JPH03209490A - 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、光プリンタ等の画像形成装置に用いら
れる定着装置に関し、特にエンドレスベルトを用いて定
着する定着装置に関する。

（背景技術） 記録材上のトナー像を定着する定着装置としては種々の
形態が考えられ実施されているが、米国特許明細書箱３
，５７８，７９７号、特公昭５１−２９８２５号公報、
特開昭６３−３１３１８２号公報では、エンドレスベル
トを用い、特には、エンドレスベルトを介してトナー像
を加熱溶融する定着装置が考えられている。

このようにエンドレスベルトを用いて定着を行なう場合
、エンドレスベルトを回転駆動するにつれ、エンドレス
ベルトがその回転方向と直交する方向に位置づれ、いわ
ゆる寄りが発生する問題がある。

この位置ずれの要因として、ベルトにテンションをかけ
ている２本のローラーの平行度・ねじれがあげられるが
、これらの精度を高めるには限度があり精度向上だけで
はベルトの位置ずれ防止は非常に困難である。

このためエンドレスベルトにリブを設け、このリブでエ
ンドレスベルトを規制し、寄りの発生を防止することも
考えられるが、前述した特開昭６３−３１３１８２号公
報ように、厚さが１００μｍ以下、特には５０μｍ以下
と薄い耐熱フィルムを用いる場合は、耐熱フィルムに弾
性がなくかつ薄いため耐熱フィルムにシワなどが生じて
しまい、寄りを規制するのは困難である。

そのため、このフィルム状のエンドレスベルト（以下エ
ンドレスフィルム）にテンションをかけているローラー
のどちらか一方のローラー軸を変位することにより、エ
ンドレスフィルムの移動方向を切り替えられるようにし
、同時にエンドレスフィルムの位置を検出するセンサー
を設け、フィルムの移動方向を交互にきりかえて寄り制
御を行うことにより、薄いエンドレスフィルムの寄り規
正は可能である。

また、電源投入直後の寄り制御開始時には初期設定とし
てあらかじめ決められた寄り方向に制御されると、寄り
方向によりスピード差が大きな場合には、制御開始時よ
り初期のフィルム位置を検出して実際の寄り制御を開始
するまでの時間にエンドレスフィルムがどちらかの端部
に寄ってしまうことが生じ、その場合には、エンドレス
フィルムが破損するばかりでな（、定着器にも損傷を与
えてしまうという欠点があるため、電源オフ時に、フィ
ルムの寄り方向を記憶しておく不揮発性の記憶手段を設
けることが好ましい。

（発明が解決する問題点） しかしながら、このような定着装置が用いられる画像形
成装置では感光体の残留電位の除去や初期の紙無し時等
にメインモータを短時間のみ回転させることが発生する
。

このためメインモータの駆動力でエンドレスフィルムの
駆動を行なう場合、この短時間のメインモータの駆動時
間がエンドレスフィルムの位置を検出して、実際の寄り
制御を開始するまでの時間より短い場合、前述したよう
にエンドレスフィルムの寄り方向を交互にきり換える機
構では、短時間のメインモータのオン動作が繰り返し行
なわれると、フィルムの寄りの検知ができないために、
エンドレスフィルムが一方の端部に寄ってしまい、エン
ドレスフィルムの破損や定着器の破損を生じるという問
題がある。

（問題点を解決する手段） 上記問題点を解決する本発明は、エンドレスベルトを用
いてトナー像の定着を行なう定着装置であって、エンド
レスベルトの回転方向と直交する方向のエンドレスベル
トの位置を検知する検知手段と、この検知手段による検
知結果に基づき回転方向と直交する方向におけるエンド
レスベルトの移動を制御する制御手段と、を有する定着
装置において、上記エンドレスベルトの回転方向と直交
する方向の移動方向を記憶手段と、エンドレスベルトの
回転開始後所定時間もしくは上記検知手段がエンドレス
ベルトの位置を検知する迄回転停止を禁止する禁止手段
を、有することを特徴とするものである。

（発明の実施例） 第１図は本発明の第１の実施例を示した図であり、第２
図で示す定着器１の上視図である。また第３図はこの定
着器の断面図を示したものである。

第２図は本発明による定着装置を用いた画像形成装置で
ある複写装置を示し、原稿第１０１上に載置された原稿
は照明ランプ１０２によって照明され、この反射光が短
焦点レンズアレイ１０３により感光ドラム１０４上に結
像される。

尚、１０５は感光体を均一に帯電する帯電器、１０６は
現像器、１０６はクリーナーである。

給紙カセットＳに収容された記録材である転写紙Ｐは給
紙ローラ１０８により給送され、レジストローラ１０９
により感光ドラム上に像にタイミングを合わせて転写部
に搬送される。

感光体上の未定着トナー像は転写帯電器１１０により転
写紙上に転写される。

加熱により軟化溶融する樹脂等よりなるトナー画像が形
成された転写紙は搬送ベルト２上を搬送され定着器１に
入り加熱定着される。

次に、定着器１についての構成を第３図を用いて説明す
ると、１１が総厚１００μ未満より好ましくは４０μ未
満である耐熱性のフィルム（本実施例では厚み２０μ程
のポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ、ＰＦＡｌ
に画像当接面にＰＴＦＥ等の離型層を１０μ程コートし
たエンドレスフィルム）であり、このエンドレスフィル
ム１１の駆動はモーター２７（不図示）により駆動ロー
ラー１３に駆動を伝達させ、この駆動ローラー１３と従
動ローラー１２によるテンションとその駆動により定着
フィルム１は矢印ａ方向へと移動していくように構成さ
れている。又１４は定着器１１に固定支持された低熱容
量線状加熱体（以下ヒーター）であり、１５はシリコン
ゴム等の離型性の良いゴム弾性層を有する加圧ローラー
で総圧４〜５Ｋｇでフィルムを介してヒーターを加圧し
フィルムと圧接回転する。以上説明した本定着器により
、トナー画像が形成された転写紙は入口ガイド１０によ
り定着部に導かれ、加圧ローラー１５とフィルム１１の
間に入り、フィルムを介してトナーは加熱体からの熱で
加熱定着される。

次に第１図を用いて本実施例の定着装置のエンドレスフ
ィルムの寄り制御機構について説明する。

前述の従動ローラー１２は２０．２１の軸受を有し、軸
受２０側は２２の圧縮バネで側板に突き当てられている
。ここで駆動ローラー１３、従動ローラ１２、ヒーター
１４及び加圧ローラー１５の平行度（Ｘ軸方向、Ｙ軸方
向、Ｚ軸方向）の精度を±０にしないかぎり、駆動ロー
ラー１３を駆動させフィルム１１を矢印ａ方向に移動さ
せてい（と、このフィルム１１は前記３つのローラー及
びヒーターの位置関係（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の方向のバラツキ
）により、図１で示すフィルム１１の初期の位置よりも
右あるいは左に寄りが発生してしまい、側板１８，１９
にフィルムの端がこすれ破損してしまうことになる。そ
こで本実施例においては、軸受２０にソレノイド２３を
接続し従動ローラー１２の位置を可変できるようにしで
ある。ここではソレノイド２３がＯＦＦの場合はフィル
ム１１は第１図に示す奥側に寄るように設定され、又、
ソレノイド２３がＯＮの場合は、フィルムは同様に手前
側に寄るように設定されている。１６はフォトセンサで
ありフィルムの位置検知を行なうものである。

また第１図に示す様にフィルム１１の端部３部分はフォ
トセンサーの光を遮光するようにマスキング処理されて
いる。本実施例においては、フォトセンサーにフォトイ
ンタラプタを用いているが、ここに反射型フォトセンサ
ーを用いた場合は、フィルム１１の端部３部分は光を反
射するような反射処理が必要である。また、本実施例で
はマスキング等の処理を片側端部のみに行っているが、
フィルム全体にあってもかまわないのは言うまでもない
。４に示すのはフィルム端部のクリーニング部材であり
、フィルム端部の汚れ等により、読み取りを行なわない
ようにフィルム端部を常にクリーニングしているもので
ある。本実施例ではフェルトを用いているが、クリーニ
ング効果があるものであればその種類は選ばないもので
ある。

第４図はフィルム１１の外形形状を示している。本フィ
ルムは前述したようにエンドレスベルトであり、その直
径はΦＭである。また図のようにフィルム１１の片側端
部は斜めに切られていて、その最長部の長さをＬｍａｘ
とし、最短部の長さをＬｍｉｎとすれば、フィルム１１
の斜めに切られている部０分（斜めカット部）の寸法は
Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎで求められ、ここではそれをΔＬ（
フィルム斜めカット量）としている。そしてこの斜めカ
ット部は第１図に示すように本定着器の手−前側に配置
しフォトセンサー１６でフィルム１１の位置を検出する
ように構成されている。

第５図はフォトセンサー１６とフィルム１１の位置関係
の詳細図である。本実施例ではフォトセンサー１６には
透過形のフォトインタラプタを用いており、その検出位
置がｂにより示されている。これはフィルム１１がｂの
位置よりも奥側の場合はフォトセンサー１６はＯＮし、
またｂの位置よりも手前側の場合はＯＦＦすることにな
る。

またフィルム１１の斜めカット部はこの検出位置すの位
置になるように構成されている。すなわちフィルム１１
が第３図に示した矢印ａ方向に移動（回転）することに
よってフォトセンサー１６は０Ｎ１０ＦＦを繰り返すこ
とになり、フィルム位置によりその０Ｎ１０ＦＦの周期
の比率（ｄｕｔｙ比）が可変する事になる。第５図に示
すフィルム位置はフォトセンサー１６の検出位置すにフ
ィルム１１の斜めカット部の中央がくる基準位置を表わ
している。このフィルムの基準位置を中心としてフィル
ム位置とフォトセンサー１６のＯＦＦ時間の関係を示し
たのが第６図のグラフである。

第６図に示すように、フィルム１１が基準位置にある時
はフォトセンサー１６のＯＦＦ時間は０秒であり、フィ
ルム１１が１／２ΔＬ以上基準位置より手前側に位置し
ている時はフォトセンサー１６のＯＦＦ時間は０秒とな
る。また逆にフィルム１１が１／２ΔＬ以上基準位置よ
り奥側に位置している時はフォトセンサー１６は０ＦＦ
Ｌ、続けることになる。ここでフィルム１１の位置が前
記フォトセンサー１６を０ＦＦＬ続ける位置の直前の場
合のＯＦＦ時間はｄ秒であり、これはフィルム１１が一
周する時間とほぼ同等と考えることができ、また基準位
置でのＯＦＦ時間Ｃ秒はフィルム斜めカット部の中央で
あることより、前記ＯＦＦ時間ｄ秒ｄ秒ぼ半分の時間と
なっている。

次に第７図に示すのは、電気制御の概略図を示すもので
ある。ここで２６はマイクロコンピュータであり、その
入力端子ＩＮＩに前記フォトセンサー１６が接続されて
いる。また０ＵＴＩ端子にはソレノイド２３が接続され
ている。０ＵＴ２端子には本定着器の駆動をも行なうモ
ーター２７の回転制御信号が出力されている。ＶＤＤ端
子には＋５Ｖの電源が接続され、ＧＮＤ端子はグランド
に接続されている。また不図示ではあるが、本定着器を
用いた複写装置のその他の入力信号及び出力信号の端子
を備えており、マイクロコンピュータ−２６内には、こ
の複写装置の複写動作のシーケンスプログラム等がプロ
グラムされたＲＯＭ及びＲＡＭ等とともに、本マイクロ
コンピュータ−２６への電源供給が断たれてもその記憶
内容が消えない不揮発性ＲＡＭが内蔵されている。

第８〜１１図に本定着器のフィルム寄り制御プログラム
のフローチャートを示す。このプログラムも前述のマイ
クロコンピュータ−２６内の内蔵ＲＯＭにプログラムさ
れているものであり、一定時間間隔ごと、または必要に
応じてメインのシーケンスプログラム等より呼び出され
て実行されるようになっている。まずスタート後ステッ
プｌにおいて、モーター２７がＯＮＬ、ているか否かの
判断を行なっている。ここでモーター２７がＯＮＬ。

ている場合は、ステップ２へ移行し、モーター２７がＯ
ＦＦの場合はステップ１へ戻りモーター２７がＯＮする
まで待つことになる。次にステップ２では、これまでフ
ィルムが手前側に寄るように制御されていたか否かの判
断を行なっている。

これは前述マイクロコンピュータ−２６内の不揮発性Ｒ
ＡＭ上の所定の番地の内容を手前側フラグと設定し、そ
のメモリーの状態が１の時、すなわちこれまで手前側に
制御されていた時はステップ３へ移行しソレノイド２３
をＯＮＬ、寄り制御を手前側に設定しステップ４へ移行
する。また、ステップ２において手前側フラグがＯの場
合はこれまでフィルムが奥側に寄るように制御されてい
たのでこのままステップ４へ移行することになる。

ステップ４ではセンサー１６がＯＦＦか否かの判断を行
なっており、センサー１６がＯＮの場合はステップ８へ
移行しＯＦＦの場合はステップ５へ移行する。ステップ
５ではエラータイマーの値を０にリセットするとともに
計測を開始しステップ６へ移行する。ステップ６ではセ
ンサー１６がＯＮか否かの判断をおこなっておりＯＮで
ない場合はステップ７へ移行する。ステップ７では工ラ
ーチェックルーチンを実行しステップ６へ戻ることにな
る。ここでエラーチエツクルーチンの内容を第１０図を
もとに説明すると、まずステップＳ１においてモーター
２７がＯＮが否かの判断をおこなっており、ＯＮの場合
はステップｓ２へ移行し、ＯＮでない場合はステップ１
３へ移行する。ステップＳ２ではエラータイマー値がｄ
秒より大きいか否かの判断をおこなっており、小さい場
合はこのルーチンの出口へ移行する。またステップＳ２
においてエラータイマー値がｄ秒より大きい場合はステ
ップＳ３へ移行することになる。ステップＳ３ではエラ
ーフラグをセットしてこのルーチンの出口へ移行する。

つぎにステップ６においてセンサー１６がＯＮの場合は
ステップ８へ移行しエラータイマーの値を０にリセット
するとともに計測を開始しステップ９へ移行する。

ステップ９ではセンサー１６がＯＦＦか否がの判断をお
こなっており、ＯＦＦでない場合はステップ１０へ移行
しエラーチエツクルーチンを実行しステップ９へ戻り、
センサー１６がＯＦＦになった場合はステップ１１へ移
行しタイマー１の値を０にリセットするとともに計測を
開始しステップ１２へ移行する。ステップ１２ではモー
ター２７がＯＮか否かの判断をおこなっており、ＯＮの
場合はステップ１４へ移行する。ステップ１４ではセン
サー１６がＯＮか否かの判断をおこなっており、ＯＮで
ない場合はステップ１５へ移行してエラーチエツクルー
チンを実行しステップ１４へ戻り、ＯＮの場合はステッ
プ１６へ移行する。ステップ１６ではタイマー１の計測
値が、１／４ｄ秒より小さいか否かの比較をおこなって
おり、ここで小さい場合はフィルム１１が手前側に位置
したと判断できるため、ステップ１７へ移行しソレノイ
ド２３を０ＦＦＬフイルム１１の寄り方向を奥側に切り
替えるとともに、手前フラグをＯにリセットしてステッ
プ２０へ移行する。またステップ１６においてタイマー
１の計測値が１／４ｄ秒より小さくない場合はステップ
１８へ移行する。

ステップ１８ではタイマー１の計測値が、３／４ｄ秒よ
りも大きいか否かの比較をおこなってぃて、大きくない
場合はステップ２０へ移行し、大きい場合はフィルム１
１が奥側に位置したと判断できるため、ステップ１９へ
移行しソレノイド２３をＯＮＬフィルム１１の寄り方向
を手前側に切り替えるとともに手前フラグを１にセット
してステップ２０へ移行する。ステップ２０ではフィル
ムフラグをセットし、エラータイマーの値をＯにリセッ
トするとともに計測を開始し、ステップ２１へ移行する
。ステップ２１ではセンサー１６がＯＦＦか否かの判断
をおこなっており、ＯＦＦでない場合はステップ２２へ
移行しエラーチエツクルーチンを実行して、ステップ２
１へ戻る。またステップ２１においてセンサー１６がＯ
ＦＦの場合はステップ２３へ移行しここでタイマー１の
値を０にリセットするとともに計測を開始し、ステップ
１２へ戻ることになる。前述ステップ１２においてモー
ター２７がＯＦＦの場合はステップ１３へ移行し、まず
タイマー１の計測を止めるとともに計測値をＯにリセッ
トして、次にソレノイド２３をＯＦＦし、ステップ１へ
戻ることになる。

次に、第１１図にメインプログラムの一部であるフィル
ム異常処理プログラムのフローチャートを示す。ここで
はステップ２４においてエラーフラグがセットされてい
るか否かの判断をおこなっており、セットされていない
場合は出口へ移行し、次のメインシーケンスプログラム
を実行することになる。また、ステップ２４においてエ
ラーフラグがセットされている場合は、ステップ２５へ
移行し全装置（本実施例では複写装置）の全ての出力を
ＯＦＦ状態とし、次にステップ２６へ移行しフィルム異
常表示を行ないステップ２６を永久ループとして、メイ
ンプログラムの実行を行なえないようにしている。

次に第１２図にシーケンスプログラム等より、モーター
を停止する時に呼び出されるサブルーチンを示す。

このサブルーチンにおいて、モーターを停止する時ステ
ップ３０においてフィルムフラグがセットされているか
否かをチエツクする。セットされていない時は、セット
されるまで待ち、セットされるとモーターを０ＦＦＬ、
て、このサブルーチンを終る。このフィルムフラグは、
モーターをＯＮした後フィルム１１の位置を最初に検出
した時にセットされる。このため、このサブルーチンに
より前回転処理や紙無し時においても、フィルム１１の
位置を最初に検知するまでモーターの停止を禁止するこ
とにより常にフィルムの位置が正しい値にクリアされた
状態となる。

以上説明したように、モーター回転時より本定着器のエ
ンドレスフィルム１１は、まずそれ以前までに制御され
ていた寄り方向を記憶している不揮発性ＲＡＭの内容に
したがってソレノイド２３を制御する。次にモーター回
転時にセンサー１６がＯＮのときはＯＦＦになるまで待
ち、またセンサー１６がＯＦＦの場合はＯＮになるまで
待った後にＯＦＦになるまで待つようにして、フィルム
位置センサー１６の出力がＯＮからＯＦＦに切り替わる
タイミングを検知して初期設定を終了する。そして次に
センサー１６がＯＦＦからＯＮに切り替わるまでのセン
サー１６のＯＦＦ時間を計測して初めてフィルム１１の
位置を検出する。すなわちこの最初のセンサー１６のＯ
ＦＦ時間計測時点まではフィルム１１の制御は不能状態
となるため、それ以前までに制御を行なっていた寄り方
向に設定し、その間モーターの停止を禁止する。

そして、最初のセンサー１６のＯＦＦ時間計測時点に達
し、前記計測時間が、１／４ｄより小さい又は３／４ｄ
より大きい時はソレノイドの制御を行なった後に前記モ
ーターの停止の禁止を解除する。これにより前回転処理
や紙無し等のエンドレスフィルムの位置検知に要する時
間より短い時間の間だけモーターを回転させる処理をく
り返し行なっても、前述の制御不能状態の間にフィルム
が異常にどちらかの端部に寄ってしまうことを防止でき
る。そして以後センサー１６がＯＮからＯＦＦに切り替
わるタイミングよりＯＦＦからＯＮに切り替わるまでの
センサー１６のＯＦＦ時間を計測してフィルム位置を所
定の制御範囲内になるように制御をおこなっている。

また本実施例においてセンサー１６には透過形フォトセ
ンサーを用いたが、例えばマイクロＳＷ１または反射形
フォトセンサー等のセンサーを用いることも可能である
。

また、電源をオフしてもエンドレスフィルムの寄り方向
を記憶しておく記憶手段として、前述実施例では不揮発
性ＲＡＭを用いたが、バックアップ用の電源を用いたり
、ソレノイド２３に単安定ラッチングソレノイドを用い
ても良い。

但し、装置の大型化防止等の観点から不揮発性ＲＡＭを
用いることが好ましい。

次に本発明の別の実施例を説明する。

前述実施例ではフィルムフラグがセットされる迄、エン
ドレスフィルムの回転停止を禁止したが、本実施例では
エンドレスフィルムの回転開始後、所定時間モーターの
停止を禁止する。

１８８図〜第１１図に示すフィルム寄り制御において、
モーター回転時にセンサー１６がＯＮのときはＯＦＦに
なるまで待ち、又、センサー１６がＯＦＦの場合はＯＮ
になるまで待った後にＯＦＦになるまで待ってからセン
サー１６がＯＦＦからＯＮに切り替わるまでのセンサー
１６のＯＦＦ時間を計測してフィルム１１の位置を検知
する。このことは、フィルムが２周回転している間にフ
イルムエ１の位置が検知できる。つまり、モーター回転
開始よりフィルム２周分（２ｄ）の間モーターの停止を
禁止することによってもフィルムの位置が検知された状
態にすることができる。そのサブルーチンを第１３図に
示す。

第１３図はモーター停止時に呼ばれるサブルーチンであ
り、タイマーＴは、モーター回転開始時にリセットされ
るタイマーである。このタイマーＴが、予め決められた
２ｄより長い時間Ｔ０より小さければＴｏより長くなる
のを待ってモーターを停止する。他の処理においては前
述した実施例に同じである。

〔発明の効果〕

以上本発明によれば、駆動モーターを短時間のみオンさ
せることを繰り返し行なってもエンドレスベルトが一方
に寄りきってしまうことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の定着装置を示す上視図、 第２図は本発明の実施例の定着装置を用いた画像形成装
置を示す本体側面図、 第３図は本発明の実施例を示す定着器の側面図、 第４図はエンドレスフィルムの外形図、第５図はフィル
ムセンサーとフィルム位置の関係図、 第６図はフィルム位置とフィルムセンサー出力の関係を
示すグラフ、 第７図は第１の実施例の電気制御の概略図、第８図〜第
１１図は夫々第１の実施例の寄り制御プログラムのフロ
ーチャート、 第１２図は本発明の第１の実施例の制御を示すフローチ
ャート、 第１３図は本発明の別の実施例の制御を示すフローチャ
ートである。 １１・・・エンドレスフィルム定着シート１２・・・従
動ローラー １３・・・駆動ローラー １４・・・定着ヒーター １５・・・加圧ローラー １６・・・フォトセンサー ２３・・・ソレノイド ２６．２８．３２・・・マイクロコンピュータ−２７・
・・モーター 毛 ｅ 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンドレスベルトを用いてトナー像の定着を行な
   う定着装置であって、エンドレスベルトの回転方向と直
   交する方向のエンドレスベルトの位置を検知する検知手
   段と、この検知手段による検知結果に基づき回転方向と
   直交する方向におけるエンドレスベルトの移動を制御す
   る制御手段と、を有する定着装置において、 上記エンドレスベルトの回転方向と直交する方向の移動
   方向を記憶手段と、エンドレスベルトの回転開始後所定
   時間もしくは上記検知手段がエンドレスベルトの位置を
   検知する迄、回転停止を禁止する禁止手段を、有するこ
   とを特徴とする定着装置。
2. （２）上記記憶手段は不揮発性記憶手段であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の定着装置。
3. （３）上記検知手段は単一のセンサを有し、このセンサ
   からの出力により回転方向と直交する方向の移動方向が
   判別されることを特徴とする特許請求の範囲第１項もし
   くは第２項に記載の定着装置。