JP2020190628A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加圧部材に冷却用のエアを流して冷却する定着装置であって、少ない冷却面積で効率よく加圧部材を冷却することができる定着装置等を提供する。【解決手段】加熱部材３１との間に通紙部Ｎを形成する回転可能な加圧部材３２と、通紙部Ｎと反対側の位置において加圧部材３２の近傍に配置されるガイド部材３６を備え、ガイド部材３６には、通紙部Ｎと反対側の位置において加圧部材３２の周面に近接配置され、加圧部材との間に、加圧部材の冷却のためにファン９１から供給される冷却用のエアの流路３６２を形成する第１ガイド壁３６１と、流路３６２を上流から下流へ流れた冷却エアを加圧部材３２から離れる方向へと導く排出口３６５、３６５ａが設けられ、ガイド部材３６はさらに、流路３６２における第１ガイド壁３６１と加圧部材３２の距離が、最下流部において最も小さくなるように構成されている。【選択図】図４

Description

この発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に使用される定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置の定着装置として、ハロゲンランプ等の加熱手段により加熱された定着ベルト、定着ローラ等の加熱部材と加圧ローラ等の加圧部材をそなえ、これらの加熱部材と加圧部材を圧接して形成されたニップ部に、トナー像が転写された記録材を通して加熱・加圧する熱ローラ定着方式の定着装置が、装置の簡便性等の観点から広く利用されている。

ところで、小サイズ紙を定着装置に連続通紙すると、加熱部材や加圧部材の長さ方向における用紙通過部分は加熱部材の熱が用紙に吸収されるため温度上昇を抑制されるが、用紙の非通過部分である加熱部材や加圧部材の両端部、特に用紙の幅方向の両端部近傍において温度が上昇し続け、機能部材が破損し大量の超微粒粉塵（ＵＦＰ）が発生する恐れがある。

このため、従来では、加熱部材や加圧部材の局部的な温度上昇を抑制するために均熱ローラを使用し、この均熱ローラを加圧部材と接触させることで加圧部材等の長さ方向における温度の均一化を行ったり、パルス位相変調制御（ＰＰＭ(Pulse Phase Modulation)制御）を用いて生産性を落とすこと等で対応していた。

しかし、均熱ローラは加圧部材に直接接触することから、紙粉、トナー等の汚れによって加圧部材にダメージを与え、加圧部材等の寿命を縮めていた。またＰＰＭ制御では生産性を落とすため印字終了まで時間がかかり、その分ユーザーを待たせてしまうという問題があった。

そこで、特許文献１には、吹出ファンによる冷却用のエアにより加圧部材を冷却する技術が提案されている。具体的には、加圧部材６を定着位置１０から退避した退避位置に移動させる移動手段とを備える定着装置１において、冷却機構４５に整風板２０，２２が配設され、移動手段による加圧部材６の移動の前後の何れの状態でも、整風板２０，２２によって、冷却風４４が加圧部材６に沿って流れて外部に排気されるように規制される、というものである。

特開２０１６−６４７２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、通紙部と反対側において冷却エアを加圧部材に流すため、本来的に冷却面積が少ないにもかかわらず、冷却用のエアを加圧部材に沿って効率よく流すための配慮がなされておらず、冷却効率の点で改善の余地があった。

この発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたものであって、加圧部材に冷却用のエアを流して冷却する定着装置であって、少ない冷却面積で効率よく加圧部材を冷却することができる定着装置及び画像形成装置の提供を目的とする。

上記目的は以下の手段によって達成される。
（１）加熱部材との間に通紙部を形成する回転可能な加圧部材と、通紙部と反対側の位置において前記加圧部材の近傍に配置されるガイド部材と、を備え、前記ガイド部材には、通紙部と反対側の位置において前記加圧部材の周面に近接配置され、前記加圧部材との間に、前記加圧部材の冷却のためにファンから供給される冷却用のエアの流路を形成する第１ガイド壁と、前記流路を上流から下流へ流れた前記冷却エアを加圧部材から離れる方向へと導く排出口が設けられ、前記ガイド部材はさらに、前記流路における第１ガイド壁と前記加圧部材の距離が、最下流部において最も小さくなるように構成されていることを特徴とする定着装置。
（２）前記ガイド部材は、前記流路における第１ガイド壁と前記加圧部材の距離が、前記流路の下流に至るに従って連続的に小さくなるように構成されている前項１に記載の定着装置。
（３）前記ガイド部材には、前記流路を下流へと流れた前記エアの流れをせき止める防風壁が、加圧部材の周面に対してほぼ直交状態に形成されると共に、前記防風壁でせき止められた前記エアを前記排出口へと導く第２ガイド壁が前記防風壁に連続して形成されている前項１または２に記載の定着装置。
（４）前記防風壁と前記加圧部材との隙間は、前記流路における第１ガイド壁と加圧部材の最下流部の距離よりも狭い前項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
（５）前記ファンから供給される前記エアの前記流路への流入角度は、前記加圧部材の接線方向に対して０〜５０度である前項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
（６）前記加圧部材の周方向における前記流路の長さは、前記加圧部材の半周以下に設定されている前項１〜５のいずれかに記載の定着装置。
（７）前記排出口の向きは、前記エアを前記加圧部材から遠ざけて排出可能な向きに設定されている前項１〜６のいずれかに記載の定着装置。
（８）前記ガイド部材は、前記加圧部材の長さ方向の両端部の２箇所において、当該長さ方向の中央部に対し左右対称な関係で配置されている前項１〜７のいずれかに記載の定着装置。
（９）前記冷却エアの流路の前記加圧部材の周方向の長さは、前記加圧部材の長さ方向の中央部側よりも端部側の方が短く設定されている前項１〜８のいずれかに記載の定着装置。
（１０）前記第１のガイド壁には、前記加圧部材の長さ方向において前記流路を仕切る１個または複数個の仕切り部が設けられている前項１〜９のいずれかに記載の定着装置。
（１１）前記排出口は前記加圧部材の長さ方向に形成されるとともに、前記排出口の面積は、加圧部材の長さ方向における範囲によって異なっており、前記加圧部材の通紙部側に温調センサが配置されている範囲での排出口の面積は、温調センサが配置されていない範囲での排出口の面積よりも大きく設定され、及びまたは、加圧部材の長さ方向の最端部における排出口の面積は、用紙の幅方向の端部における排出口の面積よりも大きく設定されている前項１〜１０のいずれかに記載の定着装置。
（１２）前記排出口から排出された前記エアを、定着装置外に備えられ前記冷却エアを捕集するフィルタ装置へと導く導出経路、または吸引部が形成されている前項１〜１１のいずれかに記載の定着装置。
（１３）前項１〜１２のいずれかに記載の定着装置と、前記定着装置における加圧部材を冷却するための冷却用のエアを供給するファンと、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
（１４）前記定着装置におけるガイド部材に形成された排出口から排出された前記エアを捕集するフィルタ装置をさらに備えている前項１３に記載の画像形成装置。

前項（１）に記載の発明によれば、加熱部材との間に通紙部を形成する回転可能な加圧部材の通紙部と反対側の位置において、ガイド部材の第１ガイド壁が加圧部材の周面に近接配置され、加圧部材と第１ガイド壁との間に冷却用のエアの流路が形成されている。そして、この流路をファンから供給された冷却用のエアが上流から下流へと流れることにより、加圧部材がエアと接触して冷却される。

ガイド部材は、流路における第１ガイド壁と加圧部材の距離が、最下流部において最も小さくなるように構成されているから、流路の最下流部を流れる冷却用のエアの流速が流路の中で最も速くなり、新鮮なエアが加圧部材に多量に接触することになる。このため、加圧部材の周面に新鮮なエアを多量に接触させることができ、その結果、少ない冷却面積で効率よく加圧部材を冷却することができる。しかも、ガイド部材には、流路を上流から下流へ流れたエアを加圧部材から離れる方向へと導く排出口が設けられており、流路を通過した冷却エアは加圧部材から離れる方向へと導かれるから、エアが加熱部材側へと流れ込む危険を抑制できる。

前項（２）に記載の発明によれば、ガイド部材は、流路における第１ガイド壁と加圧部材の距離が、流路の下流に至るに従って連続的に小さくなるように構成されているから、流路の上流から下流に向かうに従ってエアの流速が速くなると共に、流通抵抗も小さくなり、さらに冷却効率を上げることができる。

前項（３）に記載の発明によれば、加圧部材の周面に対してほぼ直交状態に形成されたガイド部材の防風壁により、流路を下流へと流れたエアの流れが防風壁によってせき止められるから、流路を下流へと流れたエアがその勢いのまま加熱部材側へと流れ込むのを益々抑制できる。

前項（４）に記載の発明によれば、防風壁と加圧部材との隙間は、流路における第１ガイド壁と加圧部材の最下流部の距離よりも狭いから、流路を下流へと流れたエアが防風壁と加圧部材との隙間から加熱部材側へ流れ込むのを、防風壁によって確実に抑制することができる。

前項（５）に記載の発明によれば、ファンから供給されるエアの流路への流入角度は、加圧部材の接線方向に対して０〜５０度であるから、エアによる冷却効果を高めることができる。

前項（６）に記載の発明によれば、加圧部材の周方向における流路の長さは、加圧部材の半周以下に設定されているから、エアの加熱部材側への流れ込みを益々抑制することができる。

前項（７）に記載の発明によれば、排出口の向きは、エアを加圧部材の通紙部から遠ざけて定着装置外へと排出可能な向きに設定されているから、エアを加圧部材の冷却後に定着装置外へと速やかに排出することができ、エアの加熱部材側への流れ込みを抑制できる。

前項（８）に記載の発明によれば、ガイド部材は、加圧部材の長さ方向の両端部の２箇所において、当該長さ方向の中央部に対し左右対称な関係で配置されているから、用紙との接触により温度上昇が抑えられる加圧部材の長さ方向の中間部の不要な冷却を回避して、温度上昇の大きい用紙の幅方向の両端部近傍を効率的に冷却することができる。

前項（９）に記載の発明によれば、エアの流路の前記加圧部材の周方向の長さは、加圧部材の長さ方向の中央部側よりも端部側の方が短く設定されているから、端部側よりも温度上昇が大きい中央部側を効率良く冷却することができる。

前項（１０）に記載の発明によれば、第１のガイド壁には、加圧部材の長さ方向において流路を仕切る１個または複数個の仕切り部が設けられているから、加圧部材の長さ方向の冷却したい部分の流路のみにエアを流して集中的に冷却することができる。

前項（１１）に記載の発明によれば、加圧部材の通紙部側に温調センサが配置されている範囲での排出口の面積が、温調センサが配置されていない範囲での排出口の面積よりも大きく設定されている場合、温調センサが配置されている範囲では、加圧部材の冷却後にエアを大きな面積の排出口に速やかに導くことで、エアの温調センサ側への流れ込みを防止することができる。また、加圧部材の長さ方向の最端部における排出口の面積が用紙の幅方向の端部における排出口の面積よりも大きく設定されている場合、温度上昇が大きくない最端部でのエアを大きな面積の排出口に速やかに導くことで、エアの加熱部材側への流れ込みを防止することができる。

前項（１２）に記載の発明によれば、排出口から排出されたエアは、導出経路または吸引部を介して、定着装置外に備えられたフィルタ装置へと導かれて捕集されるから、エアに含まれる粉塵等をフィルタ装置で除去することができる。

前項（１３）に記載の発明によれば、ファンから供給された冷却用のエアを、このエアが加熱部材側へと流れ込む危険を抑制しながら加圧部材へと流して、加圧部材を効率良く冷却することができる画像形成装置となる。

前項（１４）に記載の発明によれば、排出口から排出されたエアをフィルタ装置で捕集して、エアに含まれる粉塵等をフィルタで除去することができる。

この発明の一実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。 画像形成装置における定着装置の近傍を正面側から見たときの断面図である。 画像形成装置における定着装置の近傍を、図２の右側から見たときの図である。 定着装置を正面側から拡大して見たときの断面図である。 （ａ）は、図３において加圧ローラ３２の左端部に配置された第１のガイド部材を斜め上方から見た斜視図、（ｂ）斜め下方から見た斜視図である。 （ａ）は、図３において加圧ローラ３２の右端部に配置された第２のガイド部材を斜め上方から見た斜視図、（ｂ）斜め下方から見た斜視図である。 ガイド部材３６を所定位置に装着した状態で、図５（ａ）におけるVII−VII線での断面図である。 ガイド部材３６を所定位置に装着した状態で、図５（ａ）におけるVIII−VIII線での断面図である。 冷却用のエアがエアダクトから加圧ローラとガイド部材の間の流路に流入する際の流入角度を説明するための図である。 この発明の他の実施形態を示すもので、定着装置を図２の左側から見たときの平面図である。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、この発明の一実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置１の概略構成図である。この例では、画像形成装置１としてタンデム型のカラープリンタが用いられている。

図１において、この画像形成装置１は、装置本体１Ａの下部に給紙部２００が、中央部にカラー画像形成部１０が、上部に排紙部６００がそれぞれ配置されて構成されている。給紙部２００から排紙部６００に渡っては給紙部２００から繰り出された用紙Ｓを上方へ搬送する用紙搬送路２０６が設けられている。

カラー画像形成部１０は、装置本体１Ａの上下方向の略中央に配置された一対のローラ５１、５０と、これらのローラ５１、５０間に水平に掛設されて矢印方向へ走行する中間転写ベルト６０と、この走行方向に沿って配置されたイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の作像ユニットである感光体ユニット６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋとを備えている。

各感光体ユニット６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋで作成されたトナー画像を重ね合わせて転写ベルト６０に転写し、シート搬送路２０６を搬送されてくる用紙Ｓに対して転写ベルト６０の搬送端（図中右端）で２次転写を行い、用紙Ｓを定着装置３００に送給してトナー画像の定着を行うようになっている。また、定着装置３００の下方近傍には吹出ファン９１が、定着装置３００の上方には吸引ファン９２とフィルタ装置９３が配設されている。定着装置３００、吹出ファン９１、吸引ファン９２及びフィルタ装置９３については後述する。

各感光体ユニット６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋは、静電複写方式により作像を行うユニットであり、各ユニットの周囲に配設された帯電器と、現像器６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋと、感光体ドラム６３Ｙ，６３Ｍ，６３Ｃ，６３Ｋと、転写器等とを備えている。また、４個のレーザーダイオード、ポリゴンミラー、および走査レンズ等を有するプリントヘッド４１ならびに４つの反射ミラー４２等を備えた露光部４０の各レーザーダイオードにより、帯電器により帯電された各感光体ドラム６３Ｙ，６３Ｍ，６３Ｃ，６３Ｋの表面が露光され、該表面に静電潜像が形成されるようになっている。

また、各感光体ユニット６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋの現像器６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋにトナーを補給する補給機構として、トナーカートリッジ７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋおよびサブホッパ８０Ｙ，８０Ｍ，８０Ｃ，８０Ｋが前記感光体ユニット６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋの上方位置に配置されている。

なお、図１中、符号４００はＬＡＮ等のネットワークを介して外部装置と通信を行う通信手段であり、また符号５００はキー部や表示部を備えた操作パネル部である。

次に、定着装置３００の詳細を図２〜図４を参照して説明する。

図２は画像形成装置１における定着装置３００の近傍を正面側から見たときの断面図、図３は画像形成装置１における定着装置３００の近傍を、図２の右側から見たときの図、図４は定着装置３００を正面側から拡大して見たときの断面図である。

定着装置３００は、図２さらに詳しくは図４に示すように、定着ベルト３１と、加圧部材に相当する加圧ローラ３２と、パッド式の固定部材３３を備え、固定部材３３と加圧ローラ３２とは対向状態に配置されている。定着ベルト３１は、従動ローラ３４と固定部材３３との間に掛け渡されるとともに、固定部材３３と加圧ローラ３２の間に加圧ローラ３２と圧接状態で介在し、加圧ローラ３２の図２における時計方向への回転駆動に合わせて従動ローラ３４と固定部材３３の周りを回動走行するようになっている。

従動ローラ３４内には図示しない加熱装置が設けられ、定着動作時には、この加熱装置で加熱された従動ローラ３４を介して定着ベルト３１が加熱されるようになっている。また、加圧ローラ３２と反対側の位置において、従動ローラ３４の近傍には、定着ベルト３１の温度を検出するための温調センサ３５が配置されている。

このような構成によって、定着動作時には、加圧ローラ３２と定着ベルト３１との間に形成された通紙部（ニップ部）Ｎに、上流側（図２及び図４の下方側）から破線矢印Ａ１で示すように搬送されてきた記録シートＳを通し、定着ベルト３１と加圧ローラ３２によって加熱・加圧してトナー画像を用紙Ｓに定着させ、下流側（図２及び図４の上方側）に搬送するようになっている。

図２〜図４に示すように、通紙部Ｎと反対側の位置において、加圧ローラ３２の周面の近傍にはガイド部材３６、３７が配置されている。これらのガイド部材３６、３７は吹出ファン９１から供給される冷却用のエアを加圧ローラ３２の周面に案内して接触させたのち排出させる機能を有する。ガイド部材３６、３７は図３に示すように、加圧ローラ３２の長さ方向の両端部に１個ずつ合計２個備えられている。

ガイド部材３６、３７の具体的な構成を図５〜図７を参照して説明する。

図５は図３において加圧ローラ３２の左端部に配置された第１のガイド部材３６を、図６は図３において加圧ローラ３２の右側端部に配置された第２のガイド部材３７を、それぞれ示すもので、図５（ａ）及び図６（ａ）は各ガイド部材３６、３７を斜め上方から見た斜視図、図５（ｂ）及び図６（ｂ）は斜め下方から見た斜視図である。また、図７はガイド部材３６を所定位置に装着した状態で、図５（ａ）におけるVII−VII線での断面図、図８は同じく図５（ａ）におけるVIII−VIII線での断面図である。

図５及び図７に示すように、第１のガイド部材３６は上下方向において、加圧ローラ３２の周面形状に対応する方向に湾曲し、加圧ローラ３２の長さ方向に延びる第１ガイド壁３６１を備えている。この第１ガイド壁３６１は、図４に示すように、加圧ローラ３２の軸を通る垂線Ｙよりも通紙部Ｎと反対側の周面に対向して近接配置されることにより、加圧ローラ３２と第１ガイド壁３６１との間に、加圧ローラ３２を冷却するためのエアの下方から上方への流路３６２となる隙間を形成する。

また、第１ガイド壁６３１と加圧ローラ３２との間の距離、換言すれば流路３６２の幅は、図７に示すように、流路３６２の最上流部の幅つまり第１ガイド壁３６１の最下部と加圧ローラ３２との間の距離ｒ２が最も広く、下流（この実施形態では上方）に至るに従って連続的に小さくなるように、第１ガイド壁３６１の断面の湾曲形状が設定されており、流路６３２の最下流部の幅つまり第１ガイド壁３６１の最上部と加圧ローラ３２との間の距離ｒ１が最も小さくなるように設定されている。

第１ガイド壁の上端部には、加圧ローラ３２から離れる方向に延びる水平壁３６３が、第１のガイド部材３６の長さ方向のほぼ全域にわたって形成されている。一方、第１のガイド部材３６の水平壁３６３の上方には、水平壁３６３と対向して加圧ローラ３２側へ延びる第２ガイド壁３６４が形成され、水平壁３６３と第２ガイド壁３６４との間に、流路３６３を流れてきたエアを排出させる排出口３６５が、加圧ローラ３２の通紙部Ｎとは逆方向に開口する態様で形成されている。

また、図７及び図８に示すように、第１のガイド部材３６の長さ方向の一端部（図５（ａ）（ｂ）の右側の端部）において、水平壁３６３と第２ガイド壁３６４との距離が、長さ方向の他の部分よりも大きく設定されることにより、長さ方向の一端部における排出口の面積が長さ方向の他の部分よりも大きく設定されている。従って、排出口３６５の面積が大きい一端部における流路の長さＬ２は、排出口３６５の面積が小さい他の部分における流路の長さＬ１よりも短くなっている。また、流路の長さＬ１は、冷却用のエアが定着ベルト３１側に流れ込みやすくなるのを防止するため、加圧ローラ３２の半周以下に設定されているのが望ましい。

なお、図５（ａ）（ｂ）に示す第１のガイド部材３６の長さ方向の一端部の排出口３６５ａは上面が開口しているが、図８に示す取り付け状態では、他の部材で塞がれて第２ガイド壁３６４となっている。ただし、排出口３６５ａの上面は開口したままであっても良いし、第１のガイド部材３６と一体で第２ガイド壁３６４画形成されても良い。

第１のガイド部材３６にはさらに、第２ガイド壁３６４から加圧ローラ３２側へ連続して延びる防風壁３６６が、第１のガイド部材３６の長さ方向のほぼ全域にわたって形成されている。この防風壁３６６は流路３６２を下方から流れてくるエアをせき止める機能を有し、第１のガイド部材３６が加圧ローラ３２に近接配置された状態で、防風壁３６６は加圧ローラ３２の周面に対してほぼ直交状態に配置されるとともに、防風壁３６６の先端は加圧ローラ３２の軸を通る垂線Ｙよりも通紙部Ｎと反対側の位置に存在し、加圧ローラ３２の周面に僅かの隙間３６７を隔てて近接する状態となっている。この隙間３６７は、せき止められるエアの隙間３６７からの逃げを防止するため、可及的に狭い方が良く、少なくとも、第１ガイド壁３６１の最上部と加圧ローラ３２との間の距離ｒ１よりも狭いのが望ましい。第２ガイド壁３６４は防風壁３６６でせき止められたエアを、排出口３６５へと導く役割を果たす。

第１のガイド部材３６の長さ方向の両端部には、長さ方向において流路３６２及び排出口３６５を閉塞するための閉塞部３６８ａがそれぞれ形成されている。各閉塞部３６８ａの加圧ローラ３２側の端縁は、加圧ローラ３２の周面に沿う円弧状に形成されている。さらに第１ガイド壁３６１の内面には、加圧ローラ３２の長さ方向において流路３６２及び排出口３６５を仕切る複数個の仕切り部３６８ｂが第１ガイド壁３６１の湾曲形状に沿って設けられている。この仕切り部３６８ｂの加圧ローラ３２側の端縁も、加圧ローラ３２の周面に沿う円弧状に形成されている。なお、仕切り部３６８ｂは１個であっても良いし、設けられなくても良い。

上記のような構成の第１のガイド部材３６が、その面積の広い排出口３６５ａが加圧ローラ３２の長さ方向の端部側に位置する向きにて、加圧ローラ３２の長さ方向の左端部（図３において）でかつ通紙部Ｎと反対側の位置において、加圧ローラ３２に近接配置されている。この状態では、第１のガイド部材３６の閉塞部３６８ａ及び仕切り部３６８ｂの円弧状端縁、さらには防風壁３６６の先端が、加圧ローラ３２の周面と僅かの隙間を隔てて対向し、加圧ローラ３２の周面と第１のガイド部材３６の第１のガイド壁３６１との間に、断面湾曲状の流路３６２が加圧ローラ３２の長さ方向に第１のガイド部材３６の長さの範囲にわたって形成されている。また、流路３６２は、加圧ローラ３２の長さ方向において仕切り部３６８ｂにより仕切られて複数個の流路に分割されている。

なお、図６に示す第２のガイド部材３７は、図５に示した第１のガイド部材３６と左右対象に構成されている点でのみ相違し、第２のガイド部材３７の第１ガイド壁３７１、流路３７２、水平壁３７３、第２ガイド壁３７４、排出口３７５、３７５ａ、防風壁３７６、閉塞部３７８ａ、仕切り部３７８ｂが、第１のガイド部材３６の第１ガイド壁３６１、流路３６２、水平壁３６３、第２ガイド壁３６４、排出口３６５、３６５ａ、防風壁３６６、閉塞部３６８ａ、仕切り部３６８ｂにそれぞれ対応しているため、詳細な説明は省略する。また、第２のガイド部材３７は、加圧ローラ３２の長さ方向の中央部に対し第１のガイド部材３６と左右対称な関係で配置されている。従って、第２のガイド部材３７は、その面積の広い排出口３７５ａが加圧ローラ３２の長さ方向の端部側に位置する向きにて、加圧ローラ３２の長さ方向の右端部でかつ通紙部Ｎと反対側の位置において、加圧ローラ３２に近接配置されている。

定着装置３００の周辺部において、第１のガイド部材３６及び第２のガイド部材３７のそれぞれ下方には、各１個合計２個の前述した吹出ファン９１、９１が、冷却用のエアを上方に向けて供給するように配設されている。また、各吹出ファン９１と第１のガイド部材３６及び第２のガイド部材３７の間にはエアダクト９４が設けられ、図２の破線矢印Ａ２で示すように、吹出ファン９１から上方に向けて供給された冷却用のエアを、エアダクト９４を介して第１のガイド部材３６及び第２のガイド部材３７の各流路３６２、３７２に導入するようになっている。

なお、図示は省略したが、各エアダクト９４の出口近傍には、仕切り部３６８ｂ、３７８ｂで分割された流路３６２、３７２に対応する開閉制御可能なシャッターが設けられており、用紙幅に応じて必要なシャッターを開閉することで、冷却が必要な流路３６２、３７２のみに冷却用のエアを流入させる構成となっている。これによって、用紙幅に応じた効率の良い冷却制御を行うことができる。ただし、以下の説明では、全てのシャッターが開口して、流路３６２、３７２の全体に冷却用のエアが供給されるものとして説明する。

定着装置３００の外部において、第１のガイド部材３６及び第２のガイド部材３７のそれぞれ上方には、各１個合計２個の吸引ファン９２、９２が配置され、第１のガイド部材３６及び第２のガイド部材３７の各流路３６２、３７２を流れて排出口３６５、３６５ａ、３７５、３７５ａから排出されるエアを、各吸引ファン９２で吸引してフィルタ装置９３へと導き、フィルタ装置９３でエアに含まれる粉塵等を捕集除去した後、機外へと排出するようになっている。なお、吸引ファン９２を設けることなく、第１のガイド部材３６及び第２のガイド部材３７の各排出口３６５、３６５ａ、３７５、３７５ａから排出されるエアをフィルタ装置９３へと導く導出経路を備えていても良い。

次に、第１のガイド部材３６の作用を説明するが、第２のガイド部材３７の作用も同じであるので、第２のガイド部材３７の作用については説明を省略する。

定着装置３００の動作時には、定着ベルト３１は温調センサ３５によって一定温度に加熱調整されており、用紙搬送路２０６を下方から上方へ搬送されてきた画像形成済みの用紙Ｓを、定着ベルト３１と加圧ローラ３２との間の通紙部Ｎに通し加熱加圧して定着したのち、排紙部６００から機外へと排出する。

定着装置３００に例えば小サイズ紙が連続通紙されると、用紙Ｓと接触しない加圧ローラ３２等の長さ方向の両端部、特に用紙の幅方向の両端部近傍部位の温度が上昇する。

そこで、定着装置３００の動作時に、必要なタイミングで、吹出ファン９１及び吸引ファン９２を作動して冷却用のエアを上方へ供給すると、エアはエアダクト９４を介して運ばれ、エアダクト９４から第１のガイド部材３６の下端部に開口した流路３６２に流入する。流入した冷却用のエアは、加圧ローラ３２の外周に沿った円弧状の流路３６２を通って上昇する。この上昇過程において冷却用のエアは加圧ローラ３２の周面に接触し、加圧ローラ３２の周面の熱を奪って加圧ローラ３２を冷却する。

前述したように、第１のガイド部材３６は、流路３６２における第１ガイド壁３６１と加圧ローラ３２の距離は、最下流部における距離ｒ１が最も小さくなるように構成されているから、流路３６２の最下流部を流れる冷却用のエアの流速が流路の中で最も速くなり、新鮮なエアが加圧ローラ３２に多量に接触することになる。しかも、加圧ローラ３２は、流路３６２の下流側から上流側へと回転するから、定着ベルト３１と接触した後の温度の高い状態の加圧ローラ３２の周面が、流路３６２の上流側よりも下流側を先に通過する。このため、加圧ローラ３２の周方向における温度の高い部分に新鮮なエアを多量に接触させることができ、その結果、少ない冷却面積で効率よく加圧ローラ３２を冷却することができる。

さらに、ガイド部材３は、流路３６２における第１ガイド壁３６１と加圧ローラ３２の距離が、流路３６２の上流部つまり冷却用エアの入り口で最も大きく、流路３６２の下流側に至るに従って連続的に小さくなるように構成されているから、流路の上流から下流に向かうに従ってエアの流速が速くなると共に、流通抵抗も小さくなってエアを加圧ローラ３２の周面に集めることができ、さらに冷却効率を上げることができる。

さらには、流路３６２は仕切り部３６８ｂにより第１のガイド部材３６の長さ方向に仕切られて複数の流路に分割されているから、エアは分割された各流路３６２を流れを乱すことことなく加圧ローラ３２の外周に沿って流れるから、より一層冷却効率を上げることができる。

ここで、冷却効率のさらなる向上のためには、吹出ファン９１から供給されエアダクト９４から流路３６２へと流入するエアの流入角度を規制するのが良い。具体的には図９に示すように、流入角度を規定するエアダクト９４の上端傾斜部９４ａの傾斜角度θを、加圧ローラ３２の接線方向Ｃに対して内側に０〜５０度となるように設定するのが良い。０度を下回ると加圧ローラ３２の冷却効率が低下し、５０度を上回ると加圧ローラ３２の下部周面にエアが衝突して分散し、冷却効率が低下すると共に、衝突したエアが加圧ローラ３２とエアダクト９４の隙間から定着ベルト３１側へと流れ込んで、定着ベルト３１の温度制御に支障を来す恐れがある。図９は、エアダクト９４の上端傾斜部９４ａの傾斜角度θが０度の場合を示している。

流路３６２を下流へと上昇したエアは、加熱ローラ３２の周面に対してほぼ直交状態に設けられた防風壁３６６に突き当たってせき止められたのち、防風壁３６２に連続する第２ガイド壁３６４に沿って排出口３６５、３６５ａへと導かれる。防風壁３６６の先端は、加圧ローラ３２の軸を通る垂線Ｙよりも通紙部Ｎと反対側の位置において加圧ローラ３２に近接するとともに、防風壁３６６と加圧ローラ３２との隙間３６７は、流路３６２における第１ガイド壁３６１と加圧ローラ３２の最下流部の距離ｒ１よりも狭いから、加熱ローラ３２の周面に対してほぼ直交状態に設けられていることとも相俟って、防風壁３６６でせき止められたエアが、防風壁３６６と加圧ローラ３２との隙間３６７から定着ベルト３１側へ流れ込むのを抑制できる。加えて、流路出口と防風壁３６６との間に任意の空間が形成されるから、防風壁３６６でせき止められたエアがこの空間で乱流を生じ、防風壁３６６と加圧ローラ３２との隙間３６７からの定着ベルト３１側へのエアの流れ込みを、より一層防止できる。

また、排出口３６５、３６５ａは、加圧ローラ３２と離れた位置で逆向きに開口しているから、防風壁３６６でせき止められたエアは、第２ガイド壁３６４に沿って加圧ローラ３２から離れる方向へと導かれ、加圧ローラ３２から遠ざけられた状態で排出口３６５、３６５ａから排出される。従って、エアが防風壁３６６と加圧ローラ３２との隙間３６７から定着ベルト３１側へ流れ込むのを益々抑制することができる。さらに、この実施形態では、加圧ローラ３２の周方向における流路３６２の長さＬ１が、加圧ローラ３２の半周以下に設定されているから、エアの定着ベルト３１側への流れ込みをさらに抑制することができる。

また、この実施形態では、２個のガイド部材３６、３７は、加圧ローラ３２の長さ方向の両端部の２箇所において、当該長さ方向の中央部に対し左右対称な関係で配置されている。つまり、加圧ローラ３２の長さ方向の中央部にはガイド部材は存在せず、従って加圧ローラ３２の長さ方向の中央部は冷却用のエアによる冷却が行われない。この理由は次の通りである。

即ち、用紙Ｓの通紙時には、加圧ローラ３２の長さ方向の中央部は用紙Ｓと接触しており、定着ベルト３１とは直接に接触していないから、例えば小サイズの用紙を連続的に通紙させても、大きな温度上昇は生じず、エアにより冷却する必要性に乏しい。これに対し、加圧ローラ３２の長さ方向の両端部は用紙が介在せず定着ベルト３１と直接的に接触し、連続通紙時には温度上昇を来す。特に、小サイズの用紙の幅方向の両端部近傍部位の温度上昇が大きい。そこで、小サイズの用紙の幅方向の両端部近傍部位をカバーする範囲で、加圧ローラ３２の長さ方向の両端部にガイド部材３６、３７を配置して、必要部位のみを集中的に冷却することとしている。これにより、用紙Ｓが通紙されるために温度上昇が抑えられる加圧ローラ３２の長さ方向の中間部の不要な冷却を回避して、温度上昇の大きい用紙の幅方向の両端部近傍を効率的に冷却することができる。

また、上述のように、加圧ローラ３２の温度上昇は用紙の幅方向の両端部近傍で最も大きく、加圧ローラ３２の長さ方向の最端部は温度上昇は小さい。そこで、この実施形態では、第１ガイド部材３６の長さ方向の外側端部における排出口３６５ａの面積を、内側端部側（加圧ローラ３２の長さ方向の中央部側）の排出口３６５の面積よりも大きく確保することで、温度上昇が大きくない最端部でのエアを大きな面積の排出口３６５ａに速やかに導き、エアの定着ベルト３１側への流れ込みを防止している。なお、内側端部側の排出口３６５の面積を外側端部における排出口３６５ａの面積よりも小さくしたことにより、内側端部における流路の長さＬ１は、外側端部における流路の長さＬ２よりも長く確保されているから、内側端部における冷却効率が低下することはない。

図１０はこの発明の他の実施形態を説明するための図であり、定着装置３００を図２の左側から見たときの平面図である。この実施形態では、定着ベルト３１の幅方向の複数箇所に温調センサ３５が配置されるとともに、温調センサ３５が配置されている範囲Ｗにおいて、第１ガイド部材３６の排出口３６５ａの面積が図８に示すように大きく設定され、温調センサ３５が配置されていない範囲については、第１ガイド部材３６の排出口３６５の面積が図７に示すように小さく設定されている。このように、温調センサ３５が配置されている範囲では、加圧ローラ３２の冷却後にエアを大きな面積の排出口３６５ａに速やかに導くことで、エアの温調センサ３５側への流れ込みを防止することができる。なお、第２のガイド部材３７においても同じ構成となっている。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはない。例えば、定着装置３００が定着ベルト３１と加圧ローラ３２で通紙部Ｎを形成する構成のものとしたが、加熱ローラと加圧ローラで通紙部Ｎを形成する構成のものであっても良い。

１ 画像形成装置
９１ 吹出ファン
９２ 吸引ファン
９３ フィルタ装置
９４ エアダクト
３１ 定着ベルト（加熱部材）
３２ 加圧ローラ（加圧部材）
３５ 温調センサ
３６ 第１のガイド部材
３７ 第２のガイド部材
３００ 定着装置
３６１、３７１ 第１ガイド壁
３６２、３７２ 流路
３６３、３７３ 水平壁
３６４、３７４ 第２ガイド壁
３６５、３７５、３６５ａ、３７５ａ 排出口
３６６、３７６ 防風壁
３６７ 隙間
３６８ａ、３７８ａ 閉塞部
３６８ｂ、３７８ｂ 仕切り部
Ｎ 通紙部

Claims (14)

1. 加熱部材との間に通紙部を形成する回転可能な加圧部材と、
   通紙部と反対側の位置において前記加圧部材の近傍に配置されるガイド部材と、
   を備え、
   前記ガイド部材には、通紙部と反対側の位置において前記加圧部材の周面に近接配置され、前記加圧部材との間に、前記加圧部材の冷却のためにファンから供給される冷却用のエアの流路を形成する第１ガイド壁と、前記流路を上流から下流へ流れた前記冷却エアを加圧部材から離れる方向へと導く排出口が設けられ、
   前記ガイド部材はさらに、前記流路における第１ガイド壁と前記加圧部材の距離が、最下流部において最も小さくなるように構成されていることを特徴とする定着装置。
2. 前記ガイド部材は、前記流路における第１ガイド壁と前記加圧部材の距離が、前記流路の下流に至るに従って連続的に小さくなるように構成されている請求項１に記載の定着装置。
3. 前記ガイド部材には、前記流路を下流へと流れた前記エアの流れをせき止める防風壁が、加圧部材の周面に対してほぼ直交状態に形成されると共に、前記防風壁でせき止められた前記エアを前記排出口へと導く第２ガイド壁が前記防風壁に連続して形成されている請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記防風壁と前記加圧部材との隙間は、前記流路における第１ガイド壁と加圧部材の最下流部の距離よりも狭い請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記ファンから供給される前記エアの前記流路への流入角度は、前記加圧部材の接線方向に対して０〜５０度である請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記加圧部材の周方向における前記流路の長さは、前記加圧部材の半周以下に設定されている請求項１〜５のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記排出口の向きは、前記エアを前記加圧部材から遠ざけて排出可能な向きに設定されている請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記ガイド部材は、前記加圧部材の長さ方向の両端部の２箇所において、当該長さ方向の中央部に対し左右対称な関係で配置されている請求項１〜７のいずれかに記載の定着装置。
9. 前記冷却エアの流路の前記加圧部材の周方向の長さは、前記加圧部材の長さ方向の中央部側よりも端部側の方が短く設定されている請求項１〜８のいずれかに記載の定着装置。
10. 前記第１のガイド壁には、前記加圧部材の長さ方向において前記流路を仕切る１個または複数個の仕切り部が設けられている請求項１〜９のいずれかに記載の定着装置。
11. 前記排出口は前記加圧部材の長さ方向に形成されるとともに、前記排出口の面積は、加圧部材の長さ方向における範囲によって異なっており、
    前記加圧部材の通紙部側に温調センサが配置されている範囲での排出口の面積は、温調センサが配置されていない範囲での排出口の面積よりも大きく設定され、及びまたは、加圧部材の長さ方向の最端部における排出口の面積は、用紙の幅方向の端部における排出口の面積よりも大きく設定されている請求項１〜１０のいずれかに記載の定着装置。
12. 前記排出口から排出された前記エアを、定着装置外に備えられ前記冷却エアを捕集するフィルタ装置へと導く導出経路、または吸引部が形成されている請求項１〜１１のいずれかに記載の定着装置。
13. 請求項１〜１２のいずれかに記載の定着装置と、
    前記定着装置における加圧部材を冷却するための冷却用のエアを供給するファンと、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
14. 前記定着装置におけるガイド部材に形成された排出口から排出された前記エアを捕集するフィルタ装置をさらに備えている請求項１３に記載の画像形成装置。

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