JP5104901B2

JP5104901B2 - 定着装置

Info

Publication number: JP5104901B2
Application number: JP2010122007A
Authority: JP
Inventors: 薫鈴木
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2030-05-27
Also published as: JP2011248143A

Description

本発明は、内部に補強用のコイルを有するヒートローラを備えた定着装置に関する。

従来より、薄肉の円筒形状のローラ部および当該ローラ部の内周面に沿って巻回されるコイルを有するヒートローラと、ローラ部内に配置されるヒータと、を備えた定着装置が知られている（特許文献１参照）。この定着装置では、ローラ部を薄肉にすることでローラ部の熱容量を小さくして、ヒータでローラ部を速やかに加熱することが可能となっている。また、コイルは、ヒートローラ全体の熱容量が大きくならないように、ある程度、粗に巻かれている。

特開平１０−１１６６７５号公報

ところで、定着処理後に用紙がヒートローラに貼り付いてしまうのを防止すべく、ヒートローラの外周面に剥離爪を接触させ、この剥離爪によってローラ表面に貼り付いた用紙を剥がす技術がある。しかしながら、この技術を、前述したようなヒートローラに採用する場合には、コイルが粗に巻かれていることにより、ローラ部が１周する間に、剥離爪がコイルで補強されていない部位を押して当該部分が変形するおそれがあるため、ローラ部を薄肉に形成するのに限界があるといった問題があった。

そこで、本発明は、剥離爪（剥離部材）によるローラ部の変形を抑えつつ、ローラ部をより薄肉にすることを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、円筒形状のローラ部と、前記ローラ部の内周面に沿って巻回されるコイルとを有するヒートローラと、前記ローラ部の外周面に接触して当該ローラ部から記録シートを剥離する剥離部材と、を備えた定着装置であって、前記コイルは、前記剥離部材に対向する対向部と、剥離部材に対向しない非対向部とを備え、前記対向部は、前記剥離部材が前記ローラ部と接触する範囲内でコイル材が少なくとも１周巻かれるように、当該対向部の一巻き分のコイル材の軸方向長さが前記非対向部の一巻き分のコイル材の軸方向長さよりも短く形成されていることを特徴とする。

ここで、「対向部の一巻き分のコイル材の軸方向長さが、非対向部の一巻き分のコイル材の軸方向長さよりも短い」とは、非対向部の各一巻き分の軸方向長さのうち最大の軸方向長さよりも短ければよいことを意味する。すなわち、例えば対向部の一巻き分の軸方向長さは、非対向部のうち最小の軸方向長さより長く形成されていてもよい。言い換えると、対向部の一巻き分の軸方向長さは、非対向部のいずれか一部の軸方向長さより短ければよい。

本発明によれば、剥離部材がローラ部と接触する範囲内でコイル材が少なくとも１周巻かれているので、ローラ部が１周する間に、剥離部材と接触する部分を常にコイル材で補強することができる。そのため、剥離部材によるローラ部の変形を抑えることができ、ひいてはローラ部をより薄肉にすることができる。

また、非対向部の一巻き分のコイル材の軸方向長さが、対向部の一巻き分のコイル材の軸方向長さよりも長いので、非対向部の熱容量を下げることができ、ローラ部を速やかに加熱することができる。

本発明によれば、剥離部材によるローラ部の変形を抑えつつ、ローラ部をより薄肉にすることができる。

本発明の実施形態に係る定着装置を備えたレーザプリンタを示す側断面図である。ヒートローラと剥離部材を示す断面図である。接触部材とコイルの対向部との関係を示す説明図である。対向部を密に巻いた形態を示す断面図である。対向部のコイル材の幅を非対向部よりも長くした形態を示す断面図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、レーザプリンタの全体構成を簡単に説明した後、本発明の特徴部分の詳細を説明することとする。

また、以下の説明において、方向は、レーザプリンタの使用時におけるユーザを基準にした方向で説明することとする。すなわち、図１においては、右側を「前側（手前側）」と称し、左側を「後側（奥側）」と称し、紙面垂直方向のうち奥側を「右側」と称し、紙面垂直方向のうち手前側を「左側」と称する。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。

＜レーザプリンタの全体構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、装置本体２内に記録シートの一例としての用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。

フィーダ部４は、装置本体２内の底部に着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレイ６内に設けられた用紙押圧板７を備えている。また、フィーダ部４は、給紙トレイ６の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ８および給紙パット９と、給紙ローラ８に対し用紙３の搬送方向の下流側に設けられる紙粉取りローラ１０，１１を備えている。さらに、フィーダ部４は、紙粉取りローラ１０，１１に対して下流側に設けられるレジストローラ１２を備えている。

そして、このように構成されるフィーダ部４では、給紙トレイ６内の用紙３が、用紙押圧板７によって給紙ローラ８側に寄せられ、この給紙ローラ８および給紙パット９で送り出されて各種ローラ１０〜１２を通った後一枚ずつ画像形成部５に搬送される。

画像形成部５は、スキャナ部１６、プロセスカートリッジ１７、定着装置１８などを備えている。

スキャナ部１６は、装置本体２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず。）、回転駆動されるポリゴンミラー１９、レンズ２０，２１、反射鏡２２，２３，２４などを備えている。そして、スキャナ部１６では、レーザビームが図の鎖線で示す経路を通って、プロセスカートリッジ１７の感光ドラム２７の表面上に高速走査にて照射される。

プロセスカートリッジ１７は、スキャナ部１６の下方に配設され、装置本体２に対して着脱自在に装着される構造となっている。そして、このプロセスカートリッジ１７は、現像カートリッジ２８とドラムユニット５１とで主に構成されている。

現像カートリッジ２８は、現像ローラ３１、層厚規制ブレード３２、供給ローラ３３およびトナーホッパ３４を備えている。そして、トナーホッパ３４内のトナーは、アジテータ（符号略）で攪拌された後、供給ローラ３３により現像ローラ３１に供給され、このとき、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ３１上に供給されたトナーは、現像ローラ３１の回転に伴って、層厚規制ブレード３２と現像ローラ３１との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ３１上に担持される。

ドラムユニット５１は、感光ドラム２７、帯電器２９および転写ローラ３０を備えている。そして、このドラムユニット５１内において、感光ドラム２７の表面は、帯電器２９により一様に正帯電された後、スキャナ部１６からのレーザビームの高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。次いで、現像ローラ３１の回転により、現像ローラ３１上に担持されているトナーが、感光ドラム２７に対向して接触するときに、感光ドラム２７の表面上に形成された静電潜像に供給される。そして、トナーは、感光ドラム２７の表面上で選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像によりトナー像が形成される。

その後、感光ドラム２７と転写ローラ３０とは、用紙３を両者間で挟持して搬送するように回転駆動され、感光ドラム２７と転写ローラ３０との間を用紙３が搬送されることにより、感光ドラム２７の表面に担持されているトナー像が用紙３上に転写される。

定着装置１８は、円筒状のヒートローラ６０と、ヒートローラ６０内に配置されるハロゲンヒータ７０と、ヒートローラ６０の外周面との間でニップ部を形成する弾性変形可能な加圧ローラ８０とを主に備えている。なお、ヒートローラ６０の構造については、後で詳述する。

この定着装置１８では、ハロゲンヒータ７０によってヒートローラ６０が加熱されることで、用紙３がヒートローラ６０と加圧ローラ８０との間（ニップ部）を通過する間に用紙３上に転写されたトナー像が熱定着される。その後、用紙３は、搬送ローラ４３によって、排紙パス４４に排出され、当該排紙パス４４を通った後、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排紙される。

＜ヒートローラの構造＞
次に、ヒートローラ６０の構造を詳細に説明する。
図２に示すように、ヒートローラ６０は、円筒形状のローラ部６１と、ローラ部６１内に同軸に設けられるコイル６２とを有している。

ローラ部６１は、その両端部６１１が樹脂製の軸受部材２００で回転可能に支持されており、ローラ部６１の両端部６１１を繋ぐ部分、すなわち用紙３を加熱する部分である本体部６１２は、両端部６１１よりも薄肉に形成されている。これにより、ローラ部６１内に配置されるハロゲンヒータ７０によって、薄肉の本体部６１２を迅速に加熱することが可能となっている。

そして、このように薄肉となる本体部６１２の外周面６１２Ａには、ヒートローラ６０に貼り付いた用紙３を剥がすための４つ（複数）の剥離部材１００が接触するように配置されている。各剥離部材１００は、左右方向で所定の間隔を空けてそれぞれ配置されており、図３に示すように、側面視で略Ｌ字状に形成されている。

剥離部材１００は、その前端部１１０（一端部）がヒートローラ６０に向かうにつれて先細となる形状に形成され、その上端部１２０（他端部）が定着装置１８の図示せぬ筐体に回動可能に支持されている。また、剥離部材１００は、図示せぬトーションバネなどの付勢部材によって、先細となった前端部１１０が、ヒートローラ６０に向けて付勢されることで、その前端部１１０がヒートローラ６０の外周面６１２Ａに押し当てられるようになっている。これにより、ヒートローラ６０の外周面６１２Ａに貼り付いた用紙３を確実に剥がすことが可能となっている。

図２に示すように、コイル６２は、ローラ部６１のうち薄肉の本体部６１２を補強する部材であり、本体部６１２の内周面６１２Ｂに沿って巻回されている。具体的に、コイル６２は、１本のコイル材Ｃを複数回巻回することで形成されており、主に、４つの剥離部材１００にそれぞれ対向（詳しくは、ローラ部６１を間に挟んで対向）する４つの対向部６２１と、各剥離部材１００に対向しない非対向部６２２とを備えている。

対向部６２１は、剥離部材１００がローラ部６１と接触する比較的狭い範囲Ｆ（図に破線およびドットのハッチングで示すリング状の範囲）内に配置される部位である。対向部６２１は、範囲Ｆ内でコイル材Ｃが１周巻かれるように、当該対向部６２１の一巻き分のコイル材Ｃの軸方向長さＬ１が、非対向部６２２の一巻き分のコイル材Ｃの軸方向長さＬ２よりも短く形成されている。より詳しくは、対向部６２１の一巻き分のコイル材Ｃの軸方向長さＬ１は、非対向部６２２の各一巻き分の軸方向長さ（例えば長さＬ２，Ｌ３）のうち最大の軸方向長さＬ２よりも短くなっている。

そして、このように剥離部材１００がローラ部６１と接触する範囲Ｆ内でコイル材Ｃが１周巻かれることで、図３に示すように、ローラ部６１が１周する間に、剥離部材１００と接触する部分（範囲Ｆ）が常にコイル材Ｃで補強されるようになっている。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
ローラ部６１が１周する間に、剥離部材１００と接触する部分（範囲Ｆ）を常にコイル材Ｃで補強できるので、剥離部材１００によるローラ部６１の変形を抑えることができ、ひいてはローラ部６１をより薄肉にすることができる。また、非対向部６２２の一巻き分のコイル材Ｃの軸方向長さＬ２が、対向部６２１の一巻き分のコイル材Ｃの軸方向長さＬ１よりも長いので、非対向部６２２の熱容量を下げることができ、ローラ部６１を速やかに加熱することができる。

ローラ部６１の両端部６１１が、中央の本体部６１２よりも厚く形成されるので、ローラ部６１の両端部６１１の剛性を上げることができ、ローラ部６１を軸受部材２００で確実に支持することができる。また、厚く形成することでローラ部６１の両端部６１１の熱容量を大きくすることができるので、ローラ部６１の両端部６１１の温度が上がりすぎて、樹脂製の軸受部材２００が溶融してしまうことを抑えることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。以下に参照する図４および図５においては、前記実施形態と略同様の構成に同一符号を付して、その説明を省略する。

前記実施形態では、範囲Ｆ内でコイル材Ｃが１周だけ巻かれるように構成したが、本発明はこれに限定されず、例えば図４に示すように、範囲Ｆ内でコイル材Ｃを１周以上巻いてもよい。このようにコイル材Ｃを１周以上巻く場合には、対向部６２１を構成するコイル材Ｃを、非対向部６２２を構成するコイル材Ｃよりも密に（コイル材Ｃのうち軸方向に隣接する部位の間隔が小さくなるように）巻くのが望ましい。

これによれば、ローラ部６１の範囲Ｆを、密に巻かれたコイル材Ｃ（対向部６２１）によって、より強固に補強することができる。また、コイル材Ｃを粗密の分布がつくように巻回するだけで、コイル６２を形成できるので、後述するようなコイル材Ｃの幅を変える形態（図５参照）に比べ、コイル６２を容易に製造することができる。

前記実施形態では、コイル６２を１種類（線状）のコイル材Ｃで形成したが、本発明はこれに限定されず、例えば図５に示すように、断面形状が異なる２種類のコイル材Ｃ１，Ｃ２を組み合わせて構成してもよい。具体的には、コイル６３を、板状のコイル材Ｃ１と、線状のコイル材Ｃ２とで構成してもよい。

言い換えると、対向部６３１を構成するコイル材Ｃ１とローラ部６１の内周面６１２Ｂとの接触部Ｔ１（面状）の軸方向における寸法Ｌ１１が、非対向部６３２を構成するコイル材Ｃ２とローラ部６１の内周面６１２Ｂとの接触部Ｔ２（線状）の軸方向における寸法（最小値）よりも大きくなるように、コイル６３を構成してもよい。

これによれば、範囲Ｆを幅広のコイル材Ｃ１によって、より強固に補強することができる。なお、各コイル材Ｃ１，Ｃ２は、それぞれ接着剤などで固定させてもよいし、接合させずにローラ部６１内にそれぞれ配置させるだけであってもよいし、ローラ部６１の内周面６１２Ｂにそれぞれ接着剤などで固着させてもよい。

前記実施形態では、ローラ部６１の両端部６１１を中央部（本体部６１２）よりも厚くなるように形成したが、本発明はこれに限定されず、ローラ部の一端から他端までを一律に薄肉状に形成してもよい。なお、この場合は、薄肉となったローラ部の両端部（軸受部材を径方向に投影したときにローラ部と重なる部分）内に、補強部材を嵌め込むことで、軸受部材で支持されるローラ部の両端部の剛性を上げてもよい。また、ローラ部の両端部までコイルを形成し、ローラ部の両端部に対応したコイルの両端部を密に（少なくとも１周）巻回することで、コイルの両端部を補強部材として利用してもよい。

前記実施形態では、剥離部材１００を４つ設けたが、本発明はこれに限定されず、例えば１つであってもよいし、４つ以外の複数個であってもよい。また、剥離部材１００の形状は、前記実施形態のような側面視Ｌ字状ではなく、どのような形状であってもよい。例えば、剥離部材を側面視で板状になるように形成してもよい。

前記実施形態では、レーザプリンタ１に本発明に係る定着装置１８を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明に係る定着装置を適用してもよい。

前記実施形態では、ヒータとしてハロゲンヒータ７０を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば誘導加熱方式のＩＨ（Induction Heating)ヒータや発熱抵抗体などを採用してもよい。
前記実施形態では、記録シートの一例として、厚紙、はがき、薄紙などの用紙３を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばＯＨＰシートであってもよい。

３用紙
１８定着装置
６０ヒートローラ
６１ローラ部
６２コイル
１００剥離部材
６１２Ａ外周面
６１２Ｂ内周面
６２１対向部
６２２非対向部
Ｃコイル材
Ｆ範囲

Claims

円筒形状のローラ部と、前記ローラ部の内周面に沿って巻回されるコイルとを有するヒートローラと、
前記ローラ部の外周面に接触して当該ローラ部から記録シートを剥離する剥離部材と、を備えた定着装置であって、
前記コイルは、前記剥離部材に対向する対向部と、剥離部材に対向しない非対向部とを備え、
前記対向部は、
前記剥離部材が前記ローラ部と接触する範囲内でコイル材が少なくとも１周巻かれるように、当該対向部の一巻き分のコイル材の軸方向長さが前記非対向部の一巻き分のコイル材の軸方向長さよりも短く形成されていることを特徴とする定着装置。
前記対向部は、前記非対向部よりもコイル材が密に巻かれて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記対向部を構成するコイル材と前記ローラ部の内周面との接触部の軸方向における寸法が、前記非対向部を構成するコイル材と前記ローラ部の内周面との接触部の軸方向における寸法よりも大きくなるように、コイル材の断面形状が異なるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。