JPH1115321A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着ローラの両端部の温度上昇を防止して、
温度の均一化を図ることができ、且つ、定着ローラの耐
久性の良い、低コストで簡単な構成の定着装置を提供す
ることを課題としている。 【解決手段】 内部に熱源５を持つ薄肉の円筒体１ａか
ら成る定着ローラ１と、この定着ローラ１に当接された
加圧ローラ２と、この加圧ローラ２に当接するクリーニ
ングローラ３とを有する定着装置であって、このクリー
ニングローラ３の両端部に、複数の羽根３ｄを、前記定
着ローラ１方向へ送風可能な形態で設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機、ファク
シミリ、プリンター等の電子写真装置の画像形成装置に
用いられる定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式の画像形成装置
には、転写済みの転写紙のトナー画像を定着させるため
に、定着ローラとこれに圧接する加圧ローラ等から成る
定着装置が用いられている。この定着装置に小サイズの
転写紙を通紙した場合、定着ローラの中心部は、転写紙
によって熱を奪われるため、定着温度が定着設定温度よ
りも下降するが、定着ローラの中心部に設けられたサー
ミスタが、この定着温度を検知し、その信号を出力する
ことにより、定着設定温度に戻そうとして、同じく定着
ローラの中心部に設けられたヒータを加熱する。この加
熱により、それほど熱を奪われていない定着ローラの両
端部の温度が上昇することによって、定着ローラ全体の
温度分布が不均一となり、転写紙を通過させる時にシワ
が発生したり、両端部の温度上昇が定着ローラ表面の離
型層の耐久温度よりも上昇した場合は、この離型層の劣
化によりオフセットが発生することがある。

【０００３】このような問題の対策として下記の３つの
方式が提案されている。 （１）定着ローラのヒータを複数本にして、その中心部
と両端部とに配置し、それらを別々に制御することによ
って端部温度の上昇を防止する方式。 （２）加圧ローラに従来のクリーニングローラを当接し
て配置することにより、加圧ローラ、及び定着ローラの
温度均一を図る方式。 （３）特開昭６１−１１７７４号公報で開示されている
ように、冷却ファンを用いるもので、小サイズの記録用
紙が通過した時、記録用紙が通過しない定着ローラの両
端部分の温度が上昇しないよう、冷却ファンを用いて冷
却する方式。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上記（１）の方式を用いた定着装置においては、ヒータ
の本数を増加させるのに伴って、それに必要な電源や回
路を加設しなければならず、非常にコスト高になるとい
う問題点があった。上記（２）の方式を用いた定着装置
においては、転写紙上のトナーは定着ローラのニップ幅
にて転写紙に定着されるが、微量のトナーが定着ローラ
に残り、転写紙の通紙後、このトナーがさらに加圧ロー
ラに移行する。このトナーは、転写紙等の裏汚れになら
ず、問題とならないような微量であっても、クリーニン
グローラの表面に付着して、樹脂であるトナー層が固ま
り、クリーニングローラの熱伝導率が悪くなってしまう
ため、温度の均一化が妨げられるという問題点があっ
た。上記（３）の方式を用いた定着装置においては、冷
却ファンを別に設ける必要があり、又、ファンを回すの
に必要な消費電力が上がるため、全体的にコスト高にな
るという問題点があった。この発明は、上述した従来の
問題点を解消して、定着ローラの両端部の温度上昇を防
止して温度の均一化を図ることができ、且つ、定着ロー
ラの耐久性の良い、低コストで簡単な構成の定着装置を
提供することを課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の要旨とすると
ころは、請求項１では、内部に熱源を持つ薄肉の円筒体
から成る定着ローラと、この定着ローラに当接された加
圧ローラと、この加圧ローラに当接するクリーニングロ
ーラとを有する定着装置において、前記クリーニングロ
ーラの両端部に、羽根を、前記定着ローラ方向へ送風可
能な形態で設けたことである。

【０００６】請求項２では、前記羽根は、通紙時におい
て、小サイズの転写紙の外側、且つ大サイズの転写紙の
内側に位置するように配設されていることである。

【０００７】請求項３では、少なくとも前記羽根の外側
に近接して、前記羽根による風向きを定着ローラ方向に
規制するためのカバーを設けたことである。

【０００８】請求項４では、前記加圧ローラは、少なく
とも弾性層及び離型層から成っており、非加熱時におい
て、前記クリーニングローラは、この加圧ローラに対し
て、隙間を設けて配置され、この隙間の幅は、前記定着
ローラが定着設定温度に加熱されるのに伴って、加圧ロ
ーラが加熱された時に、前記弾性層及び離型層が膨張し
て、前記クリーニングローラに当接するような大きさに
したことである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図１及び図２において、図示しない
駆動機構によって回転するように軸支され、中心軸部に
ヒータ５が設けられた定着ローラ１に対して、加圧ロー
ラ２が、矢印Ａ方向に付勢されて、所定の加圧力で圧接
することにより、ニップ部ｎを形成している。この加圧
ローラ２は定着ローラ１の回転にしたがって自在に回転
して、転写紙Ｐ上の未定着トナーＴを定着させる。加圧
ローラ２に対して、クリーニングローラ３が隙間Ｓを配
して、回転自在に装置本体側に軸支されている。

【００１０】このクリーニングローラ３は、図３にも示
すように、Ａｌ、Ｃｕ等の熱伝導率の良い金属で形成さ
れたクリーニング部３ｂと、このクリーニング部３ｂの
軸方向の両端部に設けられ、定着ローラ１の両端部に送
風するための、回転軸３ｃの周囲に放射状に配置した複
数の板状の羽根３ｄから成る羽根部３ａとによって構成
されており、この羽根部３ａは、通紙時において、小サ
イズの転写紙Ｐ２の外側、且つ大サイズの転写紙Ｐ１の
内側に位置するように配設されている。そして、このク
リーニングローラ３に近接して、外側から包囲する形
で、羽根部３ａによって起こされる風の風向きを規制す
るカバー４が配設されている。

【００１１】定着ローラ１は、図１に示すように、Ａ
ｌ、Ｆｅ等の金属で形成された薄肉の円筒型の芯金１ａ
と、その外側に設けた、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等の耐熱離型
材料による離型層１ｂとから形成されている。加圧ロー
ラ２は、Ａｌ、Ｆｅ等の金属で形成された円筒型の芯金
２ａと、その外側に設けたシリコンゴム等の弾性層２ｃ
と、さらにその外側に設けた、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等の耐
熱離型材料による離型層２ｂとから形成されている。

【００１２】尚、加圧ローラ２とクリーニングローラ３
の間に設定した隙間Ｓの幅は、ヒータ５をオンしていな
い、非加熱状態で、定着ローラ１が定着設定温度になる
のに伴って、加圧ローラ２が定着可能温度まで加熱され
た時に、加圧ローラ２の弾性層２ｃの材質により弾性層
２ｃ及び離型層２ｂが膨張して、クリーニングローラ３
に当接できるような大きさに設定する。この弾性層２ｃ
を発泡シリコンゴムにすると、中に空気を持ったシェル
層があるため、通常のシリコンゴムよりも膨張係数が大
きく、隙間Ｓの大きさをより大きくすることができるた
め、組み付け公差を厳密にする必要がなくなる。

【００１３】また、クリーニングローラ３の羽根部３ａ
は、この実施例では、回転軸３ｃの周囲に放射状に配置
した複数の羽根３ｄから成っているが、この構成に限ら
ず、定着ローラ１方向に効率的に送風可能な羽根の形態
であれば、他の構成であっても良い。

【００１４】上記構成において、複写機のメインスイッ
チを入れるとヒータ５がオンし、定着ローラ１は、定着
設定温度になるまで加熱される。この時、定着ローラ１
の熱はニップ部ｎより加圧ローラ２にも伝導される。し
かし、加圧ローラ２とクリーニングローラ３には隙間Ｓ
があるため、クリーニングローラ３には熱が逃げて行か
ず、ウォームアップが遅れることがない。同時に、クリ
ーニングローラ３は回転しないので、羽根部３ａから定
着ローラ１の両端部に風が当たらないため、温度立ち上
がり時の定着ローラ１の両端部における温度低下にも影
響を及ぼすことがない。

【００１５】その後、定着ローラ１が定着設定温度に達
すると、定着ローラ１及び加圧ローラ２が回転を始め、
加圧ローラ２の弾性層２ｃが加熱されて膨張して加圧ロ
ーラ２が大きくなり、間隔Ｓが狭まって、遂にはクリー
ニングローラ３に当接するため、クリーニングローラ３
が回転するようになり、これによってクリーニングロー
ラ３の羽根部３ａからの送風が開始される。この時、図
１に示すように、カバー４により、クリーニングローラ
３の羽根部３ａによって起こされる風が、定着ローラ１
の両端部に効率よく当たるように、風向きが矢印Ｂ方向
に規制される。

【００１６】この実施例の定着装置に、図３に示すよう
に、小サイズの転写紙Ｐ２を通紙した場合は、定着ロー
ラ１の中心部は、転写紙Ｐ２によって熱を奪われるた
め、定着温度が定着設定温度よりも下がる。そこで、定
着ローラ１の中心部に設けられた図示しないサーミスタ
の信号により、定着設定温度に戻そうとしてヒータ５が
加熱されるため、定着ローラ１の両端部の温度が上昇す
る。ここで、クリーニングローラ３によって熱を均一化
すると共に、クリーニングローラ３の回転によって、そ
の羽根部３から定着ローラ１の両端部方向へ送風される
ため、定着ローラ１の両端部の温度上昇が抑えられ、定
着ローラ１の温度は均一化される。同様に、大サイズの
転写紙Ｐ１を通紙した場合は、同図に示すように、クリ
ーニングローラ３の羽根部３ａは、大サイズの転写紙Ｐ
１の内側になるため、羽根部３ａによって起こされる風
は、大サイズの転写紙Ｐ１に遮られて定着ローラ１には
当たることはない。したがって、定着ローラ１の両端部
の温度は下がらず、定着ローラ１の温度は均一に保たれ
る。本実施例のカバー４は、クリーニングローラ３の外
側であって、羽根部３の外側を覆う形のものを示した
が、本発明では羽根部３ａの外側を覆うものでもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、クリーニングローラの両端部に、定着ローラ方
向へ送風するための複数の羽根を設けたので、特に、小
サイズの転写紙を通紙した場合に、加圧ローラが加熱さ
れてきた時に、羽根の回転によって、定着ローラの両端
部へ送風されるため、定着ローラの両端部の温度が上昇
するのを防止することができ、定着ローラの温度の均一
化を図ることができる。牽いては、定着ローラの耐久時
間を延長することができる。

【００１８】請求項２の発明によれば、前記羽根は、通
紙時において、小サイズの転写紙の外側、且つ大サイズ
の転写紙の内側に位置するように配設されているので、
小サイズの転写紙を通紙した場合は、定着ローラの両端
部の温度が上昇するのを防止することができる。

【００１９】また、大サイズの転写紙を通紙した場合に
は、羽根は大サイズの転写紙の内側になるため、風は大
サイズの転写紙に遮られて、定着ローラには当たらない
ため、定着ローラの両端部の温度は下降することはな
く、両端部に定着不良が発生するのを防止することがで
きる。

【００２０】請求項３の発明によれば、前記クリーニン
グローラの外側に近接して、前記羽根による風向きを規
制するためのカバーを設けたので、羽根によって起こさ
れる風を定着ローラの両端部に効率良く当てることがで
きる。

【００２１】請求項４の発明によれば、前記加圧ローラ
は、少なくとも弾性層及び離型層から成っており、非加
熱時において、前記クリーニングローラは、この加圧ロ
ーラに対して、隙間を設けて配置され、この隙間の幅
は、前記定着ローラが定着設定温度に加熱されるのに伴
って、加圧ローラが加熱された時に、前記弾性層及び離
型層が膨張して、前記クリーニングローラに当接するよ
うな大きさにしたので、温度立ち上げで、定着ローラ及
び加圧ローラを加熱する時に、隙間によって熱がクリー
ニングローラに逃げて行かないため、ウォームアップ時
間が延びるのを防止することができる。また、ウォーム
アップ時に、クリーニングローラは回転しないので、羽
根から定着ローラの両端部に風が当たることなく、ウォ
ームアップ時の定着ローラ端部における温度低下を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す定着装置の側断面図で
ある。

【図２】図１の定着装置を示す斜視図である。

【図３】図１の定着装置に大サイズと小サイズの転写紙
を通紙する状態を示す、定着ローラを除外して見た上面
図である。

【符号の説明】

１ 定着ローラ ２ 加圧ローラ ３ クリーニングローラ ３ｄ 羽根 ４ カバー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に熱源を持つ薄肉の円筒体から成る定
   着ローラと、この定着ローラに当接された加圧ローラ
   と、この加圧ローラに当接するクリーニングローラとを
   有する定着装置において、 前記クリーニングローラの両端部に、羽根を、前記定着
   ローラ方向へ送風可能な形態で設けたことを特徴とする
   定着装置。
2. 【請求項２】前記羽根は、通紙時において、小サイズの
   転写紙の外側、且つ大サイズの転写紙の内側に位置する
   ように配設さ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】少なくとも前記羽根の外側に近接して、前
   記羽根による風の風向きを前記定着ローラ方向へ規制す
   るためのカバーを設けたことを特徴とする請求項１記載
   の定着装置。
4. 【請求項４】前記加圧ローラは、少なくとも弾性層及び
   離型層から成っており、非加熱時において、前記クリー
   ニングローラは、この加圧ローラに対して、隙間を設け
   て配置され、この隙間の幅は、前記定着ローラが定着設
   定温度に加熱されるのに伴って、加圧ローラが加熱され
   た時に、前記弾性層及び離型層が膨張して、前記クリー
   ニングローラに当接するような大きさに設定されている
   ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。