JPH10207276A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱効率を改善し、且つ、軸方向の温度分布を
均一にすること。 【解決手段】 内部に発熱源１０を備えた加熱ロール１
と、この加熱ロール１に対して圧接される加圧ロールと
を備えた定着装置において、加熱ロール１の端部の内側
に、発熱源１０からの熱を反射して加熱ロール１の端部
に導くための加熱ロールの内部から見て凸となる鏡面部
９を設ける。

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、プリンタ
等の画像形成装置において使用される定着装置に関し、
特に、熱効率を改善した定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】定着装置としては種々の形式のものが知
られているが、その一つとして加熱・加圧ロール方式の
定着装置が知られている。

【０００３】この加熱・加圧ロール方式の定着装置は、
内部に発熱源を備えた加熱ロールと、この加熱ロールに
対して圧接される加圧ロールとから構成されており、ト
ナー像が転写された用紙が加熱ロールと加圧ロールとの
間のニップ部を通過するときに、熱と圧力により定着が
行なわれる。

【０００４】このような加熱・加圧ロール方式の定着装
置においては、定着装置の熱効率を改善するために、発
熱源から供給される熱を効率よく加熱ロールの表面まで
伝える必要がある。また、加熱ロールの軸方向に関して
定着温度が不均一であると、定着むらが発生するため、
発熱源から供給される熱を加熱ロールの軸方向の端部ま
で充分に伝える必要がある。上述したような加熱・加圧
ロール方式の定着装置において熱効率を改善するために
種々の構成が提案されている。

【０００５】たとえば、実公昭６１−４９２３号公報に
記載されているように、ロール体の端部を断熱部材で保
持し、且つ、内部に遮熱輪を設けることにより、端部か
らの熱の逃げを最小限にしようとする構成が知られてい
る。しかしながら、同公報に記載の構成においては、ヒ
ータの端部をロール体の端部に引き出すために断熱部材
及び遮熱輪の中心部は中空となっているので、ヒータか
らの熱が中空の軸のすき間から放熱してしまい、発熱源
から供給される熱を効率よく加熱ロールに伝えていると
は言い難い。また、ヒータからの熱が端部から外部に逃
げるので、加熱ロールの表面温度が端部において大幅に
低くなり、軸方向の温度分布が不均一となる。すなわ
ち、実公昭６１−４９２３号公報に記載の構成では、熱
効率を改善し、且つ、軸方向の温度分布を均一にすると
いう課題は充分には解決されていない。

【０００６】また、特開昭６１−１４７２７６号公報、
特開平１−４９０７３号公報に記載されているように、
定着装置の記録紙通紙部を含む上流側及び下流側の開口
部にそれぞれシャッター機構を設け、記録紙通紙時に
は、それぞれのシャッターを開き、記録紙非通紙時には
シャッターを閉じることによって定着装置から外部の漏
れる熱を最小限にすることにより、加熱ロールの保温を
行なうと共に、定着装置からの熱により定着装置の上流
側に近接した配置された画像形成部に含まれているクリ
ーニング部の温度上昇を防止して、クリーニング部にお
いてトナーが熱によりブロッキングを起こさないように
することが知られている。しかしながら、このようなシ
ャッター機構を定着装置の上流側及び下流側の双方に使
用する場合には、両方のシャッター機構を用紙の通過に
連動して順次開閉するための複雑な駆動機構を設けなけ
ればならず、構成が複雑になるという問題がある。ま
た、このようなシャッター機構を設けた場合でも、用紙
通過時は両方のシャッターが開いているので、定着装置
内から大量に熱が逃げてしまうという問題がある。

【０００７】また、上述したいずれの公報に記載の構成
においても、用紙が定着装置から排出された直後は用紙
の表面が高温であるため用紙に触ることができない。ま
た、定着装置から排出された用紙が装置外に排出される
までは、定着装置からの熱が用紙の表面を伝わって画像
形成装置の機内に放出されるため、機内の温度が上昇す
るという問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、熱効率を改善し、且つ、軸方向の温度分布を均一に
することである。また、本発明の他の課題は、簡単な構
成で熱効率を改善すると共に、定着装置から排出される
用紙の温度を必要以上に上昇させないことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、内部に発熱源
を備えた加熱ロールと、この加熱ロールに対して圧接さ
れる加圧ロールとを備えた定着装置において、前記加熱
ロールの端部の内側に、前記発熱源からの熱を反射する
鏡面を設けたことを特徴とする。前記鏡面は、前記発熱
源からの熱を反射して前記加熱ロールの端部に導くため
の加熱ロールの内部から見て凸であることが望ましい。

【００１０】また本発明は、内部に発熱源を備えた加熱
ロールと、この加熱ロールに対して圧接される加圧ロー
ルと、用紙搬送経路に沿って上流側開口部と下流側開口
部を有し前記加熱ロールと加圧ロールを囲む定着カバー
とを備えた定着装置において、少なくとも一部が前記定
着装置の外部に露出されており、前記定着カバーの下流
側開口部の近傍に定着後の用紙を挟持した状態で搬送す
る冷却搬送手段と、前記冷却搬送手段の前記加熱ロール
側に配置され、前記加熱ロールからの熱が前記冷却搬送
手段に直接到達するのを防止するための遮熱カバーとを
設けたことを特徴とする。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明の定着装置の第１の実施例を
示す要部断面図である。円筒状の加熱ロール１の軸方向
に関しての両方の端部（図においては、一方の端部のみ
示す）には、ふっ化系樹脂等からなる環状の低摩擦部材
２を介して、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂等からなる
円板状の断熱部材３が嵌合されている。断熱部材３には
中空軸４が取り付けられている。この中空軸４に端部に
は一体的にフランジ５が形成されており、このフランジ
５がビス６によりフレーム７に固定される。上記断熱部
材３の軸方向に関しての内側近傍には、偏平円錐状の断
熱ブッシュ８が設けられている。この断熱ブッシュ８
は、たとえば、そのブッシュ部が、たとえば、黄銅等の
金属から形成されており、内側表面には鏡面部９を有し
ている。この鏡面部９の頂点がなす角度をθとしたと
き、θ≧１８０°としている。すなわち、加熱ロール１
の内部から見て凸となる鏡面を設けている。また、鏡面
部９の外径は、丁度加熱ロール１の内周面１ａに嵌合す
る寸法となっている。なお、本実施例においては、加熱
ロール１の端部の断熱部材３が嵌合する部分の内周面１
ｂの内径は、内周面１ａの内径より若干大きくなってい
る。また、断熱ブッシュ８の中心軸部分には、加熱ロー
ル１に配置された石英ヒータ等の発熱源１０の端部から
の引出し線１０ａを引き出すことができる最小限の小径
の穴１１が形成されており、この穴１１を通して発熱源
１０の引出し線１０ａが加熱ロール１の外側に引き出さ
れている。

【００１２】図１に示す定着装置においては、加熱ロー
ル１がフレーム７側に固定された断熱部材３により低摩
擦部材２を介して回転自在に支持されており、図示しな
い回転駆動機構により加熱ロール１が回転駆動される。
また、発熱源１０には、引出し線１０ａを介して図示し
ない電源から電流が流され、発熱源１０が発熱する。発
熱源１０からの輻射熱の大部分は、加熱ロール１の内周
面１ａに直接到達して加熱ロール１が加熱される。ま
た、発熱源１０の端部で発生した熱の一部は、鏡面部９
で反射して、加熱ロール１の内周面１ａに到達する。こ
のとき、鏡面部９は、加熱ロール１の内部から見て凸と
なる鏡面となっているので、発熱源１０の端部で発生し
た熱を効率的に加熱ロール１の端部に供給することがで
きる。また、加熱ロール１の内部は、鏡面部９で実質的
に密閉されているので、加熱ロール１の内部で発生した
熱が、中空軸４を通って外部に流れ出ることがない。し
たがって、定着装置における熱効率を改善することがで
きると共に軸方向の温度分布を均一にすることができ
る。

【００１３】図２は、本発明の定着装置の第２の実施例
を示す要部断面図である。なお、第１の実施例と対応す
る部材には同一符号を付している。第２の実施例におい
ては、２本の引出し線１２ａ、１２ｂが片側から引き出
される構造を有する発熱源１２を使用している。この場
合には、引出し線１２ａ、１２ｂが設けられた側とは反
対側において、完全に密閉された鏡面部１３を使用する
ことができるため、加熱ロール１の内部で発生した熱
が、外部に流れ出るのを完全に防止することができる。

【００１４】図３は、断熱ブッシュ８の取り付け構造の
一例を示す要部断面図である。図３に示す例において
は、加熱ロール１の内周面１ａの端部近傍に環状の溝１
４を形成すると共に、断熱ブッシュ８の外周面に、この
溝１４と係合する爪部１６を設けている。また、断熱ブ
ッシュ８と一体的に摘み１７が設けられており、この摘
み１７を持って断熱ブッシュ８を加熱ロール１の内部に
押し込むことにより、断熱ブッシュ８の爪部１６が加熱
ロール１の溝１４に係合し、断熱ブッシュ８が鏡面部１
３と共に加熱ロール１に取り付けられる。

【００１５】図４は、断熱ブッシュ８の取り付け構造の
他の例を示す要部断面図である。図４に示す例において
は、加熱ロール１の内周面１ａの端部近傍に雌ねじ１８
を形成すると共に、断熱ブッシュ８の外周面に、この雌
ねじ１８と螺合する雄ねじ１９を設けている。断熱ブッ
シュ８と一体的に形成された摘み１７を持って断熱ブッ
シュ８を加熱ロール１の内部にねじ込むことにより、断
熱ブッシュ８の雄ねじ１９が加熱ロール１の雌ねじ１８
と螺合し、断熱ブッシュ８が鏡面部１３と共に加熱ロー
ル１に取り付けられる。

【００１６】図５は、本発明の定着装置の更に他の実施
例を示す概略断面図である。内部に発熱源を備えた加熱
ロール２１と、この加熱ロール２１に対して圧接される
加圧ロール２２が、定着カバー２３の内部に配置されて
いる。定着カバー２３は、上カバー２３ａと下カバー２
３ｂとから構成されており、上カバー２３ａと下カバー
２３ｂの間の用紙搬送経路部分には、上流側開口部２４
及び下流側開口部２５が形成されている。

【００１７】上記上カバー２３ａの上流側には、上流側
開口部２４を開閉自在に覆うシャッタ２６が設けられて
いる。また、下流側開口部２５の近傍には、用紙搬送経
路を挟んで一対の冷却ロール２７ａ，２７ｂが設けられ
ている。冷却ロール対２７ａ，２７ｂの材質としては、
熱伝導率の高いアルミニウム等を選択するのが望まし
い。また、上カバー２３ａ及び下カバー２３ｂの下流側
には、一対の冷却ロール２７ａ，２７ｂの定着装置内部
側を覆う遮熱カバー２８ａ，２８ｂが上カバー２３ａ及
び下カバー２３ｂと一体的に形成されている。遮熱カバ
ー２８ａと遮熱カバー２８ｂとの間の隙間が下流側開口
部２５を形成しており、この下流側開口部２５は、用紙
が通過できる最小限の間隔とされる。

【００１８】図５に示す定着装置においては、待機状態
においては、上流側開口部２４がシャッタ２６で覆われ
ているので、定着カバー２３の内部の熱が上流側開口部
２４から上流側に放射されることがない。したがって、
定着装置の上流側に配置されている画像形成部に含まれ
ているクリーニング部が過熱状態となることがなく、ク
リーニング部において、トナーが熱によりブロッキング
を起こしたりする不都合が生じることはない。また、下
流側開口部２５は非常に狭く、また、下流側開口部２５
の下流側には互いに圧着された一対の冷却ロール２７
ａ，２７ｂが存在するので、定着カバー２３の内部の熱
が下流側から外部に放射されることもない。

【００１９】次に、図示しない画像形成部において用紙
上にトナー像が転写され、このトナー像が転写された用
紙Ｐが定着装置に搬送されてくると、用紙Ｐの搬送に同
期して、図５に示すように、シャッタ２６が開状態とな
り、用紙Ｐが、加熱ロール２１と加圧ロール２２との間
のニップ部に送り込まれ、熱と圧力によりトナー像が用
紙Ｐに定着される。定着後の用紙Ｐは、下流側開口部２
５を通過し、更に冷却ロール２７ａ，２７ｂのニップ部
を通過して定着装置外に搬送される。冷却ロール２７
ａ，２７ｂの加熱ロール２１側には、遮熱カバー２８
ａ，２８ｂが設けられているので、冷却ロール２７ａ，
２７ｂは比較的低温に維持されており、用紙Ｐが冷却ロ
ール２７ａ，２７ｂのニップ部を通過するときに用紙の
熱が冷却ロール２７ａ，２７ｂに奪われ、用紙Ｐの表面
温度が低下する。

【００２０】冷却ロール２７ａ，２７ｂは用紙Ｐの熱を
奪うので温度が上昇するが、冷却ロール２７ａ，２７ｂ
の半周は定着装置の外部に露出しているので、定着装置
の待機期間中に、冷却ロール２７ａ，２７ｂの熱は外部
に放出され、冷却機能を果たすのに充分な温度まで低下
する。

【００２１】図６は、本発明の定着装置の更に他の実施
例を示す概略断面図である。なお、図５に示す実施例と
対応する部材には同一符号を付している。図６に示す実
施例においては、冷却ロール２７ａ，２７ｂの下流側に
更に別の冷却ロール２９ａ，２９ｂが配置されており、
上流側の冷却ロール２７ａと下流側の冷却ロール２９ａ
の間に上側冷却ベルト３０ａが巻装され、上流側の冷却
ロール２７ｂと下流側の冷却ロール２９ｂの間に下側冷
却ベルト３０ｂが巻装されている。図６に示す実施例に
おいては、用紙搬送方向に一定の長さを有する冷却ベル
ト３０ａ，３０ｂにより挟まれた状態で搬送されている
期間に用紙が冷却されるので、用紙の対する冷却効果が
一層確実になる。

【００２２】図７は、本発明の定着装置の更に他の実施
例を示す概略断面図である。なお、図５に示す実施例と
対応する部材には同一符号を付している。図７に示す実
施例においては、加熱ロール２１，加圧ロール２２と冷
却ロール２７ａ，２７ｂとの間に複数対の冷却ロール３
１ａ，３１ｂ、３２ａ，３２ｂを配置している。図７に
示す実施例においては、定着後の用紙が冷却ロールに複
数回接触するので、図５に示す実施例に比べて冷却効果
が改善される。

【００２３】

【発明の効果】

（１）加圧ロールの端部の熱源からの熱を有効に利用す
ることができるので、熱効率を改善できると共に軸方向
の温度分布を均一にすることができる。

【００２４】（２）簡単な構成で熱効率を改善すること
ができると共に、定着装置から排出される用紙を温度を
低下させることができる。

【００２５】（３）定着装置の下流側にはシャッタ機構
を設ける必要がないので構成が簡単となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の定着装置の第１の実施例を示す要部
断面図である。

【図２】 本発明の定着装置の第２の実施例を示す要部
断面図である。

【図３】 断熱ブッシュ８の取り付け構造の一例を示す
要部断面図である。

【図４】 断熱ブッシュ８の取り付け構造の他の例を示
す要部断面図である。

【図５】 本発明の定着装置の更に他の実施例を示す概
略断面図である。

【図６】 本発明の定着装置の更に他の実施例を示す概
略断面図である。

【図７】 本発明の定着装置の更に他の実施例を示す概
略断面図である。

【符号の説明】

１…加熱ロール、２…低摩擦部材、３…断熱部材、４…
中空軸、５…フランジ、６…ビス、７…フレーム、８…
断熱ブッシュ、９…鏡面部、１０…発熱源、１１…穴、
１２…発熱源、１３…鏡面部、１４…溝、１６…爪部、
１７…摘み、１８…雌ねじ、１９…雄ねじ、２１…加熱
ロール、２２…加圧ロール、２３…定着カバー、２４…
上流側開口部、２５…下流側開口部、２６…シャッタ、
２７ａ，２７ｂ…冷却ロール、２８ａ，２８ｂ…遮熱カ
バー、２９ａ，２９ｂ…冷却ロール、３０ａ，３０ｂ…
冷却ベルト、３１ａ，３１ｂ、３２ａ，３２ｂ…冷却ロ
ール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に発熱源を備えた加熱ロールと、こ
   の加熱ロールに対して圧接される加圧ロールとを備えた
   定着装置において、 前記加熱ロールの端部の内側に、前記発熱源からの熱を
   反射する鏡面を設けたことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記鏡面が、前記発熱源からの熱を反射
   して前記加熱ロールの端部に導くための加熱ロールの内
   部から見て凸であることを特徴とする定着装置。
3. 【請求項３】 内部に発熱源を備えた加熱ロールと、こ
   の加熱ロールに対して圧接される加圧ロールと、用紙搬
   送経路に沿って上流側開口部と下流側開口部を有し前記
   加熱ロールと加圧ロールを囲む定着カバーとを備えた定
   着装置において、 少なくとも一部が前記定着装置の外部に露出されてお
   り、前記定着カバーの下流側開口部の近傍に定着後の用
   紙を挟持した状態で搬送する冷却搬送手段と、 前記冷却搬送手段の前記加熱ロール側に配置され、前記
   加熱ロールからの熱が前記冷却搬送手段に直接到達する
   のを防止するための遮熱カバーとを設けたことを特徴と
   する定着装置。