JPS6051110B2 - 電子写真複写機の加熱定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真複写機において複写紙上のトナー像
を定着ローラに導いて加熱定着するようにした加熱定着
装置に関する。

或る先行技術では、静電写真複写機の電源の投−入によ
つて、定着ローラが定着に適した比較的大きな速度で回
転駆動される。

このような先行技術では、電源投入前においては、前回
の複写動作によつて定着ローラ上にトナーが残留付着し
た凝固しており、このトナーによつて一対の定着ローラ
．が相互に接着している。電源投入と同時に定着ローラ
が回転することによつて、定着ローラがトナーの軟化温
度または溶融温度に達する前に定着ローラが駆動される
ことになる。そのため定着ローラに付着して凝固してい
るトナーによつて、ロー！ラが損傷する。定着ローラ上
のトナーを除去しかつ定着ローラへの複写紙の巻付きを
防止するために、定着ローラの表面に摺接する剥がし板
が設けられた加熱定着装置があるけれども、この場合に
は、定着ローラ表面と、剥がし板とにわたつて付ク着凝
固しているトナーが軟化溶融するに至るまでに、定着ロ
ーラが回転駆動されるので、剥がし板が定着ローラと共
に回動して、剥がし板と定着ローラ表面との角度が適正
な角度からずれてしまい、また剥がし板や定着ローラが
損傷することになる。また、定着ローラ表面上の凝固し
ているトナーが剥がし板にわたつて付着している場合、
定着ローラが回転し始めるときに異常音が発生し、また
定着ローラの回転中においても定着ローラ表面上のトナ
ーが剥がし板に当つて異常音が発生する。定着ローラは
定着に適した比較的高速度の回転であるので、騒音が大
きい。他の先行技術では、電子写真複写機の電源投入）
後、定着ローラの表面が定着に適した温度に達して初め
て、定着ローラが定着に適した比較的大きい速度で回転
駆動される。

このような先行技術では、定着ローラが、一旦、定着に
適した温度にまで加熱されると、それ以後は定着ローラ
は常に定・着に適した比較的大きい速度で回転され続け
るので、定着ローラが損傷し、また騒音が大きい。しか
も、定着ローラが定着に適した温度に達して回転駆動を
始めた直後に定着を行なう場合には、定着ローラ表面の
温度むらが定着ローラの回転によ・つて充分に無くなつ
ていないので、良好な定着状態を複写紙全面にわたつて
得ることができず、定着品質のむらを生じるおそれがあ
る。さらに、定着ローラは定着に適した温度に達するま
て静止しているので、定着ローラ相互の圧接力によつて
定着ローラが変形する。本発明の主な目的は、定着ロー
ラに付着したトナーに起因する損傷を防ぎ、かつ良好な
定着性能を得るようにした電子写真複写機の加熱定着装
置を提供することである。

第１図は本発明の一実施例の簡略化した側面図であり、
第２図はその一部の斜視図である。

加熱定着装置１は電子写真複写機の機体から側方（第１
図の紙面表側）に引出すことができる。第３図は定着ロ
ーラ３，４の軸線を含む切断図で切断して展関した断面
図である。

加熱定着装置１の枠体２には、水平軸線を有する互いに
平行な一対の定着ローラ３，４が設けられる。定着ロー
ラ３は加熱定着装置１の枠体２に回転自在に枢支される
。この定着ローラ３内には、ヒータ５が内挿される。他
方の定着ローラ４は、レバー６に枢支される。レバー６
の一端部は、ピン８によつて枠体２に枢支され、このレ
バー６の他端部は、ばね９によつて定着ローラ４が定着
ローラ３に圧接するようにばね付勢される。複写紙の搬
送経路は、第１図において参照符１０で示される。

複写紙は矢符１１方向に一対の定着ローラ３，４に導か
れる。この定着ローラ３，４間に導かれる複写紙上には
、原稿に対応したトナー像が形成されている。定着ロー
ラ３の下流側．には、定着ローラ３に付着したトナーを
除去しかつ定着ローラ３に巻付いた複写紙を剥離するた
めの剥がし板１２が設けられる。定着ローラ３の一端部
には、スプロケットホィール１４が固着される。枠体２
には、定着ローラ３，４と平行に枢支された回転軸１５
が枢支され、この回転軸１５にはスプロケットホィール
１６が固着される。スプロケットホィール１４，１６に
はチエン１７が巻掛けられる。このチエン１７に関連し
て、そのチエン１７に張力を与えるためのスプロケット
ホィール１８が設けられる。電子写真複写機の機体には
、軸受１９によつて回転軸２０が回転自在に枢支され、
この回転軸２０と一体的にスプロケットホィール２１が
設けられる。

回転軸２０には、一方向クラッチ２２を介してスプロケ
ットホィール２３が嵌挿される。このスプロケットホィ
ール２３には、チエン２４が巻掛けられる。このチエン
２４は、モータを含む主駆動手段２５によつて駆動され
る。一方向クラッチ２２は、チエン２４から回転軸２０
に、矢符２６方向の回転力を伝達する。このチエン２４
の走行方向２６は、定着ローラ３の回転方向２７に対応
し、これによつて複写紙が矢符１１方向に搬送される。
回転軸１５，２０の間には一方向クラッチ３０が介在さ
れ、この一方向クラッチ３０は、回転方向２８に回転す
る回転軸２０から回転軸１５に回転力を伝達する。

回転軸１５は、加熱定着装置１が機体から引出されると
きに一方向クラッチ３０との嵌合を脱し、加熱定着装置
１が機体に装着されるときに軸１５が一方向クラッチ３
０に嵌合する。機体には、スプロケットホィール３３が
枢支される。このスプロケットホィール３３とスプロケ
ットホィール２１との間には、チエン３４が巻掛けられ
る。

スプロケットホィール３３と一体的な歯車３２は、低速
駆動手段３５の出力軸３６に遊嵌された歯車３７に噛合
う。歯車３７と低速駆動手段３５との間には、電磁クラ
ッチ３８が設けられる。低速駆動手段３５は、モータ３
９と、このモータ３９に連結された減速歯車列４０とか
ら成る。第４図は、本発明の一実施例の電気回路図てあ
る。定着ローラ３に内蔵されたヒータ５は電源４２と温
度制御回路４３とに接続される。定着ローラ３の表面に
は、サーミスタなどの温度検出素子４４が接触され、定
着ローラ３の表面温度が検出される。温度制御回路４３
は、温度検出素子４４からの出力に応答して、ヒータ５
による定着ローラ３の表面温度が定着に適した温度（た
とえば１８００Ｃ）に一定に保たれるように、ヒータ５
の付勢電力を制御する。温度制御回路４３の一方の出力
ライン１１は、温度検出素子４４によつて検出される定
着ローラ３の表面温度が設定温度（たとえば１００℃）
未満においてローレベルであり、１００℃以上において
ハイレベルである。温度制御回路４３の他方の出力ライ
ン１２は、温度検出素子４４によつて検出される定着ロ
ーラ３の表面温度が１８０℃未満においてローレベルで
あり、１８０℃以上においてハイレベルである。前述の
如くたとえば１００℃である設定温度は、少なくとも常
温で凝固しているトナーが加熱されることによつて軟化
する温度以上であつて、かつ定着に適した温度（たとえ
ば前述のとおり１８０℃）未満であつて、その定着に適
した温度にまで昇温する期間中、定着ローラ３，４が後
述のように低速回転することによつて定着ローラ３，４
の表面の温度むらが無くなるような温度範囲内におＪい
て、定められる。

したがつて定着ローラ３の表面温度が設定温度に達した
後から、その設定温度よりも高い定着に適した温度（た
とえば前述のとおり１８０℃）に達するまでの期間中に
おいて、定着ローラ３，４が低速回転駆動されるので、
定着７ローラ３，４の表面温度の分布が周方向に均一と
なつて温度むらが無くなり、これによつて、定着ローラ
３の表面温度が定着に適した温度に達した直後において
定着動作を行なつても、良好な定着性能を達成すること
ができるようになる。フ 第１表は、第１図〜第４図の実施例における定着ローラ
３の表面温度の変化に従う主駆動手段２５、低速駆動手
段３５および電磁クラッチ３８の動作状態を示す。

主駆動手段２５および低速駆動手段３５のＲＯＮＪは能
動化された状態を示し、ＲＯＦＦＪは不能動化された状
態を示す。電磁クラッチ３８のＲＯＮＪは接続状態を示
し、ＲＯＦＦＪは遮断状態を示す。次に、動作を説明す
る。

電子写真複写機の電源を投入すると、温度制御回路４３
はヒータ５を電力付勢する。定着ローラ３の表面温度が
、室温から設定温度としての１００℃未満の温度にある
期間中には、出力ライン１１はローレベルであり、した
がつてＡＮＤゲート４５の出力はローレベルであり、し
たがつて駆動回路４６は不能動化され、電磁クラッチ３
８は消磁され遮断している。また温度制御回路４３の出
力ライン１２はローレベルであり、したがつてＡＮＤゲ
ート４７の出力はローレベルであり、したがつて駆動回
路４８が不能動化され、主駆動手段２５は不能動化され
ている。このようにして定着ローラ３，４は静止してい
る。定着ローラ３の表面温度が１００℃以上になる．と
、温度検出素子４４からの出力に応答して、温度制御回
路４３は、その出力ライン１１にハイレベル信号を導出
する。

一方、出力ライン１２はローレベルのままであり、した
がつてＡＮＤゲート４７の出力はローレベルであり、こ
のＡＮＤゲー″ト４７の出力は反転回路４９によつて反
転される。そのため、直列抵抗５０と並列コンデンサ５
１とから成る遅延回路５２からＡＮＤゲート４５への入
力信号は、ハイレベルのままである。したがつてＡＮＤ
ゲート４５の出力はハイレベルとなり、これによつて駆
動回路４６が能動化され、電磁クラッチ３８が励磁され
る。このため電磁クラッチ３８は接続状態となる。第３
図を参照して、低速駆動手段３５からの回転力は、出力
軸３６から電磁クラッチ３８、歯車３７，３２、スプロ
ケットホィール３３、チエン３牡スプロケットホィール
２１、回転軸２０、一方向クラッチ３０、回転軸１５、
スプロケットホィール１６、チエン１７およびスプロケ
ットホィール１４にこの順序で伝達され、定着ローラ３
が矢符２７の方向に回転駆動される。この低速駆動手段
３５による定着ローラ３の回転速度は、定着に適して速
度よりも低速度である。一 ヒータ５がさらに電力付勢
されて定着ローラ３が定着に適した温度（すなわち前述
のようにたとえば１８０℃）に達すると、温度制御回路
４３はその定着温度を維持するようにヒータ５を電力付
勢制御する。

したがつて定着ローラ３の表面温度は）常に１８０℃に
保たれる。定着ローラ３の表面が１８０℃に維持されて
いるとき、複写動作を行なう時を想定する。この時には
、複写を行なうためプリントボタン５３を押圧操作する
。このためフリップフロップ５４がセットされ、そのハ
イレベルであるセット出力がＡＮＤゲート４７に与えら
れる。温度制御回路４３からの出力ライン１２は、定着
ローラ３の表面温度が１８０℃であるので、ハイレベル
である。したがつてＡＮＤゲート４７の出力はハイレベ
ルとなり、そのため駆動回路４８が能動化され、主駆動
手段２５が能動化される。この主駆動手段２５からの動
力は、チエン２４からスプロケットホィール２３、一方
向クラッチ２２、回転軸２０、一方向クラッチ３０、回
転軸１５、スプロケットホィール１６、チエン１７、お
よびスプロケットホィール１４を経て、定着ローラ３に
伝達される。こうして定着ローラ３は定着に適した比較
的高速度で回転駆動される。この回転軸２０からの回転
力はまた、スプロケットホィール２１、チエン３４、ス
プロケットホィール３３、歯車３２，３７に伝達される
。

このとき、電磁クラッチ３８は遮断状態にある。この動
作を述べると、第４図において、プリントボタン５３を
押圧することによつて、ＡＮＤゲート４７の出力はロー
レベルからハイレベルに立上がり、ハイレベルとなる。
ＡＮＤゲート４７からの立上がり出力は、反転回路４９
に与えられ、反転回路４９からの出力はハイレベルから
ローレベルへの立下がり信号となる。この立下がり信号
は、遅延回路５２に並列に設けられているダイオード５
５の順方向電流となる。したがつて、立下がり波形とそ
れに続くローレベルの信号は、反転回路４９からダイオ
ード５５を経てＡＮＤゲート４５に与えられる。換言す
ると、反転回路４９からのローレベル信号は、遅延回路
５２の動作に無関係に、ＡＮＤゲート４５に与えられる
。したがつてＡＮＤゲート４５は、プリントボタン５３
の押圧によつて、直ちにローレベルとなり、したがつて
駆動回路４６が不能動化され、電磁クラッチ３８が遮断
状態となる。複写動作中において、トナー像が形成され
た複写紙は定着ローラ３，４に導かれ、ここで加熱定着
され、電子写真複写機の機体外に排出される。

複写が完了した複写紙の機体外への排出は複写終了信号
発生手段５６によつて検出され、複写終了信号発生手段
５６は、ハイレベルのパルス状の複写終了信号を導出す
る。そのためフリップフロップ５４はリセットされ、応
じてフリップフロップ５４からのＡＮＤゲート４７への
出力はローレベルとなる。これによつて駆動回路４８お
よび主駆動手段２５は不能動化される。ＡＮＤゲート４
７からのローレベル出力は、反転回路４９に与えられる
。複写終了信号発生手段５６からの出力に起因した．Ａ
ＮＤゲート４７からのハイレベルからローレベルへの立
下がり出力を受信する反転回路４９は、ローレベルから
ハイレベルへの立上がり信号を導出する。この立上がり
信号はダイオード５５の逆方向電流である。したがつて
反転回路４９からの出力が立上がつた後、遅延回路５２
による遅延時間匡１経過してから、ＡＮＤゲート４５に
は遅延回路５２からハイレベル信号が与えられる。しか
るにＡＮＤゲート４５に与えられる出力ライン１１はハ
イレベルである。したがつてＡＮＤゲート４５の出力は
ハイレベルとなり、電磁クラッチ３８は駆動回路４６に
よつて励磁されて接続状態となる。このようにして主駆
動手段２５が停止した後、遅延回路５２によつて定めら
れた遅延時間Ｔ１の経過後に電磁クラッチ３８が接続状
態となる。これによつて低速駆動手段３５からの動力が
定着ローラ３に伝達されて、定着ローラ３が低速駆動さ
れる。遅延時間Ｔ１を設定した理由は次の通りである。

主駆動手段２５が不能動化された直後においては、チエ
ン２４は慣性によつて走行しており、スプロケットホィ
ール２３は慣性によつて回転している。もしも、主駆動
手段２５が不能動化されると同時に、電磁クラッチ３８
が遮断状態から接続状態となると仮定すれば、主駆動手
段２５による比較的高速度の大きな回転力が、比較的低
速度で回転している出力軸３６に伝達される。出力軸３
６に伝達される回転力の方向は、低速駆動手段３５の回
転方向に一致している。この出力軸３６をモータ３９に
よる回転速度よりも大きい速度で回転するためには、減
速歯車列４０が出力軸３６とモータ３９との間に介在す
ること、およびモータ３９が比較的大容量であることに
よつて、大きな回転力が必要である。換言すると、主駆
動手段２５が不能動化されると同時に電磁クラッチ３８
が接続状態になるとすれば、主駆動手段２５からモーク
３９までの動力伝達経路に大きな負荷がかかることにな
る。そこで遅延時間Ｔ１を設定することによつて、主駆
動手段２５が不能動化された後、その慣性による回転が
衰えた状態になつた時、初めて、電磁クラッチ３８を接
続状態とし、これによつて主駆動手段２５からモータ３
９までの動力伝達経路に過大な負荷がかかることを防ぐ
。本発明の他の実施例として、モータ３９は電磁クラッ
チ３８の遮断時において不能動化されてもよい。

第５図は本発明の他の実施例の第３図に対応した展開断
面図である。

この実施例で注目すべきｊは、前述の電磁クラッチ３８
が除去され、低速駆動手段３５の出力軸３６と歯車３７
との間に、一方向クラッチ５７が設けられる。またこの
実施例では、第４図の電気回路において、電磁クラッチ
３８の代りに、低速駆動手段３５のモータ３９がフ接続
され、遅延回路５２およびダイオード５５を省略した反
転回路４９の出力をＡＮＤゲート４５に直接に与える。
その他の構造は前述の実施例と同様であり、この動作は
第２表に示す通りである。なお、この実施例において、
定着ローラ３の表面温度が１８０℃に維持されていると
きであつて、複写動作時においてはモータ３９は電力付
勢されてもよい。本発明の考え方に従えば、主駆動手段
２５は、複写動作時における定着動作中のみ能動化され
ればよい。

減速歯車列４０は、電磁クラッチ３８から、または一方
向クラッチ５７から、スプロケットホィール２１までの
間に介在されてもよい。以上のように本発明によれば、
トナーが少なくとも軟化するまでは定着ローラは静止さ
れているので、定着ローラに付着して凝固しているトナ
ーの接着力によつて定着ローラ相互に無理なりが作用す
ることがなく、また定着ローラに関連して複写紙を剥離
するための剥がし板などが損傷する虞れがなくなる。し
たがつて定着ローラなどの損傷が防がれ、また異常音が
発生することが防がれる。また定着ローラの表面温度が
設定温度から定着に適した温度になるまでの間、および
定着に適した温度になつた後の定着動作以外では、定着
に適した速度未満の低速度で回転駆動されるので、定着
ローラの表面に温度むらが生じることがなくなり、複写
紙全面にわたつて高品質の定着が達成されるとともに、
定着ローラの変形が防がれ、しかも定着に適した比較的
高速度の回転に起因する”大きな騒音の発生が抑えられ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の側面図、第２図は第１図示
の一部の簡略化した分解斜視図、第３図は定着ローラ３
，４の軸線を含む平面で切断した展開断面図、第４図は
主駆動手段２５および電磁クラッチ３８に関連する電気
回路図、第５図は本発明の他の実施例の展開断面図であ
る。 １・・・・・・加熱定着装置、３，４・・・・・・定着
ローラ、５・・・・・・ヒータ、１２・・・・・・剥が
し板、２２，３０，５７・・・・・・一方向クラッチ、
２５・・・・・・主駆動手段、３５・・・・・・低速駆
動手段、３８・・・・・・電磁クラッチ、３９・・・・
・・モータ、４０・・・・・・減速歯車列、４４・・温
度検出素子、５２・・・・・・遅延回路、５３・・・・
・・プリントボタン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面にトナー像を有する複写紙を、定着に適した温
   度を有する定着ローラに導いて、定着する電子写真複写
   機の加熱定着装置において、定着ローラの表面温度を検
   出する温度検出素子を設け、前記温度検出素子からの出
   力に応答して、定着ローラの表面温度が、（ａ）トナー
   の少なくとも軟化温度以上かつ定着に適した温度未満で
   あつてその定着に適した温度に昇温するまでに温度むら
   が無くなる温度範囲内での予め設定された温度未満であ
   るとき、前記定着ローラを静止したままとし、（ｂ）前
   記設定温度から定着に適した温度までの温度範囲である
   とき、定着ローラを定着に適した速度未満の低速度で回
   転駆動し、（ｃ）定着に適した温度であるとき、定着ロ
   ーラを定着時には定着に適した速度で駆動し、定着時以
   外には定着に適した速度未満の低速度で駆動することを
   特徴とする電子写真複写機の加熱定着装置。 ２ 定着ローラを定着に適した速度で駆動するための主
   駆動手段と、前記主駆動手段と定着ローラとの間に介在
   され、主駆動手段から定着ローラへ回転力を伝達する一
   方向クラッチと、定着ローラを定着に適した速度未満の
   低速度で駆動するための低速駆動手段と、低速駆動手段
   と定着ローラとの間に介在された電磁クラッチと、前記
   温度検出素子からの出力に応答して、定着ローラの表面
   温度が、（ａ）前記設定温度未満であるとき、主駆動手
   段を不能動化し、かつ電磁クラッチを遮断状態とし、（
   ｂ）前記設定温度から定着に適した温度までの温度範囲
   であるとき、主駆動手段を不能動化し、かつ低速駆動手
   段を能動化し、かつ電磁クラッチを接続状態とし、（ｃ
   ）定着に適した温度であるとき、定着時には主駆動手段
   を能動化し、かつ電磁クラッチを遮断状態とし、定着時
   以外には主駆動手段を不能動化し、かつ低速駆動手段を
   能動化し、かつ電磁クラッチを接続状態とする制御手段
   とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   電子写真複写機の加熱定着装置。 ３ 前記低速駆動手段は、 モータと、 そのモータと電磁クラッチとの間または電磁クラッチと
   定着ローラとの間に介在された減速歯車列とを含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の電子写真複写
   機の加熱定着装置。 ４ 前記制御手段は、能動化されている主駆動手段が不
   能動化された直後から、その主駆動手段による慣性が衰
   えた時間経過後に、前記電磁クラッチを接続状態にする
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の電子写真
   複写機の加熱定着装置。 ５ 定着ローラを定着に適した速度で駆動するための主
   駆動手段と、前記主駆動手段と定着ローラ間に介在され
   、主駆動手段から定着ローラへ回転力を伝達する第１一
   方向クラッチと、定着ローラを定着に適した速度未満の
   低速度で駆動するための低速駆動手段と、低速駆動手段
   と定着ローラとの間に介在され、低速駆動手段から定着
   ローラへ回転動力を伝達する第２一方向クラッチと、前
   記温度検出素子からの出力に応答して、定着ローラの表
   面温度が、（ａ）前記設定温度未満であるとき、主駆動
   手段および低速駆動手段を不能動化し、（ｂ）前記設定
   温度から定着に適した温度までの温度範囲であるとき、
   主駆動手段を不能動化し、かつ低速駆動手段を能動化し
   、（ｃ）定着に適した温度であるとき、定着時には主駆
   動手段を能動化し、定着時以外には主駆動手段を不能動
   化し、かつ低速駆動手段を能動化する制御手段とを含む
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子写真
   複写機の加熱定着装置。