JP2015166765A - 画像形成装置及び定着器 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子写真方式の画像形成装置から微粒子が放出されることを抑制する。
【解決手段】 フレーム２５の長手方向一端部側に空気を導く導風部２７を設ける。これにより、導風部２７に導かれた空気により、フレーム２５の一端部側を冷却することができる。したがって、フレーム２５を構成する樹脂材の温度が過度に上昇してしまうことを抑制できるので、フレーム２５から超微粒子が発生することが抑制できる。延いては、画像形成装置１から微粒子が放出されることを抑制できる。
【選択図】 図８

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置、及び当該画像形成装置に用いられる定着器に関する。

電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着器は、例えば、特許文献１に記載されているように、シートに転写された現像剤を加熱する加熱部、及び当該加熱部にシートを押し付ける押圧部を有している。

特開２００９−１８０８３９号公報

電子写真方式の画像形成装置では、現像剤（トナー）等の微粒子状が放出されることを抑制する必要がある。発明者は、電子写真方式の画像形成装置から放出される微粒子を調査・研究したところ、以下の点を新たに発見した。

すなわち、発明者は『定着器のヒータを支持するフレームが樹脂製である場合において、当該フレームの温度が材質によって決まる所定温度を超えると、超微粒子（Ｕｌｔｒａ Ｆｉｎｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅ）が発生する』ことを発見した。

本発明は、上記新たな知見に基づき、電子写真方式の画像形成装置から微粒子が放出されることを抑制することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、シートに画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、現像剤像を担持する感光体（８）と、感光体（８）からシートに転写された現像剤を加熱する加熱部（２１）、及び当該加熱部（２１）にシートを押し付ける押圧部（２２）を有する定着器（２０）とを備え、加熱部（２１）は、熱を発生するとともに、搬送されるシートの幅方向と平行な方向に延びるヒータ（２３）、ヒータ（２３）を収納する筒状の筒体であって、その軸線方向両端が開口した筒体（２４）、ヒータ（２３）の長手方向両端に設けられ、当該ヒータ（２３）を支持する支持端子（２３Ｄ）、及び前記支持端子（２３Ｄ）を保持する樹脂製のフレームであって、幅方向と平行な方向に延びるフレーム（２５）を有し、少なくともフレーム（２５）の長手方向一端部側には、当該一端部側に空気を導く導風部（２７）が設けられていることを特徴とする。

そして、本発明では、ヒータ（２３）に一体化された支持端子（２３Ｄ）が樹脂製のフレーム（２５）に固定された状態となるので、ヒータ（２３）の熱によりフレーム（２５）の温度が上昇して超微粒子は発生するおそれがある。

しかし、本発明では、フレーム（２５）の長手方向一端部側に空気を導く導風部（２７）が設けられているので、導風部（２７）に導かれた空気により当該一端部側を冷却することができる。

したがって、フレーム（２５）を構成する樹脂材の温度が過度に上昇してしまうことを抑制できるので、フレーム（２５）から超微粒子が発生することが抑制できる。延いては、画像形成装置から微粒子が放出されることを抑制できる。

因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る画像形成装置１の中央断面図である。 本発明の実施形態に係る定着器２０及びファン２９の斜視図である。 図２のＡ矢視図である。 図２のＢ矢視図である。 本発明に係る加熱部２１の斜視図である。 図４のＡ部拡大図である。 図４のＡ部の裏面図である。 フレーム２５の長手方向一端側の拡大図である。 幅方向と直交する仮想平面における断面図である。 本発明の第２実施形態に係る定着器２０の図４のＡ部に相当する箇所の裏面図である。

以下に説明する「発明の実施形態」は実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的手段や構造等に限定されるものではない。

本実施形態は、カラー方式の画像形成装置に本発明を適用したものである。各図に付された方向を示す矢印等は、各図相互の関係を理解し易くするために記載したものである。本発明は、各図に付された方向に限定されるものではない。

少なくとも符号を付して説明した部材又は部位は、「複数」や「２つ以上」等の断りをした場合を除き、少なくとも１つ設けられている。以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。

１．画像形成装置の概要
画像形成装置１の筐体３内には、図１に示すように、用紙等のシートに画像を形成する電子写真方式の画像形成部５が収納されている。画像形成部５は、現像カートリッジ７、感光体８、帯電器８Ａ、露光器９及び定着器２０等を有している。

複数の現像カートリッジ７それぞれには、異なる色の現像剤（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）が収納されている。感光体８及び帯電器８Ａは現像カートリッジ７と同数設けられている。各帯電器８Ａは、対応する位置にある感光体８を帯電させる。

露光器９は帯電した各感光体８を露光する。露光された各感光体８には静電潜像が形成される。静電潜像が形成された各感光体８に現像剤が供給されると、各感光体８の外周面には、当該静電潜像に対応した現像剤像が担持される。

ベルト１３は、帯状の無端ベルトであって、一対のローラ１３Ｂ、１３Ｃにより張架された状態で回転する。なお、本実施形態に係るベルト１３は、画像が形成されるシートを定着器２０側に搬送する。

ベルト１３を挟んで各感光体８と対向する位置には転写体１４が配設されている。各転写体１４は、対応する感光体８に担持されている現像剤像をシートに転写させる。このため、各感光体８に担持されている現像剤像はベルト１３上を搬送されるシートに重畳転写される。

定着器２０は、シートに転写された現像剤を加圧しながら加熱することより、現像剤像をシートに定着させる。画像が形成されたシートは、排紙ローラ３Ａ等によって筐体３の上に設けられた排紙トレイ３Ｂに積載される。なお、定着器２０の詳細構成は後述する。

ベルト１３よりシート搬送方向上流側には、フィーダ機構１９が設けられている。フィーダ機構１９は、給紙トレイ１７に載置されているシートを１枚ずつ画像形成部５側に向けて給送する。

２．定着器及びその周囲の構造
定着器２０は、図２〜図４に示すように、加熱部２１、押圧部２２及びフレーム２５等を有している。なお、図３では、加熱部２１の外形を図示すべく、押圧部２２は省略されている。

加熱部２１は、感光体８からシートに転写された現像剤を加熱する。押圧部２２は、図１に示すように、搬送されるシートを挟んで加熱部２１と反対側に配設されてシートを加熱部２１に押し付ける。

本実施形態に係る押圧部２２は、シートの移動と共に従動回転する円柱状又は円筒状のローラである。押圧部２２は、加熱部２１に対して離接変位可能な構成でフレーム２５に組み付けられている。そして、押圧部２２は、コイルバネ等の弾性部材２２Ａ（図７参照）が発揮する弾性力により加熱部２１側に押し付けられている。

加熱部２１は、感光体８からシートに転写された現像剤を加熱するものであって、図５に示すように、ヒータ２３及び筒体２４等を有している。ヒータ２３は、熱を発生するとともに、搬送されるシートの幅方向と平行な方向に延びた細管状の部材である。

具体的には、ヒータ２３は、幅方向に離散的に直列接続された複数の発熱体２３Ａ、及びこれらの発熱体２３Ａが収納されたガラス製の細管２３Ｂ等を有している。幅方向とは、搬送されるシートの搬送方向及び厚み方向に直交する方向である。因みに、本実施形態における幅方向は画像形成装置１の左右方向と一致する。

細管２３Ｂの両端は気密に閉塞されている。当該細管２３Ｂ内にはハロゲン元素を含む不活性ガスが内部に充填されている。ヒータ２３（細管２３Ｂ）の両端には、細管２３Ｂ内外を貫通したピン状の端子ピン２３Ｃが設けられている。

端子ピン２３Ｃの一端は発熱体２３Ａと電気的に接続され、端子ピン２３Ｃの他端には金属製の支持端子２３Ｄがハンダ付けされている。一対の支持端子２３Ｄは、ヒータ２３の長手方向端部に位置してヒータ２３を支持する。そして、発熱体２３Ａは、端子ピン２３Ｃ及び支持端子２３Ｄを介して電源（図示せず。）側に電気的に接続される。

筒体２４は、ヒータ２３を収納するとともに、その中心軸線方向両端が開口した円筒状のパイプ材である。ヒータ２３は筒体２４の中心軸線上に配設されている。そして、筒体２４の軸線方向一端（図５では左端）側には、筒体２４を回転させるための歯車２４Ａが設けられている。なお、筒体２４はアルミニウム等の軽金属製であり、歯車２４Ａは樹脂製である。

一対の支持端子２３Ｄそれぞれは、図４に示すように、フレーム２５の長手方向端部側に保持されている。フレーム２５は幅方向に延びる樹脂製の部材である。そして、ヒータ２３の長手方向両端、つまり一対の支持端子２３Ｄは、金属製のネジ２３Ｅによりフレーム２５の長手方向両端側に固定されている。

ネジ２３Ｅは、その頭部（ＪＩＳ Ｂ ０１４３等参照）が押圧部２２側に位置した状態でフレーム２５にねじ込まれている。図３に示すように、フレーム２５のうちネジ２３Ｅとねじ結合する雌ネジ部２５Ａは、図６に示す支持プレート部２５Ｂを挟んでネジ２３Ｅの頭部と反対側（以下、上面側ともいう。）に突出している。

支持プレート部２５Ｂは、フレーム２５に一体形成された部位であって、支持端子２３Ｄの板面と接触する板状の部位である。雌ネジ部２５Ａは、図３に示すように、円筒状の部位であって、支持プレート部２５Ｂの上面側に一体形成されている。なお、以下、支持プレート部２５Ｂのうち支持端子２３Ｄ側を下面側ともいう。

図２に示すように、フレーム２５の長手方向一端部側（本実施形態では、歯車２４Ａと反対側）には、当該一端部側に空気を導く導風部２７が設けられている。導風部２７は、図７に示すように、導入部２７Ａ及び導出部２７Ｂを有するとともに、空気をフレーム２５の長手方向（以下、幅方向ともいう。）と直交する方向に流通させる空気通路２７Ｃを構成している。

導入部２７Ａは、図８に示すように、幅方向と直交する方向（本実施形態では、後方側）に向けて開口して空気を導入する入口である。導出部２７Ｂは、図７に示すように、幅方向と直交する方向（本実施形態では、前方側）に向けて開口して導入部２７Ａから導入された空気を導風部２７から排出する出口である。

導入部２７Ａの開口形状は、図２に示すように、略矩形状である。そして、導風部２７より空気流れ下流側、つまり導出部２７Ｂ側にはファン２９が設けられている。ファン２９は、導入部２７Ａから導出部２７Ｂに向かう気流を発生させるとともに、導出部２７Ｂから排出された空気を吸引して当該空気を筐体３外に排出する。

図６に示すように、導風部２７、つまり空気通路２７Ｃ（二点鎖線で挟まれた領域）は、フレーム２５のうち筒体２４に対して幅方向外側（本実施形態では、筒体２４より右側）にずれた位置に設けられている。

本実施形態に係る導風部２７は支持プレート部２５Ｂの上面側、つまり図６に示す支持プレート部２５Ｂの裏面側に設けられている。そして、導風部２７、つまり空気通路２７Ｃは、図７に示すように、支持プレート部２５Ｂ及び縦壁部２５Ｃを有して構成されている。したがって、支持端子２３Ｄ及びネジ２３Ｅは、図６に示すように、空気通路２７Ｃの外壁側に位置することになる。

支持プレート部２５Ｂの上面及び縦壁部２５Ｃは、フレーム２５の長手方向と直交する方向に延びるとともに、空気を導入部２７Ａから導出部２７Ｂに案内する案内面を構成する。縦壁部２５Ｃは、筒体２４側と支持端子２３Ｄ側とを区画する壁部であって、フレーム２５と共に樹脂にて一体成形されている。

フレーム２５は、図９に示すように、押圧部２２側を開放した状態で加熱部２１側を覆う樋状に構成されている。そして、幅方向と直交する仮想平面に投影された筒体２４は、当該仮想平面に投影された導風部２７、つまり空気通路２７Ｃと少なくとも一部が重なっている。

具体的には、投影された空気通路２７Ｃは、投影された筒体２４の中心より外側にずれた位置にて仮想平面に投影された筒体２４の一部と重なっている。そして、図８に示すように、フレーム２５には、導風部２７の導入部２７Ａ側から押圧部２２側（本実施形態では、下方側）に延びた遮断壁２５Ｄが設けられている。

遮断壁２５Ｄは、支持プレート部２５Ｂのうち導入部２７Ａ側の端部から下方側に延びる帯板状の壁面であって、フレーム２５と共に樹脂にて一体成形されている。
３．本実施形態に係る画像形成装置の特徴
本実施形態では、ヒータ２３と一体化された支持端子２３Ｄが、図４に示すように、樹脂製のフレーム２５に固定された状態となるので、ヒータ２３の熱によりフレーム２５の温度が上昇して超微粒子は発生するおそれがある。

しかし、本実施形態では、図８に示すように、フレーム２５の長手方向一端部側に空気を導く導風部２７が設けられているので、導風部２７に導かれた空気により当該一端部側を冷却することができる。

したがって、フレーム２５を構成する樹脂材の温度が過度に上昇してしまうことを抑制できるので、フレーム２５から超微粒子が発生することが抑制できる。延いては、画像形成装置１から微粒子が放出されることを抑制できる。

本実施形態に係る導風部２７は、図７に示すように、導かれた空気をフレーム２５の長手方向と直交する方向に流通させることを特徴としている。これにより、導風部２７に導かれた空気（以下、冷却風ともいう。）が筒体２４内等に流れ込む込むことを抑制できる。

したがって、本実施形態では、加熱部２１の加熱能力が大きく低下して現像剤の定着不良が発生することを抑制しつつ、フレーム２５から超微粒子が発生することが抑制できる。

本実施形態では、図２に示すように、導風部２７より空気流れ下流側にファン２９が配設されていることを特徴としている。これにより、画像形成装置１内の空気が当該ファン２９に吸い込まれるため、ヒータ２３で加熱された熱気は、ファン２９が配設されたフレーム２５の長手方向一端側に集まってくる。

このため、本実施形態では、フレーム２５の長手方向一端は、他の部位に比べて温度が大きく上昇するので、当該一端側から超微粒子が発生する可能性ある。しかし、本実施形態では、当該一端側に冷却風を導く導風部２７が設けられているので、フレーム２５の一端側が冷却されて温度上昇が抑制され、当該一端側から超微粒子が発生することを抑制できる。

本実施形態では、図７に示すように、導風部２７は、フレーム２５の長手方向と直交し、かつ、筒体２４側と支持端子２３Ｄ側とを区画する樹脂製の縦壁部２５Ｃを有していることを特徴としている。

そして、当該縦壁部２５Ｃにより、筒体２４の温度、つまり加熱部２１の温度が大きく低下してしまうことを抑制できるとともに、縦壁部２５Ｃの温度が過度に上昇してしまうことを抑制できるので、縦壁部２５Ｃから超微粒子が発生することが抑制できる。

ところで、本実施形態では、ヒータ２３から放出された熱は、図５に示すように、筒体２４内に封じ込められた状態となるので、行き場を失った熱（熱気）は筒体２４の軸線方向端の開口から筒体２４外に放出される。

このため、フレーム２５のうち筒体２４の開口と面する部位の温度が最も上昇し易い。そして、本実施形態では、図９に示すように、仮想平面に投影された筒体２４は、当該仮想平面に投影された導風部２７と少なくとも一部が重なることを特徴としている。

これにより、フレーム２５のうち温度が最も上昇し易い部位、つまり筒体２４の開口と面する部位を導風部２７に導入された冷却風により冷却できる。したがって、超微粒子が発生することを確実に抑制できる。

本実施形態では、支持端子２３Ｄが空気通路２７Ｃの外壁側、つまり支持プレート部２５Ｂの下面側に位置していることを特徴とする。これにより、ヒータ２３に一体化された金属製の支持端子２３Ｄを支持プレート部２５Ｂを介して冷却風にて冷却できる。

本実施形態では、支持端子２３Ｄをフレーム２５に固定する金属製のネジ２３Ｅが、上記外壁側、つまり支持プレート部２５Ｂの下面側に位置していることを特徴とする。これにより、温度が上昇し易い金属製のネジ２３Ｅを支持プレート部２５Ｂを介して冷却風にて冷却できる。

本実施形態では、フレーム２５は、押圧部２２側を開放した状態で加熱部２１側を覆う樋状に構成され、かつ、フレーム２５には、導風部２７の導入部２７Ａ側から押圧部２２側に延びた遮断壁２５Ｄが設けられていることを特徴としている。これにより、筒体２４等の温度が低下すると機能が損なわれる可能性が高い部位が冷却風に晒されることを抑制できる。

（第２実施形態）
上述の実施形態では、ネジ２３Ｅ及び支持端子２３Ｄが空気通路２７Ｃの外壁側、つまり支持プレート部２５Ｂの下面側に位置していたが、本実施形態では、図１０に示すように、ネジ２３Ｅ及び支持端子２３Ｄは、空気通路２７Ｃ内に位置している。

これにより、本実施形態では、ヒータ２３に一体化された支持端子２３Ｄ、及び温度が上昇し易い金属製のネジ２３Ｅを冷却風に晒すことができるので、フレーム２５の長手方向一端側を確実に冷却できる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態に係るファン２９は、空気が回転軸方向を通り抜ける軸流ファン（ＪＩＳ Ｂ ０１３２番号１０１２等参照）にて構成されていたが、本発明に係るファンは軸流ファンに限定されるものではなく、遠心ファン等のその他方式のファンであってもよい。

上述の実施形態に係るファン２９は、導風部２７の下流側に配設されて空気を吸引して筐体３の外に排出するタイプであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、導風部２７の上流側に配設されて筐体３の外から空気を吸引して筐体３の中に空気を押し込むタイプであってもよい。

上述の実施形態に係る導風部２７は、フレーム２５のうち筒体２４に対して幅方向外側にずれた位置に設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。
上述の実施形態に係る導風部２７は、導かれた空気を幅方向と直交する方向に流通させたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、幅方向と交差する方向に流通させてもよい。

上述の実施形態では、導入部２７Ａ側から押圧部２２側に延びた遮断壁２５Ｄが設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、遮断壁２５Ｄを廃止してもよい。

上述の実施形態に係る画像形成装置１は、カラー方式であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、モノクロ方式であってもよい。
上述の実施形態に係る画像形成装置１は、ベルト１３上を搬送されるシートに現像剤を直接的に転写する方式であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、ベルト１３に現像剤を転写した後、当該ベルト１３に転写された現像剤をシートに転写する中間転写方式であってもよい。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

１… 画像形成装置 ３… 筐体 ３Ｂ… 排紙トレイ
５… 画像形成部 ７… 現像カートリッジ ８… 感光体 ８Ａ… 帯電器
９… 露光器 １３… ベルト １３Ｂ… ローラ １４… 転写体
１７… 給紙トレイ １９… フィーダ機構 ２０… 定着器 ２１… 加熱部
２２… 押圧部 ２２Ａ… 弾性部材 ２３… ヒータ ２３Ａ… 発熱体
２３Ｂ… 細管 ２３Ｃ… 端子ピン ２３Ｄ… 支持端子 ２３Ｅ… ネジ
２４… 筒体 ２４Ａ… 歯車 ２５… フレーム ２５Ａ… 雌ネジ部
２５Ｂ… 支持プレート部 ２５Ｃ… 縦壁部 ２５Ｄ… 遮断壁
２７… 導風部 ２７Ａ… 導入部 ２７Ｂ… 導出部 ２７Ｃ… 空気通路
２９… ファン ３７Ｂ… ネジ部

Claims (15)

1. シートに画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、
   現像剤像を担持する感光体と、
   前記感光体からシートに転写された現像剤を加熱する加熱部、当該加熱部にシートを押し付ける押圧部、及びフレームを有する定着器とを備え、
   前記加熱部は、
   熱を発生するとともに、搬送されるシートの幅方向と平行な方向に延びるヒータ、
   前記ヒータを収納する筒状の筒体であって、その軸線方向両端が開口した筒体、及び
   前記ヒータの長手方向両端に設けられ、当該ヒータを支持する支持端子を有し、
   前記フレームは、前記幅方向と平行な方向に延びるとともに、前記支持端子を保持する樹脂製の部材であり、
   さらに、少なくとも前記フレームの長手方向一端部側には、当該一端部側に空気を導く導風部が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記導風部は、前記フレームのうち前記筒体に対して前記幅方向外側にずれた位置に設けら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. 前記導風部は、導かれた空気を前記フレームの長手方向と直交する方向に流通させる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。
4. 前記導風部より空気流れ下流側には、気流を発生させるファンが配設されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記導風部は、前記フレームの長手方向と直交し、かつ、前記筒体側と前記支持端子側とを区画する樹脂製の壁部を有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記幅方向と直交する仮想平面に投影された前記筒体は、当該仮想平面に投影された前記導風部と少なくとも一部が重なることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記支持端子は、前記導風部により構成された空気通路内に位置していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記支持端子を前記フレームに固定する金属製のネジは、前記空気通路内に位置していることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記支持端子は、前記導風部のうち当該導風部により構成された空気通路の外壁側に位置していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記支持端子を前記フレームに固定する金属製のネジは、前記導風部のうち前記外壁側に位置していることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記フレームは、前記押圧部側を開放した状態で前記加熱部側を覆う樋状に構成されており、
    さらに、前記フレームには、前記導風部の入口側から前記押圧部側に延びた遮断壁が設けられていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記導風部の入口形状は、矩形状であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 電子写真方式の画像形成装置に用いられ、シートに転写された現像剤を加熱する加熱部、当該加熱部にシートを押し付ける押圧部、及びフレームを有する定着器において、
    前記加熱部は、
    熱を発生するとともに、搬送されるシートの幅方向と平行な方向に延びるヒータ、
    前記ヒータを収納する筒状の筒体であって、その軸線方向両端が開口した筒体、及び
    前記ヒータの長手方向両端に設けられ、当該ヒータを支持する支持端子を有し、
    前記フレームは、前記幅方向と平行な方向に延びるとともに、前記支持端子を保持する樹脂製の部材であり、
    さらに、前記フレームの長手方向一端部側には、当該一端部側に空気を導く導風部が設けられていることを特徴とする定着器。
14. 前記導風部は、前記フレームのうち前記筒体に対して前記幅方向外側にずれた位置に設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の定着器。
15. 前記導風部は、導かれた空気を前記フレームの長手方向と直交する方向に流通させることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の定着器。

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