JPS6198372A - 加熱定着装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、未定着トナー像を有する記録シートを加熱お
よび加圧する一対の定着ローラ間に通紙せしめ、前記ト
ナー像を記録シート上に定着するための加熱定着装置の
改良に関する。

〔発明の背景〕

従来、この種の加熱定着装置には、画像形成装置（例え
ば、複写機や情報記録装置、印刷機等）又は、カレンダ
ー処理装置等に適用されるような加熱ロー２とこのロー
ラの表面温度を接触検印する温度検知素子を含む部材す
なわち温度検知部材が設けられている。

上記の加熱ローラは、一般に被加熱材（例えば樹脂、粉
体画像、粉体樹脂等）を加熱溶融して紙や基材等の支持
材に付着（定着）せしめるものであシ、上記の温度検知
部材は、加熱ローラ表面温度を正確に検知するものであ
る。すなわち、被加熱材を適切に加熱処理するには加熱
ローラ表面温度を正確に検知する必要があシ、このため
上記温度検知部材を加熱ローラ表面の一部に直接当接さ
せて温度検知を行なっている。

また上記温度検知部材は、加熱ローラのスポンジ等の耐
熱弾性体被覆面に押し当てられるから、該温度検知部材
による加熱ローラ表面の損傷防止のため温度検知部材表
面を薄膜の耐熱性フィルムで被覆するようにしている〇 ところで、電子写真複写機等のように未定着トナー像を
支持材（例えば転写紙など）に定着せしめるタイプの画
像記録装置では、前記の如き加熱定着装置を用いトナー
像支持材を加熱ローラで密着搬送させることによシトナ
ー像を加熱溶融して定着するのであるが、この際支持材
が加熱ローラ面には９付きがちとなるので、加熱ローラ
から支持材を確実に分離するため、該ローラ面に当接す
る爪状の分離部材いわゆる分離爪をローラの母線方向に
沿う複数箇所に配設している。

さらに、現在の電子写真複写機等は、多種サイズの紙に
コピーできるのが一般的であシ、一方定着ローラは、最
大サイズ紙を連続通紙しても定着不良等の問題が生じな
いように諸種の条件を考慮して温度設定がなされている
。したがって小サイズ紙を連続通紙した場合、定着ロー
２面上の紙の通過しない領域（以下非通紙領域という）
の表面温度は、紙によって熱を奪われない分だけ過剰に
１　　　温度が上昇する。

□　　　　第２図は、上記の現象を実測した結果を示す
もので、実線ａはスタンΔイ時における定着ロー２面上
の温度分布を、点線すは最大サイズ紙を連続通紙した時
における同じく温度分布を、そして一点鎖線Ｃは小サイ
ズ紙を連続通紙した時における同じく温度分布をそれぞ
れ示している。そして定着ローラ表面上に当接する温度
検知部材は通常各種サイズ紙によらず定着ローラの通紙
領域内に設けられているので、非通紙領域における定着
ローラ温度が設定温度をこえる第２図の点線Ｃに示す過
剰な温度上昇を検知することができず、定着ローラが危
険温度域に入る事態を生ずる。ここに危険温度域とは、
定着ローラ自体、定着ローラに当接もしくは近接する部
材の破損や損傷および電気回路破損、電気回路誤動作が
発生し得る温度域のことである。

上記め危険温度域が発生すると非通紙領域内にある分離
爪は、高温度の定着ロー２面上に当接することになシ、
この状態が長時間に及ぶと分離爪の先端は熱劣化を受は
先端だれをおこし、分離不能もしくは著しい分離機能の
低下を招くことにな　する。また定着ローラ自体くつい
てもオフセット防止のためローラを被覆している四弗化
エチレン等の耐熱性樹脂の熱劣化を来たし、その結果オ
フセットトナーがロー２に付着しゃすくなシ、ジャムの
頻度も増し、複写機性能が極端に低下するという問題が
生ずる。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した従来の加熱定着装置における問題点
を署決するところの改良された加熱定着装置を提供する
ことを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明による加熱定着装置は、加熱および加圧のための
一対の定着ロー２間に未定着トナー像を担持する支持材
を通過させてトナー像の定着を行なう定着装置において
、長手方向に間隔をおいて定着ローラ面に当接する如く
配設した複数個の分離爪のうち非通紙領域内位置する分
離爪を温度検知機能を有するセ２ミ、クセンサーで構成
したことを特徴とするものでらる。　　− 〔発明の実権例〕 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。第１図は本発明が適用される加熱定着装置
の概要を示し、該装置は画像形成法で形成されたトナー
像Ｔを有する普通紙Ｐを一対の加熱加圧ローラ１，２間
に通紙せしめることによル加熱定着する。

第１図中１はハロダンヒータ等の加熱用のヒータ３を内
部に有する加熱ローラで駆動モータ（不図示）からの駆
動力を受けて、図示矢印方向に回転する。２は、低加熱
用のヒータ３′を内蔵する加圧ロー２で、加熱ローラ１
に圧接して図示矢印方向に回転する。

上記加熱ロー２１は、アルミニウム、ステンレス、鋼等
の金属製中空ローラ芯の外周面に、四弗化エチレン樹脂
等の厚さ２０〜８０μの耐熱離型性樹脂層を設けたもの
である。一方加圧ロー２２は、加熱ローラ１に、公知の
加圧手段によって少ぐとも、定着時に圧接されるもので
１）、その金属製ローラ芯の外周面に、シリコーンイム
、フッ素ｆム、７０ロシリコーン等の比較的厚い弾性体
層を設けたものである。

６は加熱ローラ２の表面に付着したオフセットトナーや
紙粉等の異物をローラ表面から除去するためのクリーニ
ング部材でありノーメックス、ヒメロン等の耐熱不織布
よシなるクリー二／グクエップ６１を用いている。この
クリーニングウェッブ６１は、弾性を有する押し当てロ
ー２６３によシ加熱ロー？ＩＫ当接せしめられ、駆動を
与えられる巻き取りローラ６ｓによシ、供給ロー２６２
から微量づつその当接装置を変えるように移動し、常に
クリーニングウェッブ６１の新しい面が、加熱ロー２に
当接するようになされている。

さらに、ウェッブ６１は、押し当てロー２６３以降介在
するコロ６４上を移動して供給ローラ６２側へ導かれ、
巻き取９０−、２６ｓに表裏を逆にした状態で巻き取ら
れる。またクリーニングウエッｆ６１中に、ツメチルシ
リコーンオイル等のオフセット防止液を含浸させておく
と、クリー二１　　ング効果をさらに高めることが可能
となる。

１η ）′　　　７は熱反射性を有する曲面状の反射板で、加
熱ローラーの周辺に近接し、加熱ローラーの長手方向全
体に設けられている。又反射板７は加熱ローラ１周面の
押当てロー２６ｓの位置と紙Ｐの進入開口部との間に対
して覆うような周方向幅を有している。８は放熱防止用
の厚みのあるカバーで、上記反射板７の凸面全体に対し
て密着して設けられ、この反射板７からの無駄な放熱を
防止する。

１６は定着装置の上側のケーシング部材で、クリーニン
グ部材６と反射板７、カバー８、セラミックセンサー４
（これは分離爪５の先端に設けられている）とを包囲し
ている。

一方、加圧ロー２２側にも、前記反射板７およびカバー
８と同様の反射板９およびカバー１０が夫々加圧ロー２
２の局面の大部分を覆うように設られている。

２７は加熱ロー２１の両端部域上方に設けられたス）ｉ
　ｙ　ノ！−である。このス）　、ノ＃　−２７の位置
は、反射板７とカバー８とが有する曲率の中心が加熱ロ
ーラ１の中心となるように設けられておシ１、Ｘ）、ｄ
−２７４よあ□７より。あ。−２、よ。や　　１離ｔｌ
を保持する。この距離゛Ｌ１は使用されろ紙厚より大き
く、１０ｆｉ以下であることが反射効率を向上できる点
で好ましい。なお、上記反射板７とカバー８とは、一体
化されているが、これらはさらに回動支点２９に関して
回動自在に支持され、通常にそれらの自重によりス）ｙ
ｚＪ−２７に安定接触、している。

２８は加圧ローラ１の両端部域下方に設けられたストッ
ｔＪ？−である。このスト、ノ”−２８の位置は反射板
９とカバー１０とが有する曲率の中心が加圧ロー２１の
中心となるように設けられておシ、ストツノ母−２８は
反射板９と加圧ロー２２との距離ｔ２を保持する。この
距離ｔ２は距離ｔ１と同様のものである。又、反射板９
とカバー１０は、加圧ローラ周面方向に関する一端に回
動支点２４を有し、他端に固定−７２３１に係止された
バネ２３の一端が係合している。このパ＄２３に！って
反射板９の内面がスト、パー２８の球面に所定圧（軽圧
力）で接している。

これらの反射板７．９及びカバー８，１０を設けること
によって加熱ローラ、加圧ローラ夫々の表面から無駄に
消費される熱を減少することができる。

２２は紙Ｐを加熱ローラ１側に導く案内板で、反射板７
と反射板９夫々の一端の間に位置するように加熱ローラ
ＩＫ近接して設けられている。未定着なトナー像Ｔを有
する普通紙Ｐは、この案内板２２を通過し、加熱、加圧
間ロー２１，２間で挾持搬送され、ロー２１，２０表面
温度による印加熱によって、トナー像Ｔが定着され、そ
の後排紙ローラ２０，２１によりて挾持されながら装置
外へ排出される。この加熱ローラの排出口側には普通紙
Ｐを、加熱ローラから確実に分離するためにローラ軸方
向に沿って複数個の分離爪５がローラ表面に接触して設
けられている。なお、上記分離爪５は、ケーシング部材
１６と離間している支持板１８に保持されている。

図面には示されていないが、上記分離爪５と同様な分離
爪を加圧ロー２２の排出口側にも設けることができる。

以上に説明した構成の加熱定着装置では、最大から最小
までの各種サイズ紙を通紙でき、これらの紙は長手方向
に間隔をおいて定着ローラ面に当接する如く配設した複
数個の分離爪５によってローラ面から分離されるのであ
るが、小サイズ紙Ｐ１通紙の場合における非通紙領域内
（大サイズ紙Ｐ２との差）に位置する分離爪５は、とく
にその先端部が本発明にしたがって、温度検出素子から
なるセラミ、クセンサー４にょシ構成されている。この
セラミ、クセンサー４の材料としては例えばＭｎＯ、Ｃ
ｏｏ　、　ＮｉＯ＠るいはＢａＴｉＯ３を主成分として
、添加物ＬａｔＹ　＋　Ｓｂ　＋Ｍｎ等を加えたものが
用いられる。

上記のセラミックセンサーで構成される分離爪は、第３
図（、）に示すように爪金体をセラミ、りでつくっても
よいし、第３図（ｂ）に示すように爪の先端部だけをセ
ラミ、りでつくってもよい。すなわち第３図（ａ）　、
　（ｂ）において、５１は分離爪５の軸支部、５２．５
３はセラミックセンサー４の両サイドに位置して固定さ
れた′ｔｆｆｌ、５２１．５３１は電極５２および５３
にそれぞれ接続された配線で、これらの配線は温度制御
手段３０に導かれている。

以上の構成によシ、セラミックセンサー４が当接してい
るローラ表面温度の変化を検知することができる。

上記温度制御手段３０はヒーター３，３′或いは他の温
度センサー４′等にも接続され、開始信号Ｓ１が入力さ
れていても危険信号ＰＳが入力されるに従って装置の停
止、加熱の停止等を行なわせ、またローラが所定温度以
上のとき、コピー禁止信号Ｓ２を発するなどの制御を行
なう。

以上の構成において、分離爪５自体がセラミックセンサ
ー４で構成されていることの意義は、非通紙部の昇温に
対して耐久性のある分離爪を提供することにあるだけで
はなくて、さらに発展させてローラ端部の異常昇温防止
、熱による種々の劣化を防止するための安全装置を提供
することにおり、部品数を増加することなくしかもロー
ラの摩、ｉ′＋＊ｏｓｉ”１１・ｉＥ　ＩｐＫｉ　３１
Ｗ（ａ）Ｋｉ　　１す例ではセラミックの全コーティン
グ、又はセラミックのみから形成され、第３図（ｂ）に
示す例では主に先端部コーティングで実施される。なお
定着ａ−ラ面上の通紙領域における分離爪としては、ｐ
ｐｓ等の樹脂を基体として四弗化エチレンを被覆せしめ
た通常の分離爪が用いられる。

〔発明の実施例の効果〕

本発明にしたがって、非通紙領域の分離爪として、分離
爪材料にＮｉＯを用いたものを実施例１、同じ（ＮｉＯ
にＰＦＡ被覆したものを実施例２とし、これらの実施例
について、小サイズ紙５００枚連続通紙した棟、次の実
験を行なった。

実験１は、最大サイズ紙を３万枚通紙してジャム率の変
化をみた。この実験によると、実験例１および実験例２
は、それぞれ第４図のグラフ図における実線イおよび口
に示されたとおシノヤム率は０．２チ以下である。

上記実施例１および２に対し、非通紙領域における分離
爪として、分離爪材料にプリイミドにＰＦＡ被覆したも
のを比較例として上記同様の実験１を行なった結果は第
４図のグラフ図における点線ハに示されたとおＱジャム
率は０．８ないし１．０チの高率となった。

次に実験２は、上記実験ｌに続いて上記実施例１．２お
よび比較例のそれぞれについて分離爪を新しい爪に変え
最大サイズ紙３００枚を通紙して定着ローラへのまきつ
き頻度をみた。この実験２の結果を示すと下表のとおシ
でおった。

以上に説明したように、本発明にしたがって非通紙領域
における分離爪の材料としてセラミック材を用いた実施
例は、従来の分離爪と比較してその効果には顕著なもの
がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、定着ローラ面上に当接する複数個の分
離爪のうち、非通紙領域に位置する分離爪を、温度検知
機能を有するセラミックセンサーで構成したので、従来
分離爪とは別個にサーミスタ等の温度検知部材を設けた
ものに比し、部品点数を減らすことができる上に、分離
爪の材料であるセラミックは機械的強度も強く、耐熱性
も非常に良いので分離爪として過剰温度の定着ロー２面
に接していても先端だれを生ぜず、殆んど半永久的に使
用可能である。

また本発明におけるセラミックセンサーで構成された分
離爪は、温度センサーとしても１℃にっき数パーセント
の抵碗変化を示すので、抵抗変化測定を通じてかな夛精
度の高い温度制御ができる。

すなわち第５図に示すように非通紙領域に位置する温度
検知機能を有する分離爪５を比較器１１を介して制御回
路１２に接続して定着ロー２面上の温度を制御するよう
にすれば、定着ローラ非通紙領域の温度を検出して、定
着ローラを被覆している四弗化エチレン等が熱劣化を生
じる温度になる前にリレースイッチ１３ｔ１フ断として
コピーを禁止（することができ、分離爪の耐久性向上の
みならず・ｊ １　　定着ローラの耐久性向上にも寄与するところが大
きい０

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用される加熱定着装置の概要を示
す側面図、第２図は定着ローラ面上の温度分布の態様を
示すグラフ図、第３図（、）および（ｂ）は分離爪兼用
の温度検知部材の具体例を示す図、第４図は本発明の実
施例と比較例についてした実験結果を示すグラフ図、第
５図は本発明装置における温度制御態様の説明図である
。 １・・・加熱ローラ　　　　２・・・加圧ローラ３・・
・ヒータ　　　　　　　　４・・・セラミ、クセンサー
５・・・分離爪　　　　　　６・・・クリーニング部材
７．９・・・反射板　　　　８．１０・・・カバー１１
・・・比較器　　　　　１２・・・制御回路１３・・・
リレースイッチ ′ＡＳ　１　図 、２：ハＯＬＯ一つ ＋５二と−１ た 叔雫０−ＩＴｈ＜咽噸奴 第３図 第４図 通Ｍ牧牧 第５図 １り

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱および加圧のための一対の定着ローラ間に未定着ト
   ナー像を担持する支持材を通過させてトナー像の定着を
   行なう定着装置において、長手方向に間隔をおいて定着
   ローラ面に当接する如く配設した複数個の分離爪のうち
   非通紙領域に位置する分離爪を温度検知機能を有するセ
   ラミックセンサーで構成したことを特徴とする加熱定着
   装置。