JPH04129166U - 熱定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録媒体に直接接触する部分のみを加熱して
定着性を維持しつつ消費電力を大幅に低減させる。 【構成】 内周面に発熱体２の曲率を有する放熱板３が
接触された無端薄肉円筒体１と加圧ローラ４とが圧接し
ながら回転し、両者の圧接部に表面にトナーＴをもつ記
録媒体Ｓが挿入されて、無端薄肉円筒体１および加圧ロ
ーラ４の回転とともに記録媒体Ｓが圧接部を通過しなが
ら加熱されつつかつ加圧されてトナーＴが記録媒体Ｓの
表面に定着される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は熱定着装置に関し、特にトナー等の被定着物を熱加圧によって記録媒 体の表面に定着させる熱定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

記録媒体の表面に被定着物により形成された画像を安定に保存させるための定 着法としては、加熱による方法，加圧による方法，この両者を用いる熱加圧によ る方法，化学的に行う方法等が挙げられる。

【０００３】 しかし、熱可塑性物質からなる被定着物の定着においては、加熱のみでは定着 が不十分であり、そのためにより高温にすると記録媒体の搬送トラブル時に危険 性があること、加圧のみでは定着後の記録媒体の折曲げ時にそのエッジ部で画像 欠落が発生すること、化学的方法、すなわち化学反応を利用するものでは被定着 物と化学反応する物質を供給しなければならず安全性への配慮が必要となって実 用化が難しいことなどの問題点がある。

【０００４】 そこで、一般には、加熱によって被定着物を溶融させながら多少の圧力を加え ることで記録媒体上に被定着物をより強固に固定させることができる熱加圧によ る方法、具体的には熱ローラ方式が多く用いられている。

【０００５】 この熱ローラ方式を採用する従来の熱定着装置は、内部に配置されたハロゲン ランプ等の発熱体からの熱放射によって加熱されたヒートローラと、シリコンゴ ム等でなる耐熱性ゴム層が表面に形成された加圧ローラとが圧接しながら回転し て、その圧接部に表面に被定着物を有する記録媒体を通過させて、被定着物を記 録媒体の表面に定着させるものであった。

【０００６】 このような従来の熱定着装置では、機械的剛性を確保するとともに、記録媒体 への被定着物の加熱定着に際しての必要時間の確保のための圧接部の幅、いわゆ るニップ幅を形成するために、ヒートローラを金属製の剛体とし、またヒートロ ーラおよび加圧ローラを大径にしていた。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来の熱定着装置では、ヒートローラを金属製の剛体とし、またヒー トローラおよび加圧ローラを大径にしていたので、ヒートローラ自体の熱容量が 大きくなるとともに、外周表面積が増すため、圧接部以外からの熱放出が増大し て、トータルとして消費電力が多くなるという問題点があった。

【０００８】 また、電源の投入から１枚目の記録媒体の定着出力が可能となるまでの時間、 いわゆるファーストプリントタイムが長くなるという問題点もあった。

【０００９】 本考案の目的は、上述の点に鑑み、記録媒体に直接接触する部分のみを加熱す るようにして定着性を維持しつつ消費電力を大幅に低減できるようにした熱定着 装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案の熱定着装置は、曲率を有する放熱部を備える発熱体と、前記放熱部と 内周面で接しながら回転駆動されるように配設された無端薄肉円筒体と、この無 端薄肉円筒体を介して前記放熱部に圧接するように配設された加圧ローラとを有 することを特徴とする。

【００１１】

【作用】

本考案の熱定着装置では、内周面に発熱体の曲率を有する放熱部が接触された 無端薄肉円筒体と加圧ローラとが圧接しながら回転し、両者の圧接部に表面に被 定着物をもつ記録媒体が挿入されて、無端薄肉円筒体および加圧ローラの回転と ともに記録媒体が圧接部を通過しながら加熱されつつかつ加圧されて被定着物が 記録媒体の表面に定着される。

【００１２】

【実施例】

次に、本考案について図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】 図１は、本考案の一実施例に係る熱定着装置の構成を示す横断面図である。本 実施例の熱定着装置は、回転駆動されるように配設された無端薄肉円筒体１と、 無端薄肉円筒体１の内周面に接触するように固定され曲率を有する放熱板３を備 える発熱体２と、無端薄肉円筒体１を介して発熱体２の放熱部３に圧接された加 圧ローラ４と、発熱体２に接触されて配置され温度検出を行う温度センサ５と、 無端薄肉円筒体１の表面に接触するように配設されたクリーニングパッド６と、 定着後の記録媒体Ｓを排出させる一対の排出ローラ７とから、その主要部が構成 されている。なお、図１中、符号８はガイド部材を示す。

【００１４】 無端薄肉円筒体１は、ステンレスステール，ニッケル等の金属やポリアミド等 の耐熱性樹脂で、厚みが１００μｍ以下、直径が２０〜５０ｍｍ程度、長さが記 録媒体Ｓの最大送り方向幅より長く形成された筒体でなる。なお、無端薄肉円筒 体１は、被定着物としてのトナーＴの定着後の離型性（耐オフセット性）を向上 させるために、外周面にフッ素系樹脂がコーティングされている。また、無端薄 肉円筒体１は、放熱板３との摩擦を低減させるために、内周面にもコーティング が施されている。

【００１５】 無端薄肉円筒体１は、図２に示すように、両端部がプラスチック等でなるリン グ状のフランジ部材１１ａおよび１１ｂにそれぞれ嵌着されて支持されており、 両フランジ部材１１ａおよび１１ｂはベアリング１２ａおよび１２ｂによって固 定壁に回転自在に支着されている。両フランジ部材１１ａおよび１１ｂの外周面 の一部には、ギヤがそれぞれ刻設されており、これらのギヤには駆動歯車１３ａ および１３ｂがそれぞれ噛合されている。駆動歯車１３ａおよび１３ｂは、伝達 歯車群１４を介して駆動源（図示せず）に連結されている。

【００１６】 発熱体２は、ニッケル−クローム線等の金属抵抗体を配した棒状発熱体で形成 され、圧接あるいは熔接によって金属製の放熱板３が取り付けられている。放熱 板３の無端薄肉円筒体１の内周面と接する面は曲率を有するように形成され、こ の曲率は無端薄肉円筒体１の内周面の曲率と一致するように設定されている。

【００１７】 加圧ローラ４は、金属製の軸体４ａの外周面にゴム硬度２０〜４０度程度のフ ッ素系ゴムあるいはシリコン系ゴムでなる耐熱性ゴム層４ｂを２〜４ｍｍ程度の 厚さに被覆して製作されており、耐熱性ゴム層４ｂには汚れ防止や離型性向上の ためにシリコン系オイルが含浸されている。

【００１８】 加圧ローラ４は、図２に示すように、軸体４ａの両端に回転支軸４ｃおよび４ ｄがそれぞれ突設されており、回転支軸４ｃおよび４ｄは軸受部材１６ａおよび １６ｂを介して加圧スプリング１７ａおよび１７ｂによって加圧ローラ４の外周 面が無端薄肉円筒体１を介して発熱体２の放熱板３に押し付けられるように付勢 されている。これによって、無端薄肉円筒体１と加圧ローラ４との間でニップ幅 が形成されている。

【００１９】 温度センサ５は、熱電対等で形成されており、温度センサ５からの出力に応じ て発熱体２への印加電源が制御され、発熱体２の発熱温度が規定温度に制御され る。

【００２０】 クリーニングパッド６は、フェルト等で形成され、無端薄肉円筒体１の外周面 に付着するトナーＴをクリーニングするように無端薄肉円筒体１の外周面と接触 されて配設されている。クリーニングパッド６には、クリーニング性の向上およ び無端薄肉円筒体１の外周面の劣化防止のために、オイルを含浸させておいても よい。

【００２１】 無端薄肉円筒体１を嵌着する左右のフランジ部材１１ａおよび１１ｂの中心部 には透孔がそれぞれ穿設されており、これら透孔を介して発熱体２を固定する取 付部材１５ａおよび１５ｂの一端がそれぞれ挿入されている。また、前記透孔か ら発熱体２および温度センサ５の配線が無端薄肉円筒体１外に導出されている。

【００２２】 次に、このように構成された本実施例の熱定着装置の動作について説明する。

【００２３】 定着プロセスが開始されると、温度センサ５によって発熱体２が規定の温度に なったことが検出された後に、駆動源からの駆動力により伝達歯車群１４，駆動 歯車１３ａおよび１３ｂならびにフランジ部材１１ａおよび１１ｂを介して無端 薄肉円筒体１が図１に矢印で示す方向に回転されるとともに、無端薄肉円筒体１ に従動して加圧ローラ４が図１に矢印で示す方向に回転される。また、感光体（ 図示せず）上より転写されたトナーＴを表面に有する記録媒体Ｓが、無端薄肉円 筒体１と加圧ローラ４との圧接部、すなわち加熱領域に搬送される。

【００２４】 圧接部では、無端薄肉円筒体１と加圧ローラ４との圧接によりニップ幅が形成 され、かつ曲率を有する放熱板３を備えた発熱体２によって無端薄肉円筒体１が 加熱されているので、記録媒体Ｓ上のトナーＴは熱と圧力とを受けて記録媒体Ｓ の表面に定着される。このとき、無端薄肉円筒体１は薄肉で熱容量をほとんど持 たないため、発熱体２から放熱板３を介して伝達された熱は、時間を要すること なく無端薄肉円筒体１の記録媒体Ｓと接する外周面に伝えられる。

【００２５】 無端薄肉円筒体１は、両端部がフランジ部材１１ａおよび１１ｂにそれぞれ嵌 着されて支持されており、かつ両フランジ部材１１ａおよび１１ｂが駆動歯車１ ３ａおよび１３ｂによって同期して回転駆動されているので、両フランジ部材１ １ａおよび１１ｂの回転に伴って捩じれたり蛇行したりすることなく所定速度で 回転され、この回転に伴って記録媒体Ｓを順次搬送して、トナーＴを記録媒体Ｓ の表面に連続的に定着させる。

【００２６】 圧接部を通過してトナーＴを定着された記録媒体Ｓは、一対の排出ローラ７の 回転に伴って熱定着装置外に排出される。

【００２７】 一方、無端薄肉円筒体１は、圧接部を通過した後にクリーニングパッド６と接 触して、次の定着サイクルのために表面に付着したトナーＴをクリーニングされ 、再び使用される。すなわち、無端薄肉円筒体１は、無端であるので、記録媒体 Ｓの送り方向の寸法に関係なく定着を行うことができる。

【００２８】 このようにして、定着プロセスが進行し、記録媒体Ｓの通過後に定着プロセス が終了する。

【００２９】 なお、放熱板３を備える発熱体２の長手方向の機械的な剛性を確保するために 、発熱体２の長手方向の全長にわたって剛性補強用部材を配設してもよいが、熱 効率の面から発熱体２との接触面積および熱容量を極力少なくしておくことが好 ましい。

【００３０】 また、本実施例では、発熱体２として棒状の金属抵抗体を使用するようにした が、特にこれに限られるものではなく、ヒートパイプや面状ヒータを使用するよ うにしても構わない。特に、面状ヒータを用いた場合には、面状シリコンゴム内 に加熱フィラメントを配置したものを曲率を有するように固定して無端薄肉円筒 体１と直接接触させるようにしてもよい。

【００３１】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、発熱体の曲率を有する放熱部と内周面 で接しながら回転駆動される無端薄肉円筒体を使用するようにしたことにより、 記録媒体に直接接触する部分のみを加熱することができ、加熱以外で放出される 熱量がほとんどなくなるため、ニップ幅および圧力を確保して定着性を維持しな がら消費電力を大幅に低減することができるという効果がある。

【００３２】 また、熱容量の少ない無端薄肉円筒体を用いているため、ファーストプリント タイムを短くすることができるという効果がある。

【００３３】 さらに、発熱体と記録媒体との間が接近しているため、熱伝達の効率も向上し 、送り方向が長辺の記録媒体、あるいは厚みのある記録媒体上への定着に対して も定着温度の急激な低下がなく安定して定着が行え、周囲環境の変動による影響 も受けにくいという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る熱定着装置の構成を示
す横断面図である。

【図２】本実施例の熱定着装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 無端薄肉円筒体 ２ 発熱体 ３ 放熱板（放熱部） ４ 加圧ローラ ５ 温度センサ ６ クリーニングパッド ７ 排出ローラ ８ ガイド部材 １１ａ，１１ｂ フランジ部材 １２ａ，１２ｂ ベアリング １３ａ，１３ｂ 駆動歯車 １４ 伝達歯車群 １５ａ，１５ｂ 取付部材 １６ａ，１６ｂ 軸受部材 １７ａ，１７ｂ 加圧スプリング Ｓ 記録媒体 Ｔ トナー（被定着物）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 曲率を有する放熱部を備える発熱体と、
   前記放熱部と内周面で接しながら回転駆動されるように
   配設された無端薄肉円筒体と、この無端薄肉円筒体を介
   して前記放熱部に圧接するように配設された加圧ローラ
   とを有することを特徴とする熱定着装置。