特許 6018979 定着装置およびこれを備えた画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6018979

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】定着装置およびこれを備えた画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20161020BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/20 515

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-127504(P2013-127504)

(22)【出願日】2013年6月18日

(65)【公開番号】特開2015-1706(P2015-1706A)

(43)【公開日】2015年1月5日

【審査請求日】2015年4月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(72)【発明者】

【氏名】川口 博文

【審査官】 佐藤 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−３３７７８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１１６７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１４３５２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を中心に回転し、該回転軸方向端部に開口部を有する加熱部材と、
前記加熱部材の内部に設けられ、該加熱部材を加熱する発熱体と、該発熱体を支持し、前記開口部を通って該加熱部材の外側に延出する発熱体支持部材と、を有する発熱部材と、
前記加熱部材の内部に設けられ、前記発熱体から前記開口部に向かう熱を内部に向けて反射する反射部材と、
前記開口部を覆うように設けられ、前記発熱体支持部材が遊挿する装着部材と、を備え、
前記発熱体は、発光して輻射熱によって前記加熱部材を内側から加熱し、
前記装着部材の内面には、前記発熱体からの光を内部に向けて反射する反射部が形成され、
前記反射部材は、前記発熱体と前記装着部材との間で前記発熱部材に固定され、前記開口部に向かって凸となるような放物曲面を有するドーム状に形成され、
前記反射部材は、前記開口部とは反対側に前記発熱体からの光を反射する反射面を有し、前記反射面の反対側の面に前記発熱体からの光の反射を抑制する塗装材を塗布され、
前記反射部は、前記加熱部材の外側に向かって凸となるように湾曲して形成されていることを特徴とする定着装置。

【請求項2】

前記加熱部材は、円筒形状のローラーを有し、
前記発熱部材は、前記加熱部材の前記回転軸上に設けられ、
前記装着部材は、前記発熱体支持部材が遊貫する挿通孔を有し、
前記反射部材は、前記回転軸方向視で前記挿通孔を覆うことが可能な大きさを有していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。

【請求項3】

前記加熱部材を回転駆動する駆動源に接続される駆動ギアを備え、
前記装着部材は、前記駆動ギアに噛合する従動ギアを有し、前記加熱部材と一体に回転することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。

【請求項4】

前記加熱部材を収容するハウジングを備え、
前記装着部材は、前記ハウジングに固定され、前記加熱部材を回転可能に支持することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。

【請求項5】

前記加熱部材を収容するハウジングを備え、
前記装着部材は、前記ハウジングに回転可能に支持され、前記加熱部材と一体に回転することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれかに記載の定着装置を備えている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、複写機やプリンター等に好適に用いられる定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電子写真方式の画像形成装置においてトナー像を用紙に定着させるための定着装置が知られている。このような画像形成装置では、定着装置の加熱ローラーが所定温度に達する（ウォームアップが完了する）と、印刷（画像形成）が開始されるようになっている。

【0003】

ところで、近年の印刷速度の高速化に伴い、ウォームアップに要する時間の更なる短縮化が望まれている。例えば、特許文献１には、加熱ローラーと、これに圧接して定着ニップを形成する加圧ローラーと、内部から加熱ローラーを加熱するハロゲンヒーターと、を備えた定着装置が開示されている。この定着装置では、加熱ローラーの肉厚を薄くすることで熱容量を小さくし、短時間で所定温度に達するようになっている。

【0004】

また、例えば、特許文献２には、回転可能な加熱ローラーの内部に固定配置されたヒーターと、ヒーターからの熱を遮蔽する熱遮蔽部材と、ヒーターとの間に間隙を有した状態で熱遮蔽部材を支持する支持部材と、を備えた定着装置が開示されている。この定着装置では、ヒーターからの熱を熱遮蔽部材で反射することで加熱ローラーの温度を効率良く昇温させるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３−１７７６２４号公報

【特許文献2】特開２０１１−０４７９９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ハロゲンヒーターからの熱が加熱ローラーの軸方向両端部から放熱しやすく、加熱ローラーを効率良く昇温させることができないという問題があった。

【0007】

特許文献２に記載の技術では、熱遮蔽部材によって加熱ローラーの軸方向両端部からの放熱が多少抑制されるものの、支持部材とヒーターとの間に形成された間隙からの放熱を有効に遮断することができなかった。

【0008】

また、加熱ローラーの軸方向両端部からの放熱によって、加熱ローラーの端部外側近傍に位置する他の部品（例えば加熱ローラー等を収容するハウジング等）が過剰に加熱される虞もあった。この場合、過剰に加熱された部品の劣化が促進される虞もあった。

【0009】

ところで、一般的に加熱ローラーの内周面には、ヒーターからの熱を効率良く吸収するための内面塗装材が塗布されている。加熱ローラーの加熱時間が長くなると内面塗装材から揮発性有機化合物（ＶＯＣ，ＳＶＯＣ）が放出される場合があった。近年、このＶＯＣ等の放出量を更に低減することが望まれていた。

【0010】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、熱の拡散を抑制し、短時間でウォームアップを行う定着装置およびこれを備えた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】

【0011】

上記した目的を達成するため、本発明の定着装置は、回転軸を中心に回転し、該回転軸方向端部に開口部を有する加熱部材と、前記加熱部材の内部に設けられ、該加熱部材を加熱する発熱体と、該発熱体を支持し、前記開口部を通って該加熱部材の外側に延出する発熱体支持部材と、を有する発熱部材と、前記加熱部材の内部に設けられ、前記発熱体から前記開口部に向かう熱を内部に向けて反射する反射部材と、前記開口部を覆うように設けられ、前記発熱体支持部材が遊挿する装着部材と、を備えていることを特徴とする。

【0012】

この構成によれば、発熱部材から放射された熱は、反射部材で反射されると共に装着部材によって遮蔽される。これにより、装着部材とこれに遊挿された発熱体支持部材との間からの放熱が抑制されるため、加熱部材を効率良く昇温させることができる。すなわち、ウォームアップに要する時間を短縮することができる。また、装着部材と発熱体支持部材との間からの熱の拡散が抑制されるため、例えば、加熱部材の開口部外側近傍に配設された他の部品が過剰に加熱されることを抑制することができる。これにより、過剰な加熱による他の部品の劣化を抑制することができる。

【0013】

この場合、前記装着部材の内面には、前記発熱部材からの熱を内部に向けて反射する反射部が形成されていることが好ましい。

【0014】

この構成によれば、発熱部材からの放射熱は、反射部材に加えて、装着部材の反射部によっても反射される。これにより、装着部材と発熱体支持部材との間からの放熱が抑制され、加熱部材を更に効率良く昇温させることができる。

【0015】

また、この場合、前記加熱部材は、円筒形状のローラーを有し、前記発熱部材は、前記加熱部材の前記回転軸上に設けられ、前記装着部材は、前記発熱体支持部材が遊貫する挿通孔を有し、前記反射部材は、前記発熱体と前記装着部材との間で前記発熱部材に固定され、前記回転軸方向視で前記挿通孔を覆うことが可能な大きさを有していることが好ましい。

【0016】

この構成によれば、反射部材は、挿通孔を内側から覆うように発熱部材に固定されている。このため、発熱部材から加熱部材の端部に向かう放射熱を反射部材によって遮ることができる。これにより、ウォームアップに要する時間を更に短縮することができる。また、加熱部材を効率良く加熱できるため、発熱部材の稼働時間を短くすることができ、消費電力の削減を図ることができる。同時に、加熱部材の内面塗装材からのＶＯＣ等の放出を抑制することができる。さらに、開口部を２重に覆うように装着部材と反射部材とが配置されているため、加熱部材の外部に向かう熱の拡散が有効に抑制される。

【0017】

また、この場合、前記加熱部材を回転駆動する駆動源に接続される駆動ギアを備え、前記装着部材は、前記駆動ギアに噛合する従動ギアを有し、前記加熱部材と一体に回転することが好ましい。

【0018】

この構成によれば、駆動源からの駆動力を加熱部材に伝達する部材を、別部品で構成する場合に比して、部品点数を削減することができる。これにより、装置の簡略化および低コスト化を図ることができる。

【0019】

また、この場合、前記加熱部材を収容するハウジングを備え、前記装着部材は、前記ハウジングに固定され、前記加熱部材を回転可能に支持することが好ましい。

【0020】

この構成によれば、加熱部材を回転可能に支持する部材を、別部品で構成する場合に比して、部品点数を削減することができる。これにより、装置の簡略化および低コスト化を図ることができる。

【0021】

また、この場合、前記加熱部材を収容するハウジングを備え、前記装着部材は、前記ハウジングに回転可能に支持され、前記加熱部材と一体に回転することが好ましい。

【0022】

この構成によれば、加熱部材の端部および装着部材の摩耗を抑制することができる。

【0023】

上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上記のいずれかに記載の定着装置を備えていることを特徴とする。

【0024】

この構成によれば、加熱部材の端部からの放熱が遮られるため、ウォームアップに要する時間を短縮することができる。すなわち、ユーザーからの印刷指示から印刷（画像形成）完了までの時間を短縮することができる。これにより、ユーザービリティを向上させることができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、熱の拡散が抑制され、短時間でウォームアップを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の第１実施形態に係るプリンターの内部構造を模式的に示す断面図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係るプリンターの定着装置を示す断面図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係るプリンターの定着装置において、ヒートローラーおよびその周辺部を示す側断面図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係るプリンターの定着装置において、ヒートローラーおよびその周辺部を示す側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置について説明する。

【0028】

＜第１実施形態＞
まず、図１を参照して、第１実施形態に係る画像形成装置としてのプリンター１について説明する。ここで、図１はプリンター１の内部構造を模式的に示す断面図である。

【0029】

プリンター１は、略箱形状の装置本体２の下部に配設され、用紙（図示せず）を収納する給紙カセット３と、装置本体２の上端に配設され、印刷（画像形成）された用紙を受ける排紙トレイ４と、を有している。

【0030】

装置本体２の右上部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器５が配設され、装置本体２の左部には、画像形成部６が配設されている。画像形成部６は、例えば、パーソナルコンピューター（図示せず）から送信された画像データに基づいてモノクロの画像形成処理を行うものであり、補給用トナー（ブラック）を収納したトナーコンテナ９を備えている。また、画像形成部６は、回転可能に設けられる像担持体としての感光体ドラム７の周囲に転写プロセス順（図１の矢印Ｘ参照）に配置される帯電器８と、現像器１０と、転写ローラー１１と、クリーニング装置１２と、を含んで構成されている。

【0031】

装置本体２内の左部には、給紙カセット３と排紙トレイ４とを接続するように上下方向に延びる用紙の搬送経路１３が設けられている。搬送経路１３の上流端には、給紙カセット３から用紙を取り出す給紙部１４が設けられ、搬送経路１３の下流部には、定着装置１６が設けられている。搬送経路１３の左側には、両面印刷用の反転経路１７が設けられている。

【0032】

ここで、プリンター１による画像形成動作について説明する。プリンター１に電源が投入されると、各種パラメーター等の初期設定が実行される。そして、プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力（印刷開始の指示）されると、帯電器８によって所定電位に帯電した感光体ドラム７の表面に対し、露光器５によって画像データに応じた露光（図１の矢印Ｐ参照）が行われる。これにより感光体ドラム７上に形成された静電潜像は、現像器１０によってトナー像に現像される。このトナー像は、転写ローラー１１に転写バイアスが印加されることにより、タイミングを合わせて搬送経路１３を搬送されてきた用紙に転写され、定着装置１６によって用紙に定着される。トナー像が定着した用紙は排紙トレイ４に排出される。転写後の感光体ドラム７の表面に残留したトナーは、クリーニング装置１２によって除去される。

【0033】

次に、図２および図３を参照して、定着装置１６について説明する。定着装置１６は、用紙に転写されたトナー像を構成するトナーを溶融および加圧して、用紙に定着させる。ここで、図２は定着装置１６を示す断面図であり、図３はヒートローラー２１およびその周辺部を示す側断面図である。なお、以下の説明では、便宜上、図２の紙面手前側、図３に示す矢印Ｆｒ（図４も同様）を定着装置１６の正面側（前側）とする。

【0034】

図２に示すように、定着装置１６は、略箱形状のハウジング２０と、ハウジング２０の右下部に収容される加熱部材としてのヒートローラー２１と、ヒートローラー２１の左上側から対向するようにハウジング２０に収容されるプレスローラー２２と、ハウジング２０の右上部に設けられる排出ローラー対２３と、ヒートローラー２１の内部に設けられる発熱部材としてのヒーター２４と、ヒートローラー２１の軸方向（前後方向）両端部に設けられる熱遮蔽構造２５（図３参照）と、を含んで構成されている。

【0035】

ハウジング２０は、右側に形成されるヒートローラー収容部２６と、左側に形成されるプレスローラー収容部２７と、上方を覆うように形成されるカバー部材２８と、を含んで構成されている。プレスローラー収容部２７の右上側には、搬送経路１３または反転経路１７を用紙が通過したことを検出する排出スイッチ２９が設けられている。

【0036】

ヒートローラー２１は、ヒートローラー収容部２６に収容されている。ヒートローラー２１は、前後方向に長い中空円筒形状を成している。具体的には、ヒートローラー２１は、例えば、アルミニウムや鉄等の金属製の円筒芯材と、シリコンゴム等から成り円筒芯材に外周面に積層される弾性層と、ＰＦＡ等のフッ素樹脂から成り弾性層を被覆するように形成される離型層と、を含んで構成されている。ヒートローラー２１（円筒芯材）の内周面には、ヒーター２４からの熱を効率良く吸収するための内面塗装材（黒色）が塗布されている。なお、ヒートローラー２１の上側には、ヒートローラー２１の外周面に摺接するように付勢手段（図示せず）によって付勢される分離爪２１ａが配設されている。この分離爪２１ａによってヒートローラー２１の外周面から用紙が分離されるようになっている。

【0037】

図３に示すように、ヒートローラー２１の前後両端部には、開口部３０ａ，３０ｂが形成されている。ヒートローラー２１は、駆動モーター６８（後述する）を駆動制御することによって前後方向に延びる回転軸Ａを中心に回転可能に設けられている。つまり、本実施形態では前後方向が回転軸方向になっている。

【0038】

図２に示すように、プレスローラー２２は、ヒートローラー２１と平行となるように配置され、プレスローラー収容部２７に収容されている。プレスローラー２２は、上記したヒートローラー２１と同様の材料から成る円筒芯材、弾性層および離型層を含んで構成されている。プレスローラー２２は、付勢手段（図示せず）によって付勢され、ヒートローラー２１の外周面に圧接するように配置されている。これにより、ヒートローラー２１とプレスローラー２２との間には定着ニップＮが形成される。

【0039】

排出ローラー対２３の上側のローラーは、ローラー軸２３ａに軸支されている。このローラー軸２３ａは、カバー部材２８を回動可能に支持している。排出ローラー対２３の下側のローラーは、上側のローラーに圧接されている。

【0040】

ヒーター２４は、ヒートローラー２１を内側から加熱する所謂ハロゲンヒーターである。図３に示すように、ヒーター２４は、ヒートローラー２１よりも細径で前後方向に長い略円筒状に形成されている。ヒーター２４は、ヒートローラー２１の回転軸Ａ上に設けられている。すなわち、ヒーター２４は、ヒートローラー２１を回転軸方向に貫通するように設けられている。

【0041】

ヒーター２４は、発熱体としてのフィラメント３１と、フィラメント３１を支持する発熱体支持部材としてのガラス管３２と、を有している。

【0042】

フィラメント３１は、例えば、コイル状に成形されるタングステンによって構成されている。フィラメント３１の回転軸方向の長さは、ヒートローラー２１よりも短くなるように形成されている。すなわち、フィラメント３１は、ヒートローラー２１の内部に設けられている。フィラメント３１は、通電することによって発光し、この光による輻射熱によってヒートローラー２１を内側から加熱する。

【0043】

ガラス管３２は、例えば、石英ガラスによってフィラメント３１を覆うように形成されている。ガラス管３２は、ヒートローラー２１の開口部３０ａ，３０ｂを通ってヒートローラー２１の外側に延出するように形成されている。具体的には、ガラス管３２は、前後方向に長い円筒状の収容部３３と、収容部３３の前後両端部をそれぞれ封止する封止部３４ａ，３４ｂと、封止部３４ａ，３４ｂの前後両端からそれぞれ外側に延出する取付部３５ａ，３５ｂと、を有している。

【0044】

収容部３３の回転軸方向の長さは、ヒートローラー２１と略同一の長さ（正確には僅かに長く）となるように形成されている。収容部３３には、フィラメント３１が平行に収容されると共に、ハロゲンガスが封入されている。各取付部３５ａ，３５ｂには、ビス穴３６が形成されている。ヒーター２４は、各ビス穴３６を貫通するビス（図示せず）によってハウジング２０に固定される。

【0045】

図３に示すように、熱遮蔽構造２５は、ヒートローラー２１の開口部３０ａ，３０ｂを覆うように設けられ、ガラス管３２が遊挿する前後一対の装着部材４０と、ヒートローラー２１の内部に設けられ、フィラメント３１から各開口部３０ａ，３０ｂに向かう熱を内部に向けて反射する前後一対の反射部材４１と、を有している。

【0046】

前後一対の装着部材４０は、ヒーター２４から放射された熱がヒートローラー２１の開口部３０ａ，３０ｂから漏れないように遮蔽する。なお、以下の説明では、便宜上、前側の装着部材４０を「第１装着部材４２」と呼び、後側の装着部材４０を「第２装着部材４３」と呼ぶこととする。

【0047】

第１装着部材４２は、断熱性を有する合成樹脂材料で形成され、ヒートローラー２１の前端部に開口した開口部３０ａを塞ぐように装着されている。第１装着部材４２は、ガラス管３２の前側の封止部３４ａよりも後側（回転軸方向内側）に配置されている。

【0048】

第１装着部材４２は、略有底円筒状（キャップ状）に形成されている。詳細には、第１装着部材４２は、前側から開口部３０ａを覆うように形成される蓋部５０と、蓋部５０の外縁部から後方に延出する保持部５１と、保持部５１から径方向外側に向かって突出する固定部５２と、を有している。

【0049】

蓋部５０は、略円板状に形成されている。蓋部５０の中央（軸心部）には、円形の挿通孔５３が貫通形成されている。すなわち、蓋部５０は、正面視で円環状に形成されている。挿通孔５３は、ヒートローラー２１の回転軸Ａ上において、ヒーター２４のガラス管３２の前端部が遊貫するように形成されている。すなわち、挿通孔５３は、ヒーター２４のガラス管３２の外径よりも僅かに大径に形成されている。したがって、第１装着部材４２は、ガラス管３２と蓋部５０との間に間隙Ｇ１を有する状態で開口部３０ａを覆うように配設されている。なお、挿通孔５３とガラス管３２との間の（円環状の）間隙Ｇ１は、２ｍｍ以下になることが好ましい。

【0050】

また、蓋部５０には、挿通孔５３の周縁から後方（回転軸方向内側）に向かって僅かに突出する円筒状の突出部５４が形成されている。蓋部５０の後面（回転軸方向内面）には、ヒーター２４（フィラメント３１）からの光を内部に向けて反射する反射部５５が形成されている。反射部５５は、突出部５４と保持部５１との間の円環状の領域に形成されている。反射部５５は、前方に向かって凸となるように湾曲して形成されている。反射部５５は、熱反射膜（例えば金膜）をコーティングすることで形成されている。

【0051】

保持部５１は円筒状に形成され、その内周面はヒートローラー２１の外周面に接触するようになっている。保持部５１は、ヒートローラー２１の前端部を回転可能に支持している。つまり、第１装着部材４２は、すべり軸受として構成されている。

【0052】

固定部５２は、回転軸方向に直交する方向に延びる平板状に形成されている。第１装着部材４２は、固定部５２を介してハウジング２０に固定されている。

【0053】

第２装着部材４３は、断熱性を有する合成樹脂材料で形成され、ヒートローラー２１の後端部に開口した開口部３０ｂを塞ぐように装着されている。第２装着部材４３は、ガラス管３２の後側の封止部３４ｂよりも前側（回転軸方向内側）に配置されている。

【0054】

第２装着部材４３は、上記した第１装着部材４２と同様に、蓋部６０および保持部６１を有し、略有底円筒状（キャップ状）に形成されている。なお、以下、上記した第１装着部材４２と同様の構成については、その詳細な説明を省略する。

【0055】

蓋部６０は、上記した第１装着部材４２の蓋部５０と同様であり、中央（軸心部）に挿通孔６３が貫通形成され、正面視で円環状に形成されている。挿通孔６３の形状や直径等は、上記した挿通孔５３のそれと同一である。また、挿通孔６３とガラス管３２との間に形成される間隙Ｇ２の大きさ等も、上記した間隙Ｇ１のそれと同一である。また、蓋部６０の後面（回転軸方向内側面）には、上記した蓋部５０と同様に、突出部６４および反射部６５が形成されている。反射部６５は、後方に向かって凸となるように湾曲して形成されている。

【0056】

保持部６１は円筒状に形成され、その内周面はヒートローラー２１の外周面に固定されている。保持部６１の外周面には、従動ギア６６が設けられている。従動ギア６６は、駆動源としての駆動モーター６８の出力軸に固定される駆動ギア６７に噛合している。これにより、ヒートローラー２１は、駆動モーター６８に接続され、駆動モーター６８によって回転駆動される。

【0057】

ヒートローラー２１の後部には、断熱性を有する合成樹脂材料で円筒状に形成される軸受部材６９が装着されている。軸受部材６９は、第２装着部材４３の前側に隣接して配置され、ハウジング２０に固定されている。軸受部材６９は、ヒートローラー２１の後部を回転可能に支持している。つまり、軸受部材６９は、すべり軸受として構成されている。

【0058】

前後一対の反射部材４１は、ヒーター２４から放射された熱を反射することによって、ヒートローラー２１の外部への熱（輻射熱）の拡散を抑制する。なお、以下の説明では、便宜上、前側の反射部材４１を「第１反射部材４４」と呼び、後側の反射部材４１を「第２反射部材４５」と呼ぶこととする。

【0059】

第１反射部材４４は、ヒートローラー２１の前端部に形成される開口部３０ａの後方（回転軸方向内側）近傍に配置されている。具体的には、第１反射部材４４は、フィラメント３１と第１装着部材４２との間でガラス管３２に固定されている。

【0060】

第１反射部材４４は、アルミニウム等の金属材料で、前方に向かって凸となるような放物曲面を有するドーム状に形成されている。第１反射部材４４は、ガラス管３２の外周面から径方向に延出し、正面視で円環状に形成されている。第１反射部材４４は、回転軸方向視で挿通孔５３を覆うことが可能な大きさを有している。すなわち、第１反射部材４４は、挿通孔５３の直径よりも大径且つヒートローラー２１の内径よりも小径となるように形成されている。第１反射部材４４は、回転軸方向内側（後側）にヒーター２４（フィラメント３１）からの光を反射する反射面４４ａを有している。なお、反射面４４ａの反対側の面には、光の反射を抑制する塗装材が塗布されている。

【0061】

第２反射部材４５は、ヒートローラー２１の後端部に形成される開口部３０ｂの前方（回転軸方向内側）近傍に配置されている。具体的には、第２反射部材４５は、フィラメント３１と第２装着部材４３との間でガラス管３２に固定されている。すなわち、第１反射部材４４と第２反射部材４５とは互いに対向するように配置されている。

【0062】

第２反射部材４５は、アルミニウム等の金属材料で、後方に向かって凸となるような放物曲面を有するドーム状に形成されている。第２反射部材４５は、ガラス管３２の外周面から径方向に延出し、背面視で円環状に形成されている。第２反射部材４５は、回転軸方向視で挿通孔６３を覆うことが可能な大きさを有している。すなわち、第２反射部材４５は、挿通孔６３の直径よりも大径且つヒートローラー２１の内径よりも小径となるように形成されている。第２反射部材４５は、回転軸方向内側（前側）にヒーター２４（フィラメント３１）からの光を反射する反射面４５ａを有している。なお、反射面４５ａの反対側の面には、光の反射を抑制する塗装材が塗布されている。

【0063】

ここで、上記のように構成された定着装置１６を用いてトナー像を用紙に定着させる手順について説明する。まず、プリンター１の制御装置（図示せず）は、駆動モーター６８を駆動制御し、駆動ギア６７および従動ギア６６を介して第２装着部材４３を回転させる。これにより、第１装着部材４２および軸受部材６９に軸支されたヒートローラー２１は第２装着部材４３と一体に回転する。

【0064】

また、制御装置は、ヒーター２４に通電し、フィラメント３１を発光（発熱）させる。これにより、ヒートローラー２１は、ヒーター２４によって内側から加熱される。そして、図示を省略する温度センサー等によってヒートローラー２１が所定温度に達したことを検出すると、上記した画像形成動作が実施される。すなわち、トナー像が転写された用紙が、ヒートローラー２１とプレスローラー２２との間に形成される定着ニップＮを通過する。これにより、トナー像を構成するトナーが、溶融および加圧されて用紙に定着される。

【0065】

以上の第１実施形態に係る定着装置１６を備えたプリンター１によれば、ヒーター２４から放射された熱は、各反射部材４４，４５で反射されると共に各装着部材４２，４３によって遮蔽される。特に、各反射部材４４，４５は、各挿通孔５３，６３を内側から覆うようにヒーター２４（ガラス管３２）に固定されている。このため、ヒーター２４（フィラメント３１）からヒートローラー２１の両端部に向かう放射熱を各反射部材４４，４５によって遮ることができる。これにより、各装着部材４２，４３とこれに遊挿されたガラス管３２との間（間隙Ｇ１，Ｇ２）からの放熱が抑制されるため、ヒートローラー２１を効率良く昇温させることができる。すなわち、ウォームアップに要する時間を短縮することができる。したがって、ユーザーからの印刷指示から印刷（画像形成）完了までの時間を短縮することができる。これにより、ユーザービリティを向上させることができる。

【0066】

また、第１実施形態に係る定着装置１６によれば、ヒートローラー２１を効率良く加熱できるため、ヒーター２４の稼働時間を短くすることができ、消費電力の削減を図ることができる。同時に、ヒートローラー２１の内面塗装材からのＶＯＣ等の放出を抑制することができる。

【0067】

さらに、開口部３０ａを２重に覆うように第１装着部材４２と第１反射部材４４とが配置され、同様に開口部３０ｂを２重に覆うように第２装着部材４３と第２反射部材４５とが配置されている。このため、ヒートローラー２１の外部（各開口部３０ａ，３０ｂ側）に向かう輻射熱の拡散が有効に抑制される。したがって、例えば、ヒートローラー２１の各開口部３０ａ，３０ｂの近傍に位置するハウジング２０（ヒートローラー収容部２６）や各封止部３４ａ，３４ｂに、輻射熱が伝わり、過剰に加熱されることを適切に抑制することができる。これにより、過剰な加熱による他の部品の劣化を抑制することができる。

【0068】

ここで、第１実施形態に係る定着装置１６による輻射熱の抑制効果を確認するために行った検証実験について説明する。本検証実験は、京セラドキュメントソリューションズ株式会社製のプリンター（ＦＳ−１３００Ｄ）を用いて行った。本検証実験は、印字率５％の文字画像を２０枚出力し、ヒートローラー２１の開口部３０ｂから約１０ｍｍ離れたハウジング２０に配置された温度センサーによってハウジング２０の表面温度（輻射熱温度）を計測した。なお、各装着部材４２，４３から反射部５５，６５を省略した状態で本検証実験が行われた。その他、本検証実験の条件は以下の通りである。
（実験例）
各装着部材４２，４３および各反射部材４４，４５を設けたヒートローラー２１
（比較例１）
各装着部材４２，４３を省略し、各反射部材４４，４５を設けたヒートローラー
（比較例２）
各装着部材４２，４３を設け、各反射部材４４，４５を省略したヒートローラー
（比較例３）
各装着部材４２，４３および各反射部材４４，４５を省略したヒートローラー

【0069】

【表1】

【0070】

表１に示すように、実験例に係る各装着部材４２，４３および各反射部材４４，４５を設けたヒートローラー２１によれば、比較例１ないし３と比較して、ハウジング２０の表面温度（輻射熱温度）が低く維持される結果となった。すなわち、各反射部材４４，４５を設けることにより、輻射熱の拡散を有効に抑制可能であることが確認された。

【0071】

ところで、ヒーター２４のガラス管３２に形成される各封止部３４ａ，３４ｂは、耐熱温度（例えば３００度以下）が定められており、この耐熱温度を超えると劣化が進み、ヒーター２４の寿命が短くなる。これに対し、第１実施形態に係る定着装置１６によれば、輻射熱の拡散を有効に抑制することができるため、過度な温度上昇による各封止部３４ａ，３４ｂの劣化を抑制し、ヒーター２４の長寿命化を図ることができる。

【0072】

また、第１実施形態に係る定着装置１６によれば、ヒーター２４からの放射熱は、各反射部材４４，４５に加えて、各装着部材４２，４３の反射部５５，６５によっても反射される。これにより、各装着部材４２，４３とガラス管３２との間に形成された間隙Ｇ１，Ｇ２からの放熱が抑制され、ヒートローラー２１を更に効率良く昇温させることができる。

【0073】

さらに、第１実施形態に係る定着装置１６によれば、各反射部材４４，４５の反射面４４ａ，４５ａは、それぞれヒートローラー２１の回転軸方向内側にのみ形成されているため、例えば、各反射部材４４，４５を乗越えた赤外線等が、それぞれ開口部３０ａ，３０ｂ側（外側）に向かって反射されることを防止することができる。これにより、ヒーター２４と各装着部材４２，４３との間の間隙Ｇ１，Ｇ２を介してヒートローラー２１の内部から外部へと熱が逃げることを抑制することができる。

【0074】

第１実施形態に係る定着装置１６によれば、第１装着部材４２は、ハウジング２０に固定され、ヒートローラー２１を回転可能に支持している。このため、ヒートローラー２１を回転可能に支持する部材を、別部品で構成する場合に比して、部品点数を削減することができる。また、第２装着部材４３は、駆動ギア５７と噛み合う従動ギア５５を備え、ヒートローラー２１と一体回転する。このため、駆動モーター５８からの駆動力をヒートローラー２１に伝達する部材を、別部品で構成する場合に比して、部品点数を削減することができる。これらにより、装置の簡略化および低コスト化を図ることができる。

【0075】

なお、第１実施形態に係る定着装置１６では、各装着部材４２，４３が、ヒートローラー２１の前後両端部に装着されていたが、これに限定されるものではなく、例えば、ヒートローラー２１のいずれか一端にのみ装着部材４０を装着するように構成してもよい。

【0076】

なお、第１実施形態に係る定着装置１６では、各装着部材４２，４３の保持部５１，６１が、ヒートローラー２１の外周面に接触していたが、これに限定されるものではなく、例えば、ヒートローラー２１の各開口部３０ａ，３０ｂから内側に挿入し、ヒートローラー２１の内周面に接触するようにしてもよい。

【0077】

なお、第１実施形態に係る定着装置１６では、加熱部材としてヒートローラー２１を用いたが、これに代えて、加熱部材として定着ベルト（無端状ベルト）を用いてもよい。また、第１実施形態に係る定着装置１６では、発熱部材（ヒーター２４）としてハロゲンヒーターを用いたが、これに代えて、セラミックヒーターやＩＨコイル等の他の熱源を用いてもよい。

【0078】

＜第２実施形態＞
次に、図４を参照して、本発明の第２実施形態に係る定着装置１６について説明する。図４は第２実施形態に係る定着装置１６のヒートローラー２１およびその周辺部を示す側断面図である。なお、以下の説明では、上述した第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0079】

第２実施形態に係る定着装置１６では、第１装着部材７０および軸受部材７５が、第１実施形態に係るものと異なっている。第１装着部材７０は、蓋部７１と、保持部７２と、保持部７２の前端部（回転軸方向外端部）から径方向外側に向かって突出する係止部７３と、を有し、ヒートローラー２１の前端部に装着されている。なお、蓋部７１は、第１実施形態に係る蓋部５０と同様の構成であるため、その説明を省略する。

【0080】

保持部７２は円筒状に形成され、その内周面はヒートローラー２１の外周面に固定されている。保持部７２の外周面には、前側ベアリング７４が取り付けられている。係止部７３は、前側ベアリング７４の側面に当接して前側ベアリング７４を係止するように、例えば円環状に形成されている。これにより、第１装着部材７０は、前側ベアリング７４を介してハウジング２０に回転可能に支持されている。

【0081】

ヒートローラー２１の後部には、円筒状の軸受部材７５が装着されている。軸受部材７５は、第２装着部材４３の前側に隣接して配置され、ヒートローラー２１の外周面に固定されている。軸受部材７５の外周面には、後側ベアリング７６が取り付けられている。これにより、軸受部材７５は、後側ベアリング７６を介してハウジング２０に回転可能に支持されている。

【0082】

第２実施形態に係る定着装置１６では、ヒートローラー２１に固定された第１装着部材７０および軸受部材７５が、ヒートローラー２１と一体に回転する。これにより、ヒートローラー２１、第１装着部材７０および軸受部材７５の摩耗を抑制することができる。

【0083】

以上の第１および第２実施形態では、本発明をプリンター１に適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用してもよい。

【0084】

なお、第１および第２実施形態では、第２装着部材４３に従動ギア６６が設けられていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２装着部材４３を第１装着部材４２，７０と同様の構成としてもよい。この場合、従動ギア６６は、例えばヒートローラー２１の外周面に固定される。

【0085】

なお、各実施形態の説明は、本発明に係る定着装置１６を備えたプリンター１における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。さらに、各実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、且つ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した各実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

【符号の説明】

【0086】

１ プリンター（画像形成装置）
１６ 定着装置
２０ ハウジング
２１ ヒートローラー（加熱部材）
２４ ヒーター（発熱部材）
３０ａ，３０ｂ 開口部
３１ フィラメント（発熱体）
３２ ガラス管（発熱体支持部材）
４０ 装着部材
４１ 反射部材
４２，７０ 第１装着部材
４３ 第２装着部材
４４ 第１反射部材
４５ 第２反射部材
５３，６３ 挿通孔
５５，６５ 反射部
６６ 従動ギア
６７ 駆動ギア
６８ 駆動モーター（駆動源）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】