JP2010096888A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着装置の加熱部材を冷却風から遮蔽するとともに、定着装置内部や定着装置の電気部品の過熱を防止する。
【解決手段】記録材上のトナー像を加熱する加熱部材、記録材を前記加熱部材に押圧する加圧部材及び前記加熱部材を加熱する熱源を有する定着装置並びに、定着装置を冷却する冷却風の流れを形成する気流形成手段を有する画像形成装置において、加熱部材の端部に遮蔽部材４８を設けるとともに、熱源の端子４６Ａを前記遮蔽部材４８から露出せせるとともに、前記遮蔽部材４８に開口４８Ａを設けて定着装置内に冷却風を導入する。
【選択図】図６

Description

本発明は電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、該画像形成装置における定着装置に関する。

電子写真方式の画像形成の技術においては、高速化、高画質化、カラー化等が進むのに対応して、定着装置がパワーアップするとともに、低温定着可能なトナーが用いられる傾向にある。

このために、定着装置が発生する熱による影響を抑制することが提案されている（特許文献１）。

一方、定着装置を冷却することにより生ずる気流によって、定着装置内部、特に、トナー像を加熱する加熱部材が冷却されて、定着性能を損なうと言う現象が発生し、これを防止するために、加熱部材を遮蔽部材で遮蔽することが提案されている（特許文献２、３）。
特開２００３−９８９４０号公報 特開平５−２９７７４１号公報 特開２００４−２８７０３５号公報

特許文献３に記載されているように、画像形成装置の内部においては、冷却風の流れが形成されており、その一つは、加熱ローラ端部の開口に向かう。

遮蔽部材が無い場合、この冷却風が前記開口から進入し加熱ローラの内部を通過するために、加熱ローラが冷却されてその温度分布が不均一になる。特許文献３に記載された遮蔽部材は冷却風から加熱ローラを遮蔽している。

しかしながら、特許文献２、３のように、遮蔽部材によって、定着装置の内部を遮蔽した場合、定着装置内部が一様に高温になって、電気部品など、定着装置を構成する部品の熱による劣化が進行するという問題がある。

この問題を解決するために、耐熱性材料を用いた場合、耐熱性樹脂等は一般に効果であることから、コストが高くなる。

本発明は、定着装置の加熱部材を冷却風から遮蔽する遮蔽部材を用いた場合の前記問題を解決し、低コストの定着装置を提供することを目的とする。

前記目的は下記の発明により実現される。

１．記録材上のトナー像を加熱する加熱部材、記録材を前記加熱部材に押圧する加圧部材及び前記加熱部材を加熱する熱源を有する定着装置並びに、
該定着装置を冷却する冷却風の流れを形成する気流形成手段を有する画像形成装置において、
前記定着装置は、前記加熱部材を前記冷却風から遮蔽する遮蔽部材を備え、
前記熱源の端子は、前記遮蔽部材から突出し、前記冷却風に曝されることを特徴とする画像形成装置。

２．前記遮蔽部材は、前記定着装置内に前記冷却風を送る開口を有することを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。

３．記録材上のトナー像を加熱する加熱部材、記録材を前記加熱部材に押圧する加圧部材及び前記加熱部材を加熱する熱源を有する定着装置並びに、
該定着装置を冷却する冷却風の流れを形成する気流形成手段を有する画像形成装置において、
前記定着装置は、前記加熱部材を前記冷却風から遮蔽する遮蔽部材を備え、
該遮蔽部材は、前記定着装置内に前記冷却風を送る開口を有することを特徴とする画像形成装置。

４．前記定着装置は、電気部品を備え、該電気部品は、前記開口から導入された前記冷却風に曝される位置に配置されていることを特徴とする前記２又は前記３に記載の画像形成装置。

本発明においては、加熱部材を加熱する熱源の端子を、加熱部材を遮蔽する遮蔽部材から突出させて冷却風に曝すことにより、熱源の端子の加熱を防止している。

また、本発明においては、遮蔽部材に開口を設けて、冷却風を定着装置内に導入している。

これによって、熱源の端子等の電気部品の熱による劣化が防止されるとともに、耐熱性材料を少なくすることが可能となる。

したがって、低コストの定着装置が実現される。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ｇの全体構成を示す図である。

図に示す画像形成装置Ｇは、タンデム型カラー画像形成装置と称されるもので、上部に自動原稿送り装置ＡＤＦを備えており、画像読取部１、画像形成部２、画像転写部３、定着装置４、給紙部５、再給紙部６、制御部Ｃ等から構成されている。

自動原稿送り装置ＡＤＦの原稿台に載置された原稿Ｄは、順次送られて、その片面又は両面の画像が画像読取部１によって読み取られる。

画像読取部１は、自動原稿送り装置ＡＤＦにより搬送されている原稿の画像、又は画像読取部１の上面のガラス面に載置された原稿の画像を、複数のミラー、レンズ、撮像素子等で読み取り、読み取った画像情報を制御部Ｃに送る。

画像形成部２は、黒画像形成部２Ｋ、シアン画像形成部２Ｃ、マゼンタ画像形成部２Ｋ、イエロー画像形成部２Ｙを有し、それらの上方には対応する色のトナーを収容したトナーボトルが配置されている。

各色の画像形成部は同じように構成されていることから、以下、黒画像形成部２Ｋを代表させて説明する。

画像形成部２Ｋは、感光体２１Ｋと、その周辺に配置された帯電装置２２Ｋ、露光装置２３Ｋ、現像装置２４Ｋ、クリーニング装置２５Ｋから構成される。

帯電装置２２Ｋの作用によって一様に帯電された感光体２１Ｋの表面は、制御部Ｃから送られる出力画像データに基づいて光照射を行う露光装置２３によって露光され、感光体２１Ｋの表面には潜像が形成される。

前記潜像は、現像装置２４Ｋによってトナー現像され、感光体２１Ｋの表面にはトナー像が形成される。

画像転写部３は、転写ベルト３１、第１転写装置３２Ｋ、第２転写装置３３等から構成される。

感光体２１Ｋの表面に形成されたトナー像は、第１転写装置３２Ｋによって転写ベルト３１に転写される。

同様に、シアン画像形成部３Ｃ、マゼンタ画像形成部２Ｍ及びイエロー画像形成部２Ｙにおいて形成されたトナー像が転写ベルト３１に転写され、これらのトナー像が重ね合わされて、転写ベルト３１上にカラートナー像が形成される。

転写ベルト３１上に形成されたカラートナー像は、第２転写装置３３によって、給紙部５から送られてきた記録材Ｐの上に転写される。

カラートナー像を担持した記録材Ｐは、定着装置４によって加圧加熱され、カラートナー像の記録材Ｐへの定着処理が行われる。

定着処理を終えた記録材Ｐは、排紙ローラによって矢印ａで示す装置外に排出される。但し、記録材Ｐの両面に画像形成を行う場合には、記録材Ｐは下方の再給紙部６に送られ、裏面の画像形成を行うために再度第２転写装置３３に供給される。
〔定着装置〕
図２は定着装置４及び定着装置４の下流の搬送部を示す。

定着装置４は上部筐体４１及び下部筐体４２によりその外形が形成され、上部筐体４１に上方に断熱カバー４３が設けられている。

記録材上のトナー像を加熱する加熱部材としての加熱ローラ４４の内部には、熱源としての３本のハロゲンランプ４６が設けられる。

６１は定着装置４から記録材を排出する定着排紙ローラ、６２は画像形成装置から記録材を排出する排紙ローラ、６３は両面画像形成及び反転排紙時に記録材を下方に搬送する搬送ローラ、６４は反転排紙時に、記録材を排紙ローラ６２へと搬送する反転排紙ローラである。

太線で示す部材は、記録材搬送路を形成するガイド部材である。

本実施の形態においては、記録材を加熱ローラ４４に押圧する加圧部材としてベルトユニット４５を用いている。図３により、ベルトユニット４５について説明する。

図３に加圧部材としてベルトユニット４５を用いた定着装置４の要部を示す。

加熱ローラ４４は、アルミニュウムや鉄等から形成された円筒状芯金４４Ａと、円筒状芯金４４Ａを被覆し耐熱性の高いシリコーンゴムから成る弾性層４４Ｂと、更に弾性層４４Ｂを被覆し、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂から成る離型層４４Ｃと、により構成されている。

加熱ローラ４４の内部には、熱源としての３本のハロゲンランプ４６が設けられている。

定着ベルト４５Ａは、ポリイミドにより形成された基体と、基体の外表面を被覆するＰＦＡ若しくはＰＴＦＥで形成された離型層とにより構成されていて、無端状に形成されている。４５Ｂは発泡ウレタンからなり弾性変形する押圧部材であり、定着ベルト４５Ａを加熱ローラ４４に押圧しニップＮを形成する。

押圧部材４５Ｂは耐熱樹脂から形成された保持部材４５Ｃに保持されている。また、保持部材４５Ｃの下方には圧縮バネ４５Ｄが設けられ、圧縮バネ４５Ｄの付勢力により押圧部材４５Ｂは定着ベルト４５Ａを加熱ローラ４４に押圧している。更に、押圧部材４５Ｂと定着ベルト４５Ａとの間には、ＰＦＡからなる低摩擦性のシート４５Ｅが介在し、定着ベルト４５Ａの摺動性を高くしている。

押圧部材４５Ｂ、保持部材４５Ｃ及び圧縮バネ４５Ｄは耐熱樹脂から形成されたホルダー４５Ｆにより保持されている。

オイルパッド４５Ｊはスポンジ等から形成されてシリコーンオイル等からなる潤滑剤を含有し、ホルダー４５Ｇに保持され、定着ベルト４５Ａの内周面に圧接している。そして、潤滑剤を定着ベルト４５Ａの内周面に供給するので、定着ベルト４５Ａの摺動抵抗は更に小さくなる。

ホルダー４５Ｆ，４５Ｇは中央に配置された金属製のフレーム４５Ｈによって保持されている。

定着装置４の作動時には、加熱ローラ４４の矢印で示す回転に従動して、定着ベルト４５Ａがシート４５Ｅに対して摺動する。

記録材ＰがニップＮを通過する際に記録材Ｐ上のトナー像は加熱加圧されて定着される。

図４は定着装置４の、加熱ローラ４４の軸に沿った縦断面図である。

上部筐体４１と下部筐体４２との間には、加熱ローラ４４、ベルトユニット４５及び３本のハロゲンランプ４６が配置される。

上部筐体４１と断熱カバー４３との間には、定着装置の長手方向に伸びた間隙４１３が形成される。

７０は画像形成装置内部を冷却する空気の流れを形成する気流形成手段としての排気装置であり、排気ファン及びダクトを有し、画像形成装置内部の空気を装置外に排気する。

例えば、図４における間隙４１３のように、排気装置７０に連通する空気の流通経路が画像形成装置内に設けられており、排気装置７０の排気によって、画像形成装置内には、冷却風の流れが形成される。

図４では、排気装置７０により、間隙４１３にＷ１で示す冷却風の流れが形成されて、定着装置４の上部が冷却されるとともに、Ｗ２で示す冷却風の流れが形成され、主として定着装置４の下部が冷却される。

定着装置４の下部の部品、即ち、ベルトユニット４５の加熱ローラ４４から遠い側の部分は冷却風によって冷却される。

また、排気装置７０は定着装置４の近傍を冷却する気流を形成し、定着装置４近傍の諸部品の過熱を防止する。

図５、６により、定着装置４の図４における左端部の冷却について説明する。

図５は定着装置４の図４における左端部の拡大図、図６は同左端部を図４の左上方から見た斜視図である。

ハロゲンランプ４６は上部筐体４１により支持された支持部材４７に固定されている。

図示のようにハロゲンランプ４６はそのソケット部分で支持部材４７に支持され、端子４６Ａが支持部材４７の左方に突出している。

４８は支持部材４７及びハロゲンランプ４６の本体部を覆う樹脂性の遮蔽部材である。

図５、６に示すように、ハロゲンランプ４６の端子４６Ａは遮蔽部材３８の外側に露出している。

遮蔽部材４８は、図６に示すように、その上部でハロゲンランプ４６及び加熱ローラ４４を遮蔽するとともに、定着装置４の下部に冷却風を誘導する部材である。

遮蔽部材４８が無い構成では、排気装置７０によって形成される冷却風の流れが加熱ローラ４４の内部を軸方向に通り、加熱ローラ４４の回転軸方向の温度分布が不均一になる。

即ち、冷却風が加熱ローラ４４の内部を加熱ローラ４４の回転軸方向に流れるために、加熱ローラ４４の軸端部の温度が低下して不均一な温度分布が形成される。

遮蔽部材４８は、加熱ローラ４４の軸端部を遮蔽する。これによって、排気装置７０により形成される矢印Ｗ２で示す冷却風から加熱ローラ４４が遮蔽される。その結果、加熱ローラ４４の表面温度は均一に維持される。

前記にように、ハロゲンランプ４６の端子４６Ａは遮蔽部材４８の外側に露出している。したがって、端子４６Ａは冷却風によって冷却される。

また、遮蔽部材４８には、その下部に開口４８Ａが形成されている。

開口４８Ａからは矢印Ｗ２で示すように冷却風が定着装置４の下部に流入する。矢印Ｗ２で示すように流れる冷却風は、定着装置４の下部、即ち、ベルトユニット４５の下部を冷却した後に、排気装置７０により装置外に排出される。

ハロゲンランプ４６の端子４６Ａは矢印Ｗ２で示す冷却風に曝され冷却される。

定着装置４には、記録材センサを含む各種の電気部品が配置されるが、図示の実施の形態では、これらの電気部品の過熱が防止される。

図７は図２における加熱ローラ４４とベルトユニット４５との間のニップに引いた水平線に沿った水平断面図である。

搬送ローラ６３の軸、ベルトユニット４５等は、２枚の支持パネル４０により支持されている。

点線で示すことにより省略されているが、ガイド６５は記録材の搬送幅方向に多数配置されている。

ＳＥ１は定着装置４の排紙部における記録材のジャムを検知するフォトセンサである。

ベルトユニット４５は軸の両端に設けられたカム６６により駆動されて変位し、加熱ローラ４４（図２に参照）に圧着・圧着解除する。

カム６６は、パネル４０に軸支された軸６７に固定されており、モータ（図示せず）により回転して、ベルトユニット４５を変位させる。

ＳＥ２はカム６６の角度を検知するフォトセンサであり、軸６７に固定されたアクチュエータ６８の角度位置に応じてオン／オフする。

図示のように、矢印Ｗ２で示す冷却風が、フォトセンサＳＥ１及びＳＥ２を冷却して、これらの過熱を防止する。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置Ｇの全体構成を示す図である。 定着装置４及び定着装置４の下流の搬送部を示す図である。 定着装置４の要部を示す図である。 定着装置４の、加熱ローラ４４の軸に沿った縦断面図である。 定着装置４の図４における左端部の拡大図である。 定着装置４の図４における左端部を左上方から見た斜視図である。 図２における加熱ローラ４４とベルトユニット４５との間のニップに引いた水平線に沿った水平断面図である。

符号の説明

４ 定着装置
４４ 加熱ローラ
４５ ベルトユニット
４６ ハロゲンランプ
４６Ａ 端子
４８ 遮蔽部材
７０ 排気装置
ＳＥ１、ＳＥ２ フォトセンサ

Claims (4)

1. 記録材上のトナー像を加熱する加熱部材、記録材を前記加熱部材に押圧する加圧部材及び前記加熱部材を加熱する熱源を有する定着装置並びに、
   該定着装置を冷却する冷却風の流れを形成する気流形成手段を有する画像形成装置において、
   前記定着装置は、前記加熱部材を前記冷却風から遮蔽する遮蔽部材を備え、
   前記熱源の端子は、前記遮蔽部材から突出し、前記冷却風に曝されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記遮蔽部材は、前記定着装置内に前記冷却風を送る開口を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 記録材上のトナー像を加熱する加熱部材、記録材を前記加熱部材に押圧する加圧部材及び前記加熱部材を加熱する熱源を有する定着装置並びに、
   該定着装置を冷却する冷却風の流れを形成する気流形成手段を有する画像形成装置において、
   前記定着装置は、前記加熱部材を前記冷却風から遮蔽する遮蔽部材を備え、
   該遮蔽部材は、前記定着装置内に前記冷却風を送る開口を有することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記定着装置は、電気部品を備え、該電気部品は、前記開口から導入された前記冷却風に曝される位置に配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。

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