(57)【要約】【課題】各部に与える熱ダメージを軽減した外部加熱方式の定着装置を提供することである。【解決手段】定着装置４０は、定着ローラ４１と、定着ローラ４１に圧接した内部にハロゲンランプ４３ｂを有する第１の加熱ローラ４３と、定着ローラ４１に圧接した加圧ローラ４２と、加圧ローラ４２に圧接した内部にハロゲンランプ４４ｂを有する第２の加熱ローラ４４とを備え、定着ローラ４１の回転軸と加圧ローラ４２の回転軸とを含む面Ａの排紙側に、第１の加熱ローラ４３のニップ部を設け、面Ａの排紙側に、第２の加熱ローラ４４のニップ部を設けた構成とする。【選択図】　　　図３
2004012621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラと、該定着ローラを外部から加熱する第１の加熱手段と、前記定着ローラに圧接した加圧ローラと、該加圧ローラを外部から加熱する第２の加熱手段とを備えた定着装置において、
前記定着ローラの回転軸と前記加圧ローラの回転軸とを含む面の排紙側に、前記第１の加熱手段の熱伝達部を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ローラの回転軸と前記加圧ローラの回転軸とを含む面の排紙側に、前記第２の加熱手段の熱伝達部を設けたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記第１の加熱手段は、前記定着ローラに圧接した内部に発熱体を有する第１の加熱ローラであり、前記第１の加熱手段の熱伝達部は、該第１の加熱ローラと前記定着ローラ間に形成されるニップ部であることを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置。
【請求項４】
前記第２の加熱手段は、前記加圧ローラに圧接した内部に発熱体を有する第２の加熱ローラであり、前記第２の加熱手段の熱伝達部は、該第２の加熱ローラと前記加圧ローラ間に形成されるニップ部であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着ローラと加圧ローラとを外部から加熱する加熱手段を有した定着装置及びそれを搭載した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＰＰＣ（Ｐｌａｉｎ　Ｐａｐｅｒ　Ｃｏｐｉｅｒ）、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置における省エネルギー化が注目されており、これらの装置の中で最もエネルギーを消費する定着装置の省エネルギー化が盛んに行われている。この定着装置の省エネルギー化の有効な方法の一つにウォームアップ時間（定着ローラ等が印刷可能な所定の温度まで上昇するのに要する時間）の短縮が挙げられる。
【０００３】
例えば、特開平４−１１６６７７号公報には、図４に示すように、内部に加熱源を有しない定着ローラ４１及び加圧ローラ４２と、定着ローラ４１に圧接して加熱する第１の加熱ローラ４３と、加圧ローラ４２に圧接して加熱する第２の加熱ローラ４４とからなる定着装置が開示されている。このように、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２を外部から加熱することにより、ウォームアップ時間を短縮している。
【０００４】
上記の定着ローラ４１及び加圧ローラ４２は、芯金４１ａ、４２ａの周囲にシリコンスポンジ等の耐熱性及び断熱性を有する弾性体層４１ｂ、４２ｂが設けられ、その上に良熱伝導性弾性体、例えばゴムの中にアルミナやシリカなどの高熱伝導フィラーを充填した材料の薄膜４１ｄ、４２ｄを設け、表層にＰＦＡチューブ層４１ｃ、４２ｃを設けて構成されている。また、上記の第１及び第２の加熱ローラ４３、４４は、発熱体４３ｂ、４４ｂが中心に設けられた金属ローラで構成されている。
【０００５】
そのため、定着ローラ４１と加圧ローラ４２間に形成されるニップ幅は、一方に金属ローラを用いた場合よりも長くなる。従って、通紙時に多くの熱量を与えることができる。また、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２が弾性体であるため、画像を形成するトナー５１の凹凸に追従しやすいという利点がある。これは、多量のトナー５１による凹凸が大きいカラーの画像形成装置への利用に適している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開平４−１１６６７７号公報ではその記載が省略されているが、実際には図４のように画像形成部、転写ローラ１７、ガイド板２４等が配設される。このとき、図４の配置では、第１の加熱ローラからの放射熱により感光体ドラム１３上のトナーが融着したり、第２の加熱ローラ４４からの放射熱によりガイド板２４や転写ローラ１７が変形したりするおそれがある。また、ガイド板２４が加熱されると両面複写において印刷面がガイド板２４と接触する際にトナーが融着し、紙詰まりの原因となる。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑み、各部に与える熱ダメージを軽減した外部加熱方式の定着装置を提供することを目的とする。また、この定着装置を搭載した画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、定着ローラと、該定着ローラを外部から加熱する第１の加熱手段と、前記定着ローラに圧接した加圧ローラと、該加圧ローラを外部から加熱する第２の加熱手段とを備えた定着装置において、
前記定着ローラの回転軸と前記加圧ローラの回転軸とを含む面の排紙側に、前記第１の加熱手段の熱伝達部を設けたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、感光体ドラムから第１の加熱手段が離れ、感光体ドラム等に与える熱ダメージを軽減することができる。
【００１０】
また本発明は、上記の定着装置において、前記定着ローラの回転軸と前記加圧ローラの回転軸とを含む面の排紙側に、前記第２の加熱手段の熱伝達部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によると、ガイド板や転写ローラから第２の加熱手段が離れ、ガイド板や転写ローラ等に与える熱ダメージを軽減することができる。
【００１２】
なお、前記第１の加熱手段は、前記定着ローラに圧接した内部に発熱体を有する第１の加熱ローラとし、前記第１の加熱手段の熱伝達部は、該第１の加熱ローラと前記定着ローラ間に形成されるニップ部とすることができる。
【００１３】
また、前記第２の加熱手段は、前記加圧ローラに圧接した内部に発熱体を有する第２の加熱ローラとし、前記第２の加熱手段の熱伝達部は、該第２の加熱ローラと前記加圧ローラ間に形成されるニップ部とすることができる。
【００１４】
また本発明の画像形成装置は、上記の定着装置を搭載したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、従来例の図４と同様の部品には同じ符号を付している。図１は、本発明の画像形成装置の一例としてのプリンタの正面図である。図１では、クリーニング装置１８のハウジングを省略している。プリンタ１０はタンデム方式のフルカラー画像形成装置であってプリンタ本体ハウジング１１の内部において用紙搬送ベルト１２の上方にはその搬送方向の上流から下流方向に向かって（図１では右方から左方にかけて）、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色画像形成部が設けられている。各々の画像形成部には、アモルファスシリコン感光体ドラム１３と、その周囲には主帯電器１４と、ＬＥＤ露光部１５と、現像装置１６と、転写ローラ１７と、クリーニング装置１８とが備えられている。
【００１６】
このクリーニング装置１８は、感光体ドラム１３の表面を整えるゴム製のクリーニングローラ１８ａと、トナー回収容器（不図示）にトナーを排出する排出スパイラル１８ｂと、感光体ドラム１３上のトナーを掻き落とすクリーニングブレード１８ｃとから構成される。
【００１７】
また、プリンタ１０は、格納されている用紙を給紙する給紙機構１９と、給紙機構１９から用紙を搬送する用紙搬送路２０と、用紙搬送ベルト１２を駆動する駆動ローラ２１、２２、２３と、画像形成部で形成された画像を定着する定着装置４０と、用紙を用紙搬送ベルト１２から定着装置４０へ導くガイド板２４と、定着装置４０から用紙を搬送する用紙搬送路２５と、用紙搬送路２５から用紙を排出する排出部２６と、トナーを各現像装置１６へ供給するトナー供給容器２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｙ、２７Ｂとを備えている。
【００１８】
このプリンタ１０において、用紙は給紙機構１９から用紙搬送路２０を経由して画像形成部に搬送され、感光体ドラム１３と用紙搬送ベルト１２との間を搬送されていく間に転写ローラ１７によって各感光体ドラム１３表面の正帯電の各色トナー画像が次々に用紙側に転写される。全ての感光体ドラム１３によってトナーが転写された用紙は、定着装置４０に搬送されてトナーが定着され、カラー画像が形成される。定着装置４０を通過した用紙は用紙搬送路２５に送られ、排出部２６へ排出される。
【００１９】
図２は、図１の定着装置４０付近を拡大した図である。定着ローラ４１と加圧ローラ４２とが互いに圧接して定着のニップ部を形成している。定着ローラ４１には外部から定着ローラ４１を加熱する第１の加熱ローラ４３が圧接している。また、加圧ローラ４２には外部から加圧ローラを加熱する第２の加熱ローラ４４が圧接している。これら４つのローラの少なくとも一つに駆動を入力し、他のローラは従動回転するようになっている。
【００２０】
定着ローラ４１及び加圧ローラ４２は各々外径が２５ｍｍで同一の構造からなり、鉄製の芯金４１ａ、４２ａと、芯金４１ａ、４２ａの表面を被覆するシリコンゴムの発泡体からなる弾性体層４１ｂ、４２ｂと、離型性を高めるために弾性体層４１ｂ、４２ｂの表面を被覆するＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パー−フルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブ層４１ｃ、４２ｃとから構成される。なお、弾性体層４１ｂ、４２ｂはアスカＣ硬度が１０〜９０度のものが好ましく、更に好ましくはアスカＣ硬度が２５度のものである。このとき、弾性体層４１ｂ、４２ｂの厚さは２〜１０ｍｍが好ましい。また、ＰＦＡチューブ層４１ｃ、４２ｃは耐熱性と離型性を有すれば特に限定はなく、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＥＣＴＦＥ（エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体）等のフッ素樹脂から選択することができる。このとき、ＰＦＡチューブ層４１ｃ、４２ｃの厚みは２０〜１００μｍが好ましい。
【００２１】
第１及び第２の加熱ローラは各々外径が２５ｍｍであり、アルミニウム製のローラ本体４３ａ、４４ａと、ローラ本体４３ａ、４４ａ内部のハロゲンランプ４３ｂ、４４ｂとから構成される。なお、ローラ本体４３ａ、４４ａは良熱伝導体であれば特に限定はなく、例えば、鉄、ニッケル、ステンレス等の金属を用いることができる。このとき、ローラ本体４３ａ、４４ａの厚みは０．２〜３ｍｍが好ましい。また、ハロゲンランプ４３ｂ、４４ｂは発熱体であれば特に限定はなく、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２の表面温度を最大約２２０℃にまで上昇させられる発熱体であればよい。
【００２２】
ここで、定着ローラ４１の回転軸と加圧ローラ４２の回転軸とを含む面Ａ（図２中の破線）の排紙側（図中Ａの左側）に、第１の加熱ローラ４３のニップ部（熱伝達部）が配設され、面Ａの給紙側（図中Ａの右側）に、第２の加熱ローラ４４のニップ部（熱伝達部）が配設されている。
【００２３】
従来例では図４のように、定着ローラ４１の回転軸と加圧ローラ４２の回転軸とを含む面Ｂ（図４中の破線）の給紙側に、第１の加熱ローラ４３及び第２の加熱ローラ４４が配設されており、各部に与える熱ダメージが大きかったが、図２のような配置にすることで感光体ドラム１３から第１の加熱ローラ４３が離れ、感光体ドラム１３等に与える熱ダメージを軽減することができる。
【００２４】
図３に、他の実施形態の定着装置付近の正面図を示す。これは上記の実施形態において、定着ローラ４１の回転軸と加圧ローラ４２の回転軸とを含む面Ａの排紙側に第２の加熱ローラのニップ部を配設したものである。
【００２５】
この構成により、ガイド板２４や転写ローラ１７から第２の加熱ローラ４４が離れ、ガイド板２４や転写ローラ１７等に与える熱ダメージを軽減することができる。
【００２６】
なお本発明において、第１又は第２の加熱ローラ４３、４４は感光体ドラム１３、ガイド板２４、転写ローラ１７等の熱の影響を受けやすい部分からできるだけ離して配設することが望ましい。そして、第１又は第２の加熱ローラ４３、４４は定着ローラ４１と加圧ローラ４２間のニップ部から排紙された用紙５０に熱の影響を及ぼさない程度に用紙搬送路２５から離れていればよい。これにより、感光体ドラム１３、ガイド板２４、転写ローラ１７等に与える熱ダメージを最大限軽減することができる。
【００２７】
なお、本実施形態では、第１及び第２の加熱手段として加熱ローラ４３、４４を用いたが、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２を外部から加熱できればその手段に特に限定はなく、例えば、ヒータを定着ローラ４１及び加圧ローラ４２付近に配設してもよい。
【００２８】
なお、本発明の画像形成装置は、ＰＰＣ、ファクシミリ、プリンタ等に広く利用可能である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、定着ローラの回転軸と加圧ローラの回転軸とを含む面の排紙側に、第１の加熱手段の熱伝達部を設けることにより、感光体ドラムから第１の加熱手段が離れ、感光体ドラム等に与える熱ダメージを軽減することができる。
【００３０】
また本発明によれば、定着ローラの回転軸と加圧ローラの回転軸とを含む面の排紙側に、前記第２の加熱手段の熱伝達部を設けることにより、ガイド板や転写ローラから第２の加熱手段が離れ、ガイド板や転写ローラ等に与える熱ダメージを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一例としてのプリンタの正面図である。
【図２】図１の定着装置付近を拡大した図である。
【図３】他の実施形態の定着装置付近の正面図である。
【図４】従来のプリンタの定着装置付近の正面図である。
【符号の説明】
１０　　プリンタ（画像形成装置）
４０　　定着装置
４１　　定着ローラ
４２　　加圧ローラ
４３　　第１の加熱ローラ（第１の加熱手段）
４３ｂ、４４ｂ　　ハロゲンランプ
４４　　第２の加熱ローラ（第２の加熱手段）
【図１】
2004012621.tif 000003
【図２】
2004012621.tif 000004
【図３】
2004012621.tif 000005
【図４】
2004012621.tif 000006