(57)【要約】【課題】電力消費の増加を削減し、且つ、簡易な構成でプレヒートを行うことができる定着装置を提供すること。【解決手段】外部加熱手段により、外部から表面が加熱された定着ローラと、該定着ローラと平行に配置され、該定着ローラの外周面を押圧することにより、該定着ローラと圧接部を形成するように配置された加圧部材とを有し、前記圧接部に、未定着トナー像が形成された記録材を搬送することにより該記録材にトナーを加圧及び加熱して定着させる定着装置において、前記外部加熱手段と前記定着ローラの接触部は、定着ローラと前記加圧部材との圧接部に対して定着ローラの回転方向出上流側にあり、該外部加熱手段は、定着前に配置された、記録材を搬送する搬送部の近傍に位置する。【選択図】図１
2006184623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部加熱手段により、外部から表面が加熱された定着ローラと、該定着ローラと平行に配置され、該定着ローラの外周面を押圧することにより、該定着ローラと圧接部を形成するように配置された加圧部材とを有し、前記圧接部に、未定着トナー像が形成された記録材を搬送することにより該記録材にトナーを加圧及び加熱して定着させる定着装置において、
前記外部加熱手段と前記定着ローラの接触部は、定着ローラと前記加圧部材との圧接部に対して定着ローラの回転方向出上流側にあり、該外部加熱手段は、定着前に配置された、記録材を搬送する搬送部の近傍に位置することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記外部加熱手段は、定着前の記録材搬送部との最近接部が所定の間隙をもって搬送部に対向していることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記外部加熱手段と搬送部との最近接部における間隙は、２０ｍｍ以下に設定されていることをことを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着ローラと圧接部を形成するように配置された加圧部材は、ローラ状の加圧ローラであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
前記定着ローラと圧接部を形成するように配置された加圧部材は、複数のローラによって張架された無端状のベルトであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項６】
前記定着ローラは、ローラ内部に熱源を有し、ローラ内部からも加熱されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた記録装置においてて加熱溶融定着を行う定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、像担持体上に画像情報に基づいてトナー像を形成し、該トナー像を紙やＯＨＰシート等の記録材上に転写し、トナー像を担持した記録材を定着装置に通して熱と圧力によりトナー像を記録材上に定着することが行われている。定着装置としては、主として加熱ローラ方式と、フィルムホウシキガ知られており、更に熱ローラ方式としては、定着ローラの内部に熱源（ハロゲンヒータ）を有する内部加熱方式と、定着ローラの外部に熱源を有する外部加熱方式が知られている。
【０００３】
熱ローラ方式の定着装置は、熱源によって加熱される定着ローラと、この定着ローラとの間で定着ニップ部を形成する加圧ローラを有しており、画像を担持した記録材を定着ニップ部に通すことにより、定着ローラの熱によってトナーが溶融し圧力により定着される。定着ローラは、金属製の芯金より成る構成が一般的であり、加圧ローラは金属製の芯金の表面にゴム等の弾性層を被覆した構成が一般的となっている。熱ローラ方式の定着装置は安全性や高速機への対応性等の観点から広く用いられている。
【０００４】
しかしながら、熱ローラ方式の定着装置では定着ローラの熱容量が極めて大きいため、内部加熱方式では定着ローラの表面温度が所定の定着温度に達するまでの立ち上げの数分の時間が掛かり、画像出力動作を速やかに実行できないという問題がある。この方式において、画像出力動作を速やかに実行しようとする場合には、例えば、定着装置の非使用時でも定着ローラを或る程度の温度に維持する待機時余熱を行う必要があり、消費エネルギーが多過ぎるという問題があった。
【０００５】
この待機余熱を削減若しくは低減して省エネルギー化を実現するために、近年においては、例えば図４に示すような外部加熱方式が提案されている。これは、定着のための熱量は、定着ローラの表面近傍にのみ蓄熱された熱で足りるとの考えに基づくものであり、内部から加熱して定着ローラ全体を加熱する内部加熱方式に比べて立ち上がり時間が短く、エネルギーロスが少ないという利点がある。
【０００６】
又、更に最近では、印刷速度の高速化に対応するため、又、更には、印刷市場で用いられているような両面光沢紙に対応するため、図５に示すような定着ニップ部の前に予備加熱装置（以下、プレヒータと言う）を設けたものも提案されている。プレヒータは、定着ニップ部の前に記録材（紙）を予備加熱するものであるが、これにより記録材は定着ニップ部に達する前に十分な温度に加熱され、高速印刷時に定着部で不足する熱量を補うことができる。又、プレヒータは、両面光沢紙における紙中水分の蒸発による紙の膨れ（以下、ペーパーブリスタ現象と言う）に対しても効果があり、定着ニップ部に達する前に記録材が十分な温度に加熱され、紙中水分が定着前に蒸発させることができるため、ペーパーブリスタ現象を防止することができる。
【０００７】
図５に、プレヒータが設けられた従来の定着装置の概略構成の断面図を示す（特許文献１）。
【０００８】
図５において、２３０は加熱部で、板状発熱体２３１と耐熱性支持部材２３２より構成されている。２５０は記録材Ｐのガイド用支持板である。このように構成された装置では、所定の画像形成プロセスを経て、記録材Ｐ表面に形成された未定着トナー画像Ｔはガイド部材２５０と加熱部２３０とにより形成された微小間隙を有する１次定着領域Ｈ１で、板状発熱体からの放射熱を効率良く吸収し、溶融軟化状態となる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１５１４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記プレヒータを設けることは、定着ローラを加熱する熱源の他には定着前の記録材を加熱する熱源を必要とすることになり、消費電力の点から見て省エネルギーには適さない定着装置構成となる。又、定着ローラの加熱手段の他にも加熱手段を有するということは、装置構成の点から見て、より複雑な構成となる。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、電力消費の増加を削減し、且つ、簡易な構成でプレヒートを行うことができる定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、外部加熱手段により、外部から表面が加熱された定着ローラと、該定着ローラと平行に配置され、該定着ローラの外周面を押圧することにより、該定着ローラと圧接部を形成するように配置された加圧部材とを有し、前記圧接部に、未定着トナー像が形成された記録材を搬送することにより該記録材にトナーを加圧及び加熱して定着させる定着装置において、前記外部加熱手段と前記定着ローラの接触部は、定着ローラと前記加圧部材との圧接部に対して定着ローラの回転方向出上流側にあり、該外部加熱手段は、定着前に配置された、記録材を搬送する搬送部の近傍に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、外部加熱手段が、定着前に配置された、記録材を搬送する搬送部の近傍に位置するため、定着前搬送部上を搬送される記録材に熱を輻射し、プレヒータとして機能することができ、定着ローラの加熱に要する熱源をプレヒータ用としても兼用できるため、プレヒータ設置時における消費電力の増加をなくすことができ、又、装置構成の複雑化も避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る定着装置要部の断面図であり、図示の定着装置は、定着ローラ１０に当接配置された外部加熱ローラ５３によって定着ローラ１０を加熱する外部加熱方式を採用している。
【００１６】
上記定着ローラ１０は、アルミニウム又は鉄等により構成された薄肉芯金ローラ１２の表面に耐熱弾性離型層１３が設けられている。２０は一対のローラを構成する他方の加圧ローラであり、前記定着ローラ１０と同様に薄肉芯金ローラ２１の表面に耐熱弾性離型層２２が設けられ、両ローラ１０，２０の当接部でニップ領域Ｎが形成されるように加圧ローラ２０が不図示のバネにより定着ローラ１０側に圧接されている。
【００１７】
前記外部加熱ローラ５３は、内部に加熱源としてヒータランプ５４を有し、定着ローラ１０の回転方向に対して定着ニップ部の上流側に設けられている。このとき、外部加熱ローラ５３は、定着ローラ１０に所定の押圧力をもって圧接するようになっている。
【００１８】
図１では、外部加熱ローラ５３は、定着ローラ１０に接触した状態を示しており、定着ローラ１０と外部加熱ローラ５３との間に形成された圧接部を加熱ニップ部Ｗとする。本実施の形態では、加熱ニップ部Ｗの幅は５ｍｍである。又、外部加熱ローラ５３は、定着ローラ１０に圧接することで定着ローラ１０の回転に従動して矢印方向に回転する。
【００１９】
１４はトナー画像Ｔを表面に担持した記録材Ｐを定着ローラ１０の表面から効率良く分離するための分離爪、Ｓ１は加圧制御及び温度検知を行うサーミスタである。
【００２０】
外部加熱ローラ５３は、アルニウムやステンレス等から成る中空円筒状のものを用いる。アルミニウムやステンレスをそのまま使用しても良いが、その表面に耐熱性と離型性に優れた合成樹脂材料、例えばシリコンゴムやフッ素ゴム等の高分子材料又はＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂やフッ素樹脂とフッ素ゴムとを混合したものをコーティングしても良い。
【００２１】
尚、本実施の形態では、直径１５ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのアルニウム製円筒ローラを用いている。又、外部加熱ローラ５３の内部に配置されたヒータランプ５４の定格出力は８００Ｗとする。
【００２２】
上記外部加熱ローラ５３の周面には、温度検知手段としての不図示のサーミスタが配設され、加熱ローラ５３の表面温度を検知するようになっている。
【００２３】
又、外部加熱ローラ５３は、定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向上流側で、且つ、定着ニップ部Ｎ前の記録材搬送部における記録材Ｐの搬送面Ｑの近傍に配置されている。本実施の形態においては、外部加熱ローラ５３と記録材Ｐの搬送面Ｑの距離は、外部加熱ローラ５３の記録材Ｐの搬送面Ｑとの最近接部と搬送面Ｑとの距離で５ｍｍとしている。
【００２４】
このように、外部加熱ローラ５３と定着前の記録材搬送面Ｑとの距離が外部加熱ローラ５３の最近接部において微小な間隙となるようにしたため、定着前の記録材搬送面Ｑ上を搬送される。未定着トナーを載せた記録材Ｐに対して外部加熱ローラ５３からの熱輻射を受けられる構成となり、記録材Ｐを定着ニップ部Ｎに達する前に十分な温度まで加熱することができ、プレヒートの効果を得ることができる。記録材Ｐは、その後、定着ニップ部Ｎを通過することにより本定着される。
【００２５】
以上のように、本実施の形態によれば、外部加熱ローラ５３にプレヒートの効果を持たせることができるようになるため、従来のようにプレヒータを別個に設けることによって生じる電力消費の増加や構成の複雑化を避けることができる。
【００２６】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
【００２７】
実施の形態１では、定着ローラ１０と対を成し、定着ニップ部Ｎを形成するものとしてローラ状の加圧ローラ２０を用いたため、図２に示すように、複数のローラによって張架された無端状のベルト６０を用いても良い。無端状のベルト６０は、定着ローラ１０と定着ニップ部Ｎを形成するために裏側からスポンジローラ６１によって不図示のバネにより定着ローラ１０側に圧接されている。
【００２８】
この場合には、定着ニップ部Ｎを実施の形態１に比べて広くすることができるため、定着性が向上し、高速印刷にも対応可能な定着装置構成となる。
【００２９】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施形態３について説明する。
【００３０】
実施の形態１では、定着ローラ１０を外部からのみ加熱したが、図３に示すように、定着ローラ１０の内部にも熱源ハロゲンヒータを有し、定着ローラ１０の内部からも加熱する構成としても良い。
【００３１】
図３に示すように、定着ローラ１０の芯金１２は、中空のものを用い、その内部にヒータランプ７０を配置する構成となる。又、本実施の形態では、ヒータランプ７０の定格出力は、内部のヒータランプ７０が４００Ｗ、外部のヒータランプ５４も４００Ｗとした。
【００３２】
本実施の形態では、実施の形態１で得られる効果の他に、定着ローラ１０内部に熱源を有し、蓄熱される構成となっているため、厚紙を高速に連続的に通紙した場合に生じる定着ローラ１０の急激な温度低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る定着装置要部の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る定着装置要部の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る定着装置要部の断面図である。
【図４】従来の定着装置要部の断面図である。
【図５】従来の定着装置要部の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０    定着ローラ
１２    薄肉芯金ローラ
２０    加圧ローラ
２１    薄肉芯金ローラ
５３    外部加熱ローラ
５４    ヒータランプ
６０    無端状ベルト
６１    スポンジローラ
７０    ヒータランプ
Ｐ      記録材
Ｑ      記録材搬送面
Ｓ１    サーミスタ
【図１】
2006184623.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006184623.tif 000006
【図５】
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