JPH11224024A

JPH11224024A - 定着装置

Info

Publication number: JPH11224024A
Application number: JP10040965A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Azuma; 裕一郎東; Takeshi Kato; 猛加藤
Original assignee: Nitto Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nitto Kogyo Co Ltd
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 1999-08-17
Also published as: EP0935176A2; CA2259803A1; EP0935176B1; DE69917503T2; EP0935176A3; CN1243972A; CN1121635C; DE69917503D1; US6134400A

Abstract

(57)【要約】【目的】オフセット及び薄紙のジャムが発生すること
が無く、定着性にも問題が無く、コピー速度の低下が防
止されると共に、待機時間が長時間に渡ったとしても、
この待機時からの立ち上がり時間を短くして、定着開始
までにかかる待ち時間を短くすることの出来る定着装置
を提供することである。【構成】定着ロール２８と、この定着ロール２に転接
するように付勢される加圧ロール３０とを備え、未定着
トナーが表面上に担持されたシートが、定着ロール２８
と加圧ロール３０との転接部を一方向に沿って通過する
ことにより、未定着トナーをシート上に定着させる定着
装置１０において、定着ロール２８の上側に隣接して配
設され、内部に発熱源３２が配設された加熱ロール３４
と、この加熱ロール３４と定着ロール２８とにエンドレ
スに掛け渡され、発熱源３２からの熱伝達を受けて転接
部を通過するシート上の未定着トナーを加熱する熱伝達
ベルト３６と、待機状態において、定着ロール２８及び
加圧ロール３０の温度を所定温度範囲に保持する待機温
度制御手段８６とを具備することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等において、記録媒体上の未定着トナ
ーを溶融圧着し、記録媒体に定着させるために使用する
定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時の電子写真装置用の定着装置におい
ては、図９に示すように、定着ロールＲ１と加熱兼テン
ションロール(以下、単に「加熱ロール」と略称する。)Ｒ
３間に定着ベルトＢを張設し、この定着ベルトＢを介し
て下方より押圧する加圧ロールＲ２を設けたベルト定着
方式と、記録媒体Ｄの予熱とを組み合わせた技術が開発
されている。これによって、予熱によりニップ部の温度
を低く設定でき、熱容量の小さい定着ベルトＢを用いる
ことで、ニップ部通過時に定着ベルトＢの温度を急速に
冷却させ、ニップ部出口での定着ベルトＢと分離するト
ナーの凝集力を高めることで、定着ベルトＢとトナーと
の離型性を高めて、オイルレス或いは微量のオイルしか
塗布しない場合でも、オフセットの無い鮮明な定着画像
が得られる。この装置は、加熱ロール方式では解決でき
なかった離型性とオイルの塗布の問題を解決した定着装
置として知られている。

【０００３】この従来の定着装置１０の構成を以下に簡
単に説明する。定着装置１０は、定着ロールＲ１と、こ
の定着ロールＲ１の直下方に配設された加圧ロールＲ２
と、定着ロールＲ１の側方（記録媒体の搬送方向に沿う
上流側）に配設された加熱ロールＲ３とを備え、定着ロ
ールＲ１と加熱ロールＲ３間に定着ベルトＢが張設され
ている。

【０００４】定着ベルトＢの上部にはオイル塗布ロール
Ｒ４が設けられている。また、定着ベルトＢの下部に
は、隙間をあけて記録媒体支持体としてのガイド板Ｇが
設けられ、定着ベルとＢの下部とガイド板Ｇの間に記録
媒体の加熱通路Ｐを形成している。

【０００５】定着ベルトＢは、加熱ロールＲ３が加圧レ
バーＵにより定着ロールＲ１と隔離する方向に加圧され
ることで、所望の張力を得ると共に、定着ロールＲ１で
駆動することによりスリップや緩みの無い安定した回転
をすることが出来る。

【０００６】加熱ロールＲ３の内部には、加熱源として
加熱ヒータＨが備えられる。また、加熱兼テンションロ
ールＲ３の芯金面の温度測定のためにサーミスタＳを設
けている。

【０００７】上記構成を有する従来の定着装置１０で
は、サーミスタＳ及び図示しないコントロールによっ
て、定着動作中に渡り、加熱ロールＲ３の芯金面の温度
が設定温度となるように、加熱ヒータＨの放熱量を制御
している。

【０００８】上記のような加熱ヒータＨの制御方法によ
ると、定着ロールＲ１上の定着ベルトＢの温度は、定着
ベルトの回転時間に応じて変化し、通紙時においては一
定ではないため、回転時間が短い場合には定着ロールＲ
１上の定着ベルトＢの温度が低く、この温度を上昇させ
るため、加熱ロールＲ３の設定温度を高くして、定着ロ
ールＲ１上の定着ベルトＢの温度が常に定着可能領域に
入るように制御する必要がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、フルカラーの
連続コピー時等においては、定着ベルトＢの回転時間が
長くなるため、定着ロールＲ１上の定着ベルトＢの温度
が上昇し、即ち、ニップ部出口の温度が上昇し、図１０
に示すような温度特性となる。

【００１０】同図において、横軸は定着ベルトＢの回転
時間を、縦軸は各ロール上の定着ベルトＢの温度を示
す。まず、加熱ロールＲ３上の定着ベルトＢの温度が設
定温度Ｔ２になるように加熱ヒータＨの放熱量を制御し
た場合の温度特性について説明する。この場合、同図の
上方における実線で示した波線Ｗ１が加熱ロールＲ３上
の定着ベルトＢの温度を示す。一方、その下方の特性曲
線Ｃ１が定着ロールＲ１上の定着ベルトＢの温度の変化
を示す。

【００１１】待機時間を経て、定着ベルトＢの回転時間
が長くなるに従い、定着ロールＲ１上の定着ベルトＢの
温度が上昇する。そして、定着ロールＲ１上の定着ベル
トＢの温度が定着上限温度Ｔ１を超えると、オフセッ
ト、または、薄紙のジャムが発生する可能性が大きくな
る。尚、同図の破線で示す定着下限温度Ｔ１′より定着
ロールＲ１上の定着ベルトＢの温度が低くなると、低温
オフセット、または、トナーの未定着の領域が生ずる等
の問題が生ずる。従って、定着ロールＲ１上の定着ベル
トＢの温度は、定着上限温度Ｔ１と定着下限温度Ｔ１′
との間にある場合が正常状態である。

【００１２】ここで、以下の表１に示すように、定着ベ
ルトＢの線速が大きくなると、更に上記傾向が大きくな
る。

【００１３】

【表１】

【００１４】この表１は、定着ベルトＢの線速を変化さ
せて、定着ベルトＢの所定の空転時間経過後の加熱ロー
ルＲ１上の定着ベルトＢの温度及び定着ロールＲ１上の
定着ベルトＢの温度を測定すると共に、ジャムまたはオ
フセットが発生するかいなかについて調べた試験の結果
を示す。同表中のジャム・オフセット発生の欄の○印が
ジャムまたはオフセットが発生しなかった場合、×印が
ジャムまたはオフセットが発生した場合を示す。

【００１５】試験にあたっては、ポリイミド１００μ＋
シリコーンゴム１００μの定着ベルトと、シリコーンス
ポンジ３０ＨＳ（ｔ＝４）の定着ロールと、シリコーン
スポンジ４０ＨＳ（ｔ＝４）の加圧ロールを使用し、加
熱ロールの設定温度を１５０℃として、圧力１４．６ｋ
ｇ／片で４５ｋｇ紙（５２．３ｇ／ｍ２紙）で先端余白
なし、全ベタの紙を使用した。

【００１６】この表より明らかなように、定着ベルトＢ
の線速が、８０ｍｍ／ｓｅｃから１２０ｍｍ／ｓｅｃに
大きくなると、定着ロールＲ１上の定着ベルトＢの温度
がより早く上昇して、定着上限温度Ｔ１より定着ロール
Ｒ１上の定着ベルトＢの温度が高くなり、オフセット、
または、薄紙のジャムが発生する可能性が大きくなる。

【００１７】この対策として、図１０に示すように、定
着ロールＲ１上の定着ベルトＢの温度が最高のときに定
着上限温度Ｔ１以下となるように、加熱ロールＲ３上の
定着ベルトＢの温度を設定温度Ｔ２′にすると（この場
合の特性を破線Ｗ２及びＣ２で示す。）、オフセット、
薄紙のジャムの発生は防止することが出来るが、定着ロ
ールＲ１上の定着ベルトＢの温度が定着下限温度Ｔ１′
に達するまでにより長い時間が必要となり、コピー速度
がＴｓからＴｓ′に低下するという問題がある。

【００１８】一方、記録媒体の定着動作が終了すると、
記録媒体の搬送動作が中断され、これに伴い、定着ベル
トＢの走行動作も停止されると共に、加熱ロールＲ３に
おける加熱ヒータＨの発熱動作も停止され、待機状態が
設定されることになる。このような待機状態の設定に伴
い、定着ベルトＢと共に、定着ロールＲ１の表面温度が
低下していくことになる。この結果、この待機状態が長
時間に渡ると、定着ベルトＢ及び定着ロールＲ１は冷え
切ってしまい、この冷え切った状態から定着動作が再開
された場合には、定着ロールＲ１を定着可能温度まで加
熱するのに時間がかかり、操作者に長時間に渡る待ち時
間を強要することとなり、改善が要望されている。

【００１９】この発明は、上述した事情に鑑みなされた
もので、この発明の目的は、オフセット及び薄紙のジャ
ムが発生することが無く、定着性にも問題が無く、コピ
ー速度の低下が防止されると共に、待機時間が長時間に
渡ったとしても、この待機時からの立ち上がり時間を短
くして、定着開始までにかかる待ち時間を短くすること
の出来る定着装置を提供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するため、この発明に係わる定着装置は、請
求項１の記載によれば、定着ロールと、この定着ロール
に転接するように付勢される加圧ロールとを備え、未定
着トナーが表面上に担持されたシートが、前記定着ロー
ル及び加圧ロールの転接部を一方向に沿って通過するこ
とにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させ
る定着装置において、前記定着ロールの、前記加圧ロー
ルが配設される側とは反対側に隣接して配設され、内部
に発熱手段が配設された加熱ロールと、この加熱ロール
と前記定着ロールとにエンドレスに掛け渡され、前記発
熱手段からの熱伝達を受けて前記転接部を通過する前記
シート上の未定着トナーを加熱する熱伝達ベルトと、待
機状態において、前記定着ロール及び加圧ロールの温度
を所定温度範囲に保持する待機温度制御手段とを具備す
ることを特徴としている。

【００２１】また、この発明に係わる定着装置は、請求
項２の記載によれば、少なくとも前記加圧ロールを回転
駆動させる駆動手段と、前記発熱手段を制御する発熱制
御手段とを更に具備することを特徴としている。

【００２２】また、この発明に係わる定着装置は、請求
項３の記載によれば、前記加圧ロールの温度を検出する
検出手段を更に具備し、前記待機温度制御手段は、該検
出手段による検出結果に基づき、前記加圧ロールの温度
が前記所定温度範囲より低くなると判断した場合に、前
記発熱制御手段をして、前記発熱手段を起動すると共
に、前記駆動手段をして、前記加圧ロールを回転駆動さ
せて前記熱伝達ベルトを走行駆動させ、前記定着ロール
及びこれに転接する加圧ロールを加熱させることを特徴
としている。

【００２３】また、この発明に係わる定着装置は、請求
項４記載によれば、前記待機温度制御手段は、前記検出
手段により検出結果に基づき、前記加圧ロールの温度が
前記所定温度範囲より高くなると判断した場合に、前記
発熱制御手段をして、前記発熱手段の起動を停止すると
共に、該発熱手段の起動停止して所定時間経過後、前記
駆動手段をして、前記加圧ロールの回転駆動を停止させ
ることを特徴としている。

【００２４】また、この発明に係わる定着装置は、請求
項５の記載によれば、前記待機状態に入ってからの時間
を計時するカウント手段を更に具備し、前記待機温度制
御手段は、該カウント手段による計時結果に基づき、前
記待機時間に入ってから第１の所定時間毎に、前記発熱
制御手段をして、前記発熱手段を起動すると共に、前記
駆動手段をして、前記加圧ロールを回転駆動させて前記
熱伝達ベルトを走行駆動させ、前記定着ロール及びこれ
に転接する加圧ロールを加熱させることを特徴としてい
る。

【００２５】また、この発明に係わる定着装置は、請求
項６の記載によれば、前記待機温度制御手段は、前記発
熱制御手段をして起動された前記発熱手段を第２の所定
時間だけ発熱制御すると共に、前記駆動手段をして回転
駆動された前記加圧ロールを第３の所定時間だけ駆動制
御することを特徴としている。

【００２６】また、この発明に係わる定着装置は、請求
項７の記載によれば、前記第３の所定時間は、前記第２
の所定時間より長く設定されていることを特徴としてい
る。

【００２７】また、この発明に係わる定着装置は、請求
項８の記載によれば、前記待機温度制御手段は、前記待
機状態が解除されることに伴い、前記発熱制御手段及び
駆動手段に対する前記制御動作を中止することを特徴と
している。

【００２８】また、この発明に係わる定着装置は、請求
項９の記載によれば、前記所定温度範囲は、定着温度よ
りも低く設定されていることを特徴としている。

【００２９】

【発明を実施する形態】以下に、この発明に係わる定着
装置の一実施例の構成を、添付図面を参照して以下に詳
細に説明する。

【００３０】｛定着装置１０の概略説明｝先ず、図１に
示すように、この実施例の定着装置１０は、ハウジング
構造として、図示しない電子式画像形成装置、例えば、
電子複写装置のフレームに固定されるハウジング１２を
備えており、このハウジング１２は、装置フレーム上に
直接的に固定される底板１４と、この底板１４の左右両
側縁から夫々起立した側板１６と、この側板１６にこれ
の図中略右上部を覆うように取付けられた上カバー部１
８と、側板１６にこれの略左側部を覆うように取付けら
れた左カバー部２０とを備えている。

【００３１】ここで、上カバー部１８は、側板１６に対
して固定された状態で取付けられ、これの右上部には、
揺動レバー２２が図中右方に位置する第１の支軸２４回
りに図中左方が開放されるように、揺動自在に軸支され
ている。一方、左カバー部２０は、下部に位置する第２
の支軸２６回りに上方が開放されるように、揺動自在に
側板１６に取付けられている。

【００３２】また、この定着装置１０は、ロール構成と
して、側板１６に固定軸線回りに回転自在に軸支された
定着ロール２８と、定着ロール２８の略下方（具体的に
は、斜め下方）でこれに転接する状態で、且つ、定着ロ
ール２８の固定軸線と平行に設定された固定軸線回りに
側板１６に回転自在に支持された加圧ロール３０と、定
着ロール２８の略上方（具体的には、斜め上方）に位置
する状態で揺動レバー２２に取付けられ、自身の中心軸
線回りに回動自在に支持され、内部に例えばハロゲンラ
ンプ等の発熱源３２を内蔵した加熱ロール３４とを備え
て構成されている。また、この定着装置１０は、定着ロ
ール２８と加熱ロール３４とに渡りエンドレスに巻回さ
れた定着ベルト（熱伝達ベルト）３６を更に備えてい
る。

【００３３】ここで、詳細は後述するが、定着ロール２
８は弾性ロールから構成され、一方、加圧ロール３０は
弾性ロールより堅いロール上硬度を有するロールから構
成されている。一方、定着ロール２８と加圧ロール３０
との互いの回転中心間距離Ｄは、図２に示すように、定
着ロール２８の半径Ｒ１及び加圧ロール３０Ｒ２の半径
の和（Ｒ１＋Ｒ２）より、僅かであるが短く設定されて
いる。この結果、定着ロール２８と加圧ロール３０との
互いの転接部（ニップ部）においては、両者は互いに所
定の圧接力Ｐ１で転接し、これにより、定着ロール２８
が転接部で凹んだ状態にもたらされることになる。即
ち、ニップ幅が十分に確保されることになる。

【００３４】また、この定着装置１０は、定着ベルト３
６の外表面にシリコーンオイルを塗布すると共に、この
定着ベルト３６の外表面をクリーニングするためのオイ
ル塗布ロール３８と、このオイル塗布ロール３８を定着
ベルト３６に直交する状態で圧接させて、定着ベルト３
６に所定のテンションを付与させる第１のコイルバネ４
０と、加熱ロール３４を定着ロール２８から離間する方
向に付勢して、第１のコイルバネ４０と協同して定着ベ
ルト３６に所定のテンションを付与させる第２のコイル
スプリング４２とを更に備えている。

【００３５】また、上述した上カバー部１８の図中右下
部は、内方に折り曲げられており、この折曲片の下方に
位置すると共に、これから大きく離間した状態で、ガイ
ド板４４が側板１６に固定されている。この上カバー部
１８とガイド板４４との間から、未定着トナーが上面に
担持されたシート（以下、単に、未定着シートと呼
ぶ。）が、図中矢印で示す一方向(搬送方向）に沿って
ハウジング１２内に取り込まれる入口ポート４６が規定
される。

【００３６】ここで、このガイド板４４は、ハウジング
１２内に入るにつれてその高さが高まるように図中左斜
め上方に傾斜した状態で取付けられている。一方、ガイ
ド板４４の導入側端部、即ち、図中右下側の端部は、電
子複写装置内であって入口ポート４６の図中右側に隣接
した状態で配設されたシート搬送用のエンドレスベルト
ＥＢの出口側端部に対向した状態に位置決めされ、ガイ
ド板４４の導出側端部、即ち、図中左上側の端部は、定
着ロール２８と加圧ロール３０との転接部（ニップ部）
に対向した状態に位置決めされている。

【００３７】そして、このエンドレスベルトＥＢを介し
て定着装置１０に向けて図中矢印で示す一方向（搬送方
向）に沿って搬送されてきた未定着シートの先端は、先
ず、ガイド板４４に触れ、これに案内された状態で、斜
め上向きに搬送されるように設定されている。この結
果、このガイド板４４により案内された未定着シート
は、定着ロール２８と加圧ロール３０との転接部に導か
れることになる。

【００３８】一方、上述した左カバー部２０の上部に
は、転接部を通過して定着ロール２８と加圧ロール３０
とにより熱圧着により未定着トナーを定着されたシート
（以下、定着済みシートと呼ぶ。）が排出される排紙通
路４８が形成されており、この実施例においては、この
排紙通路４８は、定着済みシートを略直立した状態で上
方に向けて排出するように設定されている。

【００３９】この排紙通路４８と転接部との間に位置し
た状態で、下排紙ロール５０が左カバー部２０に回転自
在に軸支されており、この下排紙ロール５０は、後述す
る駆動機構５２からの駆動力を得て、加圧ロール３０よ
り同速以上の速さ（例えば、加圧ロール３０の速度より
５％早く設定された回転速度）で回転駆動されるように
構成されている。そして、この下排紙ロール５０には、
斜め上方から転接する状態で、上排紙ロール５４が板バ
ネ５６を介して所定の弾性力で圧接した状態で転接して
いる。尚、この上排紙ロール５４の配設位置は、これと
下排紙ロール５０との互いの中心位置を結ぶ線分が、定
着済みシートの排紙パスに対して、略直交する状態に設
定されている。

【００４０】このように概略構成される定着装置１０に
おいては、図示しない搬送機構により、ガイド板４４上
に搬送されてきた未定着シートＳは、未定着トナーが付
着していない下面をガイド板４４に接触・支持されると
共に、定着ベルト３６が巻かれた定着ロール２８と加圧
ロール３０との転接部(ニップ部）に向けて案内され、
両者２８、３０の間を圧接された状態で挿通されること
により、トナーが熱圧着されてシート上に定着されるよ
うに設定されている。

【００４１】｛定着ロール２８の説明｝上述した定着ロ
ール２８は、側板１６に図示しないベアリングを介して
回転自在に軸支される芯金部２８Ａと、この芯金部２８
Ａの外周に同軸に配設され、定着ベルト３６が巻回され
るロール本体２８Ｂとを備えて構成され、ロール外径を
この実施例では３８．５ｍｍに設定されている。ここ
で、この実施例において、芯金部２８Ａは、直径２５ｍ
ｍの鉄製シャフトから形成され、ロール本体２８Ｂは、
芯金部２８Ａの外周に厚さ６．７５ｍｍで取り付けられ
たシリコーンゴム耐熱弾性体（具体的には、アスカーＣ
硬度で３５度のシリコーンゴムスポンジ）から形成され
ている。

【００４２】尚、芯金部２８Ａの一端に配設された軸部
には、第１の従動ギヤ５８がこれと同軸に、詳細を後述
するワンウエイクラッチ６０を介して取付けられてお
り、この第１の従動ギヤ５８には、詳細は後述する駆動
機構５２の一部を構成する伝達ギヤ６２が噛合してい
る。このようにして、この伝達ギヤ６２を介して駆動機
構５２からの駆動力が第１の従動ギヤ５８に図中時計方
向の回転力として伝達されて、ワンウェイクラッチ６０
を介して定着ロール２８にこの回転力が伝達される構成
されている。

【００４３】｛加圧ロール３０の説明｝上述した加圧ロ
ール３０は、側板１６に図示しないベアリングを介して
回転自在に軸支される芯金部３０Ａと、この芯金部３０
Ａの外周に同軸に配設されたロール本体３０Ｂとを備え
て構成され、ロール外径を３５ｍｍに設定されている。
ここで、この実施例において、芯金部３０Ａは、直径３
２ｍｍの鉄製シャフトから形成され、ロール本体３０Ｂ
は、芯金部３０Ａの外周に厚さ１．５ｍｍで取り付けら
れたシリコーンゴム耐熱弾性体(具体的には、上述した
定着ロール２８よりも硬めのＪＩＳＡ硬度で２０度の
シリコーンゴム）から形成されている。尚、このロール
本体３０Ｂの外周には、厚さ５０μｍのフッ素樹脂製チ
ューブが被覆されている。

【００４４】尚、芯金部３０Ａの一端に配設された軸部
は、第２の従動ギヤ６４が同軸に固定されており、この
第２の従動ギヤ６４には、上述した第１の従動ギヤ５８
が噛合しており、この第１の従動ギヤ５８を介してこれ
からの駆動力が第２の従動ギヤ６４に伝達されて、加圧
ロール３０が定着ロール２８とは反対の反時計方向に沿
って回転駆動されるように構成されている。

【００４５】ここで、この実施例においては、未定着シ
ートの搬送用の主駆動としては、加圧ロール３０が設定
されており、定着ロール２８はこれの熱膨張時において
も周速が加圧ロール３０の周速よりも早くならないよう
に、第１及び第２の従動ギヤ５８、６４のギヤ比が設定
されている。即ち、定着ロール２８が第２の従動ギヤ６
４により回転される際の回転速度は、定着ベルト３６を
介して加圧ロール３０と摩擦係合して回転される際の回
転速度よりも、僅かに遅くなるように設定されている。

【００４６】一方、この実施例においては、加圧ロール
３０は、定着ロール２８の直下方に位置しているのでは
なく、定着ロール２８の直下方位置よりも、未定着シー
トの搬送方向に沿って偏倚した位置に配設されており、
定着ロール２８の中心点を通る垂線を基線とした場合
に、この基線と、定着ロール２８及び加圧ロール３０の
両中心点を通る線分とのなす角度が、所定の鋭角となる
ような位置に配設されている。尚、この加圧ロール３０
の中心点を規定する前記線分は、未定着シートの搬送方
向と略直交するように設定されているものである。

【００４７】｛ワンウェイクラッチ６０の説明｝ここ
で、このワンウェイクラッチ６０は、定着ロール２８の
第１の従動ギヤ５８に対する図中時計方向の相対的な回
転を許容するが、図中反時計方向の相対的な回転を係止
するように、換言すれば、両者が一体回転するように構
成されている。詳細には、冷機状態では、即ち、定着ベ
ルト３６が加圧ロール３０と摩擦係合して、また、定着
ロール２８が定着ベルト３６と摩擦係合して、加圧ロー
ル３０により定着ロール２８及び定着ベルト３６が従動
（連れ回り）する状態では、定着ロール２８の図中時計
方向に回転する周速は、加圧ロール３０の周速と同一と
なり、第１の従動ギヤ５８の周速よりも僅かに速くなさ
れることになるが、この速度差は、ワンウェイクラッチ
６０により吸収されることになる。

【００４８】尚、加熱ロール３４の発熱により定着ロー
ル３６が定着ベルト３６を介して加熱され暖機状態とな
り、定着ロール３６の外径が熱膨張により大きくなって
定着ロール３６の周速が早くなったとしても、加圧ロー
ル３０の周速より早くはならないように設定されている
ので、この場合でも、この速度差は、ワンウェイクラッ
チ６０により確実に吸収されることになる。

【００４９】一方、このようなワンウェイクラッチ６０
を設けているため、以下のような効果が付随的に達成さ
れることになる。即ち、仮に、このようなワンウェイク
ラッチ６０を設けていないとすると、転接部に未定着シ
ートとして例えばコート紙のような表面に光沢のある用
紙が搬送されてきた場合に、未定着シートと定着ベルト
３６との間に滑りが発生し、加圧ロール３０の駆動力が
定着ベルト３６及び定着ロール２８に伝達されずに、こ
れらが従動(連れ回り）されない事態が発生することと
なる。このような事態が発生すると、未定着シートが転
接部で止まってジャムすることになるか、又は、例え転
接部を通過出来たとしても、未定着シート上の未定着ト
ナーは、停止中の定着ベルト３６により擦られて、画像
が乱されてしまうことになる。

【００５０】しかしながら、この実施例では、ワンウェ
イクラッチ６０を定着ロール２８と第１の従動ギヤ５８
との間に設けているため、仮に、加圧ロール３０の駆動
力が定着ベルト３６に伝達されない事態が発生したとし
ても、定着ロール２８の周速が第１の従動ギヤ５８の周
速よりも遅く成りはじめた時点で、この第１の従動ギヤ
５８により図中時計方向に回転駆動されることになる。
このようにして、未定着シートは転接部を確実に通過さ
せられ、ここでジャムする虞が効果的に防止されること
になると共に、転接部を通過時の未定着トナーの画像の
乱れが抑制されることになる。

【００５１】｛加熱ロール３４の説明｝上述した加熱ロ
ール３４の内部には、発熱源３２として、この一実施例
においては、両端の配光を中央より５０％大きく設定し
た８００Ｗのハロゲンランプが備えられている。この加
熱ロール３４は、この実施例においては、直径３０ｍｍ
で、肉厚３．５ｍｍのアルミパイプ芯金に、厚さ２０μ
ｍのＰＴＦＥの被覆層をコーティングしたもので、両端
の軸受け部には、耐熱樹脂のポリエーテルエーテルケト
ン（ＰＥＥＫ）製の直径３０ｍｍのカラー６６が圧入さ
れており、これにより、定着ベルト３６の蛇行や片寄り
を防止している。

【００５２】｛定着ベルト３６の説明｝上述した定着ベ
ルト３６は、未定着シートＳ上の未定着トナーを定着温
度まで放熱により予熱し、過剰な熱量を与えることなく
定着できるように、その定着ベルト３６の１平方ｃｍ当
たりの熱容量が、０．００２ｃａｌ／℃〜０．０２５ｃ
ａｌ／℃のものが好ましいものである。このため、この
実施例においては、定着ベルト３６は、内径が６０ｍ
ｍ、厚さが１００μｍのポリイミド製の無端状のベルト
本体と、このベルト本体の外周面に厚さ１５０μｍでコ
ーティングされたシリコーンゴムの耐熱弾性離型層とを
備えて構成されている。

【００５３】尚、この定着ベルト３６は、ポリイミドと
シリコンゴムとから形成されることに限定されることな
く、例えば、４０μｍのニッケル電鋳等の無端状のベル
ト本体と、このベルト本体の外周面に厚さ１５０μｍで
コーティングされたシリコーンゴムの耐熱弾性離型層と
を備えるように構成してもよい。

【００５４】｛オイル塗布ロール３８の説明｝この定着
装置１０は、定着ベルト３６の外周面に、離型用のオイ
ルを微量に塗布するためのオイル塗布ロール３８を備え
ている。このオイル塗布ロール３８は、ケーシング６８
に軸線固定状態で回転自在に軸支された支軸３８Ａと、
この支軸３８Ａの外周にシリコーンオイルを含浸させた
耐熱紙層３８Ｂとを備えて構成されており、支軸３８Ａ
は、この一実施例においては、直径８ｍｍの鉄製シャフ
トから形成され、耐熱紙層３８Ｂは、その外周に１００
μｍの多孔質フッ素樹脂フィルム３８Ｃが装着された状
態で、直径２２ｍｍのローラ外径を有するように形成さ
れている。このように、オイル塗布ロール３８を構成す
ることにより、定着ベルト３６の外周面への安定した微
量のオイル塗布が可能となる。

【００５５】尚、このオイル塗布ロール３８の外周面に
は、定着ベルト３６の外周面に付着した汚れ(トナー
等）が転移して付着し、汚されることになる。この為、
このオイル塗布ロール３８の外周面には、クリーニング
用ブラシが接触しており、常時、オイル塗布ロール３８
の外周面を清掃して、ここに付着した汚れを掻き落とす
ようになされている。

【００５６】｛定着ベルト３６へのテンション付与機構
の説明｝上述したように、この実施例では、定着ベルト
３６へテンションを付与するための機構として、このオ
イル塗布ロール３８を定着ベルト３６に直交する状態で
圧接させて、定着ベルト３６に所定のテンションを付与
させる第１のコイルバネ４０と、加熱ロール３４を定着
ロール２８から離間する方向に付勢して、第１のコイル
バネ４０と協同して定着ベルト３６に所定のテンション
を付与させる第２のコイルスプリング４２とを備えてい
る。

【００５７】ここで、第１のコイルバネ４０は、オイル
塗布ロール３８を回転自在に支持するケーシング６８
を、定着ベルト３６に向けて付勢するように、左カバー
部２０に取付けられている。即ち、ケーシング６８は、
側板１６に取り付けられたガイドリブ７０により、定着
ベルト３６に対して接離自在に支持されている。このよ
うにして、左カバー部２０が図中左方に開かれた際に、
ケーシング６８を押圧していた第１のコイルバネ４０が
ケーシング６８から取り外され、これにより、オイル塗
布ロール３８の定着ベルト３６への押圧状態が解除され
ることになる。また、左カバー部２０が図中右方に回動
されて閉じられることにより、第１のコイルバネ４０が
ケーシング６８を押圧力Ｐ２で押圧して、オイル塗布ロ
ール３８が定着ベルト３６を所定のテンションで押圧す
ることになる。

【００５８】一方、第２のコイルバネ４２は、揺動レバ
ー２２の図中左端と側板１６との間に介設され、揺動レ
バー２２を図中時計方向に沿って回動するように、換言
すれば、この揺動レバー２２に支持された加熱ロール３
４が定着ロール２８から離間する方向に第３の押圧力Ｐ
３で押圧するように取付けられている。これにより、定
着ベルト３６には、所定のテンションが付与されること
になる。

【００５９】即ち、この第２のコイルバネ４２の付勢力
により揺動レバー２２を介して加熱ロール３４は、定着
ロール２８から離間する方向に偏倚させられ、これによ
り、加熱ロール３４と定着ロール２８とにエンドレスに
掛け渡された定着ベルト３６は、所定のテンションに緊
張された状態で張られることになる。

【００６０】このように第１及び第２のコイルバネ４
０、４２の作用により、定着ベルト３６は、加圧ロール
３０と摩擦係合して連れ回りし、且つ、この定着ベルト
３６の連れ回りに応じて、定着ロール２８は定着ベルト
３６に対してスリップや緩みの無い安定した状態で従動
されることになる。

【００６１】｛駆動機構５２の説明｝上述した加圧ロー
ル３０等を回転駆動するための駆動機構５２は、図３に
示すように、電子複写装置にこの定着装置１０が装着さ
れた状態で、電子複写装置側の駆動源に図示しないギヤ
トレインを介して接続された出力ギヤＧＥに噛合し、こ
れからの駆動力を受けて回転駆動される伝達ギヤ６２
と、この伝達ギヤ６２に常時噛合すると共に、ワンウェ
イクラッチ６０を介して定着ロール２８に連結される第
１の従動ギヤ５８と、この第１の従動ギヤに常時噛合す
ると共に、加圧ロール３０に同軸に固定される第２の従
動ギヤ６４とを備えている。

【００６２】また、この駆動機構５２は、上述した伝達
ギヤ６２に常時噛合するアイドルギヤ７２を更に備え、
このアイドルギヤ７２は、下排紙ローラ５０に同軸に固
定された第３の従動ギヤ７４と常時噛合し、加圧ロール
３０の回転と同速以上の速さで下排紙ロール５０を回転
駆動するように構成されている。

【００６３】｛その他の構成｝この実施例の定着装置１
０は、上述した構成の他、再び図１に示すように、加圧
ロール３０の外周面に付着した定着済みシートを引き剥
がすための剥離爪７６と、上述した下排紙ロール５０と
上排紙ロール５４との間(転接部）に定着済みシートの
先端が搬送されてきたことを検出する排紙センサ７８と
を備えている。

【００６４】また、加熱ロール３４に内蔵された発熱源
３２の温度制御のために、図４に示すように、加熱ロー
ル３４の外周面に巻き付いた定着ベルト３６の部分の温
度を検出する第１のサーミスタ８０と、定着ロール２８
の外周に巻き付いた定着ベルト３６の部分の外周面の温
度を検出する第２のサーミスタ８２と、加圧ロール３０
の外周面の温度を検出する第３のサーミスタ８４と、こ
れら第１乃至第３のサーミスタ８０、８２、８４からの
検出結果に基づき、発熱源３２を発熱制御する制御回路
８６とを更に備えている。尚、この制御回路８６は、ヒ
ータドライバ８８を介して、発熱源３２を制御するよう
に構成されている。

【００６５】｛加熱ロール３４の上方配置の説明｝上述
したように、この実施例においては、加熱ロール３４は
定着ロール２８の略上方に配設されており、これによ
り、加熱ロール３４と定着ロール２８との間にエンドレ
スに巻回された定着ベルト３６とガイド板４４との間
は、このガイド板４４上を搬送される未定着シートが定
着ベルト３６に接触しないように離間されることにな
る。換言すれば、この定着ベルト３６は、ガイド板４４
上を搬送される未定着シートが通過する可能性のある領
域を外れた位置に配設されていることを意味している。

【００６６】このように加熱ロール３４を定着ロール２
８の上方に配置することにより、搬送途中の未定着シー
トがどのような湾曲姿勢（カール状態）にあろうとも、
このシートの上面に担持された未定着トナーが定着ベル
ト３６に接触することから確実に防止され、未定着トナ
ーを乱すことなく定着ロール２８と加圧ロール３０との
転接部に導いて、これを定着させることが可能となる。

【００６７】｛加熱ロール３４の構成角度の説明｝上述
した構成の定着装置１０において、上述したように加熱
ロール３４を定着ロール２８の略上方に配設することに
より、特有の効果を達成することが出来るものである。
ここで、「略上方」の範囲を明確に規定するために、図
５に示すように、加熱ロール３４の構成角度を種々変更
して、その最適範囲を求める実験例を説明する。

【００６８】先ず、この実験例では、定着ロール２８の
中心点を通る垂線を基線Ｂとして定義し、この基線Ｂ
と、定着ロール２８及び加熱ロール３４の両中心点を結
ぶ線分Ｌとのなす構成角度をθと定義した場合、加熱ロ
ール３４の位置を変更して、この構成角度θが９０°〜
１８０°となるようにして、定着ロール２８と加圧ロー
ル３０との転接部の入口での画像の擦れの発生頻度、及
び、転接部の出口での異常の発生頻度を、片面コピー時
と両面コピー時とで、夫々測定した。

【００６９】ここで、構成角度θの±は、基線Ｂから反
時計方向に測定した値を「＋」とし、基線Ｂから図中時
計方向に測定した値を「−」と定義した。従って、＋１
８０°にある加熱ロール３４と、−１８０°にある加熱
ロール３４とは、同一位置を示すことになり、また、＋
１０５°にある加熱ロール３４と、−２５５°にある加
熱ロール３４とは、同一位置を示すことになる。一方、
転接部の出口における異常とは、この実施例では、転接
部の出口におけるオフセットの発生又はジャムの発生を
意味するものとする。

【００７０】尚、測定条件は、以下の通りである。

【００７１】即ち、転接部におけるニップ幅を８ｍｍに
設定し、このための圧接力Ｐ１を２４ｋｇｆ／片側に設
定した。一方、定着ロール２８に巻回されている定着ベ
ルト３６の部分の温度を１６０℃に、また、加圧ロール
３０の表面温度を１４０℃に設定した。更に、未定着シ
ートの搬送速度を１８０ｍｍ／ｓｅｃに設定し、これに
同期した状態で、加圧ロール３０を回転駆動した。そし
て、トナーとしては、富士ゼロックス社製のＡカラート
ナーを用い、シートとして、６４ｇ／ｍ２の普通紙を採
用した。

【００７２】このようにして、構成角度θを９０°、１
０５°、１２０°、１５０°、１８０°、−１５０°、
−１２０°、−１０５°、−９０°の９種類に分けて、
上述した測定条件で測定した。

【００７３】その測定結果を表２に示す。

【００７４】

【表２】

【００７５】この表２から明白なように、構成角度θが
１０５°より大きい場合、及び、−１０５°よりも小さ
い場合、即ち、構成角度θを反時計方向のみに測定した
場合に、これが１０５°乃至２５５°の範囲内にある場
合には、転接部の入口での画像の擦れの発生、及び、転
接部の出口での異常の発生がなく、良好な定着動作が実
行されていることが判明した。一方、構成角度θが１０
５°以下の場合には、転接部の入口での画像の擦れ又は
転接部の出口での異常の何れかが発生し、良好な定着動
作が実行されないことが判明した。

【００７６】｛発熱源３２の温度制御方法の説明｝次
に、この発明の特徴となる、定着装置１の発熱源３２の
温度制御方法について説明する。

【００７７】この制御回路８６は、第１及び第２のサー
ミスタ８０、８２からの検出結果に基づき、定着ロール
２８及び加熱ロール３４上の定着ベルト３６の温度の設
定値を、夫々Ｔ１、Ｔ２とした場合に、基本的に、両ロ
ール２８、３４上の定着ベルト３６の温度がこれらの設
定値Ｔ１、Ｔ２となるように、発熱源３２に接続された
ヒータドライバ８８を断続制御して、これの放熱量を制
御するものである。

【００７８】先ず、制御回路８６は、定着ロール２８上
の定着ベルト３６の温度が設定温度Ｔ１以下にある通常
待機状態においては、加熱ロール３４上の定着ベルト３
６の第１のサーミスタ８０の検出結果に基づき、この加
熱ロール３４上の定着ベルト３６の温度が設定温度Ｔ２
になるように、ヒートドライバ８８を介して発熱源３２
の放熱量を制御する。

【００７９】この通常待機状態から定着ベルト３６が回
転すると、定着ロール２８と加圧ロール３０とは、定着
ベルト３６の熱伝達により温められ、両ロール２８、３
０上の定着ベルト３６の温度が上昇する。そして、定着
ロール２８上の定着ベルト３６の温度がＴ１に達する
と、制御回路８６は、内部で図示しないリレーを切り替
えて、今度は第２のサーミスタ８２の検出結果に基づ
き、定着ロール２８上の定着ベルト３６の温度がＴ１と
なるように、ヒートドライバ８８を介して発熱源３２の
放熱量を制御する。

【００８０】定着ベルト３６が停止した後は、徐々に定
着ロール２８上の定着ベルト３６の温度が低下して設定
温度Ｔ１未満となる。すると、制御回路８６は、再びリ
レーを切り替えて、第１のサーミスタ８０の検出結果に
基づき、加熱ロール３４上の定着ベルト３６の温度がＴ
２となるように、ヒータドライバ８８を介して発熱源３
２の放熱量を制御する。

【００８１】次に、上述した温度制御方法によって制御
した場合の温度特性を図６に示す。従来技術の説明に用
いた図１０の場合と同様に、横軸は定着ベルト３６の回
転時間を、縦軸は定着及び加熱ロール２８、３４上の夫
々の定着ベルト３６の温度を示す。図６の上方における
実線で示した波線Ｗが加熱ロール３４上の定着ベルト３
６の温度を示し、その下方の特性曲線Ｃが定着ロール２
８上の定着ベルト３６の温度の変化を示す。

【００８２】待機時間から、定着ロール２８の定着ベル
ト３６の温度が上昇して設定温度Ｔ１に達するまでは、
従来と同様に、加熱ロール３４上の定着ベルト３６の温
度が設定温度Ｔ２になるように制御されている。定着ロ
ール２８上の定着ベルト３６の温度が設定温度Ｔ１に達
すると、制御回路８６は内部のリレーを切り替えて、定
着ロール２８上の定着ベルト３６の温度が設定温度Ｔ１
となるように、ヒートドライバ８８を介して発熱源３２
の放熱量を制御するため、定着ロール２８上の定着ベル
ト３６の温度が設定温度（定着上限温度）Ｔ１より上昇
することはなく、オフＳっと及び薄紙のジャムが発生す
ることはない。

【００８３】尚、制御回路８６が、定着ロール２８上の
定着ベルト３６の温度が設定温度Ｔ１になるように発熱
源３２の放熱量を制御してからは、加熱ロール３４上の
定着ベルト３６の温度が徐々に低下するが、加圧ロール
３０の表面の温度曲線（Ｃ′）及び予熱部（ガイド板Ｇ
及び雰囲気）の温度（曲線Ｃ”）が上昇して、加熱ロー
ル３４上の定着ベルト３６の温度低下分を補うため、装
置の定着性に問題はない。

【００８４】次に、表３及び図７を参照して、従来技術
の説明の欄で説明した従来の制御方法とこの実施例にお
ける制御方法とを比較した試験例を示す。

【００８５】

【表３】

【００８６】この表３は、従来の制御と本発明の制御に
おいて、定着ベルト３６の一定の空転時間経過後の加熱
ロール３４上の定着ベルト３６の温度及び定着ロール２
８上の定着ベルト３６の温度を測定すると共に、ジャ
ム、オフセットの発生及び定着性を調査した試験の結果
を示している。この表３中のジャムまたはオフセット発
生の欄には、１０回試験を行ってジャムまたはオフセッ
トの発生した回数が記載されている。また、定着性の良
否の欄には○印が記載され、定着性の問題が無かったこ
とを示している。

【００８７】試験にあたっては、ポリイミド１００μ＋
シリコーンゴム１００μの定着ベルトと、シリコーンス
ポンジ３０ＨＳ（ｔ＝４）の定着ロールと、シリコーン
スポンジ４０ＨＳ（ｔ＝４）の加圧ロールを使用し、線
速８０ｍｍ／ｓｅｃ、圧力１４．６ｋｇ／片出、定着ロ
ールの設定温度Ｔ１を１３５℃〜１４０℃とし、加熱ロ
ールの設定温度Ｔ２を１５５℃〜１６０℃として、４５
ｋｇ紙（５２．３ｇ／ｍ２紙）で先端余白なし、全ベタ
の紙をジャムの有無を確認するために使用し、５５ｋｇ
紙（６４ｇ／ｍ２紙）先端余白有り、全ベタの紙をオフ
セット及び定着性の確認のために使用した。

【００８８】表３に示すように、従来の制御によると、
定着ベルト３６が回転してから徐々に定着ロール２８上
の定着ベルト３６の温度が上昇し、定着ベルト３６の回
転開始後４０秒を超えると、定着上限温度の１４０℃を
超えてしまうため、定着性に問題はないものの、オフセ
ット及び薄紙のジャムの発生率が徐々に上昇し、定着ベ
ルト３６の回転開始後３００秒後には、ほとんどの薄紙
にジャムが発生し、５０％の紙にオフセットが発生す
る。

【００８９】一方、本発明の制御によると、表３及び図
７に示すような結果となる。

【００９０】図７において、実線で示した波線Ｗが加熱
ロール３４上の定着ベルト３６の温度であり、その下方
の特性曲線Ｃが定着ロール２８上の定着ベルト３６の温
度の変化を示す。

【００９１】待機時間から、定着ロール２８上の定着ベ
ルト３６の温度が上昇して設定温度１３５℃に達するま
では、従来と同様に、加熱ロール３４上の定着ベルト３
６の温度が設定温度１５５℃〜１６０℃になるように、
制御回路８６はヒータドライバ８８を介して発熱源３２
の放熱量を制御している。定着ベルト３６の回転後４０
秒経過したときに、定着ロール２８上の定着ベルト３６
の温度が設定温度１３５℃に達し、リレー８８が切り替
わり、定着ロール２８上の定着ベルト３６の温度が設定
温度１３５℃〜１４０℃になるように、制御回路８６は
ヒータドライバ８８を介して発熱源３２の放熱量を制御
するため、以後、定着ロール２８上の定着ベルト３６の
温度が定着上限温度１４０℃より上昇することはない。
従って、オフセット及び薄紙のジャムが発生することは
ない。

【００９２】尚、定着ロール２８上の定着ベルト３６の
温度が設定温度１３５℃〜１４０℃になるように発熱源
３２の放熱量を制御してからは、加熱ロール３４上の定
着ベルト３６の温度が徐々に低下し、１４４℃〜１５０
℃の間を推移するが、曲線Ｃ′で示す加圧ロール３０の
表面の温度及び曲線Ｃ”で示す予熱部（ガイド板Ｇ及び
雰囲気）の温度が上昇して、加熱ロール３４上の定着ベ
ルト３６の温度低下分を補うため、装置の定着性に問題
はない。

【００９３】｛制御回路８６における待機温度制御動作
の説明｝一方、上述した制御回路８６においては、待機
状態において、定着ロール２８及び加圧ロール３０の外
周面の温度を所定温度範囲に保持する待機温度制御動作
を実行するように構成されている。

【００９４】即ち、この制御回路８６は、第３のサーミ
スタ８４からの検出結果に基づき、加圧ロール３０の温
度が所定温度範囲より低くなると判断した場合に、ヒー
タドライバ８８を介して、発熱源３２を発熱駆動すると
共に、駆動機構５２をして、加圧ロール３０を回転駆動
させて、定着ベルト３６を走行駆動させ、定着ロール２
８及びこれに転接する加圧ロール３０を加熱させるよう
に動作する。ここで、この所定温度範囲は、冷機状態に
おける温度よりは高く、定着温度Ｔ１よりは低い範囲に
設定されている。

【００９５】一方、制御回路８６は、第３のサーミスタ
８４からの検出結果に基づき、加圧ロール３０の温度が
上述した所定温度範囲より高くなると判断した場合に、
ヒータドライバ８８を介して、発熱源３２における発熱
動作を停止すると共に、この発熱源３２における発熱が
停止して所定時間経過するまでは、駆動機構５２を介し
てい定着ベルト３６の走行駆動を継続し、上述した所定
時間経過後に、駆動機構５２をして、加圧ロール３０の
回転駆動を停止させ、定着ベルト３６の走行を停止する
ように動作する。

【００９６】尚、この制御回路８６は、待機状態が解除
されることに伴い、ヒータドライバ８８及び駆動機構５
２に対する待機温度制御動作を中止するように構成され
ている。

【００９７】以上詳述したように、この実施例において
は、制御回路８６が上述した待機温度制御動作を実行す
ることにより、待機時間が長時間に渡ったとしても、こ
の待機時からの立ち上がり時間を短くして、定着動作の
開始までにかかる待ち時間を短くすることの出来る効果
を奏することが出来ることになる。

【００９８】また、この実施例においては、加熱ロール
３４を定着ロール２８の略上方に配置し、具体的には、
加熱ロール３４を、これの中心点と定着ロール２８の中
心点とを結ぶ線分Ｌが、定着ロール２８と加圧ロール３
０との互いの中心点を結ぶ線分を基線Ｂとした状態で、
該基線Ｂから計測した角度が約１０５度乃至約２５５度
の範囲となる位置に配設しているので、加熱ロール３４
と定着ロール２８との間にエンドレスに巻回された定着
ベルト３６とガイド板４４との間は、このガイド板４４
上を搬送される未定着シートが定着ベルト３６に接触し
ないように離間されることになる。換言すれば、この定
着ベルト３６は、ガイド板４４上を搬送される未定着シ
ートが通過する可能性のある領域を外れた位置に配設さ
れていることを意味している。

【００９９】この結果、この実施例によれば、搬送途中
の未定着シートが、跳ね上がりや転写部との搬送速度差
に基づくたるみ等により、どのような湾曲姿勢（カール
状態）にあろうとも、このシートの上面に担持された未
定着トナーが定着ベルト３６に接触することから確実に
防止され、未定着トナーを乱すことなく定着ロール２８
と加圧ロール３０との転接部に導いて、これを確実に定
着させることが可能となる。

【０１００】また、この実施例においては、定着ロール
２８を弾性ロールから、また、加圧ロール３０を定着ロ
ールよりも堅いロール上硬度を有して、夫々形成してい
る。従って、この実施例によれば、定着ロール２８及び
加圧ロール３０のサイズを小径化したとしても、両者の
転接部におけるニップ幅を十分に確保することが出来、
定着装置の小型化を達成することが出来ると共に、シー
トの搬送速度の高速化を達成することが出来ることにな
り、特に、カラープリンタに好適する定着装置を提供す
ることが可能となる。

【０１０１】また、この実施例においては、上方の定着
ロール２８を弾性ロールから、また、下方の加圧ロール
３０を定着ロール２８よりも堅いロール上硬度を有し
て、夫々形成しているので、転接部におけるニップの形
状が、定着ロールを本願の弾性ロールよりも堅いロール
上硬度を有するロールから形成する従来構成と比較し
て、下向きに凹んだ状態から、上方に凹んだ状態を容易
に達成することが出来ることになる。この結果、この実
施例によれば、転接部におけるニップ形状自身から、定
着済みシートが定着ベルト３６から離間する方向の力を
得ることとなり、定着ベルト３６に接触する側の表面に
トナーが担持されていたとしても、定着ベルト３６への
オフセット防止用のオイル塗布ロール３８によるオイル
塗布量を微量に押さえることができると共に、オイルレ
スとしても、定着ベルト３６側へのオフセットや、ジャ
ムの無い定着動作が達成されることになる。

【０１０２】また、この実施例においては、熱伝達ベル
トとしての定着ベルト３６として、小熱容量の材質を採
用すると共に、加熱ロール３４への定着ベルト３６の巻
き付け角度が大きく、且つ、加熱ロール３４へ定着ベル
ト３６が密着していることになる。この結果、この実施
例によれば、シートを高速で、即ち、単位時間当たりの
通紙枚数を多数枚としても、定着ロール２８と加圧ロー
ル３０との転接部において、定着動作に必要な温度を確
実に維持することが出来ることになる。

【０１０３】また、この実施例においては、ソフトロー
ルとして構成される定着ロール２８に発熱源を内蔵させ
ずに、定着ロール２８から離間した位置に配設された加
熱ロール３４に発熱源３２を内蔵するようにしたので、
定着ロール２８のシリコーンゴム耐熱弾性体２８Ｂの厚
さを十分に厚くすることが可能となり、この結果、この
実施例によれば、転接部におけるニップ幅を、定着ロー
ル２８を小径に維持しながら、十分に広く取ることが可
能となる。

【０１０４】また、この実施例においては、第１の従動
ギヤ５８と定着ロール２８との間にワンウェイクラッチ
６０を介設することにより、シートの搬送のための主駆
動(即ち、シートの搬送速度を規定する駆動ロール）と
して、定着ロール２８ではなく、加圧ロール３０を設定
している。この為、例え、定着ロール２８が定着動作に
伴い加熱され、この結果、熱膨張により定着ロール２８
の外径が熱膨張したとしても、この定着ロール２８でシ
ートの搬送速度を規定していないので、この熱膨張によ
りシートの搬送速度が変化することなく、常に、一定に
保持することが出来ることになる。この結果、この実施
例によれば、線速を一定に維持して、転写ずれや画像の
擦れ等を確実に防止することが可能になる。

【０１０５】

【変形例の説明】この発明は、上述した実施例の構成に
限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形可能であることは言うまでもない。

【０１０６】例えば、上述した実施例においては、定着
装置１０は電子式複写装置に適用される場合につき説明
したが、この発明は、このような適用に限定されること
なく、電子式ファクシミリ装置、電子式プリンタ等の電
子画像形成装置に適用され得ることは言うまでもない。

【０１０７】また、上述した実施例においては、未定着
シートは横方向から定着装置１０に搬送されてくるよう
に説明したが、この発明は、このような構成に限定され
ることなく、未定着シートは上下方向、例えば、下から
上に向けて搬送されるように構成してもよい。この場
合、加圧ロール３０は定着ロール２８の下方ではなく、
側方に配設されることとなり、一方、加熱ロール３４は
定着ロール２８の、加圧ロール３０が配設された側とは
反対側の側方に配設されることになることは言うまでも
ない。

【０１０８】また、上述した実施例においては、加圧ロ
ール３０の外周面の温度を検出する第３のサーミスタ８
４を設けるように説明したが、これを省略して構成する
ことが出来ることは言うまでもない。

【０１０９】また、上述した実施例においては、発熱源
３２は加熱ロール３４の内部に配設されるように説明し
たが、この発明はこのような構成に限定されることな
く、図８に変形例として示すように、加圧ロール３０の
内部にも発熱源９０を更に配設するように構成してもよ
い。この場合、図示するように、加圧ロール３０の外周
面の温度を検出する第３のサーミスタ８４は必須の構成
となることは言うまでもない。

【０１１０】そして、この変形例においても、追加した
加熱源９０の放熱量を、加熱ロール３４に設けた加熱源
３２と同一の方法によって制御することも可能である。

【０１１１】また、上記実施例においては、各ロール上
のベルトの温度を測定して、加熱ヒータの制御に使用し
ているが、各ロール表面温度を直接的に測定して、加熱
源３２（９０）の制御に使用することも可能である。

【０１１２】また、上述した実施例では、制御回路８６
は、待機温度制御動作を実行するに際して、第３のサー
ミスタ８４からの検出結果に基づくクローズド制御（フ
ィードバック制御）を実行するように説明したが、この
発明は、このような構成に限定されることなく、制御回
路８６は、待機状態に入ってからの時間を計時するカウ
ント手段としてのカウンタを更に備えて、このカウンタ
による計時結果に基づき、待機時間に入ってから第１の
所定時間毎に、ヒータドライバ８８を介して、発熱源３
２を発熱させると共に、駆動機構５２をして、加圧ロー
ル３０を回転駆動させて、定着ベルト３６を走行駆動さ
せ、定着ロール２８及びこれに転接する加圧ロール３０
を加熱させるように構成しても良い。

【０１１３】この場合、制御回路８６は、ヒータドライ
バ８８を介して起動された発熱源３２を第２の所定時間
だけ発熱制御すると共に、駆動機構５２をして回転駆動
された加圧ロール３０を、上述した第２の所定時間より
も長く設定された第３の所定時間だけ駆動制御する様に
動作することにより、上述した実施例と実質的に同様の
効果を奏することが出来ることになる。

【０１１４】そして、このように制御回路８６が、待機
温度制御動作をカウンタを用いたオープン制御として実
行することにより、第３のサーミスタ８４を設けること
なく待機温度制御動作を実行することが出来、全体構成
にかかるコストを低く抑えることが可能となる。

【０１１５】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、オフセット及び薄紙のジャムが発生することが無
く、定着性にも問題が無く、コピー速度の低下が防止さ
れると共に、待機時間が長時間に渡ったとしても、この
待機時からの立ち上がり時間を短くして、定着開始まで
にかかる待ち時間を短くすることの出来る定着装置が提
供されることになる。

【０１１６】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わる定着装置の一実施例の構成を
示す正面断面図である。

【図２】定着ロールと加圧ロールとの転接状態を示す図
である。

【図３】駆動機構の構成を取り出して示す正面図であ
る。

【図４】発熱源の温度制御のためのシステム構成を示す
ブロック図である。

【図５】定着ロールに対する加熱ロールの配設位置の許
容範囲を調べるために行われた実験例における構成角度
を示す図である。

【図６】制御回路における温度制御方法を実行した場合
の各ロール上の定着ベルトの温度特性を示す線図であ
る。

【図７】制御回路における温度制御方法を実行した試験
例における各ロール上の定着ベルトの温度特性を示す線
図である。

【図８】この発明の変形例に係わる定着装置の構成を概
略的に示す正面断面図である。

【図９】従来の定着装置の構成を概略的に示す正面図で
ある。

【図１０】図９に示す従来構成において、温度制御方法
を実行した場合の各ロール上の定着ベルトの温度特性を
示す線図である。

【符号の説明】

１０定着装置１２ハウジング１４底板１６側板１８上カバー部２０左カバー部２２揺動レバー２４第１の支軸２６第２の支軸２８定着ロール２８Ａ芯金部２８Ｂロール本体３０加圧ロール３０Ａ芯金部３０Ｂロール本体３２発熱源３４加熱ロール３６定着ベルト３８オイル塗布ロール４０第１のコイルバネ４２第２のコイルバネ４４ガイド板４６入口ポート４８排紙通路５０下排紙ロール５２駆動機構５４上排紙ロール５６板バネ５８第１の従動ギヤ６０ワンウェイクラッチ６２伝達ギヤ６４第２の従動ギヤ６６カラー６８ケーシング７０ガイドリブ７２アイドルギヤ７４第３の従動ギヤ７６剥離爪７８排紙センサ８０第１のサーミスタ８２第２のサーミスタ８４第３のサーミスタ８６制御回路８８ヒータドライバ９０他の発熱源ＥＢエンドレスベルトＧＥ出力ギヤＳ未定着シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】定着ロールと、この定着ロールに転接する
ように付勢される加圧ロールとを備え、未定着トナーが
表面上に担持されたシートが、前記定着ロール及び加圧
ロールの転接部を一方向に沿って通過することにより、
前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置
において、前記定着ロールの、前記加圧ロールが配設される側とは
反対側に隣接して配設され、内部に発熱手段が配設され
た加熱ロールと、この加熱ロールと前記定着ロールとにエンドレスに掛け
渡され、前記発熱手段からの熱伝達を受けて前記転接部
を通過する前記シート上の未定着トナーを加熱する熱伝
達ベルトと、待機状態において、前記定着ロール及び加圧ロールの温
度を所定温度範囲に保持する待機温度制御手段とを具備
することを特徴とする定着装置。
【請求項２】少なくとも前記加圧ロールを回転駆動させ
る駆動手段と、前記発熱手段を制御する発熱制御手段とを更に具備する
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】前記加圧ロールの温度を検出する検出手段
を更に具備し、前記待機温度制御手段は、該検出手段による検出結果に
基づき、前記加圧ロールの温度が前記所定温度範囲より
低くなると判断した場合に、前記発熱制御手段をして、
前記発熱手段を起動すると共に、前記駆動手段をして、
前記加圧ロールを回転駆動させて前記熱伝達ベルトを走
行駆動させ、前記定着ロール及びこれに転接する加圧ロ
ールを加熱させることを特徴とする請求項２に記載の定
着装置。
【請求項４】前記待機温度制御手段は、前記検出手段に
より検出結果に基づき、前記加圧ロールの温度が前記所
定温度範囲より高くなると判断した場合に、前記発熱制
御手段をして、前記発熱手段の起動を停止すると共に、
該発熱手段の起動停止して所定時間経過後、前記駆動手
段をして、前記加圧ロールの回転駆動を停止させること
を特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】前記待機状態に入ってからの時間を計時す
るカウント手段を更に具備し、前記待機温度制御手段は、該カウント手段による計時結
果に基づき、前記待機時間に入ってから第１の所定時間
毎に、前記発熱制御手段をして、前記発熱手段を起動す
ると共に、前記駆動手段をして、前記加圧ロールを回転
駆動させて前記熱伝達ベルトを走行駆動させ、前記定着
ロール及びこれに転接する加圧ロールを加熱させること
を特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項６】前記待機温度制御手段は、前記発熱制御手
段をして起動された前記発熱手段を第２の所定時間だけ
発熱制御すると共に、前記駆動手段をして回転駆動され
た前記加圧ロールを第３の所定時間だけ駆動制御するこ
とを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】前記第３の所定時間は、前記第２の所定時
間より長く設定されていることを特徴とする請求項６に
記載の定着装置。
【請求項８】前記待機温度制御手段は、前記待機状態が
解除されることに伴い、前記発熱制御手段及び駆動手段
に対する前記制御動作を中止することを特徴とする請求
項４又は５に記載の定着装置。
【請求項９】前記所定温度範囲は、定着温度よりも低く
設定されていることを特徴とする請求項前記何れか１項
に記載の定着装置。