JP5516546B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

複写機、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置では、用紙に転写されたトナー像を用紙が定着部材を通過する際に加熱および加圧して画像を定着している。そして、画像が定着された用紙は、定着部材から分離され、画像形成装置の外部に排出される。

用紙に転写されたトナー像が加熱および加圧されるとき、トナーが溶融して用紙が定着部材に貼り付いてしまうことがある。とくに、用紙が薄い場合や、用紙に付着したトナー量が多い場合などは用紙を定着部材から分離することがより困難となる。用紙が定着部材に貼り付くことを防止するため、画像形成装置は、一般に定着部材から用紙を分離させるための用紙分離手段を有する。たとえば、下記特許文献１には、定着部材上の定着された用紙に向けて空気を吹き付けることにより用紙を定着部材から分離する画像形成装置が開示されている。

特開２００９−２７１３４５号公報

しかしながら、上記特許文献１の画像形成装置では、用紙に向けて吹き付けられ、定着部材により加熱された空気は、定着部材に沿って流れ、画像形成装置の内部に拡散する。その結果、定着部材の周辺に配置された画像形成装置の各構成要素が熱により損傷を受ける虞がある。本発明は、上述した問題を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、定着部材により加熱された空気が画像形成装置の内部に拡散することを抑制する画像形成装置を提供することである。

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

（１）トナー像が転写された用紙を搬送しつつ当該用紙を加熱および加圧して画像を定着する定着部材と、前記定着部材のニップ部に向けて空気を吹き付ける送風手段と、を備える定着部を有する画像形成装置であって、前記空気が前記ニップ部に沿って流れる方向の下流に位置し、前記定着部と前記画像形成装置の本体部とを電気的に接続するドロワと、前記定着部と連通し、前記ドロワを収容するケース部材と、前記ケース部材の内側の空気を前記画像形成装置の外部へ導く排気ダクトと、を有し、前記ケース部材は、前記排気ダクトに対向する一面に前記ケース部材の内側の空気を前記排気ダクトへ導く開孔を備えることを特徴とする画像形成装置。

（２）前記ケース部材は、前記空気が前記ニップ部に沿って流れる方向と交差する他面にも開孔を備えることを特徴とする上記（１）に記載の画像形成装置。

（３）前記排気ダクトの内部の空気を吸引し、前記画像形成装置の外部へ排気する排気手段をさらに有することを特徴とする上記（１）または（２）に記載の画像形成装置。

本発明の画像形成装置によれば、ドロワを収容するケース部材が定着部と連通し、排気ダクトに対向する一面にケース部材の内側の空気を排気ダクトへ導く開孔を備えるので、定着部から流入した空気を効率良く画像形成装置の外部へ排気することができる。したがって、定着部材で加熱された空気が画像形成装置の内部に拡散することを抑制できる。その結果、定着部の周辺に配置された画像形成装置の各構成要素が熱により損傷を受けることを抑制できる。

本発明の第１の実施形態の画像形成装置を正面側から見た概略断面図である。 本発明の第１の実施形態の本体側接続部、定着部、および排気部を画像形成装置の背面側から見た斜視図である。 図２ＡのＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。 本発明の第２の実施形態の本体側接続部、定着部、および排気部を画像形成装置の背面側から見た斜視図である。

（第１の実施形態）
以下、図１、図２Ａ、および図２Ｂを参照して、本発明の第１の実施形態を説明する。図１は本発明の第１の実施形態の画像形成装置を正面側から見た概略断面図である。本実施形態の画像形成装置は、定着部と画像形成装置の本体部とを電気的に接続するドロワを収容するケース部材が、定着部からの空気を排気するための風路の一部としての役割を担うことを特徴とする。なお、本実施形態の画像形成装置は、複写機、プリンター、ファクシミリ、複合機などに適用することができる。以下では、本実施形態の画像形成装置として複写機を例示して説明する。

図１に示すとおり、本実施形態の画像形成装置１００は、画像読取部１０、画像形成部２０、用紙搬送部３０、定着部４０、給紙部５０、本体側接続部（図２Ａおよびず図２Ｂを参照）、排気部７０、および制御部８０を有する。なお、以下では、本実施形態の画像形成装置１００の主要な構成を中心に説明し、従来の画像形成装置と同様の構成については説明を省略する。

画像読取部１０は、原稿の画像を読取り、記憶する。本実施形態では、画像読取部１０は、光源１１、光学系１２、撮像素子１３、および画像処理回路１４を有する。

光源１１から照射された光は、読取面１５に載置された原稿Ｐに照射され、その反射光は光学系１２のレンズおよび反射鏡を介して、読取り位置に移動した撮像素子１３に結像する。撮像素子１３は、原稿Ｐからの反射光の強度に応じて電気信号を生成する。生成された電気信号は、画像処理回路１４において、アナログ信号からディジタル信号に変換されたのち、補正処理、フィルター処理、画像圧縮処理などが施され、画像データとして画像処理回路１４のメモリーに記憶される。

画像形成部２０は、電子写真プロセスで画像を形成する。本実施形態では、画像形成部２０は、イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部２０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部２０Ｍ、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部２０Ｃ、黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部２０Ｋを備えている。それぞれ共通する符号２０の後には、形成する色をあらわす符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが付されている。

画像形成部２０Ｙは、回転体としての感光体ドラム１Ｙおよびその周囲に配置された帯電部２Ｙ、光書込部３Ｙ、現像装置４Ｙおよびドラムクリーナー５Ｙを有して構成される。感光体ドラム１Ｙは、ドラムモーターにより所定の速度で回転する。

同様に、画像形成部２０Ｍは、感光体ドラム１Ｍの周囲に配置された帯電部２Ｍ、光書込部３Ｍ、現像装置４Ｍおよびドラムクリーナー５Ｍを有して構成される。また、画像形成部２０Ｃは、感光体ドラム１Ｃの周囲に配置された帯電部２Ｃ、光書込部３Ｃ、現像装置４Ｃおよびドラムクリーナー５Ｃを有して構成される。また、画像形成部２０Ｋは、感光体ドラム１Ｋの周囲に配置された帯電部２Ｋ、光書込部３Ｋ、現像装置４Ｋおよびドラムクリーナー５Ｋを有して構成される。

画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにおけるそれぞれの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、帯電部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、光書込部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋおよびドラムクリーナー５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、それぞれ共通する内容の構成である。以下、特に区別が必要な場合を除き符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付さずに表記することがある。

画像形成部２０は、画像処理回路１４のメモリーに記憶されている画像データに基づいて、光書込部３にて画像情報信号を感光体ドラム１に書き込み、感光体ドラム１に画像情報信号に基づく潜像を形成する。そして潜像は現像装置４により現像され、感光体ドラム１上に可視画像であるトナー像が形成される。

画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋのそれぞれ感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに、それぞれ、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、黒（Ｋ）色の画像が形成される。

中間転写ベルト２１は、複数のローラーにより巻回され、走行可能に支持されている。画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋより形成された各色のトナー画像は、走行する中間転写ベルト２１上に一次転写部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより逐次転写されてＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の各色層が重畳したカラー画像が形成される。

用紙搬送部３０は、用紙Ｓを搬送する。用紙Ｓは、給紙部５０の給紙トレイ５１、５２、または５３に収容されている。用紙搬送部３０は、送り出しローラー３１、さばきローラー３２、搬送ローラー３３、ループローラー（中間ローラー）３４、レジストローラー３５、排紙ローラー３６、および用紙反転部３７を備える。

用紙Ｓは、送り出しローラー３１によって給紙トレイ５１、５２、または５３から搬送経路に送り出され、さばきローラー３２によって１枚に分離される。１枚に分離された用紙Ｓは、搬送ローラー３３によって搬送経路に沿ってループローラー３４およびレジストローラー３５を経て２次転写ローラー２２に搬送される。

そして、用紙Ｓ上に中間転写ベルト２１上のカラー画像が転写される。カラー画像が転写された用紙Ｓは、定着部４０にて熱と圧力とを加えることにより用紙Ｓ上のトナー像が定着され、排紙ローラー３６を経て画像形成装置１００の外部に排出される。

また、画像形成装置１００は、用紙反転部３７を備えており、定着がなされた用紙Ｓを定着搬送ローラー４６から用紙反転部３７に導いて表裏を反転して排出することができる。それにより、用紙Ｓの両面に画像を形成することができる。

定着部４０は、加熱ローラー４１、加圧ローラー４２、送風ファン４３、ノズル４４、および定着側接続部４５を有する。

加熱ローラー４１は、トナー像が転写された用紙Ｓを搬送しつつ加熱する。加熱ローラー４１は、アルミニウム、鉄などで円筒状に形成された芯金にＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂を含む離型層を塗布して形成される。また、加熱ローラー４１は、たとえばハロゲンヒーターを加熱手段として内蔵する。本実施形態では、加熱ローラー４１は矢印で示すように時計回りに回転する。

加圧ローラー４２は、トナー像が転写された用紙Ｓを搬送しつつ加圧する。加圧ローラー４２は、ステンレスなどで円筒状に形成された芯金にシリコンゴムの発砲体を含む弾性層と離型層とを塗布して形成される。加圧ローラー４２は、図示されていない付勢部材によって付勢されて、加熱ローラー４１を下方から加圧する。この際、加圧ローラー４２が加熱ローラー４１に圧接することによりニップ部Ｎが形成される。加圧ローラー４２は加熱ローラー４１とは反対に反時計回りに回転する。このように加熱ローラー４１および加圧ローラー４２は、定着部材として機能し、トナー像が転写された用紙Ｓを搬送しつつ用紙Ｓを加熱および加圧して画像を定着する。

送風ファン４３は、ノズル４４に向けて所定量の空気を送り出す。本実施形態では、送風ファン４３は、送風手段として機能し、制御部８０により所定速度で回転するように制御される。送風ファン４３としては、たとえばシロッコファンを使用することができる。

このような構成の定着部４０にトナー像が転写された用紙Ｓがニップ部Ｎに送り込まれる。ニップ部Ｎに送り込まれた用紙Ｓは、加熱ローラー４１および加圧ローラー４２により搬送されつつ画像が定着され、ニップ部Ｎの用紙出口から定着搬送ローラー４６に向けて進出する。一方、ノズル４４では、送風ファン４３から送り出された空気は、ノズル４４内部で速度を上げ、ニップ部Ｎの用紙出口の用紙Ｓに向けて噴射される。その結果、加熱ローラー４１から用紙Ｓが分離される。

また、本実施形態では、定着部４０は、画像形成装置１００から取り外して交換することができる。定着部４０を図１の紙面の手前側に移動させることにより、定着部４０を画像形成装置１００から取り外すことができ、定着部４０を図１の紙面の奥側に移動させることにより、定着部４０を画像形成装置１００に取り付けることができる。画像形成装置１００の本体部と定着部４０とは、画像形成装置１００の背面側に配置された本体側接続部および定着側接続部で電気的に接続される。ここで、画像形成装置１００の本体部は、画像形成装置１００の構成のうちの定着部４０を除く構成を意味する。

以下、図２Ａおよび図２Ｂを参照して、本体側接続部および定着側接続部について説明する。図２Ａは本実施形態の本体側接続部、定着部、および排気部を画像形成装置の背面側から見た斜視図であり、図２Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ線に沿って切断した概略断面図である。なお、図２Ａおよび図２Ｂには、本体側接続部と定着側接続部とが接続された状態が示されている。

図２Ａに示すとおり、本実施形態の定着側接続部４５は、定着部４０の加熱ローラー４１および加圧ローラー４２の長手方向に沿った延長線上に配置され、本体側接続部６０に接続されている。定着部４０が画像形成装置１００から取り外されるときは、定着側接続部４５と本体側接続部６０との間が離間され、画像形成装置１００の本体部と定着部４０との電気的な接続が遮断される。

定着側接続部４５は、加熱ローラー４１および加圧ローラー４２を回転させるモーター、当該モーターを駆動する駆動回路、当該駆動回路や加熱ローラー４１のヒーターに電源を供給する電源供給用配線、上記駆動回路や定着部４０の他の構成を制御するための制御信号用配線などを有する。そして、これらの回路、配線などはケースに収容されている。

図２Ｂに示すとおり、本実施形態では、送風ファン４３によってニップ部Ｎに吹き付けられた空気は、加熱ローラー４１および加圧ローラー４２の長手方向に沿って流れる（図２Ｂに示す矢印を参照）。この際、定着部４０の内部の空気は、通常２１０〜２２０℃程度まで加熱される。図２Ｂの右手方向に流れる空気は、定着部４０の内部に拡散する。一方、左手方向に流れる空気は、定着側接続部４５へ流入する。定着側接続部４５へ流入した空気の一部は、本体側接続部６０へ流入し、残りは排気部７０へ流入する。

本体側接続部６０は、画像形成装置１００の本体部から定着部４０へ電源を供給するための電源回路および電源供給用配線、画像形成装置１００の本体部と定着部４０との間において電気信号を送受信する通信回路および通信用配線などを有する。

また、本体側接続部６０は、定着部４０と画像形成装置１００の本体部とを電気的に接続するドロワ６１を有する。より具体的には、ドロワ６１は、本体側接続部６０および定着側接続部４５の電源供給用配線、通信用配線などの配線を互いに電気的に接続する電気的接点部（コネクタ）を備える。

本体側接続部６０の電源回路、電源供給用配線、通信回路、通信用配線、ドロワ６１などはケース部材６２に収容されている。ケース部材６２の内側は、定着部４０および定着側接続部４５の内側と連通している。なお、ケース部材６２は、直方体状であり放熱性に優れる金属を含む材料で形成されることが好ましい。

図２Ａに示すとおり、本実施形態では、ケース部材６２の排気部７０に対向する一面Ｓ１に少なくとも１つの開孔Ｈが形成されている。本体側接続部６０へ流入した空気は、開孔Ｈを通じて流出して排気部７０へ流入する。したがって、本体側接続部６０の内部において空気が停滞しないので、ドロワ６１が熱により損傷を受けることを抑制できる。本実施形態では、本体側接続部６０の内部の空気が流通することにより、本体側接続部６０の内部の温度を７０℃まで下げることができる。

なお、ケース部材６２に形成される開孔Ｈの数および位置はとくに限定されない。本体側接続部６０の内部の空気を効率的に流出させる観点から、開孔Ｈの数はできるだけ多くすることが好ましい。また、開孔Ｈの径は、ケース部材６２内に収容されているドロワ６１などを保護する点と空気の流出の効率性とを勘案して決定される。

排気部７０は、本体側接続部６０および定着側接続部４５の内部の空気を画像形成装置１００の外部に排気する。排気部７０は、排気ダクト７１および排気ファン７２を有する。排気ファン７２は、排気手段として機能し、制御部８０により所定速度で回転するように制御される。

排気ダクト７１は、本体側接続部６０および定着側接続部４５の上方に本体側接続部６０に対して所定の間隔だけ離隔して配置される。また、排気ダクト７１の入口７１ａは、ケース部材６２の開孔Ｈに対して向かい合う位置に配置されており、開孔Ｈを通じて流出した空気は、排気ダクト７１の入口７１ａを通じて排気ダクト７１に流入する。排気ダクト７１に流入した空気は排気ファン７２により吸引されて排気ダクトの出口７１ｂに向けて流れる。一方、定着側接続部４５から流出した空気も排気ダクト７１の入口７１ａを通じて排気ダクト７１に流入し、排気ファン７２により吸引されて排気ダクト出口７１ｂに向けて流れる。

制御部８０は、画像読取部１０、画像形成部２０、用紙搬送部３０、定着部４０、給紙部５０、および排気部７０を制御する。制御部８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を有する。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたソフトウェア・プログラムにしたがって、画像読取部１０、画像形成部２０、用紙搬送部３０、定着部４０、給紙部５０、および排気部７０を制御し、演算結果などをＲＡＭに記憶する。

以上のとおり構成される本実施形態の画像形成装置１００では、送風ファン４３によりニップ部Ｎに吹き付けられた空気は、加熱ローラー４１および加圧ローラー４２の長手方向に沿って流れ、その一部は定着側接続部４５および本体側接続部６０に流入する。本体側接続部６０の内部の空気は、排気ダクト７１に流入し、排気ファン７２に吸引されて開孔Ｈを通じて排気ダクトの出口７１ｂに向けて流れる。また、定着側接続部４５から流出した空気も排気ダクト７１に流入し、排気ファン７２により吸引されて排気ダクトの出口７１ｂに向けて流れる。

以上のとおり、説明した本実施の形態は、以下の効果を奏する。

（ａ）本発明の画像形成装置１００によれば、ドロワ６１を収容するケース部材６２が定着部４０と連通し、排気ダクト７１に対向する一面にケース部材６２の内側の空気を排気ダクト７１へ導く開孔Ｈを備える。したがって、定着部４０から流入した空気を効率良く画像形成装置１００の外部へ排気することができるので、加熱ローラー４１で加熱された空気が画像形成装置１００の内部を拡散することを抑制できる。その結果、定着部４０の周辺に配置された画像形成装置１００の各構成要素が熱により損傷を受けることを抑制できる。

（ｂ）排気部７０は、排気ファン７２を有するので、排気ダクト７１の内部の空気を効率的に画像形成装置１００の外部へ排気することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、本体側接続部のケース部材は、排気部に対向する一面に加えて他面にも開孔を有する。以下、図３を参照して、本発明の第２の実施形態の画像形成装置の本体側接続部について説明する。図３は、本実施形態の本体側接続部、定着部、および排気部を画像形成装置の背面側から見た斜視図である。なお、本実施形態の画像形成装置の構成は、本体側接続部のケース部材が、排気部に対向する一面に加えて他面にも開孔を有することを除いて第１の実施形態の画像形成装置の構成と同様であるので、本体側接続部以外の構成については説明を省略する。

図３に示すとおり、本実施形態の画像形成装置の本体側接続部６０のケース部材６２は、排気部７０に対向する一面Ｓ１に加えて他面Ｓ２および／またはＳ３にも少なくとも１つの開孔Ｈを有する。また、ケース部材６２の面Ｓ１の反対面および面Ｓ３の反対面にも開孔Ｈを形成することができる。

このように構成された本体側接続部６０を有する画像形成装置では、排気ファン７２が停止しているとき、送風ファン４３によりニップ部Ｎに吹き付けられた空気は、加熱ローラー４１および加圧ローラー４２の長手方向に沿って流れ、その一部は本体側接続部６０のケース部材６２に形成された開孔Ｈを通じて直接的に定着部４０の外部に排気される（図３の矢印を参照）。したがって、本体側接続部６０の内部の空気が停滞することが抑制できる。

一方、排気ファン７２が作動しているとき、本体側接続部６０の内部の空気の大部分は排気ファン７２により吸引されて排気ダクトの出口７１ｂに向けて流れる。このため、排気ファン７２が作動しているときは開孔Ｈを通じて直接的に定着部４０の外部に排気される空気の量はごく僅かとなる。

以上のとおり、説明した本実施の形態は、第１の実施形態の効果に加えて以下の効果を奏する。

（ｃ）本体側接続部６０の内部の空気が開孔Ｈを通じて直接的に定着部４０の外部に排気されるので、排気ファン７２が停止しているときでも、本体側接続部６０の内部の空気が停滞することが抑制できる。その結果、ドロワ６１が熱により損傷を受けることを抑制できる。

以上のとおり、実施形態において、本発明の画像形成装置を説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。

たとえば、第１および第２の実施形態では、加熱ローラーから用紙を分離するためにニップ部に吹き付けられた空気を画像形成装置の外部に排気する構成について説明した。しかしながら、本発明は、上記構成に限定されず、定着部の内部に送風手段を有する他の構成についても適用できる。

Ｈ 開孔、
Ｎ ニップ部、
Ｐ 原稿、
Ｓ 用紙、
１０ 画像読取部、
２０ 画像形成部、
３０ 用紙搬送部、
４０ 定着部、
４１ 加熱ローラー、
４２ 加圧ローラー、
４３ 送風ファン、
４４ ノズル、
４５ 定着側接続部、
４６ 定着搬送ローラー、
５０ 給紙部、
６０ 本体側接続部、
６１ ドロワ、
６２ ケース部材、
７０ 排気部、
７１ 排気ダクト、
７１ａ 排気ダクトの入口、
７１ｂ 排気ダクトの出口、
７２ 排気ファン、
８０ 制御部、
１００ 画像形成装置。

Claims (3)

1. トナー像が転写された用紙を搬送しつつ当該用紙を加熱および加圧して画像を定着する定着部材と、前記定着部材のニップ部に向けて空気を吹き付ける送風手段と、を備える定着部を有する画像形成装置であって、
   前記空気が前記ニップ部に沿って流れる方向の下流に位置し、前記定着部と前記画像形成装置の本体部とを電気的に接続するドロワと、
   前記定着部と連通し、前記ドロワを収容するケース部材と、
   前記ケース部材の内側の空気を前記画像形成装置の外部へ導く排気ダクトと、を有し、
   前記ケース部材は、前記排気ダクトに対向する一面に前記ケース部材の内側の空気を前記排気ダクトへ導く開孔を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ケース部材は、前記空気が前記ニップ部に沿って流れる方向と交差する他面にも開孔を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記排気ダクトの内部の空気を吸引し、前記画像形成装置の外部へ排気する排気手段をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。

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