JP5773916B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙搬送路に沿って配置された２次転写ユニットおよび定着部を備える画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置では、用紙にトナー像を定着させる方法として、未定着トナー像が形成された用紙を加熱したローラ対で挟持する構造が採用されている。このような熱定着方式を採用した画像形成装置では、未定着トナー像が形成された面に接する加熱ローラと、未定着トナー像が形成されていない面に接する加圧ローラとの間で温度差を設けることで、ローラ対からの用紙の分離性を向上させることが実施されている。具体的には、加圧ローラを冷却するファンが設けられている（例えば、特許文献１ないし特許文献３参照。）。

また、画像形成装置では、用紙の定着を行う際にローラ対を加熱しているが、用紙に接することで温度が低下するため、用紙より幅が広いローラ対において、用紙に接する部分と用紙に接しない部分とで温度差が生じていた。そのため、局所的な過熱によって、端部の劣化や破損といった問題があった。こうした加圧ローラの軸方向での温度ムラを解消するため、加圧ローラの軸方向に沿って形成された送風路によって、加圧ローラ全体を均一に冷却する構造が検討されている（例えば、特許文献４参照。）。

ところで、画像形成装置においては、用紙を搬送する際の紙詰まりやメンテナンス等を実施するために、装置内部を開放するための開閉カバーを設けることがある。開閉カバーを開いた際に、用紙を挟持するローラ対を離間させることで、紙詰まりを容易に解消できる構造とされている。

特開２００５−２５０２４６号公報 特開２０１０−１６４８６０号公報 特開２００３−１６７４７４号公報 特開２００６−２８５１５１号公報

特許文献１ないし特許文献３では、ファンを取り付ける位置や開閉カバーの有無について考慮されておらず、単に加圧ローラを冷却するだけでは温度ムラを解消できない虞がある。

また、特許文献４に記載の冷却装置では、送風路における加圧ローラの軸方向の一端部に連結されたダクトを介してファンが設けられており、送風路全体に充分な空気を送り込むためには、大型のファンを用いる必要がある。さらに、ファンを取り付ける領域を確保するために、加圧ローラの軸方向での幅を大きくしなければならず、画像形成装置を小型化できないという課題がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、内部の限られた空間を有効に利用することで、加圧ローラを効果的に冷却することができ、省スペース化に有効な構造とされた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、用紙を搬送する用紙搬送路と、前記用紙搬送路に沿って配置された２次転写ユニットおよび定着部と、装置本体に対して開放されたときに前記用紙搬送路を露出させる開閉カバーと、前記用紙搬送路に対して前記開閉カバーの側から用紙を加圧する前記定着部に設けられた加圧ローラとを備える画像形成装置であって、前記加圧ローラを冷却する冷却ファンを備え、前記２次転写ユニットおよび前記冷却ファンは、前記開閉カバーに取り付けられ、前記２次転写ユニットと前記冷却ファンとは、前記開閉カバーの開閉動作時の移動軌跡が重なる位置に配置されていることを特徴とする。

この構成によると、内部の限られた空間を有効に利用することで、加圧ローラを効果的に冷却することができ、省スペース化に有効な構造とすることができる。また、冷却ファンを開閉カバーに取り付けておくことで、開閉カバーを開閉する際に、２次転写ユニットの移動を妨げない構造とすることができる。

本発明に係る画像形成装置では、前記冷却ファンから送風された空気を前記加圧ローラへ導く冷却ダクトを備え、前記冷却ダクトは、前記加圧ローラが用紙を加圧するニップ部に近い前記加圧ローラの表面へ向けて送風することを特徴とする。

この構成によると、冷却ダクトによって、ニップ部の上流側を重点的に冷却することで、定着部での定着不良を防ぐことができる。つまり、用紙を搬送する際に加圧ローラは回転しているので、加圧ローラのどの部分を冷却してもニップ部を冷却することはできる。しかしながら、冷却された部分は、周囲から伝達された熱によって加熱され、ニップ部に到達するまでの間に冷却した効果が薄れてしまう。そのため、ニップ部にできるだけ近い部分を冷却することが望ましい。また、冷却ダクトを設けることで、冷却ファンの位置の制限が緩和され、充分なスペースが確保できる位置に冷却ファンを配置することができる。

本発明に係る画像形成装置では、前記冷却ダクトは、前記冷却ファンから送風された空気が向かう方向を、前記加圧ローラに向かう方向へ案内する送風案内面が設けられていることを特徴とする。

この構成によると、送風案内面を設けることで、冷却ファンから送風される空気を確実に加圧ローラに向かわせることができる。

本発明に係る画像形成装置では、前記送風案内面は、前記冷却ファンから前記加圧ローラへ向かう方向に沿って傾斜していることを特徴とする。

この構成によると、冷却ダクトを簡単な形状とすることができる。

本発明に係る画像形成装置では、前記冷却ダクトは、装置本体に取り付けられ、前記冷却ファンは、固定ダクトに収納されて前記開閉カバーに取り付けられ、前記固定ダクトは、前記開閉カバーが閉じられたときに前記冷却ダクトに連結されることを特徴とする。

この構成によると、冷却ダクトが移動しない構造とすることで、冷却ダクトが加圧ローラに接触することを考慮する必要が無いため、冷却ダクトの構造を自由に設計することができる。

本発明に係る画像形成装置では、前記２次転写ユニットから前記冷却ファンへの空気の流れを遮断する遮断壁を備えていることを特徴とする。

この構成によると、遮断壁を備えることによって、２次転写ユニットから飛散したトナーを冷却ファンが吸引することを防止できる。

本発明に係る画像形成装置では、前記冷却ファンは、前記加圧ローラの軸方向の端部において前記加圧ローラと対向する位置に配置されていることを特徴とする。

この構成によると、温度が低下しづらい加圧ローラの端部を冷却することで、加圧ローラの温度ムラを改善することができる。つまり、加圧ローラは、用紙を搬送する際、用紙に接することで表面の温度が低下するが、加圧ローラの端部においては、用紙に接する機会がサイズの大きい用紙などに限定されるため、定着を繰り返すことで加圧ローラに温度ムラが発生する。このような温度ムラを改善することで、大サイズ用紙での端部の定着不良や、過熱による定着部の端部の劣化を解消することができる。

本発明に係る画像形成装置では、前記用紙搬送路は、下方から上方に向かって用紙を搬送する縦型の搬送路であり、前記冷却ファンは、前記加圧ローラの下方に配置されていることを特徴とする。

この構成によると、加圧ローラをより効果的に冷却できる箇所に冷却ファンを配置することができる。

本発明に係る画像形成装置では、前記加圧ローラの表面の温度を検知する温度検知部を備え、前記温度検知部は、前記加圧ローラの軸方向で前記冷却ファンが冷却する領域より前記加圧ローラの端部側に配置されていることを特徴とする。

この構成によると、冷却ファンによって直接冷却されていない領域の温度を検知することによって、温度ムラの程度を把握することができる。

本発明に係る画像形成装置では、前記加圧ローラの表面の温度を検知する温度検知部を備え、前記温度検知部は、前記加圧ローラの軸方向で前記冷却ファンと一致する位置であり、前記冷却ファンが冷却する領域と離間した位置に配置されていることを特徴とする。

この構成によると、冷却ダクトから送風される空気を受けずに、冷却ファンによって冷却される領域の温度を把握することができる。

本発明に係る画像形成装置では、前記温度検知部の検知結果に基づいて、前記冷却ファンの回転数を制御することを特徴とする。

この構成によると、冷却ファンの回転数を制御することによって、加圧ローラを適切な温度に保つことで、温度ムラをさらに改善することができる。

本発明によると、内部の限られた空間を有効に利用することで、加圧ローラを効果的に冷却することができ、省スペース化に有効な構造とすることができる。また、冷却ファンを開閉カバーに取り付けておくことで、開閉カバーを開閉する際に、２次転写ユニットの移動を妨げない構造とすることができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略断面図である。 図１の２次転写ユニットおよび定着部を抜き出して示す拡大断面図である。 図２の定着部を２次転写ユニット側から見た状態を示す平面図である。 図２の温度検知部の位置を変更した変形例の拡大断面図である。 図４の定着部を２次転写ユニット側から見た状態を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の開閉カバーを閉じた状態を示す説明図である。 図６に示す開閉カバーを開いた状態を示す説明図である。 開閉カバーの変形例を閉じた状態を示す説明図である。 図８に示す開閉カバーの変形例を開いた状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略断面図である。

画像形成装置１は、光走査装置１１、現像装置１２、感光体ドラム１３、ドラムクリーニング装置１４、帯電器１５、中間転写ベルト装置１６、定着部１７、用紙搬送経路Ｓ、給紙カセット１８、および排紙トレイ１９を備えており、画像データによって示されるカラー画像を用紙に画像形成する。

カラー画像は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびイエロー（Ｙ）の各色のトナー像を重ねて形成される。このため、現像装置１２、感光体ドラム１３、ドラムクリーニング装置１４、および帯電器１５は、各色に応じた４種類のトナー像を形成するようにそれぞれ４つずつ設けられ、それぞれがブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローに対応付けられて、４つの画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが構成されている。

感光体ドラム１３は、表面に光感光層を有しており、表面は、ドラムクリーニング装置１４によってクリーニングされた後、帯電器１５によって所定の電位に均一に帯電される。光走査装置１１は、レーザダイオードおよび反射ミラーを備えたレーザスキャニング部（ＬＳＵ）であって、レーザビームによって感光体ドラム１３の表面を走査して、画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム１３の表面に書き込む。現像装置１２は、感光体ドラム１３の表面に書き込まれた静電潜像をトナーによって現像し、感光体ドラム１３の表面にトナー像を形成する。

中間転写ベルト装置１６は、感光体ドラム１３の上方に配置されており、中間転写ベルト２１、中間転写ベルト駆動ローラ２２、従動ローラ２３、４つの中間転写ローラ２４、およびベルトクリーニング装置２５を備えている。

中間転写ベルト２１は、無端ベルト状であって、中間転写ベルト駆動ローラ２２、従動ローラ２３、および４つの中間転写ローラ２４は、中間転写ベルト２１を張架して支持し、中間転写ベルト２１を矢印Ｆの方向へ周回移動させる。

中間転写ローラ２４は、中間転写ベルト２１近傍に回転可能に支持され、中間転写ベルト２１を介してそれぞれ感光体ドラム１３に押圧されている。中間転写ローラ２４は、金属軸（例えばステンレス軸）をベースとし、表面を導電性の弾性材（例えば、ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）によって覆われたローラである。中間転写ローラ２４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されており、弾性材によって高電圧が用紙に対して均一に印加される。感光体ドラム１３の表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２１に順次重ねて転写され、各色のトナー像を重ねることでカラーのトナー像が形成される。

中間転写ベルト駆動ローラ２２には、中間転写ベルト２１を介して２次転写ユニット２６（特に、後述する２次転写ローラ２６ａ、図２参照）が押圧されている。中間転写ベルト２１に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２１と２次転写ユニット２６との間のニップ域で用紙に転写され、トナー像が転写された用紙は、用紙搬送経路Ｓの主搬送路Ｓ１を介して定着部１７へ搬送される。なお、２次転写ユニット２６については、後述する図２を参照して詳細を説明する。

定着部１７は、用紙が通過する際、用紙をローラなどで挟んで加熱および加圧し、用紙に転写されたトナー像を定着させる。その後、用紙は、排紙ローラ３４を経由して排出され、排紙トレイ１９に積載される。なお、定着部１７については、後述する図２および図３を参照して詳細を説明する。

ベルトクリーニング装置２５は、クリーニング部材として、中間転写ベルト２１の表面に接触して残留トナーを除去するクリーニングブレードが設けられている。用紙に転写されずに中間転写ベルト２１の表面に残留したトナーは、ベルトクリーニング装置２５によって除去および回収される。

給紙カセット１８は、画像形成装置１の下部に設けられ、用紙搬送路Ｓに用紙を供給する構成とされている。給紙カセット１８の端部には、ピックアップローラ３１が設けられており、ピックアップローラ３１は、給紙カセット１８から１枚ずつ用紙を引き出して用紙搬送路Ｓへ送り出す。

画像形成装置１には、給紙カセット１８の用紙を２次転写ユニット２６や定着部１７を経由させて排紙トレイ１９に送るための用紙搬送路Ｓが設けられている。本実施の形態では、用紙搬送路Ｓは、用紙を下方から上方に向かって搬送する縦型の搬送路であり、主搬送路Ｓ１の他、スイッチバック搬送路Ｓ２および反転搬送路Ｓ３によって構成されている。主搬送路Ｓ１に沿って、ピックアップローラ３１、レジストローラ３２、搬送ローラ３３、２次転写ユニット２６、および定着部１７が配置され、スイッチバック搬送路Ｓ２に沿って、搬送ローラ３４が配置され、反転搬送路Ｓ３に沿って、搬送ローラ３５、３６が配置されている。

搬送ローラ３３〜３６は、用紙の搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。定着部１７から排出された用紙は、搬送ローラ３４を経て排紙トレイ１９に積載される。

レジストローラ３２は、給紙カセット１８から搬送されている用紙を一旦保持し、感光体ドラム１３上のトナー像の先端と用紙の先端とを合わせるタイミングで用紙を２次転写ユニット２６に搬送する。

また、用紙の表面だけでなく、裏面に画像形成を行う場合は、用紙を搬送ローラ３４から反転搬送路Ｓ３へ逆方向に搬送して、用紙の表裏を反転させてレジストローラ３２へ再度導き、用紙の表面と同様にして、用紙の裏面にトナー像を定着させて排紙トレイ１９へ排出する。

画像形成装置１には、開閉カバー４１（後述する図６ないし図９参照）が設けられており、開閉カバー４１を開放することで、開閉カバー４１が装置本体１１０から離間し、用紙搬送路Ｓ（特に、主搬送路Ｓ１）が露出される。なお、開閉カバー４１の詳細な構造については、後述する図６ないし図９を参照して説明する。

次に、２次転写ユニット２６および定着部１７の構造について説明する。

図２は、図１の２次転写ユニットおよび定着部を抜き出して示す拡大断面図であって、図３は、図２の定着部を２次転写ユニット側から見た状態を示す平面図である。

２次転写ユニット２６は、２次転写ローラ２６ａ、駆動ローラ２６ｂ、従動ローラ２６ｄ、第１テンションローラ２６ｃ、第２テンションローラ２６ｅ、および２次転写ベルト２６ｆを含む構成とされている。

２次転写ベルト２６ｆは、無端状のベルトであって、２次転写ローラ２６ａ、駆動ローラ２６ｂ、従動ローラ２６ｄ、第１テンションローラ２６ｃ、および第２テンションローラ２６ｅに張架されている。図２では、２次転写ローラ２６ａを基準として、駆動ローラ２６ｂ、第１テンションローラ２６ｃ、従動ローラ２６ｄ、および第２テンションローラ２６ｅの順で時計回りに配置されている。

２次転写ローラ２６ａは、２次転写ベルト２６ｆを介して中間転写ベルト２１に押圧されており、中間転写ベルト２１上の各色のトナー像を用紙に転写させるための電圧（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。

２次転写ローラ２６ａ、駆動ローラ２６ｂ、従動ローラ２６ｄ、第１テンションローラ２６ｃ、および第２テンションローラ２６ｅの回転軸は、フレーム２７（後述する図６および図７参照）に支持されており、２次転写ユニット２６は、フレーム２７を介して開閉カバー４１に取り付けられている。なお、フレーム２７の詳細な構造については、後述する図６および図７を参照して説明する。

定着部１７は、回転部材（定着ベルト５４）と加圧ローラ５１とで用紙を挟持して搬送する構成とされており、定着ベルト５４は、加熱部５３ｂによって表面が加熱されている。具体的には、定着部１７は、ベルト定着方式であって、加圧ローラ５１、定着ローラ５２、加熱ローラ５３、および定着ベルト５４で構成されており、加圧ローラ５１を冷却する冷却ファン６１が開閉カバー４１に取り付けられている。また、冷却ファン６１から送風された空気は、冷却ダクト６２によって加圧ローラ５１へ導かれる。

加圧ローラ５１は、中空の加圧回転軸５１ａの外周面に弾性層が設けられ、弾性層の外周面に離型層が形成された３層構造のローラである。加圧回転軸５１ａの内部には、加圧ローラ５１を加熱する熱源５１ｂ（ハロゲンランプ）が設けられている。以下では説明のため、加圧回転軸５１ａと平行な方向を軸方向Ａと呼び、加圧ローラ５１の回転方向を回転方向Ｒと省略することがある。

定着ローラ５２は、中空の定着回転軸５２ａの外周面に弾性層を設けたローラである。なお、定着ローラ５２の弾性層は、充分に厚く形成されている。

加熱ローラ５３は、中空の加熱回転軸５３ａの外周面に表層を設けたローラである。加熱回転軸５３ａの内部には、加熱ローラ５３を加熱する熱源の加熱部５３ｂ（ハロゲンランプ）が設けられている。

定着ベルト５４は、外周面に離型層が設けられ、熱伝導性に優れた材質で形成された無端状のベルトである。定着ベルト５４は、定着ローラ５２と加熱ローラ５３との間に張架されている。

加圧ローラ５１は、定着ベルト５４を介して定着ローラ５２に押圧されており、定着ローラ５２の弾性層が充分に厚く形成されていることから、定着ローラ５２の弾性層が大きく凹んで、加圧ローラ５１と定着ローラ５２とが圧接状態となり、加圧ローラ５１と定着ローラ５２との間に広いニップ部Ｎが形成される。また、加圧ローラ５１は、主搬送路Ｓ１に対して開閉カバー４１の側から用紙を加圧する配置とされている。

なお、本実施の形態では、定着装置１７は、定着ベルト方式であり、回転部材は定着ベルト５４に相当するが、これに限定されず、定着ベルトを備えない構成としてもよい。つまり、加圧ローラ５１が直に定着ローラ５２に圧接された構成としてもよい。この場合、上述した回転部材は、定着ローラ５２に相当する。また、加熱ローラ５３の内部に加熱部５３ｂを備える構造としたが、これに限定されず、定着ベルト５４を外部から加熱する構造としてもよい。

上述したように、加圧ローラ５１と表面が加熱された回転部材（定着ベルト５４）とで用紙を挟持することで、用紙を加熱および加圧して確実に画像を定着させる構造とすることができる。

また、上述したように、２次転写ユニット２６から排出された用紙は、主搬送路Ｓ１に沿って搬送され、定着部１７へ供給される。つまり、２次転写ユニット２６は、定着部１７に対して主搬送路Ｓ１（用紙搬送路Ｓ）での用紙の搬送方向の上流側（下方）に配置されている。

主搬送路Ｓ１の２次転写ユニット２６から定着部１７までの領域では、用紙の搬送を補助するローラが配置されていないことが望ましい。つまり、２次転写ユニット２６で未定着トナー像が形成された用紙に対してローラが押圧されると、ローラにトナーが付着するなどして画像の汚れが生じる。そのため、２次転写ユニット２６（特に、２次転写ローラ２６ａ）からニップ部Ｎまでの距離を用紙より短く設定することが望ましい。ところで、画像形成装置１は、複数のサイズの異なる用紙に対して画像形成できる構成とされている。従って、画像形成装置１で画像形成される用紙のうち、一番サイズの小さい用紙を搬送できる構成としなければならない。本実施の形態では、２次転写ユニット２６（特に、２次転写ローラ２６ａ）からニップ部Ｎまでの距離は、ハガキより短く設定されている。

冷却ファン６１は、加圧ローラ５１の回転方向Ｒに沿って配置され、開閉カバー４１の開閉方向Ｂで、２次転写ユニット２６より主搬送路Ｓ１から離間した位置に配置されており、加圧ローラ５１に対して用紙の搬送方向の上流側に位置している。具体的には、冷却ファン６１は、加圧ローラ５１に対して２次転写ユニット２６と同じ側（加圧ローラ５１の下方）に配置されている。つまり、冷却ファン６１は、開閉カバー４１の開放動作時に２次転写ユニット２６の移動軌跡と重なる位置に配置されており、例えば、冷却ファン６１と２次転写ユニット２６とは、同じ高さに配置されている。また、冷却ファン６１は、加圧ローラ５１の軸方向Ａの両端部において加圧ローラ５１に対向する位置にそれぞれ配置されている。すなわち、本実施の形態では、軸方向Ａで離間して２つ設けられている。さらに、冷却ファン６１は、固定ダクト６３の内部に収納されている。上述したように、加圧ローラ５１をより効果的に冷却できる箇所に冷却ファン６１を配置することが望ましい。

なお、本実施の形態では、２つの冷却ファン６１の軸方向Ａの間隔は、Ａ４サイズの用紙より大きく、Ａ３サイズの用紙より小さく設定されている。つまり、使用頻度の高い用紙より間隔を大きくすることで、用紙に接する機会の少ない領域を重点的に冷却することができる。また、画像形成装置１で画像形成される最大サイズの用紙より間隔を小さくすることで、最大サイズの用紙に対する温度ムラを改善することができる。

固定ダクト６３は、平面視で矩形状であって、上面と下面とが開放された短筒形状に形成されており、内側面に設けられた突出部６３ａに、例えば、ビスなどで冷却ファン６１が固定されている。固定ダクト６３は、開放された下面に外部から空気を取り込むための吸気開口部６３ｂが形成され、開放された上面に冷却ダクト６２に面して開口する排気開口部６３ｃが形成されている。固定ダクト６３を開閉カバー４１に固定することによって、冷却ファン６１は、開閉カバー４１に取り付けられている。吸気開口部６３ｂも、固定ダクト６３と同様に短筒形状に形成されているが、開閉カバー４１の側に切りかけ部６３ｄが設けられており、２次転写ユニット２６に対して反対側から空気を取り入れやすい構造とされている。また、固定ダクト６３の切りかけ部６３ｄと反対側の側面は、２次転写ユニット２６と冷却ファン６１との間に配置されており、２次転写ユニット２６から冷却ファン６１への空気の流れを遮断する遮断壁６３ｅとなっている。この構成によると、遮断壁６３ｅを備えることによって、２次転写ユニット２６から飛散したトナーを冷却ファン６１が吸引することを防止できる。

冷却ダクト６２は、２つの冷却ファン６１に応じて２つ設けられている。冷却ダクト６２は、冷却ファン６１から送風された空気をニップ部Ｎに近い加圧ローラ５１の表面へ向けて送風する構成とされ、冷却ファン６１に面して開口する連結開口部６２ａと、加圧ローラ５１に面して開口する冷却開口部６２ｂとが形成されている。また、冷却開口部６２ｂは、ニップ部Ｎの回転方向Ｒの上流近傍に面して開口している。つまり、ニップ部Ｎを形成する部分は、加圧ローラ５１を回転させることで変化するが、冷却ダクト６２は、ニップ部Ｎに到達する直前の部分に空気を導くため、冷却された部分がニップ部Ｎに到達するまでの温度上昇を低減することができる。なお、連結開口部６２ａは、２次転写ユニット２６より上側に配置されている。つまり、冷却ダクト６２は、開閉カバー４１の開閉動作時に、２次転写ユニット２６の移動を阻害しない位置に配置されている。

また、冷却ダクト６２には、冷却ファン６１から送風された空気が向かう方向を、加圧ローラ５１に向かう方向へ案内する送風案内面６２ｃが設けられている。具体的には、送風案内面６２ｃは、冷却ファン６１から加圧ローラ５１へ向かう方向に沿って傾斜している。送風案内面６２ｃを設けることで、冷却ファン６１から送風される空気を確実に加圧ローラ５１に向かわせることができ、送風案内面６２ｃを傾斜させることで、冷却ダクト６２を簡単な形状とすることができる。

固定ダクト６３および冷却ダクト６２の連結部分には、緩衝材などで形成されたモルト６４が設けられており、固定ダクト６３および冷却ダクト６２は、モルト６４を介して連結されている。本実施の形態では、モルト６４は、排気開口部６３ｃに取り付けられている。従って、固定ダクト６３と冷却ダクト６２との間にモルト６４を設けることで、開閉カバー４１を閉じた際に生じる衝撃を緩和することができる。

ここで、本実施の形態では、冷却ダクト６２は、装置本体１１０に取り付けられ、固定ダクト６３は、開閉カバー４１に取り付けられている。すなわち、固定ダクト６３は、開閉カバー４１が閉じられたときに冷却ダクト６２に連結される構造とされている。この構成によると、冷却ダクト６２が移動しない構造とすることで、冷却ダクト６２が加圧ローラ５１に接触することを考慮する必要が無いため、冷却ダクト６２の構造を自由に設計することができる。

なお、図２では、２次転写ユニット２６と固定ダクト６３（冷却ファン６１）とは、離間して配置されているが、２次転写ユニット２６と固定ダクト６３との間隔は、適宜調節すればよい。つまり、２次転写ユニット２６と固定ダクト６３とを密着させて、冷却ファン６１を加圧ローラ５１の近くに配置することで、送風される空気の損失をできるだけ小さくすることができる。

画像形成装置１は、さらに、加圧ローラ５１の表面の温度を検知する温度検知部５５を備えている。温度検知部５５は、接触式または非接触式のサーミスタで構成されている。温度検知部５５の検知結果は、画像形成装置１が有するＣＰＵ（図示しない）に送信され、検知結果に基づいて、冷却ファン６１の回転数が制御される。つまり、冷却ファン６１の回転数を制御することによって、加圧ローラ５１を適切な温度に保つことで、温度ムラをさらに改善することができる。

温度検知部５５は、軸方向Ａで冷却ファン６１と一致する位置であり、冷却ファン６１が冷却する領域と離間した位置に配置されている。すなわち、温度検知部５５は、回転方向Ｒで冷却開口部６２ｂより上流側に配置されている。この構成によると、冷却ダクト６２から送風される空気を受けずに、冷却ファン６１によって冷却される領域の温度を把握することができる。なお、本実施の形態では、温度検知部５５は、１つとされており、一方の冷却ファン６１に応じた位置に配置されているが、これに限定されず、温度検知部５５を２つとして、２つの冷却ファン６１に応じて配置してもよい。

また、画像形成装置１は、さらに、加圧ローラ５１の軸方向Ａの中央における表面の温度を検知する第１サーミスタ５６と、定着ベルト５４の表面の温度を検知する第２サーミスタ５７とを備えている。第２サーミスタ５７は、加熱ローラ５３の軸方向の中央に対向して配置されている。第１サーミスタ５６および第２サーミスタ５７は、非接触式のサーミスタで構成することが望ましい。

上述したように、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１は、用紙を搬送する用紙搬送路Ｓと、用紙搬送路Ｓに沿って配置された２次転写ユニット２６および定着部１７と、開放されたときに用紙搬送路Ｓを露出させる開閉カバー４１と、用紙搬送路Ｓに対して開閉カバー４１の側から用紙を加圧する定着部１７に設けられた加圧ローラ５１と、加圧ローラ５１を冷却する冷却ファンとを備えている。２次転写ユニット２６および冷却ファン６１は、開閉カバー４１に取り付けられている。２次転写ユニット２６と冷却ファン６１とは、開閉カバー４１の開閉動作時の移動軌跡が重なる位置に配置されている。

この構成によると、内部の限られた空間を有効に利用することで、加圧ローラ５１を効果的に冷却することができ、省スペース化に有効な構造とすることができる。また、冷却ファン６１を開閉カバー４１に取り付けておくことで、開閉カバー４１を開閉する際に、２次転写ユニット２６の移動を妨げない構造とすることができる。

また、上述したように、温度が低下しづらい加圧ローラ５１の端部を冷却することで、加圧ローラ５１の温度ムラを改善することができる。つまり、加圧ローラ５１は、用紙を搬送する際、用紙に接することで表面の温度が低下するが、加圧ローラ５１の端部においては、用紙に接する機会がサイズの大きい用紙などに限定されるため、定着を繰り返すことで加圧ローラ５１に温度ムラが発生する。このような温度ムラを改善することで、大サイズ用紙での端部の定着不良や、過熱による定着部１７の端部の劣化を解消することができる。

さらに、冷却ダクト６２によって、ニップ部Ｎの上流側を重点的に冷却することで、定着部１７での定着不良を防ぐことができる。つまり、用紙を搬送する際に加圧ローラ５１は回転しているので、加圧ローラ５１のどの部分を冷却してもニップ部Ｎを冷却することはできる。しかしながら、冷却された部分は、周囲から伝達された熱によって加熱され、ニップ部Ｎに到達するまでの間に冷却した効果が薄れてしまう。そのため、ニップ部Ｎにできるだけ近い部分を冷却することが望ましい。また、冷却ダクト６２を設けることで、冷却ファン６１の位置の制限が緩和され、充分なスペースが確保できる位置に冷却ファン６１を配置することができる。

次に、温度検知部５５の位置を変更した変形例について説明する。

図４は、図２の温度検知部の位置を変更した変形例の拡大断面図であって、図５は、図４の定着部を２次転写ユニット側から見た状態を示す平面図である。

温度検知部５５は、軸方向Ａで冷却ファン６１が冷却する領域より加圧ローラ５１の端部側に配置されている。つまり、変形例では、温度検知部５５は、冷却ダクト６２の冷却開口部６２ｂより加圧ローラ５１の軸方向Ａの端部側に配置されている。この構成によると、冷却ファン６１によって直接冷却されていない領域の温度を検知することによって、温度ムラの程度を把握することができる。

なお、冷却ファン６１の回転数を制御する際に、第１サーミスタ５６および第２サーミスタ５７の検知結果を考慮してもよい。つまり、加圧ローラ５１の中央および定着ベルト５４と、加圧ローラ５１の端部との温度差を検知することによって、定着部１７での温度ムラを把握することができる。

次に、開閉カバー４１を開閉する動作について説明する。

図６は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の開閉カバーを閉じた状態を示す説明図であって、図７は、図６に示す開閉カバーを開いた状態を示す説明図である。

開閉カバー４１は、装置本体１１０に対して水平方向に直線移動するスライド式の構造とされている。つまり、図６および図７に示す構造において、開閉カバー４１の開閉方向Ｂは水平方向と一致する。なお、開閉カバー４１には、開閉カバー４１を開閉する際にユーザが掴むための把手などを適宜設けてもよい。

２次転写ユニット２６のフレーム２７には、装置本体１１０に面する側に係止軸２７ａと位置決め部２７ｂとが設けられている。装置本体１１０には、係止軸２７ａに向かって開口した係止凹部１１０ｂが形成された係止部１１０ａと、位置決め部２７ｂに対応する位置に設けられた位置決めボス１１０ｃとを備えている。位置決め部２７ｂには、位置決めボス１１０ｃにむかって開口した位置決め凹部２７ｃが設けられている。

図６に示すように、開閉カバー４１を閉じた状態において、係止軸２７ａは、係止凹部１１０ｂに入り込んで係止され、位置決めボス１１０ｃは、位置決め凹部２７ｃに入り込んで係止されている。その結果、２次転写ユニット２６は、装置本体１１０に対して位置決めされて係止され、冷却ファン６１（固定ダクト６３）は、冷却ダクト６２に連結されている。

図７に示すように、開閉カバー４１を開けることで、係止軸２７ａは、係止凹部１１０ｂから外れ、位置決めボス１１０ｃは、位置決め凹部２７ｃから外れる。そして、２次転写ユニット２６および冷却ファン６１（固定ダクト６３）は、開閉カバー４１と供に装置本体１１０から離間し、用紙搬送路Ｓが露出される。

次に、開閉カバー４１の変形例について説明する。

図８は、開閉カバーの変形例を閉じた状態を示す説明図であって、図９は、図８に示す開閉カバーの変形例を開いた状態を示す説明図である。

変形例では、開閉カバー４１と装置本体１１０とは、支持軸１１０ｄを介して連結されており、開閉カバー４１は、支持軸１１０ｄを中心として回動する構造とされている。つまり、図８および図９に示す構造において、開閉カバー４１の開閉方向Ｂは支持軸１１０ｄを中心とした回転方向と一致する。支持軸１１０ｄは、装置本体１１０の端部（図では下方）に設けられている。

図９に示すように、開閉カバー４１を開けることで、２次転写ユニット２６および冷却ファン６１（固定ダクト６３）は、開閉カバー４１と供に装置本体１１０から離間し、用紙搬送路Ｓが露出される。

なお、今回開示した実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

１ 画像形成装置
１７ 定着部
２１ 中間転写ベルト
２２ 中間転写ベルト駆動ローラ
２６ ２次転写ユニット
４１ 開閉カバー
５１ 加圧ローラ
５２ 定着ローラ
５３ 加熱ローラ
５４ 定着ベルト
５５ 温度検知部
６１ 冷却ファン
６２ 冷却ダクト
６２ａ 連結開口部
６２ｂ 冷却開口部
６２ｃ 送風案内面
６３ 固定ダクト
６３ａ 突出部
６３ｂ 吸気開口部
６３ｃ 排気開口部
６３ｄ 切りかけ部
６３ｅ 遮断壁
６４ モルト
Ａ 軸方向
Ｂ 開閉方向
Ｒ 回転方向

Claims (11)

1. 用紙を搬送する用紙搬送路と、前記用紙搬送路に沿って配置された２次転写ユニットおよび定着部と、装置本体に対して開放されたときに前記用紙搬送路を露出させる開閉カバーと、前記用紙搬送路に対して前記開閉カバーの側から用紙を加圧する前記定着部に設けられた加圧ローラとを備える画像形成装置であって、
   前記加圧ローラを冷却する冷却ファンを備え、
   前記２次転写ユニットおよび前記冷却ファンは、前記開閉カバーに取り付けられ、
   前記２次転写ユニットと前記冷却ファンとは、前記開閉カバーの開閉動作時の移動軌跡が重なる位置に配置されていること
   を特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記冷却ファンから送風された空気を前記加圧ローラへ導く冷却ダクトを備え、
   前記冷却ダクトは、前記加圧ローラが用紙を加圧するニップ部に近い前記加圧ローラの表面へ向けて送風すること
   を特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置であって、
   前記冷却ダクトは、前記冷却ファンから送風された空気が向かう方向を、前記加圧ローラに向かう方向へ案内する送風案内面が設けられていること
   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であって、
   前記送風案内面は、前記冷却ファンから前記加圧ローラへ向かう方向に沿って傾斜していること
   を特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２から請求項４までのいずれか１つに記載の画像形成装置であって、
   前記冷却ダクトは、装置本体に取り付けられ、
   前記冷却ファンは、固定ダクトに収納されて前記開閉カバーに取り付けられ、
   前記固定ダクトは、前記開閉カバーが閉じられたときに前記冷却ダクトに連結されること
   を特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の画像形成装置であって、
   前記２次転写ユニットから前記冷却ファンへの空気の流れを遮断する遮断壁を備えていること
   を特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１つに記載の画像形成装置であって、
   前記冷却ファンは、前記加圧ローラの軸方向の端部において前記加圧ローラと対向する位置に配置されていること
   を特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１つに記載の画像形成装置であって、
   前記用紙搬送路は、下方から上方に向かって用紙を搬送する縦型の搬送路であり、
   前記冷却ファンは、前記加圧ローラの下方に配置されていること
   を特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１つに記載の画像形成装置であって、
   前記加圧ローラの表面の温度を検知する温度検知部を備え、
   前記温度検知部は、前記加圧ローラの軸方向で前記冷却ファンが冷却する領域より前記加圧ローラの端部側に配置されていること
   を特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１から請求項８までのいずれか１つに記載の画像形成装置であって、
    前記加圧ローラの表面の温度を検知する温度検知部を備え、
    前記温度検知部は、前記加圧ローラの軸方向で前記冷却ファンと一致する位置であり、前記冷却ファンが冷却する領域と離間した位置に配置されていること
    を特徴とする画像形成装置。
11. 請求項９または請求項１０に記載の画像形成装置であって、
    前記温度検知部の検知結果に基づいて、前記冷却ファンの回転数を制御すること
    を特徴とする画像形成装置。

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