KR101669319B1 - 화상 가열 장치 및 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 화상 가열 장치는, 가열 회전체와, 가열 회전체를 가열하는 엔드리스 벨트 및 엔드리스 벨트의 내면을 회전 가능하게 지지하는 지지부를 포함하는 벨트 유닛과, 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지에 접촉하는 접촉부와, 접촉부를 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지를 향해 가압하는 가압부와, 접촉부의 위치에 따라 엔드리스 벨트가 소정의 구역에서 벗어난 것을 검출하는 검출부와, 검출부의 출력에 기초하여 엔드리스 벨트를 소정의 구역 내로 되돌리는 방향으로 벨트 유닛을 기울이는 기울임부와, 가압부의 가압력에 대항하여 접촉부를 엔드리스 벨트로부터 퇴피시키는 퇴피부를 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 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지에 접촉하는 접촉부와; 상기 접촉부를 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지를 향해 가압하는 가압부와; 상기 접촉부의 위치에 따라 상기 엔드리스 벨트가 소정의 구역에서 벗어난 것을 검출하는 검출부와; 상기 검출부의 출력에 기초하여 상기 엔드리스 벨트를 상기 소정의 구역 내로 되돌리는 방향으로 상기 벨트 유닛을 기울이는 기울임부와; 상기 가압부의 가압력에 대항하여 상기 접촉부를 상기 엔드리스 벨트로부터 퇴피시키는 퇴피부를 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 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지와 접촉하는 접촉부와; 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지를 향해 상기 접촉부를 가압하는 가압부와; 상기 접촉부의 위치에 따라 상기 엔드리스 벨트가 소정의 구역에서 벗어난 것을 검출하는 검출부와; 상기 검출부의 출력에 기초하여 상기 엔드리스 벨트를 상기 소정의 구역 내로 되돌리는 방향으로 상기 벨트 유닛을 기울이는 기울임부와; 상기 가압부의 가압력에 대항하여 상기 접촉부를 상기 엔드리스 벨트로부터 퇴피시키는 퇴피부를 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 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 횡방향 이탈(어긋남)량 검출 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 11은 외부 가열 벨트의 교환 동작의 설명도.
도 12는 센서 퇴피 기구의 동작의 설명도.
도 13은 센서 퇴피 기구의 구성의 설명도.
도 14는 퇴피 부재의 동작의 설명도.
도 15는 센서 퇴피 기구의 동작의 설명도.
도 16은 센서 퇴피 기구의 구성의 설명도.
도 17은 퇴피 부재의 동작의 설명도.

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시예에 대해서 구체적으로 설명한다.

<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(시트)(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)에서 4색의 토너 화상이 2차 전사된 기록재(P)는 정착 디바이스(장치)(9)로 반송되고, 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 클리닝부(15)는 2차 전사부(T2)에서 기록재(P)에 전사되지 않고 중간 전사 벨트(130)에 부착된 전사 잔여 토너를 회수한다.

<실시예 1>

(정착 디바이스)

도 2는 화상 가열 장치로서 기능하는 정착 디바이스의 모식 단면도이다.

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(P)를 협지하고 반송하여, 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.

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)

도 2에 도시된 바와 같이, 화상 형성 장치(100)에는 두꺼운 종이 등 평량(단위 면적당 중량)이 큰 기록재에 대해서도 높은 생산성(단위 시간당의 프린트 매수)을 제공할 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, 정착 디바이스(9)에서는, 정착 롤러(101)에 대하여 엔드리스 벨트인 외부 가열 벨트(105)를 접촉 및 분리 가능하게 배치하고 있다. 외부 가열 벨트(105)는 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)로부터 정착 롤러(101)에 열 전도를 행하는 접촉 면적을 늘려서 정착 롤러(101)의 가열 효율을 향상시킨다.

정착 디바이스(9)는 외부 가열 벨트(105)를 정착 롤러(101)로부터 이격(분리)시킨 상태로 다음 화상 형성 잡을 대기한다. 화상 형성 장치(100)에 화상 형성 잡이 송신되면, 화상 형성 장치(100) 내의 각각의 디바이스에서 준비 동작이 개시되어, 정착 디바이스(9)에서 가열 동작이 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 유지된다.

외부 가열 벨트(105)는 정착 롤러(101)의 외주면에 접촉하여 가열부(닙)(Ne)을 형성하여 정착 롤러(101)를 외부로부터 가열한다. 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 마찰 전기적으로 구동되어 정착 롤러(101)의 회전에 의해 화살표 접촉 방향으로 회전한다.

지지부로서 기능하는 상류 롤러(지지 롤러)(103)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.

지지부로서 기능하는 하류 롤러(지지 롤러)(104)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 더럽혀진다. 클리닝 롤러(108)는 그 표면에 마련되어진 실리콘 고무층 상의 토너나 종이 부스러기 등의 이물을 흡착한다. 클리닝 롤러(108)는 소정의 압력으로 외부 가열 벨트(105)에 의해 가압되고, 외부 가열 벨트(105)의 회전에 의해 회전하여 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 벨트(105)는 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)에 의해 연장되어 장력이 부여된다. 외부 가열 벨트(105)는 정착 롤러(101)의 회전에 의해 회전하도록 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)에 의해 그 내면에서 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 기구로서 기능하는 가압 프레임(201)은 정착 디바이스(9)의 케이싱 프레임(9f)에 대하여 지지축(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)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 유지부로서 기능하는 롤러 유지 프레임(206a)에 의해 지지되고, 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 후방측의 단부는 유지부로서 기능하는 롤러 유지 프레임(206b)에 의해 지지된다. 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 전방측 롤러 유지 프레임(206a)은 지지축(207a, 207b)에 의해 요동 프레임(208)에 대하여 회전 가능하게 지지된다. 후방측 롤러 유지 프레임(206b)은 지지축(207c, 207d)에 의해 유지부로서 기능하는 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. 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.

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 밀착한 상태로, 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 중심을 잇는 직선의 수직 이등분선을 구성한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)가 기울어져서 정착 롤러(101)와 외부 가열 벨트(105)의 모선 사이에 교차 각도 θ를 제공하는 경우, 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 상쇄한다. 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 밀착한다. 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 외부 가열이 행하여진다.

(스티어링 기구)

도 6은 외부 가열 벨트의 스티어링 기구의 설명도이다. 도 7은 스티어링 기구의 구동부의 설명도이다. 도 8은 스티어링 기구의 구동부의 확대도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 정착 롤러(101)는 지지 케이싱의 일례인 본체 측판(202)에 의해 회전 가능하게 지지되어서, 기록재의 화상면을 가열한다. 외부 가열 벨트(105)는 외부 가열 벨트(105)와 정착 롤러(101)의 사이에 접촉면을 형성해서 회전한다. 상류 롤러(103) 및 하류 롤러(104)는 외부 가열 벨트(105)에 장력을 부여한다. 요동 프레임(208)은 상류 롤러(103) 및 하류 롤러(104)를 회전 가능하게 지지한다. 가열 기구(히터)인 할로겐 히터(113, 114)는 상류 롤러(103) 및 하류 롤러(104)를 가열한다. 외부 가열 벨트(105)는 정착 롤러(101)의 회전에 의해 회전되어 정착 롤러(101)의 외주면을 가열한다.

가압 프레임(201)은 본체 측판(202) 사이에 탈착가능하게 장착되어 접촉면에서의 외부 가열 벨트(105)와 정착 롤러(101)의 모선의 사이에 교차 각도 θ를 형성하도록 요동 프레임(208)을 회전 가능하게 지지한다. 접촉부로서 기능하는 롤러(128)는 요동 프레임(208)에 배치되어서 외부 가열 벨트(105)에 접촉하여 외부 가열 벨트(105)의 폭 방향에 있어서의 위치를 검출하는 데에 이용된다.

기울임부(회전부)로서 기능하는 웜 휠(worm wheel)(118)은 가압 프레임(201)에 대하여 요동 프레임(208)을 회전시켜서 교차 각도 θ를 설정할 수 있다. 제어부(140)는 모터(125)를 제어해서 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈(어긋남) 이동을 제어한다.

가압 프레임(201)은 본체 측판(202) 사이에 탈착가능하게 장착된다. 가압 프레임(201)은 접촉면에서 외부 가열 벨트(105)와 정착 롤러(101)의 모선 사이에 교차 각도 θ를 형성하도록 요동 프레임(208)을 회전 가능하게 지지한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 외부 가열 벨트(105)는 회전 동작 동안에 상류 롤러(103) 및 하류 롤러(104)를 따라 어긋나 이동(횡방향 이탈)한다. 횡방향 이탈 이동의 원인은 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)의 평행도의 이탈, 상술한 교차 각도 θ 등이다. 따라서, 외부 가열 벨트(105)와 정착 롤러(101)의 교차 각도 θ를 외부로부터 강제적으로 변경해서 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 이동의 방향을 반전시켜서, 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 이동 범위를 소정의 구역 내에 놓이게 하는 스티어링 제어를 행한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 외부 가열 벨트(105)에 장력을 부여하는 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104)를 회전축(209)을 중심으로 일체적으로 기울여서, 외부 가열 벨트(105)와 정착 롤러(101) 사이의 교차 각도 θ를 의도적으로 설정하여, 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 변경하는 회전 중심(요동 중심)이다. 구체적으로, 회전축(209)은 외부 가열 벨트(105)에 대하여 정착 롤러(101)의 반대측에 마련되어지고, 상류 롤러(103)와 하류 롤러(104) 사이에 위치하고, 정착 롤러(101)로부터 떨어진 측의 외부 가열 벨트(105)의 평면의 법선 방향에 실질적으로 평행하게 연장하는 축을 구성한다.

정착 롤러(101)와 외부 가열 벨트(105)가 접촉하는 접촉면에 대한 법선 방향을 따라 회전축(209)을 마련한다. 회전축(209)을 중심으로 하여 외부 가열 벨트(105)의 교차 각도 θ가 설정된다. 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, J 방향으로 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 횡방향 이탈량 검출 센서)

도 9는 검출부로서 기능하는 벨트 횡방향 이탈량 검출 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, 접촉부로서 기능하는 롤러(128)는 요동 프레임(208)에 배치되고, 외부 가열 벨트(105)의 폭 방향 단부(에지)에 접촉하여 외부 가열 벨트(105)와 함께 폭 방향으로 이동할 수 있게 구성된다. 롤러(128)는 아암(129)에 회전 가능하게 장착된다. 아암(129)은 회전축(136)을 중심으로 회전 가능하며, 비틀림 스프링을 내장한 가압부(131)에 의해 2N(200gf) 정도의 힘으로 화살표 Q 방향으로 가압되고 있다. 아암(129)은 부채꼴 형상의 센서 플래그(132)와 연동되고 있다. 센서 플래그(132)는 롤러(128), 즉, 아암(129)의 움직임에 연동하여 회전한다. 센서 플래그(132)는 포토 인터럽터(133, 134)에 의해 검출된다.

도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 센서 플래그(132)에는 2군데의 슬릿(SL1, SL2)이 제공되고 있다. 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. 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. 그 결과, 외부 가열 벨트(105)의 전방(도 6의 화살표 L 방향)으로의 횡방향 이탈이 구별된다.

도 11의 (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. 그 결과, 외부 가열 벨트(105)의 후방(도 6의 화살표 M 방향)으로의 횡방향 이탈이 구별된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 스티어링과 벨트 횡방향 이탈량 검출 센서를 조합함으로써, 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 제어를 행하는 것이 가능하게 된다.

정착 롤러(101)의 모선 방향에 대하여 축선 방향이 평행하게 되도록 상류 롤러(103) 및 하류 롤러(104)가 위치 결정된 상태(위치)를 홈 포지션이라고 한다. 이러한 방식으로, 부채꼴 형상의 웜 휠(118)에 의해 프레임 지지축(207a)을 위치 결정한다.

그리고, 정착 롤러(101)의 회전에 의해 외부 가열 벨트(105)가 회전하고, 전방측 및 후방측 중 하나의 방향으로 횡방향 이탈하여(어긋나서) 이동한다. 횡방향 이탈(이동)된 외부 가열 벨트(105)의 위치가 소정의 위치에 도달한 단계에서, 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 방향에 반대되는 방향으로 횡방향 이탈(어긋남)력이 가해지도록, 프레임 지지축(207a)의 장착 위치를 어긋나게 한다. 본 실시예에서는, 일례로서, 외부 가열 벨트(105)가 한쪽 단부로부터 반대측의 단부(타단부)를 향해 5㎜만큼 이동했을 때에, 횡방향 이탈을 검출하도록 포토 인터럽터(133, 134)를 배치하고 있다.

도 11은 외부 가열 벨트(105)의 교환 동작의 설명도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 외부 가열 벨트(105)와 정착 롤러(101)의 교차 각도 θ를 변화시켜서 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 이동을 제어하고 있다. 이를 위하여, 도 9에 도시된 바와 같이, 외부 가열 벨트(105)의 폭 방향 에지에 접촉하는 롤러(128)의 회전축(136)은, 외부 가열 벨트(105)에 장력을 부여하는 상류 롤러(103) 및 하류 롤러(104)와 일체로서 요동 프레임(208)에 배치된다. 외부 가열 벨트(105)에 접촉하여 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 위치를 검출하는 롤러(128)는 정착 롤러(101)에 대하여 교차 각도 θ를 변화시키는 요동 프레임(208)에 배치된다.

그러나, 요동 프레임(208)에 롤러(128)의 회전축(136)을 배치했을 경우, 또한, 외부 가열 유닛(150) 단독의 상태에서, 롤러(128)는 가압력에 의해 외부 가열 벨트(105)의 에지에 롤러(128)가 접촉하는 상태에 놓이게 된다.

도 11에 도시된 바와 같이, 외부 가열 유닛(150)은 가압 프레임(201)을 아래로 해서 테이블에 재치되고, 그 상태로 교환(교체) 작업을 행하게 되지만, 후술하는 문제의 발생이 우려된다. 즉, 외부 가열 유닛(150)으로부터 외부 가열 벨트(105)를 제거하기(장착 해제하기) 위해, 롤러(128)가 외부 가열 벨트(105)의 에지에 의해 걸린 상태로, 2개의 롤러(103, 104) 사이에 벨트(105)에 장력이 부여된 상태에서 2개의 롤러(103, 104)가 상승하면, 외부 가열 벨트(105)에서 롤러(128)가 당겨져서, 교환 작업에 지장을 준다.

따라서, 본 실시예에서는, 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 위치를 검출하는 롤러(128)를 퇴피시키는 퇴피 기구를 마련하여, 외부 가열 유닛(150) 단독에서의 외부 가열 벨트(105)의 교환(교체) 중에 외부 가열 벨트(105)에 의한 롤러(128)의 걸림을 제거한다. 외부 가열 유닛(150)을 정착 디바이스(9)로부터 제거하는 동작에 연동하여, 롤러(128)를 외부 가열 벨트(105)로부터 퇴피시켜서 롤러(128)와 외부 가열 벨트(105) 간의 접촉을 해제한다.

(센서 퇴피 기구)

도 12는 퇴피부로서 기능하는 센서 퇴피 기구의 동작의 설명도이다. 도 13은 실시예 1의 센서 퇴피 기구의 구성의 설명도이다. 도 14는 퇴피 부재의 동작의 모식도이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 퇴피 부재(211)는 외부 가열 유닛(150)을 일체로서 본체 측판(202)으로부터 제거하기 위한 소정의 부재의 장착 해제에 연동시켜서 롤러(128)의 외부 가열 벨트(105)에 대한 접촉을 해제한다. 제1 레버 부재의 일례인 아암(129)은 요동 프레임(208)에 의해 피봇 지지된다. 제1 가압 수단의 일례인 가압 부재(131)는 아암(129)에 제1 토크를 부여하여, 아암(129)의 회전 단부를 외부 가열 벨트(105)에 접촉시킨다.

제2 레버 부재의 일례인 퇴피 부재(211)는 가압 프레임(201) 또는 요동 프레임(208)에 의해 피봇 지지된다. 제2 가압 수단의 일례인 가압 부재(213)는 퇴피 부재(211)에 제2 토크를 부여해서 퇴피 부재(211)를 아암(129)에 결합시킨다. 결합된 퇴피 부재(211)는 아암(129)에 제1 토크보다 큰 토크를 부여해서 아암(129)의 회전 단부를 외부 가열 벨트(105)로부터 이격시킨다.

퇴피 부재(211)는 소정의 부재에 접촉하는 가압 부재(219)의 가압력에 대항하여 회전함으로써 퇴피 부재(211)와 아암(129) 간의 결합을 해제한다.

상기 소정의 부재는 가압 프레임(201)을 본체 측판(202)으로부터 장착 해제하는 작업에 앞서 본체 측판(202)으로부터 장착 해제될 부재이다. 이 소정의 부재는 외부 가열 벨트(105)를 정착 롤러(101)에 접촉시키기 위해서 가압 프레임(201)을 정착 롤러(101)를 향해서 가압하는 부재이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 외부 가열 유닛(150)을 정착 디바이스(9)로부터 장착 해제하기 전에, 외부 가열 가압 스프링(204)을 포함하는 가압 스테이(214)가 정착 디바이스(9)의 본체 측판(202)(도 6)으로부터 장착 해제된다. 이러한 조작에 따라, 돌기부(215)에 의한 퇴피 부재(211)의 내부로의 가압(pressing-in)이 해제되고, 그 후에 퇴피 부재(211)가 아암(129)에 접촉하여 아암(129)을 강제적으로 회전시켜서, 롤러(128)를 외부 가열 벨트(105)로부터 이격된 위치로 이동시킨다.

도 13에 도시된 바와 같이, 롤러(128)는 아암(129)에 의해 회전 가능하게 유지되고, 외부 가열 벨트(105)에 접촉한다. 가압 부재(131)는, 아암(129)이 항상 외부 가열 벨트(105)를 향하는 방향(화살표 Q 방향)으로 회전하도록, 아암(129)에 토크를 부여한다.

퇴피 부재(211)는 가압 프레임(201) 상의 회전축(212)에 의해 축 지지되어서 회전 가능하게 배치된다. 퇴피 부재(211)가 아암(129)에 접촉하면, 퇴피 부재(211)는 가압 부재(131)의 토크보다도 큰 역방향의 토크를 아암(129)에 부여하여, 아암(129)을 강제적으로 화살표 W 방향으로 회전시킨다. 아암(129)이 화살표 W 방향으로 회전하면, 롤러(128)는 외부 가열 벨트(105)의 에지를 향하는 방향(화살표 Q 방향)과는 반대의 방향(화살표 R 방향)으로 회전하여, 롤러(128)가 외부 가열 벨트(105)의 에지로부터 이격된다.

가압 부재(213)는 퇴피 부재(211)가 항상 아암(129)을 향하는 방향(화살표 X 방향)으로 회전하도록 토크를 부여한다. 가압 부재(213)에 의해 퇴피 부재(211)가 아암(129)에 부여하는 토크는, 가압 부재(131)가 아암(129)에 부여하는 토크보다도 큰 값으로 설정되어 있다. 본 실시예에서는, 가압 부재(213)는 총 압력 5N(500gf)정도에 대응하는 힘으로 아암(129)에 접촉하고 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 퇴피 부재(211)가 가압 부재(213)에 의해 가압되어서 회전 가능한 상태에서는, 아암(129)의 결합부(129p)가 퇴피 부재(211)의 결합부(211p)에 의해 가압되어서 아암(129)이 회전한다. 그 결과, 롤러(128)가 외부 가열 벨트(105)로부터 가장 떨어진 위치까지 회전한다.

도 11에 도시된 바와 같이, 외부 가열 유닛(150)이 단독인 상태에서, 롤러(128)는 외부 가열 벨트(105)의 에지로부터 항상 이격되어 있다. 외부 가열 유닛(150)에 있어서, 외부 가열 유닛(150)이 가압 롤러(201)를 아래로 해서 테이블 위로 장착한 상태로 외부 가열 벨트(105)를 교환한다. 이때, 외부 가열 벨트(105)로부터 롤러(128)가 이격되어 있으므로, 상류 롤러(103) 및 하류 롤러(104)가 상승되면, 외부 가열 벨트(105)가 롤러(128)에 의해 걸리지 않는다.

도 12에 도시된 바와 같이, 외부 가열 유닛(150)을 정착 디바이스(9)의 본체 측판(202)(도 6) 사이에 고정한 후, 가압 스테이(214)가 원래 상태와 같이 본체 측판(202)(도 6) 사이에 장착된다. 이때, 가압 스테이(214)에 배치된 돌기부(215)가 퇴피 부재(211)에 접촉하여, 퇴피 부재(211)를 가압 부재(213)에 의한 가압 방향과는 반대의 방향(화살표 Y 방향)으로 회전시켜서, 아암(129)로부터 이격된 위치에 정지시킨다. 아암(129)은 퇴피 부재(211)로부터 이격되어 퇴피 부재(211)에 의한 가압력이 해제되므로, 아암(129)은 가압 부재(131)의 토크에 의해 구동되어서 외부 가열 벨트(105)를 향한 방향(화살표 W 방향)으로 회전하여, 롤러(128)가 외부 가열 벨트(105)의 에지에 접촉한다.

그 후에, 화상 형성이 개시되고, 외부 가열 벨트(105)가 회전해서 횡방향 이탈 이동이 생기게 하는 상태에서, 롤러(128)를 통해서 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 위치가 실시간으로 검출되어서, 상술한 것과 같이 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 이동이 제어된다. 롤러(128)의 사용에 의한 정밀한 측정 결과에 근거해서, 정착 롤러(101)와 외부 가열 벨트(105)의 교차 각도 θ를 변화시키는 것에 의해 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 제어를 정확하게 제어한다.

본 실시예에서는, 외부 가열 유닛(150) 단독의 상태에서, 외부 가열 벨트(105)의 에지로부터 롤러(128)가 항상 이격되어 있다. 외부 가열 유닛(150) 단독의 경우, 외부 가열 벨트(105)의 에지로부터 롤러(128)의 퇴피 상태가 유지된다. 이 때문에, 외부 가열 유닛(150)으로부터 외부 가열 벨트(105)를 장착 해제하고, 그 후에 외부 가열 유닛(150)에 다시 장착할 때에, 외부 가열 벨트(105)가 롤러(128)에 의해 걸리는 것이 방지되어, 교환 작업이 효율적으로 된다. 따라서, 외부 가열 유닛(150)의 외부 가열 벨트(105)를 교환할 때의 작업 효율이 향상된 외부 가열 유닛(150)을 제공할 수 있고, 외부 가열 유닛(150)을 이용한 정착 디바이스(9)를 제공할 수 있다.

본 실시예에서는, 외부 가열 유닛(150)의 장착 해제 작업에 따라 롤러(128)를 외부 가열 벨트(105)로부터 강제적으로 퇴피시키는 퇴피 부재(211)를 배치하고 있다. 그리고, 외부 가열 유닛(150)을 정착 디바이스(9)에 다시 장착하는 작업에 따라 퇴피 부재(211)가 아암(129)으로부터 강제적으로 이격되어서, 롤러(128)의 퇴피 상태가 자동으로 해제된다. 본 실시예에서는, 외부 가열 유닛(150)을 가압하는 가압 스테이(214)가, 아암(129)의 퇴피 상태를 해제하는 기능을 가지므로, 화상 형성 동안에는 롤러(128)가 외부 가열 벨트(105)에 항상 접촉한다.

본 실시예에서는, 외부 가열 유닛(150)을 정착 디바이스(9)로부터 장착 해제하는 처리에서, 롤러(128)가 외부 가열 벨트(105)의 에지로부터 자동으로 퇴피되기 때문에, 외부 가열 벨트(105)의 에지로부터 롤러(128)를 퇴피시키기 위한 독립적인 수동 조작을 행할 필요가 없다. 또한, 외부 가열 유닛(150)을 정착 디바이스(9)에 장착하는 처리에서, 외부 가열 벨트(105)의 단부에 롤러(128)를 자동으로 접촉시키기 때문에, 외부 가열 벨트(105)의 에지에 롤러(128)를 접촉시키기 위한 독립적인 수동 조작을 행할 필요가 없다.

<실시예 2>

도 15는 센서 퇴피 기구의 동작의 설명도이다. 도 16은 센서 퇴피 기구의 구성의 설명도이다. 도 17은 퇴피 부재의 동작의 설명도이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 실시예 1에서는, 가압 스테이(214)가 본체 측판(202)(도 6) 사이에 장착되어, 퇴피 부재(211)가 롤러(128)를 유지하는 아암(129)으로부터 이격된다. 한편, 본 실시예에서의 소정의 부재는 본체 측판(202)이다. 이 실시예에서, 도 15에 도시된 바와 같이, 정착 디바이스(9)의 본체 측판 (202)(도 17) 사이에 외부 가열 유닛(150)을 장착하여, 퇴피 부재(211)가 롤러(128)를 유지하는 아암(129)으로부터 즉시 이격된다. 또한, 본 실시예에서, 퇴피 부재 및 본체 측판 이외의 구성 요소는 실시예 1과 동일하므로, 도 15 내지 도 17에서, 실시예 1 및 2와 공통되는 구성 요소는 도 9 내지 도 14와 동일한 참조 부호 또는 기호에 의해 표시되고, 중복 설명을 생략한다.

도 15에 도시된 바와 같이, 외부 가열 벨트(105)로부터 롤러(128)를 퇴피시키기 위해서, 본체 측판(202)에 돌기부(220)를 마련하고 있다. 외부 가열 유닛(150)을 본체 측판(202)으로부터 장착 해제해서 들어올리면, 본체 측판(202)에 배치된 돌기부(220)가 퇴피 부재(217)로부터 이격된다. 퇴피 부재(217)는 퇴피 부재가 가압 부재(219)에 의해 가압되는 방향(화살표 a 방향)으로 회전하여, 퇴피 부재(217)의 결합부(217p)가 아암(129)의 결합부(129p)에 결합된다. 퇴피 부재(217)에 의해 가압됨으로써, 아암(129)이 가압 부재(131)에 의한 가압에 저항하는 방향으로 아암(129)이 회전해서 롤러(128)가 외부 가열 벨트(105)로부터 이격된다.

도 16에 도시된 바와 같이, 롤러(128)는 요동 프레임(208) 위에 축 지지된 아암(129)의 회전 단부에 의해 회전 가능하게 유지되고, 외부 가열 벨트(105)의 단부에 접촉한다. 아암(129)은 가압 부재(131)에 의해 외부 가열 벨트(105)를 향하는 방향(화살표 Q 방향)으로 항상 가압되고 있다.

가압 프레임(201)의 측부에 가압 아암(216)이 고정되어 있다. 퇴피 부재(217)는 가압 아암(216)에 고정된 회전축(218)을 중심으로 회전 가능하다. 가압 부재(219)는 비틀림 스프링을 내장하고, 퇴피 부재(217)가 항상 아암(129)을 향하는 방향(화살표 Z 방향)으로 이동하도록 퇴피 부재(217)를 가압하고 있다.

도 17에 도시된 바와 같이, 가압 부재(219)의 토크는, 퇴피 부재(217)가 아암(129)에 결합했을 때에, 가압 부재(131)로부터 아암(129)에 가해지는 토크보다 큰 토크가 역방향으로 아암(129)에 작용하도록 선택된다. 이 때문에, 외부 가열 유닛(150)이 단독으로 장착 해제된 상태에서는, 아암(129)은 롤러(128)가 외부 가열 벨트(105)로부터 가장 떨어진 위치까지 회전한다. 외부 가열 벨트(105)의 에지로부터 롤러(128)가 이격되어 있기 때문에, 외부 가열 벨트(105)를 교환하는 작업에서 외부 가열 벨트(105)에 장력이 부여된 채로 상류 롤러(103) 및 하류 롤러(104)를 장착 해제할 때에 외부 가열 벨트(105)가 롤러(128)에 의해 걸리는 것을 방지한다.

도 15에 도시된 바와 같이, 정착 디바이스(9)의 본체 측판(202) 사이에 외부 가열 유닛(150)을 장착하면, 퇴피 부재(217)가 롤러(128)를 유지하는 아암(129)으로부터 즉시 이격된다. 외부 가열 유닛(150)을 본체 측판(202) 사이에 장착하는 처리에서, 본체 측판(202)에 배치된 돌기부(220)가 퇴피 부재(217)에 접촉하여, 퇴피 부재(217)가 가압 부재(219)의 가압력에 저항하는 방향(화살표 a 방향)으로, 퇴피 부재(217)가 회전된다. 그 결과, 아암(129)과 퇴피 부재(217)의 결합이 해제된다(풀린다).

또한, 외부 가열 유닛(150)을 본체 측판(202) 사이에 장착한 상태에서는, 퇴피 부재(217)는 아암(129)으로부터 이격된 회전 위치에 유지된다. 그 결과, 정착 디바이스(9)에 외부 가열 유닛(150)이 장착된 상태에서는, 롤러(128)를 통해서 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 위치를 검출하는 것이 항상 가능하게 된다. 아암(129)은 가압 부재(131)에 의한 토크만을 받아, 롤러(128)가 외부 가열 벨트(105)에 근접하는 방향으로 롤러(128)가 회전하여 외부 가열 벨트(105)의 에지에 접촉된다.

정착 디바이스(9)로부터 외부 가열 유닛(150)을 장착 해제했을 때에, 외부 가열 벨트(105)로부터 롤러(128)가 퇴피된다. 그리고, 정착 디바이스(9)에 외부 가열 유닛(150)을 장착하는 동작에 연동하여, 외부 가열 벨트(105)에 롤러(128)가 접촉한다. 실시예 2에서는, 외부 가열 유닛(150) 이외의 부품을 장착 해제 및 장착하지 않고 외부 가열 벨트(105) 쪽으로 또한 외부 가열 벨트(105)로부터 멀어지도록 롤러(128)를 이동시킬 수 있다. 이 때문에, 본 실시예에서는, 실시예 1과 비교하여, 외부 가열 벨트(105)에 대한 롤러(128)의 접촉을 높은 신뢰성을 가지고서 확보할 수 있다. 외부 가열 유닛(150)의 중에, 외부 가열 벨트(105)의 에지에 롤러(128)를 확실하게 접촉시키는 것이 가능하게 된다. 단, 본 실시예에서는, 실시예 1과 비교하여, 구성이 복잡하고, 아암(129)의 주위에 넓은 스페이스를 확보할 필요가 있다.

가압 스테이(214)를 장착하지 않은 상태로 화상 형성이 실행되는 경우에도, 외부 가열 벨트(105)에 롤러(128)를 접촉시켜 외부 가열 벨트(105)의 횡방향 이탈 위치를 검출해서 횡방향 이탈을 제어할 수 있다. 그 때문에, 본 실시예에서는, 가압 스테이(214)를 장착할 것을 망각하는 것을 방지하기 위한 기구를 제공할 필요가 없다.

이상, 본 발명을 적용할 수 있는 실시예 1, 2에 대해서 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 사상 내에서, 구성요소의 일부 또는 전부가 대안적인 구성 요소로 대체될 수 있다.

따라서, 외부 가열 벨트 및 정착 롤러의 가열 방법은 할로겐 히터에 한정되지 않는다. 예를 들면, 전자기 유도 가열 기구를 이용할 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 형태에 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 전사 부재로서 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 (16)

1. 시트 상의 화상을 가열하는 가열 회전체와,
   상기 시트로부터 이격된 상기 가열 회전체의 외면의 일부에 접촉해서 상기 가열 회전체를 가열하는 엔드리스 벨트 및 상기 엔드리스 벨트의 내면을 회전 가능하게 지지하는 지지부를 포함하는 벨트 유닛과,
   상기 엔드리스 벨트와 상기 가열 회전체가 서로 접촉하는 위치와, 상기 엔드리스 벨트와 상기 가열 회전체가 서로 떨어져 있는 위치 사이에서 상기 벨트 유닛을 이동시키는 이동부와,
   상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지에 접촉하는 접촉부와,
   상기 접촉부를 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지를 향해 가압하는 가압부와,
   상기 접촉부의 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향에서의 위치에 따라 상기 엔드리스 벨트가 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 가압부의 가압력에 대항하여 상기 접촉부를 상기 엔드리스 벨트로부터 퇴피시키는 퇴피부를 포함하는, 화상 가열 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가열 회전체를 향해 상기 벨트 유닛을 가압하는 가압 기구를 더 포함하고,
   상기 퇴피부는 상기 화상 가열 장치로부터의 상기 가압 기구의 장착 해제 동작에 따라 상기 접촉부를 상기 엔드리스 벨트로부터 퇴피시키는, 화상 가열 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 퇴피부는 상기 화상 가열 장치에의 상기 가압 기구의 장착 동작에 따라 상기 접촉부가 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지에 접촉하는 것을 허용하는, 화상 가열 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 퇴피부는 상기 화상 가열 장치로부터의 상기 벨트 유닛의 장착 해제 동작에 따라 상기 접촉부를 상기 엔드리스 벨트로부터 퇴피시키는, 화상 가열 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 퇴피부는 상기 화상 가열 장치에의 상기 벨트 유닛의 장착 동작에 따라 상기 접촉부가 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지에 접촉하는 것을 허용하는, 화상 가열 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 지지부는 히터가 내장된 롤러인, 화상 가열 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 가열 회전체를 회전 구동시키는 구동 기구를 더 포함하고,
   상기 엔드리스 벨트는 상기 가열 회전체의 회전에 의해 회전되도록 구성되는, 화상 가열 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 가열 회전체는 롤러인, 화상 가열 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 가열 회전체와의 사이에 시트를 협지하여 반송하기 위한 닙을 형성하는 닙 형성 부재를 더 포함하는, 화상 가열 장치.
10. 시트 상의 토너 화상을 가열하는 가열 회전체와,
    상기 시트로부터 이격된 상기 가열 회전체의 외면의 일부에 접촉해서 상기 가열 회전체를 가열하는 엔드리스 벨트 및 상기 엔드리스 벨트의 내면을 회전 가능하게 지지하는 지지 롤러를 포함하는 벨트 유닛과,
    상기 엔드리스 벨트와 상기 가열 회전체가 서로 접촉하는 위치와, 상기 엔드리스 벨트와 상기 가열 회전체가 서로 떨어져 있는 위치 사이에서 상기 벨트 유닛을 이동시키는 이동부와,
    상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지와 접촉하는 접촉부와,
    상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지를 향해 상기 접촉부를 가압하는 가압부와,
    상기 접촉부의 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향에서의 위치에 따라 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 위치를 검출하는 검출부와,
    상기 검출부의 출력에 기초하여, 상기 엔드리스 벨트를 상기 가열 회전체에 대하여 가압한 상태에 있는 상기 지지 롤러의 축선이 상기 가열 회전체의 모선과 교차하도록 상기 벨트 유닛을 기울이는 기울임부와,
    상기 가압부의 가압력에 대항하여 상기 접촉부를 상기 엔드리스 벨트로부터 퇴피시키는 퇴피부를 포함하는, 화상 가열 장치.
11. 시트 상의 토너 화상을 가열하는 가열 회전체와,
    상기 시트로부터 이격된 상기 가열 회전체의 외면의 일부에 접촉해서 상기 가열 회전체를 가열하는 엔드리스 벨트와,
    상기 엔드리스 벨트의 내면을 회전 가능하게 지지하는 2개의 지지 롤러와,
    상기 엔드리스 벨트와 상기 2개의 지지 롤러를 유지하는 유지부와,
    상기 엔드리스 벨트와 상기 가열 회전체가 서로 접촉하는 위치와, 상기 엔드리스 벨트와 상기 가열 회전체가 서로 떨어져 있는 위치 사이에서 상기 유지부를 이동시키는 이동부와,
    상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지와 접촉하는 접촉부와,
    상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지를 향해 상기 접촉부를 가압하는 가압부와,
    상기 접촉부의 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향에서의 위치에 따라 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 위치를 검출하는 검출부와,
    상기 검출부의 출력에 기초하여, 상기 엔드리스 벨트를 상기 가열 회전체에 대하여 가압한 상태에 있는 상기 2개의 지지 롤러가 상기 가열 회전체에 대하여 일체적으로 교차하도록 상기 유지부를 요동시키는 요동부를 포함하는, 화상 가열 장치.
12. 제11항에 있어서,
    (i) 상기 엔드리스 벨트에 대하여 상기 가열 회전체와는 반대측에 배치되고, (ii) 상기 2개의 지지 롤러의 사이에 위치하며 상기 가열 회전체로부터 떨어진 측의 상기 엔드리스 벨트의 영역의 평면의 법선 방향에 실질적으로 평행한 방향으로 연장하는 요동축을 더 포함하고,
    상기 요동부는 상기 검출부의 출력에 기초하여 상기 요동축을 중심으로 상기 유지부를 요동시키는, 화상 가열 장치.
13. 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 회전시키고, 상기 엔드리스 벨트의 외면과 접촉하는 접촉부로부터 이격된 부분에서 시트를 받아들이는 구동 회전체와,
    상기 엔드리스 벨트와 상기 구동 회전체가 서로 접촉하는 위치와, 상기 엔드리스 벨트와 상기 구동 회전체가 서로 떨어져 있는 위치 사이에서 상기 벨트 유닛을 이동시키는 이동부와,
    상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지와 접촉하는 접촉부와,
    상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지를 향해 상기 접촉부를 가압하는 가압부와,
    상기 접촉부의 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향에서의 위치에 따라 상기 엔드리스 벨트가 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 가압부의 가압력에 대항하여 상기 접촉부를 상기 엔드리스 벨트로부터 퇴피시키는 퇴피부를 포함하는, 화상 형성 장치.
14. 엔드리스 벨트 및 상기 엔드리스 벨트의 내면을 회전 가능하게 지지하는 지지 롤러를 포함하는 벨트 유닛과,
    상기 엔드리스 벨트의 외면에 접촉해서 그 회전에 의해 상기 엔드리스 벨트를 회전시키고, 상기 엔드리스 벨트의 외면과 접촉하는 접촉부로부터 이격된 부분에서 시트를 받아들이는 구동 회전체와,
    상기 엔드리스 벨트와 상기 구동 회전체가 서로 접촉하는 위치와, 상기 엔드리스 벨트와 상기 구동 회전체가 서로 떨어져 있는 위치 사이에서 상기 벨트 유닛을 이동시키는 이동부와,
    상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지와 접촉하는 접촉부와,
    상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지를 향해 상기 접촉부를 가압하는 가압부와,
    상기 접촉부의 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향에서의 위치에 따라 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 위치를 검출하는 검출부와,
    상기 검출부의 출력에 기초하여, 상기 엔드리스 벨트를 상기 구동 회전체에 대하여 가압한 상태에 있는 상기 지지 롤러의 축선이 상기 구동 회전체의 모선과 교차하도록 상기 벨트 유닛을 기울이는 기울임부와,
    상기 가압부의 가압력에 대항하여 상기 접촉부를 상기 엔드리스 벨트로부터 퇴피시키는 퇴피부를 포함하는, 화상 형성 장치.
15. 엔드리스 벨트와,
    상기 엔드리스 벨트의 내면을 회전 가능하게 지지하는 2개의 지지 롤러와,
    상기 엔드리스 벨트의 외면에 접촉해서 그 회전에 의해 상기 엔드리스 벨트를 회전시키고, 상기 엔드리스 벨트의 외면과 접촉하는 접촉부로부터 이격된 부분에서 시트를 받아들이는 구동 회전체와,
    상기 엔드리스 벨트와 상기 2개의 지지 롤러를 유지하는 유지부와,
    상기 엔드리스 벨트와 상기 구동 회전체가 서로 접촉하는 위치와, 상기 엔드리스 벨트와 상기 구동 회전체가 서로 떨어져 있는 위치 사이에서 상기 유지부를 이동시키는 이동부와,
    상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지와 접촉하는 접촉부와,
    상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 에지를 향해 상기 접촉부를 가압하는 가압부와,
    상기 접촉부의 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향에서의 위치에 따라 상기 엔드리스 벨트의 폭 방향 위치를 검출하는 검출부와,
    상기 검출부의 출력에 기초하여, 상기 엔드리스 벨트를 상기 구동 회전체에 대하여 가압한 상태에 있는 상기 2개의 지지 롤러가 상기 구동 회전체에 대하여 일체적으로 교차하도록 상기 유지부를 요동시키는 요동부를 포함하는, 화상 형성 장치.
16. 제15항에 있어서,
    (i) 상기 엔드리스 벨트에 대하여 상기 구동 회전체와는 반대측에 배치되고, (ii) 상기 2개의 지지 롤러의 사이에 위치하고, 상기 구동 회전체로부터 떨어진 측의 상기 엔드리스 벨트의 영역의 평면의 법선 방향에 실질적으로 평행한 방향으로 연장하는 요동축을 더 포함하고,
    상기 요동부는 상기 검출부의 출력에 기초하여 상기 요동축을 중심으로 상기 유지부를 요동시키는, 화상 형성 장치.

Images