JPS6360392B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、電子写真複写機、フアクシミリ等の
記録装置において、トナー像を定着するための定
着装置に関し、さらに詳しくは、上記定着装置に
おいて、温度制御を容易かつ簡略化せしめたトナ
ー像定着装置に関するものである。 一般に、電子写真複写機における記録プロセス
においては、まず帯電・露光の工程を経て感光体
上に静電潜像を形成する。次いで、上記感光体上
に形成された静電潜像は、磁気ブラシ等の現像装
置によりトナーと呼ばれる現像剤を用いて現像さ
れトナー像とされる。次いで、感光体上のトナー
像は転写紙等の転写材に転写される。転写材上の
トナー像は、一般にそのままでは転写材に対する
付着力が弱く、永続的に転写材上に保持されない
ため、通常転写材上に定着する操作が必要であ
る。トナーは熱可塑性樹脂が使用されるため一般
にはトナー像の定着のためには加熱処理してトナ
ー像を転写材に熱融着せしめる方法が採用されて
いる。このためのトナー像定着装置には、トナー
像を転写材上に確実に熱融着させる機能が必要と
される。 従来、上記熱融着のための方法として、例えば
赤外ランプ定着方法、オーブン定着方法が知られ
ている。 このうち赤外ランプ定着方法は、赤外線ランプ
から照射される赤外線を用いてトナーを転写材上
に熱融着させるものであり、オーブン定着方法は
ニクロム線等適当な手段で加熱された、通常金属
で作られた放熱板より発せられた熱によりトナー
を熱融着させるものである。 赤外線ランプ定着装置は、構造が単純であり、
発熱体が直接トナーと接触しないため、トナーに
より汚損されないという長所を有する反面、熱効
率が悪く、さらに定着装置内で転写材のジヤムが
発生した場合、該転写材が過熱し、発火するとい
う欠点を有している。一方、オーブン定着装置
は、熱伝導率の悪い空間を介して転写材上のトナ
ー像を加熱し、熱融着させるため、全体として熱
効率が悪く多大な電力を消費し、このため加熱源
の温度を高くせざるを得ず、定着装置内に転写材
がジヤムした時に、該転写材が発火しないまでも
焦げたり、退色したりする欠点がある。また、赤
外ランプ定着装置、オーブン定着装置は共に、熱
効率が悪いため転写材をゆつくり搬送せざるを得
ず、高速複写ができないという欠点を有する。 上記定着装置の欠点を解消するための方法とし
て、例えば米国特許第3331592号明細書に示され
ているように加熱ローラを定着装置に用いる方法
が知られている。 第１図に熱ローラ定着装置の図を示す。第１図
において、１は加熱ローラを示し、２は加熱源を
示し、３は金属ローラ４と弾性体５で形成された
圧着ローラを示し、６は転写紙等の転写材を示
し、７はトナー像を示し、８，９および１０は転
写材案内部材を示し、１１および１２は排出ロー
ラを示し、１３は温度センサーを示す。第１図装
置では温度センサーは加熱ローラの中央に取り付
けられるが、端部に取り付ける場合もある。加熱
源２は通常赤外線ランプやニクロム線等で形成さ
れ、温度センサー１３により検知された温度をも
とに制御し、加熱ローラ表面温度を一定に保持す
る。第２図に、第１図に示した加熱ローラを示
す。 次に、第１図に示した熱ローラ定着装置の動作
を説明する。加熱ローラ１は、圧着ローラ３と同
一周速度をもつて、矢印方向に回転している。ト
ナー像７を担持した転写材６は、案内部材８を介
して加熱ローラ１と圧着ローラ３の間に挿入され
る。加熱ローラ１は、トナーを溶融するのに十分
加熱されており、該加熱ローラ表面でトナー像７
は転写材６上に熱融着される。トナー像を熱融着
された転写材は案内部材９，１０を介して排出ロ
ーラ１２，１３により外部に排出される。 熱ローラ定着装置は、赤外ランプ定着装置、オ
ーブン定着装置にくらべ、加熱されたローラを直
接転写材上のトナーに接触されるため熱効率が良
く、少ない電力でトナーを定着することができ、
さらに加熱ローラの温度が比較的に低くてすむた
めに転写材が発火する危険がないという長所を有
する。反面、熱ローラ定着装置は、トナー転写材
に定着する際にトナーと熱ローラ面が直接接触す
るため、その温度制御はオープン定着装置に比べ
精度よく行なわなければならないという欠点を有
している。すなわち、加熱ローラの温度が低下す
ると、トナーを十分に溶融しなくなり、転写材上
のトナーが粉末のまま加熱ローラに付着し、次の
転写材の非画像部にトナーを付着せしめ画質を低
下させるという、いわゆる定着アンダー現象を生
ずる。また、熱ローラの温度が上昇すると転写材
上のトナーが加熱ローラに溶融付着し、以降の転
写材の非画像部にトナーを融着せしめ、画質を低
下させるという、いわゆるオフセツト現象が生ず
る。これらは、加熱ローラの温度を定着アンダ現
象を起こさずに、且つオフセツト現象を起こさな
い温度領域に制御して一定に保つようにすれは解
決されるが、転写材の通過に伴なう熱ローラの温
度低下は比較的急激に生ずるため、加熱ローラの
温度制御は迅速に且つ精度良く行われなくてはな
らない。具体的には、加熱ローラの温度は転写材
通過による温度低下、環境温度変化、転写材材質
のばらつき、ならびに転写材の厚みのばらつき等
を考慮して、設定温度から±10℃、望ましくは±
５℃の範囲に制御する必要がある。このためは熱
ローラ定着装置の温度センサーには高価な熱電対
やサーミスタなど温度応答性の良く、熱容量の小
さい素子を使わざるを得ないのが現状であり、そ
のために熱ローラ定着装置の複雑化・高価格化を
招くという欠点を有する。以上述べた問題は、熱
ベルト定着装置についても同様に問題となること
である。さらにトナーと直接接触して加熱定着す
るような装置において問題となる。 本発明の目的は、上記諸欠点を解決し、温度検
知ならびに制御を容易かつ簡素化ならしめた接触
加熱型定着装置を提供することである。 本発明の上記した目的は、接触加熱を利用して
トナー像の定着を行う定着装置であつて温度測定
部分の温度変化を大ならしめたことを特徴とする
トナー像定着装置によつて達成される。本発明に
よる接触加熱型定着装置を取りつける装置の例と
して、電子写真複写機、静電記録装置、フアクシ
ミリ等、転写材上に永久像としてトナー像を保持
するものを挙げることができる。 以下、本発明を実施例によつて例証する。 第３図に、本発明による熱ローラ定着装置の部
分拡大図を示す。参照番号１，２ならびに１３は
第１図に示した場合と同じであり、説明を省略す
る。１４は、温度変化を加熱ローラ１にくらべて
大ならしめたパイプを示す。パイプ４は、例えば
肉厚0.7mmのアルミニウムを用い、加熱ローラ１
のフランジ部分に差し込んで形成する。加熱源２
は、パイプ４の部分まで延長しておく。 表１に、本発明による熱ローラ定着装置の温度
制御性能の例として、第３図に示した熱ローラ定
着装置を用いた場合の例を示す。加熱ローラとし
て、長さ300mm、厚さ3.0mmのアルミニウムパイプ
を用い、加熱源として850Wの通常のヒーターラ
ンプを用い、温度センサーとして、米国エルムウ
ツド社製サーモスタツト（バイメタル）
2455RC209−14を用い、パイプ４として、厚さ
0.7mmのアルミニウムを用いた。なお設定温度は
180℃である。

【表】 表１に示したように、本発明によればバイメタ
ルのように熱容量が大きく、温度応答性能の良く
ない素子を用いても、加熱ローラの温度制御を十
分に行うことが可能であることは明らかである。
なお、第４図、第５図、第６図ならびに第７図に
示した熱ローラ定着装置も本発明において有効で
ある。 第４図において１５は加熱ローラ１の温度セン
サ１３と接触する部位の肉厚を薄くした部分であ
り、その部分は加熱ローラの他の部分より熱容量
が低く、第５図において１６は加熱ローラ１の温
度センサ１３との接触部分のローラ内面を黒色塗
装した部分であり、その部分は加熱ローラ１の他
の部分より熱吸収量が多く、そして第６図におい
て１７は、加熱ローラ１の温度センサ１３との接
触部分に異種金属等を用い、その部分の熱伝導率
を上げ、かつ熱容量を下げた加熱ローラを示す。
また、第７図においては、加熱ローラ１のフラン
ジ部分１８に温度センサを設けている。前記部分
は、熱源との距離が近いため、温度変化が大きく
なる。 上記各方法は、温度センサを転写材通過領域外
に設けているが、こうすると加熱ローラの表面の
該部分を万一傷つけた場合でも、その部分は転写
材と接しないために、画質を低下させないという
利点を持つからである。 上記実施例は、内部に加熱源を持つ加熱ローラ
を例にとつて説明したが、本発明はこれに限らず
例えば加熱ローラ自体が発熱体となつている場合
にも有効であることは言うまでもない。 以上、本発明によれば加熱ローラの温度制御を
容易に行うことができる。また、熱ローラ定着装
置において、温度検出部分の温度変化を大ならし
めているために、例えばバイメタルのように非常
に安価であるが熱容量が大きく、温度応答性の良
くない素子を使用できるようになり、従来の装置
にくらべ簡単な回路構成で温度制御が可能とな
り、併せて装置の低価格化を図ることが可能とな
つた。 さらに、第３図のような構成においては、バイ
プ１４の部分を回転させずに固定しておくことが
できるため、接触型の場合温度センサ１３の摺動
による加熱ローラの摩耗がなくなると共に、例え
ば温度センサの形状にあわせたものを使用するこ
とが可能である等の利点が生ずる。 以上本発明を熱ローラ定着装置に適用した場合
について詳細に説明してきたが、上述の如く、熱
ベルト定着装置においても、またはその他の接触
加熱型定着装置においても精度よく温度制御でき
ることはもちろんである。 第８図はベルト型定着装置の断面図で、２０は
ローラ２０ａ，２０ｂおよび２０ｃに掛け渡され
たベルトであり、２１はベルト２０の側部をおゝ
うための側板である。 第９図は第８図のベルト型定着装置の斜視図で
あり、第１０図は第９図のＡで示した矢示部から
断面図である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の熱ローラ定着装置
を示し、第３図、第４図、第５図、第６図および
第７図は本発明の熱ローラ定着装置を示し、なら
びに第８図、第９図および第１０図は本発明の熱
ベルト定着装置を示す。 １……加熱ローラ、２……加熱源、３……圧着
ローラ、４……金属ローラ、５……弾性体、６…
…転写材、７……トナー像、８，９および１０…
…転写材案内部材、１１および１２……排出ロー
ラ、１３……温度センサー、ならびに１４，１
５，１６，１７，１８および１９……本発明によ
る加熱ローラ加工部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 接触加熱を利用してトナー像の定着を行う定
   着装置であつて、定着部表面の温度を測定して温
   度制御を行う定着装置において、上記温度測定部
   分の温度変化を他の部分に比較して大ならしめた
   ことを特徴とするトナー像定着装置。