JP2007256440A - 画像加熱装置用の断熱カバー、及び画像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像加熱装置用の断熱カバーとして、断熱材などを用いることなく、低コストでＶＯＣ発生量を低減させる。省エネとリサイクルを兼ねる環境に良いものを提供する。
【解決手段】画像加熱装置を断熱するための中空成形法により形成された断熱カバーであって、この断熱カバーの以下で定義される中空率が５（％）より大きく、且つ、樹脂部の肉厚が０．５ｍｍ以上であること。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録材上の画像を加熱する画像加熱装置用の断熱カバー、及び画像加熱装置ようのに関する。

画像加熱装置としては、画像形成装置に搭載され、記録材上に未定着画像を定着する画像加熱定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢度増大装置等を挙げることができる。

複写機・ファクシミリ・プリンタ等の画像形成装置は、電子写真プロセス等により、紙・樹脂シート等の記録材上に未定着トナー像を形成する画像形成部と、そのトナー像を記録材上に永久固着像として定着する定着装置と、を有している。

従来より、定着装置としては、一般に、熱ローラ定着装置が用いられている。この定着装置は、内部にヒータを有し、アルミもしくは鉄等の芯金上に離型性樹脂層をコートされた定着ローラと、表面が弾性に富む加圧ローラを圧接させてニップを形成させている。そして、その両ローラを回転させ、未定着トナー像を形成させた記録材をニップに導入して挟持搬送させることにより、定着ローラの熱によりトナーを融解し、また定着ローラと加圧ローラ間の圧力で、融解したトナーを記録材に定着させるものがある。

定着ローラと加圧ローラの間には圧力をかけているため、ローラを回転させる際の負荷は大きく、そのために定着ローラ及び加圧ローラは通常軸受を用いて装置カバー（装置枠体、装置フレーム、定着フレーム）に対して回転可能に支持されている。

定着ローラは所定の定着温度例えば約１５０℃から２００℃の高温に加熱温調あるいは保温されるので、定着装置外部への放熱があり、その放熱で画像形成装置内の雰囲気温度上昇する。また、画像形成装置の小型化に伴い、定着装置の熱が画像形成部の現像器やクリーニング器等の粉体トナー収容部に伝わり易い構成となっている。熱が過剰に伝わるとトナーが固まってしまうブロッキングが起きることが懸念される。

そこで、ファンを用いて画像形成装置内の熱気を排気して装置内雰囲気温度を約５０℃以下に維持させるようにしたり、定着装置と画像形成部間に断熱材を入れたりしている。

また近年は、画像形成装置の消費電力の低減が強く求められており、その実現のためには、画像形成装置内で最も消費電力の高い定着装置の内部の熱が定着装置外部へ逃げないようにすることが非常に効果的である。

そこで、特許文献１には、定着ローラや加圧ローラを支持するための装置カバーを樹脂フレームにすることで、定着装置の放熱を抑え消費電力を低減した定着装置が記載されている。

また、特許文献２には、定着ローラもしくは加圧ローラ近傍に第１の断熱材を配置し、該第１の断熱材と距離を隔てて第２の断熱材を配置し、第１の断熱材と第２の断熱材を熱伝導率が低い中継部材で結合する。そして、第１及び第２の断熱材と中継部材で略密閉された空気層を形成し、定着装置内部で発せられる熱を定着装置外部へ伝導しにくくしている定着装置が記載されている。

また、特許文献３には、表面に多数の凹部を持つ支持部材上に、この凹部を覆うように熱反射部材を貼り付けることにより、熱反射部材による輻射効果と、空気層による断熱効果によって、断熱性を高めた定着装置が記載されている。

また、近年のブルーエンジェル等の環境規格において規定されている揮発性有機化合物（以下ＶＯＣと称す）や、環境意識向上により臭気、に対して注目され始めている。

定着装置が記録材を加熱すると、定着装置を構成している耐熱性の合成樹脂が高温化されるため、樹脂から、ほんのわずかではあるが、微量の揮発性有機化合物（以下ＶＯＣと称す）や臭気が発生することがあることが知られている。
特開２０００−３４６７１９号公報 特開２０００−１８７４０８号公報 特開平６−２２２６９７号公報

しかしながら、近年は、画像形成装置の更なる小型化が進み、定着装置と画像形成部間の距離もより短くなり、定着装置と画像形成部間の断熱がますます重要になってきている。

また、画像形成装置のエネルギー消費効率の更なる向上が求められており、そのためには画像形成装置内で最もエネルギーを消費する割合の高い定着装置の効率の向上、つまり、定着装置外部への熱の拡散を防ぐことがますます重要となってきている。

そのため、従来技術よりも更に、高い断熱効果、カバー強度、小型化、組立性、低コスト化、分解性等が求められている。

本発明は、この要望に応えるものである。

すなわち、本発明は、より高い断熱効果を有し、低コストで且つ強度を保ちながらＶＯＣ発生量を削減することができる画像加熱装置用の断熱カバーを提供するものである
また、本発明は、上記に加えて、更に省エネ性能を高めた、廃棄環境下で自然環境に対する悪影響の少ない画像加熱装置用の断熱カバーを提供するものである。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置用の断熱カバーの代表的な構成は、画像加熱装置を断熱するための中空成形法により形成された断熱カバーであって、この断熱カバーの以下で定義される中空率が５（％）より大きく、且つ、樹脂部の肉厚が０．５ｍｍ以上であることを特徴とする。

中空率（％）＝{（（成形体の中空部を含む全体積）−（成形体の樹脂部の体積））／（成形体の中空部を含む全体積）}×１００（％）

上記の構成により、カバー自体を断熱材として使用しながら、且つ強度も確保できることが可能となる。すなわち、より高い断熱効果を有し、低コストで且つ強度を保ちながらＶＯＣ発生量を削減することができる画像加熱装置用の断熱カバーが得られる。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（１）画像形成装置
図１は本発明に従う断熱カバーを有する画像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置の一例の概略構成を示す縦断面図である。この画像形成装置は電子写真方式の複合機能機であり、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置として機能する。

Ａは画像形成装置の画像出力部（デジタルプリンタ部）、Ｂは画像形成部Ａの上部に配設した画像読取部（デジタルリーダ部）である。

画像読取部Ｂにおいて、１はプラテンガラス（原稿台ガラス）であり、このガラス１上に本や厚紙等のブック原稿やシート状原稿を原稿面を下側にして所定の基準に合わせて載置し、その上に原稿圧板２を被せて押圧状態にする。コントロルパネル（不図示）上の読取り開始キーを押すと、走査系光源３ａ及びミラー台３ｂがガラス１の下面に沿って矢印方向にそれぞれ所定の制御速度にて移動駆動される。これにより、ガラス１上の原稿の下向き画像面が走査露光され、原稿面の画像情報が固体撮像素子ユニット（ＣＣＤアレイ）３ｃにより光電読取りされる。

なお、上記において、原稿圧板２の代わりに、自動原稿送り装置（ＡＤＦ、ＲＤＦ）を搭載して、シート状原稿をプラテンガラス１に対して自動的に給排送できる。自動原稿送り装置に原稿をセットした場合には、走査系光源３ａ及びミラー台３ｂは実線示の位置に停止しており、セットされた原稿が１枚ずつ分離され、ガラス１を挟んで走査系光源３ａ上を通過しながら原稿面の画像情報が流し読み読みされる。

固体撮像素子ユニット３ｃにより光電読取りされた原稿の画像情報は画像出力部Ａの制御ユニット４に伝送されて画像処理部で所定の画像処理が施される。制御ユニット４は、画像出力部Ａ内及び画像読取部Ｂ内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析、コントロルパネルや外部機器（パーソナルコンピュータ・相手方ファクシミリ装置等）とのデータの交換等の役割を担っている。すなわち、画像形成装置は全てこの制御ユニット４によって統括的にコントロールされる。

制御ユニット４は、画像形成装置が複写機モードにされている場合は、上記のように画像読取部Ｂから伝送されて画像処理部で所定の画像処理を施した画像信号を画像出力部Ａのレーザースキャナ５に伝送する。

また、制御ユニット４は、画像形成装置がファクシミリ送信モードにされている場合は、上記のように画像読取部Ｂから伝送されて画像処理部で所定の画像処理を施した画像信号を相手方ファクシミリ装置に伝送する。

また、制御ユニット４は、外部機器であるパーソナルコンピュータ等からの出力信号が入力したときは、画像形成装置をプリンタモードにして、その出力信号をレーザースキャナ５に入力する。

また、制御ユニット４は、外部機器である相手方ファクシミリ装置からの送信信号が入力したときは、画像形成装置をファクシミリ受信モードにして、その送信信号をレーザースキャナ５に入力する。

すなわち、この画像形成装置は、レーザースキャナ５に、画像読取部Ｂからの原稿読取処理信号を入力すれば複写機として機能し、パーソナルコンピュータ等の出力信号を入力すればプリンタとして機能する。また、他機のファクシミリ装置からの送信信号をレーザスキャナ５に入力したり、画像読取部Ｂからの原稿読信号を他機のファクシミリ装置に送信すれば、ファクシミリ装置として機能する。

画像出力部Ａにおいて、６はドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）である。この感光ドラム６は矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動され、その回転過程で、感光ドラム周面が一次帯電器７により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。

その一様帯電処理面に対して、レーザースキャナ５により、該スキャナに伝送された画像情報信号に対応して変調されたレーザー光による走査露光Ｌがなされる。これにより、回転する感光ドラム６の面に、走査露光した画像情報パターンに対応した静電潜像が形成される。その静電潜像が現像器８によりトナー像として反転現像または正規現像される。

そして、そのトナー像が、感光ドラム６と転写帯電器９との対向部である転写部において、この転写部へ、給送ユニット１１または手差し給紙部１２から所定の制御タイミングで給紙された記録材（以下、シートと記す）Ｐに順次に転写される。

給送ユニット１１は、上段カセット１１ａと下段カセット１１ｂを有し、シートサイズなどにより選択された段位の給紙カセットからのシートＰの１枚分離給紙動作が所定の制御タイミングで行われる。あるいは、手差し給紙部１２からのシートＰの１枚分離給紙動作が所定の制御タイミングで行われる。上段カセット１１ａ、または下段カセット１１ｂ、または手差し給紙部１２から給紙されたシートＰは、シートパス１３によりレジストローラ１４まで搬送される。その時、レジストローラ１４は停止しており、シートＰの先端はニップ部に突き当たる。その後、所定の制御タイミングで、感光ドラム６に対するレーザースキャナ５による走査露光Ｌが開始されて、感光ドラム６に対するトナー像の形成がなされる。レジストローラ１３の回転開始のタイミングは、シートＰの先端部と、感光ドラム６上に形成されたトナー像の先端部が転写部において丁度一致するように設定されている。

転写部を通って感光ドラム６面からトナー像の転写を受けたシートＰは感光ドラム６面から分離され、搬送ガイド１５によって定着装置１６内に導入される。

シート材分離後の感光ドラム６面は、クリーニング器１０により、転写残トナー等の残留物の除去を受けて清掃されて、繰り返して作像に供される。

定着装置１６内に導入されたシートＰは、シート上の未定着トナー像が加熱および加圧されて、永久固着画像として定着される。そして、そのシートＰは定着装置１６を出て、シートパス１７を通って、排紙口１８から排紙トレイ１９に排出、積載される。

シートＰの表裏両面に画像形成する両面モードが選択されたときは、定着装置１６を出て、シートパス１７を通り、排紙口１８から排紙トレイ１９に排出されている、第１面画像形成済みのシートの後端部が分岐点Ｙを通過した時点で排出ローラ１８ａが逆転する。

これにより、スイッチバックしたシートがフラグ２０により両面パス２１側に導入され、この両面パス２１を通って、再びシートパス１３に表裏反転状態で導入される。そして、そのシートＰが再び所定の制御タイミングで転写部に給紙されて、第２面に対するトナー像の転写形成がなされる。以後は、そのシートＰが、搬送ガイド１５、定着装置１６、シートパス１７、排紙口１８を通って、両面画像形成済みのシートとして排紙トレイ１９に排出される。

（２）定着装置１６
図２は定着装置１６の概略構成を示す横断右側面図、図３は図２の（３）−（３）線に沿う、途中部分省略の縦断正面図である。

ここで、定着装置に関して、長手方向とは、定着部材の軸線方向である。定着装置に関して、正面とは、装置のシート入口側であり、背面とは、装置のシート出口側であり、左右とは、定着装置を正面から見て左右である。また、上流側と下流側は、シート搬送方向に関して上流側と下流側である。

この定着装置１６は熱ローラ定着装置である。そして、記録材上の画像をニップ部にて加熱する加熱手段としての定着部材を組み付ける装置フレーム（装置枠体・定着フレーム）３１として、ＰＥＴ・ＰＰＳ等の耐熱樹脂製で、中空成形法によって成型された断熱カバーとしての樹脂フレームを使用している。

本例の定着装置１６においては、このフレーム３１を、定着上枠体３１Ａと定着下枠体３１Ｂの２部品により構成している。そして、その定着上枠体３１Ａと定着下枠体３１Ｂを、それぞれ、中空成形されて、肉厚内に中空部（気体層）ａを有する樹脂成形体（中空構造のモールドフレーム）にしている。本実施例においては、ガスインジェクション成形によりモールドフレーム内部に中空部ａとしての空気層が形成されている。この中空構造のモールドフレーム３１については後述する。

定着上枠体３１Ａは、正面壁３１ａ、背面壁３１ｂ、上面壁３１ｃ、左側面壁３１ｄ、右側面壁３１ｅの５面壁を有し、底面側は開放した、左右方向を長手とする下向の横長箱型部材である。定着下枠体３１Ｂは、正面壁３１ｆ、背面壁３１ｇ、底面壁３１ｈ、左側面壁３１ｉ、右側面壁３１ｊの５面壁を有し、上面側は開放した、左右方向を長手とする上向きの横長箱型の部材である。

また、定着上枠体３１Ａ及び定着下枠体３１Ｂの内面には、表面処理としてのアルミメッキ層（熱反射層）ｃを形成してある。

定着上枠体３１Ａの内側には、第１の定着部材としての定着ローラ３２、定着ローラ３２の温度を検出するサーミスタユニット３３、上分離爪ユニット３４、定着ローラ表面を清掃するウェブユニット３５等を組み付けてある。本実施例の定着装置においては、定着ローラ３２が、記録材上の画像を加熱する加熱手段である。

定着下枠体３１Ｂの内側には、第２の定着部材としての加圧ローラ３６、入り口ガイドユニット３７、下分離爪ユニット３８等を組み付けてある。

定着ローラ３２は、例えば、アルミニウム等の金属円筒体を基体とし、その外周面にフッ素樹脂等の離型性層を形成したものである。この定着ローラ３２は、図３のように、その左右側に具備させた筒軸部３２ａをそれぞれ軸受３９を介して、定着上枠体３１Ａの左側面壁３１ｄと右側面壁３１ｅ間に回転自由に配設して支持させてある。右側の筒軸部３２ａはその側の軸受３９から外側に突出させて、その突出部に定着ローラギアＧを外嵌固着して配設してある。定着ローラ３２内には、筒軸部３２ａから、熱源としてのハロゲンヒータＨを挿入する。そのヒータＨの両端部を、それぞれ、左右の筒軸部３２ａから外方に突出させて、定着上枠体３１Ａの左右側面壁３１ｄ・３１ｅの外側にアーム部材４０を介して支持させた給電用ソケット４１に嵌着させて、ヒータＨを左右のソケット４１間に支持させてある。

加圧ローラ３６は、芯金３６ａに耐熱ゴム等の弾性部材層３６ｂをローラ状に形成した弾性ローラである。この加圧ローラ３６は、図３のように、芯金３６ａの左右端部をそれぞれ軸受４２を介して、定着下枠体３１Ｂの左側面壁３１ｉと右側面壁３１ｊ間に回転自由に配設して支持させてある。

定着上枠体３１Ａは、定着下枠体３１Ｂの上側に並行に対向させて配列され、定着ローラ３２よりも上流側において、連結ビン４３により定着下枠体３１Ｂに対して揺動可能にヒンジ結合されている。連結ビン４３の軸線は定着ローラ３２の軸線に並行である。また、定着ローラ３２よりも下流側において、定着上枠体３１Ａと定着下枠体３１Ｂの左側と右側の両側２箇所に、定着上枠体３１Ａと定着下枠体３１Ｂを互いに引き寄せ方向に付勢する加圧ばね（不図示）を配設してある。この加圧ばね力により、定着上枠体３１Ａ側の定着ローラ３２と定着下枠体３１Ｂ側の加圧ローラ３６とが、加圧ローラ３６の弾性部材層３６ｂの弾性に抗して圧接して、シート搬送方向ｄにおいて、所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。本実施例においては、定着ローラ３２と加圧ローラ３６との間に、総圧８０ｋｇｆ程度の荷重がかかっている状態である。

この状態において、定着ローラ３２、加圧ローラ３６、サーミスタユニット３３、ウェブユニット３５、上下の分離爪ユニット３４・３８は、定着上枠体３１Ａと定着下枠体３１Ｂの内側に囲われた状態で存在している。

そして、定着装置１６の正面側に、定着上枠体３１Ａと定着下枠体３１Ｂの間において、左右方向を長手とするスリット状のシート入口４４を形成させている。また、定着装置１６の背面側に、定着上枠体３１Ａと定着下枠体３１Ｂの間において、左右方向を長手とするスリット状のシート出口４５を形成させている。

図４は定着装置制御系統のブロック回路図である。制御ユニット４は、所定の作像シーケンシ制御に基づく所定の制御タイミングにて、定着モータＭを駆動する。この定着モータＭの駆動力が定着ローラギアＧに伝達されて、定着ローラ３２が、図２において時計方向に所定の速度で回転駆動される。この定着ローラ３２の回転に従動して加圧ローラ３６が反時計方向に回転する。また、制御ユニット４は、給電回路部４６から定着ローラ３２内のヒータＨへの電力供給を開始させる。このヒータＨの発熱により定着ローラ３２が内側から加熱され、定着ローラ表面側の温度がサーミスタユニット３３により検知される。このサーミスタユニット３３により検知される定着ローラ３２の表面温度に関する電気的情報がＡ／Ｄコンバータ４７を介して制御ユニット４に入力する。制御ユニット４は、この温度データをもとに、給電回路部４６からヒータＨへの電力供給を制御して、定着ローラ３２の表面温度が所定の定着温度例えば約１５０℃から２００℃に維持されるように温調制御、あるいは保温制御を行う。

定着ローラ３２・加圧ローラ３６が回転され、定着ローラ３２が所定の定着表面温度に加熱温調されている状態において、画像形成部側から、表面に未定着トナー像ｔが形成されたシートＰが、記録材入口４４から定着装置１６内に導入される。そして、そのシートＰは入り口ガイドユニット３７に案内されて定着ローラ３２と加圧ローラ３６との圧接部である定着ニップ部Ｎに進入し、定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。シートＰが定着ニップ部Ｎを挟持搬送される過程で、シートＰ上の未定着トナー像ｔが定着ローラ３２の熱と、定着ニップ部Ｎの圧力で、シートＰの面に熱圧定着される。定着ニップ部Ｎを出たシートＰは加熱ローラ４１の面から分離されて、シート出口４６から定着装置外に送り出される。

定着ローラ３２及び加圧ローラ３６の表面には、それぞれ、定着ニップ部Ｎの下流側において上分離爪ユニット３４の分離爪と下分離爪ユニット３８の分離爪が当接している。これらの分離爪により、定着ニップ部Ｎを通過して定着処理が終了したシートＰを定着ローラ３２及び加圧ローラ３６から剥離させる。ＷＰは定着装置１６に導入されるシートＰの最大通紙領域幅である。

装置フレームである定着上枠体３１Ａと定着下枠体３１Ｂは、前述のように、ＰＥＴ、ＰＰＳ等の耐熱樹脂製の中空構造のモールドフレームである。本実施例においては、このモールドフレームの熱的特性改善の為の中空構造を、生産効率と精度を両立させて効率良く製造する方法として、ガスインジェクション法を用いた。

このガスインジェクション成形法は、図５に示すように、ヒータとスクリューを内包する樹脂押し出し機５５から加熱溶融状態の樹脂を、２つ割の金型５４の内部に樹脂を射出ノズル５５ａを介して押し出す。これとともに、押し出された樹脂の内部に、ガス注入機５６で発生させた高速流体であるアルゴンガス・Ｎ_２ガス等をガスノズル５６ａを介して注入する。

この成形法は、粘性の低い状態の樹脂内部から圧力を加えて樹脂を金型内壁に押し付けることで、金型５４への追従性を高めて、成形精度を向上し、複雑な構造でもヒケの発生を防止できるうえ、軽量で材料費も低く抑えることができるという利点を有する。

また、このガスインジェクション成形法の特徴として、複数のガスノズル５６ａを設けることにより、図２・図３の定着上枠体３１Ａ及び定着下枠体３１Ｂのように、内部の気体層ａを複数の気体層に分割する複数のリブｂを設けてることが可能となる。ガスインジェクション成形法の詳細については、工業材料１９９２年２月号、５３〜６０頁に記載されている。

本実施例ではガス注入機５６から空気を注入して気体層ａを空気層にしている。

中空構造のモールドフレームである定着上枠体３１Ａ及び定着下枠体３１Ｂは、以下で定義される中空率が５（％）より大きく、且つ、樹脂部の肉厚が０．５ｍｍ以上である。

中空率（％）＝{（（成形体の中空部を含む全体積）−（成形体の樹脂部の体積））／（成形体の中空部を含む全体積）}×１００（％）
本実施例における定着上枠体３１Ａ及び定着下枠体３１Ｂの中空率は、それぞれ５０％であり、表層の基本肉厚ｅは１．５ｍｍである。

ここで、基本肉厚とは、成形体を構成する樹脂の肉厚の大部分を占める肉厚のことである。なお、基本肉厚に対し極端な厚肉、薄肉の部分があるとヒケやショートと言われる不良現象が起こる場合がある。例えば、基本肉厚に対する肉厚ばらつきの公差が０．１〜０．２ｍｍとなる場合があるので、本例では中空部を形成する各部位の肉厚ｅを平均化することで基本肉厚を求めている。

本実施例における定着上枠体３１Ａ及び定着下枠体３１Ｂの基本肉厚eは、外見上は判断できないが、図２のように断面化することにより確認することができる。つまり、本実施例の定着上枠体３１Ａ及び定着下枠体３１Ｂの基本肉厚eは図２にあるように、各表層から中空部までの距離（図２上で垂直方向の厚さ）、または、リブｂ部の肉厚（図２上で水平方向の厚さ）を示している。

空気の熱伝導率は約２５ｍＷ／（ｍ・Ｋ）程度であり、樹脂材料の約２００〜３００ｍＷ／（ｍ・Ｋ）に比較して１／１０程度と非常に低い値である。したがって、中空構造のモールドフレーム３１Ａ・３１Ｂは、樹脂材料のみで枠体を構成する場合と比較して、非常に薄い形状で高い断熱効果を得ることができる。

ここで、樹脂材料のみで枠体を構成する場合とは、通常のモールド射出成型による、樹脂が密に詰まった充実肉質のモールドフレームである。このような充実肉質のモールドフレームは、中空構造のモールドフレームに比べて、熱伝導率が高く、断熱性能が低かった。そのため、断熱効果が低くエネルギー消費効率が悪かった。また比重が高いため、単位体積あたりのフレームの重量が重く、コストがかかっていた。

中空成形したモールドを定着フレームに使用することにより、同厚の従来のモールドフレームに対して、少ない質量でフレーム構成することができる。よって、ＶＯＣ発生量を以前より低減することができる（ＶＯＣ発生量は質量に比例）。

また、本実施例の定着装置における定着上枠体１３Ａは、図２に示すように、定着ローラ３２よりも上流側及び下流側で上面壁３１ｃから略下方に伸びる正面壁３１ａ及び背面壁３１ｂを有している。また定着ローラ３２の長手方向で、記録材の通過領域より外側で上面壁３１ｃから略下方に伸びる左側面壁３１ｄ及び右側面壁３１ｅを有している。ヒータＨで加熱された定着ローラ３２により発生した熱気は対流により上方へ上昇していくが、定着上枠体１３Ａは上記の５面壁３１ａ〜３１ｅにより囲われた下向の凹部があるためにその内部に熱をこもらせることができ、定着装置内部に蓄熱されやすくなる。

また、定着上枠体３１Ａ及び定着下枠体３１Ｂの内面には、アルミメッキ層（熱反射層）ｃが形成されている。枠体母材の樹脂材料の表面の反射率と比較して、アルミの反射率は非常に大きい。そのため、枠体内面にメッキ処理を行なうことにより、ヒータＨで加熱された定着ローラ３２より発せらた熱はメッキ層ｃで反射され、定着上枠体３１Ａ及び定着下枠体３１Ｂの内部に伝熱されにくくなると共に、定着装置内部に蓄熱されやすくなる。

したがって、中空構造のモールドフレーム３１Ａ・３１Ｂの樹脂材料内部の空気層ａに伝播する熱量が低下するため、空気層ａの断熱効果と合わせて、定着装置外部に対する断熱効果はより大きなものとなる。

また、定着装置内部に蓄熱されやすくなるため、サーミスタユニット３３で検知される定着ローラ温度を一定に保つために、ヒータＨが消費する電力を低減することが可能となる。

また、中空構造のモールドフレーム３１Ａ・３１Ｂの内部の空気層ａを複数の空気層に分割するリブｂを設けている。特に定着ローラ３２と加圧ローラ３６の軸受３９・４２を支えている箇所は、特にリブｂの数を多く設けている。

それにより、断面係数Ｚが高くでき、枠体強度を高めている。よって、加圧力のかかる箇所においても、断熱性を保ちながら強度を確保可能な構成となっている。

すなわち、フレーム自体を断熱材として使用しながら、且つ強度も確保できることが可能となる。

また、本実施例における中空構造のモールドフレーム３１Ａ・３１Ｂは、リブｂも含めた中空率が５０％であるため、樹脂量を減らすことができる。これにより、従来の耐熱樹脂に対しＶＯＣ発生量を５０％程度削減することができる。それととともに、材料が少なくなるため、軽量化でき、且つコストも削減できる。

一般的にガスインジェクション成形を含めた中空成形法は、中空率が５％以上からひけや反りがなく、かつ、質感等の特性を生かせることが知られているが、５％削減するだけでも高コストのＰＡＩ、ＬＣＰ等の耐熱性樹脂では大きなコストメリットがある。またＶＯＣ削減も５％程度削減できる。

中空成形は、モールドの射出成型時、ガスを混ぜて質量を最高３０％位まで低下可能な成型方法である。かつ補強リブ効果で強度もアップ可能である。しかし、中空量が多すぎると強度が低下するため限度がある。

また、中空構造のモールドフレーム３１Ａ・３１Ｂは、表層の肉厚が０．５ｍｍよりも薄くなってしまうと、加圧力を保持している部位などが破壊に至る可能性がある。そのため、中空率の上限値は、前記中空成形された、中空部を設けている成形体の表層樹脂の基本肉厚が０．５ｍｍ以上になるように設定する。

例えば、元々の基本樹脂肉厚を１０ｍｍ、幅５０ｍｍ、奥行き３００ｍｍを中空成形するとき、表層の樹脂肉厚を０．５ｍｍ以上にするためには、中空率の上限が８８％である。同様に、幅５０ｍｍ、奥行き３００ｍｍで元々の基本樹脂肉厚を変えていくと、
元々の基本樹脂肉厚 ７ｍｍ時、中空率の上限が８４％
元々の基本樹脂肉厚 ５ｍｍ時、中空率の上限が７８％
元々の基本樹脂肉厚 ３ｍｍ時、中空率の上限が６５％
となる。

肉厚が０．５ｍｍよりも薄くなると、型内の樹脂が全域に均一に流れにくくなるため、局所的に肉厚が０．５ｍｍよりも薄くなる部分、もしくは、樹脂がない部分が存在してしまうことがある。そのため加圧力がかかった時に、そこを起点としてフレームが破壊する可能性がある。また樹脂の流れが届かず枠体フレームに穴があくことで中空構造が保てなくなり、断熱効果が得られなくなる。

上記のようなことから、中空成形された樹脂フレームは、前記定義の中空率が、５％より大きく、且つ、樹脂部の肉厚が０．５ｍｍ以上であるように、設定する。このようなフレーム３１Ａ・３１Ｂを使用することにより、強度も保て、ＶＯＣ発生量を低減させることが可能である。気体層ａの断熱効果が高いため，断熱性能を高くすることができる。また、同体積のモールド量に対し、比重が低いためコストも削減できる。

中空構造のモールドフレーム３１Ａ・３１Ｂを構成する樹脂として、植物由来樹脂または例えばポリ乳酸で出来ている生分解性樹脂を用いることにより、廃棄環境下で自然環境に対する悪影響の少ない改善された定着装置が提供できる。すなわち環境負荷を低減できる。

定着装置は、消耗品が多いため、画像形成装置において、ユニット交換が多い部位である。そのため、樹脂の量が多くなる。よって、定着装置に使用する樹脂の大部分である定着フレームに環境を考慮した植物由来樹脂または生分解性樹脂を使用することが非常に効果的である。

かくして、断熱材などを用いることなく、低コストでＶＯＣ発生量を低減させ、且つ省エネとリサイクルを兼ねる環境に良い定着装置を提供する。

ここで、上記の実施例では、より高い効果を有するように、定着上枠体３１Ａ、定着下枠体３１Ｂが共に中空構造のモールドフレームである構成を説明した。しかし、ヒータＨで加熱された定着ローラ３２より発せらた熱は対流により上昇するため、定着上枠体３１Ａのみが中空構造のモールドフレームである場合でも、定着装置外部に対する断熱効果及び定着装置内部での蓄熱効果を有する。

また、本実施例では、中空構造のモールドフレームが、気体層ａとして空気層を持つ構成を説明したが、熱伝導率がフレームを構成する樹脂材料より低い値である気体層を持っていても同等な効果が得られることは明らかである。

また、本実施例では、定着ローラ３２と加圧ローラ３６のニップ部Ｎで定着処理する、いわゆる熱ローラ定着装置を用いて説明を行なった。しかし、熱ローラ定着装置に限定されるものではない。例えば、面状発熱体を内部に配置した薄膜フィルムと加圧ローラでニップ部を形成する、いわゆるフィルム定着装置、その他の接触式又は非接触式の画像加熱装置などにも適用可能であることは明らかである。

本発明の画像加熱装置は、実施例の画像加熱定着装置としてばかりでなく、画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、記録材上の未定着画像を仮定着させる像加熱装置等としても使用することができる。

画像形成装置の一実施形態の全体構成図である。 図１に示される画像形成装置が備える定着装置の断面図である。 図２の（３）−（３）線に沿う、途中部分省略の縦断正面図である。 定着装置制御系統のブロック回路図である。 ガスインジェクション成形法を説明する図である。

符号の説明

１６・・定着装置（画像加熱装置）、３１・・中空成形された樹脂フレーム、３１Ａ・・定着上枠体、３１Ｂ・・定着下枠体、ａ・・中空部（気体部）、ｂ・・リブ部、ｃ・・アルミメッキ層（熱反射層）、ｅ・・基本肉厚、３２・・定着ローラ（加熱手段）、３６・・加圧ローラ、Ｎ・・定着ニップ部、Ｐ・・記録材、ｔ・・未定着トナー像

Claims (4)

1. 画像加熱装置を断熱するための中空成形法により形成された断熱カバーであって、
   この断熱カバーの以下で定義される中空率が５（％）より大きく、且つ、樹脂部の肉厚が０．５ｍｍ以上であることを特徴とする画像加熱装置用の断熱カバー。
   中空率（％）＝{（（成形体の中空部を含む全体積）−（成形体の樹脂部の体積））／（成形体の中空部を含む全体積）}×１００（％）
2. 前記中空部を構成する表裏側の樹脂部を繋げて補強するための補強部が形成されていることを特徴とする請求項１の画像加熱装置用の断熱カバー。
3. 前記断熱カバーを構成する樹脂は植物由来樹脂または生分解性樹脂であることを特徴とする請求項１又は２の画像加熱装置用の断熱カバー。
4. 記録材上の画像をニップ部にて加熱するための加熱手段を有する画像加熱装置において、
   前記加熱手段を囲むように設けられた請求項１乃至４のいずれかの断熱カバーを有することを特徴とする画像加熱装置。