JP2001175115A

JP2001175115A - 定着装置

Info

Publication number: JP2001175115A
Application number: JP35887799A
Authority: JP
Inventors: Tomoji Yamada; 友治山田; Yasuhide Hamada; 泰英濱田
Original assignee: Nitto Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nitto Kogyo Co Ltd
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2001-06-29

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】定着ベルトの表面を傷つけることなく、発熱源
の優先制御を実行する事の出来る定着装置を提供する。【解決手段】第１及び第２の温度センサ８０，８２の検
出結果に基づき、発熱源３２の発熱状態を制御する制御
装置とを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシー
トが、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において、
第１及び第２温度センサの少なくとも一方は、非接触式
温度センサを備え、制御装置は、第１の温度センサの検
出結果が第１の設定温度Ｔ１未満の場合には、加熱ロー
ラ温度が第２の設定温度となるように、発熱源３２の発
熱量を制御し、第１の温度センサの検出結果が第１の設
定温度Ｔ１以上の場合には、定着ローラ温度が第１の設
定温度Ｔ１となるように、発熱源３２の発熱量を制御す
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】この発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等において、シート上の未定着トナー
を溶融圧着し、該シートに定着させるために使用される
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１１に示すように、定着ローラＲ１と発熱源Ｈ
を内蔵した加熱ローラＲ３との間に定着ベルトＢをエン
ドレスに張設し、この定着ベルトＢを介して下方より押
圧する加圧ローラＲ２を設けたベルト定着方式と、記録
媒体Ｓの予熱とを組み合わせた技術が開発され、実用に
供されている。この従来構成では、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とになる。このベルト式定着装置
は、加熱ローラ方式では解決できなかった離型性とオイ
ルの塗布の問題を一挙に解決した定着装置として知られ
ている。

【０００３】この種の従来のベルト式定着装置において
は、例えば特開平１０−１１５９９６号公報に示される
ように、定着ローラＲ１から発熱源を外して、加熱ロー
ラＲ３に内蔵するように構成しているため、加熱ローラ
Ｒ３からの熱を定着ベルトＢを介して、定着ローラＲ１
と加圧ローラＲ２との転接部（ニップ部）に伝達しなけ
ればならない。そして、この転接部における温度が定着
温度として定着性を良好に維持するためには、この転接
部における温度が定着温度となるように、加熱ローラＲ
３に内蔵された発熱源Ｈの発熱状態を制御しなければな
らない。特に上述した特開平１０−１１５９９６号公報
では、薄紙の定着時にジャムが発生することがないよう
にすると同時に、このように対処してもコピー速度が低
下することがないように、所謂優先制御が実施されてい
る。

【０００４】ここで、加熱ローラＲ３の表面温度の検出
のために第１の温度センサＳ１が、及び、定着ローラＲ
１の表面温度の検出のために第２の温度センサＳ２が、
夫々配設されている。また、加圧ローラＲ３内に、補助
熱源としての補助加熱ヒータが配設されている場合に
は、加圧ローラＲ３の表面温度の検出のために第３の温
度センサＳ３が設けられている。そして、制御装置は、
これら第１及び第２の温度センサＳ１，Ｓ２からの検出
温度情報に基づき、加熱ヒータＨの発熱状態を制御して
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、温度セ
ンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３として、接触式センサが用いられ
ているおり、例えば温度センサＳ１に注目すれば、これ
は、常時、加熱ローラＲ２の外周面に巻き付いている定
着ベルトＢの部分に、接触するように配設されている。
この結果、定着ベルトＢのエンドレス走行に伴い、温度
センサＳ１の先端は、常に、定着ベルトＢの表面に摺接
することとなり、定着ベルトＢの表面を傷つける虞があ
り好ましくない。また、温度センサＳ２についても、接
触式センサが用いられており、同様な問題点が発生して
いる。

【０００６】この発明は、上述した事情に鑑みなされた
もので、この発明の主たる目的は、定着ベルトの表面を
傷つけることなく、発熱手段の優先制御を実行する事の
出来る定着装置を提供することである。

【０００７】

【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、定着ローラと、この定着ローラ
に所定の圧力で転接する加圧ローラと、前記定着ローラ
から離間して配設され、内部に発熱手段が配設された加
熱ローラと、この加熱ローラと前記定着ローラとにエン
ドレスに掛け渡され、前記発熱手段からの熱伝達を受け
て前記定着ローラ及び加圧ローラの転接部を通過するシ
ート上の未定着トナーを加熱する定着ベルトと、前記定
着ローラ温度を検出する第１の温度検出手段と、前記加
熱ローラ温度を検出する第２の温度検出手段と、これら
第１及び第２の温度検出手段の検出結果に基づき、前記
発熱手段の発熱状態を制御する制御手段とを備え、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、前記第
１及び第２温度検出手段の少なくとも一方は、非接触式
温度センサを備え、前記制御手段は、前記第１の温度検
出手段の検出結果が第１の設定温度未満の場合には、前
記加熱ローラの表面温度が第２の設定温度となるよう
に、前記発熱手段の発熱量を制御し、前記第１の温度検
出手段の検出結果が前記第１の設定温度以上の場合に
は、前記定着ローラの表面温度が前記第１の設定温度と
なるように、前記発熱手段の発熱量を制御することを特
徴としている。

【０００８】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、前記第１の温度検出手段は、前記
定着ローラの外周面に離間対向する状態で配設された非
接触式温度センサを備えることを特徴としている。

【０００９】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、前記第１の温度検出手段は、前記
定着ローラ上の定着ベルトの部分に離間対向する状態で
配設され非接触式温度センサを備えることを特徴として
いる。

【００１０】また、この発明に係わる定着装置は、請求
項４の記載によれば、前記第１の温度検出手段は、前記
定着ローラよりも前記定着ベルトの走行方向に関して下
流側に位置し、且つ、前記加熱ローラよりも該走行方向
に関して上流側に位置する定着ベルトの部分に離間対向
する状態で配設された非接触式温度センサを備えること
を特徴としている。

【００１１】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、前記第２の温度検出手段は、前記
加熱ローラの外周面に離間対向する状態で配設された非
接触式温度センサを備えることを特徴としている。

【００１２】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、前記第２の温度検出手段は、前記
加熱ローラ上の定着ベルトの部分に離間対向する状態で
配設された非接触式温度センサを備えることを特徴とし
ている。

【００１３】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２の温度検出手段は、前記
加熱ローラよりも前記定着ベルトの走行方向に関して下
流側に位置し、且つ、前記定着ローラよりも該走行方向
に関して上流側に位置する定着ベルトの部分に離間対向
する状態で配設された非接触式温度センサを備えること
を特徴としている。

【００１４】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、前記非接触式温度センサは、被検
出部から放射される赤外線を感知し、該被検出部の表面
温度を非接触で検出することを特徴としている。

【００１５】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、前記加圧ローラには、これを加熱
するための補助発熱手段が内蔵され、該加圧ローラの表
面温度を検出する第３の温度検出手段を更に具備してい
ることを特徴としている。

【００１６】また、この発明に係わる定着装置は、請求
項１０の記載によれば、前記第３の温度検出手段は、非
接触式温度センサを備えることを特徴としている。

【００１７】

【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。

【００１８】｛定着装置１０の概略説明｝先ず、図１に
示すように、この一実施例の定着装置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、電子プリンタのフレームに固定されるハウジング１
２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１８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。

【００１９】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。

【００２０】また、この定着装置１０は、ローラ構成と
して、側板１６に固定軸線回りに回転自在に軸支された
定着ローラ２８と、定着ローラ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
ーラ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ラ３０と、定
着ローラ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た加熱ローラ３４とを備え
て構成されている。

【００２１】また、この定着装置１０は、加熱ローラ３
４の内部に配設された、発熱手段としての例えばハロゲ
ンランプ等の第１の発熱源３２と、定着ローラ２８と加
熱ローラ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とを更に備えている。

【００２２】ここで、詳細は後述するが、定着ローラ２
８は弾性ローラとして構成され、一方、加圧ローラ３０
は弾性ローラより硬いローラ上硬度を有するローラから
構成されている。一方、定着ローラ２８と加圧ローラ３
０との互いの回転中心間距離Ｄは、図２に示すように、
定着ローラ２８の半径Ｒ１及び加圧ローラ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、定着ローラ２８と加圧ローラ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、定着ローラ２
８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。

【００２３】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
ル塗布ローラ３８と、このオイル塗布ローラ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、加熱ローラ３４を定着ローラ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。

【００２４】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。

【００２５】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
子プリンタ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
着ローラ２８と加圧ローラ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。

【００２６】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、更に、このガイ
ド板４４により案内された未定着シートは、その先端が
加圧ローラ３０の外周面に先ず接触した後、加圧ローラ
３０の外周面に沿って移動して、定着ローラ２８と加圧
ローラ３０との転接部に導かれるように設定されてい
る。

【００２７】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ラ２８と加圧ローラ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、この一実施例においては、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。

【００２８】この排紙通路４８と転接部との間に位置し
た状態で、下排紙ローラ５０が左カバー部２０に回転自
在に軸支されており、この下排紙ローラ５０は、後述す
る駆動機構５２からの駆動力を得て、加圧ローラ３０よ
り同速以上の速さ（例えば、加圧ローラ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、この下排紙ローラ５０には、
斜め上方から転接する状態で、上排紙ローラ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、この上排紙ローラ５４の配設位置は、これと
下排紙ローラ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。

【００２９】このように概略構成される定着装置１０に
おいては、搬送機構により、エンドレスベルトＥＢを介
してガイド板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
定着ローラ２８と加圧ローラ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、未定着トナーが熱圧着
されてシート上に定着されるように設定されている。

【００３０】以下、上述した種々の構成要素を順次個別
に説明する。｛定着ローラ２８の説明｝上述した定着ローラ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２８Ａの外周に同
軸に配設され、定着ベルト３６が巻回されるローラ本体
２８Ｂとを備えて構成され、ローラ外径をこの一実施例
では３８．０ｍｍに設定されている。ここで、この一実
施例において、芯金部２８Ａは、直径２５ｍｍの鉄製シ
ャフトから形成され、ローラ本体２８Ｂは、芯金部２８
Ａの外周に厚さ６．５ｍｍ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、ローラ上にてＪＩＳＡ
硬度で１８度）から形成されている。

【００３１】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
を介して定着ローラ２８にこの回転力が伝達される構成
とされている。

【００３２】｛加圧ローラ３０の説明｝上述したよう
に、加圧ローラ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３０Ａの外周に同軸に配設されたローラ本体３０
Ｂとを備えて構成され、ローラ外径を３５ｍｍに設定さ
れている。ここで、この一実施例において、芯金部３０
Ａは、内径２２ｍｍ、外形３２ｍｍの鉄製パイプから形
成され、ローラ本体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、上述した定着ローラ２８よりも硬めの
ローラ上にてＡＳＫＥＲＣ硬度で７４〜７５度のも
の）から形成されている。

【００３３】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
ローラ３０が定着ローラ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。

【００３４】ここで、この一実施例においては、未定着
シートの搬送用の主駆動としては、加圧ローラ３０が設
定されており、定着ローラ２８はこれの熱膨張時におい
ても周速が加圧ローラ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、定着ローラ２８が第２の従動ギヤ
６４により回転される際の回転速度は、定着ベルト３６
を介して加圧ローラ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。

【００３５】一方、この一実施例においては、加圧ロー
ラ３０は、定着ローラ２８の直下方に位置しているので
はなく、定着ローラ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、加熱ローラ３４と定着ローラ２８との両中心点を通
る線分を基線とした場合に、この基線と、定着ローラ２
８及び加圧ローラ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、定着ローラ２８と加圧ローラ３０の両中心点を通る
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。

【００３６】｛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、定着ローラ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。即ち、定着ベルト３６が加圧ローラ３０
と摩擦係合して、また、定着ローラ２８が定着ベルト３
６と摩擦係合して、加圧ローラ３０により定着ローラ２
８及び定着ベルト３６が従動（連れ回り）する状態で
は、定着ローラ２８の図中時計方向に回転する周速は、
加圧ローラ３０の周速と同一となり、定着ローラ２８の
回転は第１の従動ギヤ５８の回転よりも僅かに速くなさ
れるように設定している。

【００３７】｛加熱ローラ３４の説明｝上述した第１の
発熱源３２を内蔵する加熱ローラ３４は、この一実施例
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２０μｍ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３４
ｍｍのカラー６６が挿入されており、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。

【００３８】この加熱ローラ３４の内部には、発熱手段
としての第１の発熱源３２が内蔵されているが、この一
実施例においては、この第１の発熱源３２は、最大出力
が１ｋＷのハロゲンランプ３２から構成されている。一
方、上述した加圧ローラ３０には、補助発熱手段として
第２の発熱源３３が内蔵されている。この第２の発熱源
３３は、最大出力が２５０Ｗのハロゲンランプから構成
されている。ここで、この定着装置１０の発熱源に許容
された最大出力は、この実施例においては１ｋＷに設定
されている。即ち、この実施例においては、第１の発熱
源３２は、この定着装置１０に許容される最大出力その
ものを出力することが出来るように設定されている。

【００３９】｛定着ベルト３６の説明｝上述の定着ベル
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／℃乃至０．０２５ｃａｌ／℃の範囲内の
ものが好ましいものである。このため、この一実施例に
おいては、図４に示すように、定着ベルト３６は、内径
が６０ｍｍ、厚さが１００μｍのポリイミド樹脂製の無
端状のベルト基体３６ａと、このベルト基体３６ａの外
周面（表層）に厚さ２００μｍ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３６ｂとを備えて構成さ
れている。

【００４０】尚、この実施例では、ベルト基体３６ａの
外周面には、耐熱弾性離型層３６ｂがコーティングされ
るように説明したが、このような耐熱弾性離型層３６ｂ
のコーティングに限定されることなく、離型層としては
耐熱層を有していればよく、弾性を有することは必須で
はない。即ち、このベルト基体３６ａの外周面には、最
低限、耐熱離型層３６ｂがコーティングされるように設
定されている。

【００４１】｛オイル塗布ローラ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ラ３８を備え
ている。このオイル塗布ローラ３８は、詳細は図示して
いないが、ケーシング６８に軸線固定状態で回転自在に
軸支された支軸と、この支軸の外周にシリコーンオイル
を含浸させた耐熱紙層とを備えて構成されており、支軸
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、耐熱紙層は、その外周に１００μｍの
多孔質フッ素樹脂フィルムが装着された状態で、直径２
５ｍｍ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、オイル塗布ローラ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。

【００４２】オイル塗布ローラ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
塗布ローラ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、オイル塗布ローラ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。

【００４３】｛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、この一実施例では、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
オイル塗布ローラ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、加熱ローラ３４を定
着ローラ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。

【００４４】ここで、第１のコイルバネ４０は、オイル
塗布ローラ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から離間され、これにより、オイル塗布
ローラ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
ラ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。

【００４５】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ラ３
４が定着ローラ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。

【００４６】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を介して加熱ローラ３４は、定着
ローラ２８から離間する方向に偏倚させられ、これによ
り、加熱ローラ３４と定着ローラ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。

【００４７】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、加圧ローラ
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、定着ローラ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。

【００４８】｛駆動機構５２の説明｝上述した加圧ロー
ラ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、電子プリンタにこの定着装置１０が装着さ
れた状態で、電子プリンタ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を介して定着ローラ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、加圧ローラ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。

【００４９】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８０を更に備え、
このアイドルギヤ８０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、加圧ローラ
３０の周速と同速以上の速さで下排紙ローラ５０を回転
駆動するように構成されている。

【００５０】｛その他の構成｝この一実施例の定着装置
１０は、上述した構成の他、再び図１に示すように、加
圧ローラ３０の外周面に付着した定着済みシートが出た
場合に、これを引き剥がすための剥離爪７６と、上述し
た下排紙ローラ５０と上排紙ローラ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。

【００５１】｛制御システムの構成｝一方、この定着装
置１０は、上述した駆動機構５２を駆動制御する他、加
熱ローラ３４に内蔵された第１の発熱源３２及び加圧ロ
ーラ３０に内蔵された第２の発熱源３３の発熱制御のた
めに、図５に示すように、制御装置８６を備えている。
この制御装置８６には、第１の発熱源３２の発熱制御の
ため、この実施例においては、定着ローラ２８上の定着
ベルト３６の温度（以下、単に、定着ローラ温度と呼
ぶ。）を検出する第１の温度センサ８０と、加熱ローラ
３４上の定着ベルト３６の温度（以下、単に、加熱ロー
ラ温度と呼ぶ。）を検出する第２の温度センサ８２とが
接続され、また、第２の発熱源３３の発熱制御のため、
加圧ローラ３０の表面（外周面）の温度（以下、単に、
加圧ローラ温度と呼ぶ。）を検出する第３の温度センサ
８４が接続されている。

【００５２】そして、制御装置８６は、これら第１及び
第２の温度センサ８０、８２からの検出結果に基づき、
第１の発熱源３２を発熱制御するように、また、第３の
温度センサ８４からの検出結果に基づき、第２の発熱源
３３を発熱制御するように構成されている。

【００５３】ここで、この実施例においては、これら第
１乃至第３の温度センサ８０、８２、８４は、各々、非
接触式の温度センサから構成されており、具体的には、
石塚電子株式会社製のＮＣセンサ（商品名）が用いられ
ている。このように第１乃至第３の温度センサ８０，８
２，８４を何れも非接触式温度センサから構成している
ので、定着ベルト３６がこれら温度センサから傷つけら
れることが確実に防止されることになる。

【００５４】また、この第１の非接触式温度センサ８０
は、図１に示すように、定着ローラ２８上の定着ベルト
３６に離間対向する状態で配設され、定着ローラ温度を
非接触状態で検出するように構成されている。また、第
２の非接触式温度センサ８２は、加熱ローラ３４上の定
着ベルト３６に離間対向する状態で配設され、加熱ロー
ラ温度を非接触状態で検出するように構成されている。
また、第３の非接触式温度センサ８４は、加圧ローラ３
０の外周面に離間対向する状態で配設され、加圧ローラ
温度を非接触状態で検出するように構成されている。

【００５５】上述した制御装置８６は、発熱制御の観点
においては、第１及び第２のヒータドライバ８８、９０
が接続されており、これら第１及び第２のヒータドライ
バ８８、９０を介して、第１の発熱源３２としての第１
のハロゲンランプ及び第２の発熱源３３としての第２の
ハロゲンランプの発熱量を制御している。また、この制
御装置８６は、定着ベルト３６の走行制御の観点におい
ては、通紙指令を受ける入力端子と電源スイッチ９０と
が接続されており、定着ベルト３６をエンドレス走行さ
せるための駆動機構５２を駆動制御するように構成され
ている。

【００５６】｛制御装置８６による発熱制御方法の説
明｝次に、この制御装置８６における第１の発熱源３２
の優先制御方法（制御手順）を説明する。

【００５７】先ず基本的には、定着ローラ温度の設定値
をＴ１とし、加熱ローラ温度の設定値をＴ２とすると、
定着ローラ温度及び加熱温度が、夫々、設定値Ｔ１及び
Ｔ２となるように、第１の発熱源３２の発熱量が制御さ
れる。

【００５８】通常の待機状態においては、定着ローラ温
度は、第１の設定値Ｔ１以下にあり、加熱ローラ温度を
検出する第２の非接触式温度センサ８２の検出結果に基
づき制御装置８６は、この加熱ローラ温度が第２の設定
値Ｔ２となるように、第１の発熱源３２の発熱量を制御
する。

【００５９】この後、定着ベルト３６がエンドレス走行
すると、定着ローラ２８及び加圧ローラ３０は、定着ベ
ルト３６の熱伝達により温められ、定着ローラ温度及び
加圧ローラ温度が夫々上昇する。そして、定着ローラ温
度が設定値Ｔ１に到達すると、制御態様が切り替わり、
第１の非接触式温度センサ８０の検出結果に基づき定着
ローラ温度が第１の設定値Ｔ１となるように、第１の発
熱源８０の発熱量が制御される。

【００６０】尚、定着ベルト３６のエンドレス走行が停
止した直後においても、定着ローラ温度が第１の設定値
Ｔ１以上の場合には、同様に、第１の非接触式温度セン
サ８０の検出結果に基づき定着ローラ温度が第１の設定
値Ｔ１となるように、第１の発熱源８０の発熱量が制御
される。

【００６１】ここで、定着ベルト３６が停止した後は、
徐々に定着ローラ温度が低下して第１の設定値Ｔ１未満
となる。すると、制御装置８６において制御態様が再び
切り替わって、第２の非接触式温度センサ８２の検出結
果に基づき、加熱ローラ温度が第２の設定値Ｔ２となる
ように第１の発熱源８０の発熱量が制御される。

【００６２】このようにして、待機状態から定着ローラ
温度が第１の設定値Ｔ１となるまでは、加熱ローラ温度
を第２の設定値ｔ２を目標値として優先的に管理してこ
れを制御し、定着ローラ温度が第１の設定値Ｔ１に達す
ると、今度は、定着ローラ温度を第１の設定値Ｔ１を目
標値として優先的に管理してこれを制御するという、第
１の発熱源８０の優先制御が実行されることになる。

【００６３】次に、この実施例の優先制御方法を実行し
た場合の温度特性を、図６に示す。この図６において、
横軸は定着ベルトの回転時間を、縦軸は各ローラ温度を
夫々示している。尚、図６の情報における実践で示した
波線Ｗが加熱ローラ温度を示し、その下方の特性曲線Ｃ
が定着ローラ温度の変化を示している。

【００６４】以下に、この図６に即して温度特性を説明
する。待機時間から、定着ローラ温度が上昇して第１の
設定値Ｔ１に達するまでは、従来と同様に、加熱ローラ
温度が第２の設定値となるように制御されている。そし
て、定着ローラ温度が第１の設定値Ｔ１に達すると、制
御態様が切り替わり、定着ローラ温度が第１の設定値Ｔ
１となるように、第１の発熱源８０の発熱量が制御され
るため、定着ローラ温度が第１の設定値Ｔ１（定着上限
温度）より上昇することはなく、オフセット及び薄紙の
ジャムが発生する虞はない。

【００６５】ここで、定着ローラ温度が第１の設定値Ｔ
１となるように第１の発熱源８０の発熱量を制御してか
らは、加熱ローラ温度が叙情に低下することになるが、
加圧ローラ温度曲線（Ｃ’）が上昇して、加熱ローラ温
度の低下分を補うため、装置の定着性に全く問題はな
い。

【００６６】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
々変形可能である事は言うまでもない。

【００６７】例えば、上述した実施例においては、定着
ベルト３６は、ポリイミド樹脂製のベルト本体３６ａを
備え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、従来技術の欄で説明したよう
に、ニッケル電鋳製のベルトを用いることが出来ること
は言うまでもない。

【００６８】また、上述した実施例においては、加圧ロ
ーラ３０に第２の発熱源３３を内蔵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、
加圧ローラ３０が第２の発熱源３３を内蔵しない構成で
あってもよいことは言うまでもない。尚、第２の発熱源
３３が加圧ローラ３０に内蔵されない構成においては、
第３の非接触式温度センサ８４は不要となることは言う
までもない。

【００６９】また、上述した実施例においては、第１及
び第２の温度センサ８０，８２が共に非接触式の温度セ
ンサから構成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、何れか一方の温度セ
ンサが非接触式であれば、所望の効果を奏することが出
来るものである。以下に、非接触式温度センサの配設態
様に関する種々の変形例を説明する。尚、以下の説明に
おいて、上述した実施例と同一部分には同一符号を付し
てその説明を省略する。

【００７０】先ず、図７に第１の変形例として示すよう
に、定着ローラ温度を検出するための第１の温度センサ
８０を非接触式温度センサから構成し、加熱ローラ温度
を検出するための第２の温度センサ８２を接触式のサー
ミスタから構成するようにしても良い。

【００７１】また、図８に第２の変形例として示すよう
に、加圧ローラ温度を検出するための第２の温度センサ
８２を非接触式温度センサから構成し、定着ローラ温度
を検出するための第１の温度センサ８０を接触式のサー
ミスタから構成するようにしても良い。

【００７２】また、上述した実施例においては、定着ロ
ーラ温度として、定着ローラ２８上の定着ベルト３６の
温度から規定されるように説明し、また、加熱ローラ温
度として、加熱ローラ３４上の定着ベルト３６の温度か
ら規定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、定着ローラ温度を定着ロー
ラ２８の表面温度から直接的に規定し、また、加圧ロー
ラ温度を加圧ローラ３４の表面温度から直接的に規定す
るように構成しても良いものである。この場合、図９に
第３の変形例として示すように、定着ローラ温度を検出
するための第１の非接触式温度センサ８０は、定着ロー
ラ２８の外周面に離間対向する位置に配設され、加熱ロ
ーラ温度を検出するための第２の非接触式温度センサ８
２は、加圧ローラ３４の外周面に離間対向する位置に配
設されることになる。

【００７３】尚、この図９においては、第１及び第２の
温度センサ８０，８２が何れも非接触式温度センサから
構成されるように描かれているが、既に上述したよう
に、何れか一方の温度センサ８０，８２が非接触式温度
センサから構成されていればよいものである。

【００７４】また、更には、定着ローラ温度を定着ロー
ラ２８上から外れた後の定着ベルト３６の温度から規定
し、加熱ローラ温度を加熱ローラ３４から外れた後の定
着ベルト３６の温度から規定するように構成しても良い
ものである。

【００７５】この場合、図１０に第４の変形例として示
すように、定着ローラ温度を検出する第１の非接触式温
度センサ８０は、定着ローラ２８よりも定着ベルト３６
の走行方向に関して下流側に位置し、且つ、加熱ローラ
３４よりもこの走行方向に関して上流側に位置する定着
ベルト３６の部分に離間対向する位置に配設されること
になり、また、加熱ローラ温度を検出する第２の非接触
式温度センサ８２は、加熱ローラ３４よりも定着ベルト
３６の走行方向に関して下流側に位置し、且つ、定着ロ
ーラ２８よりもこの走行方向に関して上流側に位置する
定着ベルト３６の部分に離間対向する位置に配設される
ことになる。

【００７６】尚、この図１０においては、第１及び第２
の温度センサ８０，８２が何れも非接触式温度センサか
ら構成されるように描かれているが、既に上述したよう
に、何れか一方の温度センサ８０，８２が非接触式温度
センサから構成されていればよいものである。

【００７７】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、定着ベルトの表面を傷つけることなく、発熱手段の
優先制御を実行する事の出来る定着装置定着装置が提供
されることになる。

【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】定着ローラと加圧ローラ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】定着ベルトの構成を取り出して示す正面図であ
る。

【図５】制御システムの構成を概略的に示すブロック正
面図である。

【図６】この発明に係わる制御装置における制御方法を
適用した場合の各ローラ温度の特性を示す図である。

【図７】この発明に係わる定着装置の第１の変形例に係
わる構成を示す正面断面図である。

【図８】この発明に係わる定着装置の第２の変形例に係
わる構成を示す正面断面図である。

【図９】この発明に係わる定着装置の第３の変形例に係
わる構成を示す正面断面図である。

【図１０】この発明に係わる定着装置の第４の変形例に
係わる構成を示す正面断面図である。

【図１１】従来のベルト式定着装置の構成を概略的に示
す正面図である。

【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定着ローラ２８Ａ芯金部２８Ｂローラ本体３０加圧ローラ３０Ａ芯金部３０Ｂローラ本体３２第１の発熱源（発熱手段）３３第２の発熱源（補助発熱手段）３４加熱ローラ３６定着ベルト３６ａベルト基体３６ｂ耐熱弾性離型層３８オイル塗布ローラ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下排紙ローラ５２駆動機構５４上排紙ローラ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の非接触式温度センサ８２第２の非接触式温度センサ８４第３の非接触式温度センサ８６制御装置８８第１のヒータドライバ９０第２のヒータドライバ９０電源スイッチ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】定着ローラと、この定着ローラに所定の圧
力で転接する加圧ローラと、前記定着ローラから離間し
て配設され、内部に発熱手段が配設された加熱ローラ
と、この加熱ローラと前記定着ローラとにエンドレスに
掛け渡され、前記発熱手段からの熱伝達を受けて前記定
着ローラ及び加圧ローラの転接部を通過するシート上の
未定着トナーを加熱する定着ベルトと、前記定着ローラ
温度を検出する第１の温度検出手段と、前記加熱ローラ
温度を検出する第２の温度検出手段と、これら第１及び
第２の温度検出手段の検出結果に基づき、前記発熱手段
の発熱状態を制御する制御手段とを備え、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、前記第１及び第２温度検出手段の少なくとも一方は、非
接触式温度センサを備え、前記制御手段は、前記第１の温度検出手段の検出結果が
第１の設定温度未満の場合には、前記加熱ローラ温度が
第２の設定温度となるように、前記発熱手段の発熱量を
制御し、前記第１の温度検出手段の検出結果が前記第１
の設定温度以上の場合には、前記定着ローラ温度が前記
第１の設定温度となるように、前記発熱手段の発熱量を
制御することを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記第１の温度検出手段は、前記定着ロー
ラの外周面に離間対向する状態で配設された非接触式温
度センサを備え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】前記第１の温度検出手段は、前記定着ロー
ラ上の定着ベルトの部分に離間対向する状態で配設され
非接触式温度センサを備えることを特徴とする請求項１
の定着装置。
【請求項４】前記第１の温度検出手段は、前記定着ロー
ラよりも前記定着ベルトの走行方向に関して下流側に位
置し、且つ、前記加熱ローラよりも該走行方向に関して
上流側に位置する定着ベルトの部分に離間対向する状態
で配設された非接触式温度センサを備えることを特徴と
する請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】前記第２の温度検出手段は、前記加熱ロー
ラの外周面に離間対向する状態で配設された非接触式温
度センサを備えることを特徴とする請求項１に記載の定
着装置。
【請求項６】前記第２の温度検出手段は、前記加熱ロー
ラ上の定着ベルトの部分に離間対向する状態で配設され
た非接触式温度センサを備えることを特徴とする請求項
１に記載の定着装置。
【請求項７】前記第２の温度検出手段は、前記加熱ロー
ラよりも前記定着ベルトの走行方向に関して下流側に位
置し、且つ、前記定着ローラよりも該走行方向に関して
上流側に位置する定着ベルトの部分に離間対向する状態
で配設された非接触式温度センサを備えることを特徴と
する請求項１に記載の定着装置。
【請求項８】前記非接触式温度センサは、被検出部から
放射される赤外線を感知し、該被検出部の表面温度を非
接触で検出す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。
【請求項９】前記加圧ローラには、これを加熱するため
の補助発熱手段が内蔵され、該加圧ローラの表面温度を検出する第３の温度検出手段
を更に具備し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。
【請求項１０】前記第３の温度検出手段は、非接触式温
度センサを備えることを特徴とする請求項９に記載の定
着装置。