定着装置
【課題】熱源の熱を効率的に利用し、短時間で加熱ローラを所定の温度に昇温することができる定着装置が求められている。
【解決手段】定着装置は、加熱部材１０と加圧部材とを含む。加熱部材１０は、加熱ローラ１５と、熱源１６と、一対の断熱部材２２とを含む。加熱ローラ１５は、中空円筒状に形成されており、加熱ローラ１５の両端は開口している。熱源１６は、加熱ローラ１５の軸方向Ｘ１に延びている。加熱ローラ１５は、熱源１６によって、挿通されている。また、熱源１６と加熱ローラ１５との間には、隙間が設けられている。加熱ローラ１５の本体１７の内部１７ａは、上記隙間を介して、外部と通じている。一対の断熱部材２２は、加熱ローラ１５の本体１７の両端にそれぞれ配置されている。一対の断熱部材２２と熱源１６とは密着しており、加熱ローラ１５の本体１７は、一対の断熱部材２２によって封止されている。
【解決手段】定着装置は、加熱部材１０と加圧部材とを含む。加熱部材１０は、加熱ローラ１５と、熱源１６と、一対の断熱部材２２とを含む。加熱ローラ１５は、中空円筒状に形成されており、加熱ローラ１５の両端は開口している。熱源１６は、加熱ローラ１５の軸方向Ｘ１に延びている。加熱ローラ１５は、熱源１６によって、挿通されている。また、熱源１６と加熱ローラ１５との間には、隙間が設けられている。加熱ローラ１５の本体１７の内部１７ａは、上記隙間を介して、外部と通じている。一対の断熱部材２２は、加熱ローラ１５の本体１７の両端にそれぞれ配置されている。一対の断熱部材２２と熱源１６とは密着しており、加熱ローラ１５の本体１７は、一対の断熱部材２２によって封止されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プリンタ、複写機およびファクシミリ等の画像形成装置に備えられる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置に備えられる定着装置は、通例、内部に熱源を有する加熱ローラと、加熱ローラと対をなす加圧ローラとを含む。トナー像が転写された用紙は、加熱ローラおよび加圧ローラによってニップされ、加熱および加圧される。これにより、トナー像が用紙に定着する。
このような定着装置では、加熱ローラは短時間で所定の温度に昇温することが求められる。そのため、特許文献１では、加熱ローラの両端を熱可塑性樹脂の軸部材でそれぞれ支持することによって熱源の熱が加熱ローラの両端から逃げることを防止し、熱源の熱を効率的に利用して、短時間で加熱ローラを昇温している。
【特許文献１】特開平６−１６１３１３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１記載の発明では、軸部材が熱可塑性樹脂で形成されているため、加熱ローラおよび軸部材を挿通する熱源と軸部材との間に隙間が出来てしまう。というのは、軸部材と熱源とを密着させると、軸部材が熱によって変形したり炭化したりする場合があるからである。そのため、軸部材と熱源との間に隙間を設けなければいけない。したがって、熱源の熱がこの隙間から逃げてしまい、加熱ローラをより短時間で昇温することができない。
【０００４】
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、熱源の熱を効率的に利用し、短時間で加熱ローラを所定の温度に昇温することができる定着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】
【０００５】
上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、トナー像が転写された用紙（２）を加熱および加圧して用紙にトナー像を定着させる定着装置（６）において、熱伝導性材料で形成された中空円筒状の加熱ローラ（１５）と、上記加熱ローラの内部（１５ａ）に配置され、加熱ローラを加熱する熱源（１６）と、上記加熱ローラの両端にそれぞれ配置され、加熱ローラの両端を封止する一対の断熱部材（２２）とを備える定着装置である。
【０００６】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、加熱ローラの両端を断熱部材で封止することにより、熱源の熱が加熱ローラの両端から逃げることを防止できる。これにより、熱源の熱を効率的に利用して短時間で加熱ローラを所定の温度に昇温することができる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、上記断熱部材は、繊維系断熱材で形成されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
この構成によれば、断熱部材を繊維系断熱材で形成することによって、断熱部材が柔軟性をもつので、断熱部材と加熱ローラとを容易に組み立てることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態における定着装置６を備えた画像形成装置としてのプリンタ１の概略構成を示す図解的な断面図である。図１を参照して、プリンタ１は、用紙２が搬送される用紙搬送路３と、用紙２が収容されるカセット４と、トナー像を用紙２に転写する画像形成部５と、トナー像を用紙２に定着させる定着装置６と、用紙２を搬送する用紙搬送装置７とを備えている。
【０００９】
用紙２にトナー像を定着させる一連の流れは、以下のようにして行われる。最初に、カセット４に収容された用紙２が、用紙搬送装置７によって用紙搬送路３に繰り出される。次に、用紙２は、画像形成部５に搬送され、画像形成部５によってトナー像が転写される。続いて、用紙２は、定着装置６に搬送され、定着装置６によってトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙２は、用紙搬送装置７によって機外に排出される。これによって、用紙２にトナー像を定着させる一連の流れが完了する。
【００１０】
次に、定着装置６の構成について詳細に説明する。
図２は、図１における定着装置６を示す概略的な拡大断面図であり、図３は、図２における定着装置６の加熱部材１０を径方向からみた概略的な断面図である。なお、図３において、加熱部材１０の一端側のみを示しているが、加熱部材１０の他端側も一端側と同じ構成を有する。
【００１１】
図２および図３を参照して、定着装置６は、加熱部材１０と加圧部材１１とを含む。加熱部材１０は、中空円筒状であり、両端が開口している加熱ローラ１５と、加熱ローラ１５の内部１５ａに配置された熱源１６と、加熱ローラ１５の両端を封止する一対の断熱部材２２とを含む。
加熱ローラ１５は、例えば、金属のような熱伝導性に優れた材料によって形成されている。また、加熱ローラ１５は、円筒状の本体１７と、本体１７の両端にそれぞれ形成された円筒状の一対の小径部１８と、本体１７と一対の小径部１８とを同軸上に連結する一対の環状段部１９とを有する。これら本体１７、一対の小径部１８および一対の環状段部１９は一体に形成されている。
【００１２】
図２を参照して、熱源１６は、加熱ローラ１５の軸方向Ｘ１に延びている。加熱ローラ１５は、熱源１６によって、挿通され、内部１５ａから加熱されている。また、熱源１６と加熱ローラ１５との間には、隙間が設けられている。加熱ローラ１５の本体１７の内部１７ａは、上記隙間を介して、外部と通じている。さらに、加熱ローラ１５は、加熱ローラ１５の両端の一対の小径部１８において、断熱ブッシュ２０を介して、図示しないフレームに保持された軸受２１に回転自在に保持されている。
【００１３】
図３を参照して、一対の断熱部材２２は、加熱ローラ１５の本体１７の内部１７ａの両端にそれぞれ配置されており、例えば、シリカやアルミナ系の繊維系断熱材によって形成されている。また、一対の断熱部材２２と熱源１６とは接触しており、一対の断熱部材２２は、加熱ローラ１５の本体１７の両端をそれぞれ封止するように配置されている。これにより、加熱ローラ１５の本体１７の内部１７ａは、外部と遮断されている。
【００１４】
再び図２を参照して、加圧部材１１は、円柱状に形成され、加熱ローラ１５と概ね等しい軸長を有している。加圧部材１１は、加熱ローラ１５と平行に配置され、加熱ローラ１５の本体１７に対して押圧されている。これにより、加熱ローラ１５の本体１７と加圧部材１１との接触部であるニップが形成されている。
トナー像が転写された用紙２は、上記ニップにおいて加熱および加圧される。これにより、トナー像が用紙２に定着する。
【００１５】
以上のように、この実施形態によれば、加熱ローラ１５の本体１７の内部１７ａの両端に一対の断熱部材２２をそれぞれ配置することにより、加熱ローラ１５の本体１７の両端を封止し、加熱ローラ１５の本体１７の内部１７ａと外部とを遮断している。これにより、熱源１６から加熱ローラ１５の本体１７に与えられる熱が、加熱ローラ１５と熱源１６との隙間から外部に逃げることを防止できる。したがって、熱源１６の熱を逃すことなく、効率的に利用できるので、短時間で加熱ローラ１５を所定の温度に加熱することができる。
【００１６】
また、一対の断熱部材２２を繊維系断熱材によって形成することにより、各断熱部材２２を容易に変形させて、熱源１６および加熱ローラ１５に密着させることができる。これによって、加熱ローラ１５の密閉性が向上し、より短時間で加熱ローラ１５を所定の温度に加熱することができる。さらに、各断熱部材２２を容易に変形させることができるので、加熱ローラ１５への一対の断熱部材２２の組み込みも容易である。
【００１７】
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、前記の実施形態では、加熱ローラ１５の本体１７の両端にそれぞれ断熱部材２２を配置する例について説明したが、断熱部材２２は、図４に示すように、加熱ローラ１５の小径部１８の内部に配置されていてもよい。また、一方の断熱部材２２を加熱ローラ１５の小径部１８の内部に配置し、他方の断熱部材２２を加熱ローラ１５の本体１７の内部１７ａの一端に配置してもよい。
【００１８】
また、前記の実施形態では、加圧部材１１が、円筒状に形成された単一の部材である例について説明したが、加圧部材１１０は、図５に示すように、一対のローラ２３と、一対のローラ２３に張架されたベルト２４とを有するものでもよい。この場合、一対のローラ２３に張架されたベルト２４が加熱ローラ１５に押圧され、ニップが形成される。
さらに、前記の実施形態では、画像形成装置がプリンタである例について説明したが、画像形成装置は、複写機またはファクシミリであってもよい。また、画像形成装置は、プリンタ、複写機またはファクシミリの内の２つ以上の機能を有する複合機であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態における定着装置を備えた画像形成装置としてのプリンタの概略構成を示す図解的な断面図である。
【図２】図１における定着装置を示す概略的な拡大断面図である。
【図３】図２における定着装置の加熱部材を径方向からみた概略的な断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る加熱部材を径方向からみた概略的な断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る定着装置を示す概略的な拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
２ 用紙
６ 定着装置
１５ 加熱ローラ
１５ａ 内部
１６ 熱源
２２ 断熱部材
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プリンタ、複写機およびファクシミリ等の画像形成装置に備えられる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置に備えられる定着装置は、通例、内部に熱源を有する加熱ローラと、加熱ローラと対をなす加圧ローラとを含む。トナー像が転写された用紙は、加熱ローラおよび加圧ローラによってニップされ、加熱および加圧される。これにより、トナー像が用紙に定着する。
このような定着装置では、加熱ローラは短時間で所定の温度に昇温することが求められる。そのため、特許文献１では、加熱ローラの両端を熱可塑性樹脂の軸部材でそれぞれ支持することによって熱源の熱が加熱ローラの両端から逃げることを防止し、熱源の熱を効率的に利用して、短時間で加熱ローラを昇温している。
【特許文献１】特開平６−１６１３１３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１記載の発明では、軸部材が熱可塑性樹脂で形成されているため、加熱ローラおよび軸部材を挿通する熱源と軸部材との間に隙間が出来てしまう。というのは、軸部材と熱源とを密着させると、軸部材が熱によって変形したり炭化したりする場合があるからである。そのため、軸部材と熱源との間に隙間を設けなければいけない。したがって、熱源の熱がこの隙間から逃げてしまい、加熱ローラをより短時間で昇温することができない。
【０００４】
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、熱源の熱を効率的に利用し、短時間で加熱ローラを所定の温度に昇温することができる定着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】
【０００５】
上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、トナー像が転写された用紙（２）を加熱および加圧して用紙にトナー像を定着させる定着装置（６）において、熱伝導性材料で形成された中空円筒状の加熱ローラ（１５）と、上記加熱ローラの内部（１５ａ）に配置され、加熱ローラを加熱する熱源（１６）と、上記加熱ローラの両端にそれぞれ配置され、加熱ローラの両端を封止する一対の断熱部材（２２）とを備える定着装置である。
【０００６】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、加熱ローラの両端を断熱部材で封止することにより、熱源の熱が加熱ローラの両端から逃げることを防止できる。これにより、熱源の熱を効率的に利用して短時間で加熱ローラを所定の温度に昇温することができる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、上記断熱部材は、繊維系断熱材で形成されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
この構成によれば、断熱部材を繊維系断熱材で形成することによって、断熱部材が柔軟性をもつので、断熱部材と加熱ローラとを容易に組み立てることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態における定着装置６を備えた画像形成装置としてのプリンタ１の概略構成を示す図解的な断面図である。図１を参照して、プリンタ１は、用紙２が搬送される用紙搬送路３と、用紙２が収容されるカセット４と、トナー像を用紙２に転写する画像形成部５と、トナー像を用紙２に定着させる定着装置６と、用紙２を搬送する用紙搬送装置７とを備えている。
【０００９】
用紙２にトナー像を定着させる一連の流れは、以下のようにして行われる。最初に、カセット４に収容された用紙２が、用紙搬送装置７によって用紙搬送路３に繰り出される。次に、用紙２は、画像形成部５に搬送され、画像形成部５によってトナー像が転写される。続いて、用紙２は、定着装置６に搬送され、定着装置６によってトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙２は、用紙搬送装置７によって機外に排出される。これによって、用紙２にトナー像を定着させる一連の流れが完了する。
【００１０】
次に、定着装置６の構成について詳細に説明する。
図２は、図１における定着装置６を示す概略的な拡大断面図であり、図３は、図２における定着装置６の加熱部材１０を径方向からみた概略的な断面図である。なお、図３において、加熱部材１０の一端側のみを示しているが、加熱部材１０の他端側も一端側と同じ構成を有する。
【００１１】
図２および図３を参照して、定着装置６は、加熱部材１０と加圧部材１１とを含む。加熱部材１０は、中空円筒状であり、両端が開口している加熱ローラ１５と、加熱ローラ１５の内部１５ａに配置された熱源１６と、加熱ローラ１５の両端を封止する一対の断熱部材２２とを含む。
加熱ローラ１５は、例えば、金属のような熱伝導性に優れた材料によって形成されている。また、加熱ローラ１５は、円筒状の本体１７と、本体１７の両端にそれぞれ形成された円筒状の一対の小径部１８と、本体１７と一対の小径部１８とを同軸上に連結する一対の環状段部１９とを有する。これら本体１７、一対の小径部１８および一対の環状段部１９は一体に形成されている。
【００１２】
図２を参照して、熱源１６は、加熱ローラ１５の軸方向Ｘ１に延びている。加熱ローラ１５は、熱源１６によって、挿通され、内部１５ａから加熱されている。また、熱源１６と加熱ローラ１５との間には、隙間が設けられている。加熱ローラ１５の本体１７の内部１７ａは、上記隙間を介して、外部と通じている。さらに、加熱ローラ１５は、加熱ローラ１５の両端の一対の小径部１８において、断熱ブッシュ２０を介して、図示しないフレームに保持された軸受２１に回転自在に保持されている。
【００１３】
図３を参照して、一対の断熱部材２２は、加熱ローラ１５の本体１７の内部１７ａの両端にそれぞれ配置されており、例えば、シリカやアルミナ系の繊維系断熱材によって形成されている。また、一対の断熱部材２２と熱源１６とは接触しており、一対の断熱部材２２は、加熱ローラ１５の本体１７の両端をそれぞれ封止するように配置されている。これにより、加熱ローラ１５の本体１７の内部１７ａは、外部と遮断されている。
【００１４】
再び図２を参照して、加圧部材１１は、円柱状に形成され、加熱ローラ１５と概ね等しい軸長を有している。加圧部材１１は、加熱ローラ１５と平行に配置され、加熱ローラ１５の本体１７に対して押圧されている。これにより、加熱ローラ１５の本体１７と加圧部材１１との接触部であるニップが形成されている。
トナー像が転写された用紙２は、上記ニップにおいて加熱および加圧される。これにより、トナー像が用紙２に定着する。
【００１５】
以上のように、この実施形態によれば、加熱ローラ１５の本体１７の内部１７ａの両端に一対の断熱部材２２をそれぞれ配置することにより、加熱ローラ１５の本体１７の両端を封止し、加熱ローラ１５の本体１７の内部１７ａと外部とを遮断している。これにより、熱源１６から加熱ローラ１５の本体１７に与えられる熱が、加熱ローラ１５と熱源１６との隙間から外部に逃げることを防止できる。したがって、熱源１６の熱を逃すことなく、効率的に利用できるので、短時間で加熱ローラ１５を所定の温度に加熱することができる。
【００１６】
また、一対の断熱部材２２を繊維系断熱材によって形成することにより、各断熱部材２２を容易に変形させて、熱源１６および加熱ローラ１５に密着させることができる。これによって、加熱ローラ１５の密閉性が向上し、より短時間で加熱ローラ１５を所定の温度に加熱することができる。さらに、各断熱部材２２を容易に変形させることができるので、加熱ローラ１５への一対の断熱部材２２の組み込みも容易である。
【００１７】
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、前記の実施形態では、加熱ローラ１５の本体１７の両端にそれぞれ断熱部材２２を配置する例について説明したが、断熱部材２２は、図４に示すように、加熱ローラ１５の小径部１８の内部に配置されていてもよい。また、一方の断熱部材２２を加熱ローラ１５の小径部１８の内部に配置し、他方の断熱部材２２を加熱ローラ１５の本体１７の内部１７ａの一端に配置してもよい。
【００１８】
また、前記の実施形態では、加圧部材１１が、円筒状に形成された単一の部材である例について説明したが、加圧部材１１０は、図５に示すように、一対のローラ２３と、一対のローラ２３に張架されたベルト２４とを有するものでもよい。この場合、一対のローラ２３に張架されたベルト２４が加熱ローラ１５に押圧され、ニップが形成される。
さらに、前記の実施形態では、画像形成装置がプリンタである例について説明したが、画像形成装置は、複写機またはファクシミリであってもよい。また、画像形成装置は、プリンタ、複写機またはファクシミリの内の２つ以上の機能を有する複合機であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態における定着装置を備えた画像形成装置としてのプリンタの概略構成を示す図解的な断面図である。
【図２】図１における定着装置を示す概略的な拡大断面図である。
【図３】図２における定着装置の加熱部材を径方向からみた概略的な断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る加熱部材を径方向からみた概略的な断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る定着装置を示す概略的な拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
２ 用紙
６ 定着装置
１５ 加熱ローラ
１５ａ 内部
１６ 熱源
２２ 断熱部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が転写された用紙を加熱および加圧して用紙にトナー像を定着させる定着装置において、
熱伝導性材料で形成された中空円筒状の加熱ローラと、
上記加熱ローラの内部に配置され、加熱ローラを加熱する熱源と、
上記加熱ローラの両端にそれぞれ配置され、加熱ローラの両端を封止する一対の断熱部材とを備える定着装置。
【請求項２】
上記断熱部材は、繊維系断熱材で形成されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項１】
トナー像が転写された用紙を加熱および加圧して用紙にトナー像を定着させる定着装置において、
熱伝導性材料で形成された中空円筒状の加熱ローラと、
上記加熱ローラの内部に配置され、加熱ローラを加熱する熱源と、
上記加熱ローラの両端にそれぞれ配置され、加熱ローラの両端を封止する一対の断熱部材とを備える定着装置。
【請求項２】
上記断熱部材は、繊維系断熱材で形成されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−９３７４５（Ｐ２００７−９３７４５Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８０１３６（Ｐ２００５−２８０１３６）
【出願日】平成１７年９月２７日（２００５．９．２７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２７日（２００５．９．２７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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