JPS5945476A - 定着装置及び断熱部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は′電子写真、静電記録等の画像形成装置６に適
用する定着装置に関する。

従来の定着装置は加熱源からの熱によって加熱される回
転体としての加熱ローラと、この加熱ローラに圧接する
加圧ローラとを有している。しかしながら加熱ローラの
熱は空気伝導によって多量に失われ、画像形成装置内の
Ａ温を促し、又余分な加熱源出力を必要としていた。こ
れに対し、特開昭５０−１６００３９号公報、米国特許
第３，９９８．５８４弓明細占には第１図に示すように
、加熱ローラの周囲に熱反射、熱伝導のよいアルミニウ
ムからなる反ｎ４板Ａを固定して設け、熱源りの輻射熱
を加熱ローラ表面に供給するような構成の定着装置が開
示されている。この定着装置には上記反則板Ａと屑［間
して該反射板の外側に断熱材Ｂを設け、その断熱材Ｂに
密着して反則板Ｃが固定状態に設けられている。

この定着装置は反射板、加熱ローラ間に加熱源りを設け
ているような従来の輻射加熱の変形であるに過ぎない。

又、上記従来装置における断熱材Ｂは加熱源りによって
加熱された反射板Ａ自体の放熱を防止する。しかしなが
ら反射板Ａは単独で設けられているためにその厚みを数
ｍｍ以」−にするのが通常である。従って加熱源りから
の熱は熱容量の大きい反射板Ａを、加熱し又一定温度以
上に保持するために多量に消費されてしまう６又」二記
装置の断熱材Ｂはスポンジやノーメックス（商品名：デ
ュポン社）等のもので構成されているために、断熱材自
体の占める体積（定着装置のｌ／３以」−）か非常に大
きくなり定着装置が非°畠に大きくなってしまう。

さらに断熱材Ｂか熱保有と放熱をマ１つてしまうために
、断熱旧Ｂの外側に反射板Ｃを設けなけれはならない。

断熱旧Ｂの端部においてはこの放熱か暑しく１．記装置
ではこの部材に加熱源りを設けるほどである。

したかって放熱を防止する効果が低いにに部品数か多く
なり、コス）・の増大を生む。又各部品を係１１−する
ために反射Ｍｉ　Ａと接するネジＥやビス等を多く惑星
とし、これ、らの係止部材を伝わっての熱損失か多くな
ってしまう。

また、部材Ａの表面が均一な反射面であるため、例えば
、加熱ローラの軸方向の温度分布が転写紙Ｐの通過によ
り不均一になった場合、その温度分布を均・に補正する
ｆΦＡきができず端部ｊｉミノ等に対して効果か少ない
。

未発明は１−記従来の欠点を解消し、無駄な熱損失を防
止でき、熱効率の良い定着装置を小形かつ安価に得るこ
とをＩ」的とする。

以下、本発明定着装置の実施例を図面について説明する
。

第２図は、加熱定着装置によって′屯ｒ−写真法で形成
されたトナー像Ｔを芹通紙Ｐに定ノ、するものを示し、
ている。

１はハロゲンヒーター等の加熱用のヒータ３を内部に有
する加熱ローラで、駆動モータ（不図示）からの駆動力
を受けて矢印方向に回転する。

２は低加熱用のヒータ３′を内蔵する加圧ローラて、加
熱ローラ１に圧接して摺擦回転する。

この加熱ローラ１１ｉ、アルニミウム、ステンレス、銅
等の金属製中空ローラ芯の該周面に四弗化エチレン樹脂
等の耐熱離型性樹脂層を２０〜８０ｊＬ厚に設けたもの
である。

加圧ローラ２はベアリング（不図示）に回転可能に支持
されている。このローラ２は加熱ローラ１に公知の加圧
手段によって少なくとも：６Ｋ　ｌｉ時に圧接し金属製
ローラ芯の該周面にシリコンゴム、フンソゴム、フロロ
シリコンゴム等の弾性体層を比較的厚く設けたものであ
る。この構成は、加熱ローラとの圧接領域ｄを確保する
ことを一目的としている。加熱ローラ１の外周面にはサ
ーミスタ、熱電対等の感温素子４が接触配設され、それ
の検出信号を公知の制御手段（不図示）に導き、加熱ロ
ーラ１の外周面の温度を（ヒータ３の出力、又は、その
印加電圧等を制御することで）トナー像溶融温度に保持
している。

６は加熱ローラ表面ヘイづ着し′だオフセットトナーや
紙粉等の異物をローラ表面から除去するためのクリーニ
ング部材であり、ノーメックス、ヒフロン外の耐熱不織
布よりなるクリーニングウェブ６１を用いている。上記
クリーニングウェブ６１は弾性をイ（する押当てローラ
６３により加熱ローラに）１′１接している。又、この
ウェブ６、は駆動をり−えられる（不図示）巻取ローラ
６、により供給ローラ６２から徴￥ずつその当接位置を
変えるように移動し、常にクリーニングウェブ６１の新
しい面が加熱ローラに当接する。このウェブ６１は押当
てローラ６３以降介在するコロ６４＋を移動して供給ロ
ーラ６２側へ反転され、巻取り・１コーラ６５に裏表を
逆にした状態で巻取られる。またクリーニングウェブ６
、中に、ジメチルシリコンオイル等のオフッセト防止液
を含浸させておくと、クリーニング効果をさらに高める
ことが可能となる。

８は断熱旧料よりなる放熱防止部材で、加圧ローラ１の
主面に所定の距＃文、て近接するような曲率を有しビス
３１によって装置内に固）ｊｌされている。放熱防止部
材８は加熱ローラ周面側の側面全体に熱反射性の金属薄
表層７を−・射的に有している。この金属薄表層７は放
熱防止部材８に対してほぼ均一な厚み（数百ｐ程度）を
有しているが、ビス３１とは非接触状態である。

図中、放熱防止部材８、金属薄表層７は大々加熱ローラ
の軸方向全体を覆うような長さと、押当てローラ６３の
あるクリーニング位置と紙Ｐの進入部との間を覆うよう
な幅をイラしている。この幅は加熱ローラ１をできるだ
け覆うようにすることか好ましい。

一力、加圧ローラ２側にも放熱防止部材８と同様の構成
の）ｌ／熱防止部材１０か加圧ローラ２の周面ど所）ｊ
ｌの距魔１文、を隔て、その大部分を覆うように設けら
れている。

この放熱防止部材ｌＯも加圧ローラ周面側の側面全体に
熱反用性の金属薄表層９をほぼ均一　な厚み（数百・牌
程１隻）イ〕している。この放熱防止部材１０の固定も
この層９と非接触なビス３１によって行われている。

２２は紙Ｐを加熱ローラ１側に導く案内板で、放熱防止
部材８、】Ｏ夫々の一端の間に位乙し、加熱ローラ１に
近接して設けられている。２４は加圧ローラ２を支持す
る支）１板で、バネ２３によって加圧ローラは定ｒＩロ
ーラに圧接されている。未定着なトナー像Ｔを有する紙
Ｐは、この案内板２２を通過し、加熱、加圧両ローラ１
．２１Ｔ−ｊｌて挟持搬送され、ローラ１．２の表面温
度による印加熱によってトナー像Ｔを定着され、その後
排紙ローラ２０．２１によって挟持されながら装置外へ
排出される。

この加熱ローラの排出側には紙Ｐを加熱ローラから確実
に分離するためにローラ１ｌｉｂ方向に沿って複数個の
分議爪５がローラ表面に接触して設けられている。又、
加圧ローラ２の排出１」側にも分〜爪５１がローラ２の
表面に接触して設けられている。

分ＮＥ爪５は、ケーシング部材１６とｆ１１間している
支持板１８に保持され、分Ｎ１爪５□も定着装置下側の
ケーシング部材１７と閃１間している支ｊ）板１８□に
保持されている。

尚、ケーシング部材１６はクリーニング部材６、放熱防
止部材８、感湿素−ｆ４とを包囲し、ケーシング部材１
７は加圧ローラ２の金属薄表層９、放熱防止部材１０と
Ｎ４間し、これらを覆うように設けられて定着装置全体
あ底板を兼ねている。

上記放熱防止部材８．１０は例えばグラスウール、ロッ
クウール等の無機繊維に３〜３０％程度フェノール樹脂
等の翻然樹脂をブレンドし、熱をかげながらプレス成形
したものである。この材料の熱伝噂イ・１は繊維径、繊
維密度等により異なるが、繊〆［径７〜８ル、密度８０
　ｋｇ／　ｍ　Ａテ０．０３８ＫＣａ文／ｍ、ｈ、°ｃ
と一般の樹脂材料の１１５程度も小さく、すぐれた断熱
性能をもっている。尚、この部材の端部全体には上記プ
レス成形時の加圧力よりもさらに加圧し、密度３００ｋ
ｇ　／　ｍ３以上にしである（端部からのガラス繊維の
飛散防止のため）。」−記数熱防止部材の有している金
属薄表層７．９はアルミニウド箔、ステンレス箔等の金
属箔よりなり、第３図に示すように放熱防止部材８（１
，０）との間にガラスクロス３６（外径０．３〜２ｍｍ
程度）とポリエチレン、ポリサルホン等の熱１１丁塑性
樹脂シート３５を介して該放熱防止部材と回１１チにプ
レス成形しである。このようにすれば、熱により熱可塑
樹脂シーＩ・３５が溶融し、放熱防１に部月８（１０）
表面に上記金属箔７（９）とガラスクロス３６が接清′
され、まったく工程を増やすことなく放熱防止部材８の
表面に凹凸状の熱拡散面を得ることができる。

これにより、加熱ローラ１等の加熱された部材からの放
射熱を拡散しながら反則するため、加熱ローラ１と放熱
防止部材間の雰囲気温度が常に均一化し、転写紙の通過
によって加熱ローラ１表面の温度分布が不均一・になっ
た場合それを補止するように作用する効果が得られる。

さらに、実施例はガラスクロス３６を中に入れたことに
より、この放熱防止部＋４８（１０）の強度、剛性も著
しく向上するので、その形状安定性が増し、加熱ローラ
１の外周部により近づけることができるので、放熱防止
をより効率的に行うことができる。

これにより、加熱ローラ１等の加熱された部材からの放
射熱を反射するという機能が十分に果せると同時に金属
薄表層７．９の厚みを薄くすることかできる。つまり、
従来の単独の反射板はその強度や熱容量を犬きくする必
要があったものを本例では十分な強度を放熱防止材とし
て有し、その熱容量を極めて少なくすることができる。

この金属薄表層７．９の厚みは箔と称せられる範囲の５
乃金３００ｗとすることが好ましい。即ち、金属薄表層
７．９の厚みが５乃至３００ｇであれば、それ自体の熱
容量が小さくなり熱反射効率が非常に良いものとなる。

又この金属薄表層７．９は放熱防止部材８．１０と夫々
害ｒ１シた構成であり、加熱された部材側にあるため、
この反射部材としての金属薄表層からの熱伝導、熱放射
を＞シ＜　ｇｈ少させることができ、その反射効率を向
上することができる。つまり、金属薄表層７．９と放熱
防Ｉ１１．部材は！にいに個々の有する機能を向−１−
されて優れた放熱防止効果を奏する。従って、加熱され
る部材の一例である加熱ローラでの熱を有効に定着に利
用することができる。又、熱放出が訊しく減少されてい
るために加熱ローラが加熱されて所定温度に達するまで
の時間を短縮することもできる。

」−記無機繊維と樹脂との混合は圧縮加工されるために
その放熱防止効果が高く、その厚みを７１ル〈小型化す
ることができる。

に記実施例の他の特徴は、放熱防止部材が加熱ローラの
曲率と略同−の曲二杯に成形圧縮されでいるので、最も
効率的に加熱ローラからのｈ々躬熱を反射してローラ表
面に還元できる。

次に他の実施例としては強度を比較的容易に得られるガ
ラス繊維に樹脂をｌｊ配合したもの（又はカラス繊維：
自体が樹脂を有しているもの）に熱り仰Ｊ性樹脂を介し
て金属箔を加熱・加圧成形して１−記数熱防止部材を構
成する。この繊維に７〜８　ｊｂの繊維径のものを用い
た場合、音度を５０ｋｇ／ｍ’以上にすれば単体で十分
にその形状を保持できる剛性が得られ、これを支持する
手段はこの放熱防止部材の一端を支持するだけで良くな
る。

上記の如くガラス１４３　ｍｌを用いた場合も前記同様
に優れた反射効率、放熱防止効果を夫々向１−できる。

さらに別の実施例を説明するならば、１−配力２図の説
明中にも示したが無機紙Ｍ（、特に微細繊維から構成さ
れる放熱防止部材の端部の繊維音度を他よりも高くする
ことである。即ち、このような繊維からなる部材はその
端部から繊維が飛散する場合がある。このような欠点を
防止するために端部（又はその近傍伺近）の繊堝１音度
を３００　ｋｇ／ｍ′以」−になるように成形時に圧縮
しておけば、より好ましい効果を生む。このようにすれ
ば端部に接Ａ剤を塗布する等の工程を追加することなく
その飛散を防１１−することができる。

以−Ｊ−述べたように、少なくともローラ側表面の反用
効；（・（を高めた放熱防止部材を提供することにより
、安価で軽量かつ効率のよい放熱防止を可能にした定ノ
ー装置が得られた。上記実施例では定着ローラとしての
加熱ローラ、加圧ローラ等のローラについて１ニジけた
例を示したが、本発明は加熱されず搬送ベルトや加熱さ
れる回転体（ガラス製のシリング−）等に特に有効であ
り又回転をせずに加熱されるフラッシュランプの反射笠
にも適用できる。

−１，記数熱防止部材には無機繊維と耐熱樹脂との混合
物を用いた例とカラス繊維に耐熱樹脂をｌｆ１合した例
又はカラス繊維単独を用いた例等を示したが、本発明は
これらに限定されることなく、樹脂成分を含有する無機
繊維によって形成されるものであれば良い。

尚、」二記実施例の距Ｉｎｎ　＋　、　ｕｑ　１士共に
０　、２＋ｎｍ乃至２０ｍｍの値であることが好ましく
、さらに好ましくは、５ｍｍ以下であることが良い。

又−上記実施例における無Ｒ繊維に４１１合する又は含
有される耐熱樹脂材料としては−１−記フエノール樹脂
以外にＰＰＳ、ポリイミド、ＰＢＴ、四弗化エチレン又
はポリアミド等の樹脂が適用できる。

本発明は以上から明らかなように従来よりも放熱防止効
果の高い部材を有し、加熱される部材からの放熱を減少
せしめ、加熱手段からの熱を有効に加熱部材に与えるこ
とができる。また、放熱防止部材は熱拡散面を有し、加
熱された部材からの放射熱を拡散しながら反射するため
、転写材の通　　　　□過によって不均一となった温度
分布を均一化することができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の定着装置の説明図、第２図は本発明定着
装置の一実施例の説明図、第３図は放熱が好ましい。 一力、加圧ローラ２側にも放熱防１１一部材８と同様の
Ｊ１１＾成のｈ’ｉ熱防止部材１０が加圧ローラ２の周
面ど所定の距ｒＪＩ’　ｕ　２を隔て、その大部分を覆
うように、没けられている。 この放熱防止部材ｌＯも加圧ローラ周面側の側面仝休に
熱反射性の金属薄表層９をほぼ均一な厚み（数百゛ル程
度）右している。この放熱防止部材１０の固定もこの層
９と非接触なビス３１によって行われている。 ２２は紙Ｐを加熱ローラ１側に導く案内板で、放熱防止
部材８．１０夫々の−・端の間に位置し、加熱ローラ１
に近接して設けられている。２４１オ加圧ローラ２を支
持する支持板で、バネ２３によって加圧ローラは′）Ｊ
、′、ｉ″皆ローラに圧接されている。未定着なｉ・ナ
ーｊ’ｌ：　Ｔを４１する１１（Ｐは、この案内板２２
を通過し、加熱、加圧両ローラＪ、２間で挟＋ｉ’　ｍ
送され、ローラ１．２の表面温度による印加熱によって
トナー像Ｔを定着され、その後排紙ローラ２０．２１に
よって挟持されながら装置外へ排出される。 この加熱ローラの４）［出側には紙Ｐを加熱ローラから
確実に分剛するためにローラ軸方向に沿って祖数個の分
固爪５がローラ表面に接触して設けられている。又、加
圧ローラ２の抽出ＩＪ側にも分離爪５皿がローラ２の表
面に接触して設けられている。 分ｎ１爪５は、ケーシング部４Ａ１６とＮ１間している
支持板１８に保持され、分ＰＪＥ爪５１も定着装置下側
のケーシング部材１７とＮ１間している支）１板１８、
に保持されている。 尚、ケーシング部材１６はクリーニング部材６、放熱防
止部材８、感温素ｆ４とを包囲し、ケーシング部材１７
は加圧ローラ２の金属薄表層９、放熱防止部材１０とＮ
１間し、これらを覆うように設けられて定着装置全体あ
底板をコ１！ねている。 上記放熱防止部材８．１０は例えばグラスウール、ロッ
クウール等の無機繊維に３〜３０％程度フェノール樹脂
等の耐熱樹脂をブレンドし、熱をかげながらプレス成形
したものである。この材料の熱伝導率は繊維径、繊維密
度等により異なるが、ｔｌｈ　ｆＢＬ　ｉｌ　７〜８　
ｇ、密度８０ｋｇ／ｍＡで０．０３８Ｋｃａ文／ｍ、ｈ
、°ｃと一般の樹脂材料の１１５程度も小さく、すぐれ
た断熱性能をもっている。尚、この油料の端部全体には
上記プレス成形時の加圧力よりもさらに加圧し、音度３
００ｋｇ　／　ｍ３以上にしである（端部からのガラス
繊維の飛散防止のため）。」−記数熱防止部材のイラし
ている金属薄表層７．９はアルミこつ１、箔、ステンレ
ス箔等の金属箔よりなり、第３図に示すように放熱防止
部材８（■０）との間にガラスクロス３６（外径０．３
〜２ｍｍ程度）とポリエチレン、ポリサルホン等の熱り
・塑性樹脂シー）・３５を介して該放熱防止部材と同時
にプレス成形しである。このようにすれば、熱により熱
ＩＩ丁塑樹脂シート３５が溶融し、放熱防１１一部材８
（１０）表面に−に記金属箔７（９）とガラスクロス３
６が接Ａされ、まったく工程を増やすことなく放熱防止
部材８の表面に凹凸状の熱拡１＋＆而を得ることができ
る。 これにより、加熱ローラ１等の加熱された部材からの放
射熱を拡散しながら反則するため、加熱ローラ１と放熱
防止部材間の雰囲気温１＆が常に均一化し、転写紙の通
過によって加熱ローラ１表面の温度分布が不均一になっ
た場合それを補止するように作用する効果がイリられる
。 さらに、実施例はガラスクロス３６を中に入れたことに
より、この放熱防止部材８（１０）の強度、剛性も著し
く向上するので、その形状安定性が増し、加熱ローラ１
の外周７ｊＲにより近づけることができるので、放熱防
止をより効率的に行うことができる。 これにより、加熱ローラ１等の加熱された部材からの放
ＩＪ熱を反射するという機能が十分に果せると同時に金
属薄表層７，９の厚みを薄くすることかてきる。つまり
、従来のＱｉ独の反射板はその強度や熱容量、を大きく
する必要があったものを本例では十分な強度を放熱防止
材として有し、その熱容量を極めて少なくすることがで
きる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱手段によって加熱される回転体と、該回転体
   周面の少なくとも一部分を覆い該回転体に接近して放熱
   を防止する放熱防止部材を有する定着装置において、上
   記放熱防止部材は無機繊維と＋ｆｆ１Ｊ熱樹脂材料を混
   合して有し、該回転体側の表面が熱反射性の金属面より
   なり、かつ該表面の少なくとも一部が然拡ｆＰ！、面よ
   りなることを特徴どする定着装置。