JP2007057761A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像剤像を定着させるために加熱可能な幅に対し、記録媒体の幅が小さい場合にも、画質を落とすことなく画像を記録媒体に定着させることができる。
【解決手段】 記録媒体５６が加熱ロール５２及び加圧ロール５４により形成されるニップ部の略中心である記録媒体基準位置を基準として通過する場合に、ファン６８は、所定のタイミングで回転し、検出部７５により検出された記録媒体５６の幅に応じた風量及び風速の冷却風を発生させる。ファン６８が冷却風を発生させると、冷却風受入口６６から冷却風がカバー５０内に導かれ、カバー５０、第１遮蔽壁７２及び第２遮蔽壁７４に囲まれた冷却風導入領域が冷却される。つまり、加熱ロール５２の冷却風導入領域内にある部分が冷却される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像を記録媒体に定着させる定着装置及び画像形成装置に関するものである。

トナー像を担持した用紙を加熱ロールと加圧ロールとの間に通し、用紙に担持されたトナー像に熱と圧力とを加えることにより、画像を用紙に定着させる画像形成装置が知られている。
この種の画像形成装置において、加熱ロールの軸方向の幅に対して用紙の幅が小さい場合、用紙が通過しない加熱ロールの非通紙部の温度が過剰に上昇し、用紙に定着される画像の質が低下するという問題があった。そこで、加熱ロールの非通紙部を冷却するために、加熱ロールの非通紙部に空気流を導くことは公知である（特許文献１参照）。

特開２００３−３３０２９８号公報

しかしながら、上記従来例においては、用紙が通過する加熱ロールの通紙部まで空気流が流れ込み、加熱ロールの通紙部を冷却してしまうという問題があった。また、空気流が用紙に当たると、用紙の走行が不安定になる。

そこで、本発明は、現像剤像を定着させるために加熱可能な幅に対し、記録媒体の幅が小さい場合にも、画質を落とすことなく画像を記録媒体に定着させることができる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴とするところは、互いに圧接されて回転する回転体を有し、該回転体の少なくとも一方にヒータが配置された定着装置において、冷却風を受入れる冷却風受入部と、この冷却風受入部からの冷却風が前記回転体へ導かれる冷却風導入領域と前記回転体への導入が阻止される冷却風非導入領域とに隔てる遮蔽部と、を有する定着装置にある。したがって、現像剤像を定着させるためにヒータが加熱可能な幅に対し、記録媒体の幅が小さい場合にも、冷却風導入領域を冷却風により冷却しつつ、冷却風非導入領域に冷却風が導入されることを阻止することができ、画質を落とすことなく画像を記録媒体に定着させることができる。

好適には、前記遮蔽部は、前記回転体の間を通過可能な最大記録媒体幅の６５％から７１％の間の幅が冷却風非導入領域の幅となるように、冷却風導入領域と冷却風非導入領域とに隔てる。異なる幅の記録媒体に現像剤像を定着させることができる定着装置においては、回転体の間を通過可能な最大記録媒体幅の６５％から７１％の間の幅が記録媒体通過領域になる場合が多いので、回転体間を通過可能な最大記録媒体幅の６５％から７１％の間の幅を冷却風非導入領域の幅とすることにより、効率的に記録媒体非通過領域を冷却することができる機会を増やすことができる。例えば、定着装置に対し、定型の記録媒体が縦方向又は横方向に通過して現像剤像が記録媒体に定着される場合が多い。代表的な定型用紙の縦横比としては、はがきが６７．６％、Ａ判及びＢ判の用紙が約７０．７％（又は約７０．６％）となっている。

また、好適には、前記遮蔽部は、前記回転体の軸方向に移動可能に設けられている。したがって、記録媒体の幅に応じて冷却風導入領域を設定することが可能である。

また、好適には、前記遮蔽部は、複数の配置可能位置の中から選択された位置に配置される。即ち、利用頻度の多い記録媒体の幅に対しても、容易に冷却風導入領域を設定することができる。

また、好適には、前記遮蔽部を駆動する駆動手段をさらに有する。

また、本発明の第２の特徴とするところは、記録媒体に現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、互いに圧接されて回転する回転体の少なくとも一方にヒータが配置され、前記現像剤像形成手段が形成した現像剤像を記録媒体に定着させる定着装置と、冷却風を発生させる送風手段とを具備し、前記定着装置は、前記送風手段が発生させた冷却風を受入れる冷却風受入部と、この冷却風受入部からの冷却風が前記回転体へ導かれる冷却風導入領域と前記回転体への導入が阻止される冷却風非導入領域とに隔てる遮蔽部と、を有する画像形成装置にある。したがって、現像剤像を定着させるためにヒータが加熱可能な幅に対し、記録媒体の幅が小さい場合にも、送風手段が発生させた冷却風により冷却風導入領域を冷却しつつ、冷却風非導入領域に冷却風が導入されることを阻止することができ、画質を落とすことなく画像を記録媒体に定着させることができる。

好適には、前記回転体の間を通過する記録媒体の幅を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて、前記送風手段が発生させる冷却風の風量又は風速の少なくともいずれかを制御する冷却風制御手段をさらに有する。即ち、記録媒体の幅に応じて、冷却風導入領域が冷却される程度を変えることができる。

また、好適には、前記検出手段の検出結果に応じて、前記遮蔽部が移動するように制御する遮蔽部制御手段をさらに有する。即ち、記録媒体の幅に応じて冷却風導入領域を変えることができるので、画質を落とすことなく画像を記録媒体に定着させることができる。

本発明によれば、現像剤像を定着させるために加熱可能な幅に対し、記録媒体の幅が小さい場合にも、画質を落とすことなく画像を記録媒体に定着させることができる。

次に本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成部１２と、原稿読取装置１４とを有する。画像形成部１２は、例えばゼログラフィ方式のもので、例えば用紙などの記録媒体が積載された例えば４段の給紙トレイ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ及び手差しトレイ１８とを有し、これらトレイ１６ａ〜１６ｄ，１８から記録媒体搬送路２０へ供給された記録媒体に画像を形成するようになっている。

画像形成部１２は、例えば像担持体である感光体２２と、この感光体２２を一様に帯電する帯電器２４と、この帯電器２４により一様に帯電された感光体２２に潜像を形成する露光装置２６と、この露光装置２６により形成された感光体２２上の潜像をトナーで可視化する現像器２８と、この現像器２８により形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写装置３０と、感光体２２に残ったトナーをクリーニングするクリーナ３２とを具備する現像剤像形成手段３３、及び定着装置３４を有する。露光装置２６は、例えばレーザ走査方式のもので、原稿読取装置１４で読み取った原稿の画像をレーザのオンオフ信号に変えて出力する。転写装置３０は例えば転写ロールから構成され、この転写装置３０により現像剤像が転写された記録媒体が定着装置３４に送られ、この定着装置３４により現像剤像が記録媒体に定着され、この現像剤像が定着された記録媒体が排出トレイ３６に排出される。

記録媒体搬送路２０には、複数の記録媒体搬送ロール３８が設けられている。この記録媒体搬送ロール３８の一つとして、転写装置３０上流側近傍には、レジストロール４０が配置されている。このレジストロール４０は、供給された記録媒体を一時停止させ、感光体２２に潜像が形成されるタイミングと同期して記録媒体を転写装置３０に供給するように制御される。

原稿読取装置１４は、自動原稿送り装置４２と、原稿を光学的に読み取る光学系４４とを有する。自動原稿送り装置４２は、多数の原稿が載置される原稿載置台４６を有し、光学系４４が原稿を読み取れるように原稿を搬送する。光学系４４は、自動原稿送り装置４２により送られた原稿を流し読みする機能と、原稿台ガラス４８上に載置された原稿を読み取る機能とを備えている。

図２乃至図４において、定着装置３４及びその周辺の詳細が示されている。定着装置３４は、カバー５０を有し、このカバー５０によって後述する加熱ロール５２及び加圧ロール５４が覆われている。カバー５０には、正面側（図３において右側）に記録媒体５６が挿入される給紙口５８が設けられ、裏面側（図３において左側）に記録媒体５６が排出される排紙口６０が設けられている。

加熱ロール５２は、例えば内部にヒータ６２が設けられている。ヒータ６２は、例えば中央加熱部６４ａ及び端部加熱部６４ｂから構成され、加熱ロール５２の中央部分と端部とを独立に加熱することができるようにされている。加圧ロール５４は、例えば加熱ロール５２の下方に配置され、加熱ロール５２に加圧接触し、加熱ロール５２と共にニップ部を形成する。つまり、互いに圧接された加熱ロール５２及び加圧ロール５４により形成されるニップ部を記録媒体５６が通過することにより、記録媒体５６に担持された現像剤像が記録媒体５６に定着するようになっている。

カバー５０の上部には、加熱ロール５２の軸方向両端側に冷却風を受入れるための冷却風受入口６６がそれぞれ設けられている。定着装置３４の冷却風受入口６６それぞれの上方には、ファン６８が設けられている。ファン６８それぞれは、回転することにより、冷却風を発生させてカバー５０内に導く。また、カバー５０の両側面上部には、カバー５０内の空気を排出するための排気口７０がそれぞれ設けられている。つまり、ファン６８が回転することにより、冷却風が冷却風受入口６６からカバー５０内に導かれ、排気口７０から排出されるように気流が生じるようになっている。

さらに、カバー５０内には、加熱ロール５２及び加圧ロール５４の周囲の空間を、冷却風受入口６６からの冷却風が加熱ロール５２へ導かれる冷却風導入領域（冷却範囲）と、加熱ロール５２への導入が阻止される冷却風非導入領域とに隔てる第１遮蔽壁７２及び第２遮蔽壁７４が、加熱ロール５２の軸方向両端側にそれぞれ設けられている。

第１遮蔽壁７２は、加熱ロール５２の周囲の空間を例えば略垂直方向に分離し、加熱ロール５２の両端側の冷却風導入領域の空気が冷却風非導入領域に移動することを防止する。第２遮蔽壁７４は、加熱ロール５２の周囲の空間を例えば略水平方向に分離し、加熱ロール５２の両端側の冷却風導入領域の空気が加圧ロール５４側に移動することを防止する。また、第１遮蔽壁７２及び第２遮蔽壁７４は、ファン６８により発生した冷却風が記録媒体５６に当たることを防止する。

カバー５０の給紙口５８近傍には、給紙口５８に挿入される記録媒体５６の幅を検出する検出部７５が設けられている。この検出部７５が検出した記録媒体５６の幅に応じて、例えばファン６８が発生させる冷却風の風量及び風速が制御部７６により調整（制御）されるようになっている。
また、排気口７０が検出部７５の検出結果に応じて開閉するようにされてもよい。

次に定着装置３４の作用について説明する。
図３に示すように、現像剤像を担持した記録媒体５６は、検出部７５によって幅が検出された後に、給紙口５８を通ってカバー５０内に挿入され、加熱ロール５２及び加圧ロール５４が形成するニップ部を通ることにより現像剤像が定着され、排紙口６０から排出される。

ここで、例えば図４に示した記録媒体幅Ｂの記録媒体５６が加熱ロール５２及び加圧ロール５４により形成されるニップ部の略中心である記録媒体基準位置を基準として通過する場合に、ファン６８は、所定のタイミングで回転し、検出部７５により検出された記録媒体５６の幅に応じた風量及び風速の冷却風を発生させる。ファン６８が冷却風を発生させると、冷却風受入口６６から冷却風がカバー５０内に導かれ、カバー５０、第１遮蔽壁７２及び第２遮蔽壁７４に囲まれた冷却風導入領域が冷却される。つまり、加熱ロール５２の冷却風導入領域内にある部分が冷却される。
一方、ニップ部を通過する記録媒体５６の幅が定着装置３４を通過可能な最大記録媒体幅である場合には、ファン６８は回転しないようにされている。

また、ニップ部を通過する記録媒体５６の幅が図４に示した記録媒体幅Ａである場合のように、ファン６８が発生させた冷却風による加熱ロール５２の冷却範囲がニップ部の記録媒体通過領域に重なると、記録媒体５６の搬送が気流によって不安定になったり、記録媒体５６に形成される画像の質の劣化する原因になるので、定着装置３４は、記録媒体５６の幅に応じて、例えば第１遮蔽壁７２が加熱ロール５２の軸方向に移動するように構成されてもよい。

例えば図５（Ａ）に示すように、第１遮蔽壁７２の下部にボールネジ７７を貫通させ、制御部７６により制御されるモータ７８でボールネジ７７を正転及び逆転させることにより、第１遮蔽壁７２が加熱ロール５２の軸方向に移動するようにしてもよい。また、モータ７８を用いることなく、加熱ロール５２を駆動するギア（図示せず）からボールネジ７７を回転させる駆動力を得るようにしてもよい。

また、定着装置３４のカバー５０を開閉可能にしておき、図５（Ｂ）に示すように、カバー５０の正面側（図５（Ｂ）において下側）及び裏面側に複数の溝部８０を設けて、記録媒体５６の幅に合わせて選択された溝部８０に第１遮蔽壁７２が着脱されるようにしてもよい。

なお、記録媒体５６の幅が図４に示した記録媒体幅Ａである場合のように、第１遮蔽壁７２間の幅よりも記録媒体５６の幅が大きい場合には、ファン６８を停止させて、記録媒体５６を搬送するタイミング（間隔）を制御することにより、ニップ部の記録媒体非通過領域が過剰に昇温することを防止するようにしてもよい。

次に、定着装置３４の変形例について説明する。
図６において、定着装置３４の変形例が示されている。なお、図６において、図２に示した定着装置３４の構成部分と実質的に同じ構成部分には、同一の符号が付してある。
図６に示すように、定着装置３４の変形例は、図２に示した定着装置３４に設けられている第２遮蔽壁７４の代わりに、下方遮蔽壁８２が第１遮蔽壁７２それぞれの下方に設けられている。つまり、第１遮蔽壁７２及び下方遮蔽壁８２は、加熱ロール５２及び加圧ロール５４の周囲の空間を、軸方向両端側にそれぞれ設けられている冷却風受入口６６からの冷却風が導かれる冷却風導入領域と、冷却風の導入が阻止される冷却風非導入領域とに隔てる。したがって、ファン６８が発生させた冷却風がニップ部の記録媒体通過領域の周囲の空間に向けて流れることを防止することができる。

次に本発明の第２の実施形態を図面に基づいて説明する。
図７において、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置９０の概要が示されている。
画像形成装置９０は、画像形成装置本体９２を有し、この画像形成装置本体９２内に現像剤像形成手段９４が搭載され、画像形成装置本体９２の上部に後述する排出部９６が設けられていると共に、この画像形成装置本体９２の下部に例えば２段の給紙ユニット９８，９８が配置されている。

それぞれの給紙ユニット９８は、給紙ユニット本体１００と、用紙などの記録媒体が収納される給紙カセット１０２とを有する。給紙カセット１０２の奥端近傍上部にはピックアップロール１０４が配置され、このピックアップロール１０４の後方にリタードロール１０６及びフィードロール１０８が配置されている。

主搬送路１１２は、フィードロール１０８から排出口１１４までの記録媒体通路であり、この主搬送路１１２は、画像形成装置本体９２の裏側（図７の左側面）近傍にあって、最下端の給紙ユニット９８から後述する定着装置１１６まで略鉛直に形成されている部分を有する。この主搬送路１１２の定着装置１１６の上流側に後述する転写装置１２２と像担持体１２４が配置され、さらに転写装置１２２と像担持体１２４の上流側にレジストロール１１８が配置されている。さらに、主搬送路１１２の排出口１１４の近傍には排出ロール１２０が配置されている。

したがって、給紙ユニット９８の給紙カセット１０２からピックアップロール１０４により送り出された記録媒体は、リタードロール１０６及びフィードロール１０８の協働により捌かれて最上部の記録媒体のみ主搬送路１１２に導かれ、レジストロール１１８により一時停止され、タイミングをとって後述する転写装置１２２と像担持体１２４との間を通って現像剤像が転写され、この転写された現像剤像が定着装置１１６により定着され、排出ロール１２０により排出口１１４から排出部９６へ排出される。

ただし、両面印刷の場合は、反転路に戻される。即ち、主搬送路１１２の排出ロール１２０の手前は二股に分かれ、その分かれた部分に切換装置１２６が設けられていると共に、分けられた部分からレジストロール１１８まで戻る反転路１２８が形成されている。この反転路１２８には搬送ロール１３０ａ〜１３０ｃが設けられており、両面印刷の場合には、切換装置１２６が反転路１２８を開く側に切り換えられ、排出ロール１２０に記録媒体の後端手前がかかる時点で排出ロール１２０が反転し、記録媒体が反転路１２８に導かれ、レジストロール１１８、転写装置１２２と像担持体１２４及び定着装置１１６を通って排出口１１４から排出部９６へ排出されるものである。

現像剤像形成手段９４は、感光体からなる像担持体１２４と、この像担持体１２４を一様帯電する例えば帯電ロールからなる帯電装置１３２と、帯電装置１３２により帯電された像担持体１２４に、光により潜像を書き込む光書込み装置１３４と、この光書込み装置１３４により形成された像担持体１２４の潜像を現像剤により可視化する現像機１３６と、この現像機１３６による現像剤像を記録媒体に転写する例えば転写ロールからなる転写装置１２２と、像担持体１２４に残存する現像剤をクリーニングする例えばブレードからなるクリーニング装置１３８とから構成されている。プロセスカートリッジ１３９は、像担持体１２４、帯電装置１３２、現像機１３６及びクリーニング装置１３８を一体化したものである。

定着装置１１６の裏側（図７の左側）近傍には、排気ファン１４０が配置されている。この排気ファン１４０は、画像形成装置本体９２内に例えば正面側（図７の右側）から裏側に流れる気流を生じさせ、画像形成装置本体９２内の空気を画像形成装置本体９２の裏面側に設けられた排気孔１４２から排気する。

図８において、定着装置１１６及びその周辺が示されている。なお、図８において、図２に示した定着装置３４の構成部分と実質的に同じ構成部分には、同一の符号が付してある。
図８に示すように、定着装置１１６には、排気口７０それぞれと排気ファン１４０との間に空気流路を形成するダクト１４４が設けられている。このように、画像形成装置９０は、ダクト１４４が定着装置１１６に設けられることにより、排気ファン１４０が回転すると、定着装置１１６の冷却風受入口６６それぞれから排気口７０それぞれに向けて気流が発生するようになっている。つまり、排気ファン１４０により発生した気流により、冷却風導入領域への冷却風が発生するので、定着装置１１６は、図２などに示したファン６８を設けることなく、加熱ロール５２の記録媒体非通過領域を冷却することができる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る定着装置の概要及びその周辺を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る定着装置の概要及びその周辺を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る定着装置における第１遮蔽壁の位置を示す模式図である。 定着装置における第１遮蔽壁の変形例を示す模式図であって、（Ａ）は第１遮蔽壁が移動可能な変形例を正面側から見た拡大模式図であり、（Ｂ）は第１遮蔽壁が着脱可能な変形例を上方から見た模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る定着装置の変形例及びその周辺を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す側面図である。 本発明の第２の実施形態に係る定着装置及びその周辺を示す斜視図である。

符号の説明

１０，９０ 画像形成装置
１２ 画像形成部
３３，９４ 現像剤像形成手段
３４，１１６ 定着装置
５０ カバー
５２ 加熱ロール
５４ 加圧ロール
５６ 記録媒体
５８ 給紙口
６０ 排紙口
６２ ヒータ
６４ａ 中央加熱部
６４ｂ 端部加熱部
６６ 冷却風受入口
６８ ファン
７０ 排気口
７２ 第１遮蔽壁
７４ 第２遮蔽壁
７５ 検出部
７６ 制御部
７７ ボールネジ
７８ モータ
８０ 溝部
８２ 下方遮蔽壁
１４０ 排気ファン
１４２ 排気孔
１４４ ダクト

Claims (8)

1. 互いに圧接されて回転する回転体を有し、該回転体の少なくとも一方にヒータが配置された定着装置において、冷却風を受入れる冷却風受入部と、この冷却風受入部からの冷却風が前記回転体へ導かれる冷却風導入領域と前記回転体への導入が阻止される冷却風非導入領域とに隔てる遮蔽部と、を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記遮蔽部は、前記回転体の間を通過可能な最大記録媒体幅の６５％から７１％の間の幅が冷却風非導入領域の幅となるように、冷却風導入領域と冷却風非導入領域とに隔てることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記遮蔽部は、前記回転体の軸方向に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置。
4. 前記遮蔽部は、複数の配置可能位置の中から選択された位置に配置されることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の定着装置。
5. 前記遮蔽部を駆動する駆動手段をさらに有することを特徴とする請求項３又は４記載の定着装置。
6. 記録媒体に現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、互いに圧接されて回転する回転体の少なくとも一方にヒータが配置され、前記現像剤像形成手段が形成した現像剤像を記録媒体に定着させる定着装置と、冷却風を発生させる送風手段とを具備し、前記定着装置は、前記送風手段が発生させた冷却風を受入れる冷却風受入部と、この冷却風受入部からの冷却風が前記回転体へ導かれる冷却風導入領域と前記回転体への導入が阻止される冷却風非導入領域とに隔てる遮蔽部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記回転体の間を通過する記録媒体の幅を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて、前記送風手段が発生させる冷却風の風量又は風速の少なくともいずれかを制御する冷却風制御手段をさらに有することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記検出手段の検出結果に応じて、前記遮蔽部が移動するように制御する遮蔽部制御手段をさらに有することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。

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