JP2013190627A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】内部の限られた空間を有効に利用することで、加圧ローラを効果的に冷却することができ、省スペース化に有効な構造とされた画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、用紙を搬送する用紙搬送路Sと、用紙搬送路Sに沿って配置された2次転写ユニット26および定着部17と、開放されたときに用紙搬送路Sを露出させる開閉カバー41と、用紙搬送路Sに対して開閉カバー41の側から用紙を加圧する定着部17に設けられた加圧ローラ51と、加圧ローラ51を冷却する冷却ファンとを備えている。2次転写ユニット26および冷却ファン61は、開閉カバー41に取り付けられている。2次転写ユニット26と冷却ファン61とは、開閉カバー41の開閉動作時の移動軌跡が重なる位置に配置されている。
【選択図】図2
【解決手段】画像形成装置は、用紙を搬送する用紙搬送路Sと、用紙搬送路Sに沿って配置された2次転写ユニット26および定着部17と、開放されたときに用紙搬送路Sを露出させる開閉カバー41と、用紙搬送路Sに対して開閉カバー41の側から用紙を加圧する定着部17に設けられた加圧ローラ51と、加圧ローラ51を冷却する冷却ファンとを備えている。2次転写ユニット26および冷却ファン61は、開閉カバー41に取り付けられている。2次転写ユニット26と冷却ファン61とは、開閉カバー41の開閉動作時の移動軌跡が重なる位置に配置されている。
【選択図】図2
Description
本発明は、用紙搬送路に沿って配置された2次転写ユニットおよび定着部を備える画像形成装置に関する。
従来、画像形成装置では、用紙にトナー像を定着させる方法として、未定着トナー像が形成された用紙を加熱したローラ対で挟持する構造が採用されている。このような熱定着方式を採用した画像形成装置では、未定着トナー像が形成された面に接する加熱ローラと、未定着トナー像が形成されていない面に接する加圧ローラとの間で温度差を設けることで、ローラ対からの用紙の分離性を向上させることが実施されている。具体的には、加圧ローラを冷却するファンが設けられている(例えば、特許文献1ないし特許文献3参照。)。
また、画像形成装置では、用紙の定着を行う際にローラ対を加熱しているが、用紙に接することで温度が低下するため、用紙より幅が広いローラ対において、用紙に接する部分と用紙に接しない部分とで温度差が生じていた。そのため、局所的な過熱によって、端部の劣化や破損といった問題があった。こうした加圧ローラの軸方向での温度ムラを解消するため、加圧ローラの軸方向に沿って形成された送風路によって、加圧ローラ全体を均一に冷却する構造が検討されている(例えば、特許文献4参照。)。
ところで、画像形成装置においては、用紙を搬送する際の紙詰まりやメンテナンス等を実施するために、装置内部を開放するための開閉カバーを設けることがある。開閉カバーを開いた際に、用紙を挟持するローラ対を離間させることで、紙詰まりを容易に解消できる構造とされている。
特許文献1ないし特許文献3では、ファンを取り付ける位置や開閉カバーの有無について考慮されておらず、単に加圧ローラを冷却するだけでは温度ムラを解消できない虞がある。
また、特許文献4に記載の冷却装置では、送風路における加圧ローラの軸方向の一端部に連結されたダクトを介してファンが設けられており、送風路全体に充分な空気を送り込むためには、大型のファンを用いる必要がある。さらに、ファンを取り付ける領域を確保するために、加圧ローラの軸方向での幅を大きくしなければならず、画像形成装置を小型化できないという課題がある。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、内部の限られた空間を有効に利用することで、加圧ローラを効果的に冷却することができ、省スペース化に有効な構造とされた画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明に係る画像形成装置は、用紙を搬送する用紙搬送路と、前記用紙搬送路に沿って配置された2次転写ユニットおよび定着部と、装置本体に対して開放されたときに前記用紙搬送路を露出させる開閉カバーと、前記用紙搬送路に対して前記開閉カバーの側から用紙を加圧する前記定着部に設けられた加圧ローラとを備える画像形成装置であって、前記加圧ローラを冷却する冷却ファンを備え、前記2次転写ユニットおよび前記冷却ファンは、前記開閉カバーに取り付けられ、前記2次転写ユニットと前記冷却ファンとは、前記開閉カバーの開閉動作時の移動軌跡が重なる位置に配置されていることを特徴とする。
この構成によると、内部の限られた空間を有効に利用することで、加圧ローラを効果的に冷却することができ、省スペース化に有効な構造とすることができる。また、冷却ファンを開閉カバーに取り付けておくことで、開閉カバーを開閉する際に、2次転写ユニットの移動を妨げない構造とすることができる。
本発明に係る画像形成装置では、前記冷却ファンから送風された空気を前記加圧ローラへ導く冷却ダクトを備え、前記冷却ダクトは、前記加圧ローラが用紙を加圧するニップ部に近い前記加圧ローラの表面へ向けて送風することを特徴とする。
この構成によると、冷却ダクトによって、ニップ部の上流側を重点的に冷却することで、定着部での定着不良を防ぐことができる。つまり、用紙を搬送する際に加圧ローラは回転しているので、加圧ローラのどの部分を冷却してもニップ部を冷却することはできる。しかしながら、冷却された部分は、周囲から伝達された熱によって加熱され、ニップ部に到達するまでの間に冷却した効果が薄れてしまう。そのため、ニップ部にできるだけ近い部分を冷却することが望ましい。また、冷却ダクトを設けることで、冷却ファンの位置の制限が緩和され、充分なスペースが確保できる位置に冷却ファンを配置することができる。
本発明に係る画像形成装置では、前記冷却ダクトは、前記冷却ファンから送風された空気が向かう方向を、前記加圧ローラに向かう方向へ案内する送風案内面が設けられていることを特徴とする。
この構成によると、送風案内面を設けることで、冷却ファンから送風される空気を確実に加圧ローラに向かわせることができる。
本発明に係る画像形成装置では、前記送風案内面は、前記冷却ファンから前記加圧ローラへ向かう方向に沿って傾斜していることを特徴とする。
この構成によると、冷却ダクトを簡単な形状とすることができる。
本発明に係る画像形成装置では、前記冷却ダクトは、装置本体に取り付けられ、前記冷却ファンは、固定ダクトに収納されて前記開閉カバーに取り付けられ、前記固定ダクトは、前記開閉カバーが閉じられたときに前記冷却ダクトに連結されることを特徴とする。
この構成によると、冷却ダクトが移動しない構造とすることで、冷却ダクトが加圧ローラに接触することを考慮する必要が無いため、冷却ダクトの構造を自由に設計することができる。
本発明に係る画像形成装置では、前記2次転写ユニットから前記冷却ファンへの空気の流れを遮断する遮断壁を備えていることを特徴とする。
この構成によると、遮断壁を備えることによって、2次転写ユニットから飛散したトナーを冷却ファンが吸引することを防止できる。
本発明に係る画像形成装置では、前記冷却ファンは、前記加圧ローラの軸方向の端部において前記加圧ローラと対向する位置に配置されていることを特徴とする。
この構成によると、温度が低下しづらい加圧ローラの端部を冷却することで、加圧ローラの温度ムラを改善することができる。つまり、加圧ローラは、用紙を搬送する際、用紙に接することで表面の温度が低下するが、加圧ローラの端部においては、用紙に接する機会がサイズの大きい用紙などに限定されるため、定着を繰り返すことで加圧ローラに温度ムラが発生する。このような温度ムラを改善することで、大サイズ用紙での端部の定着不良や、過熱による定着部の端部の劣化を解消することができる。
本発明に係る画像形成装置では、前記用紙搬送路は、下方から上方に向かって用紙を搬送する縦型の搬送路であり、前記冷却ファンは、前記加圧ローラの下方に配置されていることを特徴とする。
この構成によると、加圧ローラをより効果的に冷却できる箇所に冷却ファンを配置することができる。
本発明に係る画像形成装置では、前記加圧ローラの表面の温度を検知する温度検知部を備え、前記温度検知部は、前記加圧ローラの軸方向で前記冷却ファンが冷却する領域より前記加圧ローラの端部側に配置されていることを特徴とする。
この構成によると、冷却ファンによって直接冷却されていない領域の温度を検知することによって、温度ムラの程度を把握することができる。
本発明に係る画像形成装置では、前記加圧ローラの表面の温度を検知する温度検知部を備え、前記温度検知部は、前記加圧ローラの軸方向で前記冷却ファンと一致する位置であり、前記冷却ファンが冷却する領域と離間した位置に配置されていることを特徴とする。
この構成によると、冷却ダクトから送風される空気を受けずに、冷却ファンによって冷却される領域の温度を把握することができる。
本発明に係る画像形成装置では、前記温度検知部の検知結果に基づいて、前記冷却ファンの回転数を制御することを特徴とする。
この構成によると、冷却ファンの回転数を制御することによって、加圧ローラを適切な温度に保つことで、温度ムラをさらに改善することができる。
本発明によると、内部の限られた空間を有効に利用することで、加圧ローラを効果的に冷却することができ、省スペース化に有効な構造とすることができる。また、冷却ファンを開閉カバーに取り付けておくことで、開閉カバーを開閉する際に、2次転写ユニットの移動を妨げない構造とすることができる。
以下、本発明の実施の形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略断面図である。
画像形成装置1は、光走査装置11、現像装置12、感光体ドラム13、ドラムクリーニング装置14、帯電器15、中間転写ベルト装置16、定着部17、用紙搬送経路S、給紙カセット18、および排紙トレイ19を備えており、画像データによって示されるカラー画像を用紙に画像形成する。
カラー画像は、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、およびイエロー(Y)の各色のトナー像を重ねて形成される。このため、現像装置12、感光体ドラム13、ドラムクリーニング装置14、および帯電器15は、各色に応じた4種類のトナー像を形成するようにそれぞれ4つずつ設けられ、それぞれがブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローに対応付けられて、4つの画像ステーションPa、Pb、Pc、Pdが構成されている。
感光体ドラム13は、表面に光感光層を有しており、表面は、ドラムクリーニング装置14によってクリーニングされた後、帯電器15によって所定の電位に均一に帯電される。光走査装置11は、レーザダイオードおよび反射ミラーを備えたレーザスキャニング部(LSU)であって、レーザビームによって感光体ドラム13の表面を走査して、画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム13の表面に書き込む。現像装置12は、感光体ドラム13の表面に書き込まれた静電潜像をトナーによって現像し、感光体ドラム13の表面にトナー像を形成する。
中間転写ベルト装置16は、感光体ドラム13の上方に配置されており、中間転写ベルト21、中間転写ベルト駆動ローラ22、従動ローラ23、4つの中間転写ローラ24、およびベルトクリーニング装置25を備えている。
中間転写ベルト21は、無端ベルト状であって、中間転写ベルト駆動ローラ22、従動ローラ23、および4つの中間転写ローラ24は、中間転写ベルト21を張架して支持し、中間転写ベルト21を矢印Fの方向へ周回移動させる。
中間転写ローラ24は、中間転写ベルト21近傍に回転可能に支持され、中間転写ベルト21を介してそれぞれ感光体ドラム13に押圧されている。中間転写ローラ24は、金属軸(例えばステンレス軸)をベースとし、表面を導電性の弾性材(例えば、EPDM、発泡ウレタン等)によって覆われたローラである。中間転写ローラ24には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加されており、弾性材によって高電圧が用紙に対して均一に印加される。感光体ドラム13の表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト21に順次重ねて転写され、各色のトナー像を重ねることでカラーのトナー像が形成される。
中間転写ベルト駆動ローラ22には、中間転写ベルト21を介して2次転写ユニット26(特に、後述する2次転写ローラ26a、図2参照)が押圧されている。中間転写ベルト21に形成されたトナー像は、中間転写ベルト21と2次転写ユニット26との間のニップ域で用紙に転写され、トナー像が転写された用紙は、用紙搬送経路Sの主搬送路S1を介して定着部17へ搬送される。なお、2次転写ユニット26については、後述する図2を参照して詳細を説明する。
定着部17は、用紙が通過する際、用紙をローラなどで挟んで加熱および加圧し、用紙に転写されたトナー像を定着させる。その後、用紙は、排紙ローラ34を経由して排出され、排紙トレイ19に積載される。なお、定着部17については、後述する図2および図3を参照して詳細を説明する。
ベルトクリーニング装置25は、クリーニング部材として、中間転写ベルト21の表面に接触して残留トナーを除去するクリーニングブレードが設けられている。用紙に転写されずに中間転写ベルト21の表面に残留したトナーは、ベルトクリーニング装置25によって除去および回収される。
給紙カセット18は、画像形成装置1の下部に設けられ、用紙搬送路Sに用紙を供給する構成とされている。給紙カセット18の端部には、ピックアップローラ31が設けられており、ピックアップローラ31は、給紙カセット18から1枚ずつ用紙を引き出して用紙搬送路Sへ送り出す。
画像形成装置1には、給紙カセット18の用紙を2次転写ユニット26や定着部17を経由させて排紙トレイ19に送るための用紙搬送路Sが設けられている。本実施の形態では、用紙搬送路Sは、用紙を下方から上方に向かって搬送する縦型の搬送路であり、主搬送路S1の他、スイッチバック搬送路S2および反転搬送路S3によって構成されている。主搬送路S1に沿って、ピックアップローラ31、レジストローラ32、搬送ローラ33、2次転写ユニット26、および定着部17が配置され、スイッチバック搬送路S2に沿って、搬送ローラ34が配置され、反転搬送路S3に沿って、搬送ローラ35、36が配置されている。
搬送ローラ33〜36は、用紙の搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Sに沿って複数設けられている。定着部17から排出された用紙は、搬送ローラ34を経て排紙トレイ19に積載される。
レジストローラ32は、給紙カセット18から搬送されている用紙を一旦保持し、感光体ドラム13上のトナー像の先端と用紙の先端とを合わせるタイミングで用紙を2次転写ユニット26に搬送する。
また、用紙の表面だけでなく、裏面に画像形成を行う場合は、用紙を搬送ローラ34から反転搬送路S3へ逆方向に搬送して、用紙の表裏を反転させてレジストローラ32へ再度導き、用紙の表面と同様にして、用紙の裏面にトナー像を定着させて排紙トレイ19へ排出する。
画像形成装置1には、開閉カバー41(後述する図6ないし図9参照)が設けられており、開閉カバー41を開放することで、開閉カバー41が装置本体110から離間し、用紙搬送路S(特に、主搬送路S1)が露出される。なお、開閉カバー41の詳細な構造については、後述する図6ないし図9を参照して説明する。
次に、2次転写ユニット26および定着部17の構造について説明する。
図2は、図1の2次転写ユニットおよび定着部を抜き出して示す拡大断面図であって、図3は、図2の定着部を2次転写ユニット側から見た状態を示す平面図である。
2次転写ユニット26は、2次転写ローラ26a、駆動ローラ26b、従動ローラ26d、第1テンションローラ26c、第2テンションローラ26e、および2次転写ベルト26fを含む構成とされている。
2次転写ベルト26fは、無端状のベルトであって、2次転写ローラ26a、駆動ローラ26b、従動ローラ26d、第1テンションローラ26c、および第2テンションローラ26eに張架されている。図2では、2次転写ローラ26aを基準として、駆動ローラ26b、第1テンションローラ26c、従動ローラ26d、および第2テンションローラ26eの順で時計回りに配置されている。
2次転写ローラ26aは、2次転写ベルト26fを介して中間転写ベルト21に押圧されており、中間転写ベルト21上の各色のトナー像を用紙に転写させるための電圧(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加されている。
2次転写ローラ26a、駆動ローラ26b、従動ローラ26d、第1テンションローラ26c、および第2テンションローラ26eの回転軸は、フレーム27(後述する図6および図7参照)に支持されており、2次転写ユニット26は、フレーム27を介して開閉カバー41に取り付けられている。なお、フレーム27の詳細な構造については、後述する図6および図7を参照して説明する。
定着部17は、回転部材(定着ベルト54)と加圧ローラ51とで用紙を挟持して搬送する構成とされており、定着ベルト54は、加熱部53bによって表面が加熱されている。具体的には、定着部17は、ベルト定着方式であって、加圧ローラ51、定着ローラ52、加熱ローラ53、および定着ベルト54で構成されており、加圧ローラ51を冷却する冷却ファン61が開閉カバー41に取り付けられている。また、冷却ファン61から送風された空気は、冷却ダクト62によって加圧ローラ51へ導かれる。
加圧ローラ51は、中空の加圧回転軸51aの外周面に弾性層が設けられ、弾性層の外周面に離型層が形成された3層構造のローラである。加圧回転軸51aの内部には、加圧ローラ51を加熱する熱源51b(ハロゲンランプ)が設けられている。以下では説明のため、加圧回転軸51aと平行な方向を軸方向Aと呼び、加圧ローラ51の回転方向を回転方向Rと省略することがある。
定着ローラ52は、中空の定着回転軸52aの外周面に弾性層を設けたローラである。なお、定着ローラ52の弾性層は、充分に厚く形成されている。
加熱ローラ53は、中空の加熱回転軸53aの外周面に表層を設けたローラである。加熱回転軸53aの内部には、加熱ローラ53を加熱する熱源の加熱部53b(ハロゲンランプ)が設けられている。
定着ベルト54は、外周面に離型層が設けられ、熱伝導性に優れた材質で形成された無端状のベルトである。定着ベルト54は、定着ローラ52と加熱ローラ53との間に張架されている。
加圧ローラ51は、定着ベルト54を介して定着ローラ52に押圧されており、定着ローラ52の弾性層が充分に厚く形成されていることから、定着ローラ52の弾性層が大きく凹んで、加圧ローラ51と定着ローラ52とが圧接状態となり、加圧ローラ51と定着ローラ52との間に広いニップ部Nが形成される。また、加圧ローラ51は、主搬送路S1に対して開閉カバー41の側から用紙を加圧する配置とされている。
なお、本実施の形態では、定着装置17は、定着ベルト方式であり、回転部材は定着ベルト54に相当するが、これに限定されず、定着ベルトを備えない構成としてもよい。つまり、加圧ローラ51が直に定着ローラ52に圧接された構成としてもよい。この場合、上述した回転部材は、定着ローラ52に相当する。また、加熱ローラ53の内部に加熱部53bを備える構造としたが、これに限定されず、定着ベルト54を外部から加熱する構造としてもよい。
上述したように、加圧ローラ51と表面が加熱された回転部材(定着ベルト54)とで用紙を挟持することで、用紙を加熱および加圧して確実に画像を定着させる構造とすることができる。
また、上述したように、2次転写ユニット26から排出された用紙は、主搬送路S1に沿って搬送され、定着部17へ供給される。つまり、2次転写ユニット26は、定着部17に対して主搬送路S1(用紙搬送路S)での用紙の搬送方向の上流側(下方)に配置されている。
主搬送路S1の2次転写ユニット26から定着部17までの領域では、用紙の搬送を補助するローラが配置されていないことが望ましい。つまり、2次転写ユニット26で未定着トナー像が形成された用紙に対してローラが押圧されると、ローラにトナーが付着するなどして画像の汚れが生じる。そのため、2次転写ユニット26(特に、2次転写ローラ26a)からニップ部Nまでの距離を用紙より短く設定することが望ましい。ところで、画像形成装置1は、複数のサイズの異なる用紙に対して画像形成できる構成とされている。従って、画像形成装置1で画像形成される用紙のうち、一番サイズの小さい用紙を搬送できる構成としなければならない。本実施の形態では、2次転写ユニット26(特に、2次転写ローラ26a)からニップ部Nまでの距離は、ハガキより短く設定されている。
冷却ファン61は、加圧ローラ51の回転方向Rに沿って配置され、開閉カバー41の開閉方向Bで、2次転写ユニット26より主搬送路S1から離間した位置に配置されており、加圧ローラ51に対して用紙の搬送方向の上流側に位置している。具体的には、冷却ファン61は、加圧ローラ51に対して2次転写ユニット26と同じ側(加圧ローラ51の下方)に配置されている。つまり、冷却ファン61は、開閉カバー41の開放動作時に2次転写ユニット26の移動軌跡と重なる位置に配置されており、例えば、冷却ファン61と2次転写ユニット26とは、同じ高さに配置されている。また、冷却ファン61は、加圧ローラ51の軸方向Aの両端部において加圧ローラ51に対向する位置にそれぞれ配置されている。すなわち、本実施の形態では、軸方向Aで離間して2つ設けられている。さらに、冷却ファン61は、固定ダクト63の内部に収納されている。上述したように、加圧ローラ51をより効果的に冷却できる箇所に冷却ファン61を配置することが望ましい。
なお、本実施の形態では、2つの冷却ファン61の軸方向Aの間隔は、A4サイズの用紙より大きく、A3サイズの用紙より小さく設定されている。つまり、使用頻度の高い用紙より間隔を大きくすることで、用紙に接する機会の少ない領域を重点的に冷却することができる。また、画像形成装置1で画像形成される最大サイズの用紙より間隔を小さくすることで、最大サイズの用紙に対する温度ムラを改善することができる。
固定ダクト63は、平面視で矩形状であって、上面と下面とが開放された短筒形状に形成されており、内側面に設けられた突出部63aに、例えば、ビスなどで冷却ファン61が固定されている。固定ダクト63は、開放された下面に外部から空気を取り込むための吸気開口部63bが形成され、開放された上面に冷却ダクト62に面して開口する排気開口部63cが形成されている。固定ダクト63を開閉カバー41に固定することによって、冷却ファン61は、開閉カバー41に取り付けられている。吸気開口部63bも、固定ダクト63と同様に短筒形状に形成されているが、開閉カバー41の側に切りかけ部63dが設けられており、2次転写ユニット26に対して反対側から空気を取り入れやすい構造とされている。また、固定ダクト63の切りかけ部63dと反対側の側面は、2次転写ユニット26と冷却ファン61との間に配置されており、2次転写ユニット26から冷却ファン61への空気の流れを遮断する遮断壁63eとなっている。この構成によると、遮断壁63eを備えることによって、2次転写ユニット26から飛散したトナーを冷却ファン61が吸引することを防止できる。
冷却ダクト62は、2つの冷却ファン61に応じて2つ設けられている。冷却ダクト62は、冷却ファン61から送風された空気をニップ部Nに近い加圧ローラ51の表面へ向けて送風する構成とされ、冷却ファン61に面して開口する連結開口部62aと、加圧ローラ51に面して開口する冷却開口部62bとが形成されている。また、冷却開口部62bは、ニップ部Nの回転方向Rの上流近傍に面して開口している。つまり、ニップ部Nを形成する部分は、加圧ローラ51を回転させることで変化するが、冷却ダクト62は、ニップ部Nに到達する直前の部分に空気を導くため、冷却された部分がニップ部Nに到達するまでの温度上昇を低減することができる。なお、連結開口部62aは、2次転写ユニット26より上側に配置されている。つまり、冷却ダクト62は、開閉カバー41の開閉動作時に、2次転写ユニット26の移動を阻害しない位置に配置されている。
また、冷却ダクト62には、冷却ファン61から送風された空気が向かう方向を、加圧ローラ51に向かう方向へ案内する送風案内面62cが設けられている。具体的には、送風案内面62cは、冷却ファン61から加圧ローラ51へ向かう方向に沿って傾斜している。送風案内面62cを設けることで、冷却ファン61から送風される空気を確実に加圧ローラ51に向かわせることができ、送風案内面62cを傾斜させることで、冷却ダクト62を簡単な形状とすることができる。
固定ダクト63および冷却ダクト62の連結部分には、緩衝材などで形成されたモルト64が設けられており、固定ダクト63および冷却ダクト62は、モルト64を介して連結されている。本実施の形態では、モルト64は、排気開口部63cに取り付けられている。従って、固定ダクト63と冷却ダクト62との間にモルト64を設けることで、開閉カバー41を閉じた際に生じる衝撃を緩和することができる。
ここで、本実施の形態では、冷却ダクト62は、装置本体110に取り付けられ、固定ダクト63は、開閉カバー41に取り付けられている。すなわち、固定ダクト63は、開閉カバー41が閉じられたときに冷却ダクト62に連結される構造とされている。この構成によると、冷却ダクト62が移動しない構造とすることで、冷却ダクト62が加圧ローラ51に接触することを考慮する必要が無いため、冷却ダクト62の構造を自由に設計することができる。
なお、図2では、2次転写ユニット26と固定ダクト63(冷却ファン61)とは、離間して配置されているが、2次転写ユニット26と固定ダクト63との間隔は、適宜調節すればよい。つまり、2次転写ユニット26と固定ダクト63とを密着させて、冷却ファン61を加圧ローラ51の近くに配置することで、送風される空気の損失をできるだけ小さくすることができる。
画像形成装置1は、さらに、加圧ローラ51の表面の温度を検知する温度検知部55を備えている。温度検知部55は、接触式または非接触式のサーミスタで構成されている。温度検知部55の検知結果は、画像形成装置1が有するCPU(図示しない)に送信され、検知結果に基づいて、冷却ファン61の回転数が制御される。つまり、冷却ファン61の回転数を制御することによって、加圧ローラ51を適切な温度に保つことで、温度ムラをさらに改善することができる。
温度検知部55は、軸方向Aで冷却ファン61と一致する位置であり、冷却ファン61が冷却する領域と離間した位置に配置されている。すなわち、温度検知部55は、回転方向Rで冷却開口部62bより上流側に配置されている。この構成によると、冷却ダクト62から送風される空気を受けずに、冷却ファン61によって冷却される領域の温度を把握することができる。なお、本実施の形態では、温度検知部55は、1つとされており、一方の冷却ファン61に応じた位置に配置されているが、これに限定されず、温度検知部55を2つとして、2つの冷却ファン61に応じて配置してもよい。
また、画像形成装置1は、さらに、加圧ローラ51の軸方向Aの中央における表面の温度を検知する第1サーミスタ56と、定着ベルト54の表面の温度を検知する第2サーミスタ57とを備えている。第2サーミスタ57は、加熱ローラ53の軸方向の中央に対向して配置されている。第1サーミスタ56および第2サーミスタ57は、非接触式のサーミスタで構成することが望ましい。
上述したように、本発明の実施の形態に係る画像形成装置1は、用紙を搬送する用紙搬送路Sと、用紙搬送路Sに沿って配置された2次転写ユニット26および定着部17と、開放されたときに用紙搬送路Sを露出させる開閉カバー41と、用紙搬送路Sに対して開閉カバー41の側から用紙を加圧する定着部17に設けられた加圧ローラ51と、加圧ローラ51を冷却する冷却ファンとを備えている。2次転写ユニット26および冷却ファン61は、開閉カバー41に取り付けられている。2次転写ユニット26と冷却ファン61とは、開閉カバー41の開閉動作時の移動軌跡が重なる位置に配置されている。
この構成によると、内部の限られた空間を有効に利用することで、加圧ローラ51を効果的に冷却することができ、省スペース化に有効な構造とすることができる。また、冷却ファン61を開閉カバー41に取り付けておくことで、開閉カバー41を開閉する際に、2次転写ユニット26の移動を妨げない構造とすることができる。
また、上述したように、温度が低下しづらい加圧ローラ51の端部を冷却することで、加圧ローラ51の温度ムラを改善することができる。つまり、加圧ローラ51は、用紙を搬送する際、用紙に接することで表面の温度が低下するが、加圧ローラ51の端部においては、用紙に接する機会がサイズの大きい用紙などに限定されるため、定着を繰り返すことで加圧ローラ51に温度ムラが発生する。このような温度ムラを改善することで、大サイズ用紙での端部の定着不良や、過熱による定着部17の端部の劣化を解消することができる。
さらに、冷却ダクト62によって、ニップ部Nの上流側を重点的に冷却することで、定着部17での定着不良を防ぐことができる。つまり、用紙を搬送する際に加圧ローラ51は回転しているので、加圧ローラ51のどの部分を冷却してもニップ部Nを冷却することはできる。しかしながら、冷却された部分は、周囲から伝達された熱によって加熱され、ニップ部Nに到達するまでの間に冷却した効果が薄れてしまう。そのため、ニップ部Nにできるだけ近い部分を冷却することが望ましい。また、冷却ダクト62を設けることで、冷却ファン61の位置の制限が緩和され、充分なスペースが確保できる位置に冷却ファン61を配置することができる。
次に、温度検知部55の位置を変更した変形例について説明する。
図4は、図2の温度検知部の位置を変更した変形例の拡大断面図であって、図5は、図4の定着部を2次転写ユニット側から見た状態を示す平面図である。
温度検知部55は、軸方向Aで冷却ファン61が冷却する領域より加圧ローラ51の端部側に配置されている。つまり、変形例では、温度検知部55は、冷却ダクト62の冷却開口部62bより加圧ローラ51の軸方向Aの端部側に配置されている。この構成によると、冷却ファン61によって直接冷却されていない領域の温度を検知することによって、温度ムラの程度を把握することができる。
なお、冷却ファン61の回転数を制御する際に、第1サーミスタ56および第2サーミスタ57の検知結果を考慮してもよい。つまり、加圧ローラ51の中央および定着ベルト54と、加圧ローラ51の端部との温度差を検知することによって、定着部17での温度ムラを把握することができる。
次に、開閉カバー41を開閉する動作について説明する。
図6は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の開閉カバーを閉じた状態を示す説明図であって、図7は、図6に示す開閉カバーを開いた状態を示す説明図である。
開閉カバー41は、装置本体110に対して水平方向に直線移動するスライド式の構造とされている。つまり、図6および図7に示す構造において、開閉カバー41の開閉方向Bは水平方向と一致する。なお、開閉カバー41には、開閉カバー41を開閉する際にユーザが掴むための把手などを適宜設けてもよい。
2次転写ユニット26のフレーム27には、装置本体110に面する側に係止軸27aと位置決め部27bとが設けられている。装置本体110には、係止軸27aに向かって開口した係止凹部110bが形成された係止部110aと、位置決め部27bに対応する位置に設けられた位置決めボス110cとを備えている。位置決め部27bには、位置決めボス110cにむかって開口した位置決め凹部27cが設けられている。
図6に示すように、開閉カバー41を閉じた状態において、係止軸27aは、係止凹部110bに入り込んで係止され、位置決めボス110cは、位置決め凹部27cに入り込んで係止されている。その結果、2次転写ユニット26は、装置本体110に対して位置決めされて係止され、冷却ファン61(固定ダクト63)は、冷却ダクト62に連結されている。
図7に示すように、開閉カバー41を開けることで、係止軸27aは、係止凹部110bから外れ、位置決めボス110cは、位置決め凹部27cから外れる。そして、2次転写ユニット26および冷却ファン61(固定ダクト63)は、開閉カバー41と供に装置本体110から離間し、用紙搬送路Sが露出される。
次に、開閉カバー41の変形例について説明する。
図8は、開閉カバーの変形例を閉じた状態を示す説明図であって、図9は、図8に示す開閉カバーの変形例を開いた状態を示す説明図である。
変形例では、開閉カバー41と装置本体110とは、支持軸110dを介して連結されており、開閉カバー41は、支持軸110dを中心として回動する構造とされている。つまり、図8および図9に示す構造において、開閉カバー41の開閉方向Bは支持軸110dを中心とした回転方向と一致する。支持軸110dは、装置本体110の端部(図では下方)に設けられている。
図9に示すように、開閉カバー41を開けることで、2次転写ユニット26および冷却ファン61(固定ダクト63)は、開閉カバー41と供に装置本体110から離間し、用紙搬送路Sが露出される。
なお、今回開示した実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
1 画像形成装置
17 定着部
21 中間転写ベルト
22 中間転写ベルト駆動ローラ
26 2次転写ユニット
41 開閉カバー
51 加圧ローラ
52 定着ローラ
53 加熱ローラ
54 定着ベルト
55 温度検知部
61 冷却ファン
62 冷却ダクト
62a 連結開口部
62b 冷却開口部
62c 送風案内面
63 固定ダクト
63a 突出部
63b 吸気開口部
63c 排気開口部
63d 切りかけ部
63e 遮断壁
64 モルト
A 軸方向
B 開閉方向
R 回転方向
17 定着部
21 中間転写ベルト
22 中間転写ベルト駆動ローラ
26 2次転写ユニット
41 開閉カバー
51 加圧ローラ
52 定着ローラ
53 加熱ローラ
54 定着ベルト
55 温度検知部
61 冷却ファン
62 冷却ダクト
62a 連結開口部
62b 冷却開口部
62c 送風案内面
63 固定ダクト
63a 突出部
63b 吸気開口部
63c 排気開口部
63d 切りかけ部
63e 遮断壁
64 モルト
A 軸方向
B 開閉方向
R 回転方向
Claims (11)
- 用紙を搬送する用紙搬送路と、前記用紙搬送路に沿って配置された2次転写ユニットおよび定着部と、装置本体に対して開放されたときに前記用紙搬送路を露出させる開閉カバーと、前記用紙搬送路に対して前記開閉カバーの側から用紙を加圧する前記定着部に設けられた加圧ローラとを備える画像形成装置であって、
前記加圧ローラを冷却する冷却ファンを備え、
前記2次転写ユニットおよび前記冷却ファンは、前記開閉カバーに取り付けられ、
前記2次転写ユニットと前記冷却ファンとは、前記開閉カバーの開閉動作時の移動軌跡が重なる位置に配置されていること
を特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置であって、
前記冷却ファンから送風された空気を前記加圧ローラへ導く冷却ダクトを備え、
前記冷却ダクトは、前記加圧ローラが用紙を加圧するニップ部に近い前記加圧ローラの表面へ向けて送風すること
を特徴とする画像形成装置。 - 請求項2に記載の画像形成装置であって、
前記冷却ダクトは、前記冷却ファンから送風された空気が向かう方向を、前記加圧ローラに向かう方向へ案内する送風案内面が設けられていること
を特徴とする画像形成装置。 - 請求項3に記載の画像形成装置であって、
前記送風案内面は、前記冷却ファンから前記加圧ローラへ向かう方向に沿って傾斜していること
を特徴とする画像形成装置。 - 請求項2から請求項4までのいずれか1つに記載の画像形成装置であって、
前記冷却ダクトは、装置本体に取り付けられ、
前記冷却ファンは、固定ダクトに収納されて前記開閉カバーに取り付けられ、
前記固定ダクトは、前記開閉カバーが閉じられたときに前記冷却ダクトに連結されること
を特徴とする画像形成装置。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1つに記載の画像形成装置であって、
前記2次転写ユニットから前記冷却ファンへの空気の流れを遮断する遮断壁を備えていること
を特徴とする画像形成装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか1つに記載の画像形成装置であって、
前記冷却ファンは、前記加圧ローラの軸方向の端部において前記加圧ローラと対向する位置に配置されていること
を特徴とする画像形成装置。 - 請求項1から請求項7までのいずれか1つに記載の画像形成装置であって、
前記用紙搬送路は、下方から上方に向かって用紙を搬送する縦型の搬送路であり、
前記冷却ファンは、前記加圧ローラの下方に配置されていること
を特徴とする画像形成装置。 - 請求項1から請求項8までのいずれか1つに記載の画像形成装置であって、
前記加圧ローラの表面の温度を検知する温度検知部を備え、
前記温度検知部は、前記加圧ローラの軸方向で前記冷却ファンが冷却する領域より前記加圧ローラの端部側に配置されていること
を特徴とする画像形成装置。 - 請求項1から請求項8までのいずれか1つに記載の画像形成装置であって、
前記加圧ローラの表面の温度を検知する温度検知部を備え、
前記温度検知部は、前記加圧ローラの軸方向で前記冷却ファンと一致する位置であり、前記冷却ファンが冷却する領域と離間した位置に配置されていること
を特徴とする画像形成装置。 - 請求項9または請求項10に記載の画像形成装置であって、
前記温度検知部の検知結果に基づいて、前記冷却ファンの回転数を制御すること
を特徴とする画像形成装置。
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