(57)【要約】【課題】専用の排出用のファンを設けることなく、定着装置を冷却した熱を排出し易くすること。【解決手段】定着装置８は、加熱体８３と加圧ローラ８４とを有して、シートにトナー像を定着する定着ユニット８１と、加熱体８３にエアーＡＲａ，ＡＲｂを送る冷却ユニット９１Ａ，９１Ｂと、を備え、冷却ユニット９１Ａ，９１Ｂは、加熱体８３に向けてエアーＡＲａを吐出する低速エアー吐出口９４Ａ，９４Ｂと、低速エアー吐出口９４Ａ，９４Ｂから吐出されて加熱体８３を冷却したエアーＡＲａを追従させて流れるエアーＡＲｂを吐出する高速エアー吐出口９５Ａ，９５Ｂと、を有している。エアーＡＲｂは、エアーＡＲｂを追従させて、エアーＡＲａとともに流れて、定着装置内と加熱体との温度上昇を防止することができる。【選択図】図３
2016051004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の内部に加熱部を有して、シートにトナー像を加熱定着する定着手段と、
前記加熱部にエアーを送る送風手段と、を備え、
前記送風手段は、前記加熱部に向けてエアーを吐出する第１の吐出口と、前記第１の吐出口から吐出されて前記加熱部に送風したエアーを追従させて流れるエアーを吐出する第２の吐出口と、を有している、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第２の吐出口からのエアーは、前記第１の吐出口からのエアーよりも速い速度で吐出される、
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記第２の吐出口の開口面積は、前記第１の吐出口の開口面積よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記第２の吐出口のエアーは、前記第１の吐出口のエアーの向きを、前記回転体の軸方向に変える、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記送風手段は、前記回転体の軸方向に複数備えられ、
各前記送風手段は、前記加熱部の周囲に向かって突出して、先端部に前記第２の吐出口が形成されたエアーガイド部を有し、
各前記送風手段の前記第２の吐出口は、エアーを同じ向きに吐出可能であり、
各前記送風手段の前記エアーガイド部の突出長さは、前記第２の吐出口のエアーの流れの上流側の前記エアーガイド部の方が、下流側の前記エアーガイド部よりも長い、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記送風手段は、少なくとも前記回転体の軸方向の両端部に配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
シートにトナー像を形成する画像形成手段と、
シートにトナー像を定着する請求項１乃至６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、シートにトナー像を定着する定着装置と、この定着装置を装置本体に備えた画像形成装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式や静電記録方式等の、複写機、プリンタ等の画像形成装置は、画像形成部でシートにトナー像を形成した後、定着装置の加熱体（加熱部）と加圧ローラ（加圧部）とでシートを加熱加圧してシートにトナー像を定着するようになっている。定着装置は、小サイズのシートを通紙したときに加熱体の長手方向に対して、小サイズのシートが搬送されない部分に対応する領域に熱が籠るため、その昇温領域にエアーを送風する冷却装置を備えている場合がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１０３６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の冷却装置は、昇温領域に送風されて温められたエアーを積極的に排出する構成になっていない。このため、従来の定着装置は、内部に熱が籠りがちであった。そこで、定着装置内の熱を積極的に排出する排出ファンを設けることが考えられる。しかし、専用の排出ファンを設けると構造が複雑になるという別の問題が生じる。
【０００５】
本発明は、定着装置内を冷却して温められたエアーを、そのエアーの流れを利用して排出することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の定着装置は、回転体の内部に加熱部を有して、シートにトナー像を加熱定着する定着手段と、前記加熱部にエアーを送る送風手段と、を備え、前記送風手段は、前記加熱部に向けてエアーを吐出する第１の吐出口と、前記第１の吐出口から吐出されて前記加熱部に送風したエアーを追従させて流れるエアーを吐出する第２の吐出口と、を有している、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の定着装置は、第１の吐出口から吐出されて加熱部を冷却したエアーを、第２の吐出口から吐出されるエアーに追従して流すようになっているので、加熱部を冷却したエアーを速やかに排出して、定着装置内に熱が籠りにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置としての複写機の全体構造を示す断面概略図である。
【図２】本発明の実施形態の定着装置の断面図である。
【図３】図２の定着装置の外観概略図であり、エアーの流れを示す図である。
【図４】図３の定着装置における手前側の冷却ユニットの外観概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態の複写機と、複写機に設けられた定着装置とを図に基づいて説明をする。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態の画像形成装置としての複写機１の全体構造を示す断面概略図である。画像形成装置は、シートに画像を形成する装置であり、複写機の他に、プリンタ、ファクシミリ、或いはこれ等の複合機等がある。このため、本発明の画像形成装置は、複写機に限定されるものではない。シートに画像を形成するプリンタ、ファクシミリ、或いはこれ等の複合機等も含むものである。
【００１１】
複写機１は、シートＰを給送するシート給送部２と、シートＰに画像を形成する画像形成部（画像形成手段）３と、シートＰに画像を定着する定着装置８と、画像が定着されたシートＰを排出する排出部５と、原稿の画像を読み取る画像読取部６等を備えている。なお、画像読取部６は、必ずしも必要としない。
【００１２】
シート給送部２は、複写機１の下部に設けられており、シートＰを積載する積載トレイ２１と、積載トレイ２１に積載されたシートＰを送り出すピックアップローラ２２と、送り出されたシートＰを分離給送する分離給送部２３と、を備えている。また、シート給送部２は、複写機１の側方からシートＰを手差し給送可能な手差し給送部２４も備えている。手差し給送部２４は、装置本体１Ａの外側に倒して、シートＰが積載される手差しトレイ２５と、手差しトレイ２５に積載されたシートＰを分離給送する分離給送部２６と、を備えている。
【００１３】
画像形成部３は、シート給送部２のシート搬送方向の下流側（以下、単に「下流側」という）に設けられている。画像形成部３は、トナー像が形成される感光体ドラム３１と、感光体ドラム３１の表面を一様に帯電する帯電ローラ３２と、レーザ光を照射して感光体ドラム３１に静電潜像を形成するレーザ照射装置３３等を備えている。さらに、画像形成部３は、感光体ドラム３１上の静電潜像をトナー像として可視化する現像装置３４と、感光体ドラム３１に当接して転写ニップＮを形成する転写ローラ３５と、を備えている。
【００１４】
定着装置８は、画像形成部３の下流側のシート搬送路に設けられている。
【００１５】
排出部５は、定着装置８の下流側に設けられており、シートＰを複写機１の装置本体１Ａの内部から排出する排出ローラ対５１と、排出されたシートＰを積載する排出トレイ５２と、を備えている。
【００１６】
画像読取部６は、複写機１の装置本体１Ａの上部に設けられており、原稿を載置する原稿載置部６１と、原稿載置部６１に載置された原稿の画像情報を読み取る読取スキャナ６２と、読取スキャナ６２を覆う開閉蓋６３と、を備えている。
【００１７】
次に、複写機１の画像形成動作を説明する。複写機１が画像形成動作状態になると、レーザ照射装置３３は、不図示のパソコン、読取スキャナ６２等から送信されてきた原稿等の画像情報（画像情報信号）に応じて、感光体ドラム３１の表面にレーザ光を照射する。帯電ローラ３２によって所定の極性電位に一様に帯電されている感光体ドラム３１の表面が露光されて、感光体ドラム３１の表面に静電潜像が形成される。感光体ドラム３１に形成された静電潜像は、現像装置３４に現像されて、トナー像として可視化される。
【００１８】
トナー像の形成動作に並行して、ピックアップローラ２２と分離給送部２３とによって、シート給送部２からシートが１枚ずつ分離されて、分離給送部２３より下流側の搬送ローラ対１０を経て、さらに下流側のレジストローラ対１１に給送される。シートＰは、レジストローラ対１１で斜行が補正される。斜行が補正されたシートＰは、その後、所定のタイミングで転写ニップＮに搬送され、可視化されたトナー像が転写ローラ３５によって感光体ドラム３１からシートＰに転写される。
【００１９】
トナー像が転写されたシートＰは、転写ニップＮから定着装置８に搬送され、定着装置４０で熱及び圧力を受けることで、トナー像が画像として定着される。すなわち、トナー像はシートに加熱定着される。複写機１は、シートの片面にだけトナー像を形成する場合、シートＰを排出ローラ対５１によって排出トレイ５２に排出される。
【００２０】
シートの両面にトナー像を形成する場合、複写機１は、シートを、反転パス７、反転ローラ対１１０によって、胴内排出方向に搬送する（図中矢印ａ方向）。反転ローラ対１１０は、狭持したシートＰの後端が搬送路切替部材１１１を抜けた例えば７ｍｍの位置（図示していないシート検知センサの通過時間から算出した位置）で、逆回転する。逆回転した反転ローラ対１１０は、シートＰを装置本体１Ａ内に引き戻して（図中矢印ｂ方向）、用紙反転装置１００に送る。この間、シートは、スイッチバック搬送されたことになり、表裏反転されている。その後、両面搬送ローラ対８ａ，８ｂ，８ｃは、シートを再びレジストローラ対１１、転写ニップＮに搬送する。このとき、シートＰの裏面が感光体ドラム３１側にくるようになっている。複写機１は、転写ニップＮでシートの裏面にトナー像を転写し、定着装置８でトナー像を定着し、排出ローラ対５１によって排出トレイ５２に排出する。これによって、複写機１による画像形成動作が終了する。
【００２１】
次に、定着装置を冷却する構造を説明する。図２は、本発明の実施形態の定着装置８の断面図である。図３は、図２の定着装置８の外観概略図であり、エアーの流れを示す図である。図４は、図３の定着装置における手前側の冷却ユニットの外観概略図である。
【００２２】
定着装置８は、定着ユニット（定着手段）８１と、冷却ユニット（送風手段）９１Ａ，９１Ｂとを備えている。
【００２３】
定着ユニット８１は、主に、ケーシング８２と、ケーシング８２内に回転自在に設けられた熱定着フィルム８３ａとヒータ（加熱部）８３ｂとを有した加熱体（回転体）８３と、加熱体８３とでシートを加圧挟持する加圧ローラ（加圧部）８４とを備えている。加熱体８３は、軸状に形成されている。
【００２４】
定着ユニット８１は、図１に示す感光体ドラム３１と転写ローラ３５とによってトナー像を転写されたシートＰをケーシング８２の入口８２ａで受け入れる。加熱体８３と加圧ローラ８４は、シートＰを挟持して加熱加圧しながら回転して搬送し、シートにトナー像を定着した後、排出口８２ｄから排出する。加熱体８３は、内部に不図示のヒータを備えており、周囲に熱を発散する。このため、ケーシング８２内に熱が籠り、加熱体８３の温度管理が困難になる。
【００２５】
そこで、定着装置８は、定着ユニット８１に冷却ユニット９１Ａ，９１Ｂを接続してある。冷却ユニット（送風手段）９１Ａ，９１Ｂは、加熱体８３が過熱状態にならないように、加熱体８３にエアーＡＲを送って加熱体８３を冷やすとともに、ケーシング８２内に籠った高温の空気をケーシング８２から排出するようになっている。
【００２６】
冷却ユニット９１Ａ，９１Ｂは、図３に示すように、加熱体８３の両端部に対向してケーシング８２に取付けられている（配置されている）。シートには、種々の幅サイズのものがある。幅とは、シートの加熱体８３の軸方向に対して交差する方向のことを言う。軸方向とは、図３に示す、軸状の加熱体８３の軸心の矢印Ｙ方向のことである。
【００２７】
加熱体８３の全長に近い幅サイズのシートは、加熱体８３の略全長に接触することができて、略全長の熱を吸収しながら搬送されるので、加熱体８３全体が略均一の温度に保たれる。しかし、加熱体８３の全長よりも幅の狭いシートは、加熱体８３の中間部に接触して搬送されるので、加熱体８３の中間部分の熱を吸収しながら搬送されるが、両端部に接触しないので、両端部の熱を吸収することがない。このため、加熱体８３の両端部の温度が、中間部分よりも高くなりがちであり、加熱体８３の全体を略均一の温度にするのが困難である。このため、冷却ユニット９１Ａ，９１Ｂは、図３に示すように、加熱体８３の両端部に対向してケーシング８２に取付けられて、主に、加熱体８３の両端部を冷却するようになっている。
【００２８】
冷却ユニット９１Ａ，９１Ｂは、主に、ダクト９２Ａ，９２Ｂと、ファーン９３Ａ，９３Ｂと、を備えている。ダクト９２Ａ，９２Ｂの後部には、ファーン９３Ａ，９３Ｂが設けられている。ダクト９２Ａ，９２Ｂの先端部には、低速エアー吐出口９４Ａ，９４Ｂと、高速エアー吐出口９５Ａ，９５Ｂと、が形成されている。また、ダクト９２Ａ，９２Ｂには、ファーン９３Ａ，９３Ｂのエアーを低速エアー吐出口９４Ａ，９４Ｂに案内する傾斜案内面９２Ａａ，９２Ｂａが形成されている。さらに、ダクト９２Ａ，９２Ｂには、ファーン９３Ａ，９３Ｂのエアーを高速エアー吐出口９５Ａ，９５Ｂに案内するエアーガイド部９６Ａ，９６Ｂが形成されている。
【００２９】
低速エアー吐出口９４Ａ，９４Ｂは、加熱体８３の軸方向に対して交差する方向に向いている。エアーガイド部９６Ａ，９６Ｂは、ケーシング８２の貫通孔８２ｃを貫通してケーシング内に進入している。高速エアー吐出口９５Ａ，９５Ｂは、ケーシング８２内に位置して、加熱体８３の軸方向Ｙを向いている。
【００３０】
低速エアー吐出口９４Ａ，９４Ｂには、シャッタ９７Ａ，９７Ｂが設けられている。シャッタ９７Ａ，９７Ｂは、低速エアー吐出口９４Ａ，９４Ｂを閉めた位置から互いに接近する方向（加熱体８３の軸方向Ｙ）に移動して、低速エアー吐出口９４Ａ，９４Ｂの開口量を調節できるようになっている。加熱体８３の全長に近い幅サイズのシートが定着装置８を通過するとき、加熱体８３全体が略均一の温度に保たれるので、シャッタ９７Ａ，９７Ｂは、低速エアー吐出口９４Ａ，９４Ｂを閉じている。この場合、加熱体８３は、高速エアー吐出口９５Ａ，９５Ｂから吐出される後述のエアーＡＲｂによって冷却される。
【００３１】
また、加熱体８３の全長よりも幅の狭いシートが定着装置８を通過するとき、加熱体８３の両端部の温度が中間部分よりも高くなりがちである。このとき、シャッタ９７Ａ，９７Ｂは、互いに接近する方向に移動して、シートの幅サイズが小さい程、低速エアー吐出口９４Ａ，９４Ｂを広く開く。これにより、加熱体８３の長手方向両端部分の冷却が容易に行われるようになっている。
【００３２】
以上の構成において、ファーン９３Ａ，９３Ｂを回転させると、傾斜案内面９２Ａａ，９２Ｂａに案内されたエアーＡＲａは、低速エアー吐出口９４Ａ，９４Ｂから、ケーシング８２の開口部８２ｂを通過して、加熱体８３に対して交差する方向に吐出される。また、エアーガイド部９６Ａ，９６Ｂに案内されたエアーＡＲｂは、高速エアー吐出口９５Ａ，９５Ｂから加熱体８３の軸方向に吐出される。
【００３３】
ところで、高速エアー吐出口（第２の吐出口）９５Ａ，９５Ｂの開口面積は、低速エアー吐出口（第１の吐出口）９４Ａ，９４Ｂの開口面積よりも小さく設定されている。このため、高速エアー吐出口９５Ａ，９５Ｂからのエアーは、低速エアー吐出口９４Ａ，９４Ｂからのエアーよりも速い速度で吐出されるようになっている。
【００３４】
また、高速エアー吐出口９５Ａ，９５Ｂに通じるダクト９２Ａ，９２Ｂの対向する内壁９２Ａａ，９２Ｂａ，９２Ａｃ，９２Ｂｃは、なだらかに形成してある。また、シャッタ９７Ａ，９７Ｂは、低速エアー吐出口９４Ａ，９４Ｂの一部分を、或いは全部を塞いでいるとき、内壁９２Ａｃ，９２Ｂｃの延長状の壁の役目をして、エアーＡＲａの一部分を高速エアー吐出口９５Ａ，９５Ｂに案内するようになっている。このため、高速エアー吐出口９５Ａ，９５Ｂに向かうエアーＡＲｂは、円滑に、かつ効率よく流れるようになっている。
【００３５】
さらに、エアーガイド部９６Ａ，９６Ｂは、角筒状にダクト９２Ａ，９２Ｂから突出している。このため、高速エアー吐出口９５Ａ，９５Ｂに向かうエアーＡＲｂは、ダクト９２Ａ，９２Ｂ内の広い空間から低速エアー吐出口９４Ａ，９４Ｂに向かうエアーＡＲａと異なって、流速が速くなるようになっている。これらのことからして、高速エアー吐出口９５Ａ，９５Ｂから吐出されるエアーＡＲｂは、流速を上げて吐出されるようになっている。
【００３６】
一般に、エアーは、気圧の高いところから気圧の低いところに流れ、気圧の差が大きいほどエアーの流れが速くなる。そして、エアーが速く流れることによりエアーの通り道の気圧は、周囲の気圧より低くなる。この結果、エアーの通り道の周囲のエアーは、速く流れるエアーに引き込まれる性質がある。
【００３７】
このようなエアーの性質によって、高速エアー吐出口９５Ａ，９５Ｂより吐出された流速の速いエアーＡＲｂが、低速エアー吐出口９４Ａ，９４Ｂより吐出された流速の遅いエアーＡＲａを追従させることができる。このことによって、加熱体８３の軸方向Ｙに対して交差する方向に流れる流速の遅いエアーＡＲａは、加熱体８３の軸方向に流れる流速の速いエアーＡＲｂの流れに向きを容易に変えられて、流速の速いエアーＡＲｂと共に流れることになる。なお、高速エアー吐出口９５Ａ，９５Ｂより吐出されたエアーＡＲｂも、加熱体８３の軸方向に流れるため、加熱体８３を冷却することができる。
【００３８】
したがって、従来、加熱体に当たって、加熱体を冷却したエアーを排気するのに、別の排気ファンを設けて、エアーを外部に排出していたが、本実施形態の定着装置８は、加熱体を冷却したエアーを排気したい方向に排気することができる。このため、本実施形態の定着装置８は、従来必要であった別の排気ファンと、排気ファンのダクトとを設ける必要がなく、構造を簡単にすることができる。
【００３９】
また、低速エアー吐出口９４Ａ，９４Ｂより吐出されて、加熱体８３に吹き付けて分散したエアーも、追従されて容易に導くことができて、他の部品へ熱の伝達を少なくすることができる。
【００４０】
さらに、図２のように傾斜案内面９２Ａａ，９２Ｂａは、加熱体８３の略接線方向に向くように傾斜している。このため、エアーＡＲａは、加熱体８３の外周に沿って円滑に流れるようになっており、軸心を目がけて加熱体８３に当たる場合よりも、分散される量を減らして、他の部品への熱の移動を防止することができる。また、ダクト９２Ａ，９２Ｂ内の温度上昇を防止することができる。
【００４１】
また、従来、加熱体の形状によっては、排気経路を大きく迂回して排気を行っていたのを、本実施形態の定着装置８は、排気経路を加熱体の軸方向の最短経路にすることができて、加熱体を冷却したエアーの排出を速やかに行うことができる。この結果、ケーシング８２内の温度上昇を防止することができる。
【００４２】
なお、冷却ユニットは、２つ設けてあるが、２つ以上複数備えられていてもよいし、１つでもよい。また、図３では、高速エアー吐出口９５Ａ，９５Ｂが、向きが同じで、エアーＡＲｂを同じ向きに吐出可能であるが、符号９５Ｂで示す高速エアー吐出口は、図３において反対側（外側）に設けてもよい。この場合、冷却ユニット９１Ａ，９１Ｂは、エアーＡＲｂの向きが互いに逆向きになるので、加熱体８３の中間部分に、背中合わせに設けるのが好ましい。
【００４３】
さらに、図３のように、冷却ユニットを、高速エアー吐出口を同じ向きにして、複数設けた場合、エアーの流れの下流側の冷却ユニット９１Ａが、上流側の冷却ユニット９１ＢのエアーＡＲｂの流れの邪魔になる。このため、下流側の冷却エアーガイド部９６Ａの突出長さＬ１は、上流側のエアーガイド部９６Ｂの突出長さＬ２よりも短く（Ｌ１＜Ｌ２）してある。これによって、下流側の冷却ユニット９１Ａが、上流側の冷却ユニット９１ＢのエアーＡＲｂ，ＡＲａの流れの邪魔をすることがなく、エアーの流れを円滑にすることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１：複写機（画像形成装置）、１Ａ：複写機本体、３：画像形成部（画像形成手段）、８：定着装置、８１：定着ユニット（定着手段）、８３：加熱体（回転体）、８３ｂ：ヒータ（加熱部）、８４：加圧ローラ（加圧部）、９１Ａ，９１Ｂ：冷却ユニット（送風手段）、９４Ａ，９４Ｂ：低速エアー吐出口（第１の吐出口）、９５Ａ，９５Ｂ：高速エアー吐出口（第２の吐出口）、９６Ａ，９６Ｂ：エアーガイド部、ＡＲ：エアー、ＡＲａ：低速エアー吐出口のエアー、ＡＲｂ：高速エアー吐出口のエアー、Ｌ１，Ｌ２：エアーガイド部の突出長さ、Ｐ：シート、Ｙ：軸方向。
【図１】
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【図２】
2016051004.tif 000004
【図３】
2016051004.tif 000005
【図４】
2016051004.tif 000006