(57)【要約】【課題】コイルを有するヒートローラを適切に加熱することができる定着装置を提供することを目的とする。【解決手段】定着装置は、円筒形状のローラ部６１およびローラ部６１の内周面６１２Ｂに沿って巻回されるコイル６２とを有するヒートローラ６０と、ローラ部６１の内側に配置され、通電により発熱する電熱線７１を有するヒータ（ハロゲンヒータ７０）と、を備えている。ヒートローラ６０は、軸方向におけるコイル６２の巻回の粗密とローラ部６１の肉厚の違いによって、熱容量が異なる領域（高領域ＨＡ、低領域ＬＡ）を軸方向で複数有し、ヒータの電熱線７１は、ヒートローラ６０のうち熱容量が所定値未満となる低領域ＬＡに対向する部分よりも、ヒートローラ６０のうち熱容量が所定値以上となる高領域ＨＡに対向する部分の方が発熱量が大きくなるように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記ローラ部の内側に配置され、通電により発熱する電熱線を有するヒータと、を備えた定着装置であって、
前記ヒートローラは、軸方向における前記コイルの巻回の粗密と前記ローラ部の肉厚の違いによって、熱容量が異なる領域を軸方向で複数有し、
前記ヒータの電熱線は、前記ヒートローラのうち熱容量が所定値未満となる低領域に対向する部分よりも、前記ヒートローラのうち熱容量が所定値以上となる高領域に対向する部分の方が発熱量が大きくなるように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記コイルおよび前記電熱線は、前記軸方向において、中央部よりも両端部の方が密に巻かれていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記コイルおよび前記電熱線は、前記軸方向において、両端部よりも中央部の方が密に巻かれていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記ローラ部の軸方向の両端部を回転可能に支持する軸受部材を備え、
前記ローラ部は、前記軸方向において、両端部が中央部よりも厚くなるように構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記ローラ部の軸方向の両端部を回転可能に支持する軸受部材を備え、
前記コイルは、前記ローラ部の径方向に投影したときに、前記軸受部材と重なるように配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、薄肉のローラ部の特に強度が弱くなる中央部を強固に補強すべく、その中央部が両端部に比べて密に巻かれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７０７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した技術のように、粗密の分布がつくようにコイルを巻回した場合には、密に巻いた部分と粗に巻いた部分とで熱容量が変わるため、ヒートローラの中央部と両端部とで熱容量が大きく異なってしまうといった問題があった。そして、このようにヒートローラの中央部と両端部とで熱容量が大きく異なると、ヒータによってヒートローラを適切に加熱することができず、用紙上のトナー像を良好に熱定着することができなくなるおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、コイルを有するヒートローラを適切に加熱することができる定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、前記ローラ部の内側に配置され、通電により発熱する電熱線を有するヒータと、を備えた定着装置であって、前記ヒートローラは、軸方向における前記コイルの巻回の粗密と前記ローラ部の肉厚の違いによって、熱容量が異なる領域を軸方向で複数有し、前記ヒータの電熱線は、前記ヒートローラのうち熱容量が所定値未満となる低領域に対向する部分よりも、前記ヒートローラのうち熱容量が所定値以上となる高領域に対向する部分の方が発熱量が大きくなるように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、電熱線が、ヒートローラのうち熱容量が所定値未満となる低領域に対向する部分よりも、ヒートローラのうち熱容量が所定値以上となる高領域に対向する部分の方が発熱量が大きくなるように構成されているので、ヒートローラの各部位の熱容量の差が大きな場合であっても、ヒートローラを適切に加熱することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、コイルを有するヒートローラを適切に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】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。
【図２】コイルと電熱線の関係を示す説明図である。
【図３】コイルの変形例を示す説明図である。
【図４】コイルと電熱線の変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
＜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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
定着装置１８は、円筒状のヒートローラ６０と、ヒータの一例としてのハロゲンヒータ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やハロゲンヒータ７０の構造については、後で詳述する。
【００２２】
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。
【００２３】
＜ヒートローラおよびハロゲンヒータの構造＞
次に、ヒートローラ６０およびハロゲンヒータ７０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。
【００２４】
ローラ部６１は、円筒形状に形成されており、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いる。そして、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。
【００２５】
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。また、両端部６１１が本体部６１２よりも厚く形成されることで、当該両端部６１１は、その熱容量（詳しくは単位長さＬＢあたりの熱容量）が所定値以上となる高領域ＨＡとなっている。
【００２６】
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、軸方向において、中央部６２１よりも両端部６２２の方が密に巻かれている。これにより、密に巻かれたコイル６２の両端部６２２と、ローラ部６１の本体部６１２の両端部（コイル６２の両端部６２２と接触する部分）とによって、その熱容量（詳しくは単位長さＬＢあたりの熱容量）が所定値以上となる高領域ＨＡが構成されている。
【００２７】
また、これに対し、粗に巻かれたコイル６２の中央部６２１と、ローラ部６１の本体部６１２の中央部（コイル６２の中央部６２１と接触する部分）とによって、その熱容量（詳しくは単位長さＬＢあたりの熱容量）が所定値未満となる低領域ＬＡが構成されている。すなわち、ヒートローラ６０は、軸方向におけるコイル６２の巻回の粗密とローラ部６１の肉厚の違いによって、熱容量が異なる領域を軸方向で複数有している。
【００２８】
ハロゲンヒータ７０は、ローラ部６１の内側、詳しくは、コイル６２の内側に配置されており、主に、通電により発熱する電熱線７１と、この電熱線７１を収容するガラス管７２とを備えている。なお、図２等においては、コイル６２と電熱線７１の関係を分かり易く説明すべく、実際にはコイル６２内に配置されるハロゲンヒータ７０を、コイル６２の外に出したように図示している。
【００２９】
電熱線７１は、ヒートローラ６０の低領域ＬＡに径方向で対向する中央部７１１よりも、ヒートローラ６０の高領域ＨＡに径方向で対向する両端部７１２の方が発熱量が大きくなるように構成されている。具体的に、電熱線７１は、その両端部７１２の方が中央部７１１よりも密に巻かれている。
【００３０】
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。
低領域ＬＡに対向する中央部７１１よりも高領域ＨＡに対向する両端部７１２の方が発熱量が大きくなるように電熱線７１が構成されているので、熱容量の大小に応じた発熱量でヒートローラ６０の各部位を適切に加熱することができる。
【００３１】
コイル６２が中央部６２１よりも両端部６２２の方が密に巻かれているので、ヒートローラ６０の両端部の熱容量を大きくすることができる。そのため、ヒートローラ６０の両端部の温度が上がりすぎて、樹脂製の軸受部材２００が溶融するのを抑えることができる。また、このように熱容量が大きくなったヒートローラ６０の両端部を、密に巻かれた電熱線７１の両端部７１２で効率良く加熱することができる。
【００３２】
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。
【００３３】
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３および図４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。
【００３４】
前記実施形態では、コイル６２の両端部６２２を、薄肉の本体部６１２の両端と一致する位置まで形成したが、本発明はこれに限定されず、図３に示すように、コイル６２の両端部６２２を、ローラ部６１の肉厚の両端部６１１まで延ばしてもよい。すなわち、コイル６２を、ローラ部６１の径方向に投影したときに、軸受部材２００と重なるように配置してもよい。
【００３５】
これによれば、コイル６２の両端部６２２によってローラ部６１の両端部６１１の剛性が上がるので、ローラ部６１の両端部６１１を軸受部材２００で確実に支持することができる。また、ヒートローラ６０の両端部の熱容量をさらに大きくすることができるので、軸受部材２００の溶融もさらに抑制することができる。
【００３６】
前記実施形態では、コイル６２および電熱線７１を、軸方向において、中央部６２１，７１１よりも両端部６２２，７１２の方が密になるように巻いたが、本発明はこれに限定されず、例えば、図４に示すように、粗密の関係を逆にしてもよい。具体的に、コイル６３および電熱線７３は、軸方向において、両端部６３２，７３２よりも中央部６３１，７３１の方が密に巻かれていてもよい。この場合であっても、コイル６３を密に巻くことで熱容量が大きくなった中央部６３１を、密に巻かれた電熱線７３の中央部７３１で効率良く加熱することができる。
【００３７】
また、粗密のパターンは、図２や図４の形態に限定されず、例えば、密に巻く部分をコイルの両端部や中央部以外の位置に形成するなど、様々なパターンを採用することができる。つまり、例えば薄肉のローラ部の特に補強したい箇所などに対してコイルを密に巻き、このようにコイルを密に巻くことによって熱容量が大きくなった箇所に対して電熱線を密に巻けばよい。
【００３８】
前記実施形態では、電熱線７１を螺旋状に巻回したが、本発明はこれに限定されず、例えば、複数回ジグザグに折り曲げることにより電熱線を形成してもよい。この場合には、ヒートローラの熱容量が大きい高領域に対向する電熱線の部位の折り曲げ角度を小さくする（電熱線を密に折る）ことで、発熱量を大きくすることができる。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、例えば発熱抵抗体などを採用してもよい。
【００４２】
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。
【符号の説明】
【００４３】
１８    定着装置
６０    ヒートローラ
６１    ローラ部
６２    コイル
７０    ハロゲンヒータ
７１    電熱線
２００  軸受部材
６１１  両端部
６１２  本体部
６１２Ｂ  内周面
６２１  中央部
６２２  両端部
７１１  中央部
７１２  両端部
Ｃ      コイル材
ＨＡ    高領域
ＬＡ    低領域
【図１】
2011248144.tif 000003
【図２】
2011248144.tif 000004
【図３】
2011248144.tif 000005
【図４】
2011248144.tif 000006