JPH10326055A - 定着装置 - Google Patents
定着装置Info
- Publication number
- JPH10326055A JPH10326055A JP13521897A JP13521897A JPH10326055A JP H10326055 A JPH10326055 A JP H10326055A JP 13521897 A JP13521897 A JP 13521897A JP 13521897 A JP13521897 A JP 13521897A JP H10326055 A JPH10326055 A JP H10326055A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roller
- pressure roller
- fixing device
- sheet
- auxiliary heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Fixing For Electrophotography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成により、トナー画像担持体にカー
ルの発生がなく、かつ加圧ローラの変形とその軸受けの
寿命の短縮を防止する定着性良好な定着装置を提供す
る。 【解決手段】 シートPに担持されている未定着トナー
画像を加熱定着する加熱ローラ10と、該加熱ローラ1
0の周面に前記シートPの未定着トナー画像担持面を圧
着する加圧ローラ20とを設けた定着装置において、接
離変更レバー25、支持レバー47等により前記加圧ロ
ーラ20に接離を可能とした補助熱ローラ40を設け、
補助熱ローラ40の加圧ローラ20に接触状態にあって
は従動回転して前記加圧ローラ20の加熱を行うことを
特徴とする。
ルの発生がなく、かつ加圧ローラの変形とその軸受けの
寿命の短縮を防止する定着性良好な定着装置を提供す
る。 【解決手段】 シートPに担持されている未定着トナー
画像を加熱定着する加熱ローラ10と、該加熱ローラ1
0の周面に前記シートPの未定着トナー画像担持面を圧
着する加圧ローラ20とを設けた定着装置において、接
離変更レバー25、支持レバー47等により前記加圧ロ
ーラ20に接離を可能とした補助熱ローラ40を設け、
補助熱ローラ40の加圧ローラ20に接触状態にあって
は従動回転して前記加圧ローラ20の加熱を行うことを
特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式の画像
形成機器等に用いられる定着装置で、シートに担持され
ている未定着トナー画像を加熱定着する加熱ローラと、
加熱ローラの周面に前記シートの未定着トナー画像担持
面を圧着する加圧ローラとを設けた熱ローラ定着装置の
構造に関する。
形成機器等に用いられる定着装置で、シートに担持され
ている未定着トナー画像を加熱定着する加熱ローラと、
加熱ローラの周面に前記シートの未定着トナー画像担持
面を圧着する加圧ローラとを設けた熱ローラ定着装置の
構造に関する。
【0002】
【従来の技術】図10は上面に未定着トナー画像を担持
したシートPの加熱定着を行う熱ローラ定着装置の一般
構造を示している。加熱ローラ10は内部に熱源として
例えばハロゲンランプを用いた加熱ヒータ11を有した
中空の金属円筒12で、その外周は薄層の例えばフッ素
樹脂チューブを用いた表面層13等によって被覆されて
いる。回転する加熱ローラ10に対して圧着して従動回
転する加圧ローラ20は、芯金21の外周にスポンジ状
の弾性体層22と、さらにその外周は薄層の例えばフッ
素樹脂チューブの表面層23等によって被覆されてい
る。加熱ローラ10表面の温度は図示しない温度センサ
によって温度検知がなされ、加熱ローラ10表面は例え
ば200℃程度の定着を適当とする温度に制御されてい
る。
したシートPの加熱定着を行う熱ローラ定着装置の一般
構造を示している。加熱ローラ10は内部に熱源として
例えばハロゲンランプを用いた加熱ヒータ11を有した
中空の金属円筒12で、その外周は薄層の例えばフッ素
樹脂チューブを用いた表面層13等によって被覆されて
いる。回転する加熱ローラ10に対して圧着して従動回
転する加圧ローラ20は、芯金21の外周にスポンジ状
の弾性体層22と、さらにその外周は薄層の例えばフッ
素樹脂チューブの表面層23等によって被覆されてい
る。加熱ローラ10表面の温度は図示しない温度センサ
によって温度検知がなされ、加熱ローラ10表面は例え
ば200℃程度の定着を適当とする温度に制御されてい
る。
【0003】ガイド板31に沿って搬送されてきたシー
トPは、加熱ローラ10と加圧ローラ20との圧着部分
において定着され、分離爪部32a,32bによってロ
ーラ表面から分離されて定着装置外へと排出される。排
出されるシートPは下向きにカールした状態となってい
る。これは上側ローラである加熱ローラ10の表面温度
と下側ローラである加圧ローラ20の表面温度とに温度
差があり、シートPのシート表面の方がシート裏面に較
べて定着時高温に加熱される結果、表面の乾燥が急激に
なされるのに対し、裏面の乾燥は徐々であり、シートP
の表面より裏面の繊維の方が縮みが大きいことにより下
向きにカールしたものである。シートPに生じたカール
が強い(曲率半径が小さい)場合には、定着を終えたシ
ートPが加圧ローラ20に巻き付いてしまう現象が生じ
たり、たとえ分離されてもシートPが画像形成装置の装
置外に排出されるまでに搬送不足(ジャム)が生じた
り、装置外に排出されてもまるまった形で次々と排出さ
れるシートPが正しく重なった状態で積層されないとい
った多くの問題が生じることとなる。
トPは、加熱ローラ10と加圧ローラ20との圧着部分
において定着され、分離爪部32a,32bによってロ
ーラ表面から分離されて定着装置外へと排出される。排
出されるシートPは下向きにカールした状態となってい
る。これは上側ローラである加熱ローラ10の表面温度
と下側ローラである加圧ローラ20の表面温度とに温度
差があり、シートPのシート表面の方がシート裏面に較
べて定着時高温に加熱される結果、表面の乾燥が急激に
なされるのに対し、裏面の乾燥は徐々であり、シートP
の表面より裏面の繊維の方が縮みが大きいことにより下
向きにカールしたものである。シートPに生じたカール
が強い(曲率半径が小さい)場合には、定着を終えたシ
ートPが加圧ローラ20に巻き付いてしまう現象が生じ
たり、たとえ分離されてもシートPが画像形成装置の装
置外に排出されるまでに搬送不足(ジャム)が生じた
り、装置外に排出されてもまるまった形で次々と排出さ
れるシートPが正しく重なった状態で積層されないとい
った多くの問題が生じることとなる。
【0004】本発明者らは加熱ローラ10と加圧ローラ
20の温度差とカール量との関係を求めた。加熱ローラ
10の温度を200℃に管理し、含水率9.4〜9.6
%程度のA4サイズの一般に用いられるコピー紙(55
kg紙)について、加圧ローラ20の表面温度と、カー
ル量との関係を求めたのが図11である。カール量は、
平板上にカール方向を上にして定着直後のコピー紙を載
置し、四隅の持ち上がった高さをmm単位で測定し、そ
の平均値をとったもので、加熱ローラ10と加圧ローラ
20との温度差が小さい程カール量は小さいことを示し
ている。なお、グラフ中、正セット、逆セットとあるの
は給紙カセット内に装填された多数枚のコピー紙の載置
状況(裏表の状況)から分別している。このグラフでは
逆セット時の方がカール量が大きくなる傾向にあるが、
これは逆セットのシートは正セットのシートより下向き
にカールしやすい前歴をもっていることによるもので、
何れにせよ加熱ローラ10と加圧ローラ20との温度差
を小さくすることが、カール量を小さくするための条件
である。
20の温度差とカール量との関係を求めた。加熱ローラ
10の温度を200℃に管理し、含水率9.4〜9.6
%程度のA4サイズの一般に用いられるコピー紙(55
kg紙)について、加圧ローラ20の表面温度と、カー
ル量との関係を求めたのが図11である。カール量は、
平板上にカール方向を上にして定着直後のコピー紙を載
置し、四隅の持ち上がった高さをmm単位で測定し、そ
の平均値をとったもので、加熱ローラ10と加圧ローラ
20との温度差が小さい程カール量は小さいことを示し
ている。なお、グラフ中、正セット、逆セットとあるの
は給紙カセット内に装填された多数枚のコピー紙の載置
状況(裏表の状況)から分別している。このグラフでは
逆セット時の方がカール量が大きくなる傾向にあるが、
これは逆セットのシートは正セットのシートより下向き
にカールしやすい前歴をもっていることによるもので、
何れにせよ加熱ローラ10と加圧ローラ20との温度差
を小さくすることが、カール量を小さくするための条件
である。
【0005】加圧ローラ20の表面温度を、加熱ローラ
10の表面温度近くまで加熱し、定着を行うようにした
提案は数多くなされている。加圧ローラ20内部に熱源
を設ける提案もあるが、加圧ローラ20にはスポンジ状
の弾性体層22があるため熱伝導率が悪く、熱勾配も大
きいので表面温度を希望温度まで上昇させるには多くの
時間を要することとなり、加圧ローラ20内部の温度は
異常に高くなってしまう。これに対して加圧ローラ20
の外部から加圧ローラ表面を加熱する提案もなされてい
る。しかしこの場合には、加圧ローラ表面を加熱する加
熱手段を必要とし、加圧ローラ表面の温度管理を行うこ
とが必要となる。
10の表面温度近くまで加熱し、定着を行うようにした
提案は数多くなされている。加圧ローラ20内部に熱源
を設ける提案もあるが、加圧ローラ20にはスポンジ状
の弾性体層22があるため熱伝導率が悪く、熱勾配も大
きいので表面温度を希望温度まで上昇させるには多くの
時間を要することとなり、加圧ローラ20内部の温度は
異常に高くなってしまう。これに対して加圧ローラ20
の外部から加圧ローラ表面を加熱する提案もなされてい
る。しかしこの場合には、加圧ローラ表面を加熱する加
熱手段を必要とし、加圧ローラ表面の温度管理を行うこ
とが必要となる。
【0006】特開昭57−122467号、実開昭61
−135358号、特開平3−180883号等の公報
にはハロゲンランプ等のヒータを内蔵した補助熱ローラ
によって加圧ローラ表面を予備加熱する技術が開示され
ている。また実開昭62−103073号公報にはヒー
トパイプによって加圧ローラの表面温度を均一にする技
術が開示されている。
−135358号、特開平3−180883号等の公報
にはハロゲンランプ等のヒータを内蔵した補助熱ローラ
によって加圧ローラ表面を予備加熱する技術が開示され
ている。また実開昭62−103073号公報にはヒー
トパイプによって加圧ローラの表面温度を均一にする技
術が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの公報
には加圧ローラの寿命を縮めずに加圧ローラ表面を効率
よく加熱する技術手段については何等開示されていなか
った。本発明は、加圧ローラの寿命を短くすることな
く、効率よく補助熱ローラによって加圧ローラ表面を加
熱し、定着性が良好で、定着を終えて排出されるシート
のカール量を少なくする定着装置を提供することを目的
とする。
には加圧ローラの寿命を縮めずに加圧ローラ表面を効率
よく加熱する技術手段については何等開示されていなか
った。本発明は、加圧ローラの寿命を短くすることな
く、効率よく補助熱ローラによって加圧ローラ表面を加
熱し、定着性が良好で、定着を終えて排出されるシート
のカール量を少なくする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】上記目的は、シートに担
持されている未定着トナー画像を加熱定着する加熱ロー
ラと、前記加熱ローラの周面に前記シートの未定着トナ
ー画像担持面を圧着する加圧ローラとを設けた定着装置
において、前記加圧ローラには接離を可能とし、接触状
態にあっては従動回転して前記加圧ローラの加熱を行う
補助熱ローラを設けたことを特徴とする定着装置によっ
て達成される。
持されている未定着トナー画像を加熱定着する加熱ロー
ラと、前記加熱ローラの周面に前記シートの未定着トナ
ー画像担持面を圧着する加圧ローラとを設けた定着装置
において、前記加圧ローラには接離を可能とし、接触状
態にあっては従動回転して前記加圧ローラの加熱を行う
補助熱ローラを設けたことを特徴とする定着装置によっ
て達成される。
【0009】また、本発明の上記定着装置において、前
記補助熱ローラの前記加圧ローラへの接触位置は、前記
加熱ローラと前記加圧ローラとの圧着位置よりシートの
侵入側へ90°の範囲内にあることを特徴とする前記定
着装置、前記補助熱ローラは、内部にハロゲンランプを
有し、内側が黒塗装された金属から成る中空ローラで両
端部は小径とし、該両端部の軸受部は樹脂スリーブとボ
ールベアリングで構成することを特徴とする前記定着装
置、前記補助熱ローラはその中空ローラ内にヒートパイ
プを有し中央部にヒータを設けたことを特徴とする前記
定着装置、さらに、前記加圧ローラの、前記加熱ローラ
との圧着方向との反対側は、前記補助熱ローラの当接部
分と温度センサ取り付け部を除き、シートのガイド板部
とシートの分離爪部との間は、熱反射材と断熱材とより
成る保温カバーを設けたことを特徴とする前記定着装
置、あるいはまた、前記補助熱ローラはその表面粗さが
Ra=1.0以上の金属ローラであり、前記加圧ローラ
に付着したトナー類をクリーニングする効果を有するこ
とを特徴とする定着装置、等は好ましい実施態様であ
る。
記補助熱ローラの前記加圧ローラへの接触位置は、前記
加熱ローラと前記加圧ローラとの圧着位置よりシートの
侵入側へ90°の範囲内にあることを特徴とする前記定
着装置、前記補助熱ローラは、内部にハロゲンランプを
有し、内側が黒塗装された金属から成る中空ローラで両
端部は小径とし、該両端部の軸受部は樹脂スリーブとボ
ールベアリングで構成することを特徴とする前記定着装
置、前記補助熱ローラはその中空ローラ内にヒートパイ
プを有し中央部にヒータを設けたことを特徴とする前記
定着装置、さらに、前記加圧ローラの、前記加熱ローラ
との圧着方向との反対側は、前記補助熱ローラの当接部
分と温度センサ取り付け部を除き、シートのガイド板部
とシートの分離爪部との間は、熱反射材と断熱材とより
成る保温カバーを設けたことを特徴とする前記定着装
置、あるいはまた、前記補助熱ローラはその表面粗さが
Ra=1.0以上の金属ローラであり、前記加圧ローラ
に付着したトナー類をクリーニングする効果を有するこ
とを特徴とする定着装置、等は好ましい実施態様であ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】 (実施の形態1)本発明の実施の形態1についてその構
造とその作用を図1及び図2によって説明する。
造とその作用を図1及び図2によって説明する。
【0011】図1は本発明の定着装置の構成の一例を示
す断面図、図2は図1の補助熱ローラの一例を示す断面
図である。図において、10及び20は一対の定着用回
転体である加熱ローラ及び加圧ローラ、15はクリーニ
ングローラ、16はオイル塗布ローラ、40は補助熱ロ
ーラである。
す断面図、図2は図1の補助熱ローラの一例を示す断面
図である。図において、10及び20は一対の定着用回
転体である加熱ローラ及び加圧ローラ、15はクリーニ
ングローラ、16はオイル塗布ローラ、40は補助熱ロ
ーラである。
【0012】加熱ローラ10の内側芯部にはハロゲンラ
ンプ等からなる加熱ヒータ11が設けられている。加熱
ローラ10及び加圧ローラ20の周囲温度は例えばサー
ミスタなどからなる温度センサS1,S2により検知さ
れ、この検知信号によって制御されて所定の温度範囲内
に保持される。
ンプ等からなる加熱ヒータ11が設けられている。加熱
ローラ10及び加圧ローラ20の周囲温度は例えばサー
ミスタなどからなる温度センサS1,S2により検知さ
れ、この検知信号によって制御されて所定の温度範囲内
に保持される。
【0013】加熱ローラ10は、薄肉の金属円筒12の
外周を30μmのフッ素樹脂でコーティングした表面層
13を有する外径60mmのハードローラである。
外周を30μmのフッ素樹脂でコーティングした表面層
13を有する外径60mmのハードローラである。
【0014】加圧ローラ20は芯金21の周囲に、例え
ばゴム厚5mm、ゴム硬度アスカーC55度のゴム等の
弾性体から成る弾性体層22を設け、その外周を厚み5
0μmのフッ素樹脂チューブをもって被覆、あるいはフ
ッ素樹脂をコーティングして成る表面層23を有する外
径65mmのソフトローラである。
ばゴム厚5mm、ゴム硬度アスカーC55度のゴム等の
弾性体から成る弾性体層22を設け、その外周を厚み5
0μmのフッ素樹脂チューブをもって被覆、あるいはフ
ッ素樹脂をコーティングして成る表面層23を有する外
径65mmのソフトローラである。
【0015】加圧ローラ20は後に説明する引張バネ2
8の付勢によって加熱ローラ10に90kgfで圧接さ
れ弾性体層22の弾性変形によって圧接面にニップ部N
を形成している。このときのニップ部Nの長さは面圧や
ローラ表面の硬度によっても異なるがほぼ10.5mm
になっている。加熱ローラ10は周速350〜410
(mm/sec)で反時計方向に回転し、加圧ローラ2
0は加熱ローラ10に圧接して従動回転する。
8の付勢によって加熱ローラ10に90kgfで圧接さ
れ弾性体層22の弾性変形によって圧接面にニップ部N
を形成している。このときのニップ部Nの長さは面圧や
ローラ表面の硬度によっても異なるがほぼ10.5mm
になっている。加熱ローラ10は周速350〜410
(mm/sec)で反時計方向に回転し、加圧ローラ2
0は加熱ローラ10に圧接して従動回転する。
【0016】クリーニングローラ15は加熱ローラ10
の周面に付着したトナーやほこり、異物等を吸着除去す
るローラで、クリーニングローラ15の表面には例えば
発泡シリコンゴムのようなオイルに対して非吸収性の材
料を使用する。吸収性の材料を使用すると溜まった吸収
したオイルを吐き出すこととなり、オイルむらになる。
従ってクリーニングローラ15に非吸収性の材料を使用
し、オイル塗布量のバラツキを抑える。またトナー等の
異物除去性能を良くするため、離型性の低いものとし、
さらに加熱ローラ10からの熱を吸収しないよう熱容量
の小さいものが選択使用され、クリーニングローラ15
は加熱ローラ10に圧接して従動回転する。
の周面に付着したトナーやほこり、異物等を吸着除去す
るローラで、クリーニングローラ15の表面には例えば
発泡シリコンゴムのようなオイルに対して非吸収性の材
料を使用する。吸収性の材料を使用すると溜まった吸収
したオイルを吐き出すこととなり、オイルむらになる。
従ってクリーニングローラ15に非吸収性の材料を使用
し、オイル塗布量のバラツキを抑える。またトナー等の
異物除去性能を良くするため、離型性の低いものとし、
さらに加熱ローラ10からの熱を吸収しないよう熱容量
の小さいものが選択使用され、クリーニングローラ15
は加熱ローラ10に圧接して従動回転する。
【0017】オイル塗布ローラ16はクリーニングロー
ラ15によって清掃された加熱ローラ10の周面に離型
用のオイルを塗布するオイル塗布ローラで、オイル塗布
ローラ16は加熱ローラ10に常に当接し、加熱ローラ
10の回転に従動回転する。また、オイル塗布ローラ1
6はその内部から滲出・補給するオイルの他にオイル補
給パッドによる外周からのオイル補給を行うこともあ
る。かかる構成により定着するトナー画像担持体である
シートPの汚損を防ぐと共に加熱ローラ10からのシー
トPの分離を容易にする。クリーニングローラ15は図
1に示すように加熱ローラ10の回転方向に対してオイ
ル塗布ローラ16の上流側に配置し、加熱ローラ10に
付着したトナーがオイル塗布ローラ16に付着する前に
クリーニングローラ15によって除去する構成となって
いる。31はシートPの定着装置の進入口の上下に設け
られたガイド板、32a,32bはシートPの巻き付き
を防止するために加熱ローラ10及び加圧ローラ20に
それぞれ設けた分離爪であって、図示しない引っ張りバ
ネによる付勢によって分離爪32aは加熱ローラ10周
面に非接触又は軽く接触状態にあり、分離爪32bは加
圧ローラ20周面に軽く圧接されている。
ラ15によって清掃された加熱ローラ10の周面に離型
用のオイルを塗布するオイル塗布ローラで、オイル塗布
ローラ16は加熱ローラ10に常に当接し、加熱ローラ
10の回転に従動回転する。また、オイル塗布ローラ1
6はその内部から滲出・補給するオイルの他にオイル補
給パッドによる外周からのオイル補給を行うこともあ
る。かかる構成により定着するトナー画像担持体である
シートPの汚損を防ぐと共に加熱ローラ10からのシー
トPの分離を容易にする。クリーニングローラ15は図
1に示すように加熱ローラ10の回転方向に対してオイ
ル塗布ローラ16の上流側に配置し、加熱ローラ10に
付着したトナーがオイル塗布ローラ16に付着する前に
クリーニングローラ15によって除去する構成となって
いる。31はシートPの定着装置の進入口の上下に設け
られたガイド板、32a,32bはシートPの巻き付き
を防止するために加熱ローラ10及び加圧ローラ20に
それぞれ設けた分離爪であって、図示しない引っ張りバ
ネによる付勢によって分離爪32aは加熱ローラ10周
面に非接触又は軽く接触状態にあり、分離爪32bは加
圧ローラ20周面に軽く圧接されている。
【0018】40は加圧ローラ20表面を加熱するた
め、例えばハロゲンランプ等のヒータ42を内蔵する補
助熱ローラで詳細は後述する。
め、例えばハロゲンランプ等のヒータ42を内蔵する補
助熱ローラで詳細は後述する。
【0019】本発明の定着装置では、電源OFFの停止
時には加圧ローラ20は加熱ローラ10に対して離間し
た状態にあり、電源ONの状態では加圧ローラ20は加
熱ローラ10に対して圧着状態にある。25は加圧ロー
ラ20の加熱ローラ10への接離を可能にした接離変更
レバーで、接離変更レバー25bは装置の側壁に植設さ
れた支軸26を中心に回動可能に設けられ、その中央部
25aには加圧ローラ20の軸受け部を支持する。27
は接離変更レバー25のフォーク状の先端部25bの間
に設けられ、モータ又はロータリソレノイド等の回転部
材によって180°づつ回転し図に実線又は2点鎖線で
示す姿勢に回転位置する偏心カムである、28は一端が
先端部25bに他端が装置の側壁に植設されたピン71
に張設された引っ張りバネである。また、47はその一
端が補助熱ローラ40の軸受け部を支持し、他端は装置
の側壁に植設された支軸48に嵌合し支軸48を中心に
回動可能に設けられた支持レバー、49は支持レバー4
7と装置の側壁に植設された支持金具72との間に設け
られた圧縮バネ、73は装置の側壁に植設されたストッ
パピンである。
時には加圧ローラ20は加熱ローラ10に対して離間し
た状態にあり、電源ONの状態では加圧ローラ20は加
熱ローラ10に対して圧着状態にある。25は加圧ロー
ラ20の加熱ローラ10への接離を可能にした接離変更
レバーで、接離変更レバー25bは装置の側壁に植設さ
れた支軸26を中心に回動可能に設けられ、その中央部
25aには加圧ローラ20の軸受け部を支持する。27
は接離変更レバー25のフォーク状の先端部25bの間
に設けられ、モータ又はロータリソレノイド等の回転部
材によって180°づつ回転し図に実線又は2点鎖線で
示す姿勢に回転位置する偏心カムである、28は一端が
先端部25bに他端が装置の側壁に植設されたピン71
に張設された引っ張りバネである。また、47はその一
端が補助熱ローラ40の軸受け部を支持し、他端は装置
の側壁に植設された支軸48に嵌合し支軸48を中心に
回動可能に設けられた支持レバー、49は支持レバー4
7と装置の側壁に植設された支持金具72との間に設け
られた圧縮バネ、73は装置の側壁に植設されたストッ
パピンである。
【0020】かかる構成により、偏心カム27が2点鎖
線で示す姿勢にある場合は、加圧ローラ20は加熱ロー
ラ10より離間し、偏心カム27が実線で示す姿勢にあ
る場合は引っ張りバネ28により加圧ローラ20は加熱
ローラ10に所定の圧接荷重で圧着し、加熱ローラ10
の回転に伴い加圧ローラ20は従動回転する。加圧ロー
ラ20が加熱ローラ10に圧着する時は補助熱ローラ4
0は圧縮バネ49により加圧ローラ20に所定の圧接荷
重で圧接し加圧ローラ20の回転に従動回転しながら加
熱を行う。電源OFFの停止時には図示しない制御部の
制御により偏心カム27が180°回転して加圧ローラ
20が加熱ローラ10より離間する。この時は圧縮バネ
49により補助熱ローラ40は若干加圧ローラ20の移
動に追随するが、支持レバー47は装置の側壁に植設さ
れたストッパピン73により止められ、補助熱ローラ4
0は加圧ローラ20と離間する。加熱ローラ10と離間
することによって、回転を停止した加圧ローラ20の同
じ位置を長時間補助熱ローラ40が圧接して加圧ローラ
20を変形させたり、加圧ローラ20の軸受け部に無用
の荷重をかけることはない。本発明者らの実験検討によ
れば、補助熱ローラ40を加圧ローラ20に対して接離
を行う構成とすることによって、耐用期間は30%見当
延びることが認められた。なお、接離変更レバー25及
び支持レバー47は加圧ローラ20の両端及び補助熱ロ
ーラ40の両端に対称的に設けられるが、両端の2者が
剛性材で一体に連結形成される場合は偏心カム27及び
圧縮バネ49については1端にのみ設けて構成を簡単に
することができる。
線で示す姿勢にある場合は、加圧ローラ20は加熱ロー
ラ10より離間し、偏心カム27が実線で示す姿勢にあ
る場合は引っ張りバネ28により加圧ローラ20は加熱
ローラ10に所定の圧接荷重で圧着し、加熱ローラ10
の回転に伴い加圧ローラ20は従動回転する。加圧ロー
ラ20が加熱ローラ10に圧着する時は補助熱ローラ4
0は圧縮バネ49により加圧ローラ20に所定の圧接荷
重で圧接し加圧ローラ20の回転に従動回転しながら加
熱を行う。電源OFFの停止時には図示しない制御部の
制御により偏心カム27が180°回転して加圧ローラ
20が加熱ローラ10より離間する。この時は圧縮バネ
49により補助熱ローラ40は若干加圧ローラ20の移
動に追随するが、支持レバー47は装置の側壁に植設さ
れたストッパピン73により止められ、補助熱ローラ4
0は加圧ローラ20と離間する。加熱ローラ10と離間
することによって、回転を停止した加圧ローラ20の同
じ位置を長時間補助熱ローラ40が圧接して加圧ローラ
20を変形させたり、加圧ローラ20の軸受け部に無用
の荷重をかけることはない。本発明者らの実験検討によ
れば、補助熱ローラ40を加圧ローラ20に対して接離
を行う構成とすることによって、耐用期間は30%見当
延びることが認められた。なお、接離変更レバー25及
び支持レバー47は加圧ローラ20の両端及び補助熱ロ
ーラ40の両端に対称的に設けられるが、両端の2者が
剛性材で一体に連結形成される場合は偏心カム27及び
圧縮バネ49については1端にのみ設けて構成を簡単に
することができる。
【0021】図1において、θは加圧ローラ20の回転
軸を中心にしてニップ部Nの中心からシートPの進入側
に測定した当接位置にある補助熱ローラ40の中心まで
の間の角度である。この角度は小さい程補助熱ローラ4
0によって加熱された加圧ローラ20のシートP進入口
までの経過時間は短く、従ってシートP進入口での表面
温度は高くなるが、実験の結果90°の範囲内にあれば
効率良く十分にニップ部Nにおける加圧ローラ20を加
熱状態とすることができることが判明した。またθが9
0°以下の位置に補助熱ローラ40が設けられている
と、ニップ部Nに向かって進入するシートの背面をあた
ためる効果も生じて来る。従って、θの値は90°以下
であることが好ましい。
軸を中心にしてニップ部Nの中心からシートPの進入側
に測定した当接位置にある補助熱ローラ40の中心まで
の間の角度である。この角度は小さい程補助熱ローラ4
0によって加熱された加圧ローラ20のシートP進入口
までの経過時間は短く、従ってシートP進入口での表面
温度は高くなるが、実験の結果90°の範囲内にあれば
効率良く十分にニップ部Nにおける加圧ローラ20を加
熱状態とすることができることが判明した。またθが9
0°以下の位置に補助熱ローラ40が設けられている
と、ニップ部Nに向かって進入するシートの背面をあた
ためる効果も生じて来る。従って、θの値は90°以下
であることが好ましい。
【0022】補助熱ローラ40は図2に示すように、内
部にヒータである棒状のハロゲンランプ42を有し、内
側43が耐熱性の黒塗装された中空ローラ41で、その
両端には端部を小径としSUS材等を用いたフランジ部
44が圧入されている。フランジ部44の小径部には合
成樹脂から成る耐熱性で断熱性を有する樹脂スリーブ7
4が嵌合しその周囲にボールベアリング75が設けられ
て軸受け部になっている。この補助熱ローラ40の両端
の軸受け部は前記支持レバー47の一端に支持されてい
る。かかる構成により内側が黒塗装され熱吸収をよくし
た補助熱ローラ40はハロゲンランプ42により効率よ
く加熱される。中空ローラ41の材質は熱伝導度の良好
な例えば銅、アルミなどの金属材や薄肉形状としたSU
S材が好ましい。本実施形態においては長期使用によっ
ての補助熱ローラ40の表面が汚れることを防止する目
的から中空ローラ41の表面はPFAコーティングを施
している。
部にヒータである棒状のハロゲンランプ42を有し、内
側43が耐熱性の黒塗装された中空ローラ41で、その
両端には端部を小径としSUS材等を用いたフランジ部
44が圧入されている。フランジ部44の小径部には合
成樹脂から成る耐熱性で断熱性を有する樹脂スリーブ7
4が嵌合しその周囲にボールベアリング75が設けられ
て軸受け部になっている。この補助熱ローラ40の両端
の軸受け部は前記支持レバー47の一端に支持されてい
る。かかる構成により内側が黒塗装され熱吸収をよくし
た補助熱ローラ40はハロゲンランプ42により効率よ
く加熱される。中空ローラ41の材質は熱伝導度の良好
な例えば銅、アルミなどの金属材や薄肉形状としたSU
S材が好ましい。本実施形態においては長期使用によっ
ての補助熱ローラ40の表面が汚れることを防止する目
的から中空ローラ41の表面はPFAコーティングを施
している。
【0023】図7は本発明の定着装置を備えた画像形成
装置のコピー中において、加熱ローラ10の表面温度を
200℃に保持し、補助熱ローラ40のハロゲンランプ
42の出力(消費電力のワット数で表す)と補助熱ロー
ラ40と加圧ローラ20の表面温度の関係を示すグラフ
である。なお、前記の補助熱ローラ40の加熱ローラ2
0への当接角度θは90°に設定している。表面温度の
測定は加圧ローラ20のシートP進入部(図1における
温度センサS2)及び補助熱ローラ40の2か所にサー
ミスタ等の温度センサを設置して同一条件でのコピー中
にこれを行った。図8は図9に示す従来の中空ローラ4
1の端部が解放された補助熱ローラ40bを用いた場合
の同様のグラフを示す。本発明の図2に示す補助熱ロー
ラ40の場合は加圧ローラ20のシートP進入部での温
度(表面温度)を200℃にするにはハロゲンランプ4
2の出力は375Wで足りるに対し、従来の図9に示す
補助熱ローラ40bを用いた場合はハロゲンランプ42
の出力は650Wも要し、温度のバラツキも大であり大
きな差が見られた。かかる差異が生じた理由は、本発明
にあっては補助熱ローラ40の軸受部を小径化すること
によってローラ両側からの熱の逃げ量が減少したことに
要因が認められ、熱効率が大幅に向上した。なお、補助
熱ローラ40及び40bの加圧ローラ20へ当接する時
の当接荷重は1kgfとした。
装置のコピー中において、加熱ローラ10の表面温度を
200℃に保持し、補助熱ローラ40のハロゲンランプ
42の出力(消費電力のワット数で表す)と補助熱ロー
ラ40と加圧ローラ20の表面温度の関係を示すグラフ
である。なお、前記の補助熱ローラ40の加熱ローラ2
0への当接角度θは90°に設定している。表面温度の
測定は加圧ローラ20のシートP進入部(図1における
温度センサS2)及び補助熱ローラ40の2か所にサー
ミスタ等の温度センサを設置して同一条件でのコピー中
にこれを行った。図8は図9に示す従来の中空ローラ4
1の端部が解放された補助熱ローラ40bを用いた場合
の同様のグラフを示す。本発明の図2に示す補助熱ロー
ラ40の場合は加圧ローラ20のシートP進入部での温
度(表面温度)を200℃にするにはハロゲンランプ4
2の出力は375Wで足りるに対し、従来の図9に示す
補助熱ローラ40bを用いた場合はハロゲンランプ42
の出力は650Wも要し、温度のバラツキも大であり大
きな差が見られた。かかる差異が生じた理由は、本発明
にあっては補助熱ローラ40の軸受部を小径化すること
によってローラ両側からの熱の逃げ量が減少したことに
要因が認められ、熱効率が大幅に向上した。なお、補助
熱ローラ40及び40bの加圧ローラ20へ当接する時
の当接荷重は1kgfとした。
【0024】(実施の形態2)図3は本発明の請求項4
による定着装置の他の例を示す断面図、図4は図3の補
助熱ローラ40aの構成を示す断面図である。図面を簡
潔にするため接離変更レバー25及び支持レバー47等
を除いている。図において図1と同一部分は同一符号を
付しその作用も同一であるから詳細な説明は省略する。
による定着装置の他の例を示す断面図、図4は図3の補
助熱ローラ40aの構成を示す断面図である。図面を簡
潔にするため接離変更レバー25及び支持レバー47等
を除いている。図において図1と同一部分は同一符号を
付しその作用も同一であるから詳細な説明は省略する。
【0025】本実施の形態において、40aは補助熱ロ
ーラの他の例を示し、41aは肉厚の中空ローラでその
複数箇所(図3では3箇所)に穴が穿設されていて、こ
の穴に内部に循環する液体等に設けて軸方向への温度の
一様化をはかるようにしたヒートパイプ45が挿入され
ている。かかる構成により補助熱ローラ40aの表面温
度はより均一に維持されることになり、加圧ローラ20
の表面温度も均一に加熱されることになる。
ーラの他の例を示し、41aは肉厚の中空ローラでその
複数箇所(図3では3箇所)に穴が穿設されていて、こ
の穴に内部に循環する液体等に設けて軸方向への温度の
一様化をはかるようにしたヒートパイプ45が挿入され
ている。かかる構成により補助熱ローラ40aの表面温
度はより均一に維持されることになり、加圧ローラ20
の表面温度も均一に加熱されることになる。
【0026】定着時には通過するシートによって熱が奪
われることとなるで、シートの搬送方向に対して紙幅の
狭い小サイズのシートについて多数枚のコピーを連続し
て行うときは、シートの通過部分とシートの通過しない
部分とでは温度差が生じ、部分的に所定の温度以上とな
って、定着装置の性能を低下させることとなる。このこ
とは温度センサによる温度制御を行っても解消すること
ができない。本実施形態の補助熱ローラ40aで、ヒー
トパイプ45を設けることによって、加圧ローラ20
の、更にこれと圧接状態にある加熱ローラ10の軸方向
における温度差を減らす方向に効果があることが認めら
れた。
われることとなるで、シートの搬送方向に対して紙幅の
狭い小サイズのシートについて多数枚のコピーを連続し
て行うときは、シートの通過部分とシートの通過しない
部分とでは温度差が生じ、部分的に所定の温度以上とな
って、定着装置の性能を低下させることとなる。このこ
とは温度センサによる温度制御を行っても解消すること
ができない。本実施形態の補助熱ローラ40aで、ヒー
トパイプ45を設けることによって、加圧ローラ20
の、更にこれと圧接状態にある加熱ローラ10の軸方向
における温度差を減らす方向に効果があることが認めら
れた。
【0027】(実施の形態3)図5は本発明の請求項5
による定着装置を示す断面図であり、図面を簡潔にする
ため接離変更レバー25及び支持レバー47等を除いて
いる。図において図1と同一部分は同一符号を付しその
作用も同一であるから詳細な説明は省略する。
による定着装置を示す断面図であり、図面を簡潔にする
ため接離変更レバー25及び支持レバー47等を除いて
いる。図において図1と同一部分は同一符号を付しその
作用も同一であるから詳細な説明は省略する。
【0028】本実施の形態において、51は耐熱性で断
熱性の高い材料と内側に設けた熱反射性の高い材料とか
ら成る2層構成の保温カバーで、補助熱ローラ40の加
圧ローラ20への当接部分と温度センサS2の取り付け
部を除き、シートPのガイド板31とシートPの分離爪
32bとの間に加圧ローラ20を包み込むようにして設
けた保温カバーである。
熱性の高い材料と内側に設けた熱反射性の高い材料とか
ら成る2層構成の保温カバーで、補助熱ローラ40の加
圧ローラ20への当接部分と温度センサS2の取り付け
部を除き、シートPのガイド板31とシートPの分離爪
32bとの間に加圧ローラ20を包み込むようにして設
けた保温カバーである。
【0029】保温カバー51の設置により熱効率が上昇
する。テストの結果、保温カバー51のない場合に較べ
保温カバー51のある場合は、加圧ローラ20を同一温
度に保持するのに補助熱ローラ40のハロゲンランプ4
2の消費電力を約30%節約することができた。
する。テストの結果、保温カバー51のない場合に較べ
保温カバー51のある場合は、加圧ローラ20を同一温
度に保持するのに補助熱ローラ40のハロゲンランプ4
2の消費電力を約30%節約することができた。
【0030】実施の形態3はかかる構成により、熱効率
の最良なθ=90°以内の範囲に補助熱ローラ40を設
置し、さらに保温カバー51を設けて熱効率の向上を図
ることに成功した。なお、補助熱ローラ40をも保温カ
バー52によって覆うことによってさらに熱効率の向上
を図ることができる。
の最良なθ=90°以内の範囲に補助熱ローラ40を設
置し、さらに保温カバー51を設けて熱効率の向上を図
ることに成功した。なお、補助熱ローラ40をも保温カ
バー52によって覆うことによってさらに熱効率の向上
を図ることができる。
【0031】(実施の形態4)図6は本発明の請求項6
による定着装置のさらに他の例を示す断面図である。図
面を簡潔にするため接離変更レバー25及び支持レバー
47等を除いている。図において図4と同一部分は同一
符号を付しその作用も同一であるから詳細な説明は省略
する。
による定着装置のさらに他の例を示す断面図である。図
面を簡潔にするため接離変更レバー25及び支持レバー
47等を除いている。図において図4と同一部分は同一
符号を付しその作用も同一であるから詳細な説明は省略
する。
【0032】本実施形態においては、補助熱ローラ40
の中空ローラ41はアルミやSUS等を材料とする金属
ローラで、表面をRa=1.0以上の粗さとしている。
これにより加圧ローラ20の表面に付着したトナーや他
の粉塵を従動回転する補助熱ローラ40に移動させ、ク
リーニングすることに成功した。図の46は例えば硬質
のウレタンゴム等から成る耐熱性をもった掻き取り部材
で、補助熱ローラ40に移動したトナーや粉塵を掻き取
り図示しないトナー溜まりに落下させる。
の中空ローラ41はアルミやSUS等を材料とする金属
ローラで、表面をRa=1.0以上の粗さとしている。
これにより加圧ローラ20の表面に付着したトナーや他
の粉塵を従動回転する補助熱ローラ40に移動させ、ク
リーニングすることに成功した。図の46は例えば硬質
のウレタンゴム等から成る耐熱性をもった掻き取り部材
で、補助熱ローラ40に移動したトナーや粉塵を掻き取
り図示しないトナー溜まりに落下させる。
【0033】かかる構成とすることによって、加圧ロー
ラ20の表面温度を高温に保つ効果に併せて、加圧ロー
ラ20の表面に付着したトナーや粉塵をクリーニング
し、定着時におけるシートの裏面が汚れることを防止す
る効果も生じることとなった。
ラ20の表面温度を高温に保つ効果に併せて、加圧ロー
ラ20の表面に付着したトナーや粉塵をクリーニング
し、定着時におけるシートの裏面が汚れることを防止す
る効果も生じることとなった。
【0034】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、本発明の
定着装置では、加圧ローラ表面を加熱する補助熱ローラ
を設け、さらに補助熱ローラは前記加圧ローラには接離
可能としたので、簡単な構成で加圧ローラの表面温度を
高くし、トナー画像担持体であるシートの表裏の温度差
を少なくして定着良好でシートのカール発生を防止し、
かつ加圧ローラの回転停止時に補助熱ローラを加圧ロー
ラから離間するので加圧ローラの変形を防止しその軸受
けの寿命の短縮を防止する定着装置を提供できることと
なった。
定着装置では、加圧ローラ表面を加熱する補助熱ローラ
を設け、さらに補助熱ローラは前記加圧ローラには接離
可能としたので、簡単な構成で加圧ローラの表面温度を
高くし、トナー画像担持体であるシートの表裏の温度差
を少なくして定着良好でシートのカール発生を防止し、
かつ加圧ローラの回転停止時に補助熱ローラを加圧ロー
ラから離間するので加圧ローラの変形を防止しその軸受
けの寿命の短縮を防止する定着装置を提供できることと
なった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の定着装置の構成の一例を示す断面図で
ある。
ある。
【図2】図1の補助熱ローラの構成を示す断面図であ
る。
る。
【図3】本発明の定着装置の構成の他の例を示す断面図
である。
である。
【図4】図3の補助熱ローラの構成の他の例を示す断面
図である。
図である。
【図5】本発明の定着装置の構成のさらに他の例を示す
断面図である。
断面図である。
【図6】本発明の定着装置の構成のさらに他の例を示す
断面図である。
断面図である。
【図7】本発明の補助熱ローラのハロゲンランプ出力と
補助熱ローラと加圧ローラの表面温度の関係を示すグラ
フである。
補助熱ローラと加圧ローラの表面温度の関係を示すグラ
フである。
【図8】従来の補助熱ローラのハロゲンランプ出力と補
助熱ローラと加圧ローラの表面温度の関係を示すグラフ
である。
助熱ローラと加圧ローラの表面温度の関係を示すグラフ
である。
【図9】従来の補助熱ローラの一般構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図10】従来の定着装置の一般構成を示す断面図であ
る。
る。
【図11】加圧ローラ温度とシートのカール量との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
10 加熱ローラ 11 加熱ヒータ 20 加圧ローラ 22 弾性体層 23 表面層 25 接離変更レバー 27 偏心カム 40,40a 補助熱ローラ 41,41a 中空ローラ 42 ハロゲンランプ(ヒータ) 43 内側(中空ローラ) 44 フランジ部 45 ヒートパイプ 47 支持レバー 51,52 保温カバー N ニップ部 P シート(トナー画像担持体)
Claims (6)
- 【請求項1】 シートに担持されている未定着トナー画
像を加熱定着する加熱ローラと、前記加熱ローラの周面
に前記シートの未定着トナー画像担持面を圧着する加圧
ローラとを設けた定着装置において、前記加圧ローラに
は接離を可能とし、接触状態にあっては従動回転して前
記加圧ローラの加熱を行う補助熱ローラを設けたことを
特徴とする定着装置。 - 【請求項2】 前記補助熱ローラの前記加圧ローラへの
接触位置は、前記加熱ローラと前記加圧ローラとの圧着
位置よりシートの侵入側へ90°の範囲内にあることを
特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 【請求項3】 前記補助熱ローラは、内部にハロゲンラ
ンプを有し、内側が黒塗装された金属から成る中空ロー
ラで両端部は小径とし、該両端部の軸受部は樹脂スリー
ブとボールベアリングで構成することを特徴とする請求
項1に記載の定着装置。 - 【請求項4】 前記補助熱ローラはその中空ローラ内に
ヒートパイプを設け、その中心部にヒータを設けたこと
を特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 【請求項5】 前記加圧ローラの、前記加熱ローラとの
圧着方向との反対側は、前記補助熱ローラの当接部分と
温度センサ取り付け部を除き、シートのガイド板部とシ
ートの分離爪部との間は、熱反射材と断熱材とより成る
保温カバーを設けたことを特徴とする請求項1に記載の
定着装置。 - 【請求項6】 前記補助熱ローラはその表面粗さがRa
=1.0以上の金属ローラであり、前記加圧ローラに付
着したトナー類をクリーニングする効果を有することを
特徴とする請求項1に記載の定着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13521897A JPH10326055A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 定着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13521897A JPH10326055A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 定着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10326055A true JPH10326055A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=15146598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13521897A Pending JPH10326055A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 定着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10326055A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008250092A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 定着装置 |
-
1997
- 1997-05-26 JP JP13521897A patent/JPH10326055A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008250092A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 定着装置 |
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