JP2001117392A

JP2001117392A - 定着装置

Info

Publication number: JP2001117392A
Application number: JP29262199A
Authority: JP
Inventors: Tetsuyoshi Onodera; 哲義小野寺; Naoki Kobayashi; 小林　　直樹; Koichi Tsukimoto; 光一月本
Original assignee: Katsuragawa Electric Co Ltd
Current assignee: Katsuragawa Electric Co Ltd
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 1999-10-14
Publication date: 2001-04-27

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】簡単な方法により定着装置の幅方向における
温度分布を一定のものとし、安定した定着温度を維持す
ることができる定着装置を提供することを課題とする。【解決手段】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、転写材の搬送方向と直交する方向に配置した
複数の面状ヒータ５と、面状ヒータ５から発生する熱を
転写材に送風する送風手段６とを有する定着装置におい
て、少なくとも一つの面状ヒータ５の長手方向のほぼ中
央に熱容量が大きく且つ面状ヒータ５の電気抵抗より低
い抵抗を有する熱保持部材１１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
風機６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、定着装置内の幅方向の温度分布にむらが
生じやすく、特に中央部と両端部との温度差が生じてし
まう。即ち、定着装置の幅方向における中央付近の温度
は、左右に位置する面状ヒータからの加熱により温度上
昇が速く、また、発生した熱は定着装置の両端側の壁面
から遠いために逃げることがなく熱の保持が良い。一
方、定着装置の両端部の温度は、一方が側壁であり、他
方に位置する面状ヒータによる加熱のみであるため、中
央部に比べて温度上昇が遅くなってしまう。また、定着
時においても側壁から熱が逃げやすく、熱の保持が良く
ない。特にＡ２以上の大判サイズを扱う画像形成装置に
おいて顕著である。

【０００５】上記した理由により、定着装置の立ち上げ
時および安定時においても中央部の温度が両端部に比べ
て高温となってしまう。このため、端部側に温度センサ
を設置して両端側の定着が良くなるように温度コントロ
ールすると、転写材の両端側の定着は良好となるが、定
着装置の中央部を通過する転写材の部分に温度が加わり
すぎて、良好な定着が行われず、転写材にしわが発生し
たり、転写材が焦げによって黄ばんでしまう。また、中
央部に温度センサを設けて中央付近の定着が良くなるよ
うに温度コントロールした場合、両端部が定着可能な温
度に達することができず、定着不良を起こしてしまう。

【０００６】そこで、発熱部材としての面状ヒータを幅
方向にいくつかのブロックに分け、それぞれの温度を検
知して制御する方法、あるいは面状ヒータを端部で密
に、中央部で疎になるように配置すれば良いが、装置が
複雑になったり部品点数が増えたりしてコストアップに
つながってしまうという問題を有する。

【０００７】本発明は、上記した問題点に鑑みてなされ
たものであり、簡単な方法により定着装置の幅方向にお
ける温度分布を一定のものとし、安定した定着温度を維
持することができる定着装置を提供することを課題とす
る。

【０００８】

【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、転写材の搬送方向と直交する方向に配置した
複数の面状ヒータと、該面状ヒータから発生する熱を前
記転写材に送風する送風手段とを有する定着装置におい
て、少なくとも一つの前記面状ヒータの長手方向のほぼ
中央に熱容量が大きく且つ前記面状ヒータの電気抵抗よ
り低い抵抗を有する熱保持部材を設けたことを特徴とす
る。

【０００９】また、前記熱保持部材が厚肉の金属板より
なることを特徴とする。

【００１０】更に、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、少なくとも一つの前記面状ヒータの長
手方向のほぼ中央に熱容量が大きく且つ前記面状ヒータ
の電気抵抗より低い抵抗を有する熱保持部材を設けたこ
とを特徴とする。

【００１１】更にまた、前記熱保持部材を支持する支持
部材が前記第１のカバー内に設けられていることを特徴
とする。

【００１２】このような構成において、定着装置の立ち
上がり時に両端側に位置する面状ヒータ付近がまず昇温
する。次いで熱保持部材に熱が蓄積され定着装置内の幅
方向の温度分布が均一となる。その後画像形成を行って
転写材を通過させて定着させると、熱保持部材の熱容量
が大きいため中央部付近の温度が急激に低下することな
く均一な温度分布となるように制御される。

【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
略側断面図を示し、図２に図１の矢印Ａ方向から見た定
着装置の概略平面図を示す。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１０
ａ、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７
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。更に好ましくは、送風の強さが面状ヒ
ータ５の発熱量より上回るように面状ヒータ５の周辺の
熱を奪ってしまうと面状ヒータ５が冷却され温度コント
ロールが困難となる。このため面状ヒータ５が過度に冷
却されないような風量で環流させることが望ましい。

【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】面状ヒーター５はリボン状ニクロム箔の帯
状のヒータよりなり、少なくとも一つの面状ヒータ５の
長手方向のほぼ中央に熱容量が大きく且つ面状ヒータ５
の電気抵抗より低い抵抗を有する熱保持部材１１が設け
られている。その一例を図３に示す。図３は面状ヒータ
に熱保持部材が設けられている状態を示す概略斜視図で
あり、送風機６からの送風を安定させるために熱保持部
材１１の高さを面状ヒータ５とほぼ同じ高さとしている
が、これに限定されることはなく異なる高さとしても良
い。

【００１９】熱保持部材１１は、それ自体では加熱しな
い電気抵抗を有するものが好ましいが、面状ヒータ５の
加熱温度より低くなるような電気抵抗を有していても良
い。即ち、面状ヒータ５から発生する熱を熱保持部材１
１が蓄熱し、転写材の幅方向の温度分布を均一にするよ
うに作用すれば良い。

【００２０】また、熱保持部材１１は、面状ヒータ５か
ら生ずる熱を蓄熱するために肉厚であることが好まし
い。熱保持部材１１の厚みが厚すぎると面状ヒータ５の
熱を蓄熱するのに時間がかかり、また熱保持部材１１の
厚みが薄すぎると熱保持が少なく安定性が乏しくなって
しまう。このため、定着装置のサイズにもよるが蓄熱性
を考慮すると０．５〜４ｍｍの厚みのものが好ましい。
更に１．０〜３ｍｍの厚みが好ましく、実施例において
は１．３ｍｍの熱保持部材を用いている。

【００２１】熱保持部材１１の材料としては、ステンレ
ス、銅、アルミニウムなどの金属板が好適に用いられ、
金属板と面状ヒータ５とをリベット止めして固定してい
る。また、耐熱性の導電性樹脂やセラミックなどが用い
られる。熱保持部材１１の固定はこの他ねじ止めなどで
行っても良い。更に、熱保持部材１１の蓄熱量が少なく
厚みが足りなかった場合には熱保持部材の表面に更に別
の熱保持部材１１を追加して設けても良い。

【００２２】面状ヒータ５もしくは熱保持部材１１を設
けた面状ヒータ５の両端は定着装置１の両面側に設けた
耐熱絶縁部材１３により取り付けられている。更に、面
状ヒータ５の保持が確実となるように熱保持部材を第１
のカバー内に設けた支持部材１４に支持している。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。

【００２３】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１７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。

【００２４】図２は、定着装置１の幅方向に張り渡され
た面状ヒータ５と、送風手段としての送風機６との配置
状態を示しており、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。

【００２５】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、および熱保持部材をカバー内
で確実に支持するため、支持部材１４が設けられてい
る。支持部材１４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。支持部材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。

【００２６】実施例において面状ヒータ５は、圧延され
たニクロム箔が好適に使用され、幅４０ｍｍ、厚さ０．
０３５ｍｍ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。

【００２７】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。

【００２８】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
さがり転写材の発火や発煙を生じることがない。

【００２９】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。

【００３０】熱保持部材１１は、定着装置１内の転写材
の搬送方向における温度分布が定着装置の転写材の入口
１５から出口１７に向かって高くなるように配置するこ
とが望ましい。これにより定着装置１の入口付近の温度
が低く、転写材の出口に向かうに従って温度が高くなる
分布が形成される。こうして転写材上に担持されたトナ
ーを急激な温度上昇させることなく除々に溶融して転写
材上に密着させ、必要最小限の熱量で転写材上に定着さ
せることができる。

【００３１】熱保持部材１１を設けた面状ヒータの数に
ついては限定はなく、定着装置のサイズや形状により適
宜に選択することができる。例えば、図２に示すように
面状ヒータと、熱保持部材１１を設けた面状ヒータとを
交互に並べても良い。また、ヒータ同士の間隔は図２に
示すように均等であるが、これに限定することはない。

【００３２】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。

【００３３】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。立ち上げ時には熱保持部
材が発熱しないために中央部付近は低い温度であるが、
除々に面上ヒータからの熱を蓄熱して温度上昇して転写
材の幅方向に対して均一な温度分布となる。また、転写
材の入口付近に熱保持部材を設けた面状ヒータを多く配
置することにより転写材の進行方向に対しては除々に高
くなるような温度分布になる。あるいは常時通電および
送風を行っても良い。

【００３４】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する。

【００３５】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。尚、図１に示すように並列した
面状ヒータの配置で説明したが、これに限定されること
はなく図４に示す面状ヒータの配置であっても良く、こ
のヒータの配置で熱保持部材が設けられた面状ヒータを
少なくとも一つ適宜に配置することにより同様の効果を
得ることができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明の定着装置は、面状ヒータのほぼ
中央部に熱保持部材を設けるという簡単な構成により転
写材の幅方向に亘って均一な温度分布を有する定着装置
を得ることができる。また、熱保持部材が肉厚であるた
め蓄熱性が良く、連続して画像形成が行われても直ぐに
中央部付近の温度が低下することなく、安定した定着を
行うことができる。

【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】図１の矢印Ａ方向から見た定着装置の概略平
面図。

【図３】面状ヒータに熱保持部材が設けられている状
態を示す斜視図。

【図４】従来の定着装置を示す概略側断面図。

【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送風口８ａ、８ｂ開口９排出ローラ１０ａ、１０ｂ線状部材１１熱保持部材１２レール１３耐熱絶縁部材１４支持部材１５入口１７出口１８駆動ローラ１９従動ローラ２０モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【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、転写材の搬送方向と直交する方向に配置した
複数の面状ヒータと、該面状ヒータから発生する熱を前
記転写材に送風する送風手段とを有する定着装置におい
て、少なくとも一つの前記面状ヒータの長手方向のほぼ
中央に熱容量が大きく且つ前記面状ヒータの電気抵抗よ
り低い抵抗を有する熱保持部材を設けたことを特徴とす
る定着装置。
【請求項２】前記熱保持部材が厚肉の金属板よりなる
ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】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、少なくとも一つの前記面状ヒータの長手方
向のほぼ中央に熱容量が大きく且つ前記面状ヒータの電
気抵抗より低い抵抗を有する熱保持部材を設けたことを
特徴とする定着装置。
【請求項４】前記熱保持部材が厚肉の金属板よりなる
ことを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【請求項５】前記熱保持部材を支持する支持部材が前
記第１のカバー内に設けられていることを特徴とする請
求項４乃至６いずれか記載の定着装置。