(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を加熱し、記録材に定着する定着部材と、
前記定着部材に記録材を圧接させる加圧部材と、
前記加圧部材に冷却風を送る送風部と、
定着装置側から画像形成部側に流れる気流を遮断する気流遮断部材とを有する定着装置であって、
前記送風部は、定着装置における記録材の進入側から前記加圧部材に冷却風を送り、冷却風は定着装置における記録材の排紙側から排出され、
記録材の進入をガイドする進入ガイドを有し、前記気流遮断部材は、定着装置における記録材の進入側で、且つ前記加圧部材の幅方向端部に対向した位置であって、前記進入ガイドの前記幅方向端部に隣接して配置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記気流遮断部材は、通紙領域外に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着部材は定着ローラからなり、前記加圧部材は加圧ベルトからなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
記録材に画像を形成する画像形成部と、請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、トナー像を定着する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、トナー像を加熱して定着する定着装置が用いられている。
【０００３】
この定着装置は、表面側、即ち、トナー像を担持する面側から記録材を加熱し、トナー像を定着する定着ローラ等の定着部材と、記録材を定着部材に圧接させる加圧ローラ等の加圧部材とを有する。
【０００４】
定着装置では、ヒータにより定着部材を加熱する一方、種々の理由から加圧部材等を冷却することが行われる。
【０００５】
特許文献１では、加圧ローラに冷却風を送り、加圧ローラを冷却している。
【０００６】
特許文献２では、転写ユニット側で空気を吸引し、定着装置に空気を送ることにより、転写ユニットと定着装置とを冷却している。
【０００７】
特許文献３では、加圧ローラの中に冷却風を送って加圧ローラを冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６０−１３６７７９号公報
【特許文献２】特開２００９−１８６８８２号公報
【特許文献３】特開２００６−３３０４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
高速化やカラー化に伴って、定着部材の温度を制御するとともに、加圧部材の温度も制御することが必要になってきている。
【００１０】
加圧部材の温度を制御する手段の一つとして、加圧部材に冷却風を送り、加圧部材の過熱を抑制することが行われている。
【００１１】
加圧部材を冷却する場合、特許文献２のように、転写部ユニット等がある画像形成部側から定着装置に冷却風を送り、定着装置の排紙側で排気する冷却方式が有効である。
【００１２】
この冷却方式で加圧部材を冷却することにより、熱を吸収し温度上昇した空気を排紙側から排出することにより、画像形成装置内の温度を上昇させることなく、加圧部材を冷却することができる。
【００１３】
しかしながら、特許文献１、２のように、転写ユニットのある画像形成部側から定着装置に冷却風を送っただけでは、定着装置で加熱され、温度上昇した空気が定着装置から画像形成装置側に逆流して画像形成装置内の温度を上昇させるという問題があることが判明した。
【００１４】
特に、定着ローラや加圧ローラの軸方向端部において、ローラの軸方向端部と定着装置のフレームとの間にできる間隙から画像形成部に高温の空気が流れて、画質低下やトナー固化の原因になることが判明した。
【００１５】
特許文献３のように、加圧ローラの内部に冷却風を送って冷却するものでは、このような問題はないが、加圧ローラを内部から冷却した場合、適切なタイミングで加圧ローラの表面を冷却することが困難であり、加圧ローラの正確な温度制御が困難になるという問題がある。
【００１６】
本発明は、加圧部材を冷却する従来技術における前述した問題を解決し、定着装置内の温度を適正に制御するとともに、定着装置から画像形成部に空気が流れるのを防止して高画質の画像を安定して形成することを可能とする定着装置及び高画質の画像を安定して形成する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的は下記の発明により達成される。
【００１８】
１．トナー像を加熱し、記録材に定着する定着部材と、
前記定着部材に記録材を圧接させる加圧部材と、
前記加圧部材に冷却風を送る送風部と、
定着装置側から画像形成部側に流れる気流を遮断する気流遮断部材とを有する定着装置であって、
前記送風部は、定着装置における記録材の進入側から前記加圧部材に冷却風を送り、冷却風は定着装置における記録材の排紙側から排出され、
記録材の進入をガイドする進入ガイドを有し、前記気流遮断部材は、定着装置における記録材の進入側で、且つ前記加圧部材の幅方向端部に対向した位置であって、前記進入ガイドの前記幅方向端部に隣接して配置されていることを特徴とする定着装置。
【００２０】
２．前記気流遮断部材は、通紙領域外に配置されていることを特徴とする前記１に記載の定着装置。
【００２１】
３．前記定着部材は定着ローラからなり、前記加圧部材は加圧ベルトからなることを特徴とする前記１又は前記２に記載の定着装置。
【００２２】
４．記録材に画像を形成する画像形成部と、前記１〜３のいずれか１項に記載の定着装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２３】
本発明においては、記録材搬送方向に直角な幅方向の端部に、気流遮断部材を設けている。該気流遮断部材により、定着装置から画像形成部に高温の空気が流入することが効果的に防止される。これにより、高画質の画像を安定して形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置であるカラー画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る定着装置の構成を示す図である。
【図３】定着ローラの軸方向端部に生ずる気流を示す図である。
【図４】画像形成部Ａ側の斜め上方から見た定着装置９の斜視図である。
【図５】定着装置９の気流遮断部材１１４Ａ、１１４Ｂが設置されている図４の点線円Ｂで示す部分の断面の斜投影図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明を本発明の実施の形態に係る画像形成装置に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限定されない。
【００２６】
＜画像形成装置＞
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置であるカラー画像形成装置の全体構成を示す図である。
【００２７】
画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと中間転写体ユニット７とを有する画像形成部Ａ及び定着装置９を備える。画像形成装置は、さらに、その上部に自動原稿搬送装置ＤＦ及び原稿画像読み取り装置ＳＣを備える。
【００２８】
イエロー色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙは、ドラム状の感光体１Ｙと、感光体１Ｙの周囲に配置された帯電装置２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写装置としての一次転写ローラ５Ｙ、及びクリーニング装置６Ｙとを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｍは、ドラム状の感光体１Ｍと、感光体１Ｍの周囲に配置された帯電装置２Ｍ、露光装置３Ｍ、現像装置４Ｍ、一次転写装置としての一次転写ローラ５Ｍ、及びクリーニング装置６Ｍとを有する。シアン色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｃは、ドラム状の感光体１Ｃと、感光体１Ｃの周囲に配置された帯電装置２Ｃ、露光装置３Ｃ、現像装置４Ｃ、一次転写装置としての一次転写ローラ５Ｃ、及びクリーニング装置６Ｃとを有する。黒色画像を形成する画像形成ユニット１０Ｋは、ドラム状の感光体１Ｋと、感光体１Ｋの周囲に配置された帯電装置２Ｋ、露光装置３Ｋ、現像装置４Ｋ、一次転写装置としての一次転写ローラ５Ｋ、及びクリーニング装置６Ｋとを有する。
【００２９】
中間転写体ユニット７は、複数のローラ７１〜７４により巻回され、回動可能に支持された半導電性無端ベルト状の像担持体としての中間転写体７０を有する。
【００３０】
画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにより形成された各色のトナー像は、一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより、中間転写体７０上に逐次転写されて、合成されたカラートナー像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録材Ｐは、給紙搬送装置２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄと、レジストローラ２３とを有する搬送部を経て、二次転写位置に供給される。二次転写位置においては、転写電源（図示せず）によりバックアップローラとしてのローラ７４に印加された転写電圧によって、カラートナー像が記録材Ｐに一括転写される。カラートナー像が転写された記録材Ｐは、熱ローラ定と加圧ローラとを有する定着装置９により定着処理され、排紙ローラ２６に挟持されて機外の排紙トレイ２７上に載置される。
【００３１】
一方、記録材Ｐにカラートナー像を転写した後、記録材Ｐを曲率分離した中間転写体７０は、クリーニング装置６Ａによりクリーニングされる。
【００３２】
２８は裏面用給紙部であり、両面画像形成において第１面に画像が形成され、定着装置９を通過した記録材Ｐは裏面用給紙部２８に搬送され、裏面用給紙部２８からレジストローラ２３に搬送される。
【００３３】
画像形成処理中、一次転写ローラ５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに圧接する。
【００３４】
また、画像形成装置から筐体８を支持レール８２Ｌ、８２Ｒを介して引き出し可能にしてある。筐体８は、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、中間転写体ユニット７とを有し、筐体８の引き出し操作により、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、中間転写体ユニット７とは、一体となって、画像形成装置から引き出される。
【００３５】
＜定着装置＞
図２は本発明の実施の形態に係る定着装置の構成を示す図である。
【００３６】
定着装置９は定着部材としての定着ローラ９１と、加圧部材としての加圧ベルト９２と、メインヒータとしてのヒータ９７と、外部加熱部材としての加熱ベルト１００と、サブヒータとしてのヒータ９９と、定着ローラ９１の表面温度を検知する温度センサＳＥ１と、加熱ベルト１００の温度を検知する温度センサＳＥ２と、外部加熱部材をクリーニングするクリーニング部材としてのクリーニングウェブ１０６と、定着装置９の下部に冷却風を送る送風部としてのファン１２０とを有する。
【００３７】
定着ローラ９１は金属パイプからなる基体上にシリコンゴムからなる弾性層が、該弾性層の上にＰＦＡ（パーフルオロアルキルビニルエーテル）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂からなる離型性の表面層がそれぞれ形成されたローラからなる。加圧ベルト９２はポリイミド（ＰＩ）等の耐熱性ベルトの基体上にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の離型性表面層が形成されたベルトからなる。加圧ベルト９２は支持ローラ９３、９４、９６とテンションローラ９５とに張架されており、記録材進入側の支持ローラ９３と記録材排出側の支持ローラ９４との間で定着ローラ９１に圧接して定着ニップＮＰを形成する。ヒータ９７、９９はハロゲンランプからなる。加熱ベルト１００は錫等の金属又はＰＩからなる。定着ローラ９１はヒータ９７と加熱ベルト１００とにより加熱される。
【００３８】
図示のように加熱ベルト１００は定着ローラ９１に接触し、加熱ローラ９８と支持ローラ１０１とに張架されている。加熱ローラ９８はヒータ９９により加熱され、加熱ベルト１００は加熱ローラ９８により加熱され、定着ローラ９１は加熱ベルト１００により加熱される。
【００３９】
加熱ベルト１００には、クリーニングウェブ１０６が接触する。クリーニングウェブ１０６は押圧ローラ１０７と巻取軸１０８と本巻き軸１０９とに張架され、クリーニングによりトナーで汚れた部分が更新されるように巻取軸１０８に巻き取られる。押圧ローラ１０７はスポンジローラからなり、クリーニングウェブ１０６を加熱ベルト１００に圧接させる。
【００４０】
クリーニングウェブ１０６は加熱ベルト１００を摺擦してクリーニングする。定着ローラ９１の表面は、クリーニングされた加熱ベルト１００によりクリーニングされる。巻取軸１０８はモータ（図示せず）の駆動で回転し、例えば、所定枚数の画像形成毎にクリーニングウェブ１０６の加熱ベルト１００に接触している部分を未使用部分で更新するように回転する。
【００４１】
画像形成工程の実行中、即ち、定着装置９の動作中においては、定着ローラ９１と加熱ベルト１００とが接触し、加熱ベルト１００とクリーニングウェブ１０６とが接触している。定着装置９の動作時に、定着ローラ９１がモータ（図示せず）の駆動で、矢印で示す時計方向に回転する。加圧ベルト９２と加熱ベルト１００とは、定着ローラ９１に従動する。
【００４２】
記録材Ｐは進入ガイド１１０Ａ、１１０Ｂによりガイドされて定着ニップＮＰに導入され、定着ニップＮＰを通過し排紙ローラ１０３Ａ、１０３Ｂにより搬送されて定着装置９から排出される。記録材Ｐは定着ニップＮＰにおいて、定着ローラ９１により加熱され、トナー像Ｔが記録材Ｐに定着される。定着処理において、定着ローラ９１からは、記録材Ｐにより熱が奪われる。これにより定着ローラ９１の表面の温度が低下する傾向があるが、定着ローラ９１をヒータ９７による内部加熱に加えて加熱ベルト１００により定着ローラ９１の表面から加熱することにより、定着ローラ９１の温度低下が避けられて良好な定着が行われる。
【００４３】
定着装置９は上部ユニット９Ａと下部ユニット９Ｂとからなる。上部ユニット９Ａは、間隔を持った２層の板で形成された断熱カバー１１１を有する。下部ユニット９Ｂは矢印Ｗ２で示す冷却風の流れを形成するダクト１１２を有する。
【００４４】
１２０は定着装置９の下部に冷却風を送るファンである。ファン１２０は定着装置９の記録材導入側に設けられており、矢印Ｗ２で示す冷却風を形成し、冷却風は定着装置９の排紙側から、画像形成装置の排紙側に排出される。
【００４５】
ファン１２０により矢印Ｗ２で示す冷却風を定着装置９の下部内に通し、加圧ベルト９２が冷却される。加圧ベルト９２の温度は、定着ローラ９１よりも低いレベルにあるように温度制御が行われるが、ファン１２０からの冷却風で加圧ベルト９２を冷却することにより、このような温度制御が良好に行われる。
【００４６】
ファン１２０により定着装置内に送られる風は、矢印Ｗ２で示すように定着装置９の排紙側に排出されるものの他に点線の矢印Ｗ３で示すように定着装置９の記録材導入側から画像形成部へと流れる傾向を有する。
【００４７】
矢印Ｗ３で示す流れの空気は定着装置９内を通過し加熱されて高温になっている。このために、高温の空気により画像形成部Ａ（図１参照）が影響を受けて画質が変化する、クリーニング装置６Ａ内のトナーを固化させる等の不具合を発生させる場合がある。
【００４８】
矢印Ｗ３で示す空気の大部分は、記録材Ｐを定着ニップＮＰにガイドする進入ガイド１１０Ａ、１１０Ｂによりブロックされる。特に、進入ガイド１１０Ｂの前端と、加圧ベルト９２とにより形成された狭い幅の間隔により、矢印Ｗ３で示す空気の大部分が遮断される。
【００４９】
しかしながら、記録材搬送方向に直角な幅方向における定着装置９の端部、即ち、加圧ベルト９２を支持している支持ローラ９３の軸方向端部においては、加圧ベルト９の幅方向端部と支持ローラ９３の軸９３Ａを支持する定着装置９のフレーム１１３との間には、図３に示すように間隙Ｇができる。このために、間隙Ｇを通過する矢印Ｗ４で示す気流が生じ、この気流を進入ガイド１１０Ａ、１１０Ｂで阻止することが困難となる。なお、図３は加圧ベルト９２の幅方向端部を図２における定着ローラ９１側から見た図である。
【００５０】
気流遮断部材１１４Ａ、１１４Ｂは定着ローラ９１の幅方向端部において発生する矢印Ｗ４で示す気流が画像形成部Ａに流れることを阻止する部材であり、進入ガイド１１０Ａ、１１０Ｂが配置されている記録材Ｐの定着装置９への進入部に配置されている。
【００５１】
気流遮断部材１１４Ａは図２に示すように、定着装置９の記録材導入口の上方に配置されており、気流遮断部材１１４Ｂは記録材導入口の下方に配置されている。気流遮断部材１１４Ａと気流遮断部材１１４Ｂとは、間隔Ｄを形成し、これにより、定着装置９から空気が画像形成部Ａ側に流出することが十分に抑制される。気流遮断部材１１４Ａと気流遮断部材１１４Ｂとが形成する間隔Ｄや、加圧ベルト９３と気流遮断部材１１４Ｂの先端との間隔は記録材のガイドとは無関係に、気流遮断のために最適となるように狭くすることが可能となる。したがって、図２における矢印Ｗ３で示す気流が遮断され、画像形成部Ａに流れる加熱された空気による画質への影響が十分に防止される。
【００５２】
図４は画像形成部Ａ側の斜め上方から見た定着装置９の斜視図である。
【００５３】
図４において、気流遮断部材１１４Ａと気流遮断部材１１４Ｂとは、まとめて１１４で示されている。気流遮断部材１１４は図４に示すように、幅方向に関して定着装置９の両端の通紙領域外である端部に設けられる。下部ユニット９Ｂの画像形成部Ａに対向する側の外壁１１５には、ファン１２０（図２参照）からの風を導入する開口１１５Ａが形成されている。
【００５４】
図５は定着装置９の気流遮断部材１１４Ａ、１１４Ｂが設置されている図４の点線円Ｂで示す部分の断面を定着ローラ９１の軸方向から見た斜投影図である。
【００５５】
気流遮断部材１１４Ａ、１１４Ｂは定着ローラ９１のローラ本体９１Ａの端縁９１ＡＥの近傍に設置されており、端縁９１ＡＥの近傍で発生する気流を遮断する。図示のように、気流遮断部材１１４Ａ、１１４Ｂは、進入ガイド１１０Ｂの端に隣接して設置され、気流遮断部材１１４Ｂは進入ガイド１１０Ｂを構成する板部材で形成されている。
【００５６】
図５には、定着ローラ９１の一方の端部の気流遮断部材１１４Ａ、１１４Ｂが示されているが、他方の端部にも同様な気流遮断部材１１４Ａ、１１４Ｂが設けられる。
【符号の説明】
【００５７】
９  定着装置
９１  定着ローラ
９２  加圧ベルト
９７、９９  ヒータ
１００  加熱ベルト
１０６  クリーニングウェブ
１１０Ａ、１１０Ｂ  進入ガイド
１１４Ａ、１１４Ｂ  気流遮断部材
１２０  ファン
【図１】
0005545001.tif 000002
【図２】
0005545001.tif 000003
【図３】
0005545001.tif 000004
【図４】
0005545001.tif 000005
【図５】
0005545001.tif 000006