JP2000315026A

JP2000315026A - 加熱定着装置

Info

Publication number: JP2000315026A
Application number: JP11122134A
Authority: JP
Inventors: Masaomi Inoue; 雅臣井上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2000-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】コンピュータ等の出力機器として使用される
画像形成装置の加熱定着装置において、待機中の消費電
力を低減しつつ立ち上がり時間を短縮できるオンデマン
ド出力が可能な画像形成装置における加熱定着装置を提
供することを目的とする。【解決手段】感光体１０と転写ローラ１１等から成る
現像転写手段により転写材４上にトナー像を形成し、こ
のトナー像を熱により転写材４へ溶着させ画像形成する
加熱定着装置において、ハロゲンランプのような高出力
の熱源１を内包し熱源中心から放射状に拡散された熱線
が漏れることなく必ず衝突するように配置された羽部３
を有し、少なくとも転写材４の搬送方向に対する幅より
も長くかつ羽部３の回転に伴い熱源１から羽部３の外部
へ送風する送風手段２を、転写材４からわずかに離れた
位置に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式など
を利用して画像情報を転写材上に形成し得る画像形成装
置における加熱定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真プロセスを利用した複写
機やファクシミリ装置等の画像形成を行う加熱定着装置
において、転写材上に形成されたトナーを溶融定着して
永久画像にする必要がある。またこのような定着手段と
しては、溶剤を使用する溶剤定着法や圧力ローラを使用
する圧力定着法、さらにはヒートローラを使った接触式
の加熱定着法や赤外線ランプ、オーブン等を使っての非
接触式の加熱定着法などが知られている。

【０００３】一般的に、溶剤定着法では溶剤蒸気発散に
よる臭気、環境衛生上の問題があり、圧力定着法では他
の定着法と比べ定着性が悪く、さらには圧力感応性トナ
ーが高価であることから、以下に述べるような加熱定着
法が使用されている。

【０００４】図３は、従来のヒートローラ方式加熱定着
装置の断面図であって、ハロゲンランプのような熱源１
０１を内包した定着ローラ１０２および定着ローラ１０
２に接触する加圧ローラ１０５が転写材１０８に接触加
熱することで転写材１０８上のトナー１０９が溶融定着
する接触式加熱定着である。

【０００５】このような接触式加熱定着装置の定着ロー
ラ１０２は、主に熱源１０１にハロゲンランプを搭載
し、伝熱特性に優れた円筒部材１０３を芯金に採用し、
その外周面に形成された表層１０４とで主要部が構成さ
れている。また、加圧ローラ１０５は、円筒状芯金１０
６の外周面に耐熱弾性体層１０７を形成した構成となっ
ており、定着ローラ１０２及び加圧ローラ１０５との間
にトナー像が形成された転写材１０８を挿通させること
で、熱と圧力でトナー像の定着を行うようになってい
る。定着ローラ１０２の表層１０４は、定着ローラ１０
２からトナー１０９が溶融定着された転写材１０８を分
離させるために形成されるものである。例えば、フッ素
系耐熱樹脂、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の材料が多
く使用されている。

【０００６】また、トナー１０９を定着するときには、
転写材上のトナー１０９が定着ローラ１０２の表面に付
着するいわゆるオフセット現象が発生しやすい。この不
具合の対策として定着ローラ表層の改質やクリーニング
機構１１２の設置、定着ローラ１０２の離型性を向上さ
せるために表層上に離型剤、例えばシリコーンオイル等
を供給するオイル塗布機構１１３の設置等がなされてい
る。

【０００７】一方、非接触式加熱定着装置においては、
熱源に面状ヒータを用いての対流加熱方式や、熱源に赤
外線ランプを用いての輻射加熱方式がある。図４は、従
来の対流加熱定着装置の断面図であって、１０１は面状
ヒータから成る熱源、１１０はその下面に装着された放
熱部材である。図４に示すような対流加熱方式において
は、熱伝達率を向上させるために、熱源１０１は転写材
１０８からわずかに離れた位置に設置する。そのため、
転写材１０８のカールや曲げ等によるジャムが発生して
も、転写材１０８が面状ヒータと圧着している放熱部材
１１０と接しないための安全部材及び機構を設ける必要
があるが、基本的に放熱部材１１０は転写材１０８が燃
えない程度の温度まで抑制させる。１００は転写材１０
８の搬送ガイドである。

【０００８】また、図５は、従来の輻射加熱定着装置の
断面図であって、図５に示すような輻射加熱装置におい
ては、熱源１０１である赤外線ランプ自体転写材１０８
を容易に燃えさせる高温となるため、転写材１０８から
必要以上の間隔を設けておく。１１１は熱反射板であ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の加熱定着装置に
おいては、接触式の場合、前述したようにローラ表面に
は熱容量が高い弾性部材が用いられているため、急速に
ローラ表面がトナー溶融定着温度まで上昇せずウォーム
アップタイムが１分以上長くなっている。また接触式で
あるために剥離性を向上させるためのオイル塗布機構や
クリーニング機構が必要でありコスト高である。さらに
高速化を図るためには定着ローラと加圧ローラの押圧に
よって形成されるニップを稼ぐためにローラ径が必要と
なり、そのため定着器サイズ大になっていた。

【００１０】一方、非接触式の場合、接触式とは異な
り、直接転写材に触れず転写材上のトナーを加熱し溶融
させて定着を行うもので、転写材と定着ローラの分離不
良やオフセット現象等の不具合は発生しないというメリ
ットがあるが、反面熱伝導率が非常に低い空気を媒体と
するため効率が悪く、トナーに良好な定着性を得るため
必要な熱量を付与するには熱源の温度を高温にする必要
があり、定着部で紙詰まりが発生した時、火災が発生し
やすい等安全性の問題がある。

【００１１】そこで本発明は、待機中の消費電力を低減
しつつ立ち上がり時間を短縮できるオンデマンド出力が
可能な画像形成装置における加熱定着装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の加熱定着装置は、現像転写手段により転写
材上にトナー像を形成し、このトナー像を熱により転写
材へ溶着させ画像形成する加熱定着装置であって、高出
力熱源を内包し熱源中心から放射状に拡散された熱線が
漏れることなく必ず衝突するように配置された羽部を有
し、少なくとも転写材の搬送方向に対する幅よりも長く
かつ羽部の回転に伴い熱源から羽部外部へ送風する送風
手段を、転写材からわずかに離れた位置に設けたもので
ある。

【００１３】この構成により、待機中の消費電力を低減
しつつ立ち上がり時間を短縮できるオンデマンド出力が
可能な画像形成装置における加熱定着装置を実現でき
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明は、現像転写手段により転
写材上にトナー像を形成し、このトナー像を熱により転
写材へ溶着させ画像形成する加熱定着装置であって、ハ
ロゲンランプのような高出力熱源を内包し熱源中心から
放射状に拡散された熱線が漏れることなく必ず衝突する
ように配置された羽部を有し、少なくとも転写材の搬送
方向に対する幅よりも長くかつ羽部の回転に伴い熱源か
ら羽部外部へ送風する送風手段を、転写材からわずかに
離れた位置に設けたものである。

【００１５】この構成により、待機中の消費電力を低減
しつつ立ち上がり時間を短縮できるオンデマンド出力が
可能な画像形成装置における加熱定着装置を実現でき
る。

【００１６】以下、本発明の一実施の形態について、図
面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態
における加熱定着装置の断面図、図２は同送風手段と熱
源を示した図である。

【００１７】図１において、感光体１０及び転写ローラ
１１等から構成される現像転写手段によってトナー像を
形成された転写材４は、搬送ガイド９及び断熱性部材の
ボックス７にならって定着器内へ搬送される。ボックス
７内には羽先が転写材面上より２ミリメートルから２０
ミリメートルの範囲内に到達し、かつ転写材面上より任
意の位置を中心に回転駆動する送風手段２が設けられて
いる。送風手段２の中心にはハロゲンランプのような高
出力の熱源１が転写材４からわずかに離れた位置に配置
されていて、転写材４の搬送方向に対する幅方向へ少な
くとも転写材４の幅より長く設ける。

【００１８】ハロゲンランプ成る熱源１から放射状に拡
散された熱線が図２に示すように、送風手段２外へ漏れ
ることないように羽部３が構成されていて、転写材４の
搬送方向に対する幅方向へ少なくとも熱源１よりも長く
設けている。また、送風手段２の羽部３は熱容量の低い
例えばアルミニウムのような部材から構成されており、
羽表面には熱交換をより効率的に行うために例えばセラ
ミックスのような部材を含んだコーティングを行う場合
もある。さらに、羽部３が転写材４の搬送方向に向かっ
て送風されるように送風手段２の中心から外部へ排出さ
れるような羽構成となっていて、仮に転写材４がカール
や曲げ等によって羽部３と接触しても、羽部３の回転及
び羽部３が停止している場合においては羽部３の湾曲形
状に沿って転写材４は排出方向へ送り出される。

【００１９】定着器の排出側には高熱容量の部材から構
成される排出ローラ対６が設けられており、転写材４の
定着器内への搬入及び定着外への排出を行う。送風手段
２によって流動した空気は、図１に示すようにボックス
７内に配されたダクト８によって再び送風手段２内へ送
り込まれる。現像転写手段から排出ローラ対６までの転
写材搬送距離が転写材４の搬送方向長さよりも大きい場
合は、転写材４のトナー５が付着していない裏面側に配
された搬送ガイド９を例えばベルトによる搬送手段を備
えた駆動ユニットを付加することで対応することができ
る。１２は、送風出口付近に設けられた温度検知手段で
ある。

【００２０】以上の構成により、印字出力信号が画像形
成装置へ送信されると、熱源１に電圧供給され加熱され
るとともに赤外線が放射し、赤外線と衝突吸収した送風
手段２の羽部３に蓄熱され、羽部３が回転することによ
り空気へ伝熱されると同時に転写材面に向けて送風され
る。送風出口付近には温度検知手段１２が設けてあり、
トナー５が溶融定着でき転写材４の発火温度以下となる
温度範囲１０５℃〜２５０℃内に送風された空気の温度
がなるように制御される。このとき空気から転写材４へ
の熱伝達率は１０Ｗ／ｍ²Ｋ以上あるいは風量が０．５
〜３．０ｍ³／ｍｉｎを満足し、転写材面上に付着して
いるトナー５は溶融定着するのに十分な熱の供給を受け
る。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、熱容量の
大きい部材を使わないので転写材面上へ急速に熱を供給
することが可能となり立ち上がり時間の短縮ができる。
また、そのため待機中の消費電力を低減することができ
低消費電力化にもなる。さらに、非接触にて熱を供給す
るので、従来のヒートローラ方式では必要であったオイ
ル塗布機構やクリーニング機構は不必要となり低コスト
化にも貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における加熱定着装置の
断面図

【図２】本発明の一実施の形態における加熱定着装置の
送風手段と熱源を示した図

【図３】従来のヒートローラ方式加熱定着装置の断面図

【図４】従来の対流加熱定着装置の断面図

【図５】従来の輻射加熱定着装置の断面図

【符号の説明】

１熱源２送風手段３羽部４転写材５トナー１０感光体１１転写ローラ１２温度検知手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像転写手段により転写材上にトナー像を
形成し、このトナー像を熱により転写材へ溶着させ画像
形成する加熱定着装置であって、高出力の熱源を内包し
熱源中心から放射状に拡散された熱線が漏れることなく
必ず衝突するように配置された羽部を有し、少なくとも
転写材の搬送方向に対する幅よりも長くかつ羽部の回転
に伴い熱源から羽部の外部へ送風する送風手段を転写材
からわずかに離れた位置に設けたことを特徴とする加熱
定着装置。