JPH0572936A - 画像形成装置の定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱ローラの軸方向に沿って通流する気流に
よって、加熱ローラの端部が冷却されることを防止す
る。 【構成】 加熱ローラ８０は、中空のローラ本体部８３
と、このローラ本体部８３の軸心部を挿通するヒーター
８４と、を有している。ヒーター８４は複数の発熱部８
３ｃが軸方向に適当な間隔をあけて設けられており、ま
た、ローラ本体部８３における記録紙通過領域Ｓに対し
て、ヒーター８４全体が気流通流方向上流側にずれた状
態になっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、プリ
ンタ等の画像形成装置に設けられた定着装置に関し、さ
らに詳述すれば、相互に圧接された加圧ローラと加熱ロ
ーラとを有しており、トナー像が転写された記録紙が両
ローラ間を通過することによって該記録紙上にトナー像
が定着される定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の複写機では、原稿の画像
を感光体ドラム上に露光して静電潜像を形成し、その静
電潜像をトナーにより現像するようになっている。感光
体ドラム上に形成されたトナー像は、転写装置により記
録紙上に転写された後に、定着装置によって記録紙上に
定着される。

【０００３】定着装置は、通常、図９に示すように、回
転されるローラ本体部１１１内にヒーター１１２が設け
られた加熱ローラ１１０と、該加熱ローラ１１０のロー
ラ本体部１１１に圧接された加圧ローラ１２０とを有し
ている。加熱ローラ１１０におけるローラ本体部１１１
内に設けられたヒーター１１２は、ローラの軸方向に並
設された複数の発熱部１１３を有しており、各発熱部１
１３は、ローラ本体部１１１表面における記録紙と接触
する記録紙通過領域Ｓが軸方向に均等に加熱されるよう
に、等しい間隔をあけて配置されている。従って、ヒー
ター１１２の軸方向の各端面からローラ本体部１１１の
記録紙通過領域Ｓまでのそれぞれの距離ａは等しくなっ
ている。そして、両ローラ間を記録紙が通過すると、加
熱ローラ１１０のローラ本体部１１１表面によって該記
録紙上のトナー像が加熱されるとともに、加熱ローラ１
１０および加圧ローラ１２０によってトナー像が記録紙
へ加圧されて、記録紙上にトナー像が定着されるように
なっている。

【０００４】また、電子写真式の複写機では、このよう
な加熱ローラによる加熱によって機体内部の温度上昇を
抑制するために、排気ファンが設けらる。この排気ファ
ンは、例えば、図９に示すように、加熱ローラ１１０の
側方に位置された場合には、該排気ファン９０により、
加熱ローラ１１０の周囲の雰囲気は矢印Ｄで示す軸方向
に通流されて、機体内部に対流することなく気体外部へ
と排出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな場合には、排気ファン９０によって生じる気流は、
加熱ローラ１１０のローラ本体部１１１表面に沿って軸
方向へ通流し、該気流によって、加熱ローラ１１０の側
方に位置する気体がローラ本体部１１１表面に接触する
ように記録紙通過領域内へと流入する。加熱ローラ１１
０の側方に位置する気体は、該加熱ローラ１１０によっ
ては加熱されていないために低温であり、ローラ本体部
１１１表面に接触することにより該ローラ本体部１１１
表面が冷却される。特に、ローラ本体部１１１の気流通
流方向上流側の端部表面は、低温の気流によって直接冷
却されるために、ローラ本体部１１１内に設けられたヒ
ーター１１２によっては所定温度にまで加熱されないお
それがある。

【０００６】また、ローラ本体部１１１は回転されるよ
うになっているのに対して、該ローラ本体部１１１内の
ヒーター１１２は固定状態になっているために、ローラ
本体部１１１の気流通流方向上流側に位置する端面と該
端面を貫通するヒーター１１２との間隙からローラ本体
部１１１内に気流が流入するおそれがある。その結果、
ローラ本体部１１１の気流通流方向上流側端部表面の温
度は、著しく低下する。図９に、ヒーター１１２による
ローラ本体部１１１の軸方向に沿った発熱量およびロー
ラ本体部１１１の軸方向に沿った表面温度をそれぞれ併
記する。図９から明かなように、ローラ本体部１１１に
おける記録紙通過領域Ｓの端部が、所定の温度にまで上
昇しない。その結果、加熱ローラ１１０と加圧ローラ１
２０との間を通過する記録紙上のトナーが十分に加熱さ
れず、トナーの定着不良や、トナーが加熱ローラ表面に
付着するオフセットが発生するおそれがある。

【０００７】例えば、実開昭６３−５４１６１号公報に
は、ソレノイドあるいはモーターを使用して加熱ローラ
の内部に設けられたヒーターを、小サイズの記録紙が加
熱ローラに接触される際に、該記録紙が接触されない加
熱ローラの端部が加熱されないように、加熱ローラの軸
方向に沿って移動させる構成が開示されている。しか
し、このような構成では、記録紙通過領域全体にわたっ
て接触する大サイズの記録紙が加熱ローラに接触される
場合には、記録紙通過領域の端部が、排気ファンによっ
て生じる気流によって冷却されるおそれがある。

【０００８】また、特開平１−２８５９７３号公報に
は、加熱ローラの内部のヒーターの加熱ローラ軸方向位
置を、複写枚数あるいは複写時間に応じて変更する構成
が開示されている。しかし、このような構成でも、排気
ファンによる気流によって記録紙通過領域が冷却される
ことを防止することができない。

【０００９】本発明はこのような問題を解決するもので
あり、その目的は、加熱ローラの表面および内部を軸方
向へ通流する気流によって、加熱ローラにおける記録紙
通過領域の端部が冷却されることを防止して、記録紙上
にトナー像を確実に定着することができる定着装置を提
供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、加熱ローラの表面に
沿って通流する気流および該加熱ローラの内部を通流す
る気流によって、加熱ローラにおける記録紙通過領域の
温度が軸方向に不均一になるおそれのない定着装置を提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置の
定着装置は、加熱ローラおよび該加熱ローラに圧接され
た加圧手段とを有しており、トナーが転写された記録紙
が加熱ローラと加圧手段との間を通過することによっ
て、該トナーが加熱されつつ加圧されて該記録紙上に定
着される画像形成装置の定着装置であって、前記加熱ロ
ーラが、所定方向に通流する気流内に、該気流の通流方
向と軸方向が一致された状態で回転可能に配置された中
空のローラ本体部と、該ローラ本体部の内部を挿通する
ヒーターと、を具備し、該ヒーターは、該ローラ本体部
における記録紙通過領域の気流通流方向上流側部分が前
記気流によって所定温度以下に冷却されることを補償す
るように、該記録紙通過領域よりも該気流通流方向上流
側に位置するローラ本体部の端部を加熱するようになっ
ていることを特徴としてなり、そのことにより上記目的
が達成される。

【００１２】

【作用】本発明の定着装置では、加熱ローラのローラ本
体部内に設けられたヒーターにより、ローラ本体部の気
流通流方向上流側端部が加熱されているために、加熱ロ
ーラの記録紙通過領域内へと流入する気流によって、該
記録紙通過領域が所定温度以下に低下することが防止さ
れる。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。本
発明の定着装置を有する複写機の一例を、図２に示す。
該複写機は、複写機本体１０のほぼ中央部に感光体ドラ
ム４０が設けられており、該感光体ドラム４０が、その
上方に設けられた帯電装置４５により帯電されるように
なっている。帯電装置４５により帯電された感光体ドラ
ム４０は、複写機本体１０の上部に設けられた光学系２
０により原稿台１１上に載置された原稿の反射光で露光
されて、その原稿画像に対応した静電潜像が形成され
る。感光体ドラム４０上の静電潜像は、該感光体ドラム
４０の側方に配置された現像装置３０によりトナー現像
される。感光体ドラム４０上のトナー像は、転写装置５
１により給紙部１５から送給される記録紙上に転写され
る。トナー像が転写された記録紙は、感光体ドラム４０
から分離装置５２により分離されて、搬送装置６０によ
り本発明の定着装置７へ送給される。

【００１４】本発明の定着装置７では、記録紙の搬送方
向とは直交する複写機本体１０の前後方向に沿って加熱
ローラ８０および加圧ローラ７０が、相互に圧接された
平行状態で上下に配置されており、両ローラ８０および
７０間を記録紙が通過するように搬送される。

【００１５】定着装置７の上方には、排気ファン９０が
設けられている。該排気ファン９０は、定着装置７にお
ける加熱ローラ８０の周囲の雰囲気を該加熱ローラ８０
の軸方向に沿って通流させるように、複写機本体１０の
後部に配置されている。そして、該排気ファン９０によ
って、加熱ローラ８０によって加熱された該加熱ローラ
８０の周囲の雰囲気は、複写機本体１０の外部へと排出
されるようになっている。

【００１６】図１に示すように、定着装置７における下
側に配置された加圧ローラ７０は、ウレタンゴム等の弾
性部材にて構成されたローラ本体部７４と、該ローラ本
体部７４と一体的に回転されるように該ローラ本体部７
４内を挿通している回転軸７３とを有している。各回転
軸７３の各端部は、複写機本体１０り取り付けられた一
対のブラケット７２および７２に対してそれぞれブッシ
ュ７１および７１によって回転可能に支持されている。

【００１７】該加圧ローラ７０の上方に配置された加熱
ローラ８０は、複写機本体１０に取り付けられた支持具
８１に対して、各端部がそれぞれブッシュ８２および８
２によって回転可能に支持された中空のローラ本体部８
３と、該ローラ本体部８３の軸心部を挿通するヒーター
８４と、を有している。該ローラ本体部８３は、各ブッ
シュ８２によって支持された各端部を除いて下方の加圧
ローラ７０におけるローラ本体部７４外周面に圧接され
ている。該ローラ本体部８３の各端部は、加圧ローラ７
０のローラ本体部７４に圧接される部分よりも小径にな
っており、各端部における端面が開放されている。該ロ
ーラ本体部８３の周囲の雰囲気は、前述したように、排
気ファン９０によって、矢印Ｄ方向へと通流される。ま
た、排気ファン９０にてローラ本体部８３の周囲の雰囲
気が通流されることによって、ローラ本体部８３の通流
方向上流側の端面から、該ローラ本体部８３内にも空気
が流入する。

【００１８】該ローラ本体部８３における気流通流方向
の下流側に位置する小径となった端部には、入力ギヤ８
５が取り付けられており、該入力ギヤ８５に、複写機本
体１０に設けられた駆動源から回転力が入力されてい
る。そして、入力ギヤ８５に入力される回転力によって
ローラ本体部８３が回転され、該ローラ本体部８３に圧
接された加圧ローラ７０が該ローラ本体部８３と一体と
なって回転されるようになっている。

【００１９】該ローラ本体部８３を挿通するヒーター８
４は、ローラ本体部８３の各端部を支持する支持具８１
にそれぞれ取り付けられた一対のブラケット８６および
８６によって各端部が支持されたチューブ８４ａと、該
チューブ８４ａ内を挿通する発熱体８４ｂと、を有して
いる。該発熱体８４ｂは、軸方向に等しい間隔をあけて
配置された複数の発熱部８４ｃと、隣接する各発熱部８
４ｃ同士を連結する複数の導電部８４ｄとを有してお
り、発熱体８４ｂに通電されることによって各発熱部８
４ｃが発熱する。該発熱体８４ｂの各端部に位置するそ
れぞれの発熱部８４ｃは、他の発熱部８４ｃよりも軸方
向に長くなっており、各端部の発熱部を除く各発熱部８
４ｃの軸方向長さは等しくなっている。各発熱部８４ｃ
は、その軸方向長さに比例した発熱量が得られるように
なっており、従って、発熱体８４ｂの各端部に位置する
発熱部８４ｃが他の発熱部８４ｃよりも大きな発熱量に
なっている。

【００２０】このような発熱部８４ｃを有するヒーター
８４は、ローラ本体部８３に対して軸方向にずれていな
い状態では記録紙通過領域Ｓを各端部を除いて均等に加
熱し得るが、本実施例では、気流通流方向の上流側端部
に位置する発熱部８４ｃの一部が、ローラ本体部８３の
小径になった端部に位置するように、ヒーター８４全体
がローラ本体部８３の記録紙通過領域Ｓに対して気流通
流方向とは反対方向にずれた状態になっている。従っ
て、ヒーター８４の気流通流方向上流側の端面からロー
ラ本体部８３における記録紙通過領域Ｓまでの距離ｂ
が、ヒーター８４の他方の端面からローラ本体部８３に
おける記録紙通過領域Ｓまでの距離ｃよりも大きくなっ
ている（ｂ＞ｃ）。

【００２１】このような構成の定着装置は、記録紙上の
トナーを定着させるために動作されると、加熱ローラ８
０のヒーター８４に通電されるとともに、排気ファン９
０が駆動される。これにより、ヒーター８４の各発熱部
８４ｃが発熱されて、ローラ本体部８３が加熱される。
同時に、排気ファン９０が駆動されるために、加熱ロー
ラ８０のローラ本体部８３の雰囲気が、図１に矢印Ｄで
示す方向へと通流する。このような気流が発生すること
によって、該気流の通流方向上流側の端部の周囲および
ローラ本体部８３内には、加熱ローラ８０の側方に位置
する加熱されていない低温の気体が流入する。これによ
り、該加熱ローラ８０の端部が、流入する気流によって
冷却される。

【００２２】このとき、ローラ本体部８３は、その内部
に設けられたヒータ８４の各発熱部８４ｃが発熱するこ
とにより加熱されるが、ヒータ８４は、ローラ本体部８
３の記録紙通過領域Ｓを各端部を除いてほぼ均等に加熱
し得る状態から、記録紙通過領域に対して気流通流方向
の上流側方向にずれた状態になっているために、ローラ
本体部８３の気流通流方向上流側の端部が、該端部内に
位置する軸方向に長く延びる発熱体８４ｃによって十分
に加熱される。その結果、記録紙通過領域Ｓの気流通流
方向上流側の端部は、側方から流入する加熱されていな
い気流によって冷却されても、所定温度以下に低下する
おそれがない。

【００２３】ローラ本体部８３の側方から流入する気流
は、ローラ本体部８３の気流通流方向上流側の端部によ
って加熱された状態となって、該ローラ本体部８３の軸
方向へと通流し、しかも、その通流の間も、気流は、加
熱されたローラ本体部８３によって順次加熱されるため
に、以後、ローラ本体部８３の表面は、該気流によって
所定温度以下に冷却されるおそれがない。そして、加熱
された気流は、複写機本体１０内を対流しないように、
排気ファン９０によって、複写機本体１０の外部へと排
出される。

【００２４】このようにして、加熱ローラ８０のローラ
本体部８３表面が加熱されて該ローラ本体部８３および
加圧ローラ７０が回転されると、両ローラ７０および８
０間に、トナー像が転写された記録紙が通過される。該
記録紙上のトナーが加熱ローラ８０のローラ本体部８３
表面にて加熱されつつ記録紙上に加圧されて、該トナー
像が記録紙上に定着される。

【００２５】加熱ローラ８０におけるローラ本体部８３
の軸方向に沿ったヒータ８４の発熱量およびローラ本体
部８３の表面温度それぞれについて図３に示す。図３か
ら明かなように、ローラ本体部８３の表面温度は、記録
紙通過領域Ｓにおいては、所定温度よりも高温になって
いる。また、図９に示した加熱ローラ１１０のローラ本
体部１１１表面の軸方向の表面温度を、図３に破線で示
す。本実施例では、ローラ本体部８３の気流通流方向上
流側の端部における表面温度の低下が確実に抑制されて
いる。

【００２６】本発明の第２の実施例を図４に示す。本実
施例では、加熱ローラ８０のヒーター８４の各発熱部８
４ｃは、すべて、気流通流方向に等しい長さとなってお
り、しかもそれぞれが等しい間隔をあけて配置されてい
る。そして、本実施例では、ヒーター８４全体が気流通
流方向の上流側にずれた状態になっている。従って、気
流通流方向上流側の端部に位置する発熱部８４ｃが、ロ
ーラ本体部８３の気流通流方向上流側端部を加熱してお
り、該発熱部８４ｃによって、ローラ本体部８３の該端
部が所定温度以下に冷却されることが補償される。

【００２７】この場合のローラ本体部８３表面の軸方向
に沿った温度およびヒーター８４の軸方向に沿った発熱
量を図４に併記する。本実施例でも、記録紙通過領域Ｓ
における気流通流方向上流側の端部が所定温度以下に低
下されるおそれがない。

【００２８】本発明のさらに他の実施例を図５に示す。
本実施例では、加熱ローラ８０のヒーター８４は、前記
実施例と同様に、記録紙通過領域Ｓに対して気流通流方
向上流側にずれた状態になっており、しかも、発熱体８
４ｂは、各端部に位置する発熱部８４ｃを除く各発熱部
８４ｃそれぞれの軸方向長さが、気流通流方向上流側に
位置するものから順次短くなるようになっている。この
ように構成することにより、ローラ本体部８３内に流入
して該ローラ本体部８３内を通流する気流は、各発熱部
８４ｃによる加熱が順次低下されることになり、ローラ
本体部８３内を通流する間に該気流が著しく高温になる
ことが抑制される。

【００２９】本発明の第４実施例を図６に示す。本実施
例では、気流通流方向下流側の端部に位置する発熱部８
４ｃが、その発熱部８４ｃの気流通流方向上流側に位置
する発熱部８４ｃよりも発熱量が小さくなっている。そ
の他の構成は、図５に示す実施例と同様である。本実施
例では、ローラ本体部８３の表面および内部を通流する
気流によって、ローラ本体部８３の表面の温度が、より
一層均一になる。

【００３０】さらに、本発明の第５実施例を図７に示
す。本実施例では、ヒーター８３は、各端部に位置する
発熱部８４ｃを除く発熱部８４ｃは、等しい長さになっ
ており、また、ローラ本体部８３の記録紙通過領域Ｓ
を、軸方向の各端部を除いて均等に加熱されるように、
該記録紙通過領域Ｓに対して軸方向にずれていない状態
になっている。そして、ヒーター８４の発熱体８４ｂに
おける気流通流方向上流側端部に位置する発熱部８４ｃ
が、気流通流方向上流側へ延出するように、他方の端部
に配置された発熱部８４ｃよりも長くされている。この
場合の、ローラ本体部８３表面の軸方向に沿った温度お
よびヒーター８４の軸方向に沿った発熱量を図７に併記
する。気流通流方向上流側端部に位置する発熱部８４ｃ
の発熱量は、他の発熱部よりも十分に大きくなってお
り、該発熱部８４ｃによって、ローラ本体部８３の記録
紙通過領域Ｓの気流通流方向上流側端部、が十分に加熱
されるようになっており、記録紙通過領域Ｓにおける気
流通流方向上流側の端部が所定温度以下に低下されるお
それがない。

【００３１】さらに、本発明の第６実施例を図８に示
す。本実施例では、ヒーター８３の気流通過方向下流側
の端部に位置する発熱部８４ｃが、該発熱部８４ｃと気
流通流方向上流側に隣接する発熱部８４ｃと同様の長さ
になっている。その他の構成は、図７に示す実施例と同
様である。本実施例では、ローラ本体部８３表面が、よ
り一層均一となるように加熱される。

【００３２】なお、上記実施例では、記録紙上のトナー
を該記録紙に加圧するために、加熱ローラ８０に圧接さ
れる加圧ローラ７０を使用する構成としたが、加圧ロー
ラに替えて加熱ローラに圧接される加圧ベルトを使用し
てもよい。

【００３３】

【発明の効果】本発明の画像形成装置の定着装置は、こ
のように加熱ローラに設けられたヒーターによって、該
加熱ローラの側方からローラ本体部へと流入する気流に
よる加熱ローラにおける記録紙通過領域の冷却が補償さ
れるようになっているために、該加熱ローラによって、
記録紙上のトナーが全体にわたって確実に加熱され、定
着不良およびオフセットの発生が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置の一例を示す断面図。

【図２】本発明の定着装置が設けられた複写機の全体の
構成を示す断面図。

【図３】本発明の定着装置の動作説明のための概略図。

【図４】本発明の第２実施例の定着装置を示す概略図。

【図５】本発明の第３実施例の定着装置における定着ロ
ーラを示す概略図。

【図６】本発明の第４実施例の定着装置における定着ロ
ーラを示す概略図。

【図７】本発明の第５実施例の定着装置の定着ローラを
示す概略図。

【図８】本発明の第６実施例の定着装置の定着ローラを
示す概略図。

【図９】従来の定着装置の動作説明のための概略図。

【符号の説明】

１０ 複写機本体 ７０ 加圧ローラ ８０ 加熱ローラ ８３ ローラ本体部 ８４ ヒーター ８４ｂ 発熱体 ８４ｃ 発熱部 ９０ 排気ファン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱ローラおよび該加熱ローラに圧接さ
   れた加圧手段とを有しており、トナーが転写された記録
   紙が加熱ローラと加圧手段との間を通過することによっ
   て、該トナーが加熱されつつ加圧されて該記録紙上に定
   着される画像形成装置の定着装置であって、 前記加熱ローラが、 所定方向に通流する気流内に、該気流の通流方向と軸方
   向が一致された状態で回転可能に配置された中空のロー
   ラ本体部と、 該ローラ本体部の内部を挿通するヒーターと、を具備
   し、 該ヒーターは、該ローラ本体部における記録紙通過領域
   の気流通流方向上流側部分が前記気流によって所定温度
   以下に冷却されることを補償するように、該記録紙通過
   領域よりも該気流通流方向上流側に位置するローラ本体
   部の端部を加熱するようになっていることを特徴とする
   画像形成装置の定着装置。