JP2005077877A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造で加熱ローラ両端部の温度上昇を抑え、近傍の樹脂部品の熱的な負担を軽減し得る定着器を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 定着器７を備えた画像形成装置であって、この定着器７は、ヒータ７１ｂを備えた加熱ローラ７１と、該加熱ローラ７１に圧接して記録紙Ｐを挟圧すると共に加熱ローラ７１との協働回転によって記録紙Ｐを給送する加圧ローラ７２と、これら加熱ローラ７１及び加圧ローラ７２を覆うと共に軸回転可能に支持するハウジング７０とよりなり、上記加熱ローラ７１の軸方向両端部側のハウジング７０にはハウジング７０の内外に連通する通気孔７３…、７４…が開設されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ或いはファクシミリ等の電子写真方式の記録部を備えた画像形成装置に関し、更に詳しくは、トナー画像を記録紙上に定着させる為の定着器を備えた画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ或いはファクシミリ等の画像形成装置に採用される電子写真方式の記録部には、帯電器、感光体ドラム、現像器及び転写器等からなるプロセスユニットで記録紙に転写されたトナー画像を、該記録紙に永久画像として定着させる為の定着器が設置される。この定着器としては、ヒータを内蔵する加熱ローラと、該加熱ローラに圧接する加圧ローラとの間に、トナー画像が転写された記録紙を導入し、トナーの樹脂分を溶融させて定着させる方式の定着器が広く採用されている。

上記のような定着器を備えた画像形成装置の場合、例えば、画像形成し得る記録紙の最大サイズがＡ３の場合、定着器の上記ローラの軸方向長さが、Ａ３用紙の幅寸法２９８ｍｍよりやや大とされる。この定着器に、例えば最も使用頻度の高いＡ４用紙（短辺寸法２１０ｍｍ）を縦長に導入通紙させると、定着器の長手方向両端部に記録紙が通らない領域ができ、その為、この非通紙領域での加熱ローラによる温度が異常に高くなることがある。前述したように、定着器のローラの両端部での温度が高くなると、加熱ローラの軸受部やその周辺部の樹脂部品に、その耐熱性から損耗や変形が生じ、機能上の障害トラブルの発生要因となり、その為これら部品のスペックを高くせざるを得ず、コスト高の原因にもなっていた。そこで、このような温度上昇を未然に防止し得る機構を備えた定着装置が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開平０９−４４０２５号公報

上記特許文献１に開示された定着装置においては、熱ローラ（加熱ローラ）の周囲を覆う保温カバーの熱ローラ軸方向両端部上方に穴を設け、この穴を覆える大きさのスライドカバーを、モータ及びラック・ピニオンなどを利用したスライド駆動手段でスライド可能とし、穴の大きさを可変として、非通紙部の昇温を抑えるように構成されている。このような構成によって、非通紙部の昇温抑制が効果的になされることが期待されるが、モータ及びラック・ピニオンなどの複雑な機構を新に設ける必要がある為、かえってコスト高となり、しかもこれらは高温部分に設けられるから、その変形防止やスムースに作動させる為の配慮等が必要であり、実用化の点で尚課題を残すものであった。

本発明は、上記のような実情に鑑みなされたものであり、簡単な構造で加熱ローラ両端部の温度上昇を抑え、近傍の樹脂部品の熱的な負担を軽減し得る定着器を備えた画像形成装置を提供するものである。

請求項１の発明は、上記のような定着器を備えた画像形成装置であって、前記定着器は、ヒータを備えた加熱ローラと、該加熱ローラに圧接して前記記録紙を挟圧すると共に加熱ローラとの協働回転によって記録紙を給送する加圧ローラと、これら加熱ローラ及び加圧ローラを覆うと共に軸回転可能に支持するハウジングとよりなり、上記加熱ローラの軸方向両端部側のハウジングにはハウジングの内外に連通する通気孔が開設されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、上記通気孔が形成された部位と、その軸方向に隣接する通気孔が形成されていない部位との間のハウジングの内面には、該両部位を仕切る仕切壁が形成されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、上記定着器近傍の装置機体にはファンが設置され、上記定着器に、その軸線方向に沿った紙幅が最大記録紙幅より小さな記録紙が導入される場合には、上記ファンが作動されるようにしたことを特徴とする。

請求項１の発明においては、加熱ローラの軸方向両端部側のハウジングに、該ハウジングの内外に連通する通気孔が開設されているから、加熱ローラの軸方向に沿った紙幅が最大記録紙幅より小さな記録紙が当該定着器に導入され、加熱ローラの両端部に非通紙部分が生じても、この非通紙部分のハウジング内の熱気は、逐次通気孔より放散されてこもることがない。従って、この部分の温度上昇が抑えられ、樹脂製の軸受や周辺部品に対する熱的負荷が軽減され、その変形等による機能上の障害が生じる懸念はない。

請求項２の発明においては、仕切壁の形成により、上記のように非通紙部分が生じた場合でも、この部分のハウジング内の熱気は、逐次通気孔より放散される上に、通紙部分に及ぶことがなく、非通紙部分の熱気が効率的に排気され、定着器全体の温度上昇の抑制が効果的になされる。しかも、上記通気孔や仕切壁は、ハウジングに簡単な加工を施すだけで形成されるから、部品コストや製造コストの増大を来たす懸念もない。

請求項３の発明においては、ファンの作動に伴う気流の動きによって、上記通気孔による熱気の放散がより円滑になされ、しかも、小サイズの記録紙を導入することによって上記非通紙部分が生じる場合には、少なくともこのファンが作動するようにしているから、ファンによる放熱効果が確実に得られる一方、非通紙部分が生じず温度上昇の懸念がない時には、ファンの作動を停止させることができ、省エネルギー化にも寄与する。そして、このようなファンとしては、この種画像形成装置に一般的に備わっている装置全体の冷却の為のファンをそのまま充当させることが可能であるから、これによって部品コストが増大することもない。

以下に本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の画像形成装置の要部の概略的正面図で、図２は本発明の画像形成装置に採用された定着器の部分切欠斜視図であり、図３は本発明画像形成装置の動作の一例を示すフローチャート図である。

図１は電子写真方式の記録部を備えた画像形成装置の要部を示し、装置機体１には、感光体ドラム２の周りに、帯電器３、現像器４及び転写器５を順に配設してなるプロセスユニット６と、定着器７とが設置され、これらにより電子写真方式の記録部が構成される。また、定着器７の近傍の機体１には、ファン８が配設されている。尚、図１における定着器７は、図２のＸ−Ｘ線矢視断面図を示す。

プロセスユニット６は、帯電器３により一様に帯電された感光体ドラム２の表面に、レーザー若しくはＬＥＤ等の光書込みヘッド２ａにより、画情報に基づく静電潜像を形成し、これを現像器４で現像してトナー画像となし、このトナー画像をバイアスが印加された転写器５で記録紙Ｐに転写せんとするものである。記録紙Ｐは、不図示の給紙部（給紙カセットや給紙トレイ）から、不図示のピックアップローラ等の給紙機構により１枚ずつ繰出され、逐次感光体ドラム２と転写器５との間に導入される。ここで、上記のように記録紙Ｐの表面に、感光体ドラム２からトナー画像ｔが転写され、定着器７でこのトナー画像ｔが記録紙Ｐ上に永久画像として定着される。尚、図例のプロセスユニット６は、その基本構成を概略的に示したに過ぎず、カラー方式や転写ベルト方式も含む従来公知の種々のプロセスユニットが対象とされ得ることは云うまでもない。

定着器７は、耐熱性非導電性樹脂（ポリエチレンテレフタレート樹脂やフッ素樹脂など）の一体成型体等からなる箱型のハウジング７０と、該ハウジング７０内に軸回転可能に併設された加熱ローラ７１及び加圧ローラ７２とより構成される。加圧ローラ７２は、ハウジング７０に軸回転可能に支持された支軸７２ａと、この支軸７２ａに一体とされた離形性及び耐熱性に優れたシリコンゴム等のゴム層７２ｂとよりなる。該加圧ローラ７２は、不図示の加圧手段により加熱ローラ７１の周体に押圧され、加熱ローラ７１の矢視方向への回転に従動して、同矢視方向に回転する。ハウジング７０の上下両面には、その長手方向（加熱ローラ７１及び加圧ローラ７２の軸線方向）に沿った細長の記録紙導入用開口７０ａ及び記録紙排出用開口７０ｂが開設されている。

加熱ローラ７１は、ハウジング７０に軸回転可能に支持された中空円筒体７１ａと、該中空円筒体７１ａに内蔵されたハロゲンランプ等のヒータ７１ｂとよりなる。ヒータ７１ｂとしては、ハロゲンランプの他に、円筒体７１ａの表面に被着形成される各種面ヒータや、この種定着器に採用される従来公知のヒータも対象とされる。中空円筒体７１ａは、ハウジング７０の外側に臨む一端部に固設されたギヤ７１ｃを介し、不図示の駆動伝達系より駆動力を受けて軸回転する。７１ｄは、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２との間に導入された記録紙が、加熱ローラ７１の周体に巻き付くのを防止する為に、その先端が加熱ローラ７１の周面に摺接するよう取付けられた剥離爪である。

上記ハウジング７０における加熱ローラ７１の軸方向両端部側の上面及び側面には、ハウジング７０の内外に連通する複数のスリット状通気孔７３…、７４…が、加熱ローラ７１の軸線に平行になるよう開設されている。そして、ハウジング７０の上面側に開設された通気孔７３…の下面長辺縁部に沿って、ハウジング７０の側面部に向かいやや傾斜するフィン状の舌片７５が突設されている。また、通気孔７３…、７４…の形成部位と形成されていない部位との境界部付近のハウジング７０の内部には、両部位の空間部を仕切る仕切壁７６、７６が形成されている。この両仕切壁７６、７６の間隔は、当該定着器７に適用される最大記録紙をＡ３用紙（縦送り）とすれば、Ａ４用紙の短辺寸法（即ち、２１０ｍｍ）に略等しく設定される。

上記構成の定着器７を用いた定着の要領について図３も参照して説明する。図３では、適用される最大記録紙をＡ３用紙（縦送り）とした例を示している。不図示の給紙部から給送された記録紙Ｐ上には、プロセスユニット６にて所定のトナー画像ｔが形成され、そのまま定着器７の記録紙導入用開口７０ａに導入される。このプロセスユニット６による画像形成（プリント）に際し、事前に、入力された画情報或いはオペレータによる初期設定に基づき、給送される記録紙Ｐのサイズが定まり、この記録紙Ｐの紙幅サイズがＡ４縦送りの紙幅（２１０ｍｍ）より大きいか小さいかが判断される（ステップＳ１）。紙幅サイズがＡ４縦の紙幅より大きい場合、即ち、Ｂ５横、Ｂ４縦、Ａ４横或いはＡ３縦の場合、ステップＳ３にてプリントの開始（プロセスユニット６によるトナー画像ｔの形成及びその後の定着器７による定着）がなされる。尚、ここでの、横及び縦は、用紙を横向きに給送する場合及び縦向きに給送する場合を夫々意味する。

一方、給送される記録紙Ｐの紙幅サイズが、Ａ４縦より小さい場合、即ち、Ｂ５縦或いはＡ４縦等の場合、ファン８が作動された上で（ステップＳ２）、ステップＳ３に至りプリントが開始する（同上）。斯くして、プロセスユニット６にてトナー画像ｔが形成された記録紙Ｐは、トナー画像ｔが形成された面が加熱ローラ７１側になるよう定着器７の上記記録紙導入用開口７０ａに導入される。導入された記録紙Ｐは、加熱ローラ７１の矢視方向への回転に伴い、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２とにより挟圧され、引き続き給送され、記録紙排出用開口７０ｂより排出される。

上記挟圧・給送の間、ヒータ７１ｂからの熱が、円筒体７１ａの空洞部を通じ記録紙Ｐに伝熱され、この熱によりトナー中の樹脂分が溶融し、その後の固化によりトナー画像ｔが記録紙Ｐ上に永久画像として定着される。この定着の際、記録紙Ｐの紙幅サイズがＡ４縦より大きい場合、記録紙Ｐが加熱ローラ７１の有効長の略全長に亘るから、非通紙領域が小さくなり、非通紙が原因の局部的な温度上昇の懸念がなく、ファン８を作動させずともハウジング７０内の温度が適性に維持される。

また、記録紙Ｐの紙幅サイズがＡ４縦より小さい場合、加熱ローラ７１の両端部に非通紙領域が生じるが、この部分のハウジング７０には、通気孔７３…、７４…が開設されているから、熱気が通気孔７３…、７４…から速やかに排出されてこの部分の空域にこもることがなく、非通紙が原因の温度上昇が抑制される。そして、通気孔７３…、７４…の形成部位と形成されていない部位との境界部付近のハウジング７０の内部には、両部位の空間部を仕切る仕切壁７６、７６が形成されているから、非通紙領域の排気が効率的になされ、その温度上昇の抑制がより効果的になされる。

また、上記のように非通紙領域が生じるような記録紙Ｐが導入される場合には、ファン８を作動するようにしているから、このファン８によりハウジング７０内の熱気の流れが助長され、この熱気が通気孔７３…、７４…から速やかに排出されて、非通紙領域におけるハウジング７０内の温度上昇の抑制が極めて効果的になされる。この場合、仕切壁７６、７６により、温度上昇させたくない非通紙領域にファン８の冷却効力が主に指向される。また、通気孔７３…の下面長辺縁部に沿って、ハウジング７０の側面部に向かいやや傾斜するフィン状の舌片７５が突設されているから、この舌片７５により、非通紙領域におけるハウジング７０内に渦流のような熱気の流れを惹起させ、加熱ローラ７１を直接的に冷却することなく、熱気を排気することができる。これらの相乗効果によって、非通紙領域におけるハウジング７０内の温度上昇抑制効果が一層高められる。尚、上記舌片７５は、通気孔７３…からハウジング７０内に侵入するごみなどの異物を、加熱ローラ７１上に直接落下させない効果も有する。

上記動作は、入力された画情報がなくなるまで繰り返し実行される（ステップＳ４）。特に、入力画情報が多く、Ａ４縦以下のサイズのプリント枚数が多い程、非通紙領域の温度が上昇する傾向となるが、上記のような定着器７の構成と動作態様とが相俟って、この部分の温度上昇が抑制され、加熱ローラ７１の軸受部分やその周辺部等の樹脂部品に対する熱的負荷が軽減され、機能上の障害を生じることなく、その部品寿命も長くなる。入力された画情報が全てなくなり、最後の記録紙Ｐが排出を完了した後、プリントの停止がなされ（ステップＳ５）、ファン８の作動が停止され（ステップＳ６）、画像形成動作が終了する。

尚、上記実施例では、Ａ４縦より小さなサイズの記録紙Ｐがプリント対象になる場合だけ、ファン８を作動させるようにしたが、画像形成動作中常時作動させることも可能であり、或いは設置される室内の環境温度によっては、特に冬季において、通気孔７３…、７４…だけで昇温抑制効果が十分あると判断される場合には、Ａ４縦より小さなサイズの記録紙Ｐがプリント対象になる場合であっても、ファン８の作動を停止させておくよう制御することも可能である。このような制御は、省エネルギー化も勘案し、適宜その態様が選択採用される。

本発明の画像形成装置の要部の概略的正面図である。 本発明の画像形成装置に採用された定着器の部分切欠斜視図である。 本発明の画像形成装置の動作の一例を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ 装置機体
７ 定着器
７０ ハウジング
７１ 加熱ローラ
７１ｂ ヒータ
７２ 加圧ローラ
７３ 通気孔
７４ 通気孔
７６ 仕切壁
８ ファン
Ｐ 記録紙
ｔ トナー画像

Claims (3)

1. 記録紙に形成されたトナー画像を該記録紙上に定着させる為の定着器を備えた画像形成装置であって、
   前記定着器は、ヒータを備えた加熱ローラと、該加熱ローラに圧接して前記記録紙を挟圧すると共に加熱ローラとの協働回転によって記録紙を給送する加圧ローラと、これら加熱ローラ及び加圧ローラを覆うと共に軸回転可能に支持するハウジングとよりなり、上記加熱ローラの軸方向両端部側のハウジングにはハウジングの内外に連通する通気孔が開設されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 上記通気孔が形成された部位と、その軸方向に隣接する通気孔が形成されていない部位との間のハウジングの内面には、該両部位を仕切る仕切壁が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 上記定着器近傍の装置機体にはファンが設置され、上記定着器に、その軸線方向に沿った紙幅が最大記録紙幅より小さな記録紙が導入される場合には、上記ファンが作動されるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。

Images