JP3313889B2 - 画像形成装置の定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ、複写
機、ファクシミリ装置等の静電写真式等の画像形成装置
に関し、より詳しくは、用紙等の被記録媒体に転写され
たトナー像を定着する定着装置の構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、加熱ローラと押圧ローラとの
対による接触加熱方式による定着方式では、例えば特開
平２−１０００５９号公報に開示されているように、外
周が弾性層の押圧ローラの上側に筒状のアルミ芯金の外
周を弾性層とした筒状の加熱ローラを配置し、この筒内
に棒状（筒状）のハロゲンランプからなる熱源を配置し
た構成が知られている。

【０００３】そして、この種の定着装置では、加熱ロー
ラ及び押圧ローラを回転させる必要があるため、そのい
ずれか一方のローラを回転駆動すべく軸支するように構
成される一方、熱源としてのハロゲンランプは加熱ロー
ラの周面を一様の温度に上昇させるため、加熱ローラの
軸心と一致するように平行に配置され、回転する加熱ロ
ーラと無関係に非回転状態で、ハロゲンランプの両端部
が支持され、またハロゲンランプの両端部の電極部に対
して給電端子を接続させて給電しているのが一般的であ
る。

【０００４】また、紙ジャム等の発生時に使用者が加熱
ローラに触れて火傷をしないように、定着装置では少な
くとも加熱ローラの外周を覆うようにケース（カバー）
を設けていることが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ハ
ロゲンランプは長時間の使用により断線する等の寿命が
あるため、当該ハロゲンランプを交換する必要があり、
そのとき、従来では、前記ケース（カバー）を取り外
し、ハロゲンランプの支持部材を分解し、且つ給電端子
を外すという作業を実行していたから、その交換作業に
手間が掛かると共に種々の工具を必要とするという問題
があった。

【０００６】本発明は、これらの技術的課題を解決すべ
くなされたものであって、熱源としての棒状のヒータ体
の交換作業の容易な画像形成装置の定着装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、ほぼ水平な回転軸線回りに
回転する加熱ローラと押圧ローラとにより、トナー像が
転写された被記録媒体に熱と圧力を付与してトナー像を
定着させるように構成した画像形成装置の定着装置にお
いて、前記加熱ローラと押圧ローラとの外周を覆うよう
にした本体ケースの側板に、筒状の加熱ローラの内径部
に挿通させる棒状のヒータ体を、その軸線方向に差し込
むための開口部を形成し、本体ケース内には、前記ヒー
タ体の長手方向両端部に形成された電極部を支持し、且
つ給電するための一対の支持手段を設け、少なくとも一
方の支持手段を、ヒータ体の軸線方向に弾性変位してヒ
ータ体の電極部に弾性的に押圧接触させて支持するよう
に構成し、前記両支持手段における前記電極部との少な
くとも一方の接合部が前記開口部の開口面積内に位置す
るよう配置したものである。

【０００８】また、請求項２記載の画像形成装置の定着
装置は、請求項１に記載の構成の他に、前記本体ケース
を、前記加熱ローラ及び押圧ローラの各々左右両端の軸
受け部を支持する下ケースと、加熱ローラの上面を覆い
且つ下ケースに対して取付く上ケースとにより構成し、
上ケースの左右両側板には、筒状の加熱ローラの内径部
に挿通させる棒状のヒータ体を差し込む開口部を形成
し、前記左右一対の支持手段を上ケースの内面に取り付
けたものである。

【０００９】

【実施例】次に、本発明を具体化した実施例について説
明する。図１は画像形成装置としてのレーザビーム式プ
リンタ１の概略側断面図、図２は定着装置の縦断面図で
ある。本実施例のプリンタ１における本体ケース２内の
下部に給紙部としての給紙カセット３を着脱自在に装着
し、複数の給紙ローラ４等により、給紙カセット３内に
積層された被記録媒体としての用紙Ｐが一枚ずつに分離
されて用紙中途ガイド板５や給送ローラ対６を介して画
像形成ユニット７と転写ユニット台８上の転写ローラ９
との間に送られる。

【００１０】画像形成ユニット７は、感光体ドラム１０
と、トナータンクや現像ローラ１２等からなる現像装置
ユニット１１と、帯電ローラ等からなる帯電装置１３、
クリーニング（図示しない）装置等を１つのキットとし
てケース内に収納して単一ユニットを構成している。画
像形成ユニット７の上方には、レーザ発光部２３、レン
ズ２４、反射鏡２５等からなるスキャナユニット２２が
配置されており、転写ユニット台８の下方には、前記帯
電装置１３や転写ローラ９の高電圧を印加するための高
電圧基板２６が配置され、定着装置１５の下方に制御基
板２７が配置されている。

【００１１】帯電装置１３にて予め帯電させた感光体ド
ラム１０の表面に、図示しないホストコンピュータ等の
外部機器から伝送された画像データに応じて、スキャナ
ユニット２２から発射された光を照射して、感光体ドラ
ム１０の表面に静電潜像を形成し、次いで、現像ローラ
１２を回転して帯電させた粉体状のトナーの供給により
前記潜像を可視像化するという現像を実行した後、この
感光体ドラム１０と転写ローラ９との間の転写部位に供
給された用紙Ｐに前記トナー像を転写する。次に、電気
絶縁性を有する合成樹脂製の転写ユニット台８表面側
（上側）のフイン状の通過ガイド部材３２上を滑って搬
送される用紙Ｐは、定着装置１５における加熱ローラ１
６と押圧ローラ１７との間（定着部位）を通過して、前
記転写されたトナー像に熱及び圧力を付加して用紙Ｐに
トナー像を定着させる。その後、その用紙Ｐは排紙ガイ
ド板１８、中間ローラ対１９、排紙ローラ対２０を介し
て本体ケース２上面の用紙トレイ２１に排紙されるもの
である。

【００１２】次に、定着装置１５の構成について、図２
〜図６を参照しながら詳述すると、定着装置１５のケー
スは、図５に示すように、前記加熱ローラ１６及び押圧
ローラ１７を上下から覆うようにした上下一対のケース
３６，３５から構成されている。実施例では、前記加熱
ローラ１６及び押圧ローラ１７の各々の左右両端の軸受
部を支持する左右一対の支持側板３５ａ，３５ａを備え
た下ケース３５と、前記加熱ローラ１６の上方を覆い、
且つ下ケース３５に対して着脱自在な上ケース３６とに
より構成し、上下ケース３６，３５は各々エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ＡＢ
Ｓ樹脂等の電気絶縁性且つ耐熱性合成樹脂を射出成形に
て一体的に形成したものである。

【００１３】下ケース３５における左右一対の支持側板
３５ａ，３５ａには、図２及び図５に示すように、下側
の押圧ローラ１７の左右両側端の軸受３７（図３で一方
のみ示す）を上下動自在に案内する長溝３８と、加熱ロ
ーラ１６の略円筒状の軸受部材３９，３９が嵌まる大径
の軸受孔４０とが連続状に形成されており、前記軸受３
７を図示しないコイルバネにて上向きに押すことによ
り、押圧ローラ１７の上面が加熱ローラ１６の下面に押
圧されるように構成されている。

【００１４】押圧ローラ１７の前後部位を挟み且つその
軸線とほぼ平行状に延びる上流側ガイド板４１と下流側
ガイド板４２との左右両側端部は、図５に示すように、
前記左右一対の支持側板３５ａ，３５ａに一体的に連設
されている。上流側ガイド板４１における複数のフイン
部４１ａは、図５に示すように、押圧ローラ１７の軸線
方向に適宜間隔にて立設され、各フイン部４１ａの上端
縁は、図４に示すように、前端（用紙Ｐの搬送方向上流
側）が低く、押圧ローラ１７の周面に接近するにつれて
定着部位Ａに近くなるように傾斜している。同様にし
て、下流側ガイド板４２における複数のフイン部４２ａ
は押圧ローラ１７の軸線方向に適宜間隔にて立設され、
各フイン部４４ａの上端縁は前端が定着部位Ａに近い低
い位置で、押圧ローラ１７から離れるにつれて（用紙Ｐ
の搬送方向下流側）加熱ローラ１６の上面とほぼ同じ高
さ位置になるように傾斜している。

【００１５】加熱ローラ１６は、アルミ等の熱伝導性の
高い材料からなる筒部の外周にシリコーン樹脂や珪素樹
脂等のゴム弾性を有する弾性層と、その表面の離型性樹
脂表面層（ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロ
アルコキシ−チトラフルオロエチレン共重合体等）とを
有している。この離型性樹脂表面層により、定着時に用
紙Ｐに軟化して定着されたトナーが再度加熱ローラ１６
を介して次の用紙Ｐの表面に転写される、いわゆるオフ
セット現象を防止できるものである。

【００１６】前記円筒状の加熱ローラ１６の円周面を一
様の温度（例えば、１７０℃〜２００℃）に保持するた
めの熱源としてのハロゲンランプ等の直線状（筒状）の
ヒータ体４３は、図２に示すように、加熱ローラ１６の
長さより長く、ヒータ体４３の左右両側端部は加熱ロー
ラ１６の左右両側端から外に適宜寸法だけ突出してお
り、後述する支持手段によりヒータ体４３の左右両側端
部における電極端子４３ａ，４３ａに電気的に接続させ
ると共に加熱ローラ１６の軸心と一致するように支持さ
れている。

【００１７】そして、前記上ケース３６には、図５に示
すように、前記加熱ローラ１６の内径部から外向きに突
出するハロゲンランプ等の直線状（筒状）のヒータ体４
３の左右両側端部を覆う下向きの側カバー部３６ｂ，３
６ｂが天板３６ａの左右両側端から下向きに延びるよう
に一体的に設られている。ヒータ体４３の左右両側端部
における電極端子４３ａ，４３ａに電気的に接続させて
電力を供給すると共に支持するための支持手段としての
一対のホルダ４６，４６は、図２に示すように、側面視
横向きＬ字状に形成されたばね弾性を有する金属板から
なり、両ホルダ４６，４６の水平部基端を上ケース３６
における天板３６ａ下面にネジ４７にて固定する。そし
て、左右両ホルダ４６，４６の下端を内向きに屈曲させ
た接合部４６ａ，４６ａをヒータ体４３の左右両電極端
子４３ａ，４３ａの凹端面部に弾性的に押圧接触させて
支持するものである（図２及び図３参照）。

【００１８】他方、前記上ケース３６における左右両側
カバー部３６ｂ，３６ｂの下端には、図５に示すよう
に、切欠き形成された下向き開放状の開口部５５，５５
が形成されている。この各開口部５５と前記各ホルダ４
６の接合部４６ａとの配置関係は、図２及び図６に示す
ように、開口部５５の開口面積部分内に前記接合部４６
ａが位置するように設定するものである。

【００１９】なお、上ケース３６の天板３６ａの上面に
露出させた前記ネジ４７の箇所等の給電部に配線６０，
６０を接続し、その配線６０，６０を前記制御基板２７
等に設けた電力回路６１に接続することにより、ヒータ
体４３に電力を供給するものである。また、前記上ケー
ス３６には、隣接する画像形成ユニット７の後端に対峙
するようにした複数枚の防熱壁４４，４５が加熱ローラ
１６の軸線に沿って上ケース３６における天板３６ａか
ら下向きに延び、少なくとも加熱ローラ１６の円周の上
半部を覆うように一体的に形成されている（図４参
照）。他の実施例としては防熱壁の枚数を３枚以上にし
ても良く、前記各実施例において、防熱壁間と天板３６
ａとで囲まれるようにした空気溜まり５６を設けること
が好ましい。

【００２０】さらに、上ケース３６のうち用紙Ｐの搬送
方向下流側には、用紙剥離ガイド部材４８が天板３６ａ
から下向きに延び、加熱ローラ１６の後側周面に下端縁
部４８ａが隙間０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度で近接する
ように配置するように一体的に設けられている（図４参
照）。この用紙剥離ガイド部材４８は加熱ローラ１６の
軸線と平行状であって、且つ加熱ローラ１６の長さとほ
ぼ同じ長さを有している。

【００２１】そして、図４に示すように、上ケース３６
の天板３６ａ下面には、前記用紙剥離ガイド部材４８に
下端縁が連設されて上向き凸状の湾曲するリブ５０を加
熱ローラ６の軸線方向に適宜間隔にて複数箇所で下向き
に突設されている。なお、上ケース３６のうち用紙Ｐの
搬送方向下流側には、前記リブ５０の下端縁よりも下位
置に下周面を有する遊びコロ５１を軸５２に回転自在に
複数配置している。

【００２２】これらの構成により、定着時に加熱ローラ
１６の円周面にほぼ沿ってカールする用紙Ｐの先端が用
紙剥離ガイド部材４８の下端縁部４８ａにて剥離され、
次いでリブ５０の下端縁に用紙Ｐの先端が摺接しつつ搬
送下流側に送られる。そして、用紙Ｐの先端が中間ロー
ラ対１９に挟持されて給送されるとき、加熱ローラ１６
の円周面と同じ方向に湾曲している用紙Ｐの上面（トナ
ーが定着された面）は上向きに凸状のリブ５０の下端縁
には摺接しない。しかも、自由に回転する遊びコロ５１
の円周面に沿って円滑に給送されるから用紙Ｐ上面のト
ナーが定着後に剥離しないし、リブ５０の縁や遊びコロ
５１の円周面にも付着しないから画像の質を悪化させな
いのである。

【００２３】上述のように、２つに分割された下ケース
３５と上ケース３６とは、下ケース３５に予め押圧ロー
ラ１７と加熱ローラ１６とを組み込む一方、上ケース３
６に遊びコロ５１を取りつけた後、下ケース３５におけ
る左右一対の支持側板３５ａ，３５ａの上端面に前記上
ケース３６の天板３６ａを載置して被せ、支持側板３５
ａ，３５ａの上端部に形成された複数箇所の雌ねじ部５
３に対して上ケース３６をねじ５４にて締着すれば良い
（図５参照）。

【００２４】その後、上ケース３６における左右両側カ
バー部３６ｂ，３６ｂの開口部５５の一方から棒状のヒ
ータ体４３を加熱ローラ１６の内径部に差し込み、ヒー
タ体４３の一方の電極端子４３ａの凹端面部を前記一方
のホルダ４６における接合部４６ａにヒータ体４３の軸
線方向に沿って押圧し、他方の開口部５５から差し込ん
だ指６２にて接合部４６ａから電極端子４３ａが外れな
いように保持する（図６参照）。次いで、図７に示すよ
うに、一方の手の指６３で、前記一方の開口部５５の内
側に位置するホルダ４６を電極端子４３ａから離れる方
向（図２の二点鎖線で示す方向）に弾性的に撓ませ、該
ホルダ４６の接合部４６ａを電極端子４３ａの凹端面部
に嵌め入れてからホルダ４６から指６３を外す。これに
より、一対のホルダ４６，４６自体の弾性力により、そ
の両接合部４６ａ，４６ａにてヒータ体４３の両電極端
子４３ａ，４３ａを軸線方向に押圧させた状態で吊懸け
支持することができる。

【００２５】そして、ヒータ体４３の断線により交換す
る時には、上述の操作と同様にして上ケース３６を下ケ
ース３５に対して取り外すことなく、新しいヒータ４３
と交換することができる。なお、ホルダ４６に指６２，
６３を引っ掛け易くするため、図８に示すように、ホル
ダ４６の垂直部等に突起片６４を設けても良い。なお、
別の実施例として、図９に示すように、下ケース３５に
おける左右両支持側板３５ａ，３５ａの外面に基端を固
着したホルダ６５，６５の下端を内向きに屈曲させた接
合部６５ａ（図９では一方のみ示す）にて前記ヒータ体
４３の左右両電極端子４３ａ，４３ａを支持するように
しても良く、この場合には、下ケース３５に対する押圧
ローラ１７，加熱ローラ１６及びヒータ体４３という必
要部品の組み込みを完了させた後、上ケース３６を被せ
れば良いから、組立作業は一層簡単になる。また、ヒー
タ体４３の交換作業時に前記開口部５５からヒータ体４
３を差し込んで実行することも、上ケース３６を外して
実行することもできるという効果を奏する。

【００２６】また、加熱ローラ１６の一側外周面に従動
ギヤ５７を固定し、上ケース３６における前面の空間に
臨ませた図示しない駆動側ギヤから回転力が伝達される
ようにしている。このように組立完了した定着装置１５
を、画像形成ユニット７の後端側に隣接して取付けすれ
ば、加熱ローラ１６から発散される熱、特に輻射熱は、
前記上ケース３６における複数枚の防熱壁４４，４５に
て遮断される。また、図４に示すように、複数の防熱壁
４４，４５と天板３６ａ間に空気溜まり５６を形成する
ことより、熱不良導体である空気の存在にて、断熱効果
を向上させることができ、画像形成ユニット７方向への
熱放射、熱対流を効果的に無くして、画像形成ユニット
７内のトナーの軟化を防止できて、プリンタ１の長時間
の作動によっても画質を悪化させることがない。

【００２７】前記実施例では加熱ローラ１６を上側に配
置し、下側に押圧ローラ１７を配置した形態であった
が、これに代えて、加熱ローラ１６を下ケース３５に装
着し、上ケース３６に押圧ローラ１７を装着した実施例
では、ヒータ体４３の左右両電極端子４３ａ，４３ａを
支持するためのばね金属板製のホルダ（図示せず）を、
加熱ローラ１６の外周端部を回転自在に軸支するための
下ケース３５における支持側板３５ａの外面等に装着
し、上ケース３６に押圧ローラ１７を軸支すると共に、
その上ケース３６の左右両側カバー部３６ｂ，３６ｂに
前記実施例と同様に、開口部５５を形成すれば良い。

【００２８】以上の各実施例によれば、支持手段は、金
属製の弾性を有するホルダであるから、ヒータ体４３を
非回転的に支持すると共に給電手段としての機能も有す
ることになり、ヒータ体４３の着脱作業が極めて容易と
なる。しかも、支持手段は上ケース３６または下ケース
３５に取り付けられており、少なくとも上ケース３６に
て覆われる箇所に配置されるから、ヒータ体４３への給
電時に使用者等が感電するおそれもないという効果を奏
するのである。

【００２９】本発明は、ファクシミリや複写機等の静電
電子写真式画像形成装置における定着装置にも適用でき
ることはいうまでもない。

【００３０】

【発明の作用・効果】以上に説明したように、請求項１
記載の発明の画像形成装置の定着装置は、ほぼ水平な回
転軸線回りに回転する加熱ローラと押圧ローラとによ
り、トナー像が転写された被記録媒体に熱と圧力を付与
してトナー像を定着させるように構成した画像形成装置
の定着装置において、前記加熱ローラと押圧ローラとの
外周を覆うようにした本体ケースの側板に、筒状の加熱
ローラの内径部に挿通させる棒状のヒータ体を、その軸
線方向に差し込むための開口部を形成し、本体ケース内
には、前記ヒータ体の長手方向両端部に形成された電極
部を支持し、且つ給電するための一対の支持手段を設
け、少なくとも一方の支持手段を、ヒータ体の軸線方向
に弾性変位してヒータ体の電極部に弾性的に押圧接触さ
せて支持するように構成し、前記両支持手段における前
記電極部との少なくとも一方の接合部が前記開口部の開
口面積内に位置するよう配置したものである。

【００３１】従って、ケース本体の側方の開口部から挿
入したヒータ体を支持手段にて装着すれば、該支持手段
は、ヒータ体を非回転的に支持すると共に給電する機能
を併せ持っており、且つヒータ体の取り付け取り外し作
業に際しても、別段に工具を必要とせず着脱作業が極め
て容易となるという効果を奏する。しかも、支持手段は
本体ケース内に配置されているから、ヒータ体への給電
時に使用者等が感電するおそれもないという効果を奏す
るのである。

【００３２】また、請求項２記載の発明の画像形成装置
の定着装置は、請求項１の構成の他に、本体ケースを、
加熱ローラ及び押圧ローラの各々左右両端の軸受け部を
支持する下ケースと、加熱ローラの上面を覆い且つ下ケ
ースに対して取付く上ケースとにより構成し、上ケース
の左右両側板には、筒状の加熱ローラの内径部に挿通さ
せる棒状のヒータ体を差し込む開口部を形成し、左右一
対の支持手段を上ケースの内面に取り付けたものであ
る。

【００３３】従って、請求項１記載の発明によるのと同
様の作用・効果を奏すると共に、上下ケースが分割でき
るから定着装置の分解作業が容易になる。そして、上ケ
ースの左右両側板部分で下ケースの左右両側外面を覆う
ようになるから、使用者はローラの回転部分に触れるこ
とがなく安全であるという効果も奏するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザプリンタの概略側断面図である。

【図２】定着装置の縦断面図である。

【図３】図２の III−III 線矢視側面図である。

【図４】図２のIV−IV線矢視側断面図である。

【図５】下ケース及び上ケースの斜視図である。

【図６】ヒータ体の着脱作業を示す斜視図である。

【図７】ヒータ体の着脱作業を示す断面図である。

【図８】支持手段としてのホルダの他の実施例を示す要
部断面図である。

【図９】支持手段としてのホルダのさらに他の実施例を
示す要部縦断面図である。

【符号の説明】

１ プリンタ ２ 本体ケース ７ 画像形成ユニット ８ 転写ユニット台 １０ 感光体ドラム １５ 定着装置 １６ 加熱ローラ １７ 押圧ローラ ３５ 下ケース ３５ａ 支持側板 ３６ 上ケース ３６ａ 天板 ３６ｂ 側カバー部 ４３ ヒータ体 ４３ａ 電極端子 ４６，６５ ホルダ ４６ａ，６５ａ 接合部 ５５ 開口部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ水平な回転軸線回りに回転する加熱
   ローラと押圧ローラとにより、トナー像が転写された被
   記録媒体に熱と圧力を付与してトナー像を定着させるよ
   うに構成した画像形成装置の定着装置において、 前記加熱ローラと押圧ローラとの外周を覆うようにした
   本体ケースの側板に、筒状の加熱ローラの内径部に挿通
   させる棒状のヒータ体を、その軸線方向に差し込むため
   の開口部を形成し、 本体ケース内には、前記ヒータ体の長手方向両端部に形
   成された電極部を支持し、且つ給電するための一対の支
   持手段を設け、少なくとも一方の支持手段を、ヒータ体の軸線方向に弾
   性変位してヒータ体の電極部に弾性的に押圧接触させて
   支持するように構成し、 前記両支持手段における前記電極部との少なくとも一方
   の接合部が前記開口部の開口面積内に位置するよう配置
   した ことを特徴とする画像形成装置の定着装置。
2. 【請求項２】 前記本体ケースを、前記加熱ローラ及び
   押圧ローラの各々左右両端の軸受け部を支持する下ケー
   スと、加熱ローラの上面を覆い且つ下ケースに対して取
   付く上ケースとにより構成し、上ケースの左右両側板に
   は、前記筒状の加熱ローラの内径部に挿通させる棒状の
   ヒータ体を差し込む開口部を形成し、前記左右一対の支
   持手段を上ケースの内面に取り付けたことを特徴とする
   請求項１記載の画像形成装置の定着装置。