(57)【要約】【課題】定着ローラの補強と立ち上げ時間の短縮を両立する定着装置の提供。【解決手段】定着ローラ内部に補強部材を設けてニップ部変形を抑制し、補強部材に熱反射部を設けて立ち上げ時間を短縮する構成。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に熱源を有する定着ローラと、該定着ローラに圧接する加圧ローラを備えた定着装置において、該定着ローラの変形をローラ内部から規制する補強部材を備え、該補強部材に熱線反射部材を備えた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、該補強部材が該定着ローラ内面の２つ以上の位置で接す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、該定着ローラを２つ以上の空間に仕切り、ニップ部と接する空間内に熱源を備えると共に、該熱源に面する補強部材内面に熱線反射部材を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項２記載の定着装置において、該定着ローラに接して回転可能なローラを備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項３記載の定着装置において、該熱源を該定着ローラ中心よりニップ部に近づけると共に、熱線反射方向をニップ部から中心角９０°未満に集光したことを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項３記載の定着装置において、該補強部材が該定着ローラ内面のニップ部と対向する位置ａで接すると共に、該位置ａと対向する該定着ローラ外面に接する補強部材を備えたことを特徴とした定着装置。
【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、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来例の定着装置の図面に基づき、詳細に説明する。
【０００３】
図５に示した定着装置は、画像形成装置の１ユニットとして、図示せぬ感光ドラムを中心としたプロセスユニットの搬送方向下流側に配置される。この定着装置は、定着ローラ（５−１）と平行かつ回転自在に加圧ローラ（５−２）が当接し、トナー定着を行うニップ部（５−２ａ）が形成される。定着ローラは、畜熱作用を高めるために、熱容量が大きい３ｍｍ厚のアルミニウムの円筒（５−１ａ）で、外面にフッ素樹脂コーティング層（５−１ｂ）を有し、内面には熱伝達の大きい黒色処理（５−１ｃ）が施されている。また、定着ローラは、図示せぬ定着ローラ匡体に回転自在に係止されており、図示せぬ駆動機構により回転力が与えられる。さらに、定着ローラの中心部にハロゲンランプ等の熱源（５−３）が、図示せぬ定着ローラ匡体に回転しないように固定され、定着ローラの回転に伴いローラ内面に熱線が均一に照射され加熱が行われる。定着ローラ温度は温度センサ（５−４）により検出され、表面温度が図示しない制御装置により任意な温度に温調される。また、定着装置の搬送方向上流側の感光ドラムを中心としたプロセスユニットにより未定着トナー（５−５）が記録紙（５−６）に転写され、搬送ベルト（５−７）によって定着ローラと加圧ローラの当接部によって形成されたニップ部に搬送される。この時、記録紙上の未定着トナーが定着ローラの熱によって溶解し、加圧ローラに押圧されることにより、記録紙に定着される。未定着トナーの定着が行われると、分離爪（５−８）により記録紙が定着ローラから剥離され、排紙ローラ対（５−９）によって画像形成装置外へ排出される。定着ローラの外周面上に付着したトナーは、クリーニングローラ（５−１０）により拭き取られ、ニップ部へ向かう定着ローラ外周面上を良好に保つように構成されている。
【０００４】
近年、このような定着装置では、省電力という観点から定着ローラ温度の立ち上がり時間の短いものが望まれている。そこで、定着ローラ芯金に薄肉ローラのような熱容量の小さいパイプが多く用いられつつある。ところが、定着ローラの芯金を薄肉化すると熱容量の低下に伴う定着性の問題が発生する。これらの問題を解決する手段として、定着ローラ内部に熱線反射部材を設ける構成が提案されている（例えば、特許技術文献１参照）。また、定着ローラの機械的強度が低下し、定着ローラの長手方向でのたわみや、断面つぶれによる定着不良の問題が発生する。これらの問題を解決する手段として、定着ローラの外部に補強部材を設ける構成が提案されている（例えば、特許技術文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１６０７９４号公報
【特許文献２】
特開平２００１−２９６７７０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した定着装置においては、省電力という観点から定着ローラ温度の立ち上がり時間の短縮が課題となる。具体的には、定着性を確保できる定着ローラ温度に３０秒以内で立ち上げる必要がある。このため、定着ローラ内部に熱線反射部材を配置して立ち上げ時間の短縮を行うことが可能である。しかしながら、従来例で説明した３ｍｍ厚の定着ローラ内部に熱線反射部材を配置しても、３０秒で所望の定着ローラ温度に立ち上げるためには課題がある。そこで、定着ローラの芯金を薄肉化し熱容量を小さくすることで、３０秒以内で立ち上げが可能となる。
【０００７】
しかしながら、定着ローラの薄肉化には、ニップ部の変形の抑制が課題となる。これは、定着ローラの薄肉化を行うことにより、ローラたわみはニップ部と対向部を比較した場合にニップ部のほうが影響を及ぼすからである。なぜならば、定着ローラのたわみに、ニップ部の局所変形が加算されるためである。このため、外部からの補強効果だけではニップ部変形抑制には限界が生じる。
【０００８】
また、補強部材、熱線反射部材を追加配置することにより構成部品点数が増加し、組立性の低下や、コストの増加、あるいは、熱容量の増加に伴う立ち上げ時間の増加が課題となる。
【０００９】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、定着ローラの補強と立ち上げ時間の短縮を両立する定着装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の定着装置では、上述の問題点を解決するために、
請求項１に関しては、内部に熱源を有する定着ローラと、該定着ローラに圧接する加圧ローラを備えた定着装置において、該定着ローラの変形をローラ内部から規制する補強部材を備え、該補強部材に熱線反射部材を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に関しては、該補強部材が該定着ローラ内面の２つ以上の位置で接することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に関しては、該定着ローラを２つ以上の空間に仕切り、ニップ部と接する空間内に熱源を備えると共に、該熱源に面する補強部材内面に熱線反射部材を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に関しては、該定着ローラに接して回転可能なローラを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に関しては、該熱源を該定着ローラ中心よりニップ部に近づけると共に、熱線反射方向をニップ部と回転上流角に９０°未満に集光したことを特徴とする。
【００１５】
請求項６に関しては、該補強部材が該定着ローラ内面のニップ部と対向する位置ａで接すると共に、該位置ａと対向する該定着ローラ外面に接する補強部材を備えたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像読み取り装置を図面に基づき、詳細に説明する。
【００１７】
（第一の実施例）
図１に示した定着装置は、画像形成装置の１ユニットとして、図示せぬ感光ドラムを中心としたプロセスユニットの搬送方向下流側に配置される。この定着装置は、定着ローラ（１−１）と平行かつ回転自在に加圧ローラ（１−２）が当接し、トナー定着を行うニップ部（１−２ａ）が形成される。定着ローラは、熱容量が小さい０．４ｍｍ厚のアルミニウムの円筒（１−１ａ）で、外面にフッ素樹脂コーティング層（１−１ｂ）を有し、内面には熱伝達の大きい黒色処理（１−１ｃ）が施されている。また、定着ローラは、図示せぬ定着ローラ匡体に回転自在に係止されており、図示せぬ駆動機構により回転力が与えられる。さらに、定着ローラの内部にハロゲンランプ（１−３）と補強ローラ（１−１１）と熱線反射補強部材（１−１２）が配置されている。ハロゲンランプは定着ローラ中心よりニップ側に、図示せぬ定着ローラ匡体に回転しないように固定される。また、補強ローラは円筒パイプの表面に熱伝導性の低い耐熱ゴムで形成され、熱線反射補強部材に回転可能に支持される。さらに、熱線反射補強部材はステンレス鋼板の表面を鏡面処理した部材で形成され、ハロゲンランプから照射された熱線が反射されニップ部に集中するように、図示せぬ定着ローラ匡体に回転しないように固定される。定着ローラ温度は温度センサ（１−４）により検出され、表面温度が図示しない制御装置により任意な温度に温調される。また、定着装置の搬送方向上流側の感光ドラムを中心としたプロセスユニットにより未定着トナー（１−５）が記録紙（１−６）に転写され、搬送ベルト（１−７）によって定着ローラと加圧ローラの当接部によって形成されたニップ部に搬送される。この時、記録紙上の未定着トナーが定着ローラの熱によって溶解し、加圧ローラに押圧されることにより、記録紙に定着される。未定着トナーの定着が行われると、分離爪（１−８）により記録紙が定着ローラから剥離され、排紙ローラ対（１−９）によって画像形成装置外へ排出される。定着ローラの外周面上に付着したトナーは、クリーニングローラ（１−１０）により拭き取られ、ニップ部へ回転する定着ローラ外周面上を良好に保つように構成されている。
【００１８】
図２に定着装置の下視断面図を示す。定着ローラ（２−１）は定着ローラベアリング（２−２ａ，２ｂ）を介して定着上前後側板（２−３ａ，３ｂ）に支持されている。定着ローラには駆動ギアが勘合され、定着装置外部より駆動が入力されることにより、定着ローラが回転するように構成されている。また、補強ローラ（２−４ａ，４ｂ）は補強ローラベアリング（２−５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ）を介して回転自在に熱線反射補強部材（２−７）に支持されている。これにより、定着ローラの耐久性向上、負荷の低減、回転ムラの抑制が行える。さらに、熱線反射補強部材は定着下側板（２−６ａ，ｂ）に支持されている。これにより、補強ローラと熱反射部材の補強効果により定着ローラのニップ部変形を抑制できる。また、熱反射部材によるハロゲンランプ（２−８）から照射された熱線をニップ部に集中できるため、定着ローラ温度の立ち上げ時間を短縮し、定着性を満足できる。さらに、補強ローラが熱線反射補強部材を兼ねることにより構成部品点数の増加、あるいは、組立性の低下やコストの増加、さらに、熱容量の増加に伴う立ち上げ時間の増加を抑制できるように構成されている。
【００１９】
（第二の実施例）
図３に示した定着装置は、画像形成装置の１ユニットとして、図示せぬ感光ドラムを中心としたプロセスユニットの搬送方向下流側に配置される。この定着装置は、定着ローラ（３−１）と平行かつ回転自在に加圧ローラ（３−２）が当接し、トナー定着を行うニップ部（３−２ａ）が形成される。定着ローラは、熱容量が小さい０．２ｍｍ厚のスチールの円筒（３−１ａ）で、外面にフッ素樹脂コーティング層（３−１ｂ）を有し、内面には熱伝達の大きい黒色処理（３−１ｃ）が施されている。また、定着ローラは、図示せぬ定着ローラ匡体に回転自在に係止されており、図示せぬ駆動機構により回転力が与えられる。さらに、定着ローラの内部にハロゲンランプ（３−３）と補強ローラ（３−１１）と熱線反射補強部材（３−１２）が配置されている。ハロゲンランプは定着ローラ中心よりニップ側に、図示せぬ定着ローラ匡体に回転しないように固定される。また、補強ローラは円筒パイプの表面に熱伝導性の低い耐熱ゴムで形成され、図示せぬ定着ローラ匡体に回転可能に支持される。さらに、熱線反射補強部材はステンレス鋼板の表面を鏡面処理した部材で形成され、ハロゲンランプから照射された熱線が反射されニップ部に集中するように補強ローラと連結して配置されている。そして、熱線反射補強部材はニップと対向する位置でバックアップ部材（３−１３）に結合され、バックアップローラ（３−１４）を介してクリーニングローラ（３−１０）と対向する定着ローラ内面に接する。また、定着ローラ温度は温度センサ（３−４）により検出され、表面温度が図示しない制御装置により任意な温度に温調される。また、定着装置の搬送方向上流側の感光ドラムを中心としたプロセスユニットにより未定着トナー（３−５）が記録紙（３−６）に転写され、搬送ベルト（３−７）によって定着ローラと加圧ローラの当接部によって形成されたニップ部に搬送される。この時、記録紙上の未定着トナーが定着ローラの熱によって溶解し、加圧ローラに押圧されることにより、記録紙に定着される。未定着トナーの定着が行われると、分離爪（３−８）により記録紙が定着ローラから剥離され、排紙ローラ対（３−９）によって画像形成装置外へ排出される。定着ローラの外周面上に付着したトナーは、クリーニングローラにより拭き取られ、ニップ部へ回転する定着ローラ外周面上を良好に保つように構成されている。
【００２０】
図４に定着装置の下視断面図を示す。定着ローラ（４−１）は定着ローラベアリング（４−２ａ，２ｂ）を介して定着上前後側板（４−３ａ，３ｂ）に支持されている。また、補強ローラ（４−４ａ，４ｂ）は補強ローラベアリング（４−５ａ，５ｂ，５ｅ，５ｆ）を介して回転自在に定着下側板（４−６ａ，６ｂ）に支持されている。これにより、定着ローラの耐久性向上、負荷の低減、回転ムラの抑制される。さらに、補強ローラは補強ローラベアリング（４−５ｃ，５ｄ）を介して熱反射部材中央部に連結され、バックアップ部材、バックアップローラを介して定着ローラのニップ部対向内面に接する。また、定着ローラのニップ部対向外面にはクリーニングローラが配置される。これにより、補強ローラと熱反射部材の補強効果に加え、定着ローラのニップ対向部に力を分散する効果とクリーニングローラを介して筐体に力を分散する効果により、定着ローラのニップ部変形を抑制できる。また、熱反射部材によるハロゲンランプ（４−８）から照射された熱線をニップ部に集中できるため、定着ローラ温度の立ち上げ時間を短縮し、定着性を満足できる。さらに、補強ローラが熱線反射補強部材を兼ねることにより構成部品点数の増加、あるいは、組立性の低下やコストの増加、さらに、熱容量の増加に伴う立ち上げ時間の増加を抑制できるように構成されている。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の請求項１に関しては、内部に熱源を有する定着ローラと、該定着ローラに圧接する加圧ローラを備えた定着装置において、該定着ローラの変形をローラ内部から規制する補強部材を備え、該補強部材に熱線反射部材を備えたことにより、定着ローラのニップ部変形を抑制できる。また、定着ローラ温度の立ち上げ時間を短縮し、定着性を満足できる。
【００２２】
請求項２に関しては、該補強部材が該定着ローラ内面の２つ以上の位置で接することで、加圧方向と垂直方向の該定着ローラの変形規制と加圧方向の該定着ローラたわみを規制することで定着ローラのニップ部変形をさらに抑制できる。
【００２３】
請求項３に関しては、該定着ローラを２つ以上の空間に仕切り、ニップ部と接する空間内に熱源を備えると共に、該熱源に面する補強部材内面に熱線反射部材を設けることで、定着ローラ温度の立ち上げ時間をさらに短縮し、定着性を満足できる。
【００２４】
請求項４に関しては、該定着ローラに接して回転可能なローラを備えたことで、定着ローラの耐久性向上、負荷の低減、回転ムラの抑制を行うことができる。
【００２５】
請求項５に関しては、該熱源を該定着ローラ中心よりニップ部に近づけると共に、熱線反射方向をニップ部から中心角９０°未満に集光したことにより、補強効果と熱線集中効果を両立した簡略適な補強部材およみ熱線反射部材を得られる。これにより、構成部品点数の増加、あるいは、組立性の低下やコストの増加、さらに、熱容量の増加に伴う立ち上げ時間の増加を抑制できる。
【００２６】
請求項６に関しては、該補強部材が該定着ローラ内面のニップ部と対向する位置ａで接すると共に、該位置ａと対向する該定着ローラ外面に接する補強部材を備えたことにより、定着ローラのニップ部変形をさらに抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に適用できる第一の実施例の定着装置正断面図である。
【図２】本発明に適用できる第一の実施例の定着装置下視断面図である。
【図３】本発明に適用できる第二の実施例の定着装置正断面図ある。
【図４】本発明に適用できる第二の実施例の定着装置下視断面図である。
【図５】従来例に適用できる定着装置正断面図である。
【符号の説明】
１−１，２−１，３−１，４−１  定着ローラ
１−１ａ，３−１ａ  円筒
１−１ｂ，３−１ｂ  フッ素樹脂コーティング層
１−１ｃ，３−１ｃ  黒色処理
１−２，３−２  加圧ローラ
１−２ａ，３−２ａ  ニップ部
１−３，２−８，３−３，４−８  ハロゲンランプ
１−４，３−４  温度センサ
１−５，３−５  未定着トナー
１−６，３−６  記録紙
１−７，３−７  搬送ベルト
１−８，３−８  分離爪
１−９，３−９  排紙ローラ対
１−１０，３−１０  クリーニングローラ
１−１１，３−１１  補強ローラ
１−１２，３−１２  熱線反射補強部材
２−２ａ，２ｂ  定着ローラベアリング
２−３ａ，３ｂ  定着上前後側板
２−４ａ，４ｂ  補強ローラ
２−５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ  補強ローラベアリング
２−６ａ，ｂ  定着下側板
２−７    熱線反射補強部材
３−１３  バックアップ部材
３−１４  バックアップローラ
４−２ａ，２ｂ  定着ローラベアリング
４−３ａ，３ｂ  定着上前後側板
４−４ａ，４ｂ  補強ローラ
４−５ａ，５ｂ，５ｅ，５ｆ  補強ローラベアリング
４−６ａ，６ｂ  定着下側板
４−５ｃ，５ｄ  補強ローラベアリング
【図１】
2004184756.tif 000003
【図２】
2004184756.tif 000004
【図３】
2004184756.tif 000005
【図４】
2004184756.tif 000006
【図５】
2004184756.tif 000007