JPH09244438A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特別な加熱装置や冷却装置を必要とせず、簡
単な構成により予備加熱機能と冷却機能を達成できる定
着装置を提供する。 【解決手段】 定着装置１０に、シート５４と耐熱ベル
ト１２との接触領域３０に、トナーを加熱溶融する加熱
体４４と、シート移動方向に関して加熱体の上流側にあ
って加熱体から供給された熱でトナー及びシートを予熱
する予熱部材４０と、シート移動方向に関して加熱体の
下流側にあって加熱体で加熱されたトナー及びシートか
ら熱を奪う伝熱部材３６と、加熱体と伝熱部材とを断熱
する断熱部材３４と、を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式画像形
成装置において、シート上に保持されている未定着トナ
ー像を加熱溶融してシートに定着する定着装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数のローラで支持された無端状
の耐熱ベルトの内側に加熱装置を設けると共に、この加
熱装置に対向して耐熱ベルトの外側に加圧ローラを設け
た定着装置が提案されている。この定着装置では、耐熱
ベルトは加圧ローラとの接触部で加熱装置により加熱さ
れる。また、未定着トナーを保持したシートは耐熱ベル
トと加圧ローラとの接触部（ニップ部）に供給され、こ
こで定着ベルトに接触したトナーが溶融してシートに定
着される。

【０００３】ところで、トナーを短時間で効率よく溶融
するには、まずトナーとシートをトナーが溶融しない程
度に予備加熱しておき、次にこれらを本格的に加熱して
トナーを溶融するのがよい。この予備加熱方式を採用し
た定着装置が、特開平４−３１８８８２号、特開平６−
３１４０４１号公報で提案されている。一方、溶融した
トナーと耐熱ベルトとの離型性をよくするには、定着さ
れたトナーとシートを冷却するのがよい。そこで、この
冷却方式を採用した定着装置が、特開平２−７２３７６
号、特開平２−１６２３８３号、特開平５−２７３８７
６号、特開昭６３−３１３１８２号公報で提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記予
備加熱方式の定着装置では、トナー溶融定着用の加熱体
とは別に予備加熱用の発熱体を設けているので、装置が
大型、複雑になるという問題点があった。また、上記冷
却方式の定着装置では、積極的に冷却しようとすれば、
ファンなどの駆動式冷却装置を設けなければならず、装
置が大型、複雑になるという問題点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、特別
な加熱装置や冷却装置を必要とせず、簡単な構成により
予備加熱機能と冷却機能を達成できる定着装置を提供す
ることを目的とする。この目的を達成するために、本発
明の定着装置は、シートと耐熱ベルトとの接触領域に、
トナーを加熱溶融する加熱体と、シート移動方向に関し
て上記加熱体の上流側にあって上記加熱体から供給され
た熱でトナー及びシートを予熱する予熱部材と、シート
移動方向に関して上記加熱体の下流側にあって上記加熱
体で加熱されたトナー及びシートから熱を奪う伝熱部材
と、上記加熱体と伝熱部材とを断熱する断熱部材と、を
設けたものである。

【０００６】

【発明の作用及び効果】上記定着装置では、加熱体で発
する熱は、耐熱ベルトに接するシート及びトナーに伝え
られ、この熱によりトナーが溶融してシートに定着され
る。また、加熱体の熱は予熱部材に伝えられ、加熱体で
加熱される前に、シート及びトナーは予熱部材で予熱さ
れる。一方、伝熱部材と加熱体とは断熱部材で断熱され
ているので、伝熱部材が加熱されることはない。したが
って、加熱されたシートとこれに定着されたトナーは伝
熱部材により熱が奪われて冷却し、耐熱ベルトから容易
に剥離する。

【０００７】このように、本発明の定着装置では、加熱
体の外に電熱式の予備加熱体を設ける必要がないし、駆
動式の冷却装置も使用しないので、簡単でコンパクトな
構成の中で予熱機能と冷却機能を達成できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を説明する。図１は本発明に係る定
着装置１０を示す。この定着装置１０において、無端状
の耐熱ベルト１２は、例えばポリイミド、ポリアミドイ
ミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポ
リエーテルエーテルケトン、シリコン樹脂、フッ素樹脂
等の耐熱樹脂の単層フィルム、又はポリテトラフルオロ
エチレン、パーフルオロアルコキシルアルカン等のフッ
素樹脂に導電材を添加した所定厚さ（例えば約１０μ
ｍ）の離型性コート層を上記材料からなる所定厚さ（例
えば約２０μｍ）のフィルム基層の外周面に設けた複合
層フィルムからなり、一般的には厚さは約１００μｍ以
下、好ましくは約４０μｍを有する。上記耐熱ベルト１
２は、駆動ローラ１４、従動ローラ１６、及び加熱装置
１８で支持されている。また、駆動ローラ１４はモータ
２０に駆動連結されており、このモータ２０の駆動によ
り駆動ローラ１４が矢印２２方向に回転すると、耐熱ベ
ルト１２が矢印２４方向に回転移動し、従動ローラ１６
が矢印２６方向に回転するようになっている。耐熱ベル
ト１２の外側には、加熱装置１８に対向して加圧ローラ
２８が回動自在に設けてある。この加圧ローラ２８は、
外周部がシリコンゴム等の離型性に優れたゴム弾性層で
被覆されており、図示しない付勢手段（例えばスプリン
グ）により耐熱ベルト１２に押圧されて接触している。
以下、耐熱ベルト１２と加圧ローラ２８との接触部をニ
ップ部３０という。したがって、モータ２０の駆動に基
づいて耐熱ベルト１２が矢印２４方向に移動すると、加
圧ローラ２８は耐熱ベルト１２との摩擦により矢印３２
方向に回転する。

【０００９】加熱装置１８は、図２に詳細を示すよう
に、耐熱ベルト１２の移動方向に関して上流側に断熱部
材３４、下流側に伝熱部材３６を備えており、これらが
耐熱ベルト１２と接触するようにしてある。断熱部材３
４は、断熱性に優れた材料、例えばポリフェニレンスル
フィド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテル
エーテルケトン、液晶ポリマ等の高耐熱樹脂材料、又は
これらの樹脂とセラミックス金属、ガラス等との複合材
料、若しくはそれらを発泡させて断熱性を高めた材料で
作られている。一方、伝熱部材３６は、熱伝導性に優れ
た材料、例えばアルミナ、チッ化アルミニウムで作られ
ている。断熱部材３４は耐熱ベルト１２との対向部に溝
状の第１収容部３８を有し、この第１収容部３８に伝熱
部材３６と同様に熱伝導性に優れた材料からなる予熱部
材４０が耐熱ベルト１２と接触するように収容されてい
る。予熱部材４０は、耐熱ベルト１２の移動方向下流側
に溝状の第２収容部４２を有し、この第２収容部４２に
加熱体４４が配置されている。加熱体４４は、例えばＡ
ｇ／Ｐｂ、ＲｕＯ₂、Ｔａ₂Ｎ等の電気抵抗材料を線状又
は帯状にスクリーン印刷して設けてあり、図示しない電
源に接続されている。なお、図示しないが、定着装置１
０は耐熱ベルト１２の表面温度を検出する検温素子を備
えており、この検温素子からの検出信号に基づいて上記
電源をオン／オフ制御するようになっている。

【００１０】以上の構成を有する定着装置１０では、モ
ータ２０の駆動により駆動ローラ１４が矢印２２方向に
回転する。これにより、耐熱ベルト１２が矢印２４方向
に回転移動すると共に、従動ローラ１６が矢印２６方
向、加圧ローラ２８が矢印３２方向に回転する。また、
電源から加熱体４４に電圧が印加されると、この加熱体
４４が発熱する。加熱体４４が発した熱の一部は、加熱
体４４の対向領域（加熱領域４６）を通過する耐熱ベル
ト１２に直接伝えられる。残りの熱は予熱部材４０に伝
えられ、この予熱部材４０が加熱され、さらに予熱部材
４０の対向領域（予熱領域４８）を通過する耐熱ベルト
１２に伝えられる（熱の移動を示す矢印５８参照）。し
たがって、図１に示すように、未定着のトナー５２を保
持したシート５４が、搬送装置５６によりニップ部３０
に供給されると、図２に示すように、まずトナー５２と
シート５４は、予熱領域４８において、予熱部材４０で
加熱された耐熱ベルト部分と接触して予熱される。次
に、加熱領域４６において、加熱体４４から発する熱に
より加熱された耐熱ベルト部分と接触してトナー５２と
シート５４が本格的に加熱され、これによりトナー５２
が溶融してシート５４に定着する。このとき、トナー５
２とシート５４は予熱領域４８で既に予備加熱されてい
るので、加熱領域４６で加熱されると即座に溶融する。
また、予熱部材４０と加熱体４４は、耐熱ベルト１２と
の対向部を除いて周囲が断熱部材３４で囲われているの
で、加熱体４４の熱は無駄なく耐熱ベルト１２と予熱部
材４０に伝えられる。続いて、耐熱ベルト１２とシート
５４は伝熱部材３６の対向領域（冷却領域５０）に送ら
れ、トナー５２及びシート５４、さらに耐熱ベルト１２
の熱が伝熱部材３６に奪われる（熱の移動を示す矢印６
０参照）。したがって、冷却領域５０を通過したトナー
５２は既に冷却されて固化し、十分な付着力をもってシ
ート５４に定着されているので、耐熱ベルト１２にオフ
セットすることがなく容易に分離する。

【００１１】なお、本実施形態の装置では、断熱部材３
４、伝熱部材３６、予熱部材４０、及び加熱体４４が一
体的に構成されているので、省スペースが達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る定着装置の正面図である。

【図２】 加熱部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１０…定着装置、１２…耐熱ベルト、１４…駆動ロー
ラ、１６…従動ローラ、１８…加熱装置、３４…断熱部
材、３６…伝熱部材、４０…予熱部材、４４…加熱体、
４６…加熱領域、４８…予熱領域、５０…冷却領域、５
２…トナー、５４…シート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート上に保持されたトナーに加熱され
   た耐熱ベルトを接触し、上記トナーを溶融してシートに
   定着する定着装置において、上記シートと耐熱ベルトと
   の接触領域に、上記トナーを加熱溶融する加熱体と、シ
   ート移動方向に関して上記加熱体の上流側にあって上記
   加熱体から供給された熱でトナー及びシートを予熱する
   予熱部材と、シート移動方向に関して上記加熱体の下流
   側にあって上記加熱体で加熱されたトナー及びシートか
   ら熱を奪う伝熱部材と、上記加熱体と伝熱部材とを断熱
   する断熱部材と、を設けた定着装置。