JP2008145615A - 電子写真装置の定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱ローラが異常高温となった場合に熱源への電流供給を遮断する熱応答部材の交換を、無調整で容易に出来るようにする。
【解決手段】熱応答部材９は第一の保持部材１１に取付けられ、第一の保持部材１１は第二の保持部材１２に、熱応答部材９の外装基準面と第二の保持部材１１の取付基準との位置関係が一定となるように調整してから取付けられ、第二の保持部材１２は第三の保持部材１３に、第二の保持部材１２の取付基準と第三の保持部材１３の取付基準を合致して取付けられ、第三の保持部材１３は定着装置の１４筐体に、加熱ローラ１と熱応答部材９の外装基準面との距離が一定となるように調整してから取付けられていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真装置に組み込まれる加熱ローラを有する定着装置に係り、特に熱応答部材の交換を容易にした保守性の良い定着装置に関するものである。

電子写真装置の画像形成プロセスは主に、静電潜像プロセス、現像プロセス、転写プロセス、定着プロセスからなる。静電潜像プロセスでは、感光体ドラムまたは感光体ベルトに画像や文字などを光学的に描くことによって静電潜像を形成する。現像プロセスでは、静電潜像にトナーを静電的に付着させて現像する。転写プロセスでは、感光体ドラムまたは感光体ベルト上に現像されたトナー像を静電的に記録用紙上に転写する。定着プロセスでは、記録用紙上のトナー像を熱と圧力により定着させる。

定着装置の構成を図２に示す。加熱ローラ１はアルミニウムからなる芯金の表面にフッ素樹脂がコーティングされている。加圧ローラ２は鉄の芯金の表面にシリコンゴムをライニングし、さらにその表面にフッ素樹脂からなるチューブで皮膜されている。ハロゲンランプからなるヒーター３は、加熱ローラ１の内部に配置される。温度センサー４が加熱ローラ１の表面温度を検知し、その結果によりヒーター３のＯＮ−ＯＦＦ制御を行い、加熱ローラ１の表面を所望する温度に保つ。

加圧ローラ２はバネ５とリンク８により加熱ローラ１に圧接されている。したがってモーターなどの駆動源により回転する加熱ローラ１により加圧ローラ２も回転する。転写プロセスから搬送されてきた記録用紙６は、この二つのローラ１，２の圧接部を通過することによってトナー像７が溶融して定着されて、記録用紙６をストックする箇所に搬送される。

温度センサー４が故障して加熱ローラ1の表面温度を正確に検知できなくなった場合や、ＯＮ−ＯＦＦ制御が不能となって連続ONに陥った場合など、結果として加熱ローラ１の表面温度が異常に高くなり、加熱ローラ1が焼損したり、定着装置が焼損したりする危険性がある。

そこで、その防止策として加熱ローラ１の近傍に熱応答部材であるところの例えばサーモスタット9を配置することが有効であると広く知られている（特許文献1参照）。サーモスタット9はヒーター３に電流を供給する回路に組み込まれており、加熱ローラ１の表面温度が異常に高くなった場合には、サーモスタット９が作動してヒーター３への電流を遮断し、装置損傷などの被害を最小限に留めることが可能となる。

図中の９ａはサーモスタット９の外装基準面、９ｂはサーモスタット９の端子、１０は隙間、１１は第一の保持部材、１４は定着装置の筐体、１５，１６はネジである。

特開平５−８８５８４号公報

空気層を介して加熱ローラ１と相対しているサーモスタット９は、加熱ローラ１の表面からの熱放射や対流によって熱が供給され、予め設定された温度にサーモスタット９自身が到達した場合に作動して、電流供給を遮断する。したがって、特許文献１の実施例・図４で述べているように、加熱ローラ１とサーモスタット９の隙間１０の大小によって、サーモスタット９作動時の加熱ローラ１の表面温度は大きく変化する。隙間１０が大きいほどサーモスタット９作動時の加熱ローラ１の表面温度は高くなり、隙間１０が小さいほどサーモスタット９作動時の加熱ローラ１の表面温度は低くなる。

また、隙間１０が同じ場合でも、ヒーター３の出力が大きいほどサーモスタット９作動時の加熱ローラ１の表面温度は高くなり、ヒーター３の出力が小さいほどサーモスタット９作動時の加熱ローラ１の表面温度は低くなる。

また、電子写真装置を動かし始めた直後の装置自体が冷えている状態では、サーモスタット９作動時の加熱ローラ１の表面温度は高くなり、電子写真装置を長時間に渡って稼動して装置自体が充分に暖まっている状態では、サーモスタット９作動時の加熱ローラ１の表面温度は低くなる。つまり、様々な要因でサーモスタット９作動時の加熱ローラ１の表面温度は変化する。

近年、電子写真装置の高速化が進んでおり、そのプロセス速度を早くするために、複数のヒーター３を高出力なものとする必要性が生じており、その出力は合計で２０００Ｗや３０００Ｗを超えるようになってきている。この場合、サーモスタット９と加熱ローラ１の隙間１０とサーモスタット９作動時の加熱ローラ１の表面温度の相関は過度に敏感なものとなり、隙間１０が０．１ｍｍ程度変化するだけで、サーモスタット９作動時の加熱ローラ１の表面温度が５０℃程度変化したりする。

紙が自然発火する温度は４２０℃近傍である。３５０℃を超えた領域から紙は茶色に変色して、焦げくさい臭いを発するようになる。よって、電子写真装置の使用者に不安感を与えないために、サーモスタット９作動時の加熱ローラ１の表面温度は最悪でも３５０℃より低くなるように装置を設定しなければならず、隙間１０の最大値は自ずと制限される。

また、通常の印刷温度である加熱ローラ１の表面温度２００℃以下で切れてしまっては電子写真装置として成り立たなくなるため、隙間１０の最小値は自ずと制限される。したがって、隙間１０に許されるバラツキは、概ね±０．２０ｍｍ〜±０．０５ｍｍの間となる。

隙間１０は、多くの部品及び定着装置筐体を介して成り立つものである。よって、単純に無調整で組み立てると、各部品の累積誤差により隙間１０のバラツキは許容値を大幅に超えてしまう。

したがって図２に示すように、隙間１０を測定しながら、サーモスタット９が組付けられている第一の保持部材を移動し、隙間１０が決められた距離に合致したところで、ネジ１６を締めて固定しなければならない。つまり、調整しながらの組み立てとなる。調整しながらの組み立ては、時間と作業者の熟練を要するものであり、工場内の生産ラインで専門作業者による作業であるなら容認できるものであった。フィールドで故障が発生した場合、サーモスタット９自身の形状バラツキのために、ネジ１５を外してサーモスタット９のみを交換では隙間１０の許容値を越えてしまい、ネジ１６を緩めてから再度調整する必要があった。その作業は、一般的な保守員によるものであり、熟練度の低さから作業の確実性に不安があり、品質保証の観点から、定着装置を工場に送付して専門作業員による作業としなければならなかった。この方法は、代替の定着装置が必要となり、輸送費なども含め、多額の経費が掛かるものであった。

そこで、フィールドでのサーモスタット交換作業の容易化及び品質確保の面から、無調整で簡単に部品交換作業が可能となる構造が要望されていた。

この要望に応えるため、本発明は、熱源を内蔵する加熱ローラと、これに圧接して連れ回る加圧ローラと、前記加熱ローラに対向させて配置され異常昇温に感応する例えばサーモスタットなどの熱応答部材と、前記加熱ローラが使用許容温度範囲を越えると前記熱応答部材が熱応答して熱源への通電を遮断するように制御する発熱量制御手段とを有する電子写真装置の定着装置を対象とするものである。

そして本発明の第一の手段は、前記熱応答部材は第一の保持部材に取付けられ、その第一の保持部材は第二の保持部材に、前記熱応答部材の外装基準面と前記第二の保持部材の取付基準との位置関係が一定となるように調整してから取付けられ、前記第二の保持部材は第三の保持部材に、前記第二の保持部材の取付基準と前記第三の保持部材の取付基準を合致して取付けられ、前記第三の保持部材は定着装置の筐体に、前記加熱ローラと前記熱応答部材の外装基準面との距離が一定となるように調整してから取付けられていることを特徴とするものである。

本発明の第二の手段は、前記熱応答部材は第一の保持部材に、前記熱応答部材の外装基準面と前記第一の保持部材の取付基準との位置関係が一定となるように、所望の厚さのスペーサーを挟み込んで組付けられ、前記第一の保持部材は第三の保持部材に、前記第一の保持部材の取付基準と前記第三の保持部材の取付基準を合致して取付けられることを特徴とするものである。

熟練が必要で、火災を防止する目的の重要で難しい調整作業を行うことなく、熟練が不要で簡単な作業で、サーモスタット交換をフィールドにて行うことができる定着装置を実現できる。

次に本発明の実施形態を図とともに説明する。図１と図３は、本発明の第１実施形態を説明するための図である。

図に示されているように、サーモスタット９はネジ１５にて第一の保持部材１１に組付けてある。更に第一の保持部材１１はネジ１６にて第二の保持部材１２に組付けてある。この組付け作業時に、調整用治具などを利用して、サーモスタット９の外装基準面９ａと第二保持部材１２の取付け基準穴１２ａとの位置関係が一定となるように調整する。

ネジ１６を通す穴１１ａは第一の保持部材１１を動かしてから固定できるように長穴となっている。これが、サーモスタットクミと呼ぶ部品となる。

このサーモスタットクミを、取付け基準穴１２ａと第三の保持部材１３の取付基準凸部１３ａに嵌め込んで、ネジ１７にて組付ける。これが、第二のサーモスタットクミと呼ぶ部品となる。

この第二のサーモスタットクミを、定着装置の筐体１４にネジ１８で組付けながら、加熱ローラ１とサーモスタット９の外装基準面９ａとの隙間１０を一定となるように調整する。ネジ１８を通す穴１３ｂは第二のサーモスタットクミを動かしてから固定できるように長穴となっている。調整後、サーモスタット９の端子９ｂにヒーター３に電気を供給するケーブルを接続する。

フィールドで、加熱ローラ１の異常高温をサーモスタット９が検知し作動して回路切断となった場合、安全上の理由から作動状態は復帰できない仕組みになっている。よって、装置を復旧するには、異常高温による損傷部品を交換したり、サーモスタット９を新しいものに交換しなければならない。

サーモスタット９を交換する場合には、ネジ１７を外して、サーモスタットクミと呼ぶ部品を外し、補充部品として調整されている新品のサーモスタットクミをネジ１７で組み付ける。

図４は、本発明の第２実施形態を説明するための図である。同図に示されているように、サーモスタット９はネジ１５にて第一の保持部材１１に組付けてある。この組付け作業時に、調整用治具などを利用して、サーモスタット９の外装基準面９ａと第一保持部材１１の取付け基準穴１１ｂとの位置関係が一定となるように、所望の厚さのスペーサー１９を一枚ないしは複数枚挟み込んで組付ける。これが、サーモスタットクミと呼ぶ部品となる。

このサーモスタットクミを、取付け基準穴１１ｂと第三の保持部材１３の取付基準凸部１３ａに嵌め込んで、ネジ１７にて組付ける。これが、第二のサーモスタットクミと呼ぶ部品となる。

この第二のサーモスタットクミを、定着装置の筐体１４にネジ１８で組付けながら、加熱ローラ１とサーモスタット９の外装基準面９ａとの隙間１０を一定となるように調整する。

サーモスタット９を交換する場合には、ネジ１７を外して、サーモスタットクミと呼ぶ部品を外し、補充部品として調整されている新品のサーモスタットクミをネジ１７で組み付ける。

本発明の各実施形態において、熱源であるヒーター３は複数個内蔵されており、各ヒーター３に対応してサーモスタット９、第一保持部材１１、第二保持部材１２、第三保持部材１３、スペーサー１９がそれぞれ設置されている。

本発明の実施形態に係る定着装置は、調整が不要で、容易な作業となり、熟練していない現地保守員でも作業が可能となる。無調整でのサーモスタット交換作業が部品点数の増大２点のみで行われ、かつ定着装置の増大を招くことなく実現できる。

本発明の第１実施形態に係る定着装置の一部断面図である。 従来の定着装置の一部断面図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置の要部斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る定着装置の一部断面図である。

符号の説明

１は加熱ローラ、２は加圧ローラ、３はヒーター、４は温度センサー、５はバネ、６は用紙、７はトナー像、８はリンク、９はサーモスタット、９ａはサーモスタットの外装基準面、９ｂはサーモスタットの端子、１０は隙間、１１は第一の保持部材、１１ａは第一の保持部材の長穴、１１ｂは第一保持部材の取付け基準穴、１２は第二の保持部材、１２ａは第二保持部材の取付け基準穴、１３は第三の保持部材、１３ａは第三保持部材の取付け基準凸部、１３ｂは第三保持部材の長穴、１４は定着装置の筐体、１５，１６，１７，１８はネジ、１９はスペーサーである。

Claims (2)

1. 熱源を内蔵する加熱ローラと、これに圧接して連れ回る加圧ローラと、前記加熱ローラに対向させて配置され異常昇温に感応する複数の熱応答部材と、前記加熱ローラが使用許容温度範囲を越えると前記熱応答部材が熱応答して熱源への通電を遮断するように制御する発熱量制御手段とを有する電子写真装置の定着装置において、
   前記熱応答部材は第一の保持部材に取付けられ、
   その第一の保持部材は第二の保持部材に、前記熱応答部材の外装基準面と前記第二の保持部材の取付基準との位置関係が一定となるように調整してから取付けられ、
   前記第二の保持部材は第三の保持部材に、前記第二の保持部材の取付基準と前記第三の保持部材の取付基準を合致して取付けられ、
   前記第三の保持部材は定着装置の筐体に、前記加熱ローラと前記熱応答部材の外装基準面との距離が一定となるように調整してから取付けられていることを特徴とする定着装置。
2. 熱源を内蔵する加熱ローラと、これに圧接して連れ回る加圧ローラと、前記加熱ローラに対向させて配置され異常昇温に感応する複数の熱応答部材と、前記加熱ローラが使用許容温度範囲を越えると前記熱応答部材が熱応答して熱源への通電を遮断するように制御する発熱量制御手段とを有する電子写真装置の定着装置において、
   前記熱応答部材は第一の保持部材に、前記熱応答部材の外装基準面と前記第一の保持部材の取付基準との位置関係が一定となるように、所望の厚さのスペーサーを挟み込んで組付けられ、
   前記第一の保持部材は第三の保持部材に、前記第一の保持部材の取付基準と前記第三の保持部材の取付基準を合致して取付けられることを特徴とする電子写真装置の定着装置。

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