JP2016148715A - 定着装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

定着装置、及び、画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】加熱ローラーの加熱効率を確保すると共に、非接触温度センサーの温度検知部への異物の付着を抑制する。【解決手段】定着装置7は、加熱ローラー71、非接触温度センサー73、風路751、及び、風路752を備える。非接触温度センサー73は、加熱ローラー71の温度を非接触で検出する。風路751は、非接触温度センサー73と加熱ローラー71との間に配置された風路である。風路752は、非接触温度センサー73に対して加熱ローラー71の反対側に配置された風路である。風路751内の風速は、風路752内の風速より大きい。【選択図】図4

Description

本発明は、定着装置、及び、画像形成装置に関する。
従来、定着装置において、加熱ローラーの温度を検出することが知られている。
例えば、非接触温度センサーによって加熱ローラーの温度を検出する定着装置が開示されている(特許文献1参照)。上記定着装置は、以下のように構成されている。非接触温度センサーは、温度検知部を底面に備え、加熱ローラーの上方に所定の間隙を設けて配置される。非接触温度センサーの上方に配置され、非接触温度センサーに向けて送風する送風手段を備える。また、この送風手段の底面の箇所から、非接触温度センサーを覆うように、ガイド部材が加熱ローラーの表面近傍まで延びている。
特許文献1には、上記定着装置によれば、送風手段からの空気流によって、非接触温度センサーの温度検知部への異物の付着が抑制されるため、より正確に温度を検出することができると記載されている。
特開2006−300701号公報
しかしながら、特許文献1に記載の定着装置では、送風手段からの空気流が加熱ローラーに到達し、加熱ローラーを冷却するため、加熱ローラーを効率的に加熱することが困難となる恐れがある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、加熱ローラーの加熱効率を確保すると共に、非接触温度センサーの温度検知部への異物の付着を抑制することができる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。
本発明の定着装置は、加熱ローラー及び加圧ローラーを有し、トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、非接触温度センサー、第1風路、及び、第2風路を備える。前記非接触温度センサーは、前記加熱ローラーの温度を非接触で検出する。前記第1風路は、前記非接触温度センサーと前記加熱ローラーとの間に配置された風路である。前記第2風路は、前記非接触温度センサーに対して前記加熱ローラーの反対側に配置された風路である。前記第1風路内の風速は、前記第2風路内の風速より大きい。
本発明の画像形成装置は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、前記定着装置を備える。
本発明の定着装置及び画像形成装置によれば、加熱ローラーの加熱効率を確保すると共に、非接触温度センサーの温度検知部への異物の付着を抑制することができる。
本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す側面図である。 図1に示す画像形成ユニット及び転写部の構成を示す側面図である。 図2に示す定着部の構成を示す側面図である。 図3に示す定着部の第1実施形態を示す側面図である。 図3に示す定着部の第2実施形態を示す側面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面(図1〜図5)を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
まず、図1を参照して、本実施形態に係る画像形成装置1について説明する。図1は、本実施形態に係る画像形成装置1の構成を示す図である。本実施形態において画像形成装置1は、カラー複写機である。
図1に示すように、画像形成装置1は、記録用紙P上に画像を形成する装置であって、筐体10、給紙部2、搬送部L、トナー補給ユニット3、画像形成ユニット4、転写部5、定着部7、及び、排出部8を備える。
給紙部2は、筐体10の下部に配置され、記録用紙Pを搬送部Lへ供給する。給紙部2は、複数枚の記録用紙Pを収容可能であって、最上部の記録用紙Pを1枚ずつ搬送部Lへ供給する。以下、記録用紙Pを、便宜上、用紙Pと記載する。
搬送部Lは、給紙部2によって供給された用紙Pを、転写部5及び定着部7を経由して排出部8まで搬送する。
トナー補給ユニット3は、画像形成ユニット4にトナーを供給する容器であって、4つのトナーカートリッジ3c、3m、3y、及び、3kを備える。トナーカートリッジ3cには、シアン色のトナーが収容される。トナーカートリッジ3mには、マゼンタ色のトナーが収容される。トナーカートリッジ3yには、イエロー色のトナーが収容される。トナーカートリッジ3kには、ブラック色のトナーが収容される。
以下、トナーカートリッジ3c、3m、3yをカラートナーカートリッジ31と記載し、トナーカートリッジ3kをブラックトナーカートリッジ32と記載する場合がある。
転写部5は、中間転写ベルト54を備える。転写部5は、画像形成ユニット4によって、中間転写ベルト54上に形成されたトナー像を、用紙P上に転写する。転写部5の構成については、図2を参照して後述する。
画像形成ユニット4は、中間転写ベルト54上にトナー像を形成する。画像形成ユニット4には、各カラートナーカートリッジ31とブラックトナーカートリッジ32とから、それぞれ、各カラートナーとブラックトナーとが供給される。詳しくは、画像形成ユニット4は、4つの画像形成部4c、4m、4y、4kを含む。画像形成部4cには、トナーカートリッジ3cからシアントナーが供給される。画像形成部4mには、トナーカートリッジ3mからマゼンタトナーが供給される。画像形成部4yには、トナーカートリッジ3yからイエロートナーが供給される。画像形成部4kには、トナーカートリッジ3kからブラックトナーが供給される。画像形成ユニット4の構成については、図2を参照して後述する。
定着部7は、転写部5によって用紙Pに形成されたトナー像を定着するローラー対であって、加熱ローラー71及び加圧ローラー72を備える。用紙Pは、加熱ローラー71及び加圧ローラー72によって加熱及び加圧される。その結果、定着部7によって、転写部5において用紙Pに転写された未定着のトナー像が定着される。
排出部8は、トナー像が定着された用紙Pを装置の外部へ排出する。
次に、図2を参照して画像形成ユニット4及び転写部5の構成について説明する。図2は、画像形成ユニット4及び転写部5の構成を示す側面図である。図2に示すように、画像形成ユニット4は、4つの画像形成部4c、4m、4y、4kを備える。
画像形成部4c、4m、4y、4kは、それぞれ、露光装置41、感光体ドラム42、現像部43、帯電ローラー44、及び、クリーニングブレード45を備える。4つの画像形成部4c、4m、4y、4kの構成は、供給されるトナーの色が異なるのみでその他の構成は略同一である。したがって、本明細書では、シアントナーが供給される画像形成部4cの構成について説明し、画像形成部4c以外の画像形成部4m、4y、4kの構成についての説明は省略する。
画像形成部4cは、露光部41c(41)、感光体ドラム42c(42)、現像部43c(43)、帯電ローラー44c(44)、及び、クリーニングブレード45c(45)を有する。
帯電ローラー44cは、感光体ドラム42cを所定の電位に帯電させる。露光部41cは、感光体ドラム42cにレーザー光を照射して露光し、感光体ドラム42c上に静電潜像を形成する。現像部43cは、現像ローラー431cを有する。現像ローラー431cは、感光体ドラム42cにシアントナーを供給して上記静電潜像を現像してトナー像を形成する。このようにして、感光体ドラム42cの周面にシアン色のトナー像が形成される。
クリーニングブレード45cは、その先端(図2では上端)が、感光体ドラム42cの周面と摺接する。感光体ドラム42cの周面とクリーニングブレード45cの先端とが摺接することで、感光体ドラム42cの周面に残留するシアントナーが除去される。
転写部5は、用紙P(図1参照)にトナー像を転写する。転写部5は、4つの1次転写ローラー51(51c、51m、51y、51k)、2次転写ローラー52、駆動ローラー53、中間転写ベルト54、及び、従動ローラー55を備える。
転写部5は、各画像形成部4c、4m、4y、4kの感光体ドラム42(42c、42m、42y、42k)に形成された各トナー像を重ねて中間転写ベルト54に転写した後、重ねられたトナー像を中間転写ベルト54から用紙P(図1参照)に転写する。
1次転写ローラー51cは、中間転写ベルト54を介して感光体ドラム42cに対向して配置される。1次転写ローラー51cは、不図示の駆動機構によって中間転写ベルト54を介して感光体ドラム42cに圧接したり、感光体ドラム42cから離れたりすることができる。1次転写ローラー51cは、通常、中間転写ベルト54を介して感光体ドラム42cに圧接されている。他の1次転写ローラー51m、51y、51kも1次転写ローラー51cと同様に、それぞれ対応する感光体ドラム42(42m、42y、又は42k)に中間転写ベルト54を介して圧接されている。
駆動ローラー53は、2次転写ローラー52に対向して配置され、中間転写ベルト54を駆動する。
中間転写ベルト54は、4つの1次転写ローラー51、駆動ローラー53、及び、従動ローラー55に張架された無端ベルトである。中間転写ベルト54は、駆動ローラー53によって、図2では矢印F1、F2に示す通り、反時計回りに回転駆動される。また、中間転写ベルト54は、その表面側が各感光体ドラム42(42c、42m、42y、42k)の周面に、それぞれ、当接している。中間転写ベルト54の表面には、1次転写ローラー51(51c、51m、51y、51k)によって、感光体ドラム42(42c、42m、42y、42k)からトナー像が転写される。
中間転写ベルト54は、具体的には、例えば、ポリイミド、ポリカーボネート、及び、ポリフッ化ビニリデンのような樹脂製のシームレスベルトである。
従動ローラー55は、中間転写ベルト54の回転に伴って回転駆動される。従動ローラー55に、中間転写ベルト54を介して対向する位置には、ブレード56が配置されている。ブレード56は、中間転写ベルト54の表面に残留しているトナーを除去する。
2次転写ローラー52は、駆動ローラー53に押圧されている。これにより、2次転写ローラー52と駆動ローラー53との間にニップ部Nが形成される。2次転写ローラー52及び駆動ローラー53は、用紙Pがニップ部Nを通過する際に、中間転写ベルト54上のトナー像を用紙P(図1参照)に転写する。
次に、図3を参照して、定着部7の構成について説明する。図3は、図2に示す定着部7の構成を示す側面図である。図3に示すように、定着部7は、加熱ローラー71及び加圧ローラー72に加えて、非接触温度センサー73、枠体711、721及び板状部材742を備える。
非接触温度センサー73は、加熱ローラー71の温度TRを非接触で検出するセンサーである。具体的には、非接触温度センサー73は、サーモパイル731及び基板732を備える。サーモパイル731は、加熱ローラー71からの熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。基板732は、サーモパイル731によって検出された電気エネルギーから温度TRを求める。サーモパイル731は、「温度検知部」に相当する。
枠体711は、加熱ローラー71を支持すると共に、加熱ローラー71の周囲を覆う。枠体721は、加圧ローラー72を支持すると共に、加圧ローラー72の周囲を覆う。枠体711と枠体721との間には、搬送部Lが形成されており、用紙Pを搬送可能とする孔713が形成されている。また、枠体711の非接触温度センサー73側(図3の左側)には、非接触温度センサー73による加熱ローラー71の温度測定を妨げないように、孔712が形成されている。
板状部材742は、非接触温度センサー73を支持する。換言すれば、非接触温度センサー73は、板状部材742に固定されている。また、板状部材742には、孔742aが形成されている。サーモパイル731は、板状部材742に対して加熱ローラー71の反対側(図3の左側)から、板状部材742に対して加熱ローラー71側(図3の右側)に孔742aを挿通する。孔742aは、「連通孔」に相当する。
非接触温度センサー73を構成するサーモパイル731及び基板732は、板状部材742と接触しない位置に固定されている。具体的には、基板732と板状部材742との間には、板状部材742に沿って空気が流動する間隙が形成されている。また、サーモパイル731と板状部材742(孔742a)との間には、板状部材742と垂直な方向(図3の左右方向)に空気が流動する間隙が形成されている。板状部材742は、「第2板状部材」に相当する。
<第1実施形態>
次に、図4を参照して、本発明の第1実施形態に係る定着部7について説明する。図4は、図3に示す定着部7の第1実施形態を示す側面図である。図4に示すように、定着部7は、板状部材741、743、及び、吸引ファン761、762を備えている。板状部材741、743は、それぞれ、「第1板状部材」及び「第3板状部材」に相当する。
板状部材741は、板状部材742に対して加熱ローラー71側(図4の右側)に板状部材742と略平行に配置される。板状部材741と板状部材742との間の空間は、風路751を形成している。また、板状部材741において、非接触温度センサー73を構成するサーモパイル731と対向する位置には、非接触温度センサー73による加熱ローラー71の温度測定を妨げないように、孔741aが形成されている。
板状部材743は、板状部材742に対して加熱ローラー71と反対側(図4の左側)に板状部材742と略平行に配置される。板状部材743と板状部材742との間の空間は、風路752を形成している。板状部材743と板状部材742との間隔D2は、板状部材741と板状部材742との間隔D1(例えば、10mm)と略同一である。風路751、752は、それぞれ、「第1風路」及び「第2風路」に相当する。
風路751の端部(図4では上端部)には、吸引ファン761が配置されている。吸引ファン761は、風路751内に矢印F1で示す向きの風を発生させる。風路752の端部(図4では上端部)には、吸引ファン762が配置されている。吸引ファン762は、風路752内に矢印F2で示す向きの風を発生させる。吸引ファン761は、「第1吸引ファン」に相当すると共に、「第1負圧印加部」の一例に相当する。吸引ファン762は、「第2吸引ファン」に相当すると共に、「第2負圧印加部」の一例に相当する。
吸引ファン761は、吸引ファン762と比較して吸引する風量が大きく設定されている。更に、上述のように、間隔D2は間隔D1と略同一であるため、風路751内の矢印F1で示す向きの風の風速V1は、風路752内の矢印F2で示す向きの風の風速V2よりも大きい。よって、風路751における非接触温度センサー73の位置の負圧は、風路752における非接触温度センサー73の位置の負圧より強い。したがって、非接触温度センサー73に沿って、風路752から孔742aを通って風路751へ向かう、矢印F3で示す向き(右向き)の風が発生する。
このように、非接触温度センサー73に沿って矢印F3で示す向きの風が発生するため、サーモパイル731への異物の付着を抑制することができる。また、矢印F3で示す向きの風は、風路751内の矢印F1で示す向きの風及び風路752内の矢印F2で示す向きの風によって発生する風であるため、風路751に流入した後は、矢印F1で示す向きの風と合流する。したがって、矢印F3で示す向きの風が、加熱ローラー71に到達することはないため、加熱ローラー71の加熱効率を確保することができる。
<第2実施形態>
次に、図5を参照して、本発明の第2実施形態に係る定着部7aについて説明する。図5は、図4に示す定着部7の第1実施形態を示す側面図である。第2実施形態に係る定着部7aは、吸引ファンが1台である点で第1実施形態に係る定着部7と相違している。以下の説明においては、冗長を避けるため、定着部7と同一の構成には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
定着部7aは、ダクト781、782、及び、吸引ファン763を備えている。吸引ファン763は、ダクト781、782の一方側端部(図5では上端部)に接続されている。ダクト781、782の他方側端部(図5では下端部)は、それぞれ、風路751、752と接続されている。なお、吸引ファン763は、「第1吸引ファン」及び「第2吸引ファン」に相当する。また、吸引ファン763及びダクト781は、「第1負圧印加部」の一例に相当し、吸引ファン763及びダクト782は、「第2負圧印加部」の一例に相当する。
ダクト781は、板状部材771と板状部材772との間に形成されている。板状部材771は、一方側端部(図5では上端部)が吸引ファン763に接続され、他方側端部(図5では下端部)が板状部材741に接続されている。板状部材772は、一方側端部(図5では上端部)が吸引ファン763に接続され、他方側端部(図5では下端部)が板状部材742に接続されている。
ダクト782は、板状部材772と板状部材773との間に形成されている。板状部材773は、一方側端部(図5では上端部)が吸引ファン763に接続され、他方側端部(図5では下端部)が板状部材743に接続されている。ダクト781の一方側端部(図5では上端部)における間隔D3(例えば、40mm)は、ダクト782の一方側端部(図5では上端部)における間隔D4(例えば、20mm)より広い。
ダクト781の間隔D3がダクト782の間隔D4より広いため、吸引ファン763によって発生する風量は、ダクト781内の方がダクト782内よりも多い。よって、風路751内の矢印F1aで示す向きの風の風速V1aは、風路752内の矢印F2aで示す向きの風の風速V2aよりも大きい。したがって、風路751における非接触温度センサー73の位置の負圧は、風路752における非接触温度センサー73の位置の負圧より強い。その結果、非接触温度センサー73に沿って、風路752から孔742aを通って風路751へ向かう、矢印F3aで示す向き(右向き)の風が発生する。
このように、非接触温度センサー73に沿って矢印F3aで示す向きの風が発生するため、サーモパイル731への異物の付着を抑制することができる。また、矢印F3aで示す向きの風は、風路751内の矢印F1aで示す向きの風及び風路752内の矢印F2aで示す向きの風によって発生する風であるため、風路751に流入した後は、矢印F1aで示す向きの風と合流する。したがって、矢印F3aで示す向きの風が、加熱ローラー71に到達することはないため、加熱ローラー71の加熱効率を確保することができる。
また、定着部7には2台の吸引ファン761、762が配置されているのに対して、定着部7aには1台の吸引ファン763が配置されているため、構成が簡略化される。
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である(例えば、下記に示す(1)〜(4))。図面は、理解し易くするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合がある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の構成から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(1)第1実施形態及び第2実施形態では、板状部材741、742、743が平板状である場合について説明したが、板状部材741、742、743がその他の形状である形態でもよい。例えば、板状部材741、742、743が、加熱ローラー71の周面に沿って円弧状に形成されている形態でもよい。この場合には、定着部の配置されるスペースを効率的に使用することができる。
(2)第1実施形態及び第2実施形態では、板状部材743と板状部材742との間隔D2が、板状部材741と板状部材742との間隔D1と略同一である場合について説明したが、その他の形態でもよい。例えば、間隔D1が間隔D2より狭い形態でもよい。この場合には、風路751の風速を更に大きくすることができる。
(3)第1実施形態及び第2実施形態では、基板732と板状部材742との間隔、及び、サーモパイル731と孔742aとの間隔については特に規定していない。基板732と板状部材742との間隔、及び、サーモパイル731と孔742aとの間隔が狭い程、矢印F3で示す向き(右向き)の風速が大きくなり、風量が少なくなる。よって、矢印F3で示す向き(右向き)の風速及び風量を適正な値とするように、基板732と板状部材742との間隔、及び、サーモパイル731と孔742aとの間隔を設定することが好ましい。
(4)第1実施形態では、間隔D2が間隔D1と略同一であり、吸引ファン761の風量が吸引ファン762より大きい場合について説明したが、その他の形態でもよい。例えば、間隔D2が間隔D1より広く、吸引ファン761の風量が吸引ファン762の風量と略同一である形態でもよい。
本発明は、定着装置及び画像形成装置に利用可能である。
1 画像形成装置
2 給紙部
3 トナー補給ユニット
4 画像形成ユニット
5 転写部
7 定着部
71 加熱ローラー
711 枠体
712 孔
72 加圧ローラー
721 枠体
73 非接触温度センサー
731 サーモパイル
732 基板
741 板状部材(第1板状部材)
741a 孔
742 板状部材(第2板状部材)
742a 孔(連通孔)
743 板状部材(第3板状部材)
751 風路(第1風路)
752 風路(第2風路)
761 吸引ファン(第1吸引ファン、第1負圧印加部)
762 吸引ファン(第2吸引ファン、第2負圧印加部)
763 吸引ファン(第1吸引ファン、第2吸引ファン、第1負圧印加部の一部、第2負圧印加部の一部)
771、772、773 板状部材
781 ダクト(第1負圧印加部の一部)
782 ダクト(第2負圧印加部の一部)
8 排出部
L 搬送部

Claims (7)

  1. 加熱ローラー及び加圧ローラーを有し、トナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、
    前記加熱ローラーの温度を非接触で検出する非接触温度センサーと、
    前記非接触温度センサーと前記加熱ローラーとの間に配置された第1風路と、
    前記非接触温度センサーに対して前記加熱ローラーの反対側に配置された第2風路と
    を備え、
    前記第1風路内の風速は、前記第2風路内の風速より大きい、定着装置。
  2. 前記第1風路は、
    前記非接触温度センサーと前記加熱ローラーとの間に配置された第1板状部材と、
    前記非接触温度センサーが配置され、前記第1板状部材と略平行に配置される第2板状部材と、
    前記第1板状部材と前記第2板状部材との間の空間に負圧を印加する第1負圧印加部と
    を備え、
    前記第2風路は、
    前記第2板状部材に対して前記加熱ローラーの反対側に、前記第1板状部材と略平行に配置される第3板状部材と、
    前記第2板状部材と前記第3板状部材との間の空間に負圧を印加する第2負圧印加部と
    を備え、
    前記第2板状部材には、前記非接触温度センサーの周囲に、前記第1風路と前記第2風路とを連通する連通孔が形成されている、請求項1に記載の定着装置。
  3. 前記第2板状部材と前記第3板状部材との間の間隔は、前記第1板状部材と前記第2板状部材との間の間隔と略一致し、
    前記第1負圧印加部は、前記第2負圧印加部と比較して吸引する風量が大きい、請求項2に記載の定着装置。
  4. 前記第2板状部材と前記第3板状部材との間の間隔は、前記第1板状部材と前記第2板状部材との間の間隔より広く、
    前記第1負圧印加部は、吸引する風量が前記第2負圧印加部と略同一である、請求項2に記載の定着装置。
  5. 前記第1負圧印加部は、前記第1板状部材及び前記第2板状部材の一方側端部に配置された第1吸引ファンを含み、
    前記第2負圧印加部は、前記第2板状部材及び前記第3板状部材の一方側端部に配置された第2吸引ファンを含む、請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の定着装置。
  6. 前記第1吸引ファンは、前記第2吸引ファンと同一の吸引ファンであって、
    前記第1吸引ファンによって発生される負圧を前記第1風路及び前記第2風路に伝達するダクトを有する、請求項5に記載の定着装置。
  7. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
    請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の定着装置を備える、画像形成装置。
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