JP5454243B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。

従来より、プリンタ、複写機などとして電子写真方式の画像形成装置が知られている。この類の画像形成装置では、定着装置を構成する一対の定着部材の圧接部（定着ニップ部）に用紙を通過させるとともにトナーに熱を与えることにより、用紙に転写されたトナー画像を定着している。加熱および加圧により定着を行う関係上、定着ニップ部を通過した用紙が定着部材に巻き付いたまま排出され、定着部材から分離しないという不都合が生じることがある。

例えば、特許文献１には、空気を吹き付けることにより、定着部材から用紙を分離する分離部を備える定着装置が開示されている。具体的には、分離部は、圧縮空気を収容する圧縮容器と、圧縮容器からの空気の流通を制御する弁および弁制御部と、定着ニップ部の用紙排紙側に開口部先端を配置した主管路とを備える。弁制御部により弁を解放することで、圧力容器の圧縮空気が主管路の先端から噴出される。この主管路には、主管路内の残圧を減少するために、一方の端部が開放された副管路が接続されている。そして、用紙剥離の際には、主管路のバルブを開き空気を噴出し、所定時間経過後に当該バルブを閉じるとともに副管路に設けられたバルブを開く。これにより、主管路の圧力が減少し、残圧による空気流を減少することができるので、定着部材の表面温度の低下を軽減することができる。

特開２００８−１０２４０８号公報

ところで、特許文献１に開示された分離部の構成は、圧縮空気を収容するための圧縮容器を必要としていることから、長期間の使用に際しては、容器自体の容量を増大するか、新たなものに取り替える必要が生じるが、前者の場合は装置の大型化、後者の場合はコスト増に繋がってしまう。このようなことから、比較的簡単な送風可能な手段として、機内あるいは機外の空気を送風する回転ファンを備えたものも開発されている。
しかしながら、回転ファンで送風する場合においては、回転ファンから定着部材に空気を導くダクト内の雰囲気が逆方向（用紙を分離するための通風方向とは逆の方向）に流れたり、定着部材周囲の雰囲気が開口されたダクトの先端から流れ込んだりすることで、回転ファンの劣化要因となる。特に、トナー画像の定着時に用紙から発生する水蒸気が回転ファンに流入すると、回転ファンが破損する虞もある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、分離用の風を送風する送風手段の劣化を抑制することが可能な定着装置および画像形成装置を提供することにある。

かかる課題を解決するために、第１の発明は、一対の定着部材を圧接することにより形成される定着ニップ部に用紙を通過させて、当該用紙上に転写されたトナー画像に熱源からの熱を与えることにより、用紙にトナー画像を定着させる定着部と、定着ニップ部における用紙の排紙側から用紙に気体を吹き付けることにより定着部材から用紙を分離する分離部と、遮断制御手段と、を有する定着装置を提供する。この場合、分離部は、回転するファンにより気体を送風する送風手段と、送風手段から送られる気体を定着部材へと導くダクトと、ダクト内の雰囲気が送風手段へ流入することを抑制する遮断手段と、を有し、遮断手段は、ダクトの流路を開放する開状態と、当該流路を閉塞する閉状態とに可動する遮断部材と、遮断部材を駆動する駆動手段と、を有し、遮断制御手段は、送風手段の動作状態に応じて駆動手段を制御することで、送風手段の送風動作の停止中に、ダクト内の雰囲気が送風手段へ流入することを抑制する。また、分離部は、用紙の幅方向にそって複数設けられており、遮断制御手段は、駆動手段のそれぞれを独立して制御可能である。

ここで、第１の発明において、遮断制御手段は、送風手段が動作している場合、駆動手段を制御して遮断部材を開状態に設定し、送風手段が動作を停止している場合、駆動手段を制御して遮断部材を閉状態に設定することが好ましい。

また、第２の発明は、一対の定着部材を圧接することにより形成される定着ニップ部に用紙を通過させて、当該用紙上に転写されたトナー画像に熱源からの熱を与えることにより、用紙にトナー画像を定着させる定着部と、定着ニップ部における用紙の排紙側から用紙に気体を吹き付けることにより定着部材から用紙を分離する分離部と、遮断制御手段と、を有する定着装置を提供する。この場合、分離部は、回転するファンにより気体を送風する送風手段と、送風手段から送られる気体を定着部材へと導くダクトと、ダクト内の雰囲気が送風手段へ流入することを抑制する遮断手段と、を有し、遮断手段は、ダクトと送風手段との間の流路を画定して相互に連通する閉状態と、ダクト側から流入した雰囲気を送風手段に到達する前に外部へと排気する開状態とに可動する遮断部材と、遮断部材を駆動する駆動手段と、を有し、遮断制御手段は、送風手段の動作状態に応じて駆動手段を制御することで、送風手段の送風動作の停止中に、ダクト内の雰囲気が送風手段へ流入することを抑制する。また、分離部は、用紙の幅方向にそって複数設けられており、遮断制御手段は、駆動手段のそれぞれを独立して制御可能である。

ここで、第２の発明において、遮断制御手段は、送風手段が動作している場合、駆動手段を制御して遮断部材を閉状態に設定し、送風手段が動作を停止している場合、駆動手段を制御して遮断部材を開状態に設定することが好ましい。

また、第３の発明は、一対の定着部材を圧接することにより形成される定着ニップ部に用紙を通過させて、当該用紙上に転写されたトナー画像に熱源からの熱を与えることにより、用紙にトナー画像を定着させる定着部と、定着ニップ部における用紙の排紙側から用紙に気体を吹き付けることにより定着部材から用紙を分離する分離部と、を有する定着装置を提供する。この場合、分離部は、回転するファンにより気体を送風する送風手段と、送風手段から送られる気体を定着部材へと導くダクトと、ダクト内の雰囲気が送風手段へ流入することを抑制する遮断手段と、を有し、遮断手段は、ダクトと送風手段との間の流路を画定して相互に連通する閉状態と、ダクト側から流入した雰囲気を送風手段に到達する前に外部へと排気する開状態とに可動する遮断部材と、遮断部材を駆動する駆動手段と、を有し、送風手段の送風動作の停止中に、ダクト内の雰囲気が送風手段へ流入することを抑制する。

さらに、第１の発明から第３の発明において、遮断部材は、断熱性を有する材料から形成されることが好ましい。

また、第４の発明は、トナー画像を用紙に転写する画像形成ユニットと、画像形成ユニットによってトナー画像が転写された用紙を対象として、当該用紙にトナー画像を定着させる、第１から第３の発明のいずれかに記載された定着装置と、を有することを特徴とする画像形成装置を提供する。

また、第４の発明において、遮断部材は、画像形成ユニットの動作に連動して開状態と閉状態とが切替可能であってもよい。

また、第４の発明において、定着装置は、装置本体から引き出し可能に構成されていてもよい。この場合、遮断部材は、定着装置の引き出しに対応して閉状態に設定されることが好ましい。

本発明によれば、可動式の遮断部材により、ダクト内の雰囲気が回転するファンにより気体を送風する送風手段へ流入することが抑制される。これにより、送風手段の劣化要因を低減させることができる。

第１の施形態にかかる画像形成装置１の構成を模式的に示す説明図 定着装置５０を示す断面図 分離部５６を構成する送風ファン５７および断熱部材５９を示す斜視図 図３に示す送風ファン５７および断熱部材５９を取り除いた状態の定着装置５０を模式的に示す斜視図 画像形成装置１の制御系を概略的に示すブロック図 遮断機構の制御フローチャート 第２の実施形態にかかる定着装置５０および分離部５６の構成を模式的に示す断面図 第３の実施形態にかかる定着装置５０および分離部５６の構成を模式的に示す断面図

（第１の実施形態）
図１は、第１の施形態にかかる画像形成装置１の構成を模式的に示す説明図である。画像形成装置１は、例えば複写機といった電子写真方式の画像形成装置であり、複数の感光体を一本の中間転写ベルトに対面させて縦方向に配列することによりフルカラーの画像を形成する、いわゆる、タンデム型カラー画像形成装置である。

この画像形成装置１は、原稿読取部１０、露光部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ、画像形成部３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ、中間転写部４０、定着装置５０、排紙反転部７０、再給紙部８０、給紙部９０を主体に構成され、これらが一つの筐体内に収められている。

原稿読取部１０は、その上部に自動原稿送り装置ＡＤＦを備えている。自動原稿送り装置ＡＤＦの原稿載置台１５に載置された原稿Ｄは、一枚ずつ分離され原稿搬送路に送り出され、搬送ドラム１６により搬送される。第１搬送ガイドＧ１および原稿排出ローラ１７は、搬送ドラム１６により搬送された原稿Ｄを原稿排出トレイ１８に排出する。

原稿読取部１０は、原稿画像読取位置ＲＰにおいて、搬送ドラム１６により搬送中の原稿Ｄの画像を読み取る。具体的には、原稿画像読取位置ＲＰにおいて原稿Ｄの画像がランプＬにて照射される。照射による反射光は第１ミラーユニット１１、第２ミラーユニット１２、レンズユニット１３によって導かれて撮像素子ＣＣＤの受光面に結像する。撮像素子ＣＣＤは入射した光を光電変換して所定の画像信号を出力する。画像読取制御部１４は、出力された画像信号に対してＡ／Ｄ変換、シェーディング補正、圧縮等の処理を施し、この処理により得られるデータを入力画像データとして制御部（図示せず）の記憶部に格納する。記憶部に格納された入力画像データには、ユーザにより設定されている条件により適宜な画像処理が施されて、出力画像データが生成される。なお、入力画像データとしては、原稿読取部１０で読み取ったものに限られず、例えば、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置から受信したものであってもよい。

露光部２０Ｙ〜２０Ｋは、図示しないレーザ光源、ポリゴンミラー、複数のレンズ等から構成され、レーザビームを生成する。露光部２０Ｙ〜２０Ｋは、出力画像データを基に制御部から出力される出力情報に対応して、画像形成部３０Ｙ〜３０Ｋの構成要素である感光体３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの表面をレーザビームにより走査露光する。レーザビームの走査露光により、感光体３１Ｙ〜３１Ｋには潜像が形成される。

画像形成部３０Ｙは、感光体３１Ｙと、その周辺に配置されている、主帯電部３２Ｙ、現像部３３Ｙ、第１転写ローラ３４Ｙおよびクリーニング部３５Ｙとから構成される。他の画像形成部３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋも画像形成部３０Ｙと同様な構成であり、感光体３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの周辺に、主帯電部３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ、現像部３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋ、第１転写ローラ３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋ、クリーニング部３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋがそれぞれ配置されている。

感光体３１Ｙ〜３１Ｋは、主帯電部３２Ｙ〜３２Ｋによりその表面が一様に帯電させられる。現像部３３Ｙ〜３３Ｋは、トナーで現像することによって感光体３１Ｙ〜３１Ｋ上の潜像を顕像化する。これにより、各感光体３１Ｙ〜３１Ｋ上にはトナー画像が形成される。

第１転写ローラ３４Ｙ〜３４Ｋは、感光体３１Ｙ〜３１Ｋ上に形成されたトナー画像を中間転写部４０の中間転写ベルト４１上の所定位置に逐次転写する。クリーニング部３５Ｙ〜３５Ｋは、トナー画像の転写を終えた感光体３１Ｙ〜３１Ｋの表面に残留するトナーを除去する。

中間転写部４０の第２転写ローラ４２は、中間転写ベルト４１上に転写されたトナー画像を用紙Ｐに転写する。転写に供される用紙Ｐは給紙部９０のトレイＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３から供給され、給紙ローラ９１によってタイミングが取られつつ第２転写ローラ４２へと送られる。ベルトクリーニング部４３は用紙Ｐへのトナー画像の転写を終えた中間転写ベルト４１の表面を清掃し、清掃された中間転写ベルト４１は次の画像転写に供される。

トナー画像を担持した用紙Ｐは定着装置５０に送られ、定着装置５０は用紙Ｐを加圧加熱することによってトナー画像を用紙Ｐへ定着させる。なお、定着装置５０の詳細については、後述する。

排紙反転部７０は、定着装置５０による定着処理を終えた用紙Ｐを搬送して排紙トレイ７５へ排出する。用紙Ｐを表裏反転して排出する場合、排紙ガイド７２は、一旦、用紙Ｐを下方に導く。排紙反転ローラ７３は用紙Ｐの後端を挟持した後に当該用紙Ｐを反転搬送し、そして、排紙ガイド７２が用紙Ｐを排紙ローラ７４へ導くことで用紙Ｐが排紙トレイ７５へ排出される。

なお、用紙Ｐの裏面にも画像形成を行う場合、排紙ガイド７２は、表面のトナー画像の定着処理を終えた用紙Ｐを下方にある再給紙部８０に搬送する。再給紙反転ローラ８１は用紙Ｐの後端を挟持した後に逆送することによって用紙Ｐを反転させて、再給紙搬送路８２に送り出す。これにより、用紙Ｐが裏面への画像形成に供される。

図２は、定着装置５０を模式的に示す断面図である。定着装置５０は、定着部５１と、分離部５６とで構成されている。この定着装置５０は、図示しないレール部材の案内で装置から引き出し可能に構成されている。

定着部５１は、加熱ローラ５２、定着ローラ５３、無端状の定着ベルト５４および加圧ローラ５５を主体に構成されている。加熱ローラ５２および定着ローラ５３は、所定の距離を離間して配置されており、これらのローラ５２，５３の間には、定着ベルト５４が掛け渡されている。加圧ローラ５５は、定着ベルト５４と定着ローラ５３とが接触している領域において定着ベルト５４と圧接した状態で配置されており、定着ベルト５４と加圧ローラ５５との圧接部には定着ニップ部ＮＰが形成されている。

用紙Ｐは、定着対象となる面（未定着なトナー画像を担持する面）が定着ベルト５４と向き合う格好で搬送されており、用紙Ｐの搬送過程において定着ニップ部ＮＰを通過する。これにより、定着ベルト５４（定着ローラ５３）および加圧ローラ５５による加圧および定着ベルト５４の有する熱の作用を通じて、用紙Ｐへのトナー画像の定着が行われる。トナー画像の定着が行われた用紙Ｐは、排紙ローラ６０により排出される。

加熱ローラ５２は、例えば、円筒形の鋼鉄やアルミニウムのパイプの表面に、定着ベルト５４との磨耗防止のためのコート層（例えば、フッ素樹脂）が積層されて構成されている。加熱ローラ５２の内部には、定着ベルト５４の加熱用、すなわち、用紙Ｐ上のトナー画像を熱定着させるための熱源であるヒータ５２ａが内蔵されている。このヒータ５２ａからの輻射熱により加熱ローラ５２が加温され、この加熱ローラ５２の有する熱が定着ベルト５４へと伝達される。加熱ローラ５２は、図示しない駆動手段（例えば、モータ）から動力が伝達されることにより回転駆動し、この加熱ローラ５２の回転に応じて定着ベルト５４を回転駆動する。加熱ローラ５２は、用紙Ｐの通過速度に合わせて定着ベルト５４を回転駆動する。

定着ローラ５３は、円柱形の鋼鉄やアルミニウムの表面に、シリコーンゴムやスポンジ等の弾性層が積層されて構成されている。本実形態において、定着ローラ５３は、ヒータ５２ａの熱によって直接的に加熱されない構成となっている。

定着ベルト５４は、耐熱層、弾性層、コート層等が積層されて構成される無端ベルトであり、可撓性を備えている。本実施形態では、ヒータ５２ａの熱によって加熱ローラ５２が直接的に熱せられ、加熱ローラ５２の熱が定着ベルト５４に伝わり、これにより、定着ベルト５４が定着温度に加熱される。

加圧ローラ５５は、円筒形の鋼鉄やアルミニウムのパイプの表面にシリコーンゴム等の弾性層とフッ素樹脂等による離型層等が積層されて構成されている。なお、加圧ローラ５５は、加熱ローラ５２と同様にヒータを内蔵しており、熱定着のため熱を補助的に与えることができるように構成されている。

分離部５６は、送風ファン５７と、ダクト５８と、断熱部材５９と、遮断機構とを主体に構成されている。送風ファン５７とダクト５８とは断熱部材５９を介して相互に接続されており、断熱部材５９は送風ファン５７からダクト５８への空気の送入を妨げることがないように相互間を連通状態で接続している。なお、遮断機構の詳細については後述する。

分離部５６は、ダクト５８の先端部（後述する吹出口５８ｃ）が定着ニップ部ＮＰにおける用紙Ｐの排紙側に臨むように、用紙Ｐの搬送経路ＦＰにおいて定着部５１よりも下流側に配置されている。送風ファン５７から送風された空気は、ダクト５８の内部を流れた後に吹出口５８ｃより排出され、吹出口５８ｃから吹き付けられる空気（分離風）の風圧により用紙Ｐが定着ベルト５４から分離される。本実施形態では、このような分離部５６が、用紙幅方向（用紙搬送方向に対して直行する方向）にかけて３つ横並びに配置されている。

図３は、分離部５６を構成する送風ファン５７および断熱部材５９を示す斜視図であり、図４は、図３に示す送風ファン５７および断熱部材５９を取り除いた状態の定着装置５０を示す斜視図である。送風ファン５７は、回転するファンにより空気を送風するものであり、具体的には、多数の前向き羽根を回転可能に備える多翼ファンである。この送風ファン５７は、空気取込口５７ａから機外の空気を本体内部へと取り込み、この取り込んだ空気を空気送風口５７ｂから送風する。本実施形態の送風ファン５７は、これ単体で空気を送風したり、空気の送風を停止したりすることができるようになっている。送風ファン５７は、定着部５１および分離部５６の一部（ダクト５８）を収容する筐体の外壁面（本実施形態では、上壁面５０ａ）に配置されている。具体的には、送風ファン５７は、後述する断熱部材５９を空気取込口５７ａに取り付けた上で、筐体の上壁面５０ａに設けられた３つの開口部５０ｂに対応して筐体の上壁面５０ａに取り付けられている。送風ファン５７の配置は、送風ファン５７が空気を本体内部に取り込む関係上、これを筐体の外部に配置した方が都合がよいこと、送風ファン５７から定着ベルト５４までの距離（分離風の道程距離）を短くしたいこと、ダクト５８を加熱ローラ５２（熱源５２ａ）の近傍に配置したいといった種々の設計要求を考慮して決定される。なお、送風ファン５７の形状・構成は上記に限定されず、空気を送る機能を満たせるファンであればどういった形状・構成を採用しても構わない。また、送風ファン５７は、機外の空気ではなく、機内の空気を送風してもよく、また、空気以外の気体を送風してもよい。

ダクト５８は、アルミニウムなどの金属製の断面矩形状のダクトであり、加熱ローラ５２（熱源５２ａ）と近接する位置に配置されている。ダクト５８は、これを機能的に捉えた場合、空気が送入される送入口５８ａと、空気を導く通風ガイド部５８ｂと、空気を吹き出す吹出口５８ｃとで構成されている。送入口５８ａから送入された空気は通風ガイド部５８ｂにより導かれ、吹出口５８ｃから排出される。

送入口５８ａは、送風ファン５７の空気送風口５７ｂと形状的に対応して構成されており、筐体の上壁面５０ａに設けられた開口部５０ｂに取り付けられている。吹出口５８ｃは、定着ニップ部ＮＰの排紙側の正面（用紙Ｐの搬送経路ＦＰ上）よりも定着ベルト５４側へとシフトした位置、かつ、ベルト接線方向から定着ベルト５４へと空気を吹き出すような位置に配置されている。このような吹出口５８ｃの配置は、定着ニップ部ＮＰにおいて用紙Ｐと接触する定着ベルト５４および加圧ローラ５５のうち、用紙Ｐの定着対象となる面と接触する定着ベルト５４の方が、用紙Ｐの巻き付き傾向が強いとの知得に基づくものである。また、吹出口５８ｃは、用紙Ｐの幅方向ＣＤ（用紙の搬送方向に対して直行する方向）を長手方向とする細長の開口形状に形成されている。細長の開口形状により、吹出口５８ｃは分離風を用紙幅方向に拡散することが可能となり、用紙幅方向における風量ムラを抑制することができる。

ダクト５８において、通風ガイド部５８ｂを構成するダクト壁面、具体的には、加熱ローラ５２と対向するダクト壁面（以下「対向壁面」という）５８ｄの外面側には、黒色の塗装が施されている。この対向壁面５８ｄは、加熱ローラ５２と向き合っているため、加熱ローラ５２からの輻射熱（ヒータ５２ａに起因した輻射熱）を受ける熱受面となる。また、この対向壁面５８ｄの外面側に黒色の塗装が施されることにより、加熱ローラ５２からの輻射熱の吸収効率を高めるような工夫が施されている。ダクト５８は、熱受面（対向壁面５８ｄ）により輻射熱を受けることにより、この熱を通風ガイド部５８ｂの内部を流れる空気（分離風）と熱交換し、これにより、分離風を加温することができる。

断熱部材５９は、送風ファン５７の空気送風口５７ｂおよびダクト５８の送入口５８ａに対応する貫通領域を内部に備える枠形状の部材であり、熱伝達を抑制する部材、換言すれば、断熱性を有する部材（例えば、発泡ウレタン）で形成されている。この断熱部材５９は、ダクト５８と送風ファン５７との間に介在して相互間を連通状態で接続している。

図２に示すように、本実施形態の特徴の一つとして、分離部５６には、定着装置５０の筐体の上壁面５０ａに形成された３つの開口部５０ｂに対応して、遮断機構がそれぞれ設けられている。この遮断機構は、可動式の遮断部材６１と、駆動部６２とで構成されおり、送風ファン５７が送風を停止しているシーンにおいてダクト５８内の雰囲気（空気や水蒸気を含むガス（以下「内部ガス」という））が送風ファン５７へ流入することを抑制する。

遮断部材６１は、例えば、断熱性を有する板状部材で構成されており、ダクト５８の送入口５８ａ（定着装置５０の筐体の開口部５０ｂ）に設けられている。この遮断部材６１には、例えば、電動モータといった遮断駆動部６２（図５に図示）に駆動されることにより、送風方向と直行する方向にスライド自在に構成されている。遮断部材６１は、このスライドを通じて、ダクト５８の流路（送入口５８ａ）を開放する開状態と、この送入口５８ａを閉塞する閉状態とに可動する。なお、図４は、遮断部材６１が閉状態に設定されている状態を示している。

図５は、本実施形態にかかる画像形成装置１の制御系を概略的に示すブロック図である。画像形成装置１の制御系は、画像形成制御部２と、定着制御部３とを主体に構成されている。画像形成制御部２と、定着制御部３とは相互に通信可能に構成されている。

画像形成制御部２は、例えばＣＰＵで構成されており、画像形成装置１の各部を制御することにより、以下に示す一連のプロセスを実行し、これにより、搬送される用紙Ｐにトナー画像を転写する。
（１）感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋを帯電させる
（２）露光部１５Ｙ〜１５Ｋにより感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋ上に静電潜像を形成する（３）形成された静電潜像にトナーを付着させる
（４）感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋ上のトナー画像を中間転写ベルト２３に一次転写させる
（５）用紙Ｐを搬送する
（６）中間転写ベルト２３上のトナー画像を用紙Ｐに二次転写させる

定着制御部３は、例えば、ＣＰＵで構成されており、定着装置５０の各部を制御することにより、用紙Ｐへのトナー画像の定着を制御する。この定着制御部３は、これを機能的に捉えた場合、主制御部３ａと、ファン制御部３ｂと、遮断制御部３ｃとを有している。主制御部３ａと、ファン制御部３ｂと、遮断制御部３ｃとは双方向で通信可能に構成されている。

主制御部３ａは、画像形成制御部２からの信号に基づいて、ヒータ５２ａを制御することにより、熱定着処理における定着温度を管理する。また、主制御部３ａは、画像形成制御部２からの信号に基づいて、加熱ローラ５２および加圧ローラ５５の回転タイミングおよび回転速度をそれぞれ制御する。さらに、主制御部３ａは、画像形成制御部２からの信号に基づいて、ファン制御部３ｂに制御信号を出力したり、遮断制御部３ｃに制御信号を出力したりする。

ファン制御部３ｂは、主制御部３ａからの制御信号に基づいて、送風ファン５７の動作タイミングや送風量を制御する。また、ファン制御部３ｂは、主制御部３ａからの制御信号から特定される用紙Ｐのサイズに応じて、３つの送風ファン５７のうち、いずれの送風ファン５７を動作させるか決定することができる。例えば、用紙Ｐのサイズが小さいシーンでは、中央の送風ファン５７のみを動作させ、両端に位置する２つの送風ファン５７は動作させず、また、用紙Ｐのサイズが大きいシーンでは、全ての送風ファン５７を動作させるといった如くである。

遮断制御部３ｃは、主制御部３ａからの制御信号またはファン制御部３の制御状態に基づいて遮断駆動部６２を制御し、これにより、遮断部材６１の状態切替を行う。具体的には、ファン制御部３ｂによる制御の詳細は、送風ファン５７の動作に応じて遮断駆動部６２を制御し、これにより、遮断部材６１の状態切替（閉状態および開状態の切替）を行う。この場合、遮断制御部３ｃは、３つの遮断部材６１に対応する遮断駆動部６２のそれぞれを独立して制御可能であり、３つの送風ファン５７の動作に応じて３つの遮断部材６１の状態切替を選択的に行うことができる。送風ファン５７の動作に応じた制御手法の詳細については、図６に示すフローチャートに基づいて後述する。

なお、遮断制御部３ｃは、かかる制御以外にも、画像形成装置１からの定着装置５０の引き出し、あるいは、これに準ずる動作（ロック機構の解除など）を検知することにより主制御部３ａが出力されるトリガー信号に基づいて遮断駆動部６２を制御し、これにより、遮断部材６１を閉状態へと設定することができる。

図６は、本実施形態にかかる遮断機構の制御フローチャートである。このフローチャートに示す処理は、所定周期で呼び出され、遮断制御部３ｃにより実行される。

ステップ１（Ｓ１）において、遮断制御部３ｃは、制御フラグFlagが「１」であるか否かを判断する。この制御フラグFlagは、遮断部材６１の開閉状態を示すためのフラグであり、遮断部材６１が開状態に制御されている場合に「０」がセットされ、遮断部材６１が閉状態に制御されている場合に「１」がセットされる。

このステップ１において否定判定された場合、すなわち、制御フラグFlagが「０」にセットされている場合には、ステップ２（Ｓ２）に進む。一方、ステップ１において肯定判定された場合、すなわち、制御フラグFlagが「１」にセットされている場合には、後述するステップ５（Ｓ５）に進む。

ステップ２において、遮断制御部３ｃは、主制御部３ａからの制御信号を参照し、送風ファン５７の停止指令が出力されたか否かを判断する。このステップ２において肯定判定された場合、すなわち、停止指令が出力された場合には、ステップ３（Ｓ３）に進む。一方、ステップ２において否定判定された場合、すなわち、停止指令が出力されていない場合には、本ルーチンを抜ける。

ステップ３において、遮断制御部３ｃは、閉塞制御を行う。具体的には、遮断制御部３ｃは、遮断駆動部６２を制御することにより、遮断部材６１を閉状態に設定する。これにより、ダクト５８の送入口５８ａが閉塞される。

ステップ４（Ｓ４）において、遮断制御部３ｃは、制御フラグFlagを「１」にセットした上で本ルーチンを抜ける。

ステップ５において、遮断制御部３ｃは、主制御部３ａからの制御信号を参照し、送風ファン５７の作動指令が出力されたか否かを判断する。このステップ５において肯定判定された場合、すなわち、作動指令が出力された場合には、ステップ６（Ｓ６）に進む。一方、ステップ５において否定判定された場合、すなわち、停止指令が出力されていない場合には、本ルーチンを抜ける。

ステップ６において、遮断制御部３ｃは、開放制御を行う。具体的には、遮断制御部３ｃは、遮断駆動部６２を制御することにより、遮断部材６１を開状態に設定する。これにより、ダクト５８の送入口５８ａが開放される。

ステップ７（Ｓ７）において、遮断制御部３ｃは、制御フラグFlagを「０」にセットした上で本ルーチンを抜ける。

このように本実施形態によれば、送風ファン５７から送風された空気がダクト５８の内部を流れる過程において、熱受面が受ける熱により空気を加温することができる。これにより、低温の分離風が吹き付けられることにより、定着温度を低下させるといった事態を抑制することができる。また、送風ファン５７を用いることにより、断続的な空気を吐出するケースと比較して一定風量の空気を連続的に送風することができるので、空気の吹き付けを安定的に行うことができる。これにより、定着温度が不安定となるといった事態を抑制することができる。

また、本発明の特徴の一つとして、定着装置５０は、遮断機構（遮断手段）を備えている。送風ファン５７を構成する部品のうち、多数の前向き羽根を回転可能に支持するベアリングや、駆動回路に搭載されたコンデンサといった電子部品は高温環境に弱く、送風ファン５７の劣化要因となる。分離風が停止しているシーンでは、ダクト５８内の温められた内部ガスが送風ファン５７へと流入してしまい、送風ファン５７の劣化へと繋がるおそれがある。また、送風ファン５７の内部の雰囲気温度が定着温度より低いため、内部ガスが送風ファン４７へと流入した場合には、送風ファン５７の内部で結露が生じる虞があり、この結露も送風ファン５７の劣化に繋がる可能性がある。しかしながら、本実施形態によれば、可動式の遮断機構により、ダクト５８内の内部ガスが送風ファン５７へ流入することを抑制している。これにより、送風ファン５７の劣化要因を低減させることができるので、送風ファン５７、ひいては定着装置５０の長寿命化を達成することができる。

また、この遮断機構は、送風ファン５７の送風動作の停止中に、ダクト５８内の雰囲気が送風ファン５７へ流入することを抑制している。具体的には、遮断部材６１は、遮断制御部３ｃが送風ファン５７の送風動作の停止に対応して遮断駆動部６２を制御することにより、ダクト５８の流路（送入口５８ａ）を開放する開状態から送入口５８ａを閉塞する閉状態へと設定される。これにより、送風ファン５７からの分離風が停止しているシーンであっても、ダクト５８が閉塞しているため、ダクト５８内の温められた内部ガスが送風ファン５７へと流入するといった事態を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、送風ファン５７が定着装置５０の筐体の周囲（上壁面５０ａ）に配置されている。送風ファン５７は、コンプレッサなどと比較して圧縮比が小さいため、分離風の道程距離が長い程、用紙Ｐの分離に際して十分な風速を得ることができない可能性もある。しかしながら、本実施形態によれば、かかる配置形態により、送風ファン５７から定着ベルト５４までの距離（分離風の道程距離）を短くすることができる。これにより、用紙Ｐの分離に際して十分な風速（風圧）を得ることができる。

また、本実施形態によれば、ダクト５８および送風ファン５７は、断熱部材６１により、ダクト５８と送風ファン５７との間の熱の伝達を抑制することができる。また、遮断部材６１が断熱性を有することにより、この遮断部材６１によってもダクト５８と送風ファン５７との間の熱の伝達を抑制することができる。したがって、熱受面の影響によりダクト５８の温度が上昇した場合であっても、ダクト５８の熱が送風ファン５７側に伝達してその温度が上昇するといった不都合を抑制することができる。これにより、送風ファン５７の劣化要因を低減させることができる。

また、本実施形態によれば、定着装置５０の引き出し時には、遮断部材６１は閉状態となるように設定されている。これにより、定着装置５０の引き出し時にも、ダクト５８を閉塞することができるので、ダクト５８の送入口５８ａから装置の内部に異物等が混入するといった事態を抑制することができる。

なお、上述した実施形態では、可動式の遮断部材６１をダクト５８の送入口５８ａに設けているが、本実施形態はこれに限定されない。すなわち、遮断部材６１は、ダクト５８内の雰囲気が送風ファン５７（具体的には、熱等により劣化を受ける部位）へ流入することを抑制する位置に配置されていれば足りる。すなわち、遮断部材６１は、送風ファン５７の一部（例えば、空気送風口５７ｂ）に設けてもよい。また、遮断部材６１は、ダクト５８の中間部位や、吹出口５８ｃに設けてもよい。遮断部材６１をダクト５８の送入口５８ａよりも下流側（分離風を基準とした下流側）に設けた場合には、遮断部材６１よりも上流側に存在する内部ガスが送風ファン５７側へと僅かに流入する可能性がある。しかしながら、ダクト５８が遮断部材６１によって閉塞されるため、遮断部材６１よりも下流側の暖かい内部ガスおよび定着ニップ部ＮＰの周囲の雰囲気の上昇を抑制することができるので、遮断部材６１を設けないケースと比較して、送風ファン５７側へ内部ガスの流入を抑制することができる。これにより、送風ファン５７の劣化要因を低減させることができる。なお、この点については、後述する実施形態においても同様である。

上述した実施形態では、熱受面に相当する対向壁面５８ｄに集熱効果を高めるために、黒色の塗装ＢＰを施している。しかしながら、塗装ＢＰを施すことにより集熱効果を高めることができるのであれば、黒色に限定されず、種々の色の塗装を施してもよい。本明細書では、このような集熱効果を高めることができる塗装ＢＰを黒色系の塗装として総称する。

本実施形態では、定着部５１と対向するダクト壁面（対向壁面５８ｄ）を熱受面としているが、熱受面はこれに限定されない。すなわち、定着部５１からの輻射熱を受けることができる面であればこれを熱受面として用いることができる。

また、本実施形態では、遮断部材６１は、送風ファン５７の動作に応じて状態切替が行われるが、定着装置５０や、画像形成装置１の動作（例えば、装置の運転停止や起動）に連動して状態切替を行ってもよい。

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態にかかる定着装置５０および分離部５６の構成を模式的に示す断面図である。第２の実施形態にかかる分離部５６が、第１の実施形態のそれと相違する点は、ダクト５８内の内部ガスが送風ファン５７へ流入することを抑制する遮断機構の構成である。なお、第１の実施形態と重複する構成については説明を省略することとし、以下相違点を中心に説明を行う。

本実施形態において、送風ファン５７は、補助ダクト６３を介してダクト５８と接続されている。この場合、断熱部材５９は、図７に示すようにダクト５８と補助ダクト６３との間に介在させてもよいし、送風ファン５７と補助ダクト６３との間に介在させてもよい。また、補助ダクト６３を断熱性に有する部材から形成した場合には、これを断熱部材５９と利用することにより、当該断熱部材５９を設けないとした構成としてもよい。

補助ダクト６３は、略Ｌ字形状を有しており、水平方向から送入された空気を下方へと方向変換して、ダクト５８の送入口５８ａへと導くように構成されている。それ故、本実施形態では、送風ファン５７は、第１の実施形態のように鉛直上方からダクト５８へと空気を送風する構成とはなっておらず、ダクト５８の送入口５８ａを含む面と平行な方向から空気を送風するように配置されている。

この補助ダクト６３には、ダクト５８側から流入した内部ガスを送風ファン５７に到達する前に外部へと導き出す排気口６３ａを備えている。内部ガスは加温されているため、上方へと移動する関係上、排気口６３ａは、ダクト５８の送入口５８ａの鉛直上方に対応する補助ダクト６３の所定領域に設けられている。

排気口６３ａには、排気口６３ａを開放する開状態と、この排気口６３ａを閉塞する閉状態とに可動する遮断部材６４が設けられており、この遮断部材６４は、例えば、モータといった遮断駆動部（図示せず）により駆動される。この遮断駆動部は、第１の実施形態と同様に、遮断制御部３ｃにより制御される。

このように本実施形態によれば、遮断部材６４は、遮断制御部３ｃが送風ファン５７の送風動作の停止に対応して遮断駆動部６２を制御することにより、排気口６３ａを閉塞する閉状態から排気口６３ａを開放する開状態へと設定される。かかる構成によれば、ダクト５８側から流入した内部ガスを、排気口６３ａを介して送風ファン５７に到達する前に外部へと排気することができる。これにより、送風ファン５７からの分離風が停止しているシーンであっても、ダクト５８内の温められた内部ガスが送風ファン５７へと流入するといった事態を抑制することができる。これにより、送風ファン５７の劣化要因を低減させ、送風ファン５７、ひいては定着装置５０の長寿命化を達成することができる。

本実施形態に示すように、遮断機構は、ダクトを閉塞するような構成に限らず、内部ガスを外部に排出するといった手法や、種々の手法でダクト５８内の内部ガスが送風ファン５７へ流入することを抑制する構成を含むことができる。

なお、上述した実施形態では、補助ダクト６３に排気口６３ａを設けている。しかしながら、本実施形態は、かかる形態に限定されるものではない。例えば、補助ダクト６３を設けずに、送風ファン５７とダクト５８との間に可動式の蓋状の遮断部材を設け、当該遮断部材を遮断駆動部６２により駆動してもよい。この場合、この蓋状の遮断部材は、前述の如く、ダクト５８と送風ファン５７との間の流路を確定して相互に連通する閉状態と、ダクト５８側から流入した内部ガスを送風ファン５７に到達する前に外部へと排気する開状態とに可動する構成とすればよい。

（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態にかかる定着装置５０および分離部５６の構成を模式的に示す断面図である。第２の実施形態にかかる分離部５６が、第１の実施形態のそれと相違する点は、ダクト５８内の内部ガスが送風ファン５７へ流入することを抑制する遮断機構の構成である。具体的には、第１の実施形態では、電気的な駆動力により遮断部材を可動するものであるが、本実施形態の遮断部材は、機械的な仕組みにより遮断部材を可動することである。なお、第１の実施形態と重複する説明は省略することとし、以下相違点を中心に説明を行う。

具体的には、ダクト５８の送入口５８ａの対向壁面５８ｄ側の縁部には、図示しないヒンジ機構により回動可能な状態で遮断部材６５が設けられている。遮断部材６５は、送入口５８ａの内周形状と対応する外形形状を備える板状部材で構成されており、以下に示す２つの基準位置を限度として回動する。第１の基準位置は、ダクト５８の流路を閉塞する閉位置（閉状態）であり、具体的には、ダクト５８の送入口５８ａを含む面と平行となる位置である。一方で、第２の基準位置は、ダクト５８の流路を開放する開位置（開状態）であり、具体的には、ダクト５８の対向壁面５８ｄと平行となる位置である。

遮断部材６５には、これを閉状態と開状態とに動作させるための付勢手段としてのねじりコイルばね６６が取り付けられている。ねじりコイルばね６６は、バネ力により遮断部材６５を付勢することにより、この遮断部材６５を閉状態において保持する。一方、このねじりコイルばね６６による付勢力（バネ力）は、送風ファン５７から送風される空気の圧力が遮断部材６５に作用した場合には、風圧がバネ力に抗して遮断部材６５を回動させることにより、閉状態から開状態（少なくとも開状態側）へと回動することができるように設定されている。

このように本実施形態によれば、遮断部材６５は、送風ファン５７の送風動作の停止に対応して機械的に可動することにより、ダクト５８内の雰囲気が送風ファン５７へ流入することを抑制する。この機械式の遮断機構である遮断部材６５により、送風ファン５７の劣化要因を低減させ、送風ファン５７、ひいては定着装置５０の長寿命化を達成することができる。

また、本実施形態によれば、機械的に可動する遮断部材６１により、定着装置５０の引き出し時にも、ダクト５８を閉塞することができるので、ダクト５８の送入口５８ａから装置の内部に異物等が混入するといった事態を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態にかかる画像形成装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。また、定着装置それ自体も本発明の一部として機能する。

１ 画像形成装置
１０ 原稿読取部
２０Ｙ〜２０Ｋ 露光部
３０Ｙ〜３０Ｋ 画像形成部
４０ 中間転写部
４１ 中間転写ベルト
４２ 第２転写ローラ
５０ 定着装置
５０ａ 上壁面
５１ 定着部
５２ 加熱ローラ
５２ａ ヒータ
５３ 定着ローラ
５４ 定着ベルト
５５ 加圧ローラ
５６ 分離部
５７ 送風ファン
５７ａ 空気取込口
５７ｂ 空気送風口
５８ ダクト
５８ａ 送入口
５８ｂ 通風ガイド部
５８ｃ 吹出口
５８ｄ 対向壁面
５８ｅ ダクト壁面
５８ｆ 集熱フィン
５８ｇ 放熱フィン
５９ 断熱部材
６１ 遮断部材
６２ 遮断駆動部
６３ 補助ダクト
６３ａ 排気口
６４ 遮断部材
６５ 遮断部材
６６ ねじりコイルばね
７０ 排紙反転部
８０ 再給紙部
９０ 給紙部

Claims (9)

1. 一対の定着部材を圧接することにより形成される定着ニップ部に用紙を通過させて、当該用紙上に転写されたトナー画像に熱源からの熱を与えることにより、用紙にトナー画像を定着させる定着部と、
   前記定着ニップ部における用紙の排紙側から用紙に気体を吹き付けることにより前記定着部材から用紙を分離する分離部と、
   遮断制御手段と、を有し、
   前記分離部は、
   回転するファンにより気体を送風する送風手段と、
   前記送風手段から送られる気体を前記定着部材へと導くダクトと、
   前記ダクト内の雰囲気が前記送風手段へ流入することを抑制する遮断手段と、を有し、
   前記遮断手段は、
   前記ダクトの流路を開放する開状態と、当該流路を閉塞する閉状態とに可動する遮断部材と、
   前記遮断部材を駆動する駆動手段と、を有し、
   前記遮断制御手段は、前記送風手段の動作状態に応じて前記駆動手段を制御することで、前記送風手段の送風動作の停止中に、前記ダクト内の雰囲気が前記送風手段へ流入することを抑制するとともに、
   前記分離部は、用紙の幅方向にそって複数設けられており、
   前記遮断制御手段は、前記駆動手段のそれぞれを独立して制御可能であることを特徴とする定着装置。
2. 前記遮断制御手段は、前記送風手段が動作している場合、前記駆動手段を制御して前記遮断部材を開状態に設定し、前記送風手段が動作を停止している場合、前記駆動手段を制御して前記遮断部材を閉状態に設定することを特徴とする請求項１に記載された定着装置。
3. 一対の定着部材を圧接することにより形成される定着ニップ部に用紙を通過させて、当該用紙上に転写されたトナー画像に熱源からの熱を与えることにより、用紙にトナー画像を定着させる定着部と、
   前記定着ニップ部における用紙の排紙側から用紙に気体を吹き付けることにより前記定着部材から用紙を分離する分離部と、
   遮断制御手段と、を有し、
   前記分離部は、
   回転するファンにより気体を送風する送風手段と、
   前記送風手段から送られる気体を前記定着部材へと導くダクトと、
   前記ダクト内の雰囲気が前記送風手段へ流入することを抑制する遮断手段と、を有し、
   前記遮断手段は、
   前記ダクトと前記送風手段との間の流路を画定して相互に連通する閉状態と、前記ダクト側から流入した雰囲気を前記送風手段に到達する前に外部へと排気する開状態とに可動する遮断部材と、
   前記遮断部材を駆動する駆動手段と、を有し、
   前記遮断制御手段は、前記送風手段の動作状態に応じて前記駆動手段を制御することで、前記送風手段の送風動作の停止中に、前記ダクト内の雰囲気が前記送風手段へ流入することを抑制するとともに、
   前記分離部は、用紙の幅方向にそって複数設けられており、
   前記遮断制御手段は、前記駆動手段のそれぞれを独立して制御可能であることを特徴とする定着装置。
4. 前記遮断制御手段は、前記送風手段が動作している場合、前記駆動手段を制御して前記遮断部材を閉状態に設定し、前記送風手段が動作を停止している場合、前記駆動手段を制御して前記遮断部材を開状態に設定することを特徴とする請求項３に記載された定着装置。
5. 一対の定着部材を圧接することにより形成される定着ニップ部に用紙を通過させて、当該用紙上に転写されたトナー画像に熱源からの熱を与えることにより、用紙にトナー画像を定着させる定着部と、
   前記定着ニップ部における用紙の排紙側から用紙に気体を吹き付けることにより前記定着部材から用紙を分離する分離部と、を有し、
   前記分離部は、
   回転するファンにより気体を送風する送風手段と、
   前記送風手段から送られる気体を前記定着部材へと導くダクトと、
   前記ダクト内の雰囲気が前記送風手段へ流入することを抑制する遮断手段と、を有し、
   前記遮断手段は、
   前記ダクトと前記送風手段との間の流路を画定して相互に連通する閉状態と、前記ダクト側から流入した雰囲気を前記送風手段に到達する前に外部へと排気する開状態とに可動する遮断部材と、
   前記遮断部材を駆動する駆動手段と、を有し、
   前記送風手段の送風動作の停止中に、前記ダクト内の雰囲気が前記送風手段へ流入することを抑制することを特徴とする定着装置。
6. 前記遮断部材は、断熱性を有する材料から形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載された定着装置。
7. トナー画像を用紙に転写する画像形成ユニットと、
   前記画像形成ユニットによってトナー画像が転写された用紙を対象として、当該用紙にトナー画像を定着させる、請求項１から６のいずれかに記載された定着装置と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
8. 前記遮断部材は、前記画像形成ユニットの動作に連動して開状態と閉状態とが切替可能であることを特徴とする請求項７に記載された画像形成装置。
9. 前記定着装置は、装置本体から引き出し可能に構成されており、
   前記遮断部材は、前記定着装置の引き出しに対応して閉状態に設定されることを特徴とする請求項７または８に記載された画像形成装置。

Images