特許 7476723 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-22

(45)【発行日】2024-05-01

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20240423BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20240423BHJP

【ＦＩ】

G03G15/20 510

G03G21/00 530

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020140785

(22)【出願日】2020-08-24

(65)【公開番号】P2022036527

(43)【公開日】2022-03-08

【審査請求日】2023-07-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100167302

【弁理士】

【氏名又は名称】種村 一幸

(74)【代理人】

【識別番号】100135817

【弁理士】

【氏名又は名称】華山 浩伸

(74)【代理人】

【識別番号】100141298

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 文典

(74)【代理人】

【識別番号】100187492

【弁理士】

【氏名又は名称】新保 元啓

(72)【発明者】

【氏名】大村 洋功

【審査官】梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０３２８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３０７９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５６３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１６４９０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０１７８５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｇ０３Ｇ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の搬送路に沿って搬送されるシートにトナー像を形成する画像形成部を内部に収容する画像形成装置本体と、
前記画像形成部よりもシート搬送方向の下流側に設けられ、定着ハウジング内に収容された定着回転体と加圧回転体との間にトナー像を担持した前記シートを通過させることで当該シートにトナー像を定着させる定着装置と、
前記定着装置よりもシート搬送方向の下流側に設けられ、トナー像が定着された前記シートを、前記画像形成装置本体に形成されたシート排出口に導くとともにシート冷却用の通気孔が形成された排出ガイドと、
前記排出ガイドを通過する前記シートに向けて前記通気孔を介して空気を吹付ける冷却用ファンと、
前記定着ハウジング内において、前記定着回転体又は前記加圧回転体からなる被除電回転体の周面に対向するように配置され、該被除電回転体の周面の電荷を除電する除電部材とを備え、
前記定着ハウジングには、前記冷却用ファンから前記シートに吹付けられて跳ね返った空気流を当該定着ハウジング内に導入可能な空気導入孔が形成されている、画像形成装置。

【請求項2】

請求項１記載の画像形成装置において、
前記空気導入孔は、前記定着ハウジングにおける前記除電部材に隣接する壁部に形成されている、画像形成装置。

【請求項3】

請求項１又は２記載の画像形成装置において、
前記シートに跳ね返った空気を、前記定着ハウジングの前記空気導入孔に向かうように強制的に対流させる対流ファンをさらに備えている、画像形成装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記シートに跳ね返った空気を、前記定着ハウジングの前記空気導入孔に導く空気排出ガイドをさらに備えている、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。

【背景技術】

【0002】

一般に、電子写真方式の画像形成装置では、一様に帯電した感光体ドラムの周面に露光装置より光を照射して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置により現像してトナー像とした後、転写器を用いてトナー像をシートに転写する。シートに転写されたトナー像は定着装置により加熱及び加圧されて当該シートに定着される。

【0003】

定着装置は、定着ローラーや定着ベルト等の定着回転体と、加圧ローラー等の加圧回転体との間にシートを通過させることで、シート上の未定着トナーを溶融して当該シートに定着させる。

【0004】

この種の定着装置では、シート上の未定着トナーが電荷を帯びているため、シートの通過に伴い定着回転体に電荷が徐々に蓄積される。電荷が蓄積された定着回転体をシートが通過すると、シート上のトナー像が乱されて画像劣化を生じる虞がある。

【0005】

この問題に対処するべく、例えば特許文献１に示す定着装置では、定着回転体の表面の電荷を除電する除電装置を定着ハウジング内に設けるようにしている。

【0006】

この除電装置は、先端縁が鋸歯状をなす導電性の除電部材を有している。除電部材は、先端縁が定着回転体の周面に対して隙間を有する状態で配置されている。

【0007】

上述の特許文献１に示す定着装置では、除電部材を定着回転体の周囲に配置するようにしているが、例えば特許文献２に示すように、除電部材を加圧回転体の周囲に配置する場合もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２００８－１６４９０３号公報

【文献】特開２０１０－１０２２４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献１及び２に示すように、定着ハウジング内に除電部材を設けるようにした場合、定着ハウジング内の飛散トナーが除電部材に付着する等して除電部材が汚染され、延いては、除電部材による除電効率が低下するという問題がある。

【0010】

これに対して、除電部材を定期的に取り外して清掃することも考えられるが、ユーザーのメンテナンス負担が増加するという問題が生じる。

【0011】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、定着装置に設けられた除電部材の汚染を抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係る画像形成装置は、 所定の搬送路に沿って搬送されるシートにトナー像を形成する画像形成部を内部に収容する画像形成装置本体と、前記画像形成部よりもシート搬送方向の下流側に設けられ、定着ハウジング内に収容された定着回転体と加圧回転体との間にトナー像を担持した前記シートを通過させることで当該シートにトナー像を定着させる定着装置と、前記定着装置よりもシート搬送方向の下流側に設けられ、トナー像が定着された前記シートを、前記画像形成装置本体に形成されたシート排出口に導くとともにシート冷却用の通気孔が形成された排出ガイドと、前記排出ガイドを通過する前記シートに向けて前記通気孔を介して空気を吹付ける冷却用ファンと、前記定着ハウジング内において、前記定着回転体又は前記加圧回転体からなる被除電回転体の周面に対向するように配置され、該被除電回転体の周面の電荷を除電する除電部材とを備え、前記定着ハウジングには、前記冷却用ファンから前記シートに吹付けられて跳ね返った空気流を当該定着ハウジング内に導入可能な空気導入孔が形成されている。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、定着装置に設けられた除電部材の汚染を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、実施形態における画像形成装置を示す概略構成図である。

【図2】図２は、画像形成装置における定着装置及びその周辺部分を拡大して示す拡大断面図である。

【図3】図３は、画像形成装置本体に定着装置を装着した状態を示す右斜め前側から見た斜視図である。

【図4】図４は、画像形成装置本体から定着装置を取外した状態を示す右側から見た斜視図である。

【図5】図５は、定着装置を示す拡大断面図である。

【図6】図６は、定着装置から定着ハウジングを取外した状態を示す斜視図である。

【図7】図７は、定着装置の外観斜視図である。

【図8】図８は、実施形態２を示す図２相当図である。

【図9】図９は、実施形態２を示す図４相当図である。

【図10】図１０は、実施形態３を示す図２相当図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

【0016】

《実施形態》
図１は、本実施形態における画像形成装置１の一例を示している。以下の説明において、特に断らない限り、「前側」、「後側」、「左側」、及び「右側」は、画像形成装置１を基準とする方向であって、図１に示す方向軸の定義に従うものとする。

【0017】

上記画像形成装置１は、いわゆる胴内排紙型の複写機であって、画像形成装置本体１００と、画像形成装置本体１００の上側に配置された画像読取装置２００とを有している。

【0018】

画像読取装置２００は、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像を光学的に読取ってその画像データを画像形成装置本体１００に送信する。画像形成装置本体１００は、画像読取装置２００より受信した画像データを基にシートＳに対して画像を印刷する。画像形成装置本体１００と画像読取装置２００との間には、シートＳを排出するためのシート排出空間Ｋが設けられ、画像形成装置本体１００の上面におけるシート排出空間Ｋに臨む面にはシート排出トレイ１０１が形成されている。

【0019】

画像形成装置本体１００は、給紙部１０、画像形成部２０、及び定着装置３０を内部に収容している。

【0020】

給紙部１０は、シートカセット１０ａとピックアップローラー１０ｂとを有している。シートカセット１０ａは、画像形成装置本体１００の下端部に配置されていて、前側に引出可能になっている。シートカセット１０ａには、印刷用のシートＳが束状に積層された状態で収容されている。ピックアップローラー１０ｂは、回転することによりシートカセット１０ａ内のシートＳを一枚ずつ分離して該シートカセット１０ａ外に送り出す。ピックアップローラー１０ｂによりシートカセット１０ａ外に送り出されたシートＳは、搬送ローラー対１１を介して画像形成部２０に供給される。

【0021】

画像形成部２０は、感光ドラム２１、帯電器２３、露光装置２５、現像装置２７、転写器２９、及びクリーニング部２４を有している。画像形成部２０では、先ず、帯電器２３によって感光ドラム２１の周面を帯電させ、次いで、露光装置２５によって感光ドラム２１の表面に原稿画像データ（画像読取装置２００により生成された原稿画像の画像データ）に基づくレーザー光を照射することで静電潜像を形成し、形成した静電潜像を現像装置２７によって現像することでトナー像を形成する。このトナー像は、シートＳが感光ドラム２１と転写器２９との間を通過する際に、転写器２９に印加された転写バイアスによってシートＳに転写される。該転写後に感光ドラム２１に残った残トナーは、クリーニング部２４によって除去される。一方、トナー像が転写されたシートＳは定着装置３０へと搬送される。

【0022】

前記定着装置３０は、互いに圧接された状態で回転する定着ローラー３１及び加圧ローラー３２を有している。定着ローラー３１が定着回転体に相当し、加圧ローラー３２が加圧回転体に相当する。定着装置３０は、画像形成部２０から供給されるシートＳを、定着ローラー３１と加圧ローラー３２との間に通過させる。その際、シートＳに担持された未定着トナーが加熱及び加圧されて当該シートＳに定着される。定着装置３０を通過したシートＳは、その上側に設けられた第１搬送路Ｔ１又は第２搬送路Ｔ２に供給される。

【0023】

第１搬送路Ｔ１は、通常の片面印刷時に使用される搬送路であって、その下流側端部には排出ローラー対１２が設けられている。第１搬送路Ｔ１を通過するシートＳは、排出ローラー対１２によって下側排出口１００ａからシート排出トレイ１０１に排出される。

【0024】

一方、第２搬送路Ｔ２は、両面印刷時に使用される搬送路であって、その下流側端部には排出ローラー対１３が設けられている。第２搬送路Ｔ２を通過するシートＳは、排出ローラー対１３によって先端側の一部を上側排出口１００ｂからシート排出空間Ｋに露出させた後、スイッチバックされて第３搬送路Ｔ３に供給される。第３搬送路Ｔ３は第１搬送路Ｔ１と共にループ状の搬送路を形成しており、スイッチバックされたシートＳを感光ドラム２１と転写器２９との間に再供給する。尚、第２搬送路Ｔ２は、例えばシート排出トレイ１０１の上面に中継搬送装置を装着した場合において、定着処理後のシートＳを中継搬送装置に供給せずにシート排出空間Ｋに排出する場合にも使用される。

【0025】

［第１排出ガイドの構成］
図２に示すように、前記第１搬送路Ｔ１の下側には、定着装置３０のシート排出口３３ｂの下流側近傍から排出ローラー対１２の上流側近傍まで延びる第１排出ガイド５０が配置されている。

【0026】

図２～図４に示すように、この第１排出ガイド５０は、第１搬送路Ｔ１に沿って延びる薄板状のガイド基板５０ａと、ガイド基板５０ａの上面に突設された複数のガイドリブ５０ｂとを有している。

【0027】

ガイド基板５０ａは、図２に示すように、上端部が下側に屈曲して排出ローラー対１２の右側に隣接し、下端部が、定着ハウジング３３の上面における後述する空気導入孔３３ｃ（後述する）の右側部分に当接している。

【0028】

複数のガイドリブ５０ｂは、シート搬送方向に延びるとともにガイド基板５０ａの上面から僅かに突出している。各ガイドリブ５０ｂの突出側の端面がシートＳをガイドするガイド面として機能する。

【0029】

前記ガイド基板５０ａにおける各ガイドリブ５０ｂの間には、シート冷却用の通気孔５０ｃが形成されている。各通気孔５０ｃは、シート搬送方向に延びるスリット状に形成されている。各通気孔５０ｃは、シートＳの引っ掛かりを防止するために、シート搬送方向の下流側端部が先端側ほど幅狭になるように形成されている。

【0030】

［冷却用ファンの配置構成］
図２に示すように、第１排出ガイド５０の下側には、通気孔５０ｃに向けて空気を送風する冷却用ファン６１が設けられている。本実施形態の例では、冷却用ファン６１は、シロッコファンにより構成されていて合計で四つ設けられている。四つの冷却用ファン６１は、図４に示すように前後方向に並んで配置されている。各冷却用ファン６１はその吹出口が上側を向くように配置されている。各冷却用ファン６１は、例えばシートＳに対する印刷ジョブの実行中に作動するように不図示の制御装置により制御される。

【0031】

各冷却用ファン６１から吹出された空気は、第１排出ガイド５０の通気孔５０ｃを通過した後、第１排出ガイド５０の上側を通過するシートＳの下面（印刷面）に吹付けられる。この結果、シートＳが各冷却用ファン６１からの空気により冷却される。これにより、シート排出トレイ１０１に排出されたシートＳの保有熱を低減することができる。延いては、シートＳ上の定着済みトナーが該保有熱により溶融するのを防止することができる。

【0032】

尚、前記第１排出ガイド５０の上側に対向する対向壁５１、及び、第２搬送路Ｔ２の下側に配置された第２排出ガイド５２にも、第１排出ガイド５０と同様に通気孔（図示省略）が形成されている。これにより、ファン６１から吹き出された空気を、第１搬送路Ｔ１を通過するシートＳのみならず、第２搬送路Ｔ２を通過するシートＳにも吹付け可能になっている。

【0033】

［定着装置の構成］
次に、図５～図７を参照して定着装置３０の詳細について説明する。定着装置３０は、前記定着ローラー３１及び加圧ローラー３２と、両ローラー３１，３２を内部に収容する定着ハウジング３３とを有している。

【0034】

定着ローラー３１は、芯金と芯金の外周面に形成された離型層とを有している。芯金は、アルミニウム合金やステンレス鋼等の金属で形成された薄肉管である。離形層は、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂で形成されている。定着ローラー３１の長手方向の端部にはキャップ及び回転軸が設けられている。回転軸は、定着ハウジング３３内に設けられた板金フレーム３７（図６参照）に軸受を介して支持されている。定着ローラー３１の芯金の内側には、一対のハロゲンヒーター３６が収容されている。ハロゲンヒーター３６は、前後方向（定着ローラー３１の軸心方向）に延びる棒状のハロゲンランプであり、定着ローラー３１を所定温度に加熱する。

【0035】

加圧ローラー３２は、芯金３２ａと、芯金３２ａの外周面に設けられた弾性層３２ｂと、
弾性層３２ｂの外周面に設けられた離形層（図示省略）と、芯金３２ａの両端に設けられた回転軸（図示省略）とを有する。芯金３２ａと回転軸は、ステンレス鋼やアルミニウム合金等の金属で一体に形成されている。弾性層３２ｂは、発泡シリコーンゴム等で形成されている。離形層は、ＰＴＦＥやＰＦＡ等で形成されている。回転軸は、定着ハウジング３３内に設けられ板金フレーム３７（図６参照）に軸受を介して支持されている。加圧ローラー３２は、モーター等の駆動源（図示省略）によってギア機構を介して回転駆動される。加圧ローラー３２は、バネ等を備えた付勢機構（図示省略）により定着ローラー３１に押し当てられ、定着ローラー３１との間にシートＳが挟持搬送されるニップ部を形成する。

【0036】

定着ハウジング３３は、前後方向（定着ローラー３１の軸心方向）に長い樹脂製の箱状部材からなる。定着ハウジング３３の下面には、未定着のトナー像が担持されたシートＳを受け入れるシート受入口３３ａ（図５参照）が形成されている。定着ハウジング３３の上面には、定着処理後のシートＳを排出するためにシート排出口３３ｂが形成されている。

【0037】

定着ハウジング３３内における定着ローラー３１の下流側には、分離部材３４が設けられている。分離部材３４は、前後方向に沿って延びる断面Ｌ字状の柱状部材からなる。分離部材３４は、その先端縁が、定着ローラー３１の周面におけるニップ部よりも回転下流側の部分に隙間を空けて対向するように配置されている。

【0038】

定着ハウジング３３内における分離部材３４の左側には、定着ローラー３１（被除電回転体の一例）の表面の電荷を除電する除電部材３５が設けられている。除電部材３５は、前後方向に延びる導電性部材かなる。除電部材３５は、その先端縁（定着ローラー３１側の端縁）が鋸歯状をなすように形成されている。除電部材３５は、その先端縁が定着ローラー３１の周面に対して隙間を有する状態で配置されている。尚、除電部材３５にバイアス電圧を印加することでその除電効率をさらに高めるようにしてもよい。

【0039】

定着ハウジング３３における除電部材３５の直上には、図２及び図７に示すように、前記冷却用ファン６１によりシートＳに吹付けられて跳ね帰った空気流Ｄ１（図２参照）を定着ハウジング３３内に導くための複数の空気導入孔３３ｃが形成されている。複数の空気導入孔３３ｃは、前後方向における除電部材３５の延設範囲に対応して形成されている。複数の空気導入孔３３ｃは、定着ハウジング３３の上壁を上下方向に貫通している。複数の空気導入孔３３ｃは、図２に示すように、第１排出ガイド５０の下端部に形成された水平壁面５０ｄに対向するように形成されている。空気導入孔３３ｃとこの水平壁面５０ｄとの間には空気が流通する空間（隙間）が確保されている。

【0040】

［作用効果］
以上のように構成された画像形成装置１において、シートＳの印刷が開始すると、不図示の制御装置により冷却用ファン６１が駆動される。この結果、図２の白抜き矢印で示すように、冷却用ファン６１から第１排出ガイド５０の通気孔５０ｃに向けて空気が吹き出される。通気孔５０ｃを通過した空気はシートＳの下面に吹付けられた後、跳ね返って第１排出ガイド５０の下面に沿って右斜め下側に流れる。そして、この空気は、第１排出ガイド５０の下端部まで流れた後、定着ハウジング３３の上面に形成された空気導入孔３３ｃから定着ハウジング３３内に流入する。空気導入孔３３ｃの直下には除電部材３５が配置されているので、空気導入孔３３ｃから定着ハウジング３３内に流入した空気によって除電部材３５の周囲に空気の流れが生じる。したがって、除電部材３５の周囲の空気が滞留することに起因する除電部材３５の汚染を回避することができる。しかも、空気導入孔３３ｃから定着ハウジング３３内に流入する空気は、シートＳを冷却した後の高温の空気であるため、この空気によって定着ローラー３１の昇温が阻害されることもない。

【0041】

また、本実施形態では、前記空気導入孔３３ｃは、定着ハウジング３３における除電部材３５に隣接する壁部に形成されているので、除電部材３５の周辺の空気滞留をより一層効果的に防止することができる。

【0042】

［実施形態２］
図８及び図９は、実施形態２を示している。この実施形態では、冷却用ファン６１とは別に空気対流用のファン６２（以下、対流ファン６２という）を有している点で前記実施形態１とは異なる。尚、以下の説明において、図２及び図４と同じ構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

【0043】

すなわち、本実施形態では、冷却用ファン６１の下側に対流ファン６２が配置されている。対流ファン６２は、本実施形態の例では軸流ファンにより構成されている。対流ファン６２は、定着ハウジング３３の左下の角部における前後方向の中央部に対向するように配置されている。対流ファン６２は、前後方向から見て、その軸心が左側に向かって下側に略４５°の角度で傾斜するように配置されている。対流ファン６２が作動することで、定着ハウジング３３の左下の角部付近にて左斜め下側に向かう空気流Ｄ２が生じる。この結果、冷却用ファン６１からシートＳに吹付けられて跳ね返った空気流Ｄ１の下方への対流がより一層促進される。したがって、シートＳで跳ね返った空気流Ｄ１を、定着ハウジング３３の空気導入孔３３ｃへと確実に導くことができる。したがって、実施形態１と同様の作用効果をより一層確実に得ることができる。

【0044】

［実施形態３］
図１０は、実施形態３を示している。この実施形態では、前記シートＳにて跳ね返った空気流Ｄ１を定着ハウジング３３の空気導入孔３３ｃへと導く空気排出ガイド５３を有している点で前記実施形態１及び２とは異なる。

【0045】

空気排出ガイド５３は、定着ハウジング３３の左斜め上側において前後方向に延びる平板状部材からなる。空気排出ガイド５３は、右側に向かって下側に傾斜していて、その下端縁が、定着ハウジング３３の空気導入孔３３ｃ付近に位置するように形成されている。

【0046】

この構成によれば、第１排出ガイド５０を通過するシートＳにて跳ね返った空気流Ｄ１を、空気排出ガイド５３によって定着ハウジング３３の空気導入孔３３ｃに確実に導くことができる。よって、実施形態１及び２と同様の作用効果をより一層確実に得ることができる。

【0047】

［他の実施形態］
前記各実施形態では、除電部材３５を定着ローラー３１の周面に対向するように配置しているが、これに限ったものではなく、例えば加圧ローラー３２の周面に対向するように配置してもよい。これにより、加圧ローラー３２の周面に蓄積した電荷を除電することができる。この場合、シートＳで跳ね返った空気流Ｄ１を除電部材３５の周囲に導くために、定着ローラー３１と加圧ローラー３２との位置関係を逆にすることが考えられる。

【0048】

前記各実施形態では、画像形成装置１の一例として複写機を上げて説明したが、これに限ったものではない。画像形成装置１は、例えば、プリンター、ファクシミリー、複合機（ＭＦＰ）等により構成されていてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0049】

以上説明したように、本発明は、画像形成装置に有用であり、特に、プリンター、ファクシミリー、複写機、又は複合機（ＭＦＰ）等に適用する場合に有用である。

【符号の説明】

【0050】

１ ：画像形成装置
２０ ：画像形成部
３０ ：定着装置
３３ ：定着ハウジング
３３ｃ ：空気導入孔
３５ ：除電部材
５０ ：第１排出ガイド
５０ｃ ：通気孔
５３ ：空気排出ガイド
６１ ：冷却用ファン
６２ ：対流ファン
１００ ：画像形成装置本体
１００ａ ：下側排出口（シート排出口）
Ｄ１ ：空気流
Ｓ ：シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】