JPH08278720A

JPH08278720A - 加熱定着装置

Info

Publication number: JPH08278720A
Application number: JP8108995A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Adachi; 真一安達; Takeshi Takemoto; 武竹本; Takashi Kimura; 隆木村; Kazuto Kishi; 和人岸
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-04-06
Filing date: 1995-04-06
Publication date: 1996-10-22

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】簡単な構造により加熱ローラにおける非通紙
部昇温を抑制してホットオフセットや異常画像の形成、
さらには装置の局部的な劣化を防止可能な加熱定着装置
を提供する。【構成】発熱源を有し、回転可能な中空状ローラ１Ａ
を備えている加熱定着装置１において、中空状ローラ１
Ａの内部に配置され、同ローラ内周面に接触し、接触し
た部分の放熱を行う放熱部材２を備え、中空状ローラ１
Ａにおける非通紙部での異常加熱を防止してホットオフ
セットや中空状ローラ１Ａの熱変形を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱定着装置に関し、
特に、電子写真方式に用いられる加熱定着装置に間す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複写機やプリンタあるいはファ
クシミリ装置等の画像形成装置には、電子写真複写方式
を用いるものがある。電子写真複写方式は、一様帯電さ
れた像担持体をなす感光体上に露光あるいは光書込み等
によって静電潜像を形成し、この静電潜像を、例えば磁
性キャリアとトナーとを混合した二成分系現像剤を用い
た場合のトナーにより可視像処理した画像を記録紙等に
転写して複写物を得るようになっている。記録紙等に転
写されたトナーは、熱と圧力とを付与されることにより
記録紙に融着させられて定着される。

【０００３】定着に用いられる構成としては、記録紙の
搬送路をはさんでトナーと接触する側に加熱ローラが、
そして加熱ローラと対向する側に加圧ローラがそれぞれ
配置され、各ローラによって記録紙を挟持搬送する構成
が知られているところで、上記構成の定着装置において
は、加熱ローラの軸方向での長さに対してこの方向に沿
った記録紙における幅方向での長さが異なることが多
い。特に、加熱ローラの軸方向での長さは、画像形成可
能な記録紙のうちで最大幅に対応できる長さに設定され
ていることから、その長さよりも短い幅をもつ記録紙が
通紙された場合には、次のような問題が生じていた。加
熱ローラは、軸方向での加熱範囲が、上記したように最
大幅に対応して設定されている。このため、最大幅より
も短い小サイズの記録紙が通紙されると、非通紙部での
温度が通紙部の温度に比べて高くなりがちとなる。この
ような軸方向での温度分布が異なっている加熱ローラに
対し、次に幅が長い記録紙を通紙した場合には、いまま
で通紙されていなかった部分での温度が高いことによっ
てホットオフセットが生じやすくなる。このような通紙
部以外の範囲での温度の上昇は、非通紙部昇温と称され
る現象として知られており、この現象が生じると、次の
ような不具合が発生する。（１）記録紙に不均一な熱が加えられ、均一な定着効率
が得られなくなることや定着性の悪化、さらには皺の発
生を招く。（２）非通紙時、加熱ローラと当接可能なする加圧ロー
ラ等の加熱体周辺の部品に熱的なダメージを及ぼし、部
品あるいはこれらを備えた装置の寿命が低下してしま
う。（３）加圧ローラに熱膨張が生じることによる熱変形に
よって軸方向での周束が変化し、これにより、記録紙の
搬送不良や幅方向での均一接触が行えなくなる。

【０００４】そこで、従来では、このような不具合を解
消するために、加熱体の通電範囲を記録紙の幅に併せて
変化させるようにした構成（例えば、特開平５ー２７６
４５号公報）、温度に応じて抵抗値変化を生じるＰＴＣ
（Positive Tempereture Coefficient）で構成された
発熱体を用いた構成（例えば、特開平６ー２７８４０号
公報）、加熱体を複数用いて加熱状態を切り換え／併用
するようにした構成（例えば、特開平２ー２６２１７７
号公報）が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載の構成では、発熱体の温度制御に要する構成が
複雑化することによるコスト高を招くという問題があっ
た。

【０００６】このため、従来の加熱定着装置の構成をそ
のまま用いて非通紙部の位置に加熱ローラの外周面に当
接可能な放熱部材を設ける構成が提案されている（例え
ば、特開平２ー１３２４８０号公報）。

【０００７】しかし、上記公報記載の構成では、放熱部
材の特性や形状さらには移動手段等を必要とし、さらに
は、放熱部材の設置位置が加熱ローラの外方であること
から設置スペースを含む分、装置の大型化を招くという
新たな問題があった。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上記従来の加熱
定着装置における問題に鑑み、簡単な構造により加熱ロ
ーラにおける非通紙部昇温を抑制してホットオフセット
や異常画像の形成さらには装置の局部的な劣化を防止す
ることが可能な加熱定着装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、発熱源を有し、回転可能な
中空状ローラを備えている加熱定着装置において、上記
中空状ローラの内部に配置され、同ローラ内周面に接触
し、接触した部分の放熱を行う放熱部材を備えているこ
とを特徴としている。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の加
熱定着装置において、上記放熱部材は、上記中空状ロー
ラの内周面に対して接離自在に設けられていることを特
徴としている。

【００１１】請求項３記載の発明は、発熱源を有し、回
転可能な中空状ローラを備えている加熱定着装置におい
て、上記中空状ローラの内部に配置されていて、同ロー
ラに接触可能な内部支持体と、上記内部支持体に接触可
能に配置されている熱良導体で構成されている放熱部材
と、を備えていることを特徴としている。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項３記載の加
熱定着装置において、上記放熱部材は、上記内部支持体
に対して接離自在に設けられていることを特徴としてい
る。

【００１３】請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の
うちの一つに記載の加熱定着装置において、上記放熱部
材は、上記中空状ローラの軸方向に沿って複数配列さ
れ、選択されたものが接触態位を設定されることを特徴
としている。

【００１４】請求項６記載の発明は、請求項１または３
記載の加熱定着装置において、上記中空状ローラにおけ
る通紙部の温度を検出する温度検出手段と、上記温度検
出手段による中空状ローラの温度に応じて上記放熱部材
の接離動作を制御する手段と、を備えていることを特徴
としている。

【００１５】請求項７記載の発明は、請求項５または６
記載の加熱定着装置において、上記放熱部材は、上記中
空状ローラに接触する記録紙のサイズに応じて上記接離
動作を制御される位置が設定されることを特徴としてい
る。

【００１６】請求項８記載の発明は、請求項１乃至４の
うちの一つに記載の加熱定着装置において、上記接離動
作を制御する手段は、感熱変形可能な部材により構成さ
れていることを特徴としている。

【００１７】請求項９記載の発明は、請求項８記載の加
熱定着装置において、上記感熱変形可能な部材は、形状
記憶合金で構成されていることを特徴としている。

【００１８】請求項１０記載の発明は、請求項１記載の
加熱定着装置において、上記放熱部材は、上記中空状ロ
ーラよりも熱伝導率が高い材質によって構成されている
ことを特徴としている。

【００１９】請求項１１記載の発明は、請求項３記載の
加熱定着装置において、上記放熱部材は、上記中空ロー
ラおよび上記内部支持体よりも熱伝導率が高い材質によ
って構成されていることを特徴としている。

【００２０】請求項１２記載の発明は、請求項１乃至４
のうちの一つに記載の加熱定着装置において、上記放熱
部材は、少なくとも表面が弾性体で構成されていること
を特徴としている。

【００２１】請求項１３記載の発明は、請求項１乃至４
のうちの一つに記載の加熱定着装置において、上記放熱
部材は、その表面が曲面によって構成されていることを
特徴としている。

【００２２】請求項１４記載の発明は、請求項１乃至４
のうちの一つに記載の加熱定着装置において、上記放熱
部材は、少なくともその表面を冷却する手段を備えてい
ることを特徴としている。

【００２３】請求項１５記載の発明は、請求項８または
９記載の加熱定着装置において、上記感熱変形可能な部
材は、断熱材を介して上記放熱部材と連結されているこ
とを特徴としている。

【００２４】

【作用】請求項１および２記載の発明では、中空状ロー
ラに放熱部材が接触した時にその放熱部材に中空状ロー
ラの熱が伝達されることにより放熱される。

【００２５】請求項３および４記載の発明では、中空状
ローラに接触している内部支持体を介して中空状ローラ
の熱が放熱部材に伝達されることにより放熱される。

【００２６】請求項５乃至７記載の発明では、放熱部材
が、加熱ローラの軸方向で記録紙のサイズに応じた位置
で接離することができる。

【００２７】請求項８および９記載の発明では、中空状
ローラの温度に応じて自動的に放熱部材の接離動作が行
われる。

【００２８】請求項１０および１１記載の発明では、放
熱部材が他の部材よりも熱伝導が良好に行われる。

【００２９】請求項１２記載の発明では、放熱部材の接
触時に生じる衝撃が弾性体により緩衝される。

【００３０】請求項１３記載の発明では、放熱部材の表
面での表面積が大きくされる。

【００３１】請求項１４記載の発明では、放熱部材自体
が強制的に冷却される。

【００３２】請求項１５記載の発明では、感熱変形可能
な部材と放熱部材との間での伝熱が遮断される。

【００３３】

【実施例】以下、図に示した実施例によって本発明の詳
細を説明する。

【００３４】図１は、請求項１、２、５、６、７、１０
に記載の発明の実施例を示す図であり、同図において、
加熱定着装置１は、加熱ローラ１Ａと加圧ローラ１Ｂと
を主要部として備えている。上記各ローラ１Ａ、１Ｂ
は、図示しない記録紙の搬送路をはさんで当接してお
り、記録紙を挟持搬送できる方向に回転することができ
るようになっている。

【００３５】加熱ローラ１Ａは、ガラス、セラミックス
あるいは耐熱プラスチックス等で構成された中空状ロー
ラ表面に絶縁性層が設けられ、通電することで発熱可能
な発熱抵抗層がその絶縁層表面に形成されて自己発熱可
能な部材で構成されている。

【００３６】加圧ローラ１Ｂは、表面にシリコンゴムあ
るいはシリコン樹脂の塗付層等によって耐熱層およびト
ナーに対する離型層が設けられている。

【００３７】上記加熱ローラ１Ａとしては、自己発熱可
能なローラとする構成に限らず、ハロゲンランプを内蔵
した構造や、円筒状の発熱体に積層された耐熱性フィル
ムの表面を記録紙に接触可能なフィルム加熱構造とする
ことも可能であり、いずれの場合にも、ローラ自体態に
発熱源を有していることになる。

【００３８】加熱ローラ１Ａの内部には、放熱部材２が
配置されている。放熱部材２は、加熱ローラ１Ａよりも
熱伝導率が高い金属、合金あるいはセラミックス等の熱
良導体でかつ加工性のよい材質が用いられ、その表面が
曲面をなすローラで構成されている。

【００３９】放熱部材の材質としては、アルミニュウ
ム、ステンレス、ニッケル等の金属やその合金、あるい
はセラミックスが用いられる。

【００４０】放熱部材２は、図２に示すように、加熱ロ
ーラ１Ａの軸方向に沿って複数配列されているとともに
加熱ローラ１Ａの内周面に対して接離可能に設けられて
おり、接触した際には、加熱ローラ１Ａの回転に連動す
ることができるようになっている。加熱ローラ１Ａの軸
方向における放熱部材２の配列は、加熱ローラ１Ａの軸
方向における最も中心寄りのものが、加熱ローラ１Ａに
通紙される記録紙の最小サイズのものの幅方向両端近傍
に位置するように位置決めされ、その位置から軸方向両
端に向け、通紙される記録紙のサイズ毎で記録紙の幅方
向両端近傍に位置するように配列されている。これによ
り、通紙される記録紙のサイズに応じてその指定された
記録紙に対する加熱に寄与しない領域に相当する記録紙
の幅方向両端近傍に位置する放熱部材２が加熱ローラ１
Ａの内周面に当接することができるようになっている。

【００４１】放熱部材２の接離のための機構としては、
図示されていないが、放熱部材２の回転軸に連結された
ソレノイド等の電磁機構やエアシリンダ、油圧アクチュ
エータあるいはクランクを備えたクラッチモータ等が採
用される。

【００４２】放熱部材の接離機構は、加熱ローラ１Ａの
外周面の温度を検出する温度センサの検出結果に応じて
作動態位が設定されるようになっている。温度センサ
は、図２に示すように、加熱ローラ１Ａの軸方向中央部
（図２中、符号３で示す温度センサ）および加熱ローラ
１Ａの軸方向に複数配列された放熱部材２の配置位置に
対応して（図２中、符号４で示す温度センサ）位置決め
されて接離可能に設けられている。温度センサ３は、加
熱ローラ１Ａの軸方向中央部の温度を検出することによ
り加熱ローラ１Ａに有する熱源の通電制御を行い、温度
センサ４は、上記接離機構の動作制御を行うようになっ
ている。温度センサ４は、加熱ローラ１Ａに通紙される
最小サイズの記録紙の幅に相当する範囲（図中、符号Ｓ
で示す領域）以外の領域の外表面に当接可能に設けられ
ており、加熱定着装置１が設置されている画像形成装置
の操作部において指定された記録紙のサイズに応じて放
熱部材２の位置に対応するものが加熱ローラ１Ａの外表
面に当接するようになっている。これにより、温度セン
サ４からの温度は、記録紙の加熱定着に寄与しない領域
での温度として検出されるようになっている。

【００４３】温度センサ３は、加熱定着に必要な温度を
検出し、本実施例の場合には、１７５℃をしきい値とし
て、加熱ローラ１Ａの熱源の通電制御が行われる。ま
た、温度センサ４は、検出温度が所定温度、本実施例で
は２００℃に達した場合に、記録紙のサイズに対応した
位置の放熱部材２が選択されて加熱ローラ１Ａの内周面
に当接させる態位となるように上記接離機構の動作を制
御する。

【００４４】温度センサ４により検出される２００℃と
いう温度は、加熱に寄与しない加熱ローラ１Ａの周面が
異常昇温を来し、次に加熱ローラ１Ａに通紙される記録
紙が異常昇温を来している周面に接触してホットオフセ
ットを起こしてしまう温度のうちで限界温度以下の温度
に相当させてある。なお、上記温度は記録紙上に担持さ
れているトナーの構成によって変更可能なものである
が、実験によって１３０℃以上が好ましいことが確認さ
れている。本実施例は以上のような構成であるから、定
着装置１が起動されると、加熱ローラ１Ａの熱源への通
電が開始される。温度センサ３は、通電開始とともに加
熱ローラ１Ａの表面に当接して熱源の通電制御を実施
し、また温度センサ４は、操作部にて指定された記録紙
のサイズの幅方向両端に対応するものが加熱ローラ１Ａ
の表面に当接して表面温度の検出を行う。

【００４５】加熱ローラ１Ａの軸方向において、記録紙
の加熱に寄与しない領域での加熱ローラ１Ａの表面温度
が温度センサ４によって検出され、その領域での表面温
度が所定温度（２００℃）に達すると、温度センサ４
は、放熱部材２を加熱ローラ１Ａの内周面に接触させる
ように接離機構の態位を設定する。これにより、放熱部
材２は、加熱ローラ１Ａの軸方向で記録紙の加熱に寄与
しない領域に接触してその領域での熱を吸収し、放熱す
る。接離機構による放熱部材２の接離動作は、温度セン
サ４による温度検出に応じて行われ、これによって、常
時接触することによって生じる加熱ローラ１Ａの軸方向
での加熱領域からの熱伝導による温度低下を防止するよ
うになっている。

【００４６】上記実施例では、温度センサとして、加熱
ローラ１Ａの軸方向中央部と通紙される記録紙のサイズ
に対応した位置に設けた場合を示したが、軸方向中央部
のみに設けて、加熱定着に必要な温度に達した時点で通
紙される記録紙のサイズ以外の領域での温度を仮想して
放熱部材２の接離動作を制御するようにしてもよい。

【００４７】さらに、各放熱部材２は、通紙される記録
紙のサイズ、特に幅方向両端近傍に位置するものを個別
に接離動作させるようにしてもよい。

【００４８】上記実施例において説明した熱伝導率（Kc
al/m・h・deg）に関し、本発明者は、加熱ローラ１Ａの基
材にガラス（熱伝導率＝０．６５）を用い、放熱部材２
の材料として、アルミニュウム（熱伝導率＝１９７）お
よび鉄（熱伝導率＝６４）を用いて通紙枚数を５０枚と
して実験したところ、加熱ローラ１Ａの軸方向端部での
昇温が、鉄の場合３０℃であるのに対し、アルミニュム
の場合には１５℃以下となる結果を得た。これにより、
一応、軸方向端部からの放熱を考慮しても、放熱部材２
の材料特性として、熱伝導率の高い方が異常昇温を抑制
するのに効果があることが明らかとなり、熱伝導率とし
ても、少なくとも５０以上、好ましくは１００以上の材
質を選択することがよい。

【００４９】本実施例によれば、記録紙の加熱に必要な
領域のみの温度管理が行えるので、加熱ローラ１Ａの熱
源への過剰な通電を防止して加熱に要する消費電力を低
減することが可能になる。

【００５０】次に、図３、４において、請求項３、４記
載の発明の実施例を説明する。なお、図３、４において
図１、２に示したものと同じ構成部品については同符号
とし、その詳細な説明は省く。図３、図４に示す実施例
は、放熱部材２に加えて、内部支持体５を設け、この内
部支持体５によって加熱ローラ１Ａの軸方向での熱変形
を防止することを特徴としている。図３において、加熱
ローラ１Ａの内周面には、ローラで構成された内部支持
体５が接触して配置されている。内部支持体５は、鉄、
アルミニュウム等の金属やセラミックスあるいはプラス
チックス等からヤング率の高いものが選択され、軸方向
の長さを加熱ロー１Ａよりも長くされて図示しない軸受
けにより加熱ローラ１Ａに連動可能に支持されている。

【００５１】放熱部材２は、内部支持体５および加熱ロ
ーラ１Ａよりも熱伝導率が高く設定されており、内部支
持体５に対して図示されない接離機構によって接離可能
に設けられている。

【００５２】本実施例は以上のような構成であるから、
加熱ローラ１Ａにおける非通紙領域での温度が所定温度
に達した時点で放熱部材２が内部支持体５に接触して内
部支持体５に伝達された熱が放熱される。本実施例によ
れば、加熱ローラの熱変形、特に軸方向での撓み変形が
内部支持体５の接触によって抑制することができるの
で、加熱ローラ１Ａと記録紙との均一接触が可能にな
る。なお、本実施例においては、内部支持体５の表面に
フェノール樹脂やアスベスト等の断熱層を形成すること
により、加熱ローラ１Ａにおける定着温度に達するまで
の時間を短縮するように構成してもよい。これにより、
温度の立ち上がりを向上させることができるとともに温
度上昇に要する消費電力を低減させることが可能にな
る。

【００５３】図５は、請求項１１記載の発明を説明する
ための図である。同図に示された構成は、図４に示した
実施例の構成において、加熱ローラ１Ａ、放熱部材２お
よび内部支持体５における熱伝導率の関係を特徴として
いる。図５（Ａ）と図５（Ｂ）とに示されている構成の
違いは、内部支持体５の表面の断熱層５Ａの存否にあ
る。図３および図４に示した構成において、通常、内部
支持体５は加熱ローラ１Ａの内周面に接触して設けられ
ている。このため、加熱ローラ１Ａの熱伝導率（α）よ
りも内部支持体５の熱伝導率（β）の方が高い場合に
は、加熱ローラ１Ａから伝達される熱により内部支持体
５の温度が上昇しやすい状態を呈する。そこで、内部支
持体５の昇温による熱膨張に起因して熱変形が起るのを
防止するためには、放熱部材２の熱伝導率（γ）を内部
支持体５の熱伝導率（β）よりも高い値に設定すること
が必要である。

【００５４】上記のように、内部支持体５が直接加熱ロ
ーラ１Ａの内周面に接触した構成であると、加熱ローラ
１Ａと内部支持体５との間での熱伝導によって加熱ロー
ラ１Ａが所定温度に達するまでの時間が遅くなりがちと
なり、所謂、所定温度に達するまでの立ち上がりが悪く
なるという問題がある。このような問題を解決する構成
が図５（Ｂ）に示す構成であり、この構成では、内部支
持体５の表面にフェノール樹脂（熱伝導率＝０．２）に
よる断熱層５Ａが設けられている。内部支持体５の表面
に断熱層５Ａを設けた場合には、加熱ローラ１Ａの熱伝
導率（α）よりも内部支持体５の熱伝導率（β）を低く
したのと同じ結果が得られるが、この場合でも、内部支
持体５が昇温するので、この昇温の程度を見極めて放熱
部材２の熱伝導率（γ）を設定することが必要である。
この場合の熱伝導率に関しては、当然のことであるが、
内部支持体５の熱伝導率（β）よりも放熱部材２の熱伝
導率（γ）を高くしておき、好ましくは、５０（Kcal/m
・h・deg）以上を有する材料によって放熱部材２を構成す
る。

【００５５】次に、図６および図７において請求項８、
９記載の発明について説明する。図６に示す実施例は、
放熱部材の接離動作を感熱変形可能な部材によって行わ
せるようにした点を特徴としている。図６は、図３に示
した実施例を対象としたものであり、この構成において
放熱部材２は、感熱変形可能な部材６に連結されてい
る。感熱変形可能な部材６は、Ｔｉ−Ｎｉ系（例えば、
ニチール）形状記憶合金によって天秤棒状に形成され、
その延長方向中央部が図示しない支持部によって支持さ
れている。感熱変形可能な部材６は、常温での初期形状
が略加熱ローラ１Ａの内周面形状に沿って延長された形
状に設定されており、所定温度に相当する２００℃如
何、好ましくは１７５〜２００℃に達した時点で初期形
状での曲率よりも曲率が大きくする傾向となるように変
態特性を設定されている。これにより、放熱部材２は、
感熱変形可能な部材６の形状変化に応じて加熱ローーラ
１Ａの内周面に対して接離することができるようになっ
ている。このような感熱変形可能な部材６の変態は、加
熱ローラ１Ａの表面温度が直接伝達されるようにするこ
とが必要であり、このため、感熱変形可能な部材６の支
持部が加熱ローラ１Ａの一部に取り付けられていること
が好ましい。

【００５６】図７は、図４に示した実施例の構成を対象
として感熱変形可能な部材６を設けた例を示しており、
この場合には、図６に示した構成と、放熱部材２の接離
対象が加熱ローラ１Ａから内部支持部材５に変更された
だけで、その他の構成および特性は同じである。

【００５７】上記感熱変形可能な部材６としては、形状
記憶合金に限らず、温度変化に応じて変形可能な部材で
あればよく上記形状記憶合金に代えて、バイメタルを用
いることも可能である。いずれの場合においても、放熱
部材２に対する支持剛性を有する板状あるいは棒状であ
ってもよく、また、変形量に関しても、接離する対象に
対して、完全な離間状態が得られる寸法である１０〜３
０ｍｍ程度の変形量が得られる特性とすることが好まし
い。

【００５８】ところで、図６、および図７に示した構成
では、感熱変形可能な部材６を放熱部材２に直接連結し
たが、この場合には、両者間での熱伝導率において、放
熱部材２の方が高いと、伝熱によって感熱変形可能な部
材６の蓄熱状態が加熱ローラ１Ａの表面温度に対応しな
い場合があり、加熱ローラ１Ａの表面温度が所定温度に
達しているのにも拘らず、放熱部材２の接触が行われな
いという事態を招くことがある。

【００５９】そこで、図６、図７に示した構成におい
て、放熱部材２と感熱変形可能な部材６との連結部にフ
ェノール樹脂からなる断熱材７を配置し、この断熱材７
を介して放熱部材２を感熱変形可能な部材６に連結す
る。これにより、感熱変形可能な部材６に対しては、加
熱ローラ１Ａからの熱が伝達された場合、熱損失を生じ
ることなく変態を行わせることができる。この構成は、
請求項１５記載の発明の実施例に相当している。

【００６０】次に、図８において請求項１２記載の発明
を説明する。図８に示されている実施例は、加熱ローラ
１Ａあるいは内部支持体５に対して接離可能な放熱部材
２を弾性体により構成したことを特徴としている。放熱
部材２は、熱伝導率が高いことが条件となるが、それ以
外にも、接離対象に対しての接触時の衝撃力を緩衝して
無用な機械的負荷を作用させないようにすることも条件
となる。このため、放熱部材２は、図８（Ａ）に示すよ
うに、ゴムあるいは樹脂からなる弾性体中に金属粉Ｍを
分散させて熱伝導率および弾性を有するようにしたり、
図８（Ｂ）に示すように、金属繊維Ｆによって緩衝可能
な形状を構成したり、あるいは図８（Ｃ）に示すよう
に、金属ローラの表面にゴムや樹脂からなる弾性層２Ａ
を、一例として、０．５ｍｍ以下に薄層化した構成とす
ることが好ましい。

【００６１】次に、図９において請求項１３記載の発明
を説明する。図９に示す実施例は、放熱部材２の表面形
状が曲面に形成されていることを特徴としている、図９
において、放熱部材２は、材質の熱伝導率の設定が放熱
効果を良好にするための一つの条件となるが、その熱伝
導率の選択には限界がある。そこで、本実施例では、放
熱効率を向上させる他の条件として、放熱部材２の形状
を特定している。接離対象に対する放熱部材２の接触形
態としては、接離対象と連動する型式および摺接する型
式とがあり、いずれの場合にも、接離対象の表面形状が
曲面である場合にはその形状に対応して曲面とすること
により接触時での接離対象に対する損傷の度合いを小さ
くする上で好ましい。図９（Ａ）に示す放熱部材２は、
接離対象である加熱ローラ１Ａの回転に連動するローラ
状に形成されている。このような連動型式とすると、接
離対象に対して常に異なる面を当接させることができる
ので、放熱部材２の局部的な過熱状態を防止することが
できる。図９（Ｂ）に示す放熱部材２は、上記加熱ロー
ラ１Ａに対して摺接する型式であり、この場合には、常
に同じ面を過熱ローラ１Ａの内周面に当接させることに
なる。従って、局部的な過熱状態を防止するために半円
形状とすることにより放熱面積を大きくしている。図９
（Ｃ）に示す放熱部材２は、図９（Ｂ）と同じ型式にお
いて、放熱面積を大きくするために放熱フィン２Ｂを設
けている。図９（Ｄ）に示す放熱部材２は、図９（Ｂ）
に示す型式と同じものであるが、加熱ローラ１Ａと接触
した際の単位面積あたりの衝撃力を小さくするために加
熱ローラ１Ａに対する接触面積を大きく採るとともに、
放熱面積も大きく採れるようにしてある。

【００６２】次に、図１０および図１１において請求項
１４記載の発明を説明する。図１０、図１１に示す実施
例は、放熱部材に冷却手段を設けたことを特徴としてい
る。

【００６３】図１０において、放熱部材２は、中空ロー
ラ状に形成され、その内部にペルチェ素子８が配置され
ている。ペルチェ素子８は、放熱部材２の内周面に接触
させて配置されており、図示されない電源に接続されて
いる。このような構成において、ペルチェ素子８への通
電制御を行うことにより、放熱部材２の冷却を行う。ま
た、ペルチェ素子８への通電制御により、放熱部材２の
熱伝導性を調整することができるので、安定した放熱効
率を維持させることができる。

【００６４】図１１に示す構成では、放熱部材２の内部
に冷却媒体の循環部材９が配置されている。冷却媒体と
しては、水等の液体や窒素等の気体が用いられ、これら
冷却媒体を循環させる循環部材９は、放熱部材２の内周
面に接触している。このような構成により、放熱部材２
は、自らの熱伝導による放熱作用に加えて循環部材９に
よる吸熱作用によって放熱することができる。なお、循
環部材９は、吸熱作用を促進するために放熱部材２より
も熱伝導率を高くすることが好ましい。

【００６５】

【発明の効果】以上のように請求項１および２記載の発
明によれば、中空状ローラに放熱部材が接触した時にそ
の放熱部材に中空状ローラの熱が伝達されることにより
放熱されるので、放熱に要する構成を中空状ローラ以外
の位置に設置することがなく、これによって、装置の大
型化を招くことなく簡単な構成によって発熱源を有する
中空状ローラでの非通紙部が異常過熱状態になるのを防
止することができる。これにより、中空状ローラの局部
的な異常過熱によるホットオフセットや機械的な熱劣化
を防止することが可能になる。

【００６６】請求項３および４記載の発明によれば、中
空状ローラに接触している内部支持体を介して中空状ロ
ーラの熱が放熱部材に伝達されることにより放熱される
ので、中空状ローラの熱変形を防止しながら中空状ロー
ラにおける非通紙部での異常過熱を防止することが可能
になる。

【００６７】請求項５乃至７記載の発明によれば、放熱
部材が、中空状ローラの軸方向で記録紙のサイズに応じ
た位置で接離することができるので、中空状ローラにお
いて記録紙の加熱に寄与しない領域での異常過熱を防止
し、次に搬送される記録紙のサイズが上記加熱に寄与し
ない領域に接触した際のホットオフセットの発生を防止
することが可能になる。

【００６８】請求項８および９記載の発明によれば、中
空状ローラの温度に応じて自動的に放熱部材の接離動作
が行われるので、特別な接離機構を要することなく記録
紙の加熱定着を安定させるとともに、中空状ローラの非
通紙部での異常過熱を防止することが可能になる。

【００６９】請求項１０および１１記載の発明によれ
ば、放熱部材が他の部材よりも熱伝導が良好に行われる
ので、簡単な構成により中空状ローラの非通紙部での異
常過熱を防止することが可能になる。

【００７０】請求項１２記載の発明によれば、放熱部材
の接触時に生じる衝撃が弾性体により緩衝されるので、
放熱部材が接触した際の機械的変形を防止しながら中空
状ローラの非通紙部での異常過熱を防止することができ
る。

【００７１】請求項１３記載の発明によれば、放熱部材
の表面での表面積が大きくされるので、簡単な構成によ
り放熱効率を向上させて中空状ローラにおける非通紙部
での異常過熱を防止することが可能になる。

【００７２】請求項１４記載の発明によれば、放熱部材
自体が強制的に冷却されるので、放熱部材での放熱効率
を向上させて中空状ローラでの非通紙部の異常過熱を抑
止することができる。

【００７３】請求項１５記載の発明によれば、感熱変形
可能な部材と放熱部材との間での伝熱が遮断されるの
で、熱変形可能な部材に対する熱伝導による蓄熱が良好
に行われ、その部材の熱変形を適性に行えることにより
放熱部材を用いた中空状ローラの非通紙部での異常過熱
を効率よく行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１、２、５、６、７、１０記載の発明の
実施例を説明するための模式図である。

【図２】図１に示した実施例に用いられる加熱ローラの
軸方向に沿った断面図である。

【図３】請求項３記載の発明の実施例を説明するための
模式図である。

【図４】図３に示した実施例に用いられる加熱ローラの
軸方向に沿った断面図である。

【図５】請求項１０記載の発明の実施例を説明するため
の模式図である。

【図６】請求項８、９、１５記載の発明の実施例を説明
するための模式図である。

【図７】図６に示した実施例の要部変形例を示す模式図
である。

【図８】請求項１２記載の発明の実施例を説明するため
の模式図である。

【図９】請求項１３記載の発明の実施例を説明するため
の模式図である。

【図１０】請求項１４記載の発明の実施例を説明するた
めの模式図であり、（Ａ）は軸方向横断面図、（Ｂ）は
軸方向に沿った断面図である。

【図１１】図１０に示した実施例の要部変形例を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１定着装置１Ａ中空状の加熱ローラ１Ｂ加圧ローラ２、２Ａ放熱部材３、４温度センサ５内部支持体５Ａ断熱層６感熱変形可能な部材７断熱材８冷却手段の一つであるペルチェ素
子９冷却媒体循環部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岸和人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

【特許請求の範囲】

【請求項１】発熱源を有し、回転可能な中空状ローラを
備えている加熱定着装置において、上記中空状ローラの内部に配置され、同ローラ内周面に
接触し、接触した部分の放熱を行う放熱部材を備えてい
ることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項２】請求項１記載の加熱定着装置において、上記放熱部材は、上記中空状ローラの内周面に対して接
離自在に設けられていることを特徴とする加熱定着装
置。
【請求項３】発熱源を有し、回転可能な中空状ローラを
備えている加熱定着装置において、上記中空状ローラの内部に配置されていて、同ローラに
接触可能な内部支持体と、上記内部支持体に接触可能に配置されている熱良導体で
構成されている放熱部材と、を備えていることを特徴と
する加熱定着装置。
【請求項４】請求項３記載の加熱定着装置において、上記放熱部材は、上記内部支持体に対して接離自在に設
けられていることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項５】請求項１乃至４のうちの一つに記載の加熱
定着装置において、上記放熱部材は、上記中空状ローラの軸方向に沿って複
数配列され、選択されたものが接触態位を設定されるこ
とを特徴とする加熱定着装置。
【請求項６】請求項１または３記載の加熱定着装置にお
いて、上記中空状ローラにおける通紙部の温度を検出する温度
検出手段と、上記温度検出手段による中空状ローラの温度に応じて上
記放熱部材の接離動作を制御する手段と、を備えている
ことを特徴とする加熱定着装置。
【請求項７】請求項５または６記載の加熱定着装置にお
いて、上記放熱部材は、上記中空状ローラに接触する記録紙の
サイズに応じて上記接離動作を制御される位置が設定さ
れることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項８】請求項１乃至４のうちの一つに記載の加熱
定着装置において、上記接離動作を制御する手段は、感熱変形可能な部材に
より構成されていることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項９】請求項８記載の加熱定着装置において、上記感熱変形可能な部材は、形状記憶合金で構成されて
いることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項１０】請求項１記載の加熱定着装置において、上記放熱部材は、上記中空状ローラよりも熱伝導率が高
い材質によって構成されていることを特徴とする加熱定
着装置。
【請求項１１】請求項３記載の加熱定着装置において、上記放熱部材は、上記中空ローラおよび上記内部支持体
よりも熱伝導率が高い材質によって構成されていること
を特徴とする加熱定着装置。
【請求項１２】請求項１乃至４のうちの一つに記載の加
熱定着装置において、上記放熱部材は、少なくとも表面が弾性体で構成されて
いることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項１３】請求項１乃至４のうちの一つに記載の加
熱定着装置において、上記放熱部材は、その表面が曲面によって構成されてい
ることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項１４】請求項１乃至４のうちの一つに記載の加
熱定着装置において、上記放熱部材は、少なくともその表面を冷却する手段を
備えていることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項１５】請求項８または９記載の加熱定着装置に
おいて、上記感熱変形可能な部材は、断熱材を介して上記放熱部
材と連結されていることを特徴とする加熱定着装置。