JP2015004901A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図りつつローラを保熱する性能の低下を抑制できるようにする。【解決手段】定着装置１０は、加熱ローラ１１、ヒートランプ１４、及び保持部材２０を備える。加熱ローラ１１は、軸方向９１の端部に開口面を有する中空状を呈する。ヒートランプ１４は、加熱ローラ１１の内部に軸方向９１に延びるように配置され、加熱ローラ１１を内部から加熱する。保持部材２０は、ヒートランプ１４の軸方向９１の端部を加熱ローラ１１に対して一定箇所に保持する保持部２１、及び加熱ローラ１１の開口面の少なくとも一部を覆う被覆部２２を有する。【選択図】図３

Description

この発明は、中空状のローラを内部から加熱するように構成された定着装置、及びこれを備える画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は定着装置を備え、定着装置において、トナー像を転写された用紙が加熱及び加圧されることで、トナーが溶融して用紙に固着する（例えば、特許文献１参照。）。このような定着装置の中には、用紙を加熱する加熱ローラ、及び加熱ローラを囲うフレームの他に、フレームから熱が逃げるのを抑制するカバー部材を備えるものがある。定着装置がカバー部材を備えることで、加熱ローラが保熱され、起動時に加熱ローラが所定温度に到達するまでの時間の短縮、及び省エネが図られる。

また、近年、画像形成装置には小型化の要請があり、小型化の要請に応えるためにカバー部材を省くことが考えられる。特許文献１に記載の従来の定着装置では、画像形成装置の本体部に挿着される際に本体部のガイドレールに対してスライドするガイド部は、定着装置のカバー部材に設けられている。このような定着装置では、カバー部材が省かれることで、定着装置がより小型化される。

特開２００９−４２７３５号公報

しかし、従来の定着装置では、カバー部材が省かれると、加熱ローラを保熱する性能が低下し、加熱ローラの熱が定着装置の外部へ逃げやすくなる。このため、起動時に加熱ローラが所定温度に到達するまでの時間の長期化及びエネルギー効率の低下といった問題が生じる。

この発明の目的は、小型化を図りつつローラを保熱する性能の低下を抑制できる定着装置、及びこれを備える画像形成装置を提供することにある。

この発明の定着装置は、ローラ、加熱部材、及び保持部材を備える。ローラは、軸方向の端部に開口面を有する中空状を呈する。加熱部材は、ローラの内部に軸方向に延びるように配置され、ローラを内部から加熱する。保持部材は、加熱部材の軸方向の端部をローラに対して一定箇所に保持する保持部及び開口面の少なくとも一部を覆う被覆部を有する。

この構成では、ローラ内において加熱部材が発した熱が開口面から逃げることが、保持部材によって抑制される。このため、カバー部材を備えない場合でもローラを保熱する性能の低下が抑制される。また、カバー部材を備えないことで、定着装置の小型化を図ることが可能となる。

上述の構成において、画像形成装置の本体部に所定方向にスライドすることで挿着される定着装置であって、保持部材は、本体部が有するガイドレールに沿ってスライドするガイド部をさらに有するように構成することができる。

この構成では、加熱部材を保持する保持部材が、ローラを保熱する機能の他に、本体部に挿着するためのガイド機能をも有する。１個の部材が複数の機能を備えることで、省スペース化及び部品点数の低減が図られる。

また、保持部材は、加熱部材へ電力を供給する電気配線の敷設経路を構成する配線経路部をさらに有することが好ましい。

この構成では、加熱部材を保持する保持部材が、ローラを保熱する機能の他に、配線経路構成機能をも有する。１個の部材が複数の機能を備えることで、省スペース化及び部品点数の低減が図られる。

さらに、ガイド部は、ガイドレール上をスライドするようにスライド方向に延びる板状を呈し、保持部材は、加熱部材へ電力を供給する電気配線の敷設経路を構成する配線経路部をさらに有し、配線経路部は、板状部の上面を含むように構成することができる。

この構成では、加熱部材を保持する保持部材が、ローラを保熱する機能の他に、本体部に挿着するためのガイド機能、及び配線経路構成機能をも有する。また、板状部は、ガイド機能と配線経路構成機能とに兼用される。このため、さらに省スペース化及び部品点数の低減が図られる。

また、配線経路部は、電気配線を係止する１以上の係止部を有するように構成することができる。この構成では、保持部材によって電気配線がより安定的に保持される。

さらに、被覆部は開口面の全面を覆うことが好ましい。この構成によれば、ローラ内において加熱部材が発した熱が開口面から逃げることが、保持部材によってより抑制される。このため、カバー部材を備えない場合でもローラを保熱する性能の低下がより抑制される。

この発明の画像形成装置は、上述のいずれかの構成の定着装置を備える。

この構成では、ローラ内において加熱部材が発した熱が開口面から逃げることが、保持部材によって抑制される。このため、カバー部材を備えない場合でも定着装置のローラを保熱する性能の低下が抑制される。また、カバー部材を備えないことで、定着装置の小型化を図ることが可能となる。

この発明によれば、小型化を図りつつローラを保熱する性能の低下を抑制することができる。

この発明の第１の実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略の構成を示す図である。 定着装置に備えられる加熱ローラの端部を示す斜視図である。 保持部材が取り付けられた状態の定着装置の端部を示す斜視図である。 保持部材が画像形成装置の本体部に対してスライドする状態を示す斜視図である。 定着装置の電気配線が敷設された状態を示す斜視図である。 第２の実施形態に係る定着装置に備えられる保持部材の構成を示す斜視図である。

図１に示すように、この発明の第１の実施形態に係る定着装置１０は、電子写真方式の画像形成装置１００に搭載される。画像形成装置１００は、画像読取部１１０、画像形成部１２０、及び給紙部１３０を備えている。

画像読取部１１０は、原稿の画像を読み取って画像データを生成する。

画像形成部１２０は、４個の画像形成ステーション３０Ａ,３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，光走査装置３、中間転写ユニット４０、二次転写ユニット５０、定着装置１０、排紙トレイ６２を備えている。

中間転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１、駆動ローラ４２、及び従動ローラ４３を有している。中間転写ベルト４１は、駆動ローラ４２と従動ローラ４３との間に張架され、ループ状経路を周回移動する。

画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄは、中間転写ベルト４１に沿って一列に配置されている。画像形成ステーション３０Ｂ〜３０Ｄは、画像形成ステーション３０Ａと実質的に同様に形成されている。

画像形成ステーション３０Ａは、感光体ドラム１Ａ、帯電器２Ａ、現像装置４Ａ、一次転写ローラ５Ａ、及びクリーニングユニット６Ａを有する。帯電器２Ａは、感光体ドラム１Ａの周面を所定電位に帯電させる。光走査装置３は、画像データに基づくレーザ光を照射することで感光体ドラム１Ａの周面に静電潜像を形成する。現像装置４Ａは、感光体ドラム１Ａの周面へトナーを供給することで、静電潜像を顕像化してトナー像を形成する。

一次転写ローラ５Ａは、中間転写ベルト４１を挟んで画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄのそれぞれの感光体ドラム１Ａと対向するように配置されている。一次転写ローラ５Ａと画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄのそれぞれの感光体ドラム１Ａとが対向する位置のそれぞれが、一次転写位置である。一次転写ローラ５Ａは、一次転写電圧を印加されることで、一次転写位置のそれぞれにおいて、感光体ドラム１Ａの周面に形成されたトナー像を中間転写ベルト４１の外周面へ一次転写する。

画像形成ステーション３０Ａ〜３０Ｄのそれぞれにおいて形成されたブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色相のトナー像は、中間転写ベルト４１の外周面に互いに重ね合わさるように一次転写され、これによって、フルカラーのトナー像が形成される。

中間転写ベルト４１の外周面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト４１が周回移動することで、中間転写ベルト４１と二次転写ユニット５０とが対向する二次転写位置へ搬送される。

給紙部１３０は、給紙カセット１３１、手差しトレイ１３２を有し、給紙カセット１３１及び手差しトレイ１３２のうち選択されたいずれかから用紙を１枚ずつ用紙搬送路６１へ供給する。用紙搬送路６１は、給紙カセット１３１及び手差しトレイ１３２から、二次転写位置、定着装置１０を経由して、排紙トレイ６２へ至る。

二次転写ユニット５０は、二次転写ローラ５１を有する。二次転写ユニット５０は、二次転写ローラ５１に二次転写電圧を印加されることで、中間転写ベルト４１の外周面に担持されるトナー像を用紙へ二次転写する。

定着装置１０は、加熱ローラ１１、及び加圧ローラ１２を備えている。加熱ローラ１１と加圧ローラ１２とは、互いに圧接している。定着装置１０は、加熱ローラ１１と加圧ローラ１２との間を搬送される用紙を加熱及び加圧することで、トナーを用紙に堅牢に固着させる。

定着装置１０においてトナー像を固着された用紙は、画像面を下側にして排紙トレイ６２へ排出される。

図２に示すように、定着装置１０は、加熱ローラ１１の周面を囲う樹脂製のフレーム１３をさらに備えている。フレーム１３は、加熱ローラ１１の周面が加圧ローラ１２の周面と対向する領域を開口している。

加熱ローラ１１は、軸方向９１の端部に開口面１１１を有する中空状を呈する。加熱ローラ１１の内部には、ヒータランプ１４が配置されている。ヒータランプ１４は、軸方向９１に延びるように配置され、加熱ローラ１１の周面を内部から加熱する。ヒータランプ１４は、加熱ローラ１１を内部から加熱する加熱部材の一例である。

図３に示すように、定着装置１０は、保持部材２０をさらに備えている。保持部材２０は、軸方向９１における加熱ローラ１１の両端部にそれぞれ備えられている。保持部材２０は、保持部２１、被覆部２２、ガイド部２３、及び配線経路部２４を有している。保持部材２０は、フレーム１３に取り付けられている。

保持部２１は、管状を呈している。ヒータランプ１４の軸方向９１の端部は、保持部２１内に挿通されて保持される。これによって、ヒータランプ１４の軸方向９１の端部が、加熱ローラ１１に対して一定箇所に保持される。

被覆部２２は、加熱ローラ１１の開口面１１１の少なくとも一部を覆うように形成されている。この第１の実施形態では、被覆部２２は、円板部及び円板部の外縁から立ち上がる周面部を有するシャーレ形状即ち極浅い円筒形容器状を呈し、加熱ローラ１１の端部の小径部に外側から非接触に近接し、開口面１１１の全面を覆っている。

これによって、加熱ローラ１１内においてヒータランプ１４が発した熱が開口面１１１から逃げることが、保持部材２０によって抑制される。このため、定着装置１０がフレーム１３の他にフレーム１３から熱が逃げるのを抑制するカバー部材を備えない場合でも、加熱ローラ１１を保熱する性能の低下が抑制される。また、カバー部材を備えないことで、定着装置１０の小型化を図ることができる。

図４に示すように、定着装置１０は、画像形成装置１００の本体部１０１に所定方向にスライドすることで挿脱自在に構成されている。定着装置１０は、修理や部品交換などのメンテナンス時に、本体部１０１に対してスライドして挿脱される。本体部１０１は、ガイドレール１０２を備えている。ガイドレール１０２は、本体部１０１に対する定着装置１０のスライド方向９２に延びている。一例として、ガイドレール１０２は、板状を呈している。スライド方向９２は、軸方向９１に直交する方向であり、この第１の実施形態では水平方向である。なお、図４では、保持部材２０以外の定着装置１０のほとんどの部材の記載が省略されている。

ガイド部２３は、ガイドレール１０２上をスライドするようにスライド方向９２に延びている。この第１の実施形態では、ガイド部２３は、スライド方向９２に延びる板状を呈している。

このように、ヒータランプ１４を保持する保持部材２０が、加熱ローラ１１を保熱する機能の他に、本体部１０１に対して挿脱するためのガイド機能をも有している。１個の部材が複数の機能を備えることで、省スペース化及び部品点数の低減を図ることができる。

図５に示すように、ヒータランプ１４へ電力を供給する電気配線１４１は、ヒータランプ１４の軸方向９１の端部につながっている。なお、図５では、保持部材２０以外の定着装置１０のほとんどの部材の記載が省略されている。

配線経路部２４は、電気配線１４１の敷設経路を構成している。配線経路部２４は、ガイド部２３の上面２４１、及び１個以上の係止部２４２を含む。係止部２４２は、電気配線１４１をガイド部２３の上面に係止する。この第１の実施形態では、係止部２４２は、ガイド部２３の上面２４１から上方へ突起した形状を呈している。

このように、ヒータランプ１４を保持する保持部材２０が、加熱ローラ１１を保熱する機能の他に、本体部１０１に対して挿脱するためのガイド機能、及び配線経路構成機能をも有する。また、ガイド部２３は、ガイド機能と配線経路構成機能とに兼用される。このため、さらに省スペース化及び部品点数の低減を図ることができる。また、配線経路部２４が係止部２４２を有することで、電気配線がより安定的に配線経路部２４に保持され、所望の経路に引き回すことができる。

図６に、第２の実施形態に係る定着装置１０に備えられる保持部材２０Ａを示す。保持部材２０Ａでは、被覆部２２Ａが円板状を呈し、開口面１１１に非接触に近接している。保持部２１Ａは、被覆部２２Ａの中央部に設けられた孔部である。ヒータランプ１４の軸方向９１の端部は、孔部に挿通されることで保持部２１Ａに保持される。

第２実施形態に係る保持部材２０Ａによれば、保持部材２０Ａの構成を簡易化することができる。

なお、ガイド部２３は、スライド方向９２に延びる板状部、及び板状部の下面に設けられてスライド方向９２に延びるリブを有する構成や、板状部及び板状部の下面に設けられたコロを有する構成にすることもできる。ガイド部２３が板状部を含む場合は、配線経路部２４は、板状部の上面を含むように構成される。

保持部材２０の被覆部２２，２２Ａは、開口面１１１の全面を覆うことが好ましいが、開口面１１１の少なくとも一部を覆うように構成されていれば、定着装置１０の小型化を図りつつ加熱ローラ１１を保熱する性能の低下を抑制できるという効果を奏することができる。

加圧ローラ１２がヒートランプ１４等の加熱部材を内部に備える場合は、この発明を加圧ローラ１２に適用することもでき、定着装置１０の小型化を図りつつ加圧ローラ１２を保熱する性能の低下を抑制することができるという効果を奏することができる。

上述の実施形態のそれぞれの技術的特徴を互いに組み合わせることで、新たな実施形態を構成することが考えられる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 定着装置
１１ 加熱ローラ
１１１ 開口面
１２ 加圧ローラ
１３ フレーム
１４ ヒータランプ
１４１ 電気配線
２０，２０Ａ 保持部材
２１，２１Ａ 保持部
２２，２２Ａ 被覆部
２３ ガイド部
２４ 配線経路部
２４１ 上面
２４２ 係止部
１００ 画像形成装置
１０１ 本体部
１０２ ガイドレール
９１ 軸方向
９２ スライド方向

Claims (7)

1. 軸方向の端部に開口面を有する中空状のローラと、
   前記ローラの内部に前記軸方向に延びるように配置され、前記ローラを内部から加熱する加熱部材と、
   前記加熱部材の前記軸方向の端部を前記ローラに対して一定箇所に保持する保持部及び前記開口面の少なくとも一部を覆う被覆部を有する保持部材と、を備える定着装置。
2. 画像形成装置の本体部に所定方向にスライドすることで挿着される定着装置であって、
   前記保持部材は、前記本体部が有するガイドレールに沿ってスライドするガイド部をさらに有する、請求項１に記載の定着装置。
3. 前記保持部材は、前記加熱部材へ電力を供給する電気配線の敷設経路を構成する配線経路部をさらに有する、請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記ガイド部は、前記ガイドレール上をスライドするようにスライド方向に延びる板状を呈し、
   前記保持部材は、前記加熱部材へ電力を供給する電気配線の敷設経路を構成する配線経路部をさらに有し、
   前記配線経路部は、前記板状部の上面を含む、請求項２に記載の定着装置。
5. 前記配線経路部は、前記電気配線を係止する１以上の係止部を有する、請求項３又は４に記載の定着装置。
6. 前記被覆部は前記開口面の全面を覆う、請求項１から５のいずれかに記載の定着装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の定着装置を備える画像形成装置。

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