JPS61262771A - 定着装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、電子写真複写機やプリンタなどの画像形成装
置において、紙等の転写材上に形成されたトナー像を加
熱することにより定着させる加熱定着装置に関するもの
である。

従来の技術 従来、熱を利用した定着装置は種々提案されているが、
近年は定着装置の小型化、省電力化などの観点から熱ロ
ール方式の定着装置が主として採用されている。熱ロー
ル方式の定着装置は、内部および／または外部にハロゲ
ンランプ、赤外線ランプあるいはニクロム線などの熱源
を有する金属芯の表面に、シリコンゴムなどの耐熱弾性
体層および／または四弗化エチレンなどの耐熱離形性層
を被覆した加熱ロールと加圧ロールとを備えた加熱定着
装置である。（例えば、特開昭６０−１７４７３号公報
、同６０−２３８６９号公報）。

以下図面を参照しながら、上述の熱ロール方式の定着装
置の一例について説明する。第８図は、熱ロール方式の
定着装置の概略断面図である。。

同図において、１は加熱ロール、２は加圧ロール、３は
トナー４を支持する支持体、６は支持体３を搬送する搬
送ベルト、６及び７はそれぞれ支持体３を支持案内する
前ガイド及び後ガイドである。加熱ロール１は、内部に
熱源１４を有する金属製中空芯１１の外周面を耐熱離型
性層１ｏで被覆して形成されている。一方、加圧ロール
２は、金属製中空芯１２の外周面を耐熱弾性層１３で被
覆して形成されている。また加圧ロール１と加熱ロール
２は加圧機構（不図示）により互に圧接しておりその圧
接部９に所定の接触幅を形成している。

このような構成において、熱源１４に給電し加熱ロール
１の表面を必要な温度に加熱し、加熱ロール１と加圧ロ
ール２とを図示矢印方向に回転させ、搬送ベルト６によ
り搬送された支持体３を、前ガイド６及び後ガイド７で
支持案内しつつ、圧接部９を通過させることにより、ト
ナー４に含まれる熱可塑性の樹脂成分が熱と圧力の作用
により軟化・溶融し、トナー４相互の結合及びトナー４
と支持体３との結合が進行し定着が行なわれる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成の熱ロール方式の定着装
置は、トナーを支持した支持体が加熱ロールと加圧ロー
ルより成るロール対の圧接部で熱と圧力の作用を受ける
ため、支持体自身にシワが発生し易いという問題点を有
している上に、近年、支持体の有効利用と省スペース化
のためにトナーによる画像を両面に記録したり、複数の
色のトナーを同一の支持体上に重ねて記録するなどの要
望の増加に伴ない、所望の記録を得るために同一の支持
体を圧接部に複数回通過させる必要を生じ、支持体のシ
ワの発生の頻度が増加してしまうという問題点を有して
いる。

一方、熱輻射線をトナー及び支持体に照射し非接触で加
熱定着を行なうラジアント方式の定着装置は、加熱部が
トナー及び支持体に直接接触せず原理的に支持体にシワ
が発生しないため、熱ロール方式の問題点を解決するも
のであるが、熱ロール方式と比較して熱効率が悪いこと
や定着の高速化が難しいなどの問題点があり、現段階で
はロール方式の代替技術とはなっていない。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の定着装置は、互に
圧接され少なくとも一方に熱源を有するロール対と、前
記ロール対の外部に設けられた外部加熱手段とを有し、
トナー及び前記トナーを支持した支持体が、前記トナー
と前記外部加熱手段が接触しない状態で前記外部加熱手
段より加熱された後、前記熱源により所定の温度に加熱
された前記ロール対の圧接部を通過することにより、前
記トナーを前記支持体に定着するように構成したもので
ある。

作　　　用 、本発明は上記した構成によって、トナーが軟化φ溶融
し定着するための前記トナーへの熱量の供給の役割をロ
ール対の圧接部と前記ロール対とけ別の、外部加熱手段
とに分担したことにょシ、予め前記外部加熱手段により
前記トナーを加熱することにより、前記ロール対の圧接
部で前記トナーに供給すべき熱量を少くすることが出来
、従って、前記ロール対の圧接部における加熱の時間を
短かく、すなわち、圧接幅を少なくすることが出来、こ
のことから前記ロール対の相互の圧接力を軽減すること
が可能となシ支持体のシワの発生を防止することが出来
るものである。

実施例 以下本発明の一実施例の定着装置について、図面を参照
しながら説明する。第１図は本発明の第１の実施例にお
ける定着装置の概略断面図である。

同図において第６図と同一番号を付したものは同一機能
を有する要素である。ロール対は、加熱ロール１と加圧
ロール２よ多形成されている。８は外部加熱手段であり
、ハロゲンランプや赤外線ランプなどの熱輻射線を発生
する熱線ヒータ１６と、熱輻射線を加熱ローラ１と加圧
ローラ２の圧接部１８の近傍に集光する集光手段として
の反射板１６より構成されている。

次に、これらの構成による定着装置の動作について説明
を行なう。搬送ベルト６により搬送された未定着のトナ
ー４及びトナー４を支持した支持体３は、外部加熱手段
８０反射板１６により集光された熱輻射線の照射により
加熱され、さらに進行して加熱ロール１と加圧ロール２
の圧接部１８を通るときに圧接した状態で加熱される。

この外部加熱手段８とロール対による二段階の加熱を受
けることにより、トナー４に含まれる熱可塑性樹脂成分
が軟化・溶融し、トナー４同志の結合及びトナー４と支
持体３との結合により、トナー４が支持体３に付着し定
着する。換言すると、トナー４の定着に要する熱量の供
給を分担したことにより、本構成による加熱ロール１及
び加圧ロール２の圧接部１８でトナー４に供給すべき熱
量は、前段階で外部加熱手段８によりトナー４に供給さ
れた熱量に応じて少なくすることが出来る。

次に、このように圧接部１８でトナー４に供給する熱量
を少なく出来ることにより支持体３のシワの発生が防止
し得ることを説明する。第２図は、加熱ロール１と加圧
ロール２の圧接力Ｐ　（ｋｆｆ／”−）と支持体３のシ
ワの発生率Ｅ（％）の関係の例を示したものである。評
価のために、支持体３には一般の複写機に使用している
標準紙を採用し、両面コピーによるシワについてシワ発
生率の評価を行なった・同図より、圧接力Ｐを従来の熱
ロール方式で加えられている圧接力Ｐａ　　の３分の１
程度の圧接力ｐｂ以下に設定することによりシワの発生
率Ｅは０％とな９、シワの発生しない圧接力Ｐの範囲（
＜ｐｂ）が存在する。一方、第３図は、圧接部１８の接
触幅Ｗ　（ｍ）と圧接力Ｐとの関係を示したものである
。同図より、圧接力Ｐを減少すると接触幅も減少するこ
とを示している。第４図は、第２図と第３図の関係をも
とに、接触幅Ｗとシワ発生率Ｅとの関係を導いたもので
ある。従って、加熱ロール１と加圧ロール２による定着
時に支持体３にシワが発生しないように圧接力Ｐをｐｂ
以下に設定した場合、同図より接触幅Ｗが従来のＷａか
ら■まで減少する。この接触幅Ｗａから怖への減少は、
換言すれば、トナー４が圧接部１８で加熱される時間が
ほぼＷｂ／Ｗａ倍になったことに相当し圧接部１８だけ
ではトナー４を定着するに必要な熱量を供給出来ず定着
不良となる。このため不足する熱量を、外部加熱手段８
により供給することにより、従来の熱ロール方式の定着
性を維持しつつ、支持体３のシワの発生を防止すること
が出来る。

以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第６図は本発明の第２の実施例を示す定着装置の概略側
面図である。同図において第８図と同一番号を付したも
のは同一の機能を有する要素である。ロール対ハ、加熱
ロール１と加圧ロール２より形成されている。８は外部
加熱手段であり、ハロゲンランプや赤外線ランプなどの
熱輻射線を発生する熱線ヒータ１５と、集光手段に相当
＝する反射板２０より形成されており、反射板２０は、
熱線ヒータ１５から発生した熱輻射線を加熱ロール１と
加圧ロール２との圧接部１８の近傍に集光するとともに
、前記熱輻射線の一部を加熱ロール１の外壁に照射する
ように構成されている・第６図及び第７図は、熱輻射線
の集光の様子を説明するための主要な熱輻射線の経路と
輻射領域を示したものである。第６図は、支持体３及び
トナー４が搬送中に照射される熱輻射線を示しており、
■の放射状のハツチングで示された直射の熱輻射線と反
射板２ｏにより矢印の経路ごとくａ点に集光する熱輻射
線であり反射板２０の作用により圧接部１８近傍のａ点
への照射量を集中している。一方、第７図は加熱ロール
１に照射する熱輻射線を■の放射状ハツチングで示して
いる。本構成によれば、外部加熱手段８の熱輻射線の一
部が加熱ロール１の表面に照射出来るため、加熱ロール
１が所定の表面温度に立上るための時間が短縮出来る。

この場合加熱ロール１の表面は、黒色又は黒色に近い赤
外線を吸収し易い色にすることにより、よシ効率よく熱
輻射線が加熱ロール１に吸収されるよう構成することが
望ましい。

第１図、第５図の実施例ともに、外部加熱手段８による
加熱後、トナー４及び支持体３がらの放熱が少なくなる
ように、ローラ対の圧接部１８の近傍で外部加熱手段８
による熱輻射線を集光するように構成しているため、効
率の良い定着が可能となる。また外部加熱手段８による
加熱はトナー４との直接の接触がないため、トナー４が
十分軟化溶融していない状態での接触加熱により発生す
るトナー４のオフセット現像はまったくなく、加熱ロー
ル１と加圧ロール２の圧接部１８で最終的な加熱を行な
うまで、未定着のトナー４の粉像を乱すことはない。

発明の効果 以上のように本発明は、互に圧接され少くとも一方の内
部に熱源を有するロール対と、前記ロール対の外部に設
けられた外部加熱手段とを有し、トナー及び前記トナー
を支持した支持体が、前記トナーと前記外部加熱手段が
接触゛しない状態で前記加熱手段により加熱された後、
前記熱源により所定の温度に加熱された前記ロール対の
圧接部を通過するように構成したことにより、前記トナ
ーを定着する際前記支持体にシワが発生しないという極
めて優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における定着装置の概略
側面図、第２図、第３図及び第４図は本発明の詳細な説
明するだめの特性図、第５図は本発明の第２の実施例に
おける定着装置の概略側面図、第６図及び第７図は第５
図の実施例の説明図、第８図は従来の定着装置の概略側
面図である。 １・・・・・・加熱０−ル、２・・・・・・加圧ロール
、３・・・・・・支持体、４・・・・・・トナー、８・
・・・・・外部加熱手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 （％） 第３図 厘撞力Ｐ 第４図 接触幅Ｗ 第５図 第６図 π 第７図　　　　　　２゜ 第８図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）互に圧接され少なくとも一方の内部に熱源を有す
   るロール対と、前記ロール対の外部に設けられた外部加
   熱手段とを、トナーを支持した支持体が、前記トナーと
   前記外部加熱手段が接触しない状態で前記外部加熱手段
   により加熱された後、前記熱源により所定の温度に加熱
   された前記ロール対の圧接部を通過するように配置した
   ことを特徴とする定着装置。
2. （２）外部加熱手段が、熱輻射線を発生する熱線発生手
   段と、前記熱輻射線を集光する集光手段とにより構成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の定着装
   置。
3. （３）集光手段が、熱輻射線をロール対の圧接部の近傍
   の支持体表面に集光することを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の定着装置。
4. （４）集光手段が、熱輻射線の一部をローラ対に照射す
   るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項ま
   たは第３項記載の定着装置。