JPH0679190B2 - 加熱定着装置 - Google Patents

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くなるように構
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が起
こり、クリーナ、現像器内でのトナーブロツキングを誘
発したり、装置内のプラスチイツ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ーラ間のみに断
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。

１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、フツソゴム、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ツトトナーや紙粉
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、ノーメツクス、ヒメロン、等の耐熱不織布
よりなるクリーニングウエブ6₁を用いている。

上記クリーニングウエブ6₁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、このウエブ6₁
は、駆動を与えられる（不図示）巻取りローラ6₅により
供給ローラ6₂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エブ6₁の新しい面が加熱ロ
ーラに当接する。このウエブ6₁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6₂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、クリーニングウエブ6₁中にジメチルシリコンオイル
等のオフセツ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１側に側く案内板で、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
圧両ローラ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18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18₁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、10としては、グラスウール、ロツクウー
ル、セラミツクフアイバー、或いはフエノールフオー
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１の両端の回転軸1₁、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1₁、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26₁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1
1、11′を用いているため、ローラ端部からの枠体13、1
3′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（ポリフエニレンサルフアイ
ド）、PBT（ポリブチレンテレフタレート）樹脂、フエ
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、変性フエノール、四沸化
エチレンに補強充てん材を加えたもの等の熱遮断性の良
好な耐熱性材料を構成されるものが好ましい。

上述のごとく、加熱ローラ１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1
3、13′から熱的に弧立状態となり、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7mm、表層に35μ厚のPFA被覆をしたロー
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たロ
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70W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11mm、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ｔ＝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く上昇して加熱ロー
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（Ｃ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、Ｃ点にお
ける定着能力が最も低い。従ってこのＣ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Ｃ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）を含めて表してあ
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/sec（A3サイズ紙、35枚／分）、秤量80g/m
₂A3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12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）興人、ペーパーウエ
ス）を用いて、圧力40g/cm²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。

すなわち 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 以下の表１に各定着器の構成要件を示す。

定着器No.1〜５の均一ヒータ３としては、発熱長が330m
mの均一巻線ヒータを用いた。又定着器No.6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
なわち最大通紙巾以下、より好ましくは、最大通紙巾よ
りも20mm〜80mm短いヒータ）の均一巻線ヒータを用いて
も後述と略同等な効果が得られた。

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から明らかなように、定着器No.1からNo.6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 No.1からNo.2のところ及びNo.4とNo.7の比較、 No.4からNo.5のところ及びNo.4とNo.7の比較、 No.5からNo.6のところ及びNo.4とNo.7の比較、 で特に顕著な差が見られる。

は防熱防止部材と、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No.3、No.4を比較すると、No.4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No.2とNo.3、No.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、No.、N
o.6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にはこれらの定着器におけるウエイトタイム（電源
投入後定着可能になるまでの時間）の比較結果を示して
ある。定着器No.1からNo.6に向かうにつれ、熱損失が防
止されるのでウエ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No.1ではほとんど測定不可能である
のに対しNo.7又はNo.2からNo.6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No.1と定着器No.5、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てある。図
より明らかなように定着器No.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No.6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＋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
を表示してある。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（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てある。

尚、定着器No.7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3
₁（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、3₂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図に示すごとく各発熱帯及び発
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
上では全体がほぼ一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
下のごとく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1₁、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14a、14a′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
例では鉄を用いてある。このギア14、14′は内層14a、1
4a′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25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26
₁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1₁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14c′を切っておいて耐熱樹脂からなる内層1
4a′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
順じ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14₁b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14₁a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
14₁bは内層14₁よりも厚く設けられ、駆動源Ｍからの駆
動を受ける外層14₁cと内層14₁a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14₁bが十分な強度を有するものであれば内層14₁a
を設けなくても良い。この内層14₁a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11a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14₁aをスリーブ11aと同厚かそ
れ以下にしてあり、スリーブ11a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11a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14₂は、熱遮断性の断熱材からなり、回転軸1₁
に嵌合され回転軸1₁と一体的に回転する。ギア14₂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12
aと摺動する。従ってベアリング12aはこのギア14₂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1₁に嵌着されたギア14₃は断熱材からなる内層14₃
a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1₁との間の範囲すべてに設けら
れ、回転軸1₁から外層14₃b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、一様の断熱層（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14₄a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1₁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てある。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
うに構成してある。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10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
に熱触する加圧ローラ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14₅は駆動源Ｍからの駆動を受ける部分
に金属ギア層14₅b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14₅aを一体化し
て有している。この耐熱性断熱層14₅a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1₁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14₅aはベアリング12
a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14₅b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14₅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14
₆a、金属ギア層14₆bを有している。このギア14₆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１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12c、12d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）一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
の一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C1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。55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
ライジ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列の説明は、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、100
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No.6の200％ヒータの発熱分布図、 第５図は定着器No.1と定着器No.6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。 １……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

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−83041（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−68078（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−122566（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−106264（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−167740（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−123352（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−57460（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−72463（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−144367（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−139948（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−59063（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−121663（ＪＰ，Ｕ) 特公 平３−24672（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平１−60145（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平２−3502（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭59−5865（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭62−43316（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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。