画像形成装置
【課題】 定着部から排出された用紙が高温であること、また用紙からの放熱による装置内部の温度上昇を回避するとともに、定着部の熱量不足解消、消費電力低減を図る。
【解決手段】 定着部３０に対して、下流側用紙搬送路である両面印刷部進入搬送路１５上において、両面印刷部５０の中間トレイ５２の上方には、用紙Ｐの冷却手段である冷却ファン６０を備える。定着部３０の上流側用紙搬送路である定着部進入搬送路１２に設けた用紙進入ガイド３５の下方には、予備加熱ダクト６３を備える。冷却ファン６０と予備加熱ダクト６３との間は、排熱ダクト６２で連結される。予備加熱ダクト６３の背面側には、本体２の背面パネル１７に排気口６４を設ける。これにより、冷却ファン６０で中間トレイ５２から吸引された排熱により、予備加熱ダクト６３と用紙進入ガイド３５が暖められ、定着部進入搬送路１２を通過して定着部３０に進入する用紙Ｐが加熱される。
【解決手段】 定着部３０に対して、下流側用紙搬送路である両面印刷部進入搬送路１５上において、両面印刷部５０の中間トレイ５２の上方には、用紙Ｐの冷却手段である冷却ファン６０を備える。定着部３０の上流側用紙搬送路である定着部進入搬送路１２に設けた用紙進入ガイド３５の下方には、予備加熱ダクト６３を備える。冷却ファン６０と予備加熱ダクト６３との間は、排熱ダクト６２で連結される。予備加熱ダクト６３の背面側には、本体２の背面パネル１７に排気口６４を設ける。これにより、冷却ファン６０で中間トレイ５２から吸引された排熱により、予備加熱ダクト６３と用紙進入ガイド３５が暖められ、定着部進入搬送路１２を通過して定着部３０に進入する用紙Ｐが加熱される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタに代表される画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置においては、転写部で用紙に転写された未定着トナー像を定着させる方法として、熱定着方式が広く用いられている。この熱定着方式とは、ローラやベルトで構成される２個の回転部材を互いに圧接させてニップを形成して、これらの回転部材のうち一方、或いは両方の近傍に加熱手段を配置して回転部材を加熱し、そのニップに未定着トナー像を担持した用紙を挿通することにより加熱、加圧して用紙にトナーを定着するものである。
【０００３】
ここで、近年の画像形成装置は、高画質化とともに高速化が強く要求されている。しかし、用紙にトナーを定着させるためには一定の熱量が必要であり、高速化が進むと、トナー定着後の用紙の冷却が十分に行われないという現象が生じる。その結果、定着部から排出された用紙自体が高温であることにより、また用紙からの放熱により画像形成装置内部の温度が上昇して、装置の運転に支障をきたすことが懸念されている。
【０００４】
例えば、現像器周辺の温度が上昇すると、現像器内のトナーが溶融して流動性が悪くなり、現像ローラ表面のトナーによる薄層形成に乱れが生じる可能性が高くなる。これにより、像担持体表面のトナー像に悪影響が及び、用紙に形成される画像に不良が発生する恐れがある。また、両面印刷を行った後の用紙の排出部において、重なり合う用紙のトナー同士が溶着してしまうという問題が起こり得る。そして、一度利用した用紙の裏面を、再利用して印刷する場合にも同様の問題が起こる可能性がある。
【０００５】
一方、画像形成装置の高速化に伴い、定着部における熱量の不足も懸念されている。これらの問題を解決すべく、用紙自体や画像形成装置内部の温度上昇を回避するため、また定着部の熱量不足を解消するために提案された画像形成装置の例を、特許文献１に見ることができる。
【特許文献１】特開２００４−１７７４７１号公報（第３−５頁、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の画像形成装置では、定着部の用紙搬送方向下流側の用紙搬送路に、シート（用紙）を冷却する冷却手段を設け、この冷却手段にて得られる排熱を定着部へ移動させて、定着部の熱量を一定に保つようにしている。しかしながら、この画像形成装置は、定着後の用紙から得られる排熱を利用して、定着部の、熱源を持たない加圧ローラを保温するものであって、排熱により用紙が直接加熱されるわけではない。すなわち、この画像形成装置は、用紙自体や画像形成装置内部の温度上昇を回避することに関しては好適な結果が得られると考えられるが、定着部の熱量不足を解消することに関しては十分な効果が得られるかどうか期待できない。定着後の用紙から得られる排熱を利用して、定着前の用紙を直接加熱することが望ましい。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、定着部から排出された用紙自体が高温であること、また用紙からの放熱に起因する画像形成装置内部の温度上昇を回避するとともに、定着部の熱量不足の解消、及び消費電力の低減を図り、高速な定着動作を遂行することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明は、用紙上に形成された未定着トナー像を、加熱、加圧して用紙に定着させる定着部と、この定着部の用紙搬送方向上流側、及び下流側に設けられた用紙搬送路とを備えた画像形成装置において、前記定着部の前記下流側用紙搬送路を通過する用紙を冷却する冷却手段と、この冷却手段から延びて前記上流側用紙搬送路近傍に続く排熱ダクトと、この排熱ダクトから続き上流側用紙搬送路を通過する用紙を加熱する予備加熱ダクトとを備えることとした。
【０００９】
また、上記構成の画像形成装置において、前記予備加熱ダクトは、用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向に延びて、前記上流側用紙搬送路を横断するように上流側用紙搬送路近傍に設けられていることとした。
【００１０】
また、上記構成の画像形成装置において、前記冷却手段は、冷却ファンであることとした。
【００１１】
また、上記構成の画像形成装置において、前記冷却手段は、用紙に接触して用紙の熱を奪い取る冷却ローラであることとした。
【００１２】
また、上記構成の画像形成装置において、前記下流側用紙搬送路は、両面印刷用用紙搬送路であることとした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の構成によれば、定着部と、この定着部の用紙搬送方向上流側、及び下流側に設けられた用紙搬送路とを備えた画像形成装置において、定着部の下流側用紙搬送路を通過する用紙を冷却する冷却手段と、この冷却手段から延びて上流側用紙搬送路近傍に続く排熱ダクトと、この排熱ダクトから続き上流側用紙搬送路を通過する用紙を加熱する予備加熱ダクトとを備えることとしたので、定着部から排出された用紙から排熱を得て、この熱を定着部の上流側へと移動させ、定着前の用紙を直接加熱することができる。これにより、定着部から排出された用紙自体が高温であること、また用紙からの放熱に起因する画像形成装置内部の温度上昇を回避でき、意図しないトナーの溶融や溶着を防止することが可能となる。さらに、定着部の熱量不足の解消、及び消費電力の低減を図ることができ、高速な定着動作を遂行することが可能な画像形成装置を得ることができる。
【００１４】
また、予備加熱ダクトは、用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向に延びて、上流側用紙搬送路を横断するように上流側用紙搬送路近傍に設けられていることとしたので、定着後の用紙から得られる排熱で、定着部に入る前の用紙を、容易に加熱することができる。したがって、より簡便な構成で、定着部の熱量不足の解消、及び消費電力の低減を図ることが可能となる。
【００１５】
また、冷却手段は、冷却ファンであることとしたので、冷却ファンによって空気を吸引する、或いは吹き付けることで、用紙、またその周辺領域を強制的に冷却することができる。これにより、用紙、またその周辺領域を急激に冷却することが可能となり、高い冷却効果を得ることが可能である。したがって、定着部から排出された用紙自体が高温であること、また用紙からの放熱に起因する画像形成装置内部の温度上昇を回避する作用を向上させることができる。
【００１６】
また、冷却手段は、用紙に接触して用紙の熱を奪い取る冷却ローラであることとしたので、冷却ファンといった電装部材を設けることなく、強制的に用紙を冷却できる。したがって、定着部から排出された用紙自体が高温であること、また用紙からの放熱に起因する画像形成装置内部の温度上昇を回避する作用を、安価で簡便な構成によって向上させることができるのとともに、それを低騒音で遂行することが可能となる。
【００１７】
また、下流側用紙搬送路は、両面印刷用用紙搬送路であることとしたので、用紙の一方の面のトナー像を定着させた後、他方の面に対する画像形成動作に移行する前、すなわち両面印刷のための用紙搬送の過程で、用紙を冷却することができる。したがって、定着部から排出された高温の用紙により、直接画像形成部、特に現像器周辺が温度上昇することを防止でき、用紙に形成される画像に不良が発生するのを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図１〜図５に基づき説明する。
【００１９】
最初に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す模型的垂直断面正面図である。なお、図中の実線矢印は用紙の搬送経路、及び搬送方向を示す。
【００２０】
図１に示すように、画像形成装置１の本体２の下部には、カセット式給紙部２０が配置されている。カセット式給紙部２０には、通常の汎用用紙カセット２１、及び大容量用紙カセット２２が備えられている。大容量用紙カセット２２は、同容量のものが水平方向に同じ高さで２個並べられ、上流側大容量用紙カセット２２Ａ、及び下流側大容量用紙カセット２２Ｂとされている。これらの用紙カセットには、印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐが積載して収容され、ここから１枚ずつ分離して用紙Ｐが送り出される。
【００２１】
本体２の右側面上部の外部には、手差し給紙部３が備えられている。手差し給紙部３には、カセット式給紙部２０に入っていないサイズの用紙Ｐや、ＯＨＰシートのように１枚ずつ送り込みたいものが載置される。
【００２２】
画像形成装置１は、その内部に垂直搬送部４を備えている。垂直搬送部４は、カセット式給紙部２０に関して言えば、その給紙方向である右方に位置し、手差し給紙部３に関して言えば、その左方に位置する。カセット式給紙部２０から送り出された用紙Ｐは垂直搬送部４により本体２の側面に沿って垂直上方に、手差し給紙部３から送り出された用紙Ｐは水平左方に搬送される。２個の大容量用紙カセット２２のうち、左側の上流側大容量用紙カセット２２Ａから送り出された用紙Ｐは、右側の下流側大容量用紙カセット２２Ｂのすぐ上方を水平に右方に送られた後、本体２の側面に沿って垂直上方に搬送される。
【００２３】
垂直搬送部４の用紙搬送方向下流端であって、転写部１０のすぐ上流側には、レジストローラ５が備えられている。レジストローラ５は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、後述する画像形成部９で形成されるトナー像と同期をとって、転写部１０に向けて用紙Ｐを送り出す。
【００２４】
一方、画像形成装置１の本体２の上面には原稿送り部６が、その下方には光学部７が備えられている。原稿送り部６の前方には、使用者が外部から表示を確認したり、ボタンを押して操作をしたりできる位置に操作パネル８が備えられている。使用者が原稿の複写を行う場合には、原稿送り部６に文字や図形、模様等の画像が描かれた原稿を積載し、操作パネル８に印刷条件等を入力して印刷を開始する。原稿送り部６では１枚ずつ分離して原稿が送り出され、光学部７によってその画像データが読み取られる。
【００２５】
レジストローラ５の用紙搬送方向下流側であって、光学部７の下方には、画像形成部９、及び転写部１０が備えられている。画像形成部９では、光学部７によって読み取られた画像データに基づいて、原稿画像の静電潜像が作られる。この静電潜像からトナー像が形成され、トナー像は、前記レジストローラ５によって同期をとって送られてきた印刷前の用紙Ｐに、転写部１０にて転写される。
【００２６】
転写部１０の下流側には、定着部３０が備えられている。転写部１０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部３０へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。
【００２７】
定着部３０の下流側であって、本体２の左側面の近傍には、分岐部４０が備えられている。定着部３０から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合には、分岐部４０から機外の用紙排出部である用紙受けトレイ１１に排出される。
【００２８】
画像形成部９から分岐部４０にかけての部分の下方であって、カセット式給紙部２０の上方には、両面印刷部５０が備えられている。両面印刷を行う場合には、定着部３０から排出された用紙Ｐが、分岐部４０を通って両面印刷部５０へと送られる。両面印刷部５０へ送られた用紙Ｐは、続いて搬送方向が切り替えられ、再度垂直搬送部４、レジストローラ５を介して転写部１０へと送られる。
【００２９】
続いて、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の、定着部、分岐部、及び両面印刷部周辺の詳細な構成について、図１に加えて、図２、及び図３を用いて説明する。図２は定着部、分岐部、及び両面印刷部周辺を示す模型的垂直断面部分拡大正面図、図３は定着部、及び両面印刷部周辺を示す模型的垂直断面部分拡大右側面図である。これらの図中の白抜き矢印は、空気が流れる方向を示す。
【００３０】
定着部３０は、図２に示すように、定着ローラ３１、ハロゲンランプ３２、加圧ローラ３３、ハウジング３４、及び用紙進入ガイド３５を備えている。
【００３１】
定着ローラ３１は、鉄またはアルミニウム等の金属からなる芯金の外側に、シリコンゴムまたはスポンジからなる弾性部材層が設けられている。弾性部材層の外側であって、定着ローラ３１の表面には、離型層を設けてトナーの離型性を高めている。離型層は、ＰＦＡ（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）等のフッ素系樹脂が用いられ、吹き付けによるコーティングやチューブを被せることによって設けられる。定着ローラ３１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙Ｐの搬送速度と同じになるように回転せしめられている。
【００３２】
定着ローラ３１の内部には、加熱手段であるハロゲンランプ３２が備えられている。ハロゲンランプ３２は、定着ローラ３１の軸線方向、すなわち用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向に延び、内側から定着ローラ３１を加熱する。このハロゲンランプ３２は、定着ニップに通紙可能な最大サイズの用紙Ｐの幅よりも長い用紙幅方向長さを有する。
【００３３】
加圧ローラ３３は、ステンレス鋼等の金属からなる芯金の外側に、シリコンゴムまたはスポンジからなる弾性部材層が設けられている。この加圧ローラ３３が、定着ローラ３１に圧接することにより、用紙を挿通させる定着ニップを形成する。加圧ローラ３３は、駆動装置を持たず、定着ローラ３１に圧接することにより、定着ローラ３１の回転に従って回転せしめられる。なお、用紙Ｐは、定着ニップ、すなわち定着ローラ３１、及び加圧ローラ３３の用紙幅方向中央部に通紙される。
【００３４】
上記定着ローラ３１、及び加圧ローラ３３は、ハウジング３４の内側に収められている。そして、定着ローラ３１と加圧ローラ３３とが圧接して形成される定着ニップに向かって用紙Ｐが進入してくる箇所には、用紙進入ガイド３５が設けられている。定着部３０の上流側に、転写部１０から続く上流側用紙搬送路である定着部進入搬送路１２を通過する用紙Ｐは、用紙進入ガイド３５上を滑るようにして、図２において右方から左方へと移動して定着ニップに到達する。
【００３５】
分岐部４０は、図２に示すように、可動ガイド４１、搬送ローラ対４２、及び４３を備えている。
【００３６】
可動ガイド４１は、定着部３０の下流側から続く定着部排出搬送路１３が、用紙受けトレイ１１に続く外部排出搬送路１４と、両面印刷部５０に続く両面印刷用用紙搬送路である両面印刷部進入搬送路１５とに分岐する箇所に設けられている。可動ガイド４１は、これらの用紙搬送路とほぼ同じ用紙幅方向長さを有する。可動ガイド４１は、用紙Ｐを振り分け易くするために、定着部３０の方を向いた先端部分の、用紙搬送方向と直角をなす正面形状がくさび形をなしている。そして、可動ガイド４１は、用紙幅方向に延びる支軸４１ａを備え、この支軸４１ａにより本体２に回転自在に支持されている。可動ガイド４１は、支軸４１ａを中心として垂直面内で回転することにより、外部排出搬送路１４を通して用紙Ｐを搬送するための姿勢と、両面印刷部進入搬送路１５を通して用紙Ｐを搬送するための姿勢（図２参照）との姿勢変更が可能である。
【００３７】
搬送ローラ対４２は定着部排出搬送路１３に、搬送ローラ４３は両面印刷部進入搬送路１５に設けられている。搬送ローラ対４２、及び４３は、互いに圧接して用紙を挿通させる搬送ニップを形成するペアローラで構成され、図示しない駆動装置によって回転せしめられる。分岐部４０を通過する用紙Ｐは、前記のようにして可動ガイド４１によってその搬送方向をガイドされつつ、搬送ローラ対４２、及び４３によって搬送される。
【００３８】
両面印刷部５０は、図２に示すように、反転ローラ対５１、中間トレイ５２、搬送ローラ対５３、及び５４を備えている。
【００３９】
反転ローラ対５１は、分岐部４０から続く両面印刷部進入搬送路１５が、両面印刷部排出搬送路１６に分岐する箇所のすぐ下流側に設けられている。反転ローラ対５１は、反転ローラ５１ａと従動ローラ５１ｂとのペアローラで構成されている。反転ローラ５１ａは、図示しないモータにより回転せしめられ、図２において時計方向と半時計方向とに回転方向を切り替えることにより用紙Ｐの搬送方向を切り替える。従動ローラ５１ｂは、上方から反転ローラ５１ａに圧接し、反転ローラ５１ａの回転に従って回転する。反転ローラ５１ａと従動ローラ５１ｂとが圧接することにより、用紙Ｐが挿通されるニップが形成される。
【００４０】
中間トレイ５２は、両面印刷部進入搬送路１５上において、反転ローラ対５１のさらに下流側に設けられている。中間トレイ５２は、一方の面が印刷された用紙Ｐを一旦収容する一時収容部である（図１参照）。反転ローラ対５１は、用紙Ｐを中間トレイ５２に一旦収容した後、スイッチバックさせてその搬送方向を切り替えるものである。
【００４１】
搬送ローラ対５３は両面印刷部進入搬送路１５に、搬送ローラ５４は両面印刷部排出搬送路１６に設けられている。搬送ローラ対５３、及び５４は、互いに圧接して用紙を挿通させる搬送ニップを形成するペアローラで構成され、図示しない駆動装置によって回転せしめられる。両面印刷部５０にて搬送方向が切り替えられた用紙Ｐは、両面印刷部排出搬送路１６を通り、垂直搬送部４を経て、転写部１０に到達する（図１参照）。
【００４２】
図２、及び図３に示すように、定着部３０に対して、下流側の用紙搬送路である両面印刷部進入搬送路１５上において、両面印刷部５０の中間トレイ５２の上方には、用紙Ｐの冷却手段である冷却ファン６０が備えられている。冷却ファン６０は、中間トレイ５２の上方の上側ガイド５５に設けられた吸気口６１を通して、中間トレイ５２上の空気を上方に吸引する。すなわち、定着部３０から排出された用紙自体、また用紙Ｐからの放熱により熱がこもる中間トレイ５２を、冷却ファン６０を駆動し、中間トレイ５２の上方に排熱を吸い出して逃がすことにより、冷却することが可能である。
【００４３】
冷却ファン６０の、熱風の移動方向下流側には、冷却ファン６０に連結して、排熱ダクト６２が備えられている。この排熱ダクト６２は、冷却ファン６０から延びて、画像形成装置１の本体２の前面側を、定着部３０の上流側用紙搬送路である定着部進入搬送路１２の近傍まで続いている。
【００４４】
定着部進入搬送路１２のすぐ下方に設けられた用紙進入ガイド３５のさらに下方には、用紙進入ガイド３５に隣接して、予備加熱ダクト６３が備えられている。予備加熱ダクト６３は、用紙幅方向に延びて、定着部進入搬送路１２を横断するように設けられている。冷却ファン６０から延びる排熱ダクト６２は、本体２の前面側で、予備加熱ダクト６３に連結している。したがって、冷却ファン６０で中間トレイ５２から吸引された排熱により、予備加熱ダクト６３、及び用紙進入ガイド３５が暖められる。そして、この用紙進入ガイド３５の熱により、定着部進入搬送路１２を通過して定着部３０に進入する用紙Ｐが加熱される。
【００４５】
図３に示すように、予備加熱ダクト６３の背面側には、画像形成装置１の本体２の背面パネル１７に排気口６４が設けられている。予備加熱ダクト６３、及び用紙進入ガイド３５を暖めた熱風は、排気口６４から画像形成装置１の外部へと排出される。
【００４６】
このようにして、定着部３０と、この定着部３０の用紙搬送方向上流側、及び下流側に設けられた用紙搬送路とを備えた画像形成装置１において、定着部３０の下流側用紙搬送路である両面印刷部進入搬送路１５を通過する用紙Ｐを冷却する冷却手段である冷却ファン６０と、この冷却ファン６０から延びて上流側用紙搬送路である定着部進入搬送路１２近傍に続く排熱ダクト６２と、この排熱ダクト６２から続き定着部進入搬送路１２を通過する用紙Ｐを加熱する予備加熱ダクト６３とを備えるので、定着部３０から排出された用紙Ｐから排熱を得て、この熱を定着部３０の上流側へと移動させ、定着前の用紙Ｐを直接加熱することができる。これにより、定着部３０から排出された用紙自体が高温であること、また用紙Ｐからの放熱に起因する画像形成装置１内部の温度上昇を回避でき、意図しないトナーの溶融や溶着を防止することが可能となる。さらに、定着部３０の熱量不足の解消、及び消費電力の低減を図ることができ、高速な定着動作を遂行することが可能な画像形成装置１を得ることができる。
【００４７】
また、予備加熱ダクト６３は、用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向に延びて、上流側用紙搬送路である定着部進入搬送路１２を横断するように定着部進入搬送路１２近傍に設けられているので、定着後の用紙Ｐから得られる排熱で、定着部３０に入る前の用紙Ｐを、容易に加熱することができる。したがって、より簡便な構成で、定着部３０の熱量不足の解消、及び消費電力の低減を図ることが可能となる。
【００４８】
また、冷却手段は、冷却ファン６０であるので、冷却ファン６０によって空気を吸引することで、用紙Ｐ、またその周辺領域である中間トレイ５２を強制的に冷却することができる。これにより、用紙Ｐ、また中間トレイ５２を急激に冷却することが可能となり、高い冷却効果を得ることが可能である。したがって、定着部３０から排出された用紙自体が高温であること、また用紙Ｐからの放熱に起因する画像形成装置１内部の温度上昇を回避する作用を向上させることができる。
【００４９】
そして、定着部３０の下流側用紙搬送路は、両面印刷部進入搬送路１５という両面印刷用用紙搬送路であるので、用紙Ｐの一方の面のトナー像を定着させた後、他方の面に対する画像形成動作に移行する前、すなわち両面印刷のための用紙搬送の過程で、用紙Ｐを冷却することができる。したがって、定着部３０から排出された高温の用紙Ｐにより、直接画像形成部９、特に現像器周辺が温度上昇することを防止でき、用紙Ｐに形成される画像に不良が発生するのを防止することが可能となる。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の、定着部、分岐部、及び両面印刷部周辺の詳細な構成について、図４、及び図５を用いて説明する。図４は定着部、分岐部、及び両面印刷部周辺を示す模型的垂直断面部分拡大正面図、図５は定着部、及び分岐部周辺を示す模型的水平断面部分拡大上面図である。これらの図中の白抜き矢印は、空気が流れる方向を示す。なお、この実施形態の基本的な構成は、前記図１〜図３を用いて説明した第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、説明は省略するものとする。
【００５１】
第２の実施形態においては、図４に示すように、定着部３０のすぐ下流側の定着部排出搬送路１３に設けられた搬送ローラ対４２の上方のローラが、冷却ローラ６５となっている。冷却ローラ６５は、熱伝導率が高い材料、例えばアルミニウム合金で構成されている。冷却ローラ６５は、搬送ローラ対４２の搬送ニップを通過する用紙Ｐに接触して、用紙Ｐの熱を奪い取る冷却手段である。用紙Ｐより熱を奪うことにより、冷却ローラ６５の内側の空間に熱が伝達することとなる。
【００５２】
冷却ローラ６５の前方には、図５に示すように、冷却ローラ６５の内径とほぼ同じ内径の吸気口６６ａを有する排熱ダクト６６が備えられている。この排熱ダクト６６は、冷却ローラ６５の前方から延びて、画像形成装置１の本体２の前面側を、定着部進入搬送路１２の近傍まで続いている。そして、排熱ダクト６６は、予備加熱ダクト６３に連結している。
【００５３】
予備加熱ダクト６３の背面側には、画像形成装置１の本体２の背面パネル１７に排気ファン６７が設けられている。これにより、冷却ローラ６５が奪った用紙Ｐの熱は、熱風となり、冷却ローラ６５の内側、排熱ダクト６６、及び予備加熱ダクト６３を経て、排気ファン６７により画像形成装置１の外部へと排出される。したがって、冷却ローラ６５で定着部３０から排出された用紙Ｐより奪った排熱により、予備加熱ダクト６３、及び用紙進入ガイド３５が暖められ、定着部進入搬送路１２を通過して定着部３０に進入する用紙Ｐが加熱される。
【００５４】
このようにして、冷却手段は、用紙Ｐに接触して用紙Ｐの熱を奪い取る冷却ローラ６５であるので、冷却ファンといった電装部材を設けることなく、強制的に用紙Ｐを冷却できる。したがって、定着部３０から排出された用紙自体が高温であること、また用紙Ｐからの放熱に起因する画像形成装置１内部の温度上昇を回避する作用を、安価で簡便な構成によって向上させることができるのとともに、それを低騒音で遂行することが可能となる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００５６】
例えば、定着部３０から排出された用紙Ｐを冷却する箇所は、定着部３０のすぐ下流側の定着部排出搬送路１３や、両面印刷部進入搬送路１５に限定されるわけではなく、定着部３０の下流側にあれば他の用紙搬送路であっても構わない。また、冷却ファン６０は、吸引することにより用紙Ｐ、及び中間トレイ５２を冷却するものであるが、空気を吹き付けることにより冷却するものであっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、画像形成装置全般において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の定着部、分岐部、及び両面印刷部周辺を示す模型的垂直断面部分拡大正面図である。
【図３】図２に示す定着部、及び両面印刷部周辺の模型的垂直断面部分拡大右側面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の定着部、分岐部、及び両面印刷部周辺を示す模型的垂直断面部分拡大正面図である。
【図５】図４に示す定着部、及び分岐部周辺の模型的水平断面部分拡大上面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 画像形成装置
２ 本体
１２ 定着部進入搬送路（定着部上流側用紙搬送路）
１３ 定着部排出搬送路（定着部下流側用紙搬送路）
１５ 両面印刷部進入搬送路（定着部下流側用紙搬送路）
３０ 定着部
３５ 用紙進入ガイド
４０ 分岐部
４２ 搬送ローラ対
５０ 両面印刷部
５２ 中間トレイ
５５ 上側ガイド
６０ 冷却ファン（冷却手段）
６２、６６ 排熱ダクト
６３ 予備加熱ダクト
６５ 冷却ローラ（冷却手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタに代表される画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置においては、転写部で用紙に転写された未定着トナー像を定着させる方法として、熱定着方式が広く用いられている。この熱定着方式とは、ローラやベルトで構成される２個の回転部材を互いに圧接させてニップを形成して、これらの回転部材のうち一方、或いは両方の近傍に加熱手段を配置して回転部材を加熱し、そのニップに未定着トナー像を担持した用紙を挿通することにより加熱、加圧して用紙にトナーを定着するものである。
【０００３】
ここで、近年の画像形成装置は、高画質化とともに高速化が強く要求されている。しかし、用紙にトナーを定着させるためには一定の熱量が必要であり、高速化が進むと、トナー定着後の用紙の冷却が十分に行われないという現象が生じる。その結果、定着部から排出された用紙自体が高温であることにより、また用紙からの放熱により画像形成装置内部の温度が上昇して、装置の運転に支障をきたすことが懸念されている。
【０００４】
例えば、現像器周辺の温度が上昇すると、現像器内のトナーが溶融して流動性が悪くなり、現像ローラ表面のトナーによる薄層形成に乱れが生じる可能性が高くなる。これにより、像担持体表面のトナー像に悪影響が及び、用紙に形成される画像に不良が発生する恐れがある。また、両面印刷を行った後の用紙の排出部において、重なり合う用紙のトナー同士が溶着してしまうという問題が起こり得る。そして、一度利用した用紙の裏面を、再利用して印刷する場合にも同様の問題が起こる可能性がある。
【０００５】
一方、画像形成装置の高速化に伴い、定着部における熱量の不足も懸念されている。これらの問題を解決すべく、用紙自体や画像形成装置内部の温度上昇を回避するため、また定着部の熱量不足を解消するために提案された画像形成装置の例を、特許文献１に見ることができる。
【特許文献１】特開２００４−１７７４７１号公報（第３−５頁、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の画像形成装置では、定着部の用紙搬送方向下流側の用紙搬送路に、シート（用紙）を冷却する冷却手段を設け、この冷却手段にて得られる排熱を定着部へ移動させて、定着部の熱量を一定に保つようにしている。しかしながら、この画像形成装置は、定着後の用紙から得られる排熱を利用して、定着部の、熱源を持たない加圧ローラを保温するものであって、排熱により用紙が直接加熱されるわけではない。すなわち、この画像形成装置は、用紙自体や画像形成装置内部の温度上昇を回避することに関しては好適な結果が得られると考えられるが、定着部の熱量不足を解消することに関しては十分な効果が得られるかどうか期待できない。定着後の用紙から得られる排熱を利用して、定着前の用紙を直接加熱することが望ましい。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、定着部から排出された用紙自体が高温であること、また用紙からの放熱に起因する画像形成装置内部の温度上昇を回避するとともに、定着部の熱量不足の解消、及び消費電力の低減を図り、高速な定着動作を遂行することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明は、用紙上に形成された未定着トナー像を、加熱、加圧して用紙に定着させる定着部と、この定着部の用紙搬送方向上流側、及び下流側に設けられた用紙搬送路とを備えた画像形成装置において、前記定着部の前記下流側用紙搬送路を通過する用紙を冷却する冷却手段と、この冷却手段から延びて前記上流側用紙搬送路近傍に続く排熱ダクトと、この排熱ダクトから続き上流側用紙搬送路を通過する用紙を加熱する予備加熱ダクトとを備えることとした。
【０００９】
また、上記構成の画像形成装置において、前記予備加熱ダクトは、用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向に延びて、前記上流側用紙搬送路を横断するように上流側用紙搬送路近傍に設けられていることとした。
【００１０】
また、上記構成の画像形成装置において、前記冷却手段は、冷却ファンであることとした。
【００１１】
また、上記構成の画像形成装置において、前記冷却手段は、用紙に接触して用紙の熱を奪い取る冷却ローラであることとした。
【００１２】
また、上記構成の画像形成装置において、前記下流側用紙搬送路は、両面印刷用用紙搬送路であることとした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の構成によれば、定着部と、この定着部の用紙搬送方向上流側、及び下流側に設けられた用紙搬送路とを備えた画像形成装置において、定着部の下流側用紙搬送路を通過する用紙を冷却する冷却手段と、この冷却手段から延びて上流側用紙搬送路近傍に続く排熱ダクトと、この排熱ダクトから続き上流側用紙搬送路を通過する用紙を加熱する予備加熱ダクトとを備えることとしたので、定着部から排出された用紙から排熱を得て、この熱を定着部の上流側へと移動させ、定着前の用紙を直接加熱することができる。これにより、定着部から排出された用紙自体が高温であること、また用紙からの放熱に起因する画像形成装置内部の温度上昇を回避でき、意図しないトナーの溶融や溶着を防止することが可能となる。さらに、定着部の熱量不足の解消、及び消費電力の低減を図ることができ、高速な定着動作を遂行することが可能な画像形成装置を得ることができる。
【００１４】
また、予備加熱ダクトは、用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向に延びて、上流側用紙搬送路を横断するように上流側用紙搬送路近傍に設けられていることとしたので、定着後の用紙から得られる排熱で、定着部に入る前の用紙を、容易に加熱することができる。したがって、より簡便な構成で、定着部の熱量不足の解消、及び消費電力の低減を図ることが可能となる。
【００１５】
また、冷却手段は、冷却ファンであることとしたので、冷却ファンによって空気を吸引する、或いは吹き付けることで、用紙、またその周辺領域を強制的に冷却することができる。これにより、用紙、またその周辺領域を急激に冷却することが可能となり、高い冷却効果を得ることが可能である。したがって、定着部から排出された用紙自体が高温であること、また用紙からの放熱に起因する画像形成装置内部の温度上昇を回避する作用を向上させることができる。
【００１６】
また、冷却手段は、用紙に接触して用紙の熱を奪い取る冷却ローラであることとしたので、冷却ファンといった電装部材を設けることなく、強制的に用紙を冷却できる。したがって、定着部から排出された用紙自体が高温であること、また用紙からの放熱に起因する画像形成装置内部の温度上昇を回避する作用を、安価で簡便な構成によって向上させることができるのとともに、それを低騒音で遂行することが可能となる。
【００１７】
また、下流側用紙搬送路は、両面印刷用用紙搬送路であることとしたので、用紙の一方の面のトナー像を定着させた後、他方の面に対する画像形成動作に移行する前、すなわち両面印刷のための用紙搬送の過程で、用紙を冷却することができる。したがって、定着部から排出された高温の用紙により、直接画像形成部、特に現像器周辺が温度上昇することを防止でき、用紙に形成される画像に不良が発生するのを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図１〜図５に基づき説明する。
【００１９】
最初に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す模型的垂直断面正面図である。なお、図中の実線矢印は用紙の搬送経路、及び搬送方向を示す。
【００２０】
図１に示すように、画像形成装置１の本体２の下部には、カセット式給紙部２０が配置されている。カセット式給紙部２０には、通常の汎用用紙カセット２１、及び大容量用紙カセット２２が備えられている。大容量用紙カセット２２は、同容量のものが水平方向に同じ高さで２個並べられ、上流側大容量用紙カセット２２Ａ、及び下流側大容量用紙カセット２２Ｂとされている。これらの用紙カセットには、印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐが積載して収容され、ここから１枚ずつ分離して用紙Ｐが送り出される。
【００２１】
本体２の右側面上部の外部には、手差し給紙部３が備えられている。手差し給紙部３には、カセット式給紙部２０に入っていないサイズの用紙Ｐや、ＯＨＰシートのように１枚ずつ送り込みたいものが載置される。
【００２２】
画像形成装置１は、その内部に垂直搬送部４を備えている。垂直搬送部４は、カセット式給紙部２０に関して言えば、その給紙方向である右方に位置し、手差し給紙部３に関して言えば、その左方に位置する。カセット式給紙部２０から送り出された用紙Ｐは垂直搬送部４により本体２の側面に沿って垂直上方に、手差し給紙部３から送り出された用紙Ｐは水平左方に搬送される。２個の大容量用紙カセット２２のうち、左側の上流側大容量用紙カセット２２Ａから送り出された用紙Ｐは、右側の下流側大容量用紙カセット２２Ｂのすぐ上方を水平に右方に送られた後、本体２の側面に沿って垂直上方に搬送される。
【００２３】
垂直搬送部４の用紙搬送方向下流端であって、転写部１０のすぐ上流側には、レジストローラ５が備えられている。レジストローラ５は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、後述する画像形成部９で形成されるトナー像と同期をとって、転写部１０に向けて用紙Ｐを送り出す。
【００２４】
一方、画像形成装置１の本体２の上面には原稿送り部６が、その下方には光学部７が備えられている。原稿送り部６の前方には、使用者が外部から表示を確認したり、ボタンを押して操作をしたりできる位置に操作パネル８が備えられている。使用者が原稿の複写を行う場合には、原稿送り部６に文字や図形、模様等の画像が描かれた原稿を積載し、操作パネル８に印刷条件等を入力して印刷を開始する。原稿送り部６では１枚ずつ分離して原稿が送り出され、光学部７によってその画像データが読み取られる。
【００２５】
レジストローラ５の用紙搬送方向下流側であって、光学部７の下方には、画像形成部９、及び転写部１０が備えられている。画像形成部９では、光学部７によって読み取られた画像データに基づいて、原稿画像の静電潜像が作られる。この静電潜像からトナー像が形成され、トナー像は、前記レジストローラ５によって同期をとって送られてきた印刷前の用紙Ｐに、転写部１０にて転写される。
【００２６】
転写部１０の下流側には、定着部３０が備えられている。転写部１０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部３０へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。
【００２７】
定着部３０の下流側であって、本体２の左側面の近傍には、分岐部４０が備えられている。定着部３０から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合には、分岐部４０から機外の用紙排出部である用紙受けトレイ１１に排出される。
【００２８】
画像形成部９から分岐部４０にかけての部分の下方であって、カセット式給紙部２０の上方には、両面印刷部５０が備えられている。両面印刷を行う場合には、定着部３０から排出された用紙Ｐが、分岐部４０を通って両面印刷部５０へと送られる。両面印刷部５０へ送られた用紙Ｐは、続いて搬送方向が切り替えられ、再度垂直搬送部４、レジストローラ５を介して転写部１０へと送られる。
【００２９】
続いて、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の、定着部、分岐部、及び両面印刷部周辺の詳細な構成について、図１に加えて、図２、及び図３を用いて説明する。図２は定着部、分岐部、及び両面印刷部周辺を示す模型的垂直断面部分拡大正面図、図３は定着部、及び両面印刷部周辺を示す模型的垂直断面部分拡大右側面図である。これらの図中の白抜き矢印は、空気が流れる方向を示す。
【００３０】
定着部３０は、図２に示すように、定着ローラ３１、ハロゲンランプ３２、加圧ローラ３３、ハウジング３４、及び用紙進入ガイド３５を備えている。
【００３１】
定着ローラ３１は、鉄またはアルミニウム等の金属からなる芯金の外側に、シリコンゴムまたはスポンジからなる弾性部材層が設けられている。弾性部材層の外側であって、定着ローラ３１の表面には、離型層を設けてトナーの離型性を高めている。離型層は、ＰＦＡ（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）等のフッ素系樹脂が用いられ、吹き付けによるコーティングやチューブを被せることによって設けられる。定着ローラ３１は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙Ｐの搬送速度と同じになるように回転せしめられている。
【００３２】
定着ローラ３１の内部には、加熱手段であるハロゲンランプ３２が備えられている。ハロゲンランプ３２は、定着ローラ３１の軸線方向、すなわち用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向に延び、内側から定着ローラ３１を加熱する。このハロゲンランプ３２は、定着ニップに通紙可能な最大サイズの用紙Ｐの幅よりも長い用紙幅方向長さを有する。
【００３３】
加圧ローラ３３は、ステンレス鋼等の金属からなる芯金の外側に、シリコンゴムまたはスポンジからなる弾性部材層が設けられている。この加圧ローラ３３が、定着ローラ３１に圧接することにより、用紙を挿通させる定着ニップを形成する。加圧ローラ３３は、駆動装置を持たず、定着ローラ３１に圧接することにより、定着ローラ３１の回転に従って回転せしめられる。なお、用紙Ｐは、定着ニップ、すなわち定着ローラ３１、及び加圧ローラ３３の用紙幅方向中央部に通紙される。
【００３４】
上記定着ローラ３１、及び加圧ローラ３３は、ハウジング３４の内側に収められている。そして、定着ローラ３１と加圧ローラ３３とが圧接して形成される定着ニップに向かって用紙Ｐが進入してくる箇所には、用紙進入ガイド３５が設けられている。定着部３０の上流側に、転写部１０から続く上流側用紙搬送路である定着部進入搬送路１２を通過する用紙Ｐは、用紙進入ガイド３５上を滑るようにして、図２において右方から左方へと移動して定着ニップに到達する。
【００３５】
分岐部４０は、図２に示すように、可動ガイド４１、搬送ローラ対４２、及び４３を備えている。
【００３６】
可動ガイド４１は、定着部３０の下流側から続く定着部排出搬送路１３が、用紙受けトレイ１１に続く外部排出搬送路１４と、両面印刷部５０に続く両面印刷用用紙搬送路である両面印刷部進入搬送路１５とに分岐する箇所に設けられている。可動ガイド４１は、これらの用紙搬送路とほぼ同じ用紙幅方向長さを有する。可動ガイド４１は、用紙Ｐを振り分け易くするために、定着部３０の方を向いた先端部分の、用紙搬送方向と直角をなす正面形状がくさび形をなしている。そして、可動ガイド４１は、用紙幅方向に延びる支軸４１ａを備え、この支軸４１ａにより本体２に回転自在に支持されている。可動ガイド４１は、支軸４１ａを中心として垂直面内で回転することにより、外部排出搬送路１４を通して用紙Ｐを搬送するための姿勢と、両面印刷部進入搬送路１５を通して用紙Ｐを搬送するための姿勢（図２参照）との姿勢変更が可能である。
【００３７】
搬送ローラ対４２は定着部排出搬送路１３に、搬送ローラ４３は両面印刷部進入搬送路１５に設けられている。搬送ローラ対４２、及び４３は、互いに圧接して用紙を挿通させる搬送ニップを形成するペアローラで構成され、図示しない駆動装置によって回転せしめられる。分岐部４０を通過する用紙Ｐは、前記のようにして可動ガイド４１によってその搬送方向をガイドされつつ、搬送ローラ対４２、及び４３によって搬送される。
【００３８】
両面印刷部５０は、図２に示すように、反転ローラ対５１、中間トレイ５２、搬送ローラ対５３、及び５４を備えている。
【００３９】
反転ローラ対５１は、分岐部４０から続く両面印刷部進入搬送路１５が、両面印刷部排出搬送路１６に分岐する箇所のすぐ下流側に設けられている。反転ローラ対５１は、反転ローラ５１ａと従動ローラ５１ｂとのペアローラで構成されている。反転ローラ５１ａは、図示しないモータにより回転せしめられ、図２において時計方向と半時計方向とに回転方向を切り替えることにより用紙Ｐの搬送方向を切り替える。従動ローラ５１ｂは、上方から反転ローラ５１ａに圧接し、反転ローラ５１ａの回転に従って回転する。反転ローラ５１ａと従動ローラ５１ｂとが圧接することにより、用紙Ｐが挿通されるニップが形成される。
【００４０】
中間トレイ５２は、両面印刷部進入搬送路１５上において、反転ローラ対５１のさらに下流側に設けられている。中間トレイ５２は、一方の面が印刷された用紙Ｐを一旦収容する一時収容部である（図１参照）。反転ローラ対５１は、用紙Ｐを中間トレイ５２に一旦収容した後、スイッチバックさせてその搬送方向を切り替えるものである。
【００４１】
搬送ローラ対５３は両面印刷部進入搬送路１５に、搬送ローラ５４は両面印刷部排出搬送路１６に設けられている。搬送ローラ対５３、及び５４は、互いに圧接して用紙を挿通させる搬送ニップを形成するペアローラで構成され、図示しない駆動装置によって回転せしめられる。両面印刷部５０にて搬送方向が切り替えられた用紙Ｐは、両面印刷部排出搬送路１６を通り、垂直搬送部４を経て、転写部１０に到達する（図１参照）。
【００４２】
図２、及び図３に示すように、定着部３０に対して、下流側の用紙搬送路である両面印刷部進入搬送路１５上において、両面印刷部５０の中間トレイ５２の上方には、用紙Ｐの冷却手段である冷却ファン６０が備えられている。冷却ファン６０は、中間トレイ５２の上方の上側ガイド５５に設けられた吸気口６１を通して、中間トレイ５２上の空気を上方に吸引する。すなわち、定着部３０から排出された用紙自体、また用紙Ｐからの放熱により熱がこもる中間トレイ５２を、冷却ファン６０を駆動し、中間トレイ５２の上方に排熱を吸い出して逃がすことにより、冷却することが可能である。
【００４３】
冷却ファン６０の、熱風の移動方向下流側には、冷却ファン６０に連結して、排熱ダクト６２が備えられている。この排熱ダクト６２は、冷却ファン６０から延びて、画像形成装置１の本体２の前面側を、定着部３０の上流側用紙搬送路である定着部進入搬送路１２の近傍まで続いている。
【００４４】
定着部進入搬送路１２のすぐ下方に設けられた用紙進入ガイド３５のさらに下方には、用紙進入ガイド３５に隣接して、予備加熱ダクト６３が備えられている。予備加熱ダクト６３は、用紙幅方向に延びて、定着部進入搬送路１２を横断するように設けられている。冷却ファン６０から延びる排熱ダクト６２は、本体２の前面側で、予備加熱ダクト６３に連結している。したがって、冷却ファン６０で中間トレイ５２から吸引された排熱により、予備加熱ダクト６３、及び用紙進入ガイド３５が暖められる。そして、この用紙進入ガイド３５の熱により、定着部進入搬送路１２を通過して定着部３０に進入する用紙Ｐが加熱される。
【００４５】
図３に示すように、予備加熱ダクト６３の背面側には、画像形成装置１の本体２の背面パネル１７に排気口６４が設けられている。予備加熱ダクト６３、及び用紙進入ガイド３５を暖めた熱風は、排気口６４から画像形成装置１の外部へと排出される。
【００４６】
このようにして、定着部３０と、この定着部３０の用紙搬送方向上流側、及び下流側に設けられた用紙搬送路とを備えた画像形成装置１において、定着部３０の下流側用紙搬送路である両面印刷部進入搬送路１５を通過する用紙Ｐを冷却する冷却手段である冷却ファン６０と、この冷却ファン６０から延びて上流側用紙搬送路である定着部進入搬送路１２近傍に続く排熱ダクト６２と、この排熱ダクト６２から続き定着部進入搬送路１２を通過する用紙Ｐを加熱する予備加熱ダクト６３とを備えるので、定着部３０から排出された用紙Ｐから排熱を得て、この熱を定着部３０の上流側へと移動させ、定着前の用紙Ｐを直接加熱することができる。これにより、定着部３０から排出された用紙自体が高温であること、また用紙Ｐからの放熱に起因する画像形成装置１内部の温度上昇を回避でき、意図しないトナーの溶融や溶着を防止することが可能となる。さらに、定着部３０の熱量不足の解消、及び消費電力の低減を図ることができ、高速な定着動作を遂行することが可能な画像形成装置１を得ることができる。
【００４７】
また、予備加熱ダクト６３は、用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向に延びて、上流側用紙搬送路である定着部進入搬送路１２を横断するように定着部進入搬送路１２近傍に設けられているので、定着後の用紙Ｐから得られる排熱で、定着部３０に入る前の用紙Ｐを、容易に加熱することができる。したがって、より簡便な構成で、定着部３０の熱量不足の解消、及び消費電力の低減を図ることが可能となる。
【００４８】
また、冷却手段は、冷却ファン６０であるので、冷却ファン６０によって空気を吸引することで、用紙Ｐ、またその周辺領域である中間トレイ５２を強制的に冷却することができる。これにより、用紙Ｐ、また中間トレイ５２を急激に冷却することが可能となり、高い冷却効果を得ることが可能である。したがって、定着部３０から排出された用紙自体が高温であること、また用紙Ｐからの放熱に起因する画像形成装置１内部の温度上昇を回避する作用を向上させることができる。
【００４９】
そして、定着部３０の下流側用紙搬送路は、両面印刷部進入搬送路１５という両面印刷用用紙搬送路であるので、用紙Ｐの一方の面のトナー像を定着させた後、他方の面に対する画像形成動作に移行する前、すなわち両面印刷のための用紙搬送の過程で、用紙Ｐを冷却することができる。したがって、定着部３０から排出された高温の用紙Ｐにより、直接画像形成部９、特に現像器周辺が温度上昇することを防止でき、用紙Ｐに形成される画像に不良が発生するのを防止することが可能となる。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の、定着部、分岐部、及び両面印刷部周辺の詳細な構成について、図４、及び図５を用いて説明する。図４は定着部、分岐部、及び両面印刷部周辺を示す模型的垂直断面部分拡大正面図、図５は定着部、及び分岐部周辺を示す模型的水平断面部分拡大上面図である。これらの図中の白抜き矢印は、空気が流れる方向を示す。なお、この実施形態の基本的な構成は、前記図１〜図３を用いて説明した第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、説明は省略するものとする。
【００５１】
第２の実施形態においては、図４に示すように、定着部３０のすぐ下流側の定着部排出搬送路１３に設けられた搬送ローラ対４２の上方のローラが、冷却ローラ６５となっている。冷却ローラ６５は、熱伝導率が高い材料、例えばアルミニウム合金で構成されている。冷却ローラ６５は、搬送ローラ対４２の搬送ニップを通過する用紙Ｐに接触して、用紙Ｐの熱を奪い取る冷却手段である。用紙Ｐより熱を奪うことにより、冷却ローラ６５の内側の空間に熱が伝達することとなる。
【００５２】
冷却ローラ６５の前方には、図５に示すように、冷却ローラ６５の内径とほぼ同じ内径の吸気口６６ａを有する排熱ダクト６６が備えられている。この排熱ダクト６６は、冷却ローラ６５の前方から延びて、画像形成装置１の本体２の前面側を、定着部進入搬送路１２の近傍まで続いている。そして、排熱ダクト６６は、予備加熱ダクト６３に連結している。
【００５３】
予備加熱ダクト６３の背面側には、画像形成装置１の本体２の背面パネル１７に排気ファン６７が設けられている。これにより、冷却ローラ６５が奪った用紙Ｐの熱は、熱風となり、冷却ローラ６５の内側、排熱ダクト６６、及び予備加熱ダクト６３を経て、排気ファン６７により画像形成装置１の外部へと排出される。したがって、冷却ローラ６５で定着部３０から排出された用紙Ｐより奪った排熱により、予備加熱ダクト６３、及び用紙進入ガイド３５が暖められ、定着部進入搬送路１２を通過して定着部３０に進入する用紙Ｐが加熱される。
【００５４】
このようにして、冷却手段は、用紙Ｐに接触して用紙Ｐの熱を奪い取る冷却ローラ６５であるので、冷却ファンといった電装部材を設けることなく、強制的に用紙Ｐを冷却できる。したがって、定着部３０から排出された用紙自体が高温であること、また用紙Ｐからの放熱に起因する画像形成装置１内部の温度上昇を回避する作用を、安価で簡便な構成によって向上させることができるのとともに、それを低騒音で遂行することが可能となる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００５６】
例えば、定着部３０から排出された用紙Ｐを冷却する箇所は、定着部３０のすぐ下流側の定着部排出搬送路１３や、両面印刷部進入搬送路１５に限定されるわけではなく、定着部３０の下流側にあれば他の用紙搬送路であっても構わない。また、冷却ファン６０は、吸引することにより用紙Ｐ、及び中間トレイ５２を冷却するものであるが、空気を吹き付けることにより冷却するものであっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、画像形成装置全般において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の定着部、分岐部、及び両面印刷部周辺を示す模型的垂直断面部分拡大正面図である。
【図３】図２に示す定着部、及び両面印刷部周辺の模型的垂直断面部分拡大右側面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の定着部、分岐部、及び両面印刷部周辺を示す模型的垂直断面部分拡大正面図である。
【図５】図４に示す定着部、及び分岐部周辺の模型的水平断面部分拡大上面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 画像形成装置
２ 本体
１２ 定着部進入搬送路（定着部上流側用紙搬送路）
１３ 定着部排出搬送路（定着部下流側用紙搬送路）
１５ 両面印刷部進入搬送路（定着部下流側用紙搬送路）
３０ 定着部
３５ 用紙進入ガイド
４０ 分岐部
４２ 搬送ローラ対
５０ 両面印刷部
５２ 中間トレイ
５５ 上側ガイド
６０ 冷却ファン（冷却手段）
６２、６６ 排熱ダクト
６３ 予備加熱ダクト
６５ 冷却ローラ（冷却手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙上に形成された未定着トナー像を、加熱、加圧して用紙に定着させる定着部と、この定着部の用紙搬送方向上流側、及び下流側に設けられた用紙搬送路とを備えた画像形成装置において、
前記定着部の前記下流側用紙搬送路を通過する用紙を冷却する冷却手段と、この冷却手段から延びて前記上流側用紙搬送路近傍に続く排熱ダクトと、この排熱ダクトから続き上流側用紙搬送路を通過する用紙を加熱する予備加熱ダクトとを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記予備加熱ダクトは、用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向に延びて、前記上流側用紙搬送路を横断するように上流側用紙搬送路近傍に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記冷却手段は、冷却ファンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記冷却手段は、用紙に接触して用紙の熱を奪い取る冷却ローラであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記下流側用紙搬送路は、両面印刷用用紙搬送路であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
用紙上に形成された未定着トナー像を、加熱、加圧して用紙に定着させる定着部と、この定着部の用紙搬送方向上流側、及び下流側に設けられた用紙搬送路とを備えた画像形成装置において、
前記定着部の前記下流側用紙搬送路を通過する用紙を冷却する冷却手段と、この冷却手段から延びて前記上流側用紙搬送路近傍に続く排熱ダクトと、この排熱ダクトから続き上流側用紙搬送路を通過する用紙を加熱する予備加熱ダクトとを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記予備加熱ダクトは、用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向に延びて、前記上流側用紙搬送路を横断するように上流側用紙搬送路近傍に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記冷却手段は、冷却ファンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記冷却手段は、用紙に接触して用紙の熱を奪い取る冷却ローラであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記下流側用紙搬送路は、両面印刷用用紙搬送路であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−３３９５４（Ｐ２００７−３３９５４Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１８２００（Ｐ２００５−２１８２００）
【出願日】平成１７年７月２８日（２００５．７．２８）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２８日（２００５．７．２８）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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