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技術 画像形成装置

出願人 コニカミノルタ株式会社
発明者 佐藤充市川純也
出願日 2015年7月14日 (5年7ヶ月経過) 出願番号 2015-140125
公開日 2017年1月26日 (4年0ヶ月経過) 公開番号 2017-021259
状態 特許登録済
技術分野 誘導加熱一般 電子写真における定着 電子写真における制御・管理・保安
主要キーワード 冷却バランス 字状形状 空気流通方向下流側 加熱手法 RL方向 流体シミュレーション 樹脂成型部材 誘導加熱部材
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (15)

課題

簡便な構成で、定着領域が冷却されることを防止しながら誘導加熱部を効果的に冷却することが可能な画像形成装置を提供する。

解決手段

画像形成装置1は、用紙Pにトナー定着させるための加熱ローラ52及び加圧ローラ53と、用紙幅方向に沿って延びるとともに加熱ローラ52の表面を発熱させる誘導加熱部60と、用紙幅方向に沿って延びて誘導加熱部60の外側を覆う交差する2つの壁部各々に空気の流入口64と流出口65とを開口したシールド部材63と、流入口64を介してシールド部材63の内側に空気を送り込む冷却部70とを備える。冷却部70は用紙幅方向に沿って流入口64に向けて空気を流通させ、流入口64はシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する空気流通方向上流側部分の長さL1がシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する空気流通方向下流側部分の長さL2よりも長い。

概要

背景

複写機プリンターファクシミリなどといった画像形成装置では用紙などの記録媒体転写された未定着トナー像を記録媒体に定着させるための方法として熱定着方式が広く採用されている。そして、熱定着方式における加熱手法としては誘導加熱(IH:induction heating)が知られている。

誘導加熱については加熱に用いる励磁コイルが過昇温を起こして周辺樹脂成型部材溶融するといった不具合が生じることがないように対策が講じられている。このような画像形成装置の誘導加熱による定着に係る従来技術が特許文献1〜3に開示されている。

特許文献1〜3に記載された画像形成装置は各々、誘導加熱部の外側を覆うとともに空気の流入口及び流出口を開口したシールド部材カバー部材)と、それら流入口及び流出口の間で空気を流通させるファンとを備える。また、いずれの画像形成装置も、流入口に至るまでの空気流は概ね定着ローラ軸線方向(記録媒体の幅方向)に沿って流れている。これらの画像形成装置では定着領域が冷却されてしまうことを防止しながら誘導加熱部のみを効果的に冷却している。

特許文献1に記載された画像形成装置は、空気の流入口が定着ローラの軸線方向に沿って延びるシールド部材の側面に設けられ、流出口が定着ローラの軸線方向に沿って延びるシールド部材の上面に設けられる。これにより、シールド部材の内部において、空気は定着ローラの軸線方向と交差する方向に流通する。

特許文献2に記載された画像形成装置は、空気の流入口がシールド部材の上面の定着ローラ軸線方向の一端側に設けられ、流出口がシールド部材の上面の定着ローラ軸線方向の他端側に設けられる。これにより、シールド部材の内部において、空気は定着ローラの軸線方向と平行に流通する。また別の例として、空気の流入口がシールド部材の側面の定着ローラ軸線方向の全域にわたって設けられ、流出口が流入口に対向するシールド部材の側面の定着ローラ軸線方向の全域にわたって設けられる。これにより、シールド部材の内部において、空気は定着ローラの軸線方向と交差する方向に流通する。

特許文献3に記載された画像形成装置は、空気の流入口がシールド部材の上面の定着ローラ軸線方向の一端側に設けられ、流出口がシールド部材の上面の定着ローラ軸線方向の他端側に設けられる。これにより、シールド部材の内部において、空気は定着ローラの軸線方向と平行に流通する。

概要

簡便な構成で、定着領域が冷却されることを防止しながら誘導加熱部を効果的に冷却することが可能な画像形成装置を提供する。画像形成装置1は、用紙Pにトナーを定着させるための加熱ローラ52及び加圧ローラ53と、用紙幅方向に沿って延びるとともに加熱ローラ52の表面を発熱させる誘導加熱部60と、用紙幅方向に沿って延びて誘導加熱部60の外側を覆う交差する2つの壁部各々に空気の流入口64と流出口65とを開口したシールド部材63と、流入口64を介してシールド部材63の内側に空気を送り込む冷却部70とを備える。冷却部70は用紙幅方向に沿って流入口64に向けて空気を流通させ、流入口64はシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する空気流通方向上流側部分の長さL1がシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する空気流通方向下流側部分の長さL2よりも長い。

目的

しかしながら、流入口に至るまでの空気流は概ね定着ローラの軸線方向に沿って流れているので、効果的な整流作用が得られるように工夫を凝らし、冷却性能をより一層向上させることが望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

記録媒体を加熱してトナー定着させるための記録媒体加熱体と、記録媒体を挟んで前記記録媒体加熱体に圧して接触する加圧体と、前記記録媒体加熱体と前記加圧体との間に挿通される記録媒体の搬送方向に対して交差する記録媒体の幅方向に沿って延びるとともに誘導加熱により前記記録媒体加熱体の表面を発熱させる誘導加熱部と、記録媒体の幅方向に沿って延びて前記誘導加熱部に対向しつつ互いに交差する2つの壁部を有して前記誘導加熱部の外側を覆いその外部への磁束の漏洩を阻止するとともに2つの前記壁部各々に空気の流入口と流出口とを開口したシールド部材と、前記流入口を介して前記シールド部材の内側に空気を送り込む冷却部と、を備え、前記冷却部は記録媒体の幅方向に沿って前記流入口に向けて空気を流通させ、前記流入口は前記シールド部材の記録媒体の幅方向中央に対する空気流通方向上流側部分の長さが前記シールド部材の記録媒体の幅方向中央に対する空気流通方向下流側部分の長さよりも長いことを特徴とする画像形成装置

請求項2

前記誘導加熱部が記録媒体の幅方向の全域にわたって前記記録媒体加熱体の表面を発熱させるための主コイルと前記主コイルが発生させる磁束を記録媒体の幅方向の両端部において打ち消す消磁コイルとを備え、前記流入口は前記シールド部材の記録媒体の幅方向中央に対する空気流通方向下流側部分の長さが前記シールド部材の記録媒体の幅方向中央に対する空気流通方向下流側の前記消磁コイルの端部までの長さよりも長いことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。

請求項3

前記冷却部が前記流入口まで延びる通風ダクトと前記通風ダクトに空気を流通させる吸気ファンとを備え、前記通風ダクトは前記流入口に接続する部分の記録媒体の幅方向に関する長さが前記流入口に対応する長さで形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。

請求項4

前記シールド部材の記録媒体の幅方向中央に対する前記流出口の空気流通方向下流側部分の長さが前記シールド部材の記録媒体の幅方向中央に対する前記流入口の空気流通方向下流側部分の長さよりも長いことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項5

前記シールド部材の記録媒体の幅方向中央に対する前記流入口の空気流通方向上流側部分の長さが前記シールド部材の記録媒体の幅方向中央に対する前記流出口の空気流通方向上流側部分の長さよりも長いことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項6

前記誘導加熱部が記録媒体の幅方向に所定の間隔を設けて並べて配置された複数の磁性体コアを備え、前記流入口は前記シールド部材の前記磁性体コアとの対向部分を除く隣り合う前記磁性体コアの間に形成され、前記通風ダクトは前記流入口の空気流通方向下流側の縁部に隣接して空気流通方向に沿って延びる風向調整壁を備えることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項7

前記流出口から流出する空気が導かれる排気ダクトと、前記排気ダクトから記録媒体の搬送空間への空気の流出を遮蔽する遮蔽部材と、前記排気ダクトに空気を流通させる排気ファンとを備えることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は複写機に代表される画像形成装置に関するものである。

背景技術

0002

複写機やプリンターファクシミリなどといった画像形成装置では用紙などの記録媒体転写された未定着トナー像を記録媒体に定着させるための方法として熱定着方式が広く採用されている。そして、熱定着方式における加熱手法としては誘導加熱(IH:induction heating)が知られている。

0003

誘導加熱については加熱に用いる励磁コイルが過昇温を起こして周辺樹脂成型部材溶融するといった不具合が生じることがないように対策が講じられている。このような画像形成装置の誘導加熱による定着に係る従来技術が特許文献1〜3に開示されている。

0004

特許文献1〜3に記載された画像形成装置は各々、誘導加熱部の外側を覆うとともに空気の流入口及び流出口を開口したシールド部材カバー部材)と、それら流入口及び流出口の間で空気を流通させるファンとを備える。また、いずれの画像形成装置も、流入口に至るまでの空気流は概ね定着ローラ軸線方向(記録媒体の幅方向)に沿って流れている。これらの画像形成装置では定着領域が冷却されてしまうことを防止しながら誘導加熱部のみを効果的に冷却している。

0005

特許文献1に記載された画像形成装置は、空気の流入口が定着ローラの軸線方向に沿って延びるシールド部材の側面に設けられ、流出口が定着ローラの軸線方向に沿って延びるシールド部材の上面に設けられる。これにより、シールド部材の内部において、空気は定着ローラの軸線方向と交差する方向に流通する。

0006

特許文献2に記載された画像形成装置は、空気の流入口がシールド部材の上面の定着ローラ軸線方向の一端側に設けられ、流出口がシールド部材の上面の定着ローラ軸線方向の他端側に設けられる。これにより、シールド部材の内部において、空気は定着ローラの軸線方向と平行に流通する。また別の例として、空気の流入口がシールド部材の側面の定着ローラ軸線方向の全域にわたって設けられ、流出口が流入口に対向するシールド部材の側面の定着ローラ軸線方向の全域にわたって設けられる。これにより、シールド部材の内部において、空気は定着ローラの軸線方向と交差する方向に流通する。

0007

特許文献3に記載された画像形成装置は、空気の流入口がシールド部材の上面の定着ローラ軸線方向の一端側に設けられ、流出口がシールド部材の上面の定着ローラ軸線方向の他端側に設けられる。これにより、シールド部材の内部において、空気は定着ローラの軸線方向と平行に流通する。

先行技術

0008

特開2008−139432号公報
特開2013−68685号公報
特開2014−89344号公報

発明が解決しようとする課題

0009

しかしながら、特許文献2及び3に係る従来技術のように、シールド部材の内部において空気を定着ローラの軸線方向(記録媒体の幅方向)と平行に流通させる場合、定着ローラの軸線方向に沿って冷却バランスを均一にすることが困難であるという課題があった。すなわち、空気流通方向上流側では冷却効率が高く、下流側では冷却効率が低いといった不具合が生じ易いことが問題であった。このようにして、定着ローラの軸線方向に関して冷却ムラが発生し、局所的な温度上昇が生じる虞があることが懸念された。

0010

また、特許文献1及び2に係る従来技術のように、シールド部材の内部において空気を定着ローラの軸線方向(記録媒体の幅方向)と交差する方向に流通させる場合、定着ローラの軸線方向に沿って冷却バランスを均一にできることが期待される。しかしながら、流入口に至るまでの空気流は概ね定着ローラの軸線方向に沿って流れているので、効果的な整流作用が得られるように工夫を凝らし、冷却性能をより一層向上させることが望まれている。

0011

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、簡便な構成で、定着領域が冷却されることを防止しながら誘導加熱部を効果的に冷却することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0012

上記の課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、記録媒体を加熱してトナーを定着させるための記録媒体加熱体と、記録媒体を挟んで前記記録媒体加熱体に圧して接触する加圧体と、前記記録媒体加熱体と前記加圧体との間に挿通される記録媒体の搬送方向に対して交差する記録媒体の幅方向に沿って延びるとともに誘導加熱により前記記録媒体加熱体の表面を発熱させる誘導加熱部と、記録媒体の幅方向に沿って延びて前記誘導加熱部に対向しつつ互いに交差する2つの壁部を有して前記誘導加熱部の外側を覆いその外部への磁束の漏洩を阻止するとともに2つの前記壁部各々に空気の流入口と流出口とを開口したシールド部材と、前記流入口を介して前記シールド部材の内側に空気を送り込む冷却部とを備え、前記冷却部は記録媒体の幅方向に沿って前記流入口に向けて空気を流通させ、前記流入口は前記シールド部材の記録媒体の幅方向中央に対する空気流通方向上流側部分の長さが前記シールド部材の記録媒体の幅方向中央に対する空気流通方向下流側部分の長さよりも長いことを特徴とする。

0013

この構成によると、流入口に至るまでの空気流は記録媒体搬送方向に対して交差する方向である記録媒体幅方向、すなわち例えば記録媒体加熱体がローラ形状である場合の軸線方向に沿って流れる。この空気流に対して、流入口はシールド部材の記録媒体幅方向中央に対する空気流通方向上流側からシールド部材の記録媒体幅方向中央に対する空気流通方向下流側にわたって延びる形状に形成される。そして、シールド部材の記録媒体幅方向中央に対する空気流通方向下流側部分よりも多くの空気がシールド部材の記録媒体幅方向中央に対する空気流通方向上流側部分からシールド部材の内側に流入する。これにより、記録媒体幅方向に沿って誘導加熱部の冷却バランスを均一にすることが容易になる。

0014

また、上記構成の画像形成装置において、前記誘導加熱部が記録媒体の幅方向の全域にわたって前記記録媒体加熱体の表面を発熱させるための主コイルと前記主コイルが発生させる磁束を記録媒体の幅方向の両端部において打ち消す消磁コイルとを備え、前記流入口は前記シールド部材の記録媒体の幅方向中央に対する空気流通方向下流側部分の長さが前記シールド部材の記録媒体の幅方向中央に対する空気流通方向下流側の前記消磁コイルの端部までの長さよりも長いことを特徴とする。

0015

また、上記構成の画像形成装置において、前記冷却部が前記流入口まで延びる通風ダクトと前記通風ダクトに空気を流通させる吸気ファンとを備え、前記通風ダクトは前記流入口に接続する部分の記録媒体の幅方向に関する長さが前記流入口に対応する長さで形成されることを特徴とする。

0016

また、上記構成の画像形成装置において、前記シールド部材の記録媒体の幅方向中央に対する前記流出口の空気流通方向下流側部分の長さが前記シールド部材の記録媒体の幅方向中央に対する前記流入口の空気流通方向下流側部分の長さよりも長いことを特徴とする。

0017

また、上記構成の画像形成装置において、前記シールド部材の記録媒体の幅方向中央に対する前記流入口の空気流通方向上流側部分の長さが前記シールド部材の記録媒体の幅方向中央に対する前記流出口の空気流通方向上流側部分の長さよりも長いことを特徴とする。

0018

また、上記構成の画像形成装置において、前記誘導加熱部が記録媒体の幅方向に所定の間隔を設けて並べて配置された複数の磁性体コアを備え、前記流入口は前記シールド部材の前記磁性体コアとの対向部分を除く隣り合う前記磁性体コアの間に形成され、前記通風ダクトは前記流入口の空気流通方向下流側の縁部に隣接して空気流通方向に沿って延びる風向調整壁を備えることを特徴とする。

0019

また、上記構成の画像形成装置において、前記流出口から流出する空気が導かれる排気ダクトと、前記排気ダクトから記録媒体の搬送空間への空気の流出を遮蔽する遮蔽部材と、前記排気ダクトに空気を流通させる排気ファンとを備えることを特徴とする。

発明の効果

0020

本発明の構成によれば、記録媒体幅方向に沿って誘導加熱部の冷却バランスを均一にすることが容易になり、冷却ムラの発生を抑制することができ、冷却性能を向上させることが可能になる。これにより、簡便な構成で、定着領域が冷却されることを防止しながら誘導加熱部を効果的に冷却することが可能な画像形成装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0021

本発明の第1実施形態の画像形成装置の模型的部分垂直断面正面図である。
本発明の第1実施形態の画像形成装置の定着部の周辺を示す垂直断面正面図である。
本発明の第1実施形態の画像形成装置の定着部の周辺を示す外観斜視図である。
本発明の第1実施形態の画像形成装置の定着部の周辺を示す部分断面を含む斜視図である。
本発明の第1実施形態の画像形成装置の定着部の誘導加熱部の斜視図である。
本発明の第1実施形態の画像形成装置の定着部の誘導加熱部及びシールド部材の斜視図である。
本発明の第1実施形態の画像形成装置の定着部及び冷却部の上面図である。
本発明の第1実施形態の画像形成装置の定着部及び冷却部の斜視図である。
本発明の第1実施形態の画像形成装置の冷却部の斜視図である。
本発明の第1実施形態の画像形成装置の定着部の誘導加熱部及び冷却部の通風ダクトの一部を示す上面図である。
本発明の第1実施形態の画像形成装置の冷却部の通風ダクトから定着部の誘導加熱部へと送り込まれる空気流を示す説明図である。
本発明の第2実施形態の画像形成装置の定着部の誘導加熱部及び冷却部の通風ダクトの一部を示す部分上面図である。
本発明の第3実施形態の画像形成装置の定着部のシールド部材の斜視図である。
本発明の第4実施形態の画像形成装置の定着部のシールド部材の斜視図である。

実施例

0022

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の内容に限定されるものではない。

0023

最初に、本発明の第1実施形態の画像形成装置について、図1を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図1は画像形成装置の模型的部分垂直断面正面図の一例である。なお、図中の矢印付き二点鎖線は記録媒体である用紙の搬送経路及び搬送方向を示す。また以下、各図に矢印を用いて記載したRL方向を画像形成装置の左右横方向とし、FB方向を画像形成装置の前後方向と、UD方向を画像形成装置の上下方向として説明する。

0024

画像形成装置1は、図1に示すように所謂タンデム型カラー複写機であり、原稿の画像を読み取るイメージリーダー部3と、読み取った画像を用紙等の記録媒体に印刷するプリント部2と、印刷条件の入力や稼働状況の表示を行うための操作表示部4とを備える。

0025

イメージリーダー部3はプラテンガラス(不図示)の上に載置された原稿の画像を、スキャナを移動して読み取る公知のものである。原稿の画像は赤(R)、緑(G)、青(B)の三色に色分解され、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサー(不図示)で電気信号に変換される。これにより、イメージリーダー部3は赤(R)、緑(G)、青(B)の色別の画像データを得る。

0026

イメージリーダー部3が得た色別の画像データは制御部90において各種処理が行われ、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各再現色の画像データに変換されて制御部90内のメモリー(不図示)に格納される。メモリーに格納された再現色別の画像データは位置ずれ補正のための処理を受けた後、像担持体である感光体ドラム21に対する光走査を行うために記録媒体である用紙の搬送と同期して走査ラインごとに読み出される。

0027

プリント部2は電子写真方式によって画像を形成し、その画像を用紙に転写する。プリント部2は中間転写体を無端状のベルトとして形成した中間転写ベルト11を備える。中間転写ベルト11は駆動ローラ12、テンションローラ13及び従動ローラ14に巻き掛けられる。中間転写ベルト11にはテンションローラ13がバネ(不図示)によって図1における上方に付勢されることにより張力が与えられる。

0028

中間転写ベルト11は駆動ローラ12によって図1における反時計回り回転移動する。駆動ローラ12には画像形成装置1の本体に設けられたモータ等の駆動源5から動力が伝達される。駆動源5は後述する各種ローラに対して動力を提供することとしても良い。

0029

駆動ローラ12は中間転写ベルト11を挟んで対向する二次転写ローラ15に圧し接触する。従動ローラ14の箇所では、中間転写ベルト11を挟んで従動ローラ14に対向するように設けられた中間転写クリーニング部16が中間転写ベルト11の外周面に接触する。中間転写クリーニング部16は二次転写後に中間転写ベルト11の外周面に残留するトナーを掻き取ってクリーニングする。

0030

中間転写ベルト11の下方にはイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各再現色に対応する画像形成部20Y、20M、20C、20Kが設けられる。なおこの説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Y」、「M」、「C」、「K」の識別記号を省略して、例えば「画像形成部20」と総称することがある。4台の画像形成部20は中間転写ベルト11の回転方向に沿って、回転方向の上流側から下流側に向けて一列にして配置される。4台の画像形成部20は構成がすべて同じであり、図1における時計回りに回転する感光体ドラム21を中心としてその周囲に帯電部、露光部、現像部、クリーニング部及び一次転写ローラを備える。

0031

中間転写ベルト11の上方には、4台の各再現色の画像形成部20に対応するトナーボトル31及びトナーホッパー32が設けられる。残量検出部(不図示)によって現像部の内部のトナー量の低下が検出されると、補給装置(不図示)がトナーホッパー32から現像部にトナーを補給するように駆動する。さらに、残量検出部(不図示)によってトナーホッパー32の内部のトナー量の低下が検出されると、補給装置(不図示)がトナーボトル31からトナーホッパー32にトナーを補給するように駆動する。トナーボトル31は装置本体に対して着脱可能に設けられ、適宜新しいものと交換することができる。

0032

4台の画像形成部20の下方には用紙供給装置41が設けられ、その内部に用紙Pが収容される。用紙供給装置41の内部に収容された用紙Pは供給部42によってその最上層から順に1枚ずつ用紙搬送路Qに送り出される。用紙供給装置41から用紙搬送路Qに送り出された用紙Pはレジストローラ対43a、43bの箇所に到達する。そして、中間転写ベルト11の回転と同期をとって、レジストローラ対43a、43bが中間転写ベルト11と二次転写ローラ15との接触部(二次転写ニップ部)に向けて用紙Pを送り出す。

0033

画像形成部20では帯電部及び露光部によって感光体ドラム21の表面に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像部によってトナー像として可視像化される。感光体ドラム21の表面に形成されたトナー像は感光体ドラム21が中間転写ベルト11を挟んで一次転写ローラと対向する箇所において中間転写ベルト11の外周面に一次転写される。そして、中間転写ベルト11の回転とともに所定のタイミングで各画像形成部20のトナー像が順次中間転写ベルト11に転写されることにより、中間転写ベルト11の外周面にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。

0034

中間転写ベルト11の外周面に一次転写されたカラートナー像はレジストローラ対43a、43bにより同期をとって送られてきた用紙Pに、中間転写ベルト11と二次転写ローラ15とが接触して形成される二次転写ニップ部にて転写される。

0035

二次転写ニップ部の上方には定着部50が備えられる。二次転写ニップ部にて未定着トナー像が転写された用紙Pは定着部50へと送られて記録媒体加熱体である加熱ローラ52及び加圧体である加圧ローラ53に挟まれ、トナー像が加熱、加圧されて用紙Pに定着される。定着部50を通過した用紙Pは中間転写ベルト11の上方に設けられた用紙排出部46に排出される。

0036

続いて、画像形成装置1の定着部50とその周辺の概略構成について、図2図4を用いて説明する。図2図3及び図4は定着部50の周辺を示す垂直断面正面図、外観斜視図及び部分断面を含む斜視図である。なお、図2及び図4に記載した白抜き矢印は定着部50に接続される後述の冷却部70が流通させる空気の流通経路及び流通方向を示す。

0037

定着部50は、図2図3及び図4に示すように支持フレーム51、加熱ローラ52、加圧ローラ53及び誘導加熱部60を備える。

0038

支持フレーム51は加熱ローラ52、加圧ローラ53及び誘導加熱部60を支持する。支持フレーム51は画像形成装置1に対して着脱可能に設置される。

0039

加熱ローラ52及び加圧ローラ53は互いに円筒形状をなし、各々の周面が用紙搬送路Qを挟んで対向するように左右方向に並べて配置される。加熱ローラ52及び加圧ローラ53は互いの回転軸線が用紙搬送方向に対して交差する方向である用紙幅方向、すなわち画像形成装置1の前後方向(図2図4のFB方向)に沿って延びる。加熱ローラ52及び加圧ローラ53は用紙搬送路Qの用紙幅方向の全域に対応する長さを有する。加熱ローラ52及び加圧ローラ53は各々の回転軸が支持フレーム51に設けられた不図示の軸受け部により回転可能に支持される。

0040

加熱ローラ52は回転中心に設けられた芯金の外側に、外周面側に向かって径方向に順に断熱層弾性層発熱層及び離型層が設けられた積層構造をなす。加熱ローラ52の表面が誘導加熱部60の作用によって発熱し、未定着トナー像が転写された用紙Pを加熱してトナーを用紙Pに定着させる。加熱ローラ52の表面温度は不図示のサーミスタ等の温度検知部によって検知され、その温度が制御部90等に制御される。

0041

加圧ローラ53はばね部材等を用いた不図示の加圧機構によって所定の圧力が付与され、その周面が加熱ローラ52の周面に圧して接触する。加圧ローラ53は駆動源5等から動力を得て図2において時計回りに回転する。加熱ローラ52は互いの周面が接触する加圧ローラ53の回転に従って図2において反時計回りに回転する。なお、加熱ローラ52を駆動回転させて、加圧ローラ53を従動回転させても良い。

0042

誘導加熱部60は加熱ローラ52に対して加圧ローラ53が配置された側とは反対側の領域に加熱ローラ52に隣接して配置される。誘導加熱部60は誘導加熱により加熱ローラ52の表面を発熱させる。誘導加熱部60の詳細な構成については後述する。

0043

また、定着部50には冷却部70が接続される。冷却部70は通風ダクト71を備え、通風ダクト71が画像形成装置1の背面から画像形成装置1の略前後方向に沿って定着部50の箇所まで延びる。冷却部70の詳細な構成については後述する。

0044

続いて、誘導加熱部60及びその周辺と冷却部70との詳細な構成について、図5図11を用いて説明する。図5並びに図6は誘導加熱部60並びに誘導加熱部60及びシールド部材の斜視図である。図7及び図8は定着部50と冷却部70との上面図及び斜視図である。図9は冷却部70の斜視図である。図10は誘導加熱部60及び通風ダクト71の一部を示す上面図である。図11は通風ダクト71から誘導加熱部60へと送り込まれる空気流を示す説明図である。なお、図7に記載した白抜き矢印は定着部50に接続される冷却部70が流通させる空気の流通経路及び流通方向を示す。

0045

誘導加熱部60は加熱ローラ52と同様に用紙幅方向、すなわち画像形成装置1の前後方向に沿って延びる。誘導加熱部60は、図5及び図6に示すように保持部材61、誘導加熱部材62及びシールド部材63を備える。

0046

保持部材61は誘導加熱部材62及びシールド部材63を支持する。保持部材61は誘導加熱により自身が発熱しないように非磁性合成樹脂材料成型品で形成される。保持部材61は不図示のコイル保持部とコアホルダー61aを有する。

0047

誘導加熱部材62は励磁コイル62a及び磁性体コア62bを有する。励磁コイル62aは保持部材61のコイル保持部に支持され、磁性体コア62bは保持部材61のコアホルダー61aに支持される。

0048

励磁コイル62aは主コイル62c、第1消滋コイル62d及び第2消滋コイル62eから成る。主コイル62cは加熱ローラ52の径方向外側に隣接して配置される。第1消滋コイル62d及び第2消滋コイル62eは加熱ローラ52に対して主コイル62cよりもさらに径方向外側に主コイル62cに隣接して配置される(図2参照)。

0049

主コイル62c、第1消滋コイル62d及び第2消滋コイル62eは複数本導線束ねリッツ線で構成され、用紙幅方向に沿って延びるように巻かれたものである。主コイル62cは用紙搬送路Qの用紙幅方向の全域に対応する長さを有する。第1消滋コイル62d及び第2消滋コイル62eは主コイル62cの用紙幅方向長さの半分よりもさらに短い用紙幅方向長さで構成される。第1消滋コイル62d及び第2消滋コイル62eは各々、主コイル62cの用紙幅方向の両端部に分けて配置される。

0050

磁性体コア62bは用紙幅方向(加熱ローラ52の軸線方向)に沿って見た形状が加熱ローラ52の周方向に対応するC字状をなす。磁性体コア62bはそのC字状形状の内側に励磁コイル62aが位置するように加熱ローラ52に対して励磁コイル62aの径方向外側に励磁コイル62aと所定の間隔を設けて配置される。磁性体コア62bは用紙幅方向に関して励磁コイル62aの長さよりも十分に短い長さを有し、用紙幅方向に沿って並べられた複数個が設けられる。なお、コアホルダー61aは複数個の磁性体コア62bを個別に保持可能な形状、大きさをなす。磁性体コア62bは例えばフェライト等の高透磁率低損失の材料から成り、励磁コイル62aとで構成される磁気回路の効率を高める。

0051

シールド部材63は、図6に示すように用紙幅方向(加熱ローラ52の軸線方向)に沿って見た形状がL字状をなし、略垂直をなす上下方向及び用紙幅方向に延びる垂直壁部63aと、略水平をなす左右横方向及び用紙幅方向に延びる水平壁部63bとの互いに交差する2つの壁部を有する。シールド部材63は垂直壁部63a及び水平壁部63bから成るL字状形状の内側に誘導加熱部材62が位置するように、加熱ローラ52に対して誘導加熱部材62の径方向外側に、誘導加熱部材62と所定の間隔を設けて対向するように配置される。シールド部材63はその周縁部で保持部材61に固定される。シールド部材63は誘導加熱部62の外側を覆いその外部への磁束の漏洩を阻止する。

0052

また、シールド部材63は垂直壁部63aに開口した空気の流入口64と、水平壁部63bに開口した空気の流出口65とを備える。そして、冷却部70は用紙幅方向に沿って画像形成装置1の背面から正面側に向かって流入口64に向けて空気を流通させる(図7参照)。

0053

流入口64及び流出口65は各々、シールド部材63の用紙幅方向に沿って並ぶ複数の矩形の開口64a、65aに区分されている。なお、この説明において「流入口64の長さ」或いは「流出口65の長さ」というのは、複数の開口64a、65aを合わせた流入口64または流出口65各々の用紙幅方向の長さを意味する。また、この説明において流入口64の長さまたは流出口65の長さに関して「空気流通方向」というのは、冷却部70が用紙幅方向に沿って画像形成装置1の背面から正面側に向かって流入口64に向けて空気を流通させる方向(図5及び図6参照)を意味する。すなわち、流入口64或いは流出口65の空気流通方向上流側はシールド部材63の用紙幅方向の背面側にほぼ等しく、空気流通方向下流側はシールド部材63の用紙幅方向の正面側にほぼ等しい。

0054

そして、流入口64はシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する空気流通方向上流側部分の長さL1がシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する空気流通方向下流側部分の長さL2よりも長い。また、シールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する流出口65の空気流通方向下流側部分の長さL3がシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する流入口64の空気流通方向下流側部分の長さL2よりも長い。また、シールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する流入口64の空気流通方向上流側部分の長さL1がシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する流出口65の空気流通方向上流側部分の長さL4よりも長い。

0055

さらに、流入口64はシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する空気流通方向下流側部分の長さL2がシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する空気流通方向下流側の第1消磁コイル62dの端部までの長さL5よりも長い。

0056

冷却部70は、前述のように画像形成装置1の背面から画像形成装置1の略前後方向(用紙幅方向)に沿って定着部50の箇所まで延びる。冷却部70は、図7図8及び図9に示すように通風ダクト71及び吸気ファン72を備える。

0057

通風ダクト71は画像形成装置1の背面のすぐ内側の箇所から定着部50の左方の箇所まで延びる。通風ダクト71の定着部50との接続部71aはシールド部材63の流入口64に近接する外側部分に対応する支持フレーム51の前後方向に延びる略垂直な部分と接続する。接続部71aは用紙幅方向に関する長さが流入口64に対応する長さで形成される。

0058

吸気ファン72は例えばシロッコファン等からなり、通風ダクト71の内部の、画像形成装置1の背面のすぐ内側の箇所に配置される。吸気ファン72は画像形成装置1の背面の外部の空気を吸引して通風ダクト71の内部に導き、定着部50まで流通させる。

0059

通風ダクト71の接続部71aは略水平方向に沿って、定着部50の内部に向けて空気を吹き出す。接続部71aの内部には、図10に示すように風向調整壁73が設けられる。風向調整壁73は支持フレーム51の前後方向(用紙幅方向)に沿って複数が配置される。風向調整壁73は上下方向及び空気流通方向に沿って延びる板状をなす。

0060

図11は通風ダクト71から誘導加熱部60へと送り込まれる空気流を示す説明図であって、流体シミュレーションの結果を表している。図11によれば、用紙幅方向に沿って誘導加熱部60に到達する空気流の流速が概ね均一になっており、誘導加熱部60の冷却バランスが均一になっていることが確認できる。

0061

なお、定着部50のシールド部材63の流出口65から流出する空気の流通方向下流側には、図2及び図4に示す排気部80が設けられる。排気部80は排気ダクト81、遮蔽部材82及び排気ファン83を備える。

0062

排気ダクト81は流出口65に接続し、定着部50の上方の箇所から画像形成装置1の背面に向かって延びる。排気ダクト81には流出口65から流出する空気が導かれる。排気ダクト81の用紙搬送路Q側の部分には遮蔽部材82が配置される。遮蔽部材82は排気ダクト81から用紙搬送空間への空気の流出を遮蔽する。

0063

排気ファン83は例えばシロッコファン等からなり、排気ダクト81の内部の、画像形成装置1の背面のすぐ内側の箇所に配置される。排気ファン83は排気ダクト81に空気を流通させ、画像形成装置1の背面からその外部へと空気を排出する。

0064

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態の画像形成装置について、図12を用いて説明する。図12は画像形成装置の定着部の誘導加熱部及び冷却部の通風ダクトの一部を示す部分上面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第1実施形態と同じであるので、第1実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略するものとする。

0065

第2実施形態の画像形成装置1は、図12に示すように誘導加熱部60のシールド部材63と、冷却部70の通風ダクト71とを備える。

0066

シールド部材63は用紙幅方向(図12のFB方向)に沿って並ぶ複数の開口64aに区分された流入口64を備える。そして、流入口64の複数の開口64aは各々、シールド部材63の磁性体コア62bとの対向部分を除く隣り合う磁性体コア62bの間の箇所に形成される。

0067

一方、通風ダクト71の接続部71aの内部には、複数が用紙幅方向に沿って並べられた風向調整壁73が設けられる。複数の風向調整壁73は各々、対応する箇所に配置された流入口64の開口64aの空気流通方向下流側の縁部、すなわち図12における開口64aの右側の縁部に隣接して空気流通方向に沿って延びる。

0068

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態の画像形成装置について、図13を用いて説明する。図13は画像形成装置の定着部のシールド部材の斜視図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第1実施形態と同じであるので、第1実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略するものとする。

0069

第3実施形態の画像形成装置1は、図13に示すように定着部60のシールド部材63が空気の流入口66と、空気の流出口67とを備える。流入口66及び流出口67は各々、シールド部材63の用紙幅方向(図13のFB方向)に沿って延びる単一の矩形の開口で構成される。

0070

この構成であっても、上記他の実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。

0071

<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態の画像形成装置について、図14を用いて説明する。図14は画像形成装置の定着部のシールド部材の斜視図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第1実施形態と同じであるので、第1実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略するものとする。

0072

第4実施形態の画像形成装置1は、図14に示すように定着部60のシールド部材63が空気の流入口66と、空気の流出口68とを備える。流入口66及び流出口68は各々、シールド部材63の用紙幅方向(図14のFB方向)に沿って延びる単一の矩形の開口で構成される。

0073

なお、シールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する流入口66の空気流通方向上流側部分の長さL1と、シールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する流出口68の空気流通方向上流側部分の長さL4とはほぼ同じ長さになっている。

0074

この構成であっても、上記他の実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。

0075

上記第1〜第4の実施形態のように、画像形成装置1は、用紙Pを加熱してトナーを定着させるための加熱ローラ52と、用紙を挟んで加熱ローラ52に圧して接触する加圧ローラ53と、加熱ローラ52と加圧ローラ53との間に挿通される用紙の搬送方向に対して交差する用紙幅方向に沿って延びるとともに誘導加熱により加熱ローラ52の表面を発熱させる誘導加熱部60と、用紙幅方向に沿って延びて誘導加熱部60に対向しつつ互いに交差する垂直壁部63a及び水平壁部63bを有して誘導加熱部60の外側を覆いその外部への磁束の漏洩を阻止するとともに垂直壁部63a及び水平壁部63b各々に空気の流入口64と流出口65とを開口したシールド部材63と、流入口64を介してシールド部材63の内側に空気を送り込む冷却部70とを備える。そして、冷却部70は用紙幅方向に沿って流入口64に向けて空気を流通させ、流入口64はシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する空気流通方向上流側部分の長さL1がシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する空気流通方向下流側部分の長さL2よりも長い。

0076

この構成によると、流入口64に至るまでの空気流は用紙幅方向、すなわち加熱ローラ52の軸線方向に沿って流れる。この空気流に対して、流入口64はシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する空気流通方向上流側からシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する空気流通方向下流側にわたって延びる形状に形成される。そして、シールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する空気流通方向下流側部分よりも多くの空気がシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する空気流通方向上流側部分からシールド部材63の内側に流入する。これにより、用紙幅方向に沿って誘導加熱部60の冷却バランスを容易に均一にすることができる。したがって、簡便な構成によって、定着領域が冷却されることを防止しながら誘導加熱部60を効果的に冷却することが可能になる。

0077

また、誘導加熱部60は用紙幅方向の全域にわたって加熱ローラ52の表面を発熱させるための主コイル62cと、主コイル62cが発生させる磁束を用紙幅方向の両端部において打ち消す第1消滋コイル62d及び第2消滋コイル62eとを備える。そして、流入口64はシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する空気流通方向下流側部分の長さL2がシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する空気流通方向下流側の第1消磁コイル62dの端部までの長さL5よりも長い。

0078

用紙幅方向に関して、第1消滋コイル62dと第2消滋コイル62eとの間に対応する主コイル62cの領域、すなわち用紙幅方向の中央付近の領域は、用紙幅方向の全域に対して用紙が搬送される頻度が比較的高く、昇温している期間が比較的長い。したがって上記構成によると、主コイル62cの用紙幅方向の中央付近の領域を効果的に冷却することが可能である。

0079

また、冷却部70は流入口64まで延びる通風ダクト71と、通風ダクト71に空気を流通させる吸気ファン72とを備える。通風ダクト71は流入口64に接続する部分である接続部71aの用紙幅方向に関する長さが流入口64に対応する長さで形成される。

0080

この構成によると、通風ダクト71に係る空気流通路圧力損失を抑制することができる。これにより、誘導加熱部60に対して効率良く空気を送り込むことが可能であり、さらに騒音の発生も抑制することができる。

0081

また、シールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する流出口65の空気流通方向下流側部分の長さL3がシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する流入口64の空気流通方向下流側部分の長さL2よりも長い。

0082

また、シールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する流入口64の空気流通方向上流側部分の長さL1がシールド部材63の用紙幅方向中央PCに対する流出口65の空気流通方向上流側部分の長さL3よりも長い。

0083

これらの構成によると、通風ダクト71を用紙幅方向に沿って流入口64まで流れてきた空気流を流入口64から流出口65まで、シールド部材63の内部の誘導加熱部60周辺をスムーズに流通させることができる。したがって、シールド部材63の内部における空気流の滞留を抑制して、誘導加熱部60をより一層効果的に冷却することが可能である。

0084

また、第2実施形態の画像形成装置1は、誘導加熱部60が用紙幅方向に所定の間隔を設けて並べて配置された複数の磁性体コア62bを備え、流入口64がシールド部材63の磁性体コア62bとの対向部分を除く隣り合う磁性体コア62bの間に形成され、通風ダクト71が流入口64の開口64aの空気流通方向下流側の縁部に隣接して空気流通方向に沿って延びる風向調整壁73を備える。

0085

この構成によると、シールド部材63の壁部が磁性体コア62bとの対向部分に存在することになり、誘導加熱部60の設置時やメンテナンス時、運搬時等において流入口64を通して磁性体コア62bと外部の他部材とが衝突することを防止することができる。一方図11によると、風向調整壁73の空気流通方向下流側の壁面近傍は上流側の壁面近傍と比較して空気流の流速が若干低くなっていることが分かる。したがって上記構成によると、風向調整壁73の設置により生じる空気流の低速領域をシールド部材63の磁性体コア62bとの対向部分に合わせることができ、空気流の高速領域を流入口64の複数の開口64aに合わせることができる。これにより、空気流を誘導加熱部60に効率良く導くことが可能である。

0086

また、第1〜第4の実施形態の画像形成装置1は、流出口65から流出する空気が導かれる排気ダクト81と、排気ダクト81から用紙搬送空間への空気の流出を遮蔽する遮蔽部材82と、排気ダクト81に空気を流通させる排気ファン83とを備える。

0087

この構成によると、誘導加熱部60から熱を奪って冷却した空気流を効率良く排出することができる。これにより、画像形成装置1の他の領域の温度上昇を抑制することが可能である。また、遮蔽部材82の作用によれば、定着部50を通過した後の用紙Pの過冷却を抑制することができ、用紙Pのカール(反り)の発生を防止することが可能である。

0088

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

0089

例えば、上記実施形態では画像形成装置1が中間転写ベルト11を用いて複数色の画像を順次重ねて形成する所謂タンデム型のカラー印刷用画像形成装置であるが、このような機種に限定されるわけではなく、タンデム型ではないカラー印刷用画像形成装置やモノクロ印刷用の画像形成装置であっても構わない。

0090

また、定着部50の記録媒体加熱体(加熱ローラ52)や加圧体(加圧ローラ53)はローラ形状に限定されるわけではなく、他の形状、例えばベルト形状等であっても構わない。

0091

本発明は画像形成装置において利用可能である。

0092

1画像形成装置
50定着部
51支持フレーム
52加熱ローラ(記録媒体加熱体)
53加圧ローラ(加圧体)
60誘導加熱部
61保持部材
61aコアホルダー
62誘導加熱部材
62a励磁コイル
62b磁性体コア
62c主コイル
62d 第1消磁コイル
62e 第2消磁コイル
63シールド部材
63a垂直壁部
63b水平壁部
64、66 流入口
65、67、68 流出口
64a、65a 開口
70 冷却部
71通風ダクト
71a 接続部
72吸気ファン
80排気部
81排気ダクト
82遮蔽部材
83 吸気ファン

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