JPH08190295A - 画像定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小サイズの記録シートに画像を定着した後での
ロールの温度分布を従来よりも一様にすることができる
画像定着装置を提供する。 【構成】加熱ロール１と加圧ロール５とを具備した画像
定着装置において、加圧ロール５の内周面に螺旋状の溝
を設ける。加熱ロール１と加圧ロール５との間のニップ
を通過する小サイズの記録シート９に対応しない位置で
は、溝８，１０の本数を多くし、小サイズの記録シート
９に対応する位置では溝８の本数を少なくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の電子写真方式を用いる機器に使用さ
れる画像定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を利用した複写機等におい
ては、記録シート上に形成された未定着トナー像を定着
して、永久画像にする必要がある。この定着方法には種
々のものがあるが、最も一般的には、加熱によってトナ
ーを溶融させて、これを記録シート上に融着させる加熱
定着法が採用されている。そして、この方法を実施する
画像定着装置としては、種々のものがあるが、一般には
加熱ロール方式のものが利用されている。この種の装置
は、加熱ロールとこれに圧接させられた加圧ロールとを
備え、両者の間のニップに記録シートを通過させ、記録
シート上の未定着トナー像を熱および圧力によって定着
させるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな画像定着装置では、一旦小サイズの記録シート（例
えば葉書）に画像を定着すると、記録シートの幅に相当
する範囲だけ加熱ロールや加圧ロールの温度が低下す
る。このため、次の画像定着に備えて、例えば加熱ロー
ルに内蔵されたヒータでロールを軸線方向全体にわたっ
て昇温するが、記録シートの幅に相当する範囲を適切な
温度にすると、この範囲外の温度が高くなり過ぎること
がある。この場合、次に普通サイズの記録シート（例え
ばＡ４サイズのコピー用紙）に画像定着する際、前記の
小サイズの記録シートの幅からはみ出た範囲の未定着ト
ナー像がオフセット、すなわち溶融し過ぎて加熱ロール
に付着するおそれがある。

【０００４】したがって、小サイズの記録シートを加熱
ロールと加圧ロールとの間に通過させた後では、できる
だけ加熱ロールおよび加圧ロールの温度分布を均一にす
ることが望ましい。このためには、特開平５−３４１６
７９号公報に記載された装置のように、ロールの内部空
間に向けてロールの軸線方向に沿った気流を通過させる
フィンをロール端部に設けたり、特開平５−３４１６８
３号公報に記載された装置のように、ロールの回転に伴
ってロールの軸線方向に沿った気流を発生させるフィン
をロールの内周面に設けたりすることが考えられる。

【０００５】しかし、これらの装置では、気流によって
ロールが軸線方向全体にわたって冷却されても、局所的
に温度を制御できるわけではないから、温度分布を均一
にする上ではあまり効果的ではない。したがって、前記
のような温度差の発生および部分的に高温になることに
よるオフセットの発生を防止できない。

【０００６】この発明は前記の課題を解決するためにな
されたものであり、小サイズの記録シートに画像を定着
した後でのロールの温度分布を従来よりも一様にするこ
とができる画像定着装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明にあっては、回転可能になされており、加
熱手段を内蔵した加熱ロールと、回転可能になされてお
り、前記加熱ロールに圧接させられ、前記加熱ロールと
の間にニップが設けられ、このニップを未定着トナー像
が形成された記録シートが通過することによりトナー像
が定着されるようになされた加圧手段とを具備してお
り、前記加熱ロールと加圧ロールの少なくともいずれか
一方の内周面にほぼ周方向に延びる溝または突条を設
け、前記ニップを通過する小サイズの記録シートに対応
しない位置での単位長さ当たりの前記溝または突条の数
を、前記小サイズの記録シートに対応する位置での単位
長さ当たりの前記溝または突条の数よりも多くしたこと
を特徴とする。

【０００８】

【作用】加熱ロールまたは加圧ロールの回転に伴って、
内周面に設けられた溝または突条に沿って気流が発生す
る。ロールの単位長さ当たりのこの溝または突条の数
は、小サイズの記録シートに対応しない位置では多く、
小サイズの記録シートに対応する位置では少なくなって
いるために、小サイズの記録シートに対応しない位置の
表面積が大きくなり、気流によって小サイズの記録シー
トに対応しない位置が余計に冷却される。これによっ
て、小サイズの記録シートに画像を定着した後でのロー
ルの温度分布を従来よりも一様にすることができる。こ
の後、ロールを昇温させて、次の記録シートの画像定着
に備える。温度分布がこのように比較的一様にされるか
ら、次に普通サイズの記録シートに画像を定着させる場
合には、小サイズの記録シートに対応しない位置でもト
ナーがロールにオフセットしてしまう不具合を防止する
ことが可能である。

【０００９】

【実施例】Ａ．実施例の構成 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。まず、図１はこの発明の一実施例による画像定着装
置の構成を示す正面断面図である。この画像定着装置
は、回転可能になされた加熱ロール１と加圧ロール５と
を備えており、加熱ロール１は、金属製の円筒状のコア
２の内部に赤外線ランプ等のヒータ（加熱手段）４を設
け、コア２の外周面を離型層３で被覆することにより構
成されている。この離型層３は、コア２の外周面に用紙
上のトナーが付着しないように設けられているものであ
って、その材料は、フッ素樹脂、シリコーンゴムまたは
シリコーン樹脂などの耐熱性材料である。

【００１０】一方、加圧ロール５は、加熱ロール１に圧
接することができるように配置されており、円筒状のコ
ア６と、紙離れを良くするためにコア６の外周に被覆さ
れた耐熱弾性材料からなる離型層７とを備えている。こ
のような耐熱性材料としては、記録シート９に一様に圧
力を与えてトナー像を定着するために軟質な材料が好ま
しく、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴムが用いられて
いる。そして、これらのロール１，５を回転させて、そ
の間のニップに未定着トナー像が形成された記録シート
９を通過させて、加熱および加圧することによって、ト
ナー像を定着させる。

【００１１】この画像定着装置では、様々なサイズの記
録シート９にトナー像を定着させることができるが、こ
こでは特に小サイズの記録シート９がニップを通過して
いる状態を例に採って図示するものとする。

【００１２】さて、加圧ロール５のコア６の内周面に
は、螺旋状の溝８が形成されている。この溝８は小サイ
ズの記録シート９に対応する位置では、１条のみ形成さ
れている。その一方、小サイズの記録シート９に対応し
ない位置ではさらにもう１条の溝１０が形成されてい
る。したがって、加熱ロール５の単位長さ当たりの溝
８，１０の数は、小サイズの記録シート９に対応しない
位置では多く、小サイズの記録シート９に対応する位置
では少なくなっている。

【００１３】なお、ここでは小サイズの記録シート９に
対応する位置では溝が１条、小サイズの記録シート９に
対応しない位置では溝が２条設けられているが、ヒータ
４の加熱パターンや、記録シート９を処理する速度、加
熱ロール１と加圧ロール５のサイズに応じて溝の本数は
適宜設定される。また、溝のピッチ、幅および深さもこ
れらの条件に応じて適宜設定される。

【００１４】Ｂ．実施例の動作 さて、この実施例では、加圧ロール５の回転に伴って、
その内周面に設けられた溝８，１０に沿って気流が発生
している。加圧ロール５の単位長さ当たりのこの溝８，
１０の数は、小サイズの記録シート９に対応しない位置
では多く、小サイズの記録シート９に対応する位置では
少なくなっているために、小サイズの記録シート９に対
応しない位置の表面積が大きくなり、気流によって小サ
イズの記録シート９に対応しない位置が常時余計に冷却
されている。

【００１５】そして、この画像定着装置には、未定着ト
ナー像が表面に形成された記録シート９が搬送されてく
る。ロール１，５は図示しない駆動手段により回転さ
れ、その間のニップに記録シート９が通過させられるこ
とによって、トナー像が加熱および加圧される。これに
よってトナー像が記録シート９に定着される。

【００１６】ここで、記録シート９が通過させられない
ときには、加熱ロール１および加圧ロール５は、軸支す
る部分、内周側および外周側の空気のみによって熱が奪
われている。また、加熱ロール１および加圧ロール５は
圧接させられているので、熱伝達により、加圧ロール５
も加熱される。

【００１７】そして、記録シート９を加熱ロール１およ
び加圧ロール５の間に通過させると、加熱ロール１およ
び加圧ロール５から記録シート９によって熱が奪われ
る。また、加熱ロール１から加圧ロール５に熱が伝達さ
れなくなるために、加圧ロール５が余計に冷却される。
したがって、記録シート９の通過によって温度の低下が
著しいのは、加熱ロール１および加圧ロール５の記録シ
ート９に対応する部分、特に加圧ロール５の記録シート
９に対応する部分である。

【００１８】その一方、前記のように加圧ロール５の記
録シート９に対応しない位置では、溝１０が追加されて
いることによって、前記のように常時余計に冷却されて
いる。したがって、この位置の温度と記録シート９に対
応する位置の温度とは、大きな差が生じない。

【００１９】図３は、この実施例の画像定着装置と従来
技術の画像定着装置とで、小サイズの記録シート９を通
過させた直後の加圧ロール５の温度分布を比較して示す
グラフである。図において実線は、従来技術の画像定着
装置での温度分布を示す。ここでいう従来技術の画像定
着装置は、加圧ロール５に溝８および１０を設けていな
いものであり、他の点は実施例と同様である。また、破
線は、実施例の画像定着装置での温度分布を示す。

【００２０】図３において、従来技術および実施例では
ともに、加圧ロール５における小サイズの記録シート９
に対応する位置では、温度が約９０℃に低下する。その
一方、記録シート９に対応しない位置では、従来技術に
おいては約１７０℃に低下する。したがって、両方の位
置での温度差はおよそ８０℃になる。一般にトナーは約
９０℃でも定着可能であるが、最も定着に適した温度は
トナーの種類にもよるが、１５０〜２００℃、あるいは
１５０〜２４０℃である。

【００２１】したがって、次の記録シートでの画像定着
に備えて、ヒータ４の出力を上昇し、加熱ロール１を昇
温させ、加圧ロール５における小サイズの記録シート９
に対応する位置を１５０℃以上に昇温させる。ところ
が、従来技術ではロールを局所的に温度制御できないか
ら、前記の８０℃の温度差はかなりの期間そのまま維持
され、加圧ロール５における小サイズの記録シート９に
対応する位置の温度を９０℃から１５０℃にすると、記
録シート９に対応しない位置では２３０℃になり、トナ
ーの種類によっては加熱ロール１へのオフセットが発生
してしまう。また小サイズの記録シート９に対応する位
置の温度を１７０℃まで上昇させると、記録シート９に
対応しない位置では２５０℃になり、ほとんどの種類の
トナーでオフセットが発生する。

【００２２】これに対して、この実施例では、小サイズ
の記録シート９に対応しない位置の温度は、約１３０℃
に低下する。したがって、記録シート９に対応する位置
との温度差はおよそ４０℃になる。このように、小サイ
ズの記録シート９に画像を定着した後での加圧ロール５
の温度分布を従来よりも一様にすることができる。この
後、ヒータ４の出力を上昇し、加熱ロール１および加圧
ロール５を昇温させて、次の記録シート９の画像定着に
備える。この実施例では前記の温度差がおよそ４０℃で
あり、かつ小サイズの記録シート９に対応しない位置で
は常時余計に冷却されていることから、記録シート９に
対応する位置を１５０℃以上に昇温させた際には、記録
シート９に対応しない位置でもほぼ同じ温度にすること
が可能である。

【００２３】以上のように、この実施例では温度分布が
比較的一様にされるから、次に普通サイズの記録シート
に画像を定着させる場合には、小サイズの記録シート９
に対応しない位置でもトナーが加熱ロール１にオフセッ
トしてしまう不具合を防止することが可能である。ま
た、特に加圧ロール５に溝８，１０を設けることによっ
て、加圧ロール５側の離型層７を加圧ロール５の軸線方
向にわたって一様な温度にすることができ、離型層７の
熱膨張の差による普通サイズの記録シートのしわの発生
を防止することが可能である。

【００２４】なお、この実施例では、普通のサイズの記
録シートを加熱ロール１および加圧ロール５の間に通過
させた直後には、溝１０が余計にあるために、小サイズ
の記録シート９に対応しない位置で温度が余計に下がる
傾向がある。これを防止するためには、溝の本数、ピッ
チ、幅および深さ、さらにヒータ４の加熱パターンを適
当に設定すればよい。

【００２５】また、一般に記録シートを加熱ロール１お
よび加圧ロール５の間のニップ内に通過させる方式に
は、記録シートのサイズに関係なくロールの軸線方向中
央と記録シートの幅の中央とを合致させる方式と、記録
シートのサイズに関係なくロールの軸線方向端部と記録
シートの端部とを合致させる方式とがあるが、この実施
例は両方に採用することが可能である。

【００２６】Ｃ．変更例 図２は、前記の実施例の変更例を示す。この例では、加
圧ロール５の内周面の記録シート９に対応する位置では
ピッチの大きい１条の溝１２を形成し、記録シート９に
対応しない位置ではピッチの小さい１条の溝１４を形成
している。溝１２および１４は互いに連続していてもよ
いし、両者の間が離れていてもよい。これによって、加
熱ロール５の単位長さ当たりの溝１２，１４の数は、小
サイズの記録シート９に対応しない位置では多く、小サ
イズの記録シート９に対応する位置では少なくなってお
り、前記の実施例と同様の効果が達成される。

【００２７】その他、変更例としては下記のものが考え
られる。 前記の溝８，１０，１２，１４の代わりに、突条を
設けることも可能である。突条の本数、ピッチ、幅およ
び高さは、ヒータ４の加熱パターンや、記録シート９を
処理する速度、加熱ロール１と加圧ロール５のサイズに
応じて適宜設定される。 前記の実施例では、加圧ロール５に溝を形成してい
るが、これに限られず加熱ロール１、あるいは加熱ロー
ル１および加圧ロール５の両者に溝あるいは突条を設け
てもよい。この場合も、記録シート９が通過されないと
きには、加熱ロール１から加圧ロール５に熱が伝達され
ているから、前記の実施例と同様の効果が達成される。 前記の実施例では螺旋状の溝を設けているが、その
代わりに円環状の溝を設け、この溝の間隔をロールにお
ける小サイズの記録シート９に対応する位置と対応しな
い位置とで変更することによっても同様の効果が達成さ
れる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る画
像定着装置によれば、小サイズの記録シートに画像を定
着した後でのロールの温度分布を従来よりも一様にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例による画像定着装置の構
成を示す正面断面図である。

【図２】 変更例による画像定着装置を示す正面断面図
である。

【図３】 実施例の画像定着装置と従来技術の画像定着
装置とで、小サイズの記録シートを通過させた直後の加
圧ロールの温度分布を比較して示すグラフである。

【符号の説明】

１ 加熱ロール、２ コア、３ 離型層、４ ヒータ
（加熱手段）、５ 加圧ロール、６ コア、７ 離型
層、８，１０，１２，１４ 溝、９ 記録シート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能になされており、加熱手段を内
   蔵した加熱ロールと、 回転可能になされており、前記加熱ロールに圧接させら
   れ、前記加熱ロールとの間にニップが設けられ、このニ
   ップを未定着トナー像が形成された記録シートが通過す
   ることによりトナー像が定着されるようになされた加圧
   手段とを具備しており、 前記加熱ロールと加圧ロールの少なくともいずれか一方
   の内周面にほぼ周方向に延びる溝または突条を設け、 前記ニップを通過する小サイズの記録シートに対応しな
   い位置での単位長さ当たりの前記溝または突条の数を、
   前記小サイズの記録シートに対応する位置での単位長さ
   当たりの前記溝または突条の数よりも多くしたことを特
   徴とする画像形成装置。