| 【発明の名称】 |
定着装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】進士 晃
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| 【要約】 |
【課題】定着ローラの外周表面から加熱することにより温度の急速昇温を可能にして上述の従来技術の欠点を簡単な構成でかつ安価に解消できる定着装置を提供する。
【解決手段】定着ローラ１の外側近傍にハロゲンヒータ１０を配し、定着ローラ１の回転を利用して定着ローラ１全体を加熱して定着ローラ１の周方向での温度ムラを低減する。ハロゲンヒータ１０は転写材Ｐが侵入する側（転写材Ｐの搬送方向上流側）に配置し、ハロゲンヒータ１０の加熱部がニップ部８の位置まで回転する距離を短くして、加熱部の放熱量を減少させ、定着ローラ１の立ち上がり時間をより短くして高熱効率を実現する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ヒータにより加熱される定着ローラと、該定着ローラに圧接させる加圧ローラとからなり、用紙に転写されたトナー像を熱定着する定着装置において、上記ヒータを上記定着ローラの近傍外側に配置してなることを特徴とする定着装置。
【請求項２】 上記ヒータを、上記定着ローラへの上記転写材の侵入方向上流側配置してなることを特徴とする請求項１の定着装置。
【請求項３】 上記定着ローラの離型層の内面側に、高伝熱材料により形成してなる伝熱層を設けたことを特徴とする請求項１または２の定着装置。
【請求項４】 上記ヒータによる上記定着ローラへの加熱を、該定着ローラを回転させながら温度制御をしつつ行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの定着装置。
【請求項５】 上記ヒータの上記定着ローラを加熱する部分以外を断熱材でシールドしてなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの定着装置。
【請求項６】 上記断熱材の内面に熱反射シートを設けてなることを特徴とする請求項５の定着装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複写装置等の画像形成装置に用いる定着装置に関し、特に転写材上のトナー像を加熱、加圧することによって転写材上に定着させる定着装置に関する。
【０００２】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】従来、電子写真方式のプリンタや複写機においては、帯電させた感光体ドラムを光照射して感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、これにトナーを付着させて現像を行い、現像したトナー像を転写材に転写し、その後にヒートローラ方式の定着装置が熱と圧力でトナー像を記録紙に定着させるというものが一般に採用されている構成である。
【０００３】このような方式のプリンタや複写機において用いるヒートローラとしては、アルミニウム等の金属製のローラにハロゲンランプヒータ等の熱源を内蔵したものが多い。このローラは、ヒータによって空気層を介して金属製のローラ自体を加熱し、加圧ローラとの間に現像された転写材を通してトナーを熱定着する。
【０００４】しかしながら、このような構造においては、空気層の熱容量が大きいため、熱効率の面で不利であると共に、空気層は熱絶縁層であるため、ローラー部表面の所定温度までの時間がかかること、また温度制御において、ヒーター熱量の変化に対する温度変化の応答が遅く、鋭敏できめ細かな制御がしにくいこと等の難点がある。
【０００５】そこで、上記欠点を解消するために、板状のセラミックヒータを加圧ローラに対向させて配置するとともに、この両者間に耐熱性樹脂からなるフィルムを介在させ、このフィルムをトナー像が転写された記録材と共にセラミックヒータ上に搬送することによってセラミックヒータの発する熱をフィルムを介して記録材上のトナーに伝導させるようにした加熱定着器（フィルム定着）が提案されている。この定着器によれば、セラミックヒータとトナーとの間には耐熱性樹脂からなるフィルムが介在しているだけであるため、ヒートローラ方式に比べて短時間でトナーに伝導させることができる。しかしながら、この加熱定着器は耐熱性樹脂製のフィルムが比較的高価で、しかもセラミックヒータとの摺接によってフィルムが容易に磨耗してしまうことから、フィルムを比較的短時間で新しい物と交換しなければならず、またフィルムをセラミックヒータ上に順次送り込むために複数のローラ等が必要になり、加熱定着器が大型化、複雑化するという欠点を有している。
【０００６】また、定着ローラの外周面上に発熱体を設けた方式（特開平７−７２７５２）もあるが、ローラの構成が複雑でコスト高であるという問題を有している。
【０００７】本発明は定着ローラの外周表面から加熱することにより温度の急速昇温を可能にして上述の従来技術の欠点を簡単な構成でかつ安価に解消でき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】本発明の定着装置のうち請求項１に係るものは、上記目的を達成するために、ヒータにより加熱される定着ローラと、該定着ローラに圧接させる加圧ローラとからなり、用紙に転写されたトナー像を熱定着する定着装置において、上記ヒータを上記定着ローラの近傍外側に配置してなることを特徴とする。
【０００９】同請求項２に係るものは、上記目的を達成するために、上記ヒータを、上記定着ローラへの上記転写材の侵入方向上流側配置してなることを特徴とする。
【００１０】同請求項３に係るものは、上記目的を達成するために、上記定着ローラの離型層の内面側に、高伝熱材料により形成してなる伝熱層を設けたことを特徴とする。
【００１１】同請求項４に係るものは、上記目的を達成するために、上記ヒータによる上記定着ローラへの加熱を、該定着ローラを回転させながら温度制御をしつつ行うことを特徴とする。
【００１２】同請求項５に係るものは、上記目的を達成するために、上記ヒータの上記定着ローラを加熱する部分以外を断熱材でシールドしてなることを特徴とする。
【００１３】同請求項６に係るものは、上記目的を達成するために、上記断熱材の内面に熱反射シートを設けてなることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る定着装置の一実施形態を示す断面図、図２は同拡大断面図である。この図は、ローラ軸と垂直方向の断面図である。図中１は定着ローラ、２は加圧ローラ、３はフレーム、４は排紙コロ、５は排紙ローラ、６は搬送ガイド、７は分離爪である。定着ローラ１と加圧ローラ２は圧接しており、熱定着のためのニップ部８を形成している。図中Ｐは転写材を示す。また図中９は定着装置入り側の通紙方向を示す。
【００１５】定着ローラ１の外側近傍にはハロゲンヒータ１０が配してある。もちろん、ハロゲンヒータ以外の熱源であっても構わない。また熱源の配置位置は定着ローラ１の立ち上がり時間を短くするために、可能な限り定着ローラ１に近い方がよい。定着ローラ１の内部にヒータを配置した場合に比べて円周方向の温度が均一でなくなるために温度制御が難しくなることが考えられるが、定着ローラ１が回転することを利用して定着ローラ１全体を加熱するので、定着ローラ１の周方向での温度ムラは低減する。
【００１６】定着ローラ１は図示せぬ駆動手段によって回転駆動する。したがってハロゲンヒータ１０による加熱部分は転写材を搬送すると共に回転し、ハロゲンヒータ１０から離れると共に冷却される。このため、加熱部分とニップ部８の配置角度θが大きければ大きいほど、立ち上がり時間は長くなってしまう。そこで、ハロゲンヒータ１０は転写材Ｐが侵入する側（転写材Ｐの搬送方向上流側）に配置してある。すなわち、ハロゲンヒータ１０の加熱部がニップ部８の位置にまで回転する距離が短くなり、加熱部の放熱量が減少し、定着ローラ１の立ち上がり時間がより短くなり、高熱効率が実現する。また、このような位置にハロゲンヒータ１０を配置すると、未定着画像の予備加熱としても利用でき、これによって定着時の必要熱量が下がり、ニップ部８の幅を小さくしたり、ハロゲンヒータ１０の消費電力を下げたりする等が可能になる。
【００１７】定着ローラ１は、図示のように離型層１１の内面に高伝熱材料であるアルミニウムや銅で形成した伝熱層１２を設けて構成し、ハロゲンヒータ１０の電源ＯＮと同時に回転を始動するように制御する。この定着ローラ１の外周に形成される伝熱層１２により、ハロゲンヒータ１０から局部的に与えられた熱が周方向に伝熱し、上述した定着ローラ１の周方向での温度ムラをさらに低減させている。
【００１８】またハロゲンヒータ１０は、耐熱性の断熱材１３により覆ってあり、耐熱性の熱反射シート１４を断熱材１３の内面に設けて構成してある。すなわちハロゲンヒータ１０を定着ローラ１の外部に設けると、感光体や転写ローラ等の外部ユニットに伝わる熱量が増大して部品劣化や画像障害等を生じさせることも考えられるが、本実施形態では定着ヒータ１の加熱部に対応する部位以外を断熱材１３で覆って、このような障害が生じないようにしてある。またハロゲンヒータ１０が発生させた熱が集中して定着ローラ１に与えられるようになる。
【００１９】
【発明の効果】本発明に係る定着装置は、以上説明してきたように、ヒータを定着ローラ外に配置して定着ローラの外周表面から加熱することにより、熱応答性を速めて定着ローラの急速な昇温を可能とし、従来の定着装置が有していた種々の欠点を簡単な構成かつ安価なコストで解消できるという効果がある。
【００２０】請求項２に係る定着装置は、以上説明してきたように、転写材の侵入する側にヒーターを配置することにより、上記共通の効果に加え、定着装置としての立ち上がり時間をより短くすると共に、高熱効率性を実現できるようになるという効果がある。定着ローラ外のヒータによって転写材上の未定着画像を予備加熱して定着時の必要熱量を下げ、ニップ幅を小さくしたり、ヒータの消費電力を下げたりする等を可能にして設計の自由度を大きくできるという効果がある。
【００２１】請求項３に係る定着装置は、以上説明してきたように、定着ローラの外周に高伝熱材料により形成した伝熱層を設けることにより、上記共通の効果に加え、局部的に与えられた熱を周方向に伝熱しやすくして定着ローラの温度ムラを小さくすることができるという効果がある。
【００２２】請求項４に係る定着装置は、以上説明してきたように、定着ローラを回転させながら加熱することにより、上記共通の効果に加え、さらに定着ローラの周方向の温度ムラを低減できるという効果がある。
【００２３】請求項５に係る定着装置は、以上説明してきたように、ヒータの定着ローラ加熱部との対応部位以外を断熱材で覆ってしまうことにより、上記共通の効果に加え、定着ローラの内部にヒータを配置した場合に比べて感光体等の外部ユニットに伝わる熱量が増大して部品劣化や画像障害等の問題を生させる可能性を減らすことができるという効果がある。
【００２４】請求項６に係る定着装置は、以上説明してきたように、ヒータからの輻射熱を外部部品やユニット等に与えないようにすることで、上記共通の効果に加え、外部部品等の部品劣化や画像障害をさらに効果的に解決すると共に、ヒータによる発生熱量を集中させて定着ローラに与えることにより高熱効率を実現して省エネルギーを可能にするという効果がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６７４７
【氏名又は名称】株式会社リコー
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| 【出願日】 |
平成１２年３月２１日（２０００．３．２１） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２６５１４０（Ｐ２００１−２６５１４０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月２８日（２００１．９．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−７７９５１（Ｐ２０００−７７９５１） |
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