JP2000029331A

JP2000029331A - 定着装置

Info

Publication number: JP2000029331A
Application number: JP10192936A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-07-08
Filing date: 1998-07-08
Publication date: 2000-01-28

Abstract

(57)【要約】【課題】加熱部材の温度を均一化すると共に、加圧加
熱部材の温度変動を防止した、瞬時加熱が可能な或いは
加熱時間の早いクイックスタートが可能な定着装置を提
供する。【解決手段】本発明の定着装置３０は、弾性層を有し
た回動ローラである上ローラ３１と、金属板と板状のセ
ラミックヒータとから成る板状固定加圧板である押圧部
材４０とから成り、その間にトナー像支持体である記録
紙Ｐを挟持搬送しつつ定着を行う定着装置であり、記録
紙Ｐのトナー面側には上ローラ３１が当接し、記録紙Ｐ
の反対面側には押圧部材４０が当接するよう構成される
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等で用いられる定着装置に関し、特に瞬時加
熱が可能なクイックスタート定着用の定着装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画
像形成装置に用いられる定着装置として、技術的な完成
度が高く安定したものとして熱ローラ定着方式が、低速
機から高速機まで、モノクロ機からフルカラー機まで、
と幅広く採用されている。

【０００３】しかしながら、従来の熱ローラ定着方式の
定着装置では、転写材やトナーを加熱する際に、熱容量
の大きな定着ローラを加熱する必要があるため省エネル
ギー効果が悪く、省エネ面で不利であり、また、プリン
ト時に定着装置を暖めるのに時間がかかりプリント待ち
時間（ウォーミングアップタイム）が長くなってしまう
という問題がある。

【０００４】これを解決するため、フィルム（熱定着フ
ィルム）を用い、熱ローラを熱定着フィルムという究極
の厚みまで持っていき低熱容量化し、温度制御されたヒ
ータ（セラミックヒータ）を熱定着フィルムに直接加圧
接触させることで熱伝導効率を大幅に向上させ、省エネ
ルギーとウォーミングアップタイムを殆ど必要としない
クイックスタートとを図ったフィルム定着方式の定着装
置が提案され、最近用いられてきている。

【０００５】また、熱ローラの変形として透光性基体を
定着ローラとして用い、内部に設けたハロゲンランプか
らの熱線をトナーに照射して加熱定着し、ウォーミング
アップタイムを要せずクイックスタートを図った定着方
法が、特開昭５２−１０６７４１号公報、特開昭５７−
８２２４０号公報、特開昭５７−１０２７３６号公報、
特開昭５７−１０２７４１号公報によって開示されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭５２−１０６７４１号公報等の開示による、ハロゲ
ンランプの熱線を透光性基体を通して照射し、トナーを
加熱定着する方法においては、省エネルギーとウォーミ
ングアップタイムを短縮したクイックスタートとが図ら
れたものの、透光性基体の熱伝導率が悪く定着ローラ
（ロール状の熱線定着用回転部材）の温度が均一化せ
ず、特に通紙される転写材のサイズの異なりにより、通
紙部と非通紙部との間に温度変動が生じ、定着ムラが発
生するという問題が起こる。

【０００７】本発明は上記の問題点を解決し、背後にセ
ラミックヒータを設けた加圧加熱用の板状部材を用いて
加圧加熱部材の温度を均一化すると共に、加圧加熱部材
の温度変動を防止した、瞬時加熱が可能な或いは加熱時
間の早いクイックスタートが可能な定着装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、転写材上の
トナーを挟着し加熱定着する定着装置において、転写材
のトナー面側には弾性層を有した回動ローラと、転写材
の反対面側には板状固定加圧板からなる押圧部材とから
構成されることを特徴とする定着装置によって達成され
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は本発明の
定着装置の実施形態の一例を示す断面構成図、図２は押
圧部材の押圧板の展開図である。

【００１０】本発明の定着装置３０は、装置上側にあっ
て転写材である記録紙Ｐの表面のトナー面側に弾性層を
有する回動ローラである上ローラ３１と記録紙Ｐの反対
面側（下側）にあって記録紙Ｐの裏面に対向して圧接・
加熱する板状固定加圧板からなる押圧部材４０から成
り、その間を通過する記録紙Ｐの保持するトナー像をそ
の背面側から加熱し定着を行う。

【００１１】上ローラ３１は肉厚０．３〜１ｍｍの金属
パイプから成る芯金３１ａの外周に厚さ０．７〜８ｍｍ
（本実施形態においては５ｍｍ）のゴム硬度アスカーＣ
３０〜６０度程度のシリコンゴム等の弾性体から成る弾
性体層３１ｂを設け、その外周を表面層３１ｃとして厚
さ３０〜２００μｍのＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂
やシリコン樹脂等の耐熱性と高離型性を有するフィルム
層でコーティングしたソフトローラである。

【００１２】上ローラ３１の周面には、その周面上に付
着したトナーや紙粉等を吸着除去するためにクリーニン
グローラ３３と、オフセット防止のために離型剤である
シリコンオイルを塗布するオイル塗布ローラ３４が設け
られている。クリーニングローラ３３の表面には例えば
発泡シリコンゴムのようなオイルに対して非吸収性の材
料を使用する。吸収性の材料を使用すると吸収して溜ま
ったオイルを吐き出すこととなり、オイルむらになる。
従ってクリーニングローラ３３に非吸収性の材料を使用
し、オイル塗布量のバラツキを抑える。またトナー等の
異物除去性能を良くするため、離型性の低いものとし、
更に上ローラ３１からの熱を吸収しないよう熱容量の小
さいものが選択使用され、クリーニングローラ３３及び
オイル塗布ローラ３４はそれぞれ上ローラ３１に圧着し
て従動回転する。

【００１３】また、後述するニップ部Ｎの上ローラ３１
の回転上流側には、４００Ｗ程度のハロゲンヒータ３２
ａと反射鏡３２ｂから成る予備加熱ランプ３２が設けら
れている。この予備加熱ランプ３２は、コピー動作時記
録紙Ｐが定着装置３０を通過する僅か前から点灯し、記
録紙Ｐが通過し終わると消灯されて、回転する上ローラ
３１の表面と進入する記録紙Ｐの予備加熱を行う。ニッ
プ部Ｎの下流側には分離爪３５が設けられていて定着が
終わった記録紙Ｐが上ローラ３１に巻き付くのを防止す
る。予備加熱ランプ３２と押圧部材４０との間にはガイ
ド板５１が設けられ記録紙Ｐの進入を案内する。図２の
符号Ｗは上ローラ３１の幅を示している。

【００１４】板状の押圧部材４０は、厚さ０．３〜３ｍ
ｍのアルミニウム、黄銅板等の熱良導体の表面をテフロ
ンコーティングした金属板である低摩擦係数をもった押
圧板４１、押圧板４１の裏側に密着して張り付けられた
固定ヒータであるセラミックヒータ４２、熱絶縁性部材
であるセラミックから成る中継板４３、薄肉のりん青銅
板やＳＵＳ板等のバネ材から成るバネ板４４から構成さ
れ、鋲止め等により一体に形成されている。押圧部材４
０のバネ板４４の基部は画像形成装置本体の取り付け部
８１にネジ等により取り付けられる。

【００１５】押圧板４１は上ローラ３１に向かって凸状
に曲げられている。この凸状部分の一部は上ローラ３１
の弾性体層３１ｂとの間でニップ部Ｎを形成している。
ニップ部Ｎの長さがあまり長いと記録紙Ｐの搬送性を悪
くするので、ニップ部の長さは実験的に求められる。凸
状に曲げられた部分の先端に近い部分（ニップ部の終端
部）の曲率は大にしてある。これは定着を終わった記録
紙Ｐの上ローラ３１からの分離性を良好にする効果があ
る。押圧板４１の先端部４１ｃにはサーミスタ等からな
る温度検知手段である温度センサ４５が設けられてい
て、押圧板４１の表面温度が検知され、この検知信号に
基づいて不図示の制御部の制御によりセラミックヒータ
４２の通電制御が行われる。この通電制御により押圧板
４１の表面温度は実験により確認された定着が確実にな
される所定の温度範囲内に保持される。この所定温度は
記録紙Ｐの厚さや材質によって異なるので、上記所定温
度は画像形成装置の操作部において選択指定される記録
紙Ｐの厚さや材質のデータが上記制御部に入力され、そ
のデータに応じて制御部は制御温度の切り替え又は記録
紙Ｐの搬送速度の変更を行う。

【００１６】本実施形態においては、上ローラ３１と押
圧部材４０との間はバネ板４４による付勢によって線圧
０．８〜１．８ｋｇ／ｃｍで圧接されるようになってい
て、この時のニップ部Ｎの長さは線圧やローラの硬度に
よって異なるがほぼ４〜１２ｍｍとなっている。このニ
ップ部Ｎにおいて記録紙Ｐの背面から加熱されることに
よって定着が行われる。

【００１７】（実施の形態２）図３は本発明の定着装置
の実施形態の他の例を示す断面構成図、図４は図３の押
圧板４１の展開図、図５は図３の局部断面図である。

【００１８】実施の形態２は実施の形態１と較べ押圧板
４１及びセラミックヒータ４２の部分が異なるのみで他
は同一であり同一符号を付している。従って上記同一部
分の詳細な説明は省略する。

【００１９】実施の形態２においては、押圧板４１Ａの
ニップ部Ｎの両端部に上ローラ３１の回転軸に平行に幅
約５ｍｍの２個の長穴４１ｂが設けられている。この長
穴４１ｂの側端部に設けられた軸受け取付け部４１ｄに
は軸受け４７が取り付けられている。軸受け４７には直
径約４ｍｍの黄銅やＳＵＳ材パイプ等から成る小径の金
属ローラである小径ローラ４６が支承されている。図５
（ｂ）に示すように軸受け４７の内径は小径ローラ４６
の外径よりｄ₁だけ大きく、小径ローラ４６は押圧板４
１Ａ上面よりｄ₁だけ高くなるよう上ローラ３１の外側
に設けられている。ｄ₁は約０．５ｍｍである。

【００２０】セラミックヒータ４２Ａは上記小径ローラ
４６の回転を妨げないよう小径ローラ４６を逃げて押圧
板４１Ａに密着した形状に形成されている。このような
構成により上ローラ３１には小径ローラ４６が最も強く
当接することとなり、上ローラ３１の回転によって小径
ローラ４６は従動回転し定着される記録紙Ｐはスリップ
することなく搬送される。２個の小径ローラ４６の間で
は記録紙Ｐは弾性体層３１ｂの変形によって実施の形態
１のニップ部Ｎにおけるよりは弱い一様な圧力で圧接さ
れるようになっていて所定温度に保持された押圧板４１
の熱により定着される。軸受け４７の内径は前記のよう
に十分にアソビがあるので激しい熱変化に対しても常に
小径ローラ４６は遊動可能になっていて、小径ローラ４
６によって挟まれたニップ部Ｎによって記録紙Ｐはスリ
ップすることなく、定着される。

【００２１】また小径ローラ４６によって、ニップ部の
終端部にあたる凸状に曲げられた部分の曲率は大となる
ことから、記録紙Ｐの上ローラ３１からの分離性を更に
良好にする効果がある。

【００２２】（実施の形態３）図６は本発明の定着装置
の実施形態の更に他の例を示す断面構成図である。図６
に示すように、本実施の形態３では実施の形態１と全く
同一の構成で、上ローラ３１の内部に約３００Ｗのハロ
ゲンヒータによる補助ヒータ３１１を設けたものであ
る。これにより、低温時のコピーや高速コピーに適した
クイックスタートが可能で、僅かに消費電力を増大する
だけで熱効率を向上した定着装置とすることができた。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、転写材のトナー面側に
は弾性層を有する回動ローラと、転写材の反対面側には
押圧加熱部材として熱良導体の押圧板とその背面に密着
した板状のセラミックヒータから成る板状固定加圧板と
を用いたので、板状固定加圧板の温度が均一化されると
共に、板状固定加圧板の温度変動や温度低下が防止され
た。従って転写材は均一な加圧と加熱を受けて良好な定
着が行われ、かつ瞬時加熱が可能な或いは加熱時間の早
いクイックスタートが可能な定着装置が提供されること
となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置の一例を示す断面構成図であ
る。

【図２】図１の押圧板の展開図である。

【図３】本発明の定着装置の他の例を示す断面構成図で
ある。

【図４】図３の押圧板の展開図である。

【図５】図３の押圧板の局部断面図である。

【図６】本発明の定着装置の更に他の例を示す断面構成
図である。

【符号の説明】

３０定着装置３１上ローラ３２予備加熱ランプ３３クリーニングローラ３４オイル塗布ローラ３５分離爪４０押圧部材（板状固定加圧板）４１，４１Ａ押圧板４２，４２Ａセラミックヒータ（固定ヒータ）４３中継板４４バネ板４５温度センサ４６小径ローラ（小径の金属ローラ）４７ローラ軸受け３１１補助ヒータＮニップ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転写材上のトナーを挟着し加熱定着する
定着装置において、転写材のトナー面側には弾性層を有した回動ローラと、
転写材の反対面側には板状固定加圧板からなる押圧部材
とから構成されることを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記板状固定加圧板は、金属板とその背
後に密着して設けた固定ヒータであることを特徴とする
請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】前記金属板には、回動可能とする小径の
金属ローラが設けられていることを特徴とする請求項２
に記載の定着装置。