JPH1115307A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い機械精度を必要することなく長尺コピー
が可能であり、熱効率が高く、消費電力が小さく、突入
電流が小さい定着装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 転写材通路（８）を挟んで転写材のトナ
ー担持体面側および背面側に、向かい合う開口を有する
第１のカバー（４）および第２のカバー（５）を設け
る。第１のカバー（４）内に、互いに離間した複数の面
状ヒータ（６）と送風手段（７）と、風量規制部材（２
５）とを設け、これらヒータは通過する転写材の面に対
して交差する方向に加熱面を有するように配置されてお
り、これら面状ヒータの面に沿って風量規制部材（２
５）を介して流れるように送風し、それにより生じる熱
風を第１のカバー（４）内で環流させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
ー等に使用される定着装置に関し、特には熱風により転
写材面上に担持した未定着の粉体トナーを均一に融解さ
せて定着する定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、転写材上に形成した未定着の粉体
トナー画像を加熱定着させるための手段として、ヒータ
からの輻射熱を利用したオーブン式定着装置、加熱ロー
ラと加圧ローラとの間に転写材を通過させて熱および圧
力で定着するロールヒータ式定着装置が実用化されてい
る。

【０００３】特に、ロールヒータ式定着装置は比較的安
価で小型複写機等を中心に好んで用いられ、またオーブ
ン式定着装置は大判型複写機等において必要に応じて使
用されている。これらはそれぞれの方式に従って特有の
メリットを有しているが、以下に述べるように未だ解決
しなければならない幾つかの問題点（特にそれらを大判
転写材を用いる複写機等に用いる場合）を残している。
一方、一つの提案として、粉体トナー画像を担持した転
写材に対して熱風を吹き付けてトナー像を定着する熱風
式定着装置が知られているが、かかる方式は未だに十分
に満足する形では実用化されていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】電子写真方法を利用し
た複写機およびプリンタなどは様々な分野において使用
され、特にその用途に従って、例えばオフィス用の小判
用機器またはエンジニアリング図面やグラフィックなど
のための大判用機器として実用化されている。これらの
うち、例えば大判型複写機、大判型プリンタを実施する
場合、その使用目的に従いＡ１、Ａ０といった定型サイ
ズの他、３６インチ幅で６ｍの出力画像が要求される場
合がある。また、特に特殊な用途においては、船舶、飛
行機等の図面として１６ｍもの長尺コピーを要求される
場合もある。このような要求に対して、従来より実用化
されている上記したロールヒータ式定着装置、オーブン
式定着装置では次に述べる理由のように対応することが
できず、出力画像を分割してコピーを得ている。

【０００５】ロールヒータ式定着装置においては、転写
材が加熱ローラと圧力ローラとの間に挟まれて通過する
ために、感光ドラムの周速度、転写材搬送装置の搬送速
度と、そして加熱ローラ、圧力ローラの周速度（「定着
速度」）との間で速度差がわずかでも生じると転写材に
テンションやたるみが生じ、それにより転写材上に形成
される画像が乱れてしまうという問題を有する。即ち、
感光ドラム、転写材搬送装置の搬送速度が定着速度より
速くなった場合、転写材がたるんだ状態となり、このた
るみにより未定着の粉体トナー像が装置内部に接触して
画像を汚染してしまい、また、感光ドラムの周速度また
は転写材搬送装置の搬送速度が定着装置の定着速度より
遅くなった場合、転写材がつっぱった状態となり、転写
材が加熱定着ローラ上で滑ってしまいしわの発生や印字
のにじみの原因となったりする。

【０００６】このため、これらの問題を解消するため
に、感光ドラム、転写材搬送装置、定着装置を含む装置
全体の寸法および速度の精度をきわめて高くしなければ
ならない。例えば、６０ｍｍの圧力ローラの直径の加工
精度が±０．０５ｍｍずれてしまうだけで、１６ｍのコ
ピーを出力する場合、±１６ｍｍの誤差を生じてしまう
など、実質的にこれら誤差を解消するほどに装置全体の
精度を高めることには限界があり、長尺コピーを寸法誤
差なく安定して提供することは困難であった。

【０００７】また、トナーの加熱ローラ表面へのオフセ
ットに対して加熱ローラ表面にシリコンオイルを塗布す
るなど付加の装置が必要であり、定着装置の構造が複雑
となる。

【０００８】更に、加熱ローラ内部には、熱源として赤
外線ランプが好適に使用されているが、このランプの供
給電源をＯＮ、ＯＦＦして温度制御するため、ランプへ
の突入電流が通常の１０倍以上流れて周辺装置の電圧変
動を起こしてしまうという問題を有する。

【０００９】一方、オーブン式定着装置の場合、ロール
ヒータ式定着装置と異なり、転写材を加熱源からは離間
した状態で定着できるために、上述したしわやにじみ等
の画質劣化が生じることなく長尺コピーを提供すること
が可能である。しかしながらその反面、熱板からの輻射
熱による定着であるがために、紙詰まり時の発火や発煙
等の安全性を考慮する安全上必要な距離だけ熱源を転写
材から遠ざける必要があり、このために熱効率が低下し
てしまい、転写材の通過距離を長くしなければならず装
置を小型化することができない。

【００１０】また、熱風式定着装置については、先に述
べたように、装置の小型化や、紙詰まり時の安全性や、
低消費電力化等について十分に満足できる定着装置が実
現されていない。

【００１１】本発明は、上記した問題点に鑑みてなされ
たものであり、高い機械精度を必要することなく長尺コ
ピーが可能であり、熱効率が高く、消費電力が小さく、
突入電流が小さい定着装置を提供することを課題とす
る。

【００１２】更に別の課題として、通過する転写材に対
して均一な熱風を送ることができ、転写材上の粉体トナ
ーを確実に定着することができ、定着ムラを生じること
がない定着装置を提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、融解性の粉体トナーを担持した転写材を
通過させてトナーを転写材上に熱定着させる定着装置に
おいて、転写材通路を挟んで転写材のトナー担持体面側
および背面側に、向かい合う開口を有する第１および第
２のカバーを設け、前記第１のカバー内に、互いに離間
した複数の面状ヒータを設け、これらヒータは通過する
転写材の面に対して交差する方向に加熱面を有するよう
に配置されており、これら面状ヒータの面に沿って流れ
るように送風しそれにより生じる熱風を第１のカバー内
で環流させる送風手段を設け、更にこの送風手段による
風量を規制する風量規制部材を前記第１のカバー内に設
け、カバー内を環流する熱風により前記粉体トナーを融
解して定着することを特徴とする。

【００１４】また、前記風量規制部材が前記送風手段と
前記面状ヒータとの間に設けられていることを特徴と
し、前記風量規制部材が多数の開孔を有する耐熱板で形
成されていることを特徴とし、前記風量規制部材が網状
に形成されていることを特徴とする。

【００１５】更に、前記風量規制部材の開口率が、３０
〜８０％であって、好ましくは４０〜６０％であること
を特徴とする。

【００１６】更にまた、前記風量規制部材が前記面状ヒ
ータが延在する方向にわたって複数の長孔を有すること
を特徴とする

【００１７】このような構成において、送風手段から複
数の面状ヒータの面に沿って均一に流れるように風量規
制部材を介して送風し、これによって生じる熱風をカバ
ー内で環流させ、これら面状ヒータによって生じる熱風
によりカバー内を通過する転写材上の未定着粉体トナー
を均一に融解して定着する。

【００１８】

【発明の実施の形態】この発明の好適な実施例を図面に
基づいて説明する。図１に本発明による定着装置の概略
側断面図を示す。定着装置１は、感光ドラム２の周囲に
設けた不図示の画像形成手段により周知の画像形成が行
われ、転写材上に未定着の粉体トナー像を担持した転写
材を搬送する搬送ベルト３の下流に位置する。定着装置
１は、転写材の粉体トナーを担持する面側に位置する第
１のカバー４と、転写材の背面側に位置する第２のカバ
ー５と、第１のカバー４内に設けた互いに離間した複数
の面状ヒータ６と、送風手段としての送風機７と、送風
機７からの送風を規制して面状ヒータに均一に送るよう
に設けた風量規制部材２５とを有する。

【００１９】第１のカバー４及び第２のカバー５は、転
写材の通路８を挟んで互いに開口９ａ、９ｂを転写材の
搬送面に対向して設けら、四方の壁により空間を形成す
るような箱状体よりなり各壁は、カバー内で発生する熱
が外部に逃げるのを防止するため、間に空気層または断
熱材層を設けた二重構造となっている。各カバーの内側
は、好ましくは黒色のメッキが施されており、または黒
色の耐熱塗料が塗布されて保熱性を良好としており、ま
た更に後述するようにして形成される熱風をカバー内で
効率良く環流させるため、カバーの各角部はアール状に
形成されている。各カバーの開口９ａ、９ｂには、転写
材をガイドするための耐熱性の線状部材１０ａ、１０ｂ
が転写材の搬送方向に沿って斜めに張り巡らされて設け
られている。これら線状部材１０ａ、１０ｂは転写材が
カールしてカバー内の後述する熱源にさわることのない
ようにガードする役割を持つ。

【００２０】送風手段としての送風機７は、転写材の最
大サイズをカバーする幅を有するクロスフローファンも
しくはシロッコファンが好適に用いられ矢印Ａ方向に回
転する。送風機７の送風口は転写材の通過時にカバー内
で熱風の環流が起こるような位置であれば良いが、好ま
しくは転写材の搬送方向で見て第１のカバー４の下流側
位置であって且つ上方側位置に設けることにより矢印Ｂ
方向の環流を起こすことができ、熱風を効率的に転写材
に当てることができる。符号１１はカバー内で好適な環
流を行うための気流のための金属材料からなる遮蔽部材
である。送風機７による送風は、緩やかなものであり、
転写材に担持した未定着の粉体トナーに熱風をあてたと
きにトナーが舞い上がることのない程度の風量とする。
また、この熱風を転写材の上方から当てることにより転
写材が第１のカバー４に設けた線状部材１０ａに接触す
ることがなく、トナー画像が乱れることがない。

【００２１】符号６は面状ヒータを示し、通過する転写
材の面に対して交差する方向に加熱面を有し、かつ複数
の面状ヒータ６が互いに離間して転写材の搬送方向に順
ずる方向に傾斜して設けられている。実施例においては
面状ヒータ６は帯状のヒータよりなり、定着装置１の両
面側に設けた耐熱絶縁部材１２により取り付けられてい
る。面状ヒータ６は黒色メッキもしくは、黒色の耐熱塗
料により塗布されている。

【００２２】風量規制部材２５は、多数の開孔を有する
板状もしくは網状で形成されており、図に示すように送
風機７と面状ヒータ６との間に設けることが好ましく、
特には複数の面状ヒータ６を取り付けている耐熱絶縁部
材１２の上方位置であって、且つ面状ヒータ６を覆うよ
うに設けることが好ましい。これにより、送風機７から
の送風を規制しながら均一な送風を面状ヒータ６に送る
ことができ、熱効率の高い安定した熱風が得られる。

【００２３】図２は、図１の風量規制部材２５を矢印Ｄ
方向から見た図であり、耐熱性の金属板が好適に使用さ
れる。図面においては一部のみに開孔を設けているが、
ピッチ９ｍｍで直径６ｍｍの多数の丸孔２６がほぼ全面
にわたって設けられている。この開孔率は、３０から８
０％の範囲で好ましい均一な送風が得られるが、更に好
ましくは４０から６０％の範囲の開孔率の風量規制部材
２５が良好な結果を得た。また、エッチング処理された
金属板であっても良く、その他金属板に替わって耐熱性
の樹脂部材であっても良い。

【００２４】風量規制部材２５の開孔の形状としては、
図示した丸孔２６の他、長孔、四角形や六角形等の多角
形状であっても良く、また、開孔の大きさを変化させ、
例えば、送風機７から遠い位置ほど開孔を大きくした構
成であっても良い。更に、風量規制部材２５は、金属メ
ッシュやエッチング形成されたステンレス等の金属板で
あっても良い。

【００２５】図３に別の風量規制部材２５の実施例を示
す。開孔の形状は上述した面状ヒータ６の延在方向に沿
ってほぼ全域をカバーする長孔２７が所定の間隔を開け
て設けられている。

【００２６】定着装置内では粉体トナーを溶融させるの
に必要な熱風量があれば良いため、熱風の環流はきわめ
て弱いものであり、送風機７の回転数を低くする必要が
生じる。この場合、送風機７の回転数は低回転であるた
め不安定となる。しかし、上述した風量規制部材２５を
定着装置の第１のカバー４内に設けることにより、送風
機７の低回転で使用することがないため、安定した回転
数を維持しながら、好適な条件で熱風の環流を行うこと
ができる。

【００２７】定着装置１における転写材の出口１３近傍
には、駆動ローラ１４および従動ローラ１５からなる排
出ローラ対１６が設けられており、通過した転写材を外
部に排出している。排出ローラ対１６を出口１３近傍に
設けることにより定着装置１から熱風が逃げるのを防止
している。

【００２８】図４は矢印Ｃ方向から見た第１のカバー４
の図であり、定着装置１の幅方向に張り渡された平らな
面を有する面状ヒータ６と、送風手段としての送風機７
との配置状態を示す。セラミック性の耐熱絶縁部材１２
は定着装置１側面側に設けられており、この耐熱絶縁部
材１２に設けた取付穴に面状ヒータ６の端部を取り付
け、それぞれ設けたターミナルから電源に接続されてい
る。面状ヒータ６の形状や大きさについては特に限定さ
れるものではないが、オンデマンドでその加熱及び降熱
で迅速に行えるものが良い。実施例において面状ヒータ
６は、圧延されたニクロム線が好適に使用され、幅１８
ｍｍ、厚さ０．３５ｍｍの帯状のニクロム線が用いられ
ている。面状ヒータ６は通電によりきわめて速く温度が
立ち上がって加熱し、面状ヒータ６に沿って送風するこ
とにより効率的に面状ヒータ６の熱を受け取って熱風に
変換することができる。この熱風を定着装置１内部で環
流することにより、更に熱が外部に逃げることなく所定
の温度まで立ち上げることができる。

【００２９】更に、定着装置１（または複写機等内のそ
の他の箇所において）紙詰まり等のトラブルが生じて
も、転写材搬送系の停止信号を検知して面状ヒータ６へ
の通電および送風手段としての送風機７の駆動を停止す
ることにより面状ヒータ６の熱は急激にさがり、且つ送
風機７が停止することにより、熱風が転写材にあたらな
くなるため、転写材の発火や発煙を生じることがない。

【００３０】符号１７はクロスフローファンを駆動させ
るモータを示す。実施例では、先に述べた各カバーの開
口９ａ、９ｂに設けた線状部材１０ａ、１０ｂは０．２
ｍｍ程のステンレスワイヤで、図示のように転写材の進
行方向に対して若干斜めに所定の距離を開けて張り巡ら
されている。

【００３１】図５は図４の斜視図を示す。この例におい
ては、前記例とは異なり、面状ヒータ６は波打ち形成さ
れており、面状ヒータ６の表面積が通常張り渡された状
態より大きくさせている。これにより面状ヒータ６から
の発熱量も大きくなり、装置が小型化される。

【００３２】互いに離間した面状ヒータ６は、送風機７
の送風によって隣り合う面状ヒータ６同士が接触してし
まう事故を防止するため、耐熱絶縁性ガイド１８が設け
られている。耐熱絶縁性ガイド１８は、図示するように
面状ヒータ６を挟む切り欠き部１９を有し、張り渡され
た面状ヒータ６を横切るように設けられている。耐熱絶
縁性ガイド１８はマイカが好適に使用され、所定の間隔
で設けられている。

【００３３】符号２０は、搬送ベルト３から送られる転
写材を定着装置の入口２０に案内する回転可能に設けら
れた先端部が尖った拍車型の押さえ盤２１である。押さ
え盤２１は、それと転写材との接触部分（面積）が小さ
いため、転写材上の未定着の未定着トナーを乱すことな
く定着装置１にガイドすることができる。

【００３４】定着装置１をオンデマンドで制御する方法
の一例としては、転写材が定着装置１内に搬送する直前
に定着装置１内部の温度を所定の温度となるように制御
する必要がある。このため、転写材が定着装置１に到着
する時間を前もって検知しておき、面状ヒータ６と送風
機７とを駆動させ、定着装置内部に設けたサーミスタ２
２の検知により所定の温度となるように定着装置１内部
の温度を立ち上げておく。

【００３５】このような構成による定着装置１の動作に
ついて説明する。図１において、周知の画像形成方法に
より未定着の粉体トナーを担持した転写材は、搬送ベル
ト３により定着装置１の入口２０へと搬送される。転写
材の先端は、押さえ盤２１により下方に位置する線状部
材１０ｂに押しつけられた状態で定着装置１内に搬送さ
れる。転写材が定着装置１へと搬送されるまで時間を検
知し、この時間内に定着装置１内の定着温度を所定の温
度となるように予め面状ヒータ６に通電し、且つ送風手
段としての送風機７を駆動させ、風量規制部材２５を介
して熱風を定着装置１の両カバー内で矢印Ｂ方向に環流
させる。

【００３６】定着装置１内に転写材が搬送されると転写
材に均一に且つトナー像を乱すことのない強さで熱風が
あたり、転写材が第２のカバー１０ｂに設けた線状部材
に押しつけられながら搬送され、転写材に担持された未
定着の粉体トナーを融解させて定着させる。転写材は更
に搬送され排出ローラ対１６により外部へと排出され
る。転写材が完全に排出された後、これを検知して面状
ヒータ６の通電を切断し、また、送風手段の駆動を停止
させる。これらは不要な熱を定着装置から複写機内の他
の部署、例えば感光ドラム２などの画像形成部に漏れる
ことを可及的に防止するためのものである。

【００３７】上記した実施例において、面状ヒータ６を
第１のカバー４内にのみ設けた構成で説明したが、第２
のカバー５内に別の第２の面状ヒータを設ける構成であ
っても良く、または、第２のカバー５内に別の形態の予
備ヒータを設けても良い。

【００３８】更に、面状ヒータ６部分を耐熱絶縁部材と
ともにユニット化することにより定着装置からの一体的
な引き出しや装着を可能として、保守などにおいてより
使いかっての良い定着装置を提供することができる。

【００３９】尚、面状ヒータ６を転写材の進行方向に対
して順ずる方向に傾斜させた構成を例示したが、これに
限定することはなく、面状ヒータ６の角度を傾斜転写材
とほぼ平行する向き、もしくは、転写材に対して直角の
方向に向けても良い。更に、風量規制部材２５を面状ヒ
ータ６の上方位置に設けた構成で説明したが、風量規制
部材２５の取付位置に限定はなく、例えば、面状ヒータ
６の下方位置であっても良い。

【００４０】

【発明の効果】本発明の定着装置は、送風機から風量規
制部材を介して面状ヒータ表面に沿うように送風し、加
熱している面状ヒータの熱を効率よく熱風に変換し、こ
の熱風を定着装置内で環流する構成としたため、他の定
着器と比較して熱効率が高く、消費電力の少ない定着装
置を得ることができる。また、熱風の環流により通過す
る転写材が下方に押しつけられながら搬送されるため、
転写材のトナー担持面が装置内に接触することなく定着
することができる。

【００４１】画像形成装置にトラブルが生じて転写材が
定着装置内で停止した場合であっても、これを検知して
面状ヒータおよび送風手段を停止することのみで、定着
装置内の温度が急激に低下するため、安全性が高い。面
状ヒータの間隔および数を適宜に選択することにより所
望する定着温度を設定することができる。

【００４２】更に、風量規制部材を定着装置の第１のカ
バー内に設けた構成により、送風機７の回転数が低く、
不安定となる領域を使用することなく安定した熱風の環
流を維持することができる。

【００４３】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による定着装置を示す概略側断面図。

【図２】 風量規制部材を示す上面図。

【図３】 別の形態の風量規制部材を示す上面図。

【図４】 図１の矢印Ｃ方向から見た定着装置の状態
図。

【図５】 図４の斜視図。

【符号の説明】

１ 定着装置 ２ 感光ドラム ３ 搬送ベルト ４ 第１のカバー ５ 第２のカバー ６ 面状ヒータ ７ 送風機 ８ 通路 ９ａ、９ｂ 開口 １０ａ、１０ｂ 線状部材 １１ 遮蔽部材 １２ 耐熱絶縁部材 １３ 出口 １４ 駆動ローラ １５ 従動ローラ １６ 排出ローラ対 １７ モータ １８ 耐熱絶縁性ガイド １９ 切り欠き部 ２０ 入口 ２１ 押さえ板 ２２ サーミスタ ２５ 風量規制部材 ２６ 丸孔 ２７ 長孔

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 融解性の粉体トナーを担持した転写材を
   通過させてトナーを転写材上に熱定着させる定着装置に
   おいて、転写材通路を挟んで転写材のトナー担持体面側
   および背面側に、向かい合う開口を有する第１および第
   ２のカバーを設け、前記第１のカバー内に、互いに離間
   した複数の面状ヒータを設け、これらヒータは通過する
   転写材の面に対して交差する方向に加熱面を有するよう
   に配置されており、これら面状ヒータの面に沿って流れ
   るように送風しそれにより生じる熱風を第１のカバー内
   で環流させる送風手段を設け、更にこの送風手段による
   風量を規制する風量規制部材を前記第１のカバー内に設
   け、カバー内を環流する熱風により前記粉体トナーを融
   解して定着することを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記風量規制部材が前記送風手段と前記
   面状ヒータとの間に設けられていることを特徴とする請
   求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記風量規制部材が多数の開孔を有する
   耐熱板で形成されていることを特徴とする請求項１また
   は２記載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記風量規制部材が網状に形成されてい
   ることを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
5. 【請求項５】 前記風量規制部材の開口率が、３０〜８
   ０％であって、好ましくは４０〜６０％であることを特
   徴とする請求項１乃至４いずれか記載の定着装置。
6. 【請求項６】 前記風量規制部材が前記面状ヒータが延
   在する方向にわたって複数の長孔を有することを特徴と
   する請求項１、２、４いずれか記載の定着装置。