JPH0430029B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真、静電記録等の画像形成装置
に適用する定着装置、及び、この定着装置に用い
られる断熱部材に関する。

従来の定着装置は加熱源からの熱によつて加熱
される回転体としての加熱ローラと、この加熱ロ
ーラに圧接する加圧ローラとを有している。しか
しながら加熱ローラの熱は空気伝導によつて多量
に失われ、画像形成装置内の昇温を促し、又余分
な加熱源出力を必要としていた。これに対し、特
開昭50−160039号公報、米国特許第3998584号明
細書には第１図に示すように、加熱ローラの周囲
に熱反射、熱伝導のよいアルミニウムからなる反
射板Ａを固定して設け、熱源Ｄの輻射熱を加熱ロ
ーラ表面に供給するような構成の定着装置が開示
されている。この定着装置には上記反射板Ａと離
間して該反射板の外側に断熱材Ｂを設け、その断
熱材Ｂに密着して反射板Ｃが固定状態に設けられ
ている。

この定着装置は反射板、加熱ローラ間に加熱源
Ｄを設けているような従来の輻射加熱の変形であ
るに過ぎない。又、上記従来装置における断熱材
Ｂは加熱源Ｄによつて加熱された反射板Ａ自体の
放熱を防止する。しかしながら反射板Ａは単独で
設けられているためにその厚みを数mm以上にする
のが通常である。従つて加熱源Ｄからの熱は熱容
量の大きい反射板Ａを、加熱し又一定温度以上に
保持するために多量に消費されてしまう。

又上記装置の断熱材Ｂはスポンジやノーメツク
ス（商品名：デユポン社）等のもので構成されて
いるために、断熱材自体の占める体積（定着装置
の1/3以上）が非常に大きくなり定着装置が非常
に大きくなつてしまう。

さらに断熱材Ｂが熱保有と放熱を行つてしまう
ために、断熱材Ｂの外側に反射板Ｃを設けなけれ
ばならない。断熱材Ｂの端部においてはこの放熱
が著しく上記装置ではこの部材に加熱源Ｄを設け
るほどである。

したがつて放熱を防止する効果が低い上に部品
数が多くなり、コストの増大を生む。又各部品を
係止するために反射板Ａと接するネジＥやビス等
を多く必要とし、これらの係止部材を伝わつての
熱損失が多くなつてしまう。

また、部材Ａの表面が均一な反射面であるた
め、例えば、加熱ローラの軸方向の温度分布が転
写紙Ｐの通過により不均一になつた場合、その温
度分布を均一に補正する働きができず端部昇温等
に対して効果が少ない。

本発明は上記従来の欠点を解消し、無駄な熱損
失を防止でき、熱効率の良い定着装置を小形かつ
安価に得ること、及び、この定着装置に好適な断
熱部材を得ることを目的とする。

上記目的を達成する本発明は、加熱手段によつ
て加熱される回転体と、この回転体の少なくとも
一部分を覆う断熱部材と、を有する定着装置にお
いて、上記断熱部材は、少なくとも一部が表面に
凹凸のある放熱防止部材と、この放熱防止部材の
凹凸面上に熱可塑性樹脂シートにより接着された
表面に凹凸を有する金属膜と、を有することを特
徴とするもの、及び、加熱手段によつて加熱され
る回転体を覆う断熱部材において、少なくとも一
部が表面に凹凸のある放熱防止部材と、この放熱
防止部材の凹凸面上に熱可塑性樹脂シートにより
接着された表面に凹凸を有する金属膜と、を有す
ることを特徴とするものである。

以下、本発明定着装置の実施例を図面について
説明する。

第２図は、加熱定着装置によつて電子写真法で
形成されたトナー像Ｔを普通紙Ｐに定着するもの
を示している。

１はハロゲンヒーター等の加熱用のヒータ３を
内部に有する加熱ローラで、駆動モータ（不図
示）からの駆動力を受けて矢印方向に回転する。
２は低加熱用のヒータ３′を内蔵する加圧ローラ
で、加熱ローラ１に圧接して摺擦回転する。

この加熱ローラ１は、アルニミウム、ステンレ
ス、銅等の金属製中空ローラ芯の該周面に四弗化
エチレン樹脂等の耐熱離型性樹脂層を20〜80μ厚
に設けたものである。

加圧ローラ２はベアリング（不図示）に回転可
能に支持されている。このローラ２は加熱ローラ
１に公知の加圧手段によつて少なくとも定着時に
圧接し金属製ローラ芯の該周面にシリコンゴム、
フツソゴム、フロロシリコンゴム等の弾性体層を
比較的厚く設けたものである。この構成は、加熱
ローラとの圧接領域ｄを確保することを一目的と
している。加熱ローラ１の外周面にはサーミス
タ、熱電対等の感温素子４が接触配設され、それ
の検出信号を公知の制御手段（不図示）に導き、
加熱ローラ１の外周面の温度を（ヒータ３の出
力、又は、その印加電圧等を制御することで）ト
ナー像溶融温度に保持している。

６は加熱ローラ表面へ付着したオフセツトトナ
ーや紙粉等の異物をローラ表面から除去するため
のクリーニング部材であり、ノーメツクス、ヒメ
ロン（登録商標）等の耐熱不織布よりなるクリー
ニングウエブ６₁を用いている。上記クリーニン
グウエブ６₁は弾性を有する押当てローラ６₃によ
り加熱ローラに当接している。又、このウエブ６
_１は駆動を与えられる（不図示）巻取ローラ６₅に
より供給ローラ６₂から微量ずつその当接位置を
変えるように移動し、常にクリーニングウエブ６
_１の新しい面が加熱ローラに当接する。このウエ
ブ６₁は押当てローラ６₃以降介在するコロ６₄上
を移動して供給ローラ６₂側へ反転され、巻取り
ローラ６₅に裏表を逆にした状態で巻取られる。
またクリーニングウエブ６₁中に、ジメチルシリ
コンオイル等のオフツセト防止液を含浸させてお
くと、クリーニング効果をさらに高めることが可
能となる。

８は断熱材料よりなる放熱防止部材で、加圧ロ
ーラ１の主面に所定の距離l₁で近接するような曲
率を有しビス３１によつて装置内に固定されてい
る。放熱防止部材８は加熱ローラ周面側の側面全
体に熱反射性の金属薄表層７を一対的に有してい
る。この金属薄表層７は放熱防止部材８に対して
ほぼ均一な厚み（数百μ程度）を有しているが、
ビス３１とは非接触状態である。

図中、放熱防止部材８、金属薄表層７は夫々加
熱ローラの軸方向全体を覆うような長さと、押当
てローラ６₃のあるクリーニング位置と紙Ｐの進
入部との間を覆うような幅を有している。この幅
は加熱ローラ１をできるだけ覆うようにすること
が好ましい。

一方、加圧ローラ２側にも放熱防止部材８と同
様の構成の放熱防止部材１０が加圧ローラ２の周
面と所定の距離l₂を隔て、その大部分を覆うよう
に設けられている。

この放熱防止部材１０も加圧ローラ周面側の側
面全体に熱反射性の金属薄表層９をほぼ均一な厚
み（数百μ程度）有している。この放熱防止部材
１０の固定もこの層９と非接触なビス３１によつ
て行われている。

２２は紙Ｐを加熱ローラ１側に導く案内板で、
放熱防止部材８，１０夫々の一端の間に位置し、
加熱ローラ１に近接して設けられている。２４は
加圧ローラ２を支持する支持板で、バネ２３によ
つて加圧ローラは定着ローラに圧接されている。
未定着なトナー像Ｔを有する紙Ｐは、この案内板
２２を通過し、加熱、加圧両ローラ１，２間で挟
持搬送され、ローラ１，２の表面温度による印加
熱によつてトナー像Ｔを定着され、その後排紙ロ
ーラ２０，２１によつて挟持されながら装置外へ
排出される。

この加熱ローラの排出側には紙Ｐを加熱ローラ
から確実に分離するためにローラ軸方向に沿つて
複数個の分離爪５がローラ表面に接触して設けら
れている。又、加圧ローラ２の排出口側にも分離
爪５₁がローラ２の表面に接触して設けられてい
る。

分離爪５は、ケーシング部材１６と離間してい
る支持板１８に保持され、分離爪５₁も定着装置
下側のケーシング部材１７と離間している支持板
１８₁に保持されている。

尚、ケーシング部材１６はクリーニング部材
６、放熱防止部材８、感温素子４とを包囲し、ケ
ーシング部材１７は加圧ローラ２の金属薄表層
９、放熱防止部材１０と離間し、これらを覆うよ
うに設けられて定着装置全体の底板を兼ねてい
る。

上記放熱防止部材８，１０は例えばグラスウー
ル、ロツクウール等の無機繊維に３〜30％程度フ
エノール樹脂等の耐熱樹脂をブレンドし、熱をか
けながらプレス成形したものである。この材料の
熱伝導率は繊維径、繊維密度等により異なるが、
繊維径７〜8μ、密度80Kg／m³で0.038Kcal／m.h.
℃と一般の樹脂材料の1/5程度も小さく、すぐれ
た断熱性能をもつている。尚、この部材の端部全
体には上記プレス成形時の加圧力よりもさらに加
圧し、密度300Kg／m³以上にしてある（端部から
のガラス繊維の飛散防止のため）。上記放熱防止
部材の有している金属薄表層７，９はアルミニウ
ム箔、ステンレス箔等の金属箔よりなり、第３図
に示すように放熱防止部材８，１０との間にガラ
スクロス３６（外径0.3〜２mm程度）とポリエチ
レン、ポリサルホン等の熱可塑性樹脂シート３５
を介して該放熱防止部材と同時にプレス成形して
ある。このようにすれば、熱により熱可塑樹脂シ
ート３５が溶融し、放熱防止部材８，１０表面に
上記金属箔７，９とガラスクロス３６が接着さ
れ、まつたく工程を増やすことなく放熱防止部材
８の表面に凹凸状の熱拡散面を得ることができ
る。

これにより、加熱ローラ１等の加熱された部材
からの放射熱を拡散しながら反射するため、加熱
ローラ１と放熱防止部材間の雰囲気温度が常に均
一化し、転写紙の通過によつて加熱ローラ１表面
の温度分布が不均一になつた場合それを補正する
ように作用する効果が得られる。

さらに、実施例はガラスクロス３６を中に入れ
たことにより、この放熱防止部材８，１０の強
度、剛性も著しく向上するので、その形状安定性
が増し、加熱ローラ１の外周部により近づけるこ
とができるので、放熱防止をより効率的に行うこ
とができる。

これにより、加熱ローラ１等の加熱された部材
からの放射熱を反射するという機能が十分に果せ
ると同時に金属薄表層７，９の厚みを薄くするこ
とができる。つまり、従来の単独の反射板はその
強度や熱容量を大きくする必要があつたものを本
例では十分な強度を放熱防止材として有し、その
熱容量を極めて少なくすることができる。

この金属薄表層７，９の厚みは箔と称せられる
範囲の５乃至300μとすることが好ましい。即ち、
金属薄表層７，９の厚みが５乃至300μであれば、
それ自体の熱容量が小さくなり熱反射効率が非常
に良いものとなる。又この金属薄表層７，９は放
熱防止部材８，１０と夫々密着した構成であり、
加熱された部材側にあるため、この反射部材とし
ての金属薄表層からの熱伝導、熱放射を著しく減
少させることができ、その反射効率を向上するこ
とができる。つまり、金属薄表層７，９と放熱防
止部材は互いに個々の有する機能を向上されて優
れた放熱防止効果を奏する。従つて、加熱される
部材の一例である加熱ローラでの熱を有効に定着
に利用することができる。又、熱放出が著しく減
少されているために加熱ローラが加熱されて所定
温度に達するまでの時間を短縮することもでき
る。

上記無機繊維と樹脂との混合は圧縮加工される
ためにその放熱防止効果が高く、その厚みを薄く
小型化することができる。

上記実施例の他の特徴は、放熱防止部材が加熱
ローラの曲率と略同一の曲率に成形圧縮されてい
るので、最も効率的に加熱ローラからの放射熱を
反射してローラ表面に還元できる。

次に他の実施例としては強度を比較的容易に得
られるガラス繊維に樹脂を混合したもの（又はガ
ラス繊維自体が樹脂を有しているもの）に熱可塑
性樹脂を介して金属箔を加熱・加圧成形して上記
放熱防止部材を構成する。この繊維に７〜8μの
繊維径のものを用いた場合、密度を50Kg／m³以上
にすれば単体で十分にその形状を保持できる剛性
が得られ、これを支持する手段はこの放熱防止部
材の一端を支持するだけで良くなる。

上記の如くガラス繊維を用いた場合も前記同様
に優れた反射効率、放熱防止効果を夫々向上でき
る。

さらに別の実施例を説明するならば、上記第２
図の説明中にも示したが無機繊維、特に徴細繊維
から構成される放熱防止部材の端部の繊維密度を
他よりも高くすることである。即ち、このような
繊維からなる部材はその端部から繊維が飛散する
場合がある。このような欠点を防止するために端
部（又はその近傍付近）の繊維密度を300Kg／m³
以上になるように成形時に圧縮しておけば、より
好ましい効果を生む。このようにすれば端部に接
着剤を塗布する等の工程を追加することなくその
飛散を防止することができる。

以上述べたように、少なくともローラ側表面の
反射効率を高めた放熱防止部材を提供することに
より、安価で軽量かつ効率のよい放熱防止を可能
にした定着装置が得られた。上記実施例では定着
ローラとしての加熱ローラ、加圧ローラ等のロー
ラについて設けた例を示したが、本発明は加熱さ
れす搬送ベルトや加熱される回転体（ガラス製の
シリンダー）等に特に有効であり又回転をせずに
加熱されるフラツシユランプの反射笠にも適用で
きる。

上記放熱防止部材には無機繊維と耐熱樹脂との
混合物を用いた例とガラス繊維に耐熱樹脂を混合
した例又はガラス繊維単独を用いた例等を示した
が、本発明はこれらに限定されることなく、樹脂
成分を含有する無機繊維によつて形成されるもの
であれば良い。

尚、上記実施例の距離l₁，l₂は共に0.2mm乃至20
mmの値であることが好ましく、さらに好ましく
は、５mm以下であることが良い。

又上記実施例における無機繊維に混合する又は
含有される耐熱樹脂材料としては上記フエノール
樹脂以外にPPS、ポリイミド、PBT、四弗化エ
チレン又はポリアミド等の樹脂が適用できる。

本発明は以上から明らかなように従来よりも放
熱防止効果の高い部材を有し、加熱される部材か
らの放熱を減少せしめ、加熱手段からの熱を有効
に加熱部材に与えることができる。また、放熱防
止部材は熱拡散面を有し、加熱された部材からの
放射熱を拡散しながら反射するため、転写材の通
過によつて不均一となつた温度分布を均一化する
ことができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の定着装置の説明図、第２図は本
発明定着装置の一実施例の説明図、第３図は放熱
防止部材の拡大横断図面である。 Ａは反射板、Ｂは断熱材、Ｄは熱源、１は加熱
ローラ、２は加圧ローラ、３，３′はヒータ、７，
９は金属薄表層、８，１０は放熱防止部材、３５
は熱可塑性樹脂シート、３６はガラスクロス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱手段によつて加熱される回転体と、この
   回転体の少なくとも一部分を覆う断熱部材と、を
   有する定着装置において、 上記断熱部材は、少なくとも一部が表面に凹凸
   のある放熱防止部材と、この放熱防止部材の凹凸
   面上に熱可塑性樹脂シートにより接着された表面
   に凹凸を有する金属膜と、を有することを特徴と
   する定着装置。 ２ 加熱手段によつて加熱される回転体を覆う断
   熱部材において、 少なくとも一部が表面に凹凸のある放熱防止部
   材と、この放熱防止部材の凹凸面上に熱可塑性樹
   脂シートにより接着された表面に凹凸を有する金
   属膜と、を有することを特徴とする断熱部材。