JP2004287035A - 定着装置用ヒータ保持部材、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒータの保持を容易にすると共に、加熱ロールの温度ムラを少なくする。
【解決手段】ヒータ保持部材１１２，１１２は、第１の筐体６８に設けられた一対の係合穴１１４，１１４と係合することにより、ヒータ８８を固定する。ヒータ保持部材１１２，１１２が第１の筐体６８に係合すると、加熱ロール７４は、該加熱ロール７４の軸方向で、一端が歯車１１０を介して遮蔽部１２４に保持され、他端が遮蔽部１２４に直接保持される。さらに、それぞれの遮蔽部１２４は、加熱ロール７４の両端に設けられた開口部にそれぞれ対向しており、加熱ロール７４の開口部に向かう画像形成装置１０内を冷却するための冷却風を遮蔽する。
【選択図】 図１２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着装置用ヒータ保持部材、定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】画像形成装置の定着装置として、互いに圧接された一対の回転体を有する熱圧力方式のものは周知である。この種の定着装置においては、円筒状の加熱ロールを有し、この加熱ロール内にヒータを配置するものが知られている。加熱ロールの軸方向に加熱ロールの熱が伝達されて生じる加熱ロールの温度ムラを少なくするために、嵌め込み部と蓋体部とを具備し、加熱ロールを保持する軸受によって、加熱ロールの開口部を封止することは公知である（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２９７７４１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、ヒータを外すには軸受けを加熱ロールから外す必要があるため、保全性が悪かった。
【０００５】そこで、本発明は、ヒータの保持を容易にすると共に、加熱ロールの温度ムラを少なくすることができる定着装置用ヒータ保持部材、定着装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の特徴とするところは、少なくとも一端に開口部を具備する加熱ロール内に配置されたヒータを保持する定着装置用ヒータ保持部材であって、前記加熱ロールの開口部の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽部を有する定着装置用ヒータ保持部材にある。
【０００７】また、本発明の第２の特徴とするところは、少なくとも一端に開口部を具備する加熱ロールと、この加熱ロール内に配置されたヒータと、このヒータを保持するヒータ保持部材とを有し、このヒータ保持部材は、前記加熱ロールの開口部の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽部を具備する定着装置にある。
【０００８】また、フレーム体と、このフレーム体に前記加熱ロールを回転自在に支持する軸受けとを有し、前記ヒータ保持部材は、前記フレーム体に対する前記ヒータの位置を決める位置決め部を具備することが好ましい。
【０００９】また、前記ヒータ保持部材は、前記加熱ロールの軸方向を保持する加熱ロール保持部を有することが好ましい。
【００１０】また、前記加熱ロールには歯車が連結され、前記ヒータ保持部材は、前記歯車の軸方向を保持する歯車保持部を有することが好ましい。
【００１１】また、前記ヒータ保持部材は、把手部を有することが好ましい。
【００１２】また、前記ヒータ保持部材は、弾性爪を有し、この弾性爪を前記フレーム体に係止させることにより、前記ヒータを保持することが好ましい。
【００１３】また、前記遮蔽部は、断熱性部材からなることが好ましい。
【００１４】また、前記遮蔽部は、難燃性部材からなることが好ましい。
【００１５】さらに、本発明の第３の特徴とするところは、上記記載のヒータ保持部材又は定着装置を有する画像形成装置にある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２内に像形成手段１４が搭載され、この画像形成装置本体１２の上部に後述する排出部１６が設けられていると共に、この画像形成装置本体１２の下部に例えば２段の給紙ユニット１８，１８が配置されている。さらに、画像形成装置本体１２の下方には、オプションとして複数の給紙ユニットが配置できるようにしてある。
【００１７】それぞれの給紙ユニット１８は、給紙ユニット本体２０と、用紙が収納される給紙カセット２２とを有する。給紙カセット２２の奥端近傍上部にはピックアップロール２４が配置され、このピックアップロール２４の後方にリタードロール２６及びフィードロール２８が配置されている。
【００１８】主搬送路３２は、フィードロール２８から排出口３４までの用紙通路であり、この主搬送路３２は、画像形成装置本体１２の裏側（図１の左側面）近傍にあって、最下端の給紙ユニット１８から後述する定着装置３６まで略鉛直に形成されている部分を有する。この主搬送路３２の定着装置３６の上流側に後述する転写装置４２と像担持体４４が配置され、さらに転写装置４２と像担持体４４の上流側にレジストロール３８が配置されている。さらに、主搬送路３２の排出口３４の近傍には排出ロール４０が配置されている。
【００１９】したがって、給紙ユニット１８の給紙カセット２２からピックアップロール２４により送り出された用紙は、リタードロール２６及びフィードロール２８の協働により捌かれて最上部の用紙のみ主搬送路３２に導かれ、レジストロール３８により一時停止され、タイミングをとって後述する転写装置４２と像担持体４４との間を通って現像剤像が転写され、この転写された現像剤像が定着装置３６により定着され、排出ロール４０により排出口３４から排出部１６へ排出される。
【００２０】ただし、両面印刷の場合は、反転路に戻される。即ち、主搬送路３２の排出ロール４０の手前は二股に分かれ、その分かれた部分に切換装置４６が設けられていると共に、分けられた部分からレジストロール３８まで戻る反転路４８が形成されている。この反転路４８には搬送ロール５０ａ〜５０ｃが設けられており、両面印刷の場合には、切換装置４６が反転路４８を開く側に切り換えられ、排出ロール４０に用紙の後端手前がかかる時点で排出ロール４０が反転し、用紙が反転路４８に導かれ、レジストロール３８、転写装置４２と像担持体４４及び定着装置３６を通って排出口３４から排出部１６へ排出されるものである。
【００２１】排出部１６は、画像形成装置本体１２に対して回動自在の傾斜部５２を有する。この傾斜部５２は、排出口部分が低く、正面方向（図１の右方向）に向けて徐々に高くなるよう傾斜しており、排出口部分を下端とし、高くなった先端を上端としている。この傾斜部５２は下端を中心に回動自在であるよう画像形成装置本体１２に支持されている。図１で２点鎖線で示すように、傾斜部５２を上方に回転して開いたときには、開放部５４が形成され、この開放部５４を介して後述するプロセスカートリッジ６４が脱着できるようにしてある。
【００２２】像形成手段１４は、例えば電子写真方式のもので、感光体からなる像担持体４４と、この像担持体４４を一様帯電する例えば帯電ロールからなる帯電装置５６と、帯電装置５６により帯電された像担持体４４に、光により潜像を書き込む光書込み装置５８と、この光書込み装置５８により形成された像担持体４４の潜像を現像剤により可視化する現像機６０と、この現像機６０による現像剤像を用紙に転写する例えば転写ロールからなる転写装置４２と、像担持体４４に残存する現像剤をクリーニングする例えばブレードからなるクリーニング装置６２と、転写装置４２により転写された用紙上の現像剤像を用紙に定着させる定着装置３６とから構成されている。光書込み装置５８は例えば走査型のレーザ露光装置からなり、前述した給紙ユニット１８と平行で画像形成装置本体１２の正面近傍に配置され、現像機６０内を横切って像担持体４４を露光する。この像担持体４４の露光位置が潜像書込み位置Ｐとなる。
なお、この実施形態においては、光書込み装置５８として走査型のレーザ露光装置を用いたが、他の実施形態としてＬＥＤや面発光レーザ等を用いることができる。
【００２３】プロセスカートリッジ６４は、像担持体４４、帯電装置５６、現像機６０及びクリーニング装置６２を一体化したものである。このプロセスカートリッジ６４は、排出部１６の傾斜部５２に直近下方に配置されており、前述したように、傾斜部５２を開いたときに形成される開放部５４を介して脱着される。
【００２４】図２乃至図４において、定着装置３６の構成が示されている。定着装置３６は、ユニット化され、フレーム体６６を有しており、このフレーム体６６は、第１の筐体６８と第２の筐体７０とが組合されて構成されている。即ち、第１の筐体６８と第２の筐体７０とは、本体支点７２を介して連結され、さらに第１の筐体６８には、加熱ロール７４が回転自在に支持され、第２の筐体７０には、加圧ロール７６が回転自在に支持されている。そして、加圧ロール７６は、コイルバネ等からなる２つの弾性体７８，７８により加熱ロール７４に圧接され、ニップ部８０が形成されている。弾性体７８，７８のそれぞれは、一端が回転カム８２，８２に支承され、他端が第１の筐体６８に引掛けられている。回転カム８２は、ブラケット８４の一端に回転自在に支持され、回転することで弾性体７８を伸縮させる。ブラケット８４の他端は、支点８６に支承されている。
【００２５】加熱ロール７４内にはランプからなるヒータ８８が配置され、加熱ロール７４を加熱する。ニップ部８０を挟んで上下方向には、前述した搬送路３２が構成され、用紙が下から上へ搬送される。ニップ部８０の上流側には、例えば板状の金属からなるインレットシュート（搬送ガイド）９０が、ニップ部８０の下流側には出口側シュート９２ａ，９２ｂがそれぞれ配置されている。出口側シュート９２ａ，９２ｂは、第１の筐体６８側と第２の筐体７０側とに設けられており、第２の筐体７０側の出口側シュート９２ａが上方に回動することにより用紙を通過させるようになっている。
【００２６】加熱ロール７４の近傍で第１の筐体６８には、サーモスタット９４が設けられ、このサーモスタット９４は、加熱ロール７４の過温昇による故障を防止する。また、ニップ部８０の下流側近傍で第１の筐体６８には、剥離爪９６が加熱ロール７４の軸方向（用紙の幅方向）に複数設けられている。この剥離爪９６は、加熱ロール７４の表面を傷付けない程度の弱い力で加熱ロール７４側に付勢され、該剥離爪９６の先端が加熱ロール７４の表面に圧接し、加熱ロール７４に巻き付こうとする用紙を剥がすようになっている。
【００２７】加熱ロール７４は、例えば両端に開口部を具備する円筒状のコア９８と、このコア９８の表面側に被覆された離型層１００とを有する。コア９８は、外径が例えば２５ｍｍであり、肉厚が例えば０．５〜１．５ｍｍである。コア９８を形成する材料は、例えば鉄またはアルミニウムなどである。離型層１００は、例えばパーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）によって形成されており、膜厚が例えば３０〜１００μｍとなるようにしてある。
【００２８】加圧ロール７６は、例えばステンレス又は鉄などからなる回転軸１０２と、この回転軸１０２を軸として回転し、肉厚が例えば６〜８ｍｍのシリコンスポンジ（アスカーＣ硬度：４０度）などからなる耐熱弾性体層１０４と、この耐熱弾性体層１０４の表面を覆う被覆層１０６とを有する。被覆層１０６は、例えばＰＦＡからなり、膜厚が例えば３０〜１００μｍとなるようにしてある。
【００２９】図５乃至図９において、加熱ロール７４及びその周辺が示されている。加熱ロール７４には、両端やや手前に軸受け１０８，１０８が装着され、一端には、加熱ロール７４に駆動力を伝達する歯車１１０が連結されている。一方、加熱ロール７４を支持する第１の筐体６８の両端近傍には、後述するヒータ保持部材１１２が係合する一対の係合穴１１４，１１４と、軸受け１０８が嵌合する嵌合溝１１６とがそれぞれ設けられている。
【００３０】加熱ロール７４の内部にはヒータ８８が挿入され、軸受け１０８，１０８が第１の筐体６８の嵌合溝１１６，１１６にそれぞれ嵌合される。嵌合溝１１６は、例えば弾性爪（図示せず）を有し、軸受け１０８を固定することができるようにしてある。よって、加熱ロール７４は、軸受け１０８，１０８を介し、第１の筐体６８に回転自在に支持される。ヒータ８８の略両端には、ヒータ保持部材１１２がそれぞれ係合し、さらにヒータ保持部材１１２のそれぞれが一対の係合穴１１４，１１４と係合することにより、ヒータ８８は第１の筐体６８に固定されている。すなわち、ヒータ８８は、該ヒータ８８の軸方向に対して略垂直な方向から、ヒータ保持部材１１２によって第１の筐体６８に固定されている。
なお、歯車１１０には、図示しない他の歯車が噛み合っており、他の歯車からの駆動力によって歯車１１０は回転する。歯車１１０は、駆動力を加熱ロール７４に伝達し、加熱ロール７４が回転することによって加圧ロール７６を従動させる。
【００３１】次に上記実施形態の作用について説明する。
画像形成信号が送られると、像担持体４４が帯電装置５６により一様に帯電され、この帯電された像担持体４４には、画像信号に基づいて光書込み装置５８から発した光が照射され、潜像書込み位置Ｐにおいて潜像が形成される。光書込み装置５８からの光は、プロセスカートリッジ６４内を通過する。この光書込み装置５８により形成された像担持体４４の潜像は現像機６０の現像剤により可視化される。
【００３２】一方、サイズ信号等により給紙ユニット１８のいずれか一つが選択され、給紙カセット２２の一つに収納された用紙は、ピックアップロール２４により送り出され、リタードロール２６及びフィードロール２８により捌かれて主搬送路３２に導かれ、レジストロール３８により一次停止され、タイミングをとって転写装置４２と像担持体４４との間に導かれる。用紙が転写装置４２と像担持体４４との間に導かれると、像担持体４４上の現像剤が転写装置４２により用紙に転写される。
【００３３】現像剤を転写された用紙は、定着装置３６に導かれ、加熱ロール７４と加圧ロール７６とによる熱圧力によって、現像剤を定着される。現像剤が定着した用紙は、排出ロール４０により排出口３４から排出部１６へ排出される。ただし、両面印刷の場合は、反転路に戻され、再びレジストロール３８、転写装置４２と像担持体４４及び定着装置３６を通って排出口３４から排出部１６へ排出される。
【００３４】次にヒータ保持部材１１２について詳述する。
図１０において、ヒータ保持部材１１２が示されている。ヒータ保持部材１１２は、一対の弾性爪１１８，１１８、把手部１２０、嵌合部１２２、遮蔽部１２４及び挿抜溝１２６から構成される。弾性爪１１８，１１８は、ヒータ保持部材１１２の下方左右に設けられ、第１の筐体６８の係合穴１１４，１１４にそれぞれ係止される。把手部１２０は、平板状に形成されて、後述する遮蔽部１２４と略直角に設けられ、作業者がヒータ保持部材１１２を第１の筐体６８に対して脱着する際に上方から摘みやすいように配置されている。嵌合部１２２は、一対の弾性爪１１８，１１８の間に設けられ、ヒータ８８の略端部に嵌合し、ヒータ８８を保持する。即ち、一対の弾性爪１１８，１１８と嵌合部１２２とは、ヒータ８８の第１の筐体６８に対する位置を決める位置決め部を構成する。遮蔽部１２４は、ヒータ保持部材１１２の背面に設けられ、ヒータ８８の軸方向に対して略垂直に遮蔽面を有する。挿抜溝１２６は、ヒータ保持部材１１２が誤った向きで第１の筐体６８に装着されることを防止するように、嵌合部１２２よりも大きく開口させてある。すなわち、ヒータ保持部材１１２を誤った向きで第１の筐体６８に装着しようとすると、嵌合部１２２がヒータ８８の略端部に当接し、弾性爪１１８が係合穴１１４と係合しないようにしてある。
【００３５】ヒータ保持部材１１２の少なくとも遮蔽部１２４は、例えば断熱性及び難燃性を有する部材からなる。また、ヒータ保持部材１１２の全体が断熱性及び難燃性を有する部材によって形成されてもよい。
ヒータ保持部材１１２は、さらに断熱性、歯車１１０と摺接する部分の耐摩耗性、弾性爪１１８における撓み性及び良好な成形加工性を兼ね備えた、例えばポリエーテルイミド（ＰＥＩ）などからなることが好ましい。また、ヒータ保持部材１１２は、撓み性を加えたポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）及び熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）などによって成形されてもよい。
【００３６】図１１において、ヒータ保持部材１１２が第１の筐体６８に装着された状態が示されている。ヒータ８８は、加熱ロール７４内に挿入され、加熱ロール７４と共に第１の筐体６８内に配置される。そして、ヒータ保持部材１１２は、嵌合部１２２にヒータ８８を嵌合させ、一対の弾性爪１１８，１１８を第１の筐体６８の係合穴１１４，１１４とそれぞれ係合させることにより、ヒータ８８をヒータ保持部材１１２と第１の筐体６８との間に固定する。作業者は、把手部１２０により、ヒータ保持部材１１２を容易に脱着することができる。
【００３７】図１２は、ヒータ保持部材１１２がヒータ８８を第１の筐体６８に固定した状態を示す模式図である。
ヒータ保持部材１１２が歯車１１０の近傍で第１の筐体６８に係合すると、加熱ロール７４に連結された歯車１１０は、該歯車１１０の軸方向を遮蔽部１２４によって保持される。また、ヒータ保持部材１１２，１１２が第１の筐体６８に係合すると、加熱ロール７４は、該加熱ロール７４の軸方向で、一端が歯車１１０を介して遮蔽部１２４に保持され、他端が遮蔽部１２４に直接保持される。さらに、それぞれの遮蔽部１２４は、加熱ロール７４の両端に設けられた開口部にそれぞれ対向しており、加熱ロール７４の開口部に向かう画像形成装置１０内を冷却するための冷却風を遮蔽する。よって、冷却風によって加熱ロール７４の表面に温度ムラが生じることを少なくすることができる。即ち、遮蔽部１２４は、一対の弾性爪１１８，１１８が係合穴１１４，１１４とそれぞれ係合することにより、加熱ロール７４の開口部に対向するように配置され、冷却風を遮蔽すると共に、加熱ロール７４又は歯車１１０の軸方向を保持する。なお、ヒータ保持部材１１２は、挿抜溝１２６を有するので、遮蔽部１２４が誤って加熱ロール７４の開口部に対向しないように装着されることがない。
【００３８】図１３において、ヒータ保持部材１１２の第一の変形例が示されている。この第一の変形例においては、該ヒータ保持部材１１２が加熱ロール７４の軸方向に、より長くなるように形成され、先端がフレーム体６６に当接し、ヒータ８８の加熱ロール７４から突出している部分を覆うようにしてある。また、ヒータ保持部材１１２は、少なくとも遮蔽部１２４が難燃性であるので、たとえヒータ８８が発火してもこのヒータ保持部材１１２により他の部材へ火が回るのを防止できるようにしてある。
【００３９】図１４において、ヒータ保持部材１１２の第二の変形例が示されている。この第二の変形例においては、嵌合部１２２の断面が略半円状になっており、ヒータ８８の断面が円形状の場合に適用される。嵌合部１２２は、ヒータ８８の形状に応じて形成されればよく、他の形状であってもよい。
【００４０】以上実施形態においては、ヒータ保持部材１１２は、加熱ロール７４の開口部を遮蔽するので、画像形成装置内を冷却する冷却風が加熱ロール７４内に流れ込むことを少なくすることができ、加熱ロール７４に温度ムラが生じることを少なくすることができる。さらに、ヒータ保持部材１１２は、少なくとも遮蔽部１２４が断熱性を有するので、加熱ロール７４の内部と外部との間で熱を遮蔽することができる。
また、ヒータ保持部材１１２は、弾性爪１１８を具備するので脱着が容易であり、さらに把手部１２０が設けられているのでヒータ８８を保守する作業の作業性を向上させることができる。
また、ヒータ保持部材１１２は、ヒータ８８を固定すると共に、歯車１１０又は加熱ロール７４の少なくともいずれかの軸方向を保持する。よって、ヒータ８８、歯車１１０及び加熱ロール７４の軸方向を保持するために、第１の筐体６８に対して他の部材を設ける必要がなく、定着装置を小型化、低コスト化することができる。
【００４１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ヒータの保持を容易にすると共に、加熱ロールの温度ムラを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置を示す斜視図である。
【図３】図２に示した定着装置の弾性体近傍の側面を示す図である。
【図４】図２に示した定着装置の断面を示す模式図である。
【図５】加熱ロール及びその周辺を示す斜視図である。
【図６】加熱ロールが第１の筐体に装着された状態を示す上面図である。
【図７】図６に示した上面図の右側を示す拡大図である。
【図８】図６に示した上面図の左側を示す拡大図である。
【図９】ヒータを挿入され、軸受けと歯車を装着された加熱ロールを第１の筐体に装着する状態を示す図である。
【図１０】ヒータ保持部材の外形を示す図である。
【図１１】ヒータ保持部材が第１の筐体に装着された状態を示す模式図である。
【図１２】ヒータ保持部材がヒータを第１の筐体に固定した状態を示す模式図である。
【図１３】ヒータ保持部材の第一の変形例を示す図である。
【図１４】ヒータ保持部材の第二の変形例の外形を示す図である。
【符号の説明】
１０ 画像形成装置
１２ 画像形成装置本体
１４ 像担持体形成手段
３６ 定着装置
６６ フレーム体
６８ 第１の筐体
７０ 第２の筐体
７４ 加熱ロール
７６ 加圧ロール
８８ ヒータ
９８ コア
１００ 離型層
１０８ 軸受け
１１０ 歯車
１１２ ヒータ保持部材
１１４ 係合穴
１１６ 嵌合溝
１１８ 弾性爪
１２０ 把手部
１２２ 嵌合部
１２４ 遮蔽部
１２６ 挿抜溝

Claims (10)

1. 少なくとも一端に開口部を具備する加熱ロール内に配置されたヒータを保持する定着装置用ヒータ保持部材であって、前記加熱ロールの開口部の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽部を有することを特徴とする定着装置用ヒータ保持部材。
2. 少なくとも一端に開口部を具備する加熱ロールと、この加熱ロール内に配置されたヒータと、このヒータを保持するヒータ保持部材とを有し、このヒータ保持部材は、前記加熱ロールの開口部の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽部を具備することを特徴とする定着装置。
3. フレーム体と、このフレーム体に前記加熱ロールを回転自在に支持する軸受けとを有し、前記ヒータ保持部材は、前記フレーム体に対する前記ヒータの位置を決める位置決め部を具備することを特徴とする請求項２記載の定着装置。
4. 前記ヒータ保持部材は、前記加熱ロールの軸方向を保持する加熱ロール保持部を有することを特徴とする請求項２又は３記載の定着装置。
5. 前記加熱ロールには歯車が連結され、前記ヒータ保持部材は、前記歯車の軸方向を保持する歯車保持部を有することを特徴とする請求項２乃至４いずれか記載の定着装置。
6. 前記ヒータ保持部材は、把手部を有することを特徴とする請求項２乃至５いずれか記載の定着装置。
7. 前記ヒータ保持部材は、弾性爪を有し、この弾性爪を前記フレーム体に係止させることにより、前記ヒータを保持することを特徴とする請求項３乃至６いずれか記載の定着装置。
8. 前記遮蔽部は、断熱性部材からなることを特徴とする請求項２乃至７いずれか記載の定着装置。
9. 前記遮蔽部は、難燃性部材からなることを特徴とする請求項２乃至８いずれか記載の定着装置。
10. 請求項２乃至９いずれか記載の定着装置を有する画像形成装置。

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