JP7259546B2 - 冷却装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置、およびその画像形成装置に搭載される冷却装置に関する。

本出願人は、定着器の冷却を行う冷却ファンを備え、定着器の温度に応じて冷却ファンのオンオフ制御や冷却ファンの回転数制御を行うようにした、電子写真方式の画像形成装置を既に提案している（例えば特許文献１参照）。また、制御部により、環境温度に対応させて定着温度を設定するようにした画像形成装置についても本出願人は既に提案している（例えば特許文献２参照）。

特開２００６－１７１２３７号公報 特開２００７－２３７６８２号公報

ところで、このような画像形成装置においては、定着ユニットなどの発熱部分の冷却を均質に行うことが望ましい。

したがって、優れた冷却性能を発揮することのできる冷却装置、およびその冷却装置を備えた画像形成装置を提供することが望まれる。

本発明の一実施形態としての冷却装置は、媒体に画像を形成する画像形成装置の内部を冷却するものであって、送風装置と案内部材とを備える。送風装置は、画像形成装置における媒体の幅方向の第１の端部側に設けられ、空気を送り出す送風口を有する。案内部材は、幅方向に延在し、送風口と対向するように配置されて送風装置からの空気を取り込む一の吸気口と、その吸気口から取り入れた空気を２つに分岐する分岐部と、吸気口から分岐部に至る第１通路と、第１の分岐路および第２の分岐路を含む第２通路と、第１の端部側に設けられて分岐部において分岐された空気を排出する第１の排気口と、第２の端部側に設けられて分岐部において分岐された空気を排出する第２の排気口と、を有する。第１の分岐路は、幅方向において分岐部から第１の端部に向かって延在する。第２の分岐路は、幅方向において分岐部から幅方向の第１の端部と反対側の第２の端部へ向かって延在する。分岐部は、幅方向における第１の排気口と第２の排気口との間であって、幅方向における第１の排気口と第２の排気口との中央位置と吸気口との間にある。
また、本発明の一実施形態としての画像形成装置は、上記冷却装置を備えたものである。

本発明の一実施形態としての冷却装置および画像形成装置によれば、案内部材において、送風装置から取り込んだ空気を分岐部において２つに分岐して２つの排気口から排出するようにしたので、画像形成装置が均質に冷却される。したがって、優れた冷却性能を発揮することができる。
なお、本発明の効果はこれに限定されるものではなく、以下に記載のいずれの効果であってもよい。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の内部構成例を表す模式図である。 図１に示した画像形成装置の外観を表す斜視図である。 図１に示した画像形成装置の外観を表す側面図である。 図１に示した定着部を表す斜視図である。 図１に示した定着部を表す側面図である。 図１に示した定着部の構成例を表す模式図である。 図１に示した定着部の外観を表す斜視図である。 図１に示した定着部の外観を表す側面図である。 図４に示したダクトおよびフレームの外観を表す斜視図である。 図４に示したフレームの外観を表す斜視図である。 図４に示したダクトの平面形状を表す平面図である。 実験例１におけるダクトの平面形状を表す平面図である。 実験例２におけるダクトの平面形状を表す平面図である。 実験例３におけるダクトの平面形状を表す平面図である。 実験例１～３における冷却装置の開口からの空気の流速を表す特性図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明は本発明の一具体例であって、本発明は以下の態様に限定されるものではない。また、本発明は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。説明は以下の順序で行う。
１．一実施の形態
１．１ 画像形成装置の構成
１．２ 画像形成装置の動作
（Ａ）基本動作
（Ｂ）定着装置における冷却動作
１．３ 画像形成装置の効果
２．実験例
３．変形例

＜１．一実施の形態＞
［１．１ 画像形成装置１００の構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置１００の内部構成例を表す模式図である。また、図２Ａは、画像形成装置１００の一部の外観を表す斜視図である。さらに図２Ｂは、画像形成装置１００を側方から眺めた側面図である。画像形成装置１００は、本発明の「画像形成装置」の一具体例に対応し、例えば用紙などの、後出の媒体（印刷媒体、転写材ともいう。）ＰＭに対して例えばカラー画像およびモノクロ画像を選択的に形成可能な、電子写真方式のプリンタである。図１に示したように、この画像形成装置は、本体部１と、その本体部１の上部に開閉可能に取り付けられたトップカバー部２とを備えている。本体部１の側面には、外気を取り込む通気口３が設けられている。

図１に示したように、本体部１の内部には、媒体ＰＭの搬送方向に沿って上流から順に、給紙部１０と、媒体搬送部２０と、画像形成部３０と、転写部４０と、定着部５０と、排出部６０と、制御部７０とが設けられている。本体部１の内部には、さらに、媒体ＰＭの搬送経路上に、上流から下流へ向かって順に配置された第１～第３の媒体センサＭＳ１～ＭＳ３を備えている。

（給紙部１０）
給紙部１０は、例えば、媒体ＰＭを複数積層した状態で収納する媒体トレイ１１と、ピックアップローラ１２と、フィードローラ１３と、リタードローラ１４とを有している。媒体トレイ１１は、例えば本体部１の下部に着脱自在に装着されている。ピックアップローラ１２は、媒体トレイ１１に積層された媒体ＰＭを最上部から１枚ずつピックアップしたのち、ピックアップした媒体ＰＭを１枚ずつ下流へ供給するようになっている。フィードローラ１３と、リタードローラ１４とは対向配置されており、ピックアップローラ１２からの媒体ＰＭを挟持して下流の媒体搬送部２０へ供給するように動作する。

（媒体搬送部２０）
媒体搬送部２０は、例えば、搬送路に沿って上流から順に、搬送ローラ対２１と搬送ローラ対２２とを有している。媒体搬送部２０は、搬送ローラ対２１の回転および搬送ローラ対２２の回転により、給紙部１０から供給された媒体ＰＭを１枚ずつ画像形成部３０へ搬送するようになっている。給紙部１０と搬送ローラ対２１との間に第１の媒体センサＭＳ１が配置され、搬送ローラ対２１と搬送ローラ対２２との間に第２の媒体センサＭＳ２が配置されている。第１の媒体センサＭＳ１および第２の媒体センサＭＳ２は、それぞれの配置された位置に媒体ＰＭが到達したことを検知するセンサであり、それぞれ、検知信号を制御部７０に送信するようになっている。

（画像形成部３０）
画像形成部３０は、例えば４つの画像形成ユニット３１（３１Ｋ，３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ）を有している。

画像形成ユニット３１Ｋ，３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃは、それぞれ、媒体搬送部２０から搬送される媒体ＰＭに転写されることとなるトナー像の形成を行う機構である。すなわち、画像形成ユニット３１Ｋはブラックのトナー像を形成し、画像形成ユニット３１Ｙはイエローのトナー像を形成し、画像形成ユニット３１Ｍはマゼンタのトナー像を形成し、画像形成ユニット３１Ｃはシアンのトナー像を形成するようになっている。

画像形成ユニット３１Ｋ，３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃは、それぞれ、例えば感光ドラム３２、帯電ローラ３３、現像ローラ３４、露光装置３５、トナー収容部３６および供給ローラ３７を有している。

感光ドラム３２は、静電潜像を表面（表層部分）に担持可能な円柱状の部材であり、感光体（例えば有機系感光体）を用いて構成されている。具体的には、感光ドラム３２は、導電性支持体と、その外周（表面）を覆う光導電層とを有する。導電性支持体は、例えば、アルミニウムからなる金属パイプにより構成されている。光導電層は、例えば、電荷発生層および電荷輸送層を順に積層した構造を有する。感光ドラム３２は、制御部７０による制御を受け、媒体ＰＭが搬送方向に搬送される向きに所定の回転速度で回転動作するようになっている。なお、感光ドラム３２の表面に担持された静電潜像には、各色のトナーが現像されるようになっている。

帯電ローラ３３は、感光ドラム３２の表面を帯電させる帯電部材であり、感光ドラム３２の表面に接するように配置されている。

現像ローラ３４は、静電潜像を現像するトナーを表面に担持する部材であり、感光ドラム３２の表面に接するように配置されている。

露光装置３５は、感光ドラム３２と対向するように配置され、対向する感光ドラム３２の表面を露光することにより感光ドラム３２の表面に静電潜像を形成する装置である。露光装置３５は対応する感光ドラム３２に対し、媒体ＰＭの搬送方向と直交する幅方向（Ｘ軸方向）に並ぶ複数個の発光部を有する。各発光部は、例えば、照射光を発するＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源と、その照射光を感光ドラム３２の表面に結像させるレンズアレイとを含んで構成されている。

トナー収容部３６は、各色のトナーを収容する容器を有する。画像形成ユニット３１Ｋのトナー収容部３６にはブラックトナーが収容され、画像形成ユニット３１Ｙのトナー収容部３６にはイエロートナーが収容され、画像形成ユニット３１Ｍのトナー収容部３６にはマゼンタトナーが収容され、画像形成ユニット３１Ｃのトナー収容部３６にはシアントナーが収容されている。トナーは、例えば、ポリエステル樹脂などの結着樹脂と、内部添加剤としての帯電制御剤、離型剤および着色剤と、例えばシリカや酸化チタンなどの外部添加剤とを含む非磁性材料により構成されるものである。このうち、着色剤の色を適宜選択することにより、画像形成ユニット３１（３１Ｋ，３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ）が形成するトナー像の色を変更することができる。

供給ローラ３７は、現像ローラ３４に対してトナーを供給するための供給部材であり、現像ローラ３４の表面に接するように配置されている。

（転写部４０）
転写部４０は、媒体搬送部２０から搬送される媒体ＰＭを搬送方向（ここでは＋Ｚ方向）へ搬送するとともに、画像形成ユニット３１Ｋ，３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃにおいて各々形成されるトナー像を、媒体ＰＭの表面に順次転写する機構である。転写部４０は、搬送ベルト４１と、この搬送ベルト４１を回転駆動する駆動ローラ４２と、この駆動ローラ４２に従動して回転するアイドルローラ４３と、搬送ベルト４１を挟んで複数の感光ドラム３２とそれぞれ対向して配置された複数の転写ローラ４４とを有する。駆動ローラ４２およびアイドルローラ４３は、それぞれ、幅方向（Ｘ軸方向）に延在する回転軸部を中心として回転可能な略円柱状の部材である。転写部４０は、クリーニングブレード４５および廃トナーボックス４６をさらに有する。

搬送ベルト４１は、例えば、ポリイミド樹脂などの樹脂材料からなる無端の弾性ベルトである。搬送ベルト４１は、駆動ローラ４２およびアイドルローラ４３によって張設（張架）されている。駆動ローラ４２は、制御部７０の制御に基づき、ベルトモータから伝達される回転力により媒体ＰＭが搬送される向きに回転駆動され、搬送ベルト４１を循環回転させるものである。アイドルローラ４３は、付勢部材による付勢力により、搬送ベルト４１に負荷される張力を調整するものである。アイドルローラ４３は、駆動ローラ４２と同方向へ回転するようになっている。

複数の転写ローラ４４は、画像形成ユニット３１Ｋ，３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃと逆方向に回転することで媒体ＰＭを搬送しつつ、画像形成ユニット３１Ｋ，３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃで形成されたトナー像を媒体ＰＭ上に静電的に転写するための部材である。転写ローラ４４は、例えば、発泡性の半導電性弾性ゴム材により構成されている。

クリーニングブレード４５は、搬送ベルト４１の表面上に残存した廃トナーを掻き取ってクリーニングするための部材である。廃トナーボックス４６は、クリーニングブレード４５により掻き取られた廃トナーを回収し、貯蔵するものである。

（定着部５０）
図３Ａは、定着部５０の外観を表す斜視図である。図３Ｂは、定着部５０を側方から眺めた側面図である。さらに、図４は、定着部５０の構成例を表す模式図である。定着部５０は、定着装置５０Ａと、冷却装置５０Ｂとを有している。なお、図４における定着装置５０Ａおよび冷却装置５０Ｂは、＋Ｚ方向に眺めた状態を表している。

ここで、定着装置５０Ａが本発明の「定着装置」に対応する一具体例であり、媒体ＰＭにトナー像を定着する定着動作を行うことができるようになっている。また、冷却装置５０Ｂが本発明の「冷却装置」に対応する一具体例であり、定着装置５０Ａを冷却する冷却動作を実行可能に構成されている。

定着装置５０Ａは、画像形成部３０および転写部４０において媒体ＰＭ上に転写されたトナー像に対し熱および圧力を付与することで、そのトナー像を媒体ＰＭ上に定着させるようになっている。図４に示したように、定着装置５０Ａは、筐体５１と、その内部において媒体搬送路を挟んで対向する定着ローラ５２および加圧ローラ５３とを含んでいる。定着ローラ５２は、制御部７０による制御を受け、メインモータから伝達される回転力により、媒体ＰＭが搬送方向に搬送される向きに回転動作するようになっている。加圧ローラ５３は、定着ローラ５２との間にニップ部（圧接部）ＮＰが形成されるように定着ローラ５２と対向して配置されている。加圧ローラ５３は、ニップ部ＮＰを通過する媒体ＰＭ上のトナー像に対して圧力を付与するようになっている。加圧ローラ５３は、弾性体材料からなる表面層を有するとよい。さらに、定着ローラ５２は、その内部にハロゲンランプやニクロム線などの熱源５２Ｈを含んで構成されており、加熱部材として媒体ＰＭ上のトナー像に対して熱を付与するように構成されている。また、熱源５２Ｈは、制御部７０により制御される電源ＰＳからバイアス電圧の供給を受け、定着ローラ５２の表面温度を制御するようになっている。

また、定着装置５０Ａには、媒体ＰＭが通過する媒体通過領域１Ｃと、その両隣に位置する周辺領域１Ｌ，１Ｒとが存在する。すなわち、定着ローラ５２および加圧ローラ５３は、媒体通過領域１Ｃでは媒体ＰＭと接触することとなる一方、周辺領域１Ｌ，１Ｒでは媒体ＰＭと接触することはない。

図５Ａは、定着部５０の外観を表す斜視図であり、図５Ｂは、定着部５０の外観を表す側面図である。また、図６Ａは、ダクト５７およびフレーム５８などの外観を表す斜視図であり、図６Ｂは、フレーム５８の外観を表す斜視図である。さらに図６Ｃは、下方、すなわち、フレーム５８から眺めたときのダクト５７の平面図である。

冷却装置５０Ｂは、例えば冷却ファン５６と、ダクト５７と、フレーム５８とを有している。冷却ファン５６は、例えば定着装置５０ＡのＸ軸方向における両端部分、すなわち周辺領域１Ｌ，１Ｒを冷却するための風を生成するものであり、本体部１に設けられた通気口３と対向する位置に配置されている。冷却ファン５６は、例えば、通気口３と対向する面に設けられた吸気口５６Ａ（図４）を含む本体５６１（図３Ｂ）と、通気口３と反対側の面に設けられた送風口５６Ｂ（図４）を含む流路５６２（図３Ｂ）とを有している。冷却ファン５６は、例えば制御部７０により駆動制御され、吸気口５６Ａから取り込んだ空気を送風口５６Ｂから排出し、ダクト５７へ送り込むようになっている。なお、本実施の形態では、図４に示したように、冷却ファン５６は筐体５１の外部に設けられ、ダクト５７およびフレーム５８は筐体５１の内部に設けられている。
冷却ファン５６は、本発明の「送風装置」に対応する一具体例である。また、ダクト５７およびフレーム５８は、本発明の「案内部材」に対応する一具体例である。

ダクト５７は、冷却ファン５６において生成された風を定着装置５０Ａの一部、すなわち周辺領域１Ｌ，１Ｒに導く案内部材であり、第１部分５７１と第２部分５７２と第３部分５７３とを有している。図６Ｃに示したように、第１部分５７１には吸気口５７Ａが設けられ、第２部分５７２には主流路５７Ｂが設けられ、第３部分５７３には２つの分岐路５７Ｃ１，５７Ｃ２が設けられている。ダクト５７において第１部分５７１と第２部分５７２と第３部分５７３とは順に連結され、それらが通風路を形成している。２つの分岐路５７Ｃ１，５７Ｃ２は、分岐部５９において主流路５７Ｂから２つに分岐されている。分岐路５７Ｃ１は分岐部５９から先端部５７Ｓ１へ至るまで＋Ｘ方向へ延在しており、分岐路５７Ｃ２は分岐部５９から先端部５７Ｓ２へ至るまで－Ｘ方向へ延在している。図６Ｃに矢印で示したように、吸気口５７Ａから取り込まれた冷却ファン５６からの空気流はＸ軸方向に延びる主流路５７Ｂを経由し、分岐部５９において２つの空気流に分岐される。分岐部５９において分岐された２つの空気流は、それぞれ先端部５７Ｓ１，５７Ｓ２に向かうようになっている。２つの空気流は、先端部５７Ｓ１，５７Ｓ２において－Ｙ方向へ向きを変えることとなる。なお、主流路５７Ｂは例えばＸ軸方向において実質的に一定の第１断面積を有し、分岐路５７Ｃ１，５７Ｃ２はそれぞれ例えばＸ軸方向において実質的に一定の第２断面積を有しているとよい。
ここで、主流路５７Ｂは本発明の「第１通路」に対応する一具体例であり、分岐路５７Ｃ１，５７Ｃ２はいずれも本発明の「第２通路」に対応する一具体例である。

フレーム５８は、図４および図６Ａなどに示したようにダクト５７と定着ローラ５２との間に設けられ、ダクト５７における先端部５７Ｓ１，５７Ｓ２とそれぞれ対応する位置に開口５８Ａ，５８Ｂ（図６Ｂ）を有している。したがって、先端部５７Ｓ１，５７Ｓ２において－Ｙ方向へ向きを変えた２つの空気流は、それぞれ開口５８Ａ，５８Ｂを通過し、定着ローラ５２の周辺領域１Ｌ，１Ｒに導かれるようになっている（図４）。フレーム５８は、例えば、Ｘ軸方向を長手方向とし、Ｚ軸方向の両端部分が折り曲げられている板状部材である。
ここで、開口５８Ａおよび開口５８Ｂは、本発明の「第１の排気口」および「第２の排気口」にそれぞれ対応する一具体例である。

分岐部５９は、例えば対向面５９１と斜面５９２とを有している。対向面５９１は、吸気口５７Ａと正対するように、主流路５７Ｂの終端、すなわち主流路５７Ｂの突き当たりに配置された壁面である。対向面５９１は、例えばＸ軸方向と実質的に直交している。これに対し、斜面５９２は、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の双方に対して傾斜している。なお、図６Ｃに示した例では、対向面５９１と斜面５９２とが連続しているが、対向面５９１と斜面５９２との間に曲面が設けられていてもよい。

分岐部５９は、ダクト５７における吸気口５７Ａと、Ｘ軸方向における開口５８Ａから開口５８Ｂの中央位置ＣＰとの間にあることが望ましい。すなわち、吸気口５７Ａの近くにある開口５８Ａから分岐部５９までの長さＬ１のほうが、吸気口５７Ａから遠い位置にある開口５８Ｂから分岐部５９までの長さＬ２よりも近いことが望ましい。長さＬ１と長さＬ２とが等しい場合と比較して、開口５８Ａから排出される空気流の速度と開口５８Ｂから排出される空気流の速度との差が低減されるからである。特に、Ｘ軸方向における開口５８Ａから開口５８Ｂまでの長さＬ０は、吸気口５７Ａから分岐部５９までの長さＬ１の４倍以上８倍以下であるとよい。開口５８Ａから排出される空気流の速度と、開口５８Ｂから排出される空気流の速度との差が十分に低減されるからである。

このように、冷却ファン５６、ダクト５７およびフレーム５８を有する冷却装置５０Ｂにより、定着ローラ５２および加圧ローラ５３のうちの周辺領域１Ｌ，１Ｒが効果的に冷却されるようになっている。

定着装置５０Ａは、さらに、定着ローラ中央部温度センサ５４Ｃと、定着ローラ端部温度センサ５４Ｌ，５４Ｒと、加圧ローラ中央部温度センサ５５Ｃと、加圧ローラ端部温度センサ５５Ｌ，５５Ｒとを有している。定着ローラ中央部温度センサ５４Ｃは、例えば媒体通過領域１Ｃに設けられた非接触式の温度センサであり、定着ローラ５２のうち媒体通過領域１Ｃにおける表面温度を検知する素子である。定着ローラ端部温度センサ５４Ｌ，５４Ｒは周辺領域１Ｌ，１Ｒに設けられた非接触式の温度センサであり、定着ローラ５２のうち周辺領域１Ｌ，１Ｒにおける表面温度を検知する素子である。加圧ローラ中央部温度センサ５５Ｃは、例えば媒体通過領域１Ｃに設けられた接触式の温度センサであり、加圧ローラ５３のうち媒体通過領域１Ｃにおける表面温度を検知する素子である。加圧ローラ端部温度センサ５５Ｌ，５５Ｒは、周辺領域１Ｌ，１Ｒに設けられた接触式の温度センサであり、加圧ローラ５３のうち周辺領域１Ｌ，１Ｒにおける表面温度を検知する素子である。なお、本明細書では、定着ローラ中央部温度センサ５４Ｃと、定着ローラ端部温度センサ５４Ｌ，５４Ｒとをまとめて温度センサ５４といい、加圧ローラ中央部温度センサ５５Ｃと、加圧ローラ端部温度センサ５５Ｌ，５５Ｒとをまとめて温度センサ５５という場合がある。温度センサ５４，５５は、定着装置５０Ａにおける定着ローラ５２の表面温度および加圧ローラ５３の表面温度をそれぞれ検知し、温度検知情報を含む温度検知信号を制御部７０へそれぞれ発するようになっている。

制御部７０は、定着装置５０Ａの温度制御を行うようになっている。筐体５１の外部には、低圧の電源ＰＳが設けられている。温度センサ５４，５５は、配線７１Ｗとコネクタ７１（７１Ａ，７１Ｂ）とを介して制御部７０と接続され、制御部７０へ温度検知信号を伝達するようになっている。また、熱源５２Ｈは、配線５２Ｗとコネクタ５５（５５Ａ，５５Ｂ）とを介して電源ＰＳと接続され、電力供給を受けるようになっている。

（排出部６０）
定着部５０の下流に設けられた排出部６０は、例えば２組の搬送ローラ対６１，６２を有している。さらに、トップカバー部２の外側にはスタッカ１００Ｋが設けられている。搬送ローラ対６１，６２は、それぞれ、定着部５０と排出部６０との間に設けられた第３の媒体センサＭＳ３により媒体ＰＭが検出されると回転駆動を開始するようになっている。したがって、定着部５０によりトナー像が定着された媒体ＰＭは、排出部６０により本体部１からトップカバー部２の外側へ排出され、スタッカ１００Ｋに順次蓄積されるようになっている。

［１．２ 画像形成装置１００の動作］
（Ａ．基本動作）
この画像形成装置１００では、以下のようにして、媒体ＰＭに対してトナー像が転写される。

起動状態の画像形成装置１００に対してＰＣなどの外部機器から印刷画像データおよび印刷命令などが制御部７０に入力されると、制御部７０は、その印刷命令に応じた印刷画像データの印刷動作を開始させる。

具体的には、例えばＲＯＭなどの記憶部に格納されている印刷処理プログラムに基づいて、ＣＰＵにより印刷動作が指示され、メインモータが駆動する。これにより、例えば給紙部１０の媒体トレイ１１に載置されている媒体ＰＭがピックアップローラ１２などによって最上部から１枚ずつピックアップされ、媒体搬送部２０に供給される。媒体搬送部２０では、第１の媒体センサＭＳ１により媒体ＰＭの到達が検知されると搬送ローラ対２１，２２がそれぞれ回転駆動を開始する。その結果、搬送ローラ対２１，２２により媒体ＰＭの斜行が矯正されつつ媒体ＰＭが下流の画像形成部３０へ向けて搬送される。第２の媒体センサＭＳ２により媒体ＰＭの到達が検知されると、画像形成部３０では、以下のようにしてトナー像が形成されると共にそのトナー像が媒体ＰＭ上に転写されることとなる。

画像形成部３０では、制御部７０の印刷命令により、以下の電子写真プロセスによって各色のトナー像が形成される。具体的には、制御部７０はメインモータを回転駆動させることにより、各画像形成ユニット３１における感光ドラム３２を所定の方向へ一定速度で回転させる。これに伴い、各画像形成ユニット３１における帯電ローラ３３、現像ローラ３４および供給ローラ３７も所定の方向に回転動作を開始することとなる。

一方、制御部７０は、各画像形成ユニット３１の帯電ローラ３３に対し所定の帯電電圧を印加し、対応する感光ドラム３２の表面をそれぞれ一様に帯電させる。次いで、制御部７０は、露光装置３５を起動し、画像信号に基づく印刷画像の色成分に対応する光を露光装置３５から感光ドラム３２へ各々照射させる。その結果、各感光ドラム３２の表面に静電潜像がそれぞれ形成される。

画像形成ユニット３１（３１Ｋ，３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ）では、制御部７０の制御に基づき、各色の現像ローラ３４に対し所定の現像電圧がそれぞれ印加される。さらに、制御部７０の制御に基づき、各供給ローラ３７に対し所定の供給電圧がそれぞれ印加される。その結果、各色トナーが各供給ローラ３７を介して各現像ローラ３４へ供給され、各現像ローラ３４の表面に担持される。各現像ローラ３４は感光ドラム３２上に形成された静電潜像にトナーを付着させ、可視化された各色のトナー像を形成する。

さらに、制御部７０の制御に基づき、転写部４０における各転写ローラ４４に所定の電圧がそれぞれ印加され、各感光ドラム３２と各転写ローラ４４との間に電界が発生する。その状態で感光ドラム３２と転写ローラ４４との間を媒体ＰＭが走行すると、その媒体ＰＭ上に、感光ドラム３２に形成された、可視化された各色のトナー像が順次転写される。

そののち、媒体ＰＭ上に転写されたトナー像は、制御部７０の制御に基づき、定着装置５０Ａのニップ部ＮＰにおいて熱および圧力が付与されることで媒体ＰＭに定着させられる。その際、上述したように、例えば温度センサ５４により定着ローラ５２の表面温度が検知されると共に温度センサ５５により加圧ローラ５３の表面温度が検知され、制御部７０に基づく熱源５２Ｈの温度制御により、ニップ部ＮＰが適切な温度で媒体ＰＭと接するように調整される。

トナー像が定着した媒体ＰＭは、定着部５０から排出部６０を介して本体部１およびトップカバー部２の外部へ排出され、スタッカ１００Ｋにおいて蓄積される。

（Ｂ．定着部５０における冷却動作）
次に、本実施の形態の画像形成装置１００のうちの、定着部５０における定着装置５０Ａの冷却動作について説明する。

定着部５０では、制御部７０の制御に基づき、定着ローラ中央部温度センサ５４Ｃにより定着ローラ５２のうち媒体通過領域１Ｃにおける中央部の表面温度を検知すると共に加圧ローラ中央部温度センサ５５Ｃにより加圧ローラ５３のうち媒体通過領域１Ｃにおける中央部の表面温度を検知する。定着部５０では、その一方で、制御部７０の制御に基づき、定着ローラ端部温度センサ５４Ｌ，５４Ｒにより定着ローラ５２のうち周辺領域１Ｌ，１Ｒにおける表面温度を検知すると共に加圧ローラ端部温度センサ５５Ｌ，５５Ｒにより加圧ローラ５３のうち周辺領域１Ｌ，１Ｒにおける表面温度を検知する。温度センサ５４，５５は、それぞれ、定着ローラ５２の表面温度および加圧ローラ５３の表面温度の情報を含む温度検知信号を逐次、制御部７０へ送信する。

定着部５０において定着動作を行う場合、制御部７０は、定着ローラ中央部温度センサ５４Ｃおよび加圧ローラ中央部温度センサ５５Ｃからの検知温度情報に基づき、熱源５２Ｈのオンオフ制御を行う。その際、定着ローラ５２の媒体通過領域１Ｃにおける表面温度および加圧ローラ５３の媒体通過領域１Ｃにおける表面温度をできるだけ一定に維持するように熱源５２Ｈを発熱させる。適切な定着動作を安定的に行うためである。

そのような熱源５２Ｈに対する制御に伴い、定着ローラ端部温度センサ５４Ｌ，５４Ｒの検知温度および加圧ローラ端部温度センサ５５Ｌ，５５Ｒの検知温度は、いずれも、徐々に上昇する傾向にあることが多い。これは、媒体通過領域１Ｃを媒体ＰＭが通過することにより、媒体通過領域１Ｃにおける定着ローラ５２の熱および加圧ローラ５３の熱が媒体ＰＭに吸収されるので、この吸収熱を補うように熱源５２Ｈが発熱し、定着ローラ５２を加熱するからである。すなわち、媒体ＰＭの通過に伴う媒体通過領域１Ｃにおける定着ローラ５２の表面温度および加圧ローラ５３の表面温度の低下を、熱源５２Ｈの発熱により抑制している。ところが、媒体ＰＭと接触しない周辺領域１Ｌ，１Ｒでは定着ローラ５２の熱や加圧ローラ５３の熱は媒体ＰＭにより吸収されにくい。このため、熱源５２Ｈの発熱により、周辺領域１Ｌ，１Ｒにおける、定着ローラ５２の表面温度および加圧ローラ５３の表面温度は上昇してしまうのである。

したがって、媒体通過領域１Ｃにおける定着ローラ５２および加圧ローラ５３の表面温度と、周辺領域１Ｌ，１Ｒにおける定着ローラ５２および加圧ローラ５３の表面温度とが大きく乖離してしまう現象が生じる。このような現象は、媒体ＰＭの搬送速度が速くなればなるほど顕著であると共に、媒体通過領域１Ｃの定着ローラ５２および加圧ローラ５３の表面における目標設定温度が高くなればなるほど顕著である。

そこで、制御部７０は、冷却ファン５６を駆動させ、開口５８Ａ，５８Ｂから空気を排出することにより周辺領域１Ｌ，１Ｒにおける定着ローラ５２および加圧ローラ５３の冷却を適宜行うようになっている。制御部７０は、冷却ファン５６の駆動および停止を適宜行うことにより、定着ローラ端部温度センサ５４Ｌ，５４Ｒの検知温度および加圧ローラ端部温度センサ５５Ｌ，５５Ｒの検知温度を可能な限り一定に近づけるように冷却ファン５６の動作を制御する。その結果、周辺領域１Ｌ，１Ｒにおける定着ローラ５２および加圧ローラ５３の表面温度の上昇を防ぐことができる。

［１．３ 画像形成装置１００の効果］
以上説明したように、本実施の形態の画像形成装置１００では、定着部５０において一の吸気口５７Ａから取り入れた空気を分岐部５９で２つに分岐したのち、Ｘ軸方向の両端部の開口５８Ａ，５８Ｂから空気をそれぞれ排出するようにした。このため、一の冷却ファン５６により生成した空気の流れを利用して、例えば周辺領域１Ｌ，１Ｒにおける定着ローラ５２および加圧ローラ５３の冷却を効果的に行うことができる。したがって、定着装置５０Ａが均質に冷却され、冷却装置５０Ｂは優れた冷却性能を発揮することができる。また、冷却装置５０Ｂは冷却ファン５６を２以上設けなくてすむので、全体構成の小型化にも有利である。さらに、冷却装置５０Ｂでは、冷却ファン５６を画像形成装置１００におけるＸ軸方向の端部に配置するようにしたので、冷却ファン５６をＸ軸方向の中央部に配置した場合と比べて通気口３から効率的に外気を吸気することができるうえ、画像形成装置１００の全体構成の小型化に有利である。

また、本実施の形態の画像形成装置１００では、Ｘ軸方向において、吸気口５７Ａから、開口５８Ａと開口５８Ｂとの中央位置ＣＰまでの間に分岐部５９が位置するようにしている。このため、開口５８Ａから排出される空気の流速と開口５８Ｂから排出される空気の流速とを近づけることができ、冷却装置５０Ｂは定着装置５０Ａをより均質に冷却することができる。特に、開口５８Ａから開口５８Ｂまでの長さＬ０が吸気口５７Ａから分岐部５９までの長さＬ１の４倍以上８倍以下となるようにすれば、開口５８Ａから排出される空気の流速と開口５８Ｂから排出される空気の流速とをよりいっそう近づけることができる。そのため、冷却装置５０Ｂは定着装置５０Ａをよりいっそう均質に冷却することができる。

また、本実施の形態の画像形成装置１００では、分岐部５９が、Ｘ軸方向に対して傾斜した斜面５９２を含むようにした。このため、開口５８Ａから排出される空気の流速と開口５８Ｂから排出される空気の流速とを近づけることができ、冷却装置５０Ｂは定着装置５０Ａをより均質に冷却することができる。分岐部５９が、吸気口５７Ａと正対するように主流路５７Ｂの終端に位置すると共にＸ軸方向と実質的に直交する対向面５９１をさらに含むようにすれば、開口５８Ａから排出される空気の流速と開口５８Ｂから排出される空気の流速とをよりいっそう近づけることができる。そのため、冷却装置５０Ｂは定着装置５０Ａをよりいっそう均質に冷却することができる。

＜２．実験例＞
本発明の実験例について説明する。

（実験例１）
図７Ａに示した平面形状を有するダクト５７－１を用いた冷却装置５０Ｂにおいて、開口５８Ａ，５８Ｂからそれぞれ排出される空気の流速を測定した。その結果を図８に示す。図７Ａに示したように、ダクト５７－１では、対向面５９１のＺ軸方向の長さＺ５９１が、主流路５７ＢのＺ軸方向の長さＺ５７Ｂよりも短い。したがって、主流路５７ＢのＸ軸方向の延長上に斜面５９２の一部が存在する。なお、図７Ａにおける数値は、ダクト５７－１の各部位の寸法［ｍｍ］を表している。

（実験例２）
図７Ｂに示した平面形状を有するダクト５７－２を用いた冷却装置５０Ｂにおいて、開口５８Ａ，５８Ｂからそれぞれ排出される空気の流速を測定した。その結果を図８に示す。図７Ｂに示したように、ダクト５７－２では、分岐部５９が対向面５９１のみを有し、斜面５９２を有していない。したがって、主流路５７ＢのＸ軸方向の延長上には対向面５９１のみが存在する。なお、図７Ｂにおける数値は、ダクト５７－２の各部位の寸法［ｍｍ］を表している。

（実験例３）
図７Ｃに示した平面形状を有するダクト５７－３を用いた冷却装置５０Ｂにおいて、開口５８Ａ，５８Ｂからそれぞれ排出される空気の流速を測定した。その結果を図８に示す。図７Ｃに示したように、ダクト５７－３では、対向面５９１のＺ軸方向の長さＺ５９１が、主流路５７ＢのＺ軸方向の長さＺ５７Ｂと一致している。したがって、主流路５７ＢのＸ軸方向の延長上に斜面５９２は存在せず、対向面５９１のみが存在する。なお、図７Ｃにおける数値は、ダクト５７－３の各部位の寸法［ｍｍ］を表している。また、ダクト５７－１～５７－３は、平面形状が異なることを除き、他は実質的に同一の構成を有する。さらに、ダクト５７－１～５７－３では、ＹＺ断面における分岐路５７Ｃ１の断面積およびＹＺ断面における分岐路５７Ｃ２の断面積は、いずれも、Ｘ軸方向において一定であるうえ、互いに等しい。

図８は、上記実験例１～３において、開口５８Ａ，５８Ｂからそれぞれ排出される空気の流速、すなわち風速［ｍ／ｓ］を測定した結果を表している。図８に示したように、実験例１では、開口５８Ａにおける風速よりも開口５８Ｂにおける風速のほうが高い値を示した。実験例２では、開口５８Ａにおける風速よりも開口５８Ｂにおける風速のほうが低い値を示した。実験例３では、開口５８Ａにおける風速と開口５８Ｂにおける風速とがほぼ同等の値を示した。

実験例１では、実験例３に比べて対向面５９１の長さＺ５９１が主流路５７Ｂの長さＺ５７Ｂよりも短く、主流路５７Ｂを－Ｘ方向に流れる空気の一部が斜面５９２に直接あたり、開口５８Ｂへ向けて案内されたため、開口５８Ｂにおける風速が比較的高い値を示したものと考えられる。

実験例２では、斜面５９２は存在せず、対向面５９１のみが存在するので、主流路５７Ｂを－Ｘ方向に流れる空気が対向面５９１に直接あたって＋Ｘ方向へ折り返すように開口５８Ａへ向けて案内されたため、開口５８Ａにおける風速が比較的高い値を示したものと考えられる。

実験例３では、分岐部５９に斜面５９２が存在するものの、主流路５７ＢのＸ軸方向の延長上には対向面５９１のみが存在し、さらに開口５８Ａから開口５８Ｂまでの長さＬ０が吸気口５７Ａから分岐部５９までの長さＬ１の４倍以上８倍以下となっているので、開口５８Ａにおける風速と開口５８Ｂにおける風速とがほぼ同等の値を示したものと考えられる。

以上の結果から、定着装置５０Ａを均質に冷却するためには、実験例３の条件が最も好ましいことがわかった。

＜３．変形例＞
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では４色のトナーを用いたカラー画像を形成可能な画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば５色以上のカラー画像を形成する画像形成装置であってもよい。

また、上記実施の形態では、定着装置５０Ａを冷却する冷却装置５０Ｂを例示して説明するようにしたが、本発明の冷却装置はこれに限定されるものではなく、他の部位を冷却するものであってもよい。

また、上記実施の形態におけるダクト５７は、ＹＺ断面における分岐路５７Ｃ１の断面積およびＹＺ断面における分岐路５７Ｃ２の断面積が、いずれもＸ軸方向において一定であると説明したが、それらはＸ軸方向に沿って変化するようにしてもよい。また、ＹＺ断面における分岐路５７Ｃ１の断面積と、ＹＺ断面における分岐路５７Ｃ２の断面積とが互いに一致していてもよいし、異なっていてもよい。

さらに、上記実施の形態では、本発明における「画像形成装置」の一具体例として、印刷機能を有するプリンタについて説明したが、これには限られない。すなわち、そのような印刷機能に加え、例えば、スキャン機能やファックス機能を有する複合機として機能する画像形成装置においても、本発明を適用することが可能である。

１００…画像形成装置、１００Ｋ…スタッカ、１…本体部、２…トップカバー部、３…通気口、１０…給紙部、１１…媒体トレイ、１２…ピックアップローラ、１３…フィードローラ、１４…リタードローラ、２０…媒体搬送部、２１，２２…搬送ローラ対、３０…画像形成部、３１（３１Ｋ，３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ）…画像形成ユニット、３２…感光ドラム、３３…帯電ローラ、３４…現像ローラ、３５…露光装置、３６…トナー収容部、３７…供給ローラ、４０…転写部、４１…搬送ベルト、４２…駆動ローラ、４３…アイドルローラ、４４…転写ローラ、４５…クリーニングブレード、４６…廃トナーボックス、５０…定着部、５０Ａ…定着装置、５１…筐体、５２…定着ローラ、５２Ｈ…熱源、５３…加圧ローラ、５４，５５…温度センサ、５０Ｂ…冷却装置、５６…冷却ファン、５６１…本体、５６Ａ…吸気口、５６２…流路、５６Ｂ…送風口、５７…ダクト、５７１…第１部分、５７Ａ…吸気口、５７２…第２部分、５７Ｂ…主流路、５７３…第３部分、５７Ｃ１，５７Ｃ２…分岐路、５７Ｓ１，５７Ｓ２…先端部、５８…フレーム、５９…分岐部、５９１…対向面、５９２…斜面、７０…制御部、ＭＳ１～ＭＳ３…第１～第３の媒体センサ、ＮＰ…ニップ部、ＰＳ…電源。

Claims (8)

1. 媒体に画像を形成する画像形成装置の内部を冷却する冷却装置であって、
   前記画像形成装置における前記媒体の幅方向の第１の端部側に設けられ、空気を送り出す送風口を有する送風装置と、
   前記幅方向に延在し、前記送風口と対向するように配置されて前記送風装置からの空気を取り込む一の吸気口と、前記吸気口から取り入れた空気を２つに分岐する分岐部と、前記吸気口から前記分岐部に至る第１通路と、第１の分岐路および第２の分岐路を含む第２通路と、前記第１の端部側に設けられて前記分岐部において分岐された空気を排出する第１の排気口と、前記第２の端部側に設けられて前記分岐部において分岐された空気を排出する第２の排気口と、を有する案内部材と
   を備え、
   前記第１の分岐路は、前記幅方向において前記分岐部から前記第１の端部に向かって延在し、
   前記第２の分岐路は、前記幅方向において前記分岐部から前記幅方向の前記第１の端部と反対側の第２の端部へ向かって延在し、
   前記分岐部は、前記幅方向における前記第１の排気口と前記第２の排気口との間であって、前記幅方向における前記第１の排気口と前記第２の排気口との中央位置と前記吸気口との間にある
   冷却装置。
2. 前記幅方向における前記第１の排気口から前記第２の排気口までの長さは、前記吸気口から前記分岐部までの長さの４倍以上８倍以下である
   請求項１記載の冷却装置。
3. 前記分岐部は、前記幅方向に対して前記吸気口から第２の排気口に向かって傾斜した斜面を含む
   請求項１または請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記分岐部は、前記斜面に対向する第１壁面をさらに含む
   請求項３に記載の冷却装置。
5. 前記分岐部は、前記吸気口と正対するように前記第１通路の終端に位置すると共に前記幅方向と実質的に直交する第２壁面をさらに含み、
   前記第２壁面と前記斜面とが連続している
   請求項４記載の冷却装置。
6. 前記第１通路の第１断面積は前記幅方向において実質的に一定であり、
   前記第２通路の第２断面積は前記幅方向において実質的に一定である
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の冷却装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の冷却装置を備えた画像形成装置。
8. 媒体に現像剤像を定着する定着動作を実行可能な定着装置と、
   前記定着装置を冷却する冷却動作を実行可能な冷却装置と
   を備え、
   前記冷却装置は、
   前記定着装置における前記媒体の幅方向の第１の端部側に設けられ、空気を送り出す送風口を有する送風装置と、
   前記幅方向に延在し、前記送風口と対向するように配置されて前記送風装置からの空気を取り込む一の吸気口と、前記吸気口から取り入れた空気を２つに分岐する分岐部と、前記吸気口から前記分岐部に至る第１通路と、第１の分岐路および第２の分岐路を含む第２通路と、前記第１の端部側に設けられて前記分岐部において分岐された空気を排出する第１の排気口と、前記第２の端部側に設けられて前記分岐部において分岐された空気を排出する第２の排気口と、を有する案内部材と
   を備え、
   前記第１の分岐路は、前記幅方向において前記分岐部から前記第１の端部に向かって延在し、
   前記第２の分岐路は、前記幅方向において前記分岐部から前記幅方向の前記第１の端部と反対側の第２の端部へ向かって延在し、
   前記分岐部は、前記幅方向における前記第１の排気口と前記第２の排気口との間であって、前記幅方向における前記第１の排気口と前記第２の排気口との中央位置と前記吸気口との間にある
   画像形成装置。

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