JPH04347889A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、定着ロ−ラ芯金内にヒ
ートパイプを内蔵した熱ローラ定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機や静電プリンタ、ファク
シミリ等、電子写真プロセスを利用する画像形成装置の
定着装置としては、ヒータを内蔵した定着ロ−ラと、未
定着トナー像を担持する転写紙経路を挟んで上記定着ロ
−ラに圧接従動回転する加圧ロ−ラとから成る熱ローラ
定着装置が広く採用されている。

【０００３】定着ロ−ラ表面温度は所定の定着温度範囲
内に制御される必要があるが、軸方向にも均一な温度に
なることが望ましい。定着ロ−ラの表面温度が軸方向に
均一になるように通常ヒータは定着ロ−ラの全長に亘っ
て均一な発熱量となるようにされているが、定着ロ−ラ
の最大通紙可能サイズよりも小さい一定サイズの用紙を
連続通紙すると、ヒータの発熱量が小さい場合は、ヒー
タが連続点灯されても定着ロ−ラの通紙範囲の温度は紙
及びトナーに吸収されただけ回復せずに温度が落込んで
行き定着不良による異常画像（オフセット画像）が発生
する。一方、定着ロ−ラの温度制御を行なうため定着ロ
−ラの表面温度を検知するサーミスタは定着ロ−ラの中
央部に設けられるため、連続通紙時に中央部で定着ロ−
ラの表面温度が低下すると、ヒータは連続点灯されるの
で、図６に破線Ａで示す如く通紙範囲の外側では熱の軸
方向移動が遅いため定着ロ−ラの表面温度は所定の定着
温度より高くなる。その結果、定着ロ−ラ表面の離型性
材料層が熱的破壊を起し、定着ロ−ラの寿命を著しく短
縮する不具合を生ずる。

【０００４】この不具合を解消し、最大用紙幅よりも小
さい用紙を連続通紙した場合にも定着ロ−ラの表面温度
を軸方向に均一に保ち、定着ロ−ラ表面温度の過昇を防
止する手段として、定着ロ−ラの芯金内にローラの概ね
全長に亘って１本乃至複数本のヒートパイプを埋入むこ
とが例えば実開昭５８−３８１６５号公報に開示されて
いる。このようにすることにより、定着ロ−ラ表面温度
は図６の実線Ｂの如く概ね均一な温度ＴＲになる。なお
、ヒートパイプの温度は定着ロ−ラ表面温度より若干高
いＴＨとなる。又、定着ロ−ラの周囲部又はローラ全体
を熱媒体を封入した中空筒とすることによりヒートパイ
プと同等の作用を行なわせる構成が実開昭６２−１０４
２７０号及び特開昭６２−２５４３８４号公報に開示さ
れている。

【０００５】さて、定着ロ−ラの温度が異常に上昇する
ことを防止するため、定着装置には定着ロ−ラの表面温
度がある温度迄上昇すれば切れる温度ヒューズが設けら
れているが、温度ヒューズは定着ロ−ラ表面からあるギ
ャップを隔てゝ設けられているため、定着ロ−ラの雰囲
気の温度が充分上昇していない場合には、定着ロ−ラの
温度が所定の温度ヒューズの作動温度に達しても温度ヒ
ューズが切れないことがある。その場合、定着ロ−ラの
温度は異常に上昇し、ヒートパイプ内部の熱媒体が異常
に膨張し、爆発する危険を生ずる。ヒートパイプが爆発
した場合、その中の熱媒液は高温であり、その飛沫や破
片が操作者の方へ飛んでくると甚だ危険である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ヒートパイ
プを使用した熱ローラ定着装置の上記の実情にかんがみ
、定着ロ−ラの温度の異常上昇に起因してヒートパイプ
が爆発した場合にも、複写機等の操作者に危害が及ばな
いような定着装置を提供することを第１の課題とする。 又、定着ロ−ラの表面温度が、定着ロ−ラ表層の離型性
材料層の破壊温度に達する前にヒートパイプが爆発して
機械を停止することのできる定着装置を提供することを
第２の課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の課題を解決するた
め２つの構成を提案する。

【０００８】その１つは、定着ロ−ラの芯金にヒートパ
イプを設けた熱ローラ定着装置において、ヒートパイプ
を定着ロ−ラの奥側の端面より突出させたことを特徴と
する。

【０００９】他の１つは、定着ロ−ラ芯金のヒートパイ
プと対向する位置にヒータ内蔵空間より凹入した空間を
設けたことを特徴とする。

【００１０】又、第２の課題を解決する手段は、定着ロ
−ラにヒータ内蔵空間より凹入し、ヒートパイプの一部
が貫通する空間を設けたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】第１の課題を解決するための２つの構成では、
ヒートパイプの定着ロ−ラ芯金の奥側端面より突出した
部分又はヒータ内蔵空間より凹入した空間に対向した部
分は、ヒートパイプの他の部分よりも爆発に対する抵抗
が少いので、ヒートパイプが破裂する場合は、最も抵抗
が小さい上記の部分で爆発する。したがって、ヒートパ
イプの爆発による破片や熱媒液の飛沫が装置手前側にい
る操作者に危害を及ぼすことはない。この部分のヒート
パイプの管壁の厚さを他の部分より薄くしておけば、更
に確実にその部分で爆発するので、操作者の安全性は一
層向上する。

【００１２】又、第２の課題を解決するための構成によ
れば、ヒートパイプはこれが貫通する空間を介してヒー
タの輻射熱を受け、ヒータが暴走して異常昇温した場合
殆んど時間差なくヒートパイプが爆発し、定着ロ−ラの
離型性材料層の破損を防止することができる。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例を、図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１４】図１に示す第１実施例では、定着ロ−ラ１
の芯金の中心部に全長に亘って設けられた空間にはヒー
タ３が内蔵されており、通紙可能な最大サイズ紙幅の概
ね全長に亘って発熱するようにされている。定着ロ−ラ
１の外周には概ね中央部に、定着ロ−ラ温度を制御する
ためのサーミスタ４が接触するように設けられている。 定着ロ−ラ１に転写紙経路を挟んで加圧ロ−ラ２が圧接
し従動回転可能となっている。

【００１５】定着ロ−ラ１の芯金内には複数本のヒート
パイプ１０が埋込まれているが、ヒートパイプ１０の複
写機等画像形成装置の奥側の端部Ａは芯金の端面から若
干の長さＬだけ突出している。図２はその部分の拡大図
であって、ヒートパイプの突出部の管壁厚さｔ１は他の
部分の管壁厚さｔ２より小さくされている。

【００１６】この実施例は以上の如く構成されているの
で、ヒートパイプ１０により定着ロ−ラは全長に亘って
表面温度は均一にされる。通常サーミスタ４により所定
の定着温度に保持されて定着が行なわれるが、制御手段
の故障等によりヒータ３が暴走し異常高温となった場合
ヒートパイプ１０内の熱媒液が熱膨張して圧力が上昇し
、ヒートパイプ１０は突出した芯金による拘束力がなく
、しかも管壁の厚さの薄い抵抗力の少い部分で破裂する
。その時の破片及び熱媒液の飛沫は装置の正面側には飛
ばないので、操作者に危害を与えることはない。

【００１７】図３に示す他の実施例では、ヒートパイプ
１０は両端とも定着ロ−ラ１の芯金の端面を貫通せず、
芯金に封入されているが、芯金のヒータ３が貫通する中
空部の一部からヒートパイプ１０の方に向かって凹入部
Ｂが設けられている。図４はその近傍の拡大図である。 凹入部Ｂに対向する部分では、ヒートパイプ１０の管壁
厚さｔ１は他の部分の管壁厚さｔ２より小さくされてい
る。したがって、ヒートパイプ内の圧力が異常に上昇し
た場合は、芯金の厚さ及びヒートパイプの管壁の厚さが
小さいＢの位置で破裂する。凹入部Ｂの位置を機械の奥
側に近い位置とすることにより、破片及び飛沫が手前側
に飛び出すことはなく、操作者に危害が及ぶおそれはな
い。

【００１８】上記２つの実施例とも、破裂位置のヒート
パイプの管壁厚さｔ１を他の部分と同じにしてもその部
分の芯金による拘束力が小さい故、その部分で破裂する
が、その部分の管壁の厚さを他の部分より小さくすれば
作用は一層確実になる。

【００１９】図５に示す実施例では、定着ロ−ラ１の中
心のヒータ３が貫通する中空部の奥側に近い位置には、
環状の凹入部Ｃが設けられている。ヒートパイプ１０は
この凹入部Ｃを貫通している。したがって、制御装置の
故障等によりヒータ３が暴走し高温になった場合、その
輻射熱が直接ヒートパイプの凹入部Ｃを貫通する部分に
当り、遅滞なくヒートパイプ１０の内圧が上昇しヒート
パイプ１０を破裂させることができる。これにより装置
の作動は停止し、定着ロ−ラの離型性材料層の破壊は防
止される。

【００２０】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、定着ロ−
ラの温度が異常に上昇した場合、ヒートパイプが破裂し
ても操作者に火傷等の危害を与えることがない。又ヒー
タが暴走した場合遅滞なくヒートパイプの温度が上昇し
、破裂することにより、定着ロ−ラ表層の離型性材料層
が破壊されることが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示す断面図である
。

【図２】その要部の拡大断面図である。

【図３】本発明の第２実施例の構成を示す断面図である
。

【図４】その要部拡大断面図である。

【図５】本発明の第３実施例の構成を示す断面図である
。

【図６】定着ロ−ラにヒートパイプを設けた場合と設け
ない場合の定着ロ−ラ軸方向の温度分布を比較して示す
曲線図である。

【符号の説明】

１　　　　定着ロ−ラ ２　　　　加圧ロ−ラ ３　　　　ヒータ ４　　　　サーミスタ １０　　　　ヒートパイプ Ａ　　　　突出部 Ｂ　　　　凹入部 Ｃ　　　　環状凹入部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】「ヒータを内蔵した定着ロ−ラと未定着ト
   ナー像を担持する転写紙の通紙経路を挟んで上記定着ロ
   −ラに圧接従動する加圧ローラとからなり、該定着ロ−
   ラ芯金内にその軸方向に概ね全長に亘って延びる少なく
   とも１本以上のヒートパイプを保有する定着装置におい
   て、」該ヒートパイプを定着ロ−ラの奥側の端面より突
   出させたことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】上記ヒートパイプの定着ロ−ラの奥側端面
   より突出した部分の肉厚を他の部分より薄くしたことを
   特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 【請求項３】ヒータを内蔵した定着ロ−ラと未定着トナ
   ー像を担持する転写紙の通紙経路を挟んで上記定着ロ−
   ラに圧接従動する加圧ローラとからなり、該定着ロ−ラ
   芯金内にその軸方向に概ね全長に亘って延びる少なくと
   も１本以上のヒートパイプを保有する定着装置において
   、上記定着ロ−ラ芯金の該ヒートパイプと対向する位置
   にヒータ内蔵空間より凹入した空間を設けたことを特徴
   とする定着装置。
4. 【請求項４】上記ヒートパイプの上記凹入空間に対向す
   る部分の肉厚を他の部分より薄くしたことを特徴とする
   請求項３に記載の定着装置。
5. 【請求項５】ヒータを内蔵した定着ロ−ラと未定着トナ
   ー像を担持する転写紙の通紙経路を挟んで上記定着ロ−
   ラに圧接従動する加圧ローラとからなり、該定着ロ−ラ
   芯金内にその軸方向に概ね全長に亘って延びる少なくと
   も１本以上のヒートパイプを保有する定着装置において
   、該ヒートパイプの一部が貫通し、ヒータ内蔵空間より
   凹入する空間を定着ロ−ラに設けたことを特徴とする定
   着装置。