(57)【要約】【課題】定着装置から放出される熱量を効率良く抑制することを可能とする、定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】加圧ローラ側ハウジング２８ａを、加圧ローラ側ハウジング２８ａの輻射率よりも小さい輻射率を有する加圧ローラ側輻射抑制部材２０２ａで覆い、加熱ローラ側ハウジング２８ｂを、加熱ローラ側ハウジング２８ｂの輻射率よりも小さい輻射率を有する加熱ローラ側輻射抑制部材２０２ｂで覆っている。【選択図】図４
2012103610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される記録部材上のトナー像を順次加圧および加熱して、前記記録部材に前記トナー像を定着させる定着装置であって、
加圧ローラと、
前記加圧ローラに対向配置され、前記加圧ローラとともに、前記トナー像が形成された前記記録部材を挟持して、前記記録部材上の前記トナー像を加圧および加熱して前記記録部材に前記トナー像を定着させる加熱ローラと、
前記加圧ローラおよび前記加熱ローラを収容するハウジングと、を備え、
前記ハウジングは、当該ハウジングの輻射率よりも小さい輻射率を有する輻射抑制部材により覆われる領域を有する、定着装置。
【請求項２】
前記ハウジングは、前記加圧ローラを覆う加圧ローラ側ハウジングと、前記加熱ローラを覆う加熱ローラ側ハウジングと有し、
前記輻射抑制部材は、前記加圧ローラ側ハウジングを覆う加圧ローラ側輻射抑制部材と、前記加熱ローラ側ハウジングを覆う加熱ローラ側輻射抑制部材とを有する、請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記ハウジングは、前記加圧ローラを覆う加圧ローラ側ハウジングと、前記加熱ローラを覆う加熱ローラ側ハウジングと有し、
前記輻射抑制部材は、前記加熱ローラの上方領域における前記加熱ローラ側ハウジングの高温部領域を含むように配設される、請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記輻射抑制部材の輻射率は、０．５以下である、請求項１から３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の定着装置を有する、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および画像形成装置に関し、特に、記録部材上に形成されたトナー像を定着させる定着装置および当該定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置等に設けられる定着装置では、表面にトナー像が形成された記録部材が導入され、この記録部材が定着装置の内部に設けられた加圧ローラと加熱ローラとにより挟持される領域を通過することにより、記録部材上のトナー像が加熱されて記録部材へと定着する。
【０００３】
従来、定着装置において、加圧ローラや加熱ローラから放射される熱損失を少なくするため、たとえば、加圧ローラや加熱ローラの周辺を輻射（熱放射）反射板で覆うなどの手段が取られている（下記特許文献１〜３）。また、特許文献４に開示される定着装置においては、輻射反射板の汚れ（トナー、トナーに含有するワックス、紙粉）の付着による反射効率の低減を防止するために、輻射反射板に清掃機構が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−１８８８０５号公報
【特許文献２】特開平０９−１０１７００号公報
【特許文献３】特開２００７−８６４５２号公報
【特許文献４】特開２００４−２８７３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、輻射反射板を設けることにより、定着装置が大型化するという不都合が生じていた。また、輻射反射板の汚れを防止するために、清掃機構を設けた場合には、定着装置が大型化するとともに、機構も複雑となり、定着装置のコストアップを招いていた。
【０００６】
また、定着装置のハウジング表面は熱くなるため、一部の機種では定着装置のハウジングに不織布などが貼り付けられている。しかし、不織布はハウジングよりも輻射率が高いため、輻射を防ぐには効果的ではない。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、定着装置から放出される熱量を効率良く抑制することを可能とする、定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に基づいた定着装置においては、搬送される記録部材上のトナー像を順次加圧および加熱して、上記記録部材に上記トナー像を定着させる定着装置であって、加圧ローラと、上記加圧ローラに対向配置され、上記加圧ローラとともに、上記トナー像が形成された上記記録部材を挟持して、上記記録部材上の上記トナー像を加圧および加熱して上記記録部材に上記トナー像を定着させる加熱ローラと、上記加圧ローラおよび上記加熱ローラを収容するハウジングとを備え、上記ハウジングは、当該ハウジングの輻射率よりも小さい輻射率を有する輻射抑制部材により覆われる領域を有する。
【０００９】
他の形態においては、上記ハウジングは、上記加圧ローラを覆う加圧ローラ側ハウジングと、上記加熱ローラを覆う加熱ローラ側ハウジングと有し、上記輻射抑制部材は、上記加圧ローラ側ハウジングを覆う加圧ローラ側輻射抑制部材と、上記加熱ローラ側ハウジングを覆う加熱ローラ側輻射抑制部材とを有する。
【００１０】
他の形態においては、上記ハウジングは、上記加圧ローラを覆う加圧ローラ側ハウジングと、上記加熱ローラを覆う加熱ローラ側ハウジングと有し、上記輻射抑制部材は、上記加熱ローラの上方領域における上記加熱ローラ側ハウジングの高温部領域を含むように配設される。
【００１１】
他の形態においては、上記輻射抑制部材の輻射率は、０．５以下である。
この発明に基づいた画像形成装置においては、上述の定着装置を有する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に基づいた定着装置および画像形成装置によれば、定着装置から放出される熱量を効率良く抑制することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態における画像形成装置の構成を説明する図である。
【図２】実施の形態における画像形成装置のブロック図である。
【図３】実施の形態における定着装置の斜視図である。
【図４】図３中ＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【図５】他の実施の形態における定着装置の、図３中ＩＶ−ＩＶ線矢視に相当する断面図である。
【図６】他の実施の形態における定着装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に基づいた各実施の形態における定着装置および画像形成装置について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。
【００１５】
本実施の形態では、画像形成装置の一例として、カラー画像を形成するタンデム型のカラープリンタが示されている。なお、本発明に従った画像形成装置は、定着装置を備えていればよく、モノクロプリンタであっても良い。
【００１６】
［画像形成装置１００の全体構成］
図１は、本実施の形態における定着装置１１０を備えた画像形成装置１００の構成を説明する図である。図１を参照して、画像形成装置１００は、パソコンなどでプリント指示が送られると、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む中央制御部１によって、各ローラが駆動し、転写用紙１０１を搬送するとともに、作像部１０２により画像を形成し、印字を開始する。
【００１７】
給紙カセット１０３上に装填された転写用紙１０１は、給紙ローラ対１０４、搬送ローラ対１０５、中間転写ベルト１０６、転写ローラ１０７、定着装置１１０、排紙ローラ対１０９によって搬送され、排紙された転写用紙１０１は排紙トレイ１０８上に積載される。
【００１８】
排紙ローラ対１０９の手前には、可動ガイド１１１が設けられている。可動ガイド１１１を上昇位置にすることで、片面印字が指示された転写用紙１０１、および両面印字が指示され、２面目の印字が終了した転写用紙１０１を排紙ローラ対１０９へと案内する。また、可動ガイド１１１を下降位置にすることで、両面印字が指示され、１面目の印字が終了した転写用紙１０１を反転ローラ対１１２へと案内する。
【００１９】
反転ローラ対１１２へと案内された転写用紙１０１は、所定距離だけ再度画像形成装置１００内の外に排紙された後、反転ローラ対１１２の逆回転によって、再度画像形成装置１００内へと搬送される。その際、可動ガイド１１１は上昇位置となり、再搬送された転写用紙１０１は両面印字ユニット１１３へと案内される。両面印字ユニット１１３へと案内された転写用紙１０１は、再度、搬送ローラ対１０５、中間転写ベルト１０６、転写ローラ１０７、定着装置１１０、排紙ローラ対１０９によって搬送され、排紙トレイ１０８上に積載される。
【００２０】
この画像形成装置１００は、両面印字時の生産性を向上させるために、排紙ローラ対１０９からの排紙口、反転ローラ対１１２からの排紙口を有している。そのため、１面目印字後の転写用紙と２面目印字後の転写用紙のすれ違いがスムーズに行なわれ、両面印字の生産性１００％を達成している。
【００２１】
［画像形成装置１００のブロック図］
図２は、画像形成装置１００のブロック図である。図２を参照して、画像形成装置１００は、当該画像形成装置１００の動作を全体的に制御する中央制御部１を含む。中央制御部１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む。
【００２２】
画像形成装置１００は、中央制御部１が実行するプログラム等のデータを含むＲＯＭ（Read Only Memory）３と、中央制御部１がプログラムを実行する際のワーキングエリアとなるＲＡＭ（Random Access Memory）２と、中央制御部１がプログラムを実行する際の設定値等の各種のデータを記憶するメモリ４と、画像形成装置１００の状態を表示する表示部および外部から情報を入力するためのボタン等の入力部とを含む操作部５と、ネットワーク９Ａを介して外部の機器との間で通信をする際のインターフェイスとなるネットワークＩ／Ｆ（インターフェイス）９とを含む。
【００２３】
画像形成装置１００においては、作像部１０２に設けられる感光体への静電潜像の形成、中間転写ベルト１０６の回転、転写ローラ１０７の回転、給紙ローラ対１０４の回転、給紙カセット１０３における転写用紙の有無等のセンサによる検出信号の処理など、画像形成動作において静電潜像を形成して現像し、給紙カセット１０３の転写用紙に対してトナー像を転写し、定着装置１１０に転写用紙を導入するまで処理、および、定着装置１１０を経た転写用紙を排出口から排出するまでの処理が、画像形成部６によって実行される。画像形成部６の動作は、中央制御部１によって制御される。
【００２４】
定着装置１１０は、当該定着装置１１０の動作を全体的に制御する定着装置制御部３１０を含む。定着装置１１０では、定着装置制御部３１０は、各種センサ３１５の検出出力に基づき、ハロゲンヒータ３１３（加熱源）および各種モータ３１４の動作を制御する。
【００２５】
［定着装置１１０の構成］
図３は、本実施の形態における定着装置の斜視図であり、図４は、図３中ＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【００２６】
図３および図４を参照して、定着装置１１０は、その外郭を覆うハウジング２８を含む。定着装置１１０では、ハウジング２８の上部側（転写用紙の搬送方向下流側）に搬出口２４が設けられ、反対側の下部側（転写用紙の搬送方向上流側）に搬入口２６が設けられる。
【００２７】
搬入口２６には、ガイド部材４２が設けられている。なお、ガイド部材４２を駆動機構に駆動されるよう構成すれば、搬入口２６を開閉するシャッタとして機能させることも可能である。このように、ガイド部材４２に、ニップ部を通過した後の転写用紙１０１を排紙ローラ対１０９へ導くためのガイド機能、加熱ローラ２２の熱を定着装置１１０外へ逃がさないための保温機能、ユーザーが高温の加熱ローラ２２や加圧ローラ２０に直接触れないようにする安全機能を備えさせることができる。
【００２８】
ハウジング２８の内部には、加圧ローラ（加圧部材）２０と、ハロゲンヒータ３１３を内蔵する加熱ローラ（加熱部材）２２とが設けられる。ハウジング２８は、加圧ローラ（加圧部材）２０側に配置される加圧ローラ側ハウジング２８ａと、加熱ローラ（加熱部材）２２側に配置される加熱ローラ側ハウジング２８ｂとを有している。なお、図示では、加熱ローラ２２にのみハロゲンヒータ３１３を内蔵した構成を示しているが、加圧ローラ２０にハロゲンヒータを内蔵した定着装置を用いることも可能である。
【００２９】
ハウジング２８の下部側の搬入口２６から搬入された転写用紙は、加圧ローラ２０および加熱ローラ２２により挟持されるニップ部を通過する。これにより、転写用紙上のトナー像が加圧および加熱され、転写用紙にトナー像が定着する。その後、転写用紙は、搬出口２４から定着装置１１０外へと送り出される。
【００３０】
定着装置１１０では、転写用紙は、加圧ローラ２０と加熱ローラ２２とにより、ニップ部を形成するように圧接される。当該ニップ部は、転写用紙の通紙時に転写用紙以外の領域で隙間が生じないように形成される。
【００３１】
再び、図２を参照して、加熱ローラ２２には、ローラ温度を検出するための接触式または非接触式の温度検出センサが設置されている。この温度センサの検出温度をもとに、ハロゲンヒータ３１３のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、加熱ローラ２２は適切な温度（たとえば、印字時２００℃）に保たれる。
【００３２】
また、定着装置制御部３１０は、定着装置１１０に転写用紙が導入されるタイミングに応じて、加熱ローラ２２および加圧ローラ２０を回転させる図示せぬモータ（各種モータ３１４に含まれる）の駆動を制御する。
【００３３】
ここで、ハロゲンヒータ３１３によって発生した熱エネルギーは、加圧ローラ２０と加熱ローラ２２とで形成されるニップ部において、転写用紙１０１上のトナーを溶融するために消費されるが、それ以外の熱は、周囲の空気や加圧ローラ側ハウジング２８ａおよび加熱ローラ側ハウジング２８ｂを温めることで消費される。
【００３４】
さらに周囲の空気が通紙経路などから定着装置１１０外に流出し、加圧ローラ側ハウジング２８ａおよび加熱ローラ側ハウジング２８ｂから外部へ熱が放出されると、周囲の空気や、加圧ローラ側ハウジング２８ａおよび加熱ローラ側ハウジング２８ｂの温度が下がり、加熱ローラ２２からの熱が伝わりやすくなる。
【００３５】
加熱ローラ２２から周囲の空気や加圧ローラ側ハウジング２８ａおよび加熱ローラ側ハウジング２８ｂに熱が伝わるということは、加熱ローラ２２を適切な温度に保つために、余分に温めなければならず、無駄な熱エネルギーを消費することになる。
【００３６】
［輻射抑制部材２０２］
そこで、本実施の形態におけるハウジング２８は、当該ハウジングの輻射率よりも小さい輻射率を有する輻射抑制部材２０２により覆われている。このように、ハウジング２８を輻射抑制部材２０２で覆うことにより、ハウジング２８での保温効果を高めることが可能となる。その結果、加熱ローラ２２を適切な温度に保つために余分に温める必要がなくなり、定着装置１１０から放出される熱量を効率良く抑制することを可能とする。その結果、無駄な熱エネルギーの消費を抑制することが可能となる。
【００３７】
図３および図４に示す構成では、加圧ローラ側ハウジング２８ａを加圧ローラ側輻射抑制部材２０２ａで覆い、加熱ローラ側ハウジング２８ｂを加熱ローラ側輻射抑制部材２０２ｂで覆う構成を採用している。
【００３８】
加熱ローラ２２にのみハロゲンヒータ３１３を有する定着装置１１０の場合でも、定着装置１１０内の対流や、ニップ部で加熱ローラ２２と加圧ローラ２０が接触することで、加圧ローラ２０や加圧ローラ側ハウジング２８ａも徐々に温められるため、加圧ローラ側ハウジング２８ａおよび加熱ローラ側ハウジング２８ｂの両方に輻射抑制部材を設けることで、保温効果を高めることができる。
【００３９】
なお、加圧ローラ２０にもハロゲンヒータを有する定着装置の場合には、加圧ローラ側ハウジング２８ａの内部も温度が高くなることから、より高い保温効果を得ることができる。
【００４０】
本実施の形態においては、ハウジング２８に樹脂材料が用いられ、その輻射率は、０．９程度である。一方、本実施の形態におては、ハウジング２８を、このハウジング２８の輻射率よりも低い輻射抑制部材２０２で覆うことにより、有効な省エネルギ効果を得ている。輻射抑制部材２０２に用いる材料の輻射率は、好ましくは、０．５以下が良い。輻射率が０．５以下の輻射抑制部材２０２を用いることで、約７％程度の省エネルギ効果を得ることができる。
【００４１】
また、輻射抑制部材２０２として、銀、銅、アルミなどを用いることが良い。銀、銅、アルミは輻射率が０．０５以下と非常に小さく、高い省エネルギ効果を得ることができる。アルミからなる輻射抑制部材２０２を設けた場合、連続印字における定着装置の消費電力で比較すると、１５％程度の省エネ効果が得られる。また、エネルギ消費量を比較する指標としてＴＥＣ値というものがある。ＴＥＣ値で比較すると、１．３％の省エネルギ効果が得られる。
【００４２】
なお、ハウジング２８からの輻射熱は、温度が高い部分ほど多い。よって、ハウジング２８の高温部（たとえば、加熱ローラ２２の真上を含む上方位置において、８０℃以上の箇所）に輻射抑制部材２０２を設置することで、効率的に定着装置の輻射を抑えることができる。
【００４３】
図３および図４に示したように、ハウジング２８の全面を輻射抑制部材２０２で覆うことが最も保温効果が高いが、構成上またはコスト上困難である場合は、高温部へ重点的に輻射抑制部材２０２を設置すれば良い。
【００４４】
たとえば、図５に示すように、ハウジング２８の高温部は、上昇気流とローラ回転による対流の影響を受け、加熱ローラ側ハウジング２８ｂの直上部から反ニップ部に掛けての部分となる（図５中Ｈで示す領域）。この部分を含むように加熱ローラ側輻射抑制部材２０２ｂを設けた場合、加圧ローラ側ハウジング２８ａおよび加熱ローラ側ハウジング２８ｂの全面に対し、面積比では２５％程度になるが、連続印字における定着装置の消費電力では、前述の１５％に対し、６％程度の省エネ効果が得られ、効果比では３８％となる。
【００４５】
また、定着装置１１０における保温効果が高まることから、ハウジング２８の表面温度が上昇することが予想されるが、図６に示すように、ハウジング２８の表面にリブＲを設けることで、ユーザーがハウジング２８の高温部に直接触れないようにすることができる。
【００４６】
なお、図１に示す画像形成装置においては、定着装置１１０の配置に対して、記録部材を縦方向（下から上方向）に搬送する場合を示しているが、本発明はこの搬送方向に限定されるものではない。たとえば、記録部材を横方向（左右方向）に搬送する構成を採用する定着装置および画像形成装置に対しても、本発明の構成を採用することが可能である。
【００４７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４８】
１  中央制御部、４  メモリ、５  操作部、６  画像形成部、２０  加圧ローラ、２２  加熱ローラ、２４  搬出口、２６  搬入口、２８  ハウジング、２８ａ  加圧ローラ側ハウジング、２８ｂ  加熱ローラ側ハウジング、４２  ガイド部材、１００  画像形成装置、１０１  転写用紙、１０２  作像部、１０３  給紙カセット、１０４  給紙ローラ対、１０５  搬送ローラ対、１０６  中間転写ベルト、１０７  転写ローラ、１０８  排紙トレイ、１０９  排紙ローラ対、１１０  定着装置、１１１  可動ガイド、１１２  反転ローラ対、１１３  両面印字ユニット、２００  印字時、２０２  輻射抑制部材、２０２ａ  加圧ローラ側輻射抑制部材、２０２ｂ  加熱ローラ側輻射抑制部材、３１０  定着装置制御部、３１３  ハロゲンヒータ、３１４  各種モータ、３１５  各種センサ。
【図１】
2012103610.tif 000003
【図２】
2012103610.tif 000004
【図３】
2012103610.tif 000005
【図４】
2012103610.tif 000006
【図５】
2012103610.tif 000007
【図６】
2012103610.tif 000008