JPH05173451A - 画像形成装置の定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】定着装置の定着ロ−ラにおける温度分布を、小
サイズ転写紙の連続通紙の場合にも均一に保持する。 【構成】定着ロ−ラ１に複数個のヒートパイプ５を設け
るとともに、小サイズ紙の通紙面範囲４ａに位置する芯
金２を熱伝導率のよいものとし、それ以外の範囲に配置
したフランジ３、３の熱伝導率を低いものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヒータを内蔵した第１
ローラと、これに圧接して回転する第２ローラとを有
し、前記第１ローラ内に少なくとも１本のヒートパイプ
を設け、転写紙を前記第１ローラと第２ローラとの間を
通すことにより、該転写紙上に形成されたトナー像を定
着する画像形成装置の定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画
像形成装置の加熱定着装置は、芯金上に例えばＰＴＦＥ
等の樹脂をコーティングし内部にヒータを設けた定着ロ
−ラと、この定着ロ−ラに圧接するように配置された加
圧ロ−ラとを備え、これら両ローラ間にできるニップ部
にトナー像を形成した転写紙を通過させることにより定
着を行っている。加圧ロ−ラの表面は、前記ニップ部を
つくり易いように、例えばＳｉゴムのような弾性体によ
り構成されるのが一般的である。

【０００３】しかしながら、前述の構成の定着装置で
は、冷えた状態から加熱する場合（立ち上り時）、定着
ロ−ラが接触している部分、例えば軸受、定着ロ−ラの
駆動歯車等から熱が逃げ易く、加熱効率が悪くなるのみ
ならず、ローラ端部の温度が低くなって定着不良が発生
する不具合があった。これに対し、断熱ブッシュを設け
て前述の不具合をなくすことも行われているが、この方
法は形状が複雑になる欠点を免れない。

【０００４】また、定着装置が加熱されて安定した状態
において、小サイズの転写紙を連続通紙すると、通紙領
域内は連続通紙される転写紙による熱損失があり、この
損失熱量がヒータから供給される熱量と釣合い安定す
る。しかし、非通紙領域はヒータから熱を供給されて
も、転写紙による熱損失がないので、その表面温度が上
昇してしまう。かく定着ローラの非通紙範囲の温度が上
昇すると、定着ローラ表面の樹脂コートが剥がれたり、
さらには、小サイズ転写紙の連続通紙の直後、大サイズ
の転写紙を通紙すると、小サイズ転写紙の通紙時に高温
となった非通紙領域にて定着不良、いわゆるホットオフ
セット現象が生ずる不具合があった。

【０００５】さらに、前述のように温度差が発生する
と、定着ロ−ラの熱膨張量に差が生じ、その結果ニップ
部の幅が高温部で広く、他の部分は同じ幅のままとな
り、ニップ部を通る大サイズの転写紙にしわが発生する
ことになる。

【０００６】上述の不具合に対処するため、定着ロ−ラ
内に複数個のヒートパイプを設け、定着ロ−ラ内に温度
差が生ずると、それを緩和させて温度の均一性を保つこ
とは既に提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、定着ローラ
内に少なくとも１本のヒートパイプを設けた定着装置に
おいて、転写紙の通紙領域と非通紙領域との間に生ずる
温度むらに起因する前述の諸問題を解決することを課題
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
より、定着ローラの通紙面のうち、小サイズ紙の通紙面
の材質の熱伝導率よりも、それ以外の通紙面の材質の熱
伝導率を低くすることにより解決される。

【０００９】

【作用】定着ロ−ラにヒートパイプを設けるとともに、
定着ロ−ラをその中央部に位置する熱伝導率のよい筒形
の芯金と、その両端部に位置する熱伝導率の悪い材料よ
りなるフランジとで構成する。芯金の両端部に熱伝導率
の悪いフランジを配置することにより、芯金の部分が保
温されることになる。また、芯金を熱伝導率のよい材料
とすることにより、ヒートパイプよりの熱吸収を高め、
かつフランジに蓄熱された熱を吸収することができるの
で、該蓄熱を有効に利用することが可能となる。これに
よって、ヒートパイプの温度均一化作用と相まって、定
着ロ−ラ表面における温度分布が改善される。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明を図に示す実施例により説明
する。

【００１１】図１において、定着ロ−ラ１は、その中央
部に位置する熱伝導率のよい筒形の芯金２と、その両端
部に位置する熱伝導率の悪い、例えば鉄、ステンレス等
の材料よりなるフランジ３、３とで構成されている。芯
金２の軸方向長さは、小サイズ転写紙の通紙幅４ａに対
応する。芯金２およびフランジ３、３の内部には、複数
個のヒートパイプ５が設けられ、また芯金２およびフラ
ンジ３、３の表面には、例えばＰＴＦＥのごとき離型層
６がコーティングされている。４ｂは大サイズ転写紙の
通紙幅であり、前記小サイズ転写紙の通紙幅４ａの両側
へそれぞれ距離４ｃだけ延びている。前記ヒートパイプ
５は、定着ロ−ラ１の周方向に間隔をおいて配置され、
そして前記の大サイズ転写紙の通紙幅４ｂを越えて両フ
ランジ３、３内へ延びている。ヒートパイプ５は、１本
とすることも可能である。

【００１２】さらに、定着ロ−ラ１の内部にヒータ７が
設置され、定着ロ−ラ１はこのヒータ７により加熱され
る。定着ロ−ラ１は、軸受８により側板９に回転可能に
取付けられ、また定着ロ−ラ１の１つの端部には駆動歯
車１０が固定されている。

【００１３】ヒータ７により加熱される定着ロ−ラ１の
表面は、図示しないサーミスタ等により一定の温度、例
えば１５８〜１７０℃に制御される。定着ロ−ラ１で
は、芯金２の両端部に熱伝導率の悪い材料よりなるフラ
ンジ３、３が配置されているので、芯金２における通紙
幅４ａの範囲は、これよりの熱の逃げが阻止されて保温
されることになる。さらに、ヒートパイプ５は熱伝導率
がよいので、定着ロ−ラ１内に温度差が生じても、ヒー
トパイプ５の作用により緩和され、温度の均一性が保持
される。これについて、以下にさらに詳しく説明する。

【００１４】例えば、幅４ａに相当する小サイズ転写紙
が両ローラのニップ部に連続通紙されたとすると、図１
に示す定着ロ−ラ１の通紙幅４ａの範囲は小サイズ転写
紙の通紙部となり、距離４ｃ、４ｃの範囲は非通紙部と
なるので、図２の曲線Ｘで示すように、通紙幅４ａと距
離４ｃ、４ｃの各範囲では表面温度にむらを生ずる。図
２のグラフにて、横軸は定着ロ−ラ１上の位置を、そし
て縦軸は定着ロ−ラ表面温度を示す。Ｔは定着温度であ
る。通紙幅４ａの範囲はほぼ定着温度Ｔに近い値である
が、距離４ｃ、４ｃの範囲の表面温度は非常に高くなっ
ており、温度むらの生じているのが判る。この温度むら
により、定着ローラ表面の樹脂コートが剥がれたりする
不具合の生ずることは、既に述べた通りである。

【００１５】また、このような小サイズ転写紙の連続通
紙後に大サイズの転写紙を通紙すると、距離４ｃ、４ｃ
の範囲を通過する大サイズ転写紙の端側部分は高いロー
ラ表面温度に接することになり、トナーの熱特性によっ
ては、トナーが転写紙に付着せずに定着ロ−ラの表面に
付着する、いわゆるオフセット現象を発生する。

【００１６】既述のように、定着ロ−ラ１にヒートパイ
プ５を設けることにより、定着ロ−ラ表面における温度
分布は、図２の曲線Ｙに示すように改善される。しか
し、非通紙部である距離４ｃ、４ｃの範囲の表面温度は
依然高く、温度むらは解消されていない。

【００１７】本発明に従って、定着ロ−ラ１の中央部に
位置する芯金２の両端部に熱伝導率の悪い材料よりなる
フランジ３、３を配置することにより、芯金２の部分が
保温されることになる。また、芯金２を熱伝導率のよい
材料とすることにより、ヒートパイプ５よりの熱吸収を
高め、かつフランジ３、３に蓄熱された熱を吸収するこ
とができるので、該蓄熱を有効に利用することが可能と
なる。小サイズ転写紙の連続通紙時非通紙部となるフラ
ンジ３、３の範囲４ｃ、４ｃは、熱伝導率の悪い材料で
あることおよびヒートパイプ５が配置されることによ
り、温度上昇が防止される。かくして、定着ロ−ラ表面
における温度分布はさらに改善され、図２の曲線Ｚに示
すように、非通紙部である距離４ｃ、４ｃの範囲の表面
温度もほぼ定着温度Ｔに近いものとなる。

【００１８】図３において、芯金２にヒートパイプ５の
埋込み用の複数個の穴１１が押出し成形により貫通して
設けられている。フランジ３には、前記の穴１１の延長
部を形成する袋穴１１ａが設けられる。ヒートパイプ５
を前記穴１１に挿通した後、芯金２の両端側よりフラン
ジ３、３を接合する。もし、ヒートパイプ５が何等かの
異常加熱を受けて内圧が高まり、破裂する事態が生じた
としても、ヒートパイプ内の蒸気は両端のフランジ３、
３により封じ込められることになるので、安全性に問題
はない。

【００１９】図４には、芯金２とフランジ３との間の接
合面に、凹状の逃げ１２を設けているところを示す。こ
の構成により、芯金２とフランジ３との間の接合断面積
が減少し、芯金２よりフランジ３への熱伝導量がさらに
少なくなる。

【００２０】

【発明の効果】第１ローラの通紙面のうち、小サイズ転
写紙通紙面の材質の熱伝導率よりも、それ以外の通紙面
の材質の熱伝導率を悪いものとすることにより、小サイ
ズ転写紙を連続通紙しても、その通紙面以外の通紙面部
分が高温にならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明により構成した定着ロ−ラの断面
図である。

【図２】図２は定着ロ−ラの各部における温度分布を示
すグラフである。

【図３】図３は定着ロ−ラを構成する芯金とフランジと
を示す分解斜視図である。

【図４】図４は芯金とフランジとの接合面に設けた凹状
の逃げを示す部分断面図である。

【符号の説明】

１ 定着ロ−ラ ２ 芯金 ３ フランジ ４ａ 小サイズ転写紙の通紙幅 ４ｂ 大サイズ転写紙の通紙幅 ５ ヒートパイプ ７ ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 雅彦 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 檜ケ谷 敏明 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 岡本 潤 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒータを内蔵した第１ローラと、これに
   圧接して回転する第２ローラとを有し、前記第１ローラ
   内に少なくとも１本のヒートパイプを設け、転写紙を前
   記第１ローラと第２ローラとの間を通すことにより、該
   転写紙上に形成されたトナー像を定着する画像形成装置
   の定着装置において、前記第１ローラの通紙面のうち、
   小サイズ紙の通紙面の材質の熱伝導率に対し、それ以外
   の通紙面の材質の熱伝導率を低くしたことを特徴とする
   定着装置。