JPS6190178A - 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〕 この発明は、電子写真プロセスを用いた複写機やプリン
タ等における定着装置に係υ、特に、所謂熱ロール方式
を採用した定着装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

一般に、電子写真プロセスを利用した複写機やプリンタ
等においては、用紙上の未定着トナー像を定着させる定
着装置が設けられており、この定着装置の一例として所
謂熱ロール方式のものが広く採用されている。

従来この種の定着装置は、例えば第６図に示すように、
熱源によって加熱される加熱ロール（１）と、この加熱
ロール（１）に圧接して上記加熱ロール（１）と共に転
勤する加圧ロール（５）とから成る。そして、上記加熱
ロール＋１１は、例えば、両端に軸部が一体的に形成さ
れた金属製の円筒状コア（２）を有し、この円筒状コア
（２）円部に熱源としてのヒータ（３）を配設すると共
に、上記円筒状コア（２）表面を耐熱離型層（４）で被
覆してなるものであり、一方、上記加圧ロール（５）は
、金属製のシャフト（６）に耐熱弾性体から成る円ｆｍ
状ロール＋７）を嵌着したもので、上記加熱ロール（１
）と接触した場合に所定の定着ニップを形成するように
なっている。

このようなタイプにおいて、上記加熱ロール（１）と上
記加圧ロール（５）との間に未定層トナー像を保持した
用紙（８）が通過すると、上記加熱ロール（１）からの
熱と上記加圧ロール（５）の圧力とが上記トナー及び用
紙（８）に作用し、用紙（８）上に未定着トナー像が定
着することになるのである。尚、第６図中、符号ＧＯ＋
は加熱ロール（１）に巻き付いた用紙（８）を剥熱する
剥離爪、０１１は加熱ロール（１１表面の汚れを清掃す
るブレード、（１２１は加熱ロール（１）の表面温度を
検出する温度センサ、Ｏ３）は定着装置通過後の用紙（
８）を図示外の収容トレイへ排出する排出ロール、（１
４１は定着装置通過後の用紙（８）を上記排出ロール０
Ｊへ導くガイドである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、このような従来の定着装置においては、ヒー
タ（３）からの熱エネルギが加熱ロール（１）表面に伝
達されるまでの間所定のウオーミングアツプ時間が必要
になる。この場合において、上記ウオーミングアツプ時
間を短縮化するために、従来にあっては、通常、上記加
熱ロール（１）の熱容量を小さく設定し、加熱ロール（
１）の表面温度の立上りを早めるようにしている。とこ
ろが、上記加熱ロール（１）の熱容量が小さいことに伴
って、特に、小サイズの用紙（８）が上記一対のロール
（１１（５１間を通過するときにおいて加熱ロール（１
）の表面温度が局部的に上昇し過ぎるという事態が生ず
る。即ち、大サイズの用紙（８）が上記一対のロールｔ
ｌ＋　＋５１間を通過するときには、加熱ロール（１）
表面の略軸方向全域が上記用紙（８）に接触することか
ら、加熱ロール（１）表面の軸方向全域から熱エネルギ
が用紙（８）に放出されることになり、その分、加熱ロ
ール（１）の表面温度が局部的に極端に上昇することは
ない。これに対して、小サイズの用紙（８）が上記一対
のロールｉｌｌ　（５１間を通過するときには、通常用
紙（８）の幅寸法が上記加熱ロール（１）の軸方向寸法
より短寸であることから、必然的に、加熱ロール（１）
表面の一部、例えば加熱ロール（１）の軸方向両端付近
は上記用紙（８）が通過しない部位になってしまう。こ
のとき、加熱ロール（１）表面の軸方向両端付近から上
記用紙（８）に熱エネルギが放出されることはないので
、加熱ロール（１）の軸方向両端付近の表面温度は、第
３図に一点５Ｉｙ３１で示すように、用紙（８）の幅寸
法（ρ）内の他の部位に比べて極端に上昇し、加熱ロー
ル（１）表面の許容温度１’Ｔｏ）を越えてしまうとい
う虞れがある。この場合、加熱ロール（１）自体が熱に
よって”　劣化してしまうばかりか、加熱ロール（１）
の周囲に設置した一剥離爪０■、ブレード圓及び温度セ
ンサＯ４等が焼損し易くなってしまうという事態が生ず
る。

このような事態を解消するための従来の手段としては、
例えば第７図（ａ）（ｂ）に示すように、加熱ロール（
１）の内部にヒートパイプａｓ＋ｉ埋設したものがある
。このヒートパイプα９は、内部に熱伝導率の高い液体
（水等）を充満した密閉管であり、上記加熱ロール（１
）の軸方向に沿って配置されている。

このようなタイプによれば、小サイズ（幅寸法ｌ）の用
紙（８）が上記一対のロールｆｉｌ　（５１間を通過し
た場合に、用紙（８）非通過部位に対応する加熱ロール
（１）の表面温度が上昇しようとすると、当該部位の熱
エネルギは、第７図（ｂ）に矢印Ａで示すように、上記
ヒートパイプ個を通じて他の部位へ伝達されるため、上
記部位の表面温度が極端に上昇することはなくなり、加
熱ロール（１）の表面温度分布は、第８図に二点鎖線で
示すように、略均−に与えられることになる。ところが
、このようなタイプにおいては、上記ヒートパイプ（１
５）を内蔵した加熱ロール（１）を製造するのに比較的
手間がかかるので、その分、加熱ロール（１）の製造コ
ストが嵩み、定着装置自体が高価なものになってしまう
という問題が生ずる。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕この発明は以
上の問題点に着目して為されたものであって、その課題
とするところは、装置自体の低廉化といつ妥請を満たし
ながら、加熱ロールの表面温度の極端な上昇を防止し、
もって、加熱ロール自体の熱による劣化及び加熱ロール
周囲における部品の焼損を有効に回避できるようにした
定着装置を提供することにある。そして、この課題を達
成するために、この発明は、熱ロール方式を前提とし、
小サイズ用紙が加熱ロールと加圧ロールとの間を通過す
るときに、上記加熱ロール若しくは加圧ロールの周面の
うち用紙非通過部位に対応して熱伝導率の高い放熱部材
を接触配置し、これにより、上記加熱ロール表面の用紙
非通過部位からの熱エネルギを放熱部材を介して放出さ
せ、上記加熱ロールの用紙非通過部位における表面温度
を降下させるようにしたものである。

〔実施例〕

以下、添付図面に示す実施例に基づいてこの発明の詳細
な説明する。

第１図及び第２図に示す第一実施例において、定着装置
は、第６図に示す従来例と同様な加熱ロール（１）及び
加圧ロール（５）を備えておシ、上記加圧ロール（５）
の周囲の一部には放熱ロール（２Ｑ）が上記加圧ロール
（１）の軸方向に沿って配設されている。上記放熱ロー
ル（支））は、熱伝導率の高い銅やアルミニウム等で構
成されており、上記加圧ロール（５）の軸方向寸法と略
等しい軸方向寸法を有している。そして、上記放熱ロー
ル（２０）の中間部は小サイズの用紙（８）の幅寸法（
幻に略等しい軸方向寸法範囲で小径部（２０ａ）として
形成されると共に、上記放熱ロール１２０）の軸方向両
端付近は大径部（２０ｂ）として形成されており、上記
放熱ロール囚）はシャフトいヤで回動支持され、上記放
熱ロール（２０）の大径部（２０ｂ）の周面が上記加圧
ロール（５）の軸方向両端付近の周面に接触配置されて
いる。尚、定着装置及びその・周辺部品のうち従来と同
一の構成部品については、従来と同一の符号を付してこ
こではその詳細な説明を省略する。

従って、この実施例に係る定着装置によれば、今、小サ
イズの用紙（８）が上記加熱ロール（１）と加圧ロール
（５）との間を通過するとき上記用紙（８）が加熱ロー
ル（１）の中間部に接触するとすれば、加熱ロール＋１
＋の軸方向両端付近の表面は上記用紙（８）と非接触状
態になることから、当該部位における熱エネルギか上記
用紙（８）に放出されることはなく、加熱ロール（１）
の軸方向両端付近の表面温度が他の部位に比べて上昇し
始める。ところが、この実施例に石いては、手記加熱ロ
ール（１）の高温部における熱エネルギは、加圧ロール
（５）表面を介して上記放熱ロール嬢の大径部（２０ｂ
）に直接伝導していくことから、上記熱エネルギ（２０
）は放熱ロール■）を通じて外部へ放出されることにな
る。このため、上記加熱ロール（１）の軸方向両端付近
の表面温度が他の部位に比べて極端に上昇することはな
く、加熱ロール（１）の表面温度分布は、第３図に実線
で示すように、略均−なものとして与えられる。それ故
、加熱ロール（１）自体が熱によって劣化したり、加熱
ロール（１）周囲に設置した剥離爪００）、ブレード（
Ｉｌｌ及び温度センサじ等が焼損するという事態は有効
に回避される。

また、大サイズの用紙（８）が上記一対のロール（１）
（５）間を通過するときには、加熱ロール（１）の軸方
向全域の表面が上記用紙（８）に接触するため、加熱ロ
ール（１）表面からの熱エネルギは総て用紙（８）に放
出されることになり、これに伴って、加熱ロール（１）
の表面温度が局部的に上昇することはない。このとき、
放熱ロール（２０）が加圧ロール（５）に接触している
が、用紙（８）通過時において上記加熱ロール（１）表
面の熱エネルギが上記放熱ロール田に伝導されることは
ないので、加熱ロール（１）の熱エネルギが上記放熱ロ
ール（２０）の存在によって不必要に消費されるといつ
厘れは全くない。

更に、この実施例においては、小サイズ用紙（８）通過
時におい℃加熱ロール（１）の高温部からの熱エネルギ
が加圧ロール（１）の軸方向両端付近の表面に伝導して
いくため、加圧ロール（１）の温度分布が不均一なもの
になる虞れがある。ところが、上記放熱ロール（２０）
は加圧ロール（５）に対して一種の熱循環路を構成して
いるので、放熱ロール（２０）に伝導された熱エネルギ
の一部が上記熱循環路を介して加圧ロール＠）へ循環す
ることになり、これに伴って、加圧ロール（５）の温度
分布は略均−なものに保たれることになる。それ故、加
圧ロール（５）各部の熱膨張率も略一定に保たれること
にな９、その分、加熱ロール（ＩＩに対する加圧ロール
（５）の圧力度合が不均一になることはなく、トナー像
の定着性は良好に保たれる。

更にまた、この実施例においては、上記加圧ロール（５
）に放熱ロール（５）が接触しているが、両者の接触部
は線接触になっていることから、その接触抵抗は極く僅
かであり、その分、上記加圧ロール（５）の、（駆動力
を不必要に大きくしな（すればならないという事態は回
避される。

次に、第４図及び第５図に示す第二実施例について説明
する。

この実施例に係る定着装置は、第一実施例と異なり、加
熱ロール（１）周面のうち小すイス（幅寸法Ｑ）用紙（
８）が通過しない部位、例えば加熱ロール（１）の軸方
向両端付近に一対の放熱ロール（ト）（ト）を配置した
ものであり、上記放熱ロール□□□（ト）は、加熱ロー
ル（１）と加圧ロール（５）との間に大サイズの用紙（
８）が通過するときには第４図に仮想線で示すように加
熱ロール（１）に対して非接触配置され、両ロール＋１
１　（５１間に小サイズの用紙（８）が通過するときに
は第４図に実線で示すように上記加熱ロール（１）に対
して接触配置されるようになっている。

従って、この実施例に係る定着装置によれば、小サイズ
用紙（８）通過時には、加熱ロール（１）の軸方向両端
付近の表面温度が上昇しようとするが、当該部位の熱エ
ネルギは一対の放熱ロール（至）（至）を介して外部へ
放出されることから、上記加熱ロール（１）の用紙（８
）非通過部位の表面温度が極端に上昇することはない。

このとき、放熱ロール（至）嘱相互は非接触の状態にあ
ることから、放熱ロール国（ト）に伝導された熱エネル
ギが加熱ロール（１）へ循環することはなく、その分、
放熱効果は第一実施例に比べて優れている。そしてまた
、上記加熱ロール（１）表面からの熱エネルギは上記放
熱ロール（至）国で直接放出されることから、上記熱エ
ネルギが加圧ロール（５）に局部的に伝導されることは
なく、その分、加圧ロール（５）の温度分布は略均−に
保たれる。

一方、人サイズ用紙（８）通過時には、上記放熱ロール
−（ト）は加熱ロール（１）と非接触になっているので
、加熱ロール（１）からの熱エネルギが上記放熱ロール
国（７）を介して不必要に消費されるという事態は有効
に回避され、加熱ロール（１）からの熱エネルギは総て
用紙（８）に放出されて、加熱ロール（１）の表面温度
分布は略均−なものに保たれることになる。

尚、上記各実施例にあっては、放熱部材としていずれも
ロール状のものを用いているが、必すしもこれに限られ
るものではなく、適宜選択して差支えない。また、上記
各実施例では、加熱ロール（１）の軸方向中間部に小サ
イズの用紙（８）を通過させるタイプについてこの発明
を適用しているが、これに限定されるものではなく、例
えば、加熱ｏ　−ル（１）の軸方向一端側に片寄って小
サイズの用紙（８）を通過させるタイプについては、加
熱ロール（１）若しくは加圧ロール（５）の周面のうち
用紙非通過部位に対応して放熱部材を配置するようにす
ればよい。

更に、加熱ロール（１ｊ１加圧ロール（５）の具体的構
成についても、上記各実施例で示したものに限られるも
のではなく、適宜設計変更できることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明に係る定着装置によ
れば、加熱ロールと加圧ロールとの間に小サイズの用紙
が通過するときに、上記加熱ロール表面の用紙非通過部
位からの熱エネルギを放熱部材を介して放出させるよう
にしたので、加熱ロールの用紙非通過部位における表面
温度を降下させることが可能となり、加熱ロールの表面
温度の極端な上昇を防止することができる。このため、
加熱ロール自体の熱による劣化及び加熱ロール周囲にお
ける部品の焼損を有効に防止することができる。更に、
この発明によれば、加熱ロール若しくは加圧ロールの近
傍に熱伝導率の高い放熱部材を単に配置すればよいため
、定着装置自体のコストが不必要に嵩むという懸念は全
くない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る定着装置の一実施例を示す断面
説明図、第２図は第１図中■方向から見た矢祝図、第３
図は小サイズ用紙通過時における加熱ロールの軸方向各
部の表面温度分布を示す説明図、第４図はこの発明に係
る定着装置の他の実施例を示す断面説明図、第５図は第
４図中Ｖ方同から見た矢祝図、第６図は従来における定
着装置の一例を示す断面説明図、第７図（ａ）は従来に
おける定着装置の他の例を示す要部断面説明図、第７図
（ｂｌは第７図ｆａｌ中Ｖｌｌ　−Ｖｌｆ線断面図であ
る。 〔符号の説明〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱源によつて加熱される加熱ロールと、この加熱ロール
   に圧接して前記加熱ロールと共に転動する加圧ロールと
   を備え、両ロール間に未定着トナー像が保持された用紙
   を通過させることにより、前記用紙上に未定着トナー像
   を定着させるようにした定着装置において、小サイズ用
   紙通過時に、上記加熱ロール若しくは加圧ロールの周面
   のうち用紙非通過部位に対応して熱伝導率の高い放熱部
   材を接触配置したことを特徴とする定着装置。