(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に用いられる定着装置であって、
ヒータにより加熱される熱ローラと、上記ヒータの熱を伝導するヒートパイプと、上記熱ローラに圧接した加圧ローラとを有し、上記熱ローラと上記加圧ローラとの接触部にトナー像が形成された転写紙を通過させて、上記トナー像を上記転写紙に定着する定着装置において、
上記ヒートパイプは上記熱ローラの軸方向に延在し、上記熱ローラの少なくとも１ヶ所に、集中的に熱を伝える熱伝導部を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、
上記熱伝導部は、上記画像形成装置の搬送部材に対応した位置に設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１記載の定着装置において、
上記熱伝導部は、上記熱ローラ及び／又は上記加圧ローラから上記転写紙を剥離する剥離爪に対応した位置に設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１記載の定着装置において、
上記熱伝導部は、上記画像形成装置の原稿を送る搬送部材に対応した位置に設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４記載の定着装置において、
上記熱伝導部は、ヒートパイプの一部を膨出して形成されていることを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に適用される定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
転写紙上のトナー像を定着する定着装置としては、内部にヒータと、ヒータからの熱を均一に拡散するヒートパイプとを有する熱ローラと、この熱ローラに圧接した加圧ローラとを有するものが良く知られている。熱ローラの軸方向における温度の均一化とコストの低減を目的として、熱ローラの軸方向に複数のヒートパイプを配列したものがある。
【０００３】
定着装置は、熱ローラと加圧ローラとの接触部にトナー像が形成された転写紙を通過させてトナー像を転写紙に定着する。トナーは定着装置により与えられる熱条件により転写紙への結合度が異なる。即ち、与えられる熱が多ければトナーはよく溶け、定着性が良く、一方熱が少なければ、トナーはあまり溶けずに定着性が悪くなる。このことは、熱ローラや加圧ローラの表面温度に関係していて、熱ローラや加圧ローラの表面温度を高く保つことで定着性が良好になり、表面温度が低ければ定着性が悪くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
定着性が悪い画像が形成された転写紙を搬送すると、搬送ローラや、ガイド部材、両面画像形成の反転部等でトナー像が擦られてトナーが剥がれ落ちて、これら擦った部材を汚したり、転写紙自体を汚すことになる。また、この画像を原稿として用いる場合には、原稿搬送部を汚すことになり、次の転写紙を汚したり、溜ったトナーにより転写紙が傷つけられたりするという問題がある。
【０００５】
さらに、定着性が悪い場合には、トナーが熱ローラ上に残るというトナーのオフセットが発生し易く、転写紙を熱ローラや加圧ローラから剥離する剥離爪（転写紙にトナーを定着させる際、トナーを溶融し圧力で転写紙の繊維内に押し込むが、溶融されたトナーは、粘り気があり、熱ローラに付着して転写紙が熱ローラに巻き付き、紙づまりが発生する。それを防止するために、剥離爪が設けられている。最近の複写機等では、両面複写が一般に可能で、加圧ローラ側にもトナー像が存在し、上述したように転写紙の巻き付きが生じる。また、加圧ローラは一般にＳｉゴム等の弾性体であり、電気伝導性が低く、回転、摩擦による帯電が起こりやすいので、両面複写時でなくても、静電気により転写紙が加圧ローラに巻き付く。そのため、加圧ローラにも剥離爪が設けられている。）にオフセットしたトナーが付着して、剥離不良や、トナーの逆転写、剥離爪に付着したトナーが凝固して熱ローラや加圧ローラに傷を付けるという問題もある。
【０００６】
そこで特開昭５２−５８９２７号公報に示されているように、定着後の搬送部材を、転写紙との接触面積を減らす形状としたり、トナーが付着しない材質のものとして、上述した汚染の問題を解決しようとしているが、この技術には、転写紙の搬送性が悪いという問題がある。すなわち、両面複写時に、両面トレイからの給紙は、停止している転写紙を送り出すので、大きな搬送力を必要とし、上述の技術の搬送部材の形状や材質では十分な搬送性が期待できず、転写紙の不送りなどの不具合がある。
【０００７】
従って、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、転写紙を搬送する部材のトナーによる汚染を防止して、転写紙に汚れ、傷が発生しない良好な画像形成を行え、熱ローラや加圧ローラからの剥離を確実に行え、熱ローラや加圧ローラに傷がつくのを防止できる定着装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、画像形成装置に用いられる定着装置であって、ヒータにより加熱される熱ローラと、上記ヒータの熱を伝導するヒートパイプと、上記熱ローラに圧接した加圧ローラとを有し、上記熱ローラと上記加圧ローラとの接触部にトナー像が形成された転写紙を通過させて、上記トナー像を上記転写紙に定着する定着装置において、上記ヒートパイプは上記熱ローラの軸方向に延在し、上記熱ローラの少なくとも１ヶ所に、集中的に熱を伝える熱伝導部を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、上記熱伝導部は、上記画像形成装置の搬送部材に、対応した位置に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、上記熱伝導部は、上記熱ローラ及び／又は上記加圧ローラから上記転写紙を剥離する剥離爪に対応した位置に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、上記熱伝導部は、上記画像形成装置の原稿を送る搬送部材に対応した位置に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１、２、３又は４記載の定着装置において、上記熱伝導部は、ヒートパイプの一部を膨出して形成されていることを特徴とする。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１において、符号１０は画像形成装置に適用される定着装置を表す。まず、画像形成装置について説明する。
【００１４】
画像形成装置は、図３に示すように、画像形成装置本体３０の上に配置され、原稿Ｇを所定の読み取り位置まで搬送するオートドキュメントフィーダー３１（以下、ＡＤＦ３１という）と、ＡＤＦ３１により搬送された原稿Ｇの画像を読み取る読取部２と、読み取った画像情報を電気的な画像信号に変換する画像処理部３と、感光体１と、感光体１を均一に帯電する帯電チャージャ４と、帯電された感光体１に原稿に対応した静電潜像を形成する書込み部５と、静電潜像を可視像化する現像装置６と、現像装置６によって形成された可視像を、給紙カセット８から搬送され、レジストローラ２７によって搬送される転写紙に転写し、転写された転写紙を感光体１から分離する転写分離チャージャ７と、転写されたトナー像を定着する定着装置１０と、転写後の感光体１１に残存するトナーを除去して感光体１をクリーニングするクリーニングユニット９と、転写後の感光体１１に残存する電化を消去する除電ランプ２２とを有する。
【００１５】
ＡＤＦ３１は、複数の原稿Ｇを一枚ずつに分離し搬送する分離搬送ローラ３２と、原稿Ｇを反転搬送する反転ローラ３３と、反転された原稿Ｇを搬送する搬送ベルト３４と、読取部２で読み取られた原稿Ｇを再度反転する反転ローラ３５と、原稿Ｇを送り出す送り出しローラ３６とからなる。
【００１６】
定着装置１０は、図１に示すように、内部に転写紙Ｐ上のトナーＴを熱溶融するヒータ１５と、ヒータ１５からの熱を伝導するヒートパイプ１６とを有する熱ローラ１１と、熱ローラ１１に加圧手段２３で圧接された加圧ローラ１２と、熱ローラ１１に接していて、熱ローラ１１に付着したトナーや紙粉を除去するクリーニングローラ１３と、クリーニングローラ１３に当接してクリーニングローラ１３に付着したトナー等の付着物を掻き取るブレード１４と、熱ローラ１１の外周面に離型剤２１を塗布するフェルト１７と、フェルト１７で塗布された離型剤２１のうちの余剰の離型剤を掻き取る離型剤ブレード１８と、熱ローラ１１と加圧ローラ１２とによりトナー像を定着された転写紙Ｐを熱ローラ１１から分離する剥離爪１９と、剥離爪１９で分離された転写紙Ｐを排紙する排紙ローラ対２０ａ、２０ｂとから主になる。
【００１７】
加圧手段２３は、加圧ローラ１２の軸受け１２ｃに当接した加圧アーム２４と、加圧アーム２４を付勢するバネ２５とからなる。熱ローラ１１の軸方向中央の表面には、熱ローラ１１の温度を検出するサーミスタ２６が配置されている。サーミスタ２６の温度情報は図示しない制御手段に入力され、制御手段がサーミスタ２６の温度情報に基づいて、ヒータ１５への通電を制御し、熱ローラ１１の温度を所定の温度に保つ。
【００１８】
加圧ローラ１２は、アルミニウム等の芯金１２ａと、この芯金１２ａの外側に設けられたシリコンゴムからなるゴム層１２ｂとで形成されている。一方、熱ローラ１は、アルミ、鉄、銅等の芯金１１ａと、この芯金１１ａの外周面に形成され、トナーＴの離型性を良くする、４弗化エチレン等の樹脂層１１ｂとを有している。芯金１１ａには、ヒータ１５からの熱を熱ローラ１の表面に伝導するヒートパイプ１６が挿入されている。
【００１９】
ヒートパイプ１６は、図２に示すように、芯金１１ａに形成された孔３７に挿入されていて、熱ローラ１１の軸方向に延在している。ヒートパイプ１６は、例えば、ガラス、銅の管に水等の液体を封入して形成されていて、液体の気化、蒸発、凝集の循環により熱を伝導する周知の機能を有する。
【００２０】
ヒートパイプ１６は、熱ローラ１１の少なくとも１ヶ所に、ヒータ１５からの熱を集中的に伝える熱伝導部１６ａが形成されている。熱伝導部１６ａの熱ローラ１１の外周面に対向した部分の芯金１１ａに接触する接触部１６Ａの面積は、ヒータ１５からの熱を受け取る受熱部１６Ｂの面積よりも小さく決められている。これにより、ヒータ１５からの熱は、熱伝導部１６ａに対応した部分の熱ローラ１１に多く伝導されることとなる。熱伝導部１６ａは、ヒートパイプ１６の一部を膨出して形成されていて、上述した排紙ローラ２０ａや、剥離爪１９に対応した位置に設けられている。
【００２１】
トナー像の定着時には、熱ローラ１１の表面から均一に熱が奪われるが、ヒートパイプ１６の熱伝導性により、熱伝導部１６ａに対応した部分の熱ローラ１１が、熱ローラ１１の他の位置よりも早く、多くの熱を与えられて高温となり、転写紙Ｐの、その部分に対応する領域Ｐ１のトナーＴの定着性が良くなる。
【００２２】
以下、上記構成による動作を簡単に説明する。
ＡＤＦ３１の所定の位置にセットされた原稿Ｇが、分離搬送ローラ３２で一枚ずつに分離され、反転されて搬送ベルト３４で搬送されつつ読取部２で原稿Ｇの画像情報が読み取られ、画像処理部３で電気的な画像信号に変換される。読取部２で読み取られた原稿Ｇは、再度反転され送り出しローラ３６で送り出される。
【００２３】
書込み部５によって原稿の画像が、帯電チャージャ４で表面を均一に帯電させられた感光体１の表面に投影され、静電潜像が形成される。感光体１上の静電潜像に、現像装置６によりトナーが付着させられてトナー像が形成される。
【００２４】
一方、給紙装置の給紙カセット８の一方から一枚の転写紙Ｐが給紙されてレジストローラ２７に送られる。レジストローラ２７は、感光体１上のトナー像と転写紙とが転写分離チャージャ７で一致するタイミングをもって転写紙Ｐを転写分離チャージャ７へ送り出す。転写分離チャージャ７で画像を転写され、感光体１から分離された転写紙Ｐは、定着装置１０へ送られる。
【００２５】
図１に示すように、転写紙Ｐが、制御手段により所定の温度に加熱された熱ローラ１１と、加圧ローラ１２との間に挿入され、トナー像が加熱定着される。この時、熱ローラ１１の、熱伝導部１６ａに対応した部分が、熱ローラ１１の他の位置よりも多くの熱を与えられて高温となり、転写紙Ｐのその部分に対応する領域Ｐ１のトナーＴが良好に定着される。剥離爪１９に対応した転写紙Ｐの領域Ｐ１のトナーＴが良好に定着されているので、トナーＴが剥離爪１９に堆積せず、転写紙Ｐは確実に剥離爪１９で熱ローラ１１の表面から分離され、排紙ローラ対２０ａ、２０ｂで搬送されて排出される。
【００２６】
一方、感光体１上に残ったトナーは、クリーニングユニット９により除去されてクリーニングされ次の作像に備えられる。転写紙Ｐは、定着後に次の搬送経路へ送られるが、搬送経路内の搬送部材、例えば不図示のガイド部材、分岐爪、搬送ローラ等を熱伝導部１６ａに対応した位置に設けることにより、定着後のトナーによる汚染を防止できる。
【００２７】
また、画像が形成された転写紙Ｐを原稿として用いる場合が考えられる。そこで、原稿を送る搬送部材即ち、ＡＤＦ３１の各ローラ３２、３３、３５、３６を熱伝導部１６ａに対応した位置に設ければ、ＡＤＦ３１のトナーによる汚染や、他の原稿の汚れを防止できる。
本例では、剥離爪１９を熱ローラ１１側のみに設けたが、図４に示すように、加圧ローラ１２側にも剥離爪１９’を設けても良い。これにより両面複写に対応できる。なお、同図には加圧手段の図示が省略されている。
【００２８】
図５に別の実施例を示す。上述の実施例では、ヒートパイプ１６の熱伝導部１６ａを剥離爪１９や画像形成装置の搬送部材に対応する位置にのみ設けて、熱を集中させて、その部分のトナーの定着性を良くしたのに対して、本実施例では、ヒートパイプ４６の熱伝導部４６ａを複数設けた点において相違する。
【００２９】
即ち、熱伝導部４６ａは、小サイズの転写紙Ｐ２の非通紙部Ｘ（熱ローラ１１の端部）と、剥離爪１９や画像形成装置の搬送部材とに対応する位置に設けられている。熱ローラ１１の熱は、通紙部Ｙでトナーの定着により熱が奪われるが、一方、非通紙部Ｘでは残留し易いので、何もしなければ大気中に放熱されるか、定着動作終了後に徐々に通紙部Ｙへ移動する。本例では、非通紙部Ｘの熱がヒートパイプ４６の両端部の熱伝導部４６ａから中央部の熱伝導部４６ａに伝導し、有効に活用される。
【００３０】
上記各実施例においては、ヒートパイプ１６、４６を熱ローラ１１の内部に配置したが、図６に示すように、熱ローラ１１の外周面に当接させるようにしても良い。
また、ヒートパイプ４６により集中的に熱の移送が行われた部分に対して、熱ローラ１１側の剥離爪１９、加圧ローラ１２側の剥離爪１９’、搬送部材等が長手方向に配置されるが、すべての部品が同じ位置でも良いが、その場合、汚れや耐久性において不利になりやすい。従って、該当範囲内において、各々長手方向にずらすことが有効である。ヒートパイプ１６、４６の設置は熱ローラ１１側で説明したが、加圧ローラ１１側でも同様な位置関係で設置可能であり、この場合、ヒートパイプ１６、４６は、ヒータ１５の熱を加圧ローラ１２を介して熱ローラ１１に伝えることになる。さらにヒートパイプ１６、４６を両ローラ側にそれぞれ設けても良く、有効である。さらにヒータ１５を熱ローラ１１側、加圧ローラ１２側の双方に設けても良い。それぞれの実施例は併用可能で、併用例が多いほど熱の移送が増加し、定着性に対する余裕度が増し効果が得られやすい。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ヒータの熱を集中的に伝える熱伝導部を有するので、熱伝導部での定着性が良くなる。
【００３２】
請求項２記載の発明によれば、熱伝導部が画像形成装置の搬送部材に対応した位置にヒータの熱を集中的に伝えるので、その位置での定着性が良くなり、搬送部材が汚れず、転写紙に傷、汚れが発生せず、良好な画像形成を行える。
【００３３】
請求項３記載の発明によれば、熱伝導部が剥離爪に対応した位置にヒータの熱を集中的に伝えるので、その位置での定着性が良くなり、剥離爪に対応する位置での熱ローラのオフセットが少なく、剥離爪にトナーが堆積しにくくなり、転写紙の剥離性が良くなり、トナーの逆転写や、熱ローラや加圧ローラの破損を防止できる。
【００３４】
請求項４記載の発明によれば、熱伝導部が画像形成装置の原稿を送る搬送部材に対応した位置に、ヒータの熱を集中的に伝えるので、その位置での定着性が良くなり、搬送部材や原稿が汚れることなく、良好な画像形成を行える。
【００３５】
請求項５記載の発明によれば、熱伝導部をヒートパイプの一部を膨出して形成したので、熱伝導部を容易に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す定着装置の概略側面図である。
【図２】図１に示す定着装置の断面図である。
【図３】図１に示す定着装置が適用される画像形成装置の側面図である。
【図４】図１に示す定着装置の変形例を示す概略側面図である。
【図５】本発明の別の実施例を示す定着装置の要部の斜視図である。
【図６】図５の変形例を示す定着装置の要部の斜視図である。
【符号の説明】
１０          定着装置
１１          熱ローラ
１２          加圧ローラ
１３          クリーニングローラ
１４          ブレード
１５          ヒータ
１６、４６    ヒートパイプ
１６ａ、４６ａ  熱伝導部
１７          フェルト
１８          離型剤ブレード
１９、１９’          剥離爪
２０ａ、２０ｂ  排紙ローラ対
２３          加圧手段
２６          サーミスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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