JP2008292551A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加熱体の温度の検知精度が良い小型の定着装置を提供する。
【解決手段】筒状回転体である被加熱体１０と、被加熱体１０の内側に設けた加熱源と、被加熱体１０の内側に設け、被加熱体１０の内周面と摺接する保持部材１４と、保持部材１４との間に被加熱体１０を挟んでニップ部Ｎを形成する加圧ローラ３０とを備えた定着装置である。被加熱体１０を保持部材１４と加圧ローラ３０とで挟持回転させ、被加熱体１０と加圧ローラ３０との間に被記録材を挟持搬送すると共に、被加熱体１０の熱で被記録材を加熱する。保持部材１４に形成された切欠部分１８ａには、サーミスタ２６が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、スキャナーなどの定着装置に関する。

従来より、複写機などの画像形成装置において使用される定着装置として、例えば特許文献１または特許文献２に記載のものが知られている。これらの定着装置は、被加熱体である定着ベルトの外周面に圧接するように温度検知手段（例えばサーミスタ）が設けられていた。そして、この温度検知手段で検出した定着ベルトの温度に基づいて、加熱源（例えばハロゲンヒータ）への通電が制御される。

特開２００４−６２０５３号公報 特開２００４−２５８４８４号公報

しかしながら、定着ベルトの外周面に温度検知手段を圧接する構成では、定着ベルトが有する柔軟性のため接触圧が不安定であり、検知精度が低かった。そこで、温度検知手段が圧接する位置の定着ベルトの内側に別に保持部材を設け、この保持部材を定着ベルトの内周面に当てて接触圧を安定させるなどの工夫が必要であった。

また、定着装置からの熱による他の部分の劣化を防止するため、定着ベルトの外周には、一般に、定着装置から発生する熱を他の部分に伝えないように気流を強制的に発生させており、この気流が温度検知手段の検知温度をばらつかせる一因でもあった。

さらに、加熱源の正確な通電制御のためには、定着ベルトが被記録材を加熱する直前の位置に温度検知手段を配置して、定着ベルトの温度を検知することが好ましい。しかし、定着装置へ搬送されてくる被記録材（記録紙）と温度検知手段とが干渉するなどのレイアウト上の問題から、被記録材が加熱される直前の位置に温度検知手段を配置することは困難であった。

それゆえに、本発明の主たる目的は、被加熱体の温度の検知精度が良い小型の定着装置を提供することである。

請求項１に係る発明は、筒状回転体である被加熱体と、被加熱体の内側に設けた加熱源と、被加熱体の内側に設け、被加熱体の内周面と摺接する保持部材と、保持部材との間に被加熱体を挟んでニップ部を形成する加圧部材とを備え、被加熱体を保持部材と加圧部材とで挟持回転させ、被加熱体と加圧部材との間に被記録材を挟持搬送すると共に、被加熱体の熱で被記録材を加熱する定着装置であって、保持部材に形成された切欠部分に温度検知手段を設けたことを特徴とする、定着装置である。

筒状回転体である被加熱体としては、例えばベルト状の部材を用い、これを加熱源によって加熱して発熱させる。加圧部材としては、加圧ローラや加圧ベルトがある。また、温度検知手段としては、サーミスタなどが用いられる。

請求項１の発明では、保持部材に形成された切欠部分に温度検知手段を設け、被加熱体の内周面に温度検知手段を圧接する構成であるため、温度検知手段の近傍には保持部材があり、被加熱体が有する柔軟性はこの保持部材の剛性に支えられ、見かけ上強靭なものに変わる。このため、温度検知手段と被加熱体との接触圧が安定したものになる。

また、定着装置からの熱による他の部品の劣化を防止するため、被加熱体の外周には、一般に、定着装置から発生する熱を他の部品に伝えないように気流を強制的に発生させている。しかし、本発明は、温度検知手段が被加熱体の内側に設けられているため、温度検知手段がこの気流に晒される心配はなく、精度良く温度検知をすることができる。さらに、温度検知手段が被加熱体の内周面を摺接するため、被加熱体の外周面を傷つける心配がなくなる。

また、保持部材は従来の定着装置が具備している部材であり、別に新たに設けた部品ではないため、製造コストの増加も殆んどない。さらに、温度検知手段を被加熱体の内側に配設するため、温度検知手段を被加熱体の外側に配設していた定着装置と比較して、小型化を実現できる定着装置が得られる。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明に従属する発明であって、保持部材が、加熱源からの熱を遮って温度検知手段を保護するカバーを、加熱源と温度検知手段との間に設けたことを特徴とする、定着装置である。

請求項２の発明では、加熱源からの熱を遮って温度検知手段を保護するカバーを設けているため、温度検知手段は加熱源からの熱の影響を受けることはなく、被加熱体の温度を正確に検知することができる。さらに、保持部材にカバーを設けることにより、新たに別の部品を設ける必要がなく、小型の定着装置を実現できる。

また、請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明に従属する発明であって、加熱源が輻射加熱体であることを特徴とする、定着装置である。

請求項３の発明では、加熱源として輻射加熱体を用いているため、伝導加熱体や対流加熱体と比較して、熱応答性良く被加熱体を加熱することができ、高速定着が安定してできる。輻射加熱体としては、例えばハロゲンヒータなどが用いられる。

また、請求項４に係る発明は、請求項２または請求項３に係る発明に従属する発明であって、カバーの加熱源側表面に高反射率加工が施されていることを特徴とする、定着装置である。

請求項４の発明では、カバーの加熱源側表面に高反射率加工が施されているため、加熱源からの熱を効率良く反射させて、加熱源からの熱を遮ることができ、温度検知手段は被加熱体の温度をより正確に検知することができる。高反射率加工としては、例えば鏡面処理加工やアルミめっき処理加工などが採られる。

請求項５に係る発明は、請求項２〜請求項４のいずれかに係る発明に従属する発明であって、カバーが高反射率材料にて形成されていることを特徴とする、定着装置である。

請求項５の発明では、カバーが高反射率材料にて形成されているため、加熱源からの熱を効率良く反射させて、加熱源からの熱を遮ることができ、温度検知手段は被加熱体の温度をより正確に検知することができる。高反射率材料としては、例えばアルミニウムなどが用いられる。

請求項６に係る発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに係る発明に従属する発明であって、保持部材の切欠部分がニップ部上流側に形成されていることを特徴とする、定着装置である。

請求項６の発明では、保持部材の切欠部分がニップ部上流側に形成されているため、温度検知手段を、被加熱体が被記録材を加熱する直前の位置に配置できる。従って、被記録材を加熱する直前の被加熱体の温度を検知することができ、加熱源の正確な通電制御が可能となる。しかも、温度検知手段が被加熱体の内側に設けられているため、定着装置へ搬送されてくる被記録材（記録紙）と温度検知手段との干渉を心配することなく、温度検知手段の自由なレイアウトが可能である。

本発明に係る定着装置によれば、保持部材に形成された切欠部分に温度検知手段を設け、被加熱体の内周面に温度検知手段を圧接する構成であるため、温度検知手段の近傍には保持部材があり、被加熱体が有する柔軟性はこの保持部材の剛性に支えられ、見かけ上強靭なものに変わる。このため、温度検知手段と被加熱体との接触圧が安定したものになり、被加熱体の温度の検知精度が良い小型の定着装置を得ることができる。

本発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。

図１は本発明に係る定着装置を示す概略構成図であり、図２はその要部を示す一部拡大断面図である。

筒状回転体である被加熱体１０はベルト状の部材であり、被加熱体１０の内側には一対の加熱源１２が、被加熱体１０の略中央に設けられている。加熱源１２としては輻射加熱体が用いられる。これにより、伝導加熱体や対流加熱体と比較して、熱応答性良く被加熱体１０を加熱することができ、高速定着が安定してできる。輻射加熱体１０としては、例えばハロゲンヒータなどが用いられる。

被加熱体１０は、加熱源１２によって加熱され、１８０〜２００℃に発熱させられる。すなわち、被加熱体１０の温度が後述の温度検知手段であるサーミスタ２６により検知され、その検知温度のデータがヒータ制御回路（図示せず）にフィードバックされる。ヒータ制御回路は検知温度のデータに基づいて加熱源１２の通電を制御する。

さらに、被加熱体１０の内側には、被加熱体１０の内周面と摺接する保持部材１４が設けられている。保持部材１４は補強部１６と保持部１８とを有し、両者は略直交している。被加熱体１０は保持部材１４によって回転自在に支持されている。

ここで、保持部１８は、被加熱体１０の内周に合わせて湾曲形状となっており、その両端部は機械的強度アップのために曲折されている。さらに、保持部１８の中央部のニップ部Ｎにおいては、加圧部材である加圧ローラ３０の外周に合わせて凹んだ形状になっている。

また、保持部材１４と加圧ローラ３０は、被加熱体１０を挟んで所定幅のニップ部Ｎを形成している。加圧ローラ３０は駆動装置によって所定速度で矢印方向に（反時計方向に）回転駆動される。この加圧ローラ３０の回転駆動により、ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ３０と被加熱体１０の外周面との摩擦力で、被加熱体１０が矢印方向に（時計方向に）従動回転する。被加熱体１０の内周面は、ニップ部Ｎにおいて保持部材１４の保持部１８の摺接面を摺接する。

以上の構成からなる定着装置において、加圧ローラ３０の回転駆動が開始すると、これに伴って被加熱体１０が従動回転する。被加熱体１０は加熱源１２によって所定の定着温度に加熱されている。そして、挿入ガイド３２を利用して、被加熱体１０と加圧ローラ３０との間に、未定着トナー像Ｔを表面に担持した被記録材（記録紙）Ｐを挟持搬送する。被加熱体１０が被記録材Ｐの未定着トナー像Ｔを担持した面に接する。ニップ部Ｎに搬送された被記録材Ｐの未定着トナー像Ｔは、被加熱体１０の熱とニップ圧とで被記録材Ｐ上に定着される。この後、ニップ部Ｎを出た被記録材Ｐは被加熱体１０から曲率分離され、排出搬送される。

次に、本発明の重要な構成要素である保持部材１４について、図３〜図５を参照して詳説する。図３は保持部材１４の外観斜視図であり、図４および図５はそれぞれ保持部材１４の平面図および正面図である。

保持部材１４は、加圧ローラ３０による加圧に対して強度を持たせ、撓みを抑えるための補強部１６と、被加熱体１０の内周面と摺接してニップ部Ｎを形成するための保持部１８とで構成されている。保持部材１４は定着装置の筐体に固定されている。

保持部材１４に用いられる材料には、加圧ローラ３０の加圧に耐えることができる機械的強度と、ニップ部Ｎにおける温度分布を均一化するための熱伝導性とが要求される。具体的には、ステンレス、鉄、アルミニウム、銅、などの金属材料が用いられる。

保持部１８のニップ部Ｎ上流側で、かつ、保持部１８の長尺方向の中央部には、切欠部分１８ａが形成されている。この切欠部分１８ａには、支持部材２２を用いてサーミスタ２６が設けられている。このサーミスタ２６は被加熱体１０の内周面に摺接し、被加熱体１０の温度を検知する。

保持部１８の切欠部分１８ａの位置には、加熱源１２からの輻射熱を遮ってサーミスタ２６を保護するカバー２０が、加熱源１２とサーミスタ２６との間に設けられている。カバー２０は保持部１８の切欠部分１８ａに相当する小片を引き起こし、折り曲げ加工することによって形成されている。このカバー２０によって、サーミスタ２６は加熱源１２からの熱の影響を受けることはなく、被加熱体１０の温度を正確に検知することができる。さらに、保持部材１４にカバー２０を設けることにより、新たに別の部品を設ける必要がなく、小型の定着装置を実現できる。

さらに、カバー２０は、その加熱源１２側の表面に鏡面処理加工やアルミめっき処理加工などの高反射率加工が施されたり、あるいは、アルミニウムなどの高反射率材料にて形成されたりしている。これらにより、加熱源１２からの熱を効率良く反射させて加熱源１２からの熱を遮り、サーミスタ２６は被加熱体１０の温度をより正確に検知することができる。

以上のように、保持部１８に形成された切欠部分１８ａにサーミスタ２６を設け、被加熱体１０の内周面にサーミスタ２６を圧接する構成であるため、サーミスタ２６の近傍には保持部１８があり、被加熱体１０が有する柔軟性はこの保持部１８の剛性に支えられて見かけ上強靭なものに変わる。このため、サーミスタ２６と被加熱体１０との接触圧が安定したものになり、被加熱体１０の温度の検知精度が良い小型の定着装置を得ることができる。

また、定着装置からの熱による他の部品の劣化を防止するため、被加熱体１０の外周には、一般に、定着装置から発生する熱を他の部品に伝えないように気流を強制的に発生させている。しかし、本発明は、サーミスタ２６が被加熱体１０の内側に設けられているため、サーミスタ２６がこの気流に晒される心配はなく、精度良く温度検知をすることができる。また、サーミスタ２６が被加熱体１０の内周面を摺接するため、被加熱体１０の外周面を傷つける心配がなくなる。

また、保持部材１４は従来の定着装置が具備している部材であり、別に新たに設けた部品ではないため、製造コストの増加も殆んどない。さらに、サーミスタ２６を被加熱体１０の内側に配設するため、サーミスタ２６を被加熱体１０の外側に配設していた定着装置と比較して、小型化を図れる。

さらに、保持部１８の切欠部分１８ａがニップ部Ｎの上流側に形成されているため、サーミスタ２６を、被加熱体１０が被記録材Ｐを加熱する直前の位置に配置できる。従って、被記録材Ｐを加熱する直前の被加熱体１０の温度を検知することができ、加熱源１２の正確な通電制御が可能となる。しかも、サーミスタ２６が被加熱体１０の内側に設けられているため、定着装置へ搬送されてくる被記録材（記録紙）Ｐとサーミスタ２６との干渉を心配することなく、サーミスタ２６の自由なレイアウトが可能である。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。特に、サーミスタ２６の支持方法は、支持部材２２を利用する方法でなく、例えばカバー２０の裏面に直接サーミスタ２６を取り付ける方法であってもよい。また、カバー２０はサーミスタ２６全体を覆うような箱型形状であってもよい。

本発明に係る定着装置の実施の形態の一例を示す概略構成図である。 図１に示した定着装置の要部を示す一部拡大断面図である。 図１に示した保持部材の外観斜視図である。 図１に示した保持部材の平面図である。 図１に示した保持部材の正面図である。

符号の説明

１０ 被加熱体
１２ 加熱源
１４ 保持部材
１６ 補強部
１８ 保持部
１８ａ 切欠部分
２０ カバー
２６ サーミスタ
３０ 加圧ローラ
Ｎ ニップ部

Claims (6)

1. 筒状回転体である被加熱体と、
   前記被加熱体の内側に設けた加熱源と、
   前記被加熱体の内側に設け、前記被加熱体の内周面と摺接する保持部材と、
   前記保持部材との間に前記被加熱体を挟んでニップ部を形成する加圧部材とを備え、
   前記被加熱体を前記保持部材と前記加圧部材とで挟持回転させ、前記被加熱体と前記加圧部材との間に被記録材を挟持搬送すると共に、前記被加熱体の熱で前記被記録材を加熱する定着装置であって、
   前記保持部材に形成された切欠部分に温度検知手段を設けたことを特徴とする、定着装置。
2. 前記保持部材が、前記加熱源からの熱を遮って前記温度検知手段を保護するカバーを、前記加熱源と前記温度検知手段との間に設けたことを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加熱源が輻射加熱体であることを特徴とする、請求項２に記載の定着装置。
4. 前記カバーの加熱源側表面に高反射率加工が施されていることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の定着装置。
5. 前記カバーが高反射率材料にて形成されていることを特徴とする、請求項２〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記保持部材の切欠部分が前記ニップ部上流側に形成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の定着装置。

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