JP2004151223A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【目的】定着装置の電気的接点部の熱によるダメージ及び弊害を無くし、小型化及び省スペース化を図るとともに、内部の雰囲気温度上昇を効果的に抑えることができる画像形成装置を提供すること。
【構成】少なくとも加熱源により加熱される定着ローラ（加熱要素）３を有し、該定着ローラ３からの熱により予め記録材Ｓ上に形成された未定着画像を該記録材Ｓ上に加熱定着する定着装置１と、該定着装置１から発する熱を機外に排出するための排熱ファン（排熱手段）１１及び排熱ダクト９を備えた画像形成装置において、前記定着装置１と画像形成装置本体との電気的接点部である定着ドロワー７と本体ドロワー８を前記排熱ダクト９内に入るように配置する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱を利用した定着装置を備える電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４に画像形成装置の断面図を示す。尚、図４では画像形成装置のうちフルカラー中間転写方式の画像形成装置を一例に挙げて説明するが、その他の構成の画像形成装置であっても基本的な画像形成プロセスは同様である。
【０００３】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、表面で静電潜像を担持する像担持体３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋを有する。ここで、図４に示す装置はフルカラー画像形成装置であるため、画像形成部が複数色存在し、Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＫはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックを示す。以下、この表記を用いることにする。
【０００４】
前記像担持体３０Ｙ〜３０Ｋの表面は１次帯電手段３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋにより所望の電位に一様に帯電させることができ、その後、露光手段３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋにより前記像担持体３０Ｙ〜３０Ｋの表面を露光することによって静電潜像が形成される。そして、像担持体３０Ｙ〜３０Ｋ上の前記静電潜像は、現像装置３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋによって現像剤を用いて現像され、トナー画像として可視像化される。
【０００５】
図４に示す画像形成装置は、各色の画像形成部３００Ｙ，３００Ｍ，３００Ｃ，３００Ｋを直列配置し、前述の可視像化までのプロセスを各色で並列処理するタンデム方式を採用している。従って、前記現像装置３３Ｙ〜３３Ｋにより現像された前記像担持体３０Ｙ〜３０Ｋ上のトナー画像は、一次転写装置３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋにより中間転写体３５上に順次重ねて一次転写される。全色一次転写された前記中間転写体３５上のトナー像は、その後、二次転写装置３６により記録材Ｓ上に一括転写される。
【０００６】
他方、記録材Ｓは給紙手段により前記二次転写装置３６まで搬送される。そして、二次転写後、未定着のトナー画像を担持した記録材Ｓは、定着装置３７に搬送され、加熱及び加圧によって前記未定着のトナー画像の定着を受ける。
【０００７】
以上の各装置により帯電、露光、現像、転写、定着等の一連の画像形成プロセスが施され、記録紙やＯＨＰ用紙等の記録材Ｓ上に画像が記録される。尚、モノクロの画像形成装置では、上述の説明におけるブラックの画像形成部のみ存在する。又、各色の画像形成部の並び順や構成はこの限りではない。
【０００８】
図５に定着装置の一例（断面図）を示す（特開２００２−１８２５４５参照）。
【０００９】
定着装置Ａは、内部に加熱源としてヒータ４１が設けられることにより加熱される定着体である定着ローラ４２と、該定着ローラ４２と対向する位置にあり、バネ部材等を有する不図示の付勢手段によって定着ローラ４２に圧接される加圧体である加圧ローラ４３を筐体４０内に有している。
【００１０】
画像形成プロセスを経て未定着状態のトナー画像Ｔが転写された記録材Ｓは、図示矢印Ｂ方向に搬送され、入口ガイド４４により定着ローラ４２と加圧ローラ４３との圧接部分であるニップ部へと突入する。そして、記録材Ｓが定着ローラ４２と加圧ローラ４３のニップ部を通過することにより、前記ヒータ４１により加熱された定着ローラ４２からの熱と前記ニップ部における圧接力とによって記録材Ｓ上のトナーＴが溶融定着し、記録材Ｓ上に画像が記録される。その後、記録材Ｓは、排紙ローラ対４５により定着装置Ａより排出され、画像形成装置外に排紙される。
【００１１】
尚、定着装置Ａには前記定着ローラ４２の温度検知手段４６が設けられており、該温度検知手段４６によって定着ローラ４２の温度を検出することによって、前記ヒータ４１の異常等による過熱防止や最適温度の制御等を行っている。
【００１２】
ところで、定着ローラ４２及び加圧ローラ４３の寿命に伴う交換作業性やジャム処理性を考慮して、定着装置Ａは画像形成装置本体から独立して着脱可能なユニット形態を採ることが主流である。そのため、定着装置Ａには前記ヒータ４１や前記温度検知手段４６等の電気系統に電力を供給すべく、画像形成装置本体との電気的接点であるドロワーが配置されている。尚、定着装置Ａのフレーム表面は、前記交換作業やジャム処理作業においてサービスマンやユーザーが高温部分に触れないように、保護カバー４７で覆われている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ドロワーを構成するコネクタ部及び中継コネクタ部等の電気接点部は耐熱温度が約１００℃程度であり、定着装置において使用する場合には非常に耐熱性が厳しくなるという課題がある。定着装置自身がそもそも熱源であり、定着装置近傍の雰囲気温度もユニットの密集度が高いため、１２０〜１３０℃付近に達することもある。
【００１４】
そのため、従来の定着装置におけるドロワー配置は、例えば図６に示すように、加熱源であるヒータ４１を有する定着ローラ４２からの距離を影響がない位置まで離した上方にドロワー５０を配したもの等がある。しかし、この場合には定着装置の高さが高くなるために装置の大型化を招いてしまい、ユニット化された定着装置を画像形成装置本体から着脱する作業性の面でも不利となる。
【００１５】
又、例えば図７に示すように、ドロワー６０を定着装置のスラスト方向の端面に配したものもある。この場合、記録材上の未定着トナーを効率的に溶融させるべく定着ニップに対して上方に配置される定着ローラ４２（ヒータ４１）からの放熱が最も顕著で熱の影響を受け易い定着装置上部への配置を避けることで、比較的耐熱の面では有利な構成と言える。しかし、スラスト方向に対して定着装置が大型化してしまうという問題がある。
【００１６】
その他、最も熱の影響を受け易い定着装置上部への配置を避ける方法として、定着装置の下部にドロワーを配置する方法が考えられるが、定着装置の上方に配置されるヒータからの束線を定着フレーム内で複雑に這い回す必要が生じ、組立性等を考慮すると非常に煩雑である。
【００１７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、定着装置の電気的接点部の熱によるダメージ及び弊害を無くし、小型化及び省スペース化を図るとともに、内部の雰囲気温度上昇を効果的に抑えることができる画像形成装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも加熱源により加熱される加熱要素を有し、該加熱要素からの熱により予め記録材上に形成された未定着画像を該記録材上に加熱定着する定着装置と、該定着装置から発する熱を機外に排出するための排熱手段及び排熱ダクトを備えた画像形成装置において、前記定着装置と画像形成装置本体との電気的接点部であるドロワーを前記排熱ダクト内に入るように配置したことを特徴とする。
【００１９】
ここで、定着装置と画像形成装置本体との電気接点部であるドロワーは、排熱ダクト内のインテーク側に配置することが好ましい。
【００２０】
又、前記排熱ダクトからドロワー冷却ダクトを分岐させて設け、該ドロワー冷却ダクト内に前記定着装置が有するドロワーコネクタ及び束線を配置することが好ましい。この場合、ドロワー冷却ダクトは、定着装置が有するドロワーコネクタ及び中継コネクタのマウントを兼ねることをが望ましい。
【００２１】
更に、前記ドロワー冷却ダクトは、定着装置を構成するフレームの一部により形成されることが望ましい。
【００２２】
又、前記排熱ダクトを定着装置の上部に形成するとともに、前記ドロワー冷却ダクトを定着装置の上部に設けることが望ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２４】
＜実施の形態１＞
図１は画像形成装置内における定着装置周辺の様子を示す斜視図である。尚、画像形成装置全体における定着装置の位置関係等については既に図４を用いて説明しているため、これらについての再度の説明は省略する。
【００２５】
定着装置１は、熱により転写材Ｓ上に形成された未定着トナー像を溶融定着する装置であって、画像形成装置を構成する筐体等に固定及び支持されている。
【００２６】
定着装置１は、定着ローラ３及び加圧ローラ４を備え、前記定着ローラ３は内部に加熱源であるヒータを備えている。ここで、定着ローラ３は、ヒータを覆うようにアルミニウムや鉄等のパイプ材を設け、その表層にシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱弾性体の層を形成し、更に該耐熱弾性体の層の表面をＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層を被覆して構成されている。
【００２７】
又、前記加圧ローラ４は、定着ローラ３に対向及び圧接して配設された加圧体であり、構造的にはヒータがないだけであって、基本的には定着ローラ３と同様の層構造となっている。尚、定着ローラ３と加圧ローラ４の圧接加圧機構は、不図示のバネ部材等を用いて構成されている。
【００２８】
前記定着ローラ３は、記録材のトナー面（上面）を効果的に定着するため、定着ニップに対して上側に配置され、前記加圧ローラ４は定着ニップに対して下側に配置され、何れも定着装置１を構成するフレーム６により回転可能な状態に支持される。
【００２９】
ここで、定着ローラ３及び加圧ローラ４は、寿命等による定期交換が必要であり、メンテナンス性を高めるために定着装置１は画像形成装置から独立して着脱が可能な構成となっている。従って、定着装置１は、前記ヒータをはじめとする電気系統に電力を供給すべく、画像形成装置本体との電気的接点である定着ドロワー７を備えており、この定着ドロワー７は、画像形成装置本体が備える本体ドロワー８と接続される。
【００３０】
本実施の形態に係る画像形成装置は、定着装置１からの放熱により最も雰囲気温度の上昇が顕著な定着装置１の上面付近に排熱ダクト９を備えており、該排熱ダクト９の底面には複数の穴１０が設けられている。又、排熱ダクト９の端部には排熱ファン１１が後側板等により支持されて設けられており、定着装置１の上面に籠った熱は排熱ファン１１によって機外に排熱される。尚、図１の矢印はエアフローの流れを示しており、矢印の上流であるインテーク側から前記排熱ファン１１に向かって流れが形成されている。
【００３１】
更に、前記排熱ダクト９は、その内部の底面に前記本体ドロワー８を備え、定着装置１の上部に設けられた前記定着ドロワー７との接続窓１２を有している。ここで、本実施の形態では、図１に示すように、定着ドロワー７及び本体ドロワー８は、排熱ダクト９のインテーク側に配置されている。本実施の形態では、前記接続窓１２は排熱ダクト９を構成する面のうち排紙側に面した面に設けられているため、定着装置１の着脱動作は一旦定着装置１を排紙方向に引き出してから行われるものとする。
【００３２】
以上の構成により、定着ドロワー７及び本体ドロワー８の接続部は排熱ダクト９の内部に存在することになる。このため、定着装置１の上面付近の最も温度上昇の厳しい雰囲気を効果的に冷却することができるとともに、耐熱面で厳しい電気接点部の温度上昇も効果的に抑えることが可能となる。
【００３３】
又、定着ドロワー７及び本体ドロワー８を排熱ダクト９のインテーク側に配置したため、これらをより冷たいフレッシュエアーと接触させることができ、電気接点部の冷却をより効果的に行うことができる。その結果、熱による電気接点部のダメージや接点不良等の弊害を防止することができる。
【００３４】
更に、本構成により定着ドロワー７を熱源から離す配置及び構成を採る必要がないため、定着装置１の上部近傍に電気接点部を配置することが可能となり、コンパクト且つヒータからの束線の這い回しがシンプルな定着装置を実現することができる。
【００３５】
以上、本実施の形態で説明した構成により、定着装置１の電気的接点部の熱によるダメージ及び弊害を無くし、小型化及び省スペース化を図るとともに、内部の雰囲気温度上昇も効果的に抑えることが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００３６】
尚、本実施の形態に係る定着装置は、ローラニップ間での定着を行う定着装置としたが、熱を利用した定着方式であればベルトニップ等で定着を行う他の構成の定着装置であっても構わない。又、定着装置の着脱に伴う引出し方向及びドロワーの接続方向は本実施の形態で記載した限りではない。
【００３７】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
【００３８】
図２は画像形成装置内における定着装置の周辺の様子を示す斜視図である。尚、画像形成装置全体における定着装置の位置関係等については既に図４を用いて説明しているため、これらについての再度の説明は省略する。又、定着装置の構成等については実施の形態１と同様であるため、これについての説明も省略し、図１と共通する構成に関しては同じ符号を使用して説明する。
【００３９】
図２において、定着装置１は、定着ローラ３及び加圧ローラ４の定期交換等に係るメンテナンス性を高めるために画像形成装置から独立して着脱が可能な構成となっている。従って、定着装置１は、ヒータやサーミスタセンサをはじめとする電気系統に電力を供給すべく、画像形成装置本体との電気的接点である定着ドロワー７を備えている。そして、定着ドロワー７は、画像形成装置本体が備える本体ドロワー８と接続される。
【００４０】
本実施の形態に係る画像形成装置は、定着装置１からの放熱により最も雰囲気温度の上昇が顕著な定着装置１の上面付近に排熱ダクト９を備えている。そして、この排熱ダクト９の底面には複数の穴１０が設けられ、排熱ダクト９の端部には排熱ファン１１が後側板等により支持されて設けられており、定着装置１の上面に籠った熱は排熱ファン１１によって機外に排熱される。
【００４１】
又、前記排熱ダクト９は、その内部の底面に前記本体ドロワー８を備え、定着装置１の上部に設けられた前記定着ドロワー７との接続窓１２を有している。ここで、本実施の形態では、定着ドロワー７及び本体ドロワー８は、排熱ダクト９のファン側（排熱側）に配置されている。本実施の形態では、前記接続窓１２は排熱ダクト９を構成する面のうち排紙側に面した面に設けられているため、定着装置１の着脱動作は該定着装置１を一旦排紙方向に引き出してから行われるものとする。
【００４２】
以上の構成により、定着ドロワー７と本体ドロワー８の接続部は排熱ダクト９の内部に存在することになるため、定着装置１の上面付近の最も温度上昇の厳しい雰囲気を効果的に冷却することができるとともに、耐熱面で厳しい電気接点部の温度上昇も効果的に抑えることが可能となる。
【００４３】
又、定着ドロワー７は定着フレーム６の一部により形成されるドロワー冷却ダクト１３により支持され、該ドロワー冷却ダクト１３内には定着ドロワー７に係る束線や中継コネクタ等が収納される。
【００４４】
ドロワー冷却ダクト１３は、定着装置１がセットされた状態で前記接続窓１２より排熱ダクト９と結合し、該排熱ダクト９の内部に入る面と外部に出る面において各々排熱孔１４を有している。これにより、排熱ファン１１から排熱ダクト９及びドロワー冷却ダクト１３に分岐するエアフローダクトが形成され、図２に矢印に示すようなエアフローの流れにより、定着装置１上部の雰囲気温度、ドロワー接続部及び定着ドロワー７を構成する中継コネクタ部等の細部の電気的接点に至るまで広く且つ効果的に冷却することが可能となる。その結果、設計上の都合によりドロワーをよりフレッシュエアーに近いダクトのインテーク側に配置できず、やや冷却効率が劣る場合においても、前記ドロワー冷却ダクト１３のような分岐ダクトにより排熱作用を補い、効果的な冷却が実現できる。その結果、熱による電気接点部のダメージや接点不良等の弊害を解消することができる。
【００４５】
又、本構成により定着ドロワー７を熱源から離す必要がなく、定着装置１の上部近傍に配置することが可能となり、ドロワー冷却ダクト１３も含めた形でコンパクト且つシンプルな定着装置の構成を実現することができ、ヒータからの束線の這い回し等もシンプルとすることができる。
【００４６】
次に、前記ドロワー冷却ダクト１３の内部構成を図３に基づいて詳細に説明する。尚、図３はドロワー冷却ダクトの内部構成を示す部分斜視図である。
【００４７】
前記ドロワー冷却ダクト１３は、図３に示すように、分割構成を採り、分離側ダクト２０が前記定着ドロワー７のドロワーコネクタ２１及び束線の中継コネクタ２２を有する。
【００４８】
ここで、分離側ダクト２０は、前記ドロワーコネクタ２１及び前記中継コネクタ２２を保持するコネクタマウントの役割を兼ねている。従って、定着装置１から出る束線コネクタ２３をコネクタマウントに保持される前記中継コネクタ２２に接続した後、前記分離側ダクト２０を定着装置１に取り付けることによって前記ドロワー冷却ダクト１３が形成される。これにより、前記ドロワー冷却ダクト１３内における束線類の動きを規制し、束線類がエアフローに影響を与えないようにすることができる。
【００４９】
又、前記中継コネクタ２２の位置を保持することによって、エアフロー内の決まった位置で常に冷却することができるため、安定した冷却効果が得られる。
【００５０】
以上において、本実施の形態で説明した構成により、定着装置の電気的接点部の熱によるダメージ及び弊害を無くし、小型化及び省スペース化を図るとともに、内部の雰囲気温度上昇も効果的に抑えることができる画像形成装置を提供することができる。
【００５１】
尚、本実施の形態に係る定着装置は、ローラニップ間での定着を行う定着装置としたが、熱を利用した定着方式であればベルトニップ等で定着を行う他の構成の定着装置であっても構わない。又、定着装置の着脱に伴う引出し方向及びドロワーの接続方向は本実施の形態で記載した限りではない。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、下記効果が得られる。
【００５３】
（１）定着装置から発せられる熱によって耐熱性が厳しい電気接点部がダメージを受けるのを防ぐことができるとともに、ドロワー位置を定着装置から離す必要がないため、定着装置の小型化が可能である。
【００５４】
（２）定着装置と画像形成装置との電気接点部であるドロワーを排熱ダクト内のインテーク側に配置することによって、より冷たいフレッシュエアーの流れの中に電気接点部を配置することができるため、より効果的な冷却効果を得ることができる。
【００５５】
（３）排熱ダクトからドロワー冷却ダクトを分岐させて設け、該ドロワー冷却ダクト内に定着装置が有するドロワーコネクタ及び束線を配置することによって、排熱ダクト内のエアフローをドロワー冷却ダクト内にも分岐して形成することができ、定着装置と画像形成装置本体との電気的接点部だけでなく、ドロワーコネクタ、中継コネクタ等の細部の電気的接点部に至るまで効率良く冷却することが可能となる。
【００５６】
（４）ドロワー冷却ダクトは定着装置が有するドロワーコネクタ及び中継コネクタのマウントを兼ねるようにすることによって、ドロワー冷却ダクト内に配置される束線の位置を規制及び保持してエアフロー損失を少なく抑えるとともに、ドロワーコネクタ、中継コネクタ等の電気的接点部の冷却を確実に行うことができる。
【００５７】
（５）ドロワー冷却ダクトを定着装置を構成するフレームの一部によって形成することによって、定着装置が有するドロワーコネクタ部とこれに関わる束線類をフレームと一体で形成されるドロワー冷却ダクト内に収納できるため、ダクト構成を含めた形で定着装置の構成をシンプル且つコンパクトにすることができる。
【００５８】
（６）排熱ダクトを定着装置の上部に形成するとともに、ドロワー冷却ダクトを定着装置の上部に設けることによって、放熱の影響が最も顕著である定着装置の上部における排熱効果を高めることができる。又、記録材のトナー面を熱定着するため、一般的に定着ニップに対して上側に配置される定着ローラからドロワーに至る配線をシンプル且つ容易に行うことができる。更に、ドロワーコネクタ位置を定着装置の上部近傍に配置することができるため、定着装置のコンパクト化及び省スペース化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置内における定着装置周辺の様子を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置内における定着装置周辺の様子を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置のドロワー冷却ダクトの内部構造を示す部分斜視図である。
【図４】従来の画像形成装置の断面図である。
【図５】従来の定着装置の断面図である。
【図６】従来の定着装置のドロワー配置を示す斜視図である。
【図７】従来の定着装置のドロワー配置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 定着装置
３ 定着ローラ（加熱要素）
４ 加圧ローラ
６ フレーム
７ 定着ドロワー
８ 本体ドロワー
９ 排熱ダクト
１０ 穴
１１ 排熱ファン（排熱手段）
１２ 接続窓
１３ ドロワー冷却ダクト
１４ 排熱孔
２０ 分離側ダクト
２１ ドロワーコネクタ
２２ 中継コネクタ
Ｓ 記録材

Claims (1)

1. 少なくとも加熱源により加熱される加熱要素を有し、該加熱要素からの熱により予め記録材上に形成された未定着画像を該記録材上に加熱定着する定着装置と、該定着装置から発する熱を機外に排出するための排熱手段及び排熱ダクトを備えた画像形成装置において、
   前記定着装置と画像形成装置本体との電気的接点部であるドロワーを前記排熱ダクト内に入るように配置したことを特徴とする画像形成装置。

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