JP2000293089A - 定着装置及び記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低回転のファンを用いて定着装置の熱を装置
外に排出可能な構成の定着装置を提供する。 【解決手段】 定着ローラ３１を取り囲む遮熱カバー３
３のうち、定着ローラ上方の加熱されやすい領域を二重
構造にして空気通路３６を形成し、その一端には外気を
取り入れるための通気口４０を形成し、反対端には排気
するためのファン３９を定着ローラ３１から駆動をとっ
て回転させるように設け、定着動作時にはファン３９が
回転して空気通路３６に冷却空気を流し、遮熱カバー３
３を効率よく冷却する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、ファク
シミリ、複写機等の、感光体上にトナー像を形成し、そ
のトナー像を記録紙に転写し、その後加熱定着する構成
の記録装置及びそれに用いる転写装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の記録装置は、図６に示す
ように、装置本体１内の底部に装着される給紙カセット
２と、給紙カセット２から繰り出される記録紙３を方向
変換してほぼ水平に送り出すレジストローラ４と、記録
紙３をほぼ水平に案内するように設けられた転写前ガイ
ド５及び転写後ガイド６と、感光体７を備えたトナーカ
ートリッジ８と、感光体７に静電潜像を形成するための
レーザースキャンユニット９と、感光体７に形成したト
ナー像を記録紙に転写する転写ローラ１０と、転写後ガ
イド６の下流に配置された定着装置１２等を備えてお
り、給紙カセット２から繰り出した記録紙３にトナー像
を転写ローラ１０で転写し、定着装置１２で定着して排
出する構成となっている。

【０００３】ここで、定着装置１２は、トナーを加熱溶
融して記録紙に定着するための加熱定着ローラ１３を備
えており、定着装置内部は高温になっているため、周囲
に放熱している。そこで、この定着装置で発生する熱
を、装置内部から外部へ逃がすために、ファン（図示せ
ず）が設けられている。このファンの取付位置は、定着
装置が基板実装領域に隣接して配置されているため、そ
の基板の配置等により制約を受け、定着装置に隣接する
位置に取り付けることは設計上困難である。そのため、
定着装置とファンとは隣接するように配置できず、定着
装置とファンとを結ぶダクトを装置内に配している。

【０００４】また、このファンは、装置内部が高温の状
態にならないよう、定着装置で発生する熱を急速に外部
に排出して冷却する必要から、高速で回転するものが使
用されており（例えば、回転数約２，０００回／分）、
このため専用のモータを連結している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成では、定着装置１２とほぼ同じ高さに感光体７が配
置されているため、装置内部をファンで冷却しているに
もかかわらず定着装置の熱が感光体７に伝わりやすく、
このため感光体７が過度に加熱されることがないよう、
感光体７と定着装置１２の間隔を大きくとる必要があり
（例えば、１２０ｍｍ程度）、装置が大型化していた。
しかも、冷却用のファン及びダクトを必要とするため、
その分装置が大型化すると共にコスト高となっており、
また、ファンやダクトを設置するためのスペースを確保
するよう装置を設計しなければならず、設計の自由度が
大幅に制限されるという問題もあった。

【０００６】また、従来使用していたファンは専用のモ
ータによって高速回転するものであるので、騒音が大き
く且つ電力消費も無視できないと言った問題もあった。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、定着装置の熱を効率よく排出可能な構成とするこ
とで従来より少ない風量での排熱を可能とし、省エネ、
低コスト、静音設計、小型化を図った定着装置並びにそ
の定着装置を用いた記録装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、定着ローラと加圧ローラを内部に収容する
遮熱カバーの、少なくとも定着ローラの上方領域を二重
構造としてそこに空気通路を形成し、その空気通路内の
空気をファンで積極的に排出させる構成としたものであ
る。このように、定着ローラからの熱を最も多く受ける
領域に空気通路を設けて、そこを排気する構成としたこ
とにより、少ない風量で効率良く排熱でき、このため、
低回転数の小さいファンで排気可能となり、ファンを遮
熱カバーに組み込むことが可能となって従来のようなダ
クトを用いる必要がなくなり、定着装置を小型化、低コ
スト化できると共にファンの騒音、エネルギー消費を低
減できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態による定着装
置は、記録紙に高熱を加えて記録紙上にトナーを定着さ
せる定着ローラと、記録紙をその定着ローラに押し付け
る加圧ローラとを内部に収容する遮熱カバーの、少なく
とも前記定着ローラの上方領域を、定着ローラ収容空間
とは分離された空気通路を形成するよう二重構造とし、
その遮熱カバーの一端で、前記空気通路に連通する位置
にファンを配置し、他端に前記空気通路に連通する通気
口を設けるという構成としたものである。この構成によ
れば、ファンの回転によって、発熱源である定着ローラ
の上方領域を覆うように配置された空気通路を排気する
ことができ、定着ローラからの熱で加熱された遮熱カバ
ーを少量の空気流で効率よく冷却することができる。

【００１０】本発明の他の実施形態は、上記した遮熱カ
バーの一端に配置されたファンを、定着ローラに機械的
に回転駆動されるよう連結したものである。上記したよ
うに、空気通路を流れる風量は少量で良いので、ファン
の回転速度は従来よりもかなり遅くすることが可能であ
り、定着ローラからギア等で増速した程度で十分であ
る。このため、ファンの駆動源として定着ローラの回転
を利用することで、ファン専用のモータが不要となり、
エネルギー消費を低減できると共に回転数を下げること
によりファン騒音も低減できる。

【００１１】本発明の一実施形態による記録装置は、転
写位置でトナー像を転写される記録紙が、転写位置を下
から上へ走行する構成とし、転写位置を通り過ぎた記録
紙を案内するための搬送ガイドの上方に、上記した構成
の定着装置を配置したものである。この構成の記録装置
は、ファンを内蔵した定着装置を用いたことにより、従
来のように、別の場所にファンを設け、ダクトで連結す
るという構造が不要となり、装置の小型化、低コスト化
を図ることができる。しかも、定着装置からの熱で加熱
された周辺の空気は上昇するので、下方に配置した搬送
ガイドや転写手段、感光体等があまり加熱されることが
なく、このため定着装置と下方の感光体との間隔を短縮
でき、この点からも装置の小型化及びコスト低減を図る
ことができる。

【００１２】本発明の他の実施形態では、定着装置を、
記録装置の装置本体内の基板実装領域よりも高い位置で
且つ最上部領域に配置する。このように定着装置を基板
実装領域よりも高い位置に配置すると、定着装置の設置
スペースの幅（紙幅方向の幅）を基板実装領域の分だけ
広くとることが可能となり、遮熱カバーの端部にファン
を配置した構成の定着装置を支障なく用いることがで
き、換言すれば、記録装置の幅を広くすることなくファ
ン付の定着装置を取り付けることができる。また、その
定着装置を記録装置の最上部領域に配置すると、定着装
置の外周面が、記録装置の外面に近くなるため、外気で
自然冷却されることが多くなり、ファンによる冷却風量
を少なくでき、省エネ、騒音低減を一層図ることができ
る。

【００１３】本発明の更に他の実施形態では、定着装置
を、記録装置の装置本体の上面を構成する外装カバーの
すぐ下に、その外装カバーとの間に傾斜した空気通路を
形成するように配置し、更に、その空気通路の下端に
は、装置本体内に連通する空気の流入口を、反対端には
装置外部に通じる空気の排出口を形成するという構成と
する。この構成により、外装カバーと定着装置の間に傾
斜した空気通路が形成され、その空気通路に定着装置か
らの熱による自然対流が発生し、装置内部の空気を外部
に放出する空気の流れが発生する。これにより、定着装
置の冷却が一層行われ、ファンによる冷却風量を少なく
でき、省エネ、騒音低減を一層図ることができると共に
外装カバーへの伝熱を防止してその温度を低く抑えるこ
とができる。

【００１４】以下、図面に示す本発明の好適な実施例を
説明する。図１は本発明をファクシミリ装置に適用した
実施例による記録装置の概略構成を示す概略断面図、図
２はその記録装置に用いている定着装置の概略斜視図、
図３はその定着装置を定着ローラに平行な面で切断して
示す概略断面図、図４はその定着装置を定着ローラに直
角な面で切断して示す概略断面図である。１５は、後述
する各要素を収容する装置本体である。なお、本明細書
において、装置本体とは、装置の外形を形成する筐体を
意味するのみならず、その筐体に固定された内部シャー
シ、リヤシャーシ等をも含むものとする。１６は装置本
体１５の底部位置に着脱可能な給紙カセット、１７は給
紙カセット１６から記録紙１８を繰り出す給紙ローラ、
１９は記録紙１８を上向きに案内する給紙ガイドであ
り、これらは給紙部を構成する。２０は装置本体１５内
の所定位置に設けられたレジストローラであり、記録紙
１８を転写位置にタイミングを合わせて供給するもので
ある。

【００１５】２１はトナーカートリッジであり、感光体
２２と、その感光体２２を一様に帯電させる帯電器、ト
ナーを収容したトナーホッパー、感光体２２の潜像にト
ナーを付与する現像装置、感光体２２上の残トナーを除
去して収容する廃トナーユニット等を備えている。この
トナーカートリッジ２１は装置本体１５の中間位置に感
光体２２が横向きとなるように配置されている。２４は
感光体２２の表面をレーザ光で走査して潜像を形成する
レーザスキャンユニット（ＬＳＵ）である。

【００１６】２５は搬送ユニットであり、感光体２２に
対向して配置され、感光体２２のトナー像を記録紙に転
写する転写ローラ２６と、給紙部から繰り出される記録
紙を転写位置の下方から転写位置を通って上方に案内す
るように配置された略直線形状の且つ単一部材で形成さ
れた搬送ガイド２７と、レジストローラ２０に記録紙を
押し付けるためのピンチローラ２８等を備えている。

【００１７】３０は定着装置であり、搬送ガイド２７の
上方に且つ装置本体１５内の基板実装領域よりも高い位
置でしかも装置本体１５内の最上部領域に配置されてい
る。この定着装置３０は、記録紙に高熱を加えて記録紙
上にトナーを定着させる定着ローラ３１と、記録紙をそ
の定着ローラ３１に押し付ける加圧ローラ３２と、前記
定着ローラと加圧ローラを内部に収容する遮熱カバー３
３等を備えている。この遮熱カバー３３は、下端に記録
紙の入口３３ａを、内部にその入口３３ａから入った記
録紙を斜め上方に案内するガイド（図示せず）を有して
おり、更に入口３３ａよりも高い位置に記録紙を装置外
に排出する出口３３ｃを備えており、その出口３３ｃに
排出ローラ３４を配置している。遮熱カバー３３の、定
着ローラ３１の上方を覆う領域は内部カバー３３ｅと外
部カバー３３ｆからなる二重構造となっており、また、
両端部もそれぞれ内部カバー３３ｇ、３３ｈと外部カバ
ー３３ｉ、３３ｊからなる二重構造となっており、これ
らの間に、定着ローラ３１を収容した空間３５から分離
された空気通路３６を形成している。遮熱カバー３３の
一端の外部カバー３３ｉには大きい開口３８が形成さ
れ、その内にファン３９が配置され、他端の外部カバー
３３ｊには外気取り入れ用の通気口４０が形成されてい
る。通気口４０は単に穴或いは溝状の開口でもよいし、
空気を流れやすくするルーバーの形態であってもよい。
かくして、図３から良く分かるように、ファン３９によ
り空気通路３６内に、矢印で示すような空気流を生じさ
せ、内部カバー３３ｅ、３３ｇ、３３ｈを冷却すること
ができる。

【００１８】遮熱カバー３３の内部カバー３３ｅ、３３
ｇ、３３ｈと外部カバー３３ｆ、３３ｉ、３３ｊは、一
体構造の成型体として製造したものでもよいし、別部品
として成型し、それを組み立てて製造する構成としたも
のでもよいが、別部品として製造する方が材質をそれぞ
れに選定できるので好ましい。その場合、内部カバー３
３ｅ、３３ｇ、３３ｈは発熱源である定着ローラ３１を
取り囲む位置に配置されているので、例えば、１５０°
Ｃ程度に昇温することがあり、従って、これらの高温に
耐える材料、例えばＰＰＳ等の耐熱性の高い樹脂が使用
される。一方、外部カバー３３ｆ、３３ｉ、３３ｊは発
熱源との間に内部カバー３３ｅ、３３ｇ、３３ｈ及び空
気通路３６が介在しているので、内部カバー３３ｅ、３
３ｇ、３３ｈに比べて温度はかなり低く、例えば１００
°Ｃ程度以下に抑えられており、このため、材料として
は、変形ＰＰＯ等の１００°Ｃ程度の耐熱性を持った樹
脂が使用される。

【００１９】ファン３９には一体にギア４２が取り付け
られており、そのギア４２はギア列４３を介して定着ロ
ーラ３１の軸に取り付けられているギア（図示せず）に
駆動連結されている。かくして、ファン３９は定着ロー
ラ３１によって回転駆動される。ここで、ギア列４３は
定着ローラ３１の回転を増速してファン３９に伝達する
ように設けられており、ファン３９の回転数が５００〜
６００回転／分程度となるように、ギア比が設定されて
いる。

【００２０】次に、上記構成の装置の動作を説明する。
図１において、上記構成の記録装置では、給紙カセット
１６から給紙ローラ１７で繰り出された記録紙１８がレ
ジストローラ２０とピンチローラ２８で上向きに送り出
され、この記録紙１８の搬送と並行してトナーカートリ
ッジ２１の感光体２２にトナー像が形成され、記録紙１
８が感光体２２と転写ローラ２６の間を通過する際にト
ナー像が記録紙１８に転写され、その後、記録紙１８は
上方の定着装置３０に送られ、その定着装置３０でトナ
ー像が加熱、溶着されて定着が行われ、装置外に排出さ
れる。

【００２１】この記録動作の間、定着ローラ３１は高温
となっているので、周囲に熱を放出するが、加熱された
空気は上向きに流れる傾向があり、しかも記録紙１８が
上方に搬送されているため、装置内にはその記録紙１８
による上方への空気の流れも生じており、このため、定
着ローラ３１からの熱は下方にはあまり伝わらず、主と
して上方に熱が伝わることとなる。そして、この熱によ
り定着ローラ３１の上方にある内部カバー３３ｅが加熱
されるが、定着ローラ３１の回転に伴ってファン３９が
回転し、内部カバー３３ｅの外側の空気通路３６を排気
しているので、内部カバー３３ｅで暖められた空気は直
ちに装置外に排出される。しかも、ファン３９による排
気により、空気通路３６には冷たい外気が吸い込まれ、
それが内部カバー３３ｅに沿って流れるので、ファン３
９による排気量が少なくても、内部カバー３３ｅを効果
的に冷却することができる。また、定着装置３０は装置
本体１５の最上部に配置されており、装置本体１５の外
壁に近接しているため、定着装置３０の外面が外気でも
冷却される。かくして、定着装置３０からの熱が装置内
の他の部分に伝わってトラブルを起こすということが防
止される。

【００２２】更に、上記したように定着装置３０から下
方へは熱があまり伝わることがないので、定着装置３０
のすぐ下に設けている搬送ガイド２７やトナーカートリ
ッジ２１でもあまり温度が上がることはなく、例えば、
定着装置３０の近傍の部分でも、８０°Ｃを越えること
はない。このため、これらの材料に耐熱性をあまり必要
なく、ポリスチレン等の汎用の樹脂を用いることができ
る。また、感光体２２も定着装置３０で加熱されること
が少なく、このため、感光体２２と定着装置３０との間
隔を従来の水平に配置したものに比べて、小さくでき、
記録装置を小型化できる。更に、定着装置３０が基板実
装領域よりも高い位置にあるので、その基板を加熱する
こともない。

【００２３】以上のように、本実施例の記録装置では、
定着装置３０に設けたファン３９によって定着装置３０
の発熱部分を効果的に冷却することができ、従来のよう
に、定着部から離れた位置にファンを配置してダクトで
連通させる構成を採る必要がなく、その分装置の小型化
及びコストの低減を図ることができ、また、定着装置３
０を感光体２２の上方に配置したことにより感光体２２
との間隔を短縮することもでき、この点からも装置の小
型化を図ることができる。なお、定着装置３０の端部に
ファン３９を配置したことにより、このファン３９を設
けない場合に比べると定着装置３０の幅（紙幅方向の
幅）が幾分か広くなるが、この定着装置３０を基板実装
領域よりも上に配置したことにより、基板と干渉するこ
とがなく、従って、装置本体１５の幅を広くすることな
く、定着装置３０を配置することができる。更に、ファ
ン３９の回転数は従来に比べて低くてよいので、ファン
騒音を低減でき、しかも駆動を定着ローラ３１から取っ
ているので従来のように専用モータを用いた場合に比べ
て消費電力も低減できる。

【００２４】図５は本発明の第二の実施例を示す図１と
同様な断面図である。この実施例の記録装置でも、定着
装置３０を装置本体１５の最上部領域に配置するが、そ
の際、定着装置３０を装置本体１５の上面を構成する外
装カバー５０のすぐ下に、その外装カバー５０との間に
傾斜した空気通路５１を形成するように配置し、更に、
その空気通路５１の下端に、装置本体１５内に連通する
空気の流入口５２を、反対端には装置外部に通じる空気
の排出口５３を形成している。その他の構成は図１〜図
４に示す実施例と同様である。図５に示す実施例では、
定着装置３０の上面から熱が放出され、その上部の空気
を加熱すると、加熱された空気は上に流れる特性を持っ
ているので、外装カバー５０と定着装置３０の間に傾斜
した空気通路５１に矢印で示すような空気の流れが自然
対流によって発生し、装置内部の空気を外部に放出する
空気の流れが発生する。これにより、定着装置３０の冷
却が一層行われ、ファン３９による冷却風量を少なくで
き、省エネ、騒音低減を一層図ることができると共に外
装カバー５０への伝熱を防止してその温度を低く抑える
ことができる。

【００２５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の定着装
置は、定着ローラと加圧ローラを内部に収容する遮熱カ
バーの、少なくとも定着ローラの上方領域を二重構造と
してそこに空気通路を形成し、その空気通路内の空気を
ファンで積極的に排出させる構成としたことにより、定
着装置を少ない風量で効率良く排熱でき、このため、低
回転数の小さいファンで排気可能となり、ファンを定着
装置内に組み込むことができると共にファンの騒音、エ
ネルギー消費を低減できるという効果を有している。ま
た、定着装置内にファンを組み込むことができるので、
この定着装置を記録装置に組み込む際には、従来のよう
な定着装置とは別の場所に設けるファンやダクトが不要
となり、その分、記録装置を小型化、低コスト化できる
という効果も得られる。

【００２６】ここで、定着装置に設けたファンを、定着
ローラに機械的に回転駆動されるよう連結する構成とす
ると、従来用いていたファン専用のモータが不要とな
り、コストダウンを図ることができると共にファンの騒
音、エネルギー消費を一層低減できるという効果が得ら
れる。

【００２７】また、本発明の記録装置は、転写位置の前
後で記録紙を案内する搬送ガイドを、記録紙が転写位置
の下方から転写位置を通って上方に案内されるように配
置すると共にその上方に上記した構成の、すなわちファ
ンを内蔵した定着装置を配置したことにより、従来のよ
うに、別の場所にファンを設けダクトで連結するという
構造が不要となり、しかも、定着装置と下方の感光体と
の間隔を短縮でき、装置の小型化及びコストの低減を図
ることができると共に、ファンの騒音、エネルギー消費
を低減できるという効果を有している。

【００２８】ここで、定着装置を、記録装置の装置本体
内の基板実装領域よりも高い位置で且つ最上部領域に配
置する構成とすると、定着装置の設置スペースの幅（紙
幅方向の幅）を基板実装領域の分だけ広くとることが可
能となり、記録装置の幅を広くすることなくファン付の
定着装置を取り付けることができ、しかも、定着装置の
外周面が、記録装置の外面に近くなるため、外気で自然
冷却されることが多くなり、ファンによる冷却風量を少
なくでき、省エネ、騒音低減を一層図ることができると
いう効果が得られる。

【００２９】また、定着装置を、記録装置の装置本体の
上面を構成する外装カバーのすぐ下に、その外装カバー
との間に傾斜した空気通路を形成するように配置し、更
に、その空気通路の下端には、装置本体内に連通する空
気の流入口を、反対端には装置外部に通じる空気の排出
口を形成すると、その空気通路に定着装置からの熱によ
る自然対流が発生し、装置内部の空気を外部に放出する
空気の流れが発生し、これにより、定着装置の冷却が一
層行われ、ファンによる冷却風量を少なくでき、省エ
ネ、騒音低減を一層図ることができると共に外装カバー
への伝熱を防止してその温度を低く抑えることができる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をファクシミリ装置に適用した実施例に
よる記録装置の概略構成を示す概略断面図

【図２】図１に示す記録装置に用いている定着装置の概
略斜視図

【図３】図２に示す定着装置を定着ローラに平行な面で
切断して示す概略断面図

【図４】図２に示す定着装置を定着ローラに直角な面で
切断して示す概略断面図

【図５】本発明の他の実施例による記録装置の概略構成
を示す概略断面図

【図６】従来の記録装置の概略構成を示す概略断面図

【符号の説明】

１５ 装置本体 １６ 給紙カセット １７ 給紙ローラ １８ 記録紙 ２０ レジストローラ ２１ トナーカートリッジ ２２ 感光体 ２４ レーザスキャンユニット ２５ 搬送ユニット ２６ 転写ローラ ２７ 搬送ガイド ３０ 定着装置 ３１ 定着ローラ ３２ 加圧ローラ ３３ 遮熱カバー ３３ｅ、３３ｇ、３３ｈ 内部カバー ３３ｆ、３３ｉ、３３ｊ 外部カバー ３６ 空気通路 ３８ 開口 ３９ ファン ４０ 通気口 ４２ ギア ４３ ギア列 ５０ 外装カバー ５１ 空気通路 ５２ 流入口 ５３ 排出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA12 DA32 EA12 ED25 JA11 JB12 JB14 JB15 JB17 JB25 JB30 2H033 AA24 AA41 BA02 BA05 BA25 BA29 BA37 BB01 BB12 BB17 BB28 CA27 CA53

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録紙に高熱を加えて記録紙上にトナー
   を定着させる定着ローラと、記録紙をその定着ローラに
   押し付ける加圧ローラと、前記定着ローラと加圧ローラ
   を内部に収容する遮熱カバーであって、少なくとも前記
   定着ローラの上方領域に定着ローラ収容空間とは分離さ
   れた空気通路を形成するよう二重構造に構成された遮熱
   カバーと、その遮熱カバーの一端で、前記空気通路に連
   通する位置に配置されたファンと、前記遮熱カバーの他
   端に前記空気通路に連通するよう形成された通気口とを
   有することを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 遮熱カバーの一端に配置されたファン
   が、定着ローラに機械的に回転駆動されるよう連結され
   ていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】 感光体上にトナー像を形成する記録手段
   と、そのトナー像を記録紙に転写する転写手段と、記録
   紙を供給する給紙部と、その給紙部から繰り出される記
   録紙を転写位置の下方から転写位置を通って上方に案内
   するように配置された搬送ガイドと、この搬送ガイドの
   上方に配置された請求項１又は２記載の定着装置とを有
   する記録装置。
4. 【請求項４】 定着装置が装置本体内の基板実装領域よ
   りも高い位置に且つ装置本体内の最上部領域に配置され
   ていることを特徴とする請求項３記載の記録装置。
5. 【請求項５】 定着装置が装置本体の上面を構成する外
   装カバーのすぐ下に、その外装カバーとの間に傾斜した
   空気通路を形成するように配置されており、更に、その
   空気通路の下端には、装置本体内に連通する空気の流入
   口が、反対端には装置外部に通じる空気の排出口が形成
   されていることを特徴とする請求項３又は４記載の記録
   装置。