(57)【要約】【課題】回転体に大きな荷重を掛けることなく冷却手段と回転体の接触面積を十分に確保し、画像形成装置を高速化した場合においても回転体の冷却効率を飛躍的に向上させることが可能な定着装置を提供する。【解決手段】本発明の定着装置１６は、記録材上のトナー像を加熱するためのニップ部２２を形成する回転体１８と、回転体１８を冷却する冷却手段２０と、を有する定着装置１６であって、冷却手段２０は、回転体１８に粉体を接触させることで、回転体１８を冷却することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上のトナー像を加熱するためのニップ部を形成する回転体と、該回転体を冷却する冷却手段と、を有する定着装置であって、
前記冷却手段は、前記回転体に粉体を接触させることで、前記回転体を冷却することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記冷却手段は、
前記粉体を収容する粉体容器と、
該粉体容器から前記回転体へと前記粉体を搬送する搬送部材と、を備え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】
前記粉体は、磁性材料を含み、
前記搬送部材の少なくとも一部は、磁性体によって構成されていることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記粉体の表面には、樹脂層が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記搬送部材は、
非磁性材料によって構成される回転可能なスリーブと、
該スリーブに内包される前記磁性体としての磁石と、を備えた搬送ローラーであり、
前記磁石には、同一極性の磁極によって挟まれる粉体剥離部が設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記粉体容器には、前記粉体の搬送口が設けられ、
前記磁石は、前記搬送口から前記粉体剥離部を退避させる第１の位置と、前記搬送口に前記粉体剥離部を対向させる第２の位置と、の間で回転可能に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記冷却手段は、前記粉体容器内に設けられて前記粉体を循環させる粉体循環部材を備えていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記粉体循環部材の少なくとも一部は、中空の高熱伝導材で構成されており、中空部が外気と繋がっていることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記冷却手段は、前記中空部に外気を送風する送風手段を備えていることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記粉体容器は、少なくとも一部が高熱伝導材で構成され、該高熱伝導材で構成される部分に放熱体が接触していることを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記冷却手段は、前記放熱体に外気を送風する送風手段を備えていることを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記回転体の外周面には、第１サイズの記録材が通過する第１サイズ通過領域と、該第１サイズ通過領域外で、第１サイズの記録材より幅が大きい第２サイズの記録材が通過する第１サイズ非通過領域と、が形成され、
前記第１サイズ非通過領域に前記粉体を接触させることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の定着装置を備えている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、記録材にトナー像を定着させ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。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置に設けられる定着装置においては、内部にヒーターを有する回転体（例えば、定着ローラー）と他の回転体（例えば、加圧ローラー）とが圧接配置されることで、ニップ部が形成されている。そして、記録材（例えば、用紙）上のトナー像を上記のニップ部で加熱及び加圧することで、記録材にトナー像が永久定着されるようになっている。また、エネルギー消費効率の改善や、定着性の向上を目的として、上記のヒーターを熱源として用いる代わりに、金属部材を誘導加熱するＩＨコイルを熱源として用いる定着装置もある。
【０００３】
これらいずれの形態の定着装置においても、上記のニップ部では、ユーザーのニーズに合わせて様々な幅の記録材にトナー像が定着されることになる。例えば、回転体の発熱領域に対して幅の狭い記録材（例えば、最小サイズの記録材。以下、「第１サイズの記録材」と称する。）が用いられる場合には、回転体の外周面の中の第１サイズの記録材が通過する領域（以下、「第１サイズ通過領域」と称する。）では回転体の熱が奪われていく。これに対して、第１サイズ通過領域外で、第１サイズの記録材より幅が大きい第２サイズの記録材が通過する領域（以下「第１サイズ非通過領域」と称する。）では、熱が奪われることがない。そのため、第１サイズ非通過領域が、第１サイズ通過領域に対して過度に昇温してしまう。
【０００４】
このように第１サイズ非通過領域が過度に昇温すると、回転体の劣化が速くなってしまう。また、第１サイズ非通過領域が過度に昇温した後で第２サイズの記録材に対してトナー像の定着を行なう場合に、記録材上のトナーが回転体に付着し画像を汚す高温オフセットといった問題が、第１サイズ非通過領域において生じてしまう。
【０００５】
これらの問題に対して、特許文献１には、内部に流体が流れる冷却ローラー（「コロ１４ａ、１４ｂ」参照）を回転体（「加圧ローラ１３」参照）に接触させることで第１サイズ非通過領域の熱を奪い、第１サイズ非通過領域が過度に昇温するのを防ぐ技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２２０６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この方式では冷却ローラーと回転体を接触させているため、回転体の回転不良が起こる場合が有った。また、冷却ローラーと回転体の接触によってトルクが大きくなると、回転体の表面にこすれが発生し、回転体の劣化を促進するという問題が有った。
【０００８】
また、特許文献１の方式を用いて冷却効率を高めるためには、冷却ローラーと回転体の接触面積を稼ぐ必要がある。しかしながら、特に回転体が剛体の場合、冷却ローラーと回転体の接触がほぼ線接触となってしまうため、接触面積を大きくして冷却効率を高めるのは困難である。仮に、回転体が弾性層を有していたとしても、十分な接触面積を確保するためにはそれなりの荷重で回転体を押圧する必要があり、これに伴って、回転体の劣化が速くなる。そのため、画像形成装置の高速化、高耐久化への対応が困難になるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の従来技術の課題を鑑みなされたもので、回転体に大きな荷重を掛けることなく冷却手段と回転体の接触面積を十分に確保し、画像形成装置を高速化した場合においても回転体の冷却効率を飛躍的に向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、記録材上のトナー像を加熱するためのニップ部を形成する回転体と、該回転体を冷却する冷却手段と、を有する定着装置であって、前記冷却手段は、前記回転体に粉体を接触させることで、前記回転体を冷却することを特徴とする。
【００１１】
このように構成することで、粉体が回転体に接触した際に回転体の熱を吸収し、効率良く回転体の温度を下げることが可能となる。また、回転体に大きな荷重を掛けることなく冷却手段と回転体の接触面積を十分に確保することが可能となるため、画像形成装置を高速化した場合においても、回転体の冷却効率を飛躍的に向上させることが可能となる。
【００１２】
前記冷却手段は、前記粉体を収容する粉体容器と、該粉体容器から前記回転体へと前記粉体を搬送する搬送部材と、を備えていても良い。
【００１３】
このように構成することで、簡易な構成によって粉体を回転体に接触させ、回転体を冷却することが可能となる。
【００１４】
前記粉体は、磁性材料を含み、前記搬送部材の少なくとも一部は、磁性体によって構成されていても良い。
【００１５】
このように構成することで、搬送部材の表面に磁力によって保持された粉体が、磁気ブラシとなって回転体に軽接触することになる。そのため、回転体に大きな負荷をかけることなく、回転体を冷却することが可能となる。
【００１６】
前記粉体の表面には、樹脂層が設けられていても良い。
【００１７】
このように構成することで、回転体の表面に粉体が接触した際に粉体が回転体の表面を傷付けるのを防止できる。
【００１８】
前記搬送部材は、非磁性材料によって構成される回転可能なスリーブと、該スリーブに内包される前記磁性体としての磁石と、を備えた搬送ローラーであり、前記磁石には、同一極性の磁極によって挟まれる粉体剥離部が設けられていても良い。
【００１９】
このように構成することで、搬送ローラーによって粉体容器から回転体へと搬送した粉体を、回転体に接触させた後に搬送ローラーから剥離し、再び粉体容器に回収することができる。そのため、常に同じ粉体のみが回転体に接触するのを防止することができ、これに伴って、回転体の冷却効率を高めることができる。
【００２０】
前記粉体容器には、前記粉体の搬送口が設けられ、前記磁石は、前記搬送口から前記粉体剥離部を退避させる第１の位置と、前記搬送口に前記粉体剥離部を対向させる第２の位置と、の間で回転可能に設けられていても良い。
【００２１】
このように構成することで、磁石を回転させるだけで、回転体を冷却するか否かを容易に切り替えることが可能となる。
【００２２】
前記冷却手段は、前記粉体容器内に設けられて前記粉体を循環させる粉体循環部材を備えていても良い。
【００２３】
このように構成することで、粉体容器内における粉体の循環効率を高めることが可能となり、これに伴って、回転体の均熱効果が期待できる。
【００２４】
前記粉体循環部材の少なくとも一部は、中空の高熱伝導材で構成されており、中空部が外気と繋がっていても良い。
【００２５】
このように構成することで、回転体の熱を吸収した粉体を粉体循環部材によって循環させると同時に、粉体循環部材からの伝熱によって粉体の温度を下げることが可能となる。これに伴って、回転体の冷却効率の向上が期待できる。
【００２６】
前記冷却手段は、前記中空部に外気を送風する送風手段を備えていても良い。
【００２７】
このように構成することで、粉体循環部材を効率的に冷却することができ、粉体循環部材からの伝熱による粉体の冷却効果を、一層高めることができる。
【００２８】
前記粉体容器は、少なくとも一部が高熱伝導材で構成され、該高熱伝導材で構成される部分に放熱体が接触していても良い。
【００２９】
このように構成することで、粉体容器を効率的に冷却することができ、これに伴って、粉体容器からの伝熱によって粉体容器内の粉体の温度も低下させることができる。そのため、粉体による回転体の冷却効率の向上が期待できる。
【００３０】
前記冷却手段は、前記放熱体に外気を送風する送風手段を備えていても良い。
【００３１】
このように構成することで、粉体容器を効率的に冷却し、粉体容器からの伝熱による粉体の冷却効果を、一層高めることができる。
【００３２】
前記回転体の外周面には、第１サイズの記録材が通過する第１サイズ通過領域と、該第１サイズ通過領域外で、第１サイズの記録材より幅が大きい第２サイズの記録材が通過する第１サイズ非通過領域と、が形成され、前記第１サイズ非通過領域に前記粉体を接触させても良い。
【００３３】
このように構成することで、冷却が必要な第１サイズ非通過領域のみを効率良く冷却することができ、第１サイズ通過領域の温度が不必要に低下するのを防止することができる。そのため、余計な電力消費が発生するのを防止することができる。
【００３４】
本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、回転体に大きな荷重を掛けることなく冷却手段と回転体の接触面積を十分に確保し、画像形成装置を高速化した場合においても回転体の冷却効率を飛躍的に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るプリンターの定着装置において、磁石が第１の位置にある状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るプリンターの定着装置において、冷却手段を示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るプリンターの定着装置において、磁石が第２の位置にある状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るプリンターの構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るプリンターの定着装置を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るプリンターの定着装置において、冷却手段を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
＜第１の実施形態＞
まず、図１を用いて、画像形成装置としてのプリンター１の全体の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。以下、図１における紙面手前側を、プリンター１の正面側（前側）とする。
【００３８】
プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には記録材としての用紙（図示せず）を収納する給紙カセット３が設けられ、プリンター本体２の上端には排紙トレイ４が設けられている。
【００３９】
プリンター本体２の右上部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器５が配置され、プリンター本体２の左部には、画像形成部６が設けられている。画像形成部６には、像担持体である感光体ドラム７が回転可能に設けられており、感光体ドラム７の周囲には、帯電器８と、トナーコンテナ９に接続された現像ユニット１０と、転写ローラー１１と、クリーニング装置１２とが、感光体ドラム７の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。
【００４０】
プリンター本体２の左部には、下方から上方に向かって用紙の搬送経路１３が設けられている。つまり、本実施形態のプリンター１は、縦搬送である。搬送経路１３の上流端には給紙部１４が設けられ、搬送経路１３の中流部には、感光体ドラム７と転写ローラー１１によって構成される転写部１５が設けられ、搬送経路１３の下流部には定着装置１６が設けられている。搬送経路１３の左側には、両面印刷用の反転経路１７が設けられている。
【００４１】
次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。
【００４２】
プリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置１６の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。
【００４３】
まず、帯電器８によって感光体ドラム７の表面が帯電された後、露光器５からのレーザー光（図１の矢印Ｐ参照）により感光体ドラム７に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム７の表面に静電潜像が形成される。次に、トナーコンテナ９から供給されるトナーによって、現像ユニット１０が静電潜像をトナー像に現像する。
【００４４】
一方、給紙部１４によって給紙カセット３から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部１５へと搬送され、転写部１５において感光体ドラム７上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路１３を下流側へと搬送されて定着装置１６に進入し、この定着装置１６において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、搬送経路１３の下流端から排紙トレイ４に排出される。なお、感光体ドラム７上に残留したトナーは、クリーニング装置１２によって回収される。
【００４５】
次に、図２〜図４を用いて、定着装置１６の構成について説明する。なお、図３の矢印Ｆｒは、定着装置１６の正面側（前側）を示している。
【００４６】
図２に示されるように、定着装置１６は、回転体としての加熱ローラー１８と、加熱ローラー１８の右方に配置される加圧ローラー１９と、加熱ローラー１８の左下方に配置される冷却手段２０と、を備えている。以下、これらについて順番に説明する。
【００４７】
まず、加熱ローラー１８について説明する。加熱ローラー１８は、前後方向（図２の図面上は、紙面奥行き方向）に長い形状を成している。つまり、本実施形態では、前後方向が加熱ローラー１８の長手方向である。加熱ローラー１８は、例えば、アルミニウムや鉄等の金属から成る円筒状の芯材と、この芯材に周設されるシリコンゴム等から成る弾性層と、この弾性層を被覆するＰＦＡ等のフッ素樹脂からなる離型層と、を備えている。
【００４８】
加熱ローラー１８は、箱型形状の定着フレーム（図示せず）に回転可能に収容されている。加熱ローラー１８の内部空間には、例えばハロゲンヒーターやセラミックヒーター等によって構成されるヒーター２１が収容されている。
【００４９】
次に、加圧ローラー１９について説明する。加圧ローラー１９は、加熱ローラー１８と同様に前後方向に長い形状を成している。加圧ローラー１９は、例えば、アルミニウムや鉄等の金属から成る円筒状の芯材と、この芯材に周設されるシリコンゴム等から成る弾性層と、この弾性層を被覆するＰＦＡ等のフッ素樹脂からなる離型層と、を備えている。
【００５０】
加圧ローラー１９は、加熱ローラー１８と共に、定着フレーム（図示せず）に回転可能に収容されている。加圧ローラー１９は、付勢手段（図示せず）の付勢力によって加熱ローラー１８に圧接しており、加熱ローラー１８と加圧ローラー１９の間には、ニップ部２２が形成されている。そして、トナー像が形成された用紙がニップ部２２を通過することで、用紙上のトナー像が加熱及び加圧されて、用紙に定着されるようになっている。加圧ローラー１９は、加熱ローラー１８の回転に伴って加熱ローラー１８とは逆方向に従動回転するように構成されている。
【００５１】
次に、冷却手段２０について説明する。図２、図３に示されるように、冷却手段２０は、上面側が開口された箱型形状の粉体容器２３と、粉体容器２３の左側部に収容される粉体循環部材としての第１ミキサー２４と、粉体容器２３の右側部に収容される粉体循環部材としての第２ミキサー２５と、第２ミキサー２５の上方に配置される搬送部材としての搬送ローラー２６と、粉体容器２３の左方に配置される送風手段としての前後一対のファン２７と、を備えている。
【００５２】
粉体容器２３は、前後方向に長い形状を成している（図３参照）。粉体容器２３には、粉体２８（図２参照）が収容されている。粉体２８は、磁性粉と、この磁性粉を被覆する樹脂層と、によって構成されている。磁性粉は、例えば、鉄やフェライト等の磁性材料によって構成されている。樹脂層は、粉体２８の表面に設けられている。樹脂層は、例えば、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂によって構成されている。
【００５３】
粉体容器２３には、その右側壁３０の上端部と搬送ローラー２６の間に、粉体２８の搬送口３１が設けられている。粉体容器２３の左右方向中央には前後一対の仕切壁３２が設けられ、この仕切壁３２によって粉体容器２３の内部空間が左右に区画されている。各仕切壁３２の先端側（上端側）は、上方に向かって左方（加熱ローラー１８から離間する方向）に傾斜している。粉体容器２３の前端壁３３と前側の仕切壁３２の間、前側の仕切壁３２と後側の仕切壁３２の間、及び後側の仕切壁３２と粉体容器２３の後端壁３４の間には、それぞれ粉体２８の流動間隔３５が形成されている。
【００５４】
粉体容器２３の左側壁３６（第１ミキサー２４側の壁）の外面（左面）には、放熱体３７が固定されている。放熱体３７は、粉体容器２３の左側壁３６の外面に接触する基板部３８と、基板部３８から左方に向かって突出する複数のフィン４０と、によって構成されている。各フィン４０は、上下に間隔をおいて設けられている。粉体容器２３における放熱体３７の基板部３８が接触している部分は、例えばアルミニウムやステンレス鋼（ＳＵＳ）等の高熱伝導材によって構成されている。粉体容器２３のそれ以外の部分は、例えば、樹脂によって構成されている。
【００５５】
第１ミキサー２４は、粉体容器２３における仕切壁３２の左側の空間内に、回転可能な状態で設けられている。第１ミキサー２４は、前後方向に延びる回転軸４１と、回転軸４１に周設されるスパイラルフィン４２と、によって構成されている。回転軸４１の前後両端部は、それぞれ粉体容器２３の前端壁３３と後端壁３４に軸支されている。スパイラルフィン４２は、長手方向中央（前後方向中央）で２分割されており、粉体容器２３の各仕切壁３２と対応する前後方向位置に設けられている。
【００５６】
第２ミキサー２５は、粉体容器２３における仕切壁３２の右側の空間内に、回転可能な状態で設けられている。第２ミキサー２５の構成は、第１ミキサー２４の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００５７】
搬送ローラー２６は、円筒状のスリーブ４３と、スリーブ４３に内包される磁石（磁性体）４４と、磁石４４の内側に設けられる支軸４５と、を備えている。
【００５８】
スリーブ４３は、例えば、アルミニウムや非磁性のステンレス鋼（ＳＵＳ）等の非磁性材料によって構成されている。スリーブ４３は、加熱ローラー１８の長手方向の全域に亘って設けられている。スリーブ４３は、磁石４４の外周に回転可能な状態で装着されている。
【００５９】
磁石４４は、加熱ローラー１８の長手方向の全域に亘って設けられている。磁石４４は、３個のＮ極と２個のＳ極が周方向に交互に配列されるように設けられている。磁石４４には、周方向両端部のＮ極（同一極性の磁極）によって挟まれる粉体剥離部４６が設けられている。磁石４４は、粉体容器２３の搬送口３１から粉体剥離部４６を下方に退避させる第１の位置（図２参照）と、粉体容器２３の搬送口３１に粉体剥離部４６を対向させる第２の位置（図４参照）と、の間で回転可能となっている。支軸４５の前後両端部は、粉体容器２３の前端壁３３と後端壁３４にそれぞれ軸支されている。
【００６０】
前後一対のファン２７は、粉体容器２３の放熱体３７に対向するように設けられており、放熱体３７に外気を送風できるようになっている。各ファン２７は、粉体容器２３に設けられた前後一対の仕切壁３２と対応する前後方向位置に設けられている。
【００６１】
次に、図５を用いて、プリンター１の制御システムについて説明する。
【００６２】
プリンター１には、制御部４７が設けられている。制御部４７は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置で構成される記憶部４８と接続されており、記憶部４８に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御部４７がプリンター１の各部の制御を行うように構成されている。
【００６３】
制御部４７は、粉体容器２３内に設けられた温度センサー５０と接続されており、温度センサー５０から制御部４７に温度検知信号が出力されるようになっている。温度センサー５０は、例えば、加熱ローラー１８の周辺に配置されている。
【００６４】
制御部４７は、加熱ローラー１８内のヒーター２１に接続されており、制御部４７からの信号に基づいてヒーター２１が通電して発熱し、加熱ローラー１８が加熱されるように構成されている。
【００６５】
制御部４７は、モーター等によって構成される第１駆動手段５２に接続されており、第１駆動手段５２は、加熱ローラー１８に接続されている。そして、制御部４７からの駆動指令信号に基づいて第１駆動手段５２が加熱ローラー１８を回転させるように構成されている。
【００６６】
制御部４７は、モーター等によって構成される第２駆動手段５３に接続されており、第２駆動手段５３は、第１ミキサー２４、第２ミキサー２５及び搬送ローラー２６のスリーブ４３に接続されている。そして、制御部４７からの駆動指令信号に基づいて第２駆動手段５３が第１ミキサー２４、第２ミキサー２５及び搬送ローラー２６のスリーブ４３を回転させるように構成されている。
【００６７】
制御部４７は、モーター等によって構成される第３駆動手段５４に接続されており、第３駆動手段５４は、搬送ローラー２６の磁石４４に接続されている。そして、制御部４７からの駆動指令信号に基づいて、第３駆動手段５４が磁石４４を第１の位置と第２の位置の間で回転させるように構成されている。
【００６８】
上記の如く構成されたものにおいて、例えば第１サイズの用紙にトナー像を定着させる時には、図２に示されるように、磁石４４を第１の位置に配置する。この状態で、図２に矢印ａで示されるように、搬送ローラー２６のスリーブ４３を正面視で反時計方向に回転させる。このスリーブ４３の回転に伴って、磁石４４の右下のＮ極と粉体２８との間に働く磁力によって粉体２８が汲み上げられる。この汲み上げられた粉体２８は、搬送ローラー２６のスリーブ４３によって粉体容器２３から加熱ローラー１８へと搬送され、加熱ローラー１８に接触する。この接触により、粉体２８が加熱ローラー１８の熱を吸収する。加熱ローラー１８の熱を吸収した粉体２８は、さらにスリーブ４３で搬送され、磁石４４の左下のＮ極を通過して粉体剥離部４６まで移動する。粉体剥離部４６はＮ極に挟まれた反発磁界となっているため、粉体剥離部４６において粉体２８がスリーブ４３から剥離する。
【００６９】
また、上記のスリーブ４３の回転と連動して、第１、第２ミキサー２４、２５を回転させる。これに伴って、第１、第２ミキサー２４、２５が、スリーブ４３から剥離した粉体２８を、攪拌しつつ回転軸４１の軸方向（前後方向）に搬送する。これに伴って、図３に一点鎖線矢印で示されるように、粉体容器２３内を粉体２８が循環する。粉体容器２３内を循環した粉体２８は、再び汲み上げられて、搬送ローラー２６のスリーブ４３によって粉体容器２３から加熱ローラー１８へと搬送される。
【００７０】
また、上記のように第１サイズの用紙にトナー像を定着させる場合には、ファン２７を稼働させる。これにより、図２、図３に白抜き矢印で示されるように、プリンター１内に引き込まれた外気が放熱体３７に送風され、粉体容器２３が冷却される。これに伴って、粉体容器２３内に収容された粉体２８も冷却される。
【００７１】
なお、加熱ローラー１８の冷却効率を高めたい場合には、第２駆動手段５３によってスリーブ４３及び第１、第２ミキサー２４、２５の回転速度を上昇させる。逆に、加熱ローラー１８の冷却効率を低下させたい場合には、第２駆動手段５３によってスリーブ４３及び第１、第２ミキサー２４、２５の回転速度を低下させる。このように、スリーブ４３及び第１、第２ミキサー２４、２５の回転速度を変化させることによって、加熱ローラー１８の冷却効率を変化させることが可能となっている。
【００７２】
一方で、例えば第２サイズの用紙に対してトナー像を定着させる時や待機時など、加熱ローラー１８の冷却が必要無い場合には、図４に示されるように、磁石４４を第１の位置から第２の位置まで反時計方向に回転させる。これに伴って、粉体容器２３の搬送口３１に磁石４４の粉体剥離部４６が対向する。このように粉体剥離部４６が搬送口３１に対向すると、粉体剥離部４６はＮ極に挟まれた反発磁界となっているため、搬送ローラー２６のスリーブ４３による粉体２８の汲み上げが停止する。なお、本実施形態では、加熱ローラー１８の冷却が必要無い場合には、第１、第２ミキサー２４、２５及びファン２７を停止させている。
【００７３】
なお、第２サイズの用紙に対してトナー像を定着させた後に第１サイズの用紙に対して再度トナー像を定着させる場合など、加熱ローラー１８の冷却が再度必要になった場合には、第２の位置から第１の位置まで磁石４４を時計方向に回転させれば良い。
【００７４】
本実施形態では以上のように、加熱ローラー１８に粉体２８を接触させている。このような構成を採用することで、粉体２８が加熱ローラー１８に接触した際に加熱ローラー１８の熱を吸収し、効率良く加熱ローラー１８の温度を下げることが可能となる。また、加熱ローラー１８に大きな荷重を掛けることなく冷却手段２０と加熱ローラー１８の接触面積を十分に確保することが可能となるため、プリンター１を高速化した場合においても、加熱ローラー１８の冷却効率を飛躍的に向上させることが可能となる。
【００７５】
また、冷却手段２０は、粉体２８を収容する粉体容器２３と、粉体容器２３から加熱ローラー１８へと粉体２８を搬送する搬送ローラー２６と、を備えている。そのため、簡易な構成によって粉体２８を加熱ローラー１８に接触させ、加熱ローラー１８を冷却することが可能となる。
【００７６】
また、粉体２８が磁性材料（磁性粉）を含み、搬送ローラー２６の一部が磁石４４によって構成されているため、スリーブ４３の表面に磁力によって保持された粉体２８が、磁気ブラシとなって加熱ローラー１８に軽接触することになる。そのため、加熱ローラー１８に大きな負荷をかけることなく、加熱ローラー１８を冷却することが可能となる。
【００７７】
また、粉体２８の表面に樹脂層が設けられているため、加熱ローラー１８の表面に粉体２８が接触した際に粉体２８が加熱ローラー１８の表面を傷付けるのを防止できる。また、本実施形態では特に、トナー離型性の良い樹脂（フッ素系樹脂）によって樹脂層を形成しているため、加熱ローラー１８の表面にトナーが付着していた場合においても、粉体２８にトナーが付着しにくくなる。
【００７８】
また、搬送ローラー２６は、非磁性材料によって構成される回転可能なスリーブ４３と、スリーブ４３に内包される磁石４４と、を備えているため、スリーブ４３の回転によって粉体容器２３から加熱ローラー１８へと粉体２８を容易に搬送し、加熱ローラー１８に接触させることができる。
【００７９】
また、搬送ローラー２６の磁石４４には粉体剥離部４６が設けられているため、搬送ローラー２６によって粉体容器２３から加熱ローラー１８へと搬送した粉体２８を、加熱ローラー１８に接触させた後に搬送ローラー２６のスリーブ４３から剥離し、再び粉体容器２３に回収することができる。そのため、常に同じ粉体２８のみが加熱ローラー１８に接触するのを防止することができ、これに伴って、加熱ローラー１８の冷却効率を高めることができる。
【００８０】
また、磁石４４は、搬送口３１から粉体剥離部４６を退避させる第１の位置と、搬送口３１に粉体剥離部４６を対向させる第２の位置と、の間で回転可能に設けられている。そして、磁石４４を第１の位置まで回転させれば、粉体２８によって加熱ローラー１８を冷却することができる。一方で、磁石４４を第２の位置まで回転させれば、粉体２８の汲み上げを停止することができる。このように、磁石４４を回転させるだけで、加熱ローラー１８を冷却するか否かを容易に切り替えることが可能となっている。
【００８１】
また、冷却手段２０が第１、第２ミキサー２４、２５を備えているため、粉体容器２３内における粉体２８の循環効率を高めることが可能となり、これに伴って、加熱ローラー１８の均熱効果が期待できる。また、本実施形態では特に、第１サイズ非通過領域で加熱ローラー１８に接触して高温化した粉体２８を、第１サイズ通過領域に移動させ、第１サイズ通過領域で再び加熱ローラー１８に接触させることができるようになっている。そのため、第１サイズ非通過領域で吸熱した粉体２８の熱量を第１サイズ通過領域に供給することができ、加熱ローラー１８を一層効果的に均熱化することができる。
【００８２】
また、粉体容器２３の一部が高熱伝導材で構成され、この高熱伝導材で構成される部分に放熱体３７が接触している。そのため、粉体容器２３を効率的に冷却することができ、これに伴って、粉体容器２３からの伝熱によって粉体容器２３内の粉体２８の温度も低下させることができ、粉体２８による加熱ローラー１８の冷却効率の向上が期待できる。更に、放熱体３７に外気を送風するファン２７が冷却手段２０に設けられているため、粉体容器２３を効率的に冷却し、粉体容器２３からの伝熱による粉体２８の冷却効果を、一層高めることができる。
【００８３】
本実施形態では、搬送ローラー２６によって搬送部材を構成する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、搬送ベルト、搬送板等によって搬送部材を構成しても良い。つまり、搬送部材の形状は、ローラーには限定されない。
【００８４】
本実施形態では、搬送ローラー２６を用いて粉体容器２３から加熱ローラー１８へと粉体２８を搬送する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、加熱ローラー１８等の回転体を粉体容器２３に直接挿入しても良い。
【００８５】
本実施形態では、冷却手段２０によって加熱ローラー１８を冷却する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、冷却手段２０によって加圧ローラー１９を冷却しても良い。また、ベルト式の定着装置１６を用いる場合には、冷却手段２０によって加熱ベルトを冷却しても良い。
【００８６】
本実施形態では、粉体容器２３の一部のみを高熱伝導材によって構成する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、粉体容器２３の全体を高熱伝導材によって構成しても良い。
【００８７】
本実施形態では、加熱ローラー１８の冷却が必要無い時（例えば、第２サイズの用紙に対してトナー像を定着させる時や待機時）に、第１、第２ミキサー２４、２５及びファン２７を停止させていた。一方で、他の異なる実施形態では、加熱ローラー１８の冷却が必要無い時でも、温度センサー５０からの検知信号に基づいて、第１、第２ミキサー２４、２５及びファン２７の駆動を制御しても良い。
【００８８】
本実施形態では、粉体２８の樹脂層がフッ素系樹脂によって構成される場合について説明したが、他の異なる実施形態では、例えば、ポリイミド樹脂等の他の樹脂によって粉体２８の樹脂層が構成されても良い。
【００８９】
本実施形態では、熱源としてヒーター２１を用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、例えばＩＨコイル等の他の熱源を用いても良い。
【００９０】
本実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。
【００９１】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る定着装置１６について、図６及び図７を用いて説明する。なお、冷却手段２０以外の構成については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。図７の矢印Ｆｒは、定着装置１６の正面側（前側）を示している。図７のＬ１は第１サイズ通過領域を示し、図７のＬ２は第１サイズ非通過領域を示している。
【００９２】
図６、図７に示されるように、冷却手段２０は、上面側が開口された箱型形状の粉体容器２３と、粉体容器２３の左側部に収容される粉体循環部材としての第１ミキサー２４と、粉体容器２３の右側部に収容される粉体循環部材としての第２ミキサー２５と、第２ミキサー２５の上方に配置される搬送ローラー２６と、粉体容器２３の前方に配置される送風手段としてのファン２７と、を備えている。
【００９３】
粉体容器２３には、放熱体３７（第１の実施形態参照）が固定されていない。粉体容器２３には、各仕切壁３２が第１サイズ非通過領域のみに設けられている。粉体容器２３の前端壁３３と後端壁３４には、それぞれ左右一対の開口部６１が設けられている。粉体容器２３のその他の構成については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００９４】
第１ミキサー２４は、粉体容器２３における仕切壁３２の左側の空間に、回転可能な状態で収容されている。第１ミキサー２４は、前後方向に延びる回転軸４１と、回転軸４１に周設されるスパイラルフィン４２と、によって構成されている。回転軸４１の前後両端部は、それぞれ粉体容器２３の前端壁３３と後端壁３４に軸支されている。回転軸４１は、アルミニウムやステンレス鋼（ＳＵＳ）等の中空の高熱伝導材によって形成されている。回転軸４１には、軸方向（前後方向）に沿って前端部から後端部まで中空部６０が設けられている。中空部６０の前後両端部は、粉体容器２３の前端壁３３と後端壁３４に設けられた開口部６１を介して、外気と繋がっている。
【００９５】
スパイラルフィン４２は、長手方向中央（前後方向中央）で２分割されている。スパイラルフィン４２は、粉体容器２３の各仕切壁３２と対応する前後方向位置に設けられている。つまり、スパイラルフィン４２は、各仕切壁３２と同様に、第１サイズ非通過領域のみに設けられている。スパイラルフィン４２は、回転軸４１と同様に高熱伝導材で形成されていても良いし、高熱伝導材以外の材質で形成されていても良い。
【００９６】
第２ミキサー２５は、粉体容器２３における仕切壁３２の右側の空間に、回転可能な状態で収容されている。第２ミキサー２５の構成は、第１ミキサー２４の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００９７】
搬送ローラー２６は、円筒状のスリーブ４３と、スリーブ４３に内包される磁石４４と、磁石４４の内側に設けられる支軸４５と、を備えている。スリーブ４３及び磁石４４は、長手方向中央（前後方向中央）で二分割されている。スリーブ４３及び磁石４４は、粉体容器２３の各仕切壁３２と対応する前後方向位置に設けられている。つまり、スリーブ４３及び磁石４４は、各仕切壁３２と同様に、第１サイズ非通過領域のみに設けられている。スリーブ４３及び磁石４４のその他の構成と支軸４５の構成については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００９８】
ファン２７は、粉体容器２３の前端壁３３に対向するように設けられており、前端壁３３に設けられた開口部６１を介して、第１、第２ミキサー２４、２５の中空部６０に外気を送風できるようになっている。
【００９９】
上記の如く構成されたものにおいて、例えば第１サイズの用紙に対して定着を行う時には、図６に矢印ｂで示されるように、搬送ローラー２６のスリーブ４３を正面視で反時計方向に回転させる。このようにスリーブ４３を回転させると、第１の実施形態と同様に、粉体２８がスリーブ４３によって粉体容器２３から加熱ローラー１８へと搬送され、加熱ローラー１８に接触する。この接触により加熱ローラー１８の熱を吸収した粉体２８は、磁石４４の左下のＮ極を通過して粉体剥離部４６まで移動した後、粉体剥離部４６においてスリーブ４３から剥離される。
【０１００】
また、上記のスリーブ４３の回転と連動して第１ミキサー２４及び第２ミキサー２５を回転させる。これに伴って、粉体容器２３内に収容された粉体２８が、図７に一点鎖線矢印で示されるように、粉体容器２３内を循環する。
【０１０１】
また、上記のように第１サイズの用紙にトナー像を定着させる場合には、ファン２７を稼働させる。これにより、図６、図７に白抜き矢印で示されるように、プリンター１内に引き込まれた外気が第１、第２ミキサー２４、２５の中空部６０に送風され、各第１、第２ミキサー２４、２５が冷却される。これに伴って、粉体容器２３内に収容された粉体２８も冷却される。
【０１０２】
本実施形態では以上のように、第１、第２ミキサー２４、２５の回転軸４１が中空の高熱伝導材で構成されており、回転軸４１の中空部６０が外気と繋がっている。そのため、加熱ローラー１８の熱を吸収した粉体２８を第１、第２ミキサー２４、２５によって循環させると同時に、第１、第２ミキサー２４、２５からの伝熱によって粉体２８の温度を下げることが可能となる。これに伴って、加熱ローラー１８の冷却効率の向上が期待できる。また、中空部６０に外気を送風するファン２７が冷却手段２０に設けられているため、第１、第２ミキサー２４、２５を効率的に冷却することができ、第１、第２ミキサー２４、２５からの伝熱による粉体２８の冷却効果を、一層高めることができる。更に、放熱体３７（第１の実施形態参照）を粉体容器２３に固定しなくても、粉体２８を十分に冷却することが可能となり、定着装置１６を小型化することが可能となる。
【０１０３】
また、第１、第２ミキサー２４、２５のスパイラルフィン４２と、搬送ローラー２６のスリーブ４３及び磁石４４とが、第１サイズ非通過領域のみに配置されているため、冷却が必要な第１サイズ非通過領域のみを効率良く冷却することができる。そのため、第１サイズ通過領域の温度が不必要に低下するのを防止することができ、余計な電力消費が発生するのを防止することができる。
【０１０４】
本実施形態では、第１、第２ミキサー２４、２５の両方を冷却風が通過する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、第１、第２ミキサー２４、２５のどちらか一方のみを冷却風が通過するように構成しても良い。
【符号の説明】
【０１０５】
１  プリンター（画像形成装置）
１６  定着装置
１８  加熱ローラー（回転体）
２０  冷却手段
２２  ニップ部
２３  粉体容器
２４  第１ミキサー（粉体循環部材）
２５  第２ミキサー（粉体循環部材）
２６  搬送ローラー（搬送部材）
２７  冷却ファン（送風手段）
２８  粉体
３１  搬送口
３７  放熱体
４３  スリーブ
４４  磁石
４６  粉体剥離部
６０  中空部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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