JPH07271225A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】定着装置の熱効率を向上させる。 【構成】内部にヒータ１２を設けた加熱ローラ２の長手
方向の外周に対向してニップ幅を有して固定されるバー
プラテン３を設ける。加熱ローラ２の表層５を、バープ
ラテン３の表層１１の複写用紙Ｐに対する摩擦係数より
大きくし、複写用紙Ｐをバープラテン３の表面を滑らせ
加熱ローラの回転によりバープラテン３と加熱ローラ２
間を通過させて、複写用紙Ｐにトナーを定着させる。 【効果】バープラテン３が加熱ローラ２に接触する面積
を最小にすることができ、加圧ローラを設けた定着装置
に比較して、ヒータの熱が奪われない。ヒータの発熱量
を小さくでき装置自体も小型化され、複写機が小型化で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザプリンタや電子複
写機等に用いられる定着装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子複写機やレーザプリンタ
は、表面を一様に帯電された感光ドラムに原紙を介して
露光をし、原紙の画像が形成されない部分を透過した光
により感光ドラムの帯電が除去されることにより感光ド
ラムに静電潜像を形成し、現像部で静電潜像上に逆のト
ナーを付着させる。そして、転写部において感光ドラム
と感光ドラムより強く帯電させた転写ローラ間にコピー
用紙を通紙して、トナーをコピー用紙上に移動させ、更
に、定着部においてトナーをコピー用紙上に定着させて
いる。

【０００３】このような電子複写機等のトナー定着部
は、内部にヒータを備えた加熱ローラと加圧ローラから
構成され、トナーが転着されたコピー用紙を加熱ローラ
と加圧ローラ間を通過させる間に、加熱ローラによりト
ナーを加熱、溶融すると共に、溶融したトナーを加圧ロ
ーラによりコピー用紙に圧着して、コピー用紙上にトナ
ーを定着させてプリントが行われる。このような定着部
のローラは、耐熱性を有し、通紙の安定性を図り鮮明な
画像を得るため適度な弾性と、トナーとの離型性のよい
ものが要求される。そのため、ニップ幅が確保できる低
硬度で、通紙性がよく、しかも摩耗しにくい耐久性の優
れたローラを得るため、芯金上に適度な弾性を有するシ
リコーンゴム、フッ素ゴム等を含有する弾性体を設け、
その上層にトナーとの離型性のよいフッ素樹脂からなる
最外層が積層された定着ローラが用いられていた。この
ような定着ローラによるトナー定着方式はオーブン定着
方式やフラッシュ定着方式と比較して熱効率がよく、定
着性も良好である。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】しかしながら、このような定
着ローラにおいて、加熱ローラと加圧ローラの回転に伴
い加熱ローラと加圧ローラ間をトナーが転着されたコピ
ー用紙が通過すると、加熱ローラの表面温度がかなり低
下する。これは加圧ローラ、トナー、コピー用紙に熱が
奪われるためである。特に、加圧ローラに多くの熱が奪
われてしまった。このような加圧ローラにより奪われる
熱を少なくし、熱効率を更に向上させるためには、ロー
ラの外径を小さくする、材質を保温性のあるものにする
等の方策があるが、何れもトナーの定着性が劣ってしま
うため限界があった。特に小型の複写機、コンピュータ
の出力装置、ファクシミリ等の定着部の場合、ヒータの
容量を小さくすることが要求され、熱効率は重要な問題
であり、熱効率向上が望まれていた。

【０００５】本発明は上記の問題点を解消するためにな
されたものであって、ヒータの熱を著しく効率よく使用
でき、定着装置の小型化を達成できる定着装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の定着装置は、加熱ローラと、加熱ローラの
長手方向の外周に対向しニップ幅を有して固定されて設
けられるバープラテンとを備え、複写用紙に対する加熱
ローラの表面の摩擦係数はバープラテンの表面の摩擦係
数より大きく、加熱ローラの回転により複写用紙を加熱
ローラとバープラテンとの間を通過させてなるものであ
る。

【０００７】

【作用】内部にヒータを設けられた加熱ローラとニップ
幅を確保できるバープラテンを設ける。加熱ローラの表
面の複写用紙に対する摩擦係数は大きく、バープラテン
の表面の複写用紙に対する摩擦係数は小さくする。この
ため、加熱ローラとバープラテンの間に複写用紙が差し
込まれると、複写用紙は加熱ローラが回転することによ
り、加熱ローラの回転に付随して移動し、バープラテン
表面を滑って通過する。このとき、バープラテンは加熱
ローラとニップ幅を有して固定されるため、複写用紙は
加熱ローラに所定の力で押圧され、トナーの定着が行な
われる。そして、バープラテンが加熱ローラに複写用紙
を押圧する部分は常に一定箇所であり、加熱ローラの熱
を大量に奪うことがない。そのため、ヒータの熱を効率
良く使用することができ、小型の複写機の定着装置にも
好適である。

【０００８】

【実施例】本発明の定着装置を電子複写機に適用した一
実施例を図面を参照して説明する。本発明の定着装置１
は、図１の正面図、図２の側面図に示すように、加熱ロ
ーラ２及び加熱ローラ２にニップ幅を持って設けられる
バープラテン３が備えられており、加熱ローラ２とバー
プラテン３間に複写用紙Ｐを通過させ、複写用紙Ｐ上の
トナーを加熱し、溶融して複写用紙Ｐに定着させるもの
である。

【０００９】加熱ローラ２は芯金４上に表層５を設けた
ものであっても、また、図３に示すように、芯金４上に
弾性体層６を介して表層５を設けた加熱ローラ２ａであ
ってもよく、芯金４内にはハロゲンランプ等のヒータ１
２が設けられ、加熱ローラ２の表面を所定の温度に加熱
できるようになっている。芯金４はヒータの熱の伝導性
のよいものであり、上層に積層されるものとの接着のよ
い材質、例えば、鉄、アルミニウム等で形成される。

【００１０】芯金４上に形成される弾性体層６は加熱ロ
ーラに適宜弾性を付与するために設けられ、芯金４との
接着性を向上できるようにプライマー７を介して設けて
もよい。弾性体層６は弾性を有し、耐熱性であり、且つ
熱の伝導性がよいものが好ましく、シリコーンゴム、フ
ッ素ゴム等を含有して形成される。特に熱による劣化が
少なく、ニップ幅を確保できるものとして、シリコーン
ゴムが好適に用いられる。弾性体層６は絶縁性であって
も、また、適宜カーボンブラック等を添加して導電性で
あってもよい。

【００１１】弾性体層６は硬度２０〜７０が好ましく、
ニップ幅を確保するため厚さ１ｍｍとなるように形成さ
れるのが好ましい。弾性体層６を形成するには予めシー
ト状に形成したものを、洗浄、脱脂してブラスト処理し
プライマー７を塗布した芯金に巻き付け加熱、硬化させ
て形成し得る。また、芯金を同軸状に設置した金型に液
状ゴムを注入することにより形成することもできる。

【００１２】弾性体層６上に設けられる表層５は、複写
用紙Ｐに対する摩擦係数がバープラテンの複写用紙Ｐに
対する摩擦係数より大きいものであり、表層５と摩擦に
より複写用紙Ｐを搬送できるものである。更に、耐熱性
であり、トナーとの離型性に優れたものであり、このよ
うな点を満足する表層５の材質としては、フッ素樹脂と
フッ素ゴムの混合ラテックスが好適に用いられる。フッ
素樹脂、フッ素ゴムは耐熱を有し、熱による劣化を受け
ない。しかもトナーとの離型性が得られるものである。
フッ素樹脂としてはポリフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦ
Ａ樹脂）やポリテトラフロロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ樹
脂）等が好適である。フッ素樹脂とフッ素ゴムの混合割
合は６０：４０〜４０：６０であり、特に５５：４５で
あることが好ましい。このような混合ラテックスには適
宜添加剤を添加することができる。また、カーボンブラ
ックなどの導電性物質を添加して加熱ローラに導電性を
付与して、複写用紙の巻付き等を防止することもでき
る。

【００１３】表層５の硬度は６０〜７０度、厚さとして
は２０〜４０μｍである。厚さが厚くなると熱応答性に
劣り、薄いと機械的強度が低下してしまう。表層５を形
成するには、弾性体層を研磨してプライマー８を介して
混合ラテックスをエアスプレー等の方法により塗布し、
焼成して形成することができる。尚、表層５は弾性体層
を介さず芯金４上にプライマーを介して設けるようにし
てもよい。

【００１４】このような構成の加熱ローラ２、２ａに対
向して設けられるバープラテン３は、加熱ローラ２、２
ａの長手方法の外周に接触しニップ幅を有して固定され
て設けられるものであり、金属支持体９上に弾性体１０
及び表層１１を設けたものである。金属支持体９は上部
に設けられる弾性体１０及び表層１１が熱によりまた、
加熱ローラ２、２ａにより押圧されることにより、撓ま
ないように支持するために設けられる。金属支持体９の
材質としては、例えば、鉄、アルミニウム等で形成され
る。

【００１５】金属支持体９上に設けられる弾性体１０は
ニップ幅を確保するため、弾性を有し、加熱ローラ２ま
たは、２ａに一定箇所が絶えず接触するため、耐熱性に
優れたものが好ましい。弾性体１０はフロロシリコーン
ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムの何れかを含有して
形成されることが好ましく、ソリッドゴムあるいは、発
泡させたスポンジゴムでもよいが、スポンジゴムを使用
した方が断熱効果が得られ、加熱ローラからの熱をより
効率よく使用することができる。弾性体１０の硬度はＡ
ｓｋｅｒＣ１０〜７０、厚さは２〜６ｍｍである。

【００１６】弾性体１０を形成するには予め棒状に形成
した未加硫のゴムを、洗浄、脱脂してブラスト処理しプ
ライマーを塗布した金属支持体９に接着し、加熱、硬化
させて形成し得る。弾性体１０の形状は、図４に示すよ
うに、加熱ローラ２、２ａとの間に複写用紙を導入しや
すいように、角を落とした導入部１０ａを設けたもので
あってもよい。

【００１７】弾性体１０の上層に設けられる表層１１は
加熱ローラ２、２ａ間に複写用紙Ｐを通紙するため、加
熱ローラ２、２ａの表層５の複写用紙に対する摩擦係数
より複写用紙に対する摩擦係数が小さいものとする。表
層１１の複写用紙に対する摩擦係数が加熱ローラ２、２
ａの複写用紙に対する摩擦係数より小さいため、複写用
紙は加熱ローラ２、２ａの回転に付随させ、且つバープ
ラテン３の表層１１を滑らせることにより搬送可能とな
る。このような摩擦係数を備え、耐熱性であり、トナー
との離型性に優れたものとして、表層１１はフッ素樹脂
を含有するものが好ましい。フッ素樹脂としてはポリフ
ルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ樹脂）やポリテトラフロ
ロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ樹脂）等が好適である。

【００１８】表層１１を形成するには、フッ素樹脂の塗
布液を作成し、弾性体１０に塗布、焼成して形成するこ
とができる。表層の厚さとしては、２０〜２００μｍ、
好ましくは３０〜５０μｍである。このようなバープラ
テン３を用いることにより、加熱ローラ２、２ａと接触
しする部分が一定箇所となるため、加圧ローラを用いた
場合のように加圧ローラの全周が加熱ローラと接触する
のに比較して、バープラテン３が加熱ローラ２、２ａに
接触する接触面積を最小とさせ著しく減少させることが
できるため、加熱ローラの熱を多量に奪うことがない。

【００１９】上記説明は本発明の一実施例の説明であっ
て、本発明はこれに限定されず、適宜所望の層を設け、
適用される複写機に適したものとすることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の定着装置によれば、加熱ローラと、複写用紙に対す
る摩擦係数が加熱ローラより小さい摩擦係数のバープラ
テンを組合せることにより、複写用紙を加熱ローラの回
転に伴いバープラテン上を滑らせて通紙させることがで
き、加熱ローラとバープラテンの接触面積を最小として
加熱ローラの熱を効率よく使用することができる。省エ
ネルギーを図ることがでる。また、定着装置自体も小型
化とすることができる上に、加熱ローラを加熱するヒー
タ発熱量を減少させることができ、複写機の小型化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す正面図。

【図２】本発明の一実施例を示す側面図。

【図３】本発明の他の実施例を示す図。

【図４】本発明の他の実施例を示す図。

【符号の説明】

１‥‥‥定着装置 ２‥‥‥加熱ローラ ３‥‥‥バープラテン Ｐ‥‥‥複写用紙

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱ローラと、前記加熱ローラの長手方向
   の外周に対向しニップ幅を有して固定されて設けられる
   バープラテンとを備え、複写用紙に対する前記加熱ロー
   ラの表面の摩擦係数は前記バープラテンの表面の摩擦係
   数より大きく、前記加熱ローラの回転により前記複写用
   紙を前記加熱ローラと前記バープラテンとの間を通過さ
   せてなることを特徴とする定着装置。