米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 写真;映画 -> 富士ゼロックス株式会社

発明の名称 定着装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−25236(P2007−25236A)
公開日 平成19年2月1日(2007.2.1)
出願番号 特願2005−207055(P2005−207055)
出願日 平成17年7月15日(2005.7.15)
代理人 【識別番号】100094330
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 正紀
発明者 小林 主征 / 福田 雄一 / 船柳 優
要約 課題
断熱性に優れた定着装置を提供することを目的とする。

解決手段
互いに圧接された状態で回転しながら記録材を間に挟んで加熱するとともに加圧する加熱ロール101および加圧ロール102からなる定着ロール103と、定着ロール103の周囲を取り囲むように配備され、定着ロール103からの熱を反射する熱反射板104と、定着ロール103からの熱の伝導を遮断するカバー部材105と、定着ロール103と熱反射板104との間でかつ定着ロール103に当接又は近接した位置に配置された、加熱ロール101の温度を検知するサーミスタ106および加熱ロール101の温度の異常を検出するためのサーモスタット107とを有し、上記サーミスタ106およびサーモスタット107が、上記カバー部材105から開口部104aまで延びて該開口部104aを塞ぐ突起部108により支持される。
特許請求の範囲
【請求項1】
互いに圧接された状態で回転しながら未定着トナー画像を担持した記録材を間に挟んで、該未定着トナー画像を加熱するとともに加圧して該記録材上に定着する加熱ロールおよび加圧ロールからなる定着ロールと、前記定着ロールの周囲を取り囲むように配備され、該定着ロールから放射される熱を反射する熱反射板と、前記熱反射板の周囲を、該熱反射板との間に空隙を介して取り囲むように形成された、前記定着ロールから放射される熱の外部への伝導を遮断するカバー部材と、前記定着ロールと前記熱反射板との間でかつ該定着ロールに当接又は近接した位置に配置された、前記加熱ロールの温度を検知する温度検知センサおよび該加熱ロールの温度の異常を検出するための異常検出センサとを有する定着装置において、
前記熱反射板が開口部を有し、
前記カバー部材は、前記熱反射板の開口部まで延びて該開口部を塞ぐ形状に形成された突起部を有するものであり、
前記温度検知センサおよび異常検出センサが、前記突起部に支持されていることを特徴とする定着装置。
【請求項2】
互いに圧接された状態で回転しながら未定着トナー画像を担持した記録材を間に挟んで、該未定着トナー画像を加熱するとともに加圧して該記録材上に定着する加熱ロールおよび加圧ロールからなる定着ロールと、前記定着ロールの周囲を取り囲むように配備され、該定着ロールから放射される熱を反射する熱反射板と、前記熱反射板の周囲を、該熱反射板との間に空隙を介して取り囲むように形成された、前記定着ロールから放射される熱の外部への伝導を遮断するカバー部材と、前記定着ロールと前記熱反射板との間でかつ該定着ロールに当接又は近接した位置に配置された、前記加熱ロールの温度を検知する温度検知センサおよび該加熱ロールの温度の異常を検出するための異常検出センサとを有する定着装置において、
前記温度検知センサおよび異常検出センサが、前記熱反射板に設けられた開口部に取り付けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項3】
互いに圧接された状態で回転しながら未定着トナー画像を担持した記録材を間に挟んで、該未定着トナー画像を加熱するとともに加圧して該記録材上に定着する加熱ロールおよび加圧ロールからなる定着ロールと、前記定着ロールの周囲を取り囲むように配備され、該定着ロールから放射される熱を反射する熱反射板と、前記熱反射板の周囲を、該熱反射板との間に空隙を介して取り囲むように形成された、前記定着ロールから放射される熱の外部への伝導を遮断するカバー部材と、前記定着ロールと前記熱反射板との間でかつ該定着ロールに当接又は近接した位置に配置された、前記加熱ロールの温度を検知する温度検知センサおよび該加熱ロールの温度の異常を検出するための異常検出センサとを有する定着装置において、
前記カバー部材と前記熱反射板との間に、前記加熱ロールおよび加圧ロールの軸方向両端部それぞれを連結するタイバーを有するものであり、
前記温度検知センサおよび異常検出センサが、前記熱反射板の、前記タイバーに対向する位置に設けられた開口部を介して該タイバーに支持されていることを特徴とする定着装置。
【請求項4】
前記熱反射板は、前記開口部を外側から覆うシール部材を備えたことを特徴とする請求項2又は3記載の定着装置。
【請求項5】
前記シール部材が、前記カバー部材との間に間隙を隔てて配備されたものであることを特徴とする請求項4記載の定着装置。
【請求項6】
前記シール部材が、耐熱性樹脂材料からなることを特徴とする請求項4又は5記載の定着装置。
【請求項7】
前記シール部材が、ゴム材料からなることを特徴とする請求項4又は5記載の定着装置。
【請求項8】
前記シール部材が、耐熱フィルム材料からなるものであることを特徴とする請求項4又は5記載の定着装置。
【請求項9】
前記シール部材が、金属材料からなるものであることを特徴とする請求項4又は5記載の定着装置。
【請求項10】
前記シール部材が、ネジにより前記熱反射板に固定されたものであることを特徴とする請求項4から9までのいずれか1項記載の定着装置。
【請求項11】
前記シール部材が、耐熱性接着剤により前記熱反射板に固定されたものであることを特徴とする請求項4から9までのいずれか1項記載の定着装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子写真方式のプリンタや複写機などの画像形成装置に用いられる定着装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、プリンタや複写機などの分野では、高速化、小型化、省エネルギ化への要求レベルがますます高くなる傾向にある。中でも電子写真方式の画像形成装置においてプロセス上最もエネルギを消費する熱定着装置に関しては、環境負荷低減をねらった省エネルギ化(低電力化)が最も重要な課題となっている。
【0003】
また、画像形成装置の小型化のために、定着装置に近接した位置にトナーカートリッジやクリーナ等が配置されることが多いが、それに伴い定着装置の加熱ロールからの熱によってトナーカートリッジやクリーナ等の温度が上昇して種々の不具合が発生するという問題もある。
【0004】
このような問題に対して従来から熱源の周りに熱反射板や断熱材等を近接させて配置し、熱源表面からの放熱を抑制する技術が知られている。
【0005】
しかし、従来から、定着装置の温度制御を行うために加熱ロールの近傍に加熱ロールの温度を検知する温度検知センサや、加熱ロールの温度の異常を検出して異常検出時に加熱源への通電を切断するための異常検出センサを配備した定着装置が開発されている。例えば、加熱ロールの周囲を覆う熱反射板の内側に感温素子を取り付けた定着装置が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。また、熱反射板と断熱材で構成された定着ユニットカバーの内側にサーミスタを支持する支持機構を配備し、そのサーミスタによって加熱ロールの表面温度を制御するようにした定着装置が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
【特許文献1】特開昭58−158669号公報(第1−3頁、図1)
【特許文献2】特開平02−116880号公報(第1−3頁、図1、3)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、特許文献1に開示された定着装置では、加熱ロールの周囲に熱反射板と断熱カバーとが配置され、その断熱カバーの外側に感温素子が取り付けられ、その感温素子の温度検知部が熱反射板よりも内側に設置されているために、熱反射板の内側の熱が感温素子および温度検知部を介して断熱カバーの外側に伝達される恐れがある。
【0007】
特に、定着装置近傍の用紙搬送路を略水平に配置した構成の画像形成装置においては、加熱ロールが上方に位置する姿勢で配置されることが多く、そのため定着装置の上部に設置された感温素子および温度検知部からの放熱量が大きくなり断熱効果が減殺されてしまう。
【0008】
また、特許文献2に開示された定着装置では、熱反射板の内側にサーミスタを支持する支持機構を配備したことにより、熱反射板と加熱ロールとの間隔が大きくなってしまい、やはり十分な断熱効果を得ることができないという問題がある。
【0009】
本発明は、上記事情に鑑み、断熱性に優れた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】
【0010】
上記課題を解決する本発明の第1の定着装置は、
互いに圧接された状態で回転しながら未定着トナー画像を担持した記録材を間に挟んで、該未定着トナー画像を加熱するとともに加圧して該記録材上に定着する加熱ロールおよび加圧ロールからなる定着ロールと、上記定着ロールの周囲を取り囲むように配備され、該定着ロールから放射される熱を反射する熱反射板と、上記熱反射板の周囲を、該熱反射板との間に空隙を介して取り囲むように形成された、上記定着ロールから放射される熱の外部への伝導を遮断するカバー部材と、上記定着ロールと上記熱反射板との間でかつ該定着ロールに当接又は近接した位置に配置された、上記加熱ロールの温度を検知する温度検知センサおよび該加熱ロールの温度の異常を検出するための異常検出センサとを有する定着装置において、
上記熱反射板が開口部を有し、
上記カバー部材は、上記熱反射板の開口部まで延びて該開口部を塞ぐ形状に形成された突起部を有するものであり、
上記温度検知センサおよび異常検出センサが、上記突起部に支持されていることを特徴とする。
【0011】
本発明の第1の定着装置によれば、上記のように、温度検知センサおよび異常検出センサが、熱反射板の開口部を塞ぐ形状に形成された突起部に支持されているため、開口部からの放熱が防止される。
【0012】
また、上記課題を解決する本発明の第2の定着装置は、
互いに圧接された状態で回転しながら未定着トナー画像を担持した記録材を間に挟んで、該未定着トナー画像を加熱するとともに加圧して該記録材上に定着する加熱ロールおよび加圧ロールからなる定着ロールと、上記定着ロールの周囲を取り囲むように配備され、該定着ロールから放射される熱を反射する熱反射板と、上記熱反射板の周囲を、該熱反射板との間に空隙を介して取り囲むように形成された、上記定着ロールから放射される熱の外部への伝導を遮断するカバー部材と、上記定着ロールと上記熱反射板との間でかつ該定着ロールに当接又は近接した位置に配置された、上記加熱ロールの温度を検知する温度検知センサおよび該加熱ロールの温度の異常を検出するための異常検出センサとを有する定着装置において、
上記温度検知センサおよび異常検出センサが、上記熱反射板に設けられた開口部に取り付けられていることを特徴とする。
【0013】
本発明の第2の定着装置によれば、上記のように、温度検知センサおよび異常検出センサが、熱反射板に設けられた開口部に直接取り付けられているため、開口部からの放熱が防止される。
【0014】
また、上記課題を解決する本発明の第3の定着装置は、
互いに圧接された状態で回転しながら未定着トナー画像を担持した記録材を間に挟んで、該未定着トナー画像を加熱するとともに加圧して該記録材上に定着する加熱ロールおよび加圧ロールからなる定着ロールと、上記定着ロールの周囲を取り囲むように配備され、該定着ロールから放射される熱を反射する熱反射板と、上記熱反射板の周囲を、該熱反射板との間に空隙を介して取り囲むように形成された、上記定着ロールから放射される熱の外部への伝導を遮断するカバー部材と、上記定着ロールと上記熱反射板との間でかつ該定着ロールに当接又は近接した位置に配置された、上記加熱ロールの温度を検知する温度検知センサおよび該加熱ロールの温度の異常を検出するための異常検出センサとを有する定着装置において、
上記カバー部材と上記熱反射板との間に、上記加熱ロールおよび加圧ロールの軸方向両端部それぞれを連結するタイバーを有するものであり、
上記温度検知センサおよび異常検出センサが、上記熱反射板の、上記タイバーに対向する位置に設けられた開口部を介して該タイバーに支持されていることを特徴とする。
【0015】
本発明の第3の定着装置によれば、上記のように、温度検知センサおよび異常検出センサが、熱反射板の、タイバーに対向する位置に設けられた開口部を介して該タイバーに支持されているため、開口部からの放熱が防止される。
【0016】
ここで、上記第2又は第3の定着装置において、上記熱反射板は、上記開口部を外側から覆うシール部材を備えたものであることが好ましい。
【0017】
本発明の定着装置を上記のように構成した場合は、シール部材により開口部が外側から覆われるので、開口部からの放熱を効果的に防止することができる。
【0018】
また、上記シール部材が、上記カバー部材との間に間隙を隔てて配備されたものであることも好ましい。
【0019】
本発明の定着装置を上記のように構成した場合は、シール部材とカバー部材との間に間隙が隔てられているので
また、上記シール部材が、耐熱性樹脂材料、ゴム材料、耐熱フィルム材料、又は金属材料からなるものであってもよい。
【0020】
本発明の定着装置を上記のように構成した場合は、これらの被覆性に優れた材料により開口部からの放熱を効果的に防止することができる。
【0021】
また、上記シール部材が、ネジにより又は耐熱性接着剤により上記熱反射板に固定されたものであってもよい。
【0022】
本発明の定着装置を上記のように構成した場合は、シール部材を熱反射板に容易に固定することができる。
【発明の効果】
【0023】
以上説明したように、本発明によれば、優れた断熱性を有する定着装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下図面を参照して本発明の定着装置の実施の形態を説明する。
【0025】
図1は、本発明の各実施形態に共通の定着装置の概要図である。
【0026】
図1に示すように、この定着装置1は、互いに圧接された状態で回転しながら未定着トナー画像を担持した記録材Pを間に挟んで、その未定着トナー画像を加熱するとともに加圧して記録材P上に定着する加熱ロール101および加圧ロール102からなる定着ロール103と、定着ロール103の周囲を取り囲むように配備され、定着ロール103から放射される熱を反射する熱反射板104と、熱反射板104の周囲を、熱反射板104との間に空隙を介して取り囲むように形成された、定着ロール103から放射される熱の外部への伝導を遮断するカバー部材105とを有している。
【0027】
この熱反射板104およびカバー部材105は、加熱ロール101側と加圧ロール102側の2つの部分からなり、この2つの部分は、加熱ロール101と加圧ロール102とによって形成されるニップ部Nに向かって搬送されてくる記録材Pを通過させ、そのニップ部Nを通過した記録材Pを排出させるためのスリットSを隔てて一体的に構成されている。
【0028】
加熱ロール101は、中心部に熱源として1.1kWのハロゲンヒータ101a、その外側に厚さ1.6mmのアルミニウムの芯金、さらにその外側に厚さ60μmの離型層を備えた全長330mm、外径26mmのロールである。
【0029】
熱反射板104は、熱伝導率:80W/mK、厚さ0.5mmの亜鉛メッキ鋼板で形成され、カバー部材105は、熱伝導率:0.2W/mK、厚さ2.0mmのガラス混入ポリカーボネート樹脂で形成してある。熱反射板104とカバー部材105との間には空気層が形成されている。
【0030】
次に、上記の基本構成を有する定着装置1に、本発明の第1の定着装置を適用した実施形態について説明する。
【0031】
図2は、第1の実施形態の定着装置の概略構成図である。
【0032】
図2に示すように、この第1の実施形態の定着装置100は、図1に示した定着装置1に、加熱ロール101と熱反射板104との間でかつ加熱ロール101に当接又は近接した位置に配置された、加熱ロール101の温度を検知するサーミスタ106および加熱ロール101の温度の異常を検出するためのサーモスタット107とを加えた構成となっている。
【0033】
さらに、この定着装置100は、上記のサーミスタ106からの検知信号に基づき加熱ロール101表面を160℃に維持するようにハロゲンヒータ101aをオン/オフ制御するとともに、サーモスタット107が加熱ロール101の温度異常を検出したときにその検出信号に基づきハロゲンヒータ101aへの通電を遮断するよう制御する制御部(図示せず)を備えている。
【0034】
なお、本実施形態におけるサーミスタ106は、本発明にいう温度検知センサに相当するものであり、また、本実施形態におけるサーモスタット107は、本発明にいう異常検出センサに相当するものである。
【0035】
図2に示すように、この定着装置100では、加熱ロール101側の熱反射板104が開口部104aを有し、加熱ロール101側のカバー部材105は、上記熱反射板104の開口部104aまで延びて該開口部104aを塞ぐ形状に形成された突起部108を有するものであり、上記サーミスタ106およびサーモスタット107は、上記カバー部材105と一体に形成された突起部108に支持されている。
【0036】
このように構成したことにより、熱反射板104の開口部104aは突起部108によって塞がれるので、開口部104aからの放熱が抑制される。
【0037】
また、この実施形態の定着装置100では、サーミスタ106およびサーモスタット107は、カバー部材の突起部108に支持されており、カバー部材は熱伝導度の低い樹脂材料で形成されているので、サーミスタ106およびサーモスタット107の部分から外部への放熱は少ない。
【0038】
次に、第2の実施形態の定着装置について説明する。
【0039】
図3は、第2の実施形態の定着装置の概略構成図である。
【0040】
この第2の実施形態の定着装置200は本発明の第2の定着装置に相当するものである。
【0041】
図3に示すように、この第2の実施形態の定着装置200は、互いに圧接された状態で回転しながら未定着トナー画像を担持した記録材を間に挟んで、その未定着トナー画像を加熱するとともに加圧して記録材上に定着する加熱ロール201および加圧ロール202からなる定着ロール203と、その定着ロール203の周囲を取り囲むように配備され、定着ロール203から放射される熱を反射する熱反射板204と、その熱反射板204の周囲を、熱反射板204との間に空隙を介して取り囲むように形成された、定着ロール203から放射される熱の外部への伝導を遮断するカバー部材205と、定着ロール203と熱反射板204との間でかつ定着ロール203に当接又は近接した位置に配置された、加熱ロール201の温度を検知するサーミスタ206および加熱ロール201の温度の異常を検出するためのサーモスタット207とを有する定着装置であり、そのサーミスタ206およびサーモスタット207が、上記熱反射板204に設けられた開口部204aに取り付けられている。
【0042】
さらにこの第2の実施形態の定着装置200では、上記熱反射板204は、上記開口部204aを外側から覆うシール部材209を備えている。また、このシール部材209は、カバー部材205との間に間隙を隔てて配備されている。
【0043】
このシール部材209は、耐熱性樹脂材料からなるものであることが好ましく、カバー部材205と同様、熱伝導率:0.2W/mK、ただし厚さは1.0mmのガラス混入ポリカーボネート樹脂ガラス混入ポリカーボネートを用いている。シールド部材209と熱反射板204はシリコン接着剤により固定されている。
【0044】
シール部材209は、上記のような耐熱性樹脂材料に限られるものではなく、ゴム材料、耐熱フィルム材料、または金属材料からなるものであってもよい。
【0045】
また、このシール部材209は、シリコン接着剤にような耐熱性接着剤により熱反射板204に固定されたものであってもよいが、はめ込み又はネジ止めによって熱反射板204に固定されたものであってもよい。
【0046】
このように、この第2の実施形態では、サーミスタ206およびサーモスタット207が熱反射板204の開口部204aに取り付けられており、さらに、シールド部材209により開口部204aが被覆されているので、開口部204aからの放熱は抑制されている。
【0047】
この第2の実施形態では、第1の実施形態におけるような突起部108(図2参照)を介しての熱伝導がないので断熱性の点で優利であり、また、第1の実施形態における樹脂製のカバー部材よりも寸法精度のよい熱反射板204にサーミスタ206が取り付けられているので、サーミスタ206として接触式のサーミスタが用いられる場合には加熱ロール201の温度を高精度で測定することができるという利点がある。
【0048】
次に、第3の実施形態の定着装置について説明する。
【0049】
図4は、第3の実施形態の定着装置の概略構成図である。
【0050】
この第3の実施形態の定着装置300は本発明の第3の定着装置に相当するものである。
【0051】
図4に示すように、この第3の実施形態の定着装置300は、互いに圧接された状態で回転しながら未定着トナー画像を担持した記録材を間に挟んで、その未定着トナー画像を加熱するとともに加圧して記録材上に定着する加熱ロール301および加圧ロール302からなる定着ロール303と、その定着ロール303の周囲を取り囲むように配備され、定着ロール303から放射される熱を反射する熱反射板304と、その熱反射板304の周囲を、熱反射板304との間に空隙を介して取り囲むように形成された、定着ロール303から放射される熱の外部への伝導を遮断するカバー部材305と、定着ロール303と熱反射板304との間でかつ定着ロール303に当接又は近接した位置に配置された、加熱ロール301の温度を検知するサーミスタ306および加熱ロール301の温度の異常を検出するためのサーモスタット307とを有する定着装置であり、上記カバー部材305と上記熱反射板304との間に、加熱ロール301および加圧ロール302の軸方向両端部それぞれを連結するタイバー310を有するものであり、上記サーミスタ306およびサーモスタット307が、上記熱反射板304の、上記タイバー310に対向する位置に設けられた開口部304aを介してタイバー310に支持されている。
【0052】
サーミスタ306およびサーモスタット307が支持されている開口部304aは、ポリイミドテープ309(シールド部材)により被覆されているので、開口部304aからの放熱は抑制されている。このポリイミドテープ309は、本発明にいうシールド部材に相当するものである。
【0053】
図5は、第3の実施形態におけるサーモスタットの配備状態を示す図である。
【0054】
このタイバー310は、互いに強い力で圧接し合う加熱ロールおよび加圧ロールをロール軸方向Lの両端部に設けられた側板どうしを連結する、厚さ2mmの鋼板製の連結部材であり、図4に示すように、カバー部材305と熱反射板304との間に配備されている。
【0055】
サーモスタット307は、ロール軸方向Lのほぼ中央部に設けられた熱反射板304の、タイバー310に対向する位置に設けられた開口部304aを介してタイバー310に支持されている。
【0056】
また、サーミスタ306は、ロール軸方向Lの両端部に設けられた開口部(図示省略)を介してタイバー310に支持されている。
【0057】
このように構成した第3の実施形態においても、第1、第2の実施形態と同様、熱反射板の開口部からの放熱を抑制することができるが、さらに、この実施形態においては、熱反射板304とカバー部材305との空間に配備された鋼板製のタイバー310によりサーミスタ306及びサーモスタット307が強固に支持固定されるので、サーミスタ306及びサーモスタット307の加熱ロール301に対する位置精度を高精度に保つことができる。
【0058】
また、この第3の実施形態では、第2の実施形態のように熱反射板にはサーミスタ及びサーモスタットが取り付けられていないので、熱反射板の熱容量が問題とはならず設計上の自由度が高いという利点がある。しかし、一般に鋼板製のタイバーの熱容量は大きく熱伝導度も高いのでロール軸方向への放熱が多いという短所がある。
【0059】
なお、上記第1〜第3の実施形態において、熱反射板とカバー部材との間に空隙を形成した例について説明したが、この空隙を空気層による断熱層とする以外に、この空隙にグラスウール等の断熱材を充填した断熱層としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】図1は、本発明の各実施形態に共通の定着装置の概要図である。
【図2】第1の実施形態の定着装置の概略構成図である。
【図3】第2の実施形態の定着装置の概略構成図である。
【図4】第3の実施形態の定着装置の概略構成図である。
【図5】第3の実施形態におけるサーモスタットの配備状態を示す図である。
【符号の説明】
【0061】
1、100,200,300 定着装置
101,201,301 加熱ロール
101a ハロゲンヒータ
102,202,302 加圧ロール
103,203,303 定着ロール
104,204,304 熱反射板
104a,204a,304a 開口部
105,205,305 カバー部材
106,206,306 サーミスタ
107,207,307 サーモスタット
108 突起部
209,309 シール部材、ポリイミドテープ
310 タイバー




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013