JP2011197396A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙の表面と裏面とに関する分離風の風量をそれぞれ最適化することにより、用紙の定着対象面と逆の面と接触する定着部材への用紙の巻き付きを抑制する。
【解決手段】送風制御部３ｂは、用紙に対する印刷種別が片面印刷であるのか、それとも両面印刷であるのかといった情報に基づいて風量を制御しており、具体的には、用紙の表面を定着対象面とする場合に適用する第１の風量制御と、用紙の裏面を定着対象面とする場合に適用する第２の風量制御とを有している。
【選択図】図３

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画像形成装置が開示されている。一般に、定着ニップ部において用紙と接触する一対の定着部材のうち、トナー画像が未定着な状態の定着対象面と接触する定着部材（定着側定着部材）の方が用紙の巻き付き傾向が強い。そのため、分離風は、定着側定着部材に巻き付いた用紙Ｐを、他方の定着部材側に向けて剥がすように送風されている。また、特許文献１には、定着対象面の画像濃度に応じて、分離風の風量を制御する手法が開示されている。

特開２００８−３２７７号公報

ところで、分離風により用紙を分離する構成の場合、用紙や分離風などの影響により、定着側定着部材よりも、定着ニップ部を形成する他方の定着部材へと用紙が巻き付いてしまうということが考えられる。特に、両面印刷において表面の定着が終了した用紙の裏面を定着対象面とする場合には、このような傾向が顕著となる可能性がある。

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、用紙の表面と裏面とに関する分離風の風量をそれぞれ最適化することにより、用紙の定着対象面と逆の面と接触する定着部材への用紙の巻き付きを抑制することにある。

かかる課題を解決するために、第１の発明は、転写されたトナー画像が未定着な状態の定着対象面を有する用紙に定着処理を施す定着装置を提供する。この定着装置は、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、この用紙上に転写されたトナー画像に熱を与えることにより、用紙の定着対象面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気体を吹き付けることにより、定着対象面と接触する側の定着部材から用紙を分離する分離部と、用紙に対する印刷種別が、用紙の表面のみに画像形成を行う片面印刷であるのか、それとも用紙の表面に画像形成を行った後に用紙の裏面にも画像形成を行う両面印刷であるのかを取得する情報取得部と、情報取得部によって取得される印刷種別に基づいて、分離部により吹き付ける気体の風量を制御する送風制御部とを有する。この場合、送風制御部は、用紙の表面を定着対象面とする場合に適用する第１の風量制御と、用紙の裏面を定着対象面とする場合に適用する第２の風量制御とを有する。

ここで、第１の発明は、用紙に形成されるトナー画像の印字率を演算する印字率演算部をさらに有していてもよい。この場合、送風制御部は、第２の風量制御において、印字率演算部により演算される、定着対象面とは逆の面である用紙の表面の印字率に基づいて、気体の風量を決定することが好ましい。

また、第１の発明において、記送風制御部は、第２の風量制御において、印字率演算部により演算される、定着対象面である用紙の裏面の印字率をさらに考慮して、気体の風量を決定することが好ましい。

第１の発明において、送風制御部は、第１の風量制御において、印字率演算部により演算される、定着対象面である用紙の表面の印字率に基づいて、気体の風量を決定することが望ましい。

第１の発明において、情報取得部は、印字率情報として、画像形成の基礎となる画像に対応する入力画像データ、画像形成に供するために入力画像データに画像処理を施した後の出力画像データ、および用紙に転写されるトナーの付着状態の少なくとも一つを取得することが好ましい。ここで、印字率演算部は、情報取得部が取得した印字率情報に基づいて、印字率を演算することが望ましい。

第１の発明において、用紙に転写されるトナーの付着状態は、異なる色毎に検出された感光体へのトナーの付着状態を総合した値であることが好ましい。

第１の発明において、情報取得部は、用紙情報として、用紙の斤量、用紙の表面処理に関する情報、用紙の紙目の少なくとも一つを取得することができる。この場合、送風制御部は、情報取得部が取得した用紙情報をさらに考慮して、気体の風量を決定することが好ましい。

また、第２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、転写されたトナー画像が未定着な状態の定着対象面を有する用紙に定着処理を施す定着ユニットとを有する画像形成装置を提供する。この場合、定着ユニットは、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、この用紙上に転写されたトナー画像に熱を与えることにより、用紙の定着対象面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気体を吹き付けることにより、定着対象面と接触する側の定着部材から用紙を分離する分離部と、用紙に対する印刷種別が、用紙の表面のみに画像形成を行う片面印刷であるのか、それとも用紙の表面に画像形成を行った後に用紙の裏面にも画像形成を行う両面印刷であるのかを取得する情報取得部と、情報取得部によって取得される印刷種別に基づいて、分離部により吹き付ける気体の風量を制御する送風制御部とを有する。この場合、送風制御部は、用紙の表面を定着対象面とする場合に適用する第１の風量制御と、用紙の裏面を定着対象面とする場合に適用する第２の風量制御とを有する。

本発明によれば、用紙の表面を定着対象面とする場合と、用紙の裏面を定着対象面とする場合とで、風量制御を異なる観点から実行することができる。これにより、用紙の表面と裏面とで風量制御を最適化することができるので、定着対象面とは逆の面と接触する他方の定着部材側へと用紙が巻き付いてしまうといった事態を抑制することができる。

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を模式的に示す断面図 画像形成装置１の制御系を概略的に示すブロック図 分離風の風量制御の手順を示すフローチャート

図１は、本実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し、当該出力された画像信号にＡ／Ｄ変換が施されることにより入力画像データが作成される。この入力画像データは画像形成の基礎となる画像に対応するものであり、作成された入力画像データは画像読取制御部１４に入力される。

画像読取制御部１４は、入力画像データに、シェーディング補正やディザ処理、圧縮等の処理を施し、この処理により得られるデータを出力画像データとして画像形成制御部２の記憶部２ｃ（図３参照）に格納する。換言すれば、出力画像データは、画像形成に供するために入力画像データに画像処理を施した後の画像データに相当する。なお、入力画像データは、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画像形成制御部２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。

転写されたトナー画像、すなわち、未定着な状態のトナー画像を定着対象面に備える用紙Ｐは定着装置５０に送られる。定着装置５０は、用紙Ｐを加圧加熱することによって、用紙Ｐの定着対象面にトナー画像を定着させる。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。

また、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。

本実施形態では、装置の搬送経路や中間転写部４０、用紙トレイＰＧ１〜ＰＧ３への用紙Ｐの収納形態にかかわらず、トナー画像が一次的に転写される面を用紙の表面といい、このトナー画像が一次的に形成された面とは逆の面を用紙の裏面という。すなわち、用紙の片面のみに画像形成を行う場合には、用紙の表面のみにトナー画像が形成され、用紙の両面に画像形成を行う場合には、用紙の表面にトナー画像が一次的に形成され、その後に用紙の裏面にトナー画像が二次的に形成される。

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。

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の定着対象面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とで構成されている。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いる。

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。

送風ファン５７は、本体側面の空気取込口から本体内部へと空気を取り込み、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、断熱部材５９を空気送風口５７ｂに取り付けた上で、筐体の上壁面５０ａに設けられた３つの開口部にそれぞれ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、この対向壁面５８ｄと通風ガイド部５８ｂの内部を流れる空気（分離風）との間で熱交換を行い、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３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、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができ、これを機能的に捉えた場合、メイン制御部２ａと、情報作成部２ｂとを有している。この画像形成制御部２には、画像読取制御部１４から出力される出力画像データ、操作部４を介してユーザから入力される入力情報、濃度検出部５から出力されるトナー状態（画像濃度）情報が入力されている。

操作部４は、例えば、ディスプレイ上に表示される情報に従い、入力操作を行うことが可能なタッチパネルである。操作部４１は、ユーザの入力操作を通じて設定される印刷条件、例えば、片面・両面の印刷種別、用紙の種類（例えば、斤量）、画像の濃度や倍率などを画像形成制御部２に出力する。

濃度検出部５は、各感光体３１Ｙ〜３１Ｋ毎に設けられる濃度センサ（図示せず）で構成されており、個々の濃度センサは、感光体３１Ｙ〜３１Ｋの表面のトナー濃度を検出することにより、用紙一枚あたりの各色トナーの付着状態（濃度および領域）を検出する。個々の濃度センサとしては、ＬＥＤなどの発光素子と、受光素子とで構成される周知のセンサを用いることができる。

メイン制御部２ａは、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２１Ｙ〜２１Ｋを帯電させる
（２）露光部１５Ｙ〜１５Ｋにより感光体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

情報作成部２ｂは、定着制御部３に対して送信する情報を作成する機能を担っており、印字率情報取得部２ｂａ、片面・両面情報取得部２ｂｂと、用紙情報取得部２ｂｃとで構成されている。情報作成部２ｂによって作成される各種の情報は、定着制御部３に対して出力される。

印字率情報取得部２ｂａは、用紙Ｐの定着対象面における印字率に関する情報を取得する。ここで、印字率は、用紙Ｐを構成する全面積を１００％として、トナー画像が実際に転写される領域の面積の割合である。印字率情報としては、濃度検出部５から得られる各感光体２１Ｙ〜２１Ｋのトナー付着状態を用いることができるが、これ以外にも、入力画像データや出力画像データを用いてもよい。

片面・両面情報取得部２ｂｂは、操作部４を通じてユーザから入力される印刷条件に基づいて、片面印刷指示であるか、それとも両面印刷指示であるかの情報を片面・両面情報として取得する。

用紙情報取得部２ｂｃは、操作部４を通じてユーザから入力される印刷条件に基づいて、用紙の種類、具体的には、用紙の斤量を用紙情報として取得する。

定着制御部３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができ、これを機能的に捉えた場合、メイン制御部３ａと、送風制御部３ｂとを有している。

メイン制御部３ａは、定着装置５０の各部を制御することにより、用紙Ｐの定着対象面へのトナー画像の定着を制御する。具体的には、メイン制御部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、メイン制御部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、メイン制御部３ａは、画像形成制御部２からの信号に基づいて、送風制御部３ｂに制御信号を出力したりする。

送風制御部３ｂは、画像形成制御部２の情報作成部２ｂからの各種情報や、メイン制御部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。本実施形態の特徴の一つとして、送風制御部３ｂは、用紙Ｐの表面を定着対象面とする場合に適用する第１の風量制御と、用紙Ｐの裏面を定着対象面とする場合に適用する第２の風量制御とを有している。送風制御部３ｂは、これを機能的に捉えた場合、演算部３ｂａと、ファン制御部３ｂｂとを有している。

演算部３ｂａは、情報作成部２ｂからの印字率情報を参照して定着対象面に関する印字率を演算する。また、演算部３ｂａは、演算された印字率と、情報作成部２ｂからの片面・両面情報および用紙情報に基づいて、第１の風量制御または第２の風量制御に対応する、送風ファン５７による空気の送風量（目標風量）を演算する。演算された目標風量はファン制御部３ｂｂに対して出力される。

ファン制御部３ｂｂは、画像形成制御部２からの制御信号に基づいて、用紙Ｐの定着ニップ部ＮＰの通過タイミングと対応して送風ファン５７による送風を行う。この場合、ファン制御部３ｂｂは、送風ファン５７により送風される空気の風量が演算部３ｂａによる目標風量となるように送風ファン５７を制御する。

図４は、本実施形態にかかる分離風の風量制御の手順を示す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、操作部４の操作を通じて印刷条件とともに入力される印刷開始指令、または、パーソナルコンピュータや他の画像形成装置から印刷条件とともに入力画像データを受信することにより、送風制御部３ｂにより実行される。

まず、ステップ１（Ｓ１）において、演算部３ｂａは、片面・両面情報を片面・両面情報取得部２ｂｂから読み込む。そして、ステップ２（Ｓ２）において、演算部３ｂａは、用紙情報を用紙情報取得部２ｂｃから読み込む。

ステップ３（Ｓ３）において、演算部３ｂａは、用紙情報に基づいて、用紙Ｐの斤量Ｗｐが、斤量判定値Ｗth以上であるか否かを判断する。この斤量判定値Ｗthは、定着ニップ部ＮＰを通過した用紙Ｐが自重および送風ファン５７の送風により、定着対象面と逆の面に接触する加圧ローラ５５に巻き付く可能性があるか否かを判定するための値である。斤量判定値Ｗthは、例えば実験やシミュレーションを通じて、加圧ローラ５５への巻き付きの可能性がある用紙Ｐの重量下限値が予め設定されている。

このステップ３において肯定判定された場合、すなわち、用紙Ｐの斤量Ｗｐが斤量判定値Ｗth以上の場合には、ステップ４（Ｓ４）に進む。一方、ステップ３において否定判定された場合、すなわち、用紙Ｐの斤量Ｗｐが斤量判定値Ｗthよりも小さい場合には、ステップ５（Ｓ５）に進む。

ステップ４において、演算部３ｂａは、ファン制御部３ｂｂに対してファン停止指令を出力する。ファン制御部３ｂｂは、ファン停止指令が入力されると、送風ファン５７の動作を停止させ、現在の定着対象となる用紙Ｐに対する分離風の送風を行わない。

ステップ５において、演算部３ｂａは、画像形成制御部２からの制御信号を参照し、ｎ頁目の印刷指令があったか否かを判断する。ここで、「ｎ」は制御変数であり、初期的には１に設定されている。このステップ５において肯定判定された場合、すなわち、ｎ頁目の印刷指令があった場合には、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、ｎ頁目の印刷指令がない場合には、再度ステップ５の判断を行う。

ステップ６において、演算部３ｂａは、定着対象面に転写されるトナーの付着状態、すなわち、ｎ頁目の画像形成にともなう各色のトナー付着状態を印字率情報取得部２ｂａから読み込む。そして、演算部３ｂａは、各色のトナー付着状態に基づいて、これらを合算することにより、定着対象面の印字率Ｒｐを算出する。

ステップ７（Ｓ７）において、演算部３ｂａは、定着対象面の印字率Ｒｐが印字率判定値Ｒthよりも大きいか否かを判断する。この印字率判定値Ｒthは、定着対象面の印字率Ｒｐが低く、送風ファン５７により送風を行うことでむしろ用紙Ｐが加圧ローラ５５に巻き付く可能性があるか否かを判断するための値である。印字率判定値Ｒthは、例えば実験やシミュレーションを通じて、加圧ローラ５５に巻き付きの可能性がある印字率の上限値が予め設定されている。

このステップ７において肯定判定された場合、すなわち、定着対象面の印字率Ｒｐが印字率判定値Ｒthよりも大きい場合には、ステップ８（Ｓ８）に進む。一方、ステップ８において肯定判定された場合、すなわち、定着対象面の印字率Ｒｐが印字率判定値Ｒth以下の場合には、前述したステップ４に進む。

ステップ８において、演算部３ｂａは、定着対象面が用紙Ｐの表面であるか否かを判断する。定着対象面が用紙Ｐの表面であるか否かは、現在の印刷頁（制御変数ｎ）と、片面・両面情報とに基づいて判断することができる。ステップ８において肯定判定された場合、すなわち、定着対象面が用紙Ｐの表面である場合には、ステップ９（Ｓ９）に進む。一方、ステップ８において否定判定された場合、すなわち、定着対象面が用紙Ｐの裏面である場合には、ステップ１０（Ｓ１０）に進む。

ステップ９において、演算部３ｂａは、表面対応の目標風量演算を行う（第１の風量制御）。具体的には、演算部３ｂａは、定着対象面の印字率Ｒｐに応じて目標風量を演算する。例えば、印字率Ｒｐが１００％の場合の目標風量を送風ファン５７の最大風量として、印字率Ｒｐの低下に応じて目標風量も減少させ、印字率Ｒｐが印字率判定値Ｒthの場合の目標風量をゼロとするといった如くである。印字率Ｒｐの低下に応じて目標風量も減少させる場合には、両者の関係を比例的に設定してもよいし、所定の印字率幅に応じてステップ的に設定してもよい。

ステップ１０において、演算部３ｂａは、裏面対応の目標風量演算を行う（第２の風量制御）。この目標風量演算では、以下に示す二つの手法のうちいずれか一方の手法を用いることができる。第１の手法としては、演算部３ｂａは、ｎ−１頁目の印字率Ｒｐ、すなわち、定着対象面（裏面）の逆の面（表面）の印字率Ｒｐを参照し、表面の印字率Ｒｐが裏面の印字率Ｒｐよりも大きいか否かを判断する。表面の印字率Ｒｐが裏面の印字率Ｒｐよりも大きい場合、演算部３ｂａは、目標風量をゼロとして演算する（送風ファン５７の停止指令）。一方、表面の印字率Ｒｐが裏面の印字率Ｒｐ以下の場合、演算部３ｂａは、以下の演算式により目標風量を決定する。
（数式１）
目標風量＝Ｔｆ×｛（Ｒｐ１−Ｒｐ２）／１００｝

同数式において、Ｔｆは、裏面のみの印字率Ｒｐから演算される目標風量であり、前述した表面の印字率Ｒｐに応じた目標風量と同様の手法により演算することができる。また、Ｒｐ１は裏面の印字率Ｒｐであり、Ｒｐ２は表面の印字率Ｒｐである。

第２の手法としては、演算部３ｂａは、表面の印字率Ｒｐが裏面の印字率Ｒｐよりも大きいか否かを判断する。表面の印字率Ｒｐが裏面の印字率Ｒｐよりも大きい場合、演算部３ｂａは、裏面のみの印字率Ｒｐから演算される目標風量Ｔｆの５０％ダウンした値を目標風量として設定する。一方、表面の印字率Ｒｐが裏面の印字率Ｒｐ以下の場合、演算部３ｂａは、裏面のみの印字率Ｒｐから演算される目標風量Ｔｆの２５％ダウンした値を目標風量として設定する。

ステップ１１（Ｓ１１）において、演算部３ｂａは、目標風量をファン制御部３ｂｂに出力する。これにより、ファン制御部３ｂｂは、用紙Ｐが定着ニップ部ＮＰを通過するタイミングおよび期間に基づいて送風ファン５７を動作させるとともに、目標風量に基づいて送風ファン５７の風量を制御する。

ステップ１２（Ｓ１２）において、演算部３ｂａは、ｎ頁目が最終頁であるか否かを判断する。ステップ１２において肯定判定された場合、すなわち、ｎ頁目が最終頁である場合には、本ルーチンを抜ける。一方、ステップ１２において否定判定された場合、すなわち、ｎ頁目が最終頁でない場合には、ステップ１３（Ｓ１３）に進む。そして、ステップ１３において、制御パラメータｎを現在値に「１」を加算した値で更新し、再度ステップ５の処理を行う。

このように本実施形態において、送風制御部３ｂは、用紙Ｐの表面を定着対象面とする場合に適用する第１の風量制御と、用紙Ｐの裏面を定着対象面とする場合に適用する第２の風量制御とを有している。かかる構成により、用紙Ｐの表面を定着対象面とする場合と、用紙Ｐの裏面を定着対象面とする場合とで、分離風の風量制御を異なる観点から実行することができる。これにより、用紙Ｐの表面と裏面とに関する分離風の風量をそれぞれ最適化することができるので、定着対象面と逆の面と接触する加圧ローラ５５への用紙Ｐの巻き付きを抑制することができる。特に、用紙Ｐの裏面を定着対象面とする場合に、表面の定着済みのトナー画像と分離風とが影響して、定着対象面とは逆の面と接触する加圧ローラ５５側へと用紙Ｐが巻き付くといった事態が生じ得るが、本実施形態によればこのような不都合を抑制することができる。

また、本実施形態において、送風制御部３ｂは、第２の風量制御において、定着対象面とは逆の面である用紙Ｐの表面の印字率に基づいて、空気の風量を決定する。かかる構成によれば、用紙Ｐの表面の印字率を参照することにより、加圧ローラ５５側へと用紙Ｐが巻き付き易い状況を判断することができる。例えば、表面の印字率が高ければ、分離風と定着済みの表面側のトナー画像とが作用し、加圧ローラ５５側へと用紙Ｐが巻き付き易くなるといった如くである。かかる観点より、分離風の風量を調整することができるので、加圧ローラ５５側へと用紙Ｐが巻き付いてしまうといった事態を抑制することができる。

また、本実施形態において、送風制御部３ｂは、第２の風量制御において、定着対象面である用紙Ｐの裏面の印字率をさらに考慮して、空気の風量を決定する。かかる構成によれば、用紙Ｐの裏面の印字率をさらに参照することにより、加圧ローラ５５側へと用紙Ｐが巻き付き易い状況を判断することができる。例えば、裏面の印字率が表面の印字率よりも高ければ、定着ベルト５４側へと用紙Ｐが巻き付き易く、加圧ローラ５５側への用紙Ｐが巻き付き難くなるといった如くである。かかる観点より、分離風の風量を調整することができるので、加圧ローラ５５側へと用紙Ｐが巻き付きを抑制するとともに、本来の分離風の機能である定着ベルト５４から用紙Ｐが分離しないといった事態を抑制することができる。

また、本実施形態において、送風制御部３ｂは、第１の風量制御において、定着対象面である用紙Ｐの表面の印字率に基づいて空気の風量を決定する。かかる構成によれば、用紙Ｐの表面の印字率を参照することにより、加圧ローラ５５側へと用紙Ｐが巻き付き易い状況を判断することができる。例えば、表面の印字率が低ければ、分離風の風量が強いことで、加圧ローラ５５側へと用紙Ｐが巻き付き易くなるといった如くである。かかる観点より、分離風の風量を調整することができるので、加圧ローラ５５側へと用紙Ｐが巻き付いてしまうといった事態を抑制することができる。

また、本実施形態において、送風制御部３ｂは、情報作成部２ｂから印字率情報として用紙Ｐに転写されるトナーの付着状態を取得し、このトナーの状態に基づいて印字率を演算する。かかる構成によれば、用紙に転写されるトナーの付着状態から印字率を演算しているので、用紙Ｐの巻き付き易さを精度よく判断することができる。特に本実施形態によれば、印字率は、異なる色毎に検出された感光体３１Ｙ〜３１Ｋへトナーの付着状態を総合した値として演算される。これにより、各色のトナーの付着状態から用紙Ｐに転写されるトナー状態を判断することができるので、用紙Ｐの巻き付き易さをさらに精度よく判断することができる。これにより、分離風の風量の最適化を行うことができので、加圧ローラ５５側へと用紙Ｐが巻き付いてしまうといった事態を抑制することができる。

なお、本実施形態では、各感光体３１Ｙ〜３１Ｋへトナーの付着状態から印字率を演算したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、濃度検出部５は、中間転写ベルト４１の表面のトナー濃度を検出することにより、用紙一枚あたりのトナーの付着状態（濃度および領域）を検出してもよい。この場合、各色毎のトナーの付着状態を判断することは困難であるが、用紙一枚あたりのトナーの付着状態を概略的に検知することができ、濃度検知部５の構成を簡略化することができる。

また、本実施形態では、用紙Ｐへのトナーの付着状態より印字率を判断したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、入力画像データを印字率情報として利用してもよいし、出力画像データを印字率情報として利用してもよい。また、トナーの付着状態、入力画像データ、出力画像データのうち複数を組み合わせて印字率情報として利用してもよい。

また、本実施形態において、送風制御部３ｂは、情報作成部２ｂから用紙情報として、用紙Ｐの斤量を取得し、この用紙Ｐの斤量をさらに考慮して、空気の風量を決定する。かかる構成によれば、用紙Ｐの斤量をさらに考慮することで、用紙Ｐの巻き付き易さを精度よく判断することができる。例えば、用紙Ｐの斤量が大きければ、分離風の風量が強いことで、加圧ローラ５５側へと用紙Ｐが巻き付き易くなるといった如くである。これにより、加圧ローラ５５側へと用紙Ｐが巻き付いてしまうといった事態を抑制することができる。

なお、本実施形態では、用紙情報として、用紙Ｐの斤量を利用したが、本実施形態はこれに限定されず、用紙Ｐの表面処理に関する情報や、用紙Ｐの紙目を利用してもよい。例えば、用紙Ｐがコート紙といったような場合には、分離風の風量が強いことで、加圧ローラ５５側へと用紙Ｐが巻き付き易くなるといった如くである。また、用紙Ｐの紙目が用紙搬送方向と交差するような場合には、分離風の風量が強いことで、加圧ローラ５５側へと用紙Ｐが巻き付き易くなるといった如くである。このように種々の用紙情報を参照することにより、分離風の風量の最適化を行うことができる。これにより、加圧ローラ５５側へと用紙Ｐが巻き付いてしまうといった事態を抑制することができる。なお、用紙Ｐの斤量、用紙Ｐの表面処理に関する情報、用紙Ｐの紙目のうち複数を組み合わせて用紙情報として利用してもよい。

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。

また、上述した各実施形態では、画像形成制御部２が情報作成部２ｂを有しているが、定着制御部３が情報作成部の機能を備えてもよい。また、画像形成制御部２と定着制御部３とを独立した構成としているが、両者の機能を備える一の制御部によって実現してもよい。

また、分離風を発生する送風手段を送風ファン５７によって実現したが、圧縮率を制御可能なコンプレッサによって実現してもよい。また、送風手段としてコンプレッサを用いる場合には、分離風を用紙Ｐの搬送方向の全域に亘らず、先端側の所定領域のみに吹き付けることがある。この場合には、用紙Ｐの表面または裏面の全域亘る印字率を用いるのではなく、分離風が送風される領域における印字率を参照することが好ましい。これにより、分離風を吹き付ける領域に関する印字率を参照することにより、用紙Ｐの表面と裏面とに関する分離風の風量を最適化することができる。このように、本実施形態によれば、演算される印字率とは、用紙Ｐの全域の印字率に限定されず、例えば、用紙Ｐの先端側の所定領域といったように部分的な領域であってもよい。なお、送風手段としてファンを用いるような形態であっても、部分的に送風するような場合には、かかる手法と同様に印字率を考えることができる。

１ 画像形成装置
２ 画像形成制御部
２ａ メイン制御部
２ｂ 情報作成部
２ｂａ 印字率情報取得部
２ｂｂ 片面・両面情報取得部
２ｂｃ 用紙情報取得部
２ｃ 記憶部
３ 定着制御部
３ａ メイン制御部
３ｂ 送風制御部
３ｂａ 演算部
３ｂｂ ファン制御部
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
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
５９ 断熱部材
７０ 排紙反転部
８０ 再給紙部
９０ 給紙部

Claims (8)

1. 転写されたトナー画像が未定着な状態の定着対象面を有する用紙に定着処理を施す定着装置において、
   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を与えることにより、用紙の定着対象面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気体を吹き付けることにより、前記定着対象面と接触する側の定着部材から用紙を分離する分離部と、
   用紙に対する印刷種別が、用紙の表面のみに画像形成を行う片面印刷であるのか、それとも用紙の表面に画像形成を行った後に用紙の裏面にも画像形成を行う両面印刷であるのかを取得する情報取得部と、
   前記情報取得部によって取得される印刷種別に基づいて、前記分離部により吹き付ける気体の風量を制御する送風制御部とを有し、
   前記送風制御部は、用紙の表面を定着対象面とする場合に適用する第１の風量制御と、用紙の裏面を定着対象面とする場合に適用する第２の風量制御とを有することを特徴とする定着装置。
2. 用紙に形成されるトナー画像の印字率を演算する印字率演算部をさらに有し、
   前記送風制御部は、前記第２の風量制御において、前記印字率演算部により演算される、定着対象面とは逆の面である用紙の表面の印字率に基づいて、気体の風量を決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. 前記送風制御部は、前記第２の風量制御において、前記印字率演算部により演算される、定着対象面である用紙の裏面の印字率をさらに考慮して、気体の風量を決定することを特徴とする請求項２に記載された定着装置。
4. 前記送風制御部は、前記第１の風量制御において、前記印字率演算部により演算される、定着対象面である用紙の表面の印字率に基づいて、気体の風量を決定することを特徴とする請求項２または３に記載された定着装置。
5. 前記情報取得部は、印字率情報として、画像形成の基礎となる画像に対応する入力画像データ、画像形成に供するために前記入力画像データに画像処理を施した後の出力画像データ、および用紙に転写されるトナーの付着状態の少なくとも一つを取得しており、
   前記印字率演算部は、前記情報取得部が取得した印字率情報に基づいて、印字率を演算することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載された定着装置。
6. 前記用紙に転写されるトナーの付着状態は、異なる色毎に検出された感光体へのトナーの付着状態を総合した値であることを特徴とする請求項５に記載された定着装置。
7. 前記情報取得部は、用紙情報として、用紙の斤量、用紙の表面処理に関する情報、用紙の紙目の少なくとも一つを取得しており、
   前記送風制御部は、前記情報取得部が取得した用紙情報をさらに考慮して、気体の風量を決定することを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載された定着装置。
8. トナー画像を用紙に転写する画像形成ユニットと、
   転写されたトナー画像が未定着な状態の定着対象面を有する用紙に定着処理を施す定着ユニットとを有し、
   前記定着ユニットは、
   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を与えることにより、用紙の定着対象面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気体を吹き付けることにより、前記定着対象面と接触する側の定着部材から用紙を分離する分離部と、
   用紙に対する印刷種別が、用紙の表面のみに画像形成を行う片面印刷であるのか、それとも用紙の表面に画像形成を行った後に用紙の裏面にも画像形成を行う両面印刷であるのかを取得する情報取得部と、
   前記情報取得部によって取得される印刷種別に基づいて、前記分離部により吹き付ける気体の風量を制御する送風制御部とを有し、
   前記送風制御部は、用紙の表面を定着対象面とする場合に適用する第１の風量制御と、用紙の裏面を定着対象面とする場合に適用する第２の風量制御とを有することを特徴とする画像形成装置。

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