JP2002162863A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着ローラとシート状の加圧部材を有する構
成の定着装置において、定着ローラが過熱状態になった
ときに定着ローラへの電源供給を遮断する安全装置の熱
応答性を向上させる。 【解決手段】 安全装置１６は支持部材１７によって上
下動可能に支持されている。そして、安全装置１６は、
定着ローラ１２が取り付けられた際に、非通紙領域とな
る定着ローラ１２の両端部で、かつシート状加圧部材１
３における定着ローラ１２との当接部位に対して反対側
の部位に安全装置１６を当接させ、安全装置１６を上下
方向に弾性を有する支持部材１７によって支持させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリ装
置，プリンタ，複写機またはそれらの機能を有する複合
機等に適用され、定着ローラをシート材によって加圧す
る方式の定着装置および画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の定着装置の内部構造を示す
側面図であり、５０は定着ローラ、５１は定着ローラ５
０に圧接する加圧ローラ、５２は定着ローラ５０の内部
に配置されて定着ローラ５０を加熱する定着ヒータ、５
３は定着ローラ５０の温度を検出する温度検出手段、５
４は定着ローラ５０に貼り付いた記録紙を定着ローラ５
０から分離させる分離爪、５５は定着ローラ５０に当接
して定着ローラ５０をクリーニングするクリーニングパ
ッド、５６はクリーニングパッド５５を支持するクリー
ニングパッドホルダ、５７はクリーニングパッド５５に
対して定着ローラ５０の回転方向下流側に設けられたク
リーニングパッド侵入規制部材、５８は定着装置本体の
記録紙入口に取り付けられた入口ガイド板、５９は定着
装置の記録紙出口側に設けられた排紙ローラを示す。

【０００３】トナー像が転写された記録紙が入口ガイド
板５８を介して定着ローラ５０と加圧ローラ５１とのニ
ップ部に進入する。そして、ニップ部において加圧／加
熱されることにより記録紙にトナー像が定着された後、
排紙ローラ５９を介して外部に排出される。記録紙がニ
ップ部を通過する際に定着ローラ５０に付着したトナー
はクリーニングパッド５５によって除去される。

【０００４】定着ローラ５０の表面温度が温度検出手段
５３によって検出され、この温度検出手段５３の検出結
果に基づいて定着ヒータ５２による加熱制御が図示しな
い制御手段によってなされる。

【０００５】ところで、従来、定着装置においては定着
ヒータとして赤外線ヒータあるいはハロゲンヒータを採
用し、定着ローラおよび加圧ローラの一対のローラで構
成されるものが最も一般的であった。しかしながら、加
圧ローラは芯金の上にシリコンゴム層を形成し、その上
にフッ素樹脂からなるチューブなどの離型層を形成する
構造のために熱容量が大きくなり、加熱を開始しても加
圧ローラがなかなか温まらず、定着不良の要因となって
いる。さらには部品コストも高いというデメリットもあ
った。また、定着ローラと加圧ローラとのニップ部にお
いて適度なニップ幅を確保するために、大きな加圧力を
必要とし、その圧力のため記録紙にストレスが生じて定
着シワの原因となっている。

【０００６】そこで、加圧ローラの代わりにシート状の
部材を定着ローラに押し当てることによりニップを形成
し、そのニップ部に記録紙を通過させることにより未定
着画像を記録紙に定着する定着装置が研究されている。
そのように構成することにより、シート状部材であるた
め温まり易く、ニップ幅を確保することが可能になり、
熱効率を従来機より向上させることが可能となった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、定着装置では
何らかの原因で、加熱源（例えば赤外線ヒータ）が制御
不能になった場合に備え、過昇温度防止用の安全装置が
設置されている。代表的なものに、温度ヒューズ，サー
モスタットがある。温度ヒューズに関しては、構成する
ケース自体に電流が流れていることから、そのまま使用
する場合には定着ローラとギャップを持って配置しなけ
ればならない。温度ヒューズを接触させて使用する場合
には、安全規格上絶縁チューブをヒューズに巻かなくて
はならず、さらに定着ローラに摺動することによる定着
ローラへのダメージを軽減するために、耐熱性に優れ摺
動性の良いフッ素樹脂も同時に巻き付けなくてはならな
い。

【０００８】サーモスタットに関してはそのまま使用す
る場合、温度ヒューズに比べ内部沿面距離がある分、定
着ローラに近づけられる。サーモスタットを接触させて
使用する場合には、やはり定着ローラへのダメージを軽
減するために、耐熱性に優れ摺動性の良いフッ素樹脂を
接触部に用いなければならない。

【０００９】しかし、いずれの場合においても安全装置
を非接触で用いる場合、定着ローラの温度上昇に対して
応答性が悪くなるという問題点があり、接触させる場合
にはフッ素系の樹脂を用いなければならずコストアップ
につながる。

【００１０】本発明は、このような問題を解決し、定着
ローラとシート状の加圧部材を有する構成の定着装置に
おいて、定着ローラが過熱状態になったときに定着ロー
ラへの電源供給を遮断する安全装置の熱応答性を向上さ
せた定着装置および画像形成装置を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の定着装置は、内部に加熱源を有する定着ロー
ラと、弾性を有し、かつ前記定着ローラに所定の圧力が
加わった状態で当接するシート状加圧部材とを備え、電
子写真プロセスによってトナー像が転写された記録紙が
前記定着ローラと前記シート状加圧部材との間を通過す
る際に加圧／加熱することによって記録紙にトナー像を
定着させる定着装置であって、前記定着ローラが過熱状
態になった場合に前記加熱源に対する電源供給を遮断さ
せる安全装置を、前記シート状加圧部材における前記定
着ローラが当接する部位の反対側の部位に当接させたこ
とを特徴とする。このように構成したことにより、定着
ローラの熱がシート状加圧部材を介して安全装置に伝達
されるために、安全装置の熱応答性が良好になる。

【００１２】また本発明の定着装置は、前記安全装置に
おける前記シート状加圧部材との当接部位を前記シート
状加圧部材の非通紙領域としたことを特徴とする。この
ように構成したことにより、通紙領域におけるニップ圧
を安定させることができる。

【００１３】また本発明の定着装置は、前記安全装置は
温度ヒューズを有することを特徴とする。また本発明の
定着装置は、前記安全装置はバイメタルを有することを
特徴とする。このように構成したことにより、熱応答性
のよい安全装置を構成することができる。

【００１４】また本発明の定着装置は、前記バイメタル
を保持させるキャップに開口部を形成して、前記バイメ
タルを露出させたことを特徴とする。このように構成し
たことにより、定着ローラの熱がバイメタルに直接伝わ
るようになるため熱応答性を向上させることができる。

【００１５】また本発明の画像形成装置は、前述した本
発明の定着装置を有することを特徴とする。このように
構成したことにより、定着装置に何らかの理由で異常が
発生し、定着ローラの温度制御が不可能になって定着ロ
ーラが過熱状態になった場合、安全装置が即座に作動し
て定着ローラへの電源供給が遮断されるため、画像形成
装置自体の安全装置が保たれる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１７】図１は本発明の一実施形態の定着装置およ
び画像形成装置を有するファクシミリ装置の内部構成を
示す側面図であり、１はファクシミリ装置の本体、２
は、本体１に対して着脱可能に構成され、電子写真プロ
セスによって画像形成を行うための各種プロセス装置を
収納したプロセスカートリッジ、３はプロセスカートリ
ッジ２に備えられている感光体、４は画像データに基づ
いて変調したレーザ光によって感光体３を走査させる光
書込装置、５は記録紙を収納する給紙カセット、６は給
紙カセット５から記録紙を給送する給紙ローラ、７は感
光体３に当接して記録紙に感光体３上に形成されたトナ
ー像を転写させる転写ローラ、８は記録紙にトナー像を
定着させる定着装置、９は排紙ローラ、１０は密着セン
サ、１１は本体１の上面に形成された原稿載置台を示
す。

【００１８】図２は定着装置の構成を示す側面図、図３
は図２の正面図であり、１２は定着ローラ、１３はシー
ト状加圧部材、１４は定着ローラ１２の内部に設けられ
た加熱源、１５は記録紙を定着装置８にガイドするガイ
ド板、１６は安全装置、１７は安全装置１６の支持部材
を示す。

【００１９】定着ローラ１２の内部には加熱源１４が備
えられており、加熱源１４としては、赤外線ヒータ，ハ
ロゲンヒータ，誘導加熱方式ヒータ，面状加熱ヒータ等
が用いられる。シート状加圧部材１３は板ばね性を有
し、かつ熱伝導性の高い金属板、例えば、ステンレスや
銅板、さらにはポリイミドのような耐熱性の高い樹脂に
よって構成されている。

【００２０】ガイド板１５における定着ローラ１２に対
向する部位は凹状に形成されており、この凹部における
記録紙搬送方向上流側の縁部にシート状加圧部材１３の
一端部がねじあるいは接着剤によって固定されており、
シート状加圧部材１３の他端は自由端として上下動可能
になる。

【００２１】シート状加圧部材１３は定着ローラ１２に
対して所定の圧力を加えた状態で当接するように定着ロ
ーラ１２またはシート状加圧部材１３の位置が設定され
ている。そのため、シート状加圧部材１３の板ばね性に
よって、シート状加圧部材１３が定着ローラ１２に加え
る圧力であるニップ圧が決定される。

【００２２】支持部材１７は上下方向の弾性を有してお
り、安全装置１６は支持部材１７によって上下動可能に
支持されている。そして、安全装置１６は、定着ローラ
１２が取り付けられた際に、非通紙領域となる定着ロー
ラ１２の両端部で、かつシート状加圧部材１３における
定着ローラ１２との当接部位に対して反対側の部位に当
接するように配設されている。

【００２３】図４は安全装置として適用される温度ヒュ
ーズの内部構成を示す側面図であり、３０は導電性を有
するケース、３１は所定温度以上になった場合に溶融す
る感温ペレット、３２は第１リード線、３３は第２リー
ド線、３４は第１スプリング、３５は第２スプリング、
３６は星型接点、３７，３８は円板を示す。

【００２４】ケース３０の一端部には第１リード線３２
が配置され、他端部には第２リード線３３が配置され、
ケース３０内には第１リード線３２側から、感温ペレッ
ト３１，円板３７，第２スプリング３５，円板３８，星
型接点３６，第２リード線３３の接続端子、の順に各部
材が配設されている。そして感温ペレット３１が溶融し
ない状態においては、第１リード線３２から星型接点３
６，ケース３０を経て第２リード線３３に電流が流れ
る。温度ヒューズの温度が所定温度以上に上昇した場合
には、感温ペレット３１が溶けて膨張し、第１スプリン
グ３４が星型接点３６を押し下げることによって、星型
接点３６が第２リード線３３の接続端子から物理的に離
れ、電気的なつながりが無くなる。

【００２５】次に、画像形成動作について図１，図２を
参照しながら説明する。

【００２６】原稿載置台１１にセットされた原稿は搬送
系によって密着センサ１０を通過させて外部に排出され
る。密着センサ１０を原稿が通過する際に原稿の画像が
密着センサ１０によって光学的に読み取られる。密着セ
ンサ１０によって読み取られた画像データあるいは外部
から入力した画像データは光書込装置４に送られ、光書
込装置４が画像データに基づいて変調したレーザ光を、
均一に帯電された感光体３の表面に照射することによっ
て、感光体３の表面に静電潜像が形成される。この静電
潜像にトナーを付着させてトナー像化し、このトナー像
が転写ローラ７によって記録紙に転写される。そして、
転写ローラ７から搬送された記録紙は、ガイド板１５に
よってガイドされて、定着ローラ１２とシート状加圧部
材１３との当接部、すなわちニップ部を通過する際に、
記録紙が加圧／加熱されることにより、記録紙上のトナ
ー像が溶融して記録紙上に定着され、ガイド板１５およ
び排紙ローラ９を介して外部に排出される。

【００２７】定着装置８に何らかの理由で異常が発生
し、定着ローラ１２の温度制御が不可能になって定着ロ
ーラ１２が過熱状態になった場合、安全装置１６が作動
して定着ローラ１２への電源供給が遮断される。安全装
置１６が図４に示す温度ヒューズを有する場合には感温
ペレット３１が溶融することにより温度ヒューズ内にお
ける電気的な接続がなくなる。

【００２８】このように構成したことにより、安全装置
１６を定着ローラ１２に対して非常に近い位置に配置す
ることができ、定着ローラ１２の熱がシート状加圧部材
１３を介して安全装置１６に伝達されるために、安全装
置１６の熱応答性が良好となる。さらに、温度ヒューズ
の場合には安全規格上絶縁チューブを巻く必要がある
が、従来のように定着ローラ１２に当接させる構成では
ないので、安全装置から定着ローラに与えるダメージを
軽減することができ、しかも、従来のようにフッ素樹脂
を同時に巻く必要がなくなるため、低コスト化が図れ
る。

【００２９】また、安全装置１６を非通紙部に配置した
ため、記録紙の搬送に影響が及ばず、安定した搬送性を
得ることができる。

【００３０】なお、上述した本実施形態の装置によれ
ば、安全装置が温度ヒューズから構成されているが、そ
れに限らず、サーモスタットによって構成しても良い。

【００３１】図５は安全装置として適用するサーモスタ
ットの内部構成を示す側面図であり、４０は外周部に対
して中央部が滑らかな凸状に突出した円盤状のバイメタ
ル、４１はサーモスタットの各種部材を収納する凹部を
有するハウジング、４２はＪ字型のばね、４３はＪ字型
のばね４２の一端に固定された可動接点、４４はハウジ
ング４１内に固定されたの固定接点、４５はバイメタル
４０の変形に応じて移動する移動ピン、４６はＪ字型の
ばね４２の他端を固定するリベット、４７はリベット４
６をハウジング４１に固定するリベット止め、４８は、
中央に移動ピン４５をスライド可能に挿入する孔部およ
びバイメタル４０の縁部が当接する段部を有し、ハウジ
ング４１の凹部を閉じる蓋部材、４９はバイメタル４０
を蓋部材４８との間に挟持させた状態でバイメタル４０
および蓋部材４８をハウジング４１に固定するキャップ
を示す。

【００３２】キャップ４９の中央部には開口部４９ａが
形成されており、バイメタル４０がキャップ４９によっ
てハウジング４１に取り付けられたとき、中央部が周辺
部より突出した状態で開口部４９ａから露出する。ハウ
ジング４１内において、ばね４２の曲げ部と可動接点４
３との中間の部位に移動ピン４５の一端が対向し、移動
ピン４５の他端はバイメタル４０の中央に当接する。

【００３３】図６はサーモスタットの設置構造を示す説
明図であり、図６に示す状態において上部に図２に示す
シート状加圧部材１３が設置される。そのため、バイメ
タル４０の中央部あるいは開口部４９ａの周辺がシート
状加圧部材１３に当接する。

【００３４】定着ローラの温度制御が正常に行われてい
る場合には、図５に示すように、ばね４２が開こうとす
ることによって可動接点４３が固定接点４４に当接した
状態が維持される。しかし、定着ローラの温度制御が不
可能になって定着ローラが過熱状態になった場合、バイ
メタル４０の形状が反転してハウジング４１内に凹むよ
うに変形し、移動ピン４５が押し上げられ、ばね４２が
押圧されて可動接点４３が固定接点４４から物理的に離
間することによって、電気的な接続がなくなる。

【００３５】このように構成したことにより、定着ロー
ラ１２の熱がシート状加圧部材１３を介して安全装置に
伝達されるために、安全装置の熱応答性が良好となる。
しかも、バイメタル４０が外部に露出しているため、さ
らに応答性が良くなり、安全装置の精度を向上させるこ
とができる。また、キャップ４９に開口部４９ａを形成
することによって懸念されるシリコン酸化物による接点
不良も、シート状加圧部材１３によってシリコンガスの
流入を防ぐことができるので、接点不良の発生を防止す
ることができる。

【００３６】なお、バイメタル４０がシート状加圧部材
１３に当接しない場合には、キャップ４９における開口
部４９ａの周囲を当接させても良い。

【００３７】

【発明の効果】以上、説明したように構成された本発明
によれば、コストアップする必要がなく安全装置を定着
ローラに対して非常に近い位置に配置することができ、
定着ローラの熱がシート状加圧部材を介して安全装置に
伝達されるために、安全装置の熱応答性が良好となり、
しかも、従来のように定着ローラに安全装置を当接させ
る構成ではないので、安全装置から定着ローラに与える
ダメージをなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における画像形成装置を有
するファクシミリ装置の内部構成を示す側面図

【図２】定着装置の構成を示す側面図

【図３】図２の正面図

【図４】安全装置として適用される温度ヒューズの内部
構成を示す側面図

【図５】安全装置として適用するサーモスタットの内部
構成を示す側面図

【図６】サーモスタットの設置構造を示す説明図

【図７】従来の定着装置の内部構造を示す側面図

【符号の説明】

１ 本体 ２ プロセスカートリッジ ３ 感光体 ４ 光書込装置 ５ 給紙カセット ６ 給紙ローラ ７ 転写ローラ ８ 定着装置 ９ 排紙ローラ １０ 密着センサ １１ 原稿載置台 １２ 定着ローラ １３ シート状加圧部材 １４ 加熱源 １５ ガイド板 １６ 安全装置 ３０ ケース ３１ 感温ペレット ３２ 第１リード線 ３３ 第２リード線 ３４ 第１スプリング ３５ 第２スプリング ３６ 星型接点 ３７，３８ 円板 ４０ バイメタル ４１ ハウジング ４２ ばね ４３ 可動接点 ４４ 固定接点 ４５ 移動ピン ４６ リベット ４７ リベット止め ４８ 蓋部材 ４９ キャップ ４９ａ 開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹中 康太 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 藤原 秀彦 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H033 AA42 BA38 BB39 CA06 CA07 CA34 3K058 AA12 AA73 AA81 AA87 BA18 CA12 CA72 CA91 CA92 DA02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に加熱源を有する定着ローラと、弾
   性を有し、かつ前記定着ローラに所定の圧力が加わった
   状態で当接するシート状加圧部材とを備え、電子写真プ
   ロセスによってトナー像が転写された記録紙が前記定着
   ローラと前記シート状加圧部材との間を通過する際に加
   圧／加熱することによって記録紙にトナー像を定着させ
   る定着装置であって、 前記定着ローラが過熱状態になった場合に前記加熱源に
   対する電源供給を遮断させる安全装置を、前記シート状
   加圧部材における前記定着ローラが当接する部位の反対
   側の部位に当接させたことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記安全装置における前記シート状加圧
   部材との当接部位を前記シート状加圧部材の非通紙領域
   としたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記安全装置は温度ヒューズを有するこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記安全装置はバイメタルを有すること
   を特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
5. 【請求項５】 前記バイメタルを保持させるキャップに
   開口部を形成して、前記バイメタルを露出させたことを
   特徴とする請求項４記載の定着装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項記載の定着
   装置を有することを特徴とする画像形成装置。