JPH06110353A - 画像形成装置の定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱ローラの内部に配置するカム部材を、定
着装置の作動時と停止時とで、異なる位置に移動させ、
定着装置の予熱時と、定着の作用の各々について、セン
サによる温度の検知作用を良好に行い得るようにする。 【構成】 加熱ローラ２０と加圧ローラ２５とを組み合
わせて定着装置１を構成し、該加熱ローラに配置する加
熱ランプ２１を、ローラコアの内部で移動可能に設けて
いる。前記加熱ランプ２１は、ランプ支持アーム３７の
ランプホルダー３９に支持され、該ランプ支持アーム３
７をリンク３５を介してカム部材３３に接続し、定着装
置の非作動時と作動時に、加圧ローラ２５を加熱ローラ
に対して離接させる動作に対応させて、加熱ランプ２１
を異なる位置に位置決めさせる。そして、定着装置の非
作動時には、加熱ランプをローラの下部に位置させ、定
着の動作を行う際には、センサＳに近接する位置に加熱
ランプを置いて、温度の検知の作用を正確に行い得るよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式を用いる
画像形成装置に設けられ、２つの定着ローラの間に、ト
ナー画像を担持する用紙を通して定着する熱ローラ方式
の定着装置に関し、特に、加熱ローラに設ける加熱源
を、予熱時と、定着時とで、異なる位置に位置決めし、
加熱の制御を効率良く行い得るようにする装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機等のように、電子写真方式を
用いて記録紙を作成する画像形成装置では、感光体ドラ
ム等の画像担持体にトナー画像を形成し、そのトナー画
像を用紙に転写した後で、定着装置を通して定着し、コ
ピーを作成する機構を用いている。前記定着装置として
は、一般に、熱ローラ方式の定着装置を用いていること
が多く、該熱ローラ方式の定着装置では、加熱源を設け
た加熱ローラと、該加熱ローラに対して所定の圧力で押
圧される加圧ローラとを設けたものが使用される。前記
熱ローラ方式の定着装置としては、例えば、特開平２−
２７７０８９号公報等に示されるような装置が知られて
いる。

【０００３】前記従来例に示されるような定着装置は、
図４に示されるように構成されるもので、ハロゲンラン
プ等の加熱源９を内蔵する加熱ローラ５を、定着装置１
ａのフレーム２に支持させて、駆動機構を用いて一定の
速度で回転させるように設けている。また、前記加熱ロ
ーラ５に対して、加熱源を設けない加圧ローラ１０を平
行に配置し、該加圧ローラ１０をスプリング等の押圧機
構１４を用いて、加熱ローラに向けて押圧し、両ローラ
の間に所定のニップ圧力を設定できるようにする。そし
て、前記熱ローラ方式の定着装置では、用紙のトナー画
像を担持する側を加熱ローラに対応させて両ローラのニ
ップ圧力部分を通す際に、加熱源９の熱によりトナーを
溶融し、その溶融されたトナーを用紙に押圧して定着す
る作用を行う。

【０００４】前記定着装置に用いられる加熱ローラ５
は、金属製のコア６の表面にフッ素樹脂等の離型性の良
好な材料を用いた被覆７を形成しており、該加熱ローラ
５の両側をフレーム２に設けた軸受８により支持させ、
駆動機構により一定の速度で回転させるようにしてい
る。また、加圧ローラ１０は、金属製のコア１１の表面
に弾性体による被覆１２を設けており、その被覆１２の
厚さを数mmの厚さで形成している。さらに、前記加圧ロ
ーラ１０には、支持部材１３を介してスプリング１４等
の押圧手段を設け、該スプリングにより加熱ローラに対
して押圧しながら、加熱ローラに追従して回転させる機
構を用いている。

【０００５】前述したような構成を有する熱ローラ方式
の定着装置において、加熱ローラの中央部に加熱源を支
持させ、該ローラを均一に加熱する方式を用いている。
また、一般の定着装置では、加圧ローラに対しても加熱
ローラからの熱を伝達し、加圧ローラの温度を一定以上
に維持させることが必要である。ところが、加熱源を加
熱ローラの中央部に配置した場合には、加熱ローラを全
体的に加熱する状態で、温度の検知作用と、定着作用と
を行うようにされるので、定着に必要とされない部分ま
でも強く加熱しなければならず、外部に放熱される熱量
が多くなるという問題がある。

【０００６】そこで、前述したような問題を解決するた
めに、例えば、実開平１−７９０６５号公報等に示され
るように、加熱ローラに設ける加熱源を、用紙に対する
ニップ位置に近接させて配置することが提案されてい
る。そして、加熱源をニップ位置に近接させて設けるこ
とにより、前記定着装置では、定着部で、加圧ローラに
対する加熱作用を良好に行わせることができる。そし
て、連続して定着の作用を行った場合でも、用紙をニッ
プする部分でのローラの温度が低下することを防止で
き、コピーの品質を維持できるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、加熱
ローラに設ける加熱源を、用紙のニップ位置に近接させ
て設けた場合には、その加熱源により加熱される位置
は、加熱ローラに対して配置する温度検知用のセンサに
対して、離れた位置に設定されることになる。したがっ
て、予熱モードで定着装置を駆動した状態では、ローラ
の温度が全体的に十分に上昇しないと、センサによる温
度検知情報が出力されずに、そのローラに対する設定温
度を越えた状態で、センサが温度の検知情報を制御装置
に向けて出力することになる。

【０００８】したがって、定着装置での予熱の動作が終
了した時点では、両ローラのニップ位置では、実際に設
定されている温度以上に加熱された状態となり、加熱ロ
ーラは過加熱された状態で、定着の作用を行うようにな
る場合が発生する。そして、設定温度以上の高温に加熱
されたローラの間に、用紙を通して定着する場合には、
トナーが必要以上に加熱されて流動性等が変化し、コピ
ーの品質に問題が発生することがある。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、前述したような加熱ローラに
対する加熱の問題を解消するもので、加熱ローラに設け
る加熱源（以下加熱ランプと呼ぶ）を、加圧ローラのリ
トラクト機構を介して揺動可能に設け、定着装置の予熱
状態と定着作用を行う状態とに対応させて、加熱ランプ
の位置を変更させるとともに、予熱状態での加圧ローラ
に対する加熱作用と、定着時の温度検知作用とを良好な
状態で行い得るような画像形成装置の定着装置を提供す
ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、ハ
ロゲンランプ等の加熱源を内蔵する加熱ローラと、該加
熱ローラに対向させて加圧ローラとを配置し、トナー画
像を担持する用紙を通して定着するとともに、非定着時
に加圧ローラをリトラクトさせて、両ローラを離間させ
るように構成してなる熱ローラ方式の定着装置に関す
る。本発明の定着装置においては、加熱ローラに設ける
加熱ランプを、該ローラの内部で移動可能に設け、加圧
ローラの動作に連動させて、加熱ランプの位置を設定す
ることができるように構成している。また、本発明の定
着装置では、加熱ランプの揺動機構を、加圧ローラのリ
トラクトを行うためのカム部材に接続し、該加圧ローラ
を加熱ローラに離接する動作に追従させて、加熱ランプ
の移動を行わせることができる。さらに、前記加熱ラン
プは、予熱の動作を行う際には、加圧ローラに近接する
位置に設定し、定着の動作を行う場合には、センサに対
応させる位置に設定するような手段を用いることができ
る。

【００１１】前述したように、加圧ローラのリトラクト
機構のカム部材の回転に連動させて、加熱ランプの移動
を行うように構成することにより、本発明の定着装置で
は、加熱ランプの位置決めの機構を簡素化することがで
きる。そして、加熱ランプの移動の範囲を、カム部材に
より設定することができるので、その加熱ランプがロー
ラの内壁に接触したりすることを防止できる。また、定
着装置を用いて定着の作用を行う際に、加熱ランプをセ
ンサの近傍に位置させることにより、温度の検知の作用
を良好に行うことができ、ローラ部材の過加熱等の不都
合な状態が発生することを防止できる。さらに、予熱の
動作を行う際には、用紙のニップ位置の近傍に加熱ラン
プを移動させて加熱作用を行うために、加圧ローラに対
しても加熱効率を良くすることができる。

【００１２】

【実施例】図示される例にしたがって、本発明の画像形
成装置の定着装置を説明する。図１に示される本発明の
定着装置１は、前記図４の従来例の場合と同様に、加熱
ローラ２０と加圧ローラ２５とを対向させて配置し、両
ローラの間にトナー画像を担持する用紙を通し、熱と圧
力とを加えて定着する機構を構成している。前記図１に
示される定着装置１では、加熱ローラ２０の内部に、ハ
ロゲンランプ等の加熱ランプ２１を配置し、該加熱ラン
プ２１をランプホルダー３９により支持している。ま
た、加圧ローラ２５を支持する支軸２６は、ローラ支持
アーム３０に支持され、カム部材３３を用いてローラ支
持アーム３０を揺動させることにより、前記加圧ローラ
を加熱ローラに向けて離接させることができるようにし
ている。なお、以下に説明する本発明の定着装置におい
て、加熱ローラと加圧ローラとは、前記図４に示される
ような構造のローラ部材を用い、ローラに対しても同様
な付属機構を設けたものを仮定して説明している。

【００１３】前記加圧ローラ２５を、加熱ローラ２０に
対して離接するための機構は、図２に示されるように構
成されており、両ローラの間には、トナー画像を担持す
る用紙が、入口ガイド２８を介して導入され、定着の作
用が行われる。前記図２に示される例では、加圧ローラ
２５の軸２６を支持するローラ支持アーム３０は、一端
部が定着装置のフレーム等に対して支点３１を介して支
持され、他端部に配置されるカム部材３３により、該ロ
ーラ支持アーム３０を揺動させるように構成している。
前記カム部材３３は、支軸３４を介して回転させる機構
を構成しており、画像形成装置における予熱の状態と、
定着の動作に対応させて、カム部材に対する駆動機構を
作動させるようにする。そして、カム部材３３の上死点
の位置で、ローラ支持アーム３０を押し上げた状態で、
両ローラの間に所定のニップ圧力を設定できるようにす
る。また、カム部材の下死点の位置がローラ支持アーム
に接する状態では、加圧ローラは加熱ローラから離間さ
れ、両ローラの間に隙間が形成される状態となる。

【００１４】前記加熱ローラ２０に設ける加熱ランプ２
１は、ランプ支持アーム３７の先端部に設けたランプホ
ルダー３９に支持されるもので、前記ランプ支持アーム
３７の基部を支点３８を介して支持し、該ランプ支持ア
ーム３７を揺動させることにより、ランプホルダー３９
に支持する加熱ランプ２１を、ローラコアの内部で移動
させる機構を設けている。前記ランプ支持アーム３７を
揺動させるために、前記加圧ローラの駆動機構のカム部
材３３と、ランプ支持アーム３７とをリンク３５により
接続し、カム部材３３の回転に追従させてランプ支持ア
ーム３７を揺動させる。そして、定着装置が定着可能な
状態に設定されている間は、前記加熱ローラ２０に対し
て配置する加熱ランプ２１を、温度検知用のセンサＳに
対応する位置に設定し、該センサＳにより、ローラの加
熱温度のコントロールの作用を容易に行い得るようにす
る。

【００１５】これに対して、加圧ローラ２５をリトラク
トさせる状態では、図３に示されるように、カム部材３
３の回転に追従させて、ランプ支持アーム３７を支点３
８を介して、図の時計方向に揺動させる。そして、前記
加熱ランプ２１を加熱ローラ２０の下部の位置に位置決
めし、その位置で加熱ローラに対する加熱作用を行うこ
とにより、隣接する加圧ローラに対しても加熱作用を行
い得るようにする。また、前述したようにして、加熱ロ
ーラの内部で加熱ランプを移動させる機構を構成する場
合に、その加熱ランプをカム部材により駆動する方式を
用いることにより、加熱ランプの移動範囲を容易に設定
することができ、加熱ランプがローラコアに接したりす
ることを防止でき、各動作地点での加熱ランプの保持作
用を容易に行うことができる。

【００１６】前述したように構成した定着装置では、従
来の一般の熱ローラ方式の定着装置の場合と同様に、電
子複写機を停止している状態では、加圧ローラ２５は、
加熱ローラ２０から離間される状態で停止されている。
そして、電子複写機のメインスイッチをオンにすると、
加圧ローラを離間させた位置で、加熱ランプ２１に対し
て通電が開始されると同時に、加熱ローラを回転させな
がら、該ローラを加熱する動作を開始し、予熱の動作を
行う。前記予熱の動作を行う際に、図３に示されるよう
に、加熱ローラ２０の下部に対応する位置で、ローラを
加熱する作用を行い、それと同時に加圧ローラ２５に対
しても加熱の作用を行うようにする。

【００１７】前述したようにして、定着装置での予熱の
動作を行う際に、前記加熱ローラ２０に対して配置する
温度検知センサＳでは、ローラの表面の温度を検知す
る。そして、そのローラの温度が所定の値に達すると、
制御装置は電子複写機のコントロールパネルに、複写可
能な表示を行い、オペレータに対して予熱の動作が終了
したことを知らせる。その後で、オペレータが原稿をセ
ットし、複写のボタンを押すと、カム部材３３が1/2 回
転されてローラ支持アーム３０を揺動させ、介して加圧
ローラは加熱ローラに向けて押圧させ、図２に示される
状態で定着を行い得るような状態を設定する。また、前
記図２に示される状態で、加熱ローラ２０の駆動を継続
することにより、加熱ローラの熱が加圧ローラに伝達さ
れ、加圧ローラを加熱する動作が行われる。

【００１８】前記図２に示されるように、加圧ローラ２
５を加熱ローラ２０に押圧する動作に連動されて、加熱
ランプ２１は、センサＳに対応する位置にセットされ
る。そして、前記加熱ランプ２１によりローラの加熱状
態を検知して、加熱ランプに対する通電の制御を行うよ
うにする。したがって、定着作用を行っている途中で、
加熱ローラの温度が設定値以上に上昇した場合には、セ
ンサがその情報を直ちに制御装置に伝達するので、異常
に加熱される等の問題が発生することがない。前記図２
の状態で定着作用が終了すると、その動作の終了信号に
より、カム部材３３がさらに1/2 回転されて、ローラ支
持アーム３０を揺動させ、加圧ローラ２５を加熱ローラ
２０から離間させる作用を行うとともに、加熱ランプ２
１を下降させて、図３に示されるような待機位置に保持
する。

【００１９】なお、前記本発明の実施例では、加熱ラン
プを揺動させるための機構を、加圧ローラのリトラクト
のためのカム部材に対して、リンクを用いて連動させる
手段で構成した場合を示しているが、本発明の加熱ラン
プの揺動機構としては、他の手段を用いることも可能で
ある。例えば、加熱ランプを支持するランプ支持アーム
に対して、ソレノイドによる駆動手段を配置することも
可能であり、その他に、定着装置の駆動機構から、クラ
ッチ手段を介してランプ支持アームを揺動させる機構を
配置すること等、任意の駆動手段を適用することが可能
である。また、前記加熱ローラの内部で加熱ランプを揺
動させる際に、定着装置の予熱状態、または、定着の作
用を行う際に、加熱ランプとローラコアの内面との間隔
は、任意に設定することができる。そして、図示される
ように、加圧ローラのリトラクトの動作に連動させる手
段を用いない場合には、加熱ランプを移動させるタイミ
ングを、加圧ローラの移動と切り離して、適宜設定する
こともできる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の定着装置は、前述したように構
成される手段を用いるものであるから、加圧ローラのリ
トラクト機構のカム部材の回転に連動させて、加熱ラン
プの移動を行うように構成することにより、本発明の定
着装置では、加熱ランプの位置決めの機構を簡素化する
ことができる。そして、加熱ランプの移動の範囲を、カ
ム部材により設定することができるので、その加熱ラン
プがローラの内壁に接触したりすることを防止できる。
また、定着装置を用いて定着の作用を行う際に、加熱ラ
ンプをセンサの近傍に位置させることにより、温度の検
知の作用を良好に行うことができ、ローラ部材の過加熱
等の不都合な状態が発生することを防止できる。さら
に、予熱の動作を行う際には、用紙のニップ位置の近傍
に加熱ランプを移動させて加熱作用を行うために、加圧
ローラに対しても加熱効率を良くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の定着装置の断面図である。

【図２】 定着の動作時のローラと加熱ランプの関係を
示す説明図である。

【図３】 非定着時の加熱ランプの位置を示す説明図で
ある。

【図４】 従来の定着装置の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 定着装置、 ２０ 加熱ローラ、 ２１ 加
熱ランプ、２５ 加圧ローラ、 ３０ ローラ支持
アーム、 ３３ カム部材、３５ リンク、 ３７
ランプ支持アーム、 ３９ ランプホルダー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱源を内蔵する加熱ローラと、該加熱
   ローラに対向させて加圧ローラとを配置し、トナー画像
   を担持する用紙を通して定着するとともに、非定着時に
   加圧ローラをリトラクトさせて、両ローラを離間させる
   ように構成してなる熱ローラ方式の定着装置において、 前記加熱ローラに設ける加熱源を、該ローラの内部で移
   動可能に設け、 加圧ローラの動作に連動させて、加熱源の位置を設定す
   ることを特徴とする画像形成装置の定着装置。