JPH087511B2 - 電子写真装置用定着ロール及び定着装置 - Google Patents
電子写真装置用定着ロール及び定着装置Info
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- JPH087511B2 JPH087511B2 JP2260630A JP26063090A JPH087511B2 JP H087511 B2 JPH087511 B2 JP H087511B2 JP 2260630 A JP2260630 A JP 2260630A JP 26063090 A JP26063090 A JP 26063090A JP H087511 B2 JPH087511 B2 JP H087511B2
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- roll
- fixing
- electrophotographic apparatus
- fixing roll
- heat pipe
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/04—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
- F28D15/046—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複写紙上に未定着トナー粉像を溶融圧着し
て定着させるに用いる定着用ロール及びその定着用ロー
ルを利用する電子写真装置の定着装置に関するものであ
る。
て定着させるに用いる定着用ロール及びその定着用ロー
ルを利用する電子写真装置の定着装置に関するものであ
る。
従来から、電子写真装置の定着装置には熱ロール定着
方式が一般的に採用されている。
方式が一般的に採用されている。
この定着方式の装置は、中空円筒状薄肉金属芯金内に
ハロゲンヒータなどを内蔵させ、芯金表面には例えばパ
ーフルオロアルコキシ樹脂（PFA）やポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂（PTFE）などの弗素樹脂、シリコーンゴ
ム、弗素ゴム、弗素樹脂と弗素ゴムの混合物からなるオ
フセット防止層を設けた加熱ロールに対して、金属芯金
上にシリコーンゴム、弗素ゴム、弗素樹脂と弗素ゴムの
混合物などの肉厚弾性層を設けたうえ、更に必要に応じ
て弗素樹脂チューブなどの非粘着性層を設けた加圧ロー
ルを圧接するように対向して設けてある。
ハロゲンヒータなどを内蔵させ、芯金表面には例えばパ
ーフルオロアルコキシ樹脂（PFA）やポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂（PTFE）などの弗素樹脂、シリコーンゴ
ム、弗素ゴム、弗素樹脂と弗素ゴムの混合物からなるオ
フセット防止層を設けた加熱ロールに対して、金属芯金
上にシリコーンゴム、弗素ゴム、弗素樹脂と弗素ゴムの
混合物などの肉厚弾性層を設けたうえ、更に必要に応じ
て弗素樹脂チューブなどの非粘着性層を設けた加圧ロー
ルを圧接するように対向して設けてある。
このような定着装置においては、加圧ロールは加熱ロ
ールと圧接することによってその表面の厚肉弾性層が凹
み、ロール同士の接触面積が増大する。そして、加熱ロ
ールと加圧ロールの間に未定着トナー粉像を担持した複
写紙を通紙すると、熱と圧力によってトナー粉が溶融
し、複写紙に圧着されて定着が行なわれる。
ールと圧接することによってその表面の厚肉弾性層が凹
み、ロール同士の接触面積が増大する。そして、加熱ロ
ールと加圧ロールの間に未定着トナー粉像を担持した複
写紙を通紙すると、熱と圧力によってトナー粉が溶融
し、複写紙に圧着されて定着が行なわれる。
ところで、これらの熱ロール定着方式においては、電
源投入後短時間で加熱ロールが昇温することが望まれ、
このことは低速型の電子写真装置などにおいて特に重要
である。
源投入後短時間で加熱ロールが昇温することが望まれ、
このことは低速型の電子写真装置などにおいて特に重要
である。
この問題に対しては、芯金の肉厚を薄くして急速加熱
を可能とする方法があるが、ロールの熱容量が少ないた
めに昇温は早いが、ヒータの発熱分布がそのまま表面に
現れて温度分布を均一化しにくいという問題が発生す
る。従って、ヒータの発熱分布を調整して表面温度の均
一化を図るなどの手段を付加する必要があった。
を可能とする方法があるが、ロールの熱容量が少ないた
めに昇温は早いが、ヒータの発熱分布がそのまま表面に
現れて温度分布を均一化しにくいという問題が発生す
る。従って、ヒータの発熱分布を調整して表面温度の均
一化を図るなどの手段を付加する必要があった。
また、トナー粉は通常165°〜195℃の範囲内で融着さ
せるときは良好な定着動作を示すものであるが、この温
度以下では低温オフセットを発生し、またこの温度範囲
以上では高温オフセットを発生するものである。そこで
一般には、加熱ロール表面にサーミスタなどの温度セン
サーを接触させて運転中のロール表面温度を検出し、加
熱ロール表面を180°乃至200℃の範囲内に調節するよう
にしている。
せるときは良好な定着動作を示すものであるが、この温
度以下では低温オフセットを発生し、またこの温度範囲
以上では高温オフセットを発生するものである。そこで
一般には、加熱ロール表面にサーミスタなどの温度セン
サーを接触させて運転中のロール表面温度を検出し、加
熱ロール表面を180°乃至200℃の範囲内に調節するよう
にしている。
ところが高速で大量にコピーを行なうと、複写紙に熱
を奪われて加熱ロール表面の温度が部分的に低下する。
このとき表面温度の低下を検知してヒータの発熱量を増
加すると、複写紙が通過した領域以外のところでは逆に
高温となり過ぎて、部分的に高温オフセットが発生する
という問題も生ずる。そのため高速型の装置において
は、複写紙による熱損失のために温度分布が崩れる現象
を、芯金の肉厚を厚くして熱容量を増大させることによ
り改良する方法を採用することが多いが、この場合は昇
温時間が長くなる上に芯金表面と内表面との温度差が大
きくなり、温度上昇後の過熱（オーバーシュート）が大
きくなる欠点がある。
を奪われて加熱ロール表面の温度が部分的に低下する。
このとき表面温度の低下を検知してヒータの発熱量を増
加すると、複写紙が通過した領域以外のところでは逆に
高温となり過ぎて、部分的に高温オフセットが発生する
という問題も生ずる。そのため高速型の装置において
は、複写紙による熱損失のために温度分布が崩れる現象
を、芯金の肉厚を厚くして熱容量を増大させることによ
り改良する方法を採用することが多いが、この場合は昇
温時間が長くなる上に芯金表面と内表面との温度差が大
きくなり、温度上昇後の過熱（オーバーシュート）が大
きくなる欠点がある。
このような従来公知の技術では対応できなかった加熱
ロールの昇温時間を短縮することと、複写紙による熱損
失を補償して表面温度を均一化することの相反する要求
を満たすために、例えば外筒と内筒の間に熱媒液を封入
し、内筒の中心にハロゲンヒータ等を配置したヒートパ
イプ式ロール（特開昭54-86352）、外筒内面に接して複
数のヒートパイプを配列し、その中心に熱源を設けたロ
ール（特開昭56-46989）、肉厚外筒に複数本のヒートパ
イプを等配したヒートロール（実開昭58-38165）などが
提案されている。
ロールの昇温時間を短縮することと、複写紙による熱損
失を補償して表面温度を均一化することの相反する要求
を満たすために、例えば外筒と内筒の間に熱媒液を封入
し、内筒の中心にハロゲンヒータ等を配置したヒートパ
イプ式ロール（特開昭54-86352）、外筒内面に接して複
数のヒートパイプを配列し、その中心に熱源を設けたロ
ール（特開昭56-46989）、肉厚外筒に複数本のヒートパ
イプを等配したヒートロール（実開昭58-38165）などが
提案されている。
しかしこれらのヒートパイプ式ロールは、径が太くて
大型のヒートパイプを用いるときはロールの周方向の温
度差が充分に均一化できないうえ温度の立ち上がり時間
が遅いという欠点を有し、また径が細いヒートパイプを
用いるときは作動液が偏在し安くロールの軸方向の温度
差が解消できない場合が発生するという欠点がある。ま
た、細いヒートパイプ内に溝状のウィックを刻んだり金
網状のウィックを巻き込んだりすることは製作が困難で
あって高価となり、単線状又は束線状のウィックは容易
に挿入できるもののロールの回転とともに雑音の発生が
あるなどの欠点があるほか、これらのいずれもロール表
面の温度差を完全に解消することができないという問題
があった。
大型のヒートパイプを用いるときはロールの周方向の温
度差が充分に均一化できないうえ温度の立ち上がり時間
が遅いという欠点を有し、また径が細いヒートパイプを
用いるときは作動液が偏在し安くロールの軸方向の温度
差が解消できない場合が発生するという欠点がある。ま
た、細いヒートパイプ内に溝状のウィックを刻んだり金
網状のウィックを巻き込んだりすることは製作が困難で
あって高価となり、単線状又は束線状のウィックは容易
に挿入できるもののロールの回転とともに雑音の発生が
あるなどの欠点があるほか、これらのいずれもロール表
面の温度差を完全に解消することができないという問題
があった。
上述のように、従来の電子写真装置に用いられる定着
ロールは表面の温度差を完全に解消することができなか
ったばかりでなく、急速昇温とオーバーシュートの回避
という要求に充分に対応できていなかった。そしてこの
ような欠点をいくらかでも補うために、温度センサを用
いて定着ロール表面の温度を直接に検知することによっ
て精度の良い温度調節をしようとすると、定着ロール表
面のオフセット防止層に摩耗や傷が発生し易く、そのた
めに定着画像の乱れが生じるなどの障害が発生するとい
う問題もあった。
ロールは表面の温度差を完全に解消することができなか
ったばかりでなく、急速昇温とオーバーシュートの回避
という要求に充分に対応できていなかった。そしてこの
ような欠点をいくらかでも補うために、温度センサを用
いて定着ロール表面の温度を直接に検知することによっ
て精度の良い温度調節をしようとすると、定着ロール表
面のオフセット防止層に摩耗や傷が発生し易く、そのた
めに定着画像の乱れが生じるなどの障害が発生するとい
う問題もあった。
本発明はかかる問題を解決して、定着ロールの昇温時
間を長くすることなくその表面温度分布の均一化を達成
し、更に大量複写した後に表面温度分布が乱れることに
よる定着不良の発生を防止できる電子写真装置用定着ロ
ールを提供すること、並びにかかる定着ロールを用いて
高画質の定着画像を安定して得ることができる長寿命の
電子写真装置用定着装置を提供することを目的とした。
間を長くすることなくその表面温度分布の均一化を達成
し、更に大量複写した後に表面温度分布が乱れることに
よる定着不良の発生を防止できる電子写真装置用定着ロ
ールを提供すること、並びにかかる定着ロールを用いて
高画質の定着画像を安定して得ることができる長寿命の
電子写真装置用定着装置を提供することを目的とした。
本発明の目的を達成するために、本発明の電子写真装
置用定着ロールは、内部にヒータを設けた中空円筒状芯
金の肉厚壁内に軸と平行に複数のヒートパイプを埋設し
てなる加熱ロールであって、該ヒートパイプは弾性の金
属線材を中央部から自由端にかけて漸次相互間隔が増大
するように折り曲げてなるヘアピン状のウィックと作動
液とを内部に封入した金属管体からなることを特徴とし
たものである。
置用定着ロールは、内部にヒータを設けた中空円筒状芯
金の肉厚壁内に軸と平行に複数のヒートパイプを埋設し
てなる加熱ロールであって、該ヒートパイプは弾性の金
属線材を中央部から自由端にかけて漸次相互間隔が増大
するように折り曲げてなるヘアピン状のウィックと作動
液とを内部に封入した金属管体からなることを特徴とし
たものである。
更には、かかる本発明の定着ロールを中空円筒状芯金
の外側面からヒートパイプに到る壁の厚さが中空円筒状
芯金の内側面からヒートパイプに到る壁の厚さより大で
あるように構成することが好ましく、特に3mm以上とす
ることが望ましい。これにより、万一の場合に過熱によ
ってヒートパイプが膨張破壊しても、定着ロール自体の
外形に歪みが生じて定着ロールの機能を損なうに至るこ
とが防げる。
の外側面からヒートパイプに到る壁の厚さが中空円筒状
芯金の内側面からヒートパイプに到る壁の厚さより大で
あるように構成することが好ましく、特に3mm以上とす
ることが望ましい。これにより、万一の場合に過熱によ
ってヒートパイプが膨張破壊しても、定着ロール自体の
外形に歪みが生じて定着ロールの機能を損なうに至るこ
とが防げる。
また、中空円筒状芯金の肉厚壁内に複数のヒートパイ
プを均等間隔に埋設することが好ましく、これによって
定着ロールの周にそっての温度分布を一層均等化するこ
とができる。そして、中空円筒状芯金の壁がヒートパイ
プを埋設しない部分の肉厚をヒートパイプを埋設した部
分より薄く形成することによって、昇温時間が短縮して
しかも複写紙による熱損失が迅速に補償される優れた定
着ロールが得られる。
プを均等間隔に埋設することが好ましく、これによって
定着ロールの周にそっての温度分布を一層均等化するこ
とができる。そして、中空円筒状芯金の壁がヒートパイ
プを埋設しない部分の肉厚をヒートパイプを埋設した部
分より薄く形成することによって、昇温時間が短縮して
しかも複写紙による熱損失が迅速に補償される優れた定
着ロールが得られる。
本発明の定着ロールは、例えばアルミニウム、銅など
の熱伝導性の良い芯金を用い、その表面には例えば耐磨
耗性、熱伝導性、電導性などを改良するための充填材を
配合した弗素樹脂などからなるオフセット防止層などを
設けて形成することが好ましい。
の熱伝導性の良い芯金を用い、その表面には例えば耐磨
耗性、熱伝導性、電導性などを改良するための充填材を
配合した弗素樹脂などからなるオフセット防止層などを
設けて形成することが好ましい。
かかる本発明の定着ロールに埋設されたヒートパイプ
は、第1a図及び第1b図に示すような構造のもので、その
内部に封入したヘアピン状のウィック３は１個だけであ
ってもよく、また複数個あってもよい。そのヘアピン状
のウィック３は、その中央部3aで折り曲げたうえひねり
を加えることにより自由端にかけて脚片3bが漸次相互間
隔が増大するように形成したものであると、更によい効
果が得られる。こうしたヒートパイプを構成するチュー
ブ５及びウィック３は、銅若しくは燐青銅から形成した
ものであることが好ましく、作動液６としては例えば水
などが好ましく用い得られる。
は、第1a図及び第1b図に示すような構造のもので、その
内部に封入したヘアピン状のウィック３は１個だけであ
ってもよく、また複数個あってもよい。そのヘアピン状
のウィック３は、その中央部3aで折り曲げたうえひねり
を加えることにより自由端にかけて脚片3bが漸次相互間
隔が増大するように形成したものであると、更によい効
果が得られる。こうしたヒートパイプを構成するチュー
ブ５及びウィック３は、銅若しくは燐青銅から形成した
ものであることが好ましく、作動液６としては例えば水
などが好ましく用い得られる。
更に本発明の電子写真装置用定着装置は、前記のよう
な本発明の定着ロールを加熱ロールとし、これと加圧ロ
ールとの間に未定着トナー粉像を担持した複写紙を挟持
搬送して該トナー粉像を該複写紙上に融着させるように
構成したものであって、そのうえに定着ロールの複写紙
が接触しない表面部位に温度センサを接触させるように
構成することにより、定着ロールの表面の摩耗や傷の発
生を少なくするとともに、定着不良が防止できるもので
ある。
な本発明の定着ロールを加熱ロールとし、これと加圧ロ
ールとの間に未定着トナー粉像を担持した複写紙を挟持
搬送して該トナー粉像を該複写紙上に融着させるように
構成したものであって、そのうえに定着ロールの複写紙
が接触しない表面部位に温度センサを接触させるように
構成することにより、定着ロールの表面の摩耗や傷の発
生を少なくするとともに、定着不良が防止できるもので
ある。
本発明によれば、定着ロールの芯金肉厚壁内に軸と平
行に特殊な構造のヒートパイプを複数個埋設したもの
で、定着ロールが回転するにつれてヒートパイプも回転
するが、第5a図および第5b図に示すように、特殊な形状
をしているウィック３は定着ロールの回転に伴ってヒー
トパイプ内に封入された作動液６を軸と平行方向に還流
移動させるように働く。またこのウィック３は、ヒート
パイプ内に封入された作動液の蒸気が軸と平行方向に移
動することを妨げることが少ないので、ヒートパイプ内
での作動液の循環が円滑で蒸発による液切れ状態（ドラ
イアウト）が発生し難く、定着ロールの温度分布は格段
に均一化される。そのため、複写紙との接触により部分
的な熱損失が生じても、温度分布は迅速に補償されて乱
れが生ずることがない。
行に特殊な構造のヒートパイプを複数個埋設したもの
で、定着ロールが回転するにつれてヒートパイプも回転
するが、第5a図および第5b図に示すように、特殊な形状
をしているウィック３は定着ロールの回転に伴ってヒー
トパイプ内に封入された作動液６を軸と平行方向に還流
移動させるように働く。またこのウィック３は、ヒート
パイプ内に封入された作動液の蒸気が軸と平行方向に移
動することを妨げることが少ないので、ヒートパイプ内
での作動液の循環が円滑で蒸発による液切れ状態（ドラ
イアウト）が発生し難く、定着ロールの温度分布は格段
に均一化される。そのため、複写紙との接触により部分
的な熱損失が生じても、温度分布は迅速に補償されて乱
れが生ずることがない。
〔実施例１〕 内径35mm、外径60mm、壁厚12.5mm、長さ500mmのアル
ミニウム製中空円筒状芯金の壁部内の周方向に均等に４
等分した位置に、外面と内面とから等しい厚さ（3.25m
m）の壁部を残すように直径6mm、長さ480mmのヒートパ
イプを埋設挿入し、更に芯金表面には厚さ30μｍのPFA
樹脂（三井デュポンフロロケミカル製MP−10）の被覆を
設けて第２図に示す断面形状を有する定着ロールＡを形
成した。
ミニウム製中空円筒状芯金の壁部内の周方向に均等に４
等分した位置に、外面と内面とから等しい厚さ（3.25m
m）の壁部を残すように直径6mm、長さ480mmのヒートパ
イプを埋設挿入し、更に芯金表面には厚さ30μｍのPFA
樹脂（三井デュポンフロロケミカル製MP−10）の被覆を
設けて第２図に示す断面形状を有する定着ロールＡを形
成した。
ここで用いたヒートパイプ２は第1a図乃至第1b図に示
すように、肉厚0.8mmの銅チューブ５内に直径1.5mmの燐
青銅針金を中央部で折り曲げてヘアピン状としたうえ僅
かにひねるを加えたものを、ウィック３として挿入した
うえ、内容積の20％に相当する量の水を作動液６として
封入したものである。またここでのウィック３は、チュ
ーブ５内面にそれぞれ脚片3bが緩い蔓巻状となって接触
しているもので、その一部が作動液６中に浸漬した状態
となっている。
すように、肉厚0.8mmの銅チューブ５内に直径1.5mmの燐
青銅針金を中央部で折り曲げてヘアピン状としたうえ僅
かにひねるを加えたものを、ウィック３として挿入した
うえ、内容積の20％に相当する量の水を作動液６として
封入したものである。またここでのウィック３は、チュ
ーブ５内面にそれぞれ脚片3bが緩い蔓巻状となって接触
しているもので、その一部が作動液６中に浸漬した状態
となっている。
〔実施例２〕 最小内径35mm、最大内径50mm、外径60mm、長さ500mm
で、内面の周方向に均等に３ケ所ずつ肉厚部と薄肉部を
設けたアルミニウム芯金を用いて、この芯金の肉厚部３
ケ所に軸方向に穴をあけ、それぞれ実施例１と同様のヒ
ートパイプを埋設挿入した他は実施例１と全く同様な構
造の、第３図に示す断面形状を有する定着ロールＢを形
成した。
で、内面の周方向に均等に３ケ所ずつ肉厚部と薄肉部を
設けたアルミニウム芯金を用いて、この芯金の肉厚部３
ケ所に軸方向に穴をあけ、それぞれ実施例１と同様のヒ
ートパイプを埋設挿入した他は実施例１と全く同様な構
造の、第３図に示す断面形状を有する定着ロールＢを形
成した。
〔実施例３〕 ヒートパイプの挿入位置を、外面から4.0mmの厚さの
壁部を、また内面から2.5mmの厚さの壁部を残すように
した他は実施例１と全く同様な構造の、第４図に示す断
面形状を有する定着ロールＣを形成した。
壁部を、また内面から2.5mmの厚さの壁部を残すように
した他は実施例１と全く同様な構造の、第４図に示す断
面形状を有する定着ロールＣを形成した。
〔比較例１〕 内径40mm、外径60mm、長さ500mmのアルミニウム製芯
金上に30μｍのPFA樹脂を被覆して、ヒートパイプが埋
設挿入されていない他は実施例１と全く同様な構造の、
対照の定着ロールＤを形成した。
金上に30μｍのPFA樹脂を被覆して、ヒートパイプが埋
設挿入されていない他は実施例１と全く同様な構造の、
対照の定着ロールＤを形成した。
〔比較例２〕 ウィックが挿入されていないヒートパイプを埋設挿入
した他は実施例１と全く同様な構造の、対照の定着ロー
ルＥを形成した。
した他は実施例１と全く同様な構造の、対照の定着ロー
ルＥを形成した。
〔比較例３〕 直径0.1mmの銅線を50本束ねて捻じった直径約1mmのロ
ープ状のウィックを挿入したヒートパイプを用いた他は
実施例１と全く同様な構造の、対照の定着ロールＦを形
成した。
ープ状のウィックを挿入したヒートパイプを用いた他は
実施例１と全く同様な構造の、対照の定着ロールＦを形
成した。
上記のようにして作成した６種の定着ロールの内部に
出力1.2kwのハロゲンランプをヒータとして取り付け
た。一方、定着ロールと組み合わせる加圧ロールとして
は、直径50mm、長さ500mmのステンレス製芯金表面にシ
リコーンゴムを厚さ5mmに被覆したものを用いて、第６
図のように電子写真装置用定着装置を組立てた。ここ
で、７は温度センサーであり、８は複写紙の分離爪、９
は駆動用ギヤ、４はヒータである。
出力1.2kwのハロゲンランプをヒータとして取り付け
た。一方、定着ロールと組み合わせる加圧ロールとして
は、直径50mm、長さ500mmのステンレス製芯金表面にシ
リコーンゴムを厚さ5mmに被覆したものを用いて、第６
図のように電子写真装置用定着装置を組立てた。ここ
で、７は温度センサーであり、８は複写紙の分離爪、９
は駆動用ギヤ、４はヒータである。
なお、本発明の定着ロールA,B,Cに対しては、温度セ
ンサー７を定着ロールの非通紙部に接触するように設け
たが、対照の定着ロールD,E,Fに対しては、温度センサ
ーを定着ロールの通紙部に接触するように設けた。
ンサー７を定着ロールの非通紙部に接触するように設け
たが、対照の定着ロールD,E,Fに対しては、温度センサ
ーを定着ロールの通紙部に接触するように設けた。
こうして組立てた定着装置を用いて各種の試験を実施
した結果は以下のようであった。
した結果は以下のようであった。
〔試験１〕 常温の定着ロールのヒータに通電を開始してからロー
ル表面温度が200℃に達するまでの昇温時間と、ロール
表面温度を200℃に安定させたときの通紙部と非通紙部
の温度差とを測定し、その結果を第７〜11図に示した。
ル表面温度が200℃に達するまでの昇温時間と、ロール
表面温度を200℃に安定させたときの通紙部と非通紙部
の温度差とを測定し、その結果を第７〜11図に示した。
常温から200℃までの昇温時間はそれぞれ 定着ロールＡ（実施例１） ６分20秒 Ｂ（実施例２） ５分30秒 Ｄ（比較例１） ６分20秒 Ｅ（比較例２） ６分20秒 Ｆ（比較例３） ６分20秒 であって、定着ロールＢを取り付けた定着装置の昇温時
間が短くなっていることがわかる。
間が短くなっていることがわかる。
また、ロール表面温度を200℃に安定させたときの通
紙部と非通紙部の温度差はそれぞれ 定着ロールＡ（実施例１） 2.5℃ Ｂ（実施例２） ３ ℃ Ｄ（比較例１） 21 ℃ Ｅ（比較例２） ７ ℃ Ｆ（比較例３） ５ ℃ となっていて、立ち上がり時のオーバーシュートによる
温度差は本発明の定着ロールでは３℃以内であったに対
し、対照の定着ロールＤでは21℃もの差、その他の対照
の定着ロールでは５〜７℃になることがわかる。
紙部と非通紙部の温度差はそれぞれ 定着ロールＡ（実施例１） 2.5℃ Ｂ（実施例２） ３ ℃ Ｄ（比較例１） 21 ℃ Ｅ（比較例２） ７ ℃ Ｆ（比較例３） ５ ℃ となっていて、立ち上がり時のオーバーシュートによる
温度差は本発明の定着ロールでは３℃以内であったに対
し、対照の定着ロールＤでは21℃もの差、その他の対照
の定着ロールでは５〜７℃になることがわかる。
〔試験２〕 A4複写紙を横方向に連続100枚通紙した後20秒休止
し、更にこのサイクルを繰り返したときの通紙部の温度
変化と非通紙部の温度変化とを比較した。その結果を第
12〜16図に示した。
し、更にこのサイクルを繰り返したときの通紙部の温度
変化と非通紙部の温度変化とを比較した。その結果を第
12〜16図に示した。
この結果を見ると、本発明の場合、定着ロールＡでは
温度差がほとんど認められず、定着ロールＢにおいても
１〜２℃の範囲内に収まっている。また、複写休止中に
も通紙部と非通紙部の温度は安定して上昇し、定着温度
の回復力が非常に優秀であることがわかる。
温度差がほとんど認められず、定着ロールＢにおいても
１〜２℃の範囲内に収まっている。また、複写休止中に
も通紙部と非通紙部の温度は安定して上昇し、定着温度
の回復力が非常に優秀であることがわかる。
しかし、対照の各定着ロールにおいては通紙部の温度
が段々と低下していくのに対し、非通紙部においては温
度が一旦低下したのち逆に上昇しはじめ、ひどいもので
は20℃もの温度差が生ずるに到っている。
が段々と低下していくのに対し、非通紙部においては温
度が一旦低下したのち逆に上昇しはじめ、ひどいもので
は20℃もの温度差が生ずるに到っている。
〔試験３〕 A4複写紙を横方向に500枚通紙した後、A3複写紙を複
写して本発明の定着ロールＡを用いたときと対照の定着
ロールＤを用いたときの高温オフセットの発生を比較し
た。
写して本発明の定着ロールＡを用いたときと対照の定着
ロールＤを用いたときの高温オフセットの発生を比較し
た。
その結果、定着ロールＤにおいては梨地状のオフセッ
トが発生したが、定着ロールＡにおいては良好な定着画
像がえられた。
トが発生したが、定着ロールＡにおいては良好な定着画
像がえられた。
このことから、本発明の定着ロールを用いた定着装置
は通紙部と非通紙部の間の温度差が僅かであって、小サ
イズ複写紙を大量に通紙した後に大サイズ複写紙を用い
て複写を行なっても、定着性能の変化が生ぜず安定した
複写ができることが確認できた。
は通紙部と非通紙部の間の温度差が僅かであって、小サ
イズ複写紙を大量に通紙した後に大サイズ複写紙を用い
て複写を行なっても、定着性能の変化が生ぜず安定した
複写ができることが確認できた。
〔試験４〕 定着装置から温度ヒューズをはずし、温度設定を無限
大にしてヒータを暴走加熱させた。
大にしてヒータを暴走加熱させた。
この結果、ヒートパイプは膨張して機能を失ったが、
本発明の定着ロールはいずれも芯金表面には何等変化は
なく、芯金内表面のヒートパイプの挿入してある位置で
0.2mm程の盛り上がりが発見された。この結果、ヒート
パイプによる温度調整機能は失われても、従来の定着ロ
ールとしての機能は維持されていることが確認された。
本発明の定着ロールはいずれも芯金表面には何等変化は
なく、芯金内表面のヒートパイプの挿入してある位置で
0.2mm程の盛り上がりが発見された。この結果、ヒート
パイプによる温度調整機能は失われても、従来の定着ロ
ールとしての機能は維持されていることが確認された。
本発明によれば、電源投入後の定着ロールの昇温時間
が短縮され、また定着ロール表面の温度を全面的に均一
化することが可能となった。そしてまた、通紙部と非通
紙部での温度差がほとんど生じないため、小サイズ複写
紙で大量に複写を行なった後に大サイズ複写紙で複写を
しても、均質な定着画像を得ることができるようになっ
た。
が短縮され、また定着ロール表面の温度を全面的に均一
化することが可能となった。そしてまた、通紙部と非通
紙部での温度差がほとんど生じないため、小サイズ複写
紙で大量に複写を行なった後に大サイズ複写紙で複写を
しても、均質な定着画像を得ることができるようになっ
た。
更に定着ロール表面の温度が均一であるため、定着ロ
ール上の複写紙が通過しない部分に温度センサーを接触
させて温度調節を行っても定着動作に不具合が発生せ
ず、この結果センサーの接触によるオフセット防止層の
摩耗や傷の発生、及びそれによる定着不良が解消され、
耐用期間を著しく延長することが可能となった。
ール上の複写紙が通過しない部分に温度センサーを接触
させて温度調節を行っても定着動作に不具合が発生せ
ず、この結果センサーの接触によるオフセット防止層の
摩耗や傷の発生、及びそれによる定着不良が解消され、
耐用期間を著しく延長することが可能となった。
また、温度調整器の機能が失われ、熱暴走が発生した
場合にも、本発明の定着ロールは最低でも従来の定着ロ
ールと同程度の機能を維持できるものである。
場合にも、本発明の定着ロールは最低でも従来の定着ロ
ールと同程度の機能を維持できるものである。
第1a図及び第1b図は本発明に係る定着ロールに用いられ
るヒートパイプの断面図、 第２図乃至第４図は本発明に係る定着ロールの例の横断
面図、 第5a図及び第5b図は定着ロールの回転によって変化する
ヒートパイプ内のウィックの姿勢を示す縦断面及び横断
面、 第６図は本発明に係る定着装置の上面図、 第７図乃至第11図は本発明に係る定着ロールと対照の定
着ロールとの昇温特性を示すグラフ、 第12図乃至第16図は本発明に係る定着ロールと対照の定
着ロールとの間欠定着運転時における通紙部と非通紙部
の表面温度変化特性を示すグラフである。 １……芯金、２……ヒートパイプ、３……ウイック、3a
……中央部、3b……脚片、４……ヒータ、５……チュー
ブ、６……作動液、７……温度センサー、８……分離
爪、９……駆動用ギヤ。
るヒートパイプの断面図、 第２図乃至第４図は本発明に係る定着ロールの例の横断
面図、 第5a図及び第5b図は定着ロールの回転によって変化する
ヒートパイプ内のウィックの姿勢を示す縦断面及び横断
面、 第６図は本発明に係る定着装置の上面図、 第７図乃至第11図は本発明に係る定着ロールと対照の定
着ロールとの昇温特性を示すグラフ、 第12図乃至第16図は本発明に係る定着ロールと対照の定
着ロールとの間欠定着運転時における通紙部と非通紙部
の表面温度変化特性を示すグラフである。 １……芯金、２……ヒートパイプ、３……ウイック、3a
……中央部、3b……脚片、４……ヒータ、５……チュー
ブ、６……作動液、７……温度センサー、８……分離
爪、９……駆動用ギヤ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−117179（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−19978（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−129052（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−55368（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−194195（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−52587（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−15089（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−40253（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−109871（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−12076（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−27666（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−7484（ＪＰ，Ｕ)
Claims (8)
- 【請求項１】内部にヒータを設けた中空円筒状芯金の肉
厚壁内に軸と平行に複数のヒートパイプを埋設してなる
加熱ロールであって、該ヒートパイプは弾性の金属線材
を中央部から自由端にかけて漸次相互間隔が増大するよ
うに折り曲げてなるヘアピン状のウィックと作動液とを
内部に封入した金属管体からなることを特徴とする電子
写真装置用定着ロール。 - 【請求項２】中空円筒状芯金の外側面からヒートパイプ
に到る壁の厚さが中空円筒状芯金の内側面からヒートパ
イプに到る壁の厚さより大である請求項（１）記載の電
子写真装置用定着ロール。 - 【請求項３】中空円筒状芯金の肉厚壁内に複数のヒート
パイプを均等間隔に埋設してなる請求項（１）又は
（２）記載の電子写真装置用定着ロール。 - 【請求項４】中空円筒状芯金がヒートパイプの埋設され
ていない部分の壁の肉厚をヒートパイプの埋設された部
分より薄く形成してなるものである請求項（１）乃至
（３）のいずれかに記載の電子写真装置用定着ロール。 - 【請求項５】ヒートパイプが複数個のヘアピン状のウィ
ックを封入したものである請求項（１）乃至（４）のい
ずれかに記載の電子写真装置用定着ロール。 - 【請求項６】ヘアピン状のウィックがその中央部で折り
曲げたうえひねりを加えてあって自由端にかけて漸次相
互間隔が増大するように形成したものである請求項
（１）乃至（５）のいずれかに記載の電子写真装置用定
着ロール。 - 【請求項７】加熱ロールと加圧ロールとの間に未定着ト
ナー粉像を担持した複写紙を挟持搬送して該トナー粉像
を該複写紙上に融着させる定着装置であって、前記加熱
ロールとして請求項（１）乃至（６）のいずれかに記載
の電子写真装置用定着ロールを組み込んであることを特
徴とする電子写真装置用定着装置。 - 【請求項８】定着ロールの複写紙が接触しない表面部位
に温度センサを接触させるように構成したことを特徴と
する請求項（７）記載の電子写真装置用定着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2260630A JPH087511B2 (ja) | 1990-10-01 | 1990-10-01 | 電子写真装置用定着ロール及び定着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2260630A JPH087511B2 (ja) | 1990-10-01 | 1990-10-01 | 電子写真装置用定着ロール及び定着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04139481A JPH04139481A (ja) | 1992-05-13 |
| JPH087511B2 true JPH087511B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=17350592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2260630A Expired - Lifetime JPH087511B2 (ja) | 1990-10-01 | 1990-10-01 | 電子写真装置用定着ロール及び定着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087511B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2793978B2 (ja) * | 1995-06-27 | 1998-09-03 | 日東工業株式会社 | 電子写真装置用定着ロールおよびその製造方法 |
| KR100349798B1 (ko) * | 2000-09-21 | 2002-08-24 | 주식회사 금성에이취티씨 | 히팅롤 |
-
1990
- 1990-10-01 JP JP2260630A patent/JPH087511B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04139481A (ja) | 1992-05-13 |
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