(57)【要約】【課題】装置コストを抑制しつつ、熱定着装置の断熱効果を高め、高効率の定着装置による低消費電力化を図った画像形成装置を提供すること。【解決手段】熱定着装置の樹脂製の枠体、及び、カバーの表面に空気層が滞留しやすいように凹形状を設ける。【選択図】        図１
2004177573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材に転写された未定着現像剤像をシート材に熱定着させる熱定着装置と、
前記熱定着装置の熱源の周囲に配設される、樹脂製の前記熱定着装置の枠体、及び、カバーを備え、
前記樹脂製枠体、及び、カバーの表面上に、自然対流要因以外の空気層の流れが存在する画像形成装置において、
前記熱定着装置の枠体、及び、カバーの表面に凹形状を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記樹脂部材の凹形状を有する面は、少なくとも前記熱定着装置の熱源側に対向する面であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記樹脂製部材の凹形状は、この凹形状を有する主面上に接する方向の空気層の流れを妨げ、前記凹形状部に空気層が滞留しやすいように設けたことを特徴とする請求項１、２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記樹脂製部材の凹形状は、格子状、或いは、それに類する形状の突起部を全面もしくは一部に配したことにより構成されることを特徴とする請求項１から３記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば複写機，ファクシミリ，プリンタ等の熱定着装置を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、シート材に転写された未定着現像剤像をシート材に熱定着させる熱定着装置が広く利用されている。近年の環境に対する意識の高まりにも伴い、画像形成装置の低消費電力化が要求され、なかでも、画像形成装置内で電力消費量の多い熱定着装置の高効率化が最も要求されている。そのため、熱定着装置から発する熱をいかに定着装置外部に流出させないかの断熱方法として、以下のような手法が採られてきた。
【０００３】
図４、図５は、従来の熱定着装置の一例を示す断面図である。この定着装置において、定着装置の外枠を兼ねたフレーム１０４、１０５の内部に設けられた定着ローラ１０１は、フレーム１０４、１０５の両側面に設けられた不図示の軸受けによって、回転自在に軸支される。また定着ローラ１０１は、ハロゲンランプ等を熱源として使用されるヒータ１０９を内蔵しており、ヒータ１０９で加熱された定着ローラ１０１の外周面は、所定の定着温度に保持されるように温度調整機によって管理される。加圧ローラ１０２は、その軸が不図示の加圧アームの上に回転自在に軸支され、上下方向に移動可能となっており、通常は定着ローラ１０１に圧接した状態で取り付けられている。シート材ガイド１０６、１０７はそれぞれ定着装置の入口、及び、出口に設けられシート材の搬送を補助する。画像形成装置の不図示の転写部側から搬送されてきたシート材は、定着ローラ１０１に接触して、定着ローラ１０１と加圧ローラ１０２とのニップ部を通過することにより、未定着現像剤像は熱溶融してシート材表面に定着される。
【０００４】
図４の定着装置においては、定着ローラ１０１の外周に沿う形の断熱カバー１０３を配することで、定着ローラ１０１からの熱の発散を抑え、かつ、断熱カバー１０３及びフレーム１０４にて囲まれる空間Ａの空気層の断熱効果により、定着装置外Ｄへの熱の伝達を抑制している。
【０００５】
また、図５の定着装置においては、定着ローラ１０１の外周に接するクリーニングローラ１１０が具備されているため、図４における定着ローラ１０１の外周に沿う断熱カバー１０３を配することができない。このため、フレーム１０４（１０４ａ、１０４ｂ）の内側に空間を設けるよう断熱カバー１１１を配している。フレーム１０４（１０４ａ、１０４ｂ）と断熱カバー１１１にて囲まれる空間Ｂの空気層の断熱効果により、定着ローラ１０１、及び、定着ローラによって暖められた空間Ａから、定着装置外Ｄへの熱の断熱を抑制している。この例では、フレーム１０４ａ、１０４ｂ部に空気層（空間Ｂ）を配したが、フレーム１０４ｃ部内側まで拡張している他の例もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【０００７】
近年画像形成装置への低消費電力化の要求は更に高まる傾向にあり、また、一方装置本体のコストの抑制は市場経済を鑑みても必要不可欠の条件となっている。
【０００８】
図４に示した定着装置の場合、空間Ａの空気層による断熱効果が期待されるが、空間Ａは、不図示の前後方向の隙間や、図示分離爪１０８の上部の隙間などにより完全に密閉することは不可能である。この隙間からの空気層の流出、及び、流入に加え、空間Ａ内の温度差により生じる自然対流の要因、定着ローラ１０１等の可動部分の影響も有り、空間Ａ内での空気層の流れは大きい。一般的に、密閉された空間内における空気層の自然対流にたいし、強制対流される空気層の熱伝達率は、約２．５倍〜２０倍程度ある。このため、流れのある空気層と内面を接する、フレーム１０４ａ、ｂ、ｃを介して装置外Ｄへの伝熱量は無視できず、更なる断熱効果への要求が高い。
【０００９】
一方、図５に示した定着装置の場合、空間Ｂを作成するために、断熱カバー１１１を付加するため、部品点数の増大による装置のコスト増を伴っている。
【００１０】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、装置コストを抑制しつつ、熱定着装置の断熱効果を高め、高効率の定着装置による低消費電力化を図った画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明はシート材に転写された未定着現像剤像をシート材に熱定着させる熱定着装置と、前記熱定着装置の熱源の周囲に配設される、樹脂製の前記熱定着装置の枠体、及び、カバーを備え、前記樹脂製枠体、及び、カバーの表面上に、自然対流要因以外の空気層の流れが存在する画像形成装置において、前記熱定着装置の枠体、及び、カバーの表面に凹形状を設けたことを特徴とする。
【００１２】
前記樹脂部材の凹形状を有する面は、少なくとも前記熱定着装置の熱源側に対向する面であることを特徴とする。
【００１３】
前記樹脂製部材の凹形状は、この凹形状を有する主面上に接する方向の空気層の流れを妨げ、前記凹形状部に空気層が滞留しやすいように設けたことを特徴とする。
【００１４】
前記樹脂製部材の凹形状は、格子状、或いは、それに類する形状の突起部を全面もしくは一部に配したことにより構成されることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１６】
＜実施例１＞
図１は、熱定着装置の断面を示す図である。この定着装置において、定着装置の外枠を兼ねた、樹脂製のフレーム４、５の内部に設けられた定着ローラ１は、樹脂製のフレーム４、５の両側面に設けられた不図示の軸受けによって、回転自在に軸支される。一般的に樹脂は金属に比し著しく熱伝導率が低いため、定着装置のフレームに樹脂を用いることは、定着装置の断熱という観点において非常に有効である。また定着ローラ１は、ハロゲンランプ等を熱源として使用されるヒータ９を内蔵しており、ヒータ９で加熱された定着ローラ１の外周面は、所定の定着温度に保持されるように温度調整機によって管理される。加圧ローラ２は、その軸が不図示の加圧アームの上に回転自在に軸支され、上下方向に移動可能となっており、通常は定着ローラ１に圧接した状態で取り付けられている。シート材ガイド６、７はそれぞれ定着装置の入口、及び、出口に設けられシート材の搬送を補助する。画像形成装置の不図示の転写部側から搬送されてきたシート材は、定着ローラ１に接触して、定着ローラ１と加圧ローラ２とのニップ部を通過することにより、未定着現像剤像は熱溶融してシート材表面に定着される。
【００１７】
定着ローラ１の外周に沿う形の樹脂製断熱カバー３は、熱源である定着ローラ１に対向する面に格子状の突起部（図３に示す形状に類する）を有している。この格子状の突起により形成される凹部には、定着ローラ１の回転による空気層の流れや、不図示の前奥方向からの空気層の流れの影響を受けにくく、空気が滞留するため、断熱層としての空気層を形成することが可能となる。ところで、格子状の突起を設けたことによる表面積の増加により、仮に空気層の状態（流速、温度等）が同じならば、定着ローラ１側の空気層から樹脂製断熱カバー３への伝熱量は、かなり上昇する。しかしながら、まず、断熱カバー３は、熱伝導率の低い樹脂製であるため、突起部内（先端から後端への）で温度降下が大きく、表面積を増やしたときの効果の目安となる、いわゆる“ひれ効率（ｆｉｎ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）”は低い数字となるため、吸熱効率は低い。そして、強制対流される空気層の熱伝達率に対し、自然対流時の熱伝達率は、約１／２．５〜１／２０程度あるため、凹部に滞留した空気層を形成することによる伝熱量の低下分は、前述の表面積増加による吸熱効果から生じる伝熱量の増加分を上回るため、充分な断熱効果が得られる。
【００１８】
次に、樹脂製断熱カバー３及び樹脂製フレーム４にて囲まれる空間Ａでは、この空間Ａの空気層の断熱効果により、定着装置外Ｄへの熱の伝達を抑制している。このとき、空間Ａは、不図示の前後方向の隙間や、図示分離爪８の上部の隙間などにより、完全に密閉することは不可能である。空間Ａ内の温度差により生じる自然対流の要因に加え、この隙間からの空気層の流出、及び、流入、定着ローラ１等の可動部分の影響による空気層の動きなど、空間Ａ内での空気層の流れは大きい。このため樹脂製フレーム４（４ａ、４ｂ、４ｃ）の空間Ａ側に、格子状の突起部（図３に示す形状に類する）を設けている。前述説明したように、この格子状の突起より形成される凹部に滞留させた空気層により、装置外Ｄへの断熱効果が一層得られる。
【００１９】
また、樹脂製断熱材３、及び、樹脂製フレーム４に設けた凹部は、新たな部材の追加等必要なく、容易に作成可能であり、コスト上昇分も若干の材料費上昇のみである。
【００２０】
＜実施例２＞
図２は、熱定着装置の断面を示す図である。図２の定着装置においては、定着ローラ１の外周に接するクリーニングローラ１０が具備されているため、＜実施例１＞で述べたような定着ローラ１の外周に沿う断熱カバー３（図１）を配することができない。このため、空間Ａから装置外Ｄへの断熱として、樹脂製フレーム４（４ａ、４ｂ）の内側（空間Ａ側）に格子状の突起部（図３に示す形状に類する）を設けている。樹脂製フレーム４の内側（空間Ａ側）は、熱源からの自然対流に加え、定着ローラ１、及び、クリーニングローラ１０の回転による空気層の流れや、不図示の前奥方向からの空気層の流れがある。しかし、この格子状の突起により形成される凹部は、上記空気層の流れの影響を受けにくく、凹部には空気が滞留するため、断熱層としての空気層を形成することが可能となる。
【００２１】
従来例の図５にて述べた定着装置における、断熱カバー１１１（図５）による密閉された空気層Ｂに比した場合、断熱効果としては、本実施例の方が劣る。しかしながら、本実施例では、樹脂製フレーム４ｂ、４ｃの形状を少量変更し、部品点数や組立工数を増やすことなく、断熱性の向上を図れる。
【００２２】
本実施例１、及び２では、図３のような格子状の突起形状による凹部を形成したが、ハニカム形状や、円形形状であっても、何ら本発明の主旨からは外れない。断熱効果を与えたい樹脂製部材表面の空気層の流れを妨げ、凹部に空気層を滞留させることが肝心であり、仮に、樹脂製部材表面の空気層の流れが終始一方向のみと断定できるのなら、その方向に直行する直線状のリブ形状の突起を設けた凹部のみでも充分な断熱効果が得られる。
【００２３】
また、実施例１、及び、２では、樹脂製部材の凹部を定着ローラ１側に対向する面に設ける例をあげたが、自然対流要因以外の空気層の流れが存在し、凹部を設けることにより滞留した空気層を設けられる箇所であれば（例をあげるならば、フレーム４の装置外Ｄ側や、加圧ローラ２の周囲であるフレーム５）、前述したような凹部を表面に設けることで、断熱効果を得られる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、熱定着装置の樹脂製の枠体、及び、カバーの表面に空気層が滞留しやすいように凹形状を設けることにより、装置コストを抑制しつつ、熱定着装置の断熱効果を高め、高効率の定着装置による低消費電力化を図った画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る定着装置の断面図。
【図２】本発明の第二の実施の形態に係る定着装置の断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る樹脂製部材の斜視断面概略図。
【図４】従来の技術に係る定着装置の断面図。
【図５】従来の技術に係る定着装置の断面図。
【符号の説明】
１、１０１  定着ローラ
２、１０２  加圧ローラ
３、１０３  断熱カバー
４、５、１０４、１０５  フレーム
６、７、１０６、１０７  シート材ガイド補助部材
８、１０８  分離爪
９、１０９  ヒータ
１０、１１０  クリーニングローラ
１１１  断熱カバー
【図１】
2004177573.tif 000003
【図２】
2004177573.tif 000004
【図３】
2004177573.tif 000005
【図４】
2004177573.tif 000006
【図５】
2004177573.tif 000007