(57)【要約】【課題】  本発明の目的は定着手段で使用している加熱体から発生する熱の影響を防ぎ、ヒートシンクや冷却ファンなどを用いずに定着内部品が使えるようにした定着手段を有する画像形成装置を提供する。【解決手段】  定着手段の加熱体から発生する熱を有する空間部内に断熱材で隔離した断熱空間部を設け、断熱空間部は定着内部品を収納できるようにした。【選択図】        図１
2006163117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体から記録材上に転写されたトナー像を加熱定着する加熱定着手段を有する画像形成装置において、
前記加熱定着手段内に、断熱材料で隔離されている断熱空間部を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記断熱空間部は前記加熱定着手段外と連通する開口部を有する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】
前記加熱定着手段で加熱定着されるトナー像を担持する記録材を検知する記録材検知手段を有し、
前記断熱空間部は、前記記録材検知手段をその内部に保持することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記記録材検知手段は、発光素子と受光素子を対向配置した検知部と、前記発光素子からの光を遮蔽、解放するアクチェタからなり、
前記断熱空間部は、前記検知部をその内部に保持することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関する。より詳しくは、加熱定着手段を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録材上に転写されたトナー像を定着するために、定着手段に使用する発熱体はハロゲンランプ手段、電磁誘導加熱手段などを利用して加熱ローラを２００℃〜２２０℃位まで加熱する。また定着手段は温度上昇を早めるために、外気とは断熱材などを使って隔離した略密閉構造となっている。
【０００３】
近年、定着手段内部に定着手段の温度を検知したり、記録材が定着手段を通過することを検知するための各種センサ類や、リサイクル、リユース管理のための識別情報記録手段として半導体回路が設けられるようになっている。
【０００４】
例えば、上記のセンサ類のうち、記録材の通過検知用手段としては、信頼性の高いフォトセンサが使われている。このセンサの構造は発光素子と受光素子を対向配置し光起電力を利用した検知部と、発光素子からの光を遮蔽、解放するアクチェタからなり、前記光路をアクチェタが遮蔽したとき光起電力が切れたことを検知部回路が認識することでスイッチングするようになっている。このようなフォトセンサを記録紙検知手段に利用する方法は広く使われている。（例えば、特許文献１参照）
図４は、記録材の通過検知用手段にフォトセンサを用いた、従来例に係る定着手段の一例である。
【０００５】
定着手段８は、発熱体を内包した加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１に圧接する弾性層を有した加圧ローラ８２とから成り、筐体内に収められている。搬送ベルト１２によって搬送されるトナー画像を保持した記録材は、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間で加熱加圧されて定着がなされ、１対の排出ローラ８４によって定着手段の外へ排出される。さらに記録材が定着手段８を通過したことを検知する排紙センサ部８６が１対の排紙ローラ８４の機内側に設けられている。
【０００６】
排紙センサ部８６はフォトセンサ８６ａと光を遮断するアクチェタ８６ｂからなり、記録材が定着手段８を通過しアクチェタ８６ｂを押すとアクチェタの支点８６ｃを中心として回転し、フォトセンサ８６ａの光軸を遮断する。
【０００７】
上記フォトセンサ８６ａには内部にトランジスタなどの半導体が組み込まれており、最大保証温度は例えば８５℃程度である。したがって、フォトセンサ８６ａを定着手段８の中または近傍に組み込んで使用する場合、耐温度対策が必要となる。例えばレバーとフォトセンサを一体型にして、センサ取り付け部にヒートシンクを用いる方法、あるいはフォトセンサ冷却用ファンを用いる方法が一般的である。
【０００８】
中でも、冷却用ファンを設ける方法では、フォトセンサを冷却させるために冷却ファンを用い、アイドリング時は冷却ファンの冷却力を弱め、通紙時に正規の冷却力を持つようにすることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−１２９０２７号公報
【特許文献２】特開２００４−９３６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ヒートシンクを設ける方式は周辺温度が上昇するとヒートシンクも上昇するので定着手段内に設置されたフォトセンサの温度を下げる効果はきわめて小さい。
【００１０】
また、特許文献２に記載の方法では、冷却ファンによって高温の空気が定着手段内を循環するために、ファンで冷却した空気と高温の空気が交互にセンサで検知され、温度制御センサの働きが不安定になる。またファンを取り付けるための部品や駆動源が新たに必要となり、部品点数が増加するだけでなく、定着手段が大型化し、消費電力も増大してしまう。
【００１１】
本発明は、上記の課題に鑑み、ヒートシンクや冷却ファンなどを用いずに、定着手段内に設置せざるを得ない例えば半導体のような耐熱性の低い部品の温度上昇を防止することができる定着手段を備えた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】
上記目的は下記構成により達成できる。
（請求項１）
像担持体から記録材上に転写されたトナー像を加熱定着する加熱定着手段を有する画像形成装置において、
前記加熱定着手段内に、断熱材料で隔離されている断熱空間部を有することを特徴とする画像形成装置。
（請求項２）
前記断熱空間部は前記加熱定着手段外と連通する開口部を有する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）
前記加熱定着手段で加熱定着されるトナー像を担持する記録材を検知する記録材検知手段を有し、
前記断熱空間部は、前記記録材検知手段をその内部に保持することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
（請求項４）
前記記録材検知手段は、発光素子と受光素子を対向配置した検知部と、前記発光素子からの光を遮蔽、解放するアクチェタからなり、
前記断熱空間部は、前記検知部をその内部に保持することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、加熱定着手段内に断熱材料で隔離されている空間部を有することにより、ヒートシンクや冷却ファンなどを用いずとも、該空間部内においては、耐熱性の低い部品を設置しても、温度上昇を防止することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、空間部は定着手段外と連通する開口部を設けたので、空間部の温度上昇を効率よく防止することができる。
【００１５】
請求項３及び請求項４に記載の発明によれば、前記空間部に前記記録材検知手段を保持することにより最大保証温度範囲内で記録材検知手段が使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る実施の形態について、以下図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す模式図である。
【００１７】
図１において、自動原稿搬送装置２０はその原稿給紙台上に載置された原稿を１枚ずつ読取位置に搬送し、画像読みとりが終わった原稿を所定の場所に排出する。
【００１８】
原稿読取部２１は原稿の画像を読み取ってデジタル画像データを生成する。
【００１９】
画像形成部２２は電子写真方式により記録材に画像を形成する。
【００２０】
画像形成部２２において、像担持体であるドラム状の感光体１の周囲に帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、分離装置６及びクリーニング装置７が配置される。画像形成部２２の下方には、複数のサイズを異にした記録材を収納した記録材収納部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃを備えた給紙部２３が設けられ、記録材を画像形成部２２に給紙する。１０は手差し給紙部である。給紙部２３又は手差し給紙部１０から給紙された記録材はレジストローラ１１により感光体１と転写装置５の間に供給され、搬送ベルト１２によって搬送され、加熱定着手段である定着手段８で加熱定着処理されて排紙皿１３に排紙される。
【００２１】
感光体１の時計方向の回転に対応して、帯電装置２による帯電、露光装置３による像露光及び現像装置４による現像で感光体１上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は転写装置５により記録材に転写される。トナー像が転写された記録材は定着手段８において定着処理された後に排紙皿１３に排紙される。
【００２２】
図１に示した定着手段８について、図２乃至図３を用いて説明する。図２は定着手段８の正面断面図、図３は断熱空間部８７の構成を分解斜視図で示した。なお図１と同じ構成には同符号を付し、説明を省略する。
【００２３】
定着手段８は電磁誘導方式による発熱体８１ａを内包した加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１に圧接する弾性層を有した加圧ローラ８２とから成り、筐体８０内に収められている。搬送ベルト１２によって搬送されるトナー画像を保持した記録材は、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間で加熱加圧されて定着がなされ、１対の排出ローラ８４によって定着手段８の外へ排出される。なお、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とに挟持搬送された記録材が加熱ローラ８１又は加圧ローラ８２に巻き付くのを防止するため、排出部には分離爪８３ａ，８３ｂが設けられている。さらに記録材が定着手段８を通過したことを検知する排紙センサ部８６が１対の排紙ローラ８４の機内側に設けられている。
【００２４】
本発明において排紙センサ８６はフォトセンサ８６ａと光を遮断するアクチェタ８６ｂからなり、記録材が定着手段８を通過しアクチェタ８６ｂを押すとアクチェタ８６ｂの支点８６ｃを中心として回転し、フォトセンサ８６ａの光軸を遮断する。フォトセンサ８６ａは定着手段８の熱の影響を受けないように、断熱材で隔離されかつ下方に開口部を有する断熱空間部８７に取り付けられている。
【００２５】
図２に示した断熱空間部８７の詳細について、図３を用いて説明する。断熱空間部８７の寸法は記録材排紙側と平行方向に長さＬ＝６０ｍｍ、奥行きＤ＝２５ｍｍ、高さＨ＝１５ｍｍであり、記録材進行方向端面のほぼ中央にアクチェタ８６ｂが位置するように配置する。
【００２６】
断熱空間部８７は、耐熱性のあるエンジニアリングプラスチック材料例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂化合物、ポリエーテルエーテルケトン樹脂化合物、芳香族ポリエステル樹脂化合物などを使用した断熱壁８６ｄと、断熱壁８６ｄと同材料の中間仕切板８６ｅで仕切られ、中間仕切板８６ｅはアクチェタ８６ｂが作動する部分のみ開口されている。
【００２７】
定着手段８の下部に、両面複写をするため記録材を一時保持するＡＤＵ部３０が設けられ、断熱空間部８７下方に長さＬ＝６０ｍｍ奥行きＤ＝２５ｍｍの開口部８８を設け、本体底板９１には開口部８８と一致する位置に開口部８８と同寸法の開口部８９と、同位置、同寸法のＡＤＵ開口部９０を有している。ＡＤＵ部３０は不図示の冷却ファンによって冷却されるようになっている。このように開口部８８は開口部８９、開口部９０と同位置になるように設けられているので、図示しないＡＤＵ３０に設けられている冷却ファンにより断熱空間部８７内部も冷却される。このようになっている機構においては自然空冷に比べ、断熱空間部８７内の温度上昇はさらに抑制される。
【００２８】
本発明に係る空間部の断熱効果について、図５を用いて説明する。図５は、図２に示した定着手段８内各部（図２中排紙ローラ部Ａ、排紙ローラ部と中間仕切板８６ｅとの空間部Ｂ、中間仕切板８６ｅと開口部８８の空間部Ｃ、定着手段８の加圧ローラと排紙センサ部８６の空間部Ｄ）の、画像形成装置に電源を投入してからの温度変化を示す図であり、縦軸を温度、横軸を経過時間とした。なお空間部Ｃは断熱空間部８７と同一であるが、ここでは空間部Ｃとした。
【００２９】
室温２０℃の環境下で１時間連続運転したときの平均温度は、排紙ローラ部Ａが８７℃、排紙ローラ部と中間仕切板８６ｅとの空間部Ｂが８３℃、中間仕切板８６ｅと開口部８８の空間部Ｃが６５℃、定着手段８の加圧ローラと排紙センサ部８６の空間部Ｄが１１０℃であった。
【００３０】
すなわち、断熱空間部８７に相当する空間部Ｃは定着手段８内の他の各部に比べて温度変化が少ないことがわかる。
【００３１】
この結果から定着手段に断熱空間部を設けることにより、定着手段内部品の保証温度範囲以下に抑えることが可能であることが証明された。
【００３２】
なお、本実施の形態において、画像形成装置として複写機を例にとり説明したが、プリンタ、ファクシミリ、複合機（ＭＦＰ）等の画像形成装置に対しても適用可能である。
【００３３】
その他、画像形成装置を構成する各構成の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係る定着手段の中央断面図である。
【図３】本発明に係る定着手段の断熱空間部の構成部品を分解した斜視図である。
【図４】従来の定着手段に係る中央断面図である
【図５】本発明の定着手段に係る実施例の温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
１  感光体
８  定着手段
３０  ＡＤＵ部
８１  加熱ローラ
８２  加圧ローラ
８６  排紙センサ部
８６ａ  フォトセンサ
８６ｂ  アクチェタ
８６ｃ  支点
８６ｄ  断熱壁
８６ｅ  中間仕切板
８７  第２の空間部
８８  第２の空間部の開口部
【図１】
2006163117.tif 000003
【図２】
2006163117.tif 000004
【図３】
2006163117.tif 000005
【図４】
2006163117.tif 000006
【図５】
2006163117.tif 000007