JPH11133789A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発熱体とフィルムとの当接を改善し、定着性
が良好で高寿命の定着装置を提供する。 【解決手段】 無端回動するフィルムに発熱抵抗体を有
する発熱体が当接し、加圧手段により前記フィルムを前
記発熱体に加圧接触させ、前記発熱体に当接したフィル
ムと加圧手段の間を通過する転写材に担持したトナー像
を前記転写材に定着させる定着装置において、前記発熱
体と前記フィルムの当接を解除する当接解除手段と、非
定着動作期間には、前記発熱体と前記フィルムの当接を
解除するように前記当接解除手段を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は定着装置および画像
形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機等の画像形成装置におい
て、トナー画像を転写材に定着する定着方式として、Ｓ
ＵＲＦ定着方式がある。図５にＳＵＲＦ定着方式の構成
の一例を示す。

【０００３】エンドレスのフィルム４７は、回転駆動力
を有する駆動ローラ３５と、テンションローラ４５と、
発熱体４３に巻回され、発熱体４３に当接し、駆動ロー
ラ３５に追従し図中矢印の方向に回転する。また、加圧
ローラ４４は、発熱体４３の直下にて、フィルム４７を
加圧しながら回転する。トナー像を載せた転写材は、図
中Ａの方向から加圧ローラ４４とフィルム４７の間に搬
送され定着される。

【０００４】上述の様なＳＵＲＦ定着方式においては、
公知のように比較的短時間で発熱体４３を定着可能な温
度まで昇温させることが可能なため、画像形成が可能な
スタンバイ状態においては常に発熱体４３への通電を行
ってはいないものの、転写材が定着装置を通過中に確実
に定着させるため、転写材が通過する以前から発熱体４
３に通電し、予め所定の温度に保持させている。また、
発熱体４３とフィルム４７の熱融着を防止するため、発
熱体４３への通電中、フィルム４７を終始回転させ続け
ている。また、逆にフィルム４７の非回転中は、発熱体
４３に通電することはできない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来例において、定着装置に転写材が非通過の状態で
あっても、発熱体４３への通電が行われているとフィル
ム４７を回動させているため、長時間動作を続けた場
合、フィルムと発熱体の当接面にて摩耗が発生し、定着
不良やフィルム４７を回転させる回転トルクの上昇が生
じ、定着器の寿命を短くする可能性があった。

【０００６】本出願に係る発明の目的は、発熱体とフィ
ルムとの当接を改善し、定着性が良好で高寿命の定着装
置およびこの定着装置を備えた画像形成装置を提供しよ
うとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を実現する
定着装置の第１の構成は、無端回動するフィルムに発熱
抵抗体を有する発熱体が当接し、加圧手段により前記フ
ィルムを前記発熱体に加圧接触させ、前記発熱体に当接
したフィルムと加圧手段の間を通過する転写材に担持し
たトナー像を前記転写材に定着させる定着装置におい
て、前記発熱体と前記フィルムの当接を解除する当接解
除手段と、非定着動作期間には、前記発熱体と前記フィ
ルムの当接を解除するように前記当接解除手段を制御す
る制御手段とを有するものである。

【０００８】本発明の目的を実現する定着装置の第２の
構成は、前記制御手段は、前記当接解除手段が発熱体と
前記フィルムの当接を解除している期間には、前記フィ
ルムを回動させる駆動手段を駆動しないように制御する
ものである。

【０００９】本発明の目的を実現する定着装置の第３の
構成は、前記制御手段は、前記当接解除手段の非動作時
において、前記発熱体への通電時に前記フィルムを回動
させる駆動手段を駆動するように制御するものである。

【００１０】本発明の目的を実現する定着装置の第４の
構成は、前記制御手段は、前記当接解除手段の非動作時
において、前記フィルムを回動させる駆動手段の非駆動
状態で、前記発熱体に通電しないように制御するもので
ある。

【００１１】本発明の目的を実現する定着装置の第５の
構成は、前記制御手段は、非画像形成動作期間におい
て、前記当接解除手段を非動作とするように制御するも
のである。

【００１２】本発明の目的を実現する画像形成装置の構
成は、上記したいずれか一つの定着装置を備えたもので
ある。

【００１３】上記した各構成の定着装置及び画像形成構
成では、発熱体とフィルムの当接時間を短くし、定着装
置の高寿命化が図れる。

【００１４】さらには、当接解除手段が発熱体とフィル
ムの当接を解除している期間には、駆動手段を駆動しな
いように制御し、さらには、発熱体とフィルムが当接
し、発熱抵抗体に通電されている期間においては、必ず
駆動手段を駆動するように制御し、さらには、発熱体と
フィルムが当接し、駆動手段が駆動していない期間にお
いては、発熱抵抗体に通電しないようにすることによ
り、発熱体とフィルムが熱融着することなく、効果的に
発熱体とフィルムの当接時間を短くすることが可能とな
った。

【００１５】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施の形態
を示す画像形成装置の概略断面図である。

【００１６】図において、駆動系は、給紙部、搬送部、
感光体、定着部を駆動するメイン駆動系と、負荷となる
光学系を駆動する光学駆動系に分離されている。メイン
駆動源にはＡＣシンクロナスモーター２５、光学駆動源
（画像を読みとるための機構を含む）にはステッピング
モーター２６を採用している。８０はコントローラ部
で、マイクロコンピュータＱ１、拡張ＩＣ部等を含む駆
動回路を備えている。

【００１７】給紙方式はカセット２３からの給紙とマル
チ手差し２４からの給紙が選択できる。カセット２３か
ら給紙の場合、カセット２３の有無を検知するスイッチ
及びカセット２３のサイズを検知するスイッチ群３１と
カセット２３内の紙の有無を検知するスイッチ３７によ
り状態が管理されており、上記スイッチで異常を検出し
た場合に、後述する表示部に表示する。マルチ手差しの
場合、手差し部２４の状態を検知するスイッチ３３によ
って状態を管理し、異常を検出すると後述する表示部に
表示する。

【００１８】感光体１２は向かって時計方向に回転し、
一次帯電器１３によって帯電され、画像光により露光さ
れ、現像ユニット１５のトナーにて現像され、転写ユニ
ット部１４で給紙部より送られてきた転写紙に画像を転
写する。転写後の感光体１２はクリーニングユニット３
８によって残留トナーを取り除かれ、また、前露光ラン
プ１６により残留電位が除電され、再び画像形成が行わ
れると言うプロセスが繰り返される。画像が転写された
転写紙は搬送ユニット２０の搬送ベルト上にのって、定
着ユニット２１に送られる。

【００１９】定着ユニット２１は、駆動ローラ３５、テ
ンションローラ４５、加圧ローラ４４の３個のローラか
ら構成されている。ヒーターにはセラミック基板上に抵
抗体を印刷したヒーター４３を用い、このヒーター４３
は耐熱性のプラスチックサポータ４２にサポートされて
いる。さらにプラスチックサポータ４２には金属のステ
ーを取付、強固にしている。

【００２０】そして、駆動ローラ３５、テンションロー
ラ４５、ヒーター４３にエンドレスのフィルム４７が巻
回されている。前記金属ステーには温度検出素子（サー
ミスタ）４１が取り付けてあり、温度検出素子４１は直
接ヒーター４３の裏面に接触させてある。もう一つの温
度検出素子４８も、温度検出素子４１と同様に金属ステ
ーに取付てある。

【００２１】ヒーター４３、プラスチックサポータ４
２、金属ステーで構成されているヒーター部とエンドレ
スフィルム４７が加圧ローラ４４に加圧している。また
逆に、ヒーター部とエンドレスフィルム４７が当接しな
いようにヒーター部を移動させるリフトソレノイド１０
０も有しているが、構成および動作の詳細については後
述する。

【００２２】定着ユニット２１を通過した紙は排紙ロー
ラ２２によって定着ユニット２１から排出され．排紙ト
レー３９上に納められる。また、排紙センサ３４は転写
紙が定着ユニット２１を正常に通過したか否かを検知す
るセンサである。

【００２３】本装置は光学駆動部のステッピングモータ
ー２６によって、ズームレンズ８の位置制御、及びラン
プ系４〜７の速度制御による多段階の倍率選択機能、ま
た原稿ガラス３面におかれた原稿の反射光を検知する光
センサ４０によって自動的に濃度選択を行う機能、外部
装置（図示しない）との接続による（通信手段を有す
る）複写倍率の自動選択機能、また、万が一紙詰まりな
どの異常が発生した時の各種状態、例えば残り枚数、倍
率値、異常情報等を記憶するメモリバックアップ機能、
さらにはステッピングモーター２６によって露光ランプ
４の位置を制御することによるページ連写機能、また、
さらには現像ユニット１５を交換することにより複数の
色画像が形成可能で、現像ユニット１５の交換を検知す
るスイッチ３６を設けることにより、この状態によって
制御を切り替える機能等を有している。

【００２４】次に本装置の動作説明をする。

【００２５】本装置の電源コード（図示しない）は所定
の電源に接続される。図２は本装置の操作パネルであ
り、図１の上面に配置される。電源スイッチ５１の１側
を押すと本装置に電源が供給されると同時に電源表示ラ
ンプ５２が点灯表示される。

【００２６】電源投入時、操作パネルの表示は標準モー
ドとして以下の様に設定されている。枚数表示器５９は
１を表示、倍率表示器６７は等倍率表示、自動濃度調整
表示器７６のＡが点灯する。

【００２７】また、スタートキー５６の表示部は電源投
入時の初期設定（レンズを等倍位置に移動させる等）の
時、及びコピー中に赤色表示となっており、通常緑色表
示で複写動作可能であることを示す。

【００２８】なお、定着ユニット２１の温調温度は、現
像ユニット１５の種類によって異なり、現像ユニット１
５に設けたスイッチ３６により現像ユニット１５の種類
を判別して設定温度を切り換える。

【００２９】次に電源投入後の光学駆動系の動作に関し
て説明する。露光ランプ系４〜７は原稿ガラス３上の原
稿を図１の左端から右方向に走査移動し、原稿画像を第
１ミラー５、第２ミラー６、第３ミラー７、ズームレン
ズ８、第４ミラー９、第５ミラー１０、第６ミラー１１
を介して感光体１２への原稿露光を実行する。つまり、
移動の開始点を左端に設定する。この位置をホームポジ
ション（Ｈ．Ｐ）と呼ぶ。Ｈ．Ｐを検出するためにＨ．
Ｐセンサ２９が設けられている。電源投入時において、
Ｈ．Ｐセンサが露光ランプ４の位置を検出していない場
合、マイクロコンピュータＱ１による制御部は、ステッ
ピングモーター２６を回転制御して露光ランプユニット
をＨ．Ｐ側に移動する。

【００３０】露光ランプユニット４〜７がＨ．Ｐに位置
している場合には、ステッピングモーター２６はズーム
レンズユニット８を移動する。前述したように電源投入
時は標準モードとして等倍率値が選択される。またズー
ムレンズのホームポジション（Ｚ．Ｈ．Ｐ）は等倍位置
に設定してあるので、電源投入時ズームレンズ８の位置
がＺ．Ｈ．Ｐに対してどちら側にあるのか不明である。
そこで、電源が切られる前に、ズームレンズ８の位置が
Ｚ．Ｈ．Ｐに対してどちらにあるのかを記憶する不揮発
性メモリに格納しておく。

【００３１】ズームレンズ８はＺ．Ｈ．Ｐセンサを基準
位置としてレンズ位置がＺ．Ｈ．Ｐセンサの位置にある
場合は等倍で、Ｚ．Ｈ．Ｐより光学系Ｈ．Ｐ側にある場
合は拡大であり、逆にある場合は縮小である。拡大率２
００％から縮小率５０％の範囲内において位置制御を行
っている。

【００３２】ズームレンズ駆動開始時においてはＺ．
Ｈ．Ｐの状態によって以下の様に動作がわかれる。

【００３３】（１）Ｚ．Ｈ．Ｐセンサによってズームレ
ンズ８の位置が検知されている場合 ：一度ズームレンズ８を光学系Ｈ．Ｐ側に移動し、
Ｚ．Ｈ．Ｐセンサが検知しない範囲に出して停止。

【００３４】：右側に移動しＺ．Ｈ．Ｐセンサが検知
した時点から所定の距離移動して停止。

【００３５】（２）Ｚ．Ｈ．Ｐセンサによってズームレ
ンズ８の位置が検知されていない場合不揮発性メモリに
記憶してあるズームレンズ８の位置によりズームレンズ
の移動方向（Ｚ．Ｈ．Ｐセンサ側）を決定し、ズームレ
ンズを移動させる。

【００３６】（ａ）：右側に移動させる場合 Ｚ．Ｈ．Ｐセンサが検知した時点から所定の距離移動し
て停止。

【００３７】（ｂ）：左側に移動させる場合 一度ズームレンズ８を光学系Ｈ．Ｐ側に移動し、Ｚ．
Ｈ．Ｐセンサが検知しない範囲に出して停止。

【００３８】（ｃ）：右側に移動しＺ．Ｈ．Ｐセンサが
検知した時点から所定の距離移動して停止。

【００３９】上記動作はギヤ類のバッククラシュによる
設定位置誤差を防ぐために必要な制御である。この時点
で露光ランプユニット４〜７はＨ．Ｐセンサー２９の位
置に位置している。そこで、ステッピングモーター２６
は露光ランプユニット４〜７を右方向に移動させる方向
に回転させる。この結果、露光ランプユニット４〜７が
Ｈ．Ｐセンサ２９から外れた時点で回転を停止し、再度
逆方向に回転させＨ．Ｐセンサ２９を検知後に所定位置
で停止する。

【００４０】以上説明した光学駆動系の初期動作の終了
によって本装置の複写動作準備は完了する。

【００４１】次にカセット２３からの給紙による複写動
作を説明する。

【００４２】コピースタートキー５６が押されると、カ
セットサイズを検知するスイッチ群３１の入力信号によ
る転写紙サイズデータ、置数キー５４によって設定され
る枚数データ、倍率選択キー６１，６２，６４，６５，
６６による倍率データ、その他各種のモード選択手段に
よるデータに基づいて複写動作がスタートする。

【００４３】コピースタートキー５６を受け付けると、
表示は緑色から赤色に切り変わり、置数キー５４、倍率
キー６１，６２，６４，６５，６６等のモード切り替え
キーは入力禁止される。メイン駆動モーター２５が回転
開始し、給紙送りローラ１８、感光体１２、搬送ユニッ
ト２０、定着ユニット２１等へ駆動力が伝達される。メ
イン駆動モーター２５の回転開始から０．５ｓｅｃ後に
給紙ソレノイド（図示せず）が動作し、それに伴って給
紙ローラ１７が回転し、カセット２３内の転写紙を給紙
送りローラ１８方向に送り出す。給紙ローラ１７の転写
紙送り量はカセットサイズデータによって制御される。
つまり転写紙が所定値より大きい場合、送り量を多くす
る。転写紙が給紙送りローラ１８に達すると転写紙は、
この給紙送りローラ１８によってレジストローラ１９ま
で送られ到達した時点で停止している。給紙送りローラ
１８とレジストローラ１９との間に設置されている手差
しスイッチ３３は転写紙の送り状態を検知する。

【００４４】転写紙が給紙路上を送られてレジストロー
ラ１９に到達するまでの所定のタイミングにおいて、露
光ランプユニット４〜７の原稿走査開始が許可される。
この時、露光ランプはＨ．Ｐセンサ２９によって検知さ
れる位置にある。更に詳しく述べると、初期動作時ない
しはコピー動作の後進時において、Ｈ．Ｐセンサを検知
した位置から、その時点での選択倍率に応じた距離だけ
後進した位置で停止している。

【００４５】原稿走査の開始により、光学系駆動源であ
るパルスモータ２６は、露光ユニット４〜７が前進する
方向（右方向）に、選択された倍率値に応じた駆動パル
スレートに到達するまで、パルスレートは漸増する（ス
ローアップ制御と呼ぶ）。つまり、移動速度は徐々に加
速され目標速度に到達することになる。

【００４６】露光ユニット４〜７の走査距離はカセット
サイズデータ、倍率データ等に応じて所定の距離を移動
し、目標位置に達した時点でパルスレートを漸減し（ス
ローダウン制御と呼ぶ）停止後、再びＨ．Ｐセンサ２９
方向にスローアップ制御及び低速制御し後進させる。そ
してＨ．Ｐセンサ２９を検知した時点で、選択されてい
る倍率に応じた位置に停止させる為のスローダウン制御
が行われ露光ユニット４〜７は停止する。

【００４７】本発明は、上述の画像形成装置に使用され
ている定着ユニット２１に関するものであり、その実施
の形態の構成および動作の詳細を示す。

【００４８】図３は、定着ユニット２１の構成図、およ
び構成断面図である。

【００４９】１０１はヒーター部であり、セラミック基
板上に抵抗体を印刷したヒーター４３が耐熱性のプラス
チックサポーター４２にサポートされている。駆動ロー
ラ３５、テンションローラ４５、ヒーター部１０１に
は、エンドレスのフィルム４７がかけられており、ヒー
ター部とエンドレスフィルム４７が加圧ローラ４４に加
圧している。１０２は、リフトソレノイドであり、この
ソレノイドがＯＮするとヒーター部１０１とエンドレス
フィルム４７の接触が解除されるように動作するように
構成されている。つまり、プラスチックサポータ４２は
リフトソレノイドに接続されており、ソレノイドがＯＮ
すると図中上方に移動する。このためプラスチックサポ
ータ４２およびヒーター４３が上方に移動し、エンドレ
スフィルム４７との接触が解除される。

【００５０】なお、駆動ローラ３５の駆動制御、ヒータ
ー４３の通電制御、リフトソレノイド１０２のＯＮ／Ｏ
ＦＦは、画像形成制御同様、コントローラ部８０内のマ
イクロコンピューターＱ１によって制御される。

【００５１】次に、複写動作中の定着ユニットの制御方
法について、図４のフローチャートを用いて説明する。

【００５２】通常は、コピースタートキー待ちのスタン
バイ状態にあり、ヒーターは通電されておらず、リフト
ソレノイドはＯＦＦされてヒーター部とフィルムは接触
している。

【００５３】この状態で、コピースタートキー５６が押
下されると（ステップ１）、リフトソレノイドをＯＮし
てヒーター部とフィルムの接触を解除した後（ステップ
２）、ヒーター４３に通電を開始し、所定温度にて温調
する（ステップ３）。

【００５４】転写紙が定着ユニット直前の所定位置に到
達すると（ステップ４）、リフトソレノイド１０２をＯ
ＦＦしてヒーター部１０１とフィルム４７を接触させ
（ステップ５）、その直後から駆動ローラを駆動させる
（ステップ６）。

【００５５】転写紙が定着ユニットを通過したら（ステ
ップ７）、駆動ローラを停止し（ステップ８）、その直
後からリフトソレノイド１０２をＯＮし、ヒーター部１
０１とフィルム４７の接触を解除する（ステップ９）。

【００５６】全ての複写動作が終了しているか否かを判
断し（ステップ１０）、全ての複写動作が終了していな
い場合はステップ４に戻り、次の転写紙が定着ユニット
直前の所定位置に到達することを待ってステップ４以下
の動作を繰り返す。また全ての複写動作が終了した場合
は、ヒーターへの通電を停止し（ステップ１１）、所定
時間経過後リフトソレノイド１０２をＯＦＦし（ステッ
プ１２）、スタンバイ状態に戻る。

【００５７】なお、リフトソレノイド１０２のＯＦＦか
ら駆動ローラ３５を駆動するまでの時間、および、駆動
ローラ３５の停止からリフトソレノイド１０２をＯＮす
るまでの時間、およびヒーター４３への通電停止からリ
フトソレノイド１０２をＯＦＦするまでの時間は、エン
ドレスフィルム４７とヒーター４３が熱融着しないよう
に予め決められた時間である。

【００５８】上述の様に動作することにより、発熱抵抗
体（発熱体）４３とフィルム４７が熱融着することな
く、効率的に発熱体４３とフィルム４７の当接時間を短
くすることが可能となり、発熱体４３およびフィルム４
７の延命化を図ることが可能となる。

【００５９】

【発明の効果】請求項１〜５に係る定着装置および請求
項６に係る画像形成装置によれば、発熱体とフィルムが
熱融着することなく、効率的に発熱体とフィルムの当接
時間を短くすることにより、発熱体とフィルムの摩耗時
間を減少させ、定着装置の高寿命化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の画像形成装置の構成を示
す概略図。

【図２】図１の画像形成装置の操作パネルの正面図。

【図３】図１の画像形成装置の定着装置の斜視図。

【図４】図１の画像形成装置の定着装置の動作を示すフ
ローチャート。

【図５】従来の定着装置の斜視図。

【符号の説明】

３５…駆動ローラ ４２…プラスチックサポーター ４３…発熱体 ４４…加圧ローラ ４５…テンションローラ ４７…エンドレスフィルム ２１…定着ユニット １０１…ヒーター部 １０２…リフトソレノイド

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無端回動するフィルムに発熱抵抗体を有
   する発熱体が当接し、加圧手段により前記フィルムを前
   記発熱体に加圧接触させ、前記発熱体に当接したフィル
   ムと加圧手段との間を通過する転写材に担持したトナー
   像を前記転写材に定着させる定着装置において、 前記発熱体と前記フィルムの当接を解除する当接解除手
   段と、非定着動作期間には、前記発熱体と前記フィルム
   の当接を解除するように前記当接解除手段を制御する制
   御手段とを有することを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記当接解除手段が発
   熱体と前記フィルムの当接を解除している期間には、前
   記フィルムを回動させる駆動手段を駆動しないように制
   御することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記当接解除手段の非
   動作時において、前記発熱体への通電時に前記フィルム
   を回動させる駆動手段を駆動するように制御することを
   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】 前記制御手段は、前記当接解除手段の非
   動作時において、前記フィルムを回動させる駆動手段の
   非駆動状態で、前記発熱体に通電しないように制御する
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載の定着装
   置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、非画像形成動作期間に
   おいて、前記当接解除手段を非動作とするように制御す
   ることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の定
   着装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか一つに記載
   の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。