JP2001166622A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱ローラの端部部分を均一に冷却できる定
着装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 ファン(送風手段)８０１と、一方の端部
がファン８０１の送風口に接続され、他方の端部側が第
１の風路８１１、第２の風路８１２からなる二又状に分
かれ、第１の風路８１１の第１の開口８０２が加熱ロー
ラ９１の回転軸方向の一方の端部側の表面近傍に、第２
の風路８１２の第２の開口８０３が加熱ローラ９１の回
転軸方向の他方の端部の表面近傍にそれぞれ位置し、フ
ァン８０１からの風を加熱ローラ９１表面へ案内するダ
クト８０７と、ダクト８０７内部に風路を分割するリブ
８２１,８２２とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱ローラと、該
加熱ローラに圧接する加圧ローラとを有し、これら加熱
ローラ,加圧ローラ間にトナー画像が転写された転写材
を通過させ、前記トナー画像を前記転写材に熱定着する
定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来の定着装置の構成図であ
る。図において、定着装置１０００は、内部に回転軸方
向に延びる加熱手段１００１を有した加熱ローラ１００
３と、加熱ローラ１００３に圧接する加圧ローラ１００
５とを有しており、これら加熱ローラ１００３,加圧ロ
ーラ１００５間にトナー画像が転写された転写材を通過
させ、トナー画像を転写材に熱定着するものである。

【０００３】このような構成の定着装置がセンター基準
である場合、例えば、A4R等の小サイズ幅の転写材を連
続して定着すると、加熱ローラの回転軸方向の両端部分
の温度が上昇し、加熱ローラ１００３のコーティングや
軸受に悪い影響を与えるので、加熱ローラ１００３の両
端部分を冷却する冷却手段１１００を設けている。

【０００４】図に示す冷却手段１１００は、加熱ローラ
１００３の回転軸と略直行し、加熱ローラ１００３の幅
方向の略中心を通る線上に設けられた送風手段と１１０
１と、一方の端部が送風手段１１０１の送風口に接続さ
れ、他方の端部側が二又に分かれ、二又のうちの一方の
端部側の第１の開口１１０３が加熱ローラ１００３の回
転軸方向の一方の端部側の表面近傍に、他方の端部側の
第２の開口１１０５が加熱ローラ１００３の回転軸方向
の他方の端部の表面近傍にそれぞれ位置し、送風手段１
１０１からの風を加熱ローラ１００３表面へ案内するダ
クト１１０７とからなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成の定
着装置１０００の冷却手段１１００においては、図８に
示すように、各開口部１１０３,１１０５において、開
口部の外側が急に風速が速くなる風速分布となるので、
加熱ローラ１００３の各端部部分を均一に冷却できない
問題点がある。

【０００６】又、加熱ローラ１００３に、その回転軸方
向において両端部分を主に加熱する第１の加熱手段と、
回転軸方向において中央部分を主に加熱する第２の加熱
手段とを設け、第１の加熱手段と第２の加熱手段との重
複加熱部分に、加熱ローラ表面の温度を検出する温度検
出手段(例えば、サーモスタット)を設ける場合がある。

【０００７】第１の加熱手段と第２の加熱手段との重複
加熱部分はダクトの開口の内側部分にある。よって、図
８において第２の開口の100mmのあたりにサーモスタッ
トを設けた場合、サーモスタットに対向する加熱ローラ
部分に当たる風の風速が遅く、ダクトの開口に対向する
加熱ローラの大部分の温度は充分に低いのに、サーモス
タットが過敏に応動してしまう場合がある。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、加熱ローラの端部部分を均一に冷却
できる定着装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１記載の発明は、加熱ローラと、該加熱ローラに圧接
する加圧ローラとを有し、これら加熱ローラ,加圧ロー
ラ間にトナー画像が転写された転写材を通過させ、前記
トナー画像を前記転写材に熱定着する定着装置であっ
て、送風手段と、一方の端部が前記送風手段の送風口に
接続され、他方の端部側が第１の風路、第２の風路から
なる二又状に分かれ、前記第１の風路の第１の開口が前
記加熱ローラの回転軸方向の一方の端部側の表面近傍
に、前記第２の風路の第２の開口が前記加熱ローラの回
転軸方向の他方の端部の表面近傍にそれぞれ位置し、前
記送風手段からの風を前記加熱ローラ表面へ案内するダ
クトと、前記ダクト内部に設けられ、風路を分割するリ
ブとを設けたことを特徴とする定着装置である。

【００１０】ダクト内部に風路を分割するリブを設けた
ことにより、各開口から出る風の風速分布がリブがない
場合に比べて平準化され、加熱ローラの端部部分を均一
に冷却できる。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の前記送風手段は、前記加熱ローラの回転軸と略直行
し、前記加熱ローラの幅方向の略中心を通る線上に設け
られ、前記ダクトは、略Y字形をなすことを特徴とする
定着装置である。

【００１２】前記送風手段は、前記加熱ローラの回転軸
と略直行し、前記加熱ローラの幅方向の略中心を通る線
上に設けられ、前記ダクトは、略Y字形をなすことによ
り、第１の開口からでる風のトータル風量と、第２の開
口からでる風のトータル風量とが略等しくなり、加熱ロ
ーラの両端部部分を均一に冷却できる。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明の前記送風手段は、前記加熱ローラの回転軸方向の他
方の端部側に設けられ、前記ダクトは、略F字形をな
し、前記加熱ローラの一方の端部部分へ風を案内する第
１の風路の断面積を前記第２の風路の段面積より広くな
るように設定したことを特徴とする定着装置である。

【００１４】前記送風手段は、前記加熱ローラの回転軸
方向の他方の端部側に設けられ、前記ダクトは、略F字
形をなし、前記加熱ローラの一方の端部部分へ風を案内
する第１の風路の断面積を前記第２の風路の段面積より
広くなるように設定したことにより、第１の開口からで
る風のトータル風量と、第２の開口からでる風のトータ
ル風量とが略等しくなり、加熱ローラの両端部部分を均
一に冷却できる。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項２記載の発
明の発明の前記加熱ローラに、その回転軸方向において
両端部分を主に加熱する第１の加熱手段と、前記回転軸
方向において中央部分を主に加熱する第２の加熱手段と
を設け、前記第１の加熱手段と前記第２の加熱手段との
重複加熱部分に、前記加熱ローラ表面の温度を検出する
温度検出手段を設け、更に、該温度検出手段の外側近傍
に前記リブを配したことを特徴とする定着装置である。

【００１６】温度検出手段の外側近傍に前記リブを配し
たことにより、温度検出手段に対向する加熱ローラ表面
に当たる風の風速が速くなり、温度検出手段に対向する
加熱ローラ部分の温度が低くなり、温度検出手段の過敏
な応動がなくなる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に図面を用いて本発明の実施の
形態例を説明する。 ＜第１の実施の形態例＞ (全体構成)最初に、図３を用いて、本実施の形態例の定
着装置が設けられた画像形成装置の全体構成を説明す
る。

【００１８】図において、画像形成装置１は、自動原稿
搬送装置(通称ADF)Aと、自動原稿搬送装置Aにより搬送
される原稿の画像を読み取るための原稿画像読取部B
と、読み取った原稿画像を処理する画像制御部Cと、画
像処理後のデータに従って、感光ドラムからなる像担持
体１０上に書込みを行なう書込みユニット１２を含む書
込み部Dと、像担持体１０及びその周囲に帯電電極１４,
磁気ブラシ型現像装置からなる現像手段１６,転写電極
１８,分離電極２０,クリーニング手段２１等の画像形成
手段を含む画像形成部Eと、転写材(以下、記録紙とい
う)Pを収容するトレイ等の複数の用紙収容手段(以下、
給紙トレイ又はトレイという)２２,２４のための収納部
F等を有している。

【００１９】自動原稿搬送装置Aは、原稿載置台26と、
ローラR1を含むローラ群及び原稿の移動通路を適宜切り
替えるための切替手段を含む原稿搬送処理部２８を主要
素とする。

【００２０】原稿画像読取部Bは、原稿ガラスGの下にあ
り、光路長を保って往復移動できる二つのミラーユニッ
ト３０,３１、固定の結像レンズ(以下、レンズという)
３３、ライン状の撮像素子(以下、CCDという)３５等か
らなり、書込み部Dはレーザ光源４０、ポリゴンミラー
(偏光器)４２等からなる。

【００２１】自動原稿搬送装置Aは、従来の自動原稿搬
送装置と構成上の相違はあるものの原理はそのものは公
知であり、又、原稿画像読取部B、書込み部D、画像処理
手段(像担持体１０上にトナー画像を形成し、かつ、シ
ート上にトナー画像を転写させる手段)を備えた画像形
成装置及び画像形成プロセスはよく知られているので、
その説明は簡略に行なう。

【００２２】尚、転写電極１８の手前側に示すR10はレ
ジストローラであり、分離電極の下流側に示すHは定着
装置(詳細は後述する)であり、加熱ローラ９１とこの加
熱ローラ９１に圧接する加圧ローラ９２とを備えてお
り、加熱ローラ９１と、加圧ローラ９２との間にトナー
画像が転写された記録紙Pが定着することにより、トナ
ー画像が記録紙P上に熱定着される。

【００２３】上記構成において、像担持体１０上にトナ
ー画像を形成し、シート上の転写させた後、排紙トレイ
に排紙するプロセスは、以下のとおりである。尚、本明
細書では、転写電極がある転写領域を画像記録部という
場合がある。

【００２４】原稿載置台２６上に載置される原稿(図示
せず)の一枚が原稿搬送処理部２８中で搬送され、ロー
ラR1の下を通過中に、露光手段Lによるスリット露光が
行なわれる。

【００２５】尚、本実施の形態例では、原稿載置台２６
上に載置される原稿はセンター基準としている。原稿か
らの反射光は、固定位置にあるミラーユニット３０,３
１及びレンズ３３を経て、CCD上に結合され、読み取ら
れる。

【００２６】原稿画像読取部Bで読み取られた画像情報
は、画像処理手段により処理され、符号化されて画像制
御基板C上にあるメモリに格納される。画像データは、
画像形成に応じて呼び出され、当該画像データに従って
書込み部Dにおけるレーザ光源４０が駆動され、像担持
体１０上に露光が行なわれる。

【００２７】この露光に先立ち、矢印方向(反時計方向)
に回転する像担持体１０は、帯電電極１４のコロナ放電
により所定の表面電位が付与されているが、露光により
露光部の電位が露光量に応じて減じ、結果として、画像
データに応じた静電潜像が像担持体１０上に形成され
る。

【００２８】静電潜像は、現像手段１６により反転現像
され、可視像(トナー像)とされる。一方、像担持体１０
上のトナー像の先端部が転写領域に到達する前に、例え
ば、給紙トレイ２２内の一枚のシートPが給紙搬送され
て、レジストローラR10に到達し、先端規制されてい
る。

【００２９】シートPはトナー像、即ち、像担持体１０
上の画像領域と重畳するように、同期をとって回転を開
始するレジストローラR10により転写領域に向けて搬送
される。

【００３０】転写領域において、像担持体１０上のトナ
ー像は、転写電極の付勢によりシートP上に転写され
て、次いで、シートPは分離電極２０の付勢により像担
持体１０から分離される。

【００３１】その後、定着装置Hの加熱,加圧により、ト
ナー像を形成するトナー粉末はシートP上に溶融定着さ
れ、シートPは排紙通路７８及び排紙ローラ７９を介し
て排紙トレイT上に排紙される。 (定着装置)定着装置Hの構成を図１及び図２を用いて詳
細に説明する。図１は定着装置の側面図、図２は図１の
X方向からみた構成図である。

【００３２】図１において、１９１は両端面が開放され
た加熱ローラ９１の円筒状の芯金(ローラ基体)である。
この芯金１９１の外周面には、離型性層１９４が形成さ
れている。

【００３３】本実施の形態例では、芯金１９１の材質は
アルミニウム、鉄のうちのいずれか、離型性層１９４の
材質としてはPFA(テトラフルオロエチレン/パーフルオ
ロアルキルビニルエーテル共重合体),四フッ化エチレン
等の離型性の良い樹脂とした。

【００３４】更に、芯金１９１の肉厚を2.0mm以下、離
型性層１９４の膜厚を約20μmとし、薄肉構造とした。
加熱ローラ９１の内部には、断面において、回転軸Oを
挟んで一方の側には第1の加熱手段としての第1のハロゲ
ンヒータランプ２１０が、他方の側には、第2の加熱手
段としての第2のハロゲンヒータランプ２２０が設けら
れている。

【００３５】そして、加熱ローラ９１と加圧ローラ９２
とで、シートPは矢印R方向に挟持搬送される。図２に示
すように、第1のハロゲンヒータランプ２１０は、加熱
ローラ９１の回転軸方向において両端部分(L1)を主に加
熱し、第2のハロゲンヒータランプ２２０は、加熱ロー
ラ９１の回転軸方向において中央部分(L2)を主に加熱す
るようになっている。

【００３６】加圧ローラ９２は、発泡シリコンゴムの円
周面にPFAチューブをかぶせた構造であり、表面硬度(ア
スカーC硬度)を35〜75とした。加圧ローラ９２はスプリ
ング９０の付勢力でもって、加熱ローラ９１を総荷重49
〜245Nで押圧することにより、加圧ローラ９２と、加熱
ローラ９１との間のニップ圧は19600Pa〜196000Paとな
り、ニップ通過時間は20〜40msecとしている。

【００３７】本実施の形態例の定着装置Hには、図２に
示すように、第１のハロゲンヒータランプ２１０と第２
のハロゲンヒータランプ２２０との重複加熱部分には、
加熱ローラ９１の表面温度が所定の温度以上となったら
応動する温度検出手段としてのサーモスタット３５０を
設けている。

【００３８】又、加熱ローラ９１の両端部分を冷却する
冷却手段８００が設けられている。図に示す冷却手段８
００は、加熱ローラ９１の回転軸と略直行し、加熱ロー
ラ９１の幅方向の略中心を通る線上に設けられた送風手
段としてのファン８０１と、一方の端部がファン８０１
の送風口に接続され、他方の端部側が第１の風路８１
１、第２の風路８１２からなる二又状に分かれ、第１の
風路８１１の第１の開口８０２が加熱ローラ９１の回転
軸方向の一方の端部側の表面近傍に、第２の風路８１２
の第２の開口８０３が加熱ローラ９１の回転軸方向の他
方の端部の表面近傍にそれぞれ位置し、ファン８０１か
らの風を加熱ローラ９１表面へ案内する略Y字形のダク
ト８０７とからなっている又、ダクト８０７の第１の風
路８１１,第２の風路８１２内部には、各風路を分割す
るリブ８２１,８２２が設けられている。

【００３９】更に、第２の風路８１２のリブ８２２の位
置は、サーモスタット３５０の外側近傍となるようにし
た。上記構成によれば、以下のような効果を得ることが
できる。

【００４０】(1) ダクト８０７内部に風路を分割するリ
ブ８２１,８２２を設けたことにより、図４に示すよう
に、リブを設けていない図８に比べ各開口部８０２,８
０３での風速が平準化され、加熱ローラ９１の端部部分
を均一に冷却できる。

【００４１】(2) ファン８０１は、加熱ローラ９１の回
転軸と略直行し、加熱ローラ９１の幅方向の略中心を通
る線上に設けられ、ダクト８０７は、略Y字形をなすこ
とにより、第１の開口８０２からでる風のトータル風量
と、第２の開口８０３からでる風のトータル風量とが略
等しくなり、加熱ローラ９１の両端部部分を均一に冷却
できる。

【００４２】(3) サーモスタット３５０の外側近傍にリ
ブ８２２を配したことにより、図４に示すように、サー
モスタット３５０に対向する加熱ローラ９１表面に当た
る風の風速が速くなり、サーモスタット３５０に対向す
る加熱ローラ９１部分の温度が低くなり、サーモスタッ
ト３５０の過敏な応動がなくなる。 ＜第２の実施の形態例＞第２の実施の形態例を説明する
図５を用いて説明する。尚、本実施の形態例と、第１の
実施の形態例との相違点は、定着装置の冷却手段であ
り、他の部分は、第1の実施の形態例と同一であるの
で、同一部分には、同一符号を付し、重複する説明は省
略する。

【００４３】図において、送風手段としてのファン９０
１は、加熱ローラ９１の回転軸方向の他方の端部側に設
けられている。ダクト９１１は、略F字形をなし、ファ
ン９０１から離れた加熱ローラ９１の一方の端部部分へ
風を案内する第１風路９２１の断面積をファン９０１に
近い加熱ローラ９１の他方の端部部分へ風を案内する第
２の風路９２２の段面積より広くなるように設定してい
る。

【００４４】尚、本実施の形態例では、第１の風路９２
１の断面積:第２の風路９２２の段面積=2:1とした。
又、ダクト９１１の第１の風路９２１内には、風路を三
分割するリブ９３１,９３２が設けられ、第２の風路９
２２内には、風路を三分割するリブ９３３,９３４が設
けられている。

【００４５】上記構成によれば、以下のような効果を得
ることができる。 (1) ダクト９１１の第１の風路９２１の内部に風路を分
割するリブ９３１,９３２を設け、第２の風路９２２内
には、風路を分割するリブ９３３,９３４を設けたこと
により、第１の風路９２１の第１の開口９２３,第２の
風路９２２の第２の開口９２４から出る風の風速分布が
リブがない場合に比べて平準化され、加熱ローラ９１の
端部部分を均一に冷却できる。

【００４６】(2) 送風手段としてのファン９０１は、加
熱ローラ９１の回転軸方向の他方の端部側に設け、ダク
ト９１１は、略F字形をなし、ファン９０から離れた加
熱ローラ９１の一方の端部部分へ風を案内する第１の風
路９２１の断面積をファン９０１に近い加熱ローラ９１
の他方の端部部分へ風を案内する第２の風路９２２の段
面積より広くなるように設定した。

【００４７】図６(a)は、第１の風路９２１と第２の風
路９２２との断面積を同じとした場合、図６(b)は第１
の風路９２１の断面積:第２の風路９２２の段面積=2:1
とした場合の、第１の開口９２３及び第２の開口９２４
での風速分布を示す図である。これらの図からも分かる
ように、第１の開口９２３及び第２の開口９２４での風
速分布が略等しくなり、即ち、第１の開口９２３からで
る風のトータル風量と、第２の開口９２４からでる風の
トータル風量とが略等しくなり、加熱ローラ９１の両端
部部分を均一に冷却できる。

【００４８】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１記載の発明
によれば、ダクト内部に風路を分割するリブを設けたこ
とにより、各開口から出る風の風速分布が、リブがない
場合に比べて平準化され、加熱ローラの端部部分を均一
に冷却できる。

【００４９】請求項２記載の発明の発明によれば、前記
送風手段は、前記加熱ローラの回転軸と略直行し、前記
加熱ローラの幅方向の略中心を通る線上に設けられ、前
記ダクトは、略Y字形をなすことにより、第１の開口か
らでる風のトータル風量と、第２の開口からでる風のト
ータル風量とが略等しくなり、加熱ローラの両端部部分
を均一に冷却できる。

【００５０】請求項３記載の発明によれば、前記送風手
段は、前記加熱ローラの回転軸方向の他方の端部側に設
けられ、前記ダクトは、略F字形をなし、前記加熱ロー
ラの一方の端部部分へ風を案内する第１の風路の断面積
を前記第２の風路の段面積より広くなるように設定した
ことにより、第１の開口からでる風のトータル風量と、
第２の開口からでる風のトータル風量とが略等しくな
り、加熱ローラの両端部部分を均一に冷却できる。

【００５１】請求項４記載の発明によれば、温度検出手
段の外側近傍に前記リブを配したことにより、温度検出
手段に対向する加熱ローラ表面に当たる風の風速が速く
なり、温度検出手段に対向する加熱ローラ部分の温度が
低くなり、温度検出手段の過敏な応動がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第1の実施の形態例の定着装置の側面図であ
る。

【図２】図１のX方向からみた構成図である。

【図３】実施の形態例の定着装置が設けられた画像形成
装置の全体構成を説明する図である。

【図４】第１の実施の形態例の効果を説明する図であ
る。

【図５】第２の実施の形態例の定着装置の側面図であ
る。

【図６】第２の実施の形態例の効果を説明する図であ
る。

【図７】従来の定着装置の構成図である。

【図８】従来の定着装置の問題点を説明する図である。

【符号の説明】

９１ 加熱ローラ ９２ 加圧ローラ ８０１ ファン(送風手段) ８０２ 第１の開口 ８０３ 第２の開口 ８１１ 第１の風路 ８１２ 第２の風路 ８２１,８２２ リブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大友 直樹 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 AA03 BA29 BA32 BB01 BB18 BB28 2H071 DA12 EA04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱ローラと、該加熱ローラに圧接する
   加圧ローラとを有し、これら加熱ローラ,加圧ローラ間
   にトナー画像が転写された転写材を通過させ、前記トナ
   ー画像を前記転写材に熱定着する定着装置であって、 送風手段と、 一方の端部が前記送風手段の送風口に接続され、他方の
   端部側が第１の風路、第２の風路からなる二又状に分か
   れ、前記第１の風路の第１の開口が前記加熱ローラの回
   転軸方向の一方の端部側の表面近傍に、前記第２の風路
   の第２の開口が前記加熱ローラの回転軸方向の他方の端
   部の表面近傍にそれぞれ位置し、前記送風手段からの風
   を前記加熱ローラ表面へ案内するダクトと、 前記ダクト内部に設けられ、風路を分割するリブとを設
   けたことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記送風手段は、前記加熱ローラの回転
   軸と略直行し、前記加熱ローラの幅方向の略中心を通る
   線上に設けられ、 前記ダクトは、略Y字形をなすことを特徴とする請求項
   １記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記送風手段は、前記加熱ローラの回転
   軸方向の他方の端部側に設けられ、 前記ダクトは、略F字形をなし、前記加熱ローラの一方
   の端部部分へ風を案内する第１の風路の断面積を前記第
   ２の風路の段面積より広くなるように設定したことを特
   徴とする請求項１記載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記加熱ローラに、その回転軸方向にお
   いて両端部分を主に加熱する第１の加熱手段と、前記回
   転軸方向において中央部分を主に加熱する第２の加熱手
   段とを設け、 前記第１の加熱手段と前記第２の加熱手段との重複加熱
   部分に、前記加熱ローラ表面の温度を検出する温度検出
   手段を設け、 更に、該温度検出手段の外側近傍に前記リブを配したこ
   とを特徴とする請求項２記載の定着装置。