JPH08320625A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 用紙等への振動を与えることなく加熱面の温
度均一化を図り、振動と加熱温度の不均一による用紙の
しわ等の問題を一掃して印字品質の向上を図った定着装
置を提供すること。 【構成】 ヒートローラ１８は、ローラ形状をなす筒状
本体２２と、この筒状本体２２内に充填された水や油等
の液体２４と、筒状本体２２の両端を密閉する振動吸収
部材としてのダンパ２６，２６と、一方の側のダンパ２
６に液体２４内に先端部が入り込んだ状態で取付けられ
た微小振動発生部材３０が備えられている。微小振動発
生部材３０は超音波振動子（又は電磁振動子）からな
り、超音波信号発信器３４に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式プリンタ，
ファクシミリ，複写機等の印刷装置における定着装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の印刷装置におけるトナー
の定着は、加熱と圧力を同時に加える手法によって行わ
れており、例えば図５に示すように、感光体６０より用
紙６２上に転写された未定着トナー６４を、ヒータラン
プ６６を内蔵するヒートローラ６８とプレッシャーロー
ラ７０間に通し、ヒータランプ６６の熱エネルギーで加
熱すると共に圧接する構成が採用されている。

【０００３】また、図６に示すように、一対のプレッシ
ャーローラ７２，７４のいずれか一方に超音波加振器７
６を設けて一方のプレッシャーローラ７２に超音波振動
を与え、圧接部に振動によるジュール熱を発生させて定
着する，所謂超音波定着方式も提案されている。

【０００４】更に又、図７に示すように、現像器７８に
よって感光体６０上に乗せられたトナー８０を、超音波
振動発生体としての転写定着部材８２と感光体６０との
間で圧接し、転写と定着を同時に行う超音波定着方式も
提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たヒートローラ方式では、ヒータランプの熱移動が固体
中伝播であるため、ヒートローラ表面の温度分布にむら
が生じ易く、この結果、加熱の不均一による定着強度の
不足、用紙のしわやカールの発生という問題を有してい
た。

【０００６】また、トナーに直接振動を与える超音波定
着方式では、用紙の微振動によるトナーの飛散や定着像
のずれといった問題があり、更に、転写定着を同時に行
う超音波定着方式では振動が感光体に伝わるため、転写
以前における静電潜像の歪みという致命的な欠陥が生ず
る恐れが常に存在していた。

【０００７】このように、従来例におけるヒータ熱を利
用した無振動定着方式と超音波定着方式では、いずれも
その特性に起因した副作用的弊害が派生するという不都
合があった。

【０００８】

【発明の目的】本発明では、かかる従来例の有する不都
合を改善し、特に加熱むらと振動による弊害を回避して
安定した定着を成し得ると共に、これによって用紙等に
定着された画像品質の向上を図り得る定着装置を提供す
ることを、その目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、感光体の下流側で用紙走行路に沿って配設されたヒ
ートローラと、このヒートローラに用紙を介して加圧当
接するプレッシャーローラとを備えた定着装置におい
て、ヒートローラを、筒状本体と、この筒状本体の両端
部に装備され内部を密封するダンパと、前記筒状本体内
に充填され振動により加熱される液体と、前記ダンパに
支持されて前記液体内に突設された微小振動発生部材と
により構成する、という手法を採っている。

【００１０】請求項２記載の発明では、前述した請求項
１記載の定着装置において、筒状本体内に、当該筒状本
体の回転と共に前記液体を撹拌する撹拌部材を設ける、
という構成を採っている。

【００１１】請求項３記載の発明では、感光体の下流側
で用紙走行路に沿って配設されたヒートローラと、この
ヒートローラに用紙を介して加圧当接するプレッシャー
ローラとを備えた定着装置において、ヒートローラを、
筒状本体と、この筒状本体の両端部に装備され内部を密
封するダンパと、このダンパに両端部が支持された円筒
状の中空剛体部材と、こ中空剛体部材と前述した筒状本
体との間に密封充填され振動により加熱される液体とに
より構成すると共に、中空剛体部材の内面に、当該中空
剛体部材加熱用の微小振動発生部材を複数装備する、と
いう構成を採っている。これによって前述した目的を達
成しようとするものである。

【００１２】

【作用】請求項１に係る発明では、微小振動発生部材が
駆動されると、振動エネルギーが液体に伝播し、自由な
熱移動によって液体は均一温度に加熱される。この均一
温度が筒状本体に伝わり、筒状本体の表面もむら無く均
一に加熱される。微小振動発生部材の振動は振動吸収部
材並びに液体に吸収され、筒状本体へはほとんど伝わら
ない。

【００１３】請求項２に係る発明では、撹拌部材の動作
で液体が撹拌され、液体全体における温度の均一化が迅
速になされる。

【００１４】請求項３に係る発明では、微小振動発生部
材が駆動されると、剛体部材が振動してこの振動エネル
ギにより筒状本体が加熱される。剛体部材の振動は振動
吸収部材並びに液体に吸収され、筒状本体へはほとんど
伝わらない。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１及び図２に
基づいて説明する。

【００１６】まず、図２に示すように、電子写真式プリ
ンタには、潜像を記録する記録媒体層を有し一定の回転
速度で回転する感光体２と、この感光体２の記録媒体層
に静電潜像を形成する潜像形成部４と、形成された静電
潜像にトナー層６を付着させて現像する現像器８と、転
写部１０および定着装置１２とを備えている。トナー層
６は転写部１０で用紙１６にトナー像１４として転写さ
れた後，定着装置１２へ送られて定着されるようになっ
ている。

【００１７】定着装置１２は、トナー定着用加熱体１８
と、このヒートローラ１８に圧接されるプレッシャーロ
ーラ２０とを備えて構成されている。

【００１８】ヒートローラ１８は、図１に示すように、
ローラ形状をなす筒状本体２２と、この筒状本体２２内
に充填された水や油等の液体２４と、筒状本体２２の両
端を密閉する振動吸収部材としてのダンパ２６，２６と
を備えている。更に、一方の側のダンパ２６には、軸受
２８を介して液体２４内に入り込んだ状態で微小振動発
生部材３０が装備されており、又筒状本体２２は、図示
しない定着装置１２のメインフレームに軸受３２を介し
て両端が支持されている。この軸受３２相互間の距離
は、用紙１６の幅よりも大きく設定されている。

【００１９】また、微小振動発生部材３０は、圧電超音
波振動子（または電磁振動子）からなり、超音波用信号
発信器３４に付勢されて作動し得るようになっている。

【００２０】そして、超音波用信号発信器３４により交
流電圧が印加されると、微小振動発生部材３０は超音波
振動を起こし、この振動エネルギーが液体２４に伝わっ
て液体２４は加熱される。ここで、超音波信号発信器３
４の最適振動数および振幅はトナーの種類および液体２
４の種類により異なる。

【００２１】固体に比べて液体中における熱移動の自由
度は大きいので、振動による撹拌作用とも相まって液体
２４の温度は迅速に均一化される。これによって、筒状
本体２２の表面温度もむらの無い均一状態となる。

【００２２】また、微小振動発生部材３０の振動はダン
パ２６並びに液体２４によって吸収されるので、筒状本
体２２及び図示しない定着装置のメインフレームにはほ
とんど伝わらない。

【００２３】従って、定着装置１２にトナー像１４が転
写された用紙１６が搬入されると、用紙１６は、むら無
く加熱されると共に振動のない状態で圧接され、これに
よって従来における定着強度の不足、用紙のしわやカー
ルの発生、用紙の微振動によるトナーの飛散や定着像の
ずれといった不都合を伴うこと無く、円滑に且つ確実に
定着される。

【００２４】また、感光体２に圧接して転写定着を同時
に行う構成に適用する場合においても、振動が無いので
静電潜像の歪みという問題も生じない。

【００２５】次に、本発明の第２実施例を図３に基づい
て説明する。

【００２６】この図３に示す他の実施例は、定着装置に
おけるトナー定着用加熱体の他の例を示すものである。
この図３に示すヒートローラ３６は、上記図２に示す実
施例に加えて、筒状本体２２の内部に液体２４を強制循
環せしめる撹拌部材３８が装備されている。この撹拌部
材３８は、脚部４０ａを介して筒状本体２２内に固定さ
れる円筒４０と、この円筒４０内に固定装備された螺旋
羽根部４２とを備えた構成となっている。

【００２７】そして、例えば図示しない駆動用モータお
よび駆動伝達ギアに付勢されて筒状本体２２が回転する
と、筒状本体２２内部の液体２４は撹拌部材３８と液体
２４の重力とが作用して強制的に矢印のように循環され
る。そして、液体２４の循環方向は、微小振動発生部材
３０によって加熱された液体２４が、加熱直後円筒４０
の外周を矢印方向に流動するように螺旋羽根部４２の向
きを定めてある。そのたの構成は、前述した図１乃至図
２の第１実施例と同一となっている。

【００２８】この第２実施例によれば、液体２４の強制
循環によって、当該液体２４全体の温度均一化をより一
層確実且つ迅速に成し得るという利点がある。

【００２９】次に、本発明の第３実施例を図４に基づい
て説明する。

【００３０】この第３実施例に示すヒートローラ４４
は、ローラ形状をなす筒状本体４６と、この筒状本体４
６内に充填された水や油等の液体４７と、筒状本体４６
の両端を密閉する振動吸収部材としてのダンパ４８，４
８と、両方のダンパ４８に軸受５０を介して支持される
と共に液体４７内に設けられた筒状の中空剛体部材５２
（例えば金属類）とを備えている。この中空剛体部材５
２内には、更に長手方向に間隔をおいて複数の微小振動
発生部材５４が設置されている。この各微小振動発生部
材５４は超音波信号発信器５６に接続されている。

【００３１】そして、超音波信号発信器５６により各微
小振動発生部材５４に交流電圧が印加されると、その振
動エネルギによって中空剛体部材５２が加熱される。そ
して、この加熱された中空剛体部材５２の熱が液体４７
に同時に伝わって液体４７が加熱される。

【００３２】超音波信号発信器５６の最適振動数および
振幅は、中空剛体部材５２の種類，液体４７の種類，ト
ナーの種類等により異なる。その他の構成は、前述した
図３の第２実施例と同一となっている。

【００３３】この第３実施例においても上記各例と同様
に、均一加熱且つ無振動にて良好な加熱定着機能が発揮
される。

【００３４】又、各構成要素は例示のものに限定される
趣旨ではなく、均一加熱且つ無振動による定着機能を満
足する範囲で適宜に設計変更可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、加熱面
の直接振動を伴うことなくヒートローラ当該加熱面の温
度均一化を図ることができるので、定着強度の不足，用
紙のしわやカールの発生，用紙の微振動によるトナーの
飛散，定着像のずれといった問題をより有効に回避する
ことができ、よって印字品質の向上を図り得るという従
来にない優れた定着装置を提供することができる。

【００３６】また、請求項２に係る発明では、撹拌部材
の作用により液体が強制循環されるので、加熱面の温度
均一化をより一層確実且つ迅速に達成することができ
る。

【００３７】更に、請求項３に係る発明では、微小振動
発生部材の振動によって加熱された中空剛体部材によっ
て周囲の液体を加熱すると共に当該液体を介して筒状本
体を加熱するようにしたので、加熱面の温度均一化をよ
り一層確実に且つ迅速に成し得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における定着装置の一部で
あるヒートローラの一部省略した拡大断面図である。

【図２】本発明の第１実施例における定着装置の使用状
態を示す説明図である。

【図３】第２実施例におけるヒートローラ部分の一部省
略した拡大断面図である。

【図４】第３実施例におけるヒートローラ部分の一部省
略した拡大断面図である。

【図５】従来例における定着装置の一例を示す説明図で
ある。

【図６】従来例における他の定着装置の一例を示す説明
図である。

【図７】従来例における更に他の定着装置の一例を示す
説明図である。

【符号の説明】

２ 感光体 １２ 定着装置 １６ 用紙 １８ ヒートローラ ２０ プレッシャーローラ ２２，４６ 筒状本体 ２６，４８ ダンパ（振動吸収部材） ２４，４７ 液体 ３０，５４ 微小振動発生部材 ３８ 撹拌部材 ５２ 中空剛体部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体の下流側で用紙走行路に沿って配
   設されたヒートローラと、このヒートローラに用紙を介
   して加圧当接するプレッシャーローラとを備えた定着装
   置において、 前記ヒートローラを、筒状本体と、この筒状本体の両端
   部に装備され内部を密封するダンパと、前記筒状本体内
   に充填され振動により加熱される液体と、前記ダンパに
   支持されて前記液体内に突設された微小振動発生部材と
   により構成したことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１記載の定着装置において、
   前記筒状本体内に、当該筒状本体の回転と共に前記液体
   を撹拌する撹拌部材が設けられていることを特徴とする
   定着装置。
3. 【請求項３】 感光体の下流側で用紙走行路に沿って配
   設されたヒートローラと、このヒートローラに用紙を介
   して加圧当接するプレッシャーローラとを備えた定着装
   置において、 前記ヒートローラを、筒状本体と、この筒状本体の両端
   部に装備され内部を密封するダンパと、このダンパに両
   端部が支持された円筒状の中空剛体部材と、こ中空剛体
   部材と前述した筒状本体との間に密封充填され振動によ
   り加熱される液体とを備えた構成とすると共に、 前記中空剛体部材に内面に、当該中空剛体部材加熱用の
   微小振動発生部材を複数装備したことを特徴とする定着
   装置。