JP2006119259A - 画像形成装置の定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 たとえひとつの冷却用ファンであっても、３種類以上のサイズの記録紙に対応することができ、定着ローラの微妙な冷却制御も可能な画像形成装置の定着装置。
【解決手段】 加圧ローラと圧接する定着ローラ１０が、その長手方向に沿って加熱手段９を内装し、定着ローラ１０に冷却風を送風する冷却用ファン１７が設けられている画像形成装置の定着装置で、冷却用ファン１７から送風される冷却風の風路が、定着ローラ１０の長手方向に変更可能に構成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、加圧ローラと圧接する定着ローラが、その長手方向に沿って加熱手段を内装し、前記定着ローラに冷却風を送風する冷却用ファンが設けられている画像形成装置の定着装置に関する。

このような画像形成装置は、例えば、複写機などに使用されるもので、従来、冷却用ファンから送風される冷却風の風路が、定着ローラの長手方向の一部分に向けて固定された状態で設けられたものが知られている。
より具体的には、大サイズと小サイズの記録紙が使用できる複写機の定着装置において、冷却用ファンからの冷却風の風路が、定着ローラにおける小サイズ記録紙の非通紙領域に向けて固定された状態に配置され、小サイズ記録紙へ複写する際、その非通紙領域へ冷却風を送風して非通紙領域を冷却するように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−１２９０２７号公報（図９）

しかしながら、複写機で使用される記録紙は、大から小まで１０種類近くのサイズがあるため、上記特許文献に記載の従来技術では対応しきれず、仮に対応しようとすると、２つ以上の冷却用ファンを必要とする。
また、大と小の２種類のサイズの記録紙を使用する複写機であっても、冷却風の風路が固定されていて、冷却用ファンのオン・オフのみによって定着ローラの冷却を制御するため、微妙な冷却制御がむずかしく、この点にも改良の余地があった。

本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、たとえひとつの冷却用ファンであっても、３種類以上のサイズの記録紙に対応することができるとともに、定着ローラの微妙な冷却制御も可能な画像形成装置の定着装置を提供することにある。

本発明の第１の特徴構成は、加圧ローラと圧接する定着ローラが、その長手方向に沿って加熱手段を内装し、前記定着ローラに冷却風を送風する冷却用ファンが設けられている画像形成装置の定着装置であって、前記冷却用ファンから送風される冷却風の風路が、前記定着ローラの長手方向に変更可能に構成されているところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、冷却用ファンから送風される冷却風の風路が、定着ローラの長手方向に変更可能に構成されているので、使用する記録紙のサイズに応じて冷却風の風路を定着ローラの長手方向に適宜変更することによって、たとえひとつの冷却用ファンであっても、３種類以上のサイズの記録紙に対応することができる。
また、２種類のサイズの記録紙しか使用しない場合であっても、例えば、記録紙のサイズに応じて冷却風の風路を大きく変更した上で、更に小さな変更を加えることができるので、定着ローラの微妙な冷却制御も可能となる。

本発明の第２の特徴構成は、前記冷却風の風路を変更する風路変更手段が、前記冷却用ファンと定着ローラの間に設けられているところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、冷却風の風路を変更する風路変更手段が、冷却用ファンと定着ローラの間に設けられているので、例えば、冷却用ファンの向きを変えて風路を変更する構成などに比べて、冷却風の風路をより一層確実に、かつ、微妙に変更することが可能となる。

本発明の第３の特徴構成は、前記風路変更手段が、ひとつの共通軸心周りに開閉可能で、かつ、多数の貫通孔を有する一対の板状体により構成されて、その一対の板状体の遊端部を前記定着ローラ側に向け、前記軸心を前記冷却用ファン側に向けて配置されているところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、風路変更手段が、ひとつの共通軸心周りに開閉可能で、かつ、多数の貫通孔を有する一対の板状体により構成されているので、２枚の板状体からなる簡単な構造で風路変更手段を構成することができるとともに、その一対の板状体の遊端部を定着ローラ側に向け、前記軸心を冷却用ファン側に向けて配置されているので、両板状体の開閉角度を変更することによって、冷却用ファンからの冷却風の風路を所望どおりに確実に変更することができる。

本発明の第４の特徴構成は、前記加圧ローラと定着ローラの間を通過する記録紙の大きさを検出する記録紙検出手段が設けられ、前記冷却風の風路が、その記録紙検出手段の検出結果に基づいて変更されるように構成されているところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、加圧ローラと定着ローラの間を通過する記録紙の大きさを検出する記録紙検出手段が設けられ、冷却風の風路が、その記録紙検出手段の検出結果に基づいて変更されるように構成されているので、使用する記録紙のサイズに応じて冷却風の風路が自動的に変更されることになり、定着ローラにおける非通紙領域の過熱が確実に防止される。

本発明の第５の特徴構成は、前記定着ローラの長手方向に沿う温度分布を検出する温度検出手段が設けられ、前記冷却風の風路が、その温度検出手段の検出結果に基づいて変更されるように構成されているところにある。

本発明の第５の特徴構成によれば、定着ローラの長手方向に沿う温度分布を検出する温度検出手段が設けられ、冷却風の風路が、その温度検出手段の検出結果に基づいて変更されるように構成されているので、上述のように、使用する記録紙のサイズに応じて冷却風の風路が自動的に変更されるのに加えて、定着ローラの長手方向に沿う温度分布も加味した状態で冷却風の風路が自動的に変更されることになり、より一層実情に対応した状態での定着ローラの過熱が確実に防止される。

本発明の第６の特徴構成は、前記冷却用ファンから前記定着ローラに送風される冷却風の風量が変更可能に構成されているところにある。

本発明の第６の特徴構成によれば、冷却用ファンから定着ローラに送風される冷却風の風量が変更可能に構成されているので、冷却風の風路の変更に加えて風量の変更も可能となり、非常に微妙な冷却制御が可能となる。

本発明による画像形成装置の定着装置につき、その実施の形態を図面に基づいて説明する。
この画像形成装置は、複写機、ファクシミリ、プリンタなどに使用されるもので、複写機を例にとると、図１に示すように、回転可能な感光体ドラム１を備え、その感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム１の回転方向（図中、矢印で示す）の上手側から下手側に向けて、帯電装置２、照明ランプと反射ミラーならびにレンズなどの光学系からなる潜像形成手段３、現像ローラなどを備えた現像装置４、転写・分離装置５、クリーニング装置６、除電装置７などが配設されて複写機の本体ケーシング８内に収納されている。

感光体ドラム１の下手側には、加熱手段９を内装した定着ローラ１０とその定着ローラ１０に圧接する加圧ローラ１１などを備えた定着装置１２が配設されて本体ケーシング８内に収納されている。
さらに、本体ケーシング８には、サイズの異なる記録紙Ｐを収納する複数のカセット１３が取り外し可能にセットされて、カセット１３から感光体ドラム１に至るまでの記録紙Ｐの搬送経路には、カセット１３から搬送されてきた記録紙Ｐの大きさを検出する記録紙検出手段１４が配設されて、記録紙検出手段１４からの検出結果が本体ケーシング８内に配置された制御装置１５へ送られるように構成されている。

定着ローラ１０には、図２に詳しく示すように、その長手方向の全長に沿って加熱手段の一例であるヒータ９が内装され、かつ、定着ローラ１０の長手方向に沿う温度分布を検出する温度検出手段としての合計３個のサーミスタ１６が配設され、定着装置１２には、定着ローラ１０に冷却風を送風する冷却用ファン１７がひとつ設けられている。
その冷却用ファン１７の吐出口と定着ローラ１０との間には、冷却用ファン１７からの冷却風を定着ローラ１０の長手方向全長にわたって誘導する冷却風ダクト１８が配設され、その冷却風ダクト１８内、つまり、冷却用ファン１７と定着ローラ１０との間には、冷却用ファン１７からの冷却風の風路を変更する風路変更手段１９が設けられている。

この風路変更手段１９は、図３に詳しく示すように、一対の板状体２０，２１で構成され、各板状体２０，２１には、それぞれ貫通孔２０ａ，２１ａが設けられ、各板状体２０，２１の基端部に連設された筒体２０ｂ，２１ｂが、ナット部材２２に固着の共通軸２３に回動自在に外嵌されている。
すなわち、一対の板状体２０，２１が、共通軸２３の軸心Ｌ周りに開閉可能に構成されて、各板状体２０，２１の遊端部を定着ローラ１０側に向け、共通軸心Ｌを冷却用ファン１７側に向けて配設されるとともに、各板状体２０，２１から突設されたガイド用突起２０ｃ，２１ｃが、一対のガイド溝２４，２５に挿入されている。

共通軸２３を保持するナット部材２２には、雄ねじを有するシャフト２６が螺合され、かつ、ナット部材２２は、そのシャフト２６の軸心方向に移動可能で、シャフト２６の周りに回転不能に構成されている。そのため、シャフト２６の正逆回転操作によって、ナット部材２２がシャフト２６の軸心方向に沿って移動するように構成され、シャフト２６と電動モータ２７が、一対のギヤ２８で正逆回転可能に連動連結されている。
したがって、ナット部材２２がシャフト２６に沿って移動すると、ガイド用突起２０ｃ，２１ｃとガイド溝２４，２５との協働作用に基づいて、一対の板状体２０，２１の開度が変更され、冷却用ファン１７から送風される冷却風の風路が、図２（イ）に示す小サイズの記録紙Ｐの幅Ｓ１、図２（ロ）に示す中サイズの記録紙Ｐの幅Ｓ２、図２（ハ）に示す大サイズの記録紙Ｐの幅Ｓ３に対応して、定着ローラ１０の長手方向に変更可能に構成されている。

つぎに、この複写機および定着装置の動作について説明する。
複写機の動作は、全て制御装置１５により制御され、帯電装置２が、感光体ドラム１表面の感光体層を一様に帯電し、潜像形成手段３が、本体ケーシング８の上面に載置された原稿を露光し、反射光により感光体ドラム１表面の感光体層に静電潜像を形成する。
現像装置４が、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像をトナー現像し、転写・分離装置５が、感光体ドラム１表面のトナー像をカセット１３から搬送されてきた記録紙Ｐに転写して感光体ドラム１から分離し、分離された記録紙Ｐは、定着装置１２へ搬送されて、転写したトナーが定着装置１２により記録紙Ｐに定着される。
一方、感光体ドラム１の方は、クリーニング装置６により表面残留トナーが除去され、除電装置７により残留電荷が消失される。

定着装置１２によるトナー像の定着時、記録紙検出手段１４からの検出情報とサーミスタ１６からの検出温度情報が制御装置１５へ送られて、冷却用ファン１７からの冷却風の風路と風量が、記録紙検出手段１４による検出結果とサーミスタ１６による検出結果に基づいて変更される。
例えば、加圧ローラ１１と定着ローラ１０の間を通過する記録紙Ｐが小サイズであれば、図２（イ）や図３（イ）に示すように、電動モータ２７の回転に伴ってナット部材２２がシャフト２６の基端部側に引き寄せられて、両板状体２０，２１の遊端部の間隔が小サイズ記録紙Ｐの幅Ｓ１に対応するように調整されるとともに、サーミスタ１６の検出結果に基づいて微調整され、必要に応じて冷却用ファン１７の風量も調整される。

その結果、冷却用ファン１７からの冷却風の風路が、主として小サイズ記録紙Ｐの非通紙領域（Ｓ３−Ｓ１）に向くように変更され、かつ、風量も調整される。
同様にして、加圧ローラ１１と定着ローラ１０の間を通過する記録紙Ｐが中サイズであれば、冷却風の風路は、図２（ロ）や図３（ロ）に示すように、主として中サイズ記録紙Ｐの非通紙領域（Ｓ３−Ｓ２）に向くように変更され、かつ、風量も調整される。
さらに、両板状体２０，２１は、図２（ハ）や図３（ハ）に示すように、完全に閉じた状態に変更することもでき、例えば、紙詰まりなどのトラブル発生時において、冷却風の風路を定着ローラ１０の長手方向全長（Ｓ３）に向くように変更して、定着ローラ１０の過熱を防止するのである。

〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、記録紙Ｐのサイズにかかわらず、記録紙Ｐが常に定着ローラ１０と加圧ローラ１１の中央部分を通過するように構成した例を示したが、記録紙Ｐが定着ローラ１０と加圧ローラ１１の一側端部側を通過するように構成することもでき、その場合には、風路変更手段１９を揺動可能な１枚の板状体で構成することになる。
ただし、風路変更手段１９は、必ずしも板状体により構成する必要も、また、冷却用ファン１７と定着ローラ１０との間に設ける必要もなく、例えば、冷却用ファン１７の向きを変更して、その吐出口から吐出される冷却風の風路を変更するように構成することもできる。

（２）先の実施形態では、記録紙Ｐのサイズと定着ローラ１０の温度分布に基づいて、冷却用ファン１７からの冷却風の風路を自動的に変更する構成を示したが、例えば、使用する記録紙Ｐのサイズに応じて冷却風の風路を人為的に変更するように構成して実施することもできる。

複写機の概略を示す縦断正面図 定着装置の要部の構成図 定着装置の要部の斜視図

符号の説明

９ 加熱手段
１０ 定着ローラ
１１ 加圧ローラ
１２ 定着装置
１４ 記録紙検出手段
１６ 温度検出手段
１７ 冷却用ファン
１９ 風路変更手段
２０，２１ 板状体
２０ａ，２１ａ 貫通孔
Ｌ 共通軸心
Ｐ 記録紙

Claims (6)

1. 加圧ローラと圧接する定着ローラが、その長手方向に沿って加熱手段を内装し、前記定着ローラに冷却風を送風する冷却用ファンが設けられている画像形成装置の定着装置であって、
   前記冷却用ファンから送風される冷却風の風路が、前記定着ローラの長手方向に変更可能に構成されている画像形成装置の定着装置。
2. 前記冷却風の風路を変更する風路変更手段が、前記冷却用ファンと定着ローラの間に設けられている請求項１に記載の画像形成装置の定着装置。
3. 前記風路変更手段が、ひとつの共通軸心周りに開閉可能で、かつ、多数の貫通孔を有する一対の板状体により構成されて、その一対の板状体の遊端部を前記定着ローラ側に向け、前記軸心を前記冷却用ファン側に向けて配置されている請求項２に記載の画像形成装置の定着装置。
4. 前記加圧ローラと定着ローラの間を通過する記録紙の大きさを検出する記録紙検出手段が設けられ、前記冷却風の風路が、その記録紙検出手段の検出結果に基づいて変更されるように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置の定着装置。
5. 前記定着ローラの長手方向に沿う温度分布を検出する温度検出手段が設けられ、前記冷却風の風路が、その温度検出手段の検出結果に基づいて変更されるように構成されている請求項４に記載の画像形成装置の定着装置。
6. 前記冷却用ファンから前記定着ローラに送風される冷却風の風量が変更可能に構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置の定着装置。

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