JPH09329981A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複写機等の熱定着装置において、加熱部材に
対向する圧接部材が高温になるのを防止する。 【解決手段】 熱定着装置１０に、加熱部材１４と、こ
の加熱部材に対向して設けられ、加熱体との間にシート
３６の通過する定着部２４を形成する圧接部材２０と、
この圧接部材の定着部側に設けた放熱フィルム２２を設
けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機やプリンタなどの画像形成装置に用いられ、未定着
の現像剤を加熱溶融してシートに定着する熱定着装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の複写機やプリンタなどの
画像形成装置において未定着の現像剤を加熱溶融してシ
ートに定着する定着装置として、ヒータを有する加熱部
材と、この加熱部材に対向する圧接部材とを有し、これ
ら加熱部材と圧接部材との間に未定着現像剤を有するシ
ートを通過させることで上記現像剤をシートに溶融し定
着するものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、圧接部材は
加熱部材に常時対向しているので、加熱部材からの熱に
より圧接部材の温度が極めて高温になる恐れがある。そ
して、圧接部材の温度が上昇し過ぎると、溶融した現像
剤が加熱部材や圧接部材に付着し、これがシートに再付
着する、いわゆるオフセットが生じる。また、シート上
に定着された現像剤の光沢は圧接部材が高温の時と低温
の時とでは異なり、画質に差が現れる。さらに、圧接部
材はシートに接触した部分と非接触の部分とで温度差が
生じ、この温度差がその後の定着に悪影響を及ぼすとい
う問題がある。

【０００４】これらの問題点を解消する手段として、加
熱部材の温度を制御することで圧接部材の温度を制御す
る方法、圧接部材から熱を放出させる方法などが考えら
れる。しかし、第１の温度制御方法は、圧接部材が必要
以上に高温になるのを防止しようとすれば、加熱部材を
定着に必要な温度に維持することが困難になる可能性が
ある。また、第２の放熱方法は、放熱面積を確保する必
要から圧接部材が大型化し、それは定着装置の大型化を
招来するという問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、シー
ト上に保持されている未定着現像剤を加熱溶融して上記
シートに定着させる熱定着装置に、加熱体と、この加熱
体に対向して設けられ、加熱体との間にシートの通過す
る定着部を形成する対向部材と、この対向部材の定着部
側に設けた放熱フィルムとを設けたものである。

【０００６】上記対向部材は放熱フィルムを介して加熱
体に圧接するようにしてもよい。また、定着装置に無端
状の定着ベルトを使用し、このベルトは加熱体と放熱フ
ィルムとの間を通過するように加熱部材を囲い、対向部
材は放熱フィルム及び定着ベルトを介して加熱体に圧接
するようにしてもよい。さらに、放熱フィルムを冷却す
る冷却手段を設けてもよい。そして、放熱フィルムは金
属で形成されているものが好適に用いられる。

【０００７】

【発明の作用及び効果】上記定着装置では、加熱体とそ
の対向部材との間に形成された定着部をシートが通過す
る。このとき、シート上に保持されている未定着現像剤
は加熱体からの熱により溶融してシートに定着する。ま
た、加熱体から対向部材に伝わった熱は放熱フィルムに
吸収されて大気中に放出される。したがって、対向部材
に熱が蓄積されてこれが必要以上に高温になることがな
い。そのため、現像剤が加熱部材や圧接部材さらに記録
紙にオフセットして画質が低下することもない。また、
圧接部材の温度が安定するので、現像剤はほぼ一定の温
度で定着され、光沢差を生じることもないし、シート接
触部分と非接触部分との温度差による定着不良の問題も
ない。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態について説明する。図１は本発明に
係る定着装置の第１の実施形態を示す。この定着装置１
０は無端状の定着ベルト１２を備えている。定着ベルト
１２は、図面上はその厚みが誇張して示してあるが厚さ
約２０μｍの耐熱ベルトで、ポリイミド、ポリアミドイ
ミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポ
リエーテルエーテルケトン、シリコン樹脂、フッ素樹脂
などの単層フィルム、又はこれらの材料からなるフィル
ム基層の外周面にポリテトラフロオロエチレン、パーフ
ルオロアルコキシルアルカンなどのフッ素樹脂からなる
数十μｍの離型層を設けた積層フィルムが好適に用いら
れる。

【０００９】上記定着ベルト１２は３つの支持部材、す
なわちヒータを有する加熱部材１４と、モータ（図示せ
ず）に駆動連結した駆動ローラ１６と、従動ローラ１８
に巻回されて張設されている。定着ベルト１２の外側に
は、この定着ベルト１２を介して加熱部材１４に圧接す
る圧接ローラ２０が設けてある。圧接ローラ２０には該
圧接ローラ２０よりも大きな内径を有する円筒状の放熱
フィルム２２が外装されており、加熱部材１４と圧接ロ
ーラ２０が対向する定着部２４において、放熱フィルム
２２が定着ベルト１２と圧接ローラ２０にそれぞれ接触
している。

【００１０】上記圧接ローラ２０としては、シリコンゴ
ム等の耐熱性のあるゴム弾性層を外周部に有するローラ
が好適に用いられ、加熱部材１４との間で、定着ベルト
１２と放熱フィルム２２を周方向に関して所定の長さを
もって挟持している。

【００１１】また、上記放熱フィルム２２としては、熱
伝導性がよく、圧接ローラ２０の外周面に対して摺動性
を有する、ニッケルやステンレスなどの金属からなるフ
ィルムが使用される。なお、放熱フィルム２２の外周面
にはポリテトラフロオロエチレン、パーフルオロアルコ
キシルアルカンなどのフッ素樹脂からなる離型層を設け
てもよい。

【００１２】以上の構成からなる定着装置１０では、モ
ータの駆動に基づいて駆動ローラ１６が矢印２６方向に
回転する。これにより、定着ベルト１２は矢印２８方向
に回転し、従動ローラ１８は矢印３０方向に回転する。
また、定着ベルト１２の回転が放熱フィルム２２及び圧
接ローラ２０に伝えられ、これら放熱フィルム２２と圧
接ローラ２０が矢印３２方向に従動回転する。また、加
熱部材１４で発生した熱は定着ベルト１２に伝えられ
る。そして、未定着現像剤３４を保持したシート３６が
定着部２４に進入すると、これら現像剤３４とシート３
６は定着ベルト１２により加熱され、現像剤３４が溶融
する。また、定着部２４における圧接ローラ２０と加熱
部材１４との圧接力により、溶融した現像剤３４がシー
ト３６に定着する。

【００１３】加熱部材１４の熱は定着ベルト１２、放熱
フィルム２２を介して圧接ローラ２０に伝えられる。し
かし、本発明の定着装置では、圧接ローラ２０の熱はこ
れと接触しながら回転する熱伝導性の良い放熱フィルム
２２を介して大気中に放出される。また、放熱フィルム
は圧接ローラ２０に巻回した円筒状の部材であるから放
熱面積が大きく、効率よく熱が放出される。したがっ
て、圧接ローラ２０が異常に高温になるのが防止され
る。また、シートのローラ軸方向に関する長さが短い場
合、定着ベルト１２は軸方向に関して一様にシートと接
触しない。そのため、定着ベルト１２のシート接触領域
はシートに熱が奪われて低温となるが、シート非接触領
域はシートに熱が奪われることがない。この状態で均一
に加熱を行うと、接触領域と非接触領域との温度差が解
消されず、次にサイズの大きなシートを定着すると、こ
の温度差により部分的に定着不良が生じたり、画質の差
が生じる。しかし、本発明の定着装置では、上記シート
非接触領域の熱は放熱フィルム２２に奪われるので、定
着ベルト１２におけるシート接触領域と非接触領域との
温度差が少ないため、上記のような問題は生じない。

【００１４】以下、その他の実施形態について説明す
る。なお、第１の実施形態における部材と同一の部材に
は同一の符号を付して説明を省略する。図２は第２の実
施形態を示し、本実施形態の定着装置１１０は、圧接ロ
ーラ２０と平行に配置されたテンションローラ３８を有
し、これら２つのローラ２０、３８に放熱フィルム２２
が巻回されている。この実施形態によれば、２つのロー
ラ２０、３８に支持された放熱フィルム２２の回転が安
定する。また、狭いスペースでも一定のフィルム周長を
確実に確保できる。さらに、テンションローラ３８との
接触により放熱フィルム２２の熱が効率良く放出される
し、テンションローラ３８の中に冷却媒体例えば水を循
環させればさらに放熱効率が良くなる。なお、図３に示
す定着装置２１０のように、放熱フィルム２２は複数の
支持ローラ４０、テンションローラ３８に支持してもよ
い。このようにすれば放熱フィルム２２の周長がさらに
長くなり放熱効果が格段に良くなる。

【００１５】図４は第３の実施形態を示し、本実施形態
の定着装置３１０は、放熱フィルム２２の内側にこれを
積極的に冷却する手段、例えば放熱フィン４２、送風フ
ァン、ペルチェ素子、水冷装置が設けてある。この実施
形態の定着装置３１０によれば、さらに効果的に放熱フ
ィン４２から熱が放出されて圧接ローラ２０の冷却性が
良くなる。

【００１６】図５は第４の実施形態を示し、本実施形態
の定着装置４１０は、第１の実施形態における定着ベル
ト１２、加熱部材１４、駆動ローラ１６、従動ローラ１
８に代えて、ヒータ４４を内蔵した加熱ローラ４６を設
けたもので、上述したベルト形式の定着装置に比べて占
有スペースが小さくなるという利点がある。

【００１７】なお、以上で説明した圧接ローラ２０の端
部には、図６に示すように放熱フィン４８を設け、これ
により圧接ローラ２０自身の放熱性を高めるようにして
もよい。なお、放熱フィン４８の形状や角度を適当に設
定することにより、圧接ローラ２０の回転に伴って該圧
接ローラ２０に向かって風を送ることができ、圧接ロー
ラ２０や放熱フィルム２２の放熱を促進することができ
る。

【００１８】図７は第５の実施形態を示し、本実施形態
の定着装置５１０は、第１の実施形態における定着ベル
ト１２、加熱部材１４、駆動ローラ１６、従動ローラ１
８に代えて、複数の熱源５０を反射板５２で囲ったオー
ブン５４を備えている。一方、放熱フィルム２２は複数
のローラ５６、５８、６０に巻回されており、ローラ５
６、５８の熱は放熱フィルム２２に回収された後、オー
ブン５４と反対側のローラ６０の接触領域近傍を通過す
る際に、大気中に放出されると共にローラ６０との接触
により該ローラ６０に回収される。

【００１９】図８は第６の実施形態を示し、本実施形態
の定着装置６１０は、圧接ローラ２０に代えて非回転式
の圧接部材６２を備えている。また、円筒状の放熱フィ
ルム２２に代えて帯状の放熱フィルム６４が使用されて
いる。この放熱フィルム６４は繰り出し部６６に巻回さ
れ、定着ベルト１２と圧接部材６２との接触部（定着
部）６８を通り、先端部が巻き取り部７０に固定されて
おり、図示しないモータの駆動に基づいて巻き取り部７
０を回転してそこに巻き取られるようにしてある。この
定着装置６１０では、圧接部材６２の熱はこれと接触し
ている放熱フィルム２２から大気中に放出される。ま
た、定着動作の実行中は放熱フィルム２２の巻き取りを
停止しておき、非定着動作中に放熱フィルム２２を巻き
取るようにしてもよい。なお、放熱フィルム２２の巻き
取り時に定着ベルト１２を回転させると、この定着ベル
ト１２の外周面が放熱フィルム２２によってクリーニン
グされる。また、巻き取り部７０にすべての放熱フィル
ム２２が巻き取られると、繰り出し部６６と巻き取り部
７０とを入れ替えて再び使用するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る定着装置の第１実施形態の正面
図である。

【図２】 本発明に係る定着装置の第２実施形態の正面
図である。

【図３】 第２実施形態の変形例を示す定着装置の正面
図である。

【図４】 本発明に係る定着装置の第３実施形態の正面
図である。

【図５】 本発明に係る定着装置の第４実施形態の正面
図である。

【図６】 圧接部材端部の放熱フィンを示す斜視図であ
る。

【図７】 本発明に係る定着装置の第５実施形態の正面
図である。

【図８】 本発明に係る定着装置の第６実施形態の正面
図である。

【符号の説明】

１０…定着装置、１２…定着ベルト、１４…中間転写装
置、１６…転写ベルト、２０…圧接ローラ、２２…放熱
フィルム、２４…定着部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート上に保持されている未定着現像剤
   を加熱溶融して上記シートに定着させる熱定着装置であ
   って、 加熱体と、 この加熱体に対向して設けられ、加熱体との間にシート
   の通過する定着部を形成する対向部材と、 この対向部材の定着部側に設けた放熱フィルムと、を有
   する熱定着装置。
2. 【請求項２】 上記対向部材は放熱フィルムを介して加
   熱体に圧接している請求項１の熱定着装置。
3. 【請求項３】 上記加熱体は該加熱体と放熱フィルムと
   の間を通過する無端状の定着ベルトで囲われ、上記対向
   部材は放熱フィルム及び定着ベルトを介して加熱体に圧
   接している請求項２の熱定着装置。
4. 【請求項４】 上記放熱フィルムを冷却する冷却手段を
   備えた請求項１から３のいずれかの熱定着装置。
5. 【請求項５】 上記放熱フィルムは金属により形成され
   ている請求項１から４のいずれかの熱定着装置。