【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着ローラと加圧ローラとを外部から加熱する加熱手段を有した定着装置及びそれを搭載した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＰＰＣ（Ｐｌａｉｎ Ｐａｐｅｒ Ｃｏｐｉｅｒ）、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置における省エネルギー化が注目されており、これらの装置の中で最もエネルギーを消費する定着装置の省エネルギー化が盛んに行われている。この定着装置の省エネルギー化の有効な方法の一つにウォームアップ時間（定着ローラ等が印刷可能な所定の温度まで上昇するのに要する時間）の短縮が挙げられる。
【０００３】
例えば、特開平４−１１６６７７号公報には、図４に示すように、内部に加熱源を有しない定着ローラ４１及び加圧ローラ４２と、定着ローラ４１に圧接して加熱する第１の加熱ローラ４３と、加圧ローラ４２に圧接して加熱する第２の加熱ローラ４４とからなる定着装置が開示されている。このように、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２を外部から加熱することにより、ウォームアップ時間を短縮している。
【０００４】
上記の定着ローラ４１及び加圧ローラ４２は、芯金４１ａ、４２ａの周囲にシリコンスポンジ等の耐熱性及び断熱性を有する弾性体層４１ｂ、４２ｂが設けられ、その上に良熱伝導性弾性体、例えばゴムの中にアルミナやシリカなどの高熱伝導フィラーを充填した材料の薄膜４１ｄ、４２ｄを設け、表層にＰＦＡチューブ層４１ｃ、４２ｃを設けて構成されている。また、上記の第１及び第２の加熱ローラ４３、４４は、発熱体４３ｂ、４４ｂが中心に設けられた金属ローラで構成されている。
【０００５】
そのため、定着ローラ４１と加圧ローラ４２間に形成されるニップ幅は、一方に金属ローラを用いた場合よりも長くなる。従って、通紙時に多くの熱量を与えることができる。また、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２が弾性体であるため、画像を形成するトナー５１の凹凸に追従しやすいという利点がある。これは、多量のトナー５１による凹凸が大きいカラーの画像形成装置への利用に適している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開平４−１１６６７７号公報ではその記載が省略されているが、実際には図４のように画像形成部、転写ローラ１７、ガイド板２４等が配設される。このとき、図４の配置では、第１の加熱ローラからの放射熱により感光体ドラム１３上のトナーが融着したり、第２の加熱ローラ４４からの放射熱によりガイド板２４や転写ローラ１７が変形したりするおそれがある。また、ガイド板２４が加熱されると両面複写において印刷面がガイド板２４と接触する際にトナーが融着し、紙詰まりの原因となる。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑み、各部に与える熱ダメージを軽減した外部加熱方式の定着装置を提供することを目的とする。また、この定着装置を搭載した画像形成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】
上記目的を達成するために本発明は、定着ローラと、該定着ローラを外部から加熱する第１の加熱手段と、前記定着ローラに圧接した加圧ローラと、該加圧ローラを外部から加熱する第２の加熱手段とを備えた定着装置において、
前記定着ローラの回転軸と前記加圧ローラの回転軸とを含む面の排紙側に、前記第１の加熱手段の熱伝達部を設けたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、感光体ドラムから第１の加熱手段が離れ、感光体ドラム等に与える熱ダメージを軽減することができる。
【００１０】
また本発明は、上記の定着装置において、前記定着ローラの回転軸と前記加圧ローラの回転軸とを含む面の排紙側に、前記第２の加熱手段の熱伝達部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によると、ガイド板や転写ローラから第２の加熱手段が離れ、ガイド板や転写ローラ等に与える熱ダメージを軽減することができる。
【００１２】
なお、前記第１の加熱手段は、前記定着ローラに圧接した内部に発熱体を有する第１の加熱ローラとし、前記第１の加熱手段の熱伝達部は、該第１の加熱ローラと前記定着ローラ間に形成されるニップ部とすることができる。
【００１３】
また、前記第２の加熱手段は、前記加圧ローラに圧接した内部に発熱体を有する第２の加熱ローラとし、前記第２の加熱手段の熱伝達部は、該第２の加熱ローラと前記加圧ローラ間に形成されるニップ部とすることができる。
【００１４】
また本発明の画像形成装置は、上記の定着装置を搭載したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、従来例の図４と同様の部品には同じ符号を付している。図１は、本発明の画像形成装置の一例としてのプリンタの正面図である。図１では、クリーニング装置１８のハウジングを省略している。プリンタ１０はタンデム方式のフルカラー画像形成装置であってプリンタ本体ハウジング１１の内部において用紙搬送ベルト１２の上方にはその搬送方向の上流から下流方向に向かって（図１では右方から左方にかけて）、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色画像形成部が設けられている。各々の画像形成部には、アモルファスシリコン感光体ドラム１３と、その周囲には主帯電器１４と、ＬＥＤ露光部１５と、現像装置１６と、転写ローラ１７と、クリーニング装置１８とが備えられている。
【００１６】
このクリーニング装置１８は、感光体ドラム１３の表面を整えるゴム製のクリーニングローラ１８ａと、トナー回収容器（不図示）にトナーを排出する排出スパイラル１８ｂと、感光体ドラム１３上のトナーを掻き落とすクリーニングブレード１８ｃとから構成される。
【００１７】
また、プリンタ１０は、格納されている用紙を給紙する給紙機構１９と、給紙機構１９から用紙を搬送する用紙搬送路２０と、用紙搬送ベルト１２を駆動する駆動ローラ２１、２２、２３と、画像形成部で形成された画像を定着する定着装置４０と、用紙を用紙搬送ベルト１２から定着装置４０へ導くガイド板２４と、定着装置４０から用紙を搬送する用紙搬送路２５と、用紙搬送路２５から用紙を排出する排出部２６と、トナーを各現像装置１６へ供給するトナー供給容器２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｙ、２７Ｂとを備えている。
【００１８】
このプリンタ１０において、用紙は給紙機構１９から用紙搬送路２０を経由して画像形成部に搬送され、感光体ドラム１３と用紙搬送ベルト１２との間を搬送されていく間に転写ローラ１７によって各感光体ドラム１３表面の正帯電の各色トナー画像が次々に用紙側に転写される。全ての感光体ドラム１３によってトナーが転写された用紙は、定着装置４０に搬送されてトナーが定着され、カラー画像が形成される。定着装置４０を通過した用紙は用紙搬送路２５に送られ、排出部２６へ排出される。
【００１９】
図２は、図１の定着装置４０付近を拡大した図である。定着ローラ４１と加圧ローラ４２とが互いに圧接して定着のニップ部を形成している。定着ローラ４１には外部から定着ローラ４１を加熱する第１の加熱ローラ４３が圧接している。また、加圧ローラ４２には外部から加圧ローラを加熱する第２の加熱ローラ４４が圧接している。これら４つのローラの少なくとも一つに駆動を入力し、他のローラは従動回転するようになっている。
【００２０】
定着ローラ４１及び加圧ローラ４２は各々外径が２５ｍｍで同一の構造からなり、鉄製の芯金４１ａ、４２ａと、芯金４１ａ、４２ａの表面を被覆するシリコンゴムの発泡体からなる弾性体層４１ｂ、４２ｂと、離型性を高めるために弾性体層４１ｂ、４２ｂの表面を被覆するＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パー−フルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブ層４１ｃ、４２ｃとから構成される。なお、弾性体層４１ｂ、４２ｂはアスカＣ硬度が１０〜９０度のものが好ましく、更に好ましくはアスカＣ硬度が２５度のものである。このとき、弾性体層４１ｂ、４２ｂの厚さは２〜１０ｍｍが好ましい。また、ＰＦＡチューブ層４１ｃ、４２ｃは耐熱性と離型性を有すれば特に限定はなく、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＥＣＴＦＥ（エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体）等のフッ素樹脂から選択することができる。このとき、ＰＦＡチューブ層４１ｃ、４２ｃの厚みは２０〜１００μｍが好ましい。
【００２１】
第１及び第２の加熱ローラは各々外径が２５ｍｍであり、アルミニウム製のローラ本体４３ａ、４４ａと、ローラ本体４３ａ、４４ａ内部のハロゲンランプ４３ｂ、４４ｂとから構成される。なお、ローラ本体４３ａ、４４ａは良熱伝導体であれば特に限定はなく、例えば、鉄、ニッケル、ステンレス等の金属を用いることができる。このとき、ローラ本体４３ａ、４４ａの厚みは０．２〜３ｍｍが好ましい。また、ハロゲンランプ４３ｂ、４４ｂは発熱体であれば特に限定はなく、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２の表面温度を最大約２２０℃にまで上昇させられる発熱体であればよい。
【００２２】
ここで、定着ローラ４１の回転軸と加圧ローラ４２の回転軸とを含む面Ａ（図２中の破線）の排紙側（図中Ａの左側）に、第１の加熱ローラ４３のニップ部（熱伝達部）が配設され、面Ａの給紙側（図中Ａの右側）に、第２の加熱ローラ４４のニップ部（熱伝達部）が配設されている。
【００２３】
従来例では図４のように、定着ローラ４１の回転軸と加圧ローラ４２の回転軸とを含む面Ｂ（図４中の破線）の給紙側に、第１の加熱ローラ４３及び第２の加熱ローラ４４が配設されており、各部に与える熱ダメージが大きかったが、図２のような配置にすることで感光体ドラム１３から第１の加熱ローラ４３が離れ、感光体ドラム１３等に与える熱ダメージを軽減することができる。
【００２４】
図３に、他の実施形態の定着装置付近の正面図を示す。これは上記の実施形態において、定着ローラ４１の回転軸と加圧ローラ４２の回転軸とを含む面Ａの排紙側に第２の加熱ローラのニップ部を配設したものである。
【００２５】
この構成により、ガイド板２４や転写ローラ１７から第２の加熱ローラ４４が離れ、ガイド板２４や転写ローラ１７等に与える熱ダメージを軽減することができる。
【００２６】
なお本発明において、第１又は第２の加熱ローラ４３、４４は感光体ドラム１３、ガイド板２４、転写ローラ１７等の熱の影響を受けやすい部分からできるだけ離して配設することが望ましい。そして、第１又は第２の加熱ローラ４３、４４は定着ローラ４１と加圧ローラ４２間のニップ部から排紙された用紙５０に熱の影響を及ぼさない程度に用紙搬送路２５から離れていればよい。これにより、感光体ドラム１３、ガイド板２４、転写ローラ１７等に与える熱ダメージを最大限軽減することができる。
【００２７】
なお、本実施形態では、第１及び第２の加熱手段として加熱ローラ４３、４４を用いたが、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２を外部から加熱できればその手段に特に限定はなく、例えば、ヒータを定着ローラ４１及び加圧ローラ４２付近に配設してもよい。
【００２８】
なお、本発明の画像形成装置は、ＰＰＣ、ファクシミリ、プリンタ等に広く利用可能である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、定着ローラの回転軸と加圧ローラの回転軸とを含む面の排紙側に、第１の加熱手段の熱伝達部を設けることにより、感光体ドラムから第１の加熱手段が離れ、感光体ドラム等に与える熱ダメージを軽減することができる。
【００３０】
また本発明によれば、定着ローラの回転軸と加圧ローラの回転軸とを含む面の排紙側に、前記第２の加熱手段の熱伝達部を設けることにより、ガイド板や転写ローラから第２の加熱手段が離れ、ガイド板や転写ローラ等に与える熱ダメージを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一例としてのプリンタの正面図である。
【図２】図１の定着装置付近を拡大した図である。
【図３】他の実施形態の定着装置付近の正面図である。
【図４】従来のプリンタの定着装置付近の正面図である。
【符号の説明】
１０ プリンタ（画像形成装置）
４０ 定着装置
４１ 定着ローラ
４２ 加圧ローラ
４３ 第１の加熱ローラ（第１の加熱手段）
４３ｂ、４４ｂ ハロゲンランプ
４４ 第２の加熱ローラ（第２の加熱手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device having a heating unit for externally heating a fixing roller and a pressure roller, and an image forming apparatus equipped with the fixing device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to energy saving in image forming apparatuses such as a PPC (Plain Paper Copier), a facsimile, a printer, and the like. One of the effective methods for saving energy of the fixing device is to shorten the warm-up time (the time required for the fixing roller or the like to rise to a predetermined temperature at which printing can be performed).
[0003]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-116677 discloses a fixing roller 41 and a pressure roller 42 having no heating source therein, and a first heating roller which presses and heats the fixing roller 41 as shown in FIG. A fixing device is disclosed, which includes a fixing roller 43 and a second heating roller 44 that presses against and heats the pressure roller 42. As described above, the warm-up time is reduced by externally heating the fixing roller 41 and the pressure roller 42.
[0004]
The fixing roller 41 and the pressure roller 42 are provided with heat-resistant and heat-insulating elastic layers 41b and 42b such as silicon sponge around the metal cores 41a and 42a. For example, thin films 41d and 42d of a material in which rubber is filled with a high thermal conductive filler such as alumina or silica are provided, and PFA tube layers 41c and 42c are provided on the surface. Further, the first and second heating rollers 43 and 44 are constituted by metal rollers provided with heating elements 43b and 44b at the center.
[0005]
Therefore, the nip width formed between the fixing roller 41 and the pressure roller 42 is longer than when one of the metal rollers is used. Therefore, a large amount of heat can be given during paper passing. Further, since the fixing roller 41 and the pressure roller 42 are elastic bodies, there is an advantage that the unevenness of the toner 51 for forming an image can be easily followed. This is suitable for use in a color image forming apparatus having large irregularities due to a large amount of toner 51.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Although the description is omitted in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-116677, the image forming section, the transfer roller 17, the guide plate 24 and the like are actually arranged as shown in FIG. At this time, in the arrangement of FIG. 4, the toner on the photosensitive drum 13 is fused by the radiant heat from the first heating roller, or the guide plate 24 and the transfer roller 17 are radiated by the radiant heat from the second heating roller 44. May be deformed. Further, when the guide plate 24 is heated, the toner is fused when the printing surface comes into contact with the guide plate 24 in double-sided copying, which causes a paper jam.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an external heating type fixing device in which heat damage to each part is reduced. It is another object of the present invention to provide an image forming apparatus equipped with the fixing device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a fixing roller, a first heating unit for heating the fixing roller from outside, a pressure roller pressed against the fixing roller, and heating the pressure roller from outside. A fixing device provided with a second heating means;
A heat transfer unit of the first heating unit is provided on a sheet discharge side of a surface including a rotation axis of the fixing roller and a rotation axis of the pressure roller.
[0009]
According to this configuration, the first heating unit is separated from the photosensitive drum, and heat damage to the photosensitive drum and the like can be reduced.
[0010]
Further, according to the present invention, in the fixing device described above, a heat transfer unit of the second heating unit is provided on a sheet discharge side of a surface including a rotation axis of the fixing roller and a rotation axis of the pressure roller. Features.
[0011]
According to this configuration, the second heating unit is separated from the guide plate and the transfer roller, and heat damage to the guide plate and the transfer roller can be reduced.
[0012]
The first heating means is a first heating roller having a heating element inside which is in pressure contact with the fixing roller, and a heat transfer section of the first heating means is configured such that the first heating roller is fixed to the fixing roller. It may be a nip formed between the rollers.
[0013]
Further, the second heating means is a second heating roller having a heating element inside which is in pressure contact with the pressure roller, and a heat transfer portion of the second heating means is configured such that the second heating roller and the second heating roller are connected to each other. It may be a nip formed between the pressure rollers.
[0014]
Further, an image forming apparatus according to the present invention includes the fixing device described above.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same components as those in FIG. 4 of the conventional example are denoted by the same reference numerals. FIG. 1 is a front view of a printer as an example of the image forming apparatus of the present invention. In FIG. 1, the housing of the cleaning device 18 is omitted. The printer 10 is a tandem-type full-color image forming apparatus. Inside the printer body housing 11, above the paper transport belt 12, from upstream to downstream in the transport direction (from right to left in FIG. 1). , Black, yellow, cyan, and magenta image forming units. Each image forming unit is provided with an amorphous silicon photosensitive drum 13 and a main charger 14, an LED exposing unit 15, a developing device 16, a transfer roller 17, and a cleaning device 18 around the photosensitive drum 13. I have.
[0016]
The cleaning device 18 includes a rubber cleaning roller 18a for adjusting the surface of the photoconductor drum 13, a discharge spiral 18b for discharging toner to a toner collection container (not shown), and a cleaning device for scraping off the toner on the photoconductor drum 13. And a blade 18c.
[0017]
The printer 10 also includes a paper feed mechanism 19 that feeds stored paper, a paper transport path 20 that transports paper from the paper feed mechanism 19, and drive rollers 21, 22, and 23 that drive the paper transport belt 12. A fixing device 40 for fixing an image formed by the image forming unit, a guide plate 24 for guiding a sheet from the sheet conveying belt 12 to the fixing device 40, a sheet conveying path 25 for conveying the sheet from the fixing device 40, The image forming apparatus includes a discharge unit 26 that discharges a sheet from the transport path 25 and toner supply containers 27M, 27C, 27Y, and 27B that supply toner to the respective developing devices 16.
[0018]
In the printer 10, the paper is transported from the paper feed mechanism 19 to the image forming unit via the paper transport path 20, and is transported by the transfer roller 17 while being transported between the photosensitive drum 13 and the paper transport belt 12. The positively-charged toner images of the respective colors on the surface of the photosensitive drums 13 are sequentially transferred to the paper side. The paper on which the toner has been transferred by all the photosensitive drums 13 is conveyed to a fixing device 40 where the toner is fixed, and a color image is formed. The sheet that has passed through the fixing device 40 is sent to the sheet transport path 25 and discharged to the discharge unit 26.
[0019]
FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the fixing device 40 of FIG. The fixing roller 41 and the pressure roller 42 are pressed against each other to form a nip portion for fixing. A first heating roller 43 for externally heating the fixing roller 41 is in pressure contact with the fixing roller 41. Further, a second heating roller 44 for externally heating the pressure roller is in pressure contact with the pressure roller 42. A drive is input to at least one of these four rollers, and the other rollers are driven to rotate.
[0020]
The fixing roller 41 and the pressure roller 42 each have the same structure with an outer diameter of 25 mm, and are made of an iron core 41a, 42a and an elastic layer made of a silicone rubber foam covering the surfaces of the cores 41a, 42a. 41b and 42b, and PFA (tetrafluoroethylene-per-fluoroalkylvinyl ether copolymer) tube layers 41c and 42c which cover the surfaces of the elastic layers 41b and 42b to enhance the releasability. The elastic layers 41b and 42b preferably have an Asuka C hardness of 10 to 90 degrees, and more preferably have an Asuka C hardness of 25 degrees. At this time, the thickness of the elastic layers 41b and 42b is preferably 2 to 10 mm. The PFA tube layers 41c and 42c are not particularly limited as long as they have heat resistance and mold release properties. For example, PTFE (polytetrafluoroethylene), PVF (polyvinyl fluoride), and ECTFE (ethylene-chlorotrifluoroethylene) are used. Polymer) and the like. At this time, the thickness of the PFA tube layers 41c and 42c is preferably 20 to 100 μm.
[0021]
The first and second heating rollers each have an outer diameter of 25 mm, and are composed of roller bodies 43a, 44a made of aluminum and halogen lamps 43b, 44b inside the roller bodies 43a, 44a. The roller bodies 43a and 44a are not particularly limited as long as they are good heat conductors. For example, metals such as iron, nickel, and stainless steel can be used. At this time, the thickness of the roller main bodies 43a and 44a is preferably 0.2 to 3 mm. The halogen lamps 43b and 44b are not particularly limited as long as they are heating elements, and may be heating elements that can raise the surface temperatures of the fixing roller 41 and the pressure roller 42 to a maximum of about 220 ° C.
[0022]
Here, the nip of the first heating roller 43 is located on the paper discharge side (left side in FIG. 2A) including the rotation axis of the fixing roller 41 and the rotation axis of the pressure roller 42 (dashed line in FIG. 2). A nip portion (heat transfer portion) of the second heating roller 44 is provided on the sheet feeding side of the surface A (the right side of A in the figure).
[0023]
In the conventional example, as shown in FIG. 4, the first heating roller 43 and the second heating roller 43 are provided on the sheet feeding side of a surface B (broken line in FIG. 4) including the rotation axis of the fixing roller 41 and the rotation axis of the pressure roller. The first heating roller 43 is separated from the photosensitive drum 13 by the arrangement as shown in FIG. 2, so that the first heating roller 43 is separated from the photosensitive drum 13. Can reduce the heat damage to the car.
[0024]
FIG. 3 is a front view showing the vicinity of a fixing device according to another embodiment. In the above-described embodiment, the nip portion of the second heating roller is provided on the sheet discharge side of the surface A including the rotation axis of the fixing roller 41 and the rotation axis of the pressure roller 42.
[0025]
With this configuration, the second heating roller 44 is separated from the guide plate 24 and the transfer roller 17, and the heat damage to the guide plate 24, the transfer roller 17, and the like can be reduced.
[0026]
In the present invention, it is desirable that the first or second heating rollers 43 and 44 be disposed as far as possible from portions that are easily affected by heat, such as the photosensitive drum 13, the guide plate 24, and the transfer roller 17. The first and second heating rollers 43 and 44 may be separated from the sheet transport path 25 to such an extent that the sheet 50 discharged from the nip between the fixing roller 41 and the pressure roller 42 is not affected by heat. Just fine. Thus, thermal damage to the photosensitive drum 13, the guide plate 24, the transfer roller 17, and the like can be reduced to the maximum.
[0027]
In the present embodiment, the heating rollers 43 and 44 are used as the first and second heating means. However, as long as the fixing roller 41 and the pressure roller 42 can be heated from the outside, the means is not particularly limited. May be disposed near the fixing roller 41 and the pressure roller 42.
[0028]
Note that the image forming apparatus of the present invention can be widely used for PPC, facsimile, printer, and the like.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, by providing the heat transfer portion of the first heating means on the sheet discharge side of the surface including the rotation axis of the fixing roller and the rotation axis of the pressure roller, the first heating means As a result, heat damage to the photosensitive drum and the like can be reduced.
[0030]
Further, according to the present invention, by providing the heat transfer portion of the second heating means on the sheet discharge side of the surface including the rotation axis of the fixing roller and the rotation axis of the pressure roller, The second heating means is separated, and heat damage to the guide plate, the transfer roller and the like can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a printer as an example of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the fixing device of FIG.
FIG. 3 is a front view of the vicinity of a fixing device according to another embodiment.
FIG. 4 is a front view of the vicinity of a fixing device of a conventional printer.
[Explanation of symbols]
10 Printer (image forming device)
40 fixing device 41 fixing roller 42 pressure roller 43 first heating roller (first heating means)
43b, 44b Halogen lamp 44 Second heating roller (second heating means)
