(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間転写ベルト上に一列に配置された感光体ドラムが設けられた作像装置と、シート上に転写されたトナー像を熱によって定着させる熱定着装置と、を配置した画像形成装置において、
前記作像装置と前記熱定着装置との間に、用紙の搬送ベルト及び遮熱機構が設けられ、
前記定着装置には、そのケーシングが水平面に対して前記定着装置のシート入口側の前記ケーシングの高さが出口側の高さより低くなるように斜めに設けられ、
前記遮熱機構が、前記ケーシングの斜めの外面に対して間隔を隔てて配置され、
前記遮熱機構が、前記作像装置側へ張り出す張り出し部を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記遮熱機構が、ダクトで構成されてい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】
前記遮熱機構の熱定着装置側の面が、光沢面で構成されてい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】
前記遮熱機構の熱定着装置側の面が、濃厚色又は黒色とされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記遮熱機構は、前記ケーシングが前記作像装置と対向する面が斜めに形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真式画像形成装置の改良に関し、特に熱定着装置からの発熱の悪影響を作像装置に及ぼさないようにするための遮熱構造を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真式の画像形成装置は、電子写真プロセスを実施するための感光体、帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段等から成る作像装置と、シート上のトナー像を定着するための熱定着装置と、原稿画像等を読み取るための読取り光学系と、感光体上に画像情報を書き込むための書き込み光学系と、作像装置にシートを供給するための給紙装置等を備えている。熱定着装置は、ヒータを備えた加熱ローラと、加熱ローラに圧接する加圧ローラとを備え、作像装置においてトナー像の転写を受けたシートを加熱しながら加圧することによって定着を行う。
ところで、画像装置の小型化の要請により、内部の構成要素間の距離が接近してくると、作像装置と熱定着装置とが近接配置されるケースが増えてくる。しかし、作像装置を構成する各構成要素は、熱定着装置からの熱による悪影響を受けやすい。例えば、トナーを収容した現像手段にあっては、熱定着装置からの熱によってトナーが凝集し易くなる等の不具合があり、またクリーニング装置にあっても回収したトナーが凝集すると回収トナーの搬送に支障をもたらす虞がある。
従来、例えば、特開平１１−３４４９１６号公報には、遮熱板とヒートパイプとの組み合わせにより、定着装置から作像装置に伝わる熱量を低減させる遮熱装置が開示されている。この発明では、ヒートパイプにより熱を受け、放熱は遮熱板を通じて行っているが、このような構成では熱交換材としてのヒートパイプの本来の特徴を充分に活かすことができず、熱の伝わりが遅くなり、遮熱板の温度上昇によって経時的に要保護部品の温度が上がってしまう。
更に、自然空冷では、放熱フィンを大きくする必要があり、装置全体が大きくなってしまうと言う欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、熱定着装置から発生する熱が近接する作像装置に悪影響を及ぼす不具合を効率的に解消することができると共に、小型化を達成した遮熱装置を備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、中間転写ベルト上に一列に配置された感光体ドラムが設けられた作像装置と、シート上に転写されたトナー像を熱によって定着させる熱定着装置と、を配置した画像形成装置において、前記作像装置と前記熱定着装置との間に、用紙の搬送ベルト及び遮熱機構が設けられ、前記定着装置には、そのケーシングが水平面に対して前記定着装置のシート入口側の前記ケーシングの高さが出口側の高さより低くなるように斜めに設けられ、前記遮熱機構が、前記ケーシングの斜めの外面に対して間隔を隔てて配置され、前記遮熱機構が、前記作像装置側へ張り出す張り出し部を備えていることを特徴とする。請求項２の発明は、前記遮熱機構が、ダクトで構成されていることを特徴とする。請求項３の発明は、前記遮熱板の熱定着装置側の面が、光沢面で構成されていることを特徴とする。請求項４の発明は、前記遮熱板の熱定着装置側の面が、濃厚色又は黒色とされていることを特徴とする。請求項５の発明は、前記遮熱機構は、前記ケーシングが前記作像装置と対向する面が斜めに形成されていることを特徴とする。また、本発明の他の構成は、前記放熱フィンは、中空状の金属筒と、該金属筒の外周から放射状に突出した板状フィンと、から成り、該金属筒の内外を空冷できるように構成したことを特徴とする。本発明の他の構成は、前記ヒートパイプは、銅管と、該銅管内に封入した純水と、から成ることを特徴とする。本発明の他の構成は、前記放熱フィンを複数個備え、前記ファンによる送風方向下流側へ向かうほど各放熱フィンの突出高さが順次高くなるように構成したことを特徴とする。本発明の他の構成は、前記遮熱板とヒートパイプの代わりに、ヒートパネルを使用したことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るカラー画像形成装置の画像形成部（作像装置及び熱定着装置）の概略構成を示す図、及び本発明の一実施形態に係る遮熱機構（冷却機構）を備えた熱定着装置の外観斜視図である。
作像装置Ａは、電子写真プロセスを実施するための各構成要素から成り、熱定着装置Ｂはトナー像を保持したシート（転写紙）を加熱しながら加圧するための手段であり、遮熱機構Ｃは熱定着装置Ｂからの発熱を遮熱して作像装置Ａへの伝達を遮断するための手段である。
まず、作像装置Ａは、一列に配置された４個の感光体ドラム２１と、各感光体ドラム廻りに配置された図示しない帯電手段、露光位置、現像手段、一次転写手段、クリーニング手段、エンドレスに張設されて矢印方向へ走行する中間転写ベルト２２及び二次転写ローラ２３と、搬送ベルト２４と、を備えている。
熱定着装置Ｂは、ケーシング３０内に、内部にヒータ３１ａを備えた加熱ローラ３１、及び加圧ローラ３２を備え、両ローラ間を通過するシート上のトナーを加熱しながら加圧することによって定着させる。
【０００６】
図示しない読取り光学系によって読み取られたカラーの原稿画像は光電変換、Ａ／Ｄ変換された上で、所要の画像処理を受け、図示しない書き込み光学系によって各感光体ドラム２１周辺の前記露光位置から各感光体ドラム上に照射されてイエロー、シアン、マゼンタ、ブラック用の静電潜像が夫々形成される。続いて、各感光体ドラム２１の周辺に夫々設けた現像手段からのカラートナーによって各静電潜像が現像され、各現像像は順次中間転写ベルト２２上に重ね転写され、合成画像が形成される。この合成画像は、二次転写ローラ３２によってシートＳ上に一括転写された後、熱定着装置Ｂ内に入って両ローラ３１、３２間で加熱されながら加圧されることによって定着される。定着されたシートＳは機外に排出される。
【０００７】
この実施形態の画像形成部において、熱定着装置Ｂと作像装置Ａとが直接近接配置されている場合には、熱定着装置Ｂからの発熱により作像装置の各構成要素が悪影響を受けることは前述の通りである。
そこで、本発明では、熱定着装置Ｂと作像装置Ａとの間のわずかな隙間を利用して遮熱装置Ｃを配置し、熱定着装置Ｂからの熱の影響を排除するように構成した。
即ち、この実施形態に係る遮熱装置Ｃは、熱定着装置Ｂのケーシング３０が作像装置Ａと対向する面３０ａを斜めに構成し、この斜めの外面３０ａとの間に所定の間隙を隔てて（或いは、接触させて）遮熱板１を近接配置する。遮熱板１の上下の端縁からは夫々張り出し部１ａ、１ｂが延びている。遮熱板１の裏面(熱定着装置とは反対側の面)には、奥行き方向へ所定の間隔をおいて複数のヒートパイプ２が平行に取り付けられている。ヒートパイプ２は、遮熱板１の上下の張り出し部１ａ、１ｂまで延在している。
各ヒートパイプ２の上端部には、遮熱板の上部張り出し部１ａを介して放熱フィン３が固定されている。放熱フィン３は、熱伝導性の良好な金属薄板を多数平行に配置した構成を備えている。
【０００８】
また、全ての放熱フィン３及びヒートパイプ２の上端部は、逆Ｕ字型の板金から成るダクト５により包囲され、更に、ダクト５の長手方向一端部にはファン４を配置して外気をダクト内に導入して他端から排出するように構成する。
このため、熱定着装置Ｂのケーシング３０からの熱は、遮熱板１により捕集されて各ヒートパイプ２に集熱し、ヒートパイプ２の上端部から放熱フィン３に放熱される。放熱フィン３は、ダクト５内を送風するファン４からの空気によって放熱を促進され、外部へ排出される。
本発明の全ての実施形態において、ファン４の風量は、例えば0.05m^3/min.以上とするのが好ましい。
この実施形態によれば、熱定着装置Ｂと作像装置Ａとの間の僅かな隙間に配置することができる遮熱装置Ｃの一部（遮熱板１、ヒートパイプ２）を利用して断熱し、冷却することができる。
【０００９】
次に、図２は、本発明の第２の実施形態に係る遮熱装置を備えた画像形成部の概略構成を示す正面図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付し、重複した説明は省略するが、この実施形態の遮熱装置Ｃは、遮熱板１に取り付けられたヒートパイプ２の上面（作像装置と対向する面）を覆うように、断熱材３５を配置した構成が特徴的である。
この実施形態では、熱定着装置Ｂと作像装置Ａとの間のわずかな間隙に配置した遮熱板１及びヒートパイプ２に重ねて断熱材３５を配置したので、作像装置Ａに対する断熱効果を高くすることができる。
なお、この断熱材３５は、図３以降の他の実施形態にも適用可能である。
次に、図３は、本発明の第３の実施形態に係る遮熱装置を備えた画像形成部の概略構成を示す正面図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付し、重複した説明は省略するが、この実施形態の遮熱装置Ｃは、ヒートパイプ２を備えた遮熱板１と作像装置Ａとの間の間隙に、ダクト５の裾部を延長した張り出し部５ａを介在させて両者を遮蔽し、ダクトの張り出し部５ａの内部にファン４によって矢印で示した如き空気の流れを作って、冷却を促進するようにしている。即ち、この実施形態では、遮熱板１とヒートパイプ２を空冷することにより、経時的な温度上昇を抑えることができ、断熱効果を高めることができる。
なお、この実施形態に係る空冷構造は、以下に示す他の実施形態に係る遮熱装置にも、可能な範囲で適用可能である。
【００１０】
次に、本発明の第４の実施形態に係る遮熱装置Ｃは、図１の実施形態に示した遮熱板１の熱定着装置側の面１Ａの平滑度を高めたり、メッキや塗装を施したりして、鏡面状（光沢面状）に加工した構成が特徴的である。
この実施形態によれば、遮熱板１の熱定着装置側の面１Ａを光沢面状にすることで、ケーシング３０からの放射熱を反射し、作像装置側への熱の伝達を小さくすることができる。
次に、本発明の第５の実施形態に係る遮熱装置Ｃは、図１の実施形態に示した遮熱板１の熱定着装置側の面１Ａを表面処理したり、塗装を施すことによって、黒色あるいは濃厚色に加工した構成が特徴的である。
この実施形態によれば、遮熱板１の熱定着装置側の面１Ａを濃厚色あるいは黒色にすることによって、遮熱板１により輻射熱を吸収し、作像装置Ａ側への熱の伝達を小さくすることができる。
【００１１】
次に、図４は、本発明の第６の実施形態に係る遮熱装置Ｃを構成する放熱フィン３の一例の構成を示す断面図である。この放熱フィン３は、円筒状の金属筒４０の周りに放射状に突出する複数の板状フィン４１が設けられており、この金属筒４０の内部にも空気を流せるようになっている。取り付け方法は、金属筒４０の端面を遮熱板１の上端部１ａに固定し、隣接し合う放熱フィン３の板状フィン４１同志が干渉しないように配置する。このように、この実施形態の遮熱装置では、放熱フィンを中空にし、中に空気を流すことで、冷却効率を上げることができる。
この放熱フィン３は、上記及び下記の他の実施形態にも適用可能である。
次に、図５は、本発明の第６の実施形態に係る遮熱装置に使用されるヒートパイプ２の一例の外観斜視図であり、このヒートパイプ２は、両端が密閉された銅管４５と、銅管４５の中に密封された少量の純水と、から成る。この実施形態では、ヒートパイプ２を銅管により構成することにより熱伝達効率を高くし、また、銅管４５内に充填物として、フロンを使わず、純水を使用することで環境破壊にもならない。
次に、図６は本発明の第７の実施形態に係る遮熱装置に使用される放熱フィンの構成を示す平面図であり、図１に示した放熱フィン３の変形実施形態を示す図である。遮熱板１の上部張り出し部１ａには複数個の放熱フィン３ａ〜３ｄが取り付けられ、各放熱フィンは左方に位置するファン４から離れるに従って、放熱フィンの突出長を長くしてある。このように、各放熱フィンの突出長がファンから遠ざかるほど長くなるようにしたことにより、遠い位置にあるフィンにも風が充分に当たり、放熱フィン間の温度差が小さくなる。このため、効率的な放熱を行うことが可能となる。
本実施形態の放熱フィンは、他の全ての実施形態の遮熱装置に対して、可能な範囲内で適用可能である。
【００１２】
図７は、本発明の第８の実施形態に係る遮熱装置を配備した画像形成部の正面図であり、この実施形態では、図１、図２等の遮熱装置に備えた遮熱板１、ヒートパイプ２の代わりに、一枚のヒートパネル５０を、熱定着装置Ｂと作像装置Ａとの間の間隙に配置して断熱を図っている。このヒートパネル５０は、例えば、金属板を中空且つ所要厚の板状に加工し、その内部にフロンや純水などの溶媒を少量入れ、密封した構成を備えている。
この実施形態の遮熱装置によれば、ヒートパネル５０を使用することで、遮熱板１全体の温度ムラを小さくして効率的な断熱を図ることが出来る。
なお、上記実施形態では、カラー画像形成装置に適用する遮熱装置を示したが、本発明の遮熱装置は、熱定着装置と、作像装置を近接配置したあらゆるタイプの画像形成装置に対して適用することができる。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に記載された発明によれば、中間転写ベルト上に一列に配置された感光体ドラムが設けられた作像装置と、シート上に転写されたトナー像を熱によって定着させる熱定着装置と、を配置した画像形成装置において、前記作像装置と前記熱定着装置との間に、用紙の搬送ベルト及び遮熱機構が設けられ、前記定着装置には、そのケーシングが水平面に対して前記定着装置のシート入口側の前記ケーシングの高さが出口側の高さより低くなるように斜めに設けられ、そして、前記遮熱機構が、前記ケーシングの斜めの外面に対して間隔を隔てて配置され、前記遮熱機構が、前記作像装置側へ張り出す張り出し部を備えているので、（イ）前記作像装置と前記熱定着装置との間に前記遮熱機構が設けられたことによって、遮熱効果を達成し、しかも、（ロ）前記定着装置には、そのケーシングが斜めに設けられ、そして、前記遮熱機構が、前記ケーシングの斜めの外面に対して間隔を隔てて配置されているので、定着装置と中間転写ベルトを近づけることができることによって、画像形成装置の小型化が達成でき、（ハ）前記作像装置の二次転写ローラと前記定着装置との間に、用紙の搬送ベルトが配置されているので、画像形成装置をさらに小型化できる。
請求項２に記載された発明によれば、遮熱機構を、ダクトで構成したので、空冷することにより、経時的な温度上昇を抑えることができ、断熱効果を上げることができる。
請求項３に記載された発明によれば、遮熱板の熱定着装置側の面を光沢面とすることで、放射熱を反射し、作像装置側への熱の伝達を小さくすることができる。
請求項４に記載された発明によれば、前記遮熱板の熱定着装置側の面を、濃厚色あるいは黒色としたので、遮熱板で輻射熱を吸収し、作像装置側への熱の伝達を小さくすることができる。
請求項５に記載された発明によれば、前記遮熱機構は、前記ケーシングが前記作像装置と対向する面が斜めに形成されているので、画像形成装置のいっそうの小型化が達成できる。
【００１４】
本発明の他の構成では、放熱フィンは、中空状の金属筒と、該金属筒の外周から放射状に突出した板状フィンと、から成り、該金属筒の内外を空冷できるように構成した。放熱フィンを中空にし、中に空気を流すことで、冷却効率を上げることができる。
本発明の他の構成は、前記ヒートパイプは、銅管と、該銅管内に封入した純水と、から成る。即ち、ヒートパイプを銅にすることで、熱伝達効率が高くなり、また、フロンを使わず、純水にすることで環境破壊にもならない。
本発明の他の構成は、前記放熱フィンを複数個備え、前記ファンによる送風方向下流側へ向かうほど各放熱フィンの突出高さが順次高くなるように構成した。
このように、放熱フィンの高さを変え、ファンから遠いほど長くすることにより、遠い方も風が当たり、温度差が小さくなる。
本発明の他の構成は、前記遮熱板とヒートパイプの代わりに、ヒートパネルを使用したので、遮熱板全体の温度ムラが小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るカラー画像形成装置の画像形成部（作像装置及び熱定着装置）の概略構成を示す図、及び本発明の一実施形態に係る遮熱機構（冷却機構）を備えた熱定着装置の外観斜視図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る遮熱装置を備えた画像形成部の概略構成を示す正面図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る遮熱装置を備えた画像形成部の概略構成を示す正面図。
【図４】本発明の第６の実施形態に係る遮熱装置Ｃを構成する放熱フィン３の一例の構成を示す断面図。
【図５】本発明の第６の実施形態に係る遮熱装置に使用されるヒートパイプの一例の外観斜視図。
【図６】本発明の第７の実施形態に係る遮熱装置に使用される放熱フィンの構成を示す平面図。
【図７】本発明の第８の実施形態に係る遮熱装置を配備した画像形成部の正面図。
【符号の説明】
Ａ  作像装置、Ｂ  熱定着装置、Ｃ  遮熱機構、１  遮熱板、２  ヒートパイプ、３  放熱フィン、４  ファン、５  ダクト、２１  感光体ドラム、２２  中間転写ベルト、２３  二次転写ローラ、２４  搬送ベルト、３０  ケーシング、３１  加熱ローラ、３２  加圧ローラ、３５  断熱材、４０  金属筒、４１  板状フィン、４５  銅管、５０  ヒートパネル。
【図１】
0004542729.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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