JP2004233768A

JP2004233768A - 定着装置

Info

Publication number: JP2004233768A
Application number: JP2003023666A
Authority: JP
Inventors: Daijiro Kato; 大二郎加藤; Takayuki Kato; 隆行加藤; Shinichiro Wakahara; 伸一郎若原; Jun Nakagaki; 潤中垣; Naoya Yoshikawa; 直弥吉川; Koji Takematsu; 浩二竹松; Hideaki Ozasa; 秀明小笹
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】定着手段の直前で、記録紙に予熱をムラなく十分に付与し、定着時の水分蒸発によって生じる定着爆発や予熱ムラに伴う定着ムラの異常画像防止の両立を図る。
【解決手段】定着ローラ及び加圧ローラを蔽い、該定着及び加圧ローラ圧接部へ記録材を案内するよう搬送上流側に延伸した熱伝導部材によるガイドを配設して圧接部上流側にガイドに囲まれる予熱室を形成し、且つガイドの外殻側に断熱部材によるハウジングを備え、ガイドとハウジング間に気体層を形成した。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー画像を定着する定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は定着装置および搬送ガイドの要部構成図を示す。定着ヒートローラ１には加熱可能なヒータ２が内蔵され、前記定着ヒートローラ１の表面層まで一様に熱伝達する。この定着ヒートローラ１に圧接し従動回転する加圧ローラ３は、前記定着ヒートローラ１との間に記録紙Ｐを挾持加圧し、且つ搬送しながら、記録紙Ｐ上のトナー像を熱定着させる。前記定着ヒートローラ１の外周側一部には第１の定着カバー４が、また前記加圧ローラ３の外周側一部には第２の定着カバー５が備わっている。搬送ガイド６は、前記定着ヒートローラ１及び加圧ローラ３の圧接部（ニップ）近傍へ記録紙Ｐを案内するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、記録紙Ｐ上にあるトナー像は、定着ヒートローラ１と加圧ローラ３の間に圧接され熱定着されるが、このとき前記記録紙Ｐが多湿環境下においては前記記録紙Ｐ自体が多量の水分を含有している。このためトナー像が形成された記録紙Ｐが、前記定着ヒートローラ１と加圧ローラ３の間に圧接され熱定着されるとき、一定の定着温度に達した前記定着ヒートローラ１および加圧ローラ３のローラ対が、前記記録紙Ｐの水分を急激に蒸発させる。そのため、この水蒸気爆発が前記記録紙Ｐ上にあるトナー像を飛散させ、異常画像を生じるという問題があった。この問題を解決する手段として、図６に示すように、前記定着ヒートローラ１および加圧ローラ３の圧接方向に勾配ａを持たせるよう配置し、前記記録紙Ｐが前記定着ヒートローラ１のニップ上流側に位置した外周面（Ｎ部）に先行して当接し、ニップに突入するよう構成が提案されている。この定着ヒートローラ１に当接した前記記録紙Ｐは、予熱を与えられることで、定着の際に急激な温度上昇を緩和させ水蒸気爆発を防ぐことが出来た。しかしながら、上記のような構成で前記記録紙Ｐが波打った形状でニップに突入する場合において、前記定着ヒートローラ１の外周面には波打ちを生じた前記記録紙Ｐの凸部のみが当接する際、凹凸面に与えられる予熱の与え方が不均一となり、前記記録紙Ｐのトナー像に定着ムラが生じたりする可能性があった。
【０００４】
そこで、本発明は上述した課題を鑑みたものであり、その目的とするところは、定着前における記録紙の予熱をムラなく十分に付与し、定着ムラや定着爆発などによる異常画像を両立して防止できるようにした定着装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の定着装置は、定着ヒートローラ及び加圧ローラのそれぞれを蔽い、且つ定着ヒートローラ及び加圧ローラの挿入口まで案内するよう記録紙搬送方向上流側へ延伸した第１定着ガイド及び第２定着ガイドを配設し、これら第１及び第２定着ガイドは断熱部材によって形成され、且つ断熱部材の表側と裏側の間に気体層を設けたことを特徴とする。
【０００６】
また請求項２に係る発明の定着装置は、記録紙を前記定着ヒートローラと加圧ローラの挿入口まで案内する上搬送ガイド及び下搬送ガイドと、前記定着ヒートローラ及び加圧ローラのそれぞれを蔽う第１定着カバー及び第２定着カバーを設け、前記定着ヒートローラ及び加圧ローラと、それらに対向配設された前記第１及び第２定着ガイドとのクリアランスが、搬送方向下流側の第１のクリアランスよりも上流側の第２のクリアランスを大きくなるよう形成したことを特徴とする。
【０００７】
また請求項３に係る発明の定着装置は、前記定着ヒートローラ及び加圧ローラのそれぞれを蔽い、且つ定着ヒートローラ及び加圧ローラの挿入口まで案内するよう記録紙搬送方向上流側へ延伸した熱伝導部材からなる第３定着ガイド及び第４定着ガイドを配設し、これら第３及び第４定着ガイドの外殻側に断熱部材を設け、第３及び第４定着ガイドと前記断熱部材間に気体層を設けたことを特徴とする。
【０００８】
また請求項４に係る発明の定着装置は、前記定着ヒートローラ及び加圧ローラのそれぞれを蔽い、且つ定着ヒートローラ及び加圧ローラの挿入口まで案内するよう記録紙搬送方向上流側へ延伸した熱伝導部材からなる第３定着ガイド及び第４定着ガイドと、それら第３及び第４定着ガイドの外殻側に断熱部材とを配し、且つ前記断熱部材の表側と裏側の間に気体層を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の第１実施例に係る定着ガイドの構成を示す。定着ヒートローラ１は、アルミ、鉄、ステンレス等の材質から成り、ヒータ２を内蔵している。加圧ローラ３は前記定着ローラ１に圧接して従動回転する。第１の定着ガイド７は、前記定着ヒートローラ１を蔽うと共に、定着ヒートローラ１及び加圧ローラ３のニップまで案内するよう記録紙Ｐ搬送方向上流側へ延伸して搬送上ガイドとしての役割も担っている。また、第２の定着ガイド８は、前記加圧ローラ３を蔽うと共に、これも定着ヒートローラ１及び加圧ローラ３のニップまで案内するよう記録紙Ｐ搬送方向上流側へ延伸して搬送下ガイドとしての役割も担っている。また、前記第１の定着ガイド７及び第２の定着ガイド８は、断熱部材によって形成されている。この断熱部材は、同図に示すように気体層９を挟んだ樹脂で構成されている。この構成は、一般的なガスインジェクション形成方式などで容易に成形可能である。この第１の定着ガイド７及び第２の定着ガイド８の定着ヒートローラ１もしくは加圧ローラ３に近い方を表面１１ａ，１１ｂ、空気層９を介して対向する裏面を１１ｃ，１１ｄという。前記定着ヒートローラ１及び加圧ローラ３近傍の空気は高温であるため、熱伝導によってまず、第１の定着ガイド７及び第２の定着ガイド８の表面１１ａ，１１ｂが加熱される。樹脂は金属と比較して熱伝導率が小さいためにある程度の断熱効果が得られるが、断熱しきれない熱は第１の定着ガイド７及び第２の定着ガイド８の裏面１１ｃ，１１ｄに伝わろうとする。しかし、この表面１１ａ，１１ｂと裏面１１ｃ，１１ｄの間には樹脂よりも更に熱伝導率の小さい気体層９が介在するため、更なる断熱効果が発生し、第１の定着ガイド７及び第２の定着ガイド８の裏面１１ｃ，１１ｄに伝わる熱を極めて小さく抑えることが可能となる。そのため、第１の定着ガイド７及び第２の定着ガイド８の外部に放熱されることなく、定着ヒートローラ１及び加圧ローラ３の搬送方向上流側へと効率よく雰囲気温度を昇温させ、予熱室１０を形成することが可能となる。従って、未定着トナー像が転写された記録紙Ｐは、予熱室１０の通過をもって十分な予熱を記録紙Ｐに付与することができる。よって定着時には記録紙Ｐの蒸気爆発に伴う異常画像を生じさせない。また、波打ちを生じた記録紙Ｐが搬送された場合でも、従来のように定着ヒートローラ１に接して予熱を与える手段に比べ、極端な記録紙面上の温度差を生じることなく予熱を十分且つ均一に付与できるため転写ムラを生じることはない。
【００１１】
図２は、本発明の第２実施例に係る定着ガイドの構成を示す。同図に示す通り、前記定着ヒートローラ１と第１もしくは第２の定着ガイド７，８によって形成されるクリアランスは、搬送方向下流側の第１のクリアランス１２ａよりも上流側の第２のクリアランス１２ｂを大きくなるよう形成した。前記定着ヒートローラ１及び加圧ローラ３近傍の雰囲気は、それぞれのローラの回転によって気流を生じる。ここで、前記第２のクリアランス１２ｂ近傍で生じた気流は、クリアランスの小ささ故に流路抵抗となり、第１のクリアランス１２ａ部へ流れ込み難くなる。このため記録紙Ｐ搬送方向上流側へと昇温した気流が予熱室１０へ効率良く伝達し、より安定した予熱を記録材Ｐに付与することが出来る。
【００１２】
図３は、本発明の第３実施例に係る定着ガイドの構成を示す。１３、１４はそれぞれ熱伝導部材によって形成した第３及び第４の定着ガイドである。同定着ガイドは前記定着ヒートローラ１及び加圧ローラ３を蔽うと共に、定着ヒートローラ１及び加圧ローラ３のニップまで案内するよう記録紙Ｐ搬送方向上流側へ延伸して搬送上及び下ガイドとしての役割も担っている。前記第３の定着ガイド１３は、前記定着ヒートローラ１の昇温と共に、それに追従するよう温度上昇する。また、前記定着ガイド３を熱伝導性部材にて形成し、部材自体の固有熱伝達率にて予熱室１０側に配する第３の定着ガイド１３へも迅速に熱伝達し、予熱室１０近傍の雰囲気を昇温させることが出来る。また、加圧ローラ３は定着ヒートローラ１の熱量を受けて昇温し、それに追従して熱伝導性部材にて形成した第４の定着ガイド１４も昇温するため、予熱室１０への効率的な熱伝達を実現し、そして記録紙Ｐへの予熱付与を行うことが出来る。
【００１３】
また、記前記第３の定着ガイド１３及び第４の定着ガイド１４の外殻側に第３及び第４の断熱部材からなる第３のハウジング１５及び第４のハウジング１６を設け、前記第３及び第４の定着ガイド１３，１４と前記断熱部材間に気体層９を形成し、前記第３及び第４の定着ガイド１３，１４から外殻側へを放熱遮断し、より効率的且つ迅速な予熱室１０への熱伝導を確保することができる。
【００１４】
図４は、本発明の第４実施例に係る定着ガイドの構成を示す。上記第３の実施例に対し、第３及び第４の定着ガイド１３，１４の外殻側に断熱部材によって形成される第５のハウジング１７及び第６のハウジング１８を配設した。この断熱部材は、同図に示すように気体層９を挟んだ樹脂で構成され、第３の実施例における第３及び第４の定着ガイド１３，１４からの放熱をより効果的に遮断することができる。
【００１５】
なお、同図に示す気体層９を減圧状態、好ましくは真空状態にすることにより熱伝導効率は極めて小さくなるので断熱効果も大きくなる。但し、気体層９を減圧状態、又は真空状態にする場合は、大気圧がかかり第５のハウジング１７及び第６のハウジング１８が変形してしまう場合も考えられるので、強度の点で有利な金属で構成することが望ましい。
【００１６】
【発明の効果】
以上、本発明によれば定着ローラ及び加圧ローラを蔽い、且つ該定着ローラと加圧ローラが圧接するニップへ案内するよう搬送方向上流側へ延伸したガイド部材を配設し、また、該ガイドは断熱部材もしくは熱伝導部材から形成する。該ガイド部材に断熱部材を使用する場合は、気体層を挟んだ樹脂で構成することで、該ローラ対近傍で昇温した雰囲気が効率よく該ローラ対の上流側にガイド部材によって形成される空間へ伝達された予熱室を生み出す。
【００１７】
一方、該ガイド部材に熱伝導部材を使用する場合は、その外殻に断熱層にて空気層を介在するよう構成することで、該ローラ対の放射熱を受けた該ガイド部材が固有の熱伝導性をもって熱を伝達し、該ローラ対の上流側へ設けた空間を迅速に昇温させる。また、該ガイド部材から外部への放熱を該断熱部材によって形成される気体層にて断熱することで、効率的な熱伝達を可能とした。
【００１８】
従って、未定着トナー像が転写された記録紙は、予熱室の通過をもって十分な予熱を記録紙に付与することができるため、定着時には記録紙の蒸気爆発に伴う異常画像を生じさせない。また、波打ちを生じた記録紙が搬送された場合でも、従来のように高温に昇温した定着ローラに直に接して予熱を与える手段に比べ、極端な記録紙面上の温度差を生じることなく予熱を付与できるため転写ムラを生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る定着ガイドの構成を示す図
【図２】本発明の第２実施例に係る定着ガイドの構成を示す図
【図３】本発明の第３実施例に係る定着ガイドの構成を示す図
【図４】本発明の第４実施例に係る定着ガイドの構成を示す図
【図５】従来の定着装置および搬送ガイドの要部構成図
【図６】従来の定着ヒートローラと加圧ローラが圧接方向に勾配を持たせるよう配置していることを示す図
【符号の説明】
１定着ヒートローラ
２ヒータ
３加圧ローラ
４第１の定着カバー
５第２の定着カバー
６搬送ガイド
７第１の定着ガイド
８第２の定着ガイド
９気体層
１０予熱室
１１ａ、１１ｂ表面
１１ｃ、１１ｄ裏面
１２ａ第１のクリアランス
１２ｂ第２のクリアランス
１３第３の定着ガイド
１４第４の定着ガイド
１５第３のハウジング
１６第４のハウジング
１７第５のハウジング
１８第６のハウジング
Ｐ記録紙

Claims

加熱手段を内蔵する定着ヒートローラと、前記定着ヒートローラに加圧し従動回転する加圧ローラと、この定着ヒートローラと加圧ローラの間に記録紙を圧接し、且つ搬送して記録紙上にある未定着トナー像を定着する定着装置において、前記定着ヒートローラ及び加圧ローラのそれぞれを蔽い、且つ定着ヒートローラ及び加圧ローラの挿入口まで案内するよう前記記録紙搬送方向上流側へ延伸した第１定着ガイド及び第２定着ガイドを配設し、前記第１及び第２定着ガイドは断熱部材によって形成され、且つ前記断熱部材の表側と裏側の間に気体層を設けたことを特徴とする定着装置。
前記定着ヒートローラ及び加圧ローラと対向配設された前記第１及び第２定着ガイドとのクリアランスが、搬送方向下流側の第１のクリアランスよりも上流側の第２のクリアランスを大きくなるよう形成したことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
加熱手段を内蔵する定着ヒートローラと、前記定着ヒートローラに加圧し従動回転する加圧ローラと、この定着ヒートローラと加圧ローラの間に記録紙を圧接し、且つ搬送して記録紙上にある未定着トナー像を定着する定着装置において、前記定着ヒートローラ及び加圧ローラのそれぞれを蔽い、且つ定着ヒートローラ及び加圧ローラの挿入口まで案内するよう前記記録紙搬送方向上流側へ延伸した熱伝導部材からなる第３定着ガイド及び第４定着ガイドを配設し、前記第３及び第４定着ガイドの外殻側に断熱部材を設け、前記第３及び第４定着ガイドと前記断熱部材間に気体層を設けたことを特徴とする定着装置。
加熱手段を内蔵する定着ヒートローラと、前記定着ヒートローラに加圧し従動回転する加圧ローラと、この定着ヒートローラと加圧ローラの間に記録紙を圧接し、且つ搬送して記録紙上にある未定着トナー像を定着する定着装置において、前記定着ヒートローラ及び加圧ローラのそれぞれを蔽い、且つ定着ヒートローラ及び加圧ローラの挿入口まで案内するよう前記記録紙搬送方向上流側へ延伸した熱伝導部材からなる第３定着ガイド及び第４定着ガイドと、前記第３及び第４定着ガイドの外殻側に断熱部材とを配し、且つ前記断熱部材の表側と裏側の間に気体層を設けたことを特徴とする定着装置。