JP2011197185A - 定着装置及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着回転体の両端部分を省スペースで冷却できる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供する。
【解決手段】記録媒体に画像を定着するための定着装置(14)であって、搬送される記録媒体の幅方向に延びた軸線周りに回転し、記録媒体上のトナー画像を加熱して記録媒体に定着させる定着回転体(45)と、この定着回転体の外面に沿って配置され、軸線方向に延びて定着回転体を誘導加熱するための磁界を発生させるコイル(52)、及び、このコイルを載置するコイル保持部(53)と、コイルを挟んで定着回転体の反対側に配置され、コイルの周囲にて磁路を形成するコア部(54)と、コイルに冷却風を供給する冷却手段(80)とを具備し、コイル保持部は、定着回転体の軸線方向の両端部分を冷却手段に対して開閉可能な通気機構(53b,53f)を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、トナー画像を担持した記録媒体を定着ローラ対や加熱ベルトとローラとのニップ間に通しながら、未定着トナーを加熱溶融させて用紙に定着させる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置に関するものである。

この種の画像形成装置においては近年、定着装置でのウォームアップタイムの短縮や省エネルギー等の要望から、熱容量を少なく設定できるベルト方式が注目されている。また、近年、急速加熱や高効率加熱の可能性をもった電磁誘導加熱方式（ＩＨ）が注目されており、カラー画像を定着させる際の省エネルギー化の観点から、電磁誘導加熱をベルト方式と組み合わせたものが多数製品化されている。

詳しくは、この電磁誘導加熱方式においては、ベルトの外側に電磁誘導のための磁界を発生させるコイルを配置した構造（いわゆる外包ＩＨ）や、定着装置の省スペース化を図る点を鑑み、定着ローラの内側にコイルを配置した構造（いわゆる内包ＩＨ）が開示されている（例えば、特許文献１，２参照）。そして、特に、特許文献２では冷却手段を設け、コイルを冷却してその温度上昇を防止する。

特開平６−３１８００１号公報 特開２００３−１８６３２３号公報

ところで、コイルは、自身の電気抵抗の他、定着ローラからの熱伝導によっても昇温する。特に、小サイズの用紙を連続通紙すると、定着ローラのうち、この用紙の幅方向よりも外側領域（非通紙域）の温度が通紙域に比して過剰に上昇し、コイルを昇温させて定着装置の破損を招くおそれがある。
また、この定着ローラの過剰な温度上昇は、用紙の幅方向で視て中央部分と端部分とは異なる状態になり、この端部分の位置に相当する用紙のトナーが定着ローラに付着するなど、定着性能を低下させるのである。

ここで、コイルの他、定着ローラも冷却することが考えられるが、定着ローラ専用の冷却手段を別途設けると、装置の大型化を招くし、また、定着ローラを単に冷却すると、用紙の幅方向で視た中央部分に相当する箇所も冷やされてしまい、定着ローラの加熱効率の低下を招くとの問題がある。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、定着ローラの両端部分を省スペースで冷却できる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するための第１の発明は、記録媒体に画像を定着するための定着装置であって、搬送される記録媒体の幅方向に延びた軸線周りに回転し、記録媒体上のトナー画像を加熱して記録媒体に定着させる定着回転体と、この定着回転体の外面に沿って配置され、軸線方向に延びて定着回転体を誘導加熱するための磁界を発生させるコイル、及び、このコイルを載置するコイル保持部と、コイルを挟んで定着回転体の反対側に配置され、コイルの周囲にて磁路を形成するコア部と、コイルに冷却風を供給する冷却手段とを具備し、コイル保持部は、定着回転体の軸線方向の両端部分を冷却手段に対して開閉可能な通気機構を備える。

第１の発明によれば、定着回転体がその外面に沿って配置されたコイルの磁界で誘導加熱され、トナー画像の加熱溶融を行う方式（外包ＩＨ）を採用する。詳しくは、コイル保持部の他、コア部も同じく定着回転体の外面に沿って配置され、コイルで発生した磁界を導く磁路を形成し、この磁束はコア部に導かれて磁気誘導加熱を行う。

また、冷却手段がコイルを冷却してその温度上昇を防止しており、定着装置を保護できる。
ここで、コイル保持部は、定着回転体の軸線方向に沿って形成され、定着回転体に対峙しているが、このコイル保持部には、定着回転体の両端部分を冷却手段に対して開閉可能な通気機構が備えられており、コイルの温度上昇を防止するための冷却手段を、定着回転体の両端部分の冷却にも利用可能にする。

よって、定着回転体の両端部分の過剰な温度上昇（定着回転体の過昇温）を従来に比して小型の定着装置で抑制できる。
また、この通気機構を開放すれば、定着回転体の両端部分だけが冷却風で冷却されるため、定着回転体の加熱効率は低下しないし、さらに、上記定着回転体の過昇温の防止により、搬送される記録媒体の幅方向で視た中央部分と両端部分の定着性能を均一にできる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、冷却手段からの冷却風を定着回転体の軸線方向の両端部分にのみ吹き付ける排気手段を備えていることを特徴とする。
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、冷却手段と排気手段との間で冷却風の流れを制御し、冷却風は定着回転体の両端部分にのみ吹き付けるため、搬送される記録媒体の幅方向で視た中央部分と両端部分の定着性能をより均一にできる。

第３の発明は、第１や第２の発明の構成において、定着回転体の軸線方向の両端部分の温度を検知する検知手段と、この検知手段で検知された温度に基づき、定着回転体の軸線方向長さよりも小さい幅の記録媒体の連続搬送によって定着回転体の軸線方向の両端部分の温度が上昇した場合に、通気機構を開放する信号をこの通気機構に出力する制御手段とを備えることを特徴とする。

第３の発明によれば、第１や第２の発明の作用に加えてさらに、制御手段は、検知手段で検知された温度に基づいて通気機構による開閉時期を制御できる。詳しくは、定着回転体の軸線方向長さよりも小さい幅の記録媒体の連続搬送によって定着回転体の軸線方向の両端部分の温度が上昇した場合に、通気機構を開放する信号をこの通気機構に出力している。これにより、定着回転体の過昇温を効率よく防止できる。

第４の発明は、第３の発明の構成において、制御手段は、通気機構に対し、軸線方向で視た記録媒体の幅よりも外側領域を開放させる信号を出力することを特徴とする。
第４の発明によれば、第３の発明の作用に加えてさらに、制御手段は、軸線方向で視た記録媒体の幅に応じて通気機構の開放量を変更することができ、記録媒体の幅の外側領域を常に開放している。よって、定着回転体の軸線方向の両端部分は必ず冷却され、定着回転体の過昇温をより一層効率よく防止できる。

第５の発明は、第１から第４の発明の定着装置を画像形成装置に搭載し、これを用いて画像形成部で形成されたトナー画像を記録媒体に定着させる画像形成装置であることを特徴とする。
第５の発明によれば、第１から第４の発明の作用に加えてさらに、定着回転体の加熱効率や定着性能を確保して良好なトナー画像が形成される結果、画像形成装置の信頼性が向上する。

本発明によれば、コイルの冷却手段を定着回転体の冷却にも利用するため、定着回転体の両端部分を省スペースで冷却できる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することができる。

一実施形態の画像形成装置の構成を示した概略図である。 定着ユニットの構造例を示す縦断面図である。 コイルボビンの端部の斜視図である。 コイルボビンの端部の斜視図である。 通気機構を駆動させるコントローラの概略図である。 図３の状態における冷却風の流れを説明する図である。 図４の状態における冷却風の流れを説明する図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、一実施形態の画像形成装置１の構成を示した概略図である。画像形成装置１は、例えば外部から入力された画像情報に基づいて記録媒体の一例としての用紙の表面にトナー画像を転写して印刷を行うプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機等としての形態をとることができる。また、以下の実施形態では、記録媒体は用紙に限らず、用紙以外の記録媒体（ＯＨＰシートなど）であっても実施可能である。

図１に示される画像形成装置１は、例えばタンデム型のカラープリンタである。この画像形成装置１は、内部で用紙にカラー画像を形成（プリント）する四角箱状の装置本体２を備え、この装置本体２の上面部には、カラー画像が印刷された用紙を排出するための排出トレイ３が設けられている。
装置本体２内において、その下部には、用紙を収納する給紙カセット５が配設されている。また、装置本体２内の中央部には、給紙カセット５に収容していない種類の用紙を装置本体２へ供給するスタックトレイ６が配設されている。そして、装置本体２の上部には画像形成部７が設けられており、この画像形成部７は、画像形成装置１と接続されたＰＣ等の上位装置から送信される文字や絵柄などの画像データに基づいて用紙に画像を形成する。

図１でみて装置本体２の左部には、給紙カセット５から繰り出された用紙を後述の二次転写部２３に搬送する第１の搬送路９が配設されており、装置本体２の右部から左部にかけては、スタックトレイ６から繰り出された用紙を二次転写部２３に搬送する第２の搬送路１０が配設されている。また、装置本体２内の左上部には、二次転写部２３で画像が転写された用紙に対して定着処理を行う定着ユニット（定着装置）１４と、定着処理の行われた用紙を排出トレイ３に搬送する第３の搬送路１１とが配設されている。

給紙カセット５は、装置本体２の外部（例えば図１の手前側）に引き出すことにより用紙の補充を可能にする。この給紙カセット５は収納部１６を備えており、この収納部１６には、給紙方向のサイズが異なる少なくとも２種類の用紙を選択的に収納可能である。なお、収納部１６に収納されている用紙は、給紙ローラ１７及び捌きローラ対１８により１枚ずつ第１の搬送路９側に繰り出される。

スタックトレイ６は、装置本体２の外面にて開閉可能であり、その手差し部１９には用紙が１枚ずつ載置されるか、又は複数枚が積載される。なお、手差し部１９に載置された用紙はピックアップローラ２０及び捌きローラ対２１により１枚ずつ第２の搬送路１０側に繰り出される。
第１の搬送路９と第２の搬送路１０とはレジストローラ対２２の手前で合流しており、レジストローラ対２２に到達した用紙はここで一旦待機し、スキュー調整とタイミング調整を行った後、二次転写部２３に向けて送出される。送出された用紙には、二次転写部２３で中間転写ベルト４０上のフルカラーのトナー画像が用紙に二次転写される。この後、定着ユニット１４でトナー画像が定着された用紙は、必要に応じて第４の搬送路１２で反転され、最初とは反対側の面にも二次転写部２３でフルカラーのトナー画像が二次転写される。そして、反対面のトナー画像が定着ユニット１４で定着された後、第３の搬送路１１を通って排出ローラ対２４により排出トレイ３に排出される。

画像形成部７は、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の各トナー画像を形成する４つの画像形成ユニット２６〜２９を備える他、これら画像形成ユニット２６〜２９で形成した各色別のトナー画像を重畳して担持する中間転写部３０を備えている。
各画像形成ユニット２６〜２９は、感光体ドラム３２と、感光体ドラム３２の周面に対向して配設された帯電部３３と、帯電部３３の感光体ドラム３２の回転方向下流側であって感光体ドラム３２の周面上の特定位置にレーザビームを照射するレーザ走査ユニット３４と、レーザ走査ユニット３４からのレーザビーム照射位置の感光体ドラム３２の回転方向下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設された現像部３５と、現像部３５の感光体ドラム３２の回転方向下流側であって感光体ドラム３２の周面に対向して配設されたクリーニング部３６とを備えている。

なお、各画像形成ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２は、図示しない駆動モータにより図中の反時計回り方向に回転する。また、各画像形成ユニット２６〜２９の現像部３５には、各現像装置５１にブラックトナー、イエロートナー、シアントナー及びマゼンタトナーをそれぞれ含む二成分現像剤がそれぞれ収納されている。

中間転写部３０は、画像形成ユニット２６の近傍位置に配設された後ローラ３８と、画像形成ユニット２９の近傍位置に配設された前ローラ３９と、画像形成ユニット２８の上方に配置されたテンションローラ４２と、後ローラ３８と前ローラ３９とテンションローラ４２とに跨って配設された中間転写ベルト４０と、各画像形成ユニット２６〜２９の感光体ドラム３２における現像部３５の感光体ドラム３２の回転方向下流側の位置に中間転写ベルト４０を介して感光体ドラム３２に圧接可能に配設された４つの一次転写ローラ４１とを備えている。なお、テンションローラ４２は中間転写ベルト４０に適切な張力を付与する。

この中間転写部３０では、各画像形成ユニット２６〜２９の一次転写ローラ４１の位置で、中間転写ベルト４０上に各色別のトナー画像がそれぞれ重ね合わせて転写されて、最後にはフルカラーのトナー画像となる。
第１の搬送路９や第２の搬送路１０は、給紙カセット５やスタックトレイ６から繰り出されてきた用紙を二次転写部２３側に搬送するものであり、装置本体２内で所定の位置に配設された複数の搬送ローラ対４３と、二次転写部２３の手前に配設され、画像形成部７における画像形成動作と用紙の搬送動作とのタイミングを取るためのレジストローラ対２２とを備えている。

定着ユニット１４は、画像形成部７でトナー画像が転写された用紙を加熱及び加圧することにより、未定着トナー画像を用紙に定着させる処理を行うものである。定着ユニット１４は、例えば加圧ローラ４４と定着ローラ（定着回転体）４５からなるローラ対を備え、このうち加圧ローラ４４が例えば金属製の芯材と弾性体の表層（例えば、シリコンゴム）及び離型層（例えば、ＰＦＡ）を有するものであり、定着ローラ４５が金属製の芯材と弾性体の表層（例えば、シリコンスポンジ）を有するものである。また、定着ローラ４５には加熱ベルト（定着回転体）４８が巻かれている（図２）。なお、定着ユニット１４の詳細な構造についてはさらに後述する。

用紙の搬送方向でみて、定着ユニット１４の上流側及び下流側にはそれぞれ搬送路４７が設けられており（図１）、二次転写部２３を通って搬送されてきた用紙は上流側の搬送路４７を通じて加圧ローラ４４と定着ローラ４５との間のニップに導入される。そして、加圧ローラ４４及び定着ローラ４５間を通過した用紙は下流側の搬送路４７を通じて第３の搬送路１１に案内される。

第３の搬送路１１は、定着ユニット１４で定着処理の行われた用紙を排出トレイ３に搬送する。このため第３の搬送路１１には、適宜位置に搬送ローラ対４９が配設されるとともに、その出口には上記の排出ローラ対２４が配設されている。
〔定着ユニットの詳細〕
次に、本実施形態の画像形成装置１に適用された定着ユニット１４の詳細について説明する。

図２は、定着ユニット１４の構造例を示す縦断面図である。なお、図２では、画像形成装置１に実装した状態から向きを約９０°反時計回りに転回させて示している。したがって、図１中でみて下方から上方への用紙搬送方向は、図２でみると右方から左方となる。なお、装置本体２がより大型（複合機等）である場合、図２に示される向きで実装されることもある。また、この他のレイアウトとして、図２に示される状態から左右いずれかに傾斜した姿勢で定着ユニット１４が画像形成装置１内に配置される場合もある。

本実施例の定着ユニット１４は、上記のように加圧ローラ４４、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８を備えている。加圧ローラ４４は、例えば金属製（例えば、ＳＵＳ）の芯金上に厚み２〜５ｍｍ程度のＳｉゴム層を形成し、さらにその表層に離型層（例えばＰＦＡ）を積層して直径５０ｍｍ程度のローラとしている。定着ローラ４５は、例えば金属製（例えば、ＳＵＳ）の芯金上に厚み５〜１０ｍｍ程度のシリコンゴムスポンジ層を積層して直径４５ｍｍ程度のローラとしている。

また、加熱ベルト４８は、その基材の厚みが例えば３５μｍ（１μｍ＝１×１０^−６ｍ）の強磁性材料（例えばＮｉ電鋳基材）であり、その表層に厚み２００〜５００μｍ程度の薄膜の弾性層（例えば、シリコンゴム）が形成され、その外面には離型層（例えば、ＰＦＡ）が形成されており、その発熱温度を例えば１５０〜２００℃の範囲に調整される。この加熱ベルト４８の表面温度は、加熱ベルト４８から所定間隔をおいて配置された非接触タイプの温度センサ、例えば赤外線センサ（検知手段）７０で測定される。

ただし、本実施例の赤外線センサ７０は、小サイズの用紙幅よりも外側領域、換言すれば、定着ローラ４５の回転軸線方向の両端部分に相当する定着ローラ４５の非通紙域の温度をそれぞれ検知することができ、この検知結果は図５のコントローラ（制御手段）９０に向けて出力される。
上記のように定着ローラ４５が表層にシリコンスポンジの弾性層を有することから、加熱ベルト４８と加圧ローラ４４との間にはフラットニップが形成される。なお、加圧ローラ４４の内側には、図示しないハロゲンヒータが設けられている。

〔ＩＨコイルユニット〕
この他に定着ユニット１４は、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８の外側にＩＨコイルユニット５０を備えている（図１には示されていない）。ＩＨコイルユニット５０は、誘導加熱コイル（コイル）５２をはじめ、この誘導加熱コイル５２の周囲にて磁路を形成するべく、フェライト等の強磁性体（比透磁率：１０００〜３０００程度）で構成されたアーチコア、サイドコアやセンタコアを有したコア部５４から構成されている。

〔コイル〕
誘導加熱コイル５２は、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８を誘導加熱するための磁界を発生させる。そのため、誘導加熱コイル５２は定着ローラ４５及び加熱ベルト４８の外面に沿う仮想的な円弧面上に配置される。実際には、コイルボビン（コイル保持部）５３が配置されており、このコイルボビン５３上に誘導加熱コイル５２が巻線状に配置される構成である。

〔コイル保持部〕
コイルボビン５３は、定着ローラ４５及び加熱ベルト４８の外面に沿う半円筒形状に成形され、定着ローラ４５の回転軸線方向に延びたボビン本体５３ａを備えており、このボビン本体５３ａに誘導加熱コイル５２やコア部５４が保持されている。なお、コイルボビン５３の材質は、耐熱性樹脂（例えばＰＰＳ、ＰＥＴ、ＬＣＰ）であることが好ましく、また、コイル５２のコイルボビン５３への固定は例えばシリコン系接着剤を用いて行う。

このコア部５４の外側には、例えば図示しない樹脂製のコアホルダが設けられており、このコアホルダによりコア部５４が支持される構造である。コアホルダの材質もまた、耐熱性樹脂（例えばＰＰＳ、ＰＥＴ、ＬＣＰ）であることが好ましい。
また、図２の姿勢で視て当該コアホルダの上方には、冷却ファン（冷却手段）８０が備えられており、外気を吸気してコイル５２に向けて冷却風を供給している。

一方、この図２で視て加圧ローラ４４の下方には、排気ファン（排気手段）８２が備えられている。具体的には、本実施例の排気ファン８２は、上述した定着ローラ４５の非通紙域に対峙してそれぞれ配置されており、冷却ファン８０からの冷却風をこの定着ローラ４５の非通紙域に吹き付けてから外部に排出する。

これは、本実施例のコイルボビン５３が、冷却ファン８０からの冷却風を定着ローラ４５の非通紙域に導く通気機構を備えているからである。
〔通気機構〕
具体的には、半円筒形状に成形されたボビン本体５３ａには、定着ローラ４５の非通紙域を冷却ファン８０に対して開閉可能な扉（通気機構）５３ｂ，５３ｆを有している（図２）。

本実施例の扉５３ｂ，５３ｆは、ボビン本体５３ａのうち定着ローラ４５の非通紙域に相当する位置であって、このコイル５２を保持した位置、より詳しくは、図３に２点鎖線で示されたコイル５２の折り返し部分を保持した位置よりも用紙搬送方向で視て上流側に扉５３ｆが、下流側に扉５３ｂがそれぞれ形成されている。

これら扉５３ｂ，５３ｆは、定着ローラ４５の回転軸線方向に移動することができ（図４）、この図４に示された状態にて、冷却ファン８０からの冷却風は定着ローラ４５の非通紙域に導かれる。
なお、これら図３，４は、ボビン本体５３ａの端部、具体的には、定着ローラ４５の回転軸線方向で視て一方の端部を描いたものであり、ボビン本体５３ａの他方の端部にも同様に、扉５３ｂ，５３ｆがそれぞれ形成されている。

用紙搬送方向の上流側に配置された一対の扉５３ｆ，５３ｆは、例えばボビン本体５３ａの裏側に配置された図示しないバネを介して連結されており、このバネの付勢力によって用紙の幅方向の中央部分に向けて移動して定着ローラ４５の非通紙域を冷却ファン８０に対して開放する。
一方、各扉５３ｆは、例えばボビン本体５３ａの裏側に配置された図示しないリンクにもそれぞれ連結されており、当該リンクが用紙の幅方向外側に向けて移動すると、扉５３ｆはこのバネの付勢力に抗して移動し、定着ローラ４５の非通紙域を冷却ファン８０に対して閉じることができる。

また、用紙搬送方向の下流側に配置された一対の扉５３ｂについても上記扉５３ｆと同様に移動可能に構成され、定着ローラ４５の非通紙域を冷却ファン８０に対して開閉する。
そして、これら扉５３ｂ，５３ｆによる開閉動作は、コントローラ９０からの信号に基づいて実行される。

〔制御手段〕
具体的には、本実施例のコントローラ９０は、図５に示されるように、開閉判定部９２及び開閉設定部９４を備えている。この開閉判定部９２は、上記赤外線センサ７０で検知された定着ローラ４５の非通紙域の温度や、画像形成装置１の操作パネルで設定或いはクライアントＰＣからの印刷ジョブで指定された用紙サイズに基づいて、扉５３ｂ，５３ｆを開くか否かを判別する。

ここで、例えば、大サイズの用紙が通紙されている場合や、小サイズの用紙であっても連続して通紙されていない場合には、定着ローラ４５の非通紙域の温度がそれほど高くならない。
そこで、この場合の開閉判定部９２は、扉５３ｂ，５３ｆを開かない旨を開閉設定部９４に出力する。

これにより、扉５３ｂ，５３ｆは、用紙の幅方向の中央部分に向けて移動せず、ボビン本体５３ａの端部を閉じたままである。よって、冷却ファン８０からの冷却風は、図６に矢印で示される如く、コイル５２を冷却してから扉５３ｂ，５３ｆに衝突して用紙搬送方向にそれぞれ流れ、定着ローラ４５には向かわない。

これに対し、仮に、小サイズの用紙が連続通紙されており、定着ローラ４５の非通紙域の温度がコイル５２の耐久温度を超えるおそれがある場合には、開閉判定部９２は、扉５３ｂ，５３ｆを開く旨を開閉設定部９４に出力する。
開閉設定部９４は、扉５３ｂ，５３ｆの開閉時期や開閉量を設定する。詳しくは、定着ローラ４５の非通紙域の温度上昇率が大きな場合には扉５３ｂ，５３ｆの開閉時期を早く設定できる。また、用紙の幅に応じて扉５３ｂ，５３ｆの開閉量を設定しており、いずれの用紙の幅であっても、この幅よりも外側領域が常に開かれるように設定できる。

そして、この開閉設定部９４による設定結果は扉駆動部（通気機構）５３ｄに出力され、扉駆動部５３ｄが各扉５３ｆや各扉５３ｂをそれぞれ連結した上記バネのストッパを解除すると、扉５３ｆ，５３ｆがこのバネの付勢力によって定着ローラ４５の非通紙域を冷却ファン８０に対して開放する。これにより、冷却ファン８０からの冷却風は、図７に矢印で示される如く、扉５３ｂ，５３ｆに相当する箇所から下方に向けて流れ、定着ローラ４５の非通紙域を冷却して排気ファン８２に向かう。

その後、例えば定着ローラ４５の非通紙域の温度がコイル５２にダメージを与えない程度にまで低下している場合には、開閉設定部９４が扉５３ｂ，５３ｆを開かない旨を開閉設定部９４に出力するため、開閉設定部９４は扉駆動部５３ｄに扉５３ｂ，５３ｆの閉動作させることになる。この結果、冷却ファン８０からの冷却風は、コイル５２を冷却してから扉５３ｂ，５３ｆに衝突して用紙搬送方向に流れることになる（図６）。

以上のように、本実施例によれば、定着ローラ４５や加熱ベルト４８がその外面に沿って配置されたコイル５２の磁束で誘導加熱され、トナー画像の加熱溶融を行う方式（外包ＩＨ）を採用する。詳しくは、コイルボビン５３の他、コア部５４も同じく定着ローラ４５等の外面に沿って配置され、コイル５２で発生した磁界を導く磁路を形成し、この磁束はコア部５４に導かれて磁気誘導加熱を行う。

また、冷却ファン８０がコイル５２を冷却してその温度上昇を防止しており、定着ユニット１４を保護できる。
ここで、コイルボビン５３は、定着ローラ４５等の軸線方向に沿って形成され、定着ローラ４５等に対峙しているが、このコイルボビン５３には、定着ローラ４５等の非通紙域を冷却ファン８０に対して開閉可能な扉５３ｂ，５３ｆが備えられており、コイル５２の温度上昇を防止するための冷却ファン８０を、定着ローラ４５等の非通紙域の冷却にも利用可能にする。

よって、定着ローラ４５等の非通紙域の過剰な温度上昇（定着ローラ４５等の過昇温）をコイルのみを冷却していた従来に比して小型の定着ユニット１４で抑制できる。
また、この扉５３ｂ，５３ｆを開放すれば、定着ローラ４５等の両端部分だけが冷却風で冷却されるため、定着ローラ４５等の加熱効率は低下しないし、さらに、上記定着ローラ４５等の過昇温の防止により、搬送される用紙の幅方向で視た中央部分（通紙域）と両端部分（非通紙域）の定着性能を均一にできる。

さらに、冷却ファン８０と排気ファン８２との間で冷却風の流れを制御し、冷却風は定着ローラ４５等の非通紙域にのみに吹き付けるため、上記用紙の中央部分と両端部分の定着性能をより均一にできる。
さらにまた、コントローラ９０は、赤外線センサ７０で検知された温度に基づいて扉５３ｂ，５３ｆによる開閉時期を制御できる。詳しくは、小サイズの用紙の連続搬送によって定着ローラ４５等の非通紙域の温度が上昇した場合に、扉５３ｂ，５３ｆを開放する信号を扉駆動部５３ｄに出力している。これにより、定着ローラ４５等の過昇温を効率よく防止できる。

また、コントローラ９０は、用紙の幅に応じて扉５３ｂ，５３ｆの開放量を変更することができ、用紙の幅の外側領域を常に開放している。よって、定着ローラ４５等の非通紙域は必ず冷却され、定着ローラ４５等の過昇温をより一層効率よく防止できる。
さらに、定着ローラ４５等の加熱効率や定着性能を確保して良好なトナー画像が形成される結果、画像形成装置１の信頼性が向上する。

本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施可能である。例えば、コア部５４の構成は回転する或いは固定のセンタコア、又はセンタコアに相当するコアがアーチコアに一体形成されていても良く、適宜に変形可能である。
また、上記実施例では、加熱ベルト４８が定着ローラ４５の全周に亘って巻かれた１軸型の例で説明したが、本発明は、加熱ベルト４８の内側に定着ローラ４５やヒートローラ４６を配置する２軸型にも当然に適用可能であり、さらに、外包ＩＨ方式の種々の定着ユニットにも適用可能である。

さらに、本実施例では画像形成装置としてプリンタに具現化した例を示しているものの、本発明の画像形成装置は、複合機、複写機やファクシミリ等にも当然に適用可能である。
そして、これらいずれの場合にも上記と同様に、定着回転体の両端部分を省スペースで冷却できるとの効果を奏する。

１ プリンタ（画像形成装置）
７ 画像形成部
１４ 定着ユニット（定着装置）
４５ 定着ローラ（定着回転体）
４８ 加熱ベルト（定着回転体）
５０ ＩＨコイルユニット
５２ 誘導加熱コイル（コイル）
５３ コイルボビン（コイル保持部）
５３ｂ，５３ｆ 扉（通気機構）
５３ｄ 扉駆動部（通気機構）
５４ コア部
７０ サーミスタ（検知手段）
８０ 冷却ファン（冷却手段）
８２ 排気ファン（排気手段）
９０ コントローラ（制御手段）

Claims (5)

1. 記録媒体に画像を定着するための定着装置であって、
   搬送される前記記録媒体の幅方向に延びた軸線周りに回転し、前記記録媒体上のトナー画像を加熱して前記記録媒体に定着させる定着回転体と、
   この定着回転体の外面に沿って配置され、前記軸線方向に延びて前記定着回転体を誘導加熱するための磁界を発生させるコイル、及び、このコイルを載置するコイル保持部と、
   前記コイルを挟んで前記定着回転体の反対側に配置され、前記コイルの周囲にて磁路を形成するコア部と、
   前記コイルに冷却風を供給する冷却手段とを具備し、
   前記コイル保持部は、前記定着回転体の軸線方向の両端部分を前記冷却手段に対して開閉可能な通気機構を備えることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置であって、
   前記冷却手段からの冷却風を前記定着回転体の軸線方向の両端部分にのみ吹き付ける排気手段を備えていることを特徴とする定着装置。
3. 請求項１又は２に記載の定着装置であって、
   前記定着回転体の軸線方向の両端部分の温度を検知する検知手段と、
   この検知手段で検知された温度に基づき、前記定着回転体の軸線方向長さよりも小さい幅の記録媒体の連続搬送によって前記定着回転体の軸線方向の両端部分の温度が上昇した場合に、前記通気機構を開放する信号をこの通気機構に出力する制御手段と
   を備えることを特徴とする定着装置。
4. 請求項３に記載の定着装置であって、
   前記制御手段は、前記通気機構に対し、前記軸線方向で視た前記記録媒体の幅よりも外側領域を開放させる信号を出力することを特徴とする定着装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の定着装置を画像形成装置に搭載し、これを用いて画像形成部で形成されたトナー画像を記録媒体に定着させることを特徴とする画像形成装置。

Images