JP3682892B2 - 定着装置の冷却装置 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリなど電子写真装置において熱定着方式を用いる定着装置の冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
複写機等の電子写真装置では、高画質化とともに高速化が求められているが、トナーをシートあるいは記録紙に定着させるためには一定の熱量が必要であり、高速化すると定着装置後のシートの冷却が満足におこなわれず、スタック部でトナーブロッキング現象が発生する。また、両面装置も多用されるようになり、高温のシートが感光体ドラムに搬送され、その結果ドラムの温度上昇につながり、感光体ドラムの寿命低下、クリーニング不良等を引き起こす。
【0003】
このため従来より定着装置の冷却装置が、例えば実開昭60−07847号公報、同60−186447号公報、同62−104252号公報、特開平04−104265号公報、同04−260065号公報に開示されているもののように種々提案されている。
【0004】
実開昭60−07847号公報に開示の技術は、熱定着器を有する複写装置などの画像記録装置におけるシート矯正搬送装置に関し、熱定着器を通過したシートをその下流側に設けた搬送ローラで急冷することにより、見掛けの剛性をシートに付与することなくカールの矯正ができるようにしたものである。
【0005】
実開昭60−186447号公報に開示の技術は、機内の加熱定着装置から機外の排紙トレイに至る記録紙搬送路に設ける用紙搬送装置の搬送ローラにヒートパイプを用い、該ヒートパイプによって定着直後の加熱状態にある記録紙を効率よく冷却できるようにしたものである。
【0006】
実開昭62−104252号公報に開示の技術は、紙に転写したトナーを定着させるためのヒートローラを有する複写機において、ヒートローラの下流側に熱伝導性の良い冷却用ローラを有するので、転写紙のブロッキングを防ぐことができ、また転写紙のカールも減少させ得るというものである。
【0007】
特開平04−104265号公報に開示の技術は、定着装置から排出されたシートを冷却しつつ搬送するヒートパイプ製の冷却ローラを設け、かつ冷却ローラを熱伝導率のよい材料からなる軸受で支持することにより、冷却ローラを効率よく冷却可能にするというものである。
【0008】
特開平04−260065号公報に開示の技術は、記録シートの搬送経路にヒートパイプを設けることにより、記録シートの冷却が満足に行われてカールやブロッキング減少の発生が防止でき、異なる線速度に対応した冷却が行えるようにするというものである。
【0009】
本発明は、上記従来の問題点及び上記先行技術を鑑み、シートの冷却を十分に行えるようにして冷却効率の向上を可能とする新規な定着装置の冷却装置を提供しようとするものである。
【0010】
上記従来技術では、定着装置からスタック部までの直線搬送路上に冷却装置を設けていたため、ニップ幅が思うように取れず、効率の良い冷却を行えなかった。ところが、最近は排紙後にソータ、製本機等の後処理部を追加することも標準になりつつあり、また機械の設置面積を最小にするため定着後湾曲して機械上部に排出する機種も現れた。そこで、これらの湾曲部を利用して効率の良い冷却を行うことができるようにすることを目的とし、さらに、冷却ローラに確実にしかも低圧力に密着させるために、より多くのニップ幅を得ることができるようにすることを目的とする。
【0011】
また両面印字時の定着直後のシート表面温度は、片面時のそれと比較すると約10度ほど高くなり、よりトナーブロッキングを起こしやすい。また、両面スタック部は機械内部であり、熱がこもり易く、ここでもトナーブロッキングが発生し易い。さらに、両面印刷時は感光体ドラムの温度上昇につながり、感光体ドラムの寿命を低下させる。そこで、積極的に両面スタック前で冷却を行うことができるようにすることを目的とする。
【0012】
また冷却ローラとシートとの密着力で冷却効率は左右される。湾曲部ではシートは外側のガイド板に沿って搬送されるため、従来技術では内側に配置された冷却ローラとは密着しづらい。そこで、この問題を解決し、より冷却効率をあげることができるようにすることを目的とし、またより簡易に冷却ローラとシートとの密着力を確保することを可能とする。
【0014】
また、シートの安定した高速搬送を確保するためには、経験的には内側駆動が理想的であり、画像こすれなどの問題を発生させないためには非画像面を駆動側にしたほうがよい。搬送性及び画像問題を考慮すると、内側の冷却ローラをシート搬送駆動にするべきであるが、そのためには冷却ローラの外周はゴム材等の高摩擦係数の部材にする必要が生じるが、ゴム材などは熱効率が著しく悪いので、これらを同時に満たす手段を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る定着装置の冷却装置のうち請求項1に係るものは、画像形成装置における熱定着方式の定着装置から排出されたシートを冷却しつつ搬送するヒートパイプ製の冷却ローラを設け、且つ該冷却ローラを90度以上の湾曲経路の内側に配置し、該冷却ローラに対向させて一対の短冊状の搬送ベルトを互いに角度を変えて配し、該搬送ベルトを上記冷却ローラの上流側、下流側にそれぞれ接触させ、かつ該搬送ベルトをその搬送ローラ軸方向に交互に配置してなることを特徴とする。
【0016】
同請求項2に係るものは、上記画像形成装置が両面装置を有するものであって、上記冷却ローラを、上記定着装置と上記両面装置の間に設けたことを特徴とする。
【0017】
同請求項3に係るものは、上記冷却ローラの上流、下流両側に各々搬送ローラを設け、該下流側ローラによる搬送速度を該上流側ローラよりわずかに速くしてなることを特徴とする。
【0018】
同請求項4に係るものは、上記冷却ローラに対向する位置に穴を有するガイド板を設け、かつ該ガイド板の背面にファンを配置したことを特徴とする。
【0019】
同請求項5に係るものは、上記冷却ローラの表面にシリコンコーティングを厚さ10μm以下で施してなることを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施対象となる複写機の概略断面図を示す。図中1はドキュメントフィーダ部、2は光学部、3は給紙部、4は手差し給紙部、5は感光体ドラムユニット部、6は現像部、7は転写・分離部、8は定着部、9は両面装置部である。
【0022】
図2〜図4に本発明の第1の実施の形態を示す。図2は、図1の複写機に大量給紙装置10とソータ11を連結し、片面コピーモードを実行している状態の断面図である。図3は、図2のソータ11の内部にある湾曲部12を拡大して示す断面図である。シートは定着部8を出たあと排紙ローラ13により機械本体より排出される。その後、接続されているソータ11内で湾曲部14を通過し、搬送ローラ15により排紙トレイへ搬送される。湾曲部14の内側には冷却ローラ16が設けてあり、定着部8により加熱されたシートを冷却する。なお、図4に示すように冷却ローラ16の端部にはフィン17が設けてあり、またフィン17の下方からファン18が送風し、常時放熱を行っている。
【0023】
なお、冷却ローラ16の下流側に設けられた搬送ローラ15は、上流側に設けられた搬送ローラ13よりわずかに搬送速度を速くし、そのためシートに引っ張り力が与えられ、この力によりシートが冷却ローラ16に強く密着するようにしてある。また上流側の搬送ローラ13には、トルクリミッタ付ワンウエークラッチを内蔵し、下流側の搬送ローラ15との間に生じる引っ張り力を適度な力に保つようにするとよい。
【0024】
図5及び図6に本発明の第2の実施の形態を示す。図5は、図2の複写機において両面コピーモードを実行している状態の断面図であり、図6は、図5の定着部8と両面装置部9の間にある反転部19を拡大して示す断面図である。定着部8を出たシートは、分岐ガイド爪20により選択、搬送される。その後搬送ローラ21、22により両面装置部9にスタックされる。そして第1の実施の形態と同様に、湾曲する反転部19の内側に配置された冷却ローラ16により、定着部8で加熱されたシートを冷却する。なお図中23は定着部8の加熱ローラ、24はヒータ、25は加圧ローラである。
【0025】
なお本実施形態でも、冷却ローラ16の下流側に設けられた搬送ローラ22は、上流側に設けられた搬送ローラ21よりわずかに搬送速度を速くし、そのためシートに引っ張り力が与えられ、この力によりシートが冷却ローラ16に強く密着するようにしてある。またこれも先の実施形態と同様に、上流側の搬送ローラ21には、トルクリミッタ付ワンウエークラッチを内蔵し、下流側の搬送ローラ22との間に生じる引っ張り力を適度な力に保つようにするとよい。
【0026】
図7及び図8に上記第2実施形態の変形例を示す。この例は、冷却ローラ16に対向させてガイド板26とファン27を設けてある。ガイド板26には、搬送方向に長手方向を沿わせた数本の穴28が設けてある。従って、冷却ローラ16まで搬送されたシートは、ファン27からの風により冷却されつつ冷却ローラ16に押し付けられる。
【0027】
図9に上記第2実施形態の他の変形例を示す。この例は、冷却ローラ16に対向させて搬送ベルト29を設けてある。従って、冷却ローラ16まで搬送されたシートは、搬送ベルト29により冷却ローラ16に確実にしかも低圧力で密着させられる。
【0028】
図10に上記第2実施形態のさらに他の変形例を示す。この例は、冷却ローラ16に対向させて一対の搬送ベルト30、31を角度を変えて設けてある。従って、冷却ローラ16まで搬送されたシートは、両搬送ベルト30、31により冷却ローラ16に確実に広いニップ幅でしかも低圧力で密着させられ、まず搬送ベルト30により搬送された後、搬送ベルト31によりさらに搬送される。
【0029】
なお、以上説明した実施の形態では、冷却ローラ16の表面に10μm以下の厚さでシリコンコーティングを施し、シートを安定して湾曲搬送させるようにすることができる。
【0030】
【発明の効果】
請求項1の定着装置の冷却装置は、以上説明してきたように、画像形成装置における熱定着方式の定着装置から排出されたシートを冷却しつつ搬送するヒートパイプ製の冷却ローラを設け、且つ該冷却ローラを90度以上の湾曲経路の内側に配置したので、より多くのニップ幅を確保することができるため、高速搬送においてもシートに余計な負荷を与えることなく効率よくシートを冷却することができるという効果があり、冷却ローラに対向させて一対の短冊状の搬送ベルトを互いに角度を変え、かつこれら搬送ベルトをその搬送ローラ軸方向に交互に配置し、これら搬送ベルトを冷却ローラの上、下流側にそれぞれ接触させたので、冷却ローラに広いニップ幅で確実にしかも低圧力に密着させることができるという効果がある。
【0031】
請求項2の定着装置の冷却装置は、冷却装置が定着装置と両面装置の間に設けられているので、上記共通の効果に加え、効率よくシートを冷却でき、両面スタック部でのトナーブロッキング、またドラムの寿命低下やクリーニング不良などを防ぐことができるという効果がある。
【0032】
請求項3の定着装置の冷却装置は、冷却ローラの上、下流側に各々搬送ローラを設け、下流側ローラが上流側ローラよりわずかに速く搬送するようにしたので、上記共通の効果に加え、シートに引っ張り力を与え続け、冷却ローラと強く密着し、効率よくシートを冷却することができるという効果がある。
【0033】
請求項4の定着装置の冷却装置は、冷却ローラに対向する位置に穴を有したガイド板を設け、且つガイド板の背面にファンを配置しているので、上記共通の効果に加え、搬送ローラに必要以上の部品精度を要求されることなく、より簡易に冷却ローラとシートとの密着力を確保することができるとともに、シートをさらによく冷却できるという効果がある。
【0034】
請求項5の定着装置の冷却装置は、冷却ローラの表面に10μm以下のシリコンコーティングを施しているため、上記共通の効果に加え、冷却効率を低下させることなく安定した高速搬送と、良好な画像を確保できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施対象となる複写機の概略断面図を示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態であって、図1の複写機で片面コピーモードを実行している状態の断面図である。
【図3】図2のソータの内部にある湾曲部を拡大して示す断面図である。
【図4】図2、図3の冷却ローラの構造を示す斜視図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態であって、図1の複写機で両面コピーモードを実行している状態の断面図である。
【図6】図5の定着部と両面装置部の間にある反転部を拡大して示す断面図である。
【図7】図5の実施形態の変形例を示す断面図である。
【図8】同斜視図である。
【図9】図5の実施形態の他の変形例を示す断面図である。
【図10】図5の実施形態のさらに他の変形例を示す断面図である。
【図11】同斜視図である。
【符号の説明】
1 ドキュメントフィーダ部
2 光学部
3 給紙部
4 手差し給紙部
5 感光体ドラムユニット部
6 現像部
7 転写・分離部
8 定着部
9 両面装置部
10 大量給紙装置
11 ソータ
12 湾曲部
13 排紙ローラ
14 湾曲部
15 搬送ローラ
16 冷却ローラ
17 フィン
18 ファン
19 反転部
20 分岐ガイド爪
21、22 搬送ローラ
23 加熱ローラ
24 ヒータ
25 加圧ローラ
26 ガイド板
27 ファン
28 穴
29、30、31 搬送ベルト

Claims (5)

  1. 画像形成装置における熱定着方式の定着装置から排出されたシートを冷却しつつ搬送するヒートパイプ製の冷却ローラを設け、且つ該冷却ローラを90度以上の湾曲経路の内側に配置し、該冷却ローラに対向させて一対の短冊状の搬送ベルトを互いに角度を変えて配し、該搬送ベルトを上記冷却ローラの上流側、下流側にそれぞれ接触させ、かつ該搬送ベルトをその搬送ローラ軸方向に交互に配置してなることを特徴とする定着装置の冷却装置。
  2. 上記画像形成装置が両面装置を有するものであって、上記冷却ローラを、上記定着装置と上記両面装置の間に設けたことを特徴とする請求項1の定着装置の冷却装置。
  3. 上記冷却ローラの上流、下流両側に各々搬送ローラを設け、該下流側ローラによる搬送速度を該上流側ローラよりわずかに速くしてなることを特徴とする請求項1または2の定着装置の冷却装置。
  4. 上記冷却ローラに対向する位置に穴を有するガイド板を設け、かつ該ガイド板の背面にファンを配置したことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかの定着装置の冷却装置。
  5. 上記冷却ローラの表面にシリコンコーティングを厚さ10μm以下で施してなることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかの定着装置の冷却装置。
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