JP2000194208A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、簡単な構成で各面状ヒータへの送
風を均一に行うことにより、熱効率が高く、且つ少ない
消費電力で確実な定着を行うことができる定着装置を提
供しすることを課題とする。 【解決手段】 送風機（６）から第２のガイド部材（７
ｂ）によって分岐させ、一方の送風を第１のカバー（７
ａ）の上壁に沿って直進せさ、他方の送風を面状ヒータ
（５）の一部に送風する。次いで直進してきた送風は複
数の第１のガイド部材（７ａ）の作用により複数の面状
ヒータの一部に均一となるように送風される。更に第３
のガイド部材（７ｃ）により第１のガイド部材（７ａ）
に形成された送風流通口（１４ａ、ｂ）を通過した送風
を受けて面状ヒータ（５）のその他の部分に向かって送
風される。

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
ー等に使用される定着装置に関し、特には熱風により転
写材面上に担持した未定着の粉体トナーを均一に融解さ
せて定着する定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】オーブン式定着装置の場合、ロールヒー
タ式定着装置と異なり、転写材を加熱源からは離間した
状態で定着可能である。このために、ロールヒータ式定
着装置におけるローラの滑りに起因するしわやにじみ等
の画質劣化が生じることなく長尺コピーを提供すること
が可能である。その反面、熱板からの輻射熱による定着
であるがために、紙詰まり時の発火や発煙等の安全性を
考慮する安全上必要な距離だけ熱源を転写材から遠ざけ
る必要があり、このために熱効率が低下してしまい、転
写材の通過距離を長くしなければならず装置を小型化す
ることができない。

【０００３】上述した問題を解決するため、本出願人ら
は、図４に示すように転写材の通路４を挟んで転写材の
トナー担持体面側および背面側に、向かい合う開口８
ａ、８ｂを有する第１のカバー２および第２のカバー３
を設け、第１のカバー２内に転写材の通路４に沿って所
定幅にわたり互いに離間した複数の面状ヒータ５を設
け、これら面状ヒータ５は通過する転写材の面に対して
交差する方向に加熱面を有するように配置されており、
これら面状ヒータ５の面に沿って流れるように送風しそ
れにより生じる熱風を第１のカバー２内で環流させる送
風手段を設けた定着装置を提案した。このような構成に
よりほぼ密閉された空間内で熱風を環流することがで
き、更に面状ヒータ５を用いたことによって熱変換効率
が良く、また安全性の高い熱風型の定着装置が提供され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した熱風型の定着
装置において、画像形成速度を高速化しようとする場
合、ヒータの加熱温度を高く設定する必要がある。しか
しながら、高温となった定着装置内部において紙詰まり
が発生した場合の安全性が問題となる。このため、定着
装置の転写材通路を長く設定し、且つ面状ヒータの数を
増やして転写材表面に熱風が当たる時間が長くなるよう
にして定着を確実なものにしている。

【０００５】熱風型の定着装置は、送風手段によって送
風される空気を面状ヒータから発生する熱を受けて熱せ
られて熱風となり、この熱風を転写材に吹き付けて定着
するものである。面状ヒータの熱交換の効率を向上させ
るために転写材通路を通過する転写材表面に均一に熱風
を吹き当てることが要求される。例えば、クロスフロー
ファン等の送風手段による送風を各面状ヒータに対して
均一に送風しなければ環流する熱風の温度分布が転写材
の搬送方向にわたってばらついてしまう。

【０００６】各面状ヒータへの通電量を一定として転写
材が通過する転写材通路上に温度センサを転写材の搬送
方向に各所に設けて測定した結果、従来において図示す
るように送付手段の送風は主に送風手段から離れた位置
（矢印Ａ）に向かって送風される。このため、最も送風
力が強い転写材の入り口付近が最も温度が高く、転写材
の出口方向に近づくに従って低くなっている。これは、
送風手段の送風が手前側の面状ヒータに行き渡らずに生
じるもので、面状ヒータへの送風量が少なくなると転写
材に向う熱風も行き渡らなくなり定着への寄与が小さく
なってしまう。このため転写材上に吹き付ける熱風の温
度分布にばらつきが生じ、ヒータへの通電量が同じであ
っても定着不良が発生してしまう。これを解消するため
に各面状ヒータの通電量をコントロールしなければなら
ずその制御が煩雑となってしまう。

【０００７】また、転写材の通路への送風量がある部分
に偏って多くなってしまうと未定着のトナーが送風によ
り舞い上がってしまい、画像が乱れてしまう。更に、送
風量の偏りによって強い送風が面状ヒータに当たってし
まった場合、面状ヒータが振動してしまい異音が発生し
てしまう。

【０００８】本発明は、上記した問題点に鑑みてなされ
たものであり、簡単な構成で各面状ヒータへの送風を均
一に行うことにより、熱効率が高く、且つ少ない消費電
力で確実な定着を行うことができる定着装置を提供しす
ることを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、熱融解性の粉体トナーを担持した転写材
を通過させてトナーを転写材上に熱定着させる定着装置
であって、転写材通路を挟んで転写材のトナー担持体面
側および背面側に、向かい合う開口を有する第１および
第２のカバーを設け、前記第１のカバー内に、前記転写
材通路に沿って所定幅にわたり互いに離間した複数の面
状ヒータを設け、これら面状ヒータは通過する転写材の
面に対して交差する方向に加熱面を有するように配置さ
れており、これら面状ヒータの面に沿って上方から下方
に向かって流れるように送風し、それにより生じる熱風
を第１のカバー内で環流させる送風手段を設けた定着装
置において、前記送風手段からの送風の向きを変更する
ように前記面状ヒータが配置された転写材進行方向であ
って該転写材の最大幅より広い領域にわたって並列され
た複数の第１のガイド部材を前記第１のカバーの内壁面
に設け、これら第１のガイド部材は転写材の幅方向にわ
たって形成された送風流通口を有しており、前記送風流
通口は前記送風手段から離れるに従ってスリット幅が狭
くなるように設けられていることを特徴とする。

【００１０】また、前記第１のガイド部材の送風流通口
には補強リブが設けられており、各第１のガイド部材の
補強リブは送風方向に重なる位置に設けられていること
を特徴とし、前記第１のガイド部材は前記送風流通口の
上方の辺が同一の高さであって、且つ前記送風流通口の
下方の辺の高さが前記送風手段から離れるに従って順次
に高くなるように設けられていることを特徴とする。

【００１１】更に、前記定着装置は更に送風手段からの
送風を上下に分割する第２のガイド部材が設けられてお
り、第２のガイド部材によって分割された一方の送風を
前記第１のガイド部材に導き、分割された他方の送風を
前記面状ヒータの一部に導くように設けられていること
を特徴とし、前記定着装置は更に前記第１のガイド部材
の送風流通口を通過した送風を受けて前記面状ヒータの
取付角度とほぼ同等の角度に設けた第３のガイド部材を
有することを特徴とする。

【００１２】このような構成において、送風手段から第
２のガイド部材によって分岐させ、一方の送風を第１の
カバーの上壁に沿って直進せさ、他方の送風を面状ヒー
タの一部に送風する。次いで直進してきた送風は複数の
第１のガイド部材の作用により複数の面状ヒータの一部
に均一となるように送風される。更に第３のガイド部材
により第１のガイド部材に形成された送風流通口を通過
した送風を受けて面状ヒータのその他の部分に向かって
送風される。こうして各面状ヒータに均一に送風され、
転写材の通路上のいずれの場所においても一定の温度と
なり、この熱風が転写材上に均一に当たり、転写材上の
未定着粉体トナーを乱すことなく均一に融解して定着す
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の好適な実施例を図面に
基づいて説明する。図１に本発明による定着装置１の概
略側断面図を示す。定着装置１は、転写材の粉体トナー
を担持する面側に位置する第１のカバー２と、転写材の
背面側に位置する第２のカバー３と、第１のカバー２内
に設けられ転写材の通路４に沿って所定幅にわたり互い
に離間した複数の面状ヒータ５と、面状ヒータ５のヒー
タ面に向かって送風する送風手段としての送風機６と、
送風機６からの送風を各面状ヒータ５に均一に吹き付け
させるために送風を案内するガイド部材７とを有する。

【００１４】第１のカバー２及び第２のカバー３は、転
写材の通路４を挟んで互いに開口８ａ、８ｂを転写材の
搬送面に対向して設けら、四方の壁により空間を形成す
るような箱状体よりなる。第１のカバー２および第２の
カバー３の各壁は、第１のカバー２内で発生する熱が定
着装置１の外部に逃げるのを防止するため、間に空気層
または断熱材層を設けた二重構造となっている。第１の
カバー２および第２のカバーの内側は、好ましくは黒色
のメッキが施されており、または黒色の耐熱塗料が塗布
されて保熱性を良好としている。また後述するようにし
て形成される熱風をカバー内で効率良く環流させるた
め、第１のカバー２の各角部はアール状に形成されてい
る。第１のカバー２および第２のカバー３の開口８ａ、
８ｂには、転写材を排出ローラ対９へと向かって案内す
るための耐熱性の線状部材１０ａ、１０ｂが転写材の搬
送方向に沿って斜めに張り巡らされて設けられている。
これら線状部材１０ａは転写材がカールしてカバー内の
後述する熱源に接触することのないように防止する役割
を有する。

【００１５】送風手段としての送風機６は、転写材の最
大サイズをカバーする幅を有するクロスフローファンが
好適に用いられ、矢印Ｂ方向にクロスフローファンの回
転羽根を回転させて送風している。送風機６の送風口１
１は転写材の通過時にカバー内で熱風の環流が起こるよ
うな位置であれば良く、好ましくは転写材の搬送方向
（矢印Ｃ）で見て第１のカバー２の下流側位置であって
且つ上方側位置に設けることにより環流を起こすことが
でき、熱風を効率的に転写材に当てることができる。

【００１６】符号１２はユニット化した面状ヒータユニ
ットを定着装置から引き出すための金属材料よりなるレ
ールを示しており、カバー内で良好な環流を行うための
遮蔽部材を兼ねている。送風機６による送風は、緩やか
なものであり、熱風が転写材に担持した未定着の粉体ト
ナーに当たったときにトナーが舞い上がることのない程
度の風量とする。

【００１７】面状ヒータ５は、通過する転写材の面に対
して交差する方向に加熱面を有し、かつ複数の面状ヒー
タ５が互いに離間して転写材の搬送方向に順ずる方向に
傾斜して設けられている。これにより熱風が転写材の進
行方向に沿って上方から斜めに当たることとなり、第２
のカバー３に当たって跳ね返った風が転写材の下側から
巻き上がって第１のカバー２に設けた線状部材１０ａに
接触することを防止している。

【００１８】面状ヒータ５は帯状のヒータよりなり、定
着装置１の両面側に設けた耐熱絶縁部材１３（図３）に
より取り付けられている。面状ヒータ５は黒色メッキも
しくは、黒色の耐熱塗料により塗布されていることが望
ましい。

【００１９】送風機６からの送風の方向を制御するガイ
ド部材７は、実施例において第１のガイド部材７ａと、
第２のガイド部材７ｂと第３のガイド部材７ｃとを有す
る。第１のガイド部材７ａは、転写材の最大幅より広い
領域にわたって並列して第１のカバー２の上方の内壁面
に複数設けられており、送風機６によって送風される送
風を定着装置１の中央部付近に設けた面状ヒータ５に向
かうように送風している。

【００２０】実施例において第１のガイド部材７ａは２
カ所に設けられており、それぞれの第１のガイド部材７
ａ１、７ａ２には転写材の幅方向にわたって形成された
送風流通口１４ａ、１４ｂを有しており、送風流通口１
４ａ、１４ｂは送風機６から離れるに従ってスリット幅
が狭くなるように設けられている。好ましくは送風流通
口１４ａ、１４ｂの上方の辺が同一の高さであって、且
つ送風流通口１４ａ、１４ｂの下方の辺の高さが送風機
６から離れるに従って順次に高くなるように設けられて
いる。

【００２１】第１のガイド部材７ａ１の先端部分に当た
った送風は矢印Ｄ４方向に方向を変えて定着装置のほぼ
中央部に位置する面状ヒータ５に向かって送風され、送
風流通口１４ａを通過した矢印Ｄ３方向に送風される送
風は次の第１のガイド部材７ａ２に向かって案内され、
更に第１のガイド部材７ａ２の先端部分に当たった送風
の一部が矢印Ｄ６方向に代わり、第２のガイド部材７ａ
２の下側に位置する面状ヒータ５に向かって送風され
る。

【００２２】図２は図１に示す第１のガイド部材７ａ１
を矢印Ｅ方向から見た図を示す。第１のガイド部材の先
端部分が送風によって振動したり、メンテナンス時にお
ける機械的な衝撃に伴って変形した場合に送風の向きが
変わってしまうのを防止するため、送風流通口１４ａ、
１４ｂには補強リブ１５が設けられており、好ましくは
第１のガイド部材７ａ１、７ａ２の補強リブ１５は送風
方向に対して重なるような位置に設けられていることが
望ましい。これにより送風が乱れてしまって安定した送
風を得ることができないという悪影響を最小限のものと
している。

【００２３】図示例においてガイド部材７ａ１、７ａ２
は厚さ０．６mmの鉄板を用いており、幅５mmの補強リブ
１５を残して打ち抜いて送風流通口１４ａ、１４ｂを設
けている。第１のカバー７ａの傾斜角度は送風が環流す
る方向に対して下側に鈍角となるように設けられてお
り、実施例においては１３５度の角度となるように設け
ている。符号１６は第１のカバー２の内壁面にねじ止め
等をするための切り欠きを示す。また、第１のカバー２
に取り付ける面を２重折りして補強している。

【００２４】送風機６の近傍には発生する送風を上下に
分割する第２のガイド部材７ｂが設けられている。この
第２のガイド部材７ｂによって分割された一方の送風
（矢印Ｄ１方向）を上述した第１のガイド部材７ａ１に
導き、分割された他方の送風（矢印Ｄ２方向）を転写材
の搬送方向に対して最も奥に位置する面状ヒータの一部
に導くように設けられている。第２のガイド部材７ｂの
先端は、送風が環流する方向に対して下側に鈍角となる
ように設けられており、実施例においては１３５度の角
度となるように設けている。

【００２５】第１のガイド部材７ａ２の送風方向に対し
て下流側には、送風流通口１４ｂを通過した矢印Ｄ５方
向の送風を定着装置１内の環流のために最も良好な方向
に導く第３のガイド部材７ｃが設けられている。

【００２６】第３のガイド部材７ｃは複数箇所に設けて
も良く、実施例において第３のガイド部材７ｃ１、７ｃ
２の２カ所に設けている。第３のガイド部材７ｃ１、７
ｃ２の取付角度は面状ヒータ５の取付角度とほぼ同等の
角度に設けられている。面状ヒータ５の取付角度は、転
写材の搬送方向に対して鋭角となるように設けられてお
り、実施例においては７２度となるように設けられてい
る。この角度と同等の角度の第３のガイド部材７ｃ１、
７ｃ２が第１のガイド部材７ａ２を通過した残り全ての
送風を面状ヒータが設けられた矢印Ｄ７、Ｄ８方向に向
かうようにしている。

【００２７】定着装置１における転写材の出口１７近傍
には、駆動ローラ１８および従動ローラ１９からなる排
出ローラ対９が設けられており、通過した転写材を外部
に排出している。排出ローラ対９を出口１６近傍に設け
ることにより定着装置１から熱風が逃げるのを防止して
いる。

【００２８】図３は矢印Ｆ方向から見た第１のカバー２
を示す図であり、定着装置１の幅方向に張り渡された平
らな面を有する面状ヒータ５と、送風手段としての送風
機６との配置状態を示す概略図である。セラミック性の
耐熱絶縁部材１３は定着装置１側面側に設けられてお
り、この耐熱絶縁部材１３に設けた取付穴に面状ヒータ
５の端部を取り付け、それぞれ設けたターミナルから電
源に接続されている。面状ヒータ５の形状や大きさにつ
いては特に限定されるものではないが、オンデマンドで
その加熱及び降熱で迅速に行えるものが良い。

【００２９】実施例において面状ヒータ５は、圧延され
たニクロム線が好適に使用され、幅１８ｍｍ、厚さ０．
３５ｍｍの帯状のニクロム線が用いられている。面状ヒ
ータ５は通電によりきわめて速く温度が立ち上がって加
熱し、面状ヒータ５に沿って送風することにより効率的
に面状ヒータ５の熱を受け取って熱風に変換することが
できる。この熱風を上記したガイド部材７ａ、７ｂ、７
ｃの作用により定着装置１内部で環流することで、熱が
外部に逃げることなく所定の温度まで立ち上げることが
できる。

【００３０】面状ヒータ５は波打ち形成されており、面
状ヒータ５の表面積が通常張り渡された状態より大きく
させている。これにより面状ヒータ５からの発熱量も大
きくなり、装置が小型化される。

【００３１】更に、定着装置１（または複写機等内のそ
の他の箇所において）紙詰まり等のトラブルが生じて
も、転写材搬送系の停止信号を検知して面状ヒータ５へ
の通電および送風機６の駆動を停止することにより面状
ヒータ５の熱は急激にさがり、且つ送風機６が停止する
ことにより、熱風が転写材にあたらなくなるため、転写
材の発火や発煙を生じることがない。

【００３２】符号２０はクロスフローファンを駆動させ
るモータを示す。実施例では、先に述べた各カバーの開
口８ａ、８ｂに設けた線状部材１０ａ、１０ｂは０．２
ｍｍ程のステンレスワイヤで、図示のように転写材の進
行方向に対して若干斜めに所定の距離を開けて張り巡ら
されている。

【００３３】互いに離間した面状ヒータ５は、送風機６
の送風によって隣り合う面状ヒータ５同士が接触してし
まう事故を防止するため、耐熱絶縁性ガイド２１が設け
られている。耐熱絶縁性ガイド２１は、面状ヒータ５を
挟む切り欠き部を有し、張り渡された面状ヒータ５を横
切るように設けられている。耐熱絶縁性ガイド２１はマ
イカが好適に使用され、所定の間隔で設けられている。

【００３４】このような構成による定着装置１の動作に
ついて説明する。図１において、周知の画像形成方法に
より未定着の粉体トナーを担持した転写材は、不図示の
搬送ベルト等の搬送手段により定着装置１の入口２２へ
と搬送される。転写材の先端は、定着装置１内で環流す
る送風により下方に位置する線状部材１０ｂに押しつけ
られた状態で定着装置１内に搬送される。

【００３５】転写材が定着装置１へと搬送されるまで時
間を検知し、この時間内に定着装置１内の定着温度を所
定の温度となるように予め面状ヒータ５に通電し、且つ
送風手段としての送風機６を駆動させ、熱風を定着装置
１の両カバー内で環流させる。

【００３６】送風機６からの送風は、第２のガイド部材
７ｂにより分岐され、一方の送風を直進（矢印Ｄ１方
向）せさ、他方の送風（矢印Ｄ２方向）を面状ヒータの
一部に送風する。次いで直進してきた送風が第１のガイ
ド部材７ａ１に送られ、一方の送風（矢印Ｄ４方向）が
面状ヒータ５の一部に送られ、他方の送風（矢印Ｄ３方
向）が送風流入口１４ａを通って次の第１のガイド部材
７ａ２に送られる。第１のガイド部材７ａ２も同様に一
方の送風（矢印Ｄ６方向）を面状ヒータ５に送り、他方
の送風（矢印Ｄ５方向）が送風流入口１４ｂから通過す
る。更に第３のガイド部材７ｃ１、７ｃ２が第１のガイ
ド部材７ａ２の送風流通口１４ｂを通過した送風（矢印
Ｄ５方向）を受けて面状ヒータ５に向かって送風（矢印
Ｄ７方向、矢印Ｄ８方向）させる。

【００３７】こうして環流する送風が各面状ヒータ５に
均一に送風され、通過する転写材上で一定の定着温度と
なり、定着装置１内に転写材が搬送されると転写材上に
均一に且つトナー像を乱すことのない強さで熱風があた
り、転写材が第２のカバー２に設けた線状部材１０ｂに
押しつけられながら搬送され、転写材に担持された未定
着の粉体トナーを融解させて定着させる。

【００３８】転写材は更に搬送され排出ローラ対９によ
り外部へと排出される。転写材が完全に排出された後、
これを検知して面状ヒータ５の通電を切断しても良く、
また、送風手段の駆動を停止させても良い。これらは不
要な熱を定着装置から複写機内の他の部署、例えば感光
ドラム２などの画像形成部に漏れることを可及的に防止
するためのものである。

【００３９】

【発明の効果】本発明の定着装置は、ガイド部材により
送風手段からの送風を各面状ヒータ表面に沿うように均
一に送風し、加熱している面状ヒータの熱を効率よく熱
風に変換し、この熱風を定着装置内で環流する構成とし
たため、消費電力の少なくコンパクトな定着装置を得る
ことができる。また、転写材の搬送路のどこであっても
送風のばらつきがないため面状ヒータが振動して異音を
発することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による定着装置を示す概略側断面図。

【図２】 第１のガイド部材を示す上面図。

【図３】 図１の矢印Ｅ方向から見た定着装置の概略
図。

【図４】 従来の定着装置を示す概略断面図。

【符号の説明】

１ 定着装置 ２ 第１のカバー ３ 第２のカバー ４ 通路 ５ 面状ヒータ ６ 送風機 ７、７ａ、７ａ１、７ａ２、７ｂ、７ｃ、７ｃ１、７ｃ
２ ガイド部材 ８ａ、８ｂ 開口 ９ 排出ローラ １０ａ、１０ｂ 線状部材 １１ 送風口 １２ レール １３ 耐熱絶縁部材 １４ａ、１４ｂ 送風流入口 １５ 補強リブ １６ 切り欠き １７ 出口 １８ 駆動ローラ １９ 従動ローラ ２０ モータ ２１ 耐熱絶縁性ガイド ２２ 入口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱融解性の粉体トナーを担持した転写材
   を通過させてトナーを転写材上に熱定着させる定着装置
   であって、転写材通路を挟んで転写材のトナー担持体面
   側および背面側に、向かい合う開口を有する第１および
   第２のカバーを設け、前記第１のカバー内に、前記転写
   材通路に沿って所定幅にわたり互いに離間した複数の面
   状ヒータを設け、これら面状ヒータは通過する転写材の
   面に対して交差する方向に加熱面を有するように配置さ
   れており、これら面状ヒータの面に沿って上方から下方
   に向かって流れるように送風し、それにより生じる熱風
   を第１のカバー内で環流させる送風手段を設けた定着装
   置において、前記送風手段からの送風の向きを変更する
   ように前記面状ヒータが配置された転写材進行方向であ
   って該転写材の最大幅より広い領域にわたって並列され
   た複数の第１のガイド部材を前記第１のカバーの内壁面
   に設け、これら第１のガイド部材は転写材の幅方向にわ
   たって形成された送風流通口を有しており、前記送風流
   通口は前記送風手段から離れるに従ってスリット幅が狭
   くなるように設けられていることを特徴とする定着装
   置。
2. 【請求項２】 前記第１のガイド部材の送風流通口には
   補強リブが設けられており、各第１のガイド部材の補強
   リブは送風方向に重なる位置に設けられていることを特
   徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記第１のガイド部材は前記送風流通口
   の上方の辺が同一の高さであって、且つ前記送風流通口
   の下方の辺の高さが前記送風手段から離れるに従って順
   次に高くなるように設けられていることを特徴とする請
   求項１または２いずれか記載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記定着装置は更に送風手段からの送風
   を上下に分割する第２のガイド部材が設けられており、
   この第２のガイド部材によって分割された一方の送風を
   前記第１のガイド部材に導き、分割された他方の送風を
   前記面状ヒータの一部に導くように設けられていること
   を特徴とする請求項乃至３いずれか記載の定着装置。
5. 【請求項５】 前記定着装置は更に前記第１のガイド部
   材の送風流通口を通過した送風を受けて前記面状ヒータ
   の取付角度とほぼ同等の角度に設けた第３のガイド部材
   を有することを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載
   の定着装置。