JP2008175988A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】幅の狭い転写材を定着する場合に生じる過昇温度等を防止することができる画像形成装置を提供することを課題とする。
【解決手段】
加熱ローラ１０内には、加熱ローラ１０表面を加熱させるために発熱体３０の光を反射させる反射部材４０と、加熱ローラ１０から発熱体３０の光の反射を遮蔽する遮蔽部材５０とを備え、反射部材４０は、加熱ローラ１０の内壁から加熱された熱が加熱ローラ１０表面に伝わったときに、この表面の回転位置が転写材の通過部位となるように配置し、遮蔽部材５０は、ウォームアップまたは幅の広い転写材を定着する場合、反射部材４０と加熱ローラ１０の内壁間に隠し、幅の狭い転写材を定着する場合、転写材の定着に使用されない領域を覆うことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、各幅を有するロール紙、カット紙等（以下、「転写材」という）を定着する定着装置において、幅の狭い転写材を定着する場合に生じる過昇温度等を防止する定着装置に関する。

幅の狭い転写材を定着する場合、問題となるのは、転写材がローラ間を通過しない非通紙部分での過昇温度の発生である。

この課題を解決するために、例えば、特許文献１に記載されているように、非通紙部分に風を当て、その非通紙部分を冷却して過昇温度を防止したり、また、特許文献２に記載されているように、１本は中央部、１本は端部を、それぞれ加熱する、２本の熱源（ハロゲンヒータ）を用いて、加熱ローラの温度制御を行なう方法がとられていた。

さらに、特許文献３に記載されているように、幅の広い転写材を定着する場合は２本の熱源（ハロゲンヒータ）をオンし、幅意の狭い転写材を定着する場合は、中央部を加熱するハロゲンヒータをオン、両端部を加熱するハロゲンヒータをオフするとともに、加熱ローラの両端部に風を送り、これら端部を冷却する方法もとられていた。

また、熱源（ハロゲンヒータ）が１本の場合には、特許文献４に記載されているように、非通紙部分に対応する熱源（ハロゲンヒータ）の部位を遮断部材で覆い、熱源（ハロゲンヒータ）の熱を遮断するものがあった。

特開平４−５１１７９号公報 特開２００５−１５６９７７号公報 特開平１１−１７４８９６号公報 実開昭６１−１１６３７１号公報

しかし、特許文献１は、非通紙部分に風を当て、その非通紙部分を冷却する構成であるため、定着装置内で熱源の熱が拡散されることで装置内の温度が上昇し、トナーや熱に弱いデバイス、例えば露光装置等などに影響を与えたり、また、装置内で空気の流れが乱れ、転写材にトナー像を形成する時に発生するオゾン等の物質が、処理装置を介さずに装置外に排出されてしまうおそれがあった。

また、特許文献２は、２本の熱源を用いるため、コストが高くなるという問題があった。特に、特許文献２は、１本は中央部、１本は両端部を、それぞれ加熱する構成であるため、幅の狭い転写材のみを頻繁に定着した場合、中央部を加熱する熱源のみが使用され、熱源の寿命にバラツキが生じるものであった。特許文献３では、特許文献１と特許文献２の問題が同時に具備するものであった。

特許文献４は、図１、２、３に示すように、熱源の熱は、熱源の円周方向全体に放出され、加熱ローラ全体を加熱してしまう。この結果、熱源の熱は、加熱ローラ表面全体から外部へ放出され、非常に熱効率が悪いものであった。

上記問題を解決するために、本発明は、加熱ローラ内には、加熱ローラ表面を加熱させるために発熱体の光を反射させる反射部材と、加熱ローラから発熱体の光の反射を遮蔽する遮蔽部材とを備え、反射部材は、加熱ローラの内壁から加熱された熱が加熱ローラ表面に伝わったときに、この表面の回転位置が転写材の通過部位となるように配置し、遮蔽部材は、ウォームアップまたは幅の広い転写材を定着する場合、反射部材と加熱ローラの内壁間に隠し、幅の狭い転写材を定着する場合、転写材の定着に使用されない領域を覆うことを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、遮蔽部材は、加熱ローラの内壁の周面と同心円の一部を切り取った円弧形状からなり、加熱ローラの内壁周面に沿ってスライドさせ、転写材の定着に使用されない定着領域を覆うことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、具体的に、遮遮蔽部材は、反射部材からの熱を加熱ローラの内壁に反射させる本体部と、加熱ローラの内壁に反射部材からの光を遮断して加熱ローラへの加熱を遮る遮熱部とを有する板状部材からなることを特徴とする。請求項４記載の発明は、請求項１の定着装置において、他方が加圧ローラからなることを特徴とする。

上記構成により、本発明によれば、反射部材は、加熱ローラの内壁から加熱された熱が加熱ローラ表面に伝わったときに、この表面の回転位置が転写材の通過部位となるように配置し、遮蔽部材を、ウォームアップまたは幅の広い転写材を定着する場合、反射部材と加熱ローラの内壁間に隠し、幅の狭い転写材を定着する場合、転写材の定着に使用されない領域を覆って、この領域の定着ローラ内壁を加熱しないという簡単な構成により、転写材の非通紙部分の過昇温度を防止することができる。

また、請求項２記載の発明は、遮蔽部材を、加熱ローラの内壁の周面と同心円の一部を切り取った円弧形状とし、加熱ローラの内壁周面に沿ってスライドさせ、転写材の定着に使用されない定着領域を覆うことにより、転写材の非通紙部分の過昇温度を防止することができる。

さらに、請求項３記載の発明は、遮蔽部材を、反射部材からの熱を加熱ローラの内壁周面に反射させる本体部と、加熱ローラの内壁に反射部材からの熱を遮熱する遮熱部とを有する板状部材とすることにより、転写材の非通紙部分の過昇温度を防止することができる。請求項４記載の発明は、一方が加熱ローラ、他方が加圧ローラとすることにより、加熱ローラ方式に適用することができる。

本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および２に、本発明の定着装置を備えた画像形成装置の概略図を示す。定着装置は、矢印方向に回転する加熱ローラ１０と加圧ローラ２０とからなり、案内板１１０により、トナー像が転写された転写材を装置内に案内するようになっている。なお、この実施の形態において、定着装置は加熱ローラ１０と加圧ローラ２０とから構成されているが、加熱ローラ１０対であってもよい。

加熱ローラ１０は、アルミニウム等の熱伝導性の高い金属の中空円筒体の表面にトナーが付着しにくいオフセット防止材料が施されたものである。加熱ローラ１０の一方側には歯車１１が設けられている。この歯車１１は、２以上の歯車からなる伝達手段１２０に繋がっている。加熱ローラ１０は、伝達手段１２０を介して、図示しない駆動手段の駆動力により所定の周速度で回転駆動される。

加熱ローラ１０の内部には、発熱体３０と反射部材４０と遮蔽部材５０とを備える。また、加熱ローラ１０の外周面近傍には、加熱ローラ１０の温度を検知する温度センサ（図示せず）が、配置されている。

発熱体３０は、発光に伴って発熱するものであり、例えば、ハロゲンランプが加熱ローラ１０の軸線方向に延在するように、かつ互いにほぼ平行となるように、一つ設けられている。これにより、製造原価のコストダウンが図られている。

反射部材４０は、発熱体３０の光を反射するものであり、発熱体３０と加熱ローラ１０の内壁との間に設けられている。反射部材４０の配置位置、すなわち、反射部材４０の反射位置は、加熱ローラ１０に使用される材料の熱伝導率と、加熱ローラ１０の表面の回転速度とにより最適位置が決定される。

つまり、反射部材４０は、加熱ローラ１０の表面が加熱され、加熱ローラ１０表面に熱が伝わったときに、この表面の位置が転写材の通過部位へと移動するように配置されている。

例えば、加熱ローラ１０の熱伝導率が良い場合には、反射部材４０による加熱ローラ１０内部の反射部分から加熱ローラ１０表面に熱が伝わるまでの時間が早い。このため、熱の反射が、転写材が進入する側の転写材が通過する部位（加熱ローラ１０と加圧ローラ２０のニップ部）近傍となるように、反射部材４０が配置されている。

また、加熱ローラ１０の表面の回転線速度が速い場合にも、転写材が加熱ローラ１０と加圧ローラ２０のニップ部を通過するのが早いため、発光体３０の光の反射が、加熱ローラ１０の熱伝導率が良い場合と略同じ位置、または、さらに、このニップ部の近傍となるように、反射部材４０が配置される。

遮蔽部材５０は、幅の狭い転写材を通過させる場合、この転写材が通過しない加熱ローラ１０の内壁の部分（定着に使用されない領域）に、反射部材４０からの光を塞ぐものである。遮蔽部材５０は、加熱ローラ１０内壁の周面と同心円の一部を切り取った円弧形状に形成された板状の部材からなる。

さらに、図３に示すように、遮蔽部材５０は本体部６０と遮熱部７０とからなる。遮熱部７０は本体部６０の両側に設けられている。説明の順序が逆になるが、遮熱部７０は、狭い転写材を定着する時に、反射部材４０から反射された光が加熱ローラ１０周壁に到達しないように、加熱ローラ１０周壁部位を覆う長さを持つ。

一方の遮熱部７０には取付部９０が設けられている。取付部９０は、リンク機構８０に連結されている。さらに、リンク機構８０は、駆動装置１００に接続されている。この駆動装置１００の駆動のよって、リンク機構８０を作動させて、遮蔽部材５０を加熱ローラ１０周壁に沿ってスライドさせるようになっている。

本体部６０は、狭い転写材を定着する時に、反射部材４０から反射された光が加熱ローラ１０周壁に到達するように、切欠いている。本体部６０の切欠いた部分は、図に示すように、幅の狭い転写材を定着するために遮蔽部材５０をスライドさせた時、反射部材４０の先端部と、略一致するようになっている。

以上の構成により、幅広の転写材を定着するときは、図４に示すように、遮蔽部材５０を、反射部材４０と加熱ローラ１０の内壁間に隠すように配置する。これにより、発熱体３０の光は、反射部材４０を経て、加熱ローラ１０内壁に到達し、この内壁を加熱する。

この後、加熱により、熱が加熱ローラ１０表面に伝わったときに、定着ローラの回転位置が転写材の通過部位（加熱ローラ１０と加圧ローラ２０のニップ部）に達し、転写材の定着が行なわれる。

また、ウォームアップの場合は、幅広の転写材を定着する場合と同様に、反射部材４０と加熱ローラ１０の内壁間に遮蔽部材５０を配置し、各ローラを回転させて、加熱ローラ１０全域を均一に加熱する。

さらに、幅の狭い転写材を定着するときは、図５に示すように、反射部材４０と加熱ローラ１０との間から遮蔽部材５０をスライドさせて、遮蔽部材５０の本体部６０の切欠いた部分を、反射部材４０の先端部に略一致させる。

これにより、遮熱部７０が転写材の定着に使用されない領域を覆い、加熱ローラ１０の内壁に反射された発熱体３０の光を遮り、発光に伴って発熱する熱を加熱ローラ１０表面に伝えなくさせて、この領域（非通紙部位）での過剰な温度の上昇が防止される。

また、これと同時に、本体部６０の切欠いた部分では、発熱体３０の光が、反射部材４０を経て、加熱ローラ１０内壁に到達し、この後、加熱により熱が加熱ローラ１０表面に伝わったときに、加熱ローラ１０の回転位置が転写材の通過部位に達し、幅広の転写材の定着と同じように、転写材の定着が行なわれる。この後、転写材は排紙ローラ１２０を介して外部に排出される。

このように、反射部材４０を、加熱ローラ１０の内壁に反射された光が加熱ローラ１０表面に伝わったときに、この表面の回転位置が転写材の通過部位となるように配置し、さらに、遮蔽部材５０を、ウォームアップ時、または幅の広い転写材を定着する場合には、反射部材４０と加熱ローラ１０の内壁間に隠し、幅の狭い転写材を定着する場合、加熱ローラ１０の内壁に反射された熱が加熱ローラ１０表面に伝わらないように、転写材の定着に使用されない領域を覆う構成により、加熱ローラ１０の均一な加熱と、転写材の非通紙部分の過昇温度を防止することができる。

本発明の定着装置の概略を示す斜視図。 図1を矢視Ａからみた要部側面図。 遮蔽部材の詳細を示す図。 ウォームアップ時、または幅広の転写材を定着する時の状態を示す図。 幅狭の転写材を定着する時の状態を示す図。

符号の説明

１０ 加熱ローラ
２０ 加圧ローラ
３０ 発熱体
４０ 反射部材
５０ 遮蔽部材
６０ 本体部
７０ 遮熱部

Claims (4)

1. ローラ対からなり、一方が発熱体を備えた加熱ローラを有するローラ対からなる定着装置において、
   前記加熱ローラ内には、加熱ローラ表面を加熱させるために発熱体の光を反射させる反射部材と、前記加熱ローラから前記発熱体の光の反射を遮蔽する遮蔽部材とを備え、
   前記反射部材は、前記加熱ローラの内壁から加熱された熱が加熱ローラ表面に伝わったときに、この表面の回転位置が転写材の通過部位となるように配置し、
   前記遮蔽部材は、ウォームアップまたは幅の広い前記転写材を定着する場合、前記反射部材と前記加熱ローラの内壁間に隠し、幅の狭い前記転写材を定着する場合、前記転写材の定着に使用されない領域を覆うことを特徴とする定着装置。
2. 前記遮蔽部材は、前記加熱ローラの内壁の周面と同心円の一部を切り取った円弧形状からなり、前記加熱ローラの内壁周面に沿ってスライドさせ、前記転写材の定着に使用されない定着領域を覆うことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記遮蔽部材は、前記反射部材からの熱を前記加熱ローラの内壁に反射させる本体部と、前記加熱ローラの内壁に前記反射部材からの光を遮断して前記加熱ローラへの加熱を遮る遮熱部とを有する板状部材からなることを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
4. 請求項１の定着装置において、他方が加圧ローラからなることを特徴とする定着装置。

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