JPS6364071A - 電子写真複写機の加熱定着装置 - 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】 技術分野 本発明は、電子写真複写機において複写紙上のトナー像
を定着ローラに導いて加熱定着するようにした加熱定着
装置に関する。

背景技術 成る先行技術では、静電写真複写機の電源の投入によっ
て、定着ローラが定着に適した比較的大きな速度で回転
駆動される。このような先行技術では、電源投入前にお
いては、前回の複写動作によって定着ローラ上にトナー
が残留付着して凝固しており、このトナーによって一対
の定着ローラが相互に接着している。電源投入と同時に
定着ローラが回転することによって、定着ローラがトナ
ーの軟化温度または溶融温度に達する前に定着ローラが
駆動されることになる。そのため定着ローラに付着して
凝固しているトナーによって、ローラが損傷する。定着
ローラ上のトナーを除去しかつ定着ローラへの複写紙の
巻付きを防止するために、定着ローラの表面に摺接する
剥がし板が設けられた加熱定着ｘ：！ｔがあるけれども
、この場合には、定着ローラ表面と、剥がし板とにわた
って付着凝固しているトナーが軟化溶融するに至るまで
に、定着ローラが回転駆動されるので、剥がし板が定着
ローラと共に回動して、剥がし板と定着ローラ表面との
角度が適正な角度からずれてしまい、また剥がし板や定
着ローラが損傷することになる。

また、定着ローラ表面上の凝固しているトナーうＣ剥が
し板にわたって付着している場合、定着ローラが回転し
始めるときに異常音が発生し、また定着ローラの回転中
においても定着ローラ表面上のトナーが剥がし板に当っ
て異常音が発生する。定着ローラは定着に適した比較的
高速度の回転であるので、騒音が大きい。

他の先行技術では、電子写真複写機の電源投入後、定着
ローラの表面が定着に適した温度に達して初めて、定着
ローラが定着に適した比較的大きい速度で回転駆動され
る。このような先行技術では、定着ローラが、一旦、定
着に適した温度にまで加熱されると、それ以後は定着ロ
ーラは常に定着に適した比較的大きい速度で回転され続
けるので、定着ローラが損傷し、また騒音が大きい、し
かも、定着ローラが定着に適した温度に達して回転駆動
を始めた直後に定着を行なう場合には、定着ローラ表面
の温度むらが定着ローラの回転によって充分になくなっ
ていないので、良好な定着状態を複写紙全面にわたって
得ることができず、定着品質のむらを生じるおそれがあ
る。さらに、定着ローラは定着に適した温度に達するま
で０止しているので、定着ローラ相互の圧接力によって
定着ローラが変形する。

発明が解決すべき問題点 本発明の主な目的は、定着ローラに付着したトナーに起
因する損傷を防ぎ、かつ良好な定着性能を得るようにし
た電子写真複写機の加熱定着装置を提供することである
。

実施例 第１図は本発明の一実施例の簡略化した側面図であり、
第２図はその一部の梧視図である。加熱定Ｎ装置１は電
子写真複写機の機体から側方（第１図の紙面裏ｇＡ）に
引出すことができる。

第３図は定着ローラ３．ｔの軸線を含む切断面で明所し
で展開した断面図である。加熱定着装置１の枠体２には
、水平軸線を有する互いに平行な一対の定着ロー２３，
４が設けられる。定着ローラ３は加熱定着装置１の枠体
２に回転自在ｉ：枢支される。この定着ローラ３内には
、ヒータ５が内挿される。ｆｅ方の定着ローラ４は、レ
バー６に枢支される。レバー６の一端部は、ビン８によ
って枠体２に枢支され、このレバー６の雌端部は、ばね
９によって定着ローラ・ｔが定着ローラ３に圧接するよ
うにばね付勢される。

複写紙の搬送経路は、第１図において参照符１０で示さ
れる。複写紙は矢符１１方向に一部・Ｉの定着ローラ３
．４に導かれる。この定着ローラ３，４間に導かれる複
写紙上には、原稿に対応したトナー像が形成されている
８定着ローラ３の下流′！１１には、定着ローラ３に付
着したトナーを除去しかつ定着ローラ３に巻付いた複写
紙を剥離するための剥がし板１２が設けられる。定着ロ
ーラ３の一端部には、スプロケットホイール１４が固着
さｈる。

枠体２には、定着ローラ３，４と平行に枢支された回転
軸１５が枢支され、この回転軸１５にはスプロケットホ
イール１６が固着される。スプロケットホイール１４．
１６にはチェノ１７が巻掛けられる。このチェノ１７に
１５１！して、そのチェノ１７に張力を与えるためのス
プロケットホイール１８が設けられる。

電子写真複写機の機体には、軸受１９によって回転軸２
０が回転自在に枢支され、この回転軸２０と一体的にス
プロケットホイール２１が設けられる０回転軸２０には
、一方向クラッチ２２を介してスプロケットホイール２
３が嵌挿される。このスプロケットホイール２３には、
チェノ２４が巻掛けられる。このチェノ２４は、モータ
を含む主駆動手段２５によって駆動される。一方向クラ
ッチ２２は、チェノ２４から回転軸２０に、矢符２６方
向の回転力を伝達する。このチェノ２４の走行方向２６
は、定着ローラ３の回転方向２７に対応し、これによっ
て複写紙が矢符１１方向に搬送される。

回転軸１５．２０の間には一方向クラッチ３０が介在さ
れ、この一方向クラッチ３０は、回転方向２８に回転す
る回転軸２０から回転軸１５に回転力を伝達する１回転
軸１５は、加熱定着Ｈ［！が機体から引出されるときに
一方向クラッチ３０との嵌合を脱し、加熱定着装置１が
成体にに召されるときにｌ１ｌ１１５が一方向クラッチ
３０に嵌合する０機体には、スプロケットホイール３３
が枢支される。

このスプロケットホイール３３とスプロケットホイール
２１との間には、チェノ３４が８掛けられる。スプロケ
ットホイール３３と一体力な（６ｍ３２は、低速駆動手
段３５の出力紬３６に遊嵌された歯車３７に噛合う、歯
＄３７と低速駆動子Ｉス３５との間には、電磁クラッチ
３８が設けられる。

低速駆動手段３５は、モータ３９と、このモータ３９に
連結された減速ｆＪ３ｉ列−１０とから、友る。

第４図は、本発明の一実施例の電気回３３図である。定
着ローラ３に内蔵されたヒータ５は電’ｑｒＡ、１２と
温度制御回路４３とに接続される。定着フーラ３の表面
には、サーミスタなどの温度検出素子４４が接触され、
定着ローラ３の表面温度が検出される。温度制御回路４
３は、温度検出素子４４からの出力に応答して、ヒータ
５による定着ローラ３の表面温度が定着に適した温度（
たとえば１８０°Ｃ）に一定に保たれるように、ヒータ
５の付勢電力を制御、する、温度制御回路４３の一方の
出力ラインノ１は、温度検出素子４４によって検出され
る定着ローラ３の表面温度が設定温度（たとえば１００
’Ｃ）未満においでローレベルであり、１００°Ｃ以上
においてハイレベルである。温度制御回路４３の他方の
出力ラインノ２は、温度検出素Ｔ−４４によって検出さ
れる定着ローラ３の表面温度が１８０°Ｃ未満において
ローレベルであり、１８０°Ｃ未満においてハイレベル
である。

前述の如くたとえば１００　’Ｃである設定温度は、少
なくとも常温で凝固しているトナーが加熱されることに
よって軟化する温度以上であって、かつ定着に適した温
度　（たとえば前述のとす３つ１８０’Ｃ）未満であっ
て、その定着に適した温度にまで昇温する朋間中、定着
ローラ３，４が後述のように低速回転することによって
定着ローラ３，４の表面の温度むらが無くなるような温
度範囲内において、定められる。したがって定着ローラ
３の表面温度が設定温度に達した後から、その設定温度
よりも高い定着に適した温度　（たとえば前述のとおり
１８０°Ｃ）に達するまでの朋間中において、定着ロー
ラ３，４が低速回転駆動されるので、定着ローラ３，４
の表面温度の分布が周方向に均一となって温度むらが無
くなり、これ１こよって、定着ローラ３の表面温度が定
着に適した温度に達した直後において定着動作を行なっ
ても、良好な定着性能を達成することができるようにな
る。

（以下余白） 第　　　　１　　　　表 第１表は、第１図〜第４図の天施例における定着ローラ
３の表面温度の変化にｆＦう主駆動手段２５、低速駆動
手段３５およゾ電磁クラッチ３８の動作状態を示す。主
駆動手段２５および低速駆動手段３５の「ＯＮ」は能動
化された状態を示し、「０１’ＦＪは不能動化された状
態を示す、電磁クラッチ３８の「ＯＮ」は接続状態を示
し、「○ＦＦＪは遮断状態を示１゜ 次に、動作を説明する。電子写真複写機のＷＬａを投入
すると、温度制御回路４３はヒータ５を電力付勢する。

定着ローラ３の表面温度が、室温から設定温度としての
１００°Ｃ未１茜の温度にある朋間中１こは、出力ライ
ンノ１はローレベルであり、したがってＡＮＤデート４
５の出力はローレベルであり、したがって駆動回路４６
は不能動化され、電磁クラッチ３８は消磁され遮断して
いる。また温度制御回路４３の出力ラインノ２はローレ
ベルであり、したがってＡＮＤデート４７の出力はロー
レベルであり、したがって駆動回路４８が不能動化され
、主駆動手段２５は不能動化されている。

このようにして定着ローラ３，４はＤ止している。

定着ローラ３の表面温度が１００℃以上になると、温度
検出素子４４がらの出力に応答して、温度制御回路４３
は、その出力ライン、ｅｌにハイレベル信号を導出する
。一方、出力ライン！２はローレベルのままであり、し
たがってＡ　Ｎ　Ｄデート４７の出力はローレベルであ
り、このＡＮＤデート４７の出力は反転回路４９によっ
て反転される。

そのため、直列抵抗５０と並列コンデンサ５１とから成
る遅延回路５２がらＡＮＤデート４５への入力信号は、
ハイレベルのままである。したがってＡＮＤデート４５
の出力はハイレベルとなり、これによって駆動回路４６
が能動化され、電磁りラッチ３８が励磁される。このた
め電磁クラッチ３８は接続状態となる。ｔｊＳ３図を参
照して、低速駆動手段３５からの回転力は、出力軸３６
がら電磁クラッチ３８、歯車３７．３２、スプロケット
ホイール３３、チェノ３４、スプロケットホイール２１
、回転軸２０、一方向クラッチ３０、回転１ＩＩ１１５
、スフ“ロケットホイール１６、チェノ１７およびスプ
ロケットホイール１４にこの順序で伝達され、定着ロー
ラ３が矢痔２７の方向に回転駆動される。この低度駆動
回路３５による定着ローラ３の回転速度は、定着に適し
た速度よりも低速度である。

ヒータ５がさらに電力付勢されて定着ロー２３が定着に
適した温度　（すなわち前述のようにたとえば１８０℃
）に達すると、温度制御回路４３はその定着温度を維持
するようにヒータ５を電力付勢制御する。したがって定
着ローラ３の表面温度は常に１８０℃に保たれる。

定着ローラ３の表面が１８０℃に維持されているとさ、
複写動作を行なう時を想定する。この時には、複写を行
なうためプリントボタン５３を押圧繰作する。このため
７リツプ７０ツブ５４がセットされ、そのハイレベルで
あるセット出力が、〜ＮＤデート４７に与えられる。温
度制御回路ｔ３からの出力ラインノ２は、定着ローラ３
の表面温度が１８０℃であるので、ハイレベルである。

したがってＡＮＤデート４７の出力はハイレベルとなり
、そのため駆動回路４８が能動化され、生り動手段２５
が能動化される。この主ν動丁段２５からの動力は、チ
ェノ２４がらスプロケットホイール２３、一方向クラッ
チ２２、回転軸２０、一方向クラッチ３０．回転軸１５
、スプロケットホイール１６、チェノ１７、およびスプ
ロケットホイール１４を経て、定着ローラ３に伝達され
る。

こうして定着ローラ３は定着に適した比較的高速度で回
転駆動される。

この回転軸２０がらの回転力はまた、スプロケットホイ
ール２１、チェノ３４、スプロケットホイール３３、歯
ｒｌ！３２，３７１：伝達サレロ、コノとき、電磁クラ
ッチ３８は遮断状態にある。この動作を述べると、第４
図において、プリントボタン５３を押圧することによっ
て、Ａ　Ｎ　Ｄデート４７の出力はけ一レベルがらバイ
ンベルに立上がり、ハイレベルとなる。ＡＮＤデート４
７がらの立上がり出力は、反転回路４９に与えられ、反
転回路４９からの出力はハイレベルからローレベルへの
立下がり信号となる。この立下がり信号は、遅延回路５
２に並列に設けられているダイオード５５の順方向電流
となる。したがって、立下がり波形とそれに続くローレ
ベルの信号は、反転回路４９からダイオード５５を経て
ＡＮＤデート４５に与えられる。換言すると、反転回路
４９　ｈ−ｔｖのローレベル信号は、遅延回路５２の動
作に無関係に、ＡＮＤデート４５に与えられる。したが
ってＡＮＤデート４５は、プリントボタン５３の抑圧に
よって、直ちにローレベルとなり、したがって駆動回路
４６が不能動化され、電磁クラッチ３８が遮断状態とな
る。

複写動作中において、トナー像が形成された複写紙は定
着ローラ３，４に導かれ、ここで加熱定着され、電子写
真複写機の機体外に排出される。

複写が完了した複写紙の機体外への排出は複写終了信号
発生手段５Ｇによって検出され、複写終了信号発生手段
５６は、ハイレベルのパルス状の曳写終了信号を導出す
る。そのため７リツプ７０ツブ５４はリセットされ、応
じて７リツプ７０ツブ５４からのＡＮＤデート４７への
出力はローレベルとなる。これによって駆動回路４８お
よび主駆動手段２５は不能動化される。ＡＮＤデート４
７からのローレベル出力は、反転回路４９に与えζ）れ
る、複写終了信号発生手段５６からの出力に起因したＡ
ＮＤデート４７がらのハイレベルからローレベルへの立
下がり出力を受信する反転回路４９は、ローレベルがら
ハイレベルへの立上がり信号を導出する。この立上がり
信号はダイオード５５のｊ竺方向電流である。したがっ
て反転回路４つからの出力が立上がって後、遅延回路５
２による遅延時間Ｔ１経過してから、ＡＮＤデート４５
には遅延回路５２からハイレベル信号が与えられる。

しかるにＡＮＤゲート４５に与えられる出力ライン！１
はハイレベルである。したがってＡＮＤデー　）　４５
の出力はハイレベルとなり、電磁クラッチ３８は１動回
路４６によって励磁されて接続状態となる。このように
して主駆動手段２５が停止した後、遅延回路５２によっ
て定められた遅延時間Ｔ１の経過後に電磁クラッチ３８
が接続状態となる。これによって低速ＷＪＡ勤回路３５
からの動力が定着ローラ３に伝達されて、定着ローラ３
が低速駆動される。

遅延ｒＬｐＩ！Ｉｌｌ　Ｔ　１を設定した理由は次の通
りである。

生り動手段２５が不能動化された直後においては、チェ
７２４は慣性によって走行しており、スプロケットホイ
ール２３は慣性によって回転している。

もしも、主駆動手段２５が不能動化されると同時に、電
磁クラッチ３８が遮断状態から接続状態となると仮定す
れば、主駆動手段２５による比較的高速度の大きな回転
力が、比較的低速度で回転しでいる出力軸３６に伝達さ
れる。出力軸３６に伝達される回転力の方向は、低速駆
動手段３５の回転方向に一致している。二の出力軸３６
をモータ３９による回転速度よりも大きい速度で回転す
るためには、減速歯車列４０が出力軸３６とモータ３つ
との間に存在゛ｒること、お上びモータ３つが比較的大
容量であることによって、大きな回転力が必要である。

換言すると、主駆動手段２５が不能動化されると同時に
電磁クラッチ３８が接続状態−二なるとすれば、主駆動
手１２２５がらモータ３９までの動力伝達経路に大きな
負荷がかがることになる。そこで遅延時間Ｔ１を設定す
ることによって、主駆動手段２５が不能動化された後、
その慣性による回転が衰えた状態になった時、初めて、
電磁クラッチ３８を接続状態とし、これによって主駆動
手段２５からモータ３９までの動力伝達経路に過大な負
荷がかかることを防ぐ。

本発明の他の実施例として、モータ３９は電磁クラッチ
３８の遮断時において不能動化されてもよい。

第５図は本発明の池の実施例の第３図に対応した展開断
面図である。この実施例で注目−Ｙべきは、前述の電磁
クラッチ３８が除去され、低速駆動子ｆ：Ｊ　３５　ノ
出カ袖３６トｒＩＩＩｒｔ３７トノ間に、一方向クラッ
チ５７が設けられる。またこの実施例では、第４図の電
気回路において、電磁クラッチ３８の代りに、低速駆動
手段３５のモータ３９が接続され、遅瓢回路５２お上り
ダイオード５５を省略して反転回路４９の出力をＡＮＤ
デート４５に直接に与える。その池の枯造は前述の実施
例と同様であり、この動作は第２表に示すとおりである
。なお、この実施例において、定着ローラ３の表面温度
が１８０°Ｃに維持されているときであって、複写動作
時においてはモータ３９は電力付勢されてもよい。

複写動作時における定着動作中のみ能動化されればよい
、減速歯車列４０は、電磁クラッチ３８から、または一
方向クラッチ５７がら、スプロケットホイール２１まで
の間に介在されてもよい。

効　　果 以上のように本発明によれば、定着ローラの回転状態は
、定着に適した温度よりも低い、かつ常温よりも高い温
度にて開始するので、定着ローラ上のトナーは大きな付
着力で定着ローラに付着していることはなく、そのトナ
ーは比較的小さい接着力で定着ローラに付着しているだ
けであるので、定着ローラ相互に無理な力が作用するこ
とがなく、また定着ローラに関連して複写紙を剥離する
ための剥がし板などが損傷するおそれがなくなる。した
がって定着ローラなどの損傷が防がれ、また異常音が発
生することが防がれる。こうして定着ローラの表面に温
度むＣ）が生しることがなくなり、複写紙全面にわたっ
て高品質の定着が達成されるとともに、定着ローラの変
形が防がれ、しがも定着に適した比較的高温度の回転に
起因する大きな騒音の発生が抑えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のｆｆ１１１面図、第２図は
′！Ｓ１図示の一部の簡略化した分１（％斜視図、第３
図は定着ローラ３，４の軸線を含む平面で切断した展開
断面図、第４０は主駆動手段２５および電磁クラッチ３
８に関連針る電気回路図、第５閏は本発明の池の実施例
の展開断面図である。 １・・・加熱定着装置、３，４・・・定着ローラ、５・
・・ヒータ、１２・・・剥がし板、２２．３０．５７・
・・一方向クラッチ、２５・・・主駆動手段、３５・・
・低速駆動′ト段、３８・・・？Ｉ！磁クツクラッチ９
・・・モータ、４０・・・減速歯車列、４４・・・温度
検出素子、５２・・・遅延回路、５３・・・プリントボ
タン 代理人　　弁理士　画数　圭一部 第１図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面にトナー像を有する複写紙を、定着に適した
   温度（定着温度）を有する定着ローラに導いて、定着す
   る電子写真複写機の加熱定着装置において、該定着ロー
   ラはそのローラ温度に応じて静止状態、又は回転状態を
   とり、且つ回転状態は、定着ローラの表面温度を検出す
   る温度検出素子からの信号により、定着に適した温度よ
   りも低いかつ常温よりも高い温度にて開始することを特
   徴とする加熱定着装置。
2. （２）ローラ回転開始温度が、少なくとも常温で凝固し
   ているトナーが加熱されることによつて軟化する温度以
   上であつて、且つ定着に適した温度にまで昇温する期間
   中定着ローラの回転によつても定着ローラの表面温度む
   らが無い温度範囲において定められる特許請求の範囲第
   １項記載の加熱定着装置。
3. （３）ローラ回転開始温度が１００乃至１８０℃の範囲
   において定められる特許請求の範囲第１項記載の加熱定
   着装置。
4. （４）回転状態が定着に適した温度と、該速度よりも低
   速の２つの速度回転状態をとる特許請求の範囲第１項記
   載の加熱定着装置。
5. （５）定着に適した速度回転状態は、定着ローラ表面温
   度が定着に適した温度であつて、且つ複写動作時のみ成
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の加
   熱定着装置。
6. （６）定着ローラを定着に適した速度で駆動するための
   主駆動手段と、 前記主駆動手段と定着ローラとの間に介在され、主駆動
   手段から定着ローラへ回転力を伝達する一方向クラッチ
   と、 前記温度検出素子からの出力に応答して、定着ローラの
   表面温度が、（ａ）前記ローラ回転開始温度未満である
   とき、主駆動手段を不能動化し、かつ電磁クラッチを遮
   断状態とし、（ｂ）前記ローラ回転開始温度から定着に
   適した温度までの温度範囲であるとき、主駆動手段を不
   能動化し、かつ低速駆動手段を能動化し、かつ電磁クラ
   ッチを接続状態とし、（ｃ）定着に適した温度であると
   き、定着時には主駆動手段を能動化し、かつ電磁クラッ
   チを遮断状態とし、定着時以外には主駆動手段を不能動
   化し、かつ低速駆動手段を能動化し、かつ電磁クラッチ
   を接続状態とする制御手段とを含むことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の電子写真複写機の加熱定着装
   置。
7. （７）前記低速駆動手段は、 モータと、 そのモータと電磁クラッチとの間または電磁クラッチと
   定着ローラとの間に介在された減速歯車列とを含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第６項記載の電子写真複写
   機の加熱定着装置。
8. （８）前記制御手段は、能動化されている主駆動手段が
   不能動化された直後から、その主駆動手段による慣性が
   衰えた時間経過後に、前記電磁クラッチを接続状態にす
   ることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の電子写
   真複写機の加熱定着装置。
9. （９）定着ローラを定着に適した速度で駆動するための
   主駆動手段と、 前記主駆動手段と定着ローラ間に介在され、主駆動手段
   から定着ローラへ回転力を伝達する第１一方向クラッチ
   と、 定着ローラを定着に適した速度未満の低速度で駆動する
   ための低速駆動手段と、 低速駆動手段から定着ローラへ回転動力を伝達する第２
   一方向クラッチと、 前記温度検出素子からの出力に応答して、定着ローラの
   表面温度が（ａ）前記ローラ回転開始温度未満であると
   き、主駆動手段および低速駆動手段を不能動化し、（ｂ
   ）前記ローラ回転開始温度から定着に通した温度までの
   温度範囲であるとき、主駆動手段を不能動化し、かつ低
   速駆動手段を能動化し、（ｃ）定着に適した温度である
   とき、定着時には不能動化し、かつ低速駆動手段を能動
   化する制御手段とを含むことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の電子写真複写機の加熱定着装置。