JPS604989B2 - トナ−像定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、トナー像定着装置、主として電子写真複写
機におけるトナー像定着装置に関する。

電子写真複写機においては、現像により得られた感光体
（紙）上のトナー像を転写紙上に、あるいは直接感光紙
上に定着させるための定着工程を必要とする。この定着
工程に使用される定着装置の一つとして加熱定着装置が
ある。加熱定着装置には、一方に熱を加えた互いに圧接
して、その圧接点において同方向に回転するローラー対
の間に禾定着のトナー像を有する画像支持体を通過させ
、このローラー対の熱と圧力とにより上記トナー像を画
像支持体上に融着させるものと、上記画像支持体を熱坂
上を通過させて、もっぱらその熱によって上記トナー像
を融着させるものとがある。

これら加熱ローラーや加熱板は、一様な定着を行なうた
めには、その画像支持体に接する表面の温度が均一であ
ることが望ましい。

しかしながら、画像支持体を通過させていないとき、す
なわち、複写待機中には、これら加熱部村の両端部から
の熱損失が大きいので、中央部での温度よりも両端部で
の温度の方が相対的に低くなる。例えば、通常の加熱ロ
ーラーの左端部、中央部、右端部での各温度の実測値の
例を示すと、それぞれ１６３℃、１６４ｑｏ、１６１℃
である。他方、連続通紙、特に、小サイズの画像支持体
を連続して通過させると、逆に中央部より両端部の温度
が相対的に低くなる。これは、中央部で画像支持体によ
り熱が奪われるためである。このため、中央部での一定
の定着温度を確保するために加熱温度をさらに高める結
果、両端部での温度が高すぎることになる。例えば、上
記ローラーで３０功女のシートを通過させた場合、左端
部から１８が０、１６２℃、１７１００の温度が観測さ
れた。従来、この種の弊害は、中央部と端部で別々の熱
源を用意し、それぞれ別の温度制御装置を設けて防止し
ていた。

そのため装置や温度制御方法が極めて複雑であった。こ
の発明の目的は、加熱ローラーや加熱板の画像支持体と
接する表面の温度分布を均一にする点において従来と同
様であるが、これを実現するために内部に封入した熱煤
液の飽和蒸気を伝導体として、加熱ローラーや加熱板の
表面温度を常に均一に保つことを特徴とする。以下、こ
の発明を図面を参照して説明する。

第１図は、この発明の−実施例を示す部分断面正面図で
ある。加熱ローラー１は、ステンレス製の外筒２とこれ
よりも若干短い内筒３、およびこの外筒２と内筒３との
空間をその端部において密閉するための蓋栓４、この蓋
栓４にそのフランジ部が固く舷合される軸筒５、および
このローラーの中心空間全長に設けられた熱源６からな
る。外筒２と内筒３との空間は、減圧された後、熱煤液
７がそこに封入され、そして上記蓋栓４で密閉される。
次に、このローラーの作用を第２図を参照して説明する
。

熱源６により内筒３を介して加熱された熱媒液７は、さ
かんに蒸発して圧力を高め飽和状態に達する。そしてロ
ーラー頂部において、上部ローラーｌａの圧力を受けつ
つ搬送されてきた相対的に温度の低い画像支持体８が外
筒２に接触してこれを冷やすと、蒸気により運ばれてき
た熱がこれにより奪われ、蒸気は結露して液体に戻る。
しかしながら、この液体は加熱された内筒３により再び
蒸発し、そして再び外筒２により冷却される。このよう
な作用が繰り返されることにより、外筒２の内表面およ
び外表面温度は、熱媒液７の飽和蒸気により常に一様に
保たれる。なお、上側を加熱ローフー、下側を圧力ロー
ラーとすることも、両方を加熱ローラーとすることもで
きる。熱煤液７の蒸発を促進するために、第３図に示す
ように、先端に液止め板９を設けた複数の羽根１０を内
筒３の外周に固着するとよい。

こうすることにより、ローラーの回転に伴い、熱煤液７
が羽根１０の上に溜り、熱煤液７と加熱された内筒３と
の接触面積または接触程度が拡大され、熱煤液７の蒸発
が促進されて安定した飽和状態を維持することができる
。第４図は、この発明の別の実施例を示す部分断面平面
図である。

加熱ローラー１１は、円筒１２と、この円筒１２をその
両端部で密閉するための蓋栓１３と、この蓋栓１３にそ
のフランジ部が固く俵合される軸筒１４と、減圧後、円
筒１２内に封入される熱媒液１５と、この熱媒液１５の
下方、かつ、円筒１２の外部に配設された熱源１６とか
らなる。この加熱ローラー１１の作用も、上記実施例に
おける加熱ローラーーの作用と同様であるが、異なるの
は熱源が外部にあるか内部にあるかの相違である。

これら加熱ローラーにおいて、熱源はローフー全幅にわ
たる必要はなく、いずれか一箇所でもよい。

熱源には赤外線ランプや金属材料の抵抗発熱体などが用
いられる。また円筒類はステンレスの他、銅やアルミニ
ウム等でもよく、熱媒液は、使用する温度によって液体
窒素、水、アンモニア、フレオン、アルコール、液体金
属等が使用される。また、これら加熱ローラー上には、
シリコンゴムや、シリコンゴムの上に四弗化エチレンチ
ューブを被覆したり、四鞠化エチレンまたはテフロン（
商品名、デュポン社製）を焼緒あるいは塗布したりして
被覆層を形成することができる。

ところで、トナー像を形成する現像工程には、乾式現像
法と湿式現像法とがある。

トナー粉を使用する乾式現像法においては、トナー粉は
単に画像支持体上に静電的に吸着されているだけであり
、これを画像支持体上に強固に固着させるための定着工
程を必らず必要とする。これに対し、現像液を使用する
湿式現像法においては、現像の過程においてトナー粒子
が画像支持体に浸透して吸着されるので、単に画像支持
体を乾かすだけでよく、乾式現像法に必要とされるよう
な定着工程を必要としない。しかしながら、この画像支
持体を乾かす工程、すなわち溶媒を蒸発させる乾燥工程
を定着工程とみなすこともできるので、この発明におい
ては、これを定着工程とみなす。第５図は、湿式現像法
により形成されたトナー像の定着装置に、この発明を適
用した例を示す概略断面図である。

送りローラー２１の外周の一部に沿うように形成された
上板２２ａを有する加熱箱２２の中には、減圧された後
、熱煤液２３が封入される。そして、この熱煤液２３の
中には熱源２４が沈められて配設されている。画像支持
体は矢印Ａ方向に送られて、送りローラー２１と加熱箱
２２の上板２２ａとの間で加熱箱２２に密着させられ、
ここで乾燥される。なお、上板２２ａの外表面に薄いテ
フロンコーティングを施すことによりトナー付着を減少
させることができる。加熱箱２２の加熱状況は、上記加
熱ローラーと同機である。加熱箱の形状は本実施例に限
定されることなく、上板２２ａが凸状曲面であってもよ
い。また、ローラー２１として本発明による加熱ローラ
ーを利用することもできる。その他加熱ローラーに使用
される技術が適宜適用される。第６図は、加熱箱の別の
実施例を示す概略断面で、上記実施例と異なるのは、熱
源が加熱箱の外部にあることで、他は上記実施例と同様
である。本願発明者らが、第１図に示す加熱ローラーを
ステンレスで作り、外筒と内筒との間を１０‐６トール
まで減圧し、熱媒液として■日本線研化学のＮｅｏＳＫ
Ｏｉｌ１７０（Ｂ．Ｐ．１８０ｑ○）を数％入れ、外筒
を厚さ１肋のＲＴＶゴム層で覆い、左端部、中央部、右
端部の各点における温度を調べたところ、使用侍期中に
は、左端部から１６４℃、１６４００、１６３℃の各温
度が検出され、約３０ｑ女のシートのランニング中には
、同様に左端部から１６６００、１６４℃、１６２０の
各温度が検出され、この発明の優秀性が立証された。以
上、この発明によれば、未定着のトナー像を有する画像
支持体に、少なくとも熱を加えて上記トナー像を上記画
像支持体上に定着させるための装置において、画像支持
体に接触する部村の内部に熱煤液を封じ込め、この熱煤
液の飽和蒸気を伝導体として、少なくとも上記部材の上
記画像支持体に接触する部分の表面温度を均一にしたの
で、表面温度を均一にするために装置外部や内部でコン
トロールする必要がなく、構造が簡単で、スペース的に
も有利であり、また熱伝導率が銅や銀の数百倍もあるの
で定着装置の立ち上がり温度が早く、複写スピードの向
上を図ることができ、連続通紙を行なっても端部での温
度上昇も生ぜず、さらに温度検出装置も一つで足りるの
で極めて便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す部分断面平面図、
第２図は、上記実施例の横断断面図、第３図は、他の実
施例の横断断面図、第４図は、この発明の別の実施例を
示す部分断面平面図、第５図および第６図は、この発明
のさらに別の実施例を示す概略断面図である。 １…・・・加熱ローフー、２・・・・・・外筒、３・・
…・内筒、４・・・・・・蓋栓、５・…・・軸筒、６・
・・・・・熱源、７・・・・・・熱媒液、８・・・・・
・画像支持体。 稀６図寿お 了 図 ′希２図 席３図 船４図 賄づ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 未定着のトナー像を有する画像支持体を、内部に熱
   媒液を密封してこれの飽和蒸気を伝導体とする回転する
   加熱ローラーとこれに圧接して回転する圧力ローラーと
   の間に通過させて前記トナー像の定着を行なうトナー像
   定着装置において、前記加熱ローラーが外筒と内筒およ
   びこれらの間に封入された前記熱媒液を密閉するための
   部材とを備え、前記内筒の外周に先端部が前記外筒の内
   周から離れた液止め板を設けた複数の羽根を放射状に設
   けたことを特徴とするトナー像定着装置。