JPH01982A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に使用さ
れる定着装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、前記定着装置として、ヒータを仔する熱ローラと
、該熱ローラに圧接する加圧ローラとを有し、前記熱ロ
ーラと加圧ローラとで未定着状態のトナー像を有するシ
ートを挾持搬送しつつ、前記シートに前記トナー像を溶
融定着するらのか提供されており、このものでは、一般
に温度検出素子を付設し、熱ローラの温度状態を検出し
て前記ヒータを制御するとともに、コピーの定着不良を
防止するために、ヒータがオンされてから熱ローラが所
定の定着予備回転開始温度に達したことを検出すると、
熱ローラを回転してその熱を加圧ローラに伝え、シート
裏面からも十分な熱がトナーに加わるようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記定着装置では、温度検出素子を常時
熱ローラに圧接しているため、温度検出素子の圧接部に
おいて熱ローラの損傷が著しく、熱ローラの耐用寿命が
短くなるという問題点を有していた。

ところが、温度検出素子の主［１的は、熱ローラ及び加
圧ローラの温度を定着可能な状態に保つべくヒータを制
御することにあり、熱ローラが低温状態にあっては熱ロ
ーラの温度を検出する必要はない。

そこで、本発明は、温度検出素子を用いた温度制御が必
要な時だけ温度検出素子を熱ローラに圧接し、それ以外
の時は非接触状態に保持する定着装置を提０（すること
を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記問題点を解決するためになされたらので
、ヒータを有する熱ローラと、該熱ローラに圧接する加
圧ローラとで、シートを挾持搬送しつつ、前記シートに
付着しているトナー像を前記シート溶融定着するととも
に、前記熱ローラの温度が所定の定着予備回転開始温度
に達すると、前記熱ローラを予備回転して１１り記加圧
ローラを加熱′４′る定着装置において、温度検出素子
と、該ｌ八に度検出素子を保持し、前記熱ローラが足首
予備回転開始温度以下のとき、市ｊ記温度検出素子を面
記熱ローラと非接触状態に保ら、自記定着ローラが前記
予備回転開始温度以上のとき、市Ｉ記温度検出素子を前
記熱ローラと接触状聾に保持するように変態する形状記
憶合金で形成したホルダと、前記温度検出素子が前記熱
ローラに接触したことを検出して、前記熱ローラの予備
回転をスター）・する制御手段と、を設けた乙のである
。

（実施例） 以下、本発明を、その一実施例を示ｔ（、ｆ’；付図面
を参照して説明する。

第１図は、粉体現象型の複写機、プリンタ等における定
着装置を示し、（１）、（２）はケーシングで、これら
ケーシング（１）、（２）で囲まれた空間内には、熱ロ
ーラ（３）と加圧ローラ（５）とが収容されすいる。

面記熱ローラ（３）は中央にヒータ（４）を何し、加圧
ローラ（５）は両端を軸受（６）、（６Ｘ一方は図示せ
ず）に支持され、ホルダ（７）内に収容されているスプ
リング（８）により熱ローラ（３）に圧接されている。

熱ローラ（３）の右側部には分離爪（９）が支軸（１０
）を中心に回転可能に設けてあり、該分離爪（９）は、
フレーム（１１）に一端を取り付けたスプリング（１２
）の他端が係止されて矢印（ｃ）方向に付勢され、分離
爪（９）の先端は熱ローラ（３）の外周部に圧接させで
ある。

熱ローラ（３）の上部には、温度検出素子であるサーミ
スタ測温体（以下、「サーミスタ」というＸｌ６）と、
ケーシング（１）に固定され、サーミスタ（１６）を保
持するホルダ（１７）と、からなる温度検出装置（１５
）が設けである。

前記サーミスタ（１６）は、第２図に示すように、温度
上昇とと乙に抵抗値が低下する負特性のものか使用され
、第６図に示すように、熱ローラ（３）と非接触状態で
は高抵抗状態を維持し、熱ローラ（３）が温度上昇して
いる状態において、該熱ローラ（３）に接すると急激に
抵抗値が減少し、低抵抗（以下、「コントロール範囲」
という）に移行する。

前記ホルダ（１７）は所定のマルテンサイト変態温度（
以下、「記憶温度」というＸ′ｒｔ’）になると元の形
状を取り戻す形状記憶効果を有する形状記憶合金で形成
され、前記記憶温度（Ｔ、’）以下の状態では、第１図
において点線で示すように、サーミスタ（１６）を熱ロ
ーラ（３）から離間した第１の状態（Ｐυを保持し、記
憶温度（Ｔｇ’）以上の状態では、第１図において実線
で示すように、サーミスタ（１６）を熱ローラ（３）の
表面に圧接する第２の状ｆｆｇ　（Ｐ　２　）に変態す
るようにしである。

なお、前記記憶温度（’ｒ、’）は、ヒータ（４）によ
って熱ローラ（３）が加熱され、その熱を加圧ローラ（
５）に伝えるべく回転を開始４゛るのに必要な温度、叩
ら、定着予備回転開始温度（′＋’、）になったとき、
ホルダ（１７）が熱ローラ（３）からの熱影響によって
加熱されろ温度に設定されている。換言すれば、ボルダ
（Ｉ７）が記憶温度（Ｔ、’）になったとき、熱ローラ
（３）が定着予備回転開始温度（ｔ’２）の温度状態に
ある。

次に、定着装置の制御回路について説明する。

第３図において、サーミスタ（１６）はＣＰ　Ｕ（２０
）の端子（Ａ’Ｎ　’ｌ’　）に接続され、（ＣＰ　Ｕ
）の端子（Ｐｌ）ｌ）はソリッドステートリレー（以下
、「リレー」というＸ１８）に接続されており、ＣＰＵ
（２０）はサーミスタ（１６）からの人力信号に基づい
てリレー（１８）をオン、オフ制御し、ヒータ（４）を
電源（１９）に導通、遮断するようにしている。

以下、定着装置の動作について第４図の定着コントロー
ル４ノ゛ブルーチンのフローチャートを参照して説明す
る。なお、図示しないか、この定着コントロールザブル
ーチンは制御装置で設定される微小時間の内部タイマｆ
ｉに繰り返し実行される。

本体の電源が投入され、ステップ（Ｓｌ）でｆｆｌ源ス
イッチのオンエツジか検出されると、ＣＰＵ（２０）か
らの信号に基づいてリレー（１８）がオンされ、電源（
１９）からヒータ（４）へ電力が供給され、熱ローラ（
３）は次第に加熱されて、第５図の如く温度を上昇し、
その熱影響を受けてホルダ（１７）の温度ら上昇する。

次に、ステップ（Ｓ３）では、サーミスタ（Ｉ６）が高
低ＵＣか否かを判定する。ここで、例えば、数時間停止
状態にある複写機の本体１゛ｕ源をオンしたような場合
、電源スイッチのオンエツジが検出された時点ではサー
ミスタ（１６）は高抵抗状態にあるため、次のステップ
（Ｓ４）では予備回転ＯＦＦフラグを“０”にセットす
る。また、電源オン状態の複写機を一度電源をオフして
から直ぐに再び電源スィッチをオンして復帰したような
場合、サーミスタ（１６）は熱ローラ（３）と接触して
コントロール範囲にあるため、ステップ（Ｓ５）に進み
予備回転ＯＦＦフラグを“ビにセットする。

続いて、ステップ（Ｓ６）では、本体電源がオンされて
いるか否かを判定する。なお、電源スィッチが投入され
た最初のルーチンでは、ステップ（Ｓｌ）〜（Ｓ４）又
は（Ｓ５）を介してステップ（Ｓ６）に進むが、−変電
源スイッチのオンエツジが検出された後は、ステップ（
Ｓｌ）から直接ステップ（Ｓ６）にジャンプする。

ステップ（Ｓ７）では、サーミスタ（１６）がコン］・
ロール範囲か否かを判定する。

ここで、電源スィッチを投入した直後は、熱ローラ（３
）の温度は十分上昇していないためホルダ（１７）も記
憶温度（’ｒｚ’）にまで達せず、ホルダ（１７）は点
線で示す第１の状態（１）、）を保持し、サーミスタ（
１６）は熱ローラ（３）と非接触状態を保持しているた
め、その抵抗値は高抵抗を維持しており、ステップ（Ｓ
ＩＯ）を介してリターンする。

熱ローラ（３）、ホルダ（１７）かさらに加熱され、ホ
ルダ（１７）が記憶温度（Ｔ２’）に達すると、ホルダ
（１７）はマルテンサイト変態を生じて第２の状態（Ｐ
、）に変位し、サーミスタ（Ｉ６）を熱ローラ（３）の
表面に接触する。

この結果、サーミスタ（１６）の抵抗値は、第６図に示
すように急激に低下してコントロール範囲に入り、ステ
ップ（Ｓ７）でその状態が検出されると、予備回転０１
”　Ｉ”フラグが“０”か否かを判定する。

そして、予備回転開始フラグか“０′、つまり、電源ス
イッチのオンエツジが検出されてから初めてサーミスタ
（Ｉ６）が熱ローラ（３）に接触した状態ならば、ステ
ップ（Ｓ９）で熱ローラ（３）の予備回転を開始する。

一方、予備回転開始フラグが“ビの場合、つまり、電源
スイッチのオンエツジを検出した時点で、既にサーミス
タ（１６）が熱ローラ（３）に接触して、サーミスタ（
１６）の抵抗値がコントロール範囲にあるならば、定着
予備回転を行うことなくステップ（ＳＩＯ）に進む。

次に、ステップ（ＳＩＯ）では、サーミスタ（Ｉ６）か
らの情報に基づいて、第５図に示すように、熱ローラ（
３）の温度が定着温度（’ｒ１）に達したか否かを判定
し、定着温度（ＴＯ以下ならばリターンして熱ローラ（
３）の定着予備回転を継続し、定、着温度以上ならばス
テップ（Ｓ１１）で定着予備回転を停止してリターンし
、以後サーミスタ（１６）からの情報を元に、定着温度
（Ｔ１）を目標として熱ローラ（３）の温度制御が行わ
れる。

以上のごとく温度制御がなされている状態で定着動作が
可能となり、未定着状態のトナー像を」二面に有するシ
ートは矢印（ｄ）方向から搬送され、熱ローラ（３）と
加圧ローラ（５）との回転に基づいて挾持搬送されつつ
、前記トナー像がシートに溶融定着されろ。

トナー像が定着されノこシートは、分離爪（９）にて熱
ローラ（３）の表面から分離され、ガイド板（１３）に
沿って図示しない排紙部に排出される。

なお、前記トナ一定着時に熱ローラ（３）にオフセット
されたトナーの一部は、サーミスタ（１６）の上流側に
堆積する。しかし、熱ローラ（３）が温度制御されてい
る状態ではトナーは軟化しており、これが熱ローラ（３
）の表面を損傷することはない。

本体の電源が遮断され、ホルダ（１７）が記憶温度（Ｔ
２’）以下になると、ホルダ（１７）は第２の状ｊ３（
Ｐｔ）に変態し、さらに常温状態に低下すると、前記ザ
ーミスタ（１６）に堆積したトナーも冷えて固化する。

そして、再び本体の電源が投入されて熱ローラ（３）の
表面温度が上昇していくと、これにつれてサーミスタ（
１６）に付着したトナーは熱ローラ（３）からの熱影響
により軟化する。

このため、サーミスタ（１６）が第２の状態（Ｐ２）に
変化して熱ローラ（３）の表面に圧接しても、この時点
てはすでにトナーは軟化しており、トナーによって熱ロ
ーラ（３）の表面が損傷することはない。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明にかかる定着装置
では、温度検出素子のホルダを形状記憶合金で形成し、
その記憶温度以下では温度検出素子を熱ローラと非接触
状態に保持し、面記記ｉα温度以上になると温度検出素
子を熱ローラに接触すると共に、温度検出素子が熱ロー
ラに接触すると熱ローラが定着予備回転を開始するよう
にしている。

このため、温度検出素子は熱ローラの温度制御が必要な
ときだけ熱ローラに接触し、熱ローラの損傷を防ぎ、そ
の耐用寿命を長く保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は定着装置の断面図、第２図はサーミスタの抵抗
−温度特性を示す図、第３図は制御回路図、第４図は定
着コントロールルーチンのフローチャート、第５図は熱
ローラの温度−時間特性を示す図、第６図はサーミスタ
の抵抗の変化を示す図である。 １．２・・・ケーシング、３・・・熱ローラ、４・・・
ヒータ、５・・・加圧ローラ、９・・・分離爪、１５・
・・温度検出装置、１６・・・サーミスタ、１７・・・
ホルダ、Ｔ、・・・定着温度、Ｔ、・・・予備回転開始
温度。 特許出願人　ミノルタカメラ株式会社 代理人　弁理士　前出　　葆ほか２名 第３７ 付　　　　　　　　　　　　０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヒータを有する熱ローラと、該熱ローラに圧接す
   る加圧ローラとで、シートを挾持搬送しつつ、前記シー
   トに付着しているトナー像を前記シート溶融定着すると
   ともに、前記熱ローラの温度が所定の定着予備回転開始
   温度に達すると、前記熱ローラを予備回転して前記加圧
   ローラを加熱する定着装置において、温度検出素子と、
   該温度検出素子を保持し、前記熱ローラが定着予備回転
   開始温度以下のとき、前記温度検出素子を前記熱ローラ
   と非接触状態に保ち、前記定着ローラが前記予備回転開
   始温度以上のとき、前記温度検出素子を前記熱ローラと
   接触状態に保持するように変態する形状記憶合金で形成
   したホルダと、前記温度検出素子が前記熱ローラに接触
   したことを検出して、前記熱ローラの予備回転をスター
   トする制御手段と、を設けたことを特徴とする定着装置
   。