JP3291140B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、複写機、デジタル複
合機、レ−ザ−プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装
置に用いられる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、定着装置の構成を示す斜視図
である。定着ヒートロール１は、一対の側板１２の支持
孔１２ａにブッシュ５を介して支持され、その外周面に
はサーミスター４、クリーニングパッド１４、分離爪１
３が設けられている。加圧ロール３は定着ヒートロール
１に圧接するように設けられ、その両端部は軸受１５で
支持され定着ヒートロール１に連れ回り可能になってい
る。該軸受１５は一対の側板１２の長孔１２ｂに嵌合さ
れ、定着ヒートロール１の方向へ可動可能になってい
る。加圧レバー１６は前記加圧ロール３を前記定着ヒー
トロール１の方向に付勢力を与えるもので、前記側板１
２に備えられている。分離爪１３は、定着ヒートロール
１と記録紙の分離を行なうためのもので、バネ部材１７
により矢印Ａ方向に付勢されている。クリーニングパッ
ト１４は定着ヒートロール１の表面上に付着したトナ
ー、紙粉等による汚れを除去させるもので図示しない手
段で支持されている。矢印Ｂは定着ヒートロールの回転
方向を示す。

【０００３】図１２は定着装置の要部構成図を示す。前
記定着ヒートロール１には加熱可能なランプヒータ２が
内蔵され、該定着ヒートロール１の表面層まで一様に熱
伝達する。前記定着ヒートロール１と前記加圧ロール３
は、そのロール間に記録紙Ｐを挾持加圧し、かつ搬送し
ながら、記録紙上にあるトナー画像を熱定着させる。サ
ーミスター４は定着ヒートロール１の定着可能温度を検
知するためのものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、定着
ヒートロールはその長手方向の両端部で支持部材に支持
されているため、加熱された定着ヒートロールは、その
両端部から熱が逃げやすく、該両端部の温度が中央部よ
りも低い状態になっていた。そのため記録紙上のトナー
画像を定着する際に、記録紙幅方向の両端側で十分な定
着が得られなかった。このため定着ヒートロールの加熱
を全体的に上昇させると、定着ヒートロールの両端部を
支持している周辺部材が熱伝達で昇温し高熱となるた
め、耐熱性の部材を考慮しなければならない。また部材
の反りや延びによる位置精度の狂いが生じ、定着機能の
低下や故障の原因ともなっていた。

【０００５】本発明は、記録紙両端部において十分な定
着のトナー画像を得ると共に、定着ヒートロールを支持
する周辺部材の熱による不具合を防ぐ定着装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明の定着装置は、定着ヒートロー
ルの両端部の外周面を摺動回転可能に支持するブッシュ
に、前記定着ヒートロール両端部の熱降下を低減させる
中抜き孔を設けたことを特徴とする。

【０００７】

【０００８】

【０００９】また請求項２に係る発明の定着装置は、定
着ヒートロールの側端部に設けた該定着ヒートロールを
回転駆動する駆動伝達ギアに、前記定着ヒートロール側
端部の熱降下を抑える複数の中抜き孔を設けたことを特
徴とする。

【００１０】

【００１１】また請求項３に係る発明の定着装置は、定
着ヒートロールの両端の外周面を摺動回転可能に支持す
るブッシュの内径側に突起を形成すると共に、その突起
と前記定着ヒートロールとの間に、耐摩耗性で前記定着
ヒートロール両端部の熱降下を低減させる部材を設けた
ことを特徴とする。

【００１２】また請求項４に係る発明の定着装置のブッ
シュは、請求項３の内径側の突起先端を凸型曲面状にし
たことを特徴とする。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【作用】前記請求項１記載の構成によれば、定着ヒート
ロールの両端部外周面を摺動回転可能に支持するブッシ
ュに中抜き孔を設けることにより、該中抜き孔によって
ブッシュ自体の熱伝達抵抗が増大され、内部加熱により
熱伝達された前記定着ヒートロールの外周両端部の熱
を、前記ブッシュを通し側板方向に熱伝達されにくいよ
うにさせた。これにより前記定着ヒートロールの両端部
における熱降下が低減できる。

【００１７】

【００１８】

【００１９】前記請求項２記載の構成によれば、定着ヒ
ートロールの側端部に設けた該定着ヒートロールを回転
駆動させる駆動伝達ギアに中抜き孔を設けることによ
り、該中抜き孔によって駆動伝達ギア自体の熱伝達抵抗
が増大し、内部加熱により熱伝達された前記定着ヒート
ロール側端部の熱量を、前記駆動伝達ギアから他の連結
系に伝わりにくいようにでき、前記定着ヒートロールの
側端部における熱降下を低減できる。

【００２０】

【００２１】前記請求項３記載の構成によれば、定着ヒ
ートロールの両端部外周面を摺動回転可能に支持するブ
ッシュの内径側に突起を形成すると共に、その突起と前
記定着ヒートロールとの支持面に、耐摩耗性で熱伝達抵
抗の高い部材を設けたことにより、前記突起の摩耗が防
止でき、かつその前記部材は別部材であるためその分の
熱伝達抵抗が増す。よって前記定着ヒートロールの両端
部における熱降下を低減できる。

【００２２】前記請求項４記載の構成によれば、ブッシ
ュ内径の突起先端を凸型曲面状に形成させたので、定着
ヒートロールの両端部支持面との接触面積が小さくなり
熱伝達抵抗が増す。これにより、前記定着ヒートロール
の両端部における熱が前記ブッシュに伝わりにくくな
り、前記ブッシュを介して逃散する熱量が抑えられる。

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２７】図１は本発明の第１実施例に係る定着ヒー
トロールと軸受手段の構成を示す。１は定着ヒートロー
ルを示す。この定着ヒートロール１は、アルミ、鉄、ス
テンレス等の材質から成り、ハロゲンランプヒータ２を
内蔵している。この定着ヒートロール１の両端部は、軸
受手段であるブッシュ５によって支持されている。５は
耐熱性有機材料からなる樹脂製のブッシュで、このブッ
シュ５には中抜き孔５ａが複数、該ブッシュ５の円周に
沿って配列されている。これによりブッシュ５自体の強
度の確保を得ている。

【００２８】定着の動作時には、定着ヒートロール１
は、内部のハロゲンランプヒータ２により加熱され、そ
の熱は表面層である外周面に一様に熱伝達される。この
とき、定着ヒートロール１の両端部がブッシュ５によっ
て支持されているので、前記両端部の熱は、前記ブッシ
ュ５を伝わり側板１２とその各接触部へと熱伝達してい
く。このため前記定着ヒートロールの両端部では、熱量
が降下することになるが、前記ブッシュ５に中抜き孔５
ａを形成させているので、その分、空隙が形成でき、か
つ熱伝達抵抗となるため、該ブッシュ５から側板１２及
び他の接触部への熱伝達がしにくくなり、熱伝達抵抗が
増すことになる。したがって前記定着ヒートロール１両
端部の熱降下を低減させることができる。

【００２９】図２に本発明の第２実施例を示す。定着ヒ
ートロール１を支持する軸受手段のブッシュ７は、その
内径側に突起７ａを内径円周に沿って複数設けている。
これにより前記定着ヒートロール１との安定保持を得て
いる。

【００３０】定着の動作時には、前記第１実施例と同様
に、定着ヒートロール１は、内部のハロゲンランプヒー
タにより加熱され、その熱は表面層である外周面に一様
に熱伝達される。該定着ヒートロール１の両端部を支持
しているブッシュ７にも熱伝達された後、該ブッシュ７
に接触している側板１２とその各接触部へ熱伝達してい
く。このとき前記ブッシュ７は、その内径側の突起７ａ
により前記両端部を支持しているので、該両端部と前記
突起７ａの接触面積が小さくできる。これにより前記ブ
ッシュ７における熱伝達抵抗が増し、前記定着ヒートロ
ール１の両端部からの熱は、前記ブッシュ７を通過しに
くくなる。よってブッシュ７を通しての熱の逃散が少な
くなり、前記定着ヒートロール１の両端部の熱降下を低
減することができる。

【００３１】図３に本発明の第３実施例を示す。定着ヒ
ートロール１を支持する軸受手段のブッシュ８は、その
外径側に突起８ａを外径円周に沿って複数設けている。
これにより側板１２とブッシュ５との間の安定保持を得
ている。

【００３２】定着の動作時には、定着ヒートロール１
は、内蔵のハロゲンランプヒータ２により加熱され、そ
の熱は表面層の外周面に一様に熱伝達される。その熱は
さらに該定着ヒートロール１の両端部を支持している軸
受手段のブッシュ８にも熱伝達されていく。このブッシ
ュ８にはその外径円周に突起８ａが複数形成されている
ため、該ブッシュ８の外径と嵌着する側板１２の支持孔
１２ａとの間に空隙８ｂが形成される。この空隙８ｂに
より、この分の熱伝達抵抗を増すことで、前記側板１２
方向に熱伝達しにくくさせている。よって定着ヒートロ
ールの両端部の熱を前記側板１２に逃散させないように
し、前記定着ヒートロール１の両端部の熱降下を低減さ
せている。

【００３３】図４に本発明の第４実施例を示す。この定
着ヒートロール１の側端部には、駆動伝達手段である伝
達ギア９が設けられている。伝達ギア９には中抜き孔９
ａが複数個、該伝達ギア９の円周に沿って配列されてい
る。前記伝達ギア９には中抜き孔９ａを形成させている
ので、該伝達ギア９自体の熱伝達抵抗が増し、該伝達ギ
ア９から他のギア伝達部への熱伝達がしにくくなる。よ
って前記定着ヒートロール１の側端部における熱降下を
低減させることができる。前記中抜き孔９ａは、伝達ギ
アの強度確保と熱伝達抵抗を増すこととを両立できれ
ば、どんな構成でもよい。

【００３４】定着の動作時には、図示しない駆動源から
駆動連結されて前記伝達ギア９が回転駆動される。前記
伝達ギア９と前記定着ヒートロール１の駆動連結は、定
着ヒートロール１の溝部１ｂと前記伝達ギア９の係止部
９ｃとの嵌合によってなされている。

【００３５】図５に本発明の第５実施例を示す。駆動伝
達手段である伝達ギア１０が、その内径側に突起１０ａ
を複数形成させて、定着ヒートロール１の側端部に嵌着
している。これにより伝達ギアと前記定着ヒートロール
１との嵌着時における強度確保を得ている。

【００３６】定着の動作時には、定着ヒートロール１
は、内蔵のハロゲンランプヒータ２により加熱され、そ
の熱は表面層の外周面に一様に熱伝達される。前記側端
部に嵌着している伝達ギア１０にもその熱が伝達され、
さらに該伝達ギア１０に連結している各駆動系及びその
接触部へと熱伝達される。このとき前記側端部と伝達ギ
ア１０との嵌着部において、伝達ギア１０の突起１０ａ
と前記側端部の外周面との間に空隙１０ｃが形成されて
いるので、この空隙１０ｃによりその分の熱伝達が阻ま
れ熱伝達抵抗が増加する。このことから、伝達ギア１０
を介して他の連結部及び駆動系には熱が逃散されにくく
なり、定着ヒートロール１の側端部における熱降下を抑
えることが可能となる。

【００３７】図６に本発明の第６実施例を示す。定着の
動作時には、定着ヒートロール１はその両端部を図２に
示したブッシュ７の突起７ａに支持されて所定方向に回
転する。このため突起７ａの前記両端部を支持する面積
が小さいため、前記突起７ａの摩耗が大きくなり易い。
このために突起７ａと定着ヒートロール１との間に、耐
摩耗性、かつ低摩擦係数の部材１１を設けて前記突起７
ａの摩耗を防止し、かつ前記部材１１を前記ヒートロー
ル１と突起７ａとの間に介在させているから熱伝達抵抗
を増すことができ、定着ヒートロール１の両端部におけ
る熱降下を抑えることができる。

【００３８】なお、前記部材１１は、ポリイミド系、テ
フロン系等の耐熱性フィルムエンドレスフィルムを加熱
収縮により前記定着ヒートロール１の表面に巻き付けた
ものでもよい。またこれ等の材質を前記定着ヒートロー
ル１の表面に被覆させてもよい。

【００３９】図６に示した部材１１は、カーボン添加の
テトラフロルエチレンを加熱収縮で定着ヒートロール１
に巻き付けたものである。

【００４０】図７に本発明の第７，８実施例を示す。図
７は、前記ブッシュ７の突起７ａ´及び前記伝達ギア１
０の突起１０ａ´の先端形状を示し、各先端は凸型曲面
状に形成されている。前記ブッシュ７の突起７ａ´は、
前記定着ヒートロール１の両端部支持に、前記伝達ギア
１０の突起１０ａ´は、前記定着ヒートロール１の側端
部の嵌着に備えられる。この凸型曲面状にされた各突起
先端は、前記定着ヒートロール１の外周面との支持及び
嵌着において、その接触面積を小さくしているため、前
記定着ヒートロール１から伝わる熱は通りにくくなり、
実質的に熱伝達抵抗を増加した格好になる。このため定
着ヒートロール１の両端部及び側端部での熱降下を低減
できる。

【００４１】図８は定着ヒートロール上の長手方向中央
部から一端側までの温度分布を示す。図は、縦軸に温
度、横軸に定着ヒートロール１の測定位置を示し、本発
明を実施した場合における線図Ｅと従来における線図Ｃ
とを示した。これ等の線図から、本発明を実施した場合
の線図において、温度下降の顕著な低減効果がみられ
る。

【００４２】図９は本発明の第９実施例を示す。定着ヒ
ートロール１の両端部において、軸受手段との支持面に
凹部１ａを複数形成し、この凹部１ａを形成することに
より軸受手段との支持面積を少なくさせ、その分の熱伝
達を通りにくく構成した。これにより定着ヒートロール
１の両端部での熱降下は抑えられる。

【００４３】図１０は本発明の第１０実施例を示す。定
着ヒートロールの側端部において、駆動伝達手段との嵌
着位置に凹部１ｂを複数形成し、この凹部１ｂを形成す
ることにより前記駆動伝達手段との嵌着面積を少なくさ
せ、その分の熱伝達を通りにくく構成した。これにより
定着ヒートロール１の側端部での熱降下は抑えられる。

【００４４】なお、前記軸受手段であるブッシュ及び前
記駆動伝達手段である伝達ギヤの材質は、ナイロン６
６、芳香族ナイロン等のナイロン系樹脂、ポリフェニレ
ンサルファイド系樹脂、熱可塑性ポリイミド系樹脂、ポ
リエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフ
タレート系樹脂及び液晶ポリマー等であってもよい。ま
た前記駆動伝達手段はプーリであってもよい。

【００４５】

【発明の効果】前記請求項１に係る発明によれば、ブッ
シュの円周に沿って前記定着ヒートロール両端部の熱降
下を低減させる複数の中抜き孔を設けたことにより、ブ
ッシュ自体における熱の通過面積を少なくさせることで
熱伝達抵抗を増加させ、定着ヒートロールからブッシュ
を介して側板方向に逃散する熱を低減させることがで
き、定着時に記録紙の幅方向両端部分におけるトナー未
定着の防止が図れる。

【００４６】

【００４７】

【００４８】前記請求項２に係る発明によれば、駆動伝
達ギアに定着ヒートロール側端部の熱降下を抑える複数
の中抜き孔を設けたことにより、駆動伝達ギア自体にお
ける熱の通過面積を少なくさせ、熱伝達抵抗を増加させ
ることができる。よって定着ヒートロールから駆動伝達
ギアを介して連結される駆動系部分に逃散する熱を低減
させることができ、定着ヒートロールの側端部の熱低下
を抑え、定着時に記録紙の幅方向端部分におけるトナー
未定着の防止が図れる。

【００４９】

【００５０】前記請求項３に係る発明によれば、定着ヒ
ートロールの外周面とそれを支持する突起を有したブッ
シュとの間に耐摩耗性で前記定着ヒートロール両端部の
熱降下を低減させる部材を設け、その部材により熱伝達
抵抗を上げることで、定着ヒートロール両端部の熱逃散
を低減でき、未定着トナーの防止が図れ、かつ前記突起
の摺動摩耗も防止できる。

【００５１】前記請求項４に係る発明によれば、ブッシ
ュに形成した突起の先端を凸型曲面状に形成したことに
より、定着ヒートロールの支持面積がさらに小さくで
き、その分の熱伝達抵抗が上がる。よって定着ヒートロ
ール両端部の熱逃散の低減が図れ、未定着トナーの防止
が図れる。

【００５２】

【００５３】

【００５４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る軸受手段の要部構成
図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る軸受手段の要部構成
図である。

【図３】本発明の第３実施例に係る軸受手段の要部構成
図である。

【図４】本発明の第４実施例に係る駆動伝達手段の要部
構成図である。

【図５】本発明の第５実施例に係る駆動伝達手段の要部
構成図である。

【図６】本発明の第６実施例に係る定着ヒートロールの
要部構成図である。

【図７】本発明の第７，８実施例に係る要部断面図であ
る。

【図８】本発明の定着ヒートロールの温度分布を示す。

【図９】本発明の第９実施例に係る定着ヒートロールの
要部構成図である。

【図１０】本発明の第１０実施例に係る定着ヒートロー
ルの要部構成図である。

【図１１】従来の定着装置の斜視図である。

【図１２】従来の定着装置の要部構成図である。

【符号の説明】

１…定着ヒートロール １ａ，１ｂ…溝部 １ｃ…係止溝部 ２…ランプヒータ ３…加圧ロール ４…サーミスター ５，７，８…ブッシュ ５ａ，９ａ…中抜き部 ７ａ，８ａ，１０ａ…突起 ６，９，１０…伝達ギア １１…部材 ７ｂ，８ｂ，１０ｂ…空隙部 ９ｃ，１０ｃ…係止部 １２…側板 １２ａ…支持孔 １２ｂ…長孔 １３…分離爪 １４…クリーニングパット １５…軸受 １６…加圧レバー １７…バネ部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荻原 洋生 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 坂田 嘉男 東京都港区元赤坂１丁目３番12号 鐘淵 化学工業株式会社内 (72)発明者 掛橋 泰 栃木県真岡市鬼怒ヶ丘14番地 鐘淵化学 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−202515（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−57634（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−153281（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−212678（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−80669（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−105278（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−142053（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−147914（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−144367（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−4947（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−20173（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/20

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱手段を内蔵する定着ヒートロール
   と、該定着ヒートロールをその両端部の外周面で摺動回
   転可能に支持する円筒状のブッシュと、該定着ヒートロ
   ールの側端部に設けられ該定着ヒートロールを回転駆動
   させる駆動伝達ギアとを備え、前記ブッシュに円周に沿
   って前記定着ヒートロール両端部の熱降下を低減させる
   複数の中抜き孔を設けたことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 加熱手段を内蔵する定着ヒートロール
   と、該定着ヒートロールをその両端部の外周面で摺動回
   転可能に支持する円筒状のブッシュと、該定着ヒートロ
   ールの側端部に設けられ該定着ヒートロールを回転駆動
   する駆動伝達ギアとを備え、前記駆動伝達ギアに前記定
   着ヒートロール側端部の熱降下を抑える複数の中抜き孔
   を設けたことを特徴とする定着装置。
3. 【請求項３】 加熱手段を内蔵する定着ヒートロール
   と、該定着ヒートロールをその両端部の外周面で摺動回
   転可能に支持する円筒状のブッシュと、該定着ヒートロ
   ールの側端部に設けられた該定着ヒートロールを回転駆
   動する駆動伝達ギアとを備え、前記ブッシュの内径側に
   突起を形成すると共に、その突起と前記定着ヒートロー
   ルとの間に、耐摩耗性で前記定着ヒートロール両端部の
   熱降下を低減させる部材を設けたことを特徴とする定着
   装置。
4. 【請求項４】 前記請求項３記載のブッシュの内径側の
   突起は、その先端が凸型曲面状を成していることを特徴
   とする定着装置。