JP3226967B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録材を加熱体に対し
てフィルムを介して圧接させて加熱体からフィルムを介
して記録材に熱エネルギーを与える方式（フィルム加熱
方式）の定着装置に関する。

【０００２】この装置は、複写機・レーザービームプリ
ンター・ファクシミリ・マイクロフィルムリーダプリン
ター・画像表示（ディスプレイ）装置・記録機等の画像
形成装置において、電子写真・静電記録・磁気記録等の
適宜の画像形成プロセス手段により加熱溶融性の樹脂等
より成るトナーを用いて画像担持体としての記録材（エ
レクトロファックスシート・静電記録シート・転写材シ
ート・印刷紙など）の面に直接方式もしくは間接（転
写）方式で形成した目的の画像情報に対応した未定着の
トナー画像を該画像を担持している記録材面に永久固着
画像として加熱定着処理する画像定着装置として活用で
きる。

【０００３】また、画像定着装置に限定されず、例えば
画像を担持した記録材を加熱して表面性を改質する装置
等、広く像担持体を加熱処理する手段・装置として使用
できる。

【０００４】

【従来の技術】フィルム加熱方式の定着装置は、他に知
られている熱ローラ方式・熱板方式・ベルト定着方式・
フラッシュ定着方式・オーブン定着方式等の熱定着式装
置との対比において、第１に、低熱容量線状加熱体を用
いることができるため、省電力化・ウェイトタイム短縮
化（クイックスタート性）になり、第２に、定着点と分
離点が別に設定できるため、オフセットも防止される、
その他、他の方式装置の種々の欠点を解決できるなどの
利点を有し、効果的なものである。

【０００５】本出願人の先の提案に係る例えば特開昭６
３−３１３１８２号公報に開示の方式・装置等がこれに
属し、薄肉の耐熱フィルム（シート）と、該フィルムの
移動駆動手段と、該フィルムを中にしてその一方面側に
固定支持して配置された加熱体と、他方面側に該加熱体
に対向して配置され該加熱体に対して該フィルムを介し
て画像定着すべき記録材の顕画像担持面を密着させる加
圧部材を有し、該フィルムは少なくとも画像定着実行時
は該フィルムと加圧部材との間に搬送導入される画像定
着すべき記録材と順方向に同一速度で走行移動させて該
走行移動フィルムを挟んで加熱体と加圧部材との圧接で
形成される定着ニップ部を通過させることにより該記録
材の顕画像担持面を該フィルムを介して該加熱体で加熱
して顕画像（未定着トナー像）に熱エネルギーを付与し
て軟化・溶融せしめ、次いでフィルムと記録材を離間さ
せる、或はトナーが冷却・固化した後にフィルムと記録
材を離間させることを基本とする加熱手段・装置であ
る。

【０００６】上記のようなフィルム加熱方式の定着装置
において、加熱体の温度制御は、加熱体に設けられた温
度センサーと、画像形成装置本体のマイクロコンピュー
ター及び加熱体駆動（通電発熱）回路により行われてい
る。また加熱体は高温となっているが、フィルムが一定
速度で加熱体上を移動しているため、フィルムの局部的
な熱変形は起きずに、安定した画像定着が実行される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、 従来の
フィルム式定着装置では、トナー画像を有する記録材を
加圧部材により定着フィルムを介して加熱体に圧接しな
がら定着フィルムを駆動させることで、定着画像を得る
のであるが、このとき、該フィルムが回転軸長手方向に
も移動してしまう（フィルムが寄る）という現像が発生
する欠点があった。とくに、転写紙がフィルム中央部か
らずれて通過する場合、ヒータ面および駆動ローラー部
の温度分布が不均一になり、高温側へフィルムが移動す
る。この移動の量が拡大すると、フィルムは定着器端部
につき当り、薄膜フィルムでは、フィルムに皺が生じた
り、フィルムが破損する等の不都合が生じる。

【０００８】しかし、上記定着装置は、定着装置自体の
破損は防がれるが、市場においては、フィルムの位置を
容易には正常範囲にもどせずにユーザークレームとなっ
てしまうという問題点があった。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決しようとする
ものである。

【００１０】すなわち、本発明は、定着フィルムが異常
な位置になって駆動が停止されたのちに、その異常な位
置から容易に回復することができるようにした定着装置
を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明による課
題を解決するための手段は、加熱体と、前記加熱体と接
触しつつ回転する定着フィルムと、前記加熱体の温度を
検知する温度検知素子と、前記定着フィルムの長手方向
の位置を検知するフィルム位置検知手段と、を有する定
着装置において、前記フィルム位置検知手段が前記定着
フィルムの位置が所定範囲外であると検知した際、前記
加熱体への通電および前記定着フィルムの回転を停止さ
せ、前記温度検知素子の検知温度が所定温度以下に降下
した後前記定着フィルムの回転を再開させる制御手段を
有することを特徴とする。

【００１２】この構成によれば、定着フィルムが異常な
位置になって駆動が停止されたのちに、その異常位置か
ら容易に回復することができる。

【００１３】

【実施例】図１乃至１０に基づいて本発明の実施例を説
明する。

【００１４】まず、本発明の実施例の定着装置を適用し
た画像形成装置の概略構造を図２に基づいて説明する。
図２において、１０１はガラス等の透明部材よりなる原
稿載置台で、矢印ａ方向に往復運動して原稿を操作す
る。原稿載置台の直下には短焦点小経結像素子アレイ１
０２が配置されていて、原稿載置台上におかれた原稿は
照明ランプ１０３によって照射され、その反射光像は上
記アレイ１０２によって感光ドラム４上にスリット露光
される。なおこの感光ドラムは矢印ｂ方向に回転する。
また１０５は帯電器であり、例えば酸化亜鉛感光層ある
いは有機半導体感光層等を被覆された感光ドラム１０４
上に一様に帯電を行う。この帯電器１０５により一様に
帯電されたドラム１０４は、素子アレイ１０２によって
画像露光が行われ静電潜像が形成される。この静電潜像
は、現像器１０６により加熱で軟化溶融する樹脂等より
なるトナーを用いて現像化される。一方、カセットＳ内
に収納されている転写材Ｐは、搬送ローラー１０７と感
光ドラム１０４上の画像と同期するようタイミングをと
って上下方向で圧接して回転される対の搬送ローラー１
０８によってドラム１０４上に送り込まれる。そして、
転写帯電器１０９によって、感光ドラム１０４上に形成
されているトナー像は、転写材Ｐ上に転写される。その
後、公知の分離手段によってドラム１０４から分離され
た転写材Ｐは、搬送ガイド１１０によって定着装置１１
１に導かれ加熱定着処理された後にトレイ１１２に排出
される。なお、トナー像を転写後、ドラム１０４上の残
留トナーはクリーナー１１３によって除去される。

【００１５】次に、図３に本実施例の定着装置１１１の
拡大図を示す。図３において、１１４は装置に固定支持
された低熱容量線状加熱体であって、１例として厚み
１．０ｍｍ、幅６．０ｍｍ、長手長２４０ｍｍのアルミ
ナ基板１１５に発熱層である抵抗材料１１６を幅１ｍｍ
に塗工したもので、長手方向両端より通電される。この
加熱体のフィルム側表面には潤滑剤が塗布されている。

【００１６】加熱体に供給される電力は、検温素子１１
７の出力によって制御されており、所定の温度に制御さ
れている。このように温度制御された加熱体１１４に当
接して図中矢印方向に定着フィルム１１８は移動する。
この定着フィルムの１例として厚み２０μｍの耐熱フィ
ルム、例えばポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥ
Ｓ、ＰＦＡに少なくとも画像当接面側にＰＴＦＥ、ＰＡ
Ｆ等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型層を約１０μ
ｍコートしたエンドレスフィルムである。一般には、層
厚１００μｍ、より好ましくは４０μｍ未満、フィルム
駆動は駆動ローラー１１９と従動ローラー１２０による
駆動とテンションにより矢印方向にシワなく移動する。

【００１７】１２３はベルト非コート部に設けられた補
強部材であるリブであり、フィルム１１８とは別材質の
例えばゴムでできており、フィルム１１８に接着されて
いる。１２４はリブ１２３を規制するための規制部材で
あり、駆動ローラー１１９の外周に沿ってリブ１２３よ
りフィルム中央側に設置されている。駆動ローラー１１
９が回転し、フィルム１１８が搬送されると、寄り力が
働くが、リブ１２３が規制部材１２４とぶつかり規制さ
れてフィルムの寄りとともに規制部材が移動する。

【００１８】１２１はシリコンゴム等の離型性の良いゴ
ム弾性層を有する加圧ローラーで総圧４〜７ｋｇで、フ
ィルムを介して加熱体を加圧しフィルムと圧接回転する
転写材（Ｐ）上の未定着トナー（Ｔ）は、入り口ガイド
１２２により定着部に導かれ上述の加熱により定着像を
得るものである。

【００１９】また、本発明の定着装置が用いられる画像
形成装置としては、電子写真装置、静電記録装置で加熱
溶融性のトナーを用いて画像を形成する装置すべてに適
応するものである。

【００２０】次に図１および図４、図５を用いて本実施
例について説明する。

【００２１】図１は本実施例を用いた定着器の動作図で
ある。コピー動作中、フィルムの長手方向の移動が発生
し、異常な位置であることが検知されると、ヒーターへ
の給電が停止された後フィルムの回転が停止する。

【００２２】次に定着器が自然冷却され、検温素子１１
７で検知された加熱体の温度Ｔ℃が所定の温度以下にな
ると、再びＴＦ℃温度制御を行いながら定着器の運転
（以後空回転）が開始される。その結果、フィルムは正
常な位置に復帰する。

【００２３】図４は定着装置を１８０℃温度制御にて稼
動してフィルムが異常位置になり、異常検知され定着器
が停止し、Ｔ℃まで冷却した後の、空回転を行ったとき
のフィルムの位置を表わしている。冷却せずに空回転を
行った場合、フィルムはさらに大きく移動し、復帰する
までの時間が長くかかる。これに対し所定の温度までの
冷却を行うことで、フィルムは速やかに正常域へ復帰
し、Ｔが低くなるにつれ、空回転に要する時間も少なく
てすむ。

【００２４】フィルム位置の異常の検知の１例を図５に
示す。フィルム１１８が矢印Ｒの方向に移動すると、規
制部材１２４はリブ１２３を介して荷重を受け、やはり
Ｒの方向に移動する。

【００２５】移動前、光センサー１２５をさえぎってい
た規制部材１２４の旗部１２６が移動し、光スイッチが
ＯＮ−ＯＦＦとなる。

【００２６】この信号が制御回路に送られる。本実施例
では旗部１２６の幅を８ｍｍとしておりその中央を光セ
ンサー中央部にあわせて初期設定してあるため、片側４
ｍｍ移動すると信号が発生し、制御回路に送られる。こ
うして異常域（４ｍｍ）へのフィルムの移動が検知され
る。以上のように異常域を検知し、フィルムの駆動を停
止させ、所定の温度Ｔまで停止し続け、その後空回転を
行うことでフィルムを正常域に復帰させることができ
る。

【００２７】しかしながらフィルムの位置の検知は本実
施例に限らず、図６のようにレバーで検知しても良い
し、図７のように端部を斜めにカットしたフィルムのカ
ット部分を光学的に検知してこのＯＮ−ＯＦＦ時間の比
からフィルムの位置を検知する等、種々の方法を採用す
ることができる。またフィルム中央から異常までの距離
も本実施例では４ｍｍとしたが、これも装置構成が許さ
れるならば、もっと大きくすることも可能であるし、中
央から左右の許容巾を変えてもよい。

【００２８】また冷却後の温度Ｔ℃の設定も、定着動作
時の制御温度Ｔ0 ℃から室温ＴR までの範囲をとること
が可能であるが、本発明者らの検討では１４０≦Ｔ0 ≦
２２０の場合はＴR ＋２０≦Ｔ≦Ｔ0 −２０望ましくは
ＴR ＋２０≦Ｔ≦Ｔ0 −４０であった。

【００２９】復帰時の制御温度ＴF ℃は、５０≦ＴF ≦
Ｔ0 ＋２０の範囲であれば差しつかえない。

【００３０】図８は他の実施例の作動のフローチャート
図である。ステップＳ１で電源キーがＯＮされると、Ｓ
２でフィルム位置の異常の有無を検知する。

【００３１】異常である場合、加熱体の温度がＴ1 以下
であれば空回転状態に入る。その後、フィルムの位置が
正常な位置に復帰していれば通常のコピーシーケンス
に、異常な位置にある場合は回転を続行するが、Ｓ６で
その時間をカウントし、ある時間以上連続するとエラー
が表示される。

【００３２】コピー動作中（Ｓ７，Ｓ８）は位置異常を
検出するとコピーシーケンスが中断されエラーが表示さ
れる。エラーが表示されるとメインスイッチのＯＮをす
ることが必要となりＳ１に戻ることになる。

【００３３】本実施例を用いることで空回転の時間が制
限され、エラー表示をする機能をもつことから、検知素
子等の異常により位置異常であると該検知がなされた場
合でも空回転を長時間行なわずにすみ、また操作者に異
常を知らせることができる。空回転の時間ｔは前記実施
例を説明した図１１よりＴ0 ＝１８０、かつ１００≦Ｔ
≦１５０の場合は３０（Ｓ）から５分ぐらいまでが適当
であった。

【００３４】次に本発明の更に他の実施例について説明
する。図９に示す本実施例では、加熱体の温度を検出す
る手段として２つ以上のサーミスタを長手方向に配した
ものである。

【００３５】例えば長手方向に２つのサーミスタを配
し、それぞれの検知温度をＴA ，ＴBとする。これらの
温度差の絶対値｜ＴA −ＴB ｜が所定の値以下になる
か、またはＴが、Ｔ1 以下になったときに空回転が行わ
れる。図９は本実施例のフローチャートである。ステッ
プＳ１５において温度差の検知が行なわれる。通紙位置
が中央からずれたために温度分布のばらつきが生じ、そ
のために寄りが生じた際には有効であり、前述の実施例
よりも早く空回転に入ることができる。実験では｜ＴA
−ＴB ｜は１０℃以下が望ましいという結果であった。

【００３６】次に本発明の更に他の実施例について説明
する。図１０は当該実施例における画像形成装置の動作
のフローチャートである。

【００３７】図１０において、ステップＳ５の位置セン
サーでＯＫの判断がでるとＳ１７に行く。これがｔ2 以
上ならば、Ｓ７に行きコピースタンバイ状態になる。Ｓ
１７でＮＯのときは再びＳ５の位置センサーの判断とな
る。これにより一定時間（ｔ2）位置センサーがＯＫに
なっていないと、スタンバイ状態には入れない。このた
め、リブの振れなどにより光センサーがＯＮ−ＯＦＦ状
態のくりかえしとなることを防ぎ、誤動作がなくなる。

【００３８】Ｓ１６もＳ７に対し、同様の働きをする。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、フィルムの位置を検知
し、異常な場合フィルムの駆動を停止し、加熱体が所定
の温度になったのち、温度制御を行いながら空回転をす
ることで、フィルムが異常な位置から容易に復帰させる
ことができるこのため操作者はフィルムにダメージを与
えることなく、短時間で簡易にコピーを続けることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した定着装置の動作フローチャー
ト図

【図２】本発明の定着装置を搭載した画像形成装置の一
例を示す図

【図３】図２の定着装置の構造の一例を示す図

【図４】温度変化とフィルム位置の時間的推移の関係を
示す図

【図５】本発明を実施した定着装置の主要部の概略図

【図６】図５の定着装置の変形例を示す図

【図７】図５の定着装置の他の変形例を示す図

【図８】本発明の他の実施例を実施した定着装置の動作
フローチャート図

【図９】本発明の更に他の実施例を実施した定着装置の
動作フローチャート図

【図１０】本発明の別の実施例を実施した定着装置の動
作フローチャート図

【符号の説明】

１１１…定着装置 １１６…発熱層 １１７…サーミスタ １１８…定着フィルム １２３…リブ １２４…規制部材 １２５…光センサー １２６…旗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村茂雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−168289（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−259793（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−163787（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−81877（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−207285（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−144475（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−182090（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/20 101 G03G 15/20 107 G03G 15/20 109

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱体と、前記加熱体と接触しつつ回転
   する定着フィルムと、前記加熱体の温度を検知する温度
   検知素子と、前記定着フィルムの長手方向の位置を検知
   するフィルム位置検知手段と、を有する定着装置におい
   て、 前記フィルム位置検知手段が前記定着フィルムの位置が
   所定範囲外であると検知した際、前記加熱体への通電お
   よび前記定着フィルムの回転を停止させ、前記温度検知
   素子の検知温度が所定温度以下に降下した後前記定着フ
   ィルムの回転を再開させる制御手段を有する ことを特徴
   とする定着装置。