JPH05249858A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定着装置において、熱伝導体を定着ローラ内
壁に確実に当接させることにより、定着不良を防止す
る。 【構成】 定着ローラ１１は円筒状で、回転可能であ
る。この内部に支持部材１５を配設する。支持部材１５
にバネ１７を介して断熱部材１１６を固着する。発熱体
１３を挟むようにして、複数の熱伝導体ブロック１４Ａ
を断熱部材１１６に固着する。これらの熱伝導体ブロッ
ク１４Ａは定着ローラ１１の軸方向に並設され、全体と
して熱伝導体１４を構成している。各熱伝導体ブロック
１１４Ａの長手方向の長さは短いので、精度のよい加工
が可能となる。また、熱伝導体ブロック１４Ａに不所望
の歪みが生じたとしても、この歪みは各熱伝導体ブロッ
ク１４Ａの間の不連続部分において吸収される。したが
って、各熱伝導体ブロック１４Ａは定着ローラ１１内壁
に均一に当接し、定着ローラ１１内壁の軸方向の温度分
布は均一となる。この結果、定着不良を有効に防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は定着装置、詳しくは電子
写真式複写機、レーザビームプリンタ等に使用される定
着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザビームプリンタ等は、シー
トに転写されたトナーを定着させるための定着装置を有
して構成されている。この定着装置は、例えば、図６に
示される構成となっている。図６は、従来の定着装置の
一部を破断して示した斜視図である。

【０００３】定着ローラ６１は中空の円筒状であり、回
転可能である。シートとの離型性を向上させるととも
に、オフセットを防止する目的により、その表面には、
フッソ樹脂がコーティングされている。加圧ローラ６２
もまた円筒状であり、定着ローラ６１に圧接しながら回
転可能である。加圧ローラ６２の表面には、シリコンス
ポンジ、あるいは、ゴム等の弾性部材６２Ａがコーティ
ングされている。

【０００４】定着ローラ６１の内部には、発熱体６３
と、該発熱体６３を保持する支持部材６５と、熱伝導体
６４と、が配設されている。支持部材６５は棒状に構成
されており、レーザビームプリンタのフレーム等に固着
されている。この支持部材６５には発熱体６３が固着さ
れている。発熱体６３は長板の形状を有する抵抗体にて
構成されており、電圧が印加されると高温を発するもの
である。熱伝導体６４は、所定形状に屈曲した熱伝導率
の高い金属板により構成されている。この熱伝導体６４
の一部は発熱体６３に固着されている。熱伝導体６４の
屈曲した部分は、定着ローラ６１のニップ部６６（定着
ローラ６１と加圧ローラ６２との当接部）近傍であっ
て、定着ローラ６１の内壁に当接している。定着ローラ
６１が回転すると、熱伝導体６４が定着ローラ６１の内
壁を摺動する構成となっている。

【０００５】このように構成された従来の定着装置を有
するレーザビームプリンタ等において、該レーザビーム
プリンタの電源を投入する。すると、発熱体６３に所定
の電圧が印加され、発熱体６３は高温になる。発熱体６
３から発せられた熱は熱伝導体６４を介して定着ローラ
６１の内壁に伝播する。この状態で、定着ローラ６１と
加圧ローラ６２とは当接しながら互いに逆方向に回転
し、トナーの付着したシートが定着ローラ６１と加圧ロ
ーラ６２とに接触しつつ通過する。定着ローラ６１と加
圧ローラ６２との接触部（ニップ部）において、シート
上のトナーは定着ローラ６１の熱により溶解し、シート
に定着する。定着ローラ６１と加圧ローラ６２の回転に
伴い、シートは排紙ローラ（図示されていない）に搬送
され、排紙ローラを介して、排紙トレイ（図示されてい
ない）に排出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
定着装置において、熱伝導体６４および定着ローラ６１
内壁を、これらの長手方向に直線性良く加工するのは困
難を伴う。このため、熱伝導体６４がその長手方向に定
着ローラ６１内壁に均一に当接せずに、熱伝導体６４と
定着ローラ６１との間に所々に空隙が生じることがあっ
た。

【０００７】熱伝導体６４と定着ローラ６１との間に比
較的に熱伝導率の低い空気層（空隙）が介在すると、熱
伝導体６４から定着ローラ６１へ熱が伝播しにくくな
る。このため、定着ローラ６１内壁のうち空隙近傍の温
度は、熱伝導体６４と隙間なく当接している定着ローラ
６１内壁部分の温度よりも低くなる。すなわち、定着ロ
ーラ６１の長手方向の温度分布が不均一なものとなる。
この結果、シートが定着ローラ６１に当接する際、シー
ト上のトナーの温度が不均一になり、定着不良が生じる
という問題があった。

【０００８】

【発明の目的】そこで、本発明は、定着装置において、
熱伝導体を複数の熱伝導体ブロックに分割し、各熱伝導
体ブロックを定着ローラ内壁に確実に当接させることに
より、定着不良を防止することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る定着装置は、回転自在な中空の定着ローラと、定着
ローラ内に配設された発熱体と、発熱体から発せられた
熱を定着ローラに伝達する熱伝導体と、を備えた定着装
置において、上記熱伝導体は上記定着ローラの長手方向
に並設された複数の熱伝導体ブロックからなることを特
徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明に係る定着装置にあって
は、熱伝導体を構成する各熱伝導体ブロックは、従来の
熱伝導体に比べて、その長手方向の長さが短い。よっ
て、従来の熱伝導体ブロックを長手方向に直線性よく加
工するのに比べ、長さの短い熱伝導体ブロックを直線性
よく加工する方が容易となる。すなわち、各熱伝導体ブ
ロックの加工精度を向上させることができる。各熱伝導
体ブロックは定着ローラの内壁に隙間なく当接するの
で、各熱伝導体ブロックの熱は定着ローラ内壁に均一に
伝播する。この結果、定着ローラ内壁における、その軸
方向の温度分布は均一となり、定着ローラのニップ部に
当接するシート上のトナーは一様の温度で加熱溶解し、
そして定着する。このようにして、トナーの定着不良を
防止することができる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

【００１２】図１は本発明の第１実施例に係る定着装置
を用いたレーザビームプリンタの断面図である。このレ
ーザビームプリンタは以下に示される構成となってい
る。

【００１３】ケース１０１の内部には、給紙トレイ１０
２が設けられている。この給紙トレイ１０２の近傍に
は、給紙ローラ１０３が配設されており、シートを給紙
トレイ１０２から感光体ドラム１１３と転写ローラ１０
５とのニップ部に搬送する。感光体ドラム１１３の近傍
には、その表面を帯電させる帯電ブラシ１０６が配設さ
れている。感光体ドラム１１３の表面には、光学ユニッ
ト１０９からレーザビームが照射され、靜電潜像が形成
される構成となっている。現像装置１０７は、この靜電
潜像にトナーを付着させ、トナー像を形成するものであ
る。

【００１４】転写ローラ１０５は、感光体ドラム１１３
との間に電界を形成し、感光体ドラム１１３上のトナー
像をシートに転写させる機能を有している。さらに、感
光体ドラム１１３に接触する位置に、ブレード１０８が
配設されている。感光体ドラム１１３の上方には、シー
ト上のトナーを定着させる定着装置１０が配設されてい
る。この定着装置は、定着ローラ１１と、シートを定着
ローラに圧接する加圧ローラ１２とを有して構成されて
いる。さらに、定着装置１０の上方には、搬送ローラ１
１０と、排紙ローラ１１１とが設けられている。ケース
１０１には、搬送ローラ１１０、排紙ローラ１１１を介
して搬送されたシートが排出される排紙トレイ１１２が
設けられている。

【００１５】上記定着装置１０を図２を参照しながら説
明する。図２の（Ａ）は、本実施例に係る定着装置１０
を、定着ローラ１１の中心軸に垂直に切断して示した断
面図である。また、図２の（Ｂ）は、本実施例に係る定
着装置１０を、定着ローラ１１の中心軸に沿って切断し
て示した断面図である。

【００１６】定着ローラ１１は中空の円筒状であり、回
動自在となるよう構成されている。そして、シートとの
離型性を向上させるとともに、オフセットを防止する目
的により、定着ローラ１１の表面には、フッソ樹脂がコ
ーティングされている。加圧ローラ１２もまた円筒状で
あり、定着ローラ１１に圧接しながら回転可能である。
加圧ローラ１２の表面には、シリコンスポンジ、あるい
は、ゴム等の弾性部材１２Ａがコーティングされてい
る。

【００１７】定着ローラ１１の内部には、板金を所定形
状に屈曲してなる柱状の支持部材１５が延在して配設さ
れている。支持部材１５の両端はレーザビームプリンタ
のフレーム等に固着されている。支持部材１５には、バ
ネ１７を介して長板状の断熱部材１１６の一方の面が固
着されている。断熱部材１１６の他方の面には、同様に
長板状をなす発熱体１３が固着されている。発熱体１３
の表面には抵抗体が印刷されている。この抵抗体に端子
１８を介して電圧を印加すると、抵抗体は高温を発する
ものである。断熱材１１６は、発熱体１３の熱がバネ１
７を介して支持部材１５に逃げるのを防止するものであ
る。

【００１８】熱伝導体ブロック１４Ａは発熱体１３を挟
むようにして断熱部材１１６に固着されている。このよ
うに、複数の熱伝導体ブロック１４Ａは定着ローラ１１
の軸方向に並設され、全体として熱伝導体１４を構成し
ている。図２の（Ａ）に示されるように、熱伝導体ブロ
ック１４Ａの面のうち、定着ローラ１１内壁に対向する
面は、定着ローラ１１内壁の曲率と略同一の曲率を有す
る曲面により構成されている。バネ１７の弾性力によ
り、熱伝導体ブロック１４の該曲面は、定着ローラ１１
の内壁に圧接する構成となっている。熱伝導体ブロック
１４Ａの曲面は、定着ローラ１１のニップ部１６（定着
ローラ１１と加圧ローラ１２との当接部）近傍であっ
て、定着ローラ１１の内壁に当接している。定着ローラ
１１が回転すると、熱伝導体ブロック１４Ａが定着ロー
ラ１１の内壁を摺動する構成となっている。

【００１９】図３の（Ａ）は、本実施例に係る熱伝導体
ブロック１４Ａ、定着ローラ１１等を、定着ローラ１１
の軸方向から見た図である。また、図３の（Ｂ）は、本
実施例に係る熱伝導体ブロック１４Ａ、定着ローラ１１
等を、定着ローラ１２の軸に対して垂直な方向から見た
図である。この図において、定着ローラ１２は、その軸
方向がシートの搬送方向（図３中の矢印の方向）と垂直
になるように配設されている。

【００２０】このような構成を有するレーザビームプリ
ンタは、以下に示されるように動作する。すなわち、給
紙トレイ１０２に蓄えられたシートは、給紙ローラ１０
３により、感光体ドラム１１３と転写ローラ１０５との
ニップ部に搬送される。シートは、ニップ部にてトナー
を転写された後、定着装置１０へと搬送される。シート
は定着ローラ１１と加圧ローラ１２とに挟持されなが
ら、定着ローラ１１により加熱される。すると、シート
上のトナーが熱溶解し、シート表面に定着する。定着装
置１０により、トナーを定着されたシートは搬送ローラ
１１０、排紙ローラ１１１を介して、排紙トレイ１１２
に排出される。

【００２１】次に、上記定着装置１０の作用を細述す
る。レーザビームプリンタの電源が投入されると、発熱
体１３に所定の電圧が印加され、発熱体１３は高熱を発
する。発熱体１３から発せられた熱は、熱伝導体１４全
体に伝播する。熱伝導体１４の熱伝導率は高いため、熱
伝導体１４における定着ローラ１１に当接した部分の温
度は、短時間の間に発熱体１３の温度と略等しくなる。
定着ローラ１１は肉薄であるため熱容量が比較的に小さ
い。このため、熱伝導体１４が当接する定着ローラ１１
の部分、すなわち定着ローラ１１におけるニップ部１６
は、短時間の間に加熱される。したがって、発熱体１４
に電圧が印加された後、定着ローラ１１のニップ部１６
における温度が定着に適した温度（１５０〜２００℃）
に達するまでの時間を短縮することができる。

【００２２】熱伝導体１４は定着ローラ１１におけるニ
ップ部１６の近傍にのみ当接しているため、定着ローラ
１１におけるニップ部１６以外の部分の温度は、ニップ
部１６における温度に比べて低くなっている。定着ロー
ラ１１が回転すると、熱伝導体１４が接触していた定着
ローラ１１の部分が、熱伝導体１４から遠ざかる。定着
ローラ１１の熱容量が小さいため、定着ローラ１１のニ
ップ部１６から離れた部分の温度は放熱により低下す
る。

【００２３】定着装置１０に搬送されたシートは、定着
ローラ１１と加圧ローラ１２との当接部、すなわちニッ
プ部１６において挟持される。加圧ローラ１２は、定着
ローラ１１に圧接しているため、加圧ローラ１２の表面
の弾性部材は変形する。すると、定着ローラ１１と加圧
ローラ１２との当接部分、すなわち、ニップ部１６の面
積が拡大する。柔軟性を有するシートは、定着ローラ１
１のニップ部１６のみならず、その周辺にも当接する。
シート上のトナーは定着ローラ１１のニップ部１６か
ら、熱を受けて熱溶解する。定着ローラ１１の回転とと
もに、シート上のトナーが熱溶解した部分は、定着ロー
ラ１１のニップ部１６から、ニップ部１６の近傍へと搬
送される。このとき、シートは定着ローラ１１における
ニップ部１６の周辺部分に当接している。該部分の温度
は低下しているため、熱溶解したトナーの温度が低下
し、シート上に固着する。したがって、熱溶解したまま
のトナーが、定着ローラ１１のニップ部１６周辺に付着
することがなくなるので、いわゆるオフセット現象を未
然に防止することが可能となる。

【００２４】さらに、定着ローラ１１が回転すると、シ
ートは定着ローラ１１のニップ部１６近傍から剥離しよ
うとする。このとき既に、シート上のトナーは固着して
いるために、トナーの粘着力は十分に低下している。し
たがって、シートが定着ローラ１１から剥離しやすくな
り、シートが定着ローラ１１に巻き付くことがなくな
る。このため、シートのジャミングを防止することがで
きる。

【００２５】このようにして、発熱体１３の発熱量を増
加させることなく、定着ローラ１１の加熱に要する時間
を短縮できるものである。このため、本実施例に係る定
着装置１０を備えたレーザビームプリンタ等の装置内温
度の上昇を防止でき、また、発熱体１３の消費電流の増
加も抑えることができる。さらに、シートが定着ローラ
から剥離する際に、シート上のトナーが固着するため、
トナーが定着ローラ１１に付着しにくくなり、オフセッ
ト現象を防止できる。このとき、シート上のトナーの粘
着力も低下しているので、シートが定着ローラから剥離
しやすくなり、ジャミングを防止することもできる。

【００２６】また、各熱伝導体ブロック１４Ａの長手方
向の長さは、従来の定着装置に係る熱伝導体の長手方向
の長さに比べて短い。このため、従来の熱伝導体ブロッ
クを長手方向に直線性よく加工するのに比べ、長さの短
い熱伝導体ブロック１４Ａを直線性よく加工する方が容
易である。すなわち、従来に比べ、各熱伝導体ブロック
１４Ａの加工精度を向上させることができる。この結
果、各熱伝導体ブロックは定着ローラの内壁に隙間なく
圧接するので、各熱伝導体ブロックの熱は定着ローラ内
壁に均一に伝播する。

【００２７】さらに、各熱伝導体ブロック１４Ａおよび
定着ローラ１１内壁において、熱膨張あるいは不十分な
加工精度により、不所望の歪みが生じたとする。各熱伝
導体ブロック１４Ａは、バネ１７の弾性力により定着ロ
ーラ１１内壁に押圧されている。このため、熱伝導体ブ
ロック１４Ａにおける不所望の歪み等は、複数の熱伝導
体ブロック１４Ａ間の各不連続部に吸収される。したが
って、各熱伝導体ブロック１４Ａは定着ローラ１１の内
壁に隙間なく当接するので、各熱伝導体ブロック１４Ａ
の熱は定着ローラ１１内壁に均一に伝播する。この結
果、定着ローラ１１内壁における、その軸方向の温度分
布は均一となり、定着ローラ１１のニップ部１６に当接
するシート上のトナーは一様の温度で加熱溶解し、そし
て定着する。このようにして、トナーの定着不良を防止
することができるものである。

【００２８】図４の（Ａ）は、本発明の第２実施例に係
る熱伝導体ブロック１４Ｂ、定着ローラ１１等を、定着
ローラ１１の軸方向から見た図である。また、図４の
（Ｂ）は、第２実施例に係る熱伝導体ブロック１４Ａ、
定着ローラ１１等を、定着ローラ１１の軸方向に垂直な
方向から見た図である。

【００２９】本第２実施例に係る定着装置においては、
各熱伝導体ブロック１４Ｂの面のうち、隣接した熱伝導
体ブロック１４Ａに対向する面（低面）が、定着ローラ
１１の軸方向に対して傾いて形成されている。このた
め、各熱伝導体ブロック１４Ｂ間に空隙が生じたとして
も、定着ローラ１１が回転する際に、熱伝導体ブロック
１４Ａが定着ローラ１１内壁を一様に摺接する。よっ
て、定着ローラ１１内壁において、熱伝導体１４Ａと全
く摺接しない部分が生じることを防止できる。すなわ
ち、定着ローラにおいて、熱伝導体１４の分割部分近傍
の温度が低下するのを防止できる。この結果、定着ロー
ラ１１内壁における軸方向の温度分布が均一になり、定
着不良を防止できる。本第２実施例の定着装置の他の構
成および効果は、第１実施例の定着装置に係るものと同
様であるため、その説明を省略する。

【００３０】図５は、第３実施例に係る熱伝導体ブロッ
ク１４Ｃ、定着ローラ１１等を、定着ローラ１１の軸方
向に垂直な方向から見た図である。本第３実施例に係る
各熱伝導体ブロック１４Ｃの接合面は段差を有して形成
されており、各熱伝導体ブロック１４Ｃの当該段差の部
分が互いに嵌合する構成となっている。本第３実施例に
係る定着装置によっても、上記第２実施例に係る効果を
得ることができる。

【００３１】なお、第１〜第３実施例に係る熱伝導体ブ
ロック１４Ａ〜１４Ｃにおいて、各熱伝導体ブロック１
４Ａ等の間に熱伝導の優れたグリース等を塗布しても差
し支えない。この場合、各熱伝導体ブロック１４Ａ間の
空隙が生じるのを防止できるとともに、各熱伝導体ブロ
ック間１４Ａ間に生ずる温度差を低減することができ
る。この結果、定着ローラ１１における軸方向の温度分
布がより均一となり、定着不良を防止できるものであ
る。また、熱伝導体ブロック１４Ａと定着ローラ１１内
壁との間にも、グリース等を塗布することにより、熱伝
導体１４Ａと定着ローラ１１との間の熱伝導率が向上す
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば定着装置において、熱伝導体を複数の熱伝導体ブロッ
クに分割することにより、各熱伝導体ブロックは定着ロ
ーラ内壁に確実に当接する。したがって、定着ローラの
軸方向の温度分布は均一となり、定着不良を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る定着装置を用いたレ
ーザビームプリンタの断面図である

【図２】図２の（Ａ）は、第１実施例に係る定着装置
を、定着ローラの中心軸に垂直に切断して示した断面図
である。図２の（Ｂ）は、第１実施例に係る定着装置
を、定着ローラの中心軸に沿って切断して示した断面図
である。

【図３】図３の（Ａ）は、第１実施例に係る熱伝導体ブ
ロック、定着ローラ等を、定着ローラの軸方向から見た
図である。また、図３の（Ｂ）は、本実施例に係る熱伝
導体ブロック、定着ローラ等を、定着ローラの軸に対し
て垂直な方向から見た図である。

【図４】図４の（Ａ）は、第２実施例に係る熱伝導体ブ
ロック、定着ローラ等を、定着ローラの軸方向から見た
図である。また、図４の（Ｂ）は、第２実施例に係る熱
伝導体ブロック、定着ローラ等を、定着ローラの軸に対
して垂直な方向から見た図である。

【図５】本発明の第３実施例に係る熱伝導体ブロック、
定着ローラ等を、定着ローラの軸に対して垂直な方向か
ら見た図である。

【図６】従来の定着装置の一部を破断して示した断面図
である。

【符号の説明】

１１ 定着ローラ １３ 発熱体 １４ 熱伝導体 １４Ａ〜１４Ｃ 熱伝導体ブロック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在な中空の定着ローラと、 定着ローラ内に配設された発熱体と、 発熱体から発せられた熱を定着ローラに伝達する熱伝導
   体と、を備えた定着装置において、 上記熱伝導体は上記定着ローラの長手方向に並設された
   複数の熱伝導体ブロックからなることを特徴とする定着
   装置。