JPH1195603A - 定着装置 - Google Patents

定着装置

Info

Publication number
JPH1195603A
JPH1195603A JP27216597A JP27216597A JPH1195603A JP H1195603 A JPH1195603 A JP H1195603A JP 27216597 A JP27216597 A JP 27216597A JP 27216597 A JP27216597 A JP 27216597A JP H1195603 A JPH1195603 A JP H1195603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
roller
heating
pressure roller
heating roller
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27216597A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Kimura
隆 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP27216597A priority Critical patent/JPH1195603A/ja
Publication of JPH1195603A publication Critical patent/JPH1195603A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱ローラの外径精度が悪くても、異常画像
が発生せず、小サイズ紙を通紙したときでも端部温度が
上昇しない、さらには、記録紙の搬送速度を精度よく制
御できる定着装置を提供する。 【解決手段】 加熱ローラ1と、該加熱ローラ1と一部
で圧接した加圧ローラ2と、該加圧ローラ2の線速度を
検知する線速度検知手段4とを有する。線速度検知手段
4の検知信号に応じて加圧ローラ2の駆動速度を制御す
るようにし、加熱ローラ1の外径精度に関わらず、加圧
ローラ2の線速度を常に一定にする。その結果、記録紙
10の搬送速度を所望の速度にすることができ、それに
より、画像の伸びや異常画像が発生しないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、定着装置に関する
ものであり、より詳細には、複写機、レーザプリンタ、
ファクシミリで用いられる定着装置における加熱に関す
るものであるが、その他に、例えば、記録体を搬送しな
がら加熱する装置(例えば、リサイクルコピア=コピー
済みの記録紙から、トナーを剥離する装置)に応用可能
なものである。
【0002】
【従来の技術】PPCやレーザプリンタ、普通紙FAX
(以下、PPF)のような電子写真記録装置で、記録紙
の上に形成したトナー画像を定着する定着方法として
は、熱によりトナーを溶融して、定着する加熱定着方式
が用いられている。その中でも加熱ローラと加圧ローラ
とによって、記録紙を挾んで加熱、搬送する方式がもっ
とも一般的に用いられている。
【0003】2つのローラのうち一方を加熱する場合、
加熱する方のローラを加熱ローラと呼び、他方のローラ
を加圧ローラと呼ぶ。加熱ローラは、最も一般的には、
熱源としてハロゲンランプが用いられており、このハロ
ゲンランプが加熱ローラの内側に軸方向に沿って内装さ
れている。加熱ローラは、AlやSUSなどの金属ロー
ラが用いられ、その表面にトナーとの離型性を確保する
ために、テフロンなどの離型層が設けられている。
【0004】ハロゲンランプを用いた定着方式では、加
熱ローラ自体の熱容量が比較的大きく、また、加熱ロー
ラの内部から、空気を介して加熱するため、加熱ローラ
が冷えた状態のときには、加熱ローラを所定温度に加熱
するのに時間がかかり、すぐに使用することができない
という問題がある。そのため、一般には、未使用時(待
機時)にも、加熱ローラを加熱しておき、印字時にすぐ
に、所定温度に昇温できるようにしている。
【0005】しかし、このような方法では、常時、加熱
ローラを加熱するための電力を必要とする。この問題を
解決し、省エネルギー化を図る方法としては、加熱ロー
ラの熱容量を小さくして、加熱ローラの昇温速度を上げ
る方法や、加熱ローラの表面に加熱源を設けて、実際に
定着に用いられる加熱ローラの表面を集中的に、効率よ
く加熱する方法などがある。後者のような表面発熱の加
熱ローラは、ハロゲンランプ等を用いた定着に比べ、熱
源と加熱ローラとが一体となっているため、また、熱源
が定着が行われる加熱ローラ表面近傍を直接加熱するこ
とができるため、加熱効率がよく、消費電力の低減がは
かれるという点や、基材を薄くして、熱容量を小さくす
ることでさらに昇温時間が短くなり、PPC、レーザプ
リンタ、PPF等の印字までのウエイトタイムを短くす
ることができるという点で優れた定着方式である。
【0006】特に、ガラスを加熱ローラの基体として用
いた場合、厚さ1mm以下のガラスパイプが、比較的容易
に形成可能で、極めて熱容量の小さな加熱ローラが得ら
れるため、室温から定着温度(一般的には150〜20
0℃)までの昇温時間が、15秒以下の記録装置が実現
できる。そのため、未使用時には加熱ローラへの通電を
オフでき、省エネルギー化も図れる。また、ガラスを用
いた場合には、ガラス自体のコストが安いという長所も
ある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、加熱ローラ
定着方式では、記録紙は、加熱ローラと加圧ローラとで
挾んで搬送されるため、記録紙の搬送速度は、駆動する
ローラの回転速度と、外周長(すなわちローラの外径)
で決まる。しかしながら、加熱ローラの基材として、ガ
ラスやセラミックスのパイプを用いた場合、その外径精
度があまりよくないため、加熱ローラ毎に外径が異な
る。加熱ローラの回転速度は、記録紙の搬送速度が所望
の速度になるように設定されている。記録紙の搬送速度
は、駆動側である加熱ローラの周速度で決まるため、加
熱ローラの外径寸法が加熱ローラ毎に異なってしまう
と、使用する加熱ローラによって、記録紙の搬送速度が
異なってしまう。
【0008】一方、画像を形成する感光体の回転速度
は、ほぼ一定であるため、記録紙の搬送速度が異なる
と、記録紙上に形成したトナー画像が装置毎に伸びた
り、ちぢんだりして、劣悪な画像となってしまうという
問題が生じる。これを防ぐためには、発熱部と転写材の
紙送り速度は高い精度で同期が取られ、速度ムラが起こ
らないようにする必要があった。
【0009】この方法として特開平4―270353号
公報の発明がある。同公報の発明では、感光体ドラムと
定着ローラの外径を同一として転写部と定着部中の線速
を一致させることで課題を解決しているため、通常の複
写機における電子写真プロセスに必要な様々な機器類を
取り付ける必要がある大径の感光体に定着ローラ径をあ
わせる必要があり、無駄な電力を消費する。また、構成
上同一の外径にできないときには、上記課題を解決する
ことはできない。
【0010】また、実開平1―135460号公報に
は、加熱ローラあるいは加圧ローラに駆動ローラを圧接
し、それを回転することにより、加熱ローラあるいは加
圧ローラの外周速度を一定にする方法が示されている。
しかし、この方法では、新たに、精度のよい駆動ローラ
を設ける必要があるため、コストが高くなってしまうと
いう問題がある。また、加熱ローラに圧接したときに
は、駆動ローラも加熱されるため、駆動ローラに熱が奪
われて、その結果、昇温時間が長くなってしまうという
不具合も生じる。
【0011】一般に、異常画像と認められない画像を得
るためには、加熱ローラの外径精度としては、±0.0
5mm以下、望ましくは±0.03mm以下が必要である。
それに対して、ガラスの外径精度は、ガラスパイプの外
径にもよるが、一般的な定着ローラの外径寸法であるφ
15〜φ40では、ガラスパイプを精度よく形成するこ
とは困難で、引き抜き法などの通常の加工方法では、外
径φ30では±0.1mm以上というのが、歩留まりよ
く、安定的に形成できる範囲である。したがって、ガラ
スを加熱ローラの基材として用いた場合、このままでは
異常画像が発生してしまう。
【0012】この問題を防止して、加熱ローラの外径精
度を向上させる方法としては、出来上がった加熱ローラ
から、所望の外径のものを選別する方法や、研磨などに
より、加熱ローラの表面を所望の外径になるように加工
する方法がある。しかし、いずれの方法でも、加熱ロー
ラのコストが高くなってしまう。また、ガラスを研磨す
ると、ガラス自体の強度が低下してしまい、割れなどが
発生しやすいという問題もある。
【0013】本発明は、上述のごとき従来技術の欠点に
鑑みてなされたものであり、加熱ローラの外径精度が悪
くても、異常画像が発生しない定着装置を提供するこ
と、さらに、小サイズ紙を通紙したときでも非通紙領域
の温度が上がってしまう、いわゆる端部温度上昇のない
定着装置を提供すること、さらには、精度よく記録紙の
搬送速度を制御した定着装置を提供することを目的とし
てなされたものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、内部
に熱源を有する加熱ローラまたはローラ自体に熱源を有
する加熱ローラと、該加熱ローラと一部で圧接した加圧
ローラと、該加圧ローラを回転駆動するための駆動手段
と、該加圧ローラの線速度を検知する線速度検知手段と
を有し、該線速度検知手段の検知信号に応じて前記加圧
ローラの回転速度を変更することを特徴とし、もって、
加圧ローラの線速度を検知し、それに応じて加圧ローラ
の駆動速度を制御するようにし、加熱ローラの外径精度
に関わらず、加圧ローラの線速度を常に一定にすること
ができ、その結果、記録紙の搬送速度を所望の速度にす
ることができ、それにより、画像の伸びや異常画像が発
生しないようにしたものである。
【0015】請求項2の発明は、内部に熱源を有する加
熱ローラまたはローラ自体に熱源を有する加熱ローラ
と、該加熱ローラと一部で圧接した加圧ローラと、該加
圧ローラを回転駆動するための駆動手段と、該加圧ロー
ラの表面温度を検知する加圧ローラ表面温度検知手段を
有し、該検知手段の検知信号に応じて前記加圧ローラの
回転速度を変更することを特徴とし、もって、加圧ロー
ラの表面温度を検知し、それに応じて加圧ローラの駆動
速度を制御するようにし、加熱ローラの外径精度に関わ
らず、加圧ローラの線速度を常に一定にすることがで
き、その結果、記録紙の搬送速度を所望の速度にするこ
とができ、それにより、画像の伸びや異常画像が発生し
ないようにしたものである。
【0016】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、前記線速度検知手段が、少なくとも加圧ローラの、
小サイズ紙の通紙領域以外の領域に接触したローラであ
ることを特徴とし、もって、加圧ローラの線速度を検知
し、それに応じて加圧ローラの駆動速度を制御するよう
にし、加熱ローラの外径精度に関わらず、加圧ローラの
線速度を常に一定にすることができ、その結果、記録紙
の搬送速度を所望の速度にし、それにより、画像の伸び
や異常画像を発生しないようにするとともに、ローラの
端部温度上昇を解決するようにしたものである。
【0017】請求項4の発明は、請求項2の発明におい
て、前記加圧ローラが、少なくとも、芯金と、該芯金の
上に形成したゴムからなり、該芯金の温度を検知する温
度検知手段を有し、該温度検知手段の検知信号と前記加
圧ローラ表面温度検知手段との検知信号に応じて、前記
加圧ローラの回転速度を変更することを特徴とし、もっ
て、加圧ローラの表面温度を検知し、それに応じて加圧
ローラの駆動速度を制御するようにし、加熱ローラの外
径精度に関わらず、さらに加圧ローラの線速度を常に一
定にすることができ、その結果、記録紙の搬送速度を所
望の速度にすることができ、画像の伸びや異常画像が発
生しないようにするとともに、精度よく記録紙を搬送す
るようにしたものである。
【0018】請求項5の発明は、内部に熱源を有する加
熱ローラまたはローラ自体に熱源を有する加熱ローラ
と、該加熱ローラと一部で圧接した加圧ローラと、該加
圧ローラを回転駆動するための駆動手段と、該加圧ロー
ラの径を検知する加圧ローラ径検知手段を有し、該検知
手段の検知信号に応じて前記加圧ローラの回転速度を変
更することを特徴とし、もって、加圧ローラの外径を検
知し、それに応じて加圧ローラの駆動速度を制御するよ
うにし、加熱ローラの外径精度に関わらず、加圧ローラ
の線速度を常に一定にすることができ、その結果、記録
紙の搬送速度を所望の速度にすることができ、それによ
り、画像の伸びや異常画像が発生しないようにしたもの
である。
【0019】
【発明の実施の形態】図1は、本発明による定着装置の
実施例を説明するための概略構成図、図2は、加熱ロー
ラの構成を示す断面図で、図中、1は加熱ローラ、2は
加圧ローラ、3は加熱ローラ1の表面温度を検知するた
めのセンサ、4は加圧ローラの線速度を検知するための
センサ、5は加熱ローラを加熱するための加熱手段であ
る。加圧ローラ2は、バネなどで構成される圧接機構に
よって、矢印A方向に加圧され、加圧ローラ2を加熱ロ
ーラ1に圧接している。なお、10は記録紙やOHPフ
ィルムなどの記録体、11は記録体10が加熱ローラ1
と加圧ローラ2のニップ部に導入するためのガイドであ
る。
【0020】図2は、加熱ローラの構成を示した断面図
で、図2(A)は、金属の芯金6上に離型層7を形成
し、内部にハロゲンランプなどの加熱手段5を有したも
の、図2(B)は、加熱ローラ(芯材)8の表面に発熱
体9を形成し、その上に離型層7を形成したもの、図2
(C)は、加熱ローラ(芯材)8の内面に発熱体9を形
成し、表面に離型層7を形成したものである。
【0021】芯金6は、SUSやAl、鉄などの金属、
あるいは樹脂材料からなる棒あるいはパイプである。パ
イプ状、棒状のいずれにしても、加圧ローラ2の圧接に
よって、加熱ローラ1が撓んで、中央部のニップ幅が小
さくなり、定着不良が生じることがないように、厚さや
径を決定する必要がある。また、加熱ローラ1に発熱体
が形成されている場合には、その芯材としてはガラスな
どの熱容量が小さく形成できる材料が好ましく用いられ
る。この場合、ガラスの外径精度は一般的に±0.1以
上であるため、本発明が効果的に適用できる。
【0022】加圧ローラ2の線速度を検知する検知手段
4としては、加圧ローラ2の回転とともに回転するロー
ラに、エンコーダなどの回転速度検知手段を設けたもの
や、加圧ローラの表面に、一定間隔で形成したパターン
と、それを検知するフォトセンサが用いられる。
【0023】加熱ローラ1を加熱するための加熱手段5
としては、ハロゲンヒータや、セラミックスヒータ、遠
赤外線ヒータなど、一般的な加熱手段が好適に用いられ
る。また、誘導加熱なども用いることができる。ハロゲ
ンヒータや、遠赤外線ヒータを用いるときには、効率的
にニップ部を加熱するために、反射板を用いるのがよ
い。セラミックスヒータを用いる時には、効率よく金属
層に熱を伝えるために、加熱ローラと接触させ、接触面
積をできるだけ大きくするのがよい。また、加熱手段
が、加熱ローラに接触する構成を用いるときには、加熱
手段と加熱ローラとが接触する部分に、接触によってヒ
ータが傷つくのを防止する目的で、ポリイミドなどの耐
熱性樹脂による摩耗層を設けるのがよい。ハロゲンヒー
タや遠赤外線ヒータを用いると、加熱ローラとヒータと
が非接触で構成できるため、ヒータや加熱ローラが接触
することによって、摩耗、傷つくことがなく、耐久性に
優れた定着装置が実現できる。
【0024】加圧ローラ2は、SUS、鉄、Al、真鍮
などの金属の芯棒、あるいはこれら材料からなるパイプ
上に、シリコーンゴムなどの弾性体層を形成したもの
が、好ましく用いられる。また、定着に必要なニップ幅
を確保するための加圧力を低減することを目的として、
発泡シリコーンゴムなどの比較的柔らかい材料も、最近
では用いられてきている。さらに、発泡状のゴムを使用
する長所としては、その断熱性のよさにある。すなわ
ち、発泡ゴムでは、ゴム中に空気層が多数含まれている
ため、その空気層が極めて良好な断熱層になって、表面
の発熱体で発熱した熱が、内部に伝熱するのを低減する
ことができる。発熱体層の表面に、さらに離型性を持た
せるための離型層が設けられる。離型層には、摩擦など
によって離型層が帯電し、その静電気力や放電の発生な
どによって未定着のトナー画像が乱れるのを防ぐための
導電層として、カーボンなどの導電性材料を表面近傍に
含有してもよい。本実施例では、ローラ状の加圧部材を
用いているが、板状の金属やセラミックスの上に、シリ
コーンなどの樹脂層を設けた板状押圧部材も用いること
ができる。
【0025】以上のような構成の、加熱装置において、
加圧ローラ2は、バネなどの加圧手段によって、加熱ロ
ーラ1の方向に加圧される。加圧ローラ2は弾性体で形
成されているため、加熱ローラ1と対向する部分が変形
しニップを形成する。
【0026】加圧ローラ2は、図示しない駆動手段によ
り回転する。この時の回転速度は、前述の加圧ローラ2
の表面線速度の検知信号により、線速度が設定値より速
い場合には、回転速度を遅く、線速度が遅い場合には、
速くすることで、記録紙10を所望の速度に制御するこ
とができる。したがって、加熱ローラ1の外径精度が悪
くても、それに関わりなく、記録紙10を所望の速度に
制御することが可能となり、加熱ローラ1の外径精度を
よくするための研磨や、それによるガラスなどの芯材の
強度劣化という問題がなく、低コスト、高耐久の加熱ロ
ーラが実現できる。
【0027】次に、上記の加熱装置を用いた定着動作に
ついて説明する。画像情報の入力により、ヒータに電力
が供給され、加熱ローラ1の加熱が開始され、それとと
もに、モータなどの駆動手段(図示せず)によって、加
圧ローラ2が回転する。加熱ローラ1の温度は、サーミ
スタなどの温度検知手段3により検知され、所定の温度
になるように、ヒータの電力が制御される。一方、電子
写真プロセスにしたがって、感光体表面の帯電、露光、
現像によって、感光体上にトナー像が形成され、転写部
において、感光体上のトナー像が記録紙10に転写され
る。このあと、記録紙10は、加熱装置のニップ部に搬
送され、所定温度になった加熱ローラ1によって、加熱
定着される。この時、加圧ローラ2の線速度検知手段4
により検知した線速度に応じて、前述の駆動手段の速度
が制御される。
【0028】(実施例1)図1及び図2の構成で、以下
に示す様な加熱装置を試作した。 加熱ローラのサイズ :幅335mm、径30mm 加熱ローラの構成 :図2(A)の構成 芯材 :アルミパイプ(厚さ=1.5mm) 外径30、30.2、30.4mm 離型層 :テフロンコート(20μm) 加熱手段 :ハロゲンランプ ヒータ供給電力 :900W 加圧ローラ :径30mm、芯材=鉄、弾性体層=シリコーンゴム 加圧力 :10kgf 記録紙 :リコータイプ6200紙 A3用紙 記録紙送り速度 :100mm/s 設定温度 :180℃ 線速度検知手段 :加圧ローラに接触回転するSUSローラと1周3 00パルスのエンコーダ
【0029】 (実施例2) 加熱ローラのサイズ :幅335mm、径30mm 加熱ローラの構成 :図2(B)の構成 芯材 :ガラスパイプ(厚さ=0.6mm) 外径30、30.2、30.4mm 離型層 :PFAチューブ(20μm) ヒータ供給電力 :900W 加圧ローラ :径30mm、芯材=鉄、弾性体層=シリコーンゴム 加圧力 :10kgf 記録紙 :リコータイプ6200紙 A3用紙 記録紙送り速度 :100mm/s 設定温度 :180℃ 線速度検知手段 :加圧ローラに接触回転するSUSローラと1周3 00パルスのエンコーダ
【0030】 (実施例3) 加熱ローラのサイズ :幅335mm、径30mm 加熱ローラの構成 :図2(B)の構成 芯材 :ガラスパイプ(厚さ=0.6mm) 外径30、30.2、30.4mm 離型層 :PFAチューブ(20μm) ヒータ供給電力 :900W 加圧ローラ :径30mm、芯材=鉄、弾性体層=シリコーンゴム 加圧力 :10kgf 記録紙 :リコータイプ6200紙 A3用紙 記録紙送り速度 :100mm/s 設定温度 :180℃ 線速度検知手段 :加圧ローラのA4サイズ紙の非通紙領域に設け た、接触回転するSUSローラと1周300パル スのエンコーダ
【0031】これらで、150mmのものさし画像をコピ
ーし、その画像の伸び、画像の乱れを評価した。その結
果、画像の伸びは0.1%以下と小さく、また、画像の
乱れもなかった。さらに実施例3の場合には、50枚通
紙した時にも、非通紙領域の温度上昇が25℃(実施例
2では55℃)と小さくすることができた。
【0032】図3は、本発明による定着装置の他の実施
例を説明するための概略構成図で、図中、1は加熱ロー
ラ、2は加圧ローラ、3は加熱ローラの表面の温度を検
知するためのセンサ、4は加圧ローラの線速度を検知す
るためのセンサ、5は加熱ローラを加熱するための加熱
手段である。加圧ローラ2は、バネなどで構成される圧
接機構によって、矢印A方向に加圧され、加圧ローラ2
を加熱ローラ1に圧接している。なお、10は記録紙や
OHPフィルムなどの記録体、11は記録体10をニッ
プ部に導入するためのガイドである。12は加圧ローラ
2の表面温度を検知する検知手段で、この検知手段とし
ては、サーミスタや熱電対が用いられる。特に、サーミ
スタは、低価格であることから、好ましく用いられる。
【0033】図2は、加熱ローラの構造を示した断面図
で、図2(A)は、金属の芯金6上に離型層7を形成
し、内部にハロゲンランプなどの加熱手段5を有したも
の、図2(B)は、加熱ローラ(芯材)8の表面に発熱
体9を形成し、その上に離型層7を形成したもの、図2
(C)は、加熱ローラ(芯材)8の内面に発熱体9を形
成し、表面に離型層7を形成したものである。芯金6
は、SUSやAl、鉄などの金属、あるいは樹脂材料か
らなる棒あるいはパイプである。パイプ状、棒状のいず
れにしても、加圧ローラの圧接によって、加熱ローラが
撓んで、中央部のニップ幅が小さくなり、定着不良が生
じることがないように、厚さや径を決定する必要があ
る。また、加熱ローラに発熱体が形成されている場合に
は、その芯材としてはガラスなどの熱容量が小さく形成
できる材料が好ましく用いられる。この場合、ガラスの
外径精度は一般的に±0.1以上であるため、本発明が
効果的に適用できる。
【0034】加熱ローラ1を加熱するための加熱手段5
としては、ハロゲンヒータや、セラミックスヒータ、遠
赤外線ヒータなど、一般的な加熱する手段が好適に用い
られる。また、誘導加熱なども用いることができる。ハ
ロゲンヒータや、遠赤外線ヒータを用いるときには、効
率的にニップ部を加熱するために、反射板を用いるのが
よい。セラミックスヒータを用いる時には、効率よく金
属層に熱を伝えるために、加熱ローラと接触させ、接触
面積をできるだけ大きくするのがよい。また、加熱手段
が、加熱ローラに接触する構成を用いるときには、加熱
手段と加熱ローラとが接触する部分に、接触によってヒ
ータが傷つくのを防止する目的で、ポリイミドなどの耐
熱性の樹脂による摩耗層を設けるのがよい。ハロゲンヒ
ータや遠赤外線ヒータを用いると、加熱ローラとヒータ
とが非接触で構成できるため、ヒータや加熱ローラが接
触することによって、摩耗、傷つくことがなく、耐久性
に優れた定着装置が実現できる。
【0035】加圧ローラ2は、SUS、鉄、Al、真鍮
などの金属の芯棒、あるいはこれら材料からなるパイプ
上に、シリコーンゴムなどの弾性体層を形成したもの
が、好ましく用いられる。また、定着に必要なニップ幅
を確保するための加圧力を低減することを目的として、
発泡シリコーンゴムなどの比較的柔らかい材料も、最近
では用いられてきている。さらに、発泡状のゴムを使用
する長所としては、その断熱性のよさにある。すなわ
ち、発泡ゴムでは、ゴム中に空気層が多数含まれている
ため、その空気層が極めて良好な断熱層になって、表面
の発熱体で発熱した熱が、内部に伝熱するのを低減する
ことができる。発熱体層の表面に、さらに離型性を持た
せるための離型層が設けられる。離型層には、摩擦など
によって離型層が帯電し、その静電気力や放電の発生な
どによって未定着のトナー画像が乱れるのを防ぐための
導電層として、カーボンなどの導電性材料を表面近傍に
含有してもよい。本実施例では、ローラ状の加圧部材を
用いているが、板状の金属やセラミックスの上に、シリ
コーンなどの樹脂層を設けた板状押圧部材も用いること
ができる。
【0036】以上のような構成の、加熱装置において、
加圧ローラ2は、バネなどの加圧手段によって、加熱ロ
ーラ1の方向に加圧される。加圧ローラ2は弾性体で形
成されているため、加熱ローラ1と対向する部分が変形
しニップを形成する。
【0037】加圧ローラ2は、図示しない駆動手段によ
り回転する。この時の回転速度は、前述の加圧ローラの
表面温度の検知信号により、あらかじめ測定した表面温
度と関係に応じて、温度が高い時、すなわち加圧ローラ
の外径が大きい時には、回転速度を遅く、温度が低く、
外径が小さい時には、速くすることで、記録紙10を所
望の速度に制御することができる。したがって、加熱ロ
ーラ1の外径精度が悪くても、それに関わりなく、記録
紙10を所望の速度に制御することが可能となり、加熱
ローラの外径精度をよくするための研磨や、それによる
ガラスなどの芯材の強度劣化という問題がなく、低コス
ト、高耐久の加熱ローラが実現できる。
【0038】次に、上記の加熱装置を用いた定着動作に
ついて説明する。画像情報の入力により、ヒータに電力
が供給され、加熱ローラ1の加熱が開始され、それとと
もに、モータなどの駆動手段(図示せず)によって加圧
ローラ2が回転する。加熱ローラ1の温度は、サーミス
タなどの温度検知手段3により検知され、所定の温度に
なるように、ヒータの電力が制御される。一方、電子写
真プロセスにしたがって、感光体表面の帯電、露光、現
像によって、感光体上にトナー像が形成され、転写部に
おいて、感光体上のトナー像が記録紙10に転写され
る。このあと、記録紙10は、加熱装置のニップ部に搬
送され、所定温度になった加熱ローラ1によって、加熱
定着される。この時、加圧ローラの表面温度検知手段1
2により検知した温度に応じて、前述の駆動手段の速度
が制御される。さらに、加圧ローラの芯金の温度検知手
段を設けることによって、加圧ローラの内部まで温度を
正確に検知することができ、加圧ローラの径の温度によ
る変化をより正確に知ることができ、記録紙の搬送速度
をより正確に制御することができる。
【0039】(実施例4)図3及び図2の構成で、以下
に示す様な加熱装置を試作した。 加熱ローラのサイズ :幅335mm、径30mm 加熱ローラの構成 :図2(A)の構成 芯材 :アルミパイプ(厚さ=1.5mm) 外径30、30.2、30.4mm 離型層 :テフロンコート(20μm) 加熱手段 :ハロゲンランプ ヒータ供給電力 :900W 加圧ローラ :径30mm、芯材=鉄、弾性体層=シリコーンゴム 加圧力 :10kgf 記録紙 :リコータイプ6200紙 A3用紙 記録紙送り速度 :100mm/s 設定温度 :180℃ 加圧ローラ表面温度検知手段 :加圧ローラに接触したサーミスタ
【0040】 (実施例5) 加熱ローラのサイズ :幅335mm、径30mm 加熱ローラの構成 :図2(B)の構成 芯材 :ガラスパイプ(厚さ=0.6mm) 外径30、30.2、30.4mm 離型層 :PFAチューブ(20μm) ヒータ供給電力 :900W 加圧ローラ :径30mm、芯材=鉄、弾性体層=シリコーンゴム 加圧力 :10kgf 記録紙 :リコータイプ6200紙 A3用紙 記録紙送り速度 :100mm/s 設定温度 :180℃ 加圧ローラ表面温度検知手段 :加圧ローラに接触したサーミスタ
【0041】 (実施例6) 加熱ローラのサイズ :幅335mm、径30mm 加熱ローラの構成 :図2(B)の構成 芯材 :ガラスパイプ(厚さ=0.6mm) 外径30、30.2、30.4mm 離型層 :PFAチューブ(20μm) ヒータ供給電力 :900W 加圧ローラ :径30mm、芯材=鉄、弾性体層=シリコーンゴム 加圧力 :10kgf 記録紙 :リコータイプ6200紙 A3用紙 記録紙送り速度 :100mm/s 設定温度 :180℃ 加圧ローラ表面温度検知手段 :加圧ローラに接触したサーミスタ さらに加圧ローラの芯金にサーミスタ を接触させ、温度検知した。
【0042】これらで、150mmのものさし画像をコピ
ーし、その画像の伸び、画像の乱れを評価した。その結
果、画像の伸びは0.2%以下と小さく、また、画像の
乱れもなかった。さらに実施例6の場合には、画像の伸
びを0.05%以下にすることができた。
【0043】図4は、本発明による定着装置の実施例を
説明するための概略構成図で、図中、1は加熱ローラ、
2は加圧ローラ、3は加熱ローラの表面の温度を検知す
るためのセンサ、4は加圧ローラの線速度を検知するた
めのセンサ、5は加熱ローラを加熱するための加熱手段
である。加圧ローラ2は、バネなどで構成される圧接機
構によって、矢印A方向に加圧され、加圧ローラを加熱
ローラに圧接している。なお、10は記録紙やOHPフ
ィルムなどの記録体、11は記録体10をニップ部に導
入するためのガイドである。13は加圧ローラの外径を
検知する検知手段で、この検知手段としては、室温で加
圧ローラ2から、一定の距離に設けたレーザ変位センサ
による、加圧ローラとの距離の測定、あるいは、複数の
フォトインターラプタを用いて、フォトインターラプタ
が加圧ローラで遮断されるかされないかを検知する方法
などが用いられる。
【0044】図2は、加熱ローラの構造を示した断面図
で、図2(A)は、金属の芯金6上に離型層7を形成
し、内部にハロゲンランプなどの加熱手段5を有したも
の、図2(B)は、加熱ローラ(芯材)8の表面に発熱
体9を形成し、その上に離型層7を形成したもの、図2
(C)は、加熱ローラ(芯材)8の内面に発熱体9を形
成し、表面に離型層7を形成したものである。
【0045】芯金6は、SUSやAl、鉄などの金属、
あるいは樹脂材料からなる棒あるいはパイプである。パ
イプ状、棒状のいずれにしても、加圧ローラの圧接によ
って、加熱ローラが撓んで、中央部のニップ幅が小さく
なり、定着不良が生じることがないように、厚さや径を
決定する必要がある。また、加熱ローラに発熱体が形成
されている場合には、その芯材としてはガラスなどの熱
容量を小さく形成できる材料が好ましく用いられる。こ
の場合、ガラスの外径精度は一般的に±0.1以上であ
るため、本発明が効果的に適用できる。
【0046】加熱ローラ1を加熱するための加熱手段5
としては、ハロゲンヒータや、セラミックスヒータ、遠
赤外線ヒータなど、一般的な加熱手段が好適に用いられ
る。また、誘導加熱なども用いることができる。ハロゲ
ンヒータや、遠赤外線ヒータを用いるときには、効率的
にニップ部を加熱するために、反射板を用いるのがよ
い。セラミックスヒータを用いる時には、効率よく金属
層に熱を伝えるために、加熱ローラと接触させ、接触面
積をできるだけ大きくするのがよい。また、加熱手段
が、加熱ローラに接触する構成を用いるときには、加熱
手段と加熱ローラとが接触する部分に、接触によってヒ
ータが傷つくのを防止する目的で、ポリイミドなどの耐
熱性の樹脂による摩耗層を設けるのがよい。
【0047】ハロゲンヒータや遠赤外線ヒータを用いる
と、加熱ローラとヒータとが非接触で構成できるため、
ヒータや加熱ローラが接触することによって、摩耗、傷
つくことがなく、耐久性に優れた定着装置が実現でき
る。
【0048】加圧ローラ2は、SUS、鉄、Al、真鍮
などの金属の芯棒、あるいはこれらの材料からなるパイ
プ上に、シリコーンゴムなどの弾性体層を形成したもの
が好ましく用いられる。また、定着に必要なニップ幅を
確保するための加圧力を低減することを目的として、発
泡シリコーンゴムなどの比較的柔らかい材料も、最近で
は用いられてきている。さらに、発泡状のゴムを使用す
る長所としては、その断熱性のよさにある。すなわち、
発泡ゴムでは、ゴム中に空気層が多数含まれているた
め、その空気層が極めて良好な断熱層になって、表面の
発熱体で発熱した熱が、内部に伝熱するのを低減するこ
とができる。発熱体層の表面に、さらに離型性を持たせ
るための離型層が設けられる。離型層には、摩擦などに
よって離型層が帯電し、その静電気力や放電の発生など
によって未定着のトナー画像が乱れるのを防ぐための導
電層として、カーボンなどの導電性材料を表面近傍に含
有してもよい。本実施例では、ローラ状の加圧部材を用
いているが、板状の金属やセラミックスの上に、シリコ
ーンなどの樹脂層を設けた板状押圧部材も用いることが
できる。
【0049】以上のような構成の加熱装置において、加
圧ローラ2は、バネなどの加圧手段によって、加熱ロー
ラ1の方向に加圧される。加圧ローラ2は弾性体で形成
されているため、加熱ローラ1と対向する部分が変形し
ニップを形成する。加圧ローラ2は、図示しない駆動手
段により回転する。この時の回転速度は、前述の加圧ロ
ーラの外径測定手段13による検知結果に応じて、加圧
ローラの外径が大きい時には回転速度を遅く、外径が小
さい時には速くすることで、記録紙10を所望の速度に
制御することができる。
【0050】したがって、加熱ローラ1の外径精度が悪
くても、それに関わりなく、記録紙10を所望の速度に
制御することが可能となり、加熱ローラ1の外径精度を
よくするための研磨や、それによるガラスなどの芯材の
強度劣化という問題がなく、低コスト、高耐久の加熱ロ
ーラが実現できる。
【0051】次に、上記の加熱装置を用いた定着動作に
ついて説明する。画像情報の入力により、ヒータに電力
が供給され、加熱ローラの加熱が開始され、それととも
に、モータなどの駆動手段(図示せず)によって、加圧
ローラ2が回転する。加熱ローラ1の温度は、サーミス
タなどの温度検知手段3により検知され、所定の温度に
なるように、ヒータの電力が制御される。一方、電子写
真プロセスにしたがって、感光体表面の帯電、露光、現
像によって、感光体上にトナー像が形成され、転写部に
おいて、感光体上のトナー像が記録紙10に転写され
る。このあと、記録紙10は、加熱装置のニップ部に搬
送され、所定温度になった加熱ローラ1によって、加熱
定着される。この時、加圧ローラ2の外径に応じて、前
述の駆動手段の速度が制御される。
【0052】(実施例7)図4及び図2の構成で、以下
に示す様な加熱装置を試作した。 加熱ローラのサイズ :幅335mm、径30mm 加熱ローラの構成 :図2(A)の構成 芯材 :アルミパイプ(厚さ=1.5mm) 外径30、30.2、30.4mm 離型層 :テフロンコート(20μm) 加熱手段 :ハロゲンランプ ヒータ供給電力 :900W 加圧ローラ :径30mm、芯材=鉄、弾性体層=シリコーンゴム 加圧力 :10kgf 記録紙 :リコータイプ6200紙 A3用紙 記録紙送り速度 :100mm/s 設定温度 :180℃ 加圧ローラ外径検知手段 :加圧ローラと20mmの位置に設けたレ ーザ変位センサ
【0053】これらで、150mmのものさし画像をコピ
ーし、その画像の伸び、画像の乱れを評価した。その結
果、画像の伸びは0.2%以下と小さく、また、画像の
乱れもなかった。
【0054】
【発明の効果】請求項1乃至5の発明によると、加圧ロ
ーラを駆動し、加圧ローラの線速度、表面温度、外径を
検知し、それに応じて加圧ローラの駆動速度を制御した
ので、加熱ローラの外径精度に関わらず、加圧ローラの
線速度を常に一定にすることができ、その結果、記録紙
の搬送速度を所望の速度にすることができ、それによ
り、画像の伸びや異常画像の発生のない定着装置が実現
できた。さらに、請求項3の発明によると、ローラの端
部温度上昇を解決した定着装置が実現でき、請求項4の
発明によると、精度よく記録紙の搬送を実現した定着装
置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による定着装置の実施例を説明するた
めの概略構成図である。
【図2】 加熱ローラの構成を示す断面図である。
【図3】 本発明による定着装置の他の実施例を説明す
るための概略構成図である。
【図4】 本発明による定着装置の更に他の実施例を説
明するための概略構成図である。
【符号の説明】
1…加熱ローラ、2…加圧ローラ、3…加熱ローラの表
面温度を検知するためのセンサ、4…加圧ローラの線速
度を検知するためのセンサ、5…加熱ローラを加熱する
ための加熱手段、10…記録紙やOHPフィルムなどの
記録体、11…記録体10をニップ部に導入するための
ガイド、12…加圧ローラの表面温度を検知するセン
サ、13…加圧ローラの外径を検知するセンサ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に熱源を有する加熱ローラまたはロ
    ーラ自体に熱源を有する加熱ローラと、該加熱ローラと
    一部で圧接した加圧ローラと、該加圧ローラを回転駆動
    するための駆動手段と、該加圧ローラの線速度を検知す
    る線速度検知手段とを有し、該線速度検知手段の検知信
    号に応じて前記加圧ローラの回転速度を変更することを
    特徴とする定着装置。
  2. 【請求項2】 内部に熱源を有する加熱ローラまたはロ
    ーラ自体に熱源を有する加熱ローラと、該加熱ローラと
    一部で圧接した加圧ローラと、該加圧ローラを回転駆動
    するための駆動手段と、該加圧ローラの表面温度を検知
    する加圧ローラ表面温度検知手段を有し、該検知手段の
    検知信号に応じて前記加圧ローラの回転速度を変更する
    ことを特徴とする定着装置。
  3. 【請求項3】 前記線速度検知手段が、少なくとも加圧
    ローラの、小サイズ紙の通紙領域以外の領域に接触した
    ローラであることを特徴とする請求項1記載の定着装
    置。
  4. 【請求項4】 前記加圧ローラが、少なくとも、芯金
    と、該芯金の上に形成したゴムからなり、該芯金の温度
    を検知する温度検知手段を有し、該温度検知手段の検知
    信号と前記加圧ローラ表面温度検知手段との検知信号に
    応じて、前記加圧ローラの回転速度を変更することを特
    徴とする請求項2記載の定着装置。
  5. 【請求項5】 内部に熱源を有する加熱ローラまたはロ
    ーラ自体に熱源を有する加熱ローラと、該加熱ローラと
    一部で圧接した加圧ローラと、該加圧ローラを回転駆動
    するための駆動手段と、該加圧ローラの径を検知する加
    圧ローラ径検知手段を有し、該検知手段の検知信号に応
    じて前記加圧ローラの回転速度を変更することを特徴と
    する定着装置。
JP27216597A 1997-09-18 1997-09-18 定着装置 Pending JPH1195603A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27216597A JPH1195603A (ja) 1997-09-18 1997-09-18 定着装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27216597A JPH1195603A (ja) 1997-09-18 1997-09-18 定着装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1195603A true JPH1195603A (ja) 1999-04-09

Family

ID=17509996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27216597A Pending JPH1195603A (ja) 1997-09-18 1997-09-18 定着装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1195603A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006259738A (ja) * 2005-03-16 2006-09-28 Toshiba Corp 定着装置および画像形成装置
JP2007298720A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 定着装置及びこれを備えた画像形成装置
JP2008165000A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Kyocera Mita Corp 定着装置及び加圧ローラの回転速度調整装置
JP2011257535A (ja) * 2010-06-08 2011-12-22 Ricoh Co Ltd 定着装置及びこれを用いる画像形成装置
JP2014206588A (ja) * 2013-04-11 2014-10-30 コニカミノルタ株式会社 画像形成装置
US9483002B2 (en) 2014-10-23 2016-11-01 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Image forming apparatus configured to control rotational speed of pressure roller using temperature of heat unit and parameter

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006259738A (ja) * 2005-03-16 2006-09-28 Toshiba Corp 定着装置および画像形成装置
JP2007298720A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 定着装置及びこれを備えた画像形成装置
JP2008165000A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Kyocera Mita Corp 定着装置及び加圧ローラの回転速度調整装置
JP2011257535A (ja) * 2010-06-08 2011-12-22 Ricoh Co Ltd 定着装置及びこれを用いる画像形成装置
JP2014206588A (ja) * 2013-04-11 2014-10-30 コニカミノルタ株式会社 画像形成装置
US9483002B2 (en) 2014-10-23 2016-11-01 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Image forming apparatus configured to control rotational speed of pressure roller using temperature of heat unit and parameter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5471634B2 (ja) 定着装置および画像形成装置
JP2002082559A (ja) 加熱ローラ及び加熱ローラの製造方法及び加熱装置及び定着装置及び画像形成装置
US9217966B1 (en) Fixing device and image forming apparatus
JP2002246151A (ja) 加熱装置および画像形成装置
JPH11143291A (ja) 画像形成装置
JP2007079064A (ja) 画像加熱装置
JPH1195603A (ja) 定着装置
JP4194387B2 (ja) 加熱装置
US8023876B2 (en) Fixing device and image forming apparatus
JPH11352828A (ja) 定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置
JP6634048B2 (ja) 定着装置、定着装置の制御方法、及び画像形成装置
JP4257171B2 (ja) 定着装置及びこれを用いた画像形成装置
JP5617259B2 (ja) 加熱伝導体とこれを有する定着装置および画像形成装置
JPH1184934A (ja) 定着装置
JPH10340023A (ja) 加熱装置
JP2001318546A (ja) 定着装置
JP6991749B2 (ja) 定着装置
JPH10319753A (ja) 加熱用ヒータ、加熱装置及び画像形成装置
JP2007058083A (ja) 画像形成装置における制御方法
JP2007057689A (ja) 定着装置
JP2006178119A (ja) 定着装置及び画像形成装置
JPH10123869A (ja) 定着装置
JP3363797B2 (ja) 定着装置
JP3624991B2 (ja) 定着装置及び画像形成装置
JP2001282017A (ja) 画像形成装置のベルト定着装置