JP7135486B2 - 加熱ユニット及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、加熱ユニット及び画像形成装置に関する。
特許文献1には、定着装置の熱源から発生する熱が周囲の感光体や現像器の温度上昇をもたらすのを避けるため、熱遮蔽板を設ける技術が開示されている。
特開2005-91522号公報
例えば定着装置においては、電子部品への熱の伝達を抑えるため、加熱ロールの端よりも外側にコネクタ等の電子部品を配置することがある。そうすると、加熱ロールの端よりも内側に設ける場合に比べて、電子部品への熱の伝達は抑えやすいが、定着装置の寸法が大きくなりやすい。例えば装置内部のスペースの関係で、電子部品の位置を加熱ロールの端よりも内側にして定着部の寸法を小さくしたい場合には、電子部品への熱の伝達を如何にして抑えるかが問題になる。
そこで、本発明は、発熱する回転部材の端よりも内側に電子部品を配置する場合に、他の位置に比べて回転部材からの熱の伝達が抑制される位置に電子部品を配置することを目的とする。
本発明の請求項1に係る加熱ユニットは、発熱する第1回転部材と、前記第1回転部材に押し当てられ、シートが通過するニップ領域を形成する第2回転部材と、前記第1及び第2回転部材を回転可能に支持する筐体と、前記筐体に固定された電子部品であって、前記ニップ領域の長手方向における位置が前記ニップ領域を通過する最小のシートと共通する部分を有し、且つ、前記第1回転部材との間に他の部材が配置された電子部品とを備えることを特徴とする。
本発明の請求項2に係る加熱ユニットは、発熱する第1回転部材と、前記第1回転部材に押し当てられ、シートが通過するニップ領域を形成する第2回転部材と、前記第1回転部材の前記第2回転部材とは反対側に配置される電子部品であって、前記ニップ領域の長手方向における位置が前記ニップ領域を通過するシートと共通する部分を有し、且つ、前記第1回転部材との間に他の部材が配置された電子部品とを備えることを特徴とする。
本発明の請求項3に係る加熱ユニットは、請求項1に記載の構成において、前記筐体は起伏部を有し、前記電子部品は前記起伏部に固定されていることを特徴とする。
本発明の請求項4に係る加熱ユニットは、請求項2に記載の構成において、前記第1及び第2回転部材を回転可能に支持する筐体を備え、前記電子部品は前記筐体から離れた位置に配置されることを特徴とする。
本発明の請求項5に係る加熱ユニットは、請求項1、3又は4のいずれか1項に記載の構成において、前記電子部品と前記第1回転部材との間に前記筐体以外の断熱部材が設けられており、前記長手方向における前記断熱部材の寸法が、前記第1回転部材の発熱部分
の前記長手方向における寸法より小さいことを特徴とする。
本発明の請求項6に係る加熱ユニットは、請求項1から5のいずれか1項に記載の構成において、前記電子部品はコネクタであり、前記筐体の内部で前記第1回転部材に対向して配置されたセンサであって、前記コネクタと前記長手方向における位置が共通する部分を有するセンサと、前記コネクタと前記センサを繋ぐ配線とを備えることを特徴とする。
本発明の請求項7に係る加熱ユニットは、請求項1から6のいずれか1項に記載の構成において、前記電子部品は、自ユニットの取付け先である本体に自ユニットが取り付けられた場合に前記第1回転部材の鉛直上方に位置しないように配置されることを特徴とする。
本発明の請求項8に係る加熱ユニットは、請求項1から7のいずれか1項に記載の構成において、前記電子部品は、前記第1回転部材の前記長手方向の中心に位置する部分を有することを特徴とする。
本発明の請求項9に係る加熱ユニットは、請求項1から8のいずれか1項に記載の構成において、前記電子部品と前記第1回転部材との間に断熱部材が設けられており、当該断熱部材は、前記電子部品との距離が前記第1回転部材との距離に比べて長いことを特徴とする。
本発明の請求項10に係る加熱ユニットは、請求項1から9のいずれか1項に記載の構成において、前記電子部品と前記第1回転部材との間に断熱部材が設けられており、前記電子部品及び当該断熱部材の間には、前記長手方向に角度を成す方向に空気が通過する第1空間が設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項11に係る加熱ユニットは、請求項10に記載の構成において、前記第1空間に吹き込む空気が、前記断熱部材及び前記第1回転部材の間の第2空間に流れ込まないよう遮断する遮断部を有することを特徴とする。
本発明の請求項12に係る加熱ユニットは、請求項1から11のいずれか1項に記載の構成において、前記電子部品は、板状の形をしており、一方の面を前記第1回転部材側又は前記第1回転部材側とは反対側に向けて配置され、当該一方の面に接する面を有する支持部材によって支持されていることを特徴とする。
本発明の請求項13に係る画像形成装置は、請求項1から12のいずれか1項に記載の加熱ユニットと、前記ニップ領域を含む搬送路に沿ってシートを搬送する搬送部と、搬送される前記シートに前記ニップ領域よりも上流で画像を形成する画像形成部とを備えることを特徴とする。
本発明の請求項14に係る画像形成装置は、請求項10又は11に記載の加熱ユニットと、前記ニップ領域を含む搬送路に沿ってシートを搬送する搬送部と、搬送される前記シートに前記ニップ領域よりも上流で画像を形成する画像形成部と、自装置の内部空間において前記長手方向の位置が前記電子部品よりも外側に配置されて内側に向けて送風する第1送風部と、前記内部空間において前記長手方向の位置が前記電子部品よりも外側且つ前記第1送風部の反対側に配置されて内側に向けて送風する第2送風部とを備え、前記第1送風部及び前記第2送風部の前記長手方向における中央の位置と前記第1空間の前記長手方向における位置とが重なるように前記電子部品が配置されていることを特徴とする。
請求項1、2、13、14に係る発明によれば、発熱する回転部材の端よりも内側に電子部品を配置する場合に、他の位置に比べて回転部材からの熱の伝達が抑制される位置に電子部品を配置することができる。
請求項3に係る発明によれば、電子部品が平面状の筐体に固定される場合に比べて、筐体を介して電子部品に伝達される熱量を少なくすることができる。
請求項4に係る発明によれば、電子部品が筐体に固定される場合に比べて、回転部材から電子部品に伝達される熱量を少なくすることができる。
請求項5に係る発明によれば、発熱部分の全体に断熱部材を設ける場合に比べて、断熱部材のコストを小さくすることができる。
請求項6に係る発明によれば、センサ及びコネクタを本発明のように配置しない場合に比べて、配線を短くすることができる。
請求項7に係る発明によれば、発熱する回転部材の鉛直上方に電子部品が配置される場合に比べて、電子部品への熱の伝達を抑制することができる。
請求項8に係る発明によれば、シートのサイズがどれだけ小さくなっても、発熱する回転部材からの電子部品への熱の伝達を抑制するという効果を得ることができる。
請求項9に係る発明によれば、本発明の距離の関係が反対の場合に比べて電子部品の温度上昇を抑制するという効果を得ることができる。
請求項10に係る発明によれば、第1空間が設けられていない場合に比べて電子部品の冷却効果が高められるという効果を得ることができる。
請求項11に係る発明によれば、第1回転部材に風が当たって冷却されるという事象を防止するという効果を得ることができる。
請求項12に係る発明によれば、板状の形の電子部品において面の部分で支持されない場合に比べて電子部品を安定させるという効果を得ることができる。
請求項14に係る発明によれば、電子部品の配置が異なっている場合に比べて電子部品の冷却効果が高められるという効果を得ることができる。
実施例に係る画像形成装置の全体構成を表す図 定着部を拡大して表す図 搬送方向から見た定着部を表す図 シートの通過領域を表す図 搬送方向から見た比較用の定着部を表す図 変形例の電子部品の固定方法の例を表す図 変形例の定着部を表す図 変形例の定着部を表す図 搬送方向から見た変形例の定着部を表す図 回転軸方向に見た変形例の定着部を表す図 変形例の定着部を表す図 変形例の定着部を表す図 変形例の画像形成装置を表す図 鉛直上方から見た画像形成装置の内部を模式的に表す図 変形例の定着部を表す図 変形例の定着部を表す図 変形例の定着部を表す図
[1]実施例
図1は実施例に係る画像形成装置1の全体構成を表す。画像形成装置1は、電子写真方式で媒体にカラーの画像を形成する装置である。画像形成装置1は、図示せぬ通信回線で外部装置と接続されており、その外部装置から画像データが送信されてくると、その画像
データを例えばRGB形式からCMYK形式で色を表す画像データに変換する処理を施す。画像形成装置1は、処理を施した画像データに基づき、色がそれぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)である4種類のトナーを媒体に定着させてカラー画像を形成する。
画像形成装置1は、トナー像転写部11(11Y、11M、11C、11K)と、中間転写ベルト12と、給紙部13(13-1、13-2)と、搬送部14と、二次転写部15と、定着部20とを備える。トナー像転写部11は、Y、M、C、Kの色毎に中間転写ベルト12に沿って設けられており、各色のトナー像を中間転写ベルト12上に重ねて転写することで、画像データが表す画像を形成する。中間転写ベルト12は、無端のベルトであり、トナー像転写部11により形成された画像を保持する。
給紙部13は、はがきや用紙等の各種のサイズのシートを保持し、搬送部14に送り出す。給紙部13-1は、画像形成装置1の内部に格納されており、A4サイズ及びB4サイズ等の定形サイズの用紙であるシートSH1を給紙する。給紙部13-2は、画像形成装置1の外部に露出しており、定形サイズの用紙の他、給紙部13-1からは給紙できない大型サイズ又は小型サイズのシートSH2を給紙する。画像形成装置1においては、最小サイズのシートとして、はがきが給紙される。
搬送部14は、複数のローラを備え、給紙部13から送り出されてきたシートを搬送路B1に沿って搬送方向A1に搬送する。搬送部14により搬送されたシートは、二次転写部15及び定着部20を順次通過する。二次転写部15は、転写ロール及びバックアップロールを備える。転写ロール及びバックアップロールは、中間転写ベルト12及び搬送路B1を挟んで配置され、間に転写電圧が印加される。これにより、二次転写部15は、中間転写ベルト12が保持している画像を搬送部14により搬送されてくるシートに転写する。画像が転写されたシートは、定着部20によりその画像が定着されて、搬送部14により画像形成装置1の外部に排出される。
定着部20は、画像が転写されたシートに加熱及び加圧して画像をシートに定着させる。定着部20は、画像形成装置1の本体から着脱可能なユニットとして形成されている。定着部20は本発明の「加熱ユニット」の一例である。定着部20は、それぞれ回転軸を中心に回転する加熱ロール201及び加圧ロール202を備える。
図1では、両ロールの回転軸に沿った方向のうち、図の手前から奥に向かう方向を回転軸方向A2といい、回転軸方向A2に見た定着部20を表している。加熱ロール201は発熱する回転部材であり、本発明の「第1回転部材」の一例である。加圧ロール202は、加熱ロール201と互いの回転軸が沿うように配置されている。
加圧ロール202は、加熱ロール201に押し当てられ、シートが通過するニップ領域N1を加熱ロール201と共に形成する回転部材であり、本発明の「第2回転部材」の一例である。ニップ領域N1は、搬送路B1の一部を成しており、定着部20には、ニップ領域N1を含む搬送路B1に沿ってシートが搬送されてくる。このシートには、トナー像転写部11、中間転写ベルト12及び二次転写部15により画像が形成されている。
このように、搬送されるシートにニップ領域N1よりも上流で画像を形成するトナー像転写部11、中間転写ベルト12及び二次転写部15は、本発明の「画像形成部」の一例である。ニップ領域N1を通過するシートには、加熱ロール201が発生させた熱が加えられ、加熱ロール201及び加圧ロール202から圧力が加えられる。こうして定着部20は、二次転写部15によりシートに転写された画像をそのシートに定着させる。
図2は定着部20を拡大して表す。定着部20は、加熱ロール201及び加圧ロール202を格納し、回転可能に支持する筐体210を備える。加熱ロール201及び加圧ロール202は、本実施例では、鉛直方向に沿って並べて(並列して)配置されており、加熱ロール201が鉛直下方に配置されている。図2では、加熱ロール201から加圧ロール202に向かう方向を第1並列方向A3といい、加圧ロール202から加熱ロール201に向かう方向を第2並列方向A4という。第1並列方向A3及び第2並列方向A4はいずれも鉛直方向に沿っている。
筐体210は、加熱ロール201及び加圧ロール202を格納する第1格納空間211と、第1格納空間211の第2並列方向A4側に第2格納空間212とを形成している。第1格納空間211は、ニップ領域N1の上流側及び下流側の搬送路B1が形成されている箇所が開口している。第1格納空間211及び第2格納空間212は内壁213によって隔てられている。内壁213には、熱センサ220を取り付けるための孔が設けられている。
熱センサ220は、加熱ロール201の外周面の表面温度を測定し、筐体210の内部で加熱ロール201に対向して配置されている。熱センサ220は本発明の「センサ」の一例である。加熱ロール201は、内部に発熱源であるハロゲンランプ203を備えている。熱センサ220及びハロゲンランプ203には、図2では表していない配線が接続されていて、それらの配線はコネクタ230に接続されている。
これらの配線は、第1格納空間211及び第2格納空間212に収められている。筐体210は、第2格納空間212の第2並列方向A4側に蓋部214を有する。蓋部214を開けることで、第2格納空間212に収められている配線及び熱センサ220が露出されて例えば作業員による作業が可能になる。蓋部214には、コネクタ230を取り付けるための孔が設けられている。
コネクタ230は、熱センサ220及びハロゲンランプ203に外部からの電力供給及び信号伝達を行う配線を束ねる部品である。コネクタ230は本発明の「電子部品」の一例である。コネクタ230は、筐体210の第2並列方向A4側に固定され、筐体210の外部に露出している。コネクタ230は、この露出した部分が画像形成装置1の本体側のコネクタに嵌め込まれ、定着部20の配線と本体側の配線とを接続する。
また、コネクタ230は、加熱ロール201から見て加圧ロール202とは反対側に配置されている。つまり、コネクタ230、加熱ロール201及び加圧ロール202は、第1並列方向A3又は第2並列方向A4に真っ直ぐ並べて配置されている。画像形成装置1においては、加熱ロール201が加圧ロール202よりも鉛直下方に位置しているため、コネクタ230は、定着部20の取付け先である画像形成装置1の本体に定着部20が取り付けられた場合に、加熱ロール201の鉛直上方に位置しないように(本実施例では加熱ロール201の鉛直下方に)配置される。
また、コネクタ230と加熱ロール201との間には、コネクタ230とは異なる部材である内壁213及び熱センサ220が配置されている。内壁213及び熱センサ220は、それぞれが電子部品(本実施例ではコネクタ230)と第1回転部材(本実施例では加熱ロール201)との間に配置される部材であり、本発明の「他の部材」の一例である。つまり、加熱ロール201の第2並列方向A4側に内壁213及び熱センサ220が配置されており、内壁213及び熱センサ220のさらに第2並列方向A4側にコネクタ230が配置されている。
言い換えると、コネクタ230の第1並列方向A3側に内壁213及び熱センサ220
が配置されており、内壁213及び熱センサ220のさらに第1並列方向A3側に加熱ロール201が配置されている。このように内壁213及び熱センサ220が配置されていることで、加熱ロール201が放射する熱が直接にはコネクタ230に到達しないようになっており、この熱が直接到達する場合に比べてコネクタ230への加熱ロール201からの熱の伝達が抑制されている。
図3は搬送方向A1から見た定着部20を表す。図3では、ニップ領域N1の長手方向A5が表されている。ニップ領域N1は、例えば回転軸方向A2に十数cm(センチメートル)から数十cm程度の長さで且つ搬送方向A1に数mm(ミリメートル)程度の長さの領域となる。従って、長手方向A5は、回転軸方向A2に沿った方向となる。また、長手方向A5は、ニップ領域N1を搬送方向A1に向けて通過するシートの幅方向(搬送方向A1に直交する方向)に沿った方向にもなる。加熱ロール201及び加圧ロール202は、通常は回転軸が水平方向に沿うように設けられるので、回転軸方向A2及び長手方向A5も、水平方向に沿った方向となっている。
第2格納空間212には、コネクタ230と熱センサ220とを接続する配線221及び配線222が格納されている。内壁213の長手方向A5の端には、配線を通すための孔があいている。コネクタ230とハロゲンランプ203とは、その孔を通して設けられた配線231、232で接続されている。本実施例では、熱センサ220は、加熱ロール201の長手方向A5の中心C1に対向する位置に配置されている。コネクタ230の長手方向A5の配置は、ニップ領域N1をシートが通過する領域(シートの通過領域)に基づいて決められている。
図4はシートの通過領域を表す。図4では、ニップ領域N1のうち、画像形成装置1において用いられる長手方向A5の寸法が最大となるサイズのシートの通過領域D1と、長手方向A5の寸法が最小となるサイズのシート(はがき)の通過領域D2とが表されている。画像形成装置1においては、通過領域D1、D2も、これ以外のサイズのシートの通過領域も、いずれも長手方向A5の中心が加熱ロール201の長手方向A5の中心C1と重なるように、搬送部14がシートを搬送している。
ハロゲンランプ203は、長手方向A5の寸法が通過領域D1の長手方向A5の長さよりも大きくなっている。これにより、長手方向A5の寸法が最大のシートであっても長手方向A5の端から端まで熱が加えられるようになっている。コネクタ230は、長手方向A5の寸法L1が、通過領域D1の長手方向A5の長さよりも小さく、且つ、通過領域D2の長手方向A5の長さよりも小さい。
コネクタ230は、金属及び半導体等で形成された回路部分233と、回路部分を覆うプラスチック等で形成されたカバー部分234とを有する。カバー部分234は電気を通すわけではないが、画像形成装置1の本体側のコネクタに嵌め込まれた状態を保持するために必要な部品なので、カバー部分234を含めて電子部品とみなす。従って、コネクタ230の寸法とはカバー部分234の寸法を言うものとする。
コネクタ230は、自身の長手方向A5の中心C2が、加熱ロール201の長手方向A5の中心C1に位置している。つまり、コネクタ230は、加熱ロール201の長手方向A5の中心C1に位置する部分(本実施例では中心C2の部分)を有している。中心C1には通過領域D1及びD2も位置しているため、コネクタ230は、長手方向A5の位置が通過領域D1及びD2と共通する部分も有している。
これを言い換えると、長手方向A5に直交する仮想の平面の中に、コネクタ230と、通過領域D1及びD2との両方に交わる平面が存在することを意味する。では、そのよう
な平面が存在しない場合、すなわち、コネクタが通過領域D1及びD2と長手方向A5の位置が共通する部分を有しない場合について、比較用の定着部を表す図5を参照して説明する。
図5は搬送方向A1から見た比較用の定着部20xを表す。定着部20xは、コネクタ230xが、加熱ロール201の長手方向A5の端よりも外側に配置されている。そのため、コネクタ230xは、どの部分をとっても、長手方向A5の位置が通過領域D1及びD2の長手方向A5の位置と共通していないし、コネクタ230と通過領域D1及びD2との両方に交わる前述した仮想の平面も存在していない。
これに対し、本実施例である図4の例では、コネクタ230の長手方向A5のどの部分においても前述した仮想の平面が存在する。すなわち、コネクタ230は、どの部分においても長手方向A5の位置が通過領域D1及びD2と共通している。通過領域D1は、ニップ領域N1のうち長手方向A5の寸法が最大となるサイズのシートが通過する領域であるから、コネクタ230は、長手方向A5の位置がニップ領域N1を通過する最大のシート(長手方向A5の寸法が最大のシート)とも共通する部分を有していることになる。
また、通過領域D2は、ニップ領域N1のうち長手方向A5の寸法が最小となるサイズのシートが通過する領域であるから、コネクタ230は、長手方向A5の位置がニップ領域N1を通過する最小のシート(長手方向A5の寸法が最小のシート)と共通する部分を有していることになる。また、コネクタ230は、熱センサ220とも、長手方向A5における位置が共通する部分を有している。
加熱ロール201が発生させた熱が電子部品(本実施例ではコネクタ230)に伝達すると、電子部品の故障の原因になる。図5の例のように電子部品(コネクタ230x)を加熱ロール201の長手方向A5の端201Eよりも外側に配置すると、端201Eよりも長手方向A5の内側に配置する場合に比べて、電子部品と熱源(加熱ロール201)とが離れるが、図5の例のように定着部の長手方向A5の寸法が大きくなりやすい。本実施例では、コネクタ230を端201Eよりも長手方向A5の内側に配置することで、図5の例に比べて定着部の長手方向A5の寸法が小さくなっている。
ニップ領域N1をシートが通過すると、加熱ロール201が発生させた熱が画像の定着及びシートの温度上昇に用いられ、加熱ロール201の外周面のうちシートの通過領域の温度がそれ以外の領域の温度に比べて低くなる。本実施例では、そのようにシートの通過によって他の領域に比べて温度が下がり易い通過領域D1及びD2と長手方向A5の位置が共通するようにコネクタ230が配置されている。
これにより、端201Eよりも長手方向A5の内側の位置の中でも、他の位置に比べて加熱ロール201からの熱の伝達が抑制される位置にコネクタ230が配置されている。特に、コネクタ230及び通過領域D2の長手方向A5の位置が共通するので、それらが共通しない場合に比べて、どのサイズのシートがニップ領域N1を通過する場合でも、コネクタ230への加熱ロール201からの熱の伝達が抑制される。
また、本実施例では、コネクタ230が加熱ロール201の長手方向A5の中心C1に位置する部分を有している。これにより、シートのサイズをどれだけ小さくした場合でも、必ずそのシートとコネクタ230の長手方向A5の位置が共通することになるので、前述したようにコネクタ230への加熱ロール201からの熱の伝達が抑制されるという効果が得られることになる。
例えばコネクタ230が加熱ロール201から見て加圧ロール202側に配置されてい
ると、コネクタ230から熱センサ220への配線が図3に表す配線221及び222に比べて長くなる。また、例えばコネクタ230が加熱ロール201及び加圧ロール202に対して搬送方向A1にずれた位置に配置された場合、図2に表す配置に比べて定着部の搬送方向A1の寸法が大きくなる。
本実施例では、図2に表すように、コネクタ230が加熱ロール201から見て加圧ロール202とは反対側に配置され、且つ、コネクタ230、加熱ロール201及び加圧ロール202が第1並列方向A3に真っ直ぐ並べて配置されることで、そうでない配置をする場合に比べて、配線が短くなり、且つ、定着部の搬送方向A1の寸法を小さくしやすくなっている。
また、本実施例では、定着部20が画像形成装置1の本体に取り付けられた場合に、コネクタ230が加熱ロール201の鉛直下方に配置される。これにより、コネクタ230が加熱ロール201の鉛直上方に配置される場合に比べて、加熱ロール201が発生させる熱のコネクタ230への伝達が抑制される。
また、例えば図5の例では、コネクタ230xが熱センサ220と長手方向A5における位置が共通する部分を有しておらず、長手方向A5にずれている分だけ配線221x及び222xが長くなっている。本実施例では、コネクタ230が熱センサ220と長手方向A5における位置が共通する部分を有することで、図5の例に比べて、コネクタ230及び熱センサ220を繋ぐ配線が短くなっている。
[2]変形例
上述した実施例は本発明の実施の一例に過ぎず、以下のように変形させてもよい。また、実施例及び各変形例は、必要に応じて組み合わせて実施してもよい。
[2-1]電子部品
定着部が備える電子部品は、コネクタに限らない。例えば加熱ロール201の温度が過剰に上昇した場合にハロゲンランプ203への電力供給を停止する温度の自動調節回路(サーモスタット)等が電子部品として用いられてもよい。その場合でも、実施例のように電子部品を配置することで、他の位置に比べて加熱ロール201からの熱の伝達が抑制される位置に電子部品が配置される。
[2-2]筐体の形状
筐体の形状は実施例で述べたものに限らない。筐体は、例えば加熱ロール201及び加圧ロール202を格納する第1格納空間211だけを形成して、第2格納空間212を形成していなくてもよい。その場合、電子部品及び配線は定着部の外部に露出して設けられる。
[2-3]筐体への固定方法
電子部品の筐体への固定方法は実施例と異なっていてもよい。
図6は本変形例の電子部品230bの固定方法の例を表す。図6(a)では、電子部品230aが、筐体210aの加熱ロール201とは反対向きで且つ平面状の表面215aに取り付けられている。
図6(b)では、筐体210bが加熱ロール201とは反対向きの表面215bに起伏部216を有しており、電子部品230bが、その起伏部216に固定されている。起伏部216は、より詳細には、筐体210bの表面のうち、回転軸方向A2に沿って細長い棒状の突起を、間隔をあけて複数並べた部分である。
加熱ロール201が発した熱は空気及び筐体を介して電子部品に伝達する。筐体は、例えばプラスチック、樹脂又は金属等で形成されるが、いずれを材料とした場合でも、空気よりは熱伝導率が高い。そのため、図6(b)のように電子部品を筐体の起伏部に固定することで、図6(a)のように筐体の平面状の表面に固定する場合に比べて、電子部品が筐体と接触する面積が少なくなり、筐体を介して電子部品に伝達される熱量が少なくなる。
なお、起伏部の形状は図6で述べたものに限らず、例えば円柱、四角柱、三角錐及び半球等の形をした突起を、間隔をあけて複数並べた形状であってもよい。また、筐体の表面に突起を設けるのではなく、窪みを設けて起伏部としてもよい。その場合でも、起伏部に固定した電子部品と筐体との接触面積は、平面状の表面に電子部品を固定する場合に比べて少なくなるので、筐体を介して電子部品に伝達される熱量が少なくなる。
[2-4]電子部品の本体側への固定
電子部品は、筐体に固定するのではなく、画像形成装置の本体側に固定してもよい。
図7は本変形例の定着部20cを表す。定着部20cは、加熱ロール201と、筐体210cと、熱センサ220cと、コネクタ230cと、配線221c及び222cとを備える。筐体210cには、配線221c及び222cが通される孔があいている。
配線221c及び222cの一端は熱センサ220cに接続され、他端はコネクタ230cに接続されている。コネクタ230cは、筐体210cには固定されず、定着部20cを画像形成装置の本体に取り付けたときに、本体側のコネクタに差し込むことで固定される。このときのコネクタ230cは、筐体210cから離れた位置に配置されることになる。これにより、電子部品が筐体に直接固定される場合に比べて、加熱ロール201から電子部品に伝達される熱量が少なくなる。
なお、コネクタ230cは、筐体210cに固定されていないことを除き、実施例のコネクタ230のように配置されている。例えばコネクタ230cは、長手方向A5の位置が通過領域D1及びD2と共通する部分を有している。これにより、実施例と同じく、加熱ロール201の端201Eよりも長手方向A5の内側の位置の中でも、他の位置に比べて加熱ロール201からの熱の伝達が抑制される位置にコネクタ230cが配置されることになる。
[2-5]断熱部材
加熱ロール201の第2並列方向A4側に、筐体以外の断熱部材が設けられてもよい。
図8は本変形例の定着部20dを表す。定着部20dは、加熱ロール201と、筐体210dと、熱センサ220dと、電子部品230dと、反射部材240とを備える。反射部材240は、アルミ等の反射率の高い部材を表面に有し、加熱ロール201が発する遠赤外線を反射して輻射熱を遮断する。反射部材240は本発明の「断熱部材」の一例である。
筐体210dは、加熱ロール201を格納する第1格納空間211dを形成し、反射部材240は、第1格納空間211dに配置されている。反射部材240は、図8(a)に表すように加熱ロール201と電子部品230dの間に、反射面を加熱ロール201の方に向けて配置される。反射部材240には、熱センサ220を取り付けるための孔が設けられ、その孔に熱センサ220が取り付けられている。反射部材240及び熱センサ220はそれぞれが本発明の「他の部材」の一例である。
本変形例では、反射部材240が設けられない場合に比べて、電子部品230dへの加熱ロール201からの熱の伝達が抑制されている。なお、反射部材240は、図8(b)
に表すように、長手方向A5における寸法L11が、加熱ロール201の発熱部分(ハロゲンランプ203が設けられている部分)の長手方向A5における寸法L12より小さくなっている。
本変形例においては、電子部品230dへの加熱ロール201からの熱の伝達を抑制するために反射部材240が設けられている。そして、電子部品230dから長手方向A5に離れるほど、反射部材240による熱の伝達の抑制効果が小さくなる。そのように抑制効果が小さい箇所については反射部材240を設けないようにすることで、抑制効果が小さい箇所にも反射部材240を設ける場合に比べて、反射部材240を小さくして反射部材240にかかるコストを小さくしている。
[2-6]電子部品の配置
電子部品の配置は、上述したものに限らない。
図9は搬送方向A1から見た本変形例の定着部20eを表す。定着部20eは、電子部品230e-1及び電子部品230e-2を備える。
電子部品230e-1は、実施例のコネクタ230のように加熱ロール201の長手方向A5の中心C1に位置する部分を有してはいないが、長手方向A5の位置が通過領域D2と(つまりニップ領域N1を通過する最小のシートとも)共通する部分を有している。これにより、電子部品230e-1については、この共通する部分を有していない場合に比べて、どのサイズのシートがニップ領域N1を通過する場合でも加熱ロール201からの熱の伝達が抑制される。
電子部品230e-2は、長手方向A5の位置が通過領域D2と共通する部分を有してはいないが、長手方向A5の位置が通過領域D1と(つまりニップ領域N1を通過する最大のシートとも)共通する部分を有している。これにより、電子部品230e-1については、この共通する部分を有していない場合に比べて、最大サイズのシート(長手方向A5の寸法が最大のシート)がニップ領域N1を通過する場合に加熱ロール201からの熱の伝達が抑制される。
なお、電子部品230e-2は、長手方向A5の位置について見ると、一部が加熱ロール201の端201Eの外側に位置しているが、他の部分は端201Eの内側に位置しているので、端201Eよりも内側に配置されているものとする。つまり、端201Eよりも内側に電子部品を配置すると言った場合、電子部品の全体が内側に位置するものだけに限定されず、一部でも内側に位置するものであれば含まれることとする。
図10は回転軸方向A2に見た本変形例の定着部20fを表す。定着部20fは、電子部品230fを備える。電子部品230fは、実施例のコネクタ230のように加熱ロール201から見て加圧ロール202とは反対側に配置されておらず、それよりは搬送方向A1にずれた位置に配置され、筐体210fに固定されている。この場合でも、電子部品230fが、例えば長手方向A5の位置が通過領域D2と(つまりニップ領域N1を通過する最小のシートとも)共通する部分を有していれば、この共通する部分を有していない場合に比べて、どのサイズのシートがニップ領域N1を通過する場合でも電子部品230fへの加熱ロール201からの熱の伝達が抑制される。
[2-7]回転部材
上記の各例では、定着装置が備える回転部材がいずれもロール、すなわち円筒形の部材であったが、これに限らず、例えばベルトであってもよい。要するに、2つの回転部材がニップ領域を形成し、そのニップ領域を通過するシートに熱を加えられるようになっていればよい。また、発熱する回転部材である加熱ロールの加熱方法も、上述したハロゲンラ
ンプを用いる方法に限らず、例えばIH(Induction Heating:誘導加熱)方式等が用いられてもよい。
[2-8]加熱ユニット
上記の各例では、定着装置が本発明の「加熱ユニット」の一例であったが、これに限らない。例えばフィルム等で用紙をコーティングする際にフィルムを加熱する装置が加熱ユニットの一例であってもよい。要するに、ニップ領域を通過するシートに熱を加えるユニットであれば、その用途は何でもよい。
[2-9]電子部品と第1回転部材との間に配置される部材
上記の各例では、電子部品と第1回転部材との間に配置される部材として、内壁213、熱センサ220、反射部材240及び熱センサ220c(それぞれが本発明の「他の部材」の一例)が用いられたが、これに限らず、例えば内壁及び反射部材を2重又は3重にしてもよいし、これら以外の部材が用いられてもよい。いずれの場合も、内壁のように筐体と一体の部材が「他の部材」として用いられてもよいし、反射部材及び熱センサのように筐体と別体の部材が「他の部材」として用いられてもよい。
[2-10]電子部品の配置
実施例では、電子部品(コネクタ230)が加熱ロール201の鉛直下方に配置されたが、これに限らず、電子部品が加熱ロール201の鉛直上方に配置されてもよい。
図11は本変形例の定着部20gを表す。定着部20gは、加熱ロール201と、加圧ロール202と、筐体210gと、熱センサ220gと、電子部品230gと、反射部材240gとを備える。
定着部20gでは、電子部品230gと加熱ロール201との間に断熱部材である反射部材240gが設けられている。図11では、第2並列方向A4が鉛直上方を向いている、すなわち、加熱ロール201が加圧ロール202の鉛直上方に配置されている。電子部品230gは、実施例で述べたように配線を短くするため加熱ロール201から見て加圧ロール202とは反対側(第2並列方向A4側)、すなわち鉛直上方に配置されている。
反射部材240gは、電子部品230g及び加熱ロール201の間において電子部品230gに近い方に配置されている。つまり、反射部材240gと加熱ロール201との距離L21と、反射部材240gと電子部品230gとの距離L22とを比較すると、距離L21>距離L22となっている。この反射部材を、より加熱ロール201に近い方に配置してもよい。
図12は本変形例の定着部20hを表す。定着部20hは、加熱ロール201と、加圧ロール202と、筐体210hと、熱センサ220hと、電子部品230hと、反射部材240hとを備える。定着部20hにおいても、電子部品230hと加熱ロール201との間に断熱部材である反射部材240hが設けられており、加熱ロール201の鉛直上方に電子部品230hが配置されている。
反射部材240hは、電子部品230h及び加熱ロール201の間において加熱ロール201に近い方に配置されている。つまり、反射部材240hと加熱ロール201との距離L31と、反射部材240hと電子部品230hとの距離L32とを比較すると、距離L31<距離L32となっている。反射部材240hは、電子部品230hとの距離(L32)が加熱ロール201との距離(L31)に比べて長い。
加熱ロール201が発生させた熱エネルギーは、熱伝導、対流、熱放射によって反射部材240hに伝わり、反射部材240hの温度を上昇させる。反射部材240hの温度が
上昇すると、反射部材240h及び電子部品230hの間の空間212hの空気が温められて対流が発生する。この対流した空気が電子部品230hに触れることで、電子部品230hの温度が上昇する。図11に表す定着部20gにおいても同様に加熱ロール201が発生させた熱エネルギーにより電子部品230gの温度が上昇する。
ただし、反射部材240g及び電子部品230gの間の空間212gが空間212hに比べて狭いため、空間212gの空気が暖められる速度の方が速く、電子部品230gの方が電子部品230hよりも早く温度が上昇する。言い換えると、定着部20hにおいては、上記のとおり反射部材240hを配置することで、反射部材の電子部品との距離及び加熱ロールとの距離の関係が図11の例のように反対の場合に比べて電子部品の温度上昇が抑制される。
[2-11]送風手段
画像形成装置の内部に冷却のための送風手段が設けられていてもよい。
図13は本変形例の画像形成装置1jを表す。画像形成装置1jは、搬送部14jと、画像形成部17jと、定着部20jと、送風部30-1及び30-2(それぞれを区別しない場合は「送風部30」という)とを備える。
搬送部14jは、定着部20jのニップ領域N1jを含む搬送路に沿ってシートを搬送する。画像形成部17jは、搬送部14jにより搬送されるシートにニップ領域N1jよりも上流で画像を形成する。送風部30は、電動のファンを備え、自装置の内部空間に向けて送風する。送風部30-1は、送った風が図示せぬ基板及び定着後の加熱されたシートに当たる位置に設けられている。送風部30-2は、送った風がトナーを格納する現像部に当たる位置に設けられている。
図14は鉛直上方から見た画像形成装置1jの内部を模式的に表す。送風部30-1は、定着部20jのニップ領域N1jの長手方向A5の位置が定着部20jの電子部品230jよりも外側に配置されており、長手方向A5の内側(中央側)に向けて送風する。送風部30-2は、長手方向A5の位置が定着部20jの電子部品230jよりも外側且つ送風部30-1の反対側に配置されており、長手方向A5の内側(中央側)に向けて送風する。
送風部30-1は本発明の「第1送風部」の一例であり、送風部30-2は本発明の「第2送風部」の一例である。2つの送風部30は、互いの中心C3が画像形成装置1jの長手方向A5の中心C4と一致するように配置されている。また、2つの送風部30は、それぞれ共通の強さの風を送る性能を有している。そのため、送風部30-1が送った風と送風部30-2が送った風は、図14に表すように中心C3でぶつかり、そのぶつかった位置から長手方向A5に直交する方向A6に向かう。
方向A6は、図14では水平方向に沿った方向だけが示されているが、それだけではなく鉛直方向に沿った方向や斜めの方向に沿った方向も方向A6に含まれる。そのため、方向A6に向かう風は、定着部20jにも到達する。
図15は本変形例の定着部20jを表す。定着部20jは、加熱ロール201と、加圧ロール202と、筐体210jと、電子部品230jと、反射部材240jとを備える。
筐体210jは、電子部品230j及び反射部材240jの間の空間212jと外部空間とを繋ぐ開口217-1を搬送方向A1側に有し、その反対側に空間212jと外部空間とを繋ぐ開口217-2を有する。電子部品230jは、実施例のコネクタ230と同様に、自身の長手方向A5の中心C2jが、加熱ロール201の長手方向A5の中心C1jに位置している。
また、加熱ロール201は、中心C1jが画像形成装置1jの長手方向A5の中心C4と概ね一致するように設けられている。つまり、電子部品230jも画像形成装置1jの長手方向A5の中心C4に位置する。そのため、送風部30の中心C3でぶつかった風は、図14に表すように電子部品230jの方にも向かってくる。
この風は、開口217-1から空間212jに入り込んで開口217-2から外部空間へ抜けていく。空間212jに面した電子部品230j及び反射部材240jは、空間212jを通り抜けていく風と熱交換を続けることによって冷却される。このように、電子部品230j及び反射部材240jの間には、長手方向A5に角度を成す方向に空気が通過する空間212jが設けられている。空間212jは本発明の「第1空間」の一例である。
これにより、空間212jが設けられていない場合に比べて、電子部品230jの冷却効果が高められている。また、電子部品230jは、送風部30-1及び送風部30-2の長手方向A5における中央の位置、すなわち送風部30-1及び送風部30-2がそれぞれ送る風が衝突する位置と空間212jの長手方向A5における位置とが重なるように配置されている。
空間212jの長手方向A5における位置とは、例えば空間212jの中心の長手方向A5における位置だけをいうものではなく、空間212jの端又はその他の部分の長手方向A5における位置であってもよい。つまり、両送風部30の長手方向A5における中央の位置を含み且つ長手方向A5に直交する仮想の平面と空間212jとがわずかでも交わっていれば、上記中央の位置と空間212jの長手方向A5における位置とが重なることになる。
空間212jの長手方向A5における位置と風の衝突する位置との長手方向A5におけるずれが大きいほど周囲に向かう風が空間212jに到達しにくくなる。本変形例では上記のとおり電子部品230jが配置されているので、電子部品230jの配置が異なっている場合に比べて、空間212jを風が通りやすくなり電子部品230jの冷却効果が高められている。
また、空間212jに向かってくる風は、筐体210jのうち風が向かってくる方向側且つ加熱ロール201側の遮断壁218にも到達する。この遮断壁218は、反射部材240j及び加熱ロール201の間の空間219に上記の風(空間212jに吹き込む空気)が流れ込まないよう遮断する。空間219は本発明の「第2空間」の一例であり、遮断壁218は本発明の「遮断部」の一例である。遮断壁218が上記風を遮断することにより、上記風が加熱ロール201に当たって冷却されるという事象が防止されている。
[2-12]電子部品の支持方法
電子部品は実施例では筐体の蓋部に設けられた孔に取り付けられることで支持されていたが、電子部品の支持方法はこれに限らない。
図16は本変形例の定着部20kを表す。定着部20kは、蓋部214kと、電子部品230kとを備える。
蓋部214kは、実施例の蓋部214と異なり、配線を通すための孔は空いているが、電子部品230kを取り付けるための孔は空いていない。電子部品230kは、板状の形をしており、一方の面235を加熱ロール201側に向けて配置され、その面235に接する面236を有する蓋部214kによって支持されている。蓋部214kは本発明の「支持部材」の一例である。
本変形例では、電子部品230k及び蓋部214kの互いの面が接しているので、電子部品230kに力が加わっても、蓋部214kが面236のうち電子部品230kに接触している部分の全体でその電子部品230kを支持する。これにより、板状の形の電子部品において面の部分で支持されない場合に比べて、電子部品が安定するようになっている。なお、本変形例の支持方法はこれに限らない。
図17は本変形例の定着部20mを表す。定着部20mは、筐体210mと、電子部品230mとを備える。電子部品230mは、板状の形をしており、一方の面235mを加熱ロール201とは反対側に向けて配置され、その面235mに接する面236mを有する筐体210mによって支持されている。筐体210mは本発明の「支持部材」の一例である。筐体210mは、コネクタである電子部品230mの一部を外部に露出させている。
筐体210mは、電子部品230mの露出した部分が画像形成装置の本体側のコネクタに嵌め込まれたときに装置内部の他の部分と干渉しない形状をしている。この場合でも、筐体210mが面236mのうち電子部品230mに接触している部分の全体でその電子部品230mを支持する。これにより、板状の形の電子部品において面の部分で支持されない場合に比べて、電子部品が安定するようになっている。
1…画像形成装置、20…定着部、201…加熱ロール、202…加圧ロール、203…ハロゲンランプ、210…筐体、213…内壁、216…起伏部、220…熱センサ、230…コネクタ、221、222、231、232…配線、30-1、30-2…送風部。

Claims (14)

  1. 発熱する第1回転部材と、
    シートが通過するニップ領域を前記第1回転部材と形成する第2回転部材と、
    前記第1及び第2回転部材を回転可能に支持する筐体と、
    前記筐体に固定された電子部品であって、前記ニップ領域の長手方向における位置が前記ニップ領域を通過する最小のシートと共通する部分を有し、且つ、前記第1回転部材との間に他の部材が配置された電子部品と
    前記電子部品と前記第1回転部材との間に設けられた前記筐体以外の断熱部材であって、
    前記電子部品への前記第1回転部材からの熱の伝達を抑制するための断熱部材と
    を備える加熱ユニット。
  2. 発熱する第1回転部材と、
    シートが通過するニップ領域を前記第1回転部材と形成する第2回転部材と、
    前記第1回転部材の前記第2回転部材とは反対側に配置される電子部品であって、前記ニップ領域の長手方向における位置が前記ニップ領域を通過するシートと共通する部分を有し、且つ、前記第1回転部材との間に他の部材が配置された電子部品と
    前記電子部品と前記第1回転部材との間に設けられた断熱部材であって、
    前記電子部品への前記第1回転部材からの熱の伝達を抑制するための断熱部材と
    を備える加熱ユニット。
  3. 前記筐体は起伏部を有し、
    前記電子部品は前記起伏部に固定されている
    請求項1に記載の加熱ユニット。
  4. 前記第1及び第2回転部材を回転可能に支持する筐体を備え、
    前記電子部品は前記筐体から離れた位置に配置される
    請求項2に記載の加熱ユニット。
  5. 記長手方向における前記断熱部材の寸法が、前記第1回転部材の発熱部分の前記長手方向における寸法より小さい
    請求項1から4のいずれか1項に記載の加熱ユニット。
  6. 前記電子部品はコネクタであり、
    前記第1回転部材に対向して配置されたセンサであって、前記コネクタと前記長手方向における位置が共通する部分を有するセンサと、
    前記コネクタと前記センサを繋ぐ配線とを備える
    請求項1から5のいずれか1項に記載の加熱ユニット。
  7. 前記電子部品は、自ユニットの取付け先である本体に自ユニットが取り付けられた場合に前記第1回転部材の鉛直上方に位置しないように配置される
    請求項1から6のいずれか1項に記載の加熱ユニット。
  8. 前記電子部品は、前記第1回転部材の前記長手方向の中心に位置する部分を有する
    請求項1から7のいずれか1項に記載の加熱ユニット。
  9. 記断熱部材は、前記電子部品との距離が前記第1回転部材との距離に比べて長い
    請求項1から8のいずれか1項に記載の加熱ユニット。
  10. 記電子部品及び前記断熱部材の間には、前記長手方向に角度を成す方向に空気が通過する第1空間が設けられている
    請求項1から9のいずれか1項に記載の加熱ユニット。
  11. 前記第1空間に吹き込む空気が、前記断熱部材及び前記第1回転部材の間の第2空間に流れ込まないよう遮断する遮断部を有する
    請求項10に記載の加熱ユニット。
  12. 前記電子部品は、板状の形をしており、一方の面を前記第1回転部材側又は前記第1回転部材側とは反対側に向けて配置され、当該一方の面に接する面を有する支持部材によって支持されている
    請求項1から11のいずれか1項に記載の加熱ユニット。
  13. 請求項1から12のいずれか1項に記載の加熱ユニットと、
    前記ニップ領域を含む搬送路に沿ってシートを搬送する搬送部と、
    搬送される前記シートに前記ニップ領域よりも上流で画像を形成する画像形成部と
    を備える画像形成装置。
  14. 請求項10又は11に記載の加熱ユニットと、
    前記ニップ領域を含む搬送路に沿ってシートを搬送する搬送部と、
    搬送される前記シートに前記ニップ領域よりも上流で画像を形成する画像形成部と、
    自装置の内部空間において前記長手方向の位置が前記電子部品よりも外側に配置されて内側に向けて送風する第1送風部と、
    前記内部空間において前記長手方向の位置が前記電子部品よりも外側且つ前記第1送風部の反対側に配置されて内側に向けて送風する第2送風部とを備え、
    前記第1送風部及び前記第2送風部の前記長手方向における中央の位置と前記第1空間の前記長手方向における位置とが重なるように前記電子部品が配置されている
    画像形成装置。
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