JP6597569B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、定着部周辺で発生する異物を捕集する技術に関する。

画像形成装置においては、従来から、装置内部で発生するオゾンやトナー粉塵等の異物の装置外部への流出を防ぐための技術が種々提案されている。また、近年では、定着部を記録媒体が通過する際に発生する、超微小粒子（Ultra-Fine Particle：ＵＦＰ）の装置
外部への流出が問題視され、当該流出を防ぐための提案もされている。

例えば、下記の特許文献１には、空気排出口（排風口）の開口率を変更するルーバーを設け、定着ローラー近傍の温度が１７０℃（ＵＦＰ等が発生すると考えられる温度）を超えると、ルーバーを閉じるようにして、ＵＦＰ、オゾン、トナー粉塵等の異物が装置外部へ排出されるのを抑制することが記載されている。

特開２０１３−１９５６６２号公報

また、画像形成装置においては、画像形成時、水分を多く含んだ記録媒体が定着部によって加熱されると、水蒸気が発生する。発生した水蒸気が湯気となって装置外部へ流出すると、ユーザーが発煙と見誤ってしまうおそれがある。

そのため、発生した水蒸気を、ファンを使って強制的に装置外部へ排出するという処置が一般的に採られているが、上記の特許文献１に記載された技術では、定着ローラー近傍の高温時にルーバーが閉じられるので、水蒸気の排出が妨げられるという問題がある。また、定着ローラーの温度が高い時に、ルーバーを閉じると、装置の内部温度が高くなり過ぎてしまい、画像不良などの不具合が発生する可能性がある。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、ルーバーの開口具合を変化させる必要なく、ＵＦＰの装置外部への流出を従来よりも抑制することを目的とする。

定着部を記録媒体が通過する際に発生するＵＦＰは、定着部で温められた空気に含まれており、ガス状態にある。ガス状態にあるＵＦＰについては、通常のフィルターでは捕集することができないため、当該ＵＦＰを粒子化させる必要がある。なお、ＵＦＰを粒子化させるには、ＵＦＰを冷やして凝集させれば良い。

本発明は上記知見に基づきなされた発明であり、本発明の一局面に係る画像形成装置は、トナー像を加熱して記録媒体に定着させる定着部と、前記定着部の上方に前記定着部の長手方向に延びて配置され、空気を冷やすための冷却流路と、前記冷却流路の長さ方向端部に配置され、装置本体の外壁カバーに設けられた空気排出口と、前記冷却流路内及び当該冷却流路周辺の空気を、前記空気排出口へと導くファンと、前記冷却流路と前記空気排出口との間に設けられ、空気中の異物を捕集するフィルターと、を備え、前記冷却流路は、前記定着部の上方に配設された平板状のベースプレートと、当該ベースプレートの下面
に前記冷却流路の長さ方向に延びて互いに平行に離間して並列される複数の平板状の突出部とを有し、前記ベースプレートの下面と、互いに隣り合う前記突出部とから形成される凹部に、水分吸収部材が設けられ、前記水分吸収部材は、前記突出部の先端までは配設されておらず、前記突出部は、前記水分吸収部材に覆われずに露出する部分を有し、前記突出部が延びる前記定着部の長手方向は、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向であり、前記水分吸収部材の厚みは、予め定められた大きさの前記記録媒体が前記定着部を通過する領域と対向する領域に配置された部分が、当該領域以外に配置された部分よりも、厚みが厚い。

本発明によれば、定着部で温められて上昇して冷却流路に到達した空気が、ファンに導かれ、フィルターを介して、空気排出口から装置外部へと排出される。冷却流路に触れた空気は冷やされ、当該空気に含まれるＵＦＰが粒子化されるので、当該ＵＦＰをフィルターで捕集することができる。また、冷却流路は、複数の平板状の突出部を有するので、冷却流路全体の表面積が大きく、冷却効果が増している。従って、当該構成を有しない画像形成装置よりも、ＵＦＰの装置外部への流出を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の外観を示した正面側斜視図である。 右側面カバーを取り外した、画像形成装置の外観を示した正面側斜視図である。 画像形成装置の右側内部の上方部分を下から見た斜視図である。 （Ａ）は、冷却流路を示した斜視図であり、（Ｂ）は、冷却流路を示した断面図である。 画像形成装置の外観を示した背面側斜視図である。 背面カバーを取り外した、画像形成装置の外観を示した背面側斜視図である。 定着部及びその周辺部を示した断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、別の実施形態における冷却流路の一例を示した斜視図である。 別の実施形態における冷却流路の一例を示した断面図である。 冷却流路、定着部、及び定着部を通過する記録媒体の位置関係を説明するための説明図であり、（Ａ）は側方から見た模式図であり、（Ｂ）は冷却流路を下から見た模式図である。

以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の外観を示した正面側斜視図である。図２は、右側面カバーを取り外した、画像形成装置の外観を示した正面側斜視図である。

画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機であり、装置本体１１に、原稿読取部５、画像形成部１２、給紙部１４、定着部１３、排出トレイ１５１、及び操作部４７を含んで構成されている。

原稿読取部５は、プラテンガラス（図略）に載置された原稿の画像を読み取る。画像形成部１２は、原稿読取部５による読み取りで得られた画像データに基づいて、記録媒体（記録紙）にトナー像を形成する。給紙部１４は、給紙カセットに収容された記録紙をピックアップして搬送する。

定着部１３は、右側面カバー２１の内側に配置され、記録媒体上のトナー像を加熱して、熱圧着によりトナー像を記録媒体に定着させる。また、定着部１３は、その長手方向（記録媒体の搬送方向と直交する方向）が装置本体１１の正面から背面に向かう方向となるように、装置本体１１に配置されている。排出トレイ１５１は、装置本体１１の胴部に配置され、装置本体１１から排出された記録媒体を積載する。

操作部４７は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理について操作者から画像形成動作実行指示や原稿読取動作実行指示等の指示を受け付ける。操作部４７は、操作者への操作案内等を表示する表示部４７３を備えている。表示部４７３はタッチパネルになっており、操作者は画面表示されるボタンやキーに触れて画像形成装置１を操作することができる。

図３は、画像形成装置１の右側内部の上方部分を下から見た斜視図である。画像形成装置１の装置本体１１内における定着部１３の上方となる位置には、冷却流路５１が設けられている。冷却流路５１は、定着部１３で温められて上昇した空気を冷やすための流路である。冷却流路５１は、定着部１３の長手方向に延びて配置されている。

図４（Ａ）は、冷却流路５１を示した斜視図であり、図４（Ｂ）は、冷却流路５１を示した断面図である。冷却流路５１は、ベースプレート５２と、突出部５３とを有している。ベースプレート５２は、冷却流路５１の長さ方向に延びる平板状に形成されている。突出部５３は、平板状とされ、ベースプレート５２の下面に冷却流路５１の長さ方向に延びて互いに平行に離間して複数並列されている。但し、突出部５３については、ベースプレート５２の上面にも、ベースプレート５２の下面と同様に、冷却流路５１の長さ方向に延びて互いに平行に離間して複数並列させても良い。

図４（Ａ）に示すように、突出部５３は、ベースプレート５２の幅方向における中央部に配置された突出部５３よりも、当該方向における端部に配置された突出部５３の方が、高さを高くして形成されている。但し、全ての突出部５３の当該高さを同じとすることも可能である。また、突出部５３は、装置本体１１の正面から背面に向かう方向に（すなわち、定着部１３の長手方向と平行に）延びている。

冷却流路５１は、複数の平板状の突出部５３を有するので、冷却流路５１全体の表面積が大きく、冷却効果が増している。また、定着部１３で温められて上昇した空気に含まれるＵＦＰが冷却流路５１に接触する確率についても高めることができる。なお、冷却流路５１の素材としては、熱伝導率の良い樹脂やアルミニウムなどの金属が好ましい。

ベースプレート５２と隣同士の突出部５３とから形成される凹部には、水分吸収部材６１が配設されている。水分吸収部材６１は、突出部５３の先端５３Ａまでは嵌合されていないので、突出部５３の表面が露出する露出部分５３Ｂが存在する。すなわち、水分吸収部材６１は、突出部５３の先端までは配設されていない。突出部５３は、水分吸収部材６１に覆われずに露出する部分を有する。これは、突出部５３と当該空気とが直に接触する部分を残すためである。なお、水分吸収部材６１の素材としては、例えば、スポンジ又は不織布等を用いる。

図５は、画像形成装置の外観を示した背面側斜視図である。図６は、背面カバーを取り外した、画像形成装置の外観を示した背面側斜視図である。背面カバー２２の左側上部には、空気排出口８１が形成され、空気排出口８１にルーバー２３が配置されている。空気排出口８１は、冷却流路５１の長さ方向端部に配置されている。

冷却ファン８２は、背面カバー２２の内側に、空気排出口８１（ルーバー２３）と対向する場所に配置され、冷却流路５１（図３）内部及び冷却流路５１周辺の空気を空気排出口８１へと導く。破線で示した矢印Ａ１は、冷却ファン８２が引き込む空気の流れを示している。

空気排出口８１（ルーバー２３）と、冷却ファン８２との間に、空気中の異物を捕集するためのフィルターＦ（図６）が配置され、冷却流路５１及び冷却流路５１周辺の空気は、冷却ファン８２によって引き込まれて、当該フィルターＦを通過して装置本体１１から外部に排出される。

なお、冷却ファン８２については、背面側ではなく、正面側に配置したり、正面、背面の両側に配置したりするようにしても良い。なお、正面側に配置した冷却ファンの風向は、画像形成装置１の正面側から外気を装置内に引き込んで、装置背面方向に空気を送って排出するように構成される。

図７は、定着部１３及びその周辺部を示した断面図である。定着部１３は加熱ローラー１３１及び加圧ローラー１３２を含んで構成され、加熱ローラー１３１と加圧ローラー１３２との間を通過する記録媒体は、定着部１３の上方に配置されている排出ガイド１５３にガイドされて、記録媒体排出口１５２から排出トレイ１５１へ排出される。破線で示した矩形領域Ｅ１は、冷却ファン８２の配置場所を示し、破線で示した矢印Ａ２は、定着部１３で温められて上昇する空気の流れを示している。排出ガイド１５３及び排出ガイド１５３を補強するための補強部材（例えば、排出ガイド１５３を上方から支持するための支持部材１５４）には、空気を通過させるための第２の貫通孔（図略）を設けて、定着部１３で温められて上昇する空気が冷却通路５１へ到達しやすくするようにしても良い。

上記第１実施形態によれば、定着部１３で温められて上昇して冷却流路５１に到達した空気が、冷却ファン８２に引き込まれ、冷却流路５１の突出部５３に接触しながら、フィルターＦを通過して、空気排出口８１から装置本体１１外部へと排出される。冷却流路５１に触れた空気は冷やされ、当該空気に含まれるＵＦＰが粒子化されるので、当該ＵＦＰをフィルターで的確に捕集することができる。また、冷却流路５１は、複数の平板状の突出部５３を有するので、冷却流路５１全体の表面積が大きく、冷却効果が増している。従って、ＵＦＰの装置本体１１外部への排出を当該構成を有しない画像形成装置よりも抑制することができる。

また、定着部１３で加熱されることによって、記録媒体から発生した水蒸気については、冷却流路５１で冷やされて液化するので、水分吸収部材６１で吸収させることができる。水蒸気を含んだ湿った空気がフィルターを通過すると、当該フィルターが濡れてしまい、フィルターの捕集効果や冷却ファン８２の吸引力が低下するという問題が発生するが、上記第１実施形態では、水分吸収部材６１が冷却流路５１を通過する空気の水分を吸収可能なので、当該問題が発生するのを阻止することができる。また、ＵＦＰの一部は、水分を含む水分吸収部材６１により捕集されるので、水分吸収部材６１は、水分の吸収だけでなく、ＵＦＰの捕集効果も有する。

また、別の実施形態では、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、冷却流路５１のベースプレート５２には、冷却流路５１の長さ方向に、空気を通過させる貫通孔５４Ａ，５４Ｂが複数並設され、更に、冷却流路５１の幅方向（冷却流路５１の長さ方向に直交する方向）における複数の位置で当該並設がされているものとしてもよい。更には、当該幅方向において隣り合う貫通孔５４Ａ，５４Ｂは、上記長さ方向における互いに異なる位置に配設されるものとしてもよい。このようにして、水分吸収部材６１を通過し、貫通孔５４Ａ，５４Ｂから冷却流路５１の上方に抜けた空気を冷却ファン８２で引き込み、空気排出口８１に導くようにしてもよい。さらに、ベースプレート５２の上方に、ファン８２とは異なる、冷却流路５１の上方に空気を引き込む第２のファンを配置するようにしてもよい。このように第２のファンを設ける場合、少なくとも、当該第２のファンが設けられているベースプレート５２上面部分に、貫通孔５４Ａ，５４Ｂが設けられていれば足りる。

また、上記第１実施形態では、ベースプレート５２と隣同士の突出部５３とから形成される凹部に、水分吸収部材６１が配設されている冷却流路５１を用いる場合について説明しているが、図９に示すように、ベースプレート５２の下面及び突出部５３の表面に、水分吸収部材６１を貼り付けて設けるようにしてもよい。すなわち、ベースプレート５２の下面及び突出部５３の表面が、水分吸収部材６１が貼り付けられて覆われている。

図１０は、冷却流路５１、定着部１３、及び定着部１３を通過する記録紙（記録媒体の一例）の位置関係を説明するための説明図であり、（Ａ）は側方から見た模式図であり、（Ｂ）は冷却流路５１を下から見た模式図である。記録媒体である記録紙Ｐ１は予め定められた大きさ（例えば、ビジネスシーンで使用頻度の最も高いＡ４サイズ）の記録紙である。

記録紙Ｐ１が定着部１３を通過するのは領域Ｅ２であるので、定着部１３によって加熱されて記録紙Ｐ１から発生した水蒸気が、冷却流路５１に比較的多く到達するのは、領域Ｅ２に対向する領域Ｅ３となる。そのため、更なる別の実施形態では、領域Ｅ３に配置された水分吸収部材６１の厚み（水分吸収部材６１の上下方向の幅）を、領域Ｅ３以外に配置された水分吸収部材６１の厚みよりも厚くする、又は領域Ｅ３にのみ水分吸収部材６１を設ける。これにより、記録紙Ｐ１から発生した水蒸気をより効果的に水分吸収部材６１により回収可能にする。更に、領域Ｅ３以外に配設されている水分吸収部材６１の厚みを比較的薄くできる、又は領域Ｅ３以外には水分吸収部材６１を設けないので、この領域Ｅ３においては、突出部５３の表面の露出部分５３Ｂ（図４）を大きくすることができる。

また、上記実施形態では、図１乃至図１０を用いて上記実施形態により示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。

１ 画像形成装置
１３ 定着部
５１ 冷却流路
５２ ベースプレート
５３ 突出部
５４Ａ，５４Ｂ 貫通孔
６１ 水分吸収部材
８１ 空気排出口
８２ 冷却ファン
Ｆ フィルター

Claims (7)

1. トナー像を加熱して記録媒体に定着させる定着部と、
   前記定着部の上方に前記定着部の長手方向に延びて配置され、空気を冷やすための冷却流路と、
   前記冷却流路の長さ方向端部に配置され、装置本体の外壁カバーに設けられた空気排出口と、
   前記冷却流路内及び当該冷却流路周辺の空気を、前記空気排出口へと導くファンと、
   前記冷却流路と前記空気排出口との間に設けられ、空気中の異物を捕集するフィルターと、を備え、
   前記冷却流路は、前記定着部の上方に配設された平板状のベースプレートと、当該ベースプレートの下面に前記冷却流路の長さ方向に延びて互いに平行に離間して並列される複数の平板状の突出部とを有し、
   前記ベースプレートの下面と、互いに隣り合う前記突出部とから形成される凹部に、水分吸収部材が設けられ、
   前記水分吸収部材は、前記突出部の先端までは配設されておらず、
   前記突出部は、前記水分吸収部材に覆われずに露出する部分を有し、
   前記突出部が延びる前記定着部の長手方向は、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向であり、
   前記水分吸収部材の厚みは、予め定められた大きさの前記記録媒体が前記定着部を通過する領域と対向する領域に配置された部分が、当該領域以外に配置された部分よりも、厚みが厚い画像形成装置。
2. 前記冷却流路は、前記ベースプレートの下面に加え、当該ベースプレートの上面にも、前記冷却流路の長さ方向に延びて互いに平行に離間して並列される複数の平板状の前記突出部を有する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ベースプレートの下面に形成された前記突出部は、前記ベースプレートの幅方向における中央部に配置された前記突出部よりも、当該方向における端部に配置された前記突出部の方が、高さを高くして形成されている請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記ベースプレートに、前記空気を通過させる貫通孔が設けられ、前記ベースプレートの上面であって前記貫通孔の配設位置に、当該貫通孔から前記冷却流路の上方に抜けた空気を引き込む第２のファンが設けられている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記ベースプレートには、前記冷却流路の幅方向における複数の位置において、前記冷却流路の長さ方向に複数の前記貫通孔が並設されており、前記幅方向において隣り合う前記貫通孔は、前記長さ方向において異なる位置に配設されている請求項４に記載の画像形
   成装置。
6. 前記定着部の上方に配置され、排出トレイへの前記記録媒体の排出をガイドする排出ガイド及び当該排出ガイドを補強するための補強部材に、第２の貫通孔が設けられている請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記冷却流路は、熱伝導率の良い材料で形成されている請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。