JPH08146799A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シートが通過しないことによって温度上昇し
た非通紙範囲の放熱が重点的になされるようにして、加
圧ローラの軸方向の温度分布を均一化させることができ
る定着装置を提供する。 【構成】 加圧ローラ３に接触して加圧ローラ３の熱を
放散させる放熱ローラ４が，放熱性の異なる材料で軸方
向に分割して構成されている。小さいサイズのシートを
定着処理するときには各ローラの所定部分のみが通紙範
囲として使用されるため，非通紙範囲の温度が上昇して
加圧ローラ３の軸方向の温度分布が不均一となるので，
放熱ローラ４を放熱性の高い材料４ｂと放熱性の低い材
料４ａとによって分割して構成することにより，温度が
高くなる部分での熱の放散が促進される結果，加圧ロー
ラの軸方向の温度分布が平均化され，加圧ローラ３の軸
方向の温度差による定着性の低下が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，複写機，プリンタ等の
画像形成装置に設けられる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置の一例である複写機では，
図４に示すように，原稿台２１上に載置された原稿を光
学系２２により読み取ることにより，感光ドラム２３の
表面に原稿画像が静電潜像として形成され，この静電潜
像は現像装置２４から供給されるトナーにより現像さ
れ，給紙部２５から給紙されるシート（コピー用紙等）
上に転写される。トナー像が転写されたシートは定着装
置２６で加熱と加圧とを受けることによりシート上に定
着され，原稿が複写されたシートとして機外に排出され
る。上記定着装置２６は，図５（ａ）に示すように加熱
ローラ２７と加圧ローラ２８とを備えて構成されてお
り，ヒータを内蔵する加熱ローラ２７の加熱によりシー
ト上のトナーを加熱溶融させると共に，加圧ローラ２８
により加圧することにより溶融したトナー像をシート上
に定着させる。画像形成装置では複数のシートサイズに
対応させるため，上記加熱ローラ２７及び加圧ローラ２
８の幅は，最大のシートサイズに適応するように設定さ
れる。そのため，使用するシートが小さいサイズのもの
であるとき，定着処理が連続して行われると，シートが
通る通紙範囲では定着のために熱消費がなされるが，非
通紙範囲では熱消費がないため通紙範囲と非通紙範囲と
の間に温度差が生じる。加圧ローラはローラ部分がゴム
で形成されており、その温度上昇に伴って膨張するが，
温度の高い非通紙範囲の熱膨張が大きくなると，図５
（ｂ）に示すように，軸方向で直径に差が生じて定着処
理を行っている通紙部分での加熱ローラ２７と加圧ロー
ラ２８とのニップ量が低下し，定着性の低下を招く。図
示の例はセンター基準通紙の場合であるが，コーナー基
準通紙の場合には，放熱ローラの所定位置から一方の端
部にかけて他の部分との間に直径の差が生じる。そこ
で，図５（ｃ）に示すように上記加圧ローラ２８に放熱
ローラ２９を接触回転させ，熱伝導性のよい材質によっ
て形成された放熱ローラ２９により加圧ローラ２８の熱
を放散させることがなされる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，加圧ロ
ーラ２８の放熱を必要とする部分は，シートが通過しな
い非通紙範囲であるが，放熱ローラ２９による加圧ロー
ラ２８の熱の放散は軸方向に均等になされるため，温度
の高い非通紙範囲の熱を重点的に放散させ，加圧ローラ
２８の軸方向の温度分布を均一化させることができない
問題点があった。そこで，本発明の目的とするところ
は，シートが通過しないことによって温度の上昇した非
通紙範囲の放熱が重点的になされるようにして，加圧ロ
ーラの軸方向の温度分布を均一化させることができる定
着装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採用する手段は，トナー像が転写されたシー
トを加熱ローラと加圧ローラとの間に通して上記トナー
像をシート上に定着させる定着装置であって，上記加圧
ローラに放熱ローラを接触回転させて上記加圧ローラの
熱を放散させるように構成された定着装置において，上
記放熱ローラが，放熱性の異なる材料で軸方向に分割し
て構成されてなることを特徴とする定着装置として構成
されている。上記構成において，上記放熱ローラは熱伝
導率が異なることにより放熱性が異なる複数の材料で分
割して形成することができる。又，上記構成において，
上記放熱ローラは熱膨張率が異なることにより放熱性が
異なる複数の材料で分割して形成することができる。

【０００５】

【作用】本発明によれば，加圧ローラに接触して加圧ロ
ーラの熱を放散させる放熱ローラが，放熱性の異なる材
料で軸方向に分割して構成されている。小さいサイズの
シートを定着処理するときには各ローラの所定部分のみ
が通紙範囲として使用され，その他の部分は非通紙範囲
となり，通紙範囲では定着処理のため熱消費がなされる
が，非通紙範囲では熱消費がないため温度が上昇し，加
圧ローラの軸方向の温度分布は不均一となり，加圧ロー
ラの非通紙範囲で熱膨張が生じて定着処理を行う通紙範
囲での加熱ローラとのニップ量が減少し，定着性が低下
する。そこで，上記放熱ローラを放熱性の高い材料と放
熱性の低い材料とに分割して構成することにより，加圧
ローラの軸方向の温度分布が平均化される。上記放熱ロ
ーラの分割は，センター基準通紙である場合には両端部
側を放熱性のよい材料，中央部側を放熱性の低い材料と
なるように分割し，コーナー基準通紙である場合には通
紙コーナー側を放熱性の悪い材料，その他の側を放熱性
の良い材料となるように分割して形成することにより，
放熱性のよい材料により温度が高くなる加圧ローラの端
部側から重点的に放熱ローラに熱が奪われるので，加圧
ローラの軸方向の温度分布が平均化される。上記放熱性
の良否は，分割形成する材料の熱伝導率の大小，又は，
熱膨張率の大小によって区分することができる。熱伝導
率の大小は加圧ローラから熱を奪う度合いが変化するこ
とによる放熱性の良否となり，一方，熱膨張率の大小
は，熱膨張により加圧ローラとの接触圧が高まった部分
から重点的に熱を奪うので，加圧ローラの軸方向の温度
分布が平均化される。

【０００６】

【実施例】以下，添付図面を参照して本発明を具体化し
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発明
の技術的範囲を限定するものではない。ここに，図１は
本発明の第１実施例に係るセンター基準通紙の定着装置
の構成を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ），図２は本発
明の第２実施例に係る定着装置の構成を示す正面図，図
３はコーナー基準通紙の定着装置に適用した構成を示す
正面図である。図１において，実施例に係る定着装置１
は，加熱ローラ２，加圧ローラ３，放熱ローラ４を備え
て構成されており，これらの軸方向の幅は，本定着装置
１が装備される画像形成装置が対象とする最大のシート
サイズであるＡ３に対応する幅に設定されている。同図
に示すように各サイズのシートは，加熱ローラ２と加圧
ローラ３とが所定の圧力で接する間に通されることによ
り，シート上に形成されたトナー像が定着されるよう構
成されている。上記加熱ローラ２には図示しないヒータ
が内蔵されており，通過するシート上のトナーを加熱溶
融させ，加圧ローラ３が圧接することにより溶融したト
ナーがシート上に定着される。この定着装置１は，セン
ター基準通紙として構成されており，図示するように各
サイズのシートを加熱ローラ２と加圧ローラ３の中央部
分を通過させて定着処理がなされる。

【０００７】いま，上記定着装置１により，最小サイズ
のＢ５シートの定着処理がなされるとき，加圧ローラ３
の中央部分のＢ５サイズの幅が通紙範囲となり，この通
紙範囲では定着処理により熱消費がなされて温度が低下
するが，シートが通過しない両端部側の非通紙部分では
熱消費がないため温度上昇し，通紙範囲と非通紙範囲と
の間に温度差が生じる。このような定着処理が連続して
なされると，加圧ローラ３の軸方向の温度差は次第に大
きくなり，温度上昇する非通紙範囲での加圧ローラ３は
膨張し，その直径は非通紙範囲で大きくなり通紙範囲で
の加圧ローラ３と加熱ローラ２との間のニップ量が減少
して定着性が低下する。そこで，加圧ローラ３の軸方向
の温度分布を均一化させるため，図１に示すように中央
部分が熱伝導率が低い材料４ａ，両端部側が熱伝導率が
高い材料４ｂ，４ｂで形成された放熱ローラ４を加圧ロ
ーラ３に接触回転させる。上記熱伝導率の低い材料４ａ
は，例えば樹脂，上記熱伝導率の高い材料４ｂ，４ｂ
は，例えばアルミニウムで構成することができる。上記
熱伝導率が高い材料４ｂ，４ｂで形成された部分が接触
する加圧ローラ３の両端部側は，小さいサイズのシート
を定着処理するときに非通紙範囲となって温度上昇が高
くなるが，熱伝導率の高い材料４ｂ，４ｂを接触させる
ことにより，加圧ローラ３の非通紙範囲の熱は効率的に
奪われて熱の放散が促進される。一方，上記熱伝導率が
低い材料４ａが接触する加圧ローラ３の中央部分は，全
てのシートサイズの定着処理で通紙範囲となる部分であ
るので，加圧ローラ３の熱の放散は少ない方がよく，熱
伝導率が低い材料４ａの接触により熱の放散は少なくな
る。従って，上記熱伝導率の高い材料４ｂ，４ｂにより
形成する軸方向の範囲を適宜設定することにより，非通
紙範囲となる場合が多い加圧ローラ３の両端部側の熱の
放散が重点的になされ，加圧ローラ３の軸方向の温度分
布が平均化されることになる。上記構成では，放熱ロー
ラ４を軸方向に３分割して構成しているが，分割数を更
に増加させると共に，熱伝導率の高いものを両端部側に
して複数種類の材料で構成することもできる。

【０００８】次に，本発明の第２実施例構成について説
明する。尚，上記第１実施例構成と共通する要素には同
一の符号を付して，その説明は省略する。図２におい
て，第２実施例に係る定着装置７では，図示するように
放熱ローラ５の両端部側が熱膨張率の高い材料５ｂ，５
ｂ，中央部側が熱膨張率の低い材料５ａで構成されてい
る。加圧ローラ３の熱が放熱ローラ５に伝わることによ
り，熱膨張率の高い材料５ｂ，５ｂが配設された両端部
側では，膨張により放熱ローラ５の直径が大きくなり，
加圧ローラ３との接触圧が高まり，熱伝導がよくなって
加圧ローラ３の両端部側の放熱性が中央部側より多くな
る。中央部側は膨張率が低い材料５ａであるため，膨張
率は小さく加圧ローラ３との接触圧が少なく，加圧ロー
ラ３からの熱伝導は低いので加圧ローラ３の中央部から
の放熱は少ない。従って，熱膨張率が異なる材料により
分割されて構成された放熱ローラ５を加圧ローラ３に接
触回転させることにより，加圧ローラ３の軸方向の温度
分布を平均化することができる。上記第２実施例構成に
おいても，放熱ローラ５を軸方向に３分割して構成して
いるが，分割数を更に増加させると共に，熱膨張率の高
いものを両端部側にして複数種類の材料で構成すること
ができる。

【０００９】上記各実施例はセンター基準通紙の画像形
成装置に対応するものであるが，コーナー基準通紙の場
合にも適用することができる。図３は上記第１実施例と
同様に熱伝導率の異なる材料により放熱ローラ６のロー
ラ部分を分割した第３実施例の構成である。図３におい
て，定着装置８はコーナー基準通紙として構成されてお
り，適用する最大サイズのシート（Ａ３）が定着処理で
きる幅に各ローラの軸方向の幅が設定されている。小さ
いサイズのシートの定着処理には，図示するように各ロ
ーラの一方端から所定幅が通紙範囲として使用される。
このようなコーナー基準通紙の場合に，上記放熱ローラ
による加圧ローラの温度分布の均一化を図るには，通紙
範囲として多く使用される一方端側を熱伝導率の低い材
料６ａ，その他の側を熱伝導率の高い材料６ｂに分割し
て放熱ローラ６が形成される。上記熱伝導率が高い材料
６ｂで形成された部分が接触する加圧ローラ３の一方端
側は，小さいサイズのシートを定着処理するときに非通
紙範囲となって温度が上昇するが，熱伝導率の高い材料
６ｂを接触させることにより，加圧ローラ３の非通紙範
囲の熱は効率的に奪われて熱の放散が促進される。一
方，上記熱伝導率が低い材料６ａが接触する加圧ローラ
３の中央部分は，全てのシートサイズの定着処理で通紙
範囲となる部分であるので，加圧ローラ３の熱の放散は
少ない方がよく，熱伝導率が低い材料６ａの接触により
熱の放散は少なくなる。従って，上記熱伝導率の高い材
料６ｂにより形成する軸方向の範囲を適宜設定すること
により，非通紙範囲となる場合が多い加圧ローラ３の一
方端側の熱の放散が重点的になされ，加圧ローラ３の軸
方向の温度分布が平均化されることになる。上記構成で
は，放熱ローラ４を軸方向に２分割して構成している
が，分割数を更に増加させると共に，熱伝導率の高いも
のを一方端側にして複数種類の材料で構成することもで
きる。又，上記第２実施例と同様に熱膨張率が異なる材
料で分割することもできる。

【００１０】

【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば，加圧
ローラに接触して加圧ローラの熱を放散させる放熱ロー
ラが，放熱性の異なる材料で軸方向に分割して構成され
ている。小さいサイズのシートを定着処理するときには
各ローラの所定部分のみが通紙範囲として使用され，そ
の他の部分は非通紙範囲となり，通紙範囲では定着処理
のため熱消費がなされるが，非通紙範囲では熱消費がな
いため温度が上昇し，加圧ローラの軸方向の温度分布は
不均一となり，加圧ローラの非通紙範囲で熱膨張が生じ
て定着処理を行う通紙範囲での加熱ローラとのニップ量
が減少し，定着性が低下する。そこで，上記放熱ローラ
を放熱性の高い材料と放熱性の低い材料とにより，セン
ター基準通紙である場合には両端部側を放熱性のよい材
料，中央部側を放熱性の低い材料となるように分割し，
コーナー基準通紙である場合には通紙コーナー側を放熱
性のよい材料，その他の側を放熱性の低い材料となるよ
うに分割して形成することにより，熱伝導率のよい材料
により温度が高くなる加圧ローラの両端部側から重点的
に放熱ローラに熱が奪われるので，加圧ローラの軸方向
の温度分布が平均化される。上記放熱性の良否は，分割
形成する材料の熱伝導率の大小，熱膨張率の大小によっ
て区分することができる。熱伝導率の大小は加圧ローラ
から熱を奪う度合いが変化することによる放熱性の良否
となり，一方，熱膨張率の大小は，熱膨張により加圧ロ
ーラとの接触圧が高まった部分から重点的に熱を奪うの
で，加圧ローラの軸方向の温度分布が平均化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例に係る定着装置の構成を示す正面
図（ａ）と側面図（ｂ）。

【図２】 第２実施例に係る定着装置の構成を示す正面
図。

【図３】 第３実施例に係る定着装置の構成を示す正面
図。

【図４】 従来例に係る画像形成装置の概略構成を示す
図。

【図５】 従来例に係る定着装置の構成と，その問題点
を説明する図。

【符号の説明】

１，７，８…定着装置 ２…加熱ローラ ３…加圧ローラ ４，５，６…放熱ローラ ４ａ，６ａ…熱伝導率の低い材料 ４ｂ，６ｂ…熱伝導率の高い材料 ５ａ…熱膨張率の低い材料 ５ｂ…熱膨張率の高い材料

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー像が転写されたシートを加熱ロー
   ラと加圧ローラとの間に通して上記トナー像をシート上
   に定着させる定着装置であって，上記加圧ローラに放熱
   ローラを接触回転させて上記加圧ローラの熱を放散させ
   るように構成された定着装置において，上記放熱ローラ
   が，放熱性の異なる材料で軸方向に分割して構成されて
   なることを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 上記放熱ローラが，熱伝導率が異なるこ
   とにより放熱性が異なる複数の材料で分割して形成され
   た請求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】 上記放熱ローラが，熱膨張率が異なるこ
   とにより放熱性が異なる複数の材料で分割して形成され
   た請求項１記載の定着装置。