JP3519855B2 - 熱定着装置の温度検知手段 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は電子写真式画像形成
装置に用いられる熱定着装置を構成する加熱ローラの温
度を測定する為に用いられる温度検知手段の改良に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等
の電子写真式画像形成装置にあっては、感光体上に形成
した静電潜像を現像装置から供給される現像剤により現
像することによって得たトナー像を転写紙上に転写して
から、熱定着装置によって定着することによって画像形
成を行っている。この熱定着装置は、内部にヒータを備
えた加熱ローラの外周に加圧ローラを圧接させた状態
で、両ローラのニップ部に未定着トナーを保持した転写
紙を通紙させることによって、該トナーを加熱しながら
加圧して定着させるものである。ところで、加熱ローラ
の周面は転写紙上の未定着トナーが接する為、離型性が
悪い場合にはトナーが外周面に転写してオフセット等の
不具合をもたらす。このため、従来から加熱ローラ周面
にオイルを塗布して離型性を高めるためのオイル塗布機
構を設けることが行われている。しかし、近年の熱定着
装置にあっては、シリコンオイル等の使用を必要としな
いトナーの実用化が進んでいる為、オイル塗布機構を廃
止した簡易な構成のもの（オイルレス熱定着装置）が主
流となりつつある。このような構成の熱定着装置にあっ
ては、加熱ローラに当接している部材、例えばサーミス
タ等に対して加熱ローラから転移して付着するトナーの
量が、オイル塗布機構を備えた装置に比べて格段に多く
なる。また、該部材が加熱ローラに接する力に比例して
トナーの転移量が多くなる為、両者の接触力をできるか
ぎり小さくする必要があった。なお、サーミスタは加熱
ローラの表面に摺接してその温度を検知する温度検知素
子であり、画像形成装置本体の制御部はこの温度検知素
子からの温度データに基づいて加熱ローラ内のヒータ温
度、通紙速度等を制御する。 【０００３】このようなサーミスタの支持構造として、
例えば特開昭５９−５３２４２号公報や、同６１−１１
４３３９号公報には、板バネ状の支持片の先端部に設け
た開口内にサーミスタを配置してローラに接触させる構
成が開示され、特開昭６２−３７７３０号公報には板状
の支持部の先端から導出した合成樹脂内に温度検知素子
を埋設した構成、特開昭６３−１７７８７０号公報には
支持片の先端部に取り付けたスポンジ部材の先端部に温
度検知素子を配置し、このスポンジを介して温度検知素
子を加熱ローラ周面に圧接するようにした構成が開示さ
れている。図５（ａ）は板バネからなる支持片１の先端
部に固定したスポンジ部材２の表面近傍位置にサーミス
タ３を配置したタイプを示しており、このタイプにあっ
てはスポンジ部が加熱ローラ４の表面になじむ程度の強
い押圧力を必要とするため、支持片１の板厚が０．５ｍ
ｍである場合には０．２Ｎ程度の圧接力が必要となる。
このように接触圧が大きい場合には上記のごときトナー
の付着による検知精度の低下という不具合が発生する。
このような不具合を解決する為に、図５（ｂ）のように
固定部５により板バネ状の支持片６の基端部を固定的に
支持すると共に支持片６の先端部にサーミスタ７を支持
したタイプが開発された。このタイプによれば、板バネ
の板厚、変位量によって当接力が決定されるため接触圧
を低減することができ、０．２ｍｍの板厚の場合０．０
２Ｎ程度の押し付け力で当接させればよく、従って接触
力を小さくすることができる。しかし、図５（ｂ）のタ
イプにあっては、接触圧力を小さくしてトナーの付着量
を低減できる一方で、加熱ローラ４に対する支持片６の
接触位置が少しでも狂うと、（ｃ）に示す様にサーミス
タ７がローラ表面から離間してしまい、加熱ローラ表面
の実温を測定できなくなる。このタイプの板バネを用い
た場合に必要とされる位置精度は±０．３ｍｍ以下であ
る。このように加熱ローラ表面から離間した状態のサー
ミスタから得られた温度データに基づいて制御部が行う
ヒータ温度の制御においては、加熱ローラ表面の実際の
温度が、ねらいの温度（１８０。Ｃ）よりも常に高く
（例えば２００。Ｃ）になってしまうという不具合を生
じ、オフセットや加熱ローラへのトナー固着等の問題が
発生する。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑みて
なされたものであり、サーミスタを板バネの先端部に支
持した状態で加熱ローラ表面に圧接させるタイプの温度
検知手段の欠点である位置精度の要求値の範囲を広げつ
つ、測定精度の低下を防止し、更に温度検知手段の量産
性を高めることができる、オイルレス熱定着装置に適し
た温度検知手段を提供することを目的としている。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、電子写真式の画像形成装置に用
いられる熱定着装置の加熱ローラに摺接して温度を検知
する温度検知手段において、基端部を固定部により固定
的に支持され且つ所定間隔を隔てて並行に配置された２
本の細長い板バネと、該２本の板バネ先端部の間に配置
したサーミスタ素子と、該サーミスタ素子を含む２本の
板バネ先端部を表裏両側から挟み込んで一体化固定する
耐熱性フィルムとを備え、該サーミスタに対応する板バ
ネ先端部を上記加熱ローラに弾性的に圧接させるように
構成し、上記固定部によって基端部を固定的に支持され
各板バネと並行に延びて先端の屈曲部で各板バネ先端部
に当接して、上記加熱ローラと反対側への上記板バネの
弾性変形を規制する規制部材を設け、該規制部材は該板
バネよりもバネ力が大きく設定されていることを特徴と
する。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の一形態例を詳細に説明する。図１（ａ）（ｂ）は本発
明の一形態例の温度検知手段の平面図及び右側面図であ
り、この温度検知素子１１は、非可撓性材料からなる固
定部１２により基端部をリジッドに支持され且つ電気的
に独立した２本の並行な（平行とは限らない）細幅帯状
薄板の板バネ１３、１４と、固定部１２から突出した両
板バネの基端部とカシメ部１５、１６で夫々接続された
リード線１７、１８と、各リード線の導体（サーミスタ
素子線）１７ａ，１８ａを各板バネ１３、１４に固定す
る溶接部２０、２１と、各板バネ１３、１４の先端部の
内側端縁に形成した凹所状の切欠き２２、２３によって
画成される空所内に配置され且つ上記サーミスタ素子線
１７ａ，１８ａに接続されたサーミスタ素子２５と、該
サーミスタ素子２５を含む板バネ１３、１４の先端部に
表裏両側から密着して一体化したポリイミドフィルム
（デュポン社製：カプトン他）等の粘着剤付テープ（耐
熱性フィルム）２６、２７と、サーミスタ素子２５と粘
着剤付テープ２６、２７との間に充填された熱伝導性を
高める為のシリコングリス２８等を有する。板バネ１
３、１４は対称形状を有しており、各板バネ１３、１４
の先端部であって、上記切欠き２２、２３に対応する部
分は図１（ｂ）に示す様に加熱ローラに向けて突出した
湾曲部１３Ａ、１４Ａとなっている。なお、溶接部２
１、２２を固定部１２内において固定された板バネ部分
に設けた理由は、フリーな板バネ部分に溶接すると、繰
り返し応力によってサーミスタ素子線１７ａ，１８ａが
疲労して破断する虞があるからである。 【０００７】図２は上記形態例の温度検知手段１１を、
加熱ローラ３０の外周面に接触させた状態で支持した場
合の例を示す図であり、熱定着装置の適所から導出され
たステー３５の先端部に上記固定部１２をネジ３６によ
り固定すると共に、板バネ１３、１４の湾曲部１３Ａ、
１４Ａの頂部周辺が加熱ローラの外周面に接するように
位置関係を設定する。このとき、サーミスタ２５は、湾
曲部頂部の切欠き内に位置している為、粘着剤付テープ
２７を介して加熱ローラ表面に接触することができる。
この形態例においては、板バネの湾曲部１３Ａ、１４Ａ
の頂部周辺が加熱ローラ３０の周面に圧接するため、多
少の位置ずれがあったとしても接触部位は常に点接触状
態となり、サーミスタ２５が加熱ローラに接触すること
ができる。従って、図５（ｃ）の如きサーミスタの浮き
を防止でき、常に正しい実温を計測し、得られた温度デ
ータに基づいた良好なヒータ温度制御や、通紙速度等の
制御を実現することができる。このため、オフセット、
トナー固着等による定着性能の低下を防止できる。ま
た、この形態例の温度検出手段を用いれば、従来のフラ
ットな板バネに支持されていたサーミスタとは異なり、
板バネに求められる位置精度が±１ｍｍ程度であっても
問題なく使用できる。また、板バネタイプの支持構造の
長所である低圧を実現し、これからのオイルレス熱定着
装置に適合した温度検知手段となる。つまり、高い精度
を求められずに、量産効率を高めることが可能となる。 【０００８】次に、図３（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は本発
明の他の形態例の温度検知手段の正面図（規制部材は現
れていない）、右側面図、及び斜視図であり、この温度
検知素子１１は、非可撓性材料からなる固定部１２によ
り基端部をリジッドに支持され且つ電気的に独立した２
本の並行な細幅帯状薄板の板バネ１３、１４と、固定部
１２から突出した両板バネの基端部とカシメ部１５、１
６で夫々接続されたリード線１７、１８と、サーミスタ
２５に接続される各リード線の導体（サーミスタ素子
線）１７ａ，１８ａと、固定部１２内において板バネ１
３、１４に各サーミスタ素子線を固定する溶接部と、各
板バネ１３、１４の先端部の内側端縁に形成した凹所状
の切欠き２２、２３によって画成される空所内に配置さ
れ且つ上記サーミスタ素子線１７ａ，１８ａに接続され
たサーミスタ素子２５と、該サーミスタ素子２５を含む
板バネ１３、１４の先端部に表裏両側から密着して一体
化したポリイミドフィルム（デュポン社製：カプトン
他）等の粘着剤付テープ２６、２７と、サーミスタ素子
２５と粘着剤付テープ２６、２７との間に充填された熱
伝導性を高める為のシリコングリス２８（図示せず）
と、固定部１２により一端を固定され各板バネ１３、１
４とほぼ平行に延びて先端の屈曲部４０ａで両板バネ１
３、１４の先端部適所に当接することにより板バネ１
３、１４の弾性変形（加熱ローラと逆方向への変形）を
禁止する規制部材４０とを有する。板バネ１３、１４は
対称形状を有しており、各板バネ１３、１４は先端部の
屈曲部１３Ｂ、１４Ｂを除いて平坦な板である。規制部
材４０も板バネであり、規制部材４０のバネ力は、板バ
ネ１３、１４のバネ力よりも大きく設定してある。この
規制部材４０は、板バネ１３、１４の加熱ローラとは反
対側に位置しており、先端の屈曲部４０ａは板バネ１
３、１４に向けて屈曲し、先端部で板バネ１３１４の面
に接して弾性変形を規制する様にしている。 【０００９】図４はこの検知手段１１の支持状態を示す
例であり、サーミスタよりも先端側の板バネ部分が、加
熱ローラと反対側へ弾性変形することが規制されている
為、加熱ローラに対する検知手段１１の位置が多少ずれ
ていたとしても、サーミスタを支持した板バネ部分が加
熱ローラ表面に押し付けられる。換言すれば、板バネが
常に加熱ローラ表面に沿った状態で添設されるため、浮
きが発生せず、常にサーミスタ２５がローラ表面に当接
する状態を維持することができる。板バネ１３、１４の
先端部に設けた屈曲部１３Ｂ、１４Ｂは、位置のバラツ
キに起因して、板バネ１３、１４が規制部材４０を乗り
越えないようにするストッパとして機能する。この形態
例の温度検知手段の構造は、上記形態例のタイプに比べ
て、板バネが加熱ローラ表面と面で接触する為、加熱ロ
ーラ側の負担が小さくて済み、キズ等の防止、トナーの
溜り防止等のメリットもある。部品点数、構造的には、
上記形態例の方が勝っており、コスト的に有利である。
しかし、本形態例は湾曲部が存在しない為、ポリイミド
フィルムの接着性が良好であり、量産性、耐久性が優れ
る。 【００１０】 【発明の効果】請求項１の発明によれば、板バネは加熱
ローラ表面と面で接触する為、加熱ローラ側の負担が小
さくて済み、キズ等の防止、トナーの溜り防止等のメリ
ットもある。さらに、請求項１の発明は湾曲部が存在し
ない為、ポリイミドフィルムの接着性が良好であり、量
産性、耐久性が優れる。

【図面の簡単な説明】 【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一形態例の温度検
知手段の平面図及び右側面図。 【図２】図１の形態例の温度検知手段を加熱ローラの外
周面に接触させた状態で支持した場合の例を示す図。 【図３】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は本発明の他の形態例
の温度検知手段の正面図（規制部材は現れていない）、
右側面図、及び斜視図。 【図４】図３の形態例の検知手段の支持状態を示す図。 【図５】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は従来例の説明図。 【符号の説明】 １１ 温度検知素子、１２ 固定部、１３、１４ 板バ
ネ、１３Ａ、１４Ａ 湾曲部、１５、１６ カシメ部、
１７、１８ リード線、１８ａ，１８ａ リード線の導
体（サーミスタ素子線）、２２、２３ 切欠き、２５
サーミスタ素子、２６、２７ ポリイミドフィルム（粘
着剤付テープ＝耐熱性フィルム）、３０ 加熱ローラ、
３１ 加圧ローラ、３５ ステー、４０ 規制部材、

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 電子写真式の画像形成装置に用いられる
   熱定着装置の加熱ローラに摺接して温度を検知する温度
   検知手段において、基端部を固定部により固定的に支持
   され且つ所定間隔を隔てて並行に配置された２本の細長
   い板バネと、該２本の板バネ先端部の間に配置したサー
   ミスタ素子と、該サーミスタ素子を含む２本の板バネ先
   端部を表裏両側から挟み込んで一体化固定する耐熱性フ
   ィルムとを備え、該サーミスタに対応する板バネ先端部
   を上記加熱ローラに弾性的に圧接させるように構成し、
   上記固定部によって基端部を固定的に支持され各板バネ
   と並行に延びて先端の屈曲部で各板バネ先端部に当接し
   て、上記加熱ローラと反対側への上記板バネの弾性変形
   を規制する規制部材を設け、該規制部材は該板バネより
   もバネ力が大きく設定されていることを特徴とする熱定
   着装置の温度検知手段。