(57)【要約】【課題】冷却風を用いずに、定着ローラー以外の部分の温度上昇が抑制された安価な画像形成装置を得る。【解決手段】定着ローラー２１の上流側のガイド部と、その下流側のガイド部とが一体化されて構成された伝熱ガイド部５０が設けられている。伝熱ガイド部５０は、熱伝導率の高い材料で形成され、第１ガイド部として機能する第１ガイド部領域５０Ａと、第２ガイド部として機能する第２ガイド部領域５０Ｂとが、連結領域５０Ｃで連結した形態とされる。この構成においては、定着ローラー２１で加熱された用紙Ｐが、定着ローラー２１の上側で伝熱ガイド部５０における第２ガイド部領域５０Ｂと接することによって、高温の用紙Ｐからの放熱が行われる。この熱は、連結領域５０Ｃを介して第１ガイド部領域５０Ａまで伝わる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像パターンが形成された媒体を通過させる際に加熱することによって前記画像パターンを前記媒体に定着させる定着ユニットが用いられた画像形成装置であって、
前記定着ユニットを通過する前の前記媒体と当接することによって前記媒体を案内する第１ガイド部領域と、前記定着ユニットを通過した後の前記媒体と当接することによって前記媒体を案内する第２ガイド部領域と、が連結領域を介して一体化された構成を具備する伝熱ガイド部が用いられたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像パターンを表面に保持した後に当該画像パターンを前記媒体に転写させる中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの表面に前記画像パターンを形成する画像パターン形成部と、を前記定着ユニットに対して平面視における一方の側において具備し、
前記伝熱ガイド部において、前記連結領域は、前記定着ユニットに対して、前記一方の側と反対の他方の側に設けられた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】
前記定着ユニットを通過後の前記媒体は、平面視における前記定着ユニットから見て一方の側に排出され、
前記連結領域は、前記定着ユニットに対して、前記一方の側と反対の他方の側に設けられた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４】
前記伝熱ガイド部は、金属材料で構成されたことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記伝熱ガイド部において前記媒体と接する領域以外の領域の表面に、前記伝熱ガイド部を構成する材料よりも熱伝導率の低い材料で構成された断熱層が形成されたことを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記伝熱ガイド部において、
前記連結領域における前記一方の側の表面に前記断熱層が形成されたことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記伝熱ガイド部において、
前記連結領域における前記他方の側の表面に前記断熱層が形成されたことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記他方の側の表面に形成された前記断熱層において、局所的に開口が形成されたことを特徴とする請求項７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、媒体上に形成された画像パターンを高温で定着させる定着機構を具備する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーで構成された画像パターンを媒体（用紙）上に形成する画像形成装置においては、用紙上にトナーで構成された画像パターンが形成された後、定着ユニットでこの用紙が加熱された定着ローラーによって加圧かつ加熱されることによって、この画像パターンが用紙上に定着する。その後、この画像パターンが定着した用紙が排出トレイ等に出力される。
【０００３】
ここで、定着ユニット（定着ローラー）は、上記の定着が可能なように設定された高温に維持される。一方、画像形成装置内におけるこのように高温を要しない構成要素については、部品の劣化等を抑制するために、その温度を低温（室温付近）に維持することが好ましい。
【０００４】
また、排出トレイにおいては、画像パターンの定着後に出力された用紙が積層されるが、この際に、用紙の温度が高い場合には、高温で軟化したトナーによって、用紙同士が貼り付くことがある。こうした状況は、特に、低融点のトナーが用いられた場合において顕著となる。
【０００５】
このため、このような定着ユニットが用いられる画像形成装置においては、定着ローラーを高温に維持した状態で、定着ユニット以外の部分の温度上昇を抑制するための構成が用いられている。例えば、特許文献１には、冷却ファンを用いて定着ローラー以外の部分が空冷される画像形成装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−１１７７４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
冷却ファンを用いることによって、上記のような定着ローラー以外の部分の温度上昇は抑制されるものの、冷却ファンを設けることにより画像形成装置が高価となる、あるいは冷却ファンを動作させることによる消費電力、騒音の増大、臭気の発生等の問題が発生した
【０００８】
また、このような冷却ファンは、上記のような出力された用紙の張り付きの防止に対して有効であるものの、排出トレイで冷却風によって用紙が浮き上がることがあるために、用紙が適正に積層された状態を維持することが困難となった。
【０００９】
このため、冷却風を用いずに、定着ローラー以外の部分の温度上昇が抑制された安価な画像形成装置が求められた。
【００１０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決できる技術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】
【００１１】
本発明の画像形成装置は、画像パターンが形成された媒体を通過させる際に加熱することによって前記画像パターンを前記媒体に定着させる定着ユニットが用いられた画像形成装置であって、前記定着ユニットを通過する前の前記媒体と当接することによって前記媒体を案内する第１ガイド部領域と、前記定着ユニットを通過した後の前記媒体と当接することによって前記媒体を案内する第２ガイド部領域と、が連結領域を介して一体化された構成を具備する伝熱ガイド部が用いられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記の構成により、冷却風を用いずに、定着ローラー以外の部分の温度上昇が抑制された安価な画像形成装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の画像形成装置の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の第１の例の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の第２の例の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の第３の例の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の第４の例の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施の形態に係る画像形成装置について説明する。この画像形成装置は、トナーで構成された画像パターンを媒体（用紙）上に形成して出力する。ここでは、まず初めに、従来の画像形成装置９の構造について説明する。図１は、この画像形成装置９の一部（本願発明に関連する部分）の構造を示す断面図である。
【００１５】
この画像形成装置９においては、画像パターン形成部（図示せず）で露光、現像が行われることによって、中間転写ベルトＢの表面に、トナーで構成された画像パターンが一時的に形成される。転写ローラー１１によって中間転写ベルトＢが駆動されると共に用紙Ｐが図中上側に搬送される際に、用紙Ｐが中間転写ベルトＢに加圧されて圧着することによって、この画像パターンは用紙Ｐに転写される。
【００１６】
その後、用紙Ｐは上側の定着ユニット２０を通過する。定着ユニット２０においては、高温の一定温度に制御された定着ローラー２１によって用紙Ｐが加圧・加熱された状態で用紙Ｐが上側に搬送される。定着ローラー２１の内部には電熱式のヒーター及び温度センサが内蔵されているため、その温度が定着に必要な高温に維持され、定着ローラー２１による加圧・加熱によって、前記の画像パターンは用紙Ｐに定着する。その後、上側の排出ローラー３０によって、用紙Ｐは排出トレイ４０に導かれる。転写ローラー１１、定着ローラー２１、排出ローラー３０は、それぞれが略円筒形状であり、図１においては、これらの中心軸（回転軸）に垂直な断面構造が示されている。図１においては、用紙Ｐの搬送方向は紙面内であり、用紙Ｐの搬送方向と垂直な方向（幅方向）は紙面と垂直となる。
【００１７】
上記のように用紙Ｐが転写ローラー１１、定着ローラー２１、排出ローラー３０によって搬送される際に、用紙Ｐに弛みがなく常に適正な状態で搬送が行われるように、用紙Ｐをこの経路の途中で適正に案内するガイド部が適宜設けられている。図１においては、特に定着ローラー２１の上流側（下側）に第１ガイド部９１が、定着ローラー２１の下流側（上側）に第２ガイド部９２が設けられている。第１ガイド部９１、第２ガイド部９２は、用紙Ｐの幅方向（紙面垂直方向）に広がる板状とされ、軽量の樹脂材料で構成される。用紙Ｐが搬送時に第１ガイド部９１、第２ガイド部９２と幅方向にわたり当接することによって、用紙Ｐが、適正な状態で定着ユニット２０を通過し、排出トレイ４０側に搬送される。連続して印刷動作が行われる際には、出力される用紙Ｐは排出トレイ４０において積層される。図１においては、高温の一定温度に維持されるのは定着ローラー２１のみであり他の構成要素は能動的に加熱されないが、高温の定着ローラー２１の温度の影響を受けるために、他の構成要素の温度も室温から上昇する。また、定着ユニット２０（定着ローラー２１）を通過直後の用紙Ｐの温度は高くなり、用紙Ｐが排出トレイ４０に導かれた直後においても、その温度は、室温よりも高くなる。
【００１８】
これに対して、図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の第１の例である画像形成装置１の断面を図１に対応させて示す。ここでも、中間転写ベルトＢ、転写ローラー１１、定着ローラー２１、排出ローラー３０、排出トレイ４０、は、前記の画像形成装置９と同様に、用紙Ｐに画像パターンを形成、定着させて出力させるために用いられている。ただし、この画像形成装置１においては、前記の第１ガイド部９１、第２ガイド部９２の代わりに、定着ローラー２１の上流側のガイド部と、その下流側のガイド部とが一体化されて構成された伝熱ガイド部５０が設けられている。伝熱ガイド部５０は、熱伝導率の高い材料（アルミニウムやアルミニウム合金等）で形成され、図１における第１ガイド部９１として機能する第１ガイド部領域５０Ａと、図１における第２ガイド部９２として機能する第２ガイド部領域５０Ｂとが、連結領域５０Ｃで連結した形態とされる。図１における第１ガイド部９１、第２ガイド部９２と同様に、第１ガイド部領域５０Ａ、第２ガイド部領域５０Ｂは紙面垂直方向に広がる板状とされるため、全体としては、伝熱ガイド部５０は、断面形状が図２に示されたように湾曲した大きな板状とされる。
【００１９】
この構成においては、定着ローラー２１で加熱された用紙Ｐが、定着ローラー２１の上側で伝熱ガイド部５０における第２ガイド部領域５０Ｂと接することによって、高温の用紙Ｐからの放熱が行われる。この熱は、連結領域５０Ｃを介して第１ガイド部領域５０Ａまで伝わる。定着ローラー２１に達する前の用紙Ｐは、この第１ガイド部領域５０Ａと接することによって、加熱される。このため、図２の構成によって、定着ユニット２０による用紙Ｐの加熱を特に効率的に行わせることができ、定着のために要する電力を低減することができる。一方、定着ユニット２０を通過後の用紙Ｐは冷却される。
【００２０】
あるいは、定着ローラー２１によって用紙Ｐを加熱する際に、定着ローラー２１を通過した後の用紙Ｐから放熱を行うことによって、図２における定着ローラー２１、用紙Ｐ以外の構成要素の温度上昇を抑制することができる。特に、図２においては、中間転写ベルトＢや排出トレイ４０は、定着ローラー２１の左側（一方の側）に設けられているため、実際には、この画像形成装置１において中間転写ベルトＢ上に画像パターンを形成する画像パターン形成部を初めとする図１、２に示された構成要素以外の大部分の構成要素も、定着ローラー２１の左側に存在する。図２に示されるように、伝熱ガイド部５０における連結領域５０Ｃを定着ローラー２１の右側に設けることによって、伝熱ガイド部５０の熱が、用紙Ｐと定着ローラー２１以外の構成要素に伝わることも抑制される。図２においては、排出トレイ４０、中間転写ベルトＢ（画像パターン形成部）は共に定着ローラー２１の左側にあるものとされたが、排出トレイ、露光・現像を行うための機構がそれぞれ定着ローラーから見た異なる側にある場合においては、これらのうちで温度上昇をより抑制すべき側と反対側に連結領域５０Ｃを設ければよい。また、図２の構成において、連結領域５０Ｃを定着ローラー２１の右側に設けることにより、連結領域５０Ｃ（伝熱ガイド部５０）が用紙Ｐの搬送の障害となることも抑制される。
【００２１】
このように、伝熱ガイド部５０は、定着ローラー２１による用紙Ｐの加熱を効率的に行うという観点と、画像形成装置１内における定着ローラー２１、用紙Ｐ以外の構成要素の温度上昇を抑制するという観点において、有効である。特に前者の観点からは、第２ガイド部領域５０Ｂから入力した熱量が第１ガイド部領域５０Ａまで効率的に伝わることが好ましい。図３は、こうした構成を具備する画像形成装置２の構成を図２に対応させて示す図である。
【００２２】
この構成においては、図２の構成と同様に伝熱ガイド部５０が用いられている。ただし、伝熱ガイド部５０における連結領域５０Ｃの大部分は断熱層５１で覆われている。断熱層５１は、伝熱ガイド部５０よりも熱伝導率の低い材料、例えば樹脂材料で構成されている。伝熱ガイド部５０を前記のようなアルミニウム（金属）で構成した場合に、その表面に樹脂材料をコーティングすることによって、断熱層５１を容易に形成することができる。このため、第２ガイド部領域５０Ｂから伝わった熱が長い連結領域５０Ｃで放熱されることが抑制され、この熱が効率的に第１ガイド部領域５０Ａに伝わる。このため、用紙Ｐの定着時の加熱を特に効率的に行うことができる。この際、この熱が第１ガイド部領域５０Ｃに伝わるまでの間に他の構成要素に伝わることも抑制される。
【００２３】
一方、定着ローラー２１、用紙Ｐ以外の構成要素の温度上昇を抑制するという観点からは、熱が第１ガイド部領域５０Ａに伝わることよりも、伝熱ガイド部５０の温度上昇を抑制することが好ましい。このためには、定着ローラー２１、用紙Ｐ以外の構成要素がある側では伝熱ガイド部５０からの放熱を抑制した上で、伝熱ガイド部５０からの放熱を行わせることが好ましい。図４は、こうした構成を具備する画像形成装置３の構成を同様に示す図である。
【００２４】
前記の通り、上記の構成においては、温度上昇を抑制すべき構成要素は定着ローラー２１の左側に存在するため、連結領域５０Ｃは定着ローラー２１の右側に設けられている。このため、図４においては、前記の断熱層５１は、連結領域５０Ｃの左側に設けられており、これによって、温度上昇を抑制すべき構成要素に対する熱伝導が抑制される。また、断熱層５１によって、定着ローラー２１から連結領域５０Ｃ（伝熱ガイド部５０）に熱が直接伝わることも抑制される。
【００２５】
一方、連結領域５０Ｃの右側には、断熱層５１は形成されていない。このため、連結領域５０Ｃの右側では放熱が行われ、伝熱ガイド部５０の温度上昇が抑制される。この場合には、伝熱ガイド部５０の断熱層５１が形成されていない部分において、放熱効率を高めるために冷却フィン（凹凸）を形成してもよい。こうした構成によって、温度上昇を抑制すべき構成要素がある側と反対側（右側）での伝熱ガイド部５０の放熱効率を高めて伝熱ガイド部５０の温度上昇を抑制し、定着ローラー２１、用紙Ｐ以外の構成要素の温度上昇を抑制することができる。
【００２６】
また、上記のように伝熱ガイド部５０における放熱が行われる箇所を特に狭い範囲に限定することもできる。図５は、こうした構成を具備する画像形成装置４の構成を同様に示す図である。この構成においては、伝熱ガイド部５０において用紙Ｐと直接接する領域（第１ガイド部領域５０Ａ、第２ガイド部領域５０Ｂの図中左側の面）と、連結領域５０Ｃの右側の一部の領域（開口領域５１Ａ）以外は、全て断熱層５１で覆われている。この場合、断熱ガイド部５０への熱流入は第２ガイド部領域５０Ｂから行われ、断熱ガイド部４０からの放熱は開口領域５１Ａ、第１ガイド部領域５０Ａから行われる。
【００２７】
この場合、開口領域５１Ａは、特に放熱を行わせることが好ましい箇所、例えば外気に触れるために放熱効率が高い箇所に設けることができ、開口領域５１Ａの数も任意である。このため、図５においては、定着ローラー２１の回転軸と垂直な方向でかつ開口領域５１Ａがある箇所の断面が示されているが、開口領域５１Ａを、図５における紙面垂直方向に複数設けることもできる。
【００２８】
なお、上記の例では、連結領域５０Ｃは定着ユニット２０側から見て中間転写ベルトＢ等と反対側（図中右側）に設けられたが、連結領域５０Ｃからの定着ユニット２０、用紙Ｐ以外の構成要素への熱伝導が抑制できる限りにおいて、連結領域５０Ｃをどちらの側に設けるかを適宜設定できる。例えば、連結領域が画像形成装置の外側を取り囲むように、連結領域を画像形成装置の最も外側となる筐体に沿うような形態とすることもできる。また、第１ガイド部領域、第２ガイド部領域は上記のように板状とした上で、連結領域は板状とはせずに、例えば上下方向に細長い短冊状の構造が平行に複数設けられた構造を連結領域としてもよい。このため、こうした点を考慮して、図２〜図５における連結領域５０Ｃの紙面垂直方向の構成も、任意である。
【００２９】
また、同様の効果が得られる限りにおいて、伝熱ガイド部、断熱層の各々を構成する材料は適宜設定することができる。この際、上記の形状のものを安価に得ることができるものが特に好ましいため、例えば伝熱ガイド部は安価な金属材料で構成することが特に好ましい。
【符号の説明】
【００３０】
１〜４、９  画像形成装置
１１  転写ローラー
２０  定着ユニット
２１  定着ローラー
３０  排出ローラー
４０  排出トレイ
５０  伝熱ガイド部
５０Ａ  第１ガイド部領域
５０Ｂ  第２ガイド部領域
５０Ｃ  連結領域
５１  断熱層
５１Ａ  開口領域
９１  第１ガイド部
９２  第２ガイド部
Ｂ  中間転写ベルト
Ｐ  用紙（媒体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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