(57)【要約】【課題】  定着ローラを小径化及び軽量化することができ、定着ローラの汚れを容易に検出して除去することができる定着装置を提供する。【解決手段】  本発明の定着ローラは、透光性を有する円筒状の透光性基体と、透光性基体の表面に形成された透明導電膜と、透明導電膜に接続された電極とからなることを特徴とする。【選択図】  図２
2015022084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する円筒状の透光性基体と、
前記透光性基体の表面に形成された透明導電膜と、
前記透明導電膜に接続された電極と
からなることを特徴とする定着ローラ。
【請求項２】
請求項１記載の定着ローラと、前記定着ローラに圧接される加圧ローラとを有し、
前記加圧ローラは、前記定着ローラとの圧接部において前記定着ローラよりも表面硬度が低いことを特徴とする定着装置。
【請求項３】
前記定着ローラの内部に光センサを配置し、前記光センサと対向する前記定着ローラの外部に光源を配置したことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着ローラの内部に光源を配置し、前記光源と対向する前記定着ローラの外部に遮熱部材を挟んで光センサを配置したことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項５】
請求項２から４のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
定着装置は、未定着トナー像を坦持する記録紙を加熱する定着ローラと、この定着ローラに圧接するように配置された加圧ローラとから構成されている。この２つのローラの圧接部分であるニップ部に、未定着トナー像を坦持する記録紙を通過させることにより、未定着トナーを加熱して記録紙に定着させる。
【０００３】
定着ローラの内部には、ハロゲンヒータランプや電気ヒータ等の熱源が定着ローラの軸方向に内装されている。このような加熱方法によれば、定着ローラの周方向を同時に略均一に加熱するので、定着ローラの周方向に温度ムラが無く、定着ローラを停止した状態でも加熱することができる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、カーボンヒータランプを定着ローラとする定着装置が開示されている。特許文献１の定着装置は、図６に示すように、筒状の石英ガラスで形成された定着ローラ３０１の内部に、カーボン材で形成された発熱体３００とアルゴンガスを封入してカーボンヒータランプを構成している。
【０００５】
カーボンヒータランプから放射される赤外線は、ハロゲンヒータランプよりもトナーに対する吸収率が高く、記録紙３０３に坦持されたトナーを直接加熱しながら、定着ローラ２０１と加圧ローラ３０２のニップ部で加圧できるため、定着装置のウォームアップ時間を短縮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の定着装置は、定着ローラ３０１の内部に発熱体３００を備えるため、定着ローラ３０１の小径化、軽量化が難しいという問題があった。
【０００８】
また、定着ローラ３０１を構成する石英ガラスが汚れてくると、発熱体３００からの赤外線がトナーに均一に照射されなくなり、定着ローラ３０１の加熱能力が低下する問題があった。
【０００９】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、定着ローラを小径化及び軽量化することができ、定着ローラの汚れを容易に検出して除去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】
【００１０】
本発明の定着ローラは、透光性を有する円筒状の透光性基体と、透光性基体の表面に形成された透明導電膜と、透明導電膜に接続された電極とからなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の定着装置は、本発明の定着ローラと、定着ローラに圧接される加圧ローラとを有し、加圧ローラは、定着ローラとの圧接部において定着ローラよりも表面硬度が低いことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の定着装置は、定着ローラの内部に光センサを配置し、光センサと対向する定着ローラの外部に光源を配置したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の定着装置は、定着ローラの内部に光源を配置し、光源と対向する定着ローラの外部に遮熱部材を挟んで光センサを配置したことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の画像形成装置は、本発明の定着装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の定着装置によれば、定着ローラを小径化及び軽量化することができ、定着ローラの汚れを容易に検出して除去することができる定着装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】第１の実施形態に係る定着装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係る定着ローラの概略構成を示す断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る定着装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】第３の実施形態に係る定着装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】従来技術の定着装置の概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の定着装置及び画像形成装置を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１１の概略構成を示す説明図である。電子写真方式により画像形成を行う画像形成装置１１は、図１に示すように、加熱手段を備えた定着ローラ１と、定着ローラ１に圧接する加圧ローラ２とからなる定着装置２３を備えている。本発明は、画像形成装置１１において、定着装置２３に特徴的な構成を採用したものである。
【００１９】
画像形成装置１１は、給紙カセット１２内に収納する記録紙３を給紙ローラ１４および重走防止手段１５により１枚ずつ送り出し、図示しないガイド板に導かれて搬送ローラ１６に挿入する。
【００２０】
搬送ローラ１６から送り出される記録紙３は、レジストローラ１７に挿入され、転写処理部の転写領域に送り出される。その後、記録紙３は感光体ドラム１８、転写チャージャ１９、剥離チャージャ２０を通過してトナー像を担持し、分離爪２１を経て搬送ベルト２２に上載され、定着装置２３に送り込まれる。
【００２１】
この定着装置２３内で加熱・加圧された記録紙３は、トナー像を定着し、図示しない排紙トレイに搬出される。
【００２２】
定着装置２３は、加熱手段を備えた定着ローラ１と、図示しない引張コイルバネ等の付勢部材により定着ローラ１に圧接されている加圧ローラ２とを有している。
【００２３】
定着装置２３は、トナー像が形成された記録紙３を定着ローラ１と加圧ローラ２の間に噛み込んで通過させ、その間にトナー像を熱定着させる。また、定着ローラ１の加熱手段は温度制御部２８に接続されており、本体制御部２９のコントロールの基に加熱温度が自動制御される。
【００２４】
次に、本発明の画像形成装置１１において特徴的な構成である定着装置２３について、図面を参照して説明する。図２は、第１の実施形態に係る定着装置２３の構成を示す斜視図であり、図３は、定着装置２３に備えられる定着ローラ１の要部の断面図である。
【００２５】
本実施形態の定着装置２３は、図２に示すように、加熱手段を備えた定着ローラ１と、定着ローラ１に圧接される加圧ローラ２とを備え、定着ローラ１と加圧ローラ２とを圧接した状態で回転駆動させて、定着ローラ１と加圧ローラ２との圧接領域に未定着のトナー像４が形成された記録紙３を通過させることで、未定着のトナー像４を記録紙３上に加熱定着させるように構成されている。
【００２６】
定着ローラ１は、図２及び図３に示すように、石英ガラス、耐熱ガラス等の絶縁材料からなる透光性を有する筒状の透光性基体３１と、加熱手段として透光性基体３１の表面に形成された、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛等のレアメタルを主体とする透明導電膜３２と、透明導電膜３２に電流を流すための電極３３とから構成されている。
【００２７】
さらに、定着ローラ１のトナーの付着を抑制するため、透明導電膜３２上にフッ素樹脂等の離型性に優れた離型層を設けてもよい。
【００２８】
加圧ローラ２は、炭素鋼製の芯金の外表面にシリコンゴム製の弾性体層を形成して構成される。これにより、加圧ローラ２の表面硬度は定着ローラ１よりも低くなり、定着ローラ１との圧接部にニップ領域を形成する。このニップ領域にて、記録紙３とその表面に形成したトナー像４を所定の圧力で加圧することができる。
【００２９】
定着ローラ１の基体となる透光性基体３１は、例えば、石英ガラスで形成された、内径１５〜１００ｍｍ、長さ４０〜３００ｍｍ、肉厚２．５〜５．０ｍｍの中空の円筒状体であり、この透光性基体３１の上に、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛等のレアメタルを主体とする透明導電膜３２を化学蒸着法にて形成し、さらに両端部の周方向に銀ペーストによって電極３３を形成した。
【００３０】
上記構成の定着ローラ１において、例えば、電極３３に、ＤＣ５〜２４Ｖ、または、ＡＣ１００〜２００Ｖの電圧を印加すると、透明導電膜３２にジュール熱が発生し、定着ローラ１の表面温度を最大５００℃に加熱することができる。
【００３１】
定着ローラ１が加熱されると、定着ローラ１と加圧ローラ２は図示しない圧接機構でお互いに圧接され、この状態で図示しないローラ対駆動手段により一定速度で回転駆動される。通常は、定着ローラ１を駆動し、加圧ローラ２は定着ローラ１に摺接して従動する構成が採用される。
【００３２】
この圧接により加圧ローラ２の弾性体層が弾性変形を起こし、ニップ領域を形成する。この接触面に記録紙３を挾んで挿通させることにより、記録紙３とその表面に形成したトナー像４を加熱・加圧して該トナー像４を記録紙３に定着する。
【００３３】
本実施形態では、定着ローラ１は、透光性を有する円筒状の透光性基体３１の表面側に、透明導電膜３２と電極３３とから成る加熱手段を備えているため、ウォームアップ時間を短縮することができるとともに、定着ローラ１の内部に加熱手段を必要としないので、定着ローラ１を小径化・軽量化することができる。
【００３４】
また、定着ローラ１は、透光性基体３１と透明導電膜３２とから構成され、全体に透光性を有するため、定着ローラ１の接触面に付着した汚れは、定着ローラ１を透過させて観察することで目視でも容易に検出することができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る定着装置２４の概略構成を示した断面図である。本実施形態では、定着ローラ１の内部に光センサ３４を設け、該光センサ３４と対向する定着ローラ１の外部に光源３５を設けている点が第１の実施形態と異なる。上記光センサ３４と光源３５を除く、定着装置２４の他の構成については、第１の実施形態と同一であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
本実施形態の定着装置２４は、定着ローラ１の内部に複数の光センサ３４が軸方向に沿って均等に配置されており、定着ローラ１の外部に該光センサ３４と対向するように光源３５が設けられている。なお、光センサ３４は、市販されている極小サイズのものを用いることにより、定着ローラ１の小径化を妨げることはない。
【００３７】
上記構成において、光源３５からの照射光は、定着ローラ１の透光性基体３１と透明導電膜３２を透過して内部の光センサ３４に受光される。このため、実施形態２の定着装置２４によれば、定着ローラ１の内部に設けられた光センサ３４の受光量の変化を検出することにより、定着ローラ１の表面の汚れを定量的に検出することができる。
【００３８】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る定着装置２５の概略構成を示した断面図である。本実施形態では、定着ローラ１の内部に光源３５を設け、該光センサ３４と対向する定着ローラ１の外部に光センサ３４と遮熱部材３６を設けている点が第１の実施形態と異なる。上記光センサ３４、光源３５、遮熱部材３６を除く、定着装置２４の他の構成については、第１の実施形態と同一であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
本実施形態の定着装置２４は、第２の実施形態で示した光センサ３４と光源３５の位置を、定着ローラ１を挟んで互いを反対側に配置したものであり、光センサ３４の手前には可視光を透過し赤外線を遮蔽する遮熱部材３６を設けている。なお、光源３５は、加熱に用いる光源ではないため、市販されている極小サイズの光源を用いることができ、定着ローラ１の小径化を妨げることはない。
【００４０】
上記構成のように、光センサ３４を定着ローラ１の外部に配置することにより、定着ローラ１と光センサ３４の間に遮熱部材３６を設けることができ、定着ローラ１から発せられる輻射熱を遮熱部材３６によって遮蔽し、光センサ３４の温度上昇による検出精度の低下を防止することができる。
【００４１】
このため、第３の実施形態の定着装置２４によれば、光センサ３４が定着ローラ１の熱の影響を受けることがないため、定着ローラ１の汚れ具合をより正確に検出することができる。
【００４２】
以上のように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４３】
１  定着ローラ
２  加圧ローラ
３  記録紙
４  トナー像
１１  画像形成装置
１２  給紙カセット
１４  給紙ローラ
１５  重走防止手段
１６  搬送ローラ
１７  レジストローラ
１８  感光体ドラム
１９  転写チャージャ
２０  剥離チャージャ
２１  分離爪
２２  搬送ベルト
２３  定着装置
２４  定着装置
２５  定着装置
２８  温度制御部
２９  本体制御部
３１  透光性基体
３２  透明導電膜
３３  電極
３４  光センサ
３５  光源
３６  遮熱部材
【図１】
2015022084.tif 000003
【図２】
2015022084.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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