JP2006317596A

JP2006317596A - 定着装置

Info

Publication number: JP2006317596A
Application number: JP2005138423A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Fujiwara; 大輔藤原
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2006-11-24
Anticipated expiration: 2025-05-11
Also published as: JP4673665B2

Abstract

【課題】熱ローラ１２内の温度の移動及び不均一化を防止することにより、熱ローラ１２の熱損失を低減して定着効率を向上させること。
【解決手段】定着装置１００は、一対の側壁４及び６と、側壁４及び６の各々間に軸受８及び１０を介して回転自在に支持されかつ中空管から形成された熱ローラ１２と、熱ローラ１２の両端を覆うよう側壁４及び６の各々の外側に装着されたカバー部材１６及び１８と、熱ローラ１２の中心部を貫通して延在しかつ両端部が、それぞれ、カバー部材１６及び１８に支持されたヒータ部材１４とを備えている。片方のカバー部材１６には、熱ローラ１２の一端部と片方のカバー部材１６との隙間を閉塞する閉塞部材３０が配設される。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリなどの、静電写真式画像形成装置に配設される定着装置、更に詳しくは、ハロゲンランプなどのヒート部材により加熱される熱ローラを備えた定着装置に関する。

相互に間隔をおいて配設された一対の側壁と、側壁の各々間に軸受を介して回転自在に支持されかつ中空管から形成された熱ローラと、熱ローラの中心部を貫通して延在するよう配設されたヒータ部材とを備えた定着装置は、例えば特許文献１などで周知である。このような形態の定着装置の一例を、図５及び図６を参照して、更に具体的に説明する。

図示しない画像形成装置の本体内に配設された図示の定着装置２は、相互に間隔をおいて配設された一対の側壁４及び６と、側壁４及び６の各々間に軸受８及び１０を介して回転自在に支持された熱ローラ（定着ローラ）１２と、ヒータ部材１４と、側壁４及び６の各々の外側にそれぞれ装着されたカバー部材１６及び１８とを備えている。側壁４及び６は金属板から形成されている。熱ローラ１２は中空管から形成されている。より正確には、金属製の中空管と、中空管の外周面に装着された耐熱ゴム層とを備えている。適宜の合成樹脂から形成されるカバー部材１６及び１８は、それぞれ熱ローラ１２の両端を隙間をおいて覆うよう配置されている。ヒータ部材１４は、例えばハロゲンランプから構成され、熱ローラ１２の中心部を貫通して延在すると共に、両端部が、それぞれ、カバー部材１６及び１８に支持されている。熱ローラ１２の一端部（図５において右端部）は、図５において右側に配置された片方の側壁１４の外側に突出させられ、熱ローラ１２の該一端部には、被駆動ギヤ２０が、一体回転しうるよう配設されている。適宜の合成樹脂から形成される被駆動ギヤ２０は、被駆動ギヤ２０の軸線（熱ローラ１２と共通の軸線）に直交する両面を有するリング板状のウエブ２４を備えかつ、該片方のカバー部材１６に間隔をおいて対向するよう配置されている。該片方のカバー部材１６の外側（図５及び図６の右方）には、軸流ファンからなる冷却ファン２２が配設されている。冷却ファン２２は、定着装置２が配設された図示しない画像形成装置の本体内に配設され、定着装置２周辺の空気及び装置本体内の空気を外部に排出して、定着装置２及び装置本体内の雰囲気温度を過剰に上昇させない機能を有している。

定着に際しては、ヒータ部材１４が通電され、熱ローラ１２が内側から加熱される。冷却ファン２２が回転駆動されて、空気が、図５及び図６において左から右に向かって流れる。熱ローラ１２は、中空管から形成されかつ、両端が開放され、熱ローラ１２の一端と片方のカバー部材１６との間、及び被駆動ギヤ２０と片方のカバー部材１６との間には、定着装置２の外方に通じる隙間が存在すること、更には、他方のカバー部材１８の中心部には貫通穴１８ａが形成され、熱ローラ１２の他端（図５において左端）と他方のカバー部材１８の外部とが貫通穴１８ａを介して連通されていること、などに起因して、冷却ファン２２により吸引される空気は、図５及び図６に矢印で示されているように流れる。

すなわち、該空気は、定着装置２内において、他方のカバー部材１８の貫通穴１８ａ、熱ローラ１２の他端を通って熱ローラ１２内に流入させられ、熱ローラ１２の一端から排出されて、熱ローラ１２の一端と片方のカバー部材１６との間の隙間、被駆動ギヤ２０と片方のカバー部材１６との間の隙間を通って定着装置２の外部に排出される。

その結果、上記定着装置２には、次のような問題が存在する。
（１）該空気の移動に伴って、熱ローラ１２内を熱が移動して外部に放出されるので、熱ローラ１２の熱損失が増加し、定着効率が低下する。
（２）熱ローラ１２内の温度は、図５において温度勾配線L１により図示されているように、該空気が流れる方向、したがって熱が移動する方向の上流から下流に向って上昇することに起因して、熱ローラ１２の表面温度分布が不均一となり、画像不良を招くおそれがある。
（３）また、ハロゲンランプから構成されるヒータ部材１４におけるフィラメントの両端シール部にはモリブデン箔が使用されているので、熱ローラ１２内の熱が排出される下流側端部に配設されたモリブデン箔の温度が過剰に上昇して、ヒータ部材１４の耐久性が損なわれ、寿命が短縮するおそれがある。
（４）更には、熱ローラ１２内の熱が排出される下流側端部に配設された軸受８、被駆動ギヤ２０を、通常よりも耐熱性の高い材料で形成する必要があり、コストアップとなる。
特開平０６−１４９１０７

本発明の目的は、熱ローラ内の温度の移動及び不均一化を防止することにより、熱ローラの熱損失を低減して定着効率を向上させると共に、ヒータ部材の耐久性を確保し、コストダウンを可能にする、新規な定着装置を提供することである。

本発明によれば、相互に間隔をおいて配設された一対の側壁と、側壁の各々間に軸受を介して回転自在に支持されかつ中空管から形成された熱ローラと、熱ローラの両端を覆うよう側壁の各々の外側に装着されたカバー部材と、熱ローラの中心部を貫通して延在しかつ両端部が、それぞれ、カバー部材に支持されたヒータ部材とを備えた定着装置において、
片方のカバー部材には、熱ローラの一端部と片方のカバー部材との隙間を閉塞する閉塞部材が配設される、
ことを特徴とする定着装置、が提供される。
熱ローラの一端部は、片方の側壁の外側に突出させられ、該一端部には、リング板状のウエブを有する被駆動ギヤであって、該片方のカバー部材に間隔をおいて対向するよう配置された被駆動ギヤが一体回転しうるよう配設され、該片方のカバー部材には、被駆動ギヤに向かって延び出す円筒状のボスが被駆動ギヤと同一軸線上に配設され、該ボスには、実質的に円筒状の該閉塞部材が相対回転できないようにかつ該軸線方向に移動可能に嵌合支持され、該閉塞部材の一側面と、該一側面と対向する、該片方のカバー部材の内側面との間には、該閉塞部材を被駆動ギヤに向けて付勢するばね手段が配設され、該閉塞部材の他側面は、ばね手段によって被駆動ギヤのウエブに相対回転可能に押圧される、ことが好ましい。
該閉塞部材の該一側面には、該一側面から該片方のカバー部材の該内側面に向かって延び出す複数の係止突起が周方向に間隔をおいて形成され、該片方のカバー部材の該内側面であって、該係止突起に対向する該内側面には、それぞれ該係止突起と反対方向に延び出す保持凹部が配設され、ばね手段は、該保持凹部の各々に一端部が挿入保持された圧縮コイルばねからなり、該圧縮コイルばねの各々の他端部は、該閉塞部材の該一側面に配設された、対応する該係止突起に嵌合係止される、ことが好ましい。
該閉塞部材の外周面には半径方向外方に延び出す回り止め突起が形成され、該片方のカバー部材に配設された該ボスの内周面には半径方向外方に延び出す回り止め凹部が形成され、該回り止め突起が該回り止め凹部に対し該軸線方向に移動可能に嵌合される、ことが好ましい。

以下、本発明に従って構成された定着装置１００の実施の形態を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。なお、図１〜図４において、図５及び図６と実質的に同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。

図１〜図４を参照して、本発明による定着装置１００においては、片方のカバー部材１６に、熱ローラ１２の一端部と片方のカバー部材１６との隙間を閉塞する閉塞部材３０が配設されていることが重要である。片方のカバー部材１６には、被駆動ギヤ２０に向かって延び出す円筒状のボス４０が、被駆動ギヤ２０と同一軸線上に配設されている。ボス４０には、実質的に円筒状の閉塞部材３０が相対回転できないようにかつ該軸線方向に移動可能に嵌合支持される。閉塞部材３０の軸方向の一側面３１と、一側面３１と対向する、片方のカバー部材１６の内側面１７との間には、閉塞部材３０を被駆動ギヤ２０に向けて付勢するばね手段、実施形態においては３個の圧縮コイルばね４２が配設されている（圧縮コイルばね４２は、図２において１個のみ図示されている）。閉塞部材３０の軸方向の他側面３２は、圧縮コイルばね４２の各々によって被駆動ギヤ２０のウエブ２４に相対回転可能に押圧される。

更に具体的に説明すると、閉塞部材３０は、円筒本体３３と、円筒本体３３の軸方向の一端部（図４において右端部）から一定の軸方向幅をもって半径方向内側に延び出す環状突部３４が一体に形成されている。閉塞部材３０の一側面３１は、それぞれ、閉塞部材３０の軸線に直交する方向に連続して延在する、円筒本体３３の軸方向の一端面と環状突部３４の軸方向の一端面とにより形成され、閉塞部材３０の他側面３２は、閉塞部材３０の軸線に直交する方向に延在する、円筒本体３３の軸方向の他端面から形成される。閉塞部材３０の一側面３１には、一側面３１から片方のカバー部材１６の内側面１７に向かって軸方向に延び出す複数の係止突起３５、実施形態においては３個のピン状の係止突起３５が周方向に間隔をおいて形成されている。

片方のカバー部材１６の内側面１７であって、係止突起３５の各々に対向する内側面１７には、それぞれ係止突起３５の各々と反対方向に延び出す保持凹部４４が配設されている（保持凹部４４は、図２において１個のみ図示されている）。保持凹部４４の各々は、一定の直径（圧縮コイルばね４２よりも大きな直径）を有する円形の内周面を備えている。保持凹部４４の各々の底部及び内周面は、片方のカバー部材１６の内側面１７に連続しているので、内側面１７の一部を構成しているといえる。圧縮コイルばね４２の各々は、対応する保持凹部４４内に一端部が挿入保持され、他端部は、閉塞部材３０の一側面３１に配設された、対応する係止突起３５に嵌合係止される。閉塞部材３０の外周面には半径方向外方に延び出す回り止め突起３６が形成されている。これに対応して、片方のカバー部材１６に配設されたボス４０の内周面には半径方向外方に延び出す回り止め凹部４６が形成されている。閉塞部材３０は、その円筒本体３３の外周面が、片方のカバー部材１６におけるボス４０の内周面に対し軸線方向に移動可能に嵌合され、回り止め突起３６が、ボス４０の回り止め凹部４６に対し軸線方向に移動可能に嵌合されることにより、ボス４０に対し、相対回転できないようにかつ軸線方向に移動可能に嵌合支持される。

図１及び図２を参照して、定着に際しては、ヒータ部材１４が通電され、熱ローラ１２が内側から加熱される。冷却ファン２２が回転駆動されて、空気が、図１及び図２において左から右に向かって流れる。本発明による定着装置１００において、片方のカバー部材１６には、熱ローラ１２の一端部と片方のカバー部材１６との隙間を閉塞する閉塞部材３０が配設されているので、熱ローラ１２内の空気の流れはない。すなわち、片方のカバー部材１６におけるボス４０の内周面には、閉塞部材３０の外周面が嵌合され、閉塞部材３０の環状の他側面３２は、圧縮コイルばね４２の各々によって被駆動ギヤ２０のウエブ２４に相対回転可能にかつ、実質的に密着して押圧されるので、熱ローラ１２の一端部は実質的に閉塞される。その結果、本発明による定着装置１００によれば、次のような効果が達成される。
（１）熱ローラ１２内を熱が移動しないので、熱ローラ１２の熱損失が低減され、定着効率が向上させられる。
（２）熱ローラ１２内の温度は、図１において温度勾配線L２により図示されているように、軸線方向にほぼ一定であり、熱ローラ１２の表面温度分布が均一となり、画像不良を招くおそれが解消される。
（３）ヒータ部材１４におけるフィラメントのシール部に使用されるモリブデン箔の温度は、ヒータ部材１４の両端部においてほぼ同じに保たれかつ、一方が過剰に上昇することもないので、ヒータ部材１４の耐久性が確保される。
（４）熱ローラ１２の両端部に配設された軸受８、１０、被駆動ギヤ２０を、通常の耐熱性を有する材料で形成することができるので、コストダウンが可能になる。

本発明に従って構成された定着装置の実施形態を示す断面図である。図1に示す定着装置における右端部を拡大して示す断面図である。図2に示すカバー部材の中心部を、図2において左方から見た図である。図３のＡ−Ａ矢視断面図である。従来の定着装置の一例を示す断面図である。図５に示す定着装置における右端部を拡大して示す断面図である。

符号の説明

２、１００：定着装置
４、６：側壁
８、１０：軸受
１２：熱ローラ
１４：ヒータ部材
１６、１８：カバー部材
１８ａ：貫通穴
２０：被駆動ギヤ
２２：冷却ファン
２４：ウエブ
３０：閉塞部材
３５：係止突起
３６：回り止め突起
４０：ボス
４２：圧縮コイルばね
４４：保持凹部
４６：回り止め凹部

Claims

相互に間隔をおいて配設された一対の側壁と、側壁の各々間に軸受を介して回転自在に支持されかつ中空管から形成された熱ローラと、熱ローラの両端を覆うよう側壁の各々の外側に装着されたカバー部材と、熱ローラの中心部を貫通して延在しかつ両端部が、それぞれ、カバー部材に支持されたヒータ部材とを備えた定着装置において、
片方のカバー部材には、熱ローラの一端部と片方のカバー部材との隙間を閉塞する閉塞部材が配設される、
ことを特徴とする定着装置。
熱ローラの一端部は、片方の側壁の外側に突出させられ、該一端部には、リング板状のウエブを有する被駆動ギヤであって、該片方のカバー部材に間隔をおいて対向するよう配置された被駆動ギヤが一体回転しうるよう配設され、該片方のカバー部材には、被駆動ギヤに向かって延び出す円筒状のボスが被駆動ギヤと同一軸線上に配設され、該ボスには、実質的に円筒状の該閉塞部材が相対回転できないようにかつ該軸線方向に移動可能に嵌合支持され、該閉塞部材の一側面と、該一側面と対向する、該片方のカバー部材の内側面との間には、該閉塞部材を被駆動ギヤに向けて付勢するばね手段が配設され、該閉塞部材の他側面は、ばね手段によって被駆動ギヤのウエブに相対回転可能に押圧される、請求項１記載の定着装置。
該閉塞部材の該一側面には、該一側面から該片方のカバー部材の該内側面に向かって延び出す複数の係止突起が周方向に間隔をおいて形成され、該片方のカバー部材の該内側面であって、該係止突起に対向する該内側面には、それぞれ該係止突起と反対方向に延び出す保持凹部が配設され、ばね手段は、該保持凹部の各々に一端部が挿入保持された圧縮コイルばねからなり、該圧縮コイルばねの各々の他端部は、該閉塞部材の該一側面に配設された、対応する該係止突起に嵌合係止される、請求項２記載の定着装置。
該閉塞部材の外周面には半径方向外方に延び出す回り止め突起が形成され、該片方のカバー部材に配設された該ボスの内周面には半径方向外方に延び出す回り止め凹部が形成され、該回り止め突起が該回り止め凹部に対し該軸線方向に移動可能に嵌合される、請求項３記載の定着装置。