JP2006030917A - 熱定着装置、及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 加熱源の発熱部が複数ある場合においても高効率熱伝導性の熱集中部材を通して暴走防止手段を配設することにより、加熱源の増加によるコストアップを抑え、かつ安全を確保する。
【解決手段】 定着ローラ５１上に当接あるいは近接した温度検知素子５６で、通紙域内の定着ローラ５１の表面温度を一定温度に制御するが、二本のヒータ５４ａ、５４ｂの片方が暴走する場合を考慮し、定着ローラ５１に対向させて高熱伝導性の熱集中部材５７を配置し、これに暴走防止装置５５を備えるように構成する。ヒータ５４ａ、５４ｂによって発生した熱が効率よく熱集中部材５７に伝わり、一本のヒータ５４ａでも、その暴走を短時間のうちに検知できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、加熱定着する方式の熱定着装置とこれを用いた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。

従来、転写紙上にトナー像を転写し、これを加熱定着させて永久画像を得る画像形成装置において使用する定着装置は、図４に示すような構造を有する。図４において、５１は定着ローラであり、アルミニウムや鉄等の芯金６１上に、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の離型性樹脂層６２を設け、内部のヒータ５４ａ、５４ｂによって加熱されるようになっている。定着ローラ５１の温度は、定着ローラ５１に当接あるいは近接する温度検知素子５６によって検出し、温度制御回路（図示せず）によってヒータ５４ａ、５４ｂを断続的に作動させることで所定の温度に制御する。そして、安全対策上、定着ローラ５１の回転方向において温度検知素子５６の下流側に、熱暴走防止装置５５として例えば温度ヒューズやサーモパイル等を備えている。

また図中５２は、定着ローラ５１に圧接回転する加圧ローラであり、アルミニウムや鉄等の金属芯金５３上に、耐熱性を有しかつ硬度の低いスポンジやシリコーンゴム等の弾性層６３を設け、その表面にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の離型性の高い樹脂による被覆層６４を備えているものである。

以上のような熱定着装置において、トナー像６５を担持した転写紙Ｐを入口ガイド６６によって定着ローラ５１と加圧ローラ５２の間のニップ部に導き、加熱かつ加圧することでトナー像６５を転写紙Ｐ上に定着させ、排紙ガイド６７に沿って排出する。

なお、このような熱定着装置やこれを備える画像形成装置では、電源ＯＦＦ時から作像可能な状態になるまでのウォームアップ・タイムを短縮するためや転写紙Ｐの各種大きさに対応するために、複数のヒータを使用することがあり、その際は、複数のヒータ個々に前述の熱暴走防止装置が必要となっている。

そこで、少ない個数で確実な効果が得られる暴走防止装置を備えた熱定着装置を提供するために、定着ローラの内部に二本のヒータを設け、これらのヒータをセグメント配置とし、ヒータ配光を有するものの組合せとし、そして暴走防止装置を二本のヒータの高配光域のセグメントが接続する部分に配置することで、どちらのヒータが暴走した場合でも発火等の重大事故を防ぐことを可能としたものがある（特許文献１参照）。

また、定着ローラ外周面の温度が過熱温度へ昇温された後にサーモスタットが作動するまでの遅れ時間を短縮し、かつサーモスタットの誤動作を防止するために、サーモスタットが円筒状の本体と、この本体部の受熱部の外周面から半径方向へ延出したリング状のフランジ部材とを備えるものとし、フランジ部材を、定着ローラへ面した対向面が平面として形成して受熱部の対向面と略平行となるように支持し、内周面を受熱部の外周面へ隙間なく密着させ、定着装置では、定着ローラの外周面からの輻射熱がフランジ部材により吸収され、このフランジ部材へ吸収された熱が受熱部へ伝導されて、定着ローラの外周面からの輻射熱が受熱部へ効率的に供給されるようにしたものもある（特許文献２参照）。

特開平７−１２１０５４号公報 特開平１１−２３７８０５号公報

本発明は、上述した従来の諸点にかんがみ、いっそう少ない個数で確実な効果が得られる暴走防止装置を備える熱定着装置と、これを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る熱定着装置は、未定着トナー像を表面上に有する転写紙を定着部材と加圧部材の間に挟んで前記トナー像を前記転写紙に熱定着させる熱定着装置において、加熱源により加熱されて高温となる部位に対向させて高熱伝導率部材からなる熱集中部材を配し、該熱集中部材に接触させて過熱による暴走を防止する暴走防止手段を設けてなることを特徴とする。

同請求項２に係るものは、請求項１の熱定着装置において、前記定着部材が定着ローラであることを特徴とする。

同請求項３に係るものは、請求項２の熱定着装置において、前記熱集中部材を、前記定着ローラの回転方向で、前記転写紙を挟む位置よりも下流側に配したことを特徴とする。

同請求項４に係るものは、請求項２または３の熱定着装置において、前記定着ローラが複数の発熱部材を内蔵することを特徴とする。

同請求項５に係るものは、請求項１の熱定着装置において、前記定着部材が一対のローラに掛け回した定着ベルトであることを特徴とする。

同請求項６に係るものは、請求項５の熱定着装置において、前記熱集中部材を、ヒータを内蔵する前記一対のローラの一方よりも前記定着ベルトの回転方向で下流側に、かつ前記一対のローラの他方が転写紙を挟む位置よりも上流側に配したことを特徴とする。

同請求項７に係るものは、請求項５または６の熱定着装置において、前記一対のローラの一方が複数の発熱部材を内蔵することを特徴とする。

同請求項８に係る画像形成装置は、請求項１ないし７のいずれかの熱定着装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、加熱源の発熱部が複数ある場合においても高効率熱伝導性の熱集中部材を通して暴走防止手段を配設することにより、加熱源の増加によるコストアップを抑え、かつ安全を確保することが可能となる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

図１は本発明の実施対象となる画像形成装置の一例である複写機の全体概略図である。図１において、１は作像部、２はスキャナ部、３は転写紙Ｐ（なお、本明細書において転写紙とは、紙だけでなくＯＨＰ用紙等、この種の装置において記録媒体として画像の転写対象とするものすべてを含むものとする。）を収納し、かつ送り出すための給紙部、４は圧板（もしくは原稿給紙装置）、５はコンタクトガラスである。給紙部３は一対の給紙トレイ６、６と手差しトレイ７とからなる。図中８は排紙部である。

また１０はトナー像の担持体である感光ドラムを備える感光体ユニットであり、その周囲に現像装置１１、光学ユニット１２、転写搬送ベルト１３、レジストローラ対１４、熱定着装置１５、両面画像形成のための反転搬送ユニット１６等が配置してある。これらの複写機の構成、動作については周知であるので説明を省略する。

図２は、図１の複写機が備える熱定着装置１５の概略図であり、定着ローラによる定着装置の実施例を示すものである。図４の熱定着装置と共通する部分には共通する符号を付して示し、それら共通する部分については同一の機能を有するので重複する説明を省略する。

定着ローラ５１上に当接あるいは近接した温度検知素子５６は、通紙域内の定着ローラ５１の表面温度を一定温度に制御するためのものであるが、二本のヒータ５４ａ、５４ｂを用いた場合、制御系の故障等により片方のヒータ５４ａまたは５４ｂのみが暴走する場合が考えられる。この問題を解決するためには、温度ヒューズやサーモスイッチ等の暴走防止手段をヒータの本数だけ配設しなければならないことは既述の通りである。

そこで本実施例では、二本のヒータ５４ａ、５４ｂによって加熱される定着ローラ５１に対向させて高熱伝導性の熱集中部材５７を配置し、これに暴走防止装置５５を備えるように構成してある。暴走防止装置５５の位置自体は、図４に示した従来例と同一またはほぼ同一の位置で、加圧ローラ５２とのニップ部を通過し、温度検知素子５６によって表面温度を検知された後、ヒータ５４ａ、５４ｂによる加熱で昇温した位置としてある。このような構成とすると、ヒータ５４ａ、５４ｂによって発生した熱が効率よく熱集中部材５７に伝わるので、二本のヒータ５４ａ、５４ｂがそれぞれ片方だけＯＮになった場合でも、その暴走を短時間のうちに検知でき、未然に発火等の重大事故を防ぐことが可能となる。もちろん、熱集中部材５７は定着ローラ５１の幅内（図の紙面垂直方向での定着ローラ５１の寸法内）に配置する。

なお、定着ローラ５１の表面をクリーニングする手段を持たない定着装置については、直接に定着ローラ５１の表面に熱集中部材５７を当接させることも可能であるが、トナーが熱集中部材５７に付着しやすくなり、朝一番に立ち上げ際に、熱集中部材５７に付着したトナーによって定着ローラ５１の表面を傷つけたり、溶けたトナーが画像面を汚す等の問題を起こすため、熱集中部材５７は非接触とすることが望ましい。しかしながら、定着ローラ５１の表面をクリーニングする手段を有する定着装置については、熱集中部材５７を直接に定着ローラ５１表面に当接させてもよい。

図３は、図１の複写機が備える熱定着装置１５の他の例の概略図であり、定着ベルトによる定着装置の実施例を示すものである。この例でも、図３、図４の熱定着装置と共通する部分には共通する符号を付して示し、それら共通する部分については同一の機能を有するので重複する説明を省略する。

図中７０は定着ローラ、７１は加熱ローラで、両ローラ７０、７１に定着ベルト７２が掛け回してある。定着ローラ７０は、外周に弾性層７３を備え、加熱ローラ７１は、図２の実施例の定着ローラ５１と同様に、内部に二本のヒータ５４ａ、５４ｂを備えている。図中７４は定着ベルト７２を所要の張力で掛け回すためのテンションローラである。なお本実施例の加圧ローラ５２は、最外周の被覆層６４の離型性を高めるために、オイル微量塗布ローラ７５とそのクリーニングローラ７６を備えている。

そして本実施例では、定着ベルト７２の回転方向で加熱ローラ７１の下流側かつ加圧ローラ５２とのニップ部よりも上流側に、定着ベルト７２に対向させて高熱伝導性の熱集中部材５７を配置し、これに暴走防止装置５５を備えるように構成してある。このように二本のヒータ５４ａ、５４ｂによって加熱された部位がすぐに到着する位置に配置すると、ヒータ５４ａ、５４ｂによって発生した熱が効率よく熱集中部材５７に伝わるので、先の実施例と同様に、二本のヒータ５４ａ、５４ｂがそれぞれ片方だけＯＮになった場合でも、その暴走を短時間のうちに検知でき、未然に発火等の重大事故を防ぐことが可能となる。

すなわち本発明は、加熱源の発熱部により加熱された定着ローラや定着ベルトに対向させて高熱伝導率部材を定着ローラの幅内に配置し、熱を高熱伝導率部材に集中させ、この部材を熱暴走防止部材に対して効率よく伝え得るようにすることによって加熱暴走を防止し、それによって間接的に発熱部の過熱暴走防止を行う。すなわち、このことによって、発熱部材個々に設けられていた熱暴走防止手段、装置を集約し、個数を低減させている。

本発明の実施対象となる画像形成装置の一例である複写機の全体概略図である。 図１の複写機が備える熱定着装置の概略図であり、定着ローラによる定着装置の実施例を示す。 同定着ベルトによる定着装置の実施例を示す。 従来の定着ローラによる定着装置の熱暴走防止装置の配置を示す。

符号の説明

１：作像部
２：スキャナ部
３：給紙部
４：圧板（もしくは原稿給紙装置）
５：コンタクトガラス
６：給紙トレイ
７：手差しトレイ
８：排紙部
１０：感光体ユニット
１１：現像装置
１２：光学ユニット
１３：転写搬送ベルト
１４：レジストローラ対
１５：熱定着装置
１６：反転搬送ユニット
５１：定着ローラ
５２：加圧ローラ
５３：金属芯金
５４ａ、５４ｂ：ヒータ
５５：熱暴走防止装置
５６：温度検知素子
５７：熱集中部材
６１：芯金
６２：離型性樹脂層
６３：弾性層
６４：被覆層
６５：トナー像
６６：入口ガイド
６７：排紙ガイド
７０：定着ローラ
７１：加熱ローラ
７２：定着ベルト
７３：弾性層
７４：テンションローラ
７５：オイル微量塗布ローラ
７６：クリーニングローラ
Ｐ：転写紙

Claims (8)

1. 未定着トナー像を表面上に有する転写紙を定着部材と加圧部材の間に挟んで前記トナー像を前記転写紙に熱定着させる熱定着装置において、加熱源により加熱されて高温となる部位に対向させて高熱伝導率部材からなる熱集中部材を配し、該熱集中部材に接触させて過熱による暴走を防止する暴走防止手段を設けてなることを特徴とする熱定着装置。
2. 請求項１の熱定着装置において、前記定着部材が定着ローラであることを特徴とする熱定着装置。
3. 請求項２の熱定着装置において、前記熱集中部材を、前記定着ローラの回転方向で、前記転写紙を挟む位置よりも下流側に配したことを特徴とする熱定着装置。
4. 請求項２または３の熱定着装置において、前記定着ローラが複数の発熱部材を内蔵することを特徴とする熱定着装置。
5. 請求項１の熱定着装置において、前記定着部材が一対のローラに掛け回した定着ベルトであることを特徴とする熱定着装置。
6. 請求項５の熱定着装置において、前記熱集中部材を、ヒータを内蔵する前記一対のローラの一方よりも前記定着ベルトの回転方向で下流側に、かつ前記一対のローラの他方が転写紙を挟む位置よりも上流側に配したことを特徴とする熱定着装置。
7. 請求項５または６の熱定着装置において、前記一対のローラの一方が複数の発熱部材を内蔵することを特徴とする熱定着装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかの熱定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。