特許 7471563 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-12

(45)【発行日】2024-04-22

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/00 20060101AFI20240415BHJP

   G03G 15/20 20060101ALI20240415BHJP

【ＦＩ】

G03G21/00 530

G03G15/20 505

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020083919

(22)【出願日】2020-05-12

(65)【公開番号】P2021179498

(43)【公開日】2021-11-18

【審査請求日】2023-02-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100182453

【弁理士】

【氏名又は名称】野村 英明

(72)【発明者】

【氏名】高橋 良春

【審査官】山下 清隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１１６８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７２４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０５７６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２３４６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０９５５６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ ２１／００

Ｇ０３Ｇ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

記録媒体を加熱する加熱装置と、
気流を発生させる気流発生装置と、
前記気流発生装置によって発生する気流を案内する流路形成部材と、
を備える画像形成装置であって、
前記加熱装置は、
加熱源と、
前記加熱源によって加熱される加熱部材と、
前記加熱部材に対向して前記加熱部材との間にニップ部を形成する対向部材と、
を備え、
前記流路形成部材は、一対の冷却用流路と、前記一対の冷却用流路のそれぞれの上部において前記一対の冷却用流路が合流する水蒸気回収流路とを有し、前記対向部材の下方から前記対向部材の上方へ向かって伸びる筒状のダクトであり、
前記冷却用流路は、前記対向部材に対向するように配置される冷却口を有し、
前記水蒸気回収流路は、前記対向部材の上方であって、前記対向部材の長手方向中央に対して前記冷却口よりも長手方向に近い位置に配置される水蒸気流入口を有し、
前記ダクトは、前記対向部材の下方から前記一対の冷却用流路内に空気を吸引し、吸引した空気を前記一対の冷却用流路の前記冷却口を介して前記対向部材に吹き付け、前記記録媒体が加熱された際に生じる水蒸気の少なくとも一部を前記水蒸気流入口から前記水蒸気回収流路内に流入させ、前記水蒸気を前記対向部材に吹き付けられた前記空気と合わせて外部へ排出する画像形成装置。

【請求項2】

記録媒体を加熱する加熱装置と、
気流を発生させる気流発生装置と、
前記気流発生装置によって発生する気流を案内する流路形成部材と、
を備える画像形成装置であって、
前記加熱装置は、
加熱源と、
前記加熱源によって加熱される加熱部材と、
前記加熱部材に対向して前記加熱部材との間にニップ部を形成する対向部材と、
を備え、
前記流路形成部材は、一対の冷却用流路と、前記一対の冷却用流路のそれぞれの上部において前記一対の冷却用流路が合流する水蒸気回収流路とを有し、前記対向部材の下方から前記対向部材の上方へ向かって伸びる筒状のダクトであり、
前記冷却用流路は、前記記録媒体が通過しない非通過領域で前記対向部材に対向するように配置される冷却口を有し、
前記水蒸気回収流路は、前記対向部材の上方であって、前記記録媒体が通過する記録媒体通過領域に対応する位置に配置される水蒸気流入口を有し、
前記ダクトは、前記対向部材の下方から前記一対の冷却用流路内に空気を吸引し、吸引した空気を前記一対の冷却用流路の前記冷却口を介して前記対向部材に吹き付け、前記記録媒体が加熱された際に生じる水蒸気の少なくとも一部を前記水蒸気流入口から前記水蒸気回収流路内に流入させ、前記水蒸気を前記対向部材に吹き付けられた前記空気と合わせて外部へ排出する画像形成装置。

【請求項3】

前記水蒸気流入口は、前記冷却口よりも前記流路形成部材の気流案内方向下流側に配置される請求項１又は２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記水蒸気流入口は、前記ニップ部よりも上方に配置される請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記水蒸気流入口は、前記対向部材の長手方向と交差する方向に長く形成されている請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記水蒸気流入口は、前記対向部材の長手方向に長く形成されている請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項7】

前記流路形成部材は、前記水蒸気流入口よりも前記対向部材の長手方向両端側にそれぞれ前記冷却口を有し、
前記各冷却口に対応して前記気流発生装置を１つずつ備える請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項8】

前記流路形成部材によって案内される気流を画像形成装置外又は記録媒体搬送路外に排出する排気口を備える請求項１から７のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項9】

前記排気口から画像形成装置外又は記録媒体搬送路外に気流を排出する排気装置を備える請求項８に記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複写機、プリンタなどの画像形成装置に搭載される加熱装置として、記録媒体上の画像を熱により定着させる定着装置や、記録媒体上のインクを乾燥させる乾燥装置が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１（特開２０１７－１８７８０６号公報）においては、記録媒体を挟んで加熱するフィルムやローラの非通紙領域における温度上昇や、水蒸気が結露した際の記録媒体のスリップの問題を改善するため、フィルムやローラに送風するファンを備える定着装置が提案されている。

【0004】

特許文献１に記載の定着装置においては、ファンから送風することにより、フィルムやローラの非通紙領域を冷却して過剰な温度上昇を抑制すると共に、水蒸気をフィルムやローラの近傍から別の場所へ排出して結露による記録媒体のスリップを抑制できるようにしている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の定着装置においては、ファンからフィルムやローラへ送風される範囲が、主にフィルムやローラの長手方向両端側の非通紙領域であるため、長手方向中央側の通紙領域においては、送風の効果が得られにくい。このため、特に長手方向中央側（通紙領域）において発生する水蒸気を加熱装置の周囲から効果的に排除することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明は、記録媒体を加熱する加熱装置と、気流を発生させる気流発生装置と、前記気流発生装置によって発生する気流を案内する流路形成部材と、を備える画像形成装置であって、前記加熱装置は、加熱源と、前記加熱源によって加熱される加熱部材と、前記加熱部材に対向して前記加熱部材との間にニップ部を形成する対向部材と、を備え、前記流路形成部材は、一対の冷却用流路と、前記一対の冷却用流路のそれぞれの上部において前記一対の冷却用流路が合流する水蒸気回収流路とを有し、前記対向部材の下方から前記対向部材の上方へ向かって伸びる筒状のダクトであり、前記冷却用流路は、前記対向部材に対向するように配置される冷却口を有し、前記水蒸気回収流路は、前記対向部材の上方であって、前記対向部材の長手方向中央に対して前記冷却口よりも長手方向に近い位置に配置される水蒸気流入口を有し、前記ダクトは、前記対向部材の下方から前記一対の冷却用流路内に空気を吸引し、吸引した空気を前記一対の冷却用流路の前記冷却口を介して前記対向部材に吹き付け、前記記録媒体が加熱された際に生じる水蒸気の少なくとも一部を前記水蒸気流入口から前記水蒸気回収流路内に流入させ、前記水蒸気を前記対向部材に吹き付けられた前記空気と合わせて外部へ排出することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、加熱装置の周囲から水蒸気を効果的に排除することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。

【図2】本実施形態に係る定着装置の概略構成図である。

【図3】本実施形態に係る送風ファン及びダクトの側面図である。

【図4】本実施形態に係る送風ファン及びダクトの背面図である。

【図5】本実施形態に係る送風ファン及びダクトの斜視図である。

【図6】本発明の他の実施形態に係る構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

【0010】

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。

【0011】

図１に示す画像形成装置１００は、画像形成部２００と、転写部３００と、定着部４００と、記録媒体供給部５００と、記録媒体排出部６００と、を備えている。

【0012】

画像形成部２００には、４つの作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋと、露光装置６と、が設けられている。各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。また、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの異なる色の現像剤を収容している以外、基本的に同様の構成である。具体的に、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、表面に画像を担持する像担持体である感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段である帯電ローラ３と、感光体２上にトナー画像を形成する現像手段である現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段であるクリーニング装置５と、を備えている。露光装置６は、画像情報に基づいて感光体２の帯電面を露光して静電潜像を形成する潜像形成手段である。なお、図１では、１つの作像ユニット１Ｂｋが備える感光体２、帯電ローラ３、現像装置４、クリーニング装置５のみに符号を付しており、その他の作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃにおいては符号を省略している。

【0013】

転写部３００には、記録媒体である用紙に画像を転写する転写装置８が設けられている。なお、画像が形成（転写）される記録媒体は、紙（普通紙、厚紙、薄紙、コート紙、ラベル紙、封筒などを含む）のほか、ＯＨＰシートなどの樹脂製のシートであってもよい。転写装置８は、中間転写ベルト１１と、４つの一次転写ローラ１２と、二次転写ローラ１３と、を有している。中間転写ベルト１１は、表面に画像を担持してその画像を用紙に転写する転写部材であり、無端状のベルト部材で構成されている。各一次転写ローラ１２は、中間転写ベルト１１を介してそれぞれ別の感光体２に接触している。これにより、中間転写ベルト１１と各感光体２との間に、中間転写ベルト１１と各感光体２とが接触する一次転写ニップが形成されている。一方、二次転写ローラ１３は、中間転写ベルト１１を介して中間転写ベルト１１を張架する複数のローラの１つに接触し、中間転写ベルト１１との間に二次転写ニップを形成している。

【0014】

定着部４００には、用紙を加熱する加熱装置であって、熱により用紙上の画像を定着させる定着装置９が設けられている。

【0015】

記録媒体供給部５００には、用紙Ｐを収容する給紙カセット１４と、給紙カセット１４から用紙Ｐを送り出す給紙ローラ１５と、が設けられている。

【0016】

記録媒体排出部６００には、用紙を画像形成装置外に排出する一対の排紙ローラ１７と、排紙ローラ１７によって排出された用紙を載置する排紙トレイ１８と、が設けられている。

【0017】

次に、図１を参照しつつ本実施形態に係る画像形成装置１００の印刷動作について説明する。

【0018】

印刷動作開始の指示があると、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体２、及び中間転写ベルト１１が回転を開始する。また、給紙ローラ１５が回転することにより、給紙カセット１４から用紙Ｐが送り出される。送り出された用紙Ｐは、一対のタイミングローラ１６に接触して一旦停止される。

【0019】

各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋでは、まず、帯電ローラ３によって感光体２の表面が均一な高電位に帯電される。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント画像情報に基づいて、露光装置６が各感光体２の表面（帯電面）に露光する。これにより、露光された部分の電位が低下して各感光体２の表面に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像装置４からトナーが供給され、各感光体２上にトナー画像が形成される。各感光体２上に形成されたトナー画像は、各感光体２の回転に伴って一次転写ニップ（一次転写ローラ１２の位置）に達すると、回転する中間転写ベルト１１上に順次重なり合うように転写される。かくして、中間転写ベルト１１上にフルカラーのトナー画像が形成される。また、感光体２から中間転写ベルト１１へトナー画像が転写された後、各感光体２上に残留するトナーやその他の異物はクリーニング装置５によって除去され、感光体２は次の静電潜像の形成に備えられる。

【0020】

中間転写ベルト１１上に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト１１の回転に伴って二次転写ニップ（二次転写ローラ１３の位置）へ搬送され、タイミングローラ１６によって搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。そして、トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置９へと搬送され、定着装置９によって用紙Ｐにトナー画像が定着される。その後、用紙Ｐは排紙ローラ１７によって排紙トレイ１８へ排出され、一連の印刷動作が完了する。

【0021】

以上の印刷動作の説明は、フルカラー画像を形成するときの動作についてであるが、４つの作像ユニットのうち、いずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像ユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

【0022】

続いて、本実施形態に係る定着装置９の構成について説明する。

【0023】

図２に示すように、本実施形態に係る定着装置９は、定着ベルト２０と、加圧ローラ２１と、ヒータ２２と、ニップ形成部材２３と、ステー２４と、反射部材２５と、高熱伝導部材２６と、分離部材２７と、を備えている。

【0024】

定着ベルト２０は、ヒータ２２によって加熱される加熱部材であると共に、用紙Ｐ上の未定着画像を定着させる定着部材である。具体的に、定着ベルト２０は、ニッケルもしくはＳＵＳなどの金属材料又はポリイミド（ＰＩ）などの樹脂材料で形成された基材と、基材の外周面に設けられたテトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などから成る離型層と、を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む。）によって構成されている。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又はフッ素ゴムなどのゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。

【0025】

加圧ローラ２１は、定着ベルト２０の外周面に対向するように配置された対向部材であると共に、定着ベルト２０に加圧される加圧部材である。具体的に、加圧ローラ２１は、芯金と、芯金の表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴムなどから成る弾性層と、弾性層の表面に設けられたＰＦＡ又はＰＴＦＥなどから成る離型層によって構成されている。加圧ローラ２１は、バネなどの付勢部材によって定着ベルト２０に対して加圧（圧接）され、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間に、ニップ部Ｎが形成されている。また、加圧ローラ２１は、画像形成装置本体に設けられた駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ２１が回転駆動すると、その駆動力がニップ部Ｎにおいて定着ベルト２０に伝達されることにより、定着ベルト２０が従動回転する。図２に示すように、未定着画像を担持する用紙Ｐが、回転する定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間（ニップ部Ｎ）に進入すると、定着ベルト２０と加圧ローラ２１とによって用紙Ｐが加熱されると共に加圧され、未定着画像が用紙Ｐに定着される。

【0026】

本実施形態では、加圧ローラ２１を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ２１の内部にヒータを配置してもよい。また、加圧ローラ２１が弾性層を有しない場合は、熱容量が小さくなるため、定着性が向上する。しかしながら一方で、未定着トナーを定着させるときに、ベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に光沢ムラが生じる可能性がある。これを防止するには、加圧ローラ２１が厚さ１００μｍ以上の弾性層を有することが望ましい。厚さ１００μｍ以上の弾性層があることにより、弾性層の弾性変形により微小な凹凸を吸収することができ、光沢ムラの発生を回避することができるようになる。加圧ローラ２１の弾性層はソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ２１の内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いることも可能である。ソリッドゴムに比べてスポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト２０の熱が奪われにくくなる点で望ましい。

【0027】

ヒータ２２は、定着ベルト２０を加熱する加熱源である。本実施形態では、ヒータ２２として、ハロゲンヒータが用いられている。また、ハロゲンヒータ以外に、カーボンヒータ、セラミックヒータなどの他の輻射熱式のヒータを用いてもよい。また、電磁誘導加熱方式の加熱源を用いることも可能である。本実施形態では、２つのヒータ２２が定着ベルト２０内に配置されているが、ヒータ２２の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

【0028】

ニップ形成部材２３は、定着ベルト２０の内側に配置され、加圧ローラ２１からの加圧力を受けて定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間にニップ部Ｎを形成する部材である。ニップ形成部材２３の材料としては、耐熱温度２００℃以上の耐熱性部材を用いることが望ましい。具体的に、ニップ形成部材２３の材料としては、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの一般的な耐熱性樹脂が挙げられる。このような耐熱性部材でニップ形成部材２３を構成することにより、定着温度域で、熱によるニップ形成部材２３の変形を防止することができるため、安定したニップ部Ｎの状態が確保でき、出力画質の安定化を図れる。

【0029】

ステー２４は、ニップ形成部材２３の加圧ローラ２１側とは反対側に接触して、ニップ形成部材２３を支持する支持部材である。ステー２４によってニップ形成部材２３が支持されることにより、加圧ローラ２１の圧力によるニップ形成部材２３の撓み、特に定着ベルト２０の長手方向に渡るニップ形成部材２３の渡る撓みが抑制され、均一な幅のニップ部Ｎが形成される。ステー２４の材料としては、剛性を確保するため、ＳＵＳやＳＥＣＣなどの鉄系金属材料が好ましい。

【0030】

反射部材２５は、ヒータ２２から放射される熱及び光（例えば、赤外線光）を反射する部材である。反射部材２５によってヒータ２２の熱や光が定着ベルト２０に向かって反射されることにより、定着ベルト２０が効率良く加熱される。また、反射部材２５は、ステー２４とヒータ２２との間に配置されており、ヒータ２２によるステー２４の加熱も抑制できる。このため、熱エネルギーの無駄な消費を低減でき、省エネルギー化も図れる。

【0031】

また、反射部材２５の機能を、ステー２４に持たせてもよい。例えば、ヒータ２２に対向するステー２４の対向面を鏡面処理することにより、ステー２４が反射部材２５の機能を兼ねるように構成することができる。この場合、反射部材２５を別途設けなくてもよいので、小型化及び低コスト化に有利となる。

【0032】

高熱伝導部材２６は、ニップ形成部材２３と定着ベルト２０との間に介在し、定着ベルト２０の熱量をその長手方向に移動させ、定着ベルト２０の表面温度を均一化させる均熱部材として機能する部材である。高熱伝導部材２６は、ニップ形成部材２３よりも熱伝導率が高い部材によって構成される。高熱伝導部材２６の材料としては、例えば、銅、アルミニウム、あるいは銀などを用いることができる。

【0033】

分離部材２７は、ニップ部Ｎから排出された用紙Ｐを定着ベルト２０から分離する部材である。分離部材２７は、ニップ部Ｎの出口側（用紙搬送方向下流側）で定着ベルト２０の外周面に対向するように配置されている。用紙Ｐがニップ部Ｎから排出されると、用紙Ｐの先端が分離部材２７に接触することにより、用紙Ｐが定着ベルト２０の表面から分離され、用紙Ｐが定着ベルト２０に巻き付くのを防止することができる。

【0034】

ところで、ニップ部の通紙領域においては、定着ベルトや加圧ローラの熱が用紙によって奪われる傾向にあり、一方、用紙が通過しない非通紙領域においては、反対に定着ベルトや加圧ローラの熱が奪われにくい傾向にある。このため、特に複数枚の用紙を連続して定着処理した場合は、非通紙領域における定着ベルトや加圧ローラの熱が蓄積し、温度が上昇するといった、いわゆる端部温度上昇の問題が発生する。

【0035】

また、定着装置においては、定着処理の際に、用紙が加熱されると、用紙に含まれる水分が水蒸気となってニップ部から周囲に放出される。その後、この水蒸気が定着装置やその周辺で結露し、結露によりできた水滴が加圧ローラの表面に付着すると、用紙と加圧ローラの間でスリップが発生し、これが原因で画像不良や搬送不良が生じる問題がある。また、結露によりできた水滴が、用紙搬送路に設けられたガイド部材などに付着すると、用紙に水滴跡がついて画像不良となったり、両面印刷の場合に用紙の裏面に水滴が付着して画像が形成できなくなったりする虞がある。

【0036】

そこで、本実施形態においては、非通紙領域における定着ベルトや加圧ローラの温度上昇、及び水蒸気の結露によるスリップを抑制すべく、定着装置９の周辺に図３～図５に示すような送風ファン３０やダクト３１を設けている。以下、送風ファン３０及びダクト３１の構成について説明する。

【0037】

図３～図５は、それぞれ、本実施形態に係る送風ファン３０及びダクト３１の側面図、背面図、及び斜視図である。

【0038】

図３～図５に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１００においては、定着装置９の周辺に気流を発生させる気流発生装置としての送風ファン３０と、送風ファン３０によって発生する気流を案内する流路形成部材としてのダクト３１と、が設けられている。ダクト３１は、概ね加圧ローラ２１の下方から、加圧ローラ２１のニップ部Ｎ側とは反対側を通過し、加圧ローラ２１の上方へ向かって伸びるように設けられている。ダクト３１の下部には、送風ファン３０が配置され、送風ファン３０からの気流は、ダクト３１を通って上方へ案内されるように構成されている。

【0039】

図４及び図５に示すように、ダクト３１は、加圧ローラ２１の長手方向Ｘに互いに離れた位置に配置される一対の冷却用流路３２と、各冷却用流路３２が合流する水蒸気回収流路３３と、を有している。なお、本明細書における「加圧ローラ２１の長手方向Ｘ」とは、加圧ローラ２１の軸方向のことであり、通紙方向（記録媒体通過方向）とは直交する用紙幅方向（記録媒体幅方向）と同方向を意味する。

【0040】

一対の冷却用流路３２は、加圧ローラ２１のニップ部Ｎ側とは反対側の表面に対向する冷却口３４を有している。このため、各冷却口３４が設けられた箇所では、加圧ローラ２１の表面に対して冷却用流路３２内を通過する気流が吹き付けられる。

【0041】

水蒸気回収流路３３は、加圧ローラ２１の上方で下方を向く面に設けられた複数の水蒸気流入口３５を有している。このため、定着処理の際に用紙から発生する水蒸気は、水蒸気流入口３５からダクト３１の水蒸気回収流路３３内に流入する。

【0042】

ここで、図４に示す符号Ｗ１は、最小幅サイズの用紙が通過する最小通紙領域である。一方、図４に示す符号Ｗ２は、最大幅サイズの用紙が通過する最大通紙領域である。例えば、最小幅サイズの用紙がＡ６用紙であり、最大幅サイズの用紙がＡ４サイズである場合は、最小通紙領域Ｗ１が１０５ｍｍ、最大通紙領域Ｗ２が２１０ｍｍとなる。本実施形態では、水蒸気流入口３５が最小通紙領域Ｗ１内に配置され、各冷却口３４が最小通紙領域Ｗ１の外側でかつ最大通紙領域Ｗ２内に配置されている。

【0043】

本実施形態に係る画像形成装置において、最小幅サイズの用紙が複数枚連続して通紙されると、最小通紙領域Ｗ１よりも外側の非通紙領域では、用紙によって定着ベルト２０や加圧ローラ２１の熱が奪われにくいため、定着ベルト２０や加圧ローラ２１の温度が上昇する。しかしながら、本実施形態に係る画像形成装置においては、一対の冷却口３４が、最小幅サイズの用紙が通過しない非通紙領域（具体的には、図４に示す最小通紙領域Ｗ１の外側でかつ最大通紙領域Ｗ２内の領域Ｗ３）に配置されているため、各冷却口３４から吹き付けられる気流によって加圧ローラ２１の非通紙領域が冷却される。そして、これにより、定着ベルト２０の非通紙領域も冷却される。すなわち、ダクト３１内を流れる気流は、各冷却口３４を介して主に加圧ローラ２１のニップ部Ｎとは反対側の表面部分に吹き付けられるが、これにより冷却された加圧ローラ２１の表面部分は加圧ローラ２１の回転に伴ってニップ部Ｎで定着ベルト２０に接触し、定着ベルト２０の熱を吸収することにより、定着ベルト２０が間接的に冷却される。これにより、非通紙領域における定着ベルト２０及び加圧ローラ２１の過剰な温度上昇を抑制することが可能である。

【0044】

また、本実施形態に係る画像形成装置においては、定着処理の際に用紙から水蒸気が発生しても、発生した水蒸気の少なくとも一部が加圧ローラ２１の上方に配置される水蒸気流入口３５を通してダクト３１（水蒸気回収流路３３）内に流入することにより回収される。特に、水蒸気流入口３５は、水蒸気の発生しやすい通紙領域Ｗ１に対応して配置されているので、通紙領域Ｗ１において発生する水蒸気を効率よく回収することができる。そして、回収された水蒸気は、気流の流れに沿ってダクト３１内を通過し、ダクト３１の最下流に設けられた排気口３６（図４参照）から画像形成装置外に排出される。これにより、定着装置９の周辺に滞留する水蒸気を減らすことができ、水蒸気が結露することによる用紙のスリップや、画像不良を抑制できるようになる。また、排気口３６からは、加圧ローラ２１に吹き付けられることにより温められた空気も排出されるため、熱気が定着装置９の周辺に滞留するのを抑制できる。このため、定着装置９の周辺温度を低下させることができ、冷却効率を向上させることも可能である。なお、ダクト３１の排気口３６は、画像形成装置の外部に面する部分ではなく、画像形成装置内に配置されていてもよい。そのような場合でも、排気口３６が用紙搬送路外（記録媒体搬送路外）に配置されることにより、定着装置９の周辺や用紙搬送路の周辺から熱気や水蒸気を除去することができ、結露による用紙のスリップや画像不良を抑制することが可能である。

【0045】

以上のように、本実施形態に係る画像形成装置においては、ダクト３１が、非通紙領域Ｗ３に配置された冷却口３４と、通紙領域Ｗ１に配置された水蒸気流入口３５と、を有していることにより、非通紙領域Ｗ３における定着ベルト２０及び加圧ローラ２１の過剰な温度上昇と、用紙から発生する水蒸気の結露との両方を、効果的に抑制することが可能である。これにより、定着ベルト２０及び加圧ローラ２１の過剰な温度上昇に伴う部品の損傷や、結露が生じることによる用紙のスリップ及び画像不良が生じにくくなり、信頼性が向上する。また、本実施形態のようなダクト構造を採用することにより、定着処理の速度を低下させるなどの定着ベルト２０や加圧ローラ２１の温度上昇を抑制する対策をとらなくてもよくなるため、小サイズ用紙の生産性を向上させることもできるようになる。

【0046】

図４に示すように、本実施形態に係る画像形成装置においては、各冷却用流路３２のそれぞれに送風ファン３０を１つずつ配置しているが、各冷却用流路３２の上流側を１つの共通流路とし、その共通流路に１つの送風ファンを配置してもよい。また、ファン以外の気流発生装置を用いてもよい。さらに、送風ファン３０に加え、排気口３６又はその近傍に排気口３６から気流を排出する排気装置としての排気ファン３７（図４における二点鎖線参照）を設けてもよい。その場合、気流の速度を速めて、冷却効果や水蒸気回収量を増大させることが可能となる。

【0047】

本実施形態では、冷却口３４及び水蒸気流入口３５が、最小幅用紙の通紙領域Ｗ１と非通紙領域Ｗ３とに分けて配置されているが、冷却口３４及び水蒸気流入口３５が配置される通紙領域及び非通紙領域は、最小幅サイズ以外の用紙の通紙領域及び非通紙領域であってもよい。すなわち、水蒸気流入口３５は、最小幅サイズ、最大幅サイズ、あるいはこれらの間の中間幅サイズなどの種々の幅サイズの中から特定された特定の幅サイズの記録媒体が通過する記録媒体通過領域に配置され、冷却口３４は、その特定の幅サイズの記録媒体が通過しない非通過領域に配置されていればよい。

【0048】

また、本実施形態では、各種幅サイズの用紙がそれぞれの幅方向中央を基準に合わせて搬送される、いわゆる中央基準搬送方式を採用しているため、通紙領域よりも幅方向両側（外側）が非通紙領域となる。このため、本実施形態では、水蒸気流入口３５が、加圧ローラ２１の長手方向中央Ｃ（図４参照）に対して冷却口３４よりも長手方向に近い位置（中央寄り）に配置されている。ただし、本発明は、中央基準搬送方式の画像形成装置に限らず、各種幅サイズの用紙がその幅方向一端を基準に合わせて搬送される、いわゆる端部基準搬送方式の画像形成装置にも適用可能である。

【0049】

また、水蒸気流入口３５は、通紙領域内に加え、非通紙領域に配置されていてもよい。その場合、より広い領域に渡って水蒸気を回収することができ、結露をより一層抑制することができるようになる。一方、冷却口３４は、通紙領域内に配置されない方が好ましい。冷却口３４が通紙領域内に配置されていると、加圧ローラ２１の通紙領域に気流が直接吹き付けられることにより、定着ベルト２０の通紙領域の温度が低下し、定着不良の原因となる虞があるからである。この点、本実施形態に係る画像形成装置においては、冷却口３４が非通紙領域のみに配置されているため、通紙領域の温度低下を防止でき、良好な定着性が得られる。

【0050】

また、本実施形態に係る画像形成装置においては、冷却口３４が、定着ベルト２０ではなく、加圧ローラ２１に対向するように配置されているため、定着ベルト２０の表面に気流が直接的に吹き付けられるのを回避することができる。これにより、定着ベルト２０の通紙領域の温度が送風の直接的な影響を受けて低下したりばらつきが生じたりするのを抑制でき、通紙領域の温度が安定し、良好な定着性が得られるようになる。なお、冷却口３４の位置は、加圧ローラ２１にニップ部Ｎとは反対側の位置に限らず、加圧ローラ２１に対向するその他の位置であってもよい。

【0051】

一方、水蒸気流入口３５は、図３に示すようなニップ部Ｎの上方に配置されることが好ましい。用紙から生じる水蒸気は、通常上方へ移動するので、水蒸気流入口３５がニップ部Ｎや加圧ローラ２１の上方に配置されていることにより、水蒸気が水蒸気流入口３５へ流入しやすくなる。このため、水蒸気流入口３５がニップ部Ｎや加圧ローラ２１の上方に配置されている場合は、水蒸気を効率よく回収することができ、結露が生じることによる用紙のスリップ及び画像不良をより一層効果的に抑制できるようになる。なお、ここでいう「ニップ部Ｎや加圧ローラ２１の上方」は、ニップ部Ｎや加圧ローラ２１の真上（鉛直方向上方）のみに限らず、ニップ部Ｎや加圧ローラ２１よりも高い位置を広く含み、定着処理に伴って用紙から生じた水蒸気の少なくとも一部を回収できる位置であればニップ部Ｎや加圧ローラ２１の真上以外の位置であってもよい。

【0052】

また、本実施形態に係る画像形成装置においては、水蒸気流入口３５が、冷却口３４よりもダクト３１の気流案内方向下流側に配置されているため、冷却口３４の位置で加圧ローラ２１に吹き付けられて温められた空気が下流側の水蒸気流入口３５へ送られる。このため、本実施形態に係る画像形成装置においては、水蒸気流入口３５から回収された水蒸気がダクト３１内で結露しにくくなり、水蒸気を排気口３６から効果的に排出することが可能となる。

【0053】

また、本実施形態に係る画像形成装置においては、水蒸気流入口３５が、加圧ローラ２１の長手方向Ｘと交差する方向（直交又は斜め方向）へ長く伸びるスリット状の孔で構成されているため、結露した水滴が水蒸気流入口３５の縁に付着しても、その水滴が水蒸気流入口３５を伝ってその長手方向へ移動することにより、水滴を加圧ローラ２１の上方や用紙搬送路から遠ざけることができる。これにより、水滴が加圧ローラ２１や用紙搬送路のガイド部材などに付着するのを回避でき、用紙のスリップや画像不良の発生をより確実に抑制できるようになる。

【0054】

また、本実施形態とは異なり、図６に示す例のように、水蒸気流入口３５を、加圧ローラ２１の長手方向Ｘへ長く伸びるように形成してもよい。この場合、水蒸気を加圧ローラ２１の長手方向Ｘに渡ってムラなく回収することができるようになる。

【0055】

また、水蒸気流入口３５の形状や大きさ及び数は、適宜変更可能である。例えば、水蒸気流入口３５を、円形の孔とし、水蒸気回収流路３３の壁に多数設けてもよい。

【0056】

また、本実施形態では、一対の冷却用流路３２と水蒸気回収流路３３とが一体に構成されているが、これらを別体で構成してもよい。各冷却用流路３２と水蒸気回収流路３３とを別体で構成することにより、これらを定着装置９の周囲に設置する際の組付け性が向上する。

【0057】

また、加圧ローラ２１の変形防止やジャム処理作業性向上のために、加圧ローラ２１が定着ベルト２０に対して接近離間可能に構成されている場合は、加圧ローラ２１の接近離間動作に応じて、各冷却用流路３２が連動するようにすることが好ましい。これにより、加圧ローラ２１を定着ベルト２０から離間させ、加圧ローラ２１の変形（塑性変形）を防止できると共に、ジャム処理作業も行いやすくなる。

【0058】

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。上述の実施形態では、定着ベルトと加圧ローラとを備える定着装置を例に説明したが、本発明は、定着ベルトの代わりに定着ローラを備える定着装置にも適用可能である。また、加圧ローラの代わりに加圧ベルトを用いた定着装置であってもよい。

【0059】

また、本発明に係る定着装置は、図１及び図２に示すような用紙を下方から上方へ搬送する定着装置に限らず、用紙を水平方向に搬送する定着装置であってもよい。

【0060】

さらに、本発明は、画像形成装置に搭載される加熱装置の一例である定着装置に適用される場合に限らない。例えば、インクジェット式の画像形成装置において、用紙を加熱して用紙上のインク（液体）を乾燥させる乾燥装置などの加熱装置にも本発明を適用可能である。

【符号の説明】

【0061】

９ 定着装置（加熱装置）
２０ 定着ベルト（加熱部材）
２１ 加圧ローラ（対向部材）
２２ ヒータ（加熱源）
３０ 送風ファン（気流発生装置）
３１ ダクト（流路形成部材）
３２ 冷却用流路
３３ 水蒸気回収流路
３４ 冷却口
３５ 水蒸気流入口
３６ 排気口
３７ 排気ファン
１００ 画像形成装置
Ｃ 加圧ローラの長手方向中央
Ｎ ニップ部
Ｐ 用紙（記録媒体）
Ｘ 加圧ローラの長手方向

【先行技術文献】

【特許文献】

【0062】

【文献】特開２０１７－１８７８０６号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】