JPH10207274A - カラー画像形成装置の定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 両側加熱回転体方式の定着装置であり、温調
性能が良好であり、また異常高温を防止したカラー画像
形成装置の定着装置を提供する。 【解決手段】 内部にヒータ１０Ａを配置され回転自在
に支持された定着回転体１と、内部にヒータ１０Ｂを配
置され回転自在に支持され且つ定着回転体１に対して付
勢手段９により圧接される加圧回転体２とにより構成さ
れ、定着回転体１および加圧回転体２とは、ヒータ１０
Ａ，１０ＢをＯＮ／ＯＦＦ制御する温調手段であるサー
ミスタ３Ａ，３Ｂと、異常高温の場合にヒータ１０Ａ，
１０Ｂへの通電をＯＦＦする安全装置であるサーモスイ
ッチ４Ａ，４Ｂとが配設された定着装置において、加圧
回転体２を回転可能に支持し且つ加圧回転体２と一体的
に移動可能な支持部材６に、加圧回転体２に配設される
サーミスタ３Ｂとサーモスイッチ４Ｂとが固定的に支持
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録紙に担持され
たトナーを記録紙に加熱定着させるため、主にプリンタ
や複写機に使用されるカラー画像形成装置における定着
装置であって、特に加圧回転体に配設されるサーミスタ
およびサーモスイッチの取り付け構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】加熱方式の定着装置として、従来、片側
加熱回転体方式が一般的に使用されている。この片側加
熱回転体方式は、ハロゲンヒータを内蔵した定着ローラ
に加圧ローラ（スポンジローラ）を対向し圧接させて構
成され、両ローラの間に形成された定着ニップ部でトナ
ー未定着紙を挟持し、トナーを記録紙に定着させるもの
である。

【０００３】この片側加熱回転体方式の構成の従来例
が、図５に示されている。

【０００４】定着回転体としての定着ローラ５１は、中
空のＦｅ材の外周にＰＦＡチューブなどの離型層を形成
したもので、内部にハロゲンヒータ５２を配置してい
る。定着ローラ５１は、固定フレーム５３に回転可能に
支持されている。一方、加圧回転体としての加圧ローラ
５４は、中実軸の周囲に厚肉の耐熱スポンジ層を形成し
たもので、付勢手段である付勢バネ５５により軸受５６
を介して定着ローラ５１に圧接されている。

【０００５】入口ガイド５７は、未定着紙Ｐを定着ロー
ラ５１と加圧ローラ５４との間に形成される定着ニップ
部へ案内するように設けられている。排紙ローラ５８
は、排紙下ガイド５９に回転可能に支持されている。排
紙コロ６０は、排紙上ガイド６１に支持され、図示しな
い付勢部材により排紙ローラ５８に対向圧接されてい
る。定着ローラ５１と排紙ローラ５８とは、図示しない
駆動手段により、それぞれ図のＡ，Ｂ方向に回転駆動さ
れるようになっている。

【０００６】上述した構成により、図示しない現像，転
写，搬送手段を経て送られてきた未定着紙Ｐは、入口ガ
イド５７に案内され、定着ローラ５１と加圧ローラ５４
との間に挟持され、定着される。続いて、トナーが定着
された記録紙は、排紙ローラ５８と排紙コロ６０とに挟
持され、図示しない排紙，搬送手段に受け渡される。と
ころで、定着ローラ５１には、温調手段としてのサーミ
スタ６２が配設されている。サーミスタ６２は、定着ロ
ーラ５１の外周温度を例えば１６０℃〜１８０℃の範囲
に維持するように、ハロゲンヒータ５２をＯＮ／ＯＦＦ
制御している。

【０００７】また、定着ローラ５１には、安全弁的機能
を有するサーモスイッチ６３が配設されている。サーモ
スイッチ６３は、定着ローラ５１の外周表面温度が異常
昇温に達したときに、ハロゲンヒータ５２への通電をカ
ットするために設けられている。

【０００８】サーミスタ６２およびサーモスイッチ６３
は、共に、固定フレーム５３に固定的に支持されてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、プリ
ンタや複写機などの画像形成装置は、モノクロのみの単
一機より、カラー画像が得られるカラー，モノクロ両用
機が要求されている。カラー画像を得るためには、少な
くとも色の３原色であるシアン，マゼンダ，イエローの
３色を重ねて現像するので、図５に示した従来の片側加
熱回転体方式の定着装置では熱量が不足する。そこで、
熱量を補うため、加圧ローラ側にも内部にハロゲンヒー
タを配置する両側加熱回転体方式が採られるようになっ
た。

【００１０】ところが、この両側加熱回転体方式は、加
圧ローラにも、サーミスタおよびサーモスイッチが必要
となるため、その構成にあたっては温調性能上また安全
上の観点から十分な注意が必要である。すなわち、特に
加圧ローラは、定着ローラに圧接するために移動可能と
なっているので、サーミスタやサーモスイッチが加圧ロ
ーラから離れたり、接触不良となるおそれがあり、その
結果、温調不良となったり、異常高温が発生するおそれ
がある。

【００１１】本発明の目的は、両側加熱回転体方式の定
着装置であって、温調性能が良好であり、また異常高温
を防止したカラー画像形成装置の定着装置を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
によれば、上記目的は、内部にヒータを配置され回転自
在に支持された定着回転体と、内部にヒータを配置され
回転自在に支持され且つ定着回転体に対して付勢手段に
より圧接される加圧回転体とにより構成され、定着回転
体および加圧回転体は、ヒータをＯＮ／ＯＦＦ制御する
温調手段であるサーミスタと、異常高温の場合にヒータ
への通電をＯＦＦする安全装置であるサーモスイッチと
が配設された定着装置において、加圧回転体を回転可能
に支持し且つ加圧回転体と一体的に移動して加圧回転体
を定着回転体に圧接させる支持部材に、加圧回転体に配
設されるサーミスタとサーモスイッチとが固定的に支持
されていることにより達成される。

【００１３】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記目的は、加圧回転体を支持する支持部材が、加圧回
転体を定着回転体に圧接させるために、付勢手段によっ
て直線移動されるように設けられていることにより達成
される。

【００１４】また、本出願に係る第３の発明によれば、
上記目的は、加圧回転体を支持する支持部材が、加圧回
転体を定着回転体に圧接させるために、付勢手段によっ
て支軸を中心に円弧移動されるように設けられているこ
とにより達成される。

【００１５】また、本出願に係る第４の発明によれば、
上記目的は、内部にヒータを配置され回転自在に支持さ
れた定着回転体と、内部にヒータを配置され回転自在に
支持され且つ定着回転体に対して付勢手段により圧接さ
れる加圧回転体とにより構成され、定着回転体および加
圧回転体は、ヒータのＯＮ／ＯＦＦを制御する温調手段
であるサーミスタと、異常高温の場合にヒータへの通電
をＯＦＦする安全装置であるサーモスイッチとがそれぞ
れ配設された定着装置において、定着回転体および／ま
たは加圧回転体に配設されるサーミスタは、その熱検素
子が板バネ部に取り付けられ、板バネ部が自重たわみ方
向で熱検素子を定着回転体および／または加圧回転体に
対して押し付けられるように設けられていることにより
達成される。

【００１６】すなわち、本出願に係る第１の発明にあっ
ては、加圧回転体に配設されるサーミスタとサーモスイ
ッチとが、加圧回転体を回転可能に支持し加圧回転体と
一体的に移動する支持部材に固定的に支持されることに
より、加圧回転体の外周表面との相対取り付け位置が常
に一定に保たれる。

【００１７】また、本出願に係る第２の発明にあって
は、第１の発明の加圧回転体を支持する支持部材が、付
勢手段によって直線移動されることにより加圧回転体を
定着回転体に当接加圧させる。このように加圧回転体が
移動しても、サーミスタとサーモスイッチとは、支持部
材に固定的に支持されており、加圧回転体の外周表面と
の相対位置が常に一定に保たれる。

【００１８】また、本出願に係る第３の発明にあって
は、第１の発明の加圧回転体を支持する支持部材が、付
勢手段によって支軸を中心に円弧移動されることにより
加圧回転体を定着回転体に当接加圧させる。このように
加圧回転体が移動しても、サーミスタとサーモスイッチ
とは、支持部材に固定的に支持されており、加圧回転体
の外周表面との相対位置が常に一定に保たれる。

【００１９】また、本出願に係る第４の発明にあって
は、定着回転体および／または加圧回転体に配設される
サーミスタの板バネ部に熱疲労あるいは金属疲労の傾向
が発生しても、板バネ部が自重たわみにより熱検素子を
定着回転体および／または加圧回転体に対して押し付け
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図１〜図４に基づいて説明する。

【００２１】（第１の実施形態）まず、本発明の第１の
実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。

【００２２】図１には、本発明の一実施形態に係るカラ
ー画像形成装置の定着装置の概略構成が示されている。

【００２３】この定着装置は、概略的にいうと、熱源を
内蔵する定着回転体としての定着ローラ１と、この定着
ローラ１に圧接され且つ熱源を内蔵する加圧回転体とし
ての加圧ローラ２と、両ローラ１，２に配設されたサー
ミスタ３Ａ，３Ｂおよびサーモスイッチ４Ａ，４Ｂとを
備えている。

【００２４】ここで、定着ローラ１は、本実施形態で
は、中空のアルミナ材からなる芯金１Ａと、この芯金１
Ａの周囲に形成したシリコーンゴム層１Ｂと、このシリ
コンゴム層１Ｂの周囲を包み込んだＰＦＡチューブから
なる離型層１Ｃとから構成されている。定着ローラ１
は、固定フレーム５に回転可能に支持されている。

【００２５】一方、加圧ローラ２は、本実施形態では、
定着ローラ１と同様に構成されている。すなわち、加圧
ローラ２も、中空のアルミナ材からなる芯金２Ａと、芯
金２Ａの周囲に形成されたシリコーンゴム層２Ｂと、こ
のシリコーンゴム層２Ｂの周囲を包み込んだＰＦＡチュ
ーブからなる離型層２Ｃとから構成されている。

【００２６】加圧ローラ２は、両端部が支持部材として
の加圧フレーム６に軸受７（図２，図３参照）を介して
回転可能に支持されている。加圧フレーム６は、固定フ
レーム５に支軸８により軸支されており、付勢手段とし
ての付勢バネ９により、支軸８を中心に円弧移動される
ように付勢されて、加圧ローラ２を定着ローラ１に圧接
させる。

【００２７】なお、支持部材としての加圧フレーム６
は、本実施形態のような円弧移動可能なものに限らず、
例えば直線移動可能としてもよい。

【００２８】定着ローラ１と加圧ローラ２とは、両方と
も内部にハロゲンヒータ１０Ａ，１０Ｂなどの熱源が配
置されている。すなわち、本実施形態の定着装置は、両
側加熱回転体方式を採用している。この方式によると、
定着作用のための熱量を増大できるので、カラー画像形
成装置に好適となる。

【００２９】また、入口ガイド１２は、未定着紙を、定
着ローラ１と加圧ローラ２との間に形成される定着ニッ
プ部へ案内するように設けられている。排紙ローラ１３
は、排紙下ガイド１４に回転可能に支持されている。排
紙コロ１５は、排紙上ガイド１６に回転可能に支持さ
れ、図示しない付勢部材によって排紙ローラ１３に圧接
されている。

【００３０】また、定着ローラ１および加圧ローラ２
は、温調手段としてのサーミスタ３Ａ，３Ｂが配設され
ている。サーミスタ３Ａ，３Ｂは、定着ローラ１および
加圧ローラ２の外周表面温度を例えば１８０℃〜２００
℃の範囲に維持するように、ハロゲンヒータ１０Ａ，１
０ＢをＯＮ／ＯＦＦ制御するようになっている。

【００３１】また、定着ローラ１および加圧ローラ２
は、安全装置としてのサーモスイッチ４Ａ，４Ｂが配設
されている。サーモスイッチ４Ａ，４Ｂは、定着ローラ
１，加圧ローラ２の外周表面温度が異常昇温したとき
に、ハロゲンヒータ１０Ａ，１０Ｂへの通電をカットす
るために設けられている。

【００３２】加圧ローラ２の周りの構成を図２および図
３に基づいて説明する。

【００３３】加圧ローラ２に配設されるサーミスタ３Ｂ
は、図２に示すように、加圧ローラ２の側部に配置され
ており、加圧フレーム６と一体的に設けられ且つ加圧ロ
ーラ２側に曲げられている曲げ部１８に支持されてい
る。サーミスタ３Ｂは、曲げ部１８に取り付けられるホ
ルダー１９と、このホルダー１９の上端から加圧ローラ
２の表面に向けて突出した板バネ部２０と、この板バネ
部２０の先端部に取り付けられ加圧ローラ２の表面に接
触する熱検素子２１とを有している。

【００３４】板バネ部２０は、曲げ部１８の曲げ方向と
同じ方向に加圧ローラ２の側部に向かって、傾斜して取
り付けられている。したがって、板バネ部２０に熱疲労
や金属疲労が発生した場合、板バネ部２０が自重により
加圧ローラ２側にたわんで、熱検素子２１を加圧ローラ
２にさらに押しつける。これにより、サーミスタ３Ｂの
熱検素子２１が加圧ローラ１５に接触不良となることが
なく、温調不良を防止するものとなる。

【００３５】なお、本実施形態では、加圧ローラ２に配
設したサーミスタ３Ｂのみ、板バネ部２０が自重により
たわんで熱検素子２１を加圧ローラ２にさらに押し付け
る構成としたが、これに限らず、定着ローラ１に配設し
たサーミスタ３Ａ（図１参照）にも同様の構成を適用し
てもよい。

【００３６】一方、加圧ローラ２に配設したサーモスイ
ッチ４Ｂは、図３に示すように、サーモスイッチホルダ
ー２２に支持されている。サーモスイッチホルダー２２
は、サーモスイッチステー２３に支持されている。サー
モスイッチステー２３は、両端が加圧フレーム１６に固
定されている。

【００３７】上述したように、加圧ローラ２に配設され
るサーミスタ３Ｂとサーモスイッチ４Ｂとは、加圧ロー
ラ２を回転可能に支持し加圧ローラ２と一体的に移動す
る支持部材としての加圧フレーム６に固定的に支持され
ている。したがって、サーミスタ３Ｂとサーモスイッチ
４Ｂとは、加圧ローラ２との間の十分な接触を保証され
る。

【００３８】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態を図４に基づいて説明する。

【００３９】図４には、本発明の定着装置の第２の実施
形態の概略構成が示されている。

【００４０】上述した第１の実施形態では、定着回転体
としてローラ１が設けられたものに本発明を適用してい
たが、本実施形態では、ローラの代わりに定着フィルム
３１が設けられたものに本発明を適用している。すなわ
ち、本実施形態の定着装置は、回転駆動される定着フィ
ルム３１と加圧ローラ３７との間の定着ニップ部に記録
紙を挟持して搬送し、熱源としてのセラミックヒータ３
５から定着フィルム３１を介して記録紙に熱を与えて定
着作用を行うものである。

【００４１】定着フィルム３１は、例えばポリイミドな
どの耐熱樹脂から成形されたものである。定着フィルム
３１は、内周に、定着フィルム３１に張力を付与するテ
ンションローラ３２と、定着フィルム３１を回転駆動さ
せる駆動ローラ３４と、熱源としてのセラミックヒータ
３５とが設けられている。

【００４２】テンションローラ３２は、付勢バネ３３に
より定着フィルム３１に張力を与えるために設けられて
いる。駆動ローラ３４は、定着フィルム３１を紙搬送方
向に回転駆動させるためのものである。セラミックヒー
タ３５は、ヒータホルダー３６に支持され、定着フィル
ム３１の内面に接して設けられている。

【００４３】一方、加圧ローラ３７は、ハロゲンヒータ
４３が配置され、また加圧フレーム３８に回転可能に支
持されている。加圧フレーム３８は、付勢手段としての
付勢バネ３９により、支軸４０を中心にして、円弧移動
するように付勢されている。これにより、加圧ローラ３
７は、定着フィルム３１を挟んでセラミックヒータ３５
に圧接される。

【００４４】定着フィルム３１と加圧ローラ３７とに
は、サーミスタ４１Ａ，４１Ｂおよびサーモスイッチ４
２Ａ，４２Ｂが配設されている。

【００４５】加圧ローラ３７の周りの構成、つまりサー
ミスタ４１Ｂとサーモスイッチ４２Ｂの取り付け構造
は、第１の実施形態の装置（図２，図３に示した）と同
じなので、ここでは説明を省略する。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明によれば、両側加熱回転体方式の定着装置を使用
する場合、加圧回転体と一体的に移動して加圧回転体を
定着回転体に圧接させる支持部材に、加圧回転体側のサ
ーミスタおよびサーモスイッチを固定的に支持する。し
たがって、サーミスタとサーモスイッチとの加圧回転体
に対する十分な接触が保証され、サーミスタの温調機能
およびサーモスイッチの安全機能が十分発揮され、もっ
て定着装置の温調精度および安全性を向上できる。

【００４７】また、本出願に係る第２の発明によれば、
第１の発明の加圧回転体を支持する支持部材が、加圧回
転体を定着回転体に圧接させるために、付勢手段によっ
て直線移動されるように設けられている。このように加
圧回転体が移動しても、サーミスタとサーモスイッチと
は、加圧回転体の支持部材に固定的に支持されているの
で、加圧回転体との十分な接触が保証される。したがっ
て、加圧回転体に配設したサーミスタの温調機能および
サーモスイッチの安全機能が十分発揮され、もって定着
装置の温調精度および安全性を向上できる。

【００４８】また、本出願に係る第３の発明によれば、
加圧回転体を支持する支持部材は、加圧回転体を定着回
転体に圧接させるために、付勢手段によって支軸を中心
に円弧移動されるように設けられている。このように加
圧回転体が移動しても、サーミスタとサーモスイッチと
は、加圧回転体の支持部材に固定的に支持されているの
で、加圧回転体との十分な接触が保証される。したがっ
て、加圧回転体に配設したサーミスタの温調機能および
サーモスイッチの安全機能が十分発揮され、もって定着
装置の温調精度および安全性を向上できる。

【００４９】また、本出願に係る第４の発明によれば、
定着回転体および加圧回転体に配設されるサーミスタの
熱検素子を取り付けている板バネ部が自重たわみ方向で
定着回転体および／または加圧回転体に対してさらに押
し付けられるので、板バネ部に熱疲労や金属疲労が発生
しても、温調制御に支障がない。したがって、定着回転
体および／または加圧回転体に配設したサーミスタの温
調機能およびサーモスイッチの安全機能が十分発揮さ
れ、もって定着装置の温調精度および安全性を向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー画像形成装置の定着装置の
第１の実施形態を示す概略構成図である。

【図２】図１の定着装置の中の加圧ローラに配設したサ
ーミスタ周りの配置構成を示す斜視図である。

【図３】図１の定着装置の中の加圧ローラに配設したサ
ーモスイッチ周りの配置構成を示す斜視図である。

【図４】本発明に係るカラー画像形成装置の定着装置の
第２の実施形態を示す概略構成図である。

【図５】従来例としての片側加熱回転体方式の定着装置
の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 定着ローラ（定着回転体） ２，３７ 加圧ローラ（加圧回転体） ３Ａ 定着ローラに配設されたサーミスタ ３Ｂ 加圧ローラに配設されたサーミスタ ４Ａ 定着ローラに配設されたサーモスイッチ ４Ｂ 加圧ローラに配設されたサーモスイッチ ６，３８ 加圧フレーム（支持部材） ８，４０ 支軸 ９，３９ 付勢バネ（付勢手段） １０Ａ，１０Ｂ，４３ ハロゲンヒータ（熱源） １８ 曲げ部 ３１ 定着フィルム（定着回転体） ２０ 板バネ部 ２１ 熱検素子 ３５ セラミックヒータ（熱源） ４１Ａ 定着フィルムに配設されたサーミスタ ４１Ｂ 加圧ローラに配設されたサーミスタ ４２Ａ 定着フィルムに配設されたサーモスイッチ ４２Ｂ 加圧ローラに配設されたサーモスイッチ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｄ 23/24 Ｇ０５Ｄ 23/24 Ｇ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部にヒータを配置され回転自在に支持
   された定着回転体と、内部にヒータを配置され回転自在
   であり且つ定着回転体に対して付勢手段により圧接され
   る加圧回転体とにより構成され、定着回転体および加圧
   回転体は、ヒータをＯＮ／ＯＦＦ制御する温調手段であ
   るサーミスタと、異常高温の場合にヒータへの通電をＯ
   ＦＦする安全装置であるサーモスイッチとが配設された
   定着装置において、加圧回転体を回転可能に支持し且つ
   加圧回転体と一体的に移動して加圧回転体を定着回転体
   に圧接させる支持部材に、加圧回転体に配設されるサー
   ミスタとサーモスイッチとが固定的に支持されているこ
   とを特徴とするカラー画像形成装置の定着装置。
2. 【請求項２】 加圧回転体を支持する支持部材は、加圧
   回転体を定着回転体に圧接させるために、付勢手段によ
   って直線移動されるように設けられていることとする請
   求項１に記載のカラー画像形成装置の定着装置。
3. 【請求項３】 加圧回転体を支持する支持部材は、加圧
   回転体を定着回転体に圧接させるために、付勢手段によ
   って支軸を中心に円弧移動されるように設けられている
   こととする請求項１に記載のカラー画像形成装置の定着
   装置。
4. 【請求項４】 内部にヒータを配置され回転自在に支持
   された定着回転体と、内部にヒータを配置され回転自在
   に支持され且つ定着回転体に対して付勢手段により圧接
   される加圧回転体とにより構成され、定着回転体および
   加圧回転体は、ヒータのＯＮ／ＯＦＦを制御する温調手
   段であるサーミスタと、異常高温の場合にヒータへの通
   電をＯＦＦする安全装置であるサーモスイッチとがそれ
   ぞれ配設された定着装置において、定着回転体および／
   または加圧回転体に配設されるサーミスタは、その熱検
   素子が板バネ部に取り付けられ、板バネ部が自重たわみ
   方向で熱検素子を定着回転体および／または加圧回転体
   に対して押し付けられるように設けられていることを特
   徴とするカラー画像形成装置の定着装置。