(57)【要約】【課題】定着後のシートを冷却することによって、機内昇温の防止と、冷却によって排熱した熱の有効利用。【解決手段】定着装置の近傍あるいは直下の搬送路に、シートに接触して冷却する冷却手段と、該冷却手段と定着装置を構成する一部の構成部材とを含めた熱移送手段を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート上に形成された未定着トナー画像を、熱源を有する定着ローラと加圧ローラとで圧接し加熱定着する定着装置と、前記定着装置の下流側にあって、該定着装置の近傍あるいは直下で加熱定着後のシートを搬送する搬送路とを備えた画像形成装置において、
前記定着装置の近傍あるいは直下に配置した搬送路に、加熱定着したシートの熱を冷却する冷却手段と、該冷却手段の冷却時に発生する廃熱を前記定着装置へと供給する熱移送手段とを設けたことを特徴とするシート冷却手段を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記搬送路は、シートの片面に加熱定着した後、他の面に画像を形成させる両面搬送路であり、前記冷却手段は、シートの熱を接触しながら放熱させるガイド部材からなる冷却手段を設け、前記熱移送手段は、前記冷却手段と前記定着装置の一部構成部材とを含め一体的に断熱部材で覆った熱移送路を設けたことを特徴とする請求項１記載のシート冷却手段を備えた画像形成装置。
【請求項３】
前記熱移送手段が、前記搬送路に設けた冷却手段と、前記定着装置の構成部材である定着ローラと加圧ローラの少なくとも一つのローラとを含み、断熱部材で覆った熱移送路を形成し、該熱移送路内で、前記冷却手段側と前記定着装置の構成部材側とに区切って遮蔽する遮蔽手段を有したことを特徴とする請求項１、２記載のシート冷却手段を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に係わり、定着装置によって加熱定着されたシートを冷却させる冷却手段を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置では、省資源化や高速化が強く求められているが、トナー画像をシートに加熱定着させるためには、一定の熱量が必要であり、高速化すると、定着装置の熱量がシートやトナー画像によって奪われてしまう。特に熱源を持っていない加圧ローラでは表面の温度低下が著しい。そのため、損失した熱量分を定着ローラの高温化等によって補充しなければ安定した定着が行われない。
【０００３】
よって、高速化のために定着装置の熱量を増加させたことで、当然消費電力が大きくなってしまう。
【０００４】
また省資源化を目的として、トナー画像を片面のシートに定着させた後、装置本体内で反転搬送し、再度裏面に画像形成と定着を行って、シートを有効活用する両面装置が多用されている。
【０００５】
このような両面装置を設けた画像形成装置では、定着装置の熱量の増加に伴って、高温のシートが感光体を含む画像形成部へと搬送され、その結果、画像形成部の温度上昇、および装置内の昇温につながり、画像不良や、トナーが溶融し固着するブロッキング現象などが発生してしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような不具合を解消するために、従来から定着後のシートを冷却する冷却装置が種々提案されている。一般的な冷却手段には、ファンによって外気をシートに吹き付けて冷却するものや、搬送ローラにヒートパイプローラを用いてシートを冷却するものなどが提案されている。
【０００７】
しかしながら上記の冷却手段は、シートの熱を吸熱、放熱し機外に排熱させる構成であるため、上述した定着に必要な定着装置の熱量は、以前として高速化による不足する熱量を補充しなければ安定した定着が出来ない。
【０００８】
さらには、増加させた定着装置の熱量によって、装置本体内の雰囲気温度に悪影響を及ぼしてしまう。その理由は、定着装置の熱量が大きいと機内への輻射熱も高くなり機内の温度が上昇してしまうからである。
【０００９】
そこで本発明の冷却手段を備えた画像形成装置では、冷却手段で奪ったシートの熱を定着装置の一部へと熱移送して、定着装置の熱量を一定に保つことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１では、シート上に形成された未定着トナー画像を、熱源を有する定着ローラと加圧ローラとで圧接し加熱定着する定着装置と、前記定着装置の下流側にあって、該定着装置の近傍あるいは直下で加熱定着後のシートを搬送する搬送路とを備えた画像形成装置において、前記定着装置の近傍あるいは直下に配置した搬送路に、加熱定着したシートの熱を冷却する冷却手段と、該冷却手段の冷却時に発生する廃熱を前記定着装置へと供給する熱移送手段とを設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２では、前記搬送路は、シートの片面に加熱定着した後、他の面に画像を形成させる両面搬送路であり、前記冷却手段は、シートの熱を接触しながら放熱させるガイド部材からなる冷却手段を設け、前記熱移送手段は、前記冷却手段と前記定着装置の一部構成部材とを含め一体的に断熱部材で覆った熱路を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３では、前記熱移送手段が、前記搬送路に設けた冷却手段と、前記定着装置の構成部材である定着ローラと加圧ローラの少なくとも一つのローラとを含み、断熱部材で覆った熱移送路を形成し、該熱移送路内で、前記冷却手段側と前記定着装置の構成部材側とに区切って遮蔽する遮蔽手段を有したことを特徴としたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下、添付図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明を適用した画像形成装置の実施形態であり、電子写真方式を用いた一般的なプリンタを示す概略構成図である。
【００１５】
図１において、１は画像形成装置本体、２は画像形成部であり、感光ドラム３と、現像装置４とクリナー装置５および不図示の帯電装置とで構成されている。６は、画像書込装置で、デジタル画像データに従ったレザー光を感光ドラム３に照射し、感光ドラム３上に静電潜像を形成するものである。
【００１６】
９は定着装置で、内部にヒータ１１を設けた定着ローラ１０と、該定着ローラ１０と対向し圧接する加圧ローラ１２とで構成している。なお加圧ローラ１２は後述する本発明の冷却手段１４と熱移送手段１３とを含み一体的に構成支持している。
【００１７】
ここでシートＰを搬送し画像を形成して定着する一連の工程について順に説明する。
【００１８】
シートＰは装置本体１の下部に積載収納されたカセット１７から給紙ローラ１８によって一枚毎に分離して給紙される。分離したシートＰは搬送ローラ１９を経て画像形成部２に搬送される。ここでシートＰは、画像形成部２の現像装置４で現像されたトナー画像を転写ローラ７によって転写され、搬送部８で定着装置９へと搬送される（図中矢印方向）。
【００１９】
定着装置９は、表面にトナー画像を転写したシートＰを定着ローラ１０の熱と加圧ローラ１２の加圧力とによって定着する。
【００２０】
トナー画像を定着したシートＰは、内排紙ローラ１５で搬送され、分岐部材１６によってそのまま機外に排出される搬送路Ａと両面に画像を形成するための両面搬送路Ｂとに選択的に分岐される。
【００２１】
搬送路Ａは、搬送ローラ２０と排紙ローラ２１とで定着後のシートＰの画像面を下にして機外に排出する搬送路である。一方両面搬送路Ｂは、定着後のシートＰを一旦搬送ローラ２４で定着装置の下方に搬送した後、スイッチバックをして両面搬送路Ｃへと搬送し、再びシートＰの裏面に画像形成される。この両面搬送路Ｃは、ほぼ定着装置９の直下に配置され、後述詳細に説明する冷却手段１４を設けてある。
【００２２】
以上が画像形成装置１の構成と作用についての説明である、
次に、本発明の冷却手段を中心に図１および図２，図３を用いて詳細に説明する。
【００２３】
図２は定着装置９を含めた冷却手段１４の構成図であり、図３は、他の冷却手段を採用した場合の構成図である（図中の符号は同じものを使用している）。
【００２４】
図２に示した冷却手段１４は、定着装置９の直下に配置された両面搬送路上に、定着後のシートＰと面で接触可能に支持した良熱伝導性の部材（例えばアルミ、銅材）からなるガイド部材で、不図示ではあるが放熱フィン等の放熱部材と一体的に成形されている。
【００２５】
熱移送手段は、両面搬送路Ｃ側に前記冷却手段１４を保持し、前記定着装置９を構成する加圧ローラ１２を含めると共に、加圧ローラ１２を回動可能なフレーム構造に設け、その外形全体を熱伝導率の低い樹脂等の断熱部材で覆って構成してある。
【００２６】
これは冷却手段１４で、シートＰから奪った排熱が機内の空間や機外への放熱を極力抑えた構造となっている。つまり冷却手段１４の排熱は上昇空気流および熱の対流によって加圧ローラ１２が保温されるように作用する。
【００２７】
さらに熱移送手段１３の内部には、冷却手段１４と加圧ローラ１２とを区切る遮蔽手段である遮蔽部材１３ａと１３ｂとを設けてある。この遮蔽部材１３ａ，１３ｂは両面搬送路Ｂ又はＣにシートＰが搬送された場合、図で示した矢印方向に開き、シートＰが搬送路Ａに搬送された場合には閉じるように画像形成装置本体によって制御されている。
【００２８】
また遮蔽部材１３ａ，１３ｂは、不図示ではあるが、熱移送手段１３の冷却手段側の温度と、加圧ローラ側の温度とを検知し、加圧ローラ側の温度が高い場合、遮蔽部材１３ａ，１３ｂを閉じ、逆に加圧ローラ側の温度が低い場合には開放するように制御する。
【００２９】
この遮蔽部材の制御は、熱平衡による加圧ローラ側の温度低下を防ぎ、一定の温度に維持するためのものである。
【００３０】
このように遮蔽部材１３ａ，１３ｂの開閉を制御することによって、シートＰの片面に画像を形成する場合には加圧ローラ１２の断熱効果が得られ、また両面に画像を形成する場合には冷却手段１４からの排熱を利用し、加圧ローラ１２の保温効果が得られる。
【００３１】
図３は、冷却手段を、両面搬送路でシートに接触してガイドするガイド板１４にペルチェ素子２５を併設した冷却手段である。このペルチェ素子は、アルミナ基板上にＰ型半導体とＮ型半導体を交互に配置し、これらを厚膜印刷配線で直並列接続した構成である。これに通電すると、一方の面が高温化し、他方の面に吸熱が起こり低温化するものである。
【００３２】
よってペルチェ素子２５の低温側をガイド板１４に当接させることで冷却が行われ、高温側では発熱が行われる。よって、前記した（図２）冷却手段１４による作用、効果と同等であると言える。
【００３３】
尚、前記ペルチェ素子による冷却手段においても、図２によって説明したように、シートの片面搬送時ＯＦＦし、両面搬送時にＯＮするように制御すれば同等の効果が得られる。
【００３４】
また熱移送路内の温度を検知し、シートの搬送に関係なくペルチェ素子２５を制御すれば、加圧ローラ１２の加熱部材としても応用可能である。
【００３５】
図４は、構成の異なる画像形成装置に本発明を実施した形態を示した概略図である。
【００３６】
（符号は前図と同じものを使用）
図４は、未定着トナー画像を形成したシートＰ（画像面は図の右面）を図に示すように画像形成装置（不図示）の下側から上側に向けて搬送する構成であって、定着装置９と、通常の搬送路Ａ，両面搬送路Ｂおよび本発明の冷却手段１４と熱移送手段１３とで構成している。ここでは遮蔽手段１３ａ，ｂを図中の点線で示している。
【００３７】
図のように、両面搬送路Ｂが定着装置９の近傍に配置されていれば、本発明の冷却手段と熱移送手段とを適用することができ、前述した構成と同等の作用効果が得られる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の本発明の冷却手段を備えた画像形成装置おいては、定着装置を通過したシートを冷却すると同時に、冷却手段で奪ったシートの熱を定着装置の一部へと熱移送して、定着装置の熱量を一定に保つことができる。
【００３９】
また、請求項２に記載した本発明では、定着装置の一部構成部材を熱移送手段である熱移送路で覆ったことにより、定着装置の構成部材からの放熱を最少限にすることができる。
【００４０】
さらに請求項３に記載した本発明では、前記熱移送路内に冷却手段側と定着装置の構成部材側とに区切って遮蔽する遮蔽手段を設けたことで、熱の平衡現象による定着装置側の温度低下を防止すると共に断熱し、放熱を抑制することができる。
【００４１】
以上によって、加熱定着されたシートの熱を冷却と同時に有効利用が可能となり、画像形成装置の高速化と、定着装置で使用する熱量を抑制することができることから電力の省資源化が可能となり、さらに従来例で述べた不具合を解消できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した画像形成装置の概略構成図。
【図２】本発明の冷却手段と定着装置を含めた概略構成図。
【図３】本発明の冷却手段（ペルチェ素子を用いた場合）と、定着装置を含めた概略構成図。
【図４】本発明の冷却手段と定着装置を含めた概略構成図で、画像形成装置本体の構成が図１から３の実施例と異なったものである。
【符号の説明】
１  画像形成装置本体、
２  画像形成部
３  感光ドラム、
４  現像装置、
５  クリナー装置
６  画像書込装置
９  定着装置、
１１  内部のヒータ
１０  定着ローラ、
１２  加圧ローラ
１３  熱移送手段、
１３ａ、１３ｂ  遮蔽部材
１４  本発明の冷却手段
１６  分岐部材
２５  ペルチェ素子
【図１】
2004177471.tif 000003
【図２】
2004177471.tif 000004
【図３】
2004177471.tif 000005
【図４】
2004177471.tif 000006