JP2014078048A - 定着装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】用紙の搬送経路を確保しつつ、定着直後での用紙の空冷の風流入による定着温度低下を防止する。
【解決手段】定着装置22は、定着出口に配設した用紙全幅以上をニップしている通しローラ対である定着出口ローラ対81も有している。そして、この定着出口ローラ対81が外装部材80の開口周端部90と当接し、定着装置22のカバーである外装部材80の用紙搬送方向下流側の搬送経路を繋ぐ箇所の開口周端部90と定着出口ローラ対81との隙間を塞いでいる。そして、外装部材80の用紙搬送方向下流側には、冷却ファン85とダクト86から構成される用紙冷却手段84が用紙排出位置である排出スタック部39の近傍の外気を取り込み、用紙に吹き付ける構成を有している。
【選択図】図2

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等で定着され後に用紙の冷却を行う画像形成装置に関するものである。
近年の複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置は、高速化や高機能化が進み、後処理周辺機を接続しパンチやステープル、または、用紙折り等の多種多様な処理まで可能となっている。そして、画像形成装置の普及に伴いユーザの印刷物への仕上がりに対する要求も高まっている。
トナー画像を定着装置により加熱、加圧することで用紙に画像を定着する画像形成装置では、とりわけ定着された以降の用紙搬送において用紙が熱を帯びている。そのため、熱を帯びた用紙のガイド板等への接触圧が高いとガイド面へのトナー付着やガイド面に付着したトナーによる白スジやキズ等の異常画像の発生が懸念される。また、熱を帯びた用紙が機内を搬送されることによる機内の温度上昇、ガイド板等の搬送路の結露やトナー再固着による搬送不具合や、水滴画像や転写抜け等の異常画像の発生が問題となることもある。
従来から、定着で熱を帯びた用紙からヒートパイプ等を用いて用紙の熱を奪うことで、用紙を冷却する構成が知られている。ところが、ヒートパイプによる用紙の冷却では、用紙上のトナー温度がまだ高い状態のままで、トナー画像が定着された用紙がヒートパイプに接触してしうと、冷えているヒートパイプ表面にトナーが付着してしまうオフセットという現象(以下、オフセットという)が生じ、良好な画像が得られなくなるという問題が発生する場合もある。
そこで、特許文献1では、定着で熱を帯びた用紙からヒートパイプを用いて熱を奪い冷却する前に、定着後の搬送経路上でファンによる送風を行って用紙を冷却する、定着以降の用紙冷却や気流設計に配慮した構成が開示されている。このような構成にすることで、ヒートパイプ表面にトナーが付着してしまうオフセットが生じることを防止することができるというものである。
しかしながら、ヒートパイプを用いた用紙冷却では部品構成が複雑になりコスト面でも不利な点が多いばかりでなく、一般的なオフィス等に設置される普及クラスの機械ではマシンサイズも小さいためレイアウト的にも配置することが困難であるという問題もあった。また、定着直後の搬送経路で用紙へのファンによる送風を行って空冷した場合、定着装置と下流搬送経路を繋ぐ箇所が用紙搬送経路を確保するため大きく開口しているので、搬送中の用紙を冷却するだけでなく定着部へも送風された風が流入し定着部の定着ローラ対自体の温度低下を招いてしまうという問題があった。
空冷するために送風される風の定着部への流入に関し、特許文献2では、ファンによる用紙冷却を行うのは通紙時のみとし、非通紙時はファンの動作を止める制御手段を備える画像形成装置を開示している。しかし、上述した通り通紙時における定着への風流入による定着部の定着ローラ対自体の温度低下は避けられない。
また、特許文献3では、定着部の開口部にシャッターを設け、用紙サイズに応じて開閉位置や、その大きさを制御可能とすることで通紙時においても必要以上に開口しないよう配慮した構成を開示している。しかし、通紙時における定着への風流入による定着部の定着ローラ対自体の温度低下は避けられない。
本発明は上述した問題に鑑みなされたものであり、その目的は、定着部で加熱された用紙が熱いまま定着以降の搬送経路を搬送されることで発生する不具合を用紙を空冷することで防止し、かつ定着直後での空冷の風流入による定着温度低下を防止することができる画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、用紙積載部から搬送された用紙にトナー画像を転写する転写部と、用紙に転写されたトナー画像を加熱・加圧し用紙へ定着させる定着部と、トナー画像が定着された用紙を排紙部へ搬送する搬送ローラ対と搬送ガイド板から形成される定着部より下流の搬送経路である搬送部と、定着部と上下流の搬送経路を繋ぐ箇所が開口している定着部を覆う外装部材と、定着部の出口に設けた用紙全幅以上をニップする通しローラ対と、を有し、上記通しローラ対が前記外装部材と当接し、上記外装部材の下流の搬送経路を繋ぐ箇所の開口と該通しローラ対との隙間が塞がれていることを特徴とするものである。
また、請求項2に記載の発明は、用紙積載部から搬送された用紙にトナー画像を転写する転写部と、用紙に転写されたトナー画像を加熱・加圧し用紙へ定着させる定着部と、トナー画像が定着された用紙を排紙部へ搬送する搬送ローラ対と搬送ガイド板から形成される定着部より下流の搬送経路である搬送部と、定着部と上下流の搬送経路を繋ぐ箇所が開口している定着部を覆う外装部材と、定着部の出口に設けた用紙全幅以上をニップする通しローラ対と、を有し、上記通しローラ対と当接し、上記外装部材の下流の搬送経路を繋ぐ箇所の開口と該通しローラ対との隙間を塞ぐ遮蔽部材を、該外装部材に設けていることを特徴とするものである。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像形成装置において、上記定着部出口に配設した通しローラ対と上記搬送ローラ対との間で、用紙を空冷する用紙冷却手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の画像形成装置において、上記用紙冷却手段は、外気を取り込むダクトと冷却ファンにより構成され、トナー画像が定着された用紙へ外気を吹き付けることにより用紙冷却を行うことを特徴とするものである。
また、請求項5に記載の発明は、請求項3又は4に記載の画像形成装置において、上記冷却ファンのトナー画像が定着された用紙に対する吹き付け量は、少なくとも2段階で設定できることを特徴とするものである。
また、請求項6に記載の発明は、請求項3乃至5のいずれか一に記載の画像形成装置において、上記冷却ファンのトナー画像が定着された用紙に対する吹き付け量は、用紙の種類やサイズによって設定されることを特徴とするものである。
本発明は、定着出口に設けた用紙全幅以上をニップする通しローラ対と、定着部を覆う外装部材との隙間を塞ぐように、定着出口に通しローラ対を配置しているので、用紙通紙時であるか否かにかかわらず定着部を覆う外装部材の用紙搬送方向下流側での風の流出入を防止することができる。このため、用紙の搬送経路を確保しつつ、定着部の用紙搬送方向下流側での風の流出入による定着部の温度低下を招くことない。また、定着部の定着温度低下を防止することができるため、定着温度低下に伴う必要以上の熱量を供給する必要もなくなり、消費エネルギーを節約することもできる。
また、定着出口に設けた用紙全幅以上をニップする通しローラ対と、定着部を覆う外装部材との隙間を塞ぐように通しローラ対と当接し、外装部材の下流の搬送経路を繋ぐ箇所の開口と該通しローラ対との隙間を塞ぐ遮蔽部材が、外装部材に配設している。このように構成することで、用紙通紙時であるか否かにかかわらず定着部を覆う外装部材の用紙搬送方向下流側での風の流出入を防止することができる。そのため、用紙の搬送経路を確保しつつ、定着部の用紙搬送方向下流側での風の流出入による定着部の温度低下を招くことない。また、定着部の定着温度低下を防止することができるため、定着温度低下に伴う必要以上の熱量を供給する必要もなくなり、消費エネルギーを節約することもできる。
以上、本発明によれば、用紙通紙時であるか否かにかかわらず定着部を覆う外装部材の用紙搬送方向下流側での風の流出入を防止することができる。このため、用紙の搬送経路を確保しつつ、定着部を覆う外装部材の用紙搬送方向下流側での風の流出入による定着部の温度低下を招くことない。また、定着部の定着温度低下を防止することができるため、定着温度低下に伴う必要以上の熱量を供給する必要もなくなり、消費エネルギーを節約することもできる。また、定着部の用紙搬送方向下流側で定着部の温度低下を招くことなく、所望の用紙冷却を行うこともでき、加熱された用紙が熱いまま定着以降の搬送経路を搬送されることによる不具合を防止することも可能である。
本実施の形態に係る画像形成装置の全体概略構成図。 本実施の形態に係る定着部、及びその下流側に配置された冷却装置、搬送経路の構成の説明図。 実施例1に係る定着部の外装部材の用紙搬送方向下流側に設けた開口部と、出口ローラ対との構成を示す説明図。 実施例2に係る外装部材の出口開口部近傍に、その出口開口部の長手方向に沿って遮蔽部材を設けた場合の例の説明図。 実施例3に係る定着部の外装部材の用紙搬送方向下流側に設けた開口部と、出口ローラ対との構成を示す説明図。 本実施形態に係る画像形成装置の制御を機能毎に分割した概念図。 本実施形態に係る画像形成装置の表示入力部の説明図。
以下、本発明を画像形成装置である複写機100に適用した一実施形態について、図1〜図7を用いて説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
図1は本発明の実施の形態に係る画像形成装置である、複写機100の全体概略構成概略図である。この複写機100は、複写機100の装置本体1と、装置本体1を載置するテーブル状の用紙収容手段としてのシートバンク3と、装置本体1上に取り付けられた画像読取装置2と、画像読取装置2の上に開閉自在に取り付けられた原稿自動搬送装置4とから主として構成されている。
複写機100の装置本体1は、内部に、像担持体としてドラム状の感光体10を設けられている。この感光体10の周りには、図中左側に配置する帯電装置11から、その回転方向Aである図中半時計方向の順に、下側に現像装置12、右側に転写装置13、上側にクリーニング装置14を配置されている。また、転写装置13は、上下のローラ15、16の間に転写ベルト17を掛け回して構成されており、その転写ベルト17は転写位置Bで感光体10の周面に押し当てられている。
帯電装置11及びクリーニング装置14の図中左側には、現像装置12に新しいトナーを補給するトナー補給装置20が設けられている。また、複写機100の装置本体1の内部には、用紙やOHPシート等のシートSを後述する供給位置から送り出し、転写位置Bを経てスタック位置まで搬送するシート搬送装置Cを備えている。このシート搬送装置Cは、後述する供給路R1、手差し供給路R2、及びシート搬送路Rを有している。そして、シート搬送路Rは、感光体10と転写装置13の間を通って図中下から上へと伸びてから左に曲がる略L字状に設けられている。また、このシート搬送路Rには、感光体10の上流側の位置にレジストローラ21を設けられている。
また、感光体10の下流側の位置には、定着装置22が設けられている。この定着装置22には、一対の定着ローラ回転体である定着ローラ24a、24bが設けられている。そして、一方の定着ローラ24aの内部には定着ヒータ23を有している。また、他方の定着ローラ24bの周囲には加圧スプリング25(不図示)、加圧アーム26(不図示)などを有している。これら加圧スプリング25、加圧アーム26などにより、一方の定着ローラ24aの図中右側から他方の定着ローラ24bを押し当てられている。また、一方の定着ローラ24aには、サーミスタ28(不図示)、及びサーモスタット29(不図示)を設けている。そして、サーミスタ28により定着ローラ24aの温度を測定しつつ、サーモスタット29により定着ヒータ23をオン、またはオフすることにより、定着ローラ24aを所定の温度に保っている。
このような定着装置22のさらに下流には、排出分岐爪34、第1加圧ローラ36、第2加圧ローラ37、腰付ローラ38、及び搬送ローラ対である排出ローラ対35を設けている。そして、その先に、図1に示すように、画像形成済みのシートSを排出してスタックする排出スタック部39を設けている。
複写機100の画像形成部1には、図中右側面に、スイッチバック装置42を設けている。このスイッチバック装置42は、シート搬送路Rの排出分岐爪34位置から分岐し、一対のスイッチバックローラ43を備えるスイッチバック位置44まで導く反転路R3と、スイッチバック位置44から、再びシート搬送路Rのレジストローラ21まで導く再搬送路R4とを有するシート搬送装置Dを備えている。このシート搬送装置Dには、シートSを搬送する複数のシート搬送回転体であるシート搬送ローラ66を備えている。
現像装置12の図中左側には、レーザ書込装置47を備える。レーザ書込装置47には、不図示のレーザ光源、走査用の回転多面鏡48、ポリゴンモータ49、fθレンズ等の走査光学系50などを設ける。
画像読取装置2には、光源53、複数のミラー54、結像用光学レンズ55、CCD等のイメージセンサ56などを設ける。そして、上面にはコンタクトガラス57を備える。このコンタクトガラス57の上の原稿自動搬送装置4には、原稿の載置位置に不図示の載置台を設けるとともに、排出位置に不図示の排出台が設けられている。また、原稿などのシートを、載置台から画像読取装置2のコンタクトガラス57上の読取位置を経て排出台まで搬送する不図示の原稿搬送路を有するシート搬送装置を備えている。そのシート搬送装置には、原稿などのシートを搬送する不図示のシート搬送回転体であるシート搬送ローラが複数備えられている。
シートバンク3には、その内部にシートSの供給位置であるシートカセット61を多段に備える。各シートカセット61には、それぞれ対応して給送ローラとして、呼出ローラ62、供給ローラ63、分離ローラ64を設けている。多段に備えるシートカセット61の図中右側には、複写機100の装置本体1のシート搬送路Rへと通じる供給路R1を形成している。供給路R1には、シートSを搬送するいくつかのシート搬送回転体であるシート搬送ローラ66を備えている。
また、複写機100の装置本体1には、図中右側面に手差し供給部73を設けている。この手差し供給部73には、手差供給位置となる手差しトレイ67を開閉自在に設けるとともに、その手差しトレイ67上にセットした手差しのシートSを、シート搬送路Rへと導く手差し供給路R2を備えている。そして、この手差しトレイ67にも各シートカセット61と同様に、給送ローラとして呼出ローラ62、供給ローラ63、分離ローラ64を設けている。
この複写機100を用いてコピーをとるときは、不図示のメインスイッチをオンするとともに、原稿自動搬送装置4に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置4を開いて画像読取装置2のコンタクトガラス57上に直接原稿をセットし、原稿自動搬送装置4を閉じてそれで押える。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置4に原稿をセットしたときは、原稿をシート搬送ローラにより原稿搬送路を通して、コンタクトガラス57上へと移動してから画像読取装置2を駆動し、原稿内容を読み取って排出台上に排出する。一方、コンタクトガラス57上に直接原稿をセットしたときは直ちに画像読取装置2を駆動する。
画像読取装置2を駆動すると、画像読取装置2は、光源53をコンタクトガラス57に沿って移動する。そして、移動するとともに、光源53からの光をコンタクトガラス57上の原稿面で反射し、その反射光を複数のミラー54で反射し、結像用光学レンズ55を経て、イメージセンサ56に入れ、そのイメージセンサ56で原稿内容を読み取る。
また、このとき同時に、不図示の感光体駆動モータで感光体10を回転し、まず図示例では帯電ローラを用いた帯電装置11で表面を一様に帯電する。次いで上述の画像読取装置2で読み取った原稿内容に応じてレーザ光を照射してレーザ書込装置47で書込みを行い、感光体10の表面に静電潜像を形成し、その後、現像装置12でトナーを付着してその静電潜像を可視像化する。
また、スタートスイッチを押したとき同時に、シートバンク3の中に多段に備える複数のシートカセット61中の対応するシートカセット61内から呼出ローラ62によりシートSを送り出し、続く供給ローラ63、分離ローラ64で1枚ずつ分離搬送する。そして、分離搬送されるシートSを供給路R1に導き、さらに、シート搬送ローラ66で搬送してシート搬送路Rへと導きレジストローラ21に突き当てて止める。そして、このシートSを上述した感光体10の可視像化した画像の回転にタイミングを合わせてレジストローラ21を回転し、感光体10の右側へと送り込む。
または、シートSを手差し給紙部73の手差しトレイ67を開けて、その手差しトレイ67上にセットした手差しシートを呼出ローラ62により送り出し、続く供給ローラ63、分離ローラ64で1枚ずつ分離搬送する。そして、分離搬送されるシートSを手差し供給路R2に導き、さらに、シート搬送ローラ66で搬送してシート搬送路Rへと導き、シートカセット61の場合と同様にレジストローラ21で感光体10の回転にタイミングを合わせて該感光体10の右側へと送り込む。
そして、感光体10の右側へと送り込んだシートSに、図示例では転写ベルト17を有する転写装置13により転写位置Bで感光体10上の画像を転写して画像を形成する。画像転写後の感光体10上の残留トナーはクリーニング装置14で除去して清掃し、不図示の除電装置で感光体10上の残留電位を除去して帯電装置11からはじまる次の画像形成に備えている。
一方、画像転写後のシートSは、転写ベルト17で搬送され定着装置22の一対の定着ローラ24a、24b間を通り、熱と圧力を加えられ、この定着装置22で転写画像を定着される。その後、排出ローラ対35、第1加圧ローラ36、第2加圧ローラ37、腰付ローラ38により、シートSに腰を付けて、シート排出口83を通って排出スタック部39上に排出されてそこにスタックされる。
また、シートSの両面に画像を転写する場合、排出分岐爪34を切り替える。表面に画像を転写したシートを、シート搬送路Rから反転路R3に入れ、シート搬送ローラ66で搬送してスイッチバック位置44へ入れる。そして、そのスイッチバック位置44でスイッチバックしてから、再搬送路R4に入れ反転して、シート搬送ローラ66で搬送して、再び、シート搬送路Rに導き、上述した転写動作と同様にしてシートSの裏面にも画像を転写する。
次に、本発明の特徴部である、定着装置22、及びこの定着装置22で定着されたシートSを冷却する構成について、実施例を挙げて詳細に説明する。
(実施例1)
本実施例1では、定着装置22を覆うカバーである外装部材80の定着出口(以下、出口開口部という)に、用紙全幅以上をニップする通しローラ対である定着出口ローラ対81を設けている。そして、外装部材80の出口開口部と、出口開口部に設けた定着出口ローラ対81とを当接させて、出口開口部と定着出口ローラ対81との隙間を塞いでいる。以下、図2、図3(a)〜(c)を用いて詳細に説明する。
図2は、定着装置22と、定着装置22を覆うカバーである外装部材80と、その出口開口部に設けられた定着出口ローラ対81と、シート搬送路Rの定着装置22より下流側の搬送部と、冷却ファン85とダクト86から構成される用紙冷却手段84の一例を示す概略断面図である。ここで、説明が煩雑になるのを避けるため、定着装置22内については搬送ガイド板82、外装部材80、定着ローラ対である定着ローラ24a、24b、及び定着出口に配設した用紙全幅以上をニップしている通しローラ対である定着出口ローラ対81のみを図示している。また、シート搬送路Rの定着装置22より下流側の搬送部についても、同様な理由により、排出ローラ対35と、シート排出口83と、排出スタック部39と、シート搬送路Rで、シートSの搬送をガイドする、ガイド板71、72についてのみ図示している。そして、図2は出口開口部のシートSが通紙する範囲であって、出口開口部の長手方向に垂直な断面を示している。
また、図3(a)は、定着装置22のカバーである外装部材80の出口開口部の長手方向の端部を外部側から見た斜視図である。そして、図3(b)は、外装部材80の出口開口部の長手方向の端部を図3(a)の矢印Fの方向からみた定着出口ローラ対81の軸方向からの断面図である。また、図3(c)は、外装部材80の出口開口部の長手方向の端部を図3(a)の矢印Eの方向である定着装置22の内部側から観た見上げ図である。ここで、外装部材80の出口開口部の長手方向の両端部における、出口開口部と定着出口ローラ対81の周面との隙間を塞ぐ構成は同一であるので、図3(a)〜(c)では片方の端部についてのみ図示している。そして、以下の説明においても、片方の端部についてのみ行う。
まず、出口開口部と定着出口ローラ対81との構成について説明する。図2に示しているように、定着出口ローラ対81の回転軸中心の出口開口部における用紙搬送方向の位置を、出口開口部を形成する外装部材80の内部側の面と略同一面上としている。そして、出口開口部の長手方向に沿った両側の定着出口ローラ対81の開口周端部90と、その開口周端部90に対向する定着出口ローラ対81の外周面とを当接させて、開口周端部90と定着出口ローラ対81の外周面との隙間を塞いでいる。
また、出口開口部の長手方向の端部の隙間は、図3(a)〜(c)で示すように、出口開口部の長手方向端部側に設けられたローラ端カバー部92のローラ当接部93と、定着出口ローラ対81の周面とで塞がれている。
このローラ端カバー部92は、定着出口ローラ対81の長手方向の端部側に外部側に突出するように設けられ、定着出口ローラ対81の用紙が通紙する部分よりも端部側の部分を覆うように形成されており略台形型の断面をしている。そして、シートSが通紙する側、すなわち出口開口部側は、定着出口ローラ対81の回転軸と垂直な方向に、定着出口ローラ対81の外周面と当接する位置まで延出するように壁が形成されている。図3(a)、(b)で太線で示すとともに、図3(c)でハッチングを施している上述した壁の端部が、定着出口ローラ対81の外周面と当接しているローラ当接部93である。そして、ローラ当接部93と定着出口ローラ対81の外周面との隙間は、当接することにより塞がれている。
そして、本実施例では、ローラ端カバー部92の略台形状の断面の突出している方向の面と、出口開口部側の面とを除く他の3つの面を円弧状に形成している。そして、ローラ端カバー部92を設けた外装部材80の内部側には、定着出口ローラ対81の回転軸端部を支持するために、板状の取り付け用部材91を、定着出口ローラ対81の回転軸に垂直に設け、定着出口ローラ対81を支持している。
次に、シート搬送路Rの定着装置22より下流側の搬送部について説明する。この搬送部は出口開口部に繋がり、後述する用紙冷却手段84により通紙するシートSが冷却される用紙搬送方向と平行な直線部分と、図2中における左側に略L字状に曲がりシート排出口83へと繋がる、排出ローラ対35が設けられた部分とにより構成されている。そして、左側に略L字状に曲るシート搬送路Rの内側にはガイド板71が設けられ、シート搬送路Rの外側にはガイド板72が設けられ、定着装置22より下流側で搬送されるシートSをシート排出口83までガイドしている。そして、シート排出口83から排出されたシートSは、図示していないシートスタック手段によりスタックされ、シート排出口83の下方の垂直な壁部に繋がる排出スタック部39へと排出される。
また、用紙冷却手段84は、定着装置22の上方であって、排出スタック部39に繋がるシート排出口83の下方の垂直な壁部(以下、スタック部壁部という)と、シート搬送路Rを内側からガイドしているガイド板71とで形成されている空間に設けらている。そして、装置本体1の外部の空気をスタック部壁部に設けられた通気穴から吸気し、図2中W1の方向に送風し、シート搬送路RがL字状にその経路が折れ曲がる前の区間のガイド板71に設けられた通気穴を介して、定着で加熱され定着出口ローラ対81を通過した直後のシートSに冷却風として吹付け空冷する。
そして、このシートSの空冷に用いられ温度が上昇した空気は、ガイド板71と、搬送される用紙を介して対向して設けられているガイド板72の用紙幅方向の開口を通り装置本体1に設けられている図示していない排気手段を介して装置本体1の外部へと排気される。
上述したように本実施例では、定着装置22を覆うカバーである外装部材80における出口開口部の長手方向に沿った開口周端部90、及び長手方向の端部に設けたローラ当接部93と定着出口ローラ対81の周面とを当接さるよう配置している。そのため、外装部材80の出口開口部と定着出口ローラ対81との隙間はなく定着部で熱せられた空気が上方へ拡散してしまうことはない。また、定着出口ローラ対81をシートSが搬送される間は定着出口ローラ対81のニップ部のみがシートSの厚み分開口されることとなるが、定着出口ローラ対81は所定の押圧力でシートSを挟持している。このことで、シートSの用紙幅及びシートSを挟持していない部分においても定着部で熱せられた空気が上方へ拡散して装置本体1の温度が上昇するほど隙間が開くこともない。
また、用紙冷却手段84でシートSへ冷却風を送風した場合も同様で、定着装置22内の定着部の温度が低下する程、出口開口部から冷却風が流入することはない。
したがって、本実施例の構成では、シートSの通紙時であるか否かによらず定着装置22の出口開口部の実質的な隙間を無くすことができ熱の流出入を防げる。このため、着直後のシートSを空冷する用紙冷却手段84を用いた場合であっても、シートSの搬送経路を確保しつつ、定シートSに沿って定着部へ空冷の風が流入するのを防止することもでき定着部の温度低下を招くことない。
そして、定着部の定着温度低下を防止することができるため、定着温度低下に伴う必要以上の熱量を供給する必要もなくなり、消費エネルギーを節約することもできる。また、定着部の用紙搬送方向下流側で定着部の温度低下を招くことなく、所望の用紙冷却を行うこともできるので、加熱された用紙が熱いまま定着以降の搬送経路を搬送されることによる不具合を防止することも可能となる。
また、図2では概略構成が分かりやすいように、冷却ファン85とダクト86から構成される用紙冷却手段84が、用紙排出位置である排出スタック部39の近傍の外気を取り込み、用紙に吹き付ける構成を図示している。しかし、外気の取り込み位置としてはこれに限ったものではなく、機械本体背面等からダクトをつなぎ外気を取り込んでもよい。
また、ガイド板71、72の構成も、上述した構成に限定されるものではない。例えば、ガイド板71と搬送される用紙を介して対向して設けられているガイド板72の用紙幅方向の開口を、空冷することで熱くなった空気の多くを直接本体装置1の外部へ排気できるようにして、本体装置1内の温度上昇を抑えるようにしてもよい。空冷することで熱くなった空気を直接本体装置1の外部へ排気する構成としては、ガイド板71、72の用紙幅方向の端部の一方に直接本体装置1の外部へ熱くなった空気を排気する排気手段を設け、他方に、開閉可能なカバーを設けることで実現できる。そして、紙詰まり等が発生した場合には、この開閉可能なカバーを開放してメインテナンスを行えばよい。
また、本実施例では垂直搬送経路の構成概略図の一例を示しているが、搬送経路の形状はこれに限ったものではなく、また水平搬送路であった場合には定着装置を90度回転させたレイアウト構成にすればよい。
また、定着出口ローラ対81の材質は、画像品質や搬送品質を満足できるのであれば、一般的な搬送ローラに用いられるゴム(EPDM)で構成している。ここで、定着直後のトナーが再融解しローラ表面へ付着したりすることで異常画像が発生しにくいようローラ表面にテフロン(登録商標)チューブ等摺動性のよい皮膜を持たせてもよい。また、定着出口ローラ対81の上流及び下流側の搬送手段との搬送速度の設定が適切であれば、定着出口ローラ対81の外径及び材質は駆動ローラと従動ローラで同一である必要はない。例えば、定着出口ローラ対81の一方のローラ硬度を低くし定着ローラ対で発生するカール方向と逆のニップ形状を持たせることで、デカール効果も得られるようになる。
(実施例2)
次に、他の実施例である実施例2について説明する。実施例2が、上述した実施例1と異なる点は、出口開口部の長手方向に沿った両側の定着出口ローラ対81の開口周端部90と定着出口ローラ対81の周面とを当接させていない点でことなる。本実施例では、外装部材80の出口開口部近傍に、その出口開口部の長手方向に沿って遮蔽部材を設け、この遮蔽部材と定着出口ローラ対81の周面とを当接させて、遮蔽部材と定着出口ローラ対81の周面との隙間を塞いでいる。以下、他の構成は実施例1と同様なので、異なる点についてのみ説明する。
図4(a)、(b)は、外装部材80の出口開口部近傍に、その出口開口部の長手方向に沿って遮蔽部材を設けた場合の例を図示したものである。図4(a)は、定着出口ローラ対81と当接する板状のマイラー88を遮蔽部材として外装部材80の出口開口部の外部側に設けて、定着出口ローラ対81の外部側の周面にマイラー88の側面を当接させた場合を図示している。また、図4(b)は、外装部材80の出口近傍の形状を定着出口ローラ対81を抱え込むような逆ハの字の形状として、下方斜め方向から対向する部分にスポンジ87を遮蔽部材として設けて、定着出口ローラ対81の内部側の周面にスポンジ87を当接させるように設けた場合を図示している。
そして、遮蔽部材を配置する場合には、定着出口ローラ対81に巻き込まれないようにレイアウトする必要があり、図4(a)においては、マイラー88の先端部が定着出口ローラ対81に当接するのではなく、マイラー88を面接触させた場合の一例を図示している。図4(a)においては外装部材80(カバー)の外側にマイラー88を貼り付ける構成としているが、外装部材80の内側に貼り付ける構成とした場合でも定着出口ローラ対81へ巻き込まないよう配置すれば問題ない。また、図4(b)においては、スポンジ87の巻き込み防止として外装部材80に凸形状のストッパー89を設けた一例を図示している。
本実施例は、出口開口部の長手方向に沿って、上述したように遮蔽部材と定着出口ローラ対81の周面とを当接させ、その当接させている部分の隙間を無くすことで、実施例1の開口周端部90と定着出口ローラ対81の周面とを当接させ、その当接させている部分の隙間を無くした場合と同様な作用効果を得ることができる。
そして、定着出口ローラ対81の側面部と外装部材80に設けた遮蔽部材との隙間をしっかり塞ぐためには遮蔽部材が弾性体であることが好ましく、かつ断熱性に優れた部材を選択することで、より定着装置22への熱の出入を防止できる。また、例えば遮蔽部材がローラに食い込むように、与圧をかけるように遮蔽部材を配置することも隙間が開かないようにするのに効果的である。
また、実施例1のように外装部材80の開口周端部90に定着出口ローラ対81を当接させ隙間を塞ごうとした場合、外装部材80の当接箇所に関連する寸法に高精度が要求される。しかし、遮蔽部材を用いた場合は外装部材80の当該箇所に要求される寸法精度を緩和することが可能となる。
また、定着出口ローラ対81と遮蔽部材を当接させる位置は搬送経路に影響しない位置関係であれば、定着出口ローラ対81の回転軸中心を含む平面の上方であっても下方であってもよい。そして、図4(a)では定着出口ローラ対81の回転軸中心を含む平面より上方で、図4(b)では定着出口ローラ対81の回転軸中心を含む平面より下方で遮蔽部材を当接させた場合を図示している。
更に、外装部材80ないし遮蔽部材は回転体である定着出口ローラ対81と当接させているため、当接部を摺動性のよい材料、例えばテフロン(登録商標)等でコーティングするなど摺動性を確保することで定着出口ローラ対と外装部材ないし遮蔽部材の磨耗を軽減させてもよい。
(実施例3)
さらに、他の実施例である実施例3について説明する。実施例3が、上述した実施例1、2と異なる点は、外装部材80の出口開口部の長手方向の端部に設けたローラ端カバー部92の延出させたローラ当接部93と定着出口ローラ対81とを当接させていない点で異なる。本実施例では、ローラ端カバー部92の出口開口部側で外装部材80を延出させる代わりに遮蔽部材を設け、その定着出口ローラ対81の周面と対向する部分を当接させて、遮蔽部材と定着出口ローラ対81の周面との隙間を塞いでいる。以下、他の構成は実施例1、2と同様なので、異なる点についてのみ説明する。
図5(a)は、外装部材80(カバー)の開口部の長手方向の端部の外部側からの斜視図である。また、そして、図5(b)は、外装部材80の出口開口部の長手方向の端部を図5(a)の矢印Fの方向からみた定着出口ローラ対81の軸方向からの断面図である。また、図5(c)は、外装部材80の出口開口部の長手方向の端部を図5(a)の矢印Eの方向である定着装置22の内部側から観た見上げ図である。ここで、外装部材80の出口開口部の長手方向の両端部における、ローラ端カバー部92の出口開口部側に設けた遮蔽部材と定着出口ローラ対81の周面との隙間を塞ぐ構成は同一であるので、実施例1と同様に図5(a)〜(c)では片方の端部についてのみ図示している。そして、以下の説明においても、片方の端部についてのみ行う。
図5(a)、(b)は、定着出口ローラ対81の周面とローラ端カバー部92の出口開口部側との隙間は、定着出口ローラ対81の周面とローラ端カバー部92の出口開口部側に遮蔽部材としてもうけたスポンジ94とを当接させて、定着出口ローラ対81の周面とスポンジ94とを当接させて塞いでいる。また、長手方向に沿った端部は実施例2の図4(a)と同様にマイラーを当接させ隙間を塞いでいる一例について図示している。
本実施例は、出口開口部の長手方向にの端部、上述したように遮蔽部材と定着出口ローラ対81の周面とを当接させ、その当接させている部分の隙間を無くすことで、実施例1のローラ端カバー部92の出口開口部側で延出させたローラ当接部93と定着出口ローラ対81の周面とを当接させ、その当接させている部分の隙間を無くした場合と同様な作用効果を得ることができる。
また、ここで用いる遮蔽部材は、上述したスポンジ94に限定されるものではなく、弾性体であり、かつ断熱性に優れた部材であればよい。例えば、板状のマイラーとする場合には、実施例1のローラ端カバー部92の出口開口部側で延出させる部分の端部を定着出口ローラ対81の周面から例えば2〜4mm程度の一定距離離間した形状に形成し、その用紙通紙部側に、定着出口ローラ対81の周面の形状に合わせて形成した板状のマイラーを貼付けて、その板状のマイラーと定着出口ローラ対81との隙間を塞ぐように構成してもよい。
このように構成することで、実施例2で上述した出口開口部の長手方向にそった部分と同様に、出口開口部の長手方向の端部においても、遮蔽部材を用いているので、外装部材80の当該箇所に要求される寸法精度を緩和することが可能となる。
図6は、本実施の形態の画像形成装置である複写機100を機能毎に分割した概念図であり、更に図7に示すような表示入力部(操作パネル)によって、ユーザが印刷条件(用紙種類/サイズ等)を選択できることは公知の技術である。また、用紙冷却手段の風量(吹き付け量)を用紙の種類やサイズ、印刷条件によって設定しておき、表示入力部で選択することで最適な冷却効果を得ることができるようになる。
また、吹き付け量を零とした用紙冷却を行わないモードを選択できるようにしておいたり、印刷条件に拠らずユーザが別途風量を設定できるようにしておいてもよい。一般的に普通紙より厚紙に印刷する時の方が定着温度は一般的に高く設定されているため、定着後の用紙が運ぶ熱量も単純に普通紙より大きくなる傾向にある。また、用紙サイズに関しては、定着温度/印刷枚数が同じであれば単純に大サイズ紙のほうが定着後の用紙が運ぶ熱量も大きくなる。これらのように、使用条件毎に風量調整を行うことで最適な冷却効果を得ることができるとともに冷却手段での電力消費量を削減することも可能である。
本実施の形態の画像形成装置である複写機100は、シートバンク3のシートカセット61から搬送された用紙にトナー画像を転写する転写装置13と、用紙に転写されたトナー画像を加熱・加圧し用紙へ定着させる定着装置22を有している。また、トナー画像が定着された用紙を排紙部である39へ搬送する排出ローラ対35と搬送ガイド板71、72から形成される定着部より下流の搬送経路である搬送部と、定着装置22と上下流の搬送経路を繋ぐ箇所が開口している定着装置22を覆う外装部材80(カバー)も有している。また、定着装置22の出口に配設した用紙全幅以上をニップしている通しローラ対である定着出口ローラ対81を有している。そして、定着出口ローラ対81が外装部材80の開口周端部90と当接し、外装部材80の下流の搬送経路を繋ぐ箇所の開口周端部90と定着出口ローラ対81との隙間が塞がれている。また、出口開口部の長手方向端部側に設けられたローラ端カバー部92の出口開口部側は、定着出口ローラ対81の周面に向け延出されて、その延出されたローラ当接部93が定着出口ローラ対81の周面と当接してその隙間を塞いでいる。このような構成とすることで、シートSの通紙時であるか否かにかかわらず定着部を覆う外装部材80の用紙搬送方向下流側での風の流出入を防止することができる。このため、用紙の搬送経路を確保しつつ、定着部の用紙搬送方向下流側での風の流出入による定着部の温度低下を招くことない。また、定着部の定着温度低下を防止することができるため、定着温度低下に伴う必要以上の熱量を供給する必要もなくなり、消費エネルギーを節約することもできる。
また、定着出口ローラ対81と当接し、定着装置22を覆う外装部材80の下流の搬送経路を繋ぐ箇所の開口と定着出口ローラ対81との隙間を塞ぐ遮蔽部材が、外装部材80に配設されている。このような構成とすることで、外装部材80の定着出口ローラ対81との当接箇所の形状寸法をラフにしても確実に隙間を塞ぐことができる。
また、定着部の出口に配設した定着出口ローラ対81と排出ローラ対35との間で、用紙を空冷する用紙冷却手段84を有する。このような構成とすることで、定着装置22の定着部の定着温度低下を招くことなく、定着直後の高温になっている用紙を空冷にて冷却することができる。また、用紙冷却方法を空冷とすることで部品構成を単純にでき、用紙冷却に要するコストを低減することもできる。
また、用紙冷却手段84は、外気を取り込むダクト86と冷却ファン85により構成され、トナー画像が定着された用紙へ外気を吹き付けることにより用紙冷却を行うので、定着直後の雰囲気環境(温度)に対し温度の低い空気を用紙に吹き付けることが可能となり高い冷却効果が得られる。
また、冷却ファン85のトナー画像が定着された用紙に対する吹き付け量は、少なくとも2段階で設定できるので、定着後の用紙温度によって適切な風量を設定し用紙を冷却することが可能となる。
また、冷却ファン85のトナー画像が定着された用紙に対する吹き付け量は、用紙の種類やサイズによって設定されるので、適切な風量にて冷却を行うことが可能となる。
1 本実施の形態に係る複写機の装置本体(画像形成部)
2 本実施の形態に係る複写機の画像読取装置(画像読み取り部)
3 本実施の形態に係る複写機のシートバンク(用紙収容部)
4 本実施の形態に係る複写機の原稿自動搬送装置
10 感光体
11 帯電装置
12 現像装置
13 転写装置
14 クリーニング装置
20 トナー補給装置
21 レジストローラ
22 定着装置
23 定着ヒータ
24 定着ローラ対
35 排出ローラ対
71 シート搬送路Rを内側からガイドしている搬送ガイド板
72 シート搬送路Rを外側からガイドしている搬送ガイド板
80 定着装置を覆う外装部材
81 定着出口ローラ対
82 定着装置内に設けられた搬送ガイド板
83 シート排出口
84 用紙冷却手段
85 用紙冷却手段に設けられた冷却ファン
86 用紙冷却手段に設けられたダクト
87 スポンジからなる遮蔽部材
88 マイラからなる遮蔽部材
89 定着装置に設けられた搬送ガイド板
90 外装部材(カバー)の開口周端部
91 外装部材(カバー)の開口周端部の長手方向端部に設けたスポンジからなる遮蔽部材
100 本実施の形態に係る複写機
特開2002−062702号公報 特開平11−352840号公報 特開平7−064422号公報
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等で定着され後に用紙の冷却を行う画像形成装置に搭載される定着装置に関するものである。
従来から、定着で熱を帯びた用紙からヒートパイプ等を用いて用紙の熱を奪うことで、用紙を冷却する構成が知られている。ところが、ヒートパイプによる用紙の冷却では、用紙上のトナー温度がまだ高い状態のままで、トナー画像が定着された用紙がヒートパイプに接触してしうと、冷えているヒートパイプ表面にトナーが付着してしまうオフセットという現象(以下、オフセットという)が生じ、良好な画像が得られなくなるという問題が発生する場合もある。
本発明は上述した問題に鑑みなされたものであり、その目的は、定着部で加熱された用紙が熱いまま定着以降の搬送経路を搬送されることで発生する不具合を用紙を空冷することで防止し、かつ定着直後での空冷の風流入による定着温度低下を防止することができる定着装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、用紙積載部から搬送された用紙にトナー画像を転写する転写部と、用紙に転写されたトナー画像を加熱・加圧し用紙へ定着させる定着部と、トナー画像が定着された用紙を排紙部へ搬送する搬送ローラ対と搬送ガイド板から形成され、前記定着部より下流に存在する搬送経路である搬送部とを備える画像形成装置に搭載され、前記定着部と、前記定着部と上下流の搬送経路を繋ぐ箇所にそれぞれ開口を具備し且つ前記定着部を覆う外装部材と、2つの前記開口のうち、出口側の開口の近傍で用紙全幅以上をニップする通しローラ対とする定着装置において、前記通しローラ対の2つの通しローラにおけるそれぞれの周面の一部を前記外装部材の出口側の前記開口から前記外装部材の外に突出させ、前記外装部材における矩形状に形成された出口側の前記開口を囲んでいる4つの開口内壁のうち、ローラ軸線方向に沿った開口長手方向に延在する開口内壁である2つの長辺内壁における一方に、2つの前記通しローラにおける一方の周面を当接させて一方の前記長辺内壁と一方の前記通しローラとの隙間を塞ぎ、2つの前記長辺内壁における他方に、2つの前記通しローラにおける他方の周面を当接させて他方の前記長辺内壁と他方の前記通しローラとの隙間を塞ぎ、2つの前記通しローラにおける出口側の前記開口から突出している凸曲面にそれぞれ当接する凹曲面を具備し且つ前記外装部材と一体又は別体で形成された凹曲面部材における前記凹曲面を前記凸曲面におけるローラ軸線方向の一端部に当接させて、4つの前記開口内壁のうち、開口短手方向に延在する開口内壁である2つの短辺内壁の一方と2つの前記通しローラにおけるローラ軸線方向の一端との隙間を塞ぎ、前記凹曲面部材とは別の凹曲面部材における前記凹曲面を前記凸曲面におけるローラ軸線方向の他端部に当接させて、2つの前記短辺内壁の他方と2つの前記通しローラにおけるローラ軸線方向の他端との隙間を塞いだことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、用紙積載部から搬送された用紙にトナー画像を転写する転写部と、用紙に転写されたトナー画像を加熱・加圧し用紙へ定着させる定着部と、トナー画像が定着された用紙を排紙部へ搬送する搬送ローラ対と搬送ガイド板から形成され、前記定着部より下流に存在する搬送経路である搬送部とを備える画像形成装置に搭載され、前記定着部と、前記定着部と上下流の搬送経路を繋ぐ箇所にそれぞれ開口を具備し且つ定着部を覆う外装部材と、2つの前記開口のうち、出口側の開口の近傍で用紙全幅以上をニップする通しローラ対とを有する定着装置において前記通しローラ対の2つの通しローラにおけるそれぞれの周面の一部を前記外装部材の出口側の前記開口から前記外装部材の外に突出させ、前記外装部材における矩形状に形成された出口側の前記開口を囲んでいる4つの開口内壁のうち、ローラ軸線方向に沿った開口長手方向に延在する開口内壁である2つの長辺内壁の一方に固定された状態で、2つの前記通しローラにおける一方の周面に当接して一方の前記長辺内壁と一方の前記通しローラとの隙間を塞ぐ遮蔽部材と、2つの前記長辺内壁における他方に固定された状態で、2つの前記通しローラにおける他方の周面に当接して他方の前記長辺内壁と他方の前記通しローラとの隙間を塞ぐ遮蔽部材とを設け、2つの前記通しローラにおける出口側の前記開口から突出している凸曲面にそれぞれ当接する凹曲面を具備し且つ前記外装部材と一体又は別体で形成された凹曲面部材における前記凹曲面を前記凸曲面におけるローラ軸線方向の一端部に当接させて、4つの前記開口内壁のうち、開口短手方向に延在する2つの開口内壁である2つの短辺内壁における一方と2つの前記通しローラにおけるローラ軸線方向の一端との隙間を塞ぎ、
前記凹曲面部材とは別の凹曲面部材における前記凹曲面を前記凸曲面におけるローラ軸線方向の他端部に当接させて、2つの前記短辺内壁の他方と2つの前記通しローラにおけるローラ軸線方向の他端との隙間を塞いだことを特徴とするものである
発明は、定着装置の外装部材における出口側の開口近傍に設けられ用紙全幅以上をニップする通しローラ対と、定着部を覆う外装部材との隙間を塞ぐように、前記開口近傍に通しローラ対を配置しているので、用紙通紙時であるか否かにかかわらず定着部を覆う外装部材の用紙搬送方向下流側での風の流出入を防止することができる。このため、用紙の搬送経路を確保しつつ、定着部の用紙搬送方向下流側での風の流出入による定着部の温度低下を招くことない。また、定着部の定着温度低下を防止することができるため、定着温度低下に伴う必要以上の熱量を供給する必要もなくなり、消費エネルギーを節約することもできる。
また、定着装置の外装部材における出口側の開口近傍に設けられ用紙全幅以上をニップする通しローラ対と、定着部を覆う外装部材との隙間を塞ぐように通しローラ対と当接し、外装部材の下流の搬送経路を繋ぐ箇所にある出口の開口と該通しローラ対との隙間を塞ぐ遮蔽部材が、外装部材に配設している。このように構成することで、用紙通紙時であるか否かにかかわらず定着部を覆う外装部材の用紙搬送方向下流側での風の流出入を防止することができる。そのため、用紙の搬送経路を確保しつつ、定着部の用紙搬送方向下流側での風の流出入による定着部の温度低下を招くことない。また、定着部の定着温度低下を防止することができるため、定着温度低下に伴う必要以上の熱量を供給する必要もなくなり、消費エネルギーを節約することもできる。

Claims (6)

  1. 用紙積載部から搬送された用紙にトナー画像を転写する転写部と、
    用紙に転写されたトナー画像を加熱・加圧し用紙へ定着させる定着部と、
    トナー画像が定着された用紙を排紙部へ搬送する搬送ローラ対と搬送ガイド板から形成される定着部より下流の搬送経路である搬送部と、
    定着部と上下流の搬送経路を繋ぐ箇所が開口している定着部を覆う外装部材と、
    定着部の出口に設けた用紙全幅以上をニップする通しローラ対と、
    を有し、
    上記通しローラ対が前記外装部材と当接し、上記外装部材の下流の搬送経路を繋ぐ箇所の開口と該通しローラ対との隙間が塞がれていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 用紙積載部から搬送された用紙にトナー画像を転写する転写部と、
    用紙に転写されたトナー画像を加熱・加圧し用紙へ定着させる定着部と、
    トナー画像が定着された用紙を排紙部へ搬送する搬送ローラ対と搬送ガイド板から形成される定着部より下流の搬送経路である搬送部と、
    定着部と上下流の搬送経路を繋ぐ箇所が開口している定着部を覆う外装部材と、
    定着部の出口に設けた用紙全幅以上をニップする通しローラ対と、
    を有し、
    上記通しローラ対と当接し、上記外装部材の下流の搬送経路を繋ぐ箇所の開口と該通しローラ対との隙間を塞ぐ遮蔽部材を、該外装部材に設けていることを特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
    上記定着部出口に配設した通しローラ対と上記搬送ローラ対との間で、用紙を空冷する用紙冷却手段を有することを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項3に記載の画像形成装置において、
    上記用紙冷却手段は、外気を取り込むダクトと冷却ファンにより構成され、トナー画像が定着された用紙へ外気を吹き付けることにより用紙冷却を行うことを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項3又は4に記載の画像形成装置において、
    上記冷却ファンのトナー画像が定着された用紙に対する吹き付け量は、少なくとも2段階で設定できることを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項3乃至5のいずれか一に記載の画像形成装置において、
    上記冷却ファンのトナー画像が定着された用紙に対する吹き付け量は、用紙の種類やサイズによって設定されることを特徴とする画像形成装置。
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