(57)【要約】【課題】余分な熱を吸収・放熱し、電源断時においても、オーバーシュート現象の発生を抑制し、過昇温防止装置にダメージを与えない。【解決手段】用紙に転写されたトナーを定着させる定着ローラと、定着ローラと無端状の定着ベルトを介して巻き付けられた熱源を有する加熱ローラと、定着ベルトを挟んで加熱ローラの外周部に対して当接し、熱源から発せられる熱を冷却する冷却部材と、冷却部材から発せられる熱を発散させる冷却ファンと、冷却ファンを駆動するための電源と、を含む。【選択図】図１
2014032374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙に転写されたトナーを定着させる定着ローラと、
前記定着ローラと無端状の定着ベルトを介して巻き付けられた熱源を有する加熱ローラと、
前記定着ベルトを挟んで前記加熱ローラの外周部に対して当接し、前記熱源から発せられる熱を冷却する冷却部材と、
前記冷却部材から発せられる熱を発散させる冷却ファンと、
前記冷却ファンを駆動するための電源と、
を含むことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ベルトの表面温度を検出する温度検出手段をさらに含み、前記表面温度が所定の温度に達したとき、前記冷却部材を前記外周部に当接させ、前記所定の温度に達しないとき、前記冷却部材を前記外周部から離間させる接離手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着ベルトの搬送状態を検出する搬送状態検出手段をさらに含み、前記搬送状態検出手段によって、前記定着ベルトが停止状態であることが検出されたとき、前記接離手段は、前記冷却部材を前記外周部に当接させ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】
前記接離手段を駆動する駆動手段をさらに含み、前記駆動手段による前記接離手段の駆動が断たれたとき、前記冷却部材を前記外周部に対して強制的に当接させる当接手段を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記冷却部材は、前記定着ローラに接触して前記熱源から発せられる熱を吸収する吸収手段と、前記吸収された熱を放出する放熱手段とを含むことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
用紙に転写されたトナーを定着させる定着ローラと、
前記定着ローラと無端状の定着ベルトを介して巻き付けられた熱源を有する加熱ローラと、
前記定着ベルトを挟んで前記加熱ローラの外周部に対して当接し、前記熱源から発せられる熱を冷却する冷却部材と、
前記冷却部材から発せられる熱を発散させる冷却ファンと、
前記冷却ファンを駆動するための電源と、を有する定着装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記定着装置は、前記定着ベルトの表面温度を検出する温度検出手段をさらに含み、前記表面温度が所定の温度に達したとき、前記冷却部材を前記外周部に当接させ、前記所定の温度に達しないとき、前記冷却部材を前記外周部から離間させる接離手段を含むことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記定着装置は、前記定着ベルトの搬送状態を検出する搬送状態検出手段をさらに含み、前記搬送状態検出手段によって、前記定着ベルトが停止状態であることが検出されたとき、前記接離手段は、前記冷却部材を前記外周部に当接させることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記定着装置は、前記接離手段を駆動する駆動手段をさらに含み、前記駆動手段による前記接離手段の駆動が断たれたとき、前記冷却部材を前記外周部に対して強制的に当接させる当接手段を含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記冷却部材は、前記定着ローラに接触して前記熱源から発せられる熱を吸収する吸収手段と、前記吸収された熱を放出する放熱手段とを含むことを特徴とする請求項６から９の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置における定着装置は、所定の温度に維持された加熱ローラと、この加熱ローラに圧接する加圧ローラとを備え、この加熱ローラと加圧ローラとの圧接によって形成されたニップ部により、未定着トナー像を担持した転写材である用紙を挟持搬送しつつ加熱処理するローラ定着方式が知られている。
【０００３】
それに加えて最近では、加圧ローラに対向配置される定着ローラと、定着ローラと加熱ローラとの間に張架される無端状の定着ベルトとを備え、加圧ローラと定着ベルトとの圧接によって形成されたニップ部において、定着ベルトを介して加熱ローラの熱を用紙に与えることで、未定着トナー像を用紙に加圧定着させるベルト定着方式が行われている。
【０００４】
高速の画像形成装置では、定着ベルトから用紙に与える熱量を維持するために、加熱ローラ内部の熱源の単位時間当たりの発熱量を大きくし、加熱ローラを介して定着ベルトへ熱を供給し続ける必要がある。このような構成では、印刷ジョブ終了時に熱源の制御手段により発熱を停止したとしても、加熱ローラが持っている熱容量によって蓄熱された熱が定着ベルトに伝わり、かつ用紙の最終紙が通過した後は定着ベルトの熱を奪う媒体がなくなるため、定着ベルトの温度が制御温度よりも上昇するオーバーシュート現象が発生する。
【０００５】
このオーバーシュート現象が発生すると、直後のジョブにて定着部を通過する用紙に対して与える熱量が過多になったり、装置内温度が上昇したりすることによって、温度ヒューズや温度サーモスタットのような過昇温防止装置にダメージを与え、画像形成装置が使用不能となるおそれがある。
【０００６】
この問題を解決する提案として、特許文献１には、一連のジョブ中の最終の用紙がニップ部を通過すると、定着装置が回転し続けている状態で、加熱ローラの温度を設定温度から低い温度に変更すると共に、加圧ローラの制御温度を設定温度から低い温度に変更する制御を行い、オーバーシュート現象の発生を抑制することが開示されている。また、特許文献２には、定着ベルトに冷却部材を当接させることにより定着ベルトの温度を下げる構成が開示されている。
【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、特許文献１に開示された対策では、定着装置が回転し続ける正常なジョブ終了時には有効であるが、定着装置内部での用紙ジャムの発生や、印刷中の予期しない電源断の発生等、定着装置の回転を維持することができない状況においては、オーバーシュート現象の発生を抑制することができないという問題点がある。
【０００８】
また、特許文献２に開示された構成では、冷却部材の当接のみでは冷却部材の温度がすぐに上昇し、十分な冷却効果が得られない。さらに、冷却部材に放熱フィンを設け、ファンによって冷却する構成も開示されているが、予期しない電源断等ではファンも停止してしまうため、冷却効果が得られなくなるという問題点がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、効率良く余分な熱を吸収・放熱し、電源断時においても、オーバーシュート現象の発生を抑制すると共に、過昇温防止装置にダメージを与えることがない定着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】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明における定着装置は、用紙に転写されたトナーを定着させる定着ローラと、前記定着ローラと無端状の定着ベルトを介して巻き付けられた熱源を有する加熱ローラと、前記定着ベルトを挟んで前記加熱ローラの外周部に対して当接し、前記熱源から発せられる熱を冷却する冷却部材と、前記冷却部材から発せられる熱を発散させる冷却ファンと、前記冷却ファンを駆動するための電源と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、効率良く余分な熱を吸収・放熱し、電源断時においても、オーバーシュートを抑制すると共に、過昇温防止装置にダメージを与えることがない定着装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトに当接した状態を説明する概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトから離間した状態を説明する概略構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトに当接した状態を説明する概略構成図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトに当接した状態を説明する概略構成図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトから離間した状態を説明する概略構成図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトに当接した状態を説明する概略構成図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトに当接した状態を説明する概略構成図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトから離間した状態を説明する概略構成図である。
【図９】本発明の第３の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトに当接した状態を説明する概略構成図である。
【図１０】本発明の実施形態における定着装置を備えた画像形成装置の構成について説明する概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。そして、本発明は、要するに、定着ベルトを挟んで加熱ローラの外周部に当接して配置される冷却部材を設け、冷却部材は定着ベルトを挟んで加熱ローラに対して接離する接離機構を有し、かつ冷却部材の近傍に独立駆動できる電源を備えた冷却ファンを設けることにより、冷却部材を定着ベルトを介して加熱ローラに当接させることにより余分な熱を吸収し、冷却ファンを用いて熱を発散させることにより、オーバーシュート現象の発生を抑制するというものである。
【００１４】
まず、最初に、本発明の第１の実施形態における定着装置の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトに当接した状態を説明する概略構成図である。図１に示す定着装置２０において、加熱ローラ１と定着ローラ２との間に、無端状の定着ベルト３が巻き付けられている。加圧ローラ４は定着ベルト３を介して、定着ローラ２に図示しない圧接機構によって脱圧／押圧が可能に配置されている。加圧ローラ４が押圧されることにより、加圧ローラ４と定着ローラ２との間には、ニップ部Ｎが形成される。加熱ローラ１は、芯金部とテフロン（登録商標）等の表面離型層とからなり、芯金部の軸方向中央孔には熱源であるヒータ８が設けられている。
【００１５】
本実施形態では、例えば、定着ローラ２は、芯金に数十ｍｍ厚のシリコーンゴムを形成したものである。また、定着ベルト３は、ポリイミドの基材上にシリコーンゴム層を設け、表面層にＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ化樹脂：Perfluoroalkoxy fluoroplastics）コーティングを施したものである。さらに、加圧ローラ４は、芯金に数ｍｍ厚のシリコーンゴム層を形成し、表面層にＰＦＡチューブを被覆したもので構成されている。
【００１６】
定着ローラ２のシリコーンゴム層は、加圧ローラ４のシリコーンゴム層よりも十分に厚く、かつゴム硬度も柔らかく構成されており、加圧ローラ４を定着ローラ２に食い込ませることによって、用紙Ｐを定着ベルト３から剥離し易い構成となっている。これはあくまで一例であり、目的、用途等によって種々の材料の組み合わせによる構成が可能であることは勿論である。
【００１７】
加熱ローラ１の熱は定着ベルト３に伝達し、温度検出装置９により定着ベルト３の表面温度が検知され、これが一定温度となるように熱源であるヒータ８をオン、オフすることにより制御が行われている。ニップ部Ｎの下流側には加圧ローラ４に相対してクリーニングユニット１０が当接されている。用紙Ｐが通過した後の加圧ローラ４の表面には、定着ベルト３側から転写された残留トナーや紙粉等の残留物が付着している。これらの残留物は、クリーニングユニット１０により除去回収される。
【００１８】
クリーニングユニット１０は、クリーニングウェブ１１と、クリーニングウェブ当接部材１２とによって構成されている。クリーニングウェブ１１には、巻き取り軸１３と送り出し軸１４とが取り付けられており、図示しない駆動機構によってクリーニングウェブ１１が巻き取られている。クリーニングウェブ１１は、数十μｍ程度の厚さの巻物状で、クリーニングウェブ当接部材１２によって加圧ローラ４に当接されている。ニップ部Ｎの下流側には、用紙Ｐをニップ部Ｎへと案内する入口ガイド板７が配置されている。
【００１９】
加熱ローラ１の外周部には、冷却部材５が定着ベルト３を介して当接されている。冷却部材５が定着ベルト３に当接することにより、定着ベルト３を介して加熱ローラ１の余分な熱を冷却部材５が吸収することができる。冷却部材接離機構６は、偏芯カムとステッピングモータとにより構成されている。冷却部材５を定着ベルト３から離間させる場合にはモータが駆動され、偏芯カムによって冷却部材５が持ち上げられる。
【００２０】
ここで、冷却部材が定着部材から離間された状態について図２を用いて説明する。図２は、本発明の第１の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトから離間した状態を説明する概略構成図である。冷却部材５の近傍には冷却ファン１７が配置されている。冷却ファン１７は、駆動用の独立電源として電源（キャパシタ）１８に接続されている。
【００２１】
電源（キャパシタ）１８は、画像形成装置の電源オンと共に充電され、常に冷却ファン１７が一定時間回転できる静電容量を確保しており、画像形成装置の電源がオフされた後も一定時間冷却ファン１７を駆動することが可能である。独立電源１８は、キャパシタに限定されることなく、他の方法として一般的な電池等でも構成が可能である。
【００２２】
この実施形態では、冷却部材５は、定着ベルト３に接触して熱を吸収する熱吸収部５２と、吸収した熱を放熱する熱放熱部５１とで構成され、熱放熱部５１の形状を、フィンを複数有する表面積の大きい構造とすることによって放熱能力をあげ、定着ベルト３からの吸熱を効率良く行っている。
【００２３】
次に、本発明の第１の実施形態における定着装置について説明する。図３は、本発明の第１の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトに当接した状態を説明する概略構成図である。図３において、定着ベルト３の搬送状態検出手段１６は、定着ベルト３の非印刷領域に配されたエンコーダ１６１と、エンコーダ１６１の回転を検出するセンサ１６２とから構成されている。センサ１６２により、エンコーダ１６１の回転が停止していることが検出された場合のみ、冷却部材５を定着ベルト３へ当接させることにより、冷却部材５と定着ベルト３とが擦れることで発生するキズを防止する。
【００２４】
また、温度検出装置９によって検出された定着ベルト３の表面温度が、図示しない温度ヒューズや温度サーモスタットのような過昇温防止装置にダメージを与える温度に達する上昇カーブを描いている場合にのみ、冷却部材５を定着ベルト３へ当接させることにより、冷却動作により発生する次ジョブ開始までの待機時間を必要最小限に留めることができる。
【００２５】
さらに、冷却部材５は、バネ１５によって定着ベルト３に当接する方向に力が加えられている。電源断等により、冷却部材接離機構６の駆動源が絶たれた場合には、バネ１５の伸張力により、必ず冷却部材５が定着ベルト３に当接するように構成されており、冷却部材接離機構６が駆動できない状況に陥った場合においても、確実にオーバーシュート現象の発生を抑制することができる。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施形態における定着装置について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトに当接した状態を説明する概略構成図である。図４において、加熱ローラ１の外周部には、冷却ローラ５０が定着ベルト３を介して当接されている。
【００２７】
冷却ローラ５０が定着ベルト３に当接することにより、定着ベルト３を介して加熱ローラ１の余分な熱を冷却ローラ５０が吸収することができる。冷却ローラ接離機構６０は、偏芯カムとステッピングモータとにより構成されている。冷却ローラ５０を定着ベルト３から離間させる場合にはモータが駆動され、偏芯カムによって冷却ローラ５０が持ち上げられる。
【００２８】
ここで、冷却ローラが定着ベルトから離間された状態について図５を用いて説明する。図５は、本発明の第２の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトから離間した状態を説明する概略構成図である。冷却ローラ５０は、冷却ローラ駆動機構１９によって回転駆動が可能となっている。
【００２９】
冷却ローラ５０の近傍には、冷却ファン１７が配置されている。冷却ローラ駆動機構１９、及び冷却ファン１７は、駆動用の独立電源として電源（キャパシタ）１８に接続されている。電源（キャパシタ）１８は、画像形成装置の電源オンと共に充電され、常に冷却ローラ駆動機構１９、及び冷却ファン１７が一定時間回転できる静電容量を確保しており、画像形成装置の電源がオフされた後も一定時間冷却ローラ駆動機構１９、及び冷却ファン１７を駆動することが可能である。独立電源１８は、キャパシタに限定されることなく、他の方法として一般的な電池等でも構成が可能である。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施形態における定着装置について説明する。図６は、本発明の第２の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトに当接した状態を説明する概略構成図である。図６において、冷却ローラ駆動機構１９は、冷却ローラ５０が定着ベルト３に接触した際、定着ベルト３が用紙Ｐを搬送する方向とは逆方向に回転するように、冷却ローラ５０を介して定着ベルト３を回転させる。これにより、定着装置２０内でジャムとなった用紙Ｐを除去し易いように定着装置２０の入口側に戻すと共に、定着ベルト３を回転させることにより、定着ベルト３の一部分だけが加熱ローラ１に接触して過熱されることによって発生する変形や破損を抑制することができる。
【００３１】
また、図６に示す定着装置２０において、定着ベルト３の搬送状態検出手段１６は、定着ベルト３の非印刷領域に配されたエンコーダ１６１と、エンコーダ１６１の回転を検出するセンサ１６２とから構成されている。定着ベルト３の回転が停止している場合にのみ、冷却ローラ５０を定着ベルト３へ当接させる。これにより、定着ベルト３の一部分だけが加熱ローラ１に接触し、熱が蓄積して変形のおそれがある場合にのみ、冷却ローラ５を当接させることができるのである。
【００３２】
そして、図６に示す定着装置２０では、温度検出装置９によって検出された定着ベルト３の表面温度が、図示しない温度ヒューズや温度サーモスタットのような過昇温防止装置にダメージを与える温度に達する上昇カーブを描いている場合にのみ、冷却ローラ５０を定着ベルト３へ当接させることにより、冷却動作により発生する次ジョブ開始までの待機時間を必要最小限に留めることができる。
【００３３】
さらに、冷却ローラ５０は、バネ１５によって定着ベルト３に当接する方向に力が加えられている。電源断等により、冷却ローラ接離機構６０の駆動力の供給が絶たれた場合には、バネ１５の伸張力により、必ず冷却ローラ５０が定着ベルト３に当接するように構成されており、冷却ローラ接離機構６０が駆動できない状況に陥った場合においても、確実にオーバーシュート現象の発生を抑制することができる。
【００３４】
次に、本発明の第３の実施形態における定着装置について説明する。図７は、本発明の第３の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトに当接した状態を説明する概略構成図である。図７において、加熱ローラ１の外周部には、冷却ベルト５００が定着ベルト３を介して当接されている。
【００３５】
冷却ベルト５００が定着ベルト３に当接することにより、定着ベルト３を介して加熱ローラ１の余分な熱を冷却ベルト５００が吸収することができる。冷却ベルト５００は、駆動ローラ５１０と従動ローラ５２０とを構成に含み、駆動ローラ５１０は冷却ベルト駆動機構１９０に接続され、冷却ベルト５００は冷却ベルト駆動機構１９０によって回転駆動が可能となっている。
【００３６】
冷却ベルト５００の近傍には、冷却ファン１７が配置されている。冷却ベルト駆動機構１９０、及び冷却ファン１７は、駆動用の独立電源として電源（キャパシタ）１８に接続されている。電源（キャパシタ）１８は、画像形成装置の電源オンと共に充電され、常に冷却ベルト駆動機構１９０、及び冷却ファン１７が一定時間回転できる静電容量を確保しており、画像形成装置の電源がオフされた後も一定時間冷却ベルト駆動機構１９０、及び冷却ファン１７を駆動することが可能である。独立電源１８は、キャパシタに限定されることなく、他の方法として一般的な電池等でも構成が可能である。
【００３７】
冷却ベルト接離機構６００は、偏芯カムとステッピングモータとにより構成される。冷却ベルト５００を定着ベルト３から離間させる場合にはモータが駆動され、偏芯カムによって冷却ベルト５００が持ち上げられる。
【００３８】
ここで、冷却ベルトが定着部材から離間された状態について図８を用いて説明する。図８は、本発明の第３の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトから離間した状態を説明する概略構成図である。冷却ベルト駆動機構１９０は、冷却ベルト５００が定着ベルト３に接触した際、定着ベルト３が用紙Ｐを搬送する方向とは逆方向に回転するように、冷却ベルト５を介して定着ベルト３を回転させる。これにより、定着装置２０内でジャムとなった用紙Ｐを除去し易いように定着装置２０の入口側に戻すと共に、定着ベルト３を回転させることにより、定着ベルト３の一部分だけが加熱ローラ１に接触して過熱されることによって発生する変形や破損を抑制することができる。
【００３９】
次に、本発明の第３の実施形態における定着装置について説明する。図９は、本発明の第３の実施形態における定着装置について冷却部材が定着ベルトに当接した状態を説明する概略構成図である。図９において、定着ベルト３の搬送状態検出手段１６は、定着ベルト３の非印刷領域に配されたエンコーダ１６１と、エンコーダの回転を検出するセンサ１６２とから構成されている。定着ベルト３の回転が停止している場合にのみ、冷却ベルト５００を定着ベルト３へ当接させる。これにより、定着ベルト３の一部分だけが加熱ローラ１に接触し、熱が蓄積して変形のおそれがある場合にのみ、冷却ベルト５００を当接させることができるのである。
【００４０】
また、図９に示す定着装置２０において、温度検出装置９によって検出された定着ベルト３の表面温度が、図示しない温度ヒューズや温度サーモスタットのような過昇温防止装置にダメージを与える温度に達する上昇カーブを描いている場合にのみ、冷却ベルト５を定着ベルト３へ当接させることにより、冷却動作により発生する次ジョブ開始までの待機時間を必要最小限に留めることができる。
【００４１】
さらに、冷却ベルト５００は、バネ１５によって定着ベルト３に当接する方向に力が加えられている。電源断等により、冷却ベルト接離機構６００の駆動力の供給が絶たれた場合には、バネ１５の伸張力により、必ず冷却ベルト５００が定着ベルト３に当接するように構成されており、冷却ベルト接離機構６００が駆動できない状況においても、確実にオーバーシュートの発生を抑制することができる。
【００４２】
次に、上記説明した定着装置が搭載されている画像形成装置について、図１０を参照して説明する。図１０は、本発明の実施形態における定着装置を備えた画像形成装置の構成について説明する概略構成図である。画像形成装置１００は、タンデム型中間転写方式のカラー複写機である。同図に示すように、画像形成装置１００は、装置本体１０１と、装置本体１０１の上部に配置された画像読取装置であるスキャナ１０２と、スキャナ１０２のさらに上部に配置された自動原稿給送装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）１０３とを有している。
【００４３】
装置本体１０１の下部には、複数の給紙カセット１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、及び１０４ｄを備えた給紙部１０４が配置されている。装置本体１０１の略中央部には、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト１０５が配置されている。中間転写ベルト１０５は、複数の支持ローラ１０６、１０７、１０８等に掛け渡されて支持されており、図示しない駆動源により図１０中時計回り方向に回転駆動される。
【００４４】
支持ローラ１０８の近傍には、２次転写後に中間転写ベルト１０５上に残留する残留トナー等を除去する中間転写体クリーニング装置１０９が設けられている。支持ローラ１０６と支持ローラ１０７との間に張り渡された中間転写ベルト１０５上には、その搬送方向に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の４つの画像形成手段としてのプロセスカートリッジ２９Ｙ、２９Ｍ、２９Ｃ、及び２９Ｋがこの順に並設・配置され、タンデム画像形成部３０が構成されている。ただし、これら４つの色順は一例であり、これに限定されるものではない。
【００４５】
プロセスカートリッジ２９Ｙ、２９Ｍ、２９Ｃ、及び２９Ｋには、像担持体としてのドラム状の感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、及び２１Ｋが配置されている。以下、プロセスカートリッジ２９Ｙ、２９Ｍ、２９Ｃ、及び２９Ｋの構成は、露光される画像データ色に対応した現像剤中のトナー色が異なるのみで他の構成は同様であるため、色を表す添え字符号を削除した符号を用いて総括的に説明する。
【００４６】
プロセスカートリッジ２９における感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム表面に像担持体保護剤を供給する保護層形成装置２２、感光体ドラム表面を均一に帯電させる帯電装置２３、後述する露光装置としての潜像形成装置２８からの露光を受け入れる部位、感光体ドラム２１表面の潜像形成部分にトナーを供給してトナーを可視像化する現像装置２５、感光体ドラム２１表面のトナー画像を中間転写ベルト１０５に１次転写する転写装置２６、及び転写後の感光体ドラム２１表面の残留トナー等をクリーニングするクリーニング装置２４が配置されている。
【００４７】
タンデム画像形成部３０の上方には、露光装置としての潜像形成装置２８が配置されている。中間転写ベルト１０５を挟んで支持ローラ１０８と反対の側には、転写装置としての２次転写ローラ１１０が配置されている。この２次転写ローラ１１０によって、中間転写ベルト１０５上のトナー画像が、給紙部１０４から供給されるシート状記録媒体の一例としての用紙に転写される。
【００４８】
２次転写ローラ１１０の左側には、用紙上に転写された転写画像を定着する本発明の実施形態における定着装置２０が配置されている。定着装置２０は、無端状の定着ベルト３に加圧部材としての加圧ローラ４を押し当てる構成を備えている。定着装置２０の細部構成及び動作等については後述する。定着装置２０の下方には、上述したタンデム画像形成部３０と略平行に、用紙の両面に画像を形成する場合に用紙を反転するシート反転装置１１２が配置されている。
【００４９】
画像形成を行うための一連のプロセスについて、以下、ネガ−ポジプロセスに基いて説明を行うが、色を表す符号を省略して簡明に述べる。有機光導電層を有する感光体（ＯＰＣ：Organic Photoconductor）に代表される感光体ドラム２１は、図示しない除電ランプ等によって除電され、帯電装置２３の帯電ローラで均一にマイナスに帯電される。帯電装置２３によって感光体ドラム２１の帯電が行われる場合には、図示しない電圧印加機構から帯電装置２３に対して、感光体ドラム２１を所望の電位に帯電させるのに適した、適当な大きさの電圧又はこれに交流電圧を重畳した帯電電圧が印加される。
【００５０】
帯電された感光体ドラム２１は、レーザ光学系等の潜像形成装置２８によって照射されるレーザ光で潜像形成が行われる。レーザ光は半導体レーザから発せられて、高速で回転する多角柱の多面鏡（ポリゴンミラー）等により感光体ドラム２１の表面を、感光体ドラム２１の回転軸方向に走査される。このようにして形成された潜像が、現像装置２５にある現像剤担持体である現像スリーブ（現像ローラ）上に供給されたトナー粒子、又はトナー粒子及びキャリア粒子の混合物からなる現像剤により現像され、トナー可視像が形成される。
【００５１】
潜像の現像時には、図示しない電圧印加機構から現像スリーブに対して、感光体ドラム２１の露光部と非露光部との間にある、適当な大きさの電圧又はこれに交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。各色に対応した感光体ドラム２１上に形成されたトナー像は、図示しない転写装置を構成する転写ローラ２６によって中間転写ベルト１０５上に転写され、給紙部１０４から供給され、又は手差しトレイ１１３から供給されたシート状記録媒体の一例としての用紙（転写媒体）上に、２次転写ローラ１１０により重ね合わされたトナー像（カラー画像）が一括転写される。その後、中間転写ベルト１０５は、感光体ドラム２１から分離され、転写像が得られる。
【００５２】
感光体ドラム２１上に残存するトナー粒子は、クリーニング装置２４内のクリーニングブレード等によって回収される。画像転写後の未定着のトナー像を担持した用紙は、定着装置２０へと搬送され、定着ローラ２に巻き掛けられた定着ベルト３と加圧ローラ４とのニップ部Ｎで熱と圧力を加えられて転写画像が定着される。定着された用紙は、排紙ローラ対１１５により排紙トレイ１１６上に排出されスタックされる。
【００５３】
あるいは、図示しない切換爪で搬送路を切り換えられてシート反転装置１１２に搬送され、そこで反転されて再び転写位置へと導かれ、裏面にも画像を形成された後に、排紙ローラ対１１５により排紙トレイ１１６上に排出・スタックされる。画像転写後の中間転写ベルト１０５は、中間転写体クリーニング装置１０９により残留トナー等が除去され、タンデム画像形成部３０による再度の画像形成に備える。
【００５４】
定着装置２０に関して上述した本発明の実施形態における定着装置を適用することにより、ジャム時や印刷中の予期しない電源断時にも、温度ヒューズや温度サーモスタットのような過昇温防止装置にダメージを与えることがない画像成形装置を提供することができる。
【００５５】
以上説明してきたように、本発明によれば、熱源８を有する加熱ローラ１と、金属芯金の外周に弾性層を有し内部に熱源を有さない定着ローラ２に加圧ローラ４が圧接して配置され、加熱ローラ１と定着ローラ２との間に張架される無端状の定着ベルト３を備え、定着ローラ２と加圧ローラ４との圧接によって形成される定着ベルト３と加圧ローラ４との間のニップ部Ｎに、未定着トナー像を担持した用紙Ｐを通紙して加熱定着を行う定着装置２０において、定着ベルト３を挟んで加熱ローラ１の外周部に当接して配される冷却部材５、冷却ローラ５０、又は冷却ベルト５００を設け、冷却部材５、冷却ローラ５０、又は冷却ベルト５００は定着ベルト３を挟んで加熱ローラ１に対して接離する冷却部材接離機構６、冷却ローラ接離機構６０、及び冷却ベルト接離機構６００を有し、かつ冷却部材５、冷却ローラ５０、又は冷却ベルト５００の近傍に独立駆動可能な電源１８を備えた冷却ファン１７と、独立駆動可能な冷却ローラ５０、又は冷却ベルト５００を備えることにより、冷却部材５、冷却ローラ５０、又は冷却ベルト５００を、定着ベルト３を介して加熱ローラ１に当接させて余分な熱を吸収し、冷却ファン１７を用いて熱を発散させることにより、オーバーシュート現象の発生を抑制することができるのである。
【００５６】
また、本発明によれば、冷却ローラ駆動機構１９、及び冷却ベルト駆動機構１９０は、冷却ローラ５０、又は冷却ベルト５００が定着ベルト３に接触した際、定着ベルト３が用紙Ｐを搬送する方向とは逆方向に回転するように冷却ローラ５０、又は冷却ベルト５００を介して定着ベルト３を回転させることにより、定着装置２０内でジャムとなった用紙Ｐを除去しやすいように定着装置２０の入口側に戻すと共に、定着ベルト３を回転させることにより、定着ベルト３の一部分だけが加熱ローラ１に接触して過熱されることによって発生する変形・破損を抑制することができる。
【００５７】
さらに、本発明によれば、冷却部材５は、定着ベルト３に接触して熱を吸収する熱吸収部５２と、吸収した熱を外部へ放出する熱放熱部５１とを有することにより、効率良く余分な熱を吸収・放熱し、オーバーシュート現象の発生を抑制することができる。
【００５８】
また、本発明によれば、定着ベルト３の回転状態を検出する搬送状態検出手段１６を有し、定着ベルト３の回転が停止した場合にのみ冷却部材５、冷却ローラ５０、又は冷却ベルト５００を定着ベルト３を挟んで加熱ローラ１に対して当接させることにより、冷却部材５、冷却ローラ５０、又は冷却ベルト５００の当接によって定着ベルト３に発生する擦れキズ等の発生を抑制することができると共に、定着ベルト３の一部分だけが加熱ローラ１に接触し、変形のおそれがある場合にのみ冷却部材５、冷却ローラ５０、又は冷却ベルト５００を当接させることができる。
【００５９】
そして、本発明によれば、定着ベルト３の温度を検出する温度検出装置９を設け、検出された温度に応じて冷却部材５、冷却ローラ５０、及び冷却ベルト５００の接離機構６、６０、６００を制御する制御手段を含んで構成することにより、温度検出装置９により検出された定着ベルト３の表面温度が、温度ヒューズや温度サーモスタットのような過昇温防止装置にダメージを与える温度に達する上昇カーブを描いている場合にのみ、冷却部材５、冷却ローラ５０、又は冷却ベルト５００を定着ベルト３へ当接させることができ、冷却動作により発生する次ジョブ開始までの待機時間を必要最小限に留めることができる。
【００６０】
また、本発明によれば、冷却部材接離機構６、冷却ローラ接離機構６０、及び冷却ベルト接離機構６００は、定着ベルト３を回転駆動させる駆動機構への電源供給が絶たれた場合に、冷却部材５、冷却ローラ５０、又は冷却ベルト５００を、定着ベルト３を挟んで加熱ローラ１に対して当接させる構成とすることにより、電源断時においても、オーバーシュート現象の発生を抑制することができる。
【００６１】
さらに、本発明によれば、上記説明した本発明の定着装置２０を搭載することにより、装置内温度が上昇して、温度ヒューズや温度サーモスタットのような過昇温防止装置にダメージを与えることがない画像成形装置を提供することができる。
【００６２】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨及び範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１    加熱ローラ
１００    画像形成装置
１０１    装置本体
１０２    スキャナ
１０３    自動原稿給送装置（ＡＤＦ）
１０４    給紙部
１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ    給紙カセット
１０５    中間転写ベルト
１０６、１０７、１０８    支持ローラ
１０９    中間転写クリーニング装置
１１０    ２次転写ローラ
１１２    シート反転装置
１１５    排紙ローラ対
１１６    排紙トレイ
２    定着ローラ
３    定着ベルト
４    加圧ローラ
５    冷却部材
５１    熱放熱部
５２    熱吸収部
５０    冷却ローラ
５００    冷却ベルト
６    冷却部材接離機構
６０    冷却ローラ接離機構
６００    冷却ベルト接離機構
７    入口ガイド板
８    熱源（ヒータ）
９    温度検出装置
１０    クリーニングユニット
１１    クリーニングウェブ
１２    クリーニングウェブ当接部材
１３    巻き取り軸
１４    送り出し軸
１６    搬送状態検出手段
１６１    エンコーダ
１６２    センサ
１７    冷却ファン
１８    電源（キャパシタ）
１９    冷却ローラ駆動機構
１９０    冷却ベルト駆動機構
２０    定着装置
２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ    感光体ドラム
２２    保護層形成装置
２３    帯電装置
２４    クリーニング装置
２５    現像装置
２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ    転写装置
２８    潜像形成装置
２９Ｙ、２９Ｍ、２９Ｃ、２９Ｋ    プロセスカートリッジ
３０    タンデム画像形成部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６４】
【特許文献１】特許第３８８０４２４号公報
【特許文献２】特許第４０００９５５号公報
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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