(57)【要約】【課題】簡素な構成で、浮遊粒子の排出を抑えることが可能な定着装置の提供。【解決手段】ニップ部Ｎを形成するための回転体４３と、前記回転体を加熱する加熱部材６０と、を有し、前記ニップ部で記録材Ｐが坦持するトナー像ｔを熱により溶融して記録材に定着する定着装置において、前記回転体の外周面に沿って前記外周面に近接する複数のリブ１４１ｒを持つカバー部材１４１Ｒを備え、かつ前記回転体の長手端部を支持する部材の周囲に前記回転体と径方向でオーバーラップする形状を持つ隙間埋め部材１４２を備え、前記カバー部材と前記隙間埋め部材を一体で形成することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニップ部を形成するための回転体と、前記回転体を加熱する加熱部材と、を有し、前記ニップ部で記録材が担持するトナー像を熱により溶融して記録材に定着する定着装置において、
前記回転体の外周面に沿って前記外周面に近接する複数のリブを持つカバー部材を備え、かつ前記回転体の長手端部を支持する部材の周囲に前記回転体と径方向でオーバーラップする形状を持つ隙間埋め部材を備え、前記カバー部材と前記隙間埋め部材を一体で形成することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記カバー部材はその長手の一部で分割され、分割されたカバー部材の長手方向位置決め箇所を前記回転体の長手端部に近接する位置とすることで、前記カバー部材の長手方向位置決め箇所から長手端部までの距離を、前記カバー部材の長手方向位置決め箇所から前記長手の一部までの距離よりも短くす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】
前記リブは、前記回転体の長手方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記回転体は加圧ローラであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記装置は更に、筒状のフィルムを有し、前記加圧ローラと前記フィルムの間に前記ニップ部が形成されていることを特徴とする請求項４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、電子写真複写機、電子写真プリンター等の画像形成装置に搭載する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の複写機やプリンターには、記録材上の未定着トナー画像を加熱し記録材に定着させる定着装置が搭載されている。定着装置として最も一般的な形態は、未定着トナー画像にローラやベルト等の定着用回転体を接触させて未定着トナー画像を加熱する接触加熱式の定着装置である。しかしながら、接触加熱式の定着装置では、一部のトナーが記録材に定着せず定着用回転体に付着してしまうオフセットと呼ばれる現象が生じてしまう。
【０００３】
そこで、トナーのオフセットを抑制する方法として、ワックス成分をトナーへ添加することが特許文献１や特許文献２に提案されている。
【０００４】
しかしながら、加熱によりワックス中の一部の成分は気化し、その後、固化して浮遊する。浮遊粒子が画像形成装置内の記録材搬送ローラ表面に付着した場合には、ローラの摩擦係数低下を招くことにより、記録材のジャム等の問題を引き起こす原因ともなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１８４９９２号公報
【特許文献２】特開２０００−３０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
定着器からの浮遊粒子の排出量を抑制する方法として、定着器内で浮遊粒子を排出する経路となる気流経路を狭めることが考えられる。ただし、定着器内の経路を狭めることにより、経路を構成する部品がフィルムの熱の影響を受けて温度が上昇し、熱変形したりするなどの弊害が発生する可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、簡素な構成で、浮遊粒子の排出を抑えることが可能な定着装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る定着装置の構成は、ニップ部を形成するための回転体と、前記回転体を加熱する加熱部材と、を有し、前記ニップ部で記録材が坦持するトナー像を熱により溶融して記録材に定着する定着装置において、前記回転体の外周面に沿って前記外周面に近接する複数のリブを持つカバー部材を備え、かつ前記回転体の長手端部を支持する部材の周囲に前記回転体と径方向でオーバーラップする形状を持つ隙間埋め部材を備え、前記カバー部材と前記隙間埋め部材を一体で形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡素な構成で、浮遊粒子の排出を抑えることが可能な定着装置の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置の断面図
【図２】（ａ）は実施例１に係る定着装置の断面図、（ｂ）は（ａ）に示す定着装置の記録材の搬送方向上流側からの正面図
【図３】セラミックヒーターの説明図
【図４】定着装置内に発生する気流の説明図
【図５】定着装置のカバー部材配設位置を表わす断面図
【図６】フィルム外周面に対し近接して配置されるカバー部材の斜視図
【図７】加圧ローラ外周面に対し近接して配置されるカバー部材の斜視図
【図８】実施例２に係る定着装置のカバー部材の斜視図
【図９】実施例２に係る定着装置のカバー部材の他の例の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の好適な実施形態は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は以下の実施例により限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において他の構成に置き換えることは可能である。
【００１２】
図１を参照して、本発明に係る定着装置を搭載する画像形成装置を説明する。図１は電子写真記録技術を用いた画像形成装置（本実施例ではフルカラープリンタ）１００の一例の概略構成を表わす断面図である。
【００１３】
画像形成装置１００において、記録材Ｐにトナー画像を形成する画像形成部１００Ａは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫを有する。各画像形成ステーションは、プロセスカートリッジ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを有する。各プロセスカートリッジは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、帯電部材４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、現像器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、感光体ドラムをクリーニングするクリーナ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを一体に備えている。そして、これらの各プロセスカートリッジは、画像形成装置本体１００Ｂに取り外し可能に装着されている。
【００１４】
更に、画像形成部１００Ａは、レーザースキャナ２５と、転写部材３４と、転写部材で各感光体ドラムから転写したトナー画像を担持しつつ搬送するベルト３１と、ベルトから記録材Ｐへトナー画像を転写する二次転写部材２１と、を有する。以上の画像形成部１００Ａの動作は周知であるので詳細な説明は割愛する。
【００１５】
画像形成装置本体１００Ｂ内のカセット１１に収納された記録材Ｐはローラ２０の回転によって１枚ずつ繰り出される。その記録材Ｐはベルト３１と二次転写部材２１とで形成された二次転写ニップ部に搬送される。二次転写ニップ部でトナー画像が転写された記録材Ｐは定着部を構成する定着装置４０に送られ、トナー画像は定着装置で記録材に加熱定着される。定着装置４０を出た記録材Ｐは、ローラ４６の回転によって上ガイド４８と下ガイド４９の間を通ってローラ４７に搬送され、ローラ４７の回転によってトレイ５０に排出される。
【００１６】
［実施例１］
（１）定着装置４０の構成
本実施例では、筒状のフィルムを用いた定着装置４０を説明する。図２の（ａ）は本実施例に係る定着装置４０の概略構成を表わす断面図、（ｂ）は定着装置４０の記録材Ｐの搬送方向上流側からの正面図である。図３はセラミックヒーター６０の一例の概略構成を表わす説明図である。
【００１７】
定着装置４０は、回転体として、水平方向で対向するように配置された、筒状のフィルム４１と、フィルムとの間にニップ部Ｎを形成する加圧ローラ４３と、を有する。更に、フィルム４１を加熱する加熱部材としてのセラミックヒーター（以下、ヒーターと記す）６０と、フィルム４１の内周面をガイドするフィルムガイド４２と、を有する。更に、フィルム４１端部の内周面を保持する一対のフランジ４４と、フィルムガイド４２を補強するステイ４５と、を有する。
【００１８】
フィルム４１と、加圧ローラ４３と、フィルムガイド４２と、ステイ４５は、何れも記録材Ｐの搬送方向（以下、記録材搬送方向と記す）ｙと直交する方向（以下、長手方向と記す）に長い部材である。
【００１９】
加圧ローラ４３は、芯金４３ａと、この芯金の長手方向両側の軸部４３ａ１（図２（ｂ）参照）間の外周面上に形成されたローラ部４３ｂと、を有する。芯金４３ａの軸部４３ａ１は、定着装置４０のフレームＦの前後の側板Ｆ１に軸受６２を介して回転可能に支持されている。ローラ部４３ｂは、ゴム層などの弾性層４３ｂ１と、この弾性層の外周面上に形成された離型層４３ｂ２と、を有する。
【００２０】
耐熱性と断熱性を有する樹脂製のフィルムガイド４２は、加圧ローラ４３側の平面に長手方向に沿って形成された溝４２ａでヒーター６０を支持している。フィルムガイド４２には、フィルムガイドのヒーター６０側とは反対側の裏面に金属製のステイ４５が長手方向に沿って配置されている。
【００２１】
ヒーター６０は細長いセラミックス製の基板６０ａを有する。基板６０ａのフィルムガイド４２側とは反対側の表面（フィルム接触面側）には、基板の長手方向に沿って通電により発熱する発熱抵抗体６０ｂが印刷されている。また、基板６０ａの表面には、基板の長手方向両側に、発熱抵抗体６０ｂに通電するための導電部６０ｃと、この導電部を介して発熱抵抗体に給電するための電極部６０ｄが印刷されている。更に、基板６０ａの表面には、発熱抵抗体６０ａを保護し、且つフィルム４１内面との摺動性を確保するため、発熱抵抗体を覆うように保護層６０ｅが形成してある。
【００２２】
フィルム４１は、ヒーター６０を支持しているフィルムガイド４２にルーズに外嵌されている。フィルムとして、ポリイミドなどの樹脂材や、ステンレスなどの金属材料をベース層としたものを用いることができる。また、ベース層にゴム層を重ねたものでもよい。記録材Ｐが担持するトナー像のトナーとの離型性を確保するため、フィルム４１の外周面にフッ素樹脂などで離型層を形成することが好ましい。
【００２３】
耐熱性と断熱性を有する樹脂製の一対のフランジ４４は、それぞれ、フレームＦの側板Ｆ１に支持されている。各フランジ４４は、フランジのフィルム４１側の側面に形成された不図示の保持部でフィルムの長手方向端部の内周面を保持するようになっている。各フランジ４４には、フィルムガイド４２、及びステイ４５の長手方向端部を保持させている。
【００２４】
本実施例の定着装置４０は、加圧手段としての不図示の加圧バネで各フランジ４４を介してステイ４５の長手方向両端部をフィルム４１の母線方向と直交する方向に加圧することによって、ヒーター６０及びフィルムを加圧ローラ４３側に加圧している。ここで、ステイ４５は、ステイの長手方向両端部で受けた加圧力を長手方向に対して均一に伝えるため、鉄、ステンレス、ジンコート鋼板等の剛性のある材料を使用し、断面形状をコの字形状にすることで剛性を高めている。これにより、長手方向でフィルムガイド４２のたわみを抑えた状態で、ヒーター６０及びフィルム４１を均一な加圧力によって加圧ローラ４３に加圧させることができる。
【００２５】
加圧ローラ４３に対しヒーター６０及びフィルム４１を加圧することにより、加圧ローラ４３のローラ部４３ｂの弾性層４３ｂ１を潰して弾性変形させ、フィルム４１の外周面とローラ部の外周面とで所定の幅のニップ部Ｎを形成している。
【００２６】
（２）定着装置４０の加熱定着処理動作
図２、図３を参照して、定着装置４０の加熱定着処理動作を説明する。画像形成装置本体１００Ｂに備えるモーター（不図示）の駆動力が加圧ローラ４３の芯金４３ａの軸部４３ａ１に固定されたギア（不図示）に伝達されることにより加圧ローラは矢印方向へ回転する。フィルム４１は、フィルムの内周面がヒーター６０の保護層６０ｄと接触しながら加圧ローラ４３の回転に追従して矢印方向へ回転する。
【００２７】
ヒーター６０の抵抗発熱体６０ｂは商用電源７０から電力が供給され導電部６０ｃを介して通電されることにより発熱し、これによりヒーターは急速に昇温する。ＣＰＵとＲＯＭやＲＡＭなどのメモリからなる制御部７２は、ヒーター６０の温度をモニタする温度検知素子ＴＨの検知温度が所定の定着温度（目標温度）を維持するようにトライアック７１のオン・オフをコントロールしてヒーターへの電力の供給量を制御する。
【００２８】
未定着トナー像ｔを担持する記録材Ｐはニップ部Ｎで挟持搬送されながらトナー像にヒーター６０の熱とニップ部の圧力が印加され、これによりトナー像は記録材上に加熱定着される。
【００２９】
（３）定着装置４０内で発生する浮遊粒子の説明
記録材Ｐが担持する未定着トナー像ｔのトナーにはワックスが内包してある。前述したように、ワックスの多くは溶融したトナー像と共に記録材Ｐに転写された後に固定するが、一部は気化する。気化したワックスの成分は、その後、固相の粒子となって定着装置４０内を浮遊する。
【００３０】
定着装置４０内で発生する浮遊粒子が定着装置外へ排出される際、定着装置内の気流が影響する。そこで、フィルム４１の外周面近傍、及び加圧ローラ４３の外周面近傍に発生する気流について図４を用いて説明する。
【００３１】
図４に示すように、フィルム４１、及び加圧ローラ４３が矢印方向に回転しているため、フィルム外周面付近、及び加圧ローラ外周面付近では矢印ａにて示すような気流が発生している。一方、フィルム４１の外周面、及び加圧ローラ４３の外周面から離れると、熱による上昇気流や記録材の搬送による気流の影響を受けて、矢印ｂにて示すような気流が発生する。定着装置４０内で発生した浮遊粒子はこの矢印ｂにて示す気流に乗り定着装置４０外へと排出されると考えられる。つまり、浮遊粒子は矢印ｂにて示す気流に乗り定着装置４０のフレームＦが備える記録材排出部Ｏから定着装置外へと排出されると考えられる。
【００３２】
（４）カバー部材１４１Ｆ、１４１Ｒの説明
図５はカバー部材を取り付けた状態の定着装置４０の断面図である。図６はフィルム４１外周面に対し近接して配置されるカバー部材１４１Ｆの斜視図である。図７は加圧ローラ外周面に対し近接して配置されるカバー部材１４１Ｒの斜視図である。
【００３３】
図５に示すように、本実施例の定着装置４０は、定着装置内においてフィルム４１、及び加圧ローラ４３の周囲で浮遊粒子を排出する経路となる気流経路を狭めるため、カバー部材１４１Ｆ及び１４１Ｒを配置している。
【００３４】
カバー部材１４１Ｆの長さはフィルム４１よりも長くなっている（図２（ｂ）参照）。このカバー部材１４１Ｆは細長い基板１４１ｐを有する。この基板１４１ｐは、フレームＦの左右の側板Ｆ２のうち、フィルム４１側の側板Ｆ２に固定されている（図５参照）。基板１４１ｐのフィルム４１側の表面には、フィルム４１の外周面に沿って当該外周面に近接する複数のリブ１４１ｒが形成してある。各リブ１４１ｒは、フィルム４１の長手方向に沿って形成されている（図２（ｂ）、図６参照）。
【００３５】
カバー部材１４１Ｒの長さは加圧ローラのローラ部４３ｂよりも長くなっている（図２（ｂ）参照）。このカバー部材１４１Ｒは細長い基板１４１ｐを有する。この基板１４１ｐは、フレームＦの左右の側板Ｆ２のうち、加圧ローラ４３側の側板Ｆ２に固定されている（図５参照）。基板１４１ｐの加圧ローラ４３側の表面には、加圧ローラ４３のローラ部４３ｂの外周面に沿って当該外周面に近接する複数のリブ１４１ｒが形成してある。各リブ１４１ｒは、加圧ローラ４３の長手方向に沿って形成されている（図２（ｂ）、図７参照）。
【００３６】
カバー部材１４１Ｆ及び１４１Ｒに設けたリブ１４１ｒにより図４で矢印ａ、矢印ｂにて示す気流の流れを抑制でき（気流抑制効果）、発生した浮遊粒子を定着装置４０内に留めやすくなる。更に、リブ１４１ｒ間の空間Ｓa（図５参照）で気流を滞留させることができ、これによって浮遊粒子を長くリブ間の空間に浮遊させることができる。これにより浮遊粒子は互いに凝集したり、カバー部材の表面に捕捉されたりするため、定着装置４０外への浮遊粒子排出量を抑制できる。よって、ローラ４６や、上ガイド４８、下ガイド４９への浮遊粒子の付着を抑える効果を得ることができる。
【００３７】
一方、フィルム４１と加圧ローラ４３の回転方向に沿った気流（図４で矢印ａにて示す気流）が抑制されることにより、定着装置４０内の気流がフィルムと加圧ローラの長手方向両端部の気流経路へと排出されることとなる。これにより、浮遊粒子がフィルム４１と加圧ローラ４３の長手方向への気流によって定着装置４０外へ排出されてしまうことが考えられる。
【００３８】
本実施例では、フィルム４１と加圧ローラ４３の長手方向への気流によって浮遊粒子が定着装置４０外へ排出されることを抑制するため、定着装置４０内の長手方向両側に隙間埋め部材１４２を備えている。
【００３９】
隙間埋め部材１４２は、図２（ｂ）に示すように、加圧ローラ４３の長手端部を支持する部材の周囲即ち軸部４３ａ１を支持する軸受６２の周囲など定着装置４０の構成上広い隙間ができ易い箇所に配置される。更に、隙間埋め部材１４２は、加圧ローラ４３のローラ部４３ｂと径方向でオーバーラップする形状を備える。図２（ｂ）では、隙間埋め部材１４２のローラ部４３ｂとオーバーラップする領域を「オーバーラップ部」として表わしている。
【００４０】
この隙間埋め部材１４２を用いることにより、定着装置４０内の気流がフィルム４１と加圧ローラ４３の長手方向両端部の気流経路へと排出されることを抑制する気流抑制効果が得られる。よって、浮遊粒子がフィルム４１と加圧ローラ４３の長手方向への気流によって定着装置４０外へ排出されることを抑制できる。
【００４１】
更に、本実施例では、隙間埋め部材１４２は、図７に示されるように、カバー部材１４１Ｒと一体で形成することにより、一体に形成しない場合の部材間の隙間から気流が漏れ出ることを防止でき、浮遊粒子の排出量抑制効果を高めることが可能となる。
【００４２】
本実施例の定着装置４０は、カバー部材の複数のリブ１４１ｂによって、浮遊粒子を定着装置内に留めることが可能となる。浮遊粒子を長期間定着装置内に浮遊させることで、浮遊粒子は互いに凝集したり、カバー部材の表面に捕捉されたりするため、定着装置の外部に配置されたローラ４６やガイド４８,４９への浮遊粒子の付着を抑制することができる。また、カバー部材に加圧ローラの長手方向に沿った気流を抑制する隙間埋め部材１４２を一体に備えることで、新たな部材を追加することなく、簡単な構成で定着装置からの浮遊粒子排出量を抑制することが可能となる。
【００４３】
［実施例２］
定着装置４０の他の例を説明する。本実施例に示す定着装置４０は、カバー部材の熱膨張による変形を考慮した構成となっている。本実施例の定着装置４０は、カバー部材１４１Ｒを分割して構成した点を除いて、実施例１の定着装置４０と同じ構成としてある。
【００４４】
図８は本実施例に係る定着装置４０のカバー部材１４１Ｒの斜視図である。図８では加圧ローラ４３外周面と近接して配置されるカバー部材１４１Ｒを示しているが、フィルム４１外周面と近接して配置される不図示のカバー部材１４１Ｆも分割構成としてもよい。
【００４５】
図８に示すように、カバー部材１４１Ｒは、カバー部材の長手方向中央部で分割されている。分割されたカバー部材１４１ａ,１４１ｂは、それぞれ、長手方向位置決め箇所としての長手方向位置決め部Ｐｏを有する。
【００４６】
各カバー部材１４１ａ,１４１ｂにおいて、長手方向位置決め部Ｐｏは、加圧ローラのローラ部４３ｂの長手方向端部に近接する位置に配置される。そして、長手方向位置決め部Ｐｏから長手端部Ｅまでの距離Ｌ１を長手中央部Ｃまでの距離Ｌ２よりも短くする（Ｌ２＞Ｌ１）ことで、各カバー部材間に空間Ｓｂを形成している。つまり、各カバー部材１４１ａ,１４１ｂにおいて、各カバー部材間に空間Ｓｂを形成できる程度に長手方向位置決め部Ｐｏから長手端部Ｅまでの距離Ｌ１を長手中央部Ｃまでの距離Ｌ２よりも短くしている。この空間Ｓａは、カバー部材１４１ａ,１４１ｂの熱膨張による変形量を吸収する役目を担う。
【００４７】
図８に示すカバー部材を備える本実施例の定着装置４０は、分割されたカバー部材１４１ａ,１４１ｂ間の空間Ｓａで当該各カバー部材の熱膨張による変形量を吸収できる。このため、各カバー部材１４１ａ,１４１ｂの長手端部Ｅの位置は、定着装置４０内の熱による影響で当該各カバー部材が変形しても大きくずれることがなく、定着装置外への気流経路となる定着装置内の長手方向両端部の隙間を狭めた状態が維持できる。これによって、これらの隙間からの浮遊粒子の排出量を抑制することが可能となる。
【００４８】
図９にカバー部材の他の例の斜視図を示す。図９に示すように、カバー部材は、一方のカバー部材１４１ａの長手中央部Ｃが他方のカバー部材１４１ｂの長手中央部Ｃとオーバーラップするオーバーラップ部１４１ｏを備える形成とするとより好ましい。
【００４９】
図９に示すカバー部材を備える本実施例の定着装置４０は、カバー部材のオーバーラップ部１４１ｏによって、フィルムと加圧ローラの回転方向、及び記録材搬送方向に沿った気流を抑制でき、浮遊粒子を定着装置内により留めることが可能となる。なお、カバー部材の分割位置は長手方向の中央部に限られず、長手の一部であればよい。
【００５０】
なお、実施例１、及び実施例２では、二つのカバー部材１４１Ｆ及び１４１Ｒを設けたが、いずれか一方のみを設ける構成としてもよい。また、本発明は、フィルムを用いた定着装置に限らず、定着ローラを用いたヒートローラ方式の定着装置等、その他の構成の定着装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００５１】
４０‥定着装置、４１‥フィルム、４３‥加圧ローラ、６０‥セラミックヒーター、１４１Ｆ、１４１Ｒ‥カバー部材、１４１ｒ‥リブ
【図１】
2015135397.tif 000003
【図２】
2015135397.tif 000004
【図３】
2015135397.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015135397.tif 000007
【図６】
2015135397.tif 000008
【図７】
2015135397.tif 000009
【図８】
2015135397.tif 000010
【図９】
2015135397.tif 000011