(57)【要約】【課題】記録紙サイズに係わらず適切な定着とヒート・ローラの耐久性向上とを可能とする。【解決手段】ヒート・ローラ１の軸心方向両端部側に、姿勢可変のルーバ１３，１５，１７，１９を設け、ルーバ１３，１５，１７，１９を可変駆動してローラ３及びヒータ５間を開く姿勢状態とローラ３及びヒータ５間を軸心方向両端部側で閉じる姿勢状態とに姿勢変更させる姿勢駆動機構１１を設けため、記録紙サイズが小さいときは、ルーバ１３，１５，１７，１９の姿勢変更によりロー３及びヒータ５間を軸心方向両端部側で閉じることでヒート・ローラ１の軸心方向両端部側の過度の温度上昇を抑制することができ、記録紙サイズが大きいときはルーバ１３，１５，１７，１９の姿勢変更によりローラ３及びヒータ５間を開くことでヒート・ローラ１の軸心方向両端部側まで均一に温度上昇させることができることを特徴とする。【選択図】図３
2007206128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラの軸心部に沿ってヒータを備えたヒート・ローラを備え、シートに形成された画像を前記ヒート・ローラにより加熱定着させる画像形成装置において、
前記ヒート・ローラの軸心方向端部側に、姿勢可変の遮蔽部材を設け、
前記遮蔽部材を可変駆動して前記ローラ及びヒータ間を開く姿勢状態とローラ及びヒータ間を前記軸心方向端部側で閉じる姿勢状態とに姿勢変更させる姿勢駆動機構を設け、
たことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置であって、
前記遮蔽部材は、前記ヒート・ローラの軸心方向両端部側に設けられた
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像形成装置であって、
前記遮蔽部材は、前記ヒート・ローラの径方向に起立する姿勢と同軸心方向に倒伏する姿勢とに姿勢変更可能な複数のルーバである
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像形成装置であって、
前記ルーバは、前記ヒータの周りで前記ヒート・ローラの軸心方向に沿って配置されたロッドに回転自在に支持されて姿勢変更可能である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載の画像形成装置であって、
前記姿勢駆動機構は、前記ルーバに結合されたワイヤとこのワイヤを引き及び引き戻す駆動部とで構成されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像形成装置であって、
前記駆動部は、前記ワイヤの一端に結合され該ワイヤを引くソレノイドと同他端に結合され該ワイヤを引き戻し方向へ付勢可能なスプリングとで構成されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置であって、
前記遮蔽部材に、熱電素子又は光電素子などの発電素子を取り付けるか、遮蔽部材を発電素子により形成した
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、シートに形成された画像をヒート・ローラを用いて加熱定着させる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体を露光して感光体上に潜像を形成し、これにトナーを付着させて現像し、そのトナーをシートに転写する画像形成装置が、複写機、プリンタ等として広く普及している。このような画像形成装置を図６に概略図で示す。
図６のように、画像形成装置１０１は、感光体ドラム１０３と帯電部１０５と露光部１０７と現像部１０９と転写ローラ１１１とより成る転写部１１３、除電部１１５、ヒート・ローラ１１７及び加圧ローラ１１９より成る定着部１２１、１対のレジストローラ１２３、１２５を備えている。ヒート・ローラ１１７は、ローラ１２７の軸心部にハロゲン・ランプ等のヒータ・ランプ１２９を備えたものである。
従って、かかる構成の画像形成装置１では、転写部１１３で転写されトナー画像を坦持したシートとして、例えば記録紙が、ヒート・ローラ１１７と加圧ローラ１１９との圧接部を通過するとき、ヒータ・ランプ１２７の発熱により未定着のトナー画像をシートに加熱定着させることができる。
しかし、ヒータ・ランプ１２９は、ローラ１２７の軸心部に沿い全長に渡って設けられているため、記録紙のサイズが小さく、ローラ１２７の軸心方向の中央部のみが使用される場合に、ローラ１２７の両端部の温度が過度に上昇し、ローラ１２７の不均一な温度上昇により適切な定着に問題を招く恐れがある。また、ローラ１２７の両端部の温度が過度に上昇することで、ヒート・ローラ１１７の耐久性を損なう恐れがある。特に、昇温時間短縮のためにローラ１２７を薄肉鉄で形成するときは、熱伝導率が低いことと相俟ってローラ１２７の温度が均一になりにくく、問題が顕著となる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、シート・サイズが小さいときヒート・ローラの端部の温度が過度に上昇し、適切な定着に問題を招き、また、ヒート・ローラの耐久性を損なう恐れがある点である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、シート・サイズに係わらず適切な定着とヒート・ローラの耐久性向上とを可能とするため、ヒート・ローラの軸心方向端部側に、姿勢可変の遮蔽部材を設け、遮蔽部材を可変駆動してローラ及びヒータ間を開く姿勢状態とローラ及びヒータ間を前記軸心方向端部側で閉じる姿勢状態とに姿勢変更する姿勢駆動機構を設けたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、ヒート・ローラの軸心方向端部側に、姿勢可変の遮蔽部材を設け、遮蔽部材を可変駆動してローラ及びヒータ間を開く姿勢状態とローラ及びヒータ間を軸心方向端部側で閉じる姿勢状態とに姿勢変更させる姿勢駆動機構を設けため、シート・サイズが小さいときは、遮蔽部材の姿勢変更によりローラ及びヒータ間を軸心方向端部側で閉じることでヒート・ローラの軸心方向端部側の過度の温度上昇を抑制することができる。また、シート・サイズが大きいときは、遮蔽部材の姿勢変更によりローラ及びヒータ間を開くことでヒート・ローラの軸心方向端部側まで温度上昇させることができる。
【０００７】
従って、シート・サイズに係わらずトナー画像の適切な加熱定着とヒート・ローラの耐久性向上とを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
シート・サイズに係わらず適切な定着とヒート・ローラの耐久性向上とを可能とするという目的を、姿勢可変の遮蔽部材により実現した。
【実施例】
【０００９】
［ヒート・ローラの構成］
図１、図２は、本発明の実施例を適用した画像形成装置の定着部に用いられるヒート・ローラに係り、図１は、ルーバ起立姿勢の概略断面図、図２は、ルーバ倒伏姿勢の概略断面図である。
【００１０】
図１，図２で示す本発明実施例のヒート・ローラ１も、例えば図６の画像形成装置１０１の定着部１２１に設けられる。従って、本実施例において画像形成装置の全体構成は、図６と同様である。この図６を参照すると、未定着のトナー画像を坦持したシートである記録紙が定着部１２１を通過することで、記録紙に形成されたトナー画像をヒート・ローラ１により加熱定着させることができる。
【００１１】
図１，図２のように、ヒート・ローラ１は、回転側であるローラ３の軸心部に沿って固定側のヒータ５を備えたものである。ローラ３は、例えば薄肉の炭素鋼などにより中空円筒状に形成され、昇温時間の短縮が可能となっている。ヒータ５は、ハロゲン・ランプ等が用いられている。
ヒート・ローラ１の軸心方向端部側で前記ローラ３及びヒータ５間に、姿勢可変の遮蔽部材としてルーバ組７，９が設けられている。ルーバ組７，９は、本実施例において、ヒート・ローラ１の軸心方向両端部側に設けられている。
ルーバ組７，９は、それぞれローラ３及びヒータ５間をヒート・ローラ１径方向に開く図１の起立姿勢状態とローラ３及びヒータ５間をヒート・ローラ１の軸心方向両端部側で閉じる図２の倒伏姿勢状態とに姿勢変更可能となっている。
図１の起立姿勢状態では、記録紙サイズの最大用紙幅Ｈ１に対応し、ヒータ５によりローラ３の軸心方向両端部側まで全体的に均一に昇温させることができる。図２の倒伏姿勢状態では、記録紙サイズの小サイズ用紙幅Ｈ２に対応し、ヒータ５によるローラ３の昇温を軸心方向端部側で抑制することができる。
図３〜図５は、図１，図２のヒート・ローラ１に姿勢駆動機構１１を併せて示し、若干詳細に示したもので、図３は、ルーバ起立姿勢の断面図、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図、図５は、ルーバ倒伏姿勢の断面図である。
【００１２】
図３〜図５のように、ルーバ組７，９は、ヒート・ローラ１の軸心方向両端部側に、それぞれ配置され、ヒート・ローラ１の径方向に起立する姿勢と同軸心方向に倒伏する姿勢とに姿勢変更可能となっている。
ルーバ組７，９は、ほぼ同一構成となっており、それぞれ複数のルーバ１３，１５，１７，１９により構成されている。
ルーバ組７のルーバ１３，１５，１７，１９は、ヒート・ローラ１の軸心方向両端部側にそれぞれ複数、実施例では４枚、等間隔で配列され、ヒータ５の周りでヒート・ローラ１の軸心方向に沿って周方向に４本配置されたロッド２１に基端が回転自在に支持されて姿勢変更可能となっている。
ルーバ１３，１５は、ローラ３の端部からルーバ１枚分の間隔を置いてローラ３の軸心方向内側へ配列され、ルーバ１７，１９は、ローラ３の端部からローラ３の軸心方向内側へ配列されている。
ルーバ１３，１５は、連動構成され、その倒伏方向は、図３の位置からローラ３の軸心方向外側であり、ルーバ１７，１９は、連動構成され、その倒伏方向は、図３の位置からローラ３の軸心方向内側である。
ルーバ１３，１５，１７，１９表面には、熱電素子（ペルチェ素子）又は光電素子（太陽電池）などの発電素子２３が取り付けられている。発電素子２３は、ルーバ１３，１５，１７，１９の閉じ状態でヒータ５に対向する。発電素子２３の発電電力は、蓄電部に蓄電可能に配置構成され、省電力モード時の駆動源や、電源投入時の補助電源（ヒータ５のウォーミングアップ）等に利用することができる。なお、各ルーバ１３，１５，１７，１９を、発電素子２３そのものにより形成することも可能である。
ルーバ組９は、ルーバ組７に対し、ルーバ１３，１５とルーバ１７，１９とが、周方向に９０°ずれて配置されたものである。
姿勢駆動機構１１は、ルーバ組７，９を可変駆動して前記ローラ３及びヒータ５間をヒート・ローラ１径方向に開く図３の姿勢状態とローラ３及びヒータ５間をヒート・ローラ１の軸心方向端部側で閉じる図５の姿勢状態とに姿勢変更させるものである。
姿勢駆動機構１１は、前記ルーバ１３，１５，１７，１９に結合されたワイヤ２５とこのワイヤ２５を引き及び引き戻す駆動部２７とで構成されている。ワイヤ２５は、画像形成装置の固定側に支持された複数のプーリ２９に掛け回され、各ルーバ１３，１５，１７，１９の先端に結合されている。
駆動部２７は、ソレノイド３１とスプリング３３とで構成されている。ソレノイド３１は、ワイヤ２５の一端に結合され通電により該ワイヤ２５を引く動作を行う。スプリング３３は、ワイヤ２５の他端に結合され且つ画像形成装置の固定側に支持されている。スプリング３３は、ワイヤ２５がソレノイド３１により引かれたとき伸びて引き戻し方向の収縮力を蓄え、ソレノイド３１への通電が停止すると収縮力によりワイヤ２５を引き戻すように付勢する。
かかるヒート・ローラ１を備えた画像形成装置は、原稿の画像を読み取る手段を設けることにより複写機として構成され、さらに外部の機器と通信する手段を設けることによりファクシミリとして構成される。通信手段を設けた場合、パーソナルコンピュータから与えられる情報を画像として出力するプリンタとして構成される。
［ルーバの動作］
図３の状態では、ソレノイド３１が通電制御されておらずルーバ１３，１５，１７，１９がヒート・ローラ１の径方向に起立する姿勢となっている。このルーバ１３，１５，１７，１９の起立姿勢では、ローラ３及びヒータ５間を開く姿勢状態である。この姿勢状態は、図１で示す記録紙の最大用紙幅Ｈ１に対応し、前記のようにヒータ５によりローラ３の軸心方向端部側まで全体的に均一に昇温させることができる。
ソレノイド３１が通電制御されるとルーバ１３，１５がヒート・ローラ１の軸心方向外側へ、ルーバ１７，１９が同内側へ、図５のように倒伏する姿勢へ動作する。このルーバ１３，１５，１７，１９の倒伏姿勢では、ローラ３及びヒータ５間を前記軸心方向両端部側で閉じる遮光姿勢状態となる。この遮光姿勢状態は、図１で示す記録紙の小サイズ用紙幅Ｈ２に対応し、前記のようにヒータ５によるローラ３の軸心方向両端部側での過度の昇温を抑制することができる。
［実施例の効果］
本発明実施例では、ヒート・ローラ１の軸心方向両端部側に、姿勢可変のルーバ１３，１５，１７，１９を設け、ルーバ１３，１５，１７，１９を可変駆動してローラ３及びヒータ５間を開く姿勢状態とローラ３及びヒータ５間を軸心方向端部側で閉じる姿勢状態とに姿勢変更させる姿勢駆動機構１１を設けた。このため、記録紙サイズが小さいときは、ルーバ１３，１５，１７，１９の姿勢変更によりローラ３及びヒータ５間を軸心方向両端部側で閉じることでヒート・ローラ１の軸心方向端部側の温度上昇を抑制することができる。記録紙サイズが大きいときは、ルーバ１３，１５，１７，１９の姿勢変更によりローラ３及びヒータ５間をヒート・ローラ１径方向に開くことでヒート・ローラ１の軸心方向両端部側まで均一に温度上昇させることができる。
【００１３】
従って、記録紙サイズに係わらずトナー画像の適切な定着と定着部のヒート・ローラ１の耐久性向上とを図ることができる。
ルーバ１３，１５，１７，１９は、ヒート・ローラ１の径方向に起立する姿勢と同軸心方向に倒伏する姿勢とに姿勢変更可能な複数枚で構成されているから、記録紙サイズに応じてヒート・ローラ１を均一に的確に昇温させることができ、また、両端部側の過度の昇温を抑制することができる。
ルーバ１３，１５，１７，１９は、ヒータ３の周りでヒート・ローラ１の軸心方向に沿って配置されたロッド２１に回転自在に支持されて姿勢変更可能であるため、簡単な構造により、ルーバ１３，１５，１７，１９の姿勢変更を容易且つ確実に行わせることができる。
【００１４】
姿勢駆動機構１１は、ルーバ１３，１５，１７，１９に結合されたワイヤ２５とこのワイヤ２５を引き及び引き戻す駆動部２７とで構成されているため、簡単な構造により、ルーバ１３，１５，１７，１９の姿勢変更を容易且つ確実に行わせることができる。
【００１５】
駆動部２７は、ワイヤ２５の一端に結合され該ワイヤ２５を引くソレノイド３３と同他端に結合され該ワイヤ２５を引き戻し方向へ付勢するスプリング３３とで構成されているため、駆動源を単一のソレノイド３３とすることができ、構造を簡単にすることができる。
【００１６】
ルーバ１３，１５，１７，１９に、熱電素子又は光電素子などの発電素子２３を取り付けたため、ヒータ５のエネルギの有効利用を図ることができる。
［その他］
ルーバ組７，９は、ヒート・ローラ１の一端側にのみ設けることも可能である。
【００１７】
遮蔽部材は、可変駆動して前記ローラ３及びヒータ５間を開く姿勢状態とローラ３及びヒータ５間を軸心方向端部側で閉じる姿勢状態とに姿勢変更させることができればよく、ルーバ構成に限らず、ヒート・ローラ１の軸方向端部外に空間的な余裕があれば、伸縮可能な筒状の遮蔽部材をヒータ５の端部に対して伸縮させ、ヒータ５の端部を覆う状態と解放する状態とに変更する構成等にすることも可能である。この場合、筒状の遮蔽部材の伸縮量を調整駆動することで、種々のシート・サイズに適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ルーバ起立姿勢の概略断面図である（実施例）。
【図２】ルーバ倒伏姿勢の概略断面図である（実施例）。
【図３】ルーバ起立姿勢の断面図である（実施例）。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である（実施例）。
【図５】ルーバ倒伏姿勢の断面図である（実施例）。
【図６】画像形成装置の概略図である（従来例）。
【符号の説明】
【００１９】
１  ヒート・ローラ
３  ローラ
５  ヒータ
１１  姿勢駆動機構
１３，１５，１７，１９  ルーバ
２１  ロッド
２３  発電素子
２５  ワイヤ
２７  駆動部
３１  ソレノイド
３３  スプリング
１０１  画像形成装置
１２１  転写部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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