JP2006072035A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成部の温度上昇を抑制でき小型の画像形成装置を提供する。
【解決手段】本画像形成装置１では、用紙に転写するトナー像を形成するための画像形成部２と、用紙に転写されたトナー像を加熱して定着する定着部３とが備えられる。定着部３のケース２４と画像形成部２の現像装置１６との間を仕切る仕切部材１０が備えられる。仕切部材１０は、画像形成部２と対向し断熱性を有する第１の部分２６と、第１の部分２６から延設されて画像形成部２と対向しない部分であって非断熱性を有する第２の部分２７とを含む。定着部３からの熱は、第１の部分２６へ伝達されずに、第２の部分２７から周囲の放熱路としてのエアダクト９や用紙搬送路８に逃げる。画像形成部２の温度上昇を抑制し、トナーの劣化を防止することができる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

画像形成装置は、一般に、用紙に転写するトナー像を形成するための画像形成部と、用紙に転写されたトナー像を加熱して定着する定着部とを有する。この定着部は、熱でトナーを定着させるために、高温度に保っておく必要がある。
一方で、画像形成部は、未定着のトナーの劣化を防止するため、高温にさらされてはならない。このために、定着部と画像形成部との間に、ヒートシンクとヒートパイプとを設けた画像形成装置がある（例えば、特許文献１参照。）。

また、定着部の保温のために、定着部のケースを二重構造とした画像形成装置がある（例えば、特許文献２，３参照。）。
また、二重構造のケースを有する定着部の周囲に、放熱用のエアダクトを設けた画像形成装置がある（例えば、特許文献４参照。）。
特開２００３−３２３０９９号公報 特開２００４−１２６１７０号公報 特開２００３−３４５１５５号公報 特開２００３−２７１０４４号公報

ところで、画像形成装置の小型化が要請されている。このために、画像形成装置の内部で、画像形成部と定着部とが近接した位置に配置されることがある。
しかし、画像形成部と定着部とが近接した位置に配置されると、定着部の熱が画像形成部に伝わり易くなり、画像形成部の温度が上昇して、トナーが劣化する虞がある。
このような課題に対して、上述の特許文献１では、ヒートパイプからの放熱のためのスペースが必要で、放熱のための構造が大型化してしまう。

一方、特許文献２，３の定着部の二重構造のケースは、保温のための断熱構造であるので、定着部での熱の発生が長時間継続すると、ケースの温度が上昇してしまう。その結果、定着部からの熱が、近接位置に配置された画像形成部に伝わり、画像形成部の温度が上昇してしまう。
また、特許文献４の放熱用のエアダクトは、空気を通すための大きなスペースが必要で、装置全体が大型化してしまう。

そこで、この発明の目的は、小型化することも可能で、画像形成部の温度上昇を抑制できる画像形成装置を提供することである。

本発明は、用紙に転写するトナー像を形成するための画像形成部と、用紙に転写されたトナー像を加熱して定着する定着部とが備えられ、この定着部は、熱源と、これを収容するケースとを含む画像形成装置において、上記定着部のケースと画像形成部との間を仕切る仕切部材が備えられ、この仕切部材は、画像形成部と対向し断熱性を有する第１の部分と、第１の部分から画像形成部と対向しないように延びる部分であって非断熱性を有する第２の部分とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、仕切部材の第２の部分は第１の部分よりも熱を伝えやすいので、第１の部分の熱は第２の部分へ伝わり易く、一方、第２の部分の熱は第１の部分へ伝わり難い。従って、定着部からの熱は、仕切部材へ伝わるが、画像形成部へ伝わることなく、仕切部材の第２の部分を経てその周囲へ逃がされる。その結果、画像形成部の温度上昇を抑制することができる。しかも、仕切部材の第１の部分は、ヒートパイプやエアダクトに比べて場所をとらずに済むので、画像形成装置を小型化することも可能となる。

また、本発明において、上記第２の部分に、放熱用フィンが設けられる場合がある。この場合、第２の部分からの放熱性をより高めることができるので、画像形成部の温度上昇を効果的に抑制できる。
また、本発明において、空気が流れることにより熱を逃がす放熱路が設けられる場合には、上記第２の部分は、放熱路に配置されるのが好ましい。第２の部分からの放熱性を高めることができるので、画像形成部の温度上昇を効果的に抑制できる。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置がプリンタである場合に則して説明するが、本発明はこれに限らず、例えば、複写機、ファクシミリであってもよい。
図１は、本発明の一実施形態の画像形成装置の概略構成を示す一部断面正面図である。 画像形成装置１は、外部より与えられる画像データに基づき転写材としての用紙に転写するトナー像を形成するための画像形成部２と、この画像形成部２により転写されたトナー像を用紙に加熱定着させる定着部３と、画像形成部２に用紙を供給する用紙供給部４と、上述の各部２，３，４を支持するとともに収容するハウジング５とを有している。ハウジング５は、構造材５ａ、カバー５ｂ等の複数の部材により構成されている。

また、ハウジング５内には、用紙を搬送するための第１，第２および第３の用紙搬送路６，７，８が区画されている。用紙は、用紙供給部４から繰り出されて、第１の用紙搬送路６に沿って搬送されて画像形成部２に至り、次に第２の用紙搬送路７に沿って搬送されて定着部３に至り、その後、第３の用紙搬送路８に沿って機外へ搬送される。
本実施形態では、ハウジング５内には、空気が流れることにより熱を逃がす放熱路としてのエアダクト９が区画されている。また、定着部３と画像形成部２との間を仕切る仕切部材１０が備えられている。

仕切部材１０は、エアダクト９および後述するように放熱路としての第２および第３の用紙搬送路７，８に臨み、定着部３からの熱を画像形成部２に伝えないようにする。
画像形成部２は、画像データに応じた所定のビーム光を得るためのレーザビーム発生装置１１（ＬＳＵ）と、所定のビーム光に応じた潜像を形成してこの潜像をトナー像に顕像化する作像部１２と、トナー像を転写材としての用紙に転写する転写部１３とを有している。

作像部１２は、光に応じた潜像を形成するための円柱形状をなす感光体ドラム１４と、感光体ドラム１４を帯電させるメインチャージャ１５（帯電チャージャ）と、感光体ドラム１４に形成された静電潜像を容器から現像ローラを用いて供給されるトナーにより顕像化するための現像装置１６と、トナー像が転写された後の感光体ドラム１４の表面をクリーニングするためのクリーナ１７とを含んでいる。

転写部１３は、感光体ドラム１４に対向する中間転写体としての転写ベルト１８と、転写ベルト１８を挟んで感光体ドラム１４に対向して設けられ感光体ドラム１４上のトナー像を転写ベルト１８に転写するための第１のローラ１９と、転写ベルト１８に対向して配置され転写ベルト１８上のトナー像を用紙に転写するための第２のローラ２０とを含んでいる。

感光体ドラム１４を回転させつつ、感光体ドラム１４の外周面をメインチャージャ１５により均一に帯電し、次いでレーザビーム発生装置１１からのレーザ光によって露光する。これにより、感光体ドラム１４の外周面に所望の画像を結像させて静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置１６によりトナー像に顕像化する。感光体ドラム１４上に形成されたトナー像は、転写ベルト１８上に転写される。用紙供給部４からの用紙は、所定のタイミングで転写部１３の転写ベルト１８と第２のローラ２０との間へ通されて、トナー像を転写される。トナー像が転写された用紙は定着部３へ搬送される。

定着部３は、搬送された用紙および用紙上にあるトナーを加熱しつつ回転する熱ローラ２１と、この熱ローラ２１と対向し押圧して接触する圧ローラ２２と、熱ローラ２１の内部に配置される熱源としてのヒータランプ２３と、これらを収容するケース２４とを含んでいる。
ケース２４は、熱ローラ２１を取り囲む第１の部分２４ａと、圧ローラ２２を取り囲む第２の部分２４ｂとを有している。第１および第２の部分２４ａ，２４ｂの間には、用紙を通すための入口と出口とが形成されている。

第３の用紙搬送路８は、定着部３からの用紙を搬送するために、ハウジング５の側面５ｃに沿って配置され、複数の案内部材２５および仕切部材１０により区画される。
仕切部材１０は、定着部３のケース２４の第１の部分２４ａと、画像形成部２の現像装置１６との間に配置されている。仕切部材１０とケース２４の第１の部分２４ａとの間には隙間が開けられ、仕切部材１０と現像装置１６との間には隙間が開けられている。

仕切部材１０は、断面チャンネル形状をなして一方向に延びる長尺部材であり、その長手方向は、定着部３の熱ローラ２３の回転軸線の延びる方向、具体的には、図１の紙面垂直方向に平行とされている。
図２は、図１の主要部としての仕切部材１０とその周辺部分の拡大図である。
仕切部材１０は、これの長手方向を切る断面において、画像形成部２の現像装置１６に対向する第１の部分２６と、第１の部分２６から画像形成部２と対向しないようにして延びる第２の部分２７とを有している。第１および第２の部分２６，２７は、互いに熱伝達できるよう互いに接続されていて、合成樹脂部材、金属等により一体に形成されて単一部材を構成している。

第１の部分２６は、現像装置１６に沿って屈曲状に延びている。また、第１の部分２６は、複数の第１の放熱用フィン２８を有している。第１の放熱用フィン２８は、第２の用紙搬送路７に臨んで配置されている。
第２の部分２７は、第１の部分２６の所定部としての中央部２９と接続されてケース２４の第１の部分２４ａの表面に対向する対向部３０と、この対向部３０から屈曲して延設される延設部３１とを有している。

対向部３０は、ケース２４の第１の部分２４ａの表面に近接して配置され、この表面に沿うようにして延びている。
延設部３１は、定着部３から遠ざかる向きに延びている。延設部３１は、複数の第２の放熱用フィン３２を有している。第２の放熱用フィン３２は、延設部３１に一体に形成され、第３の用紙搬送路８に臨んで配置され、ハウジング５の側面５ｃを形成するカバー５ｂ（図１参照）に近接している。また、延設部３１は、放熱路としての第３の用紙搬送路８とエアダクト９とに挟まれて配置され、延設部３１の両面が放熱部として機能する。

仕切部材１０は、断面溝形状をなす溝部３３を含んでいる。溝部３３は、第１の部分２６の一部と、第２の部分２７とにより構成され、エアダクト９の一部を区画している。
エアダクト９は、仕切部材１０の第１の部分２６を挟んで画像形成部２の現像装置１６とは反対側であって現像装置１６と第３の用紙搬送路８との間に配置される。これとともに、エアダクト９は、仕切部材１０の第２の部分２７を挟んで定着部３とは反対側であって定着部３とＬＳＵ１１との間に配置されている。エアダクト９には、空気流を流すための送風ファン３４（図１および図２に一点鎖線で図示）が設けられている。

図３は、図１に示す画像形成装置１の主要部の斜視図であり、ハウジング５のカバーを外した状態を図示している。
エアダクト９は、第３の用紙搬送路８に沿って用紙を搬送する搬送方向Ｆ１と垂直に交差する方向であって搬送される用紙に含まれる方向と平行な方向Ｆ２に延びている。エアダクト９の端部に、送風ファン３４が配置されている。送風ファン３４は、電動モータ３５により駆動される。送風ファン３４が駆動されると、空気がエアダクト９を送風方向Ｆ２に沿って流れ、仕切部材１０の熱を逃がすことができる。なお、送風ファン３４は、エアダクト９よりも下流側に配置されてもよいし、上流側に配置されてもよい。

図４は、仕切部材１０の一部断面斜視図である。図２と図４とを参照する。
仕切部材１０の第１の部分２６は、断熱性を有している。第１の部分２６は、断熱構造として多層構造、例えば中空二層構造を有している。すなわち、第１の部分２６は、画像形成部２に近い側に配置される第１の板部３６と、第１の板部３６と所定間隔を離して対向して配置されて画像形成部２から遠い側にある第２の板部３７とを有している。第１および第２の板部３６，３７の縁部は、互いに第３の板部３８により接続されている。

本実施形態では、第１および第２の板部３６，３７の間には中空空間３９が区画されている。この中空空間３９は仕切部材１０の長手方向に開放されている。
また、仕切部材１０の長手方向を切る断面において、第１の部分２６の端部であって第２の部分２７から遠くに配置される端部２６ａにある第２の板部３７に、上述の第１の放熱用フィン２８が設けられている。第１の放熱用フィン２８は、第２の板部３７から第２の用紙搬送路７内に向けて突出するとともに、第２の板部３７に沿い且つ用紙の搬送方向に沿って延びている。後述するように第１の部分２６の熱は、主に第２の部分２７から逃がされるが、第２の部分２７からの距離が長い端部２６ａからは熱が逃げ難くなるので、端部２６ａの温度上昇を第１の放熱用フィン２８により抑制するようにしている。

第２の部分２７は、概ね非断熱性を有している。第２の部分２７は、後述するように一部を除いて非断熱構造を有し、第１の部分２６よりも熱伝導性が高くされている。
第２の部分２７の対向部３０および延設部３１は、非断熱構造として、第１の部分２６よりも薄い中実の平坦な薄板形状に形成されている。
また、第２の部分２７の対向部３０は、第１の部分２６寄りに配置された断熱構造を有する部分４０を含んでいる。この部分４０は、第１の部分２６と同様の断熱構造を有し、中空空間３９を介して対向する一対の板部３６，３７を有している。断熱構造の部分４０を設けることにより、第２の部分２７の熱が第１の部分２６に伝わることをさらに抑制することができる。

第２の部分２７の延設部３１に設けられた上述の複数の第２の放熱用フィン３２は、延設部３１から第３の用紙搬送路８内に向けて突出するとともに、延設部３１に沿い且つ用紙の搬送方向Ｆ１（図３参照）に沿って延びている。
本実施形態の仕切部材１０では、これの板厚方向については、第２の部分２７は第１の部分２６よりも熱を伝えやすいので、第１の部分２６の熱は第２の部分２７へ伝わり易い。一方、第２の部分２７の熱は第１の部分２６へ伝わり難い。その結果、第２の部分２７の熱は、第２の部分２７の周囲にあるエアダクト９、第２および第３の用紙搬送路７，８等の放熱路に逃がされる。

また、第１の部分２６は、板厚方向については、熱が伝わり難く、板面に沿う方向については、熱が板厚方向に比べて伝わり易くされている。従って、定着部３から受けた第１の部分２６の熱は、第１の板部３６をその板面に沿って第２の部分２７に伝達される。また、画像形成部２から受けた第１の部分２６の熱は、第２の板部３７をその板面に沿って第２の部分２７に伝達される。

このように本実施形態では、仕切部材１０の第１および第２の部分２６，２７が互いに断熱性が異なるようにしている。これにより、定着部３からの熱は、画像形成部２へ伝わることなく、周囲へ逃がされる。これとともに、画像形成部２からの熱は、仕切部材１０の第１の部分２６から第２の部分２７を経て周囲へ逃がされる。その結果、画像形成部２の温度上昇を抑制することができ、画像形成部２でのトナーの劣化を防止することができる。しかも、仕切部材１０の第１の部分２６は、ヒートパイプやエアダクトに比べて場所をとらずに配置できるので、画像形成装置１を小型化することも可能となる。

すなわち、仕切部材１０は、内部の熱の伝達に、仕切部材１０の第１および第２の部分２６，２７の熱の伝わり易さの差を利用するので、その内部にヒートパイプやエアダクトのように熱の搬送媒体としての流体を移動させるためのスペースを確保せずに済み、仕切部材１０自体を小型化でき、画像形成部２と定着部３との間隔を小さくでき、ひいては画像形成装置１を小型化することも可能となる。また、断熱性の第１の部分２６および非断熱性の第２の部分２７は、構造が簡素であり、小型である。

仕切部材１０を定着部３のケース２４の外側に配置しているので、定着部３を保温できて、省エネルギーに寄与することができる。
第２の部分２７の少なくとも一部が放熱路に配置されるので、第２の部分２７からの放熱性を高めることができ、画像形成部２の温度上昇をより一層効果的に抑制できる。
第２の放熱用フィン３２により、第２の部分２７からの放熱性をより高めることができるので、画像形成部２の温度上昇を効果的に抑制できる。

第１の放熱用フィン２８により、第１の部分２６からの放熱性をより高めることができるので、画像形成部２の温度上昇を効果的に抑制できる。
第１および第２の放熱用フィン２８，３２の少なくとも一方、より好ましくは両方を放熱路に配置することにより、放熱性をより一層高めることができる。
ここで、放熱路としては、エアダクト９の他、第２および第３の用紙搬送路７，８等の用紙搬送路であってもよい。すなわち、用紙が用紙搬送路を搬送される際に、用紙の移動に伴って空気流が発生し、用紙搬送路に配置される部材の熱を逃がすことができる。

また、仕切部材１０の少なくとも一部、具体的には第１および第２の放熱用フィン２８，３２が、用紙搬送路に配置され、この用紙搬送路を搬送される用紙を案内する案内部材としても機能するようにされている。その結果、画像形成装置１の小型化に寄与する。
なお、本実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。

上述の断熱構造としては、中空二層構造とされ、中空空間３９に空気が満たされていたが、これには限定されない。例えば、中空空間３９は、周囲の空間と連通不能に封止され、所定の断熱材、例えば空気等により満たされていてもよいし、空気よりも断熱性が高まるような真空度の真空にされていてもよい。また、中空空間３９の内部に熱伝導性の低い断熱材を充填して３層以上の多層構造としてもよい。断熱構造としては、多層構造の他、多数の気泡が形成された空気層を含む発泡された合成樹脂部材により形成されていてもよい。

また、仕切部材１０の第２の部分２７の全体が、非断熱構造を有していてもよい。
また、仕切部材１０の第２の部分２７の全体が、上述の放熱路内に配置されていてもよい。また、エアダクト９を廃止することや、仕切部材１０を第２および第３の用紙搬送路７，８の少なくとも一方に配置しないことも考えられる。また、第１および第２の放熱用フィン２８，３２の少なくとも一方を廃止することも考えられる。

上述の仕切部材１０は、単一部材により形成されていたが、複数の部材を組み合わせて、各部材を互いに熱伝達可能に接続して構成してもよい。例えば第２の放熱用フィン２８を、第２の部分２７と別体で形成し、伝熱性の良好な熱伝達部材（図示せず）を介して互いに接続することが考えられる。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

本発明の一実施形態の画像形成装置の概略構成の一部断面正面図である。 図１の主要部の拡大図である。 図１の画像形成装置の主要部の斜視図である。 図１の仕切部材の一部断面斜視図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 画像形成部
３ 定着部
８ 第３の用紙搬送路（放熱路）
９ エアダクト（放熱路）
１０ 仕切部材
２３ ヒータランプ（熱源）
２４ ケース
２６ （仕切部材の）第１の部分
２７ （仕切部材の）第２の部分
３２ 第２の放熱用フィン

Claims (3)

1. 用紙に転写するトナー像を形成するための画像形成部と、用紙に転写されたトナー像を加熱して定着する定着部とが備えられ、この定着部は、熱源と、これを収容するケースとを含む画像形成装置において、
   上記定着部のケースと画像形成部との間を仕切る仕切部材が備えられ、
   この仕切部材は、画像形成部と対向し断熱性を有する第１の部分と、第１の部分から画像形成部と対向しないように延びる部分であって非断熱性を有する第２の部分とを含むことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   上記第２の部分に、放熱用フィンが設けられることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置において、
   空気が流れることにより熱を逃がす放熱路が設けられ、
   上記第２の部分は、放熱路に配置されることを特徴とする画像形成装置。
   

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