에 외부 가열 유닛(150)을 장착하면, 로크 기구(160)는 요동 프레임(208)과 가압 프레임(201)의 상대적인 회전의 고정을 해제하여, 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 이동 제어를 가능하게 한다. 외부 가열 유닛(150)을 정착 디바이스(9)에 조립하는 과정에서, 정착 디바이스(9)의 정착 커버(214)에 배치된 돌기부(215)가 회전 정지 부재(213)를 밀어서 회전 정지 부재(213)를 회전시킨다.

도 20에 도시된 바와 같이, 로크 기구(160)가 해제되면, 회전 정지 부재(213)가 요동 프레임(208)으로부터 퇴피하여, 요동 프레임(208)이 가압 프레임(201)에 대하여 회전 가능하게 된다.

실시예 2에서, 외부 가열 유닛(150) 단독의 경우에는, 요동 프레임(208)과 가압 프레임(201)을 고정해 놓고, 정착 디바이스(9)에 외부 가열 유닛(150)을 장착했을 때에 요동 프레임(208)이 가압 프레임(201)에 대하여 회전 가능하게 된다. 이 때문에, 수동 조작되는 로크 기구와는 달리, 수동 로크, 수동 로크의 해제를 행할 필요가 없다.

본 실시예에서, 로크 기구(160)가 추가되기 때문에, 실시예 1과 비교하여 구성이 복잡화되어 비용이 상승하는 단점이 있다. 그러나, 외부 가열 유닛(150) 단독의 경우, 로크 기구(160)가 요동 프레임(208)과 가압 프레임(201)의 비틀림을 방지하므로, 외부 가열 벨트(105)의 교환성이 실시예 1과 비교하여 향상된다. 가압 프레임(201)을 아래로 해서 외부 가열 유닛(150)을 테이블 위에 장착한 경우, 상류 롤러(103) 및 하류 롤러(104)가 회전해서 이탈하지 않으므로, 외부 가열 벨트(105)를 교체할 때의 작업성이 실시예 1과 비교하여 향상된다.

본 실시예에서의 로크 기구(160)는 실시예 1의 회전 규제 부재(211)와 조합하지 않고 단독으로 사용할 수도 있다. 로크 기구(160)는 레버를 정착 커버의 돌기에 가압하여 로크 및 로크의 해제를 제어하는 기구에 한정되지 않는다. 로크 기구(160)는 외부 가열 유닛(150)을 본체 측판(202) 사이로부터 장착 해제하는 조작에 따라 요동 프레임(208)을 로크하는 기구로 대체할 수도 있다.

이상, 본 발명이 적용되는 실시예 1, 2에 대해서 설명했지만, 본 발명의 사상의 범위 내에서 실시예 1, 2에서 설명한 구성의 일부 또는 전부를 다른 구성으로 대체할 수도 있다.

예를 들면, 정착 롤러 및 외부 가열 벨트의 가열 기구(히터)는 할로겐 히터에 한하지 않고, 여자 코일을 제공하여 전자기 유도를 통해 가열하는 기구로 대체할 수도 있다.

또한, 외부 가열 벨트에 의해 가열되는 가열 회전체는 정착 롤러에 한하지 않고, 가압 롤러일 수도 있다.

화상 가열 장치는 정착 디바이스 이외에도 부분적으로, 또는 전체적으로 정착된 화상의 화상 광택 및 표면 특성을 조정하는 표면 가열 장치를 포함하며, 정착된 화상이 형성된 기록재의 컬 제거 장치를 포함한다. 화상 가열 장치는, 화상 가열 장치가 화상 형성 장치에 조립되는 구성 이외에, 단일의 장치, 또는 단독으로 배치되어 동작하는 구성 요소로서 실시될 수도 있다. 화상 형성 장치는 모노크롬/풀 컬러, 급지/기록재 반송/중간 전사, 토너 화상 형성 및 토너 화상 전사의 방식에 관계없이 실시될 수 있다. 본 발명은 화상 가열 장치에 필요한 디바이스, 장비 및 케이싱 구조를 추가해서, 프린터, 각종 인쇄기, 복사기, FAX기 및 복합기 등의 여러 가지 용도의 화상 형성 장치에서 실시될 수 있다.

또한, 실시예 1, 2에서, 본 발명의 적용예로서 화상 가열 장치(정착 디바이스)에 대해서 설명하였지만, 예를 들면, 본 발명은 다음과 같은 구성에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

예를 들면, 본 발명은 중간 전사체로서 무단의 중간 전사 벨트가 이용되는 구성에 적용할 수 있다. 이러한 구성에서, 중간 전사 벨트는 감광체의 회전에 의해 회전하도록 2개의 지지 롤러에 의해 회전 가능하게 구성되고, 이러한 중간 전사 벨트와 2개의 지지 롤러는, 상기 실시예와 마찬가지로, 감광체의 모선 방향(축선 방향)에 대하여 일체적으로 교차하도록 배치된다. 이러한 방식으로, 본 발명은 중간 전사 벨트의 횡방향 이탈 기구로서 마찬가지로 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 화상 형성 장치에 구비되는, 구동 회전체의 회전에 의해 회전되도록 2개의 지지 롤러에 의해 그 내면에서 회전 가능하게 지지되는 엔드리스 벨트에도 적용할 수 있다. 이 경우, 엔드리스 벨트와 2개의 지지 롤러는 구동 회전체의 모선 방향(축선 방향)에 대하여 일체적으로 교차하도록 구성된다.

본 발명이 본 명세서에 개시된 구조를 참조하여 설명되었지만, 설명된 세부 사항에 한정되는 것은 아니며, 본 출원은 개선 사항의 목적 또는 첨부된 특허청구범위의 범주 내에 놓이는 변경 또는 변화를 포함하도록 의도된다.

Claims

시트 상의 화상을 가열하는 가열 회전체와,
상기 가열 회전체의 외면에 접촉해서 상기 가열 회전체를 가열하는 엔드리스 벨트 및 상기 엔드리스 벨트의 내면을 회전 가능하게 지지하는 지지부를 포함하는 벨트 유닛과,
상기 벨트 유닛을 회전 가능하게 유지하는 유지부와,
상기 엔드리스 벨트가 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향에 대해서 미리결정된 구역에서 벗어난 것을 검출하는 검출부와,
상기 검출부의 출력에 기초하여 상기 엔드리스 벨트를 상기 미리결정된 구역 내로 되돌리는 방향으로 상기 유지부에 대하여 상기 벨트 유닛을 기울이는 기울임부와,
상기 기울임부에 의해 상기 벨트 유닛이 기울어질 수 있는 각도 범위보다 넓은 미리결정된 각도 범위를 초과하는 각도로 상기 벨트 유닛이 기울어지는 것을 규제하는 규제부를 포함하는, 화상 가열 장치.
제1항에 있어서,
상기 규제부는 상기 유지부 상에 제공되는, 화상 가열 장치.
제1항에 있어서,
상기 지지부는 히터가 내장된 롤러인, 화상 가열 장치.
제1항에 있어서,
상기 가열 회전체를 회전 구동시키는 구동 기구를 더 포함하고,
상기 엔드리스 벨트는 상기 가열 회전체의 회전에 의해 회전되도록 구성되는, 화상 가열 장치.
제1항에 있어서,
상기 가열 회전체는 롤러인, 화상 가열 장치.
제1항에 있어서,
상기 가열 회전체와의 사이에 시트를 협지하여 반송하기 위한 닙을 형성하는 닙 형성 부재를 더 포함하는, 화상 가열 장치.
시트 상의 토너 화상을 가열하는 가열 회전체와,
상기 가열 회전체의 외면에 접촉해서 상기 가열 회전체를 가열하는 엔드리스 벨트 및 상기 엔드리스 벨트의 내면을 회전 가능하게 지지하는 롤러를 포함하는 벨트 유닛과,
상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 위치를 검출하는 검출부와,
상기 검출부의 출력에 기초하여, 상기 엔드리스 벨트를 상기 가열 회전체에 대하여 가압한 상태에 있는 상기 롤러의 축선이 상기 가열 회전체의 모선과 교차하도록 상기 벨트 유닛을 기울이는 기울임부와,
상기 기울임부에 의해 기울어진 상기 벨트 유닛의 기울기 각도 범위보다 넓은 미리결정된 기울기 각도 범위를 초과하는 각도로 상기 벨트 유닛이 기울어지는 것을 규제하는 규제부를 포함하는, 화상 가열 장치.
제7항에 있어서,
상기 벨트 유닛을 회전 가능하게 유지하는 유지부를 더 포함하고,
상기 규제부는 상기 유지부 상에 제공되는, 화상 가열 장치.
제7항에 있어서,
상기 롤러에 내장되어 상기 엔드리스 벨트를 가열하는 히터를 더 포함하는, 화상 가열 장치.
제7항에 있어서,
상기 가열 회전체를 회전 구동시키는 구동 기구를 더 포함하고,
상기 엔드리스 벨트는 상기 가열 회전체의 회전에 의해 회전되도록 구성되는, 화상 가열 장치.
제7항에 있어서,
상기 가열 회전체는 롤러인, 화상 가열 장치.
제7항에 있어서,
상기 가열 회전체와의 사이에 시트를 협지하여 반송하기 위한 닙을 형성하는 닙 형성 부재를 더 포함하는, 화상 가열 장치.
시트 상의 토너 화상을 가열하는 가열 회전체와,
상기 가열 회전체의 외면에 접촉해서 상기 가열 회전체를 가열하는 엔드리스 벨트와,
상기 엔드리스 벨트의 내면을 회전 가능하게 지지하는 2개의 롤러와,
상기 2개의 롤러를 지지하는 지지부와,
상기 지지부를 요동가능하게 유지하는 유지부와,
상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 위치를 검출하는 검출부와,
상기 검출부의 출력에 기초하여, 상기 엔드리스 벨트를 상기 가열 회전체에 대하여 가압한 상태에 있는 상기 2개의 롤러가 상기 가열 회전체에 대하여 일체적으로 교차하도록, 상기 유지부에 대하여 상기 지지부를 요동시키는 요동부와,
상기 요동부에 의해 상기 지지부가 요동될 수 있는 각도 범위보다 넓은 미리결정된 각도 범위를 초과하는 각도로 상기 지지부가 요동하는 것을 규제하는 규제부를 포함하는, 화상 가열 장치.
제13항에 있어서,
상기 요동부는, 상기 엔드리스 벨트에 대하여 상기 가열 회전체와는 반대측에 제공되고, 상기 2개의 롤러의 사이에 위치되며 상기 가열 회전체로부터 떨어진 측의 상기 엔드리스 벨트의 평면의 법선 방향에 실질적으로 평행한 요동축을 갖고,
상기 요동부는 상기 검출부의 출력에 기초하여 상기 요동축을 중심으로 상기 유지부를 요동시키는, 화상 가열 장치.
시트 상의 화상을 가열하는 가열 회전체와,
상기 가열 회전체의 외면에 접촉해서 상기 가열 회전체를 가열하는 엔드리스 벨트 및 상기 엔드리스 벨트의 내면을 회전 가능하게 지지하는 지지부를 포함하는 벨트 유닛과,
상기 엔드리스 벨트가 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향에 대해서 미리결정된 구역에서 벗어난 것을 검출하는 검출부와,
상기 검출부의 출력에 기초하여, 상기 엔드리스 벨트를 상기 미리결정된 구역 내로 되돌리는 방향으로 상기 벨트 유닛을 기울이는 기울임부와,
상기 벨트 유닛이 기울어지는 것을 규제하는 규제부를 포함하는, 화상 가열 장치.
제15항에 있어서,
상기 기울임부는 미리결정된 기울기 중심을 중심으로 미리결정된 각도 범위 내에서 상기 벨트 유닛을 기울이고,
상기 규제부는 상기 미리결정된 각도 범위보다 넓은 각도 범위를 초과하는 각도로 상기 벨트 유닛이 기울어지는 것을 규제하는, 화상 가열 장치.
엔드리스 벨트 및 상기 엔드리스 벨트의 내면을 회전 가능하게 지지하는 지지부를 포함하는 벨트 유닛과,
상기 엔드리스 벨트의 외면에 접촉해서 그 회전에 의해 상기 엔드리스 벨트를 회전시키는 구동 회전체와,
상기 벨트 유닛을 회전 가능하게 유지하는 유지부와,
상기 엔드리스 벨트가 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향에 대해서 미리결정된 구역에서 벗어난 것을 검출하는 검출부와,
상기 검출부의 출력에 기초하여, 상기 엔드리스 벨트를 상기 미리결정된 구역 내로 되돌리는 방향으로 상기 유지부에 대하여 상기 벨트 유닛을 기울이는 기울임부와,
상기 기울임부에 의해 상기 벨트 유닛이 기울어질 수 있는 각도 범위보다 넓은 미리결정된 각도 범위를 초과하는 각도로 상기 벨트 유닛이 기울어지는 것을 규제하는 규제부를 포함하는, 화상 형성 장치.
엔드리스 벨트 및 상기 엔드리스 벨트의 내면을 회전 가능하게 지지하는 롤러를 포함하는 벨트 유닛과,
상기 엔드리스 벨트의 외면에 접촉해서 그 회전에 의해 상기 엔드리스 벨트를 회전시키는 구동 회전체와,
상기 벨트 유닛을 회전 가능하게 유지하는 유지부와,
상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 위치를 검출하는 검출부와,
상기 검출부의 출력에 기초하여, 상기 엔드리스 벨트를 상기 구동 회전체에 대하여 가압한 상태에 있는 상기 롤러의 축선이 상기 구동 회전체의 모선과 교차하도록, 상기 유지부에 대하여 상기 벨트 유닛을 기울이는 기울임부와,
상기 기울임부에 의해 상기 벨트 유닛이 기울어질 수 있는 각도 범위보다 넓은 미리결정된 각도 범위를 초과하는 각도로 상기 벨트 유닛이 기울어지는 것을 규제하는 규제부를 포함하는, 화상 형성 장치.
엔드리스 벨트와,
상기 엔드리스 벨트의 내면을 회전 가능하게 지지하는 2개의 롤러와,
상기 엔드리스 벨트의 외면에 접촉해서 그 회전에 의해 상기 엔드리스 벨트를 회전시키는 구동 회전체와,
상기 2개의 롤러를 지지하는 지지부와,
상기 지지부를 요동가능하게 유지하는 유지부와,
상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 위치를 검출하는 검출부와,
상기 검출부의 출력에 기초하여, 상기 엔드리스 벨트를 상기 구동 회전체에 대하여 가압한 상태에 있는 상기 2개의 롤러가 상기 구동 회전체에 대하여 일체적으로 교차하도록 상기 유지부에 대하여 상기 지지부를 요동시키는 요동부와,
상기 요동부에 의해 상기 지지부가 요동될 수 있는 각도 범위보다 넓은 미리결정된 각도 범위를 초과하는 각도로 상기 지지부가 요동하는 것을 규제하는 규제부를 포함하는, 화상 형성 장치.
제19항에 있어서,
상기 요동부는, 상기 엔드리스 벨트에 대하여 상기 구동 회전체와는 반대측에 제공되고, 상기 2개의 롤러의 사이에 위치되며 상기 구동 회전체로부터 떨어진 측의 상기 엔드리스 벨트의 평면의 법선 방향에 실질적으로 평행한 요동축을 갖고,
상기 요동부는 상기 검출부의 출력에 기초하여 상기 요동축을 중심으로 상기 지지부를 요동시키는, 화상 형성 장치.