JPH03188475A - 加熱定着装置 - 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〕 本発明は電子写真装置、静電記録装置等の記録装置に用
いられる加熱定着装置に関する。

〔従来技術〕

従来、熱を使用する加熱装置は均一加熱や消電力が達成
しにくかった。特に定着装置の代表的なものである熱ロ
ーラ定着装置においては、画像形成装置又は定着装置等
に設けられた加熱源からの熱が熱ローラ表面を伝達して
定着に作用することなく失われるといった問題が存在し
ていた。この結果、熱ローラ端部において熱損失が大き
くなり定着性が大幅に低下してしまう。

これに対し、従来の技術では熱ローラ端部や熱ローラに
圧接する加圧ローラ等の端部領域の温度低下を補償する
ため、加熱源の発熱分布を端部領域で強（なるように構
成していた。これによって定着装置における電力供給量
が増大し、それに伴う他部署への電力消費量を制限した
り、定着装置における温度制御を複雑化せざるを得ない
。

一方、この解決方法でも熱ローラ端部から失われる熱量
はさらに増大するため、画像形成装置内部での昇温か起
こり、クリーナ、現像器内でのトナーブロッキングを誘
発したり、装置内のプラスチイックのモールド成形部品
を熱変形させてしまうことがある。

別の解決方法としては、上述のような熱損失を減じるた
めに、熱ローラを保持する枠部材と熱ロ−ラ間のみに断
熱スリーブを設けることは既に行なわれているが、結局
満足な解決策とはならず、熱損失が大きく、やはり端部
温度ダレが生じてしまう。

上記従来の方法では、電力の浪費だけでなく、本体中の
他の部所の昇温をも起こし、種々の問題が生じる原因と
もなっている。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来の欠点を改善することを目的とし、
少ない電力で良好な定着性が得られる加熱定着装置を提
供することである。

本発明の特徴は、加熱ローラから無駄に消費される熱損
失を従来より大幅に減少せしめ、熱保有性を高めること
にある。

〔発明の実施例〕

以下本発明について図面を参照しながら説明するが、本
発明が特に有効な定着装置について詳述する。

第１図は本発明の一実施例の説明図である。本図は、加
熱定着装置によって電子写真法で形成されたトナー像Ｔ
を普通紙Ｐに定着するものを示している。

■はハロゲンヒータ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
を受けて矢示方向に回転する。２は低加熱用のヒータ３
′を内蔵する加圧ローラで、加熱ローラ１に圧接して摺
擦回転する。

この加熱ローラ１は、アルミニウム、ステンレス、銅等
の金属製中空ローラ芯の外周面に四弗化エチレン樹脂等
の耐熱離型性樹脂層を２０〜８９μ厚に設けたものであ
る。加圧ローラ２はベアリング１５．１５′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
少なくとも定着時に圧接し、金属製ローラ芯の外周面に
シリコンゴム、フッソゴム、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（図示せぬ）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は加熱ローラ表面へ付着した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、ヒメロン、等の耐熱不織布
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６、は弾性を有する押当てロー
ラ６３により加熱ローラに当接している。又、このウェ
ブ６１は、駆動を与えられる（不図示）巻取りローラ６
５により供給ローラ６□から微量づ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６、の新し
い面が加熱ローラに当接する。このウェブ６、は押当て
ローラ６３以降介在するコロ６４上を移動して供給ロー
ラ６□側へ反転され、巻取りローラ６５に表、裏を逆に
した状態で巻取られる。又、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セット防止液を含浸
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。

７は熱反射性を有する曲面状の反射板で、加熱ローラ１
の周辺に近接し、加熱ローラ１の長手方向全体に設けら
れている。又反射板７は加熱ローラ１周面の押当てロー
ラ６３の位置と紙Ｐの進入開口部との間に対して覆うよ
うな幅を有している。

８は放熱防止用の厚みのあるカバーで、上記反射板７の
凸面全体に対して密着して設けられ、この反射板７から
の無駄な放熱を防止する。１６は定着装置の上側のケー
シング部材で、クリーニング部材６と反射板７、カバー
８、感温素子４とを包囲している。感温素子４の温度検
知部は反射板７よりもローラ１側にある。

一方、加圧ローラ２側にも、反射板７と同様の反射板９
及びカバー８と同様のカバー１０が夫々加圧ローラ２の
周面の大部分を覆うように設けられている。

これらの反射板７．９及びカバー８．１０を設けること
によって加熱ローラ、加圧ローラ夫々の表面から無駄に
消費される熱を減少することができ、かつ感温素子４の
測温性を安定化することができる。又、加熱ローラ１の
設定温度に対する温調を安定化すると共に消費電力を低
減できる。

２２は紙Ｐを加熱ローラｌ側に導く案内板で、反射板７
と反射板９夫々の一端の間に位置するように加熱ローラ
１に近接して設けられている。２４は加圧ローラを支持
する支持板で、バネ２３によって加圧ローラは定着ロー
ラに圧接される。

さて、未定着なトナー像Ｔを有する普通紙Ｐは加熱、加
圧側ローラ１．２間で挟持搬送され、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口側には普通紙
Ｐを加熱ローラから確実に分離するためにローラ軸方向
に沿って複数個の分離爪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の排出口側にも分離爪５１がローラ２
の表面に接触して設けられている。

分離爪５は、ケーシング部材１６と離間状態の支持板１
８に保持され、分離爪５１も定着装置下側のケーシング
部材１７と離間状態の支持板１８Ｉに保持されている。

ケーシング部材１７は加圧ローラ２の反射板９、カバー
１０と離間し、これらを覆うように設けられている。

上記反射板７．９としては、表面を研磨したアルミニウ
ム、銅板或いはＣｒメツキ等の表面処理を施した鉄板等
のように光沢面を有する金属であることが好ましい。又
反射板７．９の形状は、ローラ周面と同心円となるよう
な曲率を有するものが好ましく、又その厚さは比較的薄
いものが好ましい。

上記カバー８、ｌＯとしては、グラスウール、ロックウ
ール、セラミックファイバー、或いはフェノールフオー
ム、エポキシフオーム等の発泡体等によって構成或いは
複合構成されたものが好ましい。

次に第１図のｘ−ｘ’断面を示す定着装置の説明図であ
る第２図を用いて、加熱ローラ１の端部構成について詳
述する。

１１．１１’は夫々加熱ローラｌの両端の回転軸１０．
１′１に夫々嵌着されている耐熱性スリーブで、定着装
置の枠体１３．１３′に夫々装着されているベアリング
１２．１２′に夫々接触している。１４．１４’　は耐
熱性ギアで、加熱ローラ１の回転軸ｌ８．１′１に夫々
嵌着され、駆動源Ｍからの駆動力を伝達される。この耐
熱性ギア１４′は他の駆動伝達ギア２５と噛合っており
、駆動力を受けて、加熱ローラ１と共に回転する。耐熱
性ギア１４には、手動ノブ２６のギア２６．が噛合わさ
れ手動による駆動力が伝達される。

上記耐熱性ギア１４．１４′は熱遮断性の断熱材で構成
されているので、加熱ローラ１からこのギア１４．１４
′を介して他のギア等の駆動伝達部材へ熱が散逸するこ
とがない。このギアによって加熱ローラ１の熱保有性が
向上された。

さらに上記耐熱性スリーブ１１．１１′も又、熱遮断性
の断熱材であり、加熱ローラ１端部からベアリング１２
．１２’及び枠体１３．１３’への熱移動による熱損失
を防いでいる。従って、加熱ローラ１の端部からの熱損
失は、耐熱性ギア１４．１４′によって従来より減少す
ることができ、又耐熱性スリーブ１１．１１′の付加で
さらに大幅に減少或いはほとんど無にすることができた
。

一般に、耐熱性ギア１４．１４′には他の駆動伝達部材
が数多く連動するように設けられることが多い。依って
、従来の熱損失はこのような駆動系において大半を占め
ている。これに対し、上記実施例のようなものは駆動系
への熱損失を減少又は無ならしめることができるので、
高度に熱効率を向上でき消費電力も減少できる。又、上
記実施例では耐熱性ギア１４．１４’　に加えて耐熱性
スリーブ１３１１’を用いているため、ローラ端部から
の枠体１３．１３′への熱損失を防止できさらに熱効率
を向上できる。

上記耐熱性スリーブとしては、ポリイミド、ポリアミド
イミド、ポリアミド、ＰＰＳ　（ポリフェニレンサルフ
ァイド）　、ＰＢＴ　（ポリブチレンテレフタレート）
樹脂、フェノール樹脂等の熱遮断部材であるもの等、或
いはこの種の混合材からなる熱遮断性の材料から構成さ
れるもの等が好ましい。又上記ギア１４．１４’　とし
ては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＰＳ、変性フ
ェノール、四沸化エチレンに補強光てん材を加えたもの
等の熱遮断性の良好な耐熱性材料で構成されるものが好
ましい。

上述のごとく、加熱ローラｌは耐熱性スリーブ１１．１
１′、及び耐熱性ギア１４．１４′により機械本体及び
枠体１３．１３′から熱的に孤立状態となり、これらを
伝わっての熱損失は非常に少ないものとなる。

次に本発明に係る実施例の具体的な数値例を説明する。

上記構成の定着装置で加熱ローラ１として外径φ６０、
アルミ芯金の肉厚７　ｍ　ｍ　、表層に３５μ厚のＰＦ
Ａ被覆をしだローラ、加圧ローラ２として、外径φ６０
、φ５０のステンレス芯金上に肉厚５ｍｍの熱加硫型シ
リコンゴム被覆をしだローラを用いた。

加熱ローラ内のヒータ３には６５０Ｗハロゲンヒータを
用い通常点灯させ、また加圧ローラ内のヒータ３′は７
０Ｗシーズヒータで、コピー時以外のときのみ点灯させ
る。

又、圧接領域ｄは１１　ｍ　ｍ　％加熱ローラ表面温度
は１８０℃とした。

第３図は上記具体例の実験のための各ローラ表面温度の
時間に対する変化図を説明するものである。時間１＝０
で電源がＯＮされると、ヒータ３及びヒータ３′が点灯
する。加熱ローラ表面温度は図示の如（上昇して加熱ロ
ーラ表面温度が１５０℃に達すると（Ａ点）、停止して
いた両ローラ１．２は圧接回転を始め、加圧ローラ表面
温度も急激に上昇する。

加熱ローラ表面温度が１８０℃に達すると（Ｂ点）定着
可能状態となり両ローラ１．２は回転を停止する。そし
て加熱ローラ１は、不図示の制御手段によって１８０℃
前後の表面温度となるように保持される。一方加圧ロー
ラ２は定着ローラからの熱の供給がなくなるため表面温
度は下降する。

そして定着可能状態から約５分後（０点）で加圧ローラ
温度は最低となり、その後内部からのヒータ３′の熱を
受けて徐々に温度上昇する。故に、０点における定着能
力が最も低い。従ってこの０点で連続コピーを行えば定
着性の比較実験としては極めて好ましいものとなる。本
図では０点において９９枚連続コピーを行った際の温度
変化を９９枚終了時（Ｄ点）を含めて表しである。

以下に示す実験結果は上記Ｃ−Ｄ間で以下の共通条件の
基に行ったものである。つまり１０℃の環境下でコピー
スピード４０５ｍｍ／　ｓ　ｅ　ｃ　（Ａ３サイズ紙、
３５枚／分）、秤量８０ｇ／ｍ″Ａ３紙上にφ２４のベ
タクロを形成し、９９枚連続コピーから１．６．１１．
１６枚目、２１〜９１までの１０枚目ごとの８枚の計１
２枚を選出し、各紙に対し９箇所を実験対象とした。こ
の１２枚、各９箇所の計１０８箇所の定着性評価はコー
ジンワイパー（商品名、（株）輿入、ペーパーウェス）
を用いて、圧力４０ｇ／ｃｍ’で１０往復こすり、こす
る前後の濃度差をマクベス反射濃度計で測定して数値化
した。

Ｄ：φ２４ベタクロ画像をこする前の反射濃度（１，０
≦Ｄ≦１．１となるように画 像濃度を調整する。） Ｄ′　：φ２４ベタクロ画像をこすった後の反射濃度（
１，０≦Ｄ≦１．１となるように画 像濃度を調整する。） ΔＤ：濃度低下率 し−一一〕 以下の表１に各定着器の構成要件を示す。

られた。

表２は前記各定着器の定着性の結果であり、数字は濃度
低下率が所定（１５，１０，５）％以上の箇所が何カ所
あるか（１２枚×９箇所１０８箇所中の）を示したもの
である。

表２ 定着器Ｎα１〜５の均一ヒータ３としては、発熱長が３
３０ｍｍの均一巻線ヒータを用いた。又定着器Ｎα６の
２００％ヒータとは第４図に示すような中央部の発熱分
布が大のヒータ（第２図に示したヒータ３の構成のよう
なもの）である。又、２００％ヒータのかわりに発熱長
が２９７ｍｍ以下（すなわち最大通紙中以下、より好ま
しくは、最大通紙中よりも２０ｍｍ〜８０ｍｍ短いヒー
タ）の均一巻線ヒータを用いても後述と路間等な効果が
得表２から明らかなように、定着器Ｎα１からＮｃＬ６
へ行くにつれて好ましい条件が付加されているので定着
性が良好になる。

そして ■Ｎα１から漱２のところ及び＆４とＮα７の比較、■
Ｎα４からＮα５のところ及び患４と随７の比較、■Ｎ
α５からＮα６のところ及びＮα４と１ｌＪＬ１７の比
較、で特に顕著な差が見られる。

■は放熱防止部材と、反射部材を設けることの効果であ
り、 ■は熱的バリヤー確立の効果であり、 ■はヒータの発熱分布による効果である。

又、定着器Ｎα３．１ｌＪＩ１４を比較すると、Ｎα４
の方即ち、駆動系の熱損失を防止する方がより効果的で
あることが理解される。又、定着器隘２とＮα３、Ｎα
４を比較すれば、さらに熱的バリヤーを設ける効果が確
かめられ、Ｎα５、Ｎα６に至ってはその熱的バリヤー
の確立こそさらなる効果を与えるものである。

表３ 表３にはこれらの定着器におけるウェイトタイム（電源
投入後定着可能になるまでの時間）の比較結果を示しで
ある。定着器Ｎα１から階６に向かうにつれ、熱損失が
防止されるのでウェイトタイムも同様に減少される。

即ち確実に省電力化を達成することができている。又、
ローラ長全体における温度分布が安定、均一化する時点
までに要する時間は階１ではほとんど測定不可能である
のに対しＮ１１７又はＮｌ１２からＮα６に改良される
に従って、加速的に減少できる。

又、第５図には、定着器Ｎαｌと定着器Ｎα５．６との
スタンバイ時における放熱量の時間的変化を示しである
。図より明らかなように定着器勲１が１．５時間後、約
１７０Ｗの放電量に安定するのに対し、定着器Ｎα６で
は１時間以内に約５０Ｗの放熱量に安定している。

このように中央部分の発熱量が多くなるような加熱手段
を設けることで又は発熱量を与える部分の占める領域を
用いられる記録材の最大通過領域より小さくする加熱手
段を用いることで、加熱定着ローラ等の表面温度を均一
化することが容易となる。この理由の一つは、記録材に
使用される熱を即座に補給できると共に記録材の非通過
域又は端部域での昇温を緩和できることにある。このよ
うな加熱手段は、特に端部域から他の駆動系や支持枠等
に散逸する熱等の熱損失を減少せしめたような本実施例
の定着装置に有効である。

構成の放熱防止部材十反射部材とは、前記第２図の実施
例中の反射板７．９、カバー８．１０を意味し、その有
無を表示しである。又構成の熱的バリヤーとは、熱伝導
を防止できるような手段を意味しく例えば耐熱性、熱遮
断性材料からなる部材）、ローラと枠体間又は／且つロ
ーラと駆動系間における有無を表示しである。

尚、定着器Ｎα７は、熱的バリヤーを前述の実施例のよ
うにローラと駆動系間に有しているものを示し、下記の
表３が示すように、他の構成単独よりも優れた効果を奏
し熱損失を防止して定着性が向上するものである。

ここで第４図の発熱量分布について説明する。

第２図のヒータ３は前述したごとく加熱ローラの中央部
に、その中央を中心として左右対称に１５０ｍｍの連続
の発熱帯３１（左右に７５ｍｍづつ）を有している。又
ヒータ３は、全長３２０ｍｍの発熱域を有し、その両端
２２ｍｍには夫々連続の発熱帯３２を有し、発熱帯３１
１３□の間には等間隔に発熱部（不図示）が数個有して
いる。

ヒータ３の発熱量は第４図に示すごと（各発熱帯及び発
熱部に対応して４０〜２００％のものとなり、全体とし
て中央部凸状になっている。

このようなヒータ３を用いることによって加熱ローラ１
の中央部から端部に向かって熱移動が生じ加熱ローラ１
上では全体がほぼ−様な温度分布を示す。

この状態で定着作用を行うと、トナー像や記録材によっ
て加熱ローラの温度が減少してもローラ端部で異常昇温
は生じないし、上記ヒータ３によって加熱ローラ表面温
度は定着に必要な温度に維持できる。

以下第６図乃至第１２図を用いて本発明に係る他実施例
について詳述する。尚、全体の説明上第２図の構成と同
一の部分については説明を省き、各実施例の特徴が明確
になるようにする。

第６図の実施例は前述の耐熱性ギア１４．１４′の構成
を以下のごと（構成したことを特徴とする。

本例でも耐熱性ギア１４．１４′は加熱ローラ１の回転
軸１０．１′１に嵌着されている。

このギア１４．１４′は夫々内側部分のみに設けられた
熱遮断性の良好な耐熱性樹脂からなる内層１４　ａ　ｓ
　１４　ａ　’　と、その外側部のギア部を構成し金属
からなる外層１４ｂ、１４ｂ’を夫々有している。この
外層１４ｂ、１４ｂ’の金属には機械的強度が優れ、コ
スト的にも安価なものが好、ましく、本例では鉄を用い
である。このギア１４．１４′は内層１４ａＳ１４ａ’
　と外層１４ｂ、１４ｂ’を射出成形により一体化して
成形されている。このギア１４′は他の駆動伝達ギア２
５と噛合っており、駆動源Ｍからの駆動力を受けて、加
熱ローラ１と共に回転する。又、ギア１４には手動ノブ
２６のギア２６１が噛合わさっている。

この手動ノブ２６は、紙詰り処理等のように加熱ローラ
１を手動によって回転したい場合に操作者が回転するも
のである。

上記ギア１４．１４′は加熱ローラ１の回転軸１、と接
触する部分に熱遮断性を有しているので、加熱ローラｌ
からこのギア１４．１４′を介して他のギア等の駆動伝
達部材へ熱が散逸することを大幅に防止できる。

上記耐熱性スリーブ１１．１１’　はさらに熱遮断性を
有しており、加熱ローラ１端部からの伝熱損失を防いで
いる。従って、回転軸１１からベアリング１２．１２′
及び枠体１３．１３′への熱移動を大幅に減少或いはほ
とんど無ならしめる。

上記ギア１４．１４′と上記耐熱性スリーブ１１．１１
’によって加熱ローラ１の熱的フロート状態はより確実
なものとなるが、加熱ローラ１に対するギア１４．１４
′の形状は、その強度を考慮すると第７図の様なものが
好ましい。

第７図の例は、外側ギア１４′の歯面を有する金属から
なる外層に溝１４０′を切っておいて耐熱樹脂からなる
内層１４ａ′を成形すれば強度的にもすぐれ高トルクを
伝達する場合にも金属部と樹脂部とではがれを起こすと
いうことはなくなる。

このように耐熱樹脂と金属部の強度を増すための係合部
を設けることは好ましいことである。

次に第８図乃至第１１図の実施例について説明する。こ
れらは加熱ローラ１の駆動部及び支持部についての説明
図であるが、これに限定されることなく加熱ローラの他
端にも第２図のごとく後記同様の構成を設ければさらに
好ましい実施例となることはいうまでもない。以下要部
のみの説明を行うが他の構成は第２図のもの或いはそれ
に順しるものが適用される。

第８図の実施例は、耐熱性ギア１４１を三層構成とし、
その中間層１４□ｂに断熱材を用いて熱遮断性をもたせ
、その両側の内層１４１ａ、外層１４１ｃ夫々に金属の
一つである鉄を用いている。この内層１４、ａは加熱ロ
ーラの回転軸１１との嵌合状態の強度を高めるために設
けられている。中間層１４□ｂは内層１４．ａよりも厚
く設けられ、駆動源Ｍからの駆動を受ける外層１４、ｃ
と内層１４．ａとの伝熱を遮断する。この内層１４１ａ
の層厚は薄い方が好ましく又断熱材からなる中間層１４
１ｂが十分な強度を有するものであれば内層１４＋ａを
設けなくても良い。この内層１４．ａが金属からなる場
合、加熱ローラ１を回転可能に支持する支持手段（ベア
リング１２ａやスリーブ１１ａ）に接触しないようにす
る。本例の場合スリーブｌｌａも断熱材からなるため、
熱損失を防止する意味からも内層１４．８をスリーブｌ
ｌａと同厚かそれ以下にしてあり、スリーブｌｌａと接
触して共に一体的に回転する。

第８図の構成にすることでも前述したような効果や説明
が得られる。

第９図の実施例は、本発明のさらに具体的なもので前述
したスリーブｌｌａや断熱スリーブ１１．１１′のよう
な断熱材で構成された部材を前記ギア１４′　（第２図
参照）のような耐熱性駆動伝達部材と一体化したもので
ある。

図中ギア１４□は、熱遮断性の断熱材からなり、回転軸
１．に嵌合され回転軸ＩＩと一体的に回転する。ギア１
４２は、ベアリング１２ａが加熱ローラ１を支持する部
分にまで設けられ、駆動源からの駆動を受けると共にベ
アリング１２ａと摺動する。

従ってベアリング１２ａはこのギア１４□を介して加熱
ローラ１の回転軸１１を回転可能に支持している。

このように加熱ローラ１を支持する部分及び加熱ローラ
１を直接駆動伝達する部分に一体化した熱遮断性の部材
を設けることで前述した効果が得られるだけでなく、部
品数を少なくできコスト低減や製造上の容易性を達成で
きる。

第１０図の実施例は、第８図、第９図の実施例を組合わ
せたようなもので、低コスト化及び機械的強度を増すた
めのものである。

回転軸１□に嵌着されたギア１４３は断熱材からなる内
層１４３ａと金属からなる外層１４３ｂを一体化したも
のである。この内層１４３ａは、加熱ローラ１１を回転
可能に支持しているベアリング１２ａと回転軸１．との
間の範囲すべてに設けられ、回転軸１１から外層１４３
ｂ及びベアリング１２ａへの伝導熱を大幅に減少又は遮
断する。

この内層１４３ａは均一厚であり、事実上回転軸１１に
密着した断熱スリーブのように設けられている。つまり
このギア１４３を別の観点からみれば、加熱ローラ１の
駆動が伝達される部分と加熱ローラ１を回転可能に支持
する部分に、−様の断熱層（１４３ａに相当）が設けら
れていることになる。

以上のごとく構成することでギア１４３に機械的強度を
もたせることができ、低コスト化も達成できる。無論加
熱ローラ１からの熱損失を防止できることはいうまでも
ない。

第１１図は第１０図の実施例のさらに改良したものであ
る。つまり、ベアリング１２ａとの接触部の機械強度を
増した実施例である。

回転軸１１に嵌着されたギア１４４は、断熱性の内層１
４．ａと金属からなる外層１４４ｂを一体化したもので
ある。この内層１４４ａは回転軸１．に密着しているが
、ベアリング１２ａに対向する部分の厚みよりも駆動を
伝達される部分に対向する部分の厚みを厚くしである。

これは前述したように熱損失が駆動系において大きいと
いう所に着目して、それを高度に防止するためになされ
たものである。さらに本実施例では外層１４４ｂをベア
リング１２ａと接触させるように構成しである。これは
、ベアリング１２ａとの接触で内層１４４ａが劣化する
のを防止し、ギア１４４の耐久性を向上させると共に加
熱ローラ１端部からの熱損失防止を長期にわたって確保
する。

このように構成することで第１θ図のものよりも機械的
強度を増すことができる。

第８図乃至第１１図の各実施例における各構成はその趣
旨に基づいて、任意に組合わせたものにしても良く、又
第２図で説明した反射板や断熱材からなるカバーを設け
ればさらに好ましい実施例となり、又、加熱手段も前記
又は後述するようなものとすればさらに好ましい実施例
となる。上記断熱材や、熱遮断性の層の材料としては、
前記耐熱性スリーブ１１．１１′やギア１４．１４’に
説明したものが適用できる。

第１２図は本発明に基づいた実施例であり、その特徴は
前記のように熱的フロート状態にある加熱ローラと、こ
れに接触する加圧ローラ２の支持部に断熱性部材を有す
ることである。

第１２図中、ギア１４．は駆動源Ｍからの駆動を受ける
部分に金属ギア層１４６ｂを有し、回転軸１１に接合し
て加熱ローラ１に駆動を伝える部分に耐熱性断熱層１４
ｓａを一体化して有している。この耐熱性断熱層１４６
ａはさらに加熱ローラ１を回転可能に支持するベアリン
グ１２ａと回転軸ＩＩの間に設けられ、ベアリング１１
に接触している。これによって駆動源Ｍからの駆動を受
ける加熱ローラ端部からの熱損失を防止する。尚、上記
断熱層１４．ａはベアリング１２ａに相当する部分より
も他の部分の厚みを厚くしてあり、金属ギア層１４６ｂ
はベアリング１２ａと離間している。

又、加熱ローラ１の他端にはギア１４６と同様の構成の
ギア１４６が設けられ、これは前記同様の耐熱性断熱層
１４ａａ、金属ギア層１４６ｂを有している。このギア
１４．はベアリング１２ｂに回転可能に支持され、金属
ギア層１４６ｂは手動ノブ２６の手動力を伝達するギア
２６１と係合し、その駆動力を加熱ローラｌに伝える。

一方、加熱ローラに圧接する加圧ローラ２は、その両端
をベアリング１２ｃ、１２ｄに夫々回転可能に支持され
ている。このベアリング１２Ｃ１１２ｄが接触するロー
ラの部分には、断熱材からなるスリーブ１５ａ、１５ｂ
が嵌着されている。

スリーブ１５ａ、１５ｂはベアリング１２ｃ、１２ｄの
接触幅よりも大きい幅をもっている。これによって加圧
ローラ２が左右に多少ずれても加圧ローラ２端部からの
伝熱損失を遮断できる。

この加圧ローラ２側の熱遮断は、加圧ローラ２に加熱源
を有している場合はもちろん、加圧ローラ２に加熱源を
有していない場合に特に有効である。

なぜならば、上記加熱ローラ側が熱的フロート状態に保
たれると、熱損失は加熱ローラに接する加圧ローラの端
部から生じる可能性がある。従って、加圧ローラ２の端
部に熱遮断部材を設ければ、上記加熱ローラの熱的フロ
ート状態をさらに向上させることができる。

この実施例においてもヒータ３の発熱分布を前後述のよ
うにしたり、又は且つ反射板７やカバー８（断熱性）を
設ければさらに好ましい効果を生むことは前述した通り
である。

又、加圧ローラ２側に駆動を伝達する機構を設けた場合
は、加圧ローラ２側に前記加熱ローラに設けた構成を適
用すれば良い。

上記各実施例では夫々の特徴を説明したが、熱的フロー
ト状態をより高度に維持するためには、定着ローラ等の
回転体に接触する部材、例えば駆動伝達ギアや支持手段
等の部材、の接触部全体を耐熱且つ断熱性の材料で構成
することが好ましい。

第１３図、第１４図は、前述した数々の構成によって前
記加熱ローラ１を熱的フロート状態にした実施例に特に
有効な加熱手段を説明する実施例である。第１３図は使
用する記録材の搬送方向に関する記録材幅の中心を（異
なるサイズでも）−致させて搬送する中央基準搬送の例
を示し、第１４図は使用する記録材の搬送方向に関する
記録材の−側端を一致させて搬送する片側基準搬送の例
を示している。

図中０１は加熱ローラ１の長手方向に関する中心線（第
１６図では中央基準搬送の基準線である）、Ｃ２は片側
基準搬送の基準線、Ｃ３は日本工業規格Ａ系列サイズ記
録材ＰＡの送り幅の中心線、Ｃ４は同Ｂ系列サイズ記録
材ＰＢの送り幅の中心線である。

第６図において、５１はハロゲンランプで、中心線Ｃ１
に関してローラ軸方向に左右対称形に設けられている。

この中心線Ｃ１と中心線Ｃ３、Ｃ４とは一直線上になる
ように記録材搬送を行い、送り幅は記録材ＰＢより記録
材ＰＡの方が小さいものとする。５２．５３．５４はハ
ロゲンランプ５１の発光部である。発光部５２は最長で
あり、最大の発熱量をローラ中央部に与える。その長さ
は記録材ＰＡの幅よりも小さく、その幅の６０％前後を
占めている。発光部５４は記録材ＰＡの幅と記録材ＰＢ
の幅との差に相当する部分に夫々設けられている。発光
部５３は発光部５２．５４の間に複数個設けられた最小
長のもので、発光部５２．５４間の発熱分布を補う。又
ローラ長の非通紙部領域（最大サイズでも通過しない部
分）には発光部を設けていない。この場合も発熱分布は
第４図のようになる。

上記のハロゲンランプ５１を設けることによって中央基
準搬送における必要加熱量を与えることができ、定着ロ
ーラ端部における昇温を程良く防止できる。従って、上
記加熱ローラの熱的フロート状態をさらに安定すること
ができ、中央基準搬送における連続定着でも安定した状
態を得ることができる。又、この定着温度を得るための
温度制御による加熱量も従来より減少でき、省電力化を
達成できる。

第１４図は前述した片側基準搬送を示し、前述した発光
部５２を通常多く使用される記録紙（例えばＡ４サイズ
）ＰＡの中心線ｃ３に関して左右対称に設けられている
。本図では各中心線ｃ１、Ｃ３、Ｃ４は一直線上になく
、基準線ｃ２は定着ローラ１の端部に位置している。５
５は発光部で発光部５３より長く、記録材ＰＡ、ＰＢの
幅の差に相当する部分内に設けられている。この発光部
５２．５５を除いた最大記録材幅の部分には、前記発光
部５３が等間隔で複数個設けられている。

従って発熱分布は、最高部の中高（山なりの頂き部分）
がローラ中心線Ｃ１よりも基準線Ｃ２側にあり、又発光
部５５に相当する部分においてもローラ長の前記非通紙
領域には発光部を設けていない。

上記構成によって、上記加熱ローラ１の熱的フロート状
態をより有効なものとし、片側基準搬送においても記録
材のサイズに左右されない安定した定着性を得ることが
できる。又定着ローラ１の端部や記録材の非通過領域の
昇温を防止できると共に端部での温度低下も防止できる
から、定着ローラ１の安定した定着性を長期にわたって
維持できる。

上記第１３図、第１４図は上記定着ローラ１に限って説
明したが、加圧ローラ２や他の加熱によって像を安定す
るドライシルバー式の記録装置等の熱ローラ等にも本実
施例の主旨は適用でき、又前述したように熱損失を防止
できる。

従って熱的に加熱ローラをフロート状態にすればする程
、放熱量、熱損失の防止、定着効率の向上、加熱ローラ
の熱的安定化の速さ等をより確実なものにできる。

上記実施例及び具体例の説明は、加熱ローラについての
み行ってきたが、本発明は加圧ローラ２或いは他の定着
に関与する部材等に適用できる。

又別の観点からすれば熱源を有する感光体等の像担持体
にも本発明は適用可能である。

上記実施例は内部加熱型の定着ローラについて説明した
が、外部加熱手段を有するものや伝導熱によって加熱さ
れる部材等にも本発明は適用できる。

以上述べたように上記実施例では、熱的バリヤーを設け
て定着ローラを熱的に浮かせること、（加圧ローラを浮
かせても良いこと勿論である）さらに、放熱防止部材及
び反射部材を設けること、さらにヒータの発熱分布を中
央部で強くすることにより、省電力で良好な定着が得ら
れる定着装置が得られた。

上記実施例は、ベアリングと加熱ローラとの間に熱遮断
性スリーブを設けるといった好ましい例であるが、これ
以外にベアリング自体を熱遮断性にしたすべり軸受でも
良く、又ベアリング近傍に熱遮断性を有する部材を設け
るか或いは枠体自身を熱遮断性物質で形成しても良い。

上記実施例には熱遮断性又は断熱性を有する支持手段を
定着に関与する部材に設けるものであれば適用できる。

より好ましくは、ローラ軸周辺やローラ自体等といった
熱放出部分に近い部署に熱遮断性支持手段を設けること
が好ましい。

又、上記実施例では、加熱ローラに装着されるギアを熱
遮断性としたが、本発明には、加熱ローラ等の定着に関
与する部材の接続系部材又は駆動系部材に熱遮断性を有
するものであれば含有される。さらに定着に関与する部
材の近傍又はそれ自体に設けるもの（不図示であるがこ
の記載で明らかとなる）が特に好ましい。

さらに上記スリーブ、ギアは常時他の部材と接触するの
で耐摩耗性を有するものであることが好ましい。

本発明は高温に熱処理する装置に特に有効であり、１０
０度以上で熱処理を行う定着装置においては格別の効果
（前記）が得られるので最も好ましい加熱装置となる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように加熱手段によって加熱された回転
体を熱的に安定保持することができ、熱の無駄を大幅に
減じることができる。また、上記発明よりもより高度に
回転体からの熱損失を防止できる。

さらに被加熱物への均一加熱を容易にでき、省電力化を
達成できるとともに加熱源から被加熱物の加熱への熱効
率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、 第２図は第１図のｘ−ｘ’断面の説明図、第３図はロー
ラ表面温度の時間に対する変化図、第４図は定着器Ｎα
６の２００％ヒータの発熱分布図、 第５図は定着器Ｎα１と定着器Ｎα６との放熱量の時間
的変化の説明図、 第６図乃至第１２図は夫々本発明のさらなる実施例の説
明図、 第１３図、第１４図は本発明に係る他の実施例の要部説
明図である。 ■・・・加熱ローラ ２・・・加圧ローラ ３．３′・・・ヒータ ４・・・感温素子 ６・・・クリーニング部材 ７．９・・・反射板 ８．１０・・・カバー １１．１１′・・・耐熱性スリーブ １２．１２’　　　１５．１５′・・・ベアリング１３
．１３’・・・枠体 １４．１４′・・・耐熱性ギア 、ｊｐｉ間（ｈｒｓ） 物 １３ 区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）未定着トナー像を加熱する、加熱手段により加熱
   される加熱回転体と、この加熱回転体に駆動源からの駆
   動力を伝達する第１駆動伝達系と、加熱回転体に手動で
   駆動力を伝達する第２駆動伝達系と、を有する加熱定着
   装置において、 上記第１駆動伝達系と、第２駆動伝達系は共に断熱部材
   で断熱されていることを特徴とする加熱定着装置。