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JP2025025601A - 定着装置 画像形成装置 - Google Patents

定着装置 画像形成装置 Download PDF

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JP2025025601A JP2023130497A JP2023130497A JP2025025601A JP 2025025601 A JP2025025601 A JP 2025025601A JP 2023130497 A JP2023130497 A JP 2023130497A JP 2023130497 A JP2023130497 A JP 2023130497A JP 2025025601 A JP2025025601 A JP 2025025601A
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roll
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真登 山下
善樹 下平
秀喜 久家
貴之 鵜川
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Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Fujifilm Business Innovation Corp
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Abstract

【課題】加圧ロールを冷却するために加圧ロールに吹き付けられた空気が、把持部による把持が解除された記録媒体に直接あたる場合と比して、搬送される記録媒体に生じる搬送不良を抑制することである。
【解決手段】定着装置は、記録媒体を搬送する搬送部と、回転して搬送部によって搬送される記録媒体を加熱する加熱ロールと、加熱ロールと対向して配置され、回転して搬送される記録媒体の少なくとも一部が巻き付けられると共に、巻き付けられた部分の記録媒体を加熱ロールに向けて加圧する加圧ロールと、搬送部に設けられ、搬送する記録媒体の先端を把持すると共に、加圧ロールと加熱ロールとが対向する部分を通過すると記録媒体の先端の把持を解除する把持部と、把持部による把持が解除された記録媒体へ向く方向とは異なる方向に空気を吹き付けて加圧ロールを冷却する吹付け部と、を備える。
【選択図】図9

Description

本発明は、定着装置、及び画像形成装置に関する。
特許文献1に記載の印刷装置は、印刷部で印刷された印刷用紙を排紙部へ搬送する際に乾燥する乾燥装置を備えた印刷装置であって、印刷されたシート状の印刷物を挟持する複数の挟持手段と、挟持手段を無端状の搬送経路に沿って巡回させることにより、挟持手段を印刷物を挟持した状態で印刷部から排紙部へ至る第1の搬送経路に沿って走行させるとともに印刷物を挟持しない状態で排紙部から印刷部へ戻る第2の搬送経路に沿って走行させるようにした走行手段と、印刷済みの印刷物を乾燥させるために第1の搬送経路の近傍に設置された乾燥手段と、乾燥手段により発生した温風が実質的に第1の搬送経路に対してのみ導風されるように搬送経路に沿って設けられた遮風手段と、を備える。
特開2003-39635号公報
記録媒体の先端を把持部で把持し、把持部を移動させることで記録媒体を搬送させる搬送部が設けられている構成では、搬送される記録媒体は、回転する加圧ロールと加熱ロールとが対向する対向位置を通過することで加熱される。そして、記録媒体の先端を把持する把持部は、把持部が加圧ロールと加熱ロールとが対向する対向位置を通過した後、記録媒体の先端の把持を解除する。また、加圧ロールは加熱ロールによって加熱されるため、加圧ロールを冷却する必要がある。
ここで、加圧ロールを冷却するために加圧ロールに吹き付けられる空気が、把持部による把持が解除された記録媒体に直接あたると、搬送される記録媒体に搬送不良が生じることがある。
本開示の課題は、加圧ロールを冷却するための空気が、把持部による把持が解除された記録媒体に直接あたる場合と比して、搬送される記録媒体に生じる搬送不良を抑制することである。
本開示の第1態様に係る定着装置は、記録媒体を搬送する搬送部と、回転して前記搬送部によって搬送される記録媒体を加熱する加熱ロールと、前記加熱ロールと対向して配置され、回転し、搬送される記録媒体の少なくとも一部が巻き付けられると共に巻き付けられた部分の記録媒体を前記加熱ロールに向けて加圧する加圧ロールと、前記搬送部に設けられ、搬送する記録媒体の先端を把持すると共に、前記加圧ロールと前記加熱ロールとが対向する対向位置を通過すると記録媒体の先端の把持を解除する把持部と、前記把持部による把持が解除された記録媒体へ向く方向とは異なる方向に空気を吹き付けて前記加圧ロールを冷却する吹付け部とを備えることを特徴とする。
本開示の第2態様に係る定着装置は、第1態様に記載の定着装置において、前記加圧ロールは、下側から前記加熱ロールに対向しており、前記吹付け部は、前記加圧ロールの回転中心に対して下方側の部分の前記加圧ロールに空気を吹き付けることを特徴とする。
本開示の第3態様に係る定着装置は、第2態様に記載の定着装置において、前記吹付け部は、前記加圧ロールの回転方向に空気が流れるように前記加圧ロールに空気を吹き付けることを特徴とする。
本開示の第4態様に係る定着装置は、第3態様に記載の定着装置において、前記吹付け部は、水平方向に対して下方向に空気を吹き付けることを特徴とする。
本開示の第5態様に係る定着装置は、第2態様に記載の定着装置において、前記加圧ロールの回転方向において、前記対向位置に対して下流側で、かつ、前記吹付け部によって空気が吹き付けられる部分の前記加圧ロールに対して上流側には、前記吹付け部によって前記加圧ロールに吹き付けられた空気が、前記加圧ロールの外周面に沿って流れて記録媒体において前記対向位置を通過した部分へ至るのを抑制する抑制部材を備えることを特徴とする。
本開示の第6態様に係る定着装置は、第2態様に記載の定着装置において、前記加圧ロールの外周面には、前記把持部が収容される凹状の収容部が形成されており、前記加圧ロールの回転方向において、前記対向位置に対して下流側で、かつ、前記吹付け部によって空気が吹き付けられる部分の前記加圧ロールに対して上流側に配置され、回転する前記収容部と対向する対向部が形成された形成部材を備えることを特徴とする。
本開示の第7態様に係る定着装置は、第6態様に記載の定着装置において、前記対向部が前記収容部と対向した状態で、前記加圧ロールの径方向の外側から前記形成部材を見ると、前記対向部は、前記収容部を全部覆っていることを特徴とする。
本開示の第8態様に係る画像形成装置は、記録媒体にトナー画像を転写する転写部と、記録媒体に転写されたトナー画像を記録媒体に定着する請求項1~7の何れか1項に記載の定着装置と、を備えることを特徴とする。
本開示の第1態様に係る定着装置によれば、加圧ロールを冷却するために加圧ロールに吹き付けられた空気が、把持部による把持が解除された記録媒体に直接あたる場合と比して、搬送される記録媒体に生じる搬送不良を抑制することができる。
本開示の第2態様に係る定着装置によれば、吹付け部が加圧ロールの回転中心に対して上方側の部分の加圧ロールに空気を吹き付ける場合と比して、搬送される記録媒体に生じる搬送不良を抑制することができる。
本開示の第3態様に係る定着装置によれば、回転する加圧ロールによって空気が戻されるように吹付け部が加圧ロールに空気を吹き付ける場合と比して、搬送される記録媒体に生じる搬送不良を抑制することができる。
本開示の第4態様に係る定着装置によれば、吹付け部が水平方向に対して上方向に空気を吹き付ける場合と比して、搬送される記録媒体に生じる搬送不良を抑制することができる。
本開示の第5態様に係る定着装置によれば、加圧ロールに吹き付けられた空気が加圧ロールの外周面に沿って自由に記録媒体において対向位置を通過した部分に流れる場合と比して、搬送される記録媒体に生じる搬送不良を抑制することができる。
本開示の第6態様に係る定着装置によれば、加圧ロールに吹き付けられた空気が収容部に対して自由に流入流出する場合と比して、搬送される記録媒体に生じる搬送不良を抑制することができる。
本開示の第7態様に係る定着装置によれば、対向曲面が収容部と対向した状態で、加圧ロールの径方向の外側から形成部材を見て、形成部材の周囲から収容部の一部が視認できる場合と比して、搬送される記録媒体に生じる搬送不良を抑制することができる。
本開示の第8態様に係る画像形成装置によれば、把持部による把持が解除された記録媒体に空気が直接あたるように空気を吹き付ける定着装置を備える場合と比して、記録媒体の詰まりを抑制することができる。
本開示の実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。 本開示の実施形態に係る画像形成装置のトナー画像形成部を示した概略構成図である。 本開示の実施形態に係る画像形成装置の搬送機構を示した斜視図である。 本開示の実施形態に係る画像形成装置の冷却部を示した構成図である。 本開示の実施形態に係る画像形成装置の搬送機構を示した斜視図である。 本開示の実施形態に係る定着装置を示した構成図である。 本開示の実施形態に係る定着装置の本加熱部を示した斜視図である。 本開示の実施形態に係る定着装置の予備加熱部を示した構成図である。 本開示の実施形態に係る定着装置の本加熱部を示した構成図である。 本開示の実施形態に係る定着装置の本加熱部であって、加圧ロールが回転している状態を示した説明図である。 本開示の実施形態に係る定着装置の本加熱部であって、加圧ロールが回転している状態を示した説明図である。 本開示の実施形態に係る定着装置の本加熱部であって、加圧ロールが回転している状態を示した説明図である。 本開示の実施形態に係る定着装置の本加熱部であって、抑制部材及び収容部等を示した拡大構成図である。 本開示の実施形態に係る定着装置の流体解析結果を示した図面である。 本開示の実施形態に係る定着装置の流体解析結果を示した図面である。 本開示の実施形態に対する比較形態に係る定着装置を示した構成図である。 本開示の実施形態に対する比較形態に係る定着装置の流体解析結果を示した図面である。
本開示の実施形態に係る定着装置、及び画像形成装置の一例について図1~図17に従って説明する。なお、図中に示す矢印Hは装置上下方向(鉛直方向)を示し、矢印Wは装置幅方向(水平方向)を示し、矢印Dは装置奥行方向(水平方向)を示す。
(画像形成装置10)
本実施形態に係る画像形成装置10は、記録媒体としてのシート部材Pにトナー画像を形成する電子写真式の画像形成装置である。画像形成装置10は、図1に示されるように、媒体収容部50と、排出部52と、画像形成部12と、搬送機構60と、定着装置100と、冷却部90と、各部を制御する制御部14とを備えている。
〔媒体収容部50〕
媒体収容部50は、図1に示されるように、画像形成装置10において、幅方向の一方側(図中右側)の部分に配置され、上下方向に並んで2個備えられている。そして、夫々の媒体収容部50は、シート部材Pを収容しており、この2個の媒体収容部50から選択的にシート部材Pが送り出されるようになっている。
〔排出部52〕
排出部52は、図1に示されるように、画像形成装置10において、幅方向の他方側(図中左側)の部分に配置され、トナー画像が形成されたシート部材Pが排出されるようになっている。具体的には、定着装置100でトナー画像がシート部材Pに定着された後に、冷却部90で冷却されたシート部材Pが排出部52へ排出されるようになっている。
〔画像形成部12〕
画像形成部12は、図1に示されるように、幅方向において媒体収容部50と排出部52との間に配置され、トナー画像を形成するトナー画像形成部20と、トナー画像形成部20で形成されたトナー画像をシート部材Pに転写する転写装置30とを備えている。
また、トナー画像形成部20は、色ごとにトナー画像を形成するように複数備えられている。画像形成装置10では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の計4色のトナー画像形成部20が備えられている。図1に示す(Y)、(M)、(C)、(K)は、上記各色に対応する構成部分を示している。以後の説明では、Y、M、C、Kを特に区別しない場合は、Y、M、C、Kを省略する場合がある。
-トナー画像形成部20-
各色のトナー画像形成部20は、用いるトナーを除き基本的に同様に構成されている。具体的には、各色のトナー画像形成部20は、図2に示されるように、図中矢印A方向に回転する感光体ドラム21と、感光体ドラム21を帯電させる帯電器22とを備えている。さらに、各色のトナー画像形成部20は、帯電器22によって帯電された感光体ドラム21を露光して感光体ドラム21に静電潜像を形成する露光装置23と、露光装置23によって感光体ドラム21に形成された静電潜像を、トナーを用いて現像する現像装置24とを備えている。
-転写装置30-
転写装置30は、図1に示されるように、中間転写体としての転写ベルト31と、一次転写ロール33と、二次転写ロール34と、対向ロール36とを備えている。転写装置30は、転写部の一例である。
一次転写ロール33は、感光体ドラム21に形成されたトナー画像を、感光体ドラム21と一次転写ロール33との間の一次転写位置T(図2参照)で転写ベルト31に転写するようになっている。
転写ベルト31は、無端状を成し、複数のロール32に巻き掛けられて姿勢が決められている。転写ベルト31は、複数のロール32の少なくとも1つが回転駆動されることで、矢印B方向へ周回し、一次転写された画像を二次転写位置NTへ搬送するようになっている。
二次転写ロール34には、転写ベルト31の一部が巻き付けられており、対向ロール36は、転写ベルト31を挟んで二次転写ロール34に対向するよう配置されている(図5参照)。
これにより、二次転写ロール34は、周回する転写ベルト31に伴って回転し、回転する対向ロール36と転写ベルト31との間に挟まれて搬送され、二次転写位置NTを通過するシート部材Pに転写ベルト31のトナー画像を転写するようになっている。
〔搬送機構60〕
搬送機構60は、図1に示されるように、媒体収容部50に収容されたシート部材Pをシート部材Pの搬送経路58に送り出す送出ロール62と、搬送経路58に送り出されたシート部材Pを搬送する複数の搬送ロール64a、64bと、チェーングリッパ66とを備えている。
複数の搬送ロール64aは、送出ロール62から送り出されたシート部材Pをチェーングリッパ66へ搬送し、複数の搬送ロール64bは、チェーングリッパ66が搬送したシート部材Pを冷却部90(図4参照)へ搬送するようになっている。
チェーングリッパ66は、図3に示されるように、一対のチェーン72と、シート部材Pの先端を保持する保持部68とを有している。なお、チェーングリッパ66については、定着装置100の構成部材でもあるため、後述する定着装置100と共に説明する。
〔定着装置100〕
定着装置100は、図6に示されるように、チェーングリッパ66と、シート部材Pの搬送方向において転写装置30(図1参照)の下流側に配置されて搬送されてシート部材
Pを非接触状態で加熱する予備加熱部102とを備えている。さらに、定着装置100は、シート部材Pと接触して加熱、加圧する本加熱部120と、吹付けユニット170と、ファン180とを備えている。そして、予備加熱部102と本加熱部120とを含んでシート部材Pを加熱する加熱部160が形成されている。
〔チェーングリッパ66〕
チェーングリッパ66は、図3に示されるように、一対のチェーン72と、シート部材Pを保持する保持部68とを備えている。チェーングリッパ66は、搬送部の一例である。
-チェーン72-
一対のチェーン72は、図3に示されるように、装置奥行方向に離間して配置されている。そして、一対のチェーン72は、図5に示されるように、対向ロール36の軸方向の一端側及び他端側に配置され、軸方向を装置奥行方向とする一対のスプロケット73と、後述の加圧ロール140に対する軸方向の一端側及び他端側に配置された一対のスプロケット71(図7参照)と、装置奥行方向に間隔をおいて配置された一対のスプロケット74(図1参照)とに巻き掛けられている。これらの一対のスプロケットのいずれかが回転することで、チェーン72が矢印C方向へ周回するようになっている。
また、一対のチェーン72には、シート部材Pを保持する保持部68の両端部が取り付けられている。チェーン72は、移動部の一例である。
-保持部68-
保持部68は、図3に示されるように、両端部が一対のチェーン72に夫々取り付けられており、装置奥行方向に延びている取付部材75と、取付部材75に取り付けられたグリッパ76とを備えている。保持部68は、複数設けられ、チェーン72の周方向(周回方向)に沿って予め定められた間隔で配置されている。グリッパ76は、把持部の一例である。
グリッパ76は、複数設けられ、装置奥行方向に沿って予め定められた間隔で取付部材75に取り付けられている。具体的には、グリッパ76は、爪76aを有している。また、取付部材75には、爪76aが接触する接触部75aが形成されている。これにより、グリッパ76では、爪76aと接触部75aとの間にシート部材Pの先端を挟むことでシート部材Pの先端を把持するようになっている。なお、グリッパ76は、例えば、爪76aが接触部75aに対してバネ等により押し付けられると共に、カム等の作用により爪76aが接触部75aに対して接離される。
この構成において、チェーン72が矢印C方向へ周回することで、図1に示すチェーングリッパ66は、搬送ロール64aで搬送されたシート部材Pを受け取り、シート部材Pの先端を把持した状態で、シート部材Pを二次転写位置NTへ搬送する。さらに、チェーングリッパ66は、シート部材Pを予備加熱部102に通過させた後、本加熱部120へ搬送する。
〔本加熱部120〕
本加熱部120は、図6に示されるように、シート部材Pの搬送方向において、予備加熱部102の下流側に配置されている。本加熱部120は、搬送されるシート部材Pと接触してシート部材Pを加熱する加熱ロール130と、加熱ロール130に向けてシート部材Pを加圧する加圧ロール140と、回転する加熱ロール130に従動して回転する従動ロール150とを備えている。
-加熱ロール130-
加熱ロール130は、図6に示されるように、搬送されるシート部材Pの上方を向いた面に接触し、軸方向を装置奥行方向として装置奥行方向に延びるように配置されている。また、加熱ロール130は、内部に収容されたヒータ138を有している。
さらに、図7に示されるように、装置奥行方向において加熱ロール130の両端部には、装置奥行方向に延びる軸部139aが夫々形成されている。そして、軸部139aを夫々支持する支持部材139bが設けられている。これにより、加熱ロール130は、加熱ロール130の両端部で支持部材139bによって回転可能に支持されている。
-従動ロール150-
従動ロール150は、図6、図7に示されるように、加熱ロール130を挟んで搬送されるシート部材Pの反対側で、軸方向を装置奥行方向として装置奥行方向に延びるように配置されている。また、従動ロール150は、内部に収容されたヒータ154を有している。
この構成において、従動ロール150は、加熱ロール130に従動して回転する。そして、従動ロール150は、加熱ロール130を加熱する。
-加圧ロール140-
加圧ロール140は、図7に示されるように、搬送されるシート部材Pを挟んで加熱ロール130の反対側で、搬送されるシート部材Pの下方を向いた面に接触し、軸方向を装置奥行方向として装置奥行方向に延びるように配置されている。また、加圧ロール140は、装置奥行方向の両端部に形成された一対の軸部148を有している。そして、加圧ロール140の外径は、加熱ロール130の外径と比して大きくされている。
また、図9に示されるように、加圧ロール140の外周面には、装置奥行方向に延びる凹状の収容部140aが形成されている。そして、加圧ロール140と加熱ロール130との間をシート部材Pが通過する場合に、シート部材Pの先端を把持するグリッパ76が、この収容部140aに収容されるようになっている。
-ファン180-
ファン180は、図6に示されるように、装置幅方向で加圧ロール140と対向するよう配置されており、加圧ロール140を冷却するようになっている。なお、ファン180については、詳細を後述する。
-その他-
本加熱部120は、図7に示されるように、加圧ロール140を支持する支持部材156と、支持部材156を介して加圧ロール140を加熱ロール130側に付勢する付勢部材158とを備えている。支持部材156は、一対設けられている。そして、一対の支持部材156は、加圧ロール140の一対の軸部148を下方から回転可能に支持するように夫々配置されている。
また、図6に示されるように、シート部材Pの搬送方向において、加熱ロール130と加圧ロール140との対向位置に対して下流側には、搬送されるシート部材Pを検知する光学センサであるセンサ110が配置されている。
この構成において、一対の付勢部材158が、加圧ロール140を加熱ロール130側に付勢することで、加圧ロール140が、加圧ロール140に少なくとも一部が巻き付けられた部分のシート部材Pを加熱ロール130に向けて加圧する。さらに、加圧ロール140は、図示せぬ駆動部材から回転力が伝達されて回転する。そして、回転する加圧ロール140に従動して加熱ロール130が回転し、回転する加熱ロール130に従動して従動ロール150が回転する。さらに、加熱ロール130と加圧ロール140とが、トナー画像が転写されたシート部材Pを挟み込んで搬送することで、トナー画像がシート部材Pに定着される。このように、加熱ロール130と加圧ロール140とで、回転しながらシート部材Pを挟んで搬送し、シート部材Pを加熱することで、トナー画像がシート部材Pに定着される。
〔予備加熱部102〕
予備加熱部102は、図6に示されるように、シート部材Pの搬送方向において、トナー画像がシート部材Pに転写される二次転写位置NT(図1参照)に対して下流側で、かつ、本加熱部120に対して上流側に配置されている。さらに、予備加熱部102は、搬送されるシート部材Pの上方に配置されている。換言すれば、予備加熱部102は、搬送されるシート部材Pにおいてトナー画像が転写された側に配置されている。
この予備加熱部102は、反射部材104と、複数の赤外線ヒータ106(以下「ヒータ106」と、加熱板114と、金網112と、シャッター132とを備えている。
-反射部材104-
反射部材104は、アルミニウム板を用いて形成されており、図6に示されるように、搬送されるシート部材P側が開放された底浅の箱状とされている。この反射部材104の内部には、図8に示されるように、加熱板114及びヒータ106が、搬送されるシート部材P側からこの順番で配置されている。そして、反射部材104には、ヒータ106が放出した熱線である赤外線を加熱板114側に反射する反射面104aが形成されている。
-ヒータ106-
ヒータ106は、外形が円柱状の赤外線ヒータであって、図8に示されるように、反射部材104の反射面104aと装置上下方向で対向し、装置奥行方向に延びている。さらに、ヒータ106は、複数設けられ、図6に示されるように、装置幅方向に並べられている。
-加熱板114-
加熱板114は、図6に示されるように、チェーン72とヒータ106との間に配置されており、装置幅方向に複数枚並べられている。
この構成において、加熱板114は、ヒータ106が放出する赤外線、及び反射面104aによって反射される赤外線を吸収することで温度が上昇して放熱する。そして、温度が上昇した加熱板114は、非接触で、搬送されるシート部材Pを加熱する。
-金網112-
金網112は、反射部材104の縁部に図示せぬ固定部材で固定されており、図6に示されるように、反射部材104の内部と、反射部材104の外部とを仕切っている。これにより、金網112は、搬送されるシート部材Pと、加熱板114とが接触するのを防止している。
-シャッター132-
シャッター132は、図6に示されるように、巻き取られた状態で、反射部材104の隣に配置されており、巻き出された状態で、反射部材104の開口を覆うようになっている。
この構成において、予備加熱部102が稼働しているときには、シャッター132が反射部材104の開口を開放し、予備加熱部102が非稼働とされているときは、シャッター132が反射部材104の開口を覆うようになっている。
〔吹付けユニット170〕
吹付けユニット170は、図6に示されるように、装置上下方向で予備加熱部102と対向するように配置されており、搬送されるシート部材Pは、吹付けユニット170と予備加熱部102との間を通過するようになっている。また、吹付けユニット170は、装置幅方向、及び装置奥行方向に並べられている複数のファン172を備えている。
この構成において、複数のファン172が、搬送されるシート部材Pに向けて空気を吹き付けることで、搬送されるシート部材Pの搬送姿勢が安定する。
〔冷却部90〕
冷却部90は、図1に示されるように、シート部材Pの搬送方向において、定着装置100の下流側に配置されている。また、冷却部90は、装置幅方向に並んでいる2個の冷却ロール92を備えている。2個の冷却ロール92は、同様の構成とされているため、一方の冷却ロール92について説明する。
冷却ロール92は、図4に示されるように、シート部材Pの搬送経路58を挟んで上側に配置された円筒状の冷却ロール92aと、シート部材Pの搬送経路58を挟んで下側に配置された円筒状の冷却ロール92bとを備えている。
この構成において、図示せぬ送風機構によって生じた空気の流れが、円筒状の冷却ロール92の内部を流れることで、冷却ロール92の表面の温度が低下する。また、冷却ロール92bが、図示せぬ駆動部材から回転力が伝達されて回転する。さらに、冷却ロール92bに従動して冷却ロール92aが回転する。そして、冷却ロール92a、92bは、シート部材Pを挟み込んで搬送し、シート部材Pを冷却する。
(全体構成の作用)
次に、画像形成装置10の作用について説明する。
図1に示す画像形成装置10では、次のようにして画像が形成される。
先ず、電圧が印加された図2に示す各色の帯電器22は、各色の感光体ドラム21の表面を予定の電位で一様にマイナス帯電する。続いて、外部から入力された画像データに基づいて露光装置23は、帯電した各色の感光体ドラム21の表面に露光光を照射して静電潜像を形成する。
これにより、画像データに対応した静電潜像が夫々の感光体ドラム21の表面に形成される。さらに、各色の現像装置24は、この静電潜像を現像し、トナー画像として可視化する。また、転写装置30の一次転写ロール33は、各色の感光体ドラム21の表面に形成されたトナー画像を、転写ベルト31に転写する。
そこで、図1に示す媒体収容部50から送出ロール62によって搬送経路58へ送り出され、搬送ロール64aからチェーングリッパ66に渡されたシート部材Pは、転写ベルト31と対向ロール36とが接触する二次転写位置NTへ送り出される。具体的には、グリッパ76がシート部材Pの先端を把持することで、シート部材Pは、搬送ロール64aからチェーングリッパ66に渡される。
また、二次転写位置NTでは、シート部材Pが転写ベルト31と対向ロール36とに挟み込まれて搬送されることで、転写ベルト31の表面のトナー画像は、シート部材Pの表面に転写される。
さらに、チェーングリッパ66は、トナー画像が転写されたシート部材Pを搬送する。また、図6に示すファン172が稼動して、ファン172は、シート部材Pに下方から空気を吹き付け、シート部材Pのシート面が上下方向に向くようにする。
さらに、予備加熱部102のヒータ106に電圧が印加される。加熱板114は、電圧が印加されたヒータ106が放出する赤外線、及び反射面104aによって反射された赤外線を吸収することで温度が上昇して放熱する。そして、温度が上昇した加熱板114は、チェーングリッパ66によって搬送されたシート部材Pを上方から非接触で加熱する。シート部材Pが加熱されることで、シート部材Pに転写されたトナー画像を構成するトナーが軟化する。
さらに、本加熱部120では、加熱ロール130及び加圧ロール140が、予備加熱部102の加熱板114によって加熱されたシート部材Pを挟んで搬送し、トナー画像をシート部材Pに定着する。トナー画像が定着したシート部材Pは、グリッパ76による把持が解除され、図1に示す搬送ロール64bによって搬送された後、冷却部90を通って排出部52に排出される。
(要部構成)
次に、ファン180、及びファン180から加圧ロール140へ吹き付けられた空気が搬送されるシート部材P側に流れるのを防止する防止部材190等について説明する。ファン180は、吹付け部の一例である。
〔ファン180〕
ファン180は、図9に示されるように、加圧ロール140の下側部分と装置幅方向で対向するように、加圧ロール140に対して装置幅方向の他方側(図中左側)に配置されている。そして、ファン180は、装置奥行き方向に延びており、装置奥行き方向の全域において加圧ロール140の下側部分に空気を吹き付けるように配置されている。このファン180は、空気を吹き出すファン本体182と、ファン本体182が吹き出した空気を案内するガイド部184とを備えている。ファン本体182とガイド部184とは、装置幅方向の他方側から一方側にこの順番に並んでいる。
ファン本体182は、装置奥行き方向に並んだ複数のプロペラ182bを備え、ファン本体182の開口182aは、加圧ロール140側を向いている。
さらに、ガイド部184は、装置幅方向に開口する筒状とされており、ガイド部184の基端部は、ファン本体182の開口182aを囲むようにファン本体182に取り付けられている。
ガイド部184の断面は、矩形筒状とされており、ガイド部184は、底板186と、天井板188と、一対の側板(図示省略)とを含で構成されている。そして、底板186は、板厚方向を上下方向とし、上方から見て矩形状とされている。
天井板188の外形は、上方からみて、底板186の外形と重なっており、天井板188は、装置奥行き方向から見て装置幅方向に延びる水平部188aと、装置幅方向に対して傾斜した傾斜部188bとを備えている。水平部188aと傾斜部188bとは、装置幅方向の他方側から一方側にこの順番に並んでいる。
傾斜部188bは、加圧ロール140側の部分がファン本体182側の部分と比して下方に配置されるように、水平方向に対して傾斜している。そして、ファン180の吹出し口180aは、装置幅方向において、加圧ロール140の下側部分と対向している。ここで、加圧ロール140の下側部分とは、加圧ロール140の回転中心に対して下側部分のことである。
この構成において、ファン180は、加圧ロール140の回転中心に対して下方側の部分に空気を吹き付ける。さらに、ガイド部184の天井板188の傾斜部188bが水平方向に対して傾斜していることで、空気の吹付け方向が水平方向に対して下方向となるように、ファン180は、空気を加圧ロール140に吹き付ける。
また、図9において反時計方向に加圧ロール140が回転することで、ファン180は、加圧ロール140の回転方向Eに空気が流れるように空気を加圧ロール140に吹き付ける。
〔防止部材190〕
防止部材190は、図9に示されるように、加圧ロール140の回転方向Eにおいて、加圧ロール140と加熱ロール130とが対向する対向位置Nに対して下流側で、かつ、ファン180によって空気が吹き付けられる部分の加圧ロール140に対して上流側に配置されている。そして、防止部材190は、加圧ロール140の径方向で加圧ロール140と対向しており、装置奥行き方向に延びている。
この防止部材190は、ファン180によって加圧ロール140に吹き付けられた空気が、加圧ロールの外周面に沿って移動してシート部材P側へ流れるのを抑制する抑制板192と、回転する収容部140aと対向する対向曲面194aが形成された湾曲板194とを備えている。抑制板192は、抑制部材の一例であって、湾曲板194は、形成部材の一例であって、対向曲面194aは対向部の一例である。
抑制板192は、板厚方向を上下とし、上方から見て、装置奥行き方向に延びる矩形状とされている。そして、抑制板192における装置幅方向の一方側の端部に、湾曲板194が取り付けられている。
湾曲板194は、装置奥行き方向に延び、断面円弧状とされている。そして、加圧ロール140の径方向で対向曲面194aが収容部140aと対向した状態で、湾曲板194を径方向の外側から見て、対向曲面194aは、収容部140aを全部覆うように形成されている(図13参照)。
この構成において、加圧ロール140と加熱ロール130との対向位置Nをシート部材Pが通過する場合に、図9に示されるように、シート部材Pの先端を把持したグリッパ76が収容部140aに収容される。そして、グリッパ76は、図10に示されるように、収容部140aに収容された状態で回転すると共に、シート部材Pの先端が加圧ロール140と加熱ロール130とが対向する対向位置Nを通過するとシート部材Pの先端の把持を解除する。
ここで、グリッパ76によるシート部材Pの先端の把持が解除されることで、シート部材Pに空気が吹き付けられると、シート部材Pの走行姿勢が変化して搬送不良が生じることが考えられる。しかし、防止部材190の抑制板192が、ファン180によって加圧ロール140に吹き付けられた空気が、加圧ロール140の外周面に沿って流れて搬送されるシート部材P側へ流れるのを抑制する。
さらに、グリッパ76は、図11に示されるように、収容部140aに収容された状態で回転し、収容部140aは、湾曲板194の対向曲面194aと対向する。また、シート部材Pの先端部分が搬送ロール64aに挟持される。
ここで、加圧ロール40に吹き付けられた空気が、収容部140aを通ってシート部材P側に流れ、シート部材Pの走行姿勢が変化して搬送不良が生じることが考えられる。しかし、湾曲板194が収容部140aを通ってシート部材P側に空気が流れるのを抑制する。具体的には、湾曲板194が、収容部140aに空気が自由に流入流出するのを抑制することで、収容部140aを通ってシート部材P側に空気が流れるのを抑制する。
さらに、グリッパ76は、図12に示されるように、収容部140aに収容された状態で回転し、収容部140aは、ファン180の吹出し口180aを通過する。
(作用)
次に、定着装置100に備えられたファン180及び防止部材190の作用について、ファン180によって生じる空気の流れを解析した解析結果を用いて説明する。先ず、比較形態に係る定着装置300の構成、及び解析結果を説明し、次に、本実施形態に係る定着装置100に備えられたファン180及び防止部材190の解析結果を説明する。
〔比較形態に係る定着装置300〕
比較形態に係る定着装置300の構成については、本実施形態の定着装置100の構成と異なる部分を主に説明する。定着装置300は、図16に示されるように、ファン380を備え、防止部材を備えていない。ファン380は、装置奥行き方向に延びており、ファン本体182と、ガイド部384とを備えている。ガイド部384は、筒状とされており、水平部188aを有する天井板388と、底板186と、一対の側板(図示省略)とを含んで構成されている。このように、ガイド部384には、傾斜部は設けられていない。そして、天井板388、底板186、及び一対の側板によって、ファン380の吹出し口380aが形成されている。
比較形態に係る定着装置300の解析結果が図17に示されている。図中に示す矢印の方向は空気が流れる方向を示している。また、矢印の太さは流速を示している。具体的には、矢印の太さが太い程細い場合と比して流速が速くなっている。図17の解析結果に示されるように、ファン380の吹出し口380aから吹き出した空気は、傾斜部(図8参照)が設けられていないため、水平方向にそのまま流れて加圧ロール140に吹き付けられる。
加圧ロール140に吹き付けられた空気は、回転する加圧ロール140の外周面に沿って流れる。具体的には、加圧ロール140に吹き付けられた空気は、加圧ロール140の回転方向下流側と、加圧ロール140の回転方向上流側とに流れる。
加圧ロール140の回転方向上流側に流れた空気は、そのまま上方へ流れ、シート部材Pの搬送経路58に至る。
〔本実施形態に係る定着装置100〕
本実施形態に係る定着装置100の解析結果が図14、図15に示されている。図14の解析結果に示されるように、グリッパ76が加熱ロール130と対向して収容部140aに収容された状態では、ファン180の吹出し口180aから吹き出した空気は、水平方向に対して下方を向くように流れて加圧ロール140に吹き付けられる。
加圧ロール140に吹き付けられた空気は、回転する加圧ロール140の外周面に沿って流れる。具体的には、加圧ロール140に吹き付けられた空気は、加圧ロール140の回転方向下流側と、加圧ロール140の回転方向上流側とに流れる。
加圧ロール140の回転方向上流側に流れた空気の殆どが、防止部材190の抑制板192に当たって搬送経路58側に流れるのが抑制される。加圧ロール140の回転方向上流側に流れた空気の他の一部は、防止部材190の湾曲板194と加圧ロール140の外周面との間を流れて搬送経路58側へ向かう。しかし、湾曲板194及び加圧ロール140によって生じる流路抵抗により、搬送経路58側へ向かう空気は、搬送経路58へ至らない。
図15の解析結果に示されるように、加圧ロール140が回転してグリッパ76が収容されている収容部140aが、防止部材190の湾曲板194と対向する状態では、湾曲板194が収容部140aを通ってシート部材P側へ流れようとする空気を抑制する。具体的には、湾曲板194が、収容部140aに空気が自由に流入流出するのを抑制することで、収容部140aを通ってシート部材P側へ流れようとする空気を抑制する。このようにして、湾曲板194が収容部140aを通ってシート部材P側へ流れようとする空気を抑制する。
(まとめ)
以上説明したように、定着装置100においては、ファン180は、加圧ロール140と加熱ロール130とが対向する対向位置Nへ向く方向とは異なる方向に空気を吹き付けて加圧ロール140を冷却する。換言すれば、ファン180は、グリッパ76による把持が解除されたシート部材Pを向く方向とは異なる方向に空気を吹き付けて加圧ロールを冷却する。これにより、加圧ロールを冷却するために加圧ロールに吹き付けられた空気が、グリッパ76による把持が解除されたシート部材Pに直接あたる場合と比して、搬送されるシート部材Pに生じる搬送不良が抑制される。
また、定着装置100においては、加圧ロール140は、下側から加熱ロール130に対向しており、ファン180は、加圧ロール140の回転中心に対して下方側の部分の加圧ロール140に空気を吹き付ける。これにより、ファンが加圧ロールの回転中心に対して上方側の部分の加圧ロールに空気を吹き付ける場合と比して、搬送されるシート部材Pに生じる搬送不良が抑制される。
また、定着装置100においては、ファン180は、加圧ロール140の回転方向Eに空気が流れるように加圧ロール140に空気を吹き付ける。これにより、加圧ロールの回転によって空気が戻されるようにファンが加圧ロールに空気を吹き付ける場合と比して、空気がシート部材P側に流れるのが抑制されることで、搬送されるシート部材Pに生じる搬送不良が抑制される。
また、定着装置100においては、ファン180は、加圧ロール140に向けて水平方向に対して下方向に空気を吹き付ける。これにより、ファンが加圧ロールに向けて水平方向に対して上方向に空気を吹き付ける場合と比して、空気がシート部材P側に流れるのが抑制されることで、搬送されるシート部材Pに生じる搬送不良が抑制される。
また、定着装置100においては、ファン180によって加圧ロール140に吹き付けられた空気が、加圧ロール140の外周面に沿って搬送されるシート部材P側へ流れるのを抑制する抑制板192が設けられている。これにより、空気が加圧ロールの外周面に沿ってシート部材Pにおいて対向位置を通過した部分へ自由に流れる場合と比して、搬送されるシート部材Pに生じる搬送不良が抑制される。換言すれば、加圧ロールの外周面に沿ってシート部材Pにおいて対向位置を通過した部分へ空気が流れる流路が確保されている場合と比して、搬送されるシート部材Pに生じる搬送不良が抑制される。
また、定着装置100においては、回転する収容部140aと対向する対向曲面194aが形成された湾曲板194が設けられている。これにより、加圧ロールに吹き付けられた空気が収容部に自由に流入流出する場合と比して、空気が収容部140aを通ってシート部材P側に流れるのが抑制されることで、搬送されるシート部材Pに生じる搬送不良が抑制される。換言すれば、加圧ロールに吹き付けられた空気が収容部に流入するのを抑制する部材が設けられていない場合と比して、空気が収容部140aを通ってシート部材P側に流れるのが抑制されることで、搬送されるシート部材Pに生じる搬送不良が抑制される。
また、定着装置100においては、加圧ロール140の径方向で対向曲面194aが収容部140aと対向した状態で、加圧ロール140の径方向の外側から見て、対向曲面194aが収容部140aを全部覆っている。これにより、対向曲面が収容部と対向した状態で、加圧ロールの径方向の外側から見て、湾曲板の周囲から収容部の一部が視認できる場合と比して、空気が収容部140aを通ってシート部材P側に流れるのが抑制されることで、搬送されるシート部材Pに生じる搬送不良が抑制される。
また、画像形成装置10においては、加圧ロールを冷却するためにグリッパ76による把持が解除されたシート部材Pに直接あたるように空気を吹き付ける定着装置を備える場合と比して、シート部材Pの搬送姿勢が安定することで、シート部材Pの紙詰まりが抑制される。
なお、本開示を特定の実施形態について詳細に説明したが、本開示は係る実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、ファン180は加圧ロール140の回転方向Eに空気が流れるように加圧ロール140に空気を吹き付けたが、空気が回転する加圧ロールに押し戻されるように空気を吹き付けてもよい。しかし、この場合には、加圧ロール140の回転方向Eに空気が流れるように加圧ロール140に空気を吹き付けることで奏する作用は奏しない。
また、上記実施形態では、ファン180は、加圧ロール140に向けて水平方向に対して下方向に空気を吹き付けたが、水平方向又は水平方向に対して上方向に空気を吹き付けてもよい。しかし、この場合は、水平方向に対して下方向に空気を吹き付けることで奏する作用は奏しない。
また、上記実施形態では、ファン180を用いて加圧ロール140に空気を吹き付けたが、ブロアー等を用いて加圧ロール140に空気を吹き付けてもよい。
また、上記実施形態では、加圧ロール140は、下側から加熱ロール130に対向していたが、加圧ロール140が下側とは異なる側から加熱ロールに対向していてもよい。この場合には、加圧ロール140が下側から加熱ロール130に対向することで奏する作用は奏しない。
また、上記実施形態では、ファン180によって加圧ロールに吹き付けられた空気が、加圧ロール140の外周面に沿ってシート部材P側へ流れるのを抑制する抑制板192が設けられたが、抑制板192が設けられていなくてもよい。しかし、この場合には、抑制板192が設けられることで奏する作用は奏しない。
また、上記実施形態では、回転する収容部140aと対向する対向曲面194aが形成された湾曲板194を備いるが、湾曲板194を備えていなくてもよい。しかし、この場合には、湾曲板194を備えることで奏する作用は奏しない。
また、上記実施形態では、特に説明しなかったが、シート部材Pの両面に画像を形成するために、対向位置Nの下流側にシート部材Pの表裏を反転させる反転経路を設け、シート部材Pの裏面に画像を形成させ、裏面に画像が形成されたシート部材Pが再度対向位置Nを通過してもよい。
また、上記実施形態では、シート部材Pの搬送方向において対向位置Nの下流側には、シート部材Pを挟持搬送する搬送ロール64bが設けられたが、無端状のベルトにシート部材Pを吸い付けて搬送するベルト搬送部材を設けてもよい。
(((1)))
記録媒体を搬送する搬送部と、
回転して前記搬送部によって搬送される記録媒体を加熱する加熱ロールと、
前記加熱ロールと対向して配置され、回転し、搬送される記録媒体の少なくとも一部が巻き付けられると共に巻き付けられた部分の記録媒体を前記加熱ロールに向けて加圧する加圧ロールと、
前記搬送部に設けられ、搬送する記録媒体の先端を把持すると共に、前記加圧ロールと前記加熱ロールとが対向する対向位置を通過すると記録媒体の先端の把持を解除する把持部と、
前記把持部による把持が解除された記録媒体へ向く方向とは異なる方向に空気を吹き付けて前記加圧ロールを冷却する吹付け部と、
を備える定着装置。
(((2)))
前記加圧ロールは、下側から前記加熱ロールに対向しており、
前記吹付け部は、前記加圧ロールの回転中心に対して下方側の部分の前記加圧ロールに空気を吹き付ける、
(((1)))に記載の定着装置。
(((3)))
前記吹付け部は、前記加圧ロールの回転方向に空気が流れるように前記加圧ロールに空気を吹き付ける、
(((2)))に記載の定着装置。
(((4)))
前記吹付け部は、水平方向に対して下方向に空気を吹き付ける、
(((3)))に記載の定着装置。
(((5)))
前記加圧ロールの回転方向において、前記対向位置に対して下流側で、かつ、前記吹付け部によって空気が吹き付けられる部分の前記加圧ロールに対して上流側には、前記吹付け部によって前記加圧ロールに吹き付けられた空気が、前記加圧ロールの外周面に沿って流れて記録媒体において前記対向位置を通過した部分へ至るのを抑制する抑制部材を備える、
(((2)))~(((4)))の何れか1に記載の定着装置。
(((6)))
前記加圧ロールの外周面には、前記把持部が収容される凹状の収容部が形成されており、
前記加圧ロールの回転方向において、前記対向位置に対して下流側で、かつ、前記吹付け部によって空気が吹き付けられる部分の前記加圧ロールに対して上流側に配置され、回転する前記収容部と対向する対向部が形成された形成部材を備える、
(((2)))~(((5)))の何れか1に記載の定着装置。
(((7)))
前記対向部が前記収容部と対向した状態で、前記加圧ロールの径方向の外側から前記形成部材を見ると、前記対向部は、前記収容部を全部覆っている、
(((6)))に記載の定着装置。
(((8)))
記録媒体にトナー画像を転写する転写部と、
記録媒体に転写されたトナー画像を記録媒体に定着する(((1)))~(((7)))の何れか1に記載の定着装置と、
を備える画像形成装置。
(((1)))に係る定着装置によれば、加圧ロールを冷却するために加圧ロールに吹き付けられた空気が、把持部による把持が解除された記録媒体に直接あたる場合と比して、搬送される記録媒体に生じる搬送不良を抑制することができる。
(((2)))に係る定着装置によれば、吹付け部が加圧ロールの回転中心に対して上方側の部分の加圧ロールに空気を吹き付ける場合と比して、搬送される記録媒体に生じる搬送不良を抑制することができる。
(((3)))に係る定着装置によれば、回転する加圧ロールによって空気が戻されるように吹付け部が加圧ロールに空気を吹き付ける場合と比して、搬送される記録媒体に生じる搬送不良を抑制することができる。
(((4)))に係る定着装置によれば、吹付け部が水平方向に対して上方向に空気を吹き付ける場合と比して、搬送される記録媒体に生じる搬送不良を抑制することができる。
(((5)))に係る定着装置によれば、加圧ロールに吹き付けられた空気が加圧ロールの外周面に沿って自由に記録媒体において対向位置を通過した部分に流れる場合と比して、搬送される記録媒体に生じる搬送不良を抑制することができる。
(((6)))に係る定着装置によれば、加圧ロールに吹き付けられた空気が収容部に対して自由に流入流出する場合と比して、搬送される記録媒体に生じる搬送不良を抑制することができる。
(((7)))に係る定着装置によれば、対向曲面が収容部と対向した状態で、加圧ロールの径方向の外側から形成部材を見て、形成部材の周囲から収容部の一部が視認できる場合と比して、搬送される記録媒体に生じる搬送不良を抑制することができる。
(((8)))に係る画像形成装置によれば、把持部による把持が解除された記録媒体に空気が直接あたるように空気を吹き付ける定着装置を備える場合と比して、記録媒体の詰まりを抑制することができる。
10 画像形成装置
30 転写装置(転写部の一例)
66 チェーングリッパ(搬送部の一例)
76 グリッパ(把持部の一例)
100 定着装置
130 加熱ロール
140 加圧ロール
140a 収容部
180 ファン(吹付け部の一例)
192 抑制板(抑制部材の一例)
194 湾曲板(形成部材の一例)
194a 対向曲面(対向部の一例)
N 対向位置

Claims (8)

  1. 記録媒体を搬送する搬送部と、
    回転して前記搬送部によって搬送される記録媒体を加熱する加熱ロールと、
    前記加熱ロールと対向して配置され、回転し、搬送される記録媒体の少なくとも一部が巻き付けられると共に巻き付けられた部分の記録媒体を前記加熱ロールに向けて加圧する加圧ロールと、
    前記搬送部に設けられ、搬送する記録媒体の先端を把持すると共に、前記加圧ロールと前記加熱ロールとが対向する対向位置を通過すると記録媒体の先端の把持を解除する把持部と、
    前記把持部による把持が解除された記録媒体へ向く方向とは異なる方向に空気を吹き付けて前記加圧ロールを冷却する吹付け部と、
    を備える定着装置。
  2. 前記加圧ロールは、下側から前記加熱ロールに対向しており、
    前記吹付け部は、前記加圧ロールの回転中心に対して下方側の部分の前記加圧ロールに空気を吹き付ける、
    請求項1に記載の定着装置。
  3. 前記吹付け部は、前記加圧ロールの回転方向に空気が流れるように前記加圧ロールに空気を吹き付ける、
    請求項2に記載の定着装置。
  4. 前記吹付け部は、水平方向に対して下方向に空気を吹き付ける、
    請求項3に記載の定着装置。
  5. 前記加圧ロールの回転方向において、前記対向位置に対して下流側で、かつ、前記吹付け部によって空気が吹き付けられる部分の前記加圧ロールに対して上流側には、前記吹付け部によって前記加圧ロールに吹き付けられた空気が、前記加圧ロールの外周面に沿って流れて記録媒体において前記対向位置を通過した部分へ至るのを抑制する抑制部材を備える、
    請求項2に記載の定着装置。
  6. 前記加圧ロールの外周面には、前記把持部が収容される凹状の収容部が形成されており、
    前記加圧ロールの回転方向において、前記対向位置に対して下流側で、かつ、前記吹付け部によって空気が吹き付けられる部分の前記加圧ロールに対して上流側に配置され、回転する前記収容部と対向する対向部が形成された形成部材を備える、
    請求項2に記載の定着装置。
  7. 前記対向部が前記収容部と対向した状態で、前記加圧ロールの径方向の外側から前記形成部材を見ると、前記対向部は、前記収容部を全部覆っている、
    請求項6に記載の定着装置。
  8. 記録媒体にトナー画像を転写する転写部と、
    記録媒体に転写されたトナー画像を記録媒体に定着する請求項1~7の何れか1項に記載の定着装置と、
    を備える画像形成装置。

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