JPH0944029A

JPH0944029A - 定着装置

Info

Publication number: JPH0944029A
Application number: JP19638795A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Adachi; 真一安達; Takao Inoue; 隆夫井上; Shuji Motomura; 修二本村; Takashi Kimura; 隆木村; Kazuto Kishi; 和人岸
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-08-01
Filing date: 1995-08-01
Publication date: 1997-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】熱ローラの端部を冷却して非通紙部昇温を防
止できるとともに、小型で簡単な構成の定着装置を提供
すること。【解決手段】定方向に回転する熱ローラ１１とこの熱
ローラ１１に圧接した加圧ローラ１２との間に、トナー
像が形成された転写紙Ｐを通過させて、トナー像を転写
紙Ｐに熱定着する定着装置１０において、熱ローラ１１
の回転を駆動源として回転し、熱ローラ１１の中央部に
風を送る送風手段１４を熱ローラ１１の両端部にそれぞ
れ設けた構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機、ファクシミ
リ、プリンタなどの画像形成装置に適用される定着装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】転写紙上のトナー像を定着する定着装置
としては、芯金と、抵抗発熱層と、耐熱性離型層とを有
する熱ローラと、この熱ローラに圧接した加圧ローラと
を有するものが良く知られている。この定着装置におい
て、連続して小さなサイズの記録材を用いて定着動作を
行なった場合、熱ローラの表面には、記録材が接する通
紙部と、記録材が接しない非通紙部とが形成され、通紙
部と非通紙部との放熱量に差が生じる。すなわち、通紙
部の表面温度よりも非通紙部の表面温度が高くなるとい
う非通紙部昇温と呼ばれている現象が発生する。非通紙
部昇温が発生した場合に、大きいサイズの記録紙を用い
て定着動作を行なうと高温オフセットという不具合が生
じるおそれがある。

【０００３】また、熱ローラの表面に部分的な過昇温が
生じると、次の三つの問題点が発生する。１．記録材に不均一な熱が加えられ、定着性が不均一に
なる、定着性が悪化する、またはシワが発生する。２．加圧ローラ等の熱ローラ近傍の部品等が熱の影響を
受け、これらの部品の寿命が短くなる。３．加圧ローラの熱膨張によって、加圧ローラの外形が
変化し記録材の搬送不良が発生する。

【０００４】前述の問題点を解決する手段として従来か
ら様々な提案がされており、具体的には、次の三つの方
法が提案されている。１．加熱体の通電範囲を記録材のサイズに合わせて変化
させる（特開平５−２７６４５号公報）。２．ＰＣＴ等の温度抵抗係数を有する発熱体を用いる
（特開平６−２７８４０号公報）。３．加熱体を複数本用いて、この複数本の加熱体を切換
または併用して使用する（特開平２−２６２１７７号公
報）。

【０００５】しかし、前述したこれらの提案は、発熱体
の構成や温度制御、各種センサとその制御回路等が複雑
になり、コストが高くなるという問題点がある。また、
記録紙のサイズによって加熱制御するので、実際に熱ロ
ーラの端部の温度が高くなっても、その端部温度を下げ
る制御は行なわれない。そこで、昇温した熱ローラ端部
の簡単な冷却装置として、熱ローラ端部近傍からの送風
により熱ローラ端部を冷却する方法が特開平６−１８６
８８３号公報で提案されている。これは、加熱体は従来
のものをそのまま使用でき、かつ、簡単な送風装置を付
加することで熱ローラ端部の冷却を行なうことができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
特開平６−１８６８８３号公報に記載された送風装置に
は、送風手段を装置の熱ローラの両端部近傍に設置する
ため、送風手段を設置するスペースを確保する必要があ
り、また、送風手段としてのファンを駆動する駆動手段
等を設置するスペースも確保する必要があり、装置全体
が大型化するという問題点や、装置内の各部品等のレイ
アウトが困難になるという問題点もある。

【０００７】よって、本発明は、前述の問題点を解決
し、熱ローラの端部を冷却して非通紙部昇温を防止でき
るとともに、小型で簡単な構成の定着装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
定方向に回転する熱ローラとこの熱ローラに圧接した加
圧ローラとの間に、トナー像が形成された転写紙を通過
させて、トナー像を転写紙に熱定着する定着装置におい
て、熱ローラの回転を駆動源として回転し、熱ローラの
中央部に風を送る送風手段を熱ローラの両端部にそれぞ
れ設けた構成である。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の定
着装置において、送風手段は熱ローラの両端の回転軸に
それぞれ固定されている構成である。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１記載の定
着装置において、送風手段は熱ローラの両端の回転軸に
それぞれ設けられたギアを介して駆動される構成であ
る。

【００１１】請求項４記載の発明は、請求項３記載の定
着装置において、ギアは回転軸の回転を増速または減速
して送風手段を駆動する構成である。

【００１２】請求項５記載の発明は、請求項１、２、３
または４記載の定着装置において、送風手段と熱ローラ
との間に、熱ローラの回転を送風手段に選択的に伝達ま
たは遮断するクラッチを設けた構成である。

【００１３】請求項６記載の発明は、請求項１、２、３
または４記載の定着装置において、送風手段と熱ローラ
との間に、送風手段による風を選択的に遮断または導入
する遮蔽手段を設けた構成である。

【００１４】請求項７記載の発明は、請求項５記載の定
着装置において、熱ローラの中央部と端部との各温度を
それぞれ検出する温度検出手段と、この温度検出手段の
温度情報により、熱ローラの中央部と端部との温度差が
所定値以上になった場合に、送風手段を回転させるよう
にクラッチの動作を制御する制御手段とを設けた構成で
ある。

【００１５】請求項８記載の発明は、請求項６記載の定
着装置において、熱ローラの中央部と端部との各温度を
それぞれ検出する温度検出手段と、この温度検出手段の
温度情報により、熱ローラの中央部と端部との温度差が
所定値以上になった場合に、送風手段による風を熱ロー
ラの中央部に導入するように遮蔽板の動作を制御する制
御手段とを設けた構成である。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図面を参照し
て説明する。まず、本発明の定着装置が装備される画像
形成装置について説明する。画像形成装置は、原稿の画
像を読み取る読取部と、読み取った画像情報を電気的な
画像信号に変換する画像処理部と、感光体と、感光体を
均一に帯電する帯電チャージャと、帯電された感光体に
原稿に対応した静電潜像を形成する書込み部と、静電潜
像を可視像化する現像装置と、現像装置によって形成さ
れた可視像を、給紙カセットから搬送され、レジストロ
ーラによって搬送される転写紙に転写する転写装置と、
転写されたトナー像を定着する定着装置と、転写後の感
光体に残存するトナーを除去して感光体をクリーニング
するクリーニングユニットとから主に構成されている。

【００１７】図１において、符号１０は定着装置を示
す。定着装置１０は、熱ローラ１１と、図示しない加圧
手段により熱ローラ１１に圧接されている加圧ローラ１
２と、熱ローラ１１に風を送る送風手段１４とから主に
構成されている。同図において符号Ｐは転写紙を表して
いる。

【００１８】熱ローラ１１には、図示しない側板に回転
自在に支持されている回転軸１３が挿通固定されてい
る。回転軸１３は、図示しない駆動手段により図中、矢
印Ａの向きに回転される。熱ローラ１１は、高速昇温を
狙いとした熱容量の小さい表面発熱ローラであり、回転
軸１３に固定された円筒状の基体１１ａと、基体１１ａ
の外周に形成される抵抗発熱層１１ｂと、抵抗発熱層１
１ｂの外周に形成される耐熱離形層（ＰＴＦＥ層）１１
ｃとから主に構成されている。なお、基体１１ａはガラ
スから形成されているが、他に周壁の厚さが０．１〜
２．０ｍｍのセラミックスまたは耐熱性樹脂等の絶縁材
料からなる円筒部材でも良い。さらに、熱ローラ１１
は、ハロゲンランプを用いた周知の構造や、発熱体から
耐熱性フィルムを介して定着を行なうフィルム加熱方式
による構造でも良い。

【００１９】加圧ローラ１２は、アルミニウム等の芯金
１２ａと、この芯金１２ａの外周に設けられていて、離
形性及び耐熱性の良いシリコンゴムからなるゴム層１２
ｂとで形成されている。送風手段１４は、回転軸１３の
最大通紙幅よりも外側の両端部にそれぞれ固定されてい
る。各送風手段１４は、扇形状に形成された四つの羽１
４ａからなり、回転軸１３の回転により熱ローラ１１の
中央部に送風可能に設定されている。羽１４ａは、その
外径を熱ローラ１１の外径よりも大きく形成され、回転
軸１３から放射状にそれぞれ配設されている。

【００２０】以下、上記構成による動作を簡単に説明す
る。読取部で原稿の画像情報が読み取られ、画像処理部
で電気的な画像信号に変換される。書込み部によって原
稿の画像が、帯電チャージャで表面を均一に帯電させら
れた感光体の表面に投影され、静電潜像が形成される。
感光体上の静電潜像は、図示しないイレーサにより非画
像部の電荷が消去された後、現像装置によりトナーを付
着させられて可視像が形成される。一方、給紙部から給
紙された転写紙は、感光体上の可視像と一致するタイミ
ングをもって転写分離チャージャへ送り出される。転写
分離チャージャで画像を転写され、感光体から分離され
た転写紙は、定着装置１０へ送られる。図１に示すよう
に、転写紙Ｐ上のトナー像は、制御手段により所定の温
度に加熱された熱ローラ１１と、加圧ローラ１２との間
に挿入され、加熱定着される。その後、転写紙Ｐは熱ロ
ーラ１１の表面から分離されて、機外に排出される。感
光体上に残ったトナーは、クリーニングユニットにより
除去されてクリーニングされ次の作像に備えられる。

【００２１】ここで、熱ローラ１１の端部の冷却につい
て説明する。定着装置１０に転写紙Ｐが送られると、図
示しない駆動手段により熱ローラ１１が矢印Ａの向きに
回転される。この回転と同回転数で羽１４ａが回転さ
れ、羽１４ａは熱ローラ１１の両端部から中央部に向か
って風を送る。この風は、熱ローラ１１の両端部を冷却
するとともに、冷却の際に温められて熱ローラ１１の中
央部に送られる。温められた風は、熱ローラ１１の中央
部を温める。

【００２２】次に、本発明の別の実施例をいくつか説明
するが、第１の実施例と同様の部材には、第１の実施例
で用いた符号と同一符号を付しその説明を省略する。図
２に、本発明の第２の実施例を示す。回転軸１３の最大
通紙幅よりも外側の両端部には、ギア１３ａが固定され
ている。ギア１３ａにはギア１５が噛合しており、ギア
１５の中心には、ギア１５を貫通する軸１６が固定され
ている。軸１６の一端１６ａは図示しない側板に回転自
在に支持されており、軸１６の他端１６ｂには、第１の
実施例の送風手段１４を構成する羽１４ａと同様の羽１
７が設けられている。なお、ギア１３ａとギア１５との
ギア比を適宜設定することにより、羽１７の回転を、熱
ローラ１１の回転よりも速くすることや、遅くすること
が可能である。本実施例では、羽１７の回転が、熱ロー
ラ１１の回転よりも速くなるようにギア比を設定してい
る。また、ギア１３ａ，１５を介して羽１７を配設する
ことにより羽１７の位置が、熱ローラ１１の回転軸１３
から離れることになる。この場合には、送風による転写
紙Ｐのシワや定着前のトナー像への影響を防止するため
に、羽１７を給紙側ではなく排紙側に配設している。羽
１７の配設位置を転写紙Ｐの給紙方向に対して上方にし
ても良い。羽１７をギア１３ａ、１５を介して回転する
ことにより、羽１７の回転速度が速くなって風量が増加
される。よって、熱ローラ１１の両端部を第１の実施例
の羽１４ａによる冷却よりも冷却することができる。

【００２３】次に、図３，４に、第３の実施例を示す。
図３において、回転軸１３の送風手段１４と熱ローラ１
１との間には、熱ローラ１１への風を選択的に遮断する
遮蔽手段２０が設けられている。遮蔽手段２０は、回転
軸１３に固定された第１の遮蔽板２１と、回転軸１３に
対して回転自在である第２の遮蔽板２２と、第２の遮蔽
板２２を、回転軸１３を中心として回転駆動する、回転
軸１３に設けられている回転手段２３とから構成されて
いる。第１の遮蔽板２１は、図４に示すように、送風手
段１４の羽１４ａの直径よりも大きい直径を有する円板
状に形成されており、この第１の遮蔽板２１には、中心
から放射状に複数の略三角形状の開口２１ａがそれぞれ
設けられている。第２の遮蔽板２２も、第１の遮蔽板２
１と同様に円板状に形成され、複数の略三角形状の開口
２２ａを有している。図４において、第１の遮蔽板２１
と第２の遮蔽板２２とは、紙面に対して垂直方向に重な
っており、手前側が第１の遮蔽板２１、奥側が第２の遮
蔽板２２である。回転手段２３は、第２の遮蔽板２２を
所定角度回転させることにより、各遮蔽板２１，２２の
各開口２１ａ，２２ａの位置をそれぞれ合致させた熱ロ
ーラ１１に風を送る状態Ａと、各遮蔽板２１，２２の各
開口２１ａ，２２ａの位置をそれぞれづらした熱ローラ
１１への風を遮断する状態Ｂとに選択的に変化させる。
熱ローラ１１への送風を選択的に行なえるので、装置の
立ち上げ時や、熱ローラ１１を早く昇温させたいとき等
に一時的に送風を遮断させることができる。また、第３
の実施例において、第２の遮蔽板２２を所定角度回転さ
せることにより開閉する開口であれば、その開口の形状
は略三角形状でなくとも良い。

【００２４】次に、図５に、第４の実施例を示す。熱ロ
ーラ１１の回転軸１３の両端部には、クラッチ３０を介
して第１の実施例の送風手段１４の羽１４ａと同様の羽
３１がそれぞれ設けられている。各クラッチ３０は、こ
れらのクラッチ３０を作動制御するクラッチドライバ３
２に接続されている。クラッチドライバ３２は、後述す
る制御手段３３によりその作動を制御され、作動時に回
転軸１３と羽３１とを連結させ、非作動時に回転軸１３
と羽３１との連結を解除する。

【００２５】熱ローラ１１の軸方向における中央部と端
部の各表面には、熱ローラ１１の中央部と端部との温度
を検出する温度検出手段としての中央サーミスタ３４及
び端部サーミスタ３５がそれぞれ配置されている。両サ
ーミスタ３２，３３の温度情報は周知のマイクロコンピ
ュータにより構成されている制御手段３３に入力され
る。制御手段３３は、中央サーミスタ３４と端部サーミ
スタ３５との温度差が所定値以上になったとき、クラッ
チドライバ３２を作動させて回転軸１３と羽３１とを連
結させ、羽３１を回転させる。羽３１の回転により熱ロ
ーラ１１の端部が冷却される。また、中央サーミスタ３
４と端部サーミスタ３５との温度差が所定値未満になっ
たとき、クラッチドライバ３２の作動を停止して回転軸
１３と羽３１との連結を解除し、羽３１の回転を停止す
る。中央サーミスタ３４と端部サーミスタ３５との温度
情報に基づいて、羽３１の回転を制御するので、常に熱
ローラ１１の中央部と両端部との温度差を所定値内に保
つことができる。

【００２６】また、クラッチ３０及びクラッチドライバ
３２を、第２の実施例に用いても良い。この場合には、
クラッチ３０を熱ローラ１１と羽１７との間に、例え
ば、回転軸１３とギア１３ａとの間や、軸１６とギア１
５との間等に配設する。さらに、中央サーミスタ３４、
端部サーミスタ３５及び制御手段３３をクラッチ及びク
ラッチドライバを用いた第２の実施例や、第３の実施例
に適用しても良い。第３の実施例に適用した場合には、
制御手段３３で回転手段２３の作動を制御する。

【００２７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、送風手段
を熱ローラの両端部にそれぞれ設けたので、送風手段を
設置するスペースが小さくてすみ、装置を小型化でき、
送風手段によって熱ローラの端部が強制冷却され、しか
も端部を冷却するときに温められた風により熱ローラの
中央部が温められるので、端部の過昇温防止と省エネル
ギ化が図れる。また、送風手段の駆動力を熱ローラの回
転から得ているので、送風手段の駆動手段を別途必要と
せず、さらに、装置を小型化することができる。

【００２８】請求項２記載の発明によれば、熱ローラの
両端の回転軸に送風手段を固定することのみで、熱ロー
ラへの送風が可能となり、送風手段の駆動手段や制御回
路等を一切必要とせず、装置の小型化及び簡略化するこ
とができる。

【００２９】請求項３または請求項４記載の発明によれ
ば、送風手段がギアを介して熱ローラの回転軸に装着さ
れているので、ギア比を適宜設定することにより、送風
手段の送風量を増加または低減することができ、熱ロー
ラに適応した送風量を得ることができる。

【００３０】請求項５記載の発明によれば、送風手段と
熱ローラとの間に、熱ローラの回転を送風手段に選択的
に伝達または遮断するクラッチを設けたので、このクラ
ッチを作動または停止することで、送風手段による送風
を必要に応じて行なうことができる。

【００３１】請求項６記載の発明によれば、送風手段と
熱ローラとの間に、送風手段による風を選択的に遮断ま
たは導入する遮蔽手段を設けたので、遮蔽手段を作動ま
たは停止することで、送風手段による送風を必要に応じ
て行なうことができる。

【００３２】請求項７記載の発明によれば、熱ローラの
中央部と端部との各温度をそれぞれ検出する温度検出手
段と、この温度検出手段の温度情報により、熱ローラの
中央部と端部との温度差が所定値以上になった場合に、
送風手段を回転させるようにクラッチの動作を制御する
制御手段とを設けたことにより、熱ローラの中央部と端
部との温度情報に基づいて、クラッチの動作が制御され
て送風手段が駆動されるので、熱ローラの中央部と端部
との温度差が所定値内に保たれる。したがって、送風手
段を小型化及び簡略化することができるとともに、熱ロ
ーラの中央部及び端部の温度制御を行なうことができ
る。

【００３３】請求項８記載の発明によれば、熱ローラの
中央部と端部との各温度をそれぞれ検出する温度検出手
段と、この温度検出手段の温度情報により、熱ローラの
中央部と端部との温度差が所定値以上になった場合に、
送風手段による風を熱ローラの中央部に導入するように
遮蔽板の動作を制御する制御手段とを設けたことによ
り、熱ローラの中央部と端部との温度情報に基づいて、
遮蔽板の動作が制御されて熱ローラの中央部と端部との
温度差が所定値内に保たれる。したがって、送風手段を
小型化及び簡略化することができるとともに、熱ローラ
の中央部及び端部の温度制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す定着装置の斜視図
である。

【図２】第２の実施例を示す、回転軸にギアを設けた熱
ローラの平面図である。

【図３】第３の実施例を示す、遮蔽板を有する熱ローラ
の平面図である。

【図４】遮蔽板の送風状態と遮蔽状態とを表す正面図で
ある。

【図５】第４の実施例を示す熱ローラの概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１０定着装置１１熱ローラ１２加圧ローラ１３回転軸１４送風手段１４ａ，１７，３１羽１３ａ、１５ギア２０遮蔽手段２１第１の遮蔽板２２第２の遮蔽板２３回転手段３０クラッチ３２クラッチドライバ３３制御手段３４，３５サーミスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村隆東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内 (72)発明者岸和人東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】定方向に回転する熱ローラとこの熱ローラ
に圧接した加圧ローラとの間に、トナー像が形成された
転写紙を通過させて、上記トナー像を上記転写紙に熱定
着する定着装置において、上記熱ローラの回転を駆動源として回転し、上記熱ロー
ラの中央部に風を送る送風手段を上記熱ローラの両端部
にそれぞれ設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】請求項１記載の定着装置において、上記送風手段は上記熱ローラの両端の回転軸にそれぞれ
固定されていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】請求項１記載の定着装置において、上記送風手段は上記熱ローラの両端の回転軸にそれぞれ
設けられたギアを介して駆動されることを特徴とする定
着装置。
【請求項４】請求項３記載の定着装置において、上記ギアは上記回転軸の回転を増速または減速して上記
送風手段を駆動することを特徴とする定着装置。
【請求項５】請求項１、２、３または４記載の定着装置
において、上記送風手段と上記熱ローラとの間に、上記熱ローラの
回転を上記送風手段に選択的に伝達または遮断するクラ
ッチを設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項６】請求項１、２、３または４記載の定着装置
において、上記送風手段と上記熱ローラとの間に、上記送風手段に
よる風を選択的に遮断または導入する遮蔽手段を設けた
ことを特徴とする定着装置。
【請求項７】請求項５記載の定着装置において、上記熱ローラの中央部と端部との各温度をそれぞれ検出
する温度検出手段と、この温度検出手段の温度情報によ
り、上記熱ローラの中央部と端部との温度差が所定値以
上になった場合に、上記送風手段を回転させるように上
記クラッチの動作を制御する制御手段とを設けたことを
特徴とする定着装置。
【請求項８】請求項６記載の定着装置において、上記熱ローラの中央部と端部との各温度をそれぞれ検出
する温度検出手段と、この温度検出手段の温度情報によ
り、上記熱ローラの中央部と端部との温度差が所定値以
上になった場合に、上記送風手段による風を上記熱ロー
ラの中央部に導入するように上記遮蔽板の動作を制御す
る制御手段とを設けたことを特徴とする定着装置。