JP2011081051A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷却装置を複数設けることなく加熱ローラ及び加圧部の両方を冷却する。
【解決手段】定着装置60は、その外周面を用紙Pに当接させて用紙P上のトナーを加熱する円柱状の加熱ローラ61と、加熱ローラ61と協働して用紙Pを挟みこんで用紙Pに加圧する加圧ユニット63と、加熱ローラ61又は加圧ユニット63の加圧ベルト64の少なくともいずれか一方を冷却する冷却ファン70と、冷却ファン70により冷却する対象を加熱ローラ61又は加圧ベルト64のいずれか一方に切り換える切換ガイド71と、所定の条件に基づいて冷却ファン70の動作/非動作及び切換ガイド71による冷却する対象の切換を制御する制御部90と、を備える。
【選択図】図3
【解決手段】定着装置60は、その外周面を用紙Pに当接させて用紙P上のトナーを加熱する円柱状の加熱ローラ61と、加熱ローラ61と協働して用紙Pを挟みこんで用紙Pに加圧する加圧ユニット63と、加熱ローラ61又は加圧ユニット63の加圧ベルト64の少なくともいずれか一方を冷却する冷却ファン70と、冷却ファン70により冷却する対象を加熱ローラ61又は加圧ベルト64のいずれか一方に切り換える切換ガイド71と、所定の条件に基づいて冷却ファン70の動作/非動作及び切換ガイド71による冷却する対象の切換を制御する制御部90と、を備える。
【選択図】図3
Description
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。
紙等の媒体に対して画像を形成する画像形成装置には様々な仕組みのものがあるが、その中で、媒体に転写されたトナーを加熱、加圧して定着させることにより画像を形成する画像形成装置がある。一般的にトナーを用いるタイプの画像形成装置は、媒体にトナーを定着させる定着処理を施すための定着部を有する。
図9に、従来の定着部260の主要構成を示す。
定着部260は、加熱ローラ261及び加圧部(加圧ユニット263)を有する。
定着部260は、加熱ローラ261及び加圧部(加圧ユニット263)を有する。
加圧ユニット263は、加圧ベルト264、分離ローラ265及び張架ローラ266、267を有する。図9に示すように、分離ローラ265及び張架ローラ266、267は、輪状の加圧ベルト264の輪の内側に設けられ、協働して加圧ベルト264を張架する。分離ローラ265及び張架ローラ266、267はそれぞれ図9に示すように回転し、加圧ベルト264を駆動させる。
加熱ローラ261は、円柱状の部材であり、その円柱の中心軸を回転軸として回転可能に設けられる。加熱ローラ261は、加圧ベルト264を挟んで分離ローラ265と対向する位置に設けられ、分離ローラ265と協働して加圧ベルト264を挟み込む。加熱ローラ261は分離ローラ265と逆方向に回転する。
加熱ローラ261は、円柱状の部材であり、その円柱の中心軸を回転軸として回転可能に設けられる。加熱ローラ261は、加圧ベルト264を挟んで分離ローラ265と対向する位置に設けられ、分離ローラ265と協働して加圧ベルト264を挟み込む。加熱ローラ261は分離ローラ265と逆方向に回転する。
加圧ベルト264の駆動方向の上流側(図9の右側)から用紙Pが搬入されると、加熱ローラ261及び加圧ベルト264は協働して用紙Pを挟み込み、加圧ベルト264の駆動方向の下流側(図9の左側)へ送り出す。
加熱ローラ261は、その内部にヒータランプ等の加熱部262を有する。加熱部262は、加熱ローラ261を内側から加熱する。加熱部262により加熱ローラ261は加熱される。加熱ローラ261は、加熱ローラ261と加圧ベルト264との間に挟まれた用紙Pに対してその外周面の一部を当接させるときに用紙P上に現像されたトナーを加熱して融解させる。そして、用紙Pは、加熱ローラ261と加圧ベルト264との間に挟まれることで加圧され、融解されたトナーが定着する。このようにして定着装置260によるトナーの定着処理が行われる。加熱部262は、定着処理の開始に応じて動作して加熱ローラ261を加熱し、定着処理の終了時に非動作となる。
加熱ローラ261は、その内部にヒータランプ等の加熱部262を有する。加熱部262は、加熱ローラ261を内側から加熱する。加熱部262により加熱ローラ261は加熱される。加熱ローラ261は、加熱ローラ261と加圧ベルト264との間に挟まれた用紙Pに対してその外周面の一部を当接させるときに用紙P上に現像されたトナーを加熱して融解させる。そして、用紙Pは、加熱ローラ261と加圧ベルト264との間に挟まれることで加圧され、融解されたトナーが定着する。このようにして定着装置260によるトナーの定着処理が行われる。加熱部262は、定着処理の開始に応じて動作して加熱ローラ261を加熱し、定着処理の終了時に非動作となる。
以上のように、定着部260の加熱ローラ261は加熱部262により加熱される。そして、加圧ベルト264も、その駆動による摩擦熱や加熱ローラ261から伝達される熱により加熱される。
このように、加熱ローラ261の加熱処理は定着処理に必要な条件であるが、その一方で加熱ローラ261や加圧ベルト264が過熱されて温度が上がりすぎた場合、トナーブリスタやオーバーシュート等、画像形成の品質を低下させる問題が生じることがある。
トナーブリスタとは、トナーが定着部の熱で融解したときに、その熱によりトナーに含まれる水分が気化、膨張したり、トナーと紙の間及びトナーの粒子間の空気が膨張したりすることにより、紙の上に形成されたトナー層の表面を押し上げ又はトナー層を破裂させる現象であり、用紙P及びトナーが必要以上に高い熱によって加熱(過熱)された場合に生じやすい。トナーブリスタが生じた画像の表面は荒れた状態となり、画像の品質は著しく低下する。トナーブリスタは、コート紙等、空気を通過させにくい媒体で特に発生しやすい。
オーバーシュートとは、加熱ローラ261が過熱されて温度が上がりすぎた状態となる問題点である。
通常、定着処理が行われている間は、加熱ローラ261と加圧ベルト264との間を挟まれて通過する紙及びトナーにより熱が奪われることにより、加えられる熱と奪われる熱のバランスが保たれる。このため、通常、定着処理中の加熱ローラ261及び加圧ベルト264は過熱されることがない。しかし、画像形成装置による印刷が終了して定着部260の動作が停止すると、紙に熱が奪われることがなくなる。一方で、加熱ローラ261の加熱は定着部260の動作停止後もしばらく継続する。これは、加熱ローラ261の内側から加熱ローラ261を加熱する加熱部262による加熱が停止されても、加熱停止前までに加えられた熱が残留しており、残留した熱が加熱ローラ261の外周へ向かって伝達されるためである。この結果、加熱ローラ261は過熱されて温度が上がりすぎた状態となる。同様に、加熱ローラ261と接する加圧ベルト264も過熱されて温度が上がりすぎた状態となる。
加熱ローラ261が過熱されて温度が上がりすぎた状態で印刷が再開されると、用紙Pが過熱されて反りを生じてしまう等の問題を生じさせる。また、加熱ローラ261が過熱されて温度が上がりすぎた状態となると、加熱ローラ261が熱により破損することがある。例えば、加熱ローラ261が金属性の円筒の外周にゴム等の樹脂を設けた構成である場合があるが、このような加熱ローラ261がオーバーシュートを生じると、樹脂が劣化する場合がある。劣化した樹脂による定着処理は、画像の品質を低下させる。
通常、定着処理が行われている間は、加熱ローラ261と加圧ベルト264との間を挟まれて通過する紙及びトナーにより熱が奪われることにより、加えられる熱と奪われる熱のバランスが保たれる。このため、通常、定着処理中の加熱ローラ261及び加圧ベルト264は過熱されることがない。しかし、画像形成装置による印刷が終了して定着部260の動作が停止すると、紙に熱が奪われることがなくなる。一方で、加熱ローラ261の加熱は定着部260の動作停止後もしばらく継続する。これは、加熱ローラ261の内側から加熱ローラ261を加熱する加熱部262による加熱が停止されても、加熱停止前までに加えられた熱が残留しており、残留した熱が加熱ローラ261の外周へ向かって伝達されるためである。この結果、加熱ローラ261は過熱されて温度が上がりすぎた状態となる。同様に、加熱ローラ261と接する加圧ベルト264も過熱されて温度が上がりすぎた状態となる。
加熱ローラ261が過熱されて温度が上がりすぎた状態で印刷が再開されると、用紙Pが過熱されて反りを生じてしまう等の問題を生じさせる。また、加熱ローラ261が過熱されて温度が上がりすぎた状態となると、加熱ローラ261が熱により破損することがある。例えば、加熱ローラ261が金属性の円筒の外周にゴム等の樹脂を設けた構成である場合があるが、このような加熱ローラ261がオーバーシュートを生じると、樹脂が劣化する場合がある。劣化した樹脂による定着処理は、画像の品質を低下させる。
このように、加熱ローラ261や加圧ベルト264が過熱されて温度が上がりすぎた状態で、印刷が再開され、定着処理が再開されると、トナーブリスタやオーバーシュート等、直接的又は間接的に画像形成の品質を低下させる問題が生じる可能性が高まる。
そこで、加熱ローラ261を冷却して加熱ローラ261の過熱を防止する加熱ローラの冷却装置がある(例えば特許文献1)。また、加圧ベルト264を冷却して加圧ベルト264の過熱を防止する加圧ベルトの冷却装置がある(例えば特許文献2)。
なお、印刷動作中は、トナーの現像を受けた用紙Pに対して定着処理を施すために加熱ローラ261による加熱を行う必要があるため、トナーブリスタ対策として加圧ベルト264を冷却することにより用紙P及びトナーの過熱を防止することが一般的に行われる。
なお、印刷動作中は、トナーの現像を受けた用紙Pに対して定着処理を施すために加熱ローラ261による加熱を行う必要があるため、トナーブリスタ対策として加圧ベルト264を冷却することにより用紙P及びトナーの過熱を防止することが一般的に行われる。
しかしながら、従来の加熱ローラの冷却装置及び加圧ベルトの冷却装置を両方とも画像形成装置に設けると、冷却装置を含む定着部の構成が大型化し、結果として画像形成装置の大型化を招くという問題点があった。また、加熱ローラの冷却装置及び加圧ベルトの冷却装置を個別に設けることは、部品点数の増加によりコスト高をもたらすという別の問題点も生じさせる。
本発明の課題は、冷却装置を複数設けることなく加熱ローラ及び加圧部の両方を冷却することである。
請求項1に記載の発明は、用紙上のトナーを加熱及び加圧して当該印刷媒体に定着させる定着装置であって、その外周面を前記用紙に当接させて前記用紙上の前記トナーを加熱する円柱状の加熱ローラと、前記加熱ローラと協働して前記用紙を挟みこんで前記用紙に加圧する加圧部と、前記加熱ローラ又は前記加圧部の少なくともいずれか一方を冷却する冷却部と、前記冷却部により冷却する対象を前記加熱ローラ又は前記加圧部のいずれか一方に切り換える冷却切換部と、所定の条件に基づいて前記冷却部の動作/非動作及び前記冷却切換部による冷却する対象の切換を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の定着装置であって、前記冷却部は、前記加熱ローラ又は前記加圧部を空冷するファンを有し、前記冷却切換部は、前記ファンによる風を前記加熱ローラ又は前記加圧部のいずれか一方にガイドするガイド部材を有することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の定着装置であって、前記ガイド部材は、前記用紙を前記加熱ローラと前記加圧部との間へ搬送する搬送経路上に設けられ、前記用紙の搬送をガイドすることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の定着装置であって、前記冷却部は、前記加熱ローラ又は前記加圧部を空冷するファンを有し、前記冷却切換部は、前記ファンによる風を前記加熱ローラ又は前記加圧部のいずれか一方に向けるよう前記ファンの位置角度を調節することを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれか一項に記載の定着装置であって、前記制御部は、前記定着装置による前記用紙への定着動作中に前記加圧部を冷却し、前記定着動作の終了後に前記加熱ローラを冷却するよう前記冷却切換部を制御することを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の定着装置であって、前記加圧部の温度を検出する加圧部温度検出部を備え、前記制御部は、前記加圧部温度検出部により検出された前記加圧部の温度に基づいて前記冷却部の動作を制御することを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項5又は6に記載の定着装置であって、前記加熱ローラの温度を検出する加熱ローラ温度検出部を備え、前記制御部は、前記加熱ローラ温度検出部により検出された前記加熱ローラの温度に基づいて前記冷却部の動作を制御することを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の定着装置であって、前記制御部は、前記加熱ローラ検出部による前記加熱ローラの温度の検出を前記定着動作の終了後から所定時間継続して行うことを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項1から8のいずれか一項に記載の定着装置であって、前記制御部は、前記加熱ローラの冷却時に、前記加圧部の冷却時に比して、前記冷却部による冷却能力を上げるよう前記冷却部の動作を制御することを特徴とする。
請求項10に記載の発明は、請求項1、6又は7のいずれか一項に記載の定着装置であって、前記冷却部は、前記加熱ローラ又は前記加圧部を空冷するファンを有し、前記冷却切換部は、前記ファンによる風を前記加熱ローラ又は前記加圧部の少なくともいずれか一方にガイドするガイド部材を有し、前記ガイド部材は、前記用紙の搬送方向に対して直角かつ前記用紙の紙面に対して平行となるよう設けられた回動軸を中心として回動可能に設けられた二以上の回動部を有し、前記制御部は、前記用紙の、前記用紙の搬送方向に対して直角方向の幅に応じて、当該用紙の定着動作中における前記二以上の回動部の回動角度を個別に制御することを特徴とする。
請求項11に記載の発明は、請求項1から10のいずれか一項に記載の定着装置であって、前記加圧部は、輪状のベルトと、前記ベルトの輪内に設けられて協働して当該ベルトを張架する複数のローラと、を有し、前記ローラの少なくとも一つと前記加熱ローラとが前記ベルトを挟んで対向する位置に設けられることを特徴とする。
請求項12に記載の発明による画像形成装置は、請求項1から11のいずれか一項に記載の定着装置を備えることを特徴とする。
本発明によれば、冷却装置を複数設けることなく加熱ローラ及び加圧部の両方を冷却することができる。
(第一実施形態)
以下、図を参照して本発明の実施の形態の例を詳細に説明する。
図1に、本発明の第一実施形態である画像形成装置1を示す。画像形成装置1は、本発明による定着装置60をその構成に含む。
図1に示すように、画像形成装置1は、原稿から画像を読み取り、読み取った画像を用紙Pに画像形成して出力するコピー機能や、外部装置等から画像データを含むページデータや各画像データの画像形成条件等を含むジョブを受信し、受信したジョブに基づいて画像を用紙P上に形成して出力するプリント機能等を備えている。図1に示すように、画像形成装置1は、画像読取部20、プリント部40等を備えて構成される。
以下、図を参照して本発明の実施の形態の例を詳細に説明する。
図1に、本発明の第一実施形態である画像形成装置1を示す。画像形成装置1は、本発明による定着装置60をその構成に含む。
図1に示すように、画像形成装置1は、原稿から画像を読み取り、読み取った画像を用紙Pに画像形成して出力するコピー機能や、外部装置等から画像データを含むページデータや各画像データの画像形成条件等を含むジョブを受信し、受信したジョブに基づいて画像を用紙P上に形成して出力するプリント機能等を備えている。図1に示すように、画像形成装置1は、画像読取部20、プリント部40等を備えて構成される。
画像読取部20は、ADF(Auto Document Feeder)と称される自動原稿送り部21と読取部22とを備える。自動原稿送り部21の原稿トレイ21aに載置された原稿dは、読取個所であるコンタクトガラスに搬送され、光学系により原稿dの片面又は両面の画像が読み取られ、CCD(Charge Coupled Device)22aにより原稿dの画像が読み取ら
れる。ここで、画像とは、図形や写真等のイメージデータに限らず、文字や記号等のテキストデータ等も含む意である。
れる。ここで、画像とは、図形や写真等のイメージデータに限らず、文字や記号等のテキストデータ等も含む意である。
画像読取部20により読み取られた画像(アナログ画像信号)は、後述する制御部90に出力され、制御部90においてA/D変換される等の各種画像処理が施された後、プリント部40に出力される。
プリント部40は、入力されたプリントデータに基づいて、電子写真方式の画像形成処理を行うものであり、給紙部41、搬送部42、画像形成部43、定着装置60、搬出部45、搬出待機部46を備えて構成される。
給紙部41は、複数の給紙トレイ41a、給紙手段41b、手差しトレイ41c等を備える。給紙トレイ41aは、給紙トレイ41a毎に用紙の斤量やサイズ等に基づいて識別された規格用紙や特殊用紙、差込用紙等の用紙Pが予め設定された種類毎に格納されており、給紙手段41bによって用紙Pを最上部から一枚ずつ搬送部42に向けて搬送する。手差しトレイ41cは、ユーザのニーズに合わせて様々な種類の用紙Pを積載可能な給紙トレイであり、給紙ローラによって積載された用紙Pを最上部から一枚ずつ搬送部42に向けて搬送する。
搬送部42は、給紙トレイ41a又は手差しトレイ41cから搬送された用紙Pを、複数の中間ローラ、レジストローラ42a等を経て二次転写ベルト51へと搬送する。レジストローラ42aは、二次転写ベルト51に搬送される用紙を一時的に待機させる第1待機部として機能し、二次転写ベルト51は、中間転写体(中間転写ベルト43b)上のトナー画像を用紙に二次転写する。
また、搬送部42は、搬送路切換板により、片面画像形成処理済みの用紙Pを両面搬送路に搬送し、再び中間ローラ、レジストローラ42aを経て二次転写ベルト51へと搬送する。この二次転写ベルト51により、後述する中間転写ベルト43bに一次転写されたトナー画像が用紙P上に二次転写される。
画像形成部43は、例えば4色(イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(K))の画像を形成する際に、夫々異なる色のトナーを充填可能な色毎の画像形成部43Y、43M、43C、43Kと、中間転写ベルト43bと、クリーニング部43dと、を備えて構成されている。
例えば、画像形成部43Yは、感光体ドラムの周囲に配置された帯電装置、露光装置、現像装置、画像データに基づく静電潜像が現像されたトナー画像を中間転写ベルト43b上に一次転写する一次転写部として機能する一次転写ローラ43Ya、クリーニング装置を備え、イエロー(Y)の画像を形成する。
具体的には、帯電装置により帯電された感光体ドラムに、露光装置からイエロー(Y)の画像データに応じた光を照射して静電潜像を形成する。そして、現像装置は、静電潜像が形成された感光体ドラムの表面に帯電したイエロー(Y)のトナーを付着させて静電潜像を現像する。現像装置によりトナーが付着された感光体ドラムは、一次転写ローラ43Yaが配置された転写位置へ一定速度で回転されながら中間転写ベルト43bに一次転写される。中間転写ベルト43bにトナーが一次転写された後、クリーニング装置が、感光体ドラムの表面の残留電荷や残留トナー等を除去する。
画像形成部43M、43C、43Kは、画像形成部43Yと同様の構成を備え、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の画像をそれぞれ形成する。
中間転写ベルト43bは、複数のローラに懸架され回転可能に支持された半導電性エンドレスベルトであり、駆動ローラ等のローラの回転に伴って駆動され、移動する。
この中間転写ベルト43bは、各画像形成部43Y、43M、43C、43Kの一次転写ローラ43Ya、43Ma、43Ca、43Kaによりそれぞれの感光体ドラムに圧着される。これにより各感光体ドラムの表面に現像された各トナーは、各一次転写ローラ43Ya、43Ma、43Ca、43Kaによる転写位置で中間転写ベルト43bにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーが順次重ねて一次転写され、二次転写ローラ52による転写位置で用紙Pに二次転写される。
この中間転写ベルト43bは、各画像形成部43Y、43M、43C、43Kの一次転写ローラ43Ya、43Ma、43Ca、43Kaによりそれぞれの感光体ドラムに圧着される。これにより各感光体ドラムの表面に現像された各トナーは、各一次転写ローラ43Ya、43Ma、43Ca、43Kaによる転写位置で中間転写ベルト43bにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーが順次重ねて一次転写され、二次転写ローラ52による転写位置で用紙Pに二次転写される。
そして、中間転写ベルト43bは、二次転写ローラ52により用紙Pにトナー画像を二次転写した後、用紙Pを曲率及び静電的に分離して、クリーニング部43dにより残留トナーが除去される。
定着装置60は、定着処理を行う。定着装置60の詳細については後述する。
搬出部45は、複数の排紙ローラと、搬出口45aと、排紙面切替経路45bとを有し、搬送路切換板により、定着装置60によりトナー像が定着された用紙Pを排紙ローラに挟持させて搬出口45aから搬出待機部46へ搬出したり、トナー像が定着された用紙Pを排紙ローラに挟持させて搬出待機部46に排紙する用紙の用紙面を切り替える排紙面切替部として機能する排紙面切替経路45bに搬送した後に搬出口45aから搬出待機部46へ搬出する。
搬出待機部46は、搬出部45と排紙トレイ47との間に設けられ、複数の排紙ローラと、第1搬出路46aと、第2搬出路46bとを有し、搬送路切換板により、搬出口45aから搬入された用紙を第1搬出路46a又は第2搬出路46bに搬送させた後に排紙トレイ47に排紙させる。
第1搬出路46aは、搬出口45aから搬入された用紙を搬出口45aから搬入された用紙面と同一の面で排紙トレイ47に排紙する経路である。第2搬出路46bは、搬出口45aから搬入された用紙を一時的に待機させる第2待機部として機能し、所定のタイミングで排紙トレイ47に排紙する経路であり、第1搬出路46aを経て排紙トレイ47に搬出された用紙面とは逆の面で排紙トレイ47に排紙する経路である。
用紙Pの搬送方向について二次転写ベルト51の上流側において、用紙Pの位置を認識するための用紙位置検知部80が設けられている。用紙位置検知部80は、搬送部42において搬送される用紙Pの通過を検知するとその旨の信号(以下、検知信号と称する)を出力する。検知信号は後述する制御部90(図2参照)に入力される。
図2に画像形成装置1の機能ブロック図を示す。画像形成装置1は、制御部90、通信部110、画像メモリ120及び操作表示部130を有する。
制御部90は、CPU91、RAM92及びROM93等を有し、これらは互いにバス94で接続されている。制御部90は、ROM93等から処理内容に応じたソフトウェアを呼び出してRAM92にロードして当該ソフトウェアを実行する所謂ソフトウェア処理により、画像形成装置1の動作制御を行う。
制御部90は、画像読取部20、プリント部40、用紙位置検知部80、通信部110、画像メモリ120、操作表示部130ならびに後述する定着装置60の温度センサ73、74、用紙検出センサ75、76及び切換ガイド駆動部77等とバス150を介して接続され、各部の入力に基づき各部を制御して画像形成装置1の動作制御を行う。
制御部90は、画像読取部20、プリント部40、用紙位置検知部80、通信部110、画像メモリ120、操作表示部130ならびに後述する定着装置60の温度センサ73、74、用紙検出センサ75、76及び切換ガイド駆動部77等とバス150を介して接続され、各部の入力に基づき各部を制御して画像形成装置1の動作制御を行う。
通信部110は、外部機器(例えばPC等)と接続可能なインターフェイス等(例えばNIC(Network Interface Card)等)を有し、画像形成装置1と外部機器との通信を可能
とする。例えば、PC等から送信された画像データは通信部110を介して画像形成装置1に受信され、画像メモリ120に格納される。
とする。例えば、PC等から送信された画像データは通信部110を介して画像形成装置1に受信され、画像メモリ120に格納される。
画像メモリ120は、画像形成装置1で用紙Pに形成する画像データを格納する記憶領域であり、記憶装置(例えば揮発メモリ等)で構成される。画像読取部20から読み取られた画像データや、通信部110を介して送信された画像データは画像メモリ120に記憶される。制御部90は画像メモリ120に記憶された画像データに基づき用紙Pに画像を形成する。
操作表示部130は、LCD(Liquid Crystal Display)やタッチパネル等を有し、画像形成装置1に関する各種情報表示やオペレータによる各種入力操作等を行える。
図3に、定着装置60の構成を示す。
定着装置60は、加熱ローラ61、加圧ユニット63、上ハウジング68、下ハウジング69、冷却ファン70、切換ガイド71、温度センサ73、74及び用紙検出センサ75、76を有する。
定着装置60は、加熱ローラ61、加圧ユニット63、上ハウジング68、下ハウジング69、冷却ファン70、切換ガイド71、温度センサ73、74及び用紙検出センサ75、76を有する。
加圧ユニット63は、加圧ベルト64、分離ローラ65及び張架ローラ66、67を有する。図3に示すように、分離ローラ65及び張架ローラ66、67は、輪状の加圧ベルト64の輪の内側に設けられ、協働して加圧ベルト64を張架する。分離ローラ65及び張架ローラ66、67はそれぞれ図3に示すように回転し、加圧ベルト64を駆動させる。
加熱ローラ61は、円柱状の部材であり、その円柱の中心軸を回転軸として回転可能に設けられる。加熱ローラ61は、加圧ベルト64を挟んで分離ローラ65と対向する位置に設けられ、分離ローラ65と協働して加圧ベルト64を挟み込む。加熱ローラ61は分離ローラ65と逆方向に回転する。
加熱ローラ61は、円柱状の部材であり、その円柱の中心軸を回転軸として回転可能に設けられる。加熱ローラ61は、加圧ベルト64を挟んで分離ローラ65と対向する位置に設けられ、分離ローラ65と協働して加圧ベルト64を挟み込む。加熱ローラ61は分離ローラ65と逆方向に回転する。
加圧ベルト64の駆動方向の上流側(図3の右側)から用紙Pが搬入されると、加熱ローラ61及び加圧ベルト64は協働して用紙Pを挟み込み、加圧ベルト64の駆動方向の下流側(図3の左側)へ送り出す。
加熱ローラ61は、その内部にヒータランプ等の加熱部62を有する。加熱部62は、加熱ローラ61を内側から加熱する。加熱部62により加熱ローラ61は加熱される。加熱ローラ61は、加熱ローラ61と加圧ベルト64との間に挟まれた用紙Pに対してその外周面の一部を当接させるときに用紙P上に現像されたトナーを加熱して融解させる。そして、用紙Pは、加熱ローラ61と加圧ベルト64との間に挟まれることで加圧され、融解されたトナーが定着する。このようにして定着装置60によるトナーの定着処理が行われる。加熱部62は、定着処理の開始に応じて動作して加熱ローラ61を加熱し、定着処理の終了時に非動作となる。
加熱ローラ61は、その内部にヒータランプ等の加熱部62を有する。加熱部62は、加熱ローラ61を内側から加熱する。加熱部62により加熱ローラ61は加熱される。加熱ローラ61は、加熱ローラ61と加圧ベルト64との間に挟まれた用紙Pに対してその外周面の一部を当接させるときに用紙P上に現像されたトナーを加熱して融解させる。そして、用紙Pは、加熱ローラ61と加圧ベルト64との間に挟まれることで加圧され、融解されたトナーが定着する。このようにして定着装置60によるトナーの定着処理が行われる。加熱部62は、定着処理の開始に応じて動作して加熱ローラ61を加熱し、定着処理の終了時に非動作となる。
上ハウジング68及び下ハウジング69は、定着装置60の外周を覆うように設けられる。用紙Pは、上ハウジング68と下ハウジング69との間を通過する。第一実施形態では、上ハウジング68が定着装置60の上側を覆い、下ハウジング69が定着装置60の下側を覆うように設けられる。上ハウジング68には、通気口68Aが設けられている。
冷却ファン70は、プロペラの回転駆動により空気の流れ(風)を生じさせるファンであり、その風によって加熱ローラ61又は加圧ベルト64のいずれか一方を空冷冷却する。
切換ガイド71は、ヒンジ部72を回動軸として回動可能に設けられた板状の部材である。第一実施形態における切換ガイド71は、加圧ベルト64等から伝達される熱により変性することのない耐熱性の樹脂や金属等を素材とするが、切換ガイド71としての性能を損なわなければその素材は何でもよい。
切換ガイド71は、ヒンジ部72を回動軸として回動可能に設けられた板状の部材である。第一実施形態における切換ガイド71は、加圧ベルト64等から伝達される熱により変性することのない耐熱性の樹脂や金属等を素材とするが、切換ガイド71としての性能を損なわなければその素材は何でもよい。
第一実施形態では、冷却ファン70及び切換ガイド71は、用紙Pが定着装置60に搬入される上流側(図3の右側)に設けられる。切換ガイド71は、加圧ユニット63と冷却ファン70との間に設けられる。ヒンジ部72は、切換ガイド71の加圧ユニット63側の端部に設けられて切換ガイド71を支持する。本実施形態のヒンジ部72は、用紙Pの搬送方向に対して直角かつ用紙Pの紙面に対して平行となるよう設けられる。
冷却ファン70の風は、加熱ローラ61又は加圧ベルト64に吹き付けられて加熱ローラ61又は加圧ベルト64を冷却する。
冷却ファン70の風の流れは、切換ガイド71の回動角度により切換えられる。切換ガイド71は、その回動角度によって冷却ファン70による風を加熱ローラ61又は加圧ベルト64のいずれか一方にガイドする。
冷却ファン70の風の流れは、切換ガイド71の回動角度により切換えられる。切換ガイド71は、その回動角度によって冷却ファン70による風を加熱ローラ61又は加圧ベルト64のいずれか一方にガイドする。
図3に示す切換ガイド71の回動角度の場合、冷却ファン70の風は切換ガイド71によって加圧ベルト64へ吹き付けられるようガイドされる。このとき、下ハウジング69のガイド部69Bは、切換ガイド71と協働して冷却ファン70の風を加圧ベルト64へより円滑に導く。
加圧ベルト64に吹き付けられるようガイドされた冷却ファン70の風は、加圧ベルト64を冷却する。
第一実施形態の切換ガイド71は、冷却ファン70の風が加圧ベルト64に対して向けられるとき、図3に示す風の流路V1の上側に位置する。
加圧ベルト64に吹き付けられるようガイドされた冷却ファン70の風は、加圧ベルト64を冷却する。
第一実施形態の切換ガイド71は、冷却ファン70の風が加圧ベルト64に対して向けられるとき、図3に示す風の流路V1の上側に位置する。
図4に、切換ガイド71の回動角度が図3に示す切換ガイド71の回動角度とは異なる回動角度となった場合の定着装置60を示す。
図4に示すように、ヒンジ部72を回動軸として切換ガイド71が回動することにより、切換ガイド71が冷却ファン70と加圧ユニット63との間を遮るように位置すると、冷却ファン70の風は切換ガイド71によって加熱ローラ61に向かって吹き付けられるようガイドされる。このとき、上ハウジング68のガイド部68Bは、切換ガイド71と協働して冷却ファン70の風を加熱ローラ61へより円滑に導く。
加熱ローラ61に吹き付けられるようガイドされた冷却ファン70の風は、加熱ローラ61を冷却する。
第一実施形態の切換ガイド71は、冷却ファン70の風が加熱ローラ61に対して向けられるとき、図4に示す風の流路V2の下側に位置する。
図4に示すように、ヒンジ部72を回動軸として切換ガイド71が回動することにより、切換ガイド71が冷却ファン70と加圧ユニット63との間を遮るように位置すると、冷却ファン70の風は切換ガイド71によって加熱ローラ61に向かって吹き付けられるようガイドされる。このとき、上ハウジング68のガイド部68Bは、切換ガイド71と協働して冷却ファン70の風を加熱ローラ61へより円滑に導く。
加熱ローラ61に吹き付けられるようガイドされた冷却ファン70の風は、加熱ローラ61を冷却する。
第一実施形態の切換ガイド71は、冷却ファン70の風が加熱ローラ61に対して向けられるとき、図4に示す風の流路V2の下側に位置する。
切換ガイド71の回動角度の切換は、切換ガイド駆動部77の駆動により行われる。第一実施形態における切換ガイド駆動部77は、その動作時に切換ガイド71を図4に示す角度へ回動させて冷却ファン70の風が加熱ローラ61へ吹き付けられるようガイドする。切換ガイド駆動部77の非動作時には、切換ガイド71は図3に示す角度となり、冷却ファン70の風は加圧ベルト64へ吹き付けられるようガイドされる。第一実施形態では、切換ガイド駆動部77の非動作時に切換ガイド71を図3に示す角度とするためのバネ(図示略)が設けられており、バネの引っ張り力により切換ガイド71は図3に示す角度に保たれる。
冷却ファン70によって吹き付けられた風は、定着装置60の各部の間の隙間を通って定着装置60の外へ流れる。加圧ベルト64に吹き付けられた風は主に加圧ユニット63と下ハウジング69との間を通り、用紙Pが定着装置60から排出される下流側(図3の左側)における上ハウジング68と下ハウジング69との間から定着装置60の外へ流れる。加熱ローラ61に吹き付けられた風は主に加熱ローラ61と上ハウジング68との間を通り、通気口68Aから定着装置60の外へ流れる。
冷却ファン70の駆動による加圧ベルト64又は加熱ローラ61の冷却の有無は、制御部90によって制御される。制御部90は、温度センサ73、74による温度検出結果及び用紙検出センサ75,76による用紙の検出結果に基づいて、冷却ファン70及び切換ガイド駆動部77の動作を制御して加圧ベルト64又は加熱ローラ61の冷却に関する動作を制御する。
温度センサ73は、加圧ベルト64の温度を検出する。温度センサ74は、加熱ローラ61の温度を検出する。用紙検出センサ75は、定着装置60へ搬入された用紙Pを検出する。用紙検出センサ76は、定着装置60から排出された用紙Pを検出する。
画像形成装置1による用紙Pへの画像形成中、即ち定着装置60による定着処理中、切換ガイド駆動部77は非動作となるよう制御され、切換ガイド71は冷却ファン70の風を加圧ベルト64に向けてガイドするよう位置する。このとき、切換ガイド71は、用紙Pの搬送経路としても機能し、定着装置60へ搬入される用紙Pをガイドして加熱ローラ61と加圧ユニット63との間へガイドする。
定着装置60による定着処理中、制御部90は、温度センサ73により検出された加圧ベルト64の温度が所定温度(第一の所定温度)以上であるか否かを判定する。そして、加圧ベルト64の温度が第一の所定温度以上である場合、制御部90は冷却ファン70を駆動させ、加圧ベルト64を冷却する。
第一の所定温度は、加圧ベルト64の温度によりトナーブリスタを生じることを回避するために設定された加圧ベルト64の上限温度であることが好ましい。これによって、加圧ベルト64の温度が第一の所定温度以上である場合に加圧ベルト64を冷却することでトナーブリスタの発生を抑えることができ、画像形成の品質を向上させることができる。
第一実施形態における第一の所定温度は、100度[℃]に設定されるが、これに限定されるものではない。
第一実施形態における第一の所定温度は、100度[℃]に設定されるが、これに限定されるものではない。
定着装置60による定着処理の終了後、制御部90は、温度センサ74により検出された加熱ローラ61の温度が所定温度(第二の所定温度)以上であるか否かを判定する。そして、加熱ローラ61の温度が第二の所定温度以上である場合、制御部90は切換ガイド駆動部77を動作させて切換ガイド71を回動させる。これによって、図4に示すように、冷却ファン70の風は切換ガイド71によって加熱ローラ61に向かって吹き付けられるようガイドされる。そして、制御部90は冷却ファン70を駆動させ、加熱ローラ61を冷却する。
第二の所定温度は、加熱ローラ61がオーバーシュートを生じることを回避するために設定された加熱ローラ61の上限温度であることが好ましい。これによって、加熱ローラ61の温度が第二の所定温度以上である場合に加熱ローラ61を冷却することでオーバーシュートの発生を抑えることができ、画像形成の品質を向上させることができる。
第一実施形態における第二の所定温度は、定着処理中の加熱ローラ61の設定温度に20度[℃]を加算した温度に設定されるが、これに限定されるものではない。
第一実施形態における第二の所定温度は、定着処理中の加熱ローラ61の設定温度に20度[℃]を加算した温度に設定されるが、これに限定されるものではない。
制御部90は、加熱ローラ61の温度が第二の所定温度以上であるか否かの判定を定着処理の終了後、所定時間(第一の所定時間)の間継続して行う。制御部90は、定着処理の終了後、所定時間内に加熱ローラ61の温度が第二の所定温度以上となるか否かを所定時間の間判定する。
第一の所定時間は、加熱部62による加熱ローラ61の加熱処理において、加熱部62の熱が加熱ローラ61の外周部に達して温度センサ74に検出されるまでにかかる時間を基準として設定されることが好ましい。これによって、定着処理の終了前に加熱部62が動作していたときの熱が定着処理終了後に加熱ローラ61の外周面に伝達され続ける一方で定着処理の終了により用紙Pに熱が奪われることがなくなったことによって加熱ローラ61が過熱された場合の加熱ローラ61の温度を検出することができる。つまり、加熱ローラ61の過熱を好適に検出することができ、加熱ローラ61の過熱時における冷却を適切に行うことができる。
第一実施形態における第一の所定時間は1〜5秒の間で設定されるが、これに限定されるものではない。
第一の所定時間は、加熱部62による加熱ローラ61の加熱処理において、加熱部62の熱が加熱ローラ61の外周部に達して温度センサ74に検出されるまでにかかる時間を基準として設定されることが好ましい。これによって、定着処理の終了前に加熱部62が動作していたときの熱が定着処理終了後に加熱ローラ61の外周面に伝達され続ける一方で定着処理の終了により用紙Pに熱が奪われることがなくなったことによって加熱ローラ61が過熱された場合の加熱ローラ61の温度を検出することができる。つまり、加熱ローラ61の過熱を好適に検出することができ、加熱ローラ61の過熱時における冷却を適切に行うことができる。
第一実施形態における第一の所定時間は1〜5秒の間で設定されるが、これに限定されるものではない。
第一実施形態では、制御部90は、加熱ローラ61の冷却時において加圧ベルト64の冷却時に比して冷却ファン70による冷却能力を上げるよう駆動する。加熱ローラ61は加圧ベルト64に比して熱容量が大きいため、加熱ローラ61の冷却時に加圧ベルト64に比して冷却ファン70による冷却能力を上げる。冷却ファン70の冷却能力を上げる処理としては、例えば冷却ファン70の風量を上げるよう制御する方法が挙げられる。冷却ファン70の風量は、例えば冷却ファン70の駆動電圧により制御される。
定着処理の終了タイミングの判定は、用紙検出センサ75、76の検出結果に基づいて制御部90が行う。第一実施形態では、定着処理の終了タイミングを判定するトリガーとして、用紙検出センサ75が最終の用紙Pを検出してから所定時間(第二の所定時間)後又は用紙検出センサ76が最終の用紙Pの後端部を検出した場合を用いている。定着処理の終了タイミングを判定するトリガーを検出した場合、制御部90は定着処理を終了させる。第二の所定時間は適宜設定可能であるが、例えば用紙検出センサ75が用紙Pを検出してから当該用紙Pが定着処理を施されるまでの時間を所定時間とすることが挙げられる。
用紙Pが最終の用紙Pであるか否かの判定は、制御部90が行っている。制御部90は、画像形成装置1による画像形成に関する処理全般を担っており、その管理ステータスに用紙の枚数が含まれている。制御部90は、用紙検出センサ75、76ほか各部に設けられた用紙検出センサを通過した用紙Pの枚数に基づいて用紙Pが最終の用紙Pであるか否かを判定する。同様に、画像形成装置1による画像形成の開始、終了に伴う定着処理の開始、終了タイミングの判定及び定着処理に伴う定着装置60の各部の動作制御も、制御部90が行う。
次に、制御部90による加圧ベルト64又は加熱ローラ61の冷却に関する動作の制御の流れを図5のフローを用いて説明する。
まず、制御部90は、画像形成装置1による画像形成が開始されたか否かを判定する(ステップS1)。画像形成装置1による画像形成が開始された場合(ステップS1:YES)、制御部90は切換ガイド駆動部77を非動作とし、切換ガイド71が冷却ファン70の風を加圧ベルト64に向けてガイドするよう位置させる(ステップS2)。このとき、切換ガイド71は、定着装置60へ搬入される用紙Pをガイドして加圧ユニット63へ導く。
まず、制御部90は、画像形成装置1による画像形成が開始されたか否かを判定する(ステップS1)。画像形成装置1による画像形成が開始された場合(ステップS1:YES)、制御部90は切換ガイド駆動部77を非動作とし、切換ガイド71が冷却ファン70の風を加圧ベルト64に向けてガイドするよう位置させる(ステップS2)。このとき、切換ガイド71は、定着装置60へ搬入される用紙Pをガイドして加圧ユニット63へ導く。
ステップS2の処理後、制御部90は温度センサ73により検出された加圧ベルト64の温度が第一の所定温度以上であるか否かを判定する(ステップS3)。加圧ベルト64の温度が第一の所定温度以上である場合(ステップS3:YES)、制御部90は冷却ファン70を駆動させる(ステップS4)。これによって、加圧ベルト64は冷却される。
ステップS4の処理後又は加圧ベルト64の温度が第一の所定温度以上でない場合(ステップS3:NO)、制御部90は画像形成装置1による画像形成が終了したか否かを判定する(ステップS5)。画像形成装置1による画像形成が終了していない場合(ステップS5:NO)、ステップS3の処理に戻る。
ステップS4の処理後又は加圧ベルト64の温度が第一の所定温度以上でない場合(ステップS3:NO)、制御部90は画像形成装置1による画像形成が終了したか否かを判定する(ステップS5)。画像形成装置1による画像形成が終了していない場合(ステップS5:NO)、ステップS3の処理に戻る。
ステップS5において、画像形成装置1による画像形成が終了した場合(ステップS5:YES)、制御部90は、定着処理の終了タイミングを判定するトリガーを検出したか否かを判定する(ステップS6)。制御部90は、定着処理の終了タイミングを判定するトリガーを検出するまで以降の処理へ進まずステップS6で待機する(ステップS6:NO)。
ステップS6において、定着処理の終了タイミングを判定するトリガーを検出すると(ステップS6:YES)、制御部90は、第一の所定時間内に温度センサ74により検出された加熱ローラ61の温度が第二の所定温度以上となったか否かを判定する(ステップS7)。加熱ローラ61の温度が第二の所定温度以上となった場合(ステップS7:YES)、制御部90は切換ガイド駆動部77を動作させて切換ガイド71を回動させる(ステップS8)。これによって、図4に示すように、冷却ファン70の風は切換ガイド71によって加熱ローラ61に向かって吹き付けられるようガイドされる。そして、制御部90は冷却ファン70を駆動させる(ステップS9)。これによって加熱ローラ61は冷却される。
ステップS9における加熱ローラ61冷却時の冷却ファン70の風量(風量B)は、ステップS4における加圧ベルト64冷却時の冷却ファンの風量(風量A)を上回るよう制御される。
ステップS9の処理後、制御部90は、温度センサ74により検出された加熱ローラ61の温度が第二の所定温度を下回ったか否かを判定する(ステップS10)。加熱ローラ61の温度が第二の所定温度を下回った場合(ステップS10:YES)、制御部90は冷却ファン70を非動作とする(ステップS11)。制御部90は、加熱ローラ61の温度が第二の所定温度を下回るまでステップS11以降の処理を行わず(ステップS10:NO)、冷却ファン70による加熱ローラ61の冷却を継続させる。
ステップS11の処理後、ステップS1において画像形成装置1による画像形成が開始されていない場合(ステップS1:NO)又はステップS7において加熱ローラ61の温度が第二の所定温度以上とならなかった場合(ステップS7:NO)、制御部90は処理を終了する。
第一実施形態によれば、制御部90が、前述の処理フローに基づいて切換ガイド71の回動角度を制御して冷却ファン70により冷却される対象の切換を行う。これによって、冷却装置を複数設けることなく加熱ローラ及び加圧ベルトの両方を冷却することができる。
さらに、加熱ローラ61及び加圧ベルト64は、冷却ファン70による風により冷却される。そして、切換ガイド71の回動角度の切換により、風の流れをガイドすることで加熱ローラ61又は加圧ベルト64のいずれか一方を冷却する。これによって、切換ガイド71の回動動作のみにより冷却する対象を切り換えることができ、加熱ローラ61及び加圧ベルト64の冷却のための構成を極めて簡素化することができる。このため、部品点数を少なくすることができ、低コストで加熱ローラ及び加圧ベルトの両方を冷却することができる。
さらに、切換ガイド71は、画像形成装置1による用紙Pへの画像形成中において用紙Pの搬送経路としても機能し、定着装置60へ搬入される用紙Pをガイドして加熱ローラ61と加圧ユニット63との間へガイドする。これによって、定着装置60へ搬入される用紙Pをガイドして加熱ローラ61と加圧ユニット63との間へガイドする部材を別個設けることなく搬送経路上の用紙Pをガイドすることができる。
さらに、制御部90は、定着装置60による用紙Pへの定着処理中に加圧ベルト64を冷却し、定着処理の終了後に加熱ローラ61を冷却するよう切換ガイド71の回動角度を制御する。これによって、定着処理中に加圧ベルト64が過熱されることによるトナーブリスタの発生を抑えると共に、定着処理後に加熱ローラ61が過熱されることによるオーバーシュートの発生を抑えることができる。
さらに、温度センサ73は加圧ベルト64の温度を検出する。そして、制御部90は温度センサ73により検出された加圧ベルト64の温度に基づいて冷却ファン70の動作を制御する。これによって、加圧ベルト64が過熱された場合に当該過熱を検出し、冷却ファン70の風により加圧ベルト64を冷却することができる。よって、加圧ベルト64の過熱により生じるトナーブリスタを好適に抑止することができる。
さらに、温度センサ74は加熱ローラ61の温度を検出する。そして、制御部90は温度センサ74により検出された加熱ローラ61の温度に基づいて冷却ファン70の動作を制御する。これによって、加熱ローラ61が過熱された場合に当該過熱を検出し、冷却ファン70の風により加熱ローラ61を冷却することができる。よって、加熱ローラ61の過熱により生じるオーバーシュートを好適に抑止することができる。
さらに、制御部90は、温度センサ74による加熱ローラ61の温度の検出を定着処理の終了後から第一の所定時間継続して行う。これによって、定着処理の終了前に加熱部62が動作していたときの熱が定着処理終了後に加熱ローラ61の外周面に伝達され続ける一方で定着処理の終了により用紙Pに熱が奪われることがなくなったことによって加熱ローラ61が過熱された場合の加熱ローラ61の温度を検出することができる。つまり、加熱ローラ61の過熱を好適に検出することができ、加熱ローラ61の過熱時における冷却を適切に行うことができる。
さらに、制御部90は、加熱ローラ61の冷却時に、加圧ベルト64の冷却時に比して、冷却ファン70の風量を上げるよう冷却ファン70を制御する。加熱ローラ61は加圧ベルト64に比して熱容量が大きいため、加熱ローラ61の冷却時に加圧ベルト64に比して冷却ファン70による冷却能力を上げるために冷却ファン70の風量を上げる。これによって、加熱ローラ61を好適に冷却することができる。
さらに、加圧ユニット63は、輪状の加圧ベルト64と、加圧ベルト64の輪内に設けられて協働して加圧ベルト64を張架する分離ローラ65及び張架ローラ66、67を有し、分離ローラ65と加熱ローラ61とが加圧ベルト64を挟んで対向する位置に設けられる。これによって、単にローラ同士の当接面で定着処理を行う場合に比して、加熱ローラ61と加圧ベルト64との当接面を大きく設けることができ、好適に定着処理を行うことができる。
さらに、画像形成装置1は、定着装置60を備えるので、冷却装置を複数備えることなく加熱ローラ61及び加圧ベルト64の冷却を好適に行うことができる小型の定着装置60により画像形成装置1の小型化を実現することができる。加えて、加熱ローラ61、加圧ベルト64の冷却の切換を行うための構成が極めて簡素化された定着装置60により、低コストで画像形成装置1を提供することができる。
(第二実施形態)
次に、本発明の第二実施形態について、図6を用いて説明する。第一実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第二実施形態について、図6を用いて説明する。第一実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
図6に、第二実施形態による定着装置60Bを示す。
定着装置60Bは、冷却ファン角度切換部79を有する。定着装置60Bは、第一実施形態の定着装置60に設けられていた切換ガイド71、ヒンジ部72及び切換ガイド駆動部77及びバネを有しない。これらの点を除き、第二実施形態の定着装置60Bの構成は、第一実施形態の定着装置60と同様である。
定着装置60Bは、冷却ファン角度切換部79を有する。定着装置60Bは、第一実施形態の定着装置60に設けられていた切換ガイド71、ヒンジ部72及び切換ガイド駆動部77及びバネを有しない。これらの点を除き、第二実施形態の定着装置60Bの構成は、第一実施形態の定着装置60と同様である。
冷却ファン角度切換部79は、冷却ファン70の位置角度を変更可能に支持する。第一実施形態の冷却ファン70は所定の角度に固定されて設けられており、切換ガイド71の回動角度の切換により冷却する対象を切り換えていたが、第二実施形態では冷却ファン角度切換部79により冷却ファン70の位置角度を変更することにより冷却する対象を切り換える。加圧ベルト64を冷却する場合には加圧ベルト64へ冷却ファン70の風が向く冷却ファン70の位置角度とし、加熱ローラ61を冷却する場合には加熱ローラ61へ冷却ファン70の風が向く冷却ファン70の位置角度とする。
冷却ファン角度切換部79は、冷却ファン70を回動可能に支持する軸部と、当該軸部を介して冷却ファン70の位置角度を変更又は支持する駆動部(図示略)を有する。
制御部90は、冷却ファン角度切換部79の駆動部と接続されており、当該駆動部の動作を制御することによって冷却ファン70の位置角度を制御する。制御部90による冷却ファン角度切換部79の駆動部の制御は、第一実施形態における切換ガイド駆動部77の動作/非動作の制御と同様である。第二実施形態の制御部90は、定着処理中においては加圧ベルト64へ冷却ファン70の風が向く冷却ファン70の位置角度とし、定着処理後において加熱ローラ61が第二の所定温度以上の場合には加熱ローラ61へ冷却ファン70の風が向く冷却ファン70の位置角度とするよう冷却ファン角度切換部79の駆動部を制御する。第二実施形態の制御部90によるその他の処理については第一実施形態の制御部90と同様である。
制御部90は、冷却ファン角度切換部79の駆動部と接続されており、当該駆動部の動作を制御することによって冷却ファン70の位置角度を制御する。制御部90による冷却ファン角度切換部79の駆動部の制御は、第一実施形態における切換ガイド駆動部77の動作/非動作の制御と同様である。第二実施形態の制御部90は、定着処理中においては加圧ベルト64へ冷却ファン70の風が向く冷却ファン70の位置角度とし、定着処理後において加熱ローラ61が第二の所定温度以上の場合には加熱ローラ61へ冷却ファン70の風が向く冷却ファン70の位置角度とするよう冷却ファン角度切換部79の駆動部を制御する。第二実施形態の制御部90によるその他の処理については第一実施形態の制御部90と同様である。
第二実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果を得られることに加えて、切換ガイド71を設ける必要がないので、さらに部品点数を低減させることができ、冷却装置がより簡素化された低コストな定着装置60Bとすることができる。
(第三実施形態)
次に、本発明の第三実施形態について、図7を用いて説明する。第一、第二実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第三実施形態について、図7を用いて説明する。第一、第二実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
図7に、第三実施形態による定着装置60Cを示す。
第三実施形態の定着装置60Cは、第一実施形態の切換ガイド71に代えて、ヒンジ部72を中心として回動可能に設けられた二つの切換ガイド71A、71Bを有する。この点を除き、第三実施形態の定着装置60Cの構成は、第一実施形態の定着装置60と同様である。
第三実施形態の定着装置60Cは、第一実施形態の切換ガイド71に代えて、ヒンジ部72を中心として回動可能に設けられた二つの切換ガイド71A、71Bを有する。この点を除き、第三実施形態の定着装置60Cの構成は、第一実施形態の定着装置60と同様である。
ヒンジ部72は、用紙Pの搬送方向に対して直角かつ用紙Pの紙面に対して平行となるよう設けられる。以下、ヒンジ部72の軸方向に沿った方向をX軸方向とする。
二つの切換ガイド71A、71Bは、それぞれ個別に回動角度を変更可能に設けられる。例えば、二つの切換ガイド71A,71Bはそれぞれ個別に切換ガイド駆動部77及びバネが設けられ、それぞれの切換ガイド駆動部77は制御部90によって個別に制御される。
二つの切換ガイド71A、71Bは、それぞれ個別に回動角度を変更可能に設けられる。例えば、二つの切換ガイド71A,71Bはそれぞれ個別に切換ガイド駆動部77及びバネが設けられ、それぞれの切換ガイド駆動部77は制御部90によって個別に制御される。
切換ガイド71Aは、X軸方向の幅W1が所定の用紙幅(第一の用紙サイズ)に基づくよう設けられる。
切換ガイド71Bは、切換ガイド71Aを挟んで対向する位置に設けられた二つのガイド部71C、71Dを有する。切換ガイド71Bは、X軸方向について、切換ガイド71Aを挟んでガイド部71Cの外側端部からガイド部71Dの外側端部までの幅W2が、第一の用紙サイズより大きい用紙の用紙幅(第二の用紙サイズ)に基づくよう設けられる。
第三実施形態では一例として、第一の用紙サイズをA4の短辺長、第二の用紙サイズをA3の短辺長(A4の長辺長に等しい)として扱うが、これに限定されるものではない。
切換ガイド71Bは、切換ガイド71Aを挟んで対向する位置に設けられた二つのガイド部71C、71Dを有する。切換ガイド71Bは、X軸方向について、切換ガイド71Aを挟んでガイド部71Cの外側端部からガイド部71Dの外側端部までの幅W2が、第一の用紙サイズより大きい用紙の用紙幅(第二の用紙サイズ)に基づくよう設けられる。
第三実施形態では一例として、第一の用紙サイズをA4の短辺長、第二の用紙サイズをA3の短辺長(A4の長辺長に等しい)として扱うが、これに限定されるものではない。
二つのガイド部71C、71Dの回動角度は用紙Pの紙面に対して同一となる。つまり、切換ガイド71Bの回動角度が変化すると、二つのガイド部71C、71Dの回動角度が揃って変化する。
また、二つのガイド部71C、71DのX軸方向に沿った幅W3、W3は同一である。
また、二つのガイド部71C、71DのX軸方向に沿った幅W3、W3は同一である。
画像形成装置によって画像形成される用紙のサイズや向きは様々であり、必ずしもその画像形成装置によって取り扱うことができる最大幅の用紙に対して画像形成されるとは限らない。このため、X軸方向について、定着処理時において加熱ローラ61と用紙Pとが当接する部分と当接しない部分の両方が生じる場合がある。以下、図7の幅W4に示すように、X軸方向に沿った加熱ローラ61の幅を「加熱ローラ61の幅W4」と記載する。
例えば、図7に示す定着装置60Cでは、加熱ローラ61の幅W4は、幅W2と同一、即ちA3の短辺長である。このため、定着処理を施される用紙PのX軸方向に沿った方向の辺の長さがA3の短辺長であった場合、加圧ベルト64の幅方向の全てが用紙Pと当接する。一方、定着処理を施される用紙PのX軸方向に沿った方向の辺の長さがA4の短辺長であった場合、加熱ローラ61の幅W4のうち、中央の幅W1の部分のみ用紙Pと当接し、幅W1を挟んで両脇の幅W3、W3の部分は用紙Pと当接しない。なお、本例ではX軸方向について用紙Pが加熱ローラ61の中央を通過するよう搬送される場合について記載している。
加熱ローラ61のうち用紙Pと当接しない部分がある場合、当該部分は用紙Pに熱が奪われないため、加熱部62による加熱が過剰となり、当該部分がオーバーシュートを生じる場合がある。例えば、幅W1を挟んだ両脇の幅W3、W3の部分が用紙Pと当接しない場合、両脇の幅W3、W3の部分のみオーバーシュートを生じることがある。
そこで、第三実施形態では、用紙PのX軸方向の幅に応じて当該用紙Pの定着動作中における二つの切換ガイド71A、71Bの回動角度を個別に制御し、加熱ローラ61のうち用紙Pと当接しない部分に風の流れを向けて冷却する。
例えば、用紙PのX軸方向の幅がA3短辺長である場合、制御部90は、定着処理中、二つの切換ガイド71A、71Bの切換ガイド駆動部77を共に非動作とし、冷却ファン70の風が全て加圧ベルト64へ向かうよう制御する。一方、用紙PのX軸方向の幅がA4短辺長である場合、制御部90は、定着処理中、切換ガイド71Aの切換ガイド駆動部77を非動作とし、幅W1の範囲について冷却ファン70の風が加圧ベルト64へ向かうよう制御する(図7の流路V3)。そして、制御部90は、定着処理中、切換ガイド71Bの切換ガイド駆動部77を動作させ、幅W3、W3の範囲について冷却ファン70の風が加熱ローラ61へ向かうよう制御する(図7の流路V4、V4)。これによって、加熱ローラ61のうち、用紙Pと当接せず、加熱部62による加熱が過剰となることがある部分を冷却することができ、当該部分のオーバーシュートの発生を抑えることができる。
定着処理後、加熱ローラ61の温度に基づいて二つの切換ガイド71A、71Bの切換ガイド駆動部77を動作させ、冷却ファン70の風が全て加熱ローラ61へ向かうよう制御する点については第一実施形態と同様である。また、加熱ローラ61のX軸方向の幅の各位置に温度センサを設け、各温度センサの検出結果に基づいて定着処理中の切換ガイド71A,71Bの回動角度の制御を行ってもよい。また、定着処理中に、加圧ベルト64の温度に基づいて冷却ファン70の動作を制御する点についても第一実施形態と同様にしてよい。
なお、用紙PのX軸方向の幅については、制御部90がステータスとして管理する。制御部90は、用紙トレイ41aや手差しトレイ41cから給紙された用紙のサイズを管理しており、画像形成時にどのサイズの用紙Pが用いられているかをステータスとして保有している。
第三実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果を得られることに加えて、用紙PのX軸方向の幅に応じて加熱ローラ61のうち用紙Pと当接しない部分に対して冷却ファン70の風を振り分けることができるので、当該部分のオーバーシュートの発生を抑えることができる。
第三実施形態では二つの切換ガイド71A、71Bによる、二種類の紙幅に対する構成及び制御を一例として示したが、三種類以上の紙幅に対応するため三以上の切換ガイドを設ける場合についても同様の仕組みにより対応することができる。
前述の本発明の各実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例えば、切換ガイド駆動部77とバネによる切換ガイド71(71A,71B)の回動角度の切換は、他の構成によってもよい。例えば、ステッピングモータやソレノイドの動作によってもよい。冷却ファン角度切換部79による冷却ファン70の位置角度の切換についても同様である。
前述の実施形態における冷却ファン70は、加熱ローラ61又は加圧ベルト64に風を吹き付けているが、吸気により空気の流れを生じさせて加熱ローラ61又は加圧ベルト64に風を当てるようにしても同様の冷却効果を得られる。
切換ガイド71等のガイド部材の位置は、前述の実施形態で例示した位置に限らない。
図8に、切換ガイドの位置が第一実施形態と異なる定着装置60Dを例示する。
定着装置60Dのガイド部材として機能する切換ガイド71Eは、加圧ユニット63と冷却ファン70との間に設けられ、その冷却ファン70側の端部においてヒンジ部72Eによって回動可能に設けられる。加圧ベルト64を冷却する場合、切換ガイド71Eは冷却ファン70と加圧ベルト64との間を遮らない回動角度となるよう制御される。一方、加熱ローラ61を冷却する場合、切換ガイド71Eは冷却ファン70と加圧ベルト64との間を遮り、冷却ファン70の風を加熱ローラ61へガイドする回動角度となるよう制御される。
切換ガイド71Eは、冷却ファン70の風が加圧ベルト64及び加熱ローラ61に対して向けられるときの双方とも冷却ファンの風の流路の下側に位置する。
図8に、切換ガイドの位置が第一実施形態と異なる定着装置60Dを例示する。
定着装置60Dのガイド部材として機能する切換ガイド71Eは、加圧ユニット63と冷却ファン70との間に設けられ、その冷却ファン70側の端部においてヒンジ部72Eによって回動可能に設けられる。加圧ベルト64を冷却する場合、切換ガイド71Eは冷却ファン70と加圧ベルト64との間を遮らない回動角度となるよう制御される。一方、加熱ローラ61を冷却する場合、切換ガイド71Eは冷却ファン70と加圧ベルト64との間を遮り、冷却ファン70の風を加熱ローラ61へガイドする回動角度となるよう制御される。
切換ガイド71Eは、冷却ファン70の風が加圧ベルト64及び加熱ローラ61に対して向けられるときの双方とも冷却ファンの風の流路の下側に位置する。
冷却部及び冷却切換部の位置は定着装置の上流側に限らず、別の位置に設けてもよい。例えば下流側でもよい。
冷却部及び冷却切換部は、ファン及びファンの風向きを変更するためのガイド部材に限らない。例えば、加熱ローラ及び加圧ベルト等の加圧部の両方に当接可能に設けられたか移動可能な冷却用のローラと、当該冷却用のローラを回動させて加熱ローラ又は加圧部のいずれか一方へ当接させるよう切り換える冷却切換部等が挙げられる。
冷却部及び冷却切換部は、ファン及びファンの風向きを変更するためのガイド部材に限らない。例えば、加熱ローラ及び加圧ベルト等の加圧部の両方に当接可能に設けられたか移動可能な冷却用のローラと、当該冷却用のローラを回動させて加熱ローラ又は加圧部のいずれか一方へ当接させるよう切り換える冷却切換部等が挙げられる。
加圧部は、加圧ベルト及び加圧ベルトを張架する複数のローラに限らない。例えば、加圧ローラを用いてもよい。
60 定着装置
61 加熱ローラ
62 加熱部
63 加圧ユニット
64 加圧ベルト
65 分離ローラ
66、67 張架ローラ
68 上ハウジング
69 下ハウジング
70 冷却ファン
71 切換ガイド
73、74 温度センサ
75、76 用紙検出センサ
77 切換ガイド駆動部
90 制御部
61 加熱ローラ
62 加熱部
63 加圧ユニット
64 加圧ベルト
65 分離ローラ
66、67 張架ローラ
68 上ハウジング
69 下ハウジング
70 冷却ファン
71 切換ガイド
73、74 温度センサ
75、76 用紙検出センサ
77 切換ガイド駆動部
90 制御部
Claims (12)
- 用紙上のトナーを加熱及び加圧して当該印刷媒体に定着させる定着装置であって、
その外周面を前記用紙に当接させて前記用紙上の前記トナーを加熱する円柱状の加熱ローラと、
前記加熱ローラと協働して前記用紙を挟みこんで前記用紙に加圧する加圧部と、
前記加熱ローラ又は前記加圧部の少なくともいずれか一方を冷却する冷却部と、
前記冷却部により冷却する対象を前記加熱ローラ又は前記加圧部のいずれか一方に切り換える冷却切換部と、
所定の条件に基づいて前記冷却部の動作/非動作及び前記冷却切換部による冷却する対象の切換を制御する制御部と、を備えることを特徴とする定着装置。 - 前記冷却部は、前記加熱ローラ又は前記加圧部を空冷するファンを有し、
前記冷却切換部は、前記ファンによる風を前記加熱ローラ又は前記加圧部のいずれか一方にガイドするガイド部材を有することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 前記ガイド部材は、前記用紙を前記加熱ローラと前記加圧部との間へ搬送する搬送経路上に設けられ、前記用紙の搬送をガイドすることを特徴とする請求項2に記載の定着装置。
- 前記冷却部は、前記加熱ローラ又は前記加圧部を空冷するファンを有し、
前記冷却切換部は、前記ファンによる風を前記加熱ローラ又は前記加圧部のいずれか一方に向けるよう前記ファンの位置角度を調節することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 前記制御部は、前記定着装置による前記用紙への定着動作中に前記加圧部を冷却し、前記定着動作の終了後に前記加熱ローラを冷却するよう前記冷却切換部を制御することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の定着装置。
- 前記加圧部の温度を検出する加圧部温度検出部を備え、
前記制御部は、前記加圧部温度検出部により検出された前記加圧部の温度に基づいて前記冷却部の動作を制御することを特徴とする請求項5に記載の定着装置。 - 前記加熱ローラの温度を検出する加熱ローラ温度検出部を備え、
前記制御部は、前記加熱ローラ温度検出部により検出された前記加熱ローラの温度に基づいて前記冷却部の動作を制御することを特徴とする請求項5又は6に記載の定着装置。 - 前記制御部は、前記加熱ローラ検出部による前記加熱ローラの温度の検出を前記定着動作の終了後から所定時間継続して行うことを特徴とする請求項7に記載の定着装置。
- 前記制御部は、前記加熱ローラの冷却時に、前記加圧部の冷却時に比して、前記冷却部による冷却能力を上げるよう前記冷却部の動作を制御することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の定着装置。
- 前記冷却部は、前記加熱ローラ又は前記加圧部を空冷するファンを有し、
前記冷却切換部は、前記ファンによる風を前記加熱ローラ又は前記加圧部の少なくともいずれか一方にガイドするガイド部材を有し、
前記ガイド部材は、前記用紙の搬送方向に対して直角かつ前記用紙の紙面に対して平行となるよう設けられた回動軸を中心として回動可能に設けられた二以上の回動部を有し、
前記制御部は、前記用紙の、前記用紙の搬送方向に対して直角方向の幅に応じて、当該用紙の定着動作中における前記二以上の回動部の回動角度を個別に制御することを特徴とする請求項1、6又は7のいずれか一項に記載の定着装置。 - 前記加圧部は、輪状のベルトと、前記ベルトの輪内に設けられて協働して当該ベルトを張架する複数のローラと、を有し、
前記ローラの少なくとも一つと前記加熱ローラとが前記ベルトを挟んで対向する位置に設けられることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の定着装置。 - 請求項1から11のいずれか一項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009231184A JP2011081051A (ja) | 2009-10-05 | 2009-10-05 | 定着装置及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009231184A JP2011081051A (ja) | 2009-10-05 | 2009-10-05 | 定着装置及び画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2011081051A true JP2011081051A (ja) | 2011-04-21 |
Family
ID=44075196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2009231184A Pending JP2011081051A (ja) | 2009-10-05 | 2009-10-05 | 定着装置及び画像形成装置 |
Country Status (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013045030A (ja) * | 2011-08-26 | 2013-03-04 | Canon Inc | 像加熱装置 |
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CN107885067A (zh) * | 2013-10-07 | 2018-04-06 | 富士施乐株式会社 | 抽屉部件和图像形成装置 |
JP2018069629A (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-10 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 電子機器、及び画像形成装置 |
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-
2009
- 2009-10-05 JP JP2009231184A patent/JP2011081051A/ja active Pending
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