(57)【要約】【課題】  通常使用時に高温となる加熱ヒータを有する画像定着ユニットにて、何らかのトラブルが生じ、安全温度を超えてしまう場合においても、装置内で発生した煙や高熱を装置外へと漏洩させず、使用者に不安を与えることのない画像形成装置を提供すること。【解決手段】  トナー像が転写された用紙を、加熱及び加圧することでトナーを用紙に定着させる定着ユニットを有する画像形成装置であって、用紙を加熱するための加熱ヒータと定着ユニット内の温度を検知する温度検知手段を備えており、定着ユニットへの用紙の出入口に、温度検知手段による検知温度が設定温度に達した時に該出入口を密閉する開閉シャッターを有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が転写された用紙を、加熱及び加圧することでトナーを用紙に定着させる定着ユニットを有する画像形成装置であって、
前記用紙を加熱するための加熱ヒータと前記定着ユニット内の温度を検知する温度検知手段とを備えており、
前記定着ユニットへの用紙の出入口に、前記温度検知手段による検知温度が設定温度に達した時に該出入口を密閉する開閉シャッターを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記温度検知手段による検知温度が前記設定温度よりも低い第２の設定温度に達したときに、前記加熱ヒータへの通電を停止する通電停止手段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】
前記温度検知手段による検知温度が前記設定温度に達したときに、前記加熱ヒータへの通電を停止する第２の通電停止手段を有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記定着ユニット内の温度が前記設定温度よりも高い所定温度に達したときに、前記加熱ヒータへの通電を遮断する通電遮断手段を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記定着ユニットを収納する筐体が、該筐体内部に滞留する熱を放出する通風口を有し、
該筐体内部の温度が所定温度に達した時に、前記通風口を塞ぐ遮蔽板を有することを特徴とする請求項1乃至４何れか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、トナー像が転写された用紙を、加熱及び加圧することでトナーを用紙に定着させる画像定着ユニットを有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置は、レーザー光等により描かれた潜像を現像する現像ユニットと、現像されたトナー像を用紙に転写する転写ユニットと、転写されたトナー像を用紙に定着させる定着ユニットを備えるものが一般的となっている。
【０００３】
この中で、転写されたトナー像を用紙に定着させる定着ユニットは、加熱ヒータを有し所定の温度に保たれながら回転するヒートローラと、前記ヒートローラに圧接され従動するプレスローラとからなり、用紙を加熱及び加圧することでトナーを用紙に定着させる方法のものが主流となっている。
【０００４】
図７は、従来の定着ユニットの構成の一例である。
定着ユニットは、ヒータを内蔵したヒートローラ（５１）と、それに圧接されるプレスローラ（５２）を備え、入口より搬送された用紙（Ｓ）を、前記ヒートローラ（５１）とプレスローラ（５２）にてニップし通過させることで用紙（Ｓ）にトナー像を定着させる。そして、排紙部へと用紙（Ｓ）を排出する。
【０００５】
従来、定着ユニットはトナーを定着するために熱を利用しているので、トラブル発生時に思わぬ高温となり、危険を伴うことが懸念されていた。
そこで、所定の安全温度以下に抑えるため、サーモスタットや温度ヒューズ等の温度過昇防止手段（５３）を設置し、異常高温時にはヒータへの通電を遮断する方法が採られていた。
【０００６】
前記方法は、前記温度過昇防止手段（５３）を、ヒートローラ（５１）に接触させて設置すると効率良く熱が伝導されるので確実に安全温度以下に抑えることができる反面、ヒートローラ（５１）の表面が磨耗するという問題があり、逆にヒートローラ（５１）から隙間を空けて設置するとヒートローラ（５１）の磨耗は免れるが、熱が効率良く伝導されず所定の安全温度以下に抑えることが難しいといった問題があった。
【０００７】
かかる問題を解決するための技術としては、ヒートローラ（５１）の表面温度を温度検知手段によって一定時間毎に読み取って、その上昇勾配を算出し、該上昇勾配が所定の値より大きい時は、駆動装置により温度過昇防止手段（５３）をヒートローラ（５１）に接近させる方法（特許文献１参照）が提案されている。
この方法によれば、過熱に対する応答が早まるので、単にヒートローラ（５１）から隙間を空けて温度過昇防止手段（５３）を配置する方法に比べ安全温度以下に抑えることが容易く、且つヒートローラ（５１）の表面が磨耗することもない。
【０００８】
しかしながら、用紙（Ｓ）がヒートローラ（５１）とプレスローラ（５２）の間に挟持された状態では、発煙や発火を完全に防止できず、発煙等を生じた場合、煙が装置外へと流出することにより、ユーザーに不安を与えることとなり問題であった。
【０００９】
【特許文献１】特開平４−９３８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、通常使用時に高温となる加熱ヒータを有する画像定着ユニットにて、何らかのトラブルが生じ安全温度を超えてしまう場合においても、装置内で発生した煙や高熱を装置外へ漏洩させず、使用者に不安を与えることがなく且つ装置の定着ユニット外への損傷を防止できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、トナー像が転写された用紙を、加熱及び加圧することでトナーを用紙に定着させる定着ユニットを有する画像形成装置であって、前記用紙を加熱するための加熱ヒータと前記定着ユニット内の温度を検知する温度検知手段とを備えており、前記定着ユニットへの用紙の出入口に、前記温度検知手段による検知温度が設定温度に達した時に該出入口を密閉する開閉シャッターを有することを特徴とする画像形成装置に関する。
【００１２】
請求項２に係る発明は、前記温度検知手段による検知温度が前記設定温度よりも低い第２の設定温度に達したときに、前記加熱ヒータへ通電を停止する通電停止手段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に関する。
【００１３】
請求項３に係る発明は、前記温度検知手段による検知温度が前記設定温度に達したときに、前記加熱ヒータへ通電を停止する第２の通電停止手段を有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置に関する。
【００１４】
請求項４に係る発明は、前記定着ユニット内の温度が前記設定温度よりも高い所定温度に達したときに、前記加熱ヒータへの通電を遮断する通電遮断手段を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置に関する。
【００１５】
請求項５に係る発明は、前記定着ユニットを収納する筐体が、該筐体内部に滞留する熱を放出する通風口を有し、装置内壁面の温度が所定温度に達した時に、前記通風口を塞ぐ遮蔽板を有することを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載の画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によれば、開閉シャッターによって定着ユニットを密閉することで、該定着ユニットと外部を隔離できるので、該定着ユニット内にて発煙、発火、過熱が生じることがあっても、装置外への煙、臭気の漏洩を防止できる。また、過熱によって装置の該定着ユニット外の部分へ与えるダメージも軽減できる。
【００１７】
請求項２に係る発明によれば、温度検知手段による検知温度が開閉シャッターを作動させる第１の設定温度より低い第２の設定温度に達したときに、通電停止手段により該ヒータへの通電を停止し、温度上昇を阻止できる。よって、開閉シャッターが作動する前に該ヒータを切ることができ、発煙等を未然に防ぐことができるので、ユーザーに不安を与えることがなく、しかも開閉シャッターを閉じた時に比べ復旧が容易にできる。
【００１８】
請求項３に係る発明によれば、前記通電停止手段が機能しない場合であっても、第２の通電停止手段を有することにより、検知手段による検知温度が前記第１の設定温度に達したときに、該ヒータへの通電を停止し、温度上昇を阻止できる。また、同時に開閉シャッターを閉じることで、発煙が生じるに至っても煙の漏洩を確実に防ぐことができる。
【００１９】
請求項４に係る発明によれば、第１及び第２の通電停止手段が機能しない場合であっても、通電遮断手段を有することにより、該定着ユニット内の温度が所定温度に達したときに、該ヒータへの通電が遮断され、温度上昇を抑止できる。
従って、開閉シャッターを閉じて煙の漏洩を防止した後に、ヒータが点灯し続けることで、定着ユニットが過熱により多大なダメージを受けることを防止できる。
【００２０】
請求項５に係る発明によれば、遮蔽板で通風口を塞ぐことで、前記開閉シャッターで定着ユニットからの煙の漏洩を防ぎきれない場合があっても、装置外への煙の漏洩を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る画像形成装置の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の部分断面図である。図２は、本発明に係る画像形成装置の定着ユニットを示す概略図である。
【００２２】
本発明に係る画像形成装置（１）は、図１に示すように、画像読取部（２）と、レーザー光等により描かれた潜像を現像する現像ユニット（３）と、現像されたトナー像を用紙（Ｓ）に転写する転写ユニット（４）と、転写されたトナー像を用紙（Ｓ）に定着させる定着ユニット（５）と給紙部（６）と排紙部（７）とを備えている。
画像形成装置（１）は、画像読取部（２）で読み取られた画像情報を、現像ユニット（３）にてレーザー光を介して感光体ドラムに現像し、転写ユニット（４）にて、給紙部（６）より送られた用紙（Ｓ）に現像されたトナー像を転写させる。転写されたトナー像を、定着ユニット（５）にて用紙（Ｓ）に定着させ、排紙部（７）にて用紙（Ｓ）を排出する。
【００２３】
定着ユニット（５）は図２に示すように、加熱ヒータ（５１１）を有するヒートローラ（５１）と、その近傍に配置された温度検知手段（５１２）と、ヒートローラ（５１）の温度を制御する制御装置（５１３）と、ヒートローラ（５１）に圧接されるプレスローラ（５２）と、温度過昇防止手段（５３）と、出入口を密閉できる開閉シャッター（５４）等を備えている。
開閉シャッター（５４）は、ポリカーボネート（ＰＣ）やガラス繊維強化のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の耐熱性樹脂材料や、鉄板やアルミニウム合金等の金属材料で構成されている。
【００２４】
画像形成プロセスにおける定着ユニット（５）のメカニズムは、従来技術（図７）と同じく、転写ユニットにてトナー像が転写され送られてきた用紙（Ｓ）をヒートローラ（５１）とプレスローラ（５２）との間にニップし、加熱及び加圧することで、トナー像を用紙（Ｓ）に定着させる。
なお、図２では、最も一般的なヒートローラ方式の定着ユニットを示すが、本発明は、熱源を有するベルト等を用いる他の方式の定着ユニットにも利用可能である。
【００２５】
ヒートローラ（５１）の温度は、温度検知手段（５１２）によって測定され、測定値に基づいて制御装置（５１３）によって通常値となるよう制御される。温度検知手段には、例えばヒートローラ（５１）の表面を測定する温度センサやヒートローラ（５１）の軸に挿入して測定する熱電対などが考えられるが、図２では、温度センサを示す。
ここで通常値とは、良好な定着性を得ることができ、且つ定着ユニットを構成する部品の耐熱性も考慮して設定する温度で、１６０〜２００℃とされることが多く、また、ボール紙等の厚みがあり熱を吸収する用紙（Ｓ）であっても、２２０℃程度が最高とされる。
【００２６】
制御装置（５１３）は、加熱ヒータへの通電を停止させる第１の通電停止手段である通電停止手段（Ａ）と、第２の通電停止手段である通電停止手段（Ｂ）を有している。ここで、通電停止手段（Ａ）とは制御プログラム上のスイッチであり、通電停止手段（Ｂ）とはマグネットスイッチ等の基盤回路上のスイッチである。
また、温度過昇防止手段（５３）としては、温度ヒューズやサーモスタット等の通電遮断手段（Ｃ）が使用できるが、図２においては、温度ヒューズを示す。
【００２７】
図３は、開閉シャッター（５４）の動作機構を示す図である。開閉シャッター（５４）の開状態を図３（ａ）に、閉状態を図３（ｂ）に示す。
図３に示すように、開閉シャッター（５４）には、ソレノイド（５４１）、係止レバー（５４２）、係止ピン（５４３）、及び付勢バネ（５４４）等が付設されている。
【００２８】
開閉シャッター（５４）は、通常使用時は係止レバー（５４２）、係止ピン（５４３）により係止され、開位置（出入口の上方位置）に保持されており、ソレノイド（５４１）が励磁、或いは消磁されると、係止レバー（５４２）と係止ピン（５４３）の係止が解かれ、付勢バネ（５４４）の引張力によって下降し、閉状態となる。
閉状態にて、開閉シャッター（５４）は、定着ユニット（５）の用紙（Ｓ）の出入口を閉鎖し、定着ユニット（５）を密閉する。
開閉シャッター（５４）は、付勢バネ（５４４）を用いず、自重によって閉動作（下降）するようにしても良い。
【００２９】
図４に定着ユニット（５）における温度過昇異常発生時のフローを示す。
該定着ユニット（５）にて、何らかの異常を来たし、温度検知手段（５１２）の検知温度が、通常値を超えて設定温度（ａ）（例えば２３０℃）に達したときは、通電停止手段（Ａ）により加熱ヒータ（５１１）への通電が停止される。これにより、異常発生後、速やかにヒータへの通電が停止され、過熱による定着ユニット（５）の損傷を回避できる。
また、この時サービスマンコールを発生させることも良い。温度異常の原因を特定できるまでは、再度ヒータに通電すべきではないからである。
【００３０】
温度検知手段（５１２）の検知温度が、設定温度（ａ）を超えても上昇し、設定温度（ｂ）（例えば２５０℃）に達したときは、通電停止手段（Ｂ）により加熱ヒータ（５１１）への通電が停止される。これにより制御装置（５１３）にプログラム上のトラブルが生じてもヒータへの通電を停止でき、過熱による定着ユニット（５）の損傷を最小限に止めることができる。
【００３１】
温度検知手段（５１２）の検知温度が設定温度（ｂ）に達した時に、開閉シャッター（５４）は、係止が解かれ、定着ユニット（５）の用紙（Ｓ）の出入口を閉鎖し、定着ユニット（５）を密閉する。これにより、発煙や発火が生じたとしても煙、臭気を定着ユニット（５）の外部に漏洩させることがない。また、装置の定着ユニット（５）外の部分への過熱によるダメージを防ぐことができる。
【００３２】
ヒートローラ（５１）の表面温度が設定温度（ｂ）より高い所定温度（ｃ）に達した時は、通電遮断手段（Ｃ）である温度過昇防止手段（５３）が作用（温度ヒューズが溶断する等）し、加熱ヒータ（５１１）への通電が遮断される。これにより、制御プログラム上、及び基盤回路上、何れにも問題があった場合であっても、ヒートローラ（５１）の表面温度が所定温度（ｃ）を超えて加熱ヒータ（５１１）が点灯し続けることを防げる。従って、過熱によって、装置全体に悪影響が及ぶことを防ぎ、発煙や発火の可能性も低減できる。
なお、本明細書中において「設定温度」との文言は、設定された通常値に合わせて設定変更できる値であり、「所定温度」との文言は、構成される部材の物性等に依存し設定変更できない値であることを意味する。
また、「通電停止手段」との文言は、スイッチ操作などにより単に該部分への電気供給を停止させ、スイッチ操作により電気供給を再開できる手段を意味し、「通電遮断手段」との文言は、物理的に配線を切断するなどで電気供給を断ち切り、部品交換等によらなければ、再び電気供給できない手段を意味する。
【００３３】
ヒートローラ（５１）の表面温度が所定温度（ｃ）に達した時は、開閉シャッター（５４）の、係止レバー（５４２）と係止ピン（５４３）による係止が解除されることが好ましい。温度検知手段（５１２）に異常があり温度検出ができない場合、開閉シャッター（５４）が開放されたまま所定温度（ｃ）に至り、発煙、発火が生じても煙、臭気の漏洩を抑止できないからである。
【００３４】
画像形成装置（１）は、装置筐体に、装置内に滞留する熱を放出するための一般的な通風口（８）を有する。図５は、本発明に係る画像形成装置（１）の通風口（８）近傍の概略図である。
画像形成装置（１）は、通風口（８）を塞ぐことのできる遮蔽板（８１）を備えることが好ましい。定着ユニット（５）内で生じた煙を定着ユニット（５）外に漏洩してしまった場合であっても、装置外へは流出させないためである。
【００３５】
図６は、遮蔽板（８１）の動作機構を示す図である。
図６に示すように、遮蔽板（８１）には、ソレノイド（８１１）、係止レバー（８１２）、係止ピン（８１３）、及び付勢バネ（８１４）等が付設されている。
遮蔽板（８１）は樹脂（外装カバーに用いられるＡＢＳ等）や金属板により構成されており、通常使用時は係止レバー（８１２）、係止ピン（８１３）により係止され、開位置（通風口（８）の上方位置）に保持されている。
【００３６】
筐体内壁の温度が所定温度（ｄ）に達した時に、制御によりソレノイド（８１１）を励磁、或いは消磁させることで、係止レバー（８１２）と係止ピン（８１３）の係止を解き、付勢バネ（８１４）の引張力、又は自重によって下降して閉状態となり、通風口（８）を封鎖する。
ここで、所定温度（ｄ）とは、定着ユニット（５）内の温度（ａ）〜（ｃ）と（ｂ）＜（ｄ）＜（ｃ）の関係にある装置内壁面の温度である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、加熱によって画像定着を行う画像形成装置に対して利用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の部分断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の定着ユニットを示す概略図である。
【図３】本発明に係る開閉シャッターの動作機構を示す図である。
【図４】本発明に係る定着ユニットにおける温度過昇異常発生時のフロー図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の通風口近傍の概略図である。
【図６】本発明に係る通風口遮蔽板の動作機構を示す図である。
【図７】従来の画像形成装置の定着ユニットを示す概略図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    画像形成装置
２    画像読取部
３    現像ユニット
４    転写ユニット
５    定着ユニット
５１  ヒートローラ
５１１  加熱ヒータ
５１２  温度検知手段
５１３  制御装置
５２  プレスローラ
５３  温度過昇防止手段
５４  開閉シャッター
８    通風口
８１  遮蔽板
Ｓ    用紙
【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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【図６】
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【図７】
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