JPH05134572A - 熱定着器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱定着器の熱定着ローラからの熱発散を最小
にする。 【構成】 筐体３内に熱定着ローラ６と加圧ローラ７と
を回転可能に収容する。さらに熱定着ローラ６からの放
熱を遮断する断熱体１５を筐体３内の熱定着ローラ６の
周囲に僅かな間隙をあけて取付け、断熱体１５の内周面
と熱定着ローラ６表面との間に断熱空気薄層１８を形成
する。この構成により断熱体１５で熱定着ローラ６から
の放熱を遮断するとともに、断熱空気薄層１８でローラ
表面空気の対流を遮断し、熱定着ローラからの熱発散を
最小にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱定着器に係り、特に画
像形成にトナーを用いる電子写真方式の複写機、プリン
タ、ファクシミリ等において、トナー像を媒体に効率良
く定着させる熱定着器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に画像形成にトナーを用いる電子写
真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等（以下、代
表して複写機と記す。）では静電気や化学的分散力を用
いてトナー等の粉体を紙やＯＨＰシートなどの支持体に
付着させ、画像を形成させるようになっている。このと
き粉体は弱い力でしか付着しないので、支持体の画像に
変化や移動が生じないようにする必要がある。そこで、
電子写真プロセスでは、支持体上に粉体を定着させる定
着プロセスが設けられている。この定着プロセスの一例
として熱定着器により支持体上のトナー等の粉体を溶融
し、支持体との間に強固な定着を生じさせる定着手段が
とられている。図７は従来の熱定着器の一例を示してお
り、この熱定着器は金属製の筐体５０の内部に熱源を内
包した熱定着ローラ５１と、この熱定着ローラ５１と対
向配置され用紙Ｐを熱定着ローラ５１に押圧して定着す
る加圧ローラ５２とを備えている。このうち熱定着ロー
ラ５１は中空ヒートローラ５３と内部に熱源として配置
されたハロゲン棒状ランプ５４とから構成されている。
上記中空ヒートローラ５３の表面にはテフロン樹脂コー
ト等が施され、良好な熱伝導が得られるようになってい
る。一方、ハロゲン棒状ランプ５４はローラの全長にわ
たり均一な温度分布が得られるようにフィラメントが配
置されている。ところで、熱定着ローラ５１は設計熱容
量が大きいため急激に暖めることが困難で、ウォームア
ップ時間をとらないと十分な定着が行えない。このため
常時電源をＯＮ状態にしておくことも考えられるが、消
費電力との関係で経済的でない。 そこで温度制御方式
により省エネ化が図られている。その温度制御部材とし
てはサーミスタが用いられており、ランプを所定温度幅
でＯＮ−ＯＦＦ制御するようになっている。また、ラン
プがＯＮ−ＯＦＦ制御される場合であってもローラ表面
からの放熱を極力抑えることによりランプの点灯加熱時
間を最小限にすることが機器性能上、好ましい。このた
めローラ表面からの放熱を減少させるために回転ローラ
の近傍外周位置に赤外線を反射する反射板を設けた熱定
着器が提案されている（特開昭６２−１５０２７８号公
報参照）。その反射板の一例を図６に示した。また、熱
定着ローラを収容する筐体の内面に遠赤外線放射機能を
有するセラミックスペーパーを積層した吸熱部材を貼着
した熱定着器も提案されている（特開昭６３−２２３７
７０号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の熱定
着器はいずれも熱反射板をローラ部の周囲に配置し、ロ
ーラ部分からの遠赤外線放射熱を反射または輻射により
ローラ部分に戻すことにより熱効率を上げようとするも
のである。しかし、このローラ部分に接している雰囲気
温度は空気層での熱伝達によりローラ部分の温度上昇に
従って上昇してしまう。この結果、熱反射板温度は雰囲
気温度と同程度に上昇し、さらに熱反射板の外側へと輻
射、熱伝達が進行し、内部熱は筐体外に放熱されること
になる。特にローラ部分の周囲の熱反射板と筐体との隙
間が大きく、その部分に形成される空気層が厚い場合に
は筐体内の空気が対流を起こし、熱反射板部分の熱が奪
われ、ローラ部分の熱効率が著しく低下してしまうとい
う問題がある。このような場合に、機器全体の温度上昇
を防止するための大容量冷却装置を別途設けることも可
能であるが、消費電力が大きくなるとともに、機器寸法
が大きくなり機器の小形化が困難になるという問題があ
る。また、機器内部の冷却が十分に行われない場合には
現像部が高温になってしまう。このとき現像部は高温に
なると現像性能が低下するので、定着部と現像部とを離
して機器内に設置しなければならず、この場合にも機器
の小形化を阻害することになる。

【０００４】そこで、本発明の目的は上述した従来の技
術が有する問題点を解消し、定着部からの外部への放熱
が最小になるようにし、ランプの加熱に要する消費電力
を最小にする熱定着器を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は熱定着ローラに対向配置された加圧ローラ
で複写媒体を上記熱定着ローラに押圧して定着搬送させ
る熱定着器において、上記熱定着ローラと加圧ローラと
を筐体内に収容するとともに、上記熱定着ローラからの
放熱を遮断する断熱体を上記熱定着ローラの周囲に配置
し、この断熱体の内周面と上記熱定着ローラ表面との間
に断熱空気薄層を形成したことを特徴とするものであ
る。

【０００６】

【作用】本発明によれば、筐体内に熱定着ローラと加圧
ローラとを収容するとともに、上記熱定着ローラからの
放熱を遮断する断熱体を上記筐体内のローラの周囲に配
置し、この断熱体の内周面とローラ表面との間に断熱空
気薄層を形成したので、断熱体部分でローラ部分からの
放熱を遮断するとともに、ローラ部分と断熱体との間に
形成された断熱空気層により、ローラ表面空気の対流を
遮断することによりローラ部からの放熱を最小にするこ
とができる。

【０００７】

【実施例】以下本発明による熱定着器の一実施例を添付
図面を参照して説明する。図１において、符号１は複写
機の機器ケースの一部を示しており、この機器ケース１
の所定位置に形成されたフランジ２に熱定着器の筐体３
がねじにより固着されている。この筐体３は上部筐体４
と下部筐体５とを連結して構成されたもので、この筐体
３の内部には熱源を内包した熱定着ローラ６と、この熱
定着ローラ６と対向配置され用紙Ｐを熱定着ローラ６に
押圧して定着する加圧ローラ７とが収容されている。こ
のうち熱定着ローラ６は中空ヒートローラ８と内部に熱
源として配置されたハロゲン棒状ランプ９とから構成さ
れている。これらのローラ対６、７の構造は従来例のロ
ーラ対と同様に構成されており、ヒートローラ表面には
耐熱性がありトナーと離形性の良好なテフロン樹脂コー
ト、加圧ローラ側には耐熱性がありニップ幅をもたせる
ためシリコンゴム材料が施されている。

【０００８】また加圧ローラ７は熱定着ローラ６との間
に所定幅のニップ部を持たせるために熱定着ローラ６の
回転軸中心方向に押圧力が作用するように図示しないバ
ネにより回動ピン１０回りに回動するレバー１１で熱定
着ローラ６の回転軸中心方向に付勢されている。さらに
用紙Ｐがこのニップ部に確実に挿入され、排出口から排
出されるようにローラ部の前後に案内板１２、１３が取
り付けられている。一方、熱定着ローラ６の上部には熱
定着ローラ６の温度検出を行う感温センサ１４が取り付
けられている。この感温センサ１４は本実施例ではサー
ミスタが使用されているが、熱電対等の温度センサを使
用することも可能である。さらに筐体３内の熱定着ロー
ラ６の外周には僅かな間隙ｔをあけて熱定着ローラ６の
表面を被覆するように断熱体１５がねじ１６によりロー
ラ全幅にわたり取り付けられている。このとき間隙ｔは
１ｍｍ以下に設定されている。この断熱体１５は樹脂等
からなるが、熱定着ローラ６の形状に対応した任意の形
状に成型可能なポリイミド系樹脂、ポリエーテルエーテ
ルケトン樹脂材料が適し、この他発泡シリコンゴム、グ
ラスウール等を使用することもできる。なお、あらかじ
め所定の形状に成型してある場合には上述のようにねじ
１６等により筐体３に固定可能であるが、この場合ねじ
１６の軸部に樹脂製ブシュ１７等を取付け、ねじ１６か
らの熱伝導で熱が外部に発散するのを防止することが好
ましい。一方、充填作業により断熱体を形成するものに
ついては図３に示したように熱定着ローラの外周位置に
反射効果を有する金属仕切板２０を設置し、その背後に
樹脂を充填することも可能である。この場合には樹脂が
断熱体１５を構成するとともに、熱定着ローラ６からの
輻射熱を金属仕切板２０で反射させることができ、熱定
着ローラ６からの放熱を効率良く遮断することができ
る。これにより機器内部全体の温度上昇を抑えることが
できる。また、金属仕切板２０が熱定着ローラ６と僅か
な間隙を保持して配置されているため、この間隙部分が
断熱空気薄層１８を形成する。この断熱空気薄層１８の
存在により熱定着ローラ６の表面での空気対流層の発生
を防止できる。

【０００９】なお、ここで図２により熱定着器の幅方向
の構成について説明する。図２は図１に示した熱定着器
の縦断面図を示したものである。この筐体３の両側面に
は軸受２１、２１が嵌着され、この軸受２１に熱定着ロ
ーラ６の中空ヒートローラ８が回転可能に支持されてい
る。さらに中空ヒートローラ８の両端には摺接電極２
２、２２が接続されている。また下部筐体４の内部には
軸受２３、２３が設けられており、加圧ローラ７が回転
可能に支持されている。

【００１０】同図からも明らかなように筐体内部におい
て、断熱体１５はローラの全幅方向に配置されており、
中空ヒートローラ８からの放熱を最小限にするようにな
っている。

【００１１】図４は熱定着器に使用される断熱体１５の
変形例として円弧状をなすステンレス製遮熱板２４を僅
かな間隙ｔをあけて複数枚配置した例を示したものであ
る。

【００１２】図４において、各遮熱板２４はねじ２５に
より所定位置に固定されているが、遮熱板同士の間には
スペーサとして樹脂製ブシュ２６が嵌着されていて温度
上昇した遮熱板２４からねじ２５を介して熱が奪われな
いようになっている。各遮熱板２４の間隙ｔは１ｍｍ程
度に設定されており、上述の実施例と同様に熱定着ロー
ラ６の表面及び各遮熱板２４の間に空気対流層が生じな
いようになっている。

【００１３】図５は断熱体１５を加圧ローラ７側にも取
付けた変形例を示したものである。このように加圧ロー
ラ７側にも断熱体１５を設けることにより熱定着ローラ
６から伝わった熱で温度上昇した加圧ローラ部７からの
放熱も防止することができ、熱定着器全体として熱効率
を向上させることができる。この場合にも加圧ローラ７
の表面と断熱体１５との間隙ｔは１ｍｍ以下に保持する
ことが好ましい。

【００１４】図６は複写機の機器ケース内部に排熱経路
Ｗを形成し、現像転写プロセス等で発生した熱を熱定着
器部分と分離して機器ケース外に排出するようにした実
施例を示したものである。図６において、符号３０は複
写機の機器ケースを示しており、この機器ケース３０の
側面には用紙排出口３１が形成されている。この用紙排
出口３１に隣接して熱定着器の筐体３が取り付けられて
いる。この熱定着器は図１に示した熱定着器と同様の構
造を有しており、熱定着ローラ６側に断熱体１５が設け
られているものである。また熱定着器の筐体３の表面を
経路の一辺とするように断熱体３２が配置固定されてい
る。この断熱体３２と筐体３表面とにより区画された部
分に略逆Ｌ字形の排熱経路Ｗが形成される。さらに熱定
着器配置位置の上部の機器ケース３１表面には多数の孔
３３、３３…が穿設されており、現像転写プロセスで発
生した熱を排熱経路Ｗを経由して熱定着器からの発散熱
と分離して機器ケース３０の外部に排出できる。このと
き熱定着器の筐体３の表面を排熱が対流するので、温度
上昇した筐体表面の熱が奪われ、機器全体の温度上昇を
抑えることもできる。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば筐体内に熱定着ローラと加圧ローラとを収容す
るとともに、上記熱定着ローラからの放熱を遮断する断
熱体を上記筐体内のローラの周囲に配置し、この断熱体
の内周面とローラ表面との間に断熱空気薄層を形成した
ので、発熱源からの輻射、熱伝導による放熱を抑え、筐
体外部への熱発散を小さくすることができ、熱効率を向
上させるとともに、機器内部のプロセスをコンパクトに
設計でき、機器の小型化を図ることができる等の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による熱定着器の一実施例を示した横断
面図。

【図２】図１に示した熱定着器のII−II線縦断面図

【図３】本発明による熱定着器に使用される断熱体の一
実施例を示した部分断面図。

【図４】本発明による熱定着器の一実施例を示した横断
面図。

【図５】本発明による熱定着器の一実施例を示した横断
面図。

【図６】本発明による熱定着器の一実施例を示した横断
面図。

【図７】従来の熱定着器の一例を示した横断面図。

【符号の説明】

３ 筐体 ６ 熱定着ローラ ７ 加圧ローラ ８ 中空ヒートローラ ９ ハロゲン棒状ランプ １５、３２ 断熱体 ２０ 金属仕切板 ２４ 遮熱板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱定着ローラに対向配置された加圧ローラ
   で複写媒体を上記熱定着ローラに押圧して定着搬送させ
   る熱定着器において、上記熱定着ローラと加圧ローラと
   を筐体内に収容するとともに、上記熱定着ローラからの
   放熱を遮断する断熱体を上記熱定着ローラの周囲に配置
   し、この断熱体の内周面と上記熱定着ローラ表面との間
   に断熱空気薄層を形成したことを特徴とする熱定着器。