(57)【要約】【課題】定着装置に基体として加熱部材を覆設する金属部材を用い、金属部材の内周面或いは外周面に断熱部材を有する覆設部材を設け、覆設部材の適切な形状と断熱部材の適正な構造とを設定し、基体として金属部材を用いる覆設部材の断熱部材に、加熱部材からの過剰な熱を与えにくくし、断熱部材を有する覆設部材の更なる断熱効果が得られる定着装置を提供すること。【解決手段】加熱部材に、セラミックもしくはガラスもしくは金属部材からなる基体と、シリコン系もしくはフッ素系のゴム部材もしくは樹脂部材からなる断熱部材を基体の内面もしくは外面に貼り付けた覆設部材を覆設するもので、覆設部材の形状が加熱部材の周方向断面に凹凸を設けるものであることを特徴とする定着装置。【選択図】        図２
2005004033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材と、当該加熱部材に圧接、当接する加圧部材とにより、転写材上のトナー像を定着する定着装置において、
前記加熱部材に、セラミックもしくはガラスもしくは金属部材からなる基体と、シリコン系もしくはフッ素系のゴム部材もしくは樹脂部材からなる断熱部材を前記基体の内面もしくは外面に貼り付けた覆設部材を覆設するもので、
前記覆設部材の形状が前記加熱部材の周方向断面に凹凸を設けるものであることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
加熱部材と、当該加熱部材に圧接、当接する加圧部材とにより、転写材上のトナー像を定着する定着装置において、
前記加熱部材に、セラミックもしくはガラスもしくは金属部材からなる基体と、シリコン系もしくはフッ素系のゴム部材もしくは樹脂部材からなる断熱部材を前記基体の内面もしくは外面に貼り付けた覆設部材を覆設するもので、
前記覆設部材は加熱部材側に湾曲したもので、端部にＲ形状を設けるものであることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
加熱部材と、当該加熱部材に圧接、当接する加圧部材とにより、転写材上のトナー像を定着する定着装置において、
前記加熱部材に、セラミックもしくはガラスもしくは金属部材からなる基体と、シリコン系もしくはフッ素系のゴム部材もしくは樹脂部材からなる断熱部材を前記基体の内面もしくは外面に貼り付けた覆設部材を覆設するもので、
前記覆設部材の断熱部材が空気層およびスポンジの層構成をなすことを特徴とする定着装置。
【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、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置に設けられる定着装置に関し、特に断熱部材を有する覆設部材を設けた定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置に設けられ、加熱部材（加熱ローラ）と、当該加熱ローラに圧接・当接される加圧部材（加圧ローラ）とを有する定着装置において、断熱対策として定着装置の外装である金属板（金属部材）を断熱部材として貼り付け、熱効率を低下させることなく定着装置の熱による装置本体機内温度の上昇を防止すると共に、機内で発生した騒音が機外に漏れるのを防止するものが知られている（特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１４９０４０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記金属部材を用いた断熱部材を設けた定着装置において、加熱部材（加熱ローラ）の肉厚によっては、加熱部材からの熱を金属部材（金属板）を用いる断熱部材に熱を与え、金属製断熱部材の断熱効果を低減させるという欠点があった。
【０００５】
本発明は上記の不具合を解消し、定着装置に基体として加熱部材を覆設する金属部材を用い、金属部材の内周面或いは外周面に断熱部材を有する覆設部材を設け、覆設部材の適切な形状と断熱部材の適正な構造とを設定し、基体として金属部材を用いる覆設部材の断熱部材に、加熱部材からの過剰な熱を与えにくくし、断熱部材を有する覆設部材の更なる断熱効果が得られる定着装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的は下記の構成により達成される。
【０００７】
（１）加熱部材と、当該加熱部材に圧接、当接する加圧部材とにより、転写材上のトナー像を定着する定着装置において、前記加熱部材に、セラミックもしくはガラスもしくは金属部材からなる基体と、シリコン系もしくはフッ素系のゴム部材もしくは樹脂部材からなる断熱部材を前記基体の内面もしくは外面に貼り付けた覆設部材を覆設するもので、前記覆設部材の形状が前記加熱部材の周方向断面に凹凸を設けるものであることを特徴とする定着装置（第１の発明）。
【０００８】
（２）加熱部材と、当該加熱部材に圧接、当接する加圧部材とにより、転写材上のトナー像を定着する定着装置において、前記加熱部材に、セラミックもしくはガラスもしくは金属部材からなる基体と、シリコン系もしくはフッ素系のゴム部材もしくは樹脂部材からなる断熱部材を前記基体の内面もしくは外面に貼り付けた覆設部材を覆設するもので、前記覆設部材は加熱部材側に湾曲したもので、端部にＲ形状を設けるものであることを特徴とする定着装置（第２の発明）。
【０００９】
（３）加熱部材と、当該加熱部材に圧接、当接する加圧部材とにより、転写材上のトナー像を定着する定着装置において、前記加熱部材に、セラミックもしくはガラスもしくは金属部材からなる基体と、シリコン系もしくはフッ素系のゴム部材もしくは樹脂部材からなる断熱部材を前記基体の内面もしくは外面に貼り付けた覆設部材を覆設するもので、前記覆設部材の断熱部材が空気層およびスポンジの層構成をなすことを特徴とする定着装置（第３の発明）。
【００１０】
本発明は上記の如き構成をとることにより、定着装置に設けられる加熱部材を覆設する覆設部材の適切な形状と断熱部材の適正な構造とを設定し、基体として金属部材を用いる覆設部材の断熱部材に、加熱部材からの過剰な熱を与えにくくし、断熱部材を有する覆設部材の更なる断熱効果が得られる定着装置の提供を図るものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１２】
（１）本発明の定着装置が用いられる画像形成装置について、図１にて以下に述べる。
【００１３】
本発明の画像形成装置は、画像処理後のデータに従って像担持体としての感光体ドラム１０上に像露光を行う像露光手段としての露光装置１２、感光体ドラム１０及びその周囲に、帯電手段としての帯電極１１、現像剤担持体を有する磁気ブラシ型現像装置からなる現像手段としての現像器１３、転写分離手段としての転写分離極１４、クリーニング手段としてのクリーニング装置１９等の画像形成手段と、転写材上のトナー像を溶融定着する定着装置１７とを有している。
【００１４】
不図示の画像読取装置により読み取られ、メモリに格納されている画像データが画像形成に応じて呼び出され、当該画像データに従って、例えばレーザ光学系を用いる露光装置１２により感光体ドラム１０上に像露光が行われる。
【００１５】
当該像露光に先立ち、矢印で示す時計方向に回転される感光体ドラム１０は、帯電極１１のコロナ放電作用により所定の表面電位を付与されているが、像露光による潜像部位の電位が露光量に応じて減じ、結果として、画像データに応じた静電潜像が感光体ドラム１０上に形成される。
【００１６】
静電潜像は、現像器１３に設けられる現像剤担持体としての現像ローラ（符号なし）により、帯電極性と同極性（本実施形態においては現像に使用されるトナー極性をマイナス極性とし、帯電極性をマイナス極性とする）のトナー（トナー粉末）を用いて反転現像され、可視化されたトナー像とされる。また図に示すように、現像器１３には、現像位置に対して感光体ドラム１０の回転方向上流側に、後述する現像ウレタンシート１３ｂが設けられる。
【００１７】
一方、感光体ドラム１０上のトナー像の先端部が転写分離極１４の転写領域に到達する前に、給紙トレイ（不図示）内の転写材としての記録紙Ｐが、送り出しローラ（不図示）により給送されてレジストローラ１６に到達し、先端規制される。
【００１８】
記録紙Ｐは、トナー像、即ち感光体ドラム１０上の画像領域と重畳するように、同期を取って回転を開始するレジストローラ１６により、帯電手段および転写手段である転写分離極１４の転写領域に向けて搬送される。
【００１９】
転写領域において、感光体ドラム１０上のトナー像は転写分離極１４の転写コロナ放電により記録紙Ｐ上への転写が行われ、該記録紙Ｐは転写分離極１４の分離コロナ放電による除電により感光体ドラム１０から分離される。
【００２０】
トナー像が転写された記録紙Ｐは、定着装置１７の内部で、且つ後段において詳述するように、加熱ローラ１７ａの外側に設けられる金属部材としての金属板ＫＰを用い、断熱部材ＤＮａを有し、当該断熱部材ＤＮａの周方向断面に凹凸を設けた覆設部材ＦＫＢａを設けた定着装置１７に至り、定着装置１７の加熱部材としての加熱ローラ１７ａと、加圧部材としての加圧ローラ４７ａとの間で形成されるニップ部Ｎで加圧と加熱とにより、トナー像を形成するトナー粉末（トナー）が記録紙Ｐ上に溶融定着され、当該記録紙Ｐは、装置外部に排紙される。
【００２１】
転写後の感光体ドラム１０の周面上に残った転写残トナーは、例えば導電性ブラシを用いるクリーニングローラ１９１ｃと、クリーニング部材としてのクリーニングブレード１９１ａを備えるブレードユニット１９０とからなるクリーニング装置１９によりクリーニングされ、該クリーニング装置１９内に回収され、搬送スクリュー１９１ｈにより不図示のトナー回収容器に回収される。また、ブレードユニット１９０には交換用のクリーニング部材としてのクリーニングブレード１９１ｂが設けられる。
【００２２】
感光体ドラム１０上の転写残トナーがクリーニング装置１９により回収された後、画像形成装置は次の画像形成サイクルに入る。
【００２３】
なお、上記画像形成装置の説明においては、モノクロ画像形成にて説明したが、カラー画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。
【００２４】
（２）本発明の定着装置と、当該定着装置の加熱部材を覆設する覆設部材の適切な形状の設定と断熱部材の適正な構造の設定とについて、図２ないし図５を用いて以下に説明する。
【００２５】
先ず、加熱部材に設けられる断熱部材の第１の例を有する覆設部材の形状の第１の例が設けられる本発明の定着装置の第１の例について、図２を用いて以下に説明する。図２は、加熱部材に設けられる断熱部材の第１の例を有する覆設部材の形状の第１の例が設けられる定着装置の第１の例を示す図である。
【００２６】
本発明の第１の例の定着装置１７は、図２に示すように、転写材としての記録紙Ｐ上のトナー像を定着するための上側のロール状の加熱部材としての加熱ローラ１７ａと、上側の加熱ローラ１７ａに対して圧接・当接する下側のロール状の加圧部材としての加圧ローラ４７ａと、加熱ローラ１７ａを覆設する覆設部材ＦＫＢａとにより構成される。加圧ローラ４７ａの外側には、例えば１〜３ｍｍ程度のステンレス板等が用いられる定着側板Ｓａが設けられており、当該定着側板Ｓａには案内部材であるガイドレールＧＬａ、ＧＬｂ、に装着および脱着可能とされ、厚みが０．１〜５ｍｍ程度のシリコン系やフッ素系のゴム材或いはセラミック材からなる断熱材ＤＮが設けられる。
【００２７】
上側に設けられる加熱ローラ１７ａは、内部に発熱体としてのハロゲンランプＨＬａを有し、例えばステンレス材等の金属性の部材からなる円筒状の中空回転体と、当該中空回転体の外側（外周面側）の耐熱性のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブとからなる外径２５〜７０ｍｍ程度のハードローラとして構成される。また発熱体としては、ハロゲンランプＨＬａの代わりに赤外ヒータや誘導加熱発熱体を用いることも可能である。
【００２８】
また、加熱ローラ１７ａと対向して設けられる加圧部材としての加圧ローラ４７ａは、例えばステンレス材を用いた中実の丸棒からなる芯金と、当該芯金の外周に形成され、例えばゴム硬度が１０Ｈｓ〜４０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）程度のシリコンゴムの発泡体からなるゴムローラ層と、当該ゴムローラ層の表面に設けられるＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブを被覆した離型層とからなるソフトローラとして形成される。加圧ローラ４７ａの芯金としては、例えばステンレスのパイプ材を用いた中空（パイプ状）の丸棒を用いてもよい。またゴムローラ層としてはゴム硬度が４０Ｈｓ〜８０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）程度とする。
【００２９】
覆設部材ＦＫＢａは不図示の定着カバー固定されており、覆設部材ＦＫＢａは、基体とし用いる金属部材としての金属板ＫＰと、当該金属板ＫＰの内面および／または外面に設けられる断熱部材ＤＮａとにより構成され、シリコン系もしくはフッ素系のゴム部材やその発砲体（スポンジ状のゴム部材）もしくは樹脂部材を内面に貼り付けた断熱部材ＤＮａの内面もしくは外側で、図２に示すように、その周方向断面に凹凸形状を設けたものである（覆設部材の第１の形状）。凹凸形状としては図２に示すような等間隔のものでなくともよく（不等間隔でもよく）、また、凸部がＲ形状のもの（波形のもの）でもよい。この凹凸形状により、基体として金属板ＫＰを用いる覆設部材ＦＫＢａの断熱部材ＤＮａに、加熱ローラ１７ａからの過剰な熱が与えにくくされ、断熱部材ＤＮａを有する覆設部材ＦＫＢａの更なる断熱効果が得られる。また、金属板ＫＰとしては、ステンレス材等の板材が用いられる。また、断熱部材ＤＮａとしては、シリコン系もしくはフッ素系のゴム部材やその発砲体（スポンジ状のゴム部材）もしくは樹脂部材、例えばシリコンフォーム（信越シリコーン製）や耐熱性を有するシリコン樹脂や、セラミック、ガラス等が用いられる。断熱部材ＤＮａとして金属材料を用いることは好ましくない。覆設部材ＦＫＢａの基体としては、その他、セラミックもしくはガラス等を用いることも可能である。また上記において覆設部材ＦＫＢａの基体の内面とは、基体の加熱ローラ１７ａ側を示すものであり、また覆設部材ＦＫＢあ基体の外面とは、基体に対して加熱ローラ１７ａと反対側を示すものである。
【００３０】
上側のハードローラとして構成される加熱ローラ１７ａと、下側のソフトローラとして構成される加圧ローラ４７ａとの間で形成される、幅５〜１５ｍｍ程度のニップ部Ｎで記録紙Ｐを挟持し、熱と圧力とを加えることにより、ニップ部Ｎで記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）の良好な融着定着が行われる。
【００３１】
次に、覆設部材の第２の形状について、図３にて以下に説明する。図３は、図２の定着装置に設けられる覆設部材の第１の例の他の形状を有する定着装置を示す図である。
【００３２】
図３に示す定着装置および覆設部材は、図２にて説明したものと同様な部材が用いられる。定着装置１７の加熱ローラ１７ａ外側の覆設部材ＦＫＢａの形状は、端部Ｔｎを加熱部材としての加熱ローラ１７ａに屈曲されるように近づけたものである（覆設部材の第２の形状）。これにより、基体として金属板ＫＰを用いる覆設部材ＦＫＢａの断熱部材ＤＮａに、加熱ローラ１７ａからの過剰な熱が与えにくくされ、断熱部材ＤＮａを有する覆設部材ＦＫＢａの更なる断熱効果が得られる。
【００３３】
上側のハードローラとして構成される加熱ローラ１７ａと、下側のソフトローラとして構成される加圧ローラ４７ａとの間で形成される、幅５〜１５ｍｍ程度のニップ部Ｎで記録紙Ｐを挟持し、熱と圧力とを加えることにより、ニップ部Ｎで記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）の良好な融着定着が行われる。
【００３４】
上記の如く、本発明の如き構成をとることにより、定着装置に設けられる加熱部材を覆設する覆設部材の適切な形状の設定がなされ、基体として金属部材を用いる覆設部材の断熱部材に、加熱部材からの過剰な熱が与えにくくされ、断熱部材を有する覆設部材の更なる断熱効果が得られる定着装置が得られる。
【００３５】
次に、定着ベルトを加熱部材として用い、加熱部材に設けられる断熱部材の第２の例を有する覆設部材の第２の例が設けられる定着装置の第２の例と、当該定着装置に設けられる断熱部材の第２の例を有する覆設部材の第２の例の構造とについて、図４または図５にて以下に説明する。図４は、定着ベルトを加熱部材として用い、加熱部材に設けられる断熱部材の第２の例を有する覆設部材の第２の例が設けられる定着装置の第２の例を示す図であり、図５は、図４の定着装置に設けられる断熱部材の第２の例を有する覆設部材の第２の例の構造の拡大図である。
【００３６】
本発明の第２の例の定着装置１７Ａは、図４に示すように、転写材としての記録紙Ｐ上のトナー像を定着するための上側の、発熱ローラ１７ｂ、テンションローラＴＲｂおよび対向ローラＴＲａに張架される定着ベルト２７と、定着ベルト２７を挟んで対向ローラＴＲａに対向して設けられる下側のロール状の加圧部材としての加圧ローラ４７ａと、定着ベルト２７を覆設する覆設部材ＦＫＢｂとにより構成される。定着ベルト２７の外側の覆設部材ＦＫＢｂのさらに外側には定着カバーＴＣＶが設けられるており、また、加圧ローラ４７ａの外側には、例えば１〜３ｍｍ程度のステンレス板等が用いられる定着側板Ｓａが設けられる。発熱ローラ１７ｂの内部には発熱体としてのハロゲンランプＨＬａが設けられる。また発熱体としては、ハロゲンランプＨＬａの代わりに赤外ヒータや誘導加熱発熱体を用いることも可能である。
【００３７】
上側に設けられる定着ベルト２７としては、基体として内径６０〜１５０ｍｍ程度で、厚さが２０〜８０μｍ程度のニッケル電鋳ベルト、或いは厚さが５０〜２００μｍ程度のポリイミド等の耐熱性樹脂ベルトを基体として用い、該基体の外側（外周面）にゴム層として、厚さ１００〜５００μｍ程度のシリコンゴムを被覆したものに、離型層としてゴム層の表面に厚さ３０〜５０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）やＰＴＦＥコーティング加工を施し、或いはＰＦＡチューブを被覆したものが用いられる。
【００３８】
また、下側に設けられる加圧部材としての加圧ローラ４７ａとしては、図２にて前述したと同様な部材が用いられる。
【００３９】
定着ベルト２７の外側で、定着ベルト２７を覆うように設けられる覆設部材ＦＫＢｂとしては、基体とし用いる金属部材としての金属板ＫＰと、当該金属板ＫＰの内面および／または外面に設けられる断熱部材ＤＮｂとにより構成され、図５（Ａ）にその拡大図を示すように、覆設部材ＦＫＢｂの断熱部材ＤＮｂが空気層ＫＳａおよびスポンジＳＲａの層構成をなすような構造に形成されている。層構成としては、図５（Ｂ）に示すように、空気層ＫＳａを内部に設け、その両端部にスポンジＳＲａを配設した構成の層構成としてもよく、また図５（Ｃ）に示すように金属板ＫＰ（基体）の内部および外面（両面）に図５（Ｂ）の構造の断熱部材ＤＮｂを配設しするような層構成のもの（図５（Ｂ）を２重構造としたもの）を用いてもよい。この層構成により、基体として金属板ＫＰを用いる覆設部材ＦＫＢｂの断熱部材ＤＮｂに、加熱ローラ１７ａからの過剰な熱が与えにくくされ、断熱部材ＤＮｂを有する覆設部材ＦＫＢｂの更なる断熱効果が得られる。
【００４０】
定着ベルト２７を挟んで設けられる上側の対向ローラＴＲａと、下側のソフトローラとして構成される加圧ローラ４７ａとの間で形成される、幅５〜１０ｍｍ程度のニップ部Ｎで記録紙Ｐを挟持し、熱と圧力とを加えることにより、ニップ部Ｎで記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）の良好な融着定着が行われる。
【００４１】
上記の如く、本発明の如き構成をとることにより、定着装置に設けられる加熱部材を覆設する覆設部材の加熱部材の適正な構造の設定がなされ、基体として金属部材を用いる覆設部材の断熱部材に、加熱部材からの過剰な熱が与えにくくされ、断熱部材を有する覆設部材の更なる断熱効果が得られる定着装置が得られる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、定着装置に設けられる加熱部材を覆設する覆設部材の適切な形状と加熱部材の適正な構造との設定がなされ、基体として金属部材を用いる覆設部材の断熱部材に、加熱部材からの過剰な熱が与えにくくされ、断熱部材を有する覆設部材の更なる断熱効果が得られる定着装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかわる断熱部材を有する覆設部材を設けた定着装置が用いられる画像形成装置の一実施の形態の要部断面構成図である。
【図２】加熱部材に設けられる断熱部材の第１の例を有する覆設部材の形状の第１の例が設けられる定着装置の第１の例を示す図である。
【図３】図２の定着装置に設けられる覆設部材の第１の例の他の形状を有する定着装置を示す図である。
【図４】定着ベルトを加熱部材として用い、加熱部材に設けられる断熱部材の第２の例を有する覆設部材の第２の例が設けられる定着装置の第２の例を示す図である。
【図５】図４の定着装置に設けられる断熱部材の第２の例を有する覆設部材の第２の例の構造の拡大図である。
【符号の説明】
１０  感光体ドラム
１１  帯電極
１２  露光装置
１３  現像器
１４  転写分離極
１７，１７Ａ  定着装置
１７ａ  加熱ローラ
２７  定着ベルト
４７ａ  加圧ローラ
ＤＮａ，ＤＮｂ  断熱部材
ＦＫＢａ，ＦＫＢｂ  覆設部材
ＫＰ  金属板
Ｓａ  定着側板
ＴＣＶ  定着カバー
Ｎ  ニップ部
Ｐ  記録紙
【図１】
2005004033.tif 000003
【図２】
2005004033.tif 000004
【図３】
2005004033.tif 000005
【図４】
2005004033.tif 000006
【図５】
2005004033.tif 000007