JPH07219367A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定着温度に達する迄の時間が短かくかつ作動
機構の簡単な定着装置の実現の目的とする。 【構成】 耐熱性のフィルムもしくは金属製のベルトか
ら成る円筒状部材１にヒートパイプ３を内接させ、ヒー
トパイプ３端部に設けたヒータによりヒートパイプ３を
介して円筒状部材１を加熱し同時に蓄熱する。前記の円
筒状部材１は、ヒートパイプ３とそれに圧接する圧接ロ
ーラ４の等速回転作動により従動回転し、搬入された転
写紙Ｐのトナー像を圧接ローラ４との間に形成するニッ
プ領域において圧着・加熱し溶融して定着することを特
徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機等の記
録装置に内蔵されて転写材上のトナー像を定着する定着
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】前記の定着装置としては転写材を熱ロー
ラと圧接ローラとの挟着加熱によってトナー像を定着す
るいわゆる熱ローラ方式の定着装置が一般的であるが、
この方式は周知のように加熱ローラ自体が発熱源を内蔵
するため構造が複雑化するのが避けられず、また加熱ロ
ーラは熱容量が大きくなるのでウォーミングアップに多
くの時間を要している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような熱ローラ方
式による場合の諸問題を解決する手段の一つとして、従
来の熱ローラに替えて加熱した薄肉の円筒状部材を転写
材に圧接させてトナー像を定着する形式の定着装置が特
開平4-204982号公報により提案されている。

【０００４】この提案によれば加熱部材すなわち円筒状
部材の熱容量を熱ローラのそれに比してはるかに小さく
することが可能なので、ウォーミングアップに要する時
間が短かく従って電力消費も少なくすることが出来る。

【０００５】しかし、発熱源については後述した熱ロー
ラ方式の定着装置と同様に前記の円筒状部材の内部に設
けられているためやはり構造が複雑であるのを免れるこ
とが出来ない。

【０００６】本発明はこの点を解決して改良した結果、
前記の円筒状部材を間接的に加熱する方法をとることに
より構造を簡略化した定着装置の提供を目的としたもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、加熱した円
筒状部材をトナー像を形成した転写材に接触させて前記
トナー像の定着を行う定着装置において、前記円筒状部
材の内部に熱伝導性の蓄熱部材を設けて下ローラに対向
させると共に、前記蓄熱部材を端部に設けた加熱手段に
より加熱することを特徴とする定着装置（第１発明）、
および、加熱した円筒状部材をトナー像を形成した転写
材に接触させて前記トナー像の定着を行う定着装置にお
いて、前記円筒状部材が発熱手段を有し、内部に蓄熱部
材を設けて該蓄熱部材を下ローラに対向させたことを特
徴とする定着装置（第２発明）によって達成される。

【０００８】

【実施例】

（実施例１）本発明の第１発明の一実施例を図１および
図２によって説明する。

【０００９】図において１はいわゆる上ローラに該当す
る薄肉の円筒状部材であって例えば押し出し加工によっ
て成形されるエンドレス状の耐熱フィルムあるいは電鋳
によって形成されるニッケル材のベルトが使用される。
前記耐熱フィルムやベルトはベース層を形成し、その上
に接着層、フッ素樹脂等のトナーと離型性の耐熱性を有
する表面層の３層から構成されるものである。

【００１０】２は前記円筒状部材１を回動自在に支持す
る筒状の支持部材であり、フランジ２Ａを介して定着装
置の容器７に取り付けられ、円筒状部材１の形状と位置
を規制する。

【００１１】３は前記円筒状部材１に内接される蓄熱部
材たるヒートパイプであり、熱伝導性の良好なパイプ３
Ａとその内部に充填した蓄熱剤３Ｂから構成され、軸受
を介して定着装置の容器７に回動可能に支持される。

【００１２】また４は円筒状部材１を挟み前記のヒート
パイプ３に圧接されるいわゆる下ローラに該当する圧接
ローラであって、弾性体の耐熱ゴム層４Ａから成り、芯
金４Ｂを支持する軸受を介して定着装置の容器７に回動
可能に支持される。

【００１３】前記のヒートパイプ３と圧接ローラ４はそ
れぞれの端部に固定した歯車Ｇ３と歯車Ｇ４を噛合して
いて、定着装置の備える駆動系の歯車（図示せず）の動
力によってほぼ等しい周速をもって相反する方向に回転
され、円筒状部材１を回動する。

【００１４】さらに前記支持部材２の端部内面には前記
ヒートパイプ３の加熱手段たるヒータＨが固定設置され
ていて、前記ヒートパイプ３の円筒状部材１より突出す
る端部に対し軸受部材を介して接触していて、前記ヒー
タＨの発熱量は伝導によってパイプ３Ａを加熱し、併せ
て蓄熱剤３Ｂに蓄積される。

【００１５】前記ヒートパイプ３の表面温度すなわちパ
イプ３Ａの周面温度は、ヒートパイプ３に設けられる温
度センサと、ヒータＨに設けられる温度センサとにより
設定温度すなわち目標温度に対する温度上昇の程度、延
遅を予測して前記ヒータＨに対する通電時間を制御する
ことによって管理されて定着に適した所定の温度範囲内
に維持される。

【００１６】ヒートパイプ３の表面温度が所定の温度範
囲内に達すると定着装置の作動機構が始動して前記のヒ
ートパイプ３と圧接ローラ４ならびに排紙ローラ５をそ
れぞれ駆動回転して定着装置を作動状態とする。

【００１７】ヒートパイプ３と圧接ローラ４の回転によ
り前記の円筒状部材１はヒートパイプ３に圧接されつつ
従動回転することにより加熱されてその熱容量の小さい
こともあって極めて短時間内に所定の定着に適した温度
範囲に達し定着装置をスタンバイの状態とする。

【００１８】前記のヒートパイプ３はヒータＨを別体と
しているのでその駆動系には電気系統の接続を考慮する
必要がなく、従って圧接ローラ４の場合と同様歯車を介
するのみの簡単な作動機構によって作動させることが出
来る。

【００１９】前記の定着装置に上面にトナー像を転写し
た転写紙Ｐが搬入されると、トナー像はヒートパイプ３
への圧接によって形成される圧接ローラ４のニップ領域
においてほぼ等速で従動回転する前記の円筒状部材１の
外周面に圧着加熱されてトナーを溶融・固着とする。そ
の際円筒状部材１はその可撓性により転写紙Ｐの変形に
追従して密着するのでトナー像を損うことなく加熱する
ことが出来る。

【００２０】ニップ領域を通過した転写紙Ｐは排紙ロー
ラ５とそれに従動する押圧ローラ６との挟着搬送により
定着装置の外部に排出される。

【００２１】なお本実施例では前記のヒートパイプ３を
圧接ローラ４と共に駆動回転しているが、固定して使用
することも可能で、その場合には前記の円筒状部材１は
転写紙Ｐとの摩擦力によって従動回転されるので構造は
さらに簡略化される。

【００２２】（実施例２）本発明の第２発明の一実施例
を図３および図４によって説明する。

【００２３】図において11はいわゆる上ローラに該当す
る適度の厚さを備えた円筒状部材であって、図３（ｂ）
に示す如く芯金パイプ111上に結合剤112と絶縁剤113を
介して発熱抵抗材114が被覆され、更にその上に絶縁材1
13とフッ素樹脂材115が被覆され、前記発熱抵抗材114の
端部では通電用の電極116が設けられその更に端部には
防湿材117が被覆されている。前記円筒状部材11は、芯
金パイプそのものを省略し、パイプそのものを発熱抵抗
体で構成し、その上に絶縁体、フッ素樹脂で被覆し、端
部に通電用の電極を設けた構成とすることもできる。

【００２４】前記円筒状部材11はローラ表層に発熱手段
たる前記の発熱抵抗体114を備えているので加熱の立ち
上がり時間が短かくまた肉厚を変えることによって熱容
量を変化させることも出来る。

【００２５】12は前記円筒状部材11を回動自在に支持す
る一対のフランジ状の支持部材であり定着装置の容器17
に取付けられる。

【００２６】13は前記円筒状部材11に内接する蓄熱部材
たるヒートパイプであり熱伝導性の良好なパイプ13Ａと
その内部に充填した蓄積剤13Ｂから構成され、軸受を介
して定着装置の容器17に回動可能に支持される。

【００２７】また14は円筒状部材11を挟み前記のヒート
パイプ13に圧接されるいわゆる下ローラに該当する圧接
ローラであって、弾性体の耐熱ゴム層14Ａから成り、芯
金14Ｂを支持する軸受を介して定着装置の容器17に回転
可能に支持される。

【００２８】前記ヒートパイプ13と圧接ローラ14はそれ
ぞれの端部に固定した歯車Ｇ13と歯車Ｇ14を噛合してい
て、定着装置の備える駆動系の歯車（図示せず）の動力
により所定の周速差をもって相反する方向に回転され
る。

【００２９】さらに前記の円筒状部材11は電極116を定
着装置内に設けられる電源ブラシＢに摺接させていて、
通電により前記の発熱抵抗材114を発熱状態として円筒
状部材11を短時間内に加熱すると共にその発熱量を伝導
によって前記のヒートパイプ13に蓄積させる。

【００３０】前記円筒状部材11の表面温度は、円筒状部
材11に設けられる温度センサとヒートパイプ13に設けら
れる温度センサとにより、設定温度すなわち目標温度に
対する温度上昇の程度及び遅延を予測して前記発熱抵抗
材114に対する通電時間を制御することによって管理さ
れて定着に適した所定の温度範囲内に維持される。

【００３１】円筒状部材11の表面温度が所定の温度範囲
内に達すると定着装置の作動機構が始動して前記のヒー
トパイプ13と圧接ローラ14ならびに排紙ローラ15をそれ
ぞれ駆動回転して定着装置を作動状態とする。

【００３２】ヒートパイプ13と圧接ローラ14の回転によ
り前記の円筒状部材11はヒートパイプ13に圧接されつつ
従動回転し、回転中にも電極116と電源ブラシＢとの接
触を保って所定の温度範囲を維持して定着装置をスタン
バイの状態とする。

【００３３】前記の円筒状部材11は発熱抵抗材114すな
わち発熱源を内蔵するが前記の電極116を電極ブラシＢ
との摺接させることにより通電状態を保つことが出来る
ので、従ってヒートパイプ13は電源接続を要せず圧接ロ
ーラ14の場合と同様歯車のみの接続による簡単な作動機
構によって作動させることが出来る。

【００３４】前記の定着装置に上面にトナー像を転写し
た転写紙Ｐが搬入されると、トナー像は円筒状部材11へ
の圧接によって形成される圧接ローラ14のニップ領域に
おいて結果的に等しい周速をもって従動回転させる前記
の円筒状部材11の外周面に圧着加熱されてトナーを溶融
・固着する。

【００３５】ニップ領域を通過した転写紙Ｐは排紙ロー
ラ15とそれに従動する押圧ローラ16との挟着搬送により
定着装置の外部に排出される。

【００３６】なお本実施例では前記のヒートパイプ13を
圧接ローラ14と共に駆動回転しているが、固定して使用
することも可能で、この場合には前記の円筒状部材11は
転写紙Ｐとの摩擦力によって従動回転されるので構造は
さらに簡略化される。

【００３７】

【発明の効果】本発明により、フィルムもしくはベルト
状の極く肉厚が薄く熱容量の小さい円筒状の部材、ある
いはそれ自体に発熱体を有する円筒状の部材を従動回転
可能の加熱ローラとして使用することによって、定着温
度に達する迄の時間が短かく従って電力の消費が小さ
く、また作動機構に電気系の接続を考慮する必要もない
経済的で構造の簡単な定着装置が提供されることとなっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１による定着装置の断面構成図。

【図２】前記装置の側断面図。

【図３】実施例２による定着装置の断面構成図とその要
部図。

【図４】前記装置の側断面図。

【符号の説明】

１，11 円筒状部材 ２，12 支持部材 ３，13 ヒートパイプ ３Ａ，13Ａ パイプ ３Ｂ，13Ｂ 蓄熱剤 ４，14 圧接ローラ ４Ａ，14Ａ 耐熱ゴム層 ５，15 排紙ローラ ７，17 （定着）容器 114 発熱抵抗材 116 電極 Ｂ 電源ブラシ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱した円筒状部材をトナー像を形成し
   た転写材に接触して前記トナー像の定着を行う定着装置
   において、前記円筒状部材の内部に熱伝導性の蓄熱部材
   を設けて下ローラに対向させると共に、前記蓄熱部材を
   端部に設けた加熱手段により加熱することを特徴とする
   定着装置。
2. 【請求項２】 前記蓄熱部材は固定されていることを特
   徴とする請求項１の定着装置。
3. 【請求項３】 前記蓄熱部材は回転していることを特徴
   とする請求項１の定着装置。
4. 【請求項４】 加熱した円筒状部材をトナー像を形成し
   た転写材に接触させて前記トナー像の定着を行う定着装
   置において、前記円筒状部材が発熱手段を有し、内部に
   蓄熱部材を設けて該蓄熱部材を下ローラに対向させたこ
   とを特徴とする定着装置。
5. 【請求項５】 前記蓄熱部材は固定されていることを特
   徴とする請求項４の定着装置。
6. 【請求項６】 前記蓄熱部材は回転していることを特徴
   とする請求項４の定着装置。