JPH0764420A - 熱定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定着ローラ表面温度の立ち上がり時間短縮の
ために定着ロールの薄肉化を図ると共に、薄肉の定着ロ
ールの紙幅方向の温度分布の均一化を図った優れた熱定
着装置を提供する。 【構成】 定着ローラ１１を薄肉化することにより定着
ローラ１１の加熱時の立ち上がり時間の大幅な短縮を図
ることができ、また、均熱化部材２０を用いることによ
り幅の狭い用紙等の通紙後の薄肉化定着ローラの温度が
局部的に大きく上昇することを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はプリンタ、ＦＡＸ、複
写機などに用いられる各種静電記録装置において、紛体
トナーを定着する熱定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の熱定着装置としては特公
平０１ー３６１０６に開示されるものがある。図４はこ
の装置の要部を示したものである。図４において、１は
アルミ等の熱伝動性の良好な金属ロール２上に非粘着材
３を薄く被覆した定着ローラであり、４は芯金５上に比
較的厚いシリコーンゴム６を被覆した圧接ローラであ
る。両ローラ１、４は互いに適当な力で圧接され、矢印
方向に回転する。熱融着性トナー粉像７を保持した記録
紙８は矢印方向に搬送され、ローラ１、４の間で加熱定
着される。定着ローラ１はその内部のハロゲンランプ等
の熱源９により加熱され、ローラ１、４の接触面におい
て、トナー粉像を溶融する。また、定着ローラ１の表面
温度は、サーミスタ等の温度検出素子１０によって常に
一定温度にコントロールされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成の装置では熱源をＯＮしてから定着ローラの表面温度
が所定温度に達して、定着可能となるまでの立ち上がり
時間が長くかかり、そのために印字待機中であっても常
時定着ロールを加熱しておかなければならなかった。

【０００４】また、従来装置で定着ローラ表面温度の立
ち上がり時間を短縮する方法として、定着ロールを薄肉
化して熱容量を低減する方法が有効な方法であるのは明
らかであるが、定着ロールを薄肉化すると温度分布が不
均一になりやすく、特に幅の狭い用紙を用いた時に非通
紙部の温度が大きく上昇してしまい、定着装置の耐熱性
の点と、幅の狭い用紙の後に幅の広い用紙を使用する際
に温度上昇によるオフセット（定着ロールへのトナーの
付着）が多量に発生するという問題があった。

【０００５】この発明は、以上述べたように定着ローラ
表面温度の立ち上がり時間短縮のために定着ロールの薄
肉化を図ると共に、薄肉の定着ロール温度が不均一にな
ったりあるいは局部的に温度上昇してしまうことのない
優れた熱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】前記課題を解決するため
に、本発明の熱定着装置は、紛体トナーを加熱溶融して
記録紙に定着する加熱定着装置において、内部に熱源を
設けた薄肉の定着ローラと、該定着ローラに圧接する圧
接ローラと、前記定着ローラあるいは圧接ローラの少な
くとも一方に記録紙の最大許容幅程度の幅をもって接触
する熱伝導性の良好な均熱部材とを備えたことを特徴と
する。

【０００７】

【作用】この発明によれば前述のように構成したので、
定着ローラを薄肉化することにより加熱時の定着ローラ
の立ち上がり時間の大幅な短縮を図ることができ、ま
た、均熱化部材を用いることにより薄肉化定着ローラの
温度が局部的に大きく上昇することを防止することがで
きる。

【０００８】

【実施例】図１はこの発明の実施例１の要部を示す構成
図である。図中１１は薄肉の定着ローラであり、内部に
ハロゲンランプあるいは類似の赤外線放射型の熱源９が
配置されている。この定着ローラ１１は熱伝導性の良好
な１mm以下の肉厚の薄肉金属ロール１２上に１０〜３０
μｍ程度の非粘着層１３を被覆した構成であり、薄肉金
属ロール１２の内面は熱源９から放射される赤外線を吸
収するように黒化処理あるいは黒色塗装が施されてい
る。

【０００９】薄肉金属ロール１２としては０．０５ｍｍ
〜０．３ｍｍ程度のＮｉ電鋳ロール又は０．３〜０．５
ｍｍ程度のアルミあるいは鉄の引き抜きパイプを素材と
して用いるのが好適であり、非粘着層１３としてはトナ
ーに対して良好な離型性を示すポリテトラフルオロエチ
レン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン-ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロ
エチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体（ＰＦＡ）等から選択すれば良い。

【００１０】前記定着ローラ１１の表面には圧接ローラ
４と均熱化ローラ２０が適度な力で圧接されており、矢
印方向に回転する。各ローラの軸芯は何れも平行に配置
され、定着ローラ１１は記録紙８の最大許容幅以上の距
離を持って図示しない軸受けで支持され、圧接ローラ４
及び均熱化ローラ２０は前記記録紙８の最大許容幅と同
等か若干大きい幅を有する。

【００１１】均熱化ローラ２０は例えばアルミ等の熱伝
導性の良好な金属ローラであり、その表面には定着ロー
ラ１１とその接触部の下流側にクリーナ部２１が接触配
置されている。このクリーナ部２１を設ける目的は、記
録紙８上のトナー７を定着する際に定着ローラ１１にオ
フセットしたトナーを均熱化ローラ２０を介して回収す
るためである。

【００１２】次に本装置の動作を説明する。加熱指令に
より熱源９に電圧が印加されると、熱源９の放射する赤
外線を吸収して定着ローラ１１の温度が急激に上昇し、
定着ローラ１１の中央部に設けた温度検出素子１０によ
り１５０〜１８０゜Ｃ程度の所定温度になるように熱源
９が制御される。定着ローラ１１の表面温度が所定温度
に達した後、記録紙８が定着ローラ１１と圧接ローラ４
の間を通過し、トナー７を加熱溶融して定着が行なわれ
る。

【００１３】本装置は定着ローラを薄肉化しているた
め、従来より極めて短時間に所定温度に到達することが
できる。ちなみに、従来の２mm厚（外径２０ｍｍ、長さ
２５０ｍｍ）のアルミローラと、０．２ｍｍ厚（外径２
０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ）のＮｉ電鋳ローラとを６００
ｗのハロゲンランプを熱源として比較してみると、２０
゜ｃから１６０゜ｃに立ち上がるのに必要な時間は、前
者が３０〜３５秒必要なのに対し、後者は約８秒であっ
た。

【００１４】また、本装置に幅の狭い記録紙を通紙させ
た場合の効果について、図２を用いて説明する。一般に
温度検出素子１０を中央部において定着ローラ温度を制
御し、幅の狭い記録紙を通紙させると、非通紙部である
定着ローラ両端部の温度が上昇する。この通紙部と非通
紙部の温度差は、定着ローラを薄肉化することにより拡
大されてくる。例えば、均熱化ローラ２０を取り外した
状態で最大用紙幅（Ａ４用紙；２１０ｍｍ）の１／２の
用紙幅（Ａ６用紙；１０５ｍｍ）の用紙を１００枚通紙
後の温度差を前述の２種類のローラで比較すると、２ｍ
ｍ厚のアルミローラでは１０゜ｃ程度の温度差であり、
０．２ｍｍのＮｉ電鋳ローラでは約４０゜ｃの温度差と
なる。

【００１５】一方、このＮｉ電鋳ローラに均熱化ローラ
２０として前記アルミローラと同等な断面積を有する直
径１２ｍｍのアルミローラを接触させて同様な実験を行
なったところ、その温度差を１５゜ｃ程度に大幅に減少
させることができた。この結果は通紙部と非通紙部とで
異なる放熱量の違いによる幅方向の温度差を、薄肉化し
た定着ローラ１１のみの熱伝導だけでは吸収しきれず、
この分を均熱化ローラ２０の熱伝導で効果的に補えるこ
とを示している。

【００１６】ところで、均熱化ローラ２０は前述のよう
に定着ローラ１１に常時接触していても、その接触幅が
小さいため立ち上がり時間への影響は少ないが、立ち上
がり時には均熱化ローラ２０を定着ローラ１１と離間さ
せておき、定着ローラ１１が所定温度に達した後に接触
させるようにすれば、立ち上がり時間を更に短縮させる
ことが可能となる。また、均熱化ローラ２０を幅の狭い
記録紙野定着の時にだけ接触させるようにしても良い。

【００１７】また、均熱化手段は前述の均熱化ローラ２
０に限られることなく、ヒートパイプを利用することも
できるし、図３の実施例２に示すように均熱化クリーナ
部材３０を用いることも可能である。この均熱化クリー
ナ部材３０は従来の定着クリーナと同様な素材の１ｍｍ
程度の薄いフェルト３１を熱伝導性の良好なアルミ等の
支持部材３２に張り付けたものであって、断熱性のフェ
ルト３１をできるだけ薄くすると共に支持部材３２の幅
方向への熱伝導性を良くすることで、前記同様の効果を
得ることができる。

【００１８】更に、均熱化手段は定着ローラに接触させ
る場合に限らず、圧接ローラに接触させる場合にも有効
であり、両ローラ共に接触させておくと均熱化効果がよ
り一層大きくなる。

【００１９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明に
よれば、定着ローラを薄肉化することにより定着ローラ
の加熱時の立ち上がり時間の大幅な短縮を図ることがで
き、また、均熱化部材を用いることにより薄肉化定着ロ
ーラの温度が局部的に大きく上昇することを防止するこ
とができる。これにより、印字待機中の定着ローラ温度
を極めて低く設定しておくこと、あるいは印字待機中の
加熱を無くすことも可能となり、印字待機時の大幅な節
電効果が期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の要部構成図である。

【図２】Ａ６用紙１００枚通紙後の定着ローラ各部の温
度特性図である。

【図３】本発明の実施例２の要部構成図である。

【図４】従来の熱定着装置の要部構成図である。

【符号の説明】

４ 圧接ローラ ５ 芯金 ６ シリコーンゴム ７ トナー粉像 ８ 記録紙 ９ 熱源 １０ 温度検出素子 １１ 定着ローラ １２ 金属ロール １３ 非粘着層 ２０ 均熱化ローラ ２１ クリーナ部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紛体トナーを加熱溶融して記録紙に定着
   する加熱定着装置において、 内部に熱源を設けた薄肉の定着ローラと、 前記定着ローラに圧接する圧接ローラと、 前記定着ローラあるいは圧接ローラの少なくとも一方に
   記録紙の最大許容幅程度の幅をもって接触する熱伝導性
   の良好な均熱部材とを備えたことを特徴とする熱定着装
   置。