JP2013088754A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＰＰを低減できる信頼性の高い画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る画像形成装置は、画像形成部によってトナー像が形成された用紙の画像形成面に当接する定着面側部材と、定着面側部材に対して押圧され、用紙の裏面に当接する裏面側支持部材と、用紙に定着面側部材を介して熱を供給する加熱源と、エア供給源から供給された圧縮空気を、定着面側部材の表面に吐出することにより、定着面側部材から用紙を分離させるエア分離部と、エア供給源における蓄圧動作を制御する制御部と、を備える。また、制御部は、画像形成部において画像形成処理が行われない期間、エア供給源における蓄圧動作を不能とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、圧縮空気を定着面側部材の表面に吐出することにより定着面側部材から用紙を分離させるエア分離方式の定着器を備える画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成し、この静電潜像に着色粒子であるトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。そして、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、定着器において加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。

定着器は、用紙の画像形成面に当接する定着面側部材（定着ローラー又は定着ベルト）と、定着面側部材に対して所定の荷重で押圧され、用紙の裏面（画像形成面の反対面）に当接する裏面側支持部材（加圧ローラー又は加圧ベルト）を備えた構成を有する。定着面側部材に対して裏面側支持部材が押圧されることにより、用紙を狭持して搬送するニップ部が形成される。

このような定着器においては、トナー像を用紙に定着させる際、溶融したトナーの粘着性により用紙が定着面側部材に巻き付いて、紙詰まり等の定着不良が生じてしまうことがある。特に近年では、高速化に対応すべく、定着ローラーを大径化することにより十分なニップ時間が確保されるようになっているが、この場合、ニップ部の出口の曲率が小さくなるため、用紙の分離が困難となる。

そこで、定着面側部材に巻き付いた用紙を分離させるために、ニップ部を通過した用紙の先端に向けてエアを吹き付けるエア分離部を備えた定着器が提案されている。エア分離部としては、コンプレッサー（圧縮機）からなるエア供給源を備えたコンプレッサー式のものが知られている（例えば特許文献１）。コンプレッサー式のエア分離部は、ファン式のエア分離部に比較して大きな吐出圧で圧縮空気を吹き付けることができるため、腰の弱い用紙が用いられる場合や、トナー付着量が多い場合にも、確実に用紙を分離することができる。

特許文献１には、コンプレッサーが動作することにより画像形成部に振動が伝搬し、画像品質が劣化するのを防止するために、画像形成中はコンプレッサーを動作させない（圧縮空気を生成させない）ようにした画像形成装置が開示されている。

特開２０１０−１６９８５６号公報

ところで、従来の画像形成装置においては、コンプレッサーの空気タンク内の圧力が一定に保持されるように、蓄圧動作が行われている。例えば、配管の継ぎ手部などからのエア漏れによって空気タンク内の圧力が低下すると、下限の設定値を超えるまで蓄圧動作が行われる。つまり、画像形成処理が行われていなくても、蓄圧動作は行われる。また、コンプレッサーは消耗部品を含むため、コンプレッサーにおいて所定時間の蓄圧動作が行われるごとに定期的な保守点検が必要となる。
そして、コンプレッサーの駆動時間に対して画像形成した枚数が少ない場合、１枚の画像を形成するのに要したコンプレッサーの消費電力及び保守頻度が増大するため、ＣＰＰ（用紙１枚当たりの画像形成コスト）が上昇してしまう。

また、コンプレッサーにおける蓄圧動作の頻度が高くなると、空気圧縮に伴う温度上昇、モーター発熱、電磁弁の作動回数の増加により、コンプレッサー本体（圧縮空気生成部）に機械的問題が発生し、故障しやすくなる。コンプレッサーの故障は、画像形成装置の信頼性が低下するだけでなく、ＣＰＰが上昇する要因にもなる。

なお、特許文献１に記載の画像形成装置では、トナー像の転写時にコンプレッサーを動作させない分、コンプレッサーの駆動時間は短くなるが、長時間画像形成が行われないときに無駄に蓄圧動作が行われることに変わりない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ＣＰＰを低減できる信頼性の高い画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、画像形成部によってトナー像が形成された用紙の画像形成面に当接する定着面側部材と、
前記定着面側部材に対して押圧され、前記用紙の裏面に当接する裏面側支持部材と、
前記用紙に前記定着面側部材を介して熱を供給する加熱源と、
エア供給源から供給された圧縮空気を、前記定着面側部材の表面に吐出することにより、前記定着面側部材から前記用紙を分離させるエア分離部と、
前記エア供給源における蓄圧動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部が、前記画像形成部において画像形成処理が行われない期間、前記エア供給源における蓄圧動作を不能とすることを特徴とする。

本発明によれば、エア供給源（コンプレッサー）における蓄圧動作、すなわちエア供給源の駆動時間が最小限に抑制されるので、エア供給源の消費電力及び保守頻度が低減されるとともに、故障の発生頻度も格段に低減される。したがって、ＣＰＰを低減できる信頼性の高い画像形成装置が提供される。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 実施の形態に係る定着部の構成を示す図である。 蓄圧制御処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示すである。
図１、２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に転写（一次転写）し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙に転写（二次転写）することにより、画像を形成する。
また、画像形成装置１には、ＣＭＹＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図１、２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、搬送部５０、定着部６０、及び制御部１００を備えている。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピュータ）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙に画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１及び原稿画像走査装置（スキャナー）１２等を備える。
自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることができる。
原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、及び中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。

帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。
露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成されることとなる。

現像装置４１２は、各色成分の現像剤（例えば、小粒径のトナーと磁性体とからなる二成分現像剤）を収容しており、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。
ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレードを有する。一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーは、ドラムクリーニングブレードによって掻き取られ、除去される。

中間転写ユニット４２は、中間転写体となる中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、二次転写ローラー４２３、駆動ローラー４２４、従動ローラー４２５、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、駆動ローラー４２４及び従動ローラー４２５に張架される。中間転写ベルト４２１は、駆動ローラー４２４の回転により矢印Ａ方向に一定速度で走行する。一次転写ローラー４２２によって、中間転写ベルト４２１が感光体ドラム４１３に圧接されると、中間転写ベルト４２１に各色トナー像が順次重ねて一次転写される。そして、中間転写ベルト４２１に二次転写ローラー４２３が圧接されることにより形成されたニップ部（転写ニップ）を用紙Ｓが通過する際、中間転写ベルト４２１に一次転写されたトナー像が用紙Ｓに二次転写される。
ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接されるベルトクリーニングブレードを有する。二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残存する転写残トナーは、ベルトクリーニングブレードによって掻き取られ、除去される。

定着部６０は、搬送されてきた用紙Ｓをニップ部（定着ニップ）Ｎで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。本実施の形態では、定着部６０として、定着ユニット６１とエア分離ユニット６２を備えたエア分離方式の定着器が採用されている。定着ユニット６１及びエア分離ユニット６２は筐体ケースに収容され、画像形成装置１の他の構成要素と隔離される。定着ベルト６１１の温度を安定して保持するためである。定着部６０の詳細な構成については後述する。

搬送部５０は、給紙部５１、搬送機構５２、及び排紙部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、用紙の坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙（規格用紙、特殊用紙）Ｓが予め設定された種類ごとに収容される。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、レジストローラー５２ａ等の複数の搬送ローラーを備えた搬送機構５２により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー５２ａが配設されたレジスト部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。
そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面（画像形成面）に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５３ａを備えた排紙部５３により機外に排紙される。

図３は、定着部６０の一例を示す図である。
図３に示すように、定着部６０は、用紙Ｓにトナー像を定着させる定着ユニット６１と、定着面側部材から用紙Ｓを分離させるエア分離ユニット６２を備える。

定着ユニット６１は、いわゆるベルト加熱方式を適用した定着ユニットであり、加熱ローラー６１２と定着ローラー６１３に無端状の定着ベルト６１１が所定のベルト張力（例えば２００Ｎ）で張架されて構成される上側加圧部と、加圧ローラー６１５で構成される下側加圧部を有する。加圧ローラー６１５が定着ベルト６１１を介して定着ローラー６１３に所定の定着荷重（例えば２０００Ｎ）で押圧されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送するニップ部Ｎが形成される。

本実施の形態では、定着ベルト６１１が、用紙Ｓの画像形成面と当接する定着面側部材となり、加圧ローラー６１５が、定着面側部材である定着ベルト６１１に対して押圧され、用紙Ｓの裏面（画像形成面の反対側の面）と当接する裏面側支持部材となる。

定着ベルト６１１は、トナー像が形成された用紙Ｓに接触して、この用紙Ｓを定着温度（例えば１６０〜２００℃）で加熱する。定着温度とは、用紙Ｓ上のトナーを溶融するのに必要な熱量を供給しうる温度であり、画像形成される用紙の紙種等によって異なる。
定着ベルト６１１は、例えば耐熱性のポリイミドからなるフィルム基材（例えば厚さ：７０μｍ）の外周面に、シリコーンゴム等からなる弾性層（例えば厚さ：２００μｍ、ＪＩＳ−Ａ硬度：１５°）が積層形成され、さらに、弾性層の外周面に、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂からなる表層が積層形成された構成を有する。

加熱ローラー６１２は、用紙Ｓが定着ベルト６１１によって定着温度で加熱されるように、すなわち定着ベルト６１１の温度が定着温度となるように定着ベルト６１１を加熱する。加熱ローラー６１２は、例えばアルミニウム等からなる円筒状の芯金の外周面に、ＰＴＦＥ等からなる樹脂層が形成された構成を有する。

加熱ローラー６１２には、ハロゲンヒーター等の加熱源６１４が内蔵される。加熱源６１４の出力制御は、制御部１００によって行われる。加熱源６１４によって加熱ローラー６１２が加熱され、その結果、定着ベルト６１１が加熱される。なお、定着ベルト６１１が、電磁誘導加熱（ＩＨ：Induction Heating）により加熱されるようになっていてもよい。

定着ローラー６１３は、例えば鉄等からなる円柱状の芯金（例えば外径：５６ｍｍ）の外周面に、シリコーンゴム等からなる弾性層（例えば厚さ：１７ｍｍ、ＪＩＳ−Ａ硬度：１０°）と、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂からなる表層（例えば厚さ：５０μｍ）が順に積層形成された構成を有する。定着ローラー６１３の駆動制御（例えば、回転のオン／オフ、回転数等）は、制御部１００によって行われる。

加圧ローラー６１５は、例えば鉄等からなる円柱状の芯金（例えば外径：８６ｍｍ）の外周面に、シリコーンゴム等からなる弾性層（例えば厚さ：２ｍｍ、ＪＩＳ−Ａ硬度：１０°）と、ＰＦＡチューブからなる表層（例えば厚さ：３０μｍ）が順に積層形成された構成を有する。加圧ローラー６１５は、圧接／離間部６１６により定着ベルト６１１を介して定着ローラー６１３に押圧される。加圧ローラー６１５の駆動制御（例えば、回転のオン／オフ、回転数等）、及び圧接／離間部６１６の駆動制御は、制御部１００によって行われる。

加圧ローラー６１５には、ハロゲンヒーター等の加熱源６１７が内蔵される。加圧ローラー６１５は、圧接時の定着ベルト６１１の温度低下を抑える（定着ベルト６１１からの放熱を抑制する）ために、加熱源６１７によって所定の温度（例えば８０〜１２０℃）に保持される。また、加圧ローラー６１５の温度が高くなりすぎると画質が低下するので、ファン等による冷却機構を用意してもよい。加熱源６１７の出力制御は、制御部１００によって行われる。

また、ニップ部Ｎの用紙排出側には、分離爪６１８と排紙ガイド板６１９が配置される。
分離爪６１８は、裏面側支持部材である加圧ローラー６１５に当接した状態で、加圧ローラー６１５の軸方向に沿って複数個（例えば６個）配置される。分離爪６１８は、耐熱樹脂製の爪部材（例えば爪幅１０ｍｍ）であり、表面にはＰＦＡ又はＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂からなる表層が形成される。分離爪６１８の加圧ローラー６１５への当接圧は、爪幅、爪材質、加圧ローラー６１５の表面材質との関係で決まるが、加圧ローラー６１５に傷がつかない程度に設定されていればよい。分離爪６１８は、加圧ローラー６１５に貼り付いた用紙Ｓを分離させ、排紙ガイド板６１９に案内する。
なお、加圧ローラー６１５の温度はトナーが溶けない程度（８０〜１２０℃）に保持されているため、用紙Ｓの裏面側（加圧ローラー６１５と当接している側）に画像が形成されていても、分離爪６１８によって画像筋等が生じることはない。

排紙ガイド板６１９は、用紙Ｓを定着部６０から排紙するための搬送路であり、用紙Ｓが貼り付いて排紙不良が生じないように、用紙搬送方向に平行なリブ、又は小さなコロが多数配置される。

エア分離ユニット６２は、ファン式送風部６２１、及び圧縮空気吐出部８０を備える。ファン式送風部６２１及び圧縮空気吐出部８０は、それぞれ予め設定されたエアの吹き付けポイント（ニップ部Ｎの用紙排出側端部（ニップ端）から定着ローラー６１３の周方向に沿って所定の位置）に対して、エアを送風する。

ファン式送風部６２１は、例えば、前向きの羽根が円周上に多数立設された円筒状の多翼ファン（いわゆるシロッコファン）で構成される。ファン式送風部６２１は、定着ローラー６１３の軸方向と平行に送風口が形成されたエア送風ダクト６２１ａを有する。エア送風ダクト６２１ａは、定着ローラー６１３の軸方向に複数個並設された構成としてもよい。

ファン式送風部６２１は、エア送風ダクト６２１ａから定着ベルト６１１の表面に対して、エアを軸方向一様に連続して送風する。ファンの回転のオン／オフを細かく制御すると、風量が安定せず、むしろ用紙Ｓの分離に悪影響を及ぼしかねない。そのため、ファン式送風部６２１は、一定の風速（例えば２０ｍ／ｓ）で一連の画像形成処理が終了するまで連続して送風する。ファン式送風部６２１による送風タイミング（ファンの回転のオン／オフ）や風量（ファンの回転数）等は、制御部１００によって制御される。

圧縮空気吐出部８０は、エア吐出ノズル８１、電磁弁８２、レギュレーター８３、及びエア供給源８５が、エア供給流路８６により接続された構成を有する。

エア吐出ノズル８１は、定着ローラー６１３の軸方向と平行に形成された吐出口を有し、所定の分離ポイントに向けてエアが吹き付けられるように配置される。エア吐出ノズル８１の吐出口には、微小な吐出穴が多数形成される。エア吐出ノズル８１は、定着ローラー６１３の軸方向に複数個並設された構成としてもよい。また、エア吐出ノズル８１は、例えばアクチュエーター（図示略）に接続され、エアの送風態様（送風方向、送風位置など）を変化できるようになっていてもよい。エア吐出ノズル８１は、定着ベルト６１１の表面に対して、圧縮空気を軸方向一様に吐出する。

電磁弁８２は、エア吐出ノズル８１の上流側に配置される。電磁弁８２は、エア吐出ノズル８１から圧縮空気を所定のタイミングで吐出させるために、エア供給流路８６の開閉を行う開閉弁である。電磁弁８２は、通常閉状態となっており、用紙Ｓの先端がニップ部Ｎから出てくるタイミングで開状態に切り替えられる。電磁弁８２の開閉制御は、制御部１００によって行われる。例えば、ニップ部Ｎの前段（例えば二次転写部位）に設けられた用紙検出部（図示略）により用紙Ｓの先端が検出された時点を基準にして、用紙Ｓの先端がニップ部Ｎから出てくるタイミング、すなわち電磁弁８２を開状態にするタイミングが算出される。

レギュレーター（圧力調整部）８３は、電磁弁８２とエア供給源８５の間に配置される。レギュレーター８３は、レギュレーター８３の下流側における圧力を、使用に適した一定圧に調整する。電磁弁８２とエア供給源８５の間にレギュレーター８３を配置することにより、エア吐出ノズル８１から吐出される圧縮空気の吐出量、及び吐出圧を容易に制御することができる。

また、レギュレーター８３による調整圧力は、制御部１００によって設定される。具体的には、制御部１００は、画像形成に用いられる用紙の紙種（サイズ、坪量、紙厚等）に応じてレギュレーター８３による調整圧力を設定する。定着工程において、定着ベルト６１１から用紙Ｓを分離させるのに必要な圧縮空気の吐出圧は、画像形成に用いられる用紙Ｓの紙種によって異なるためである。例えば、薄く腰の弱い用紙が用いられる場合は、強い吐出圧で圧縮空気を吐出させなければ定着ベルト６１１から用紙Ｓを分離させることができないが、ある程度の厚みを有する用紙が用いられる場合には、弱い吐出圧で圧縮空気を吐出させるだけで（紙種によっては圧縮空気を吐出させなくても）定着ベルト６１１から用紙Ｓを分離させることができる。

一例を挙げると、φ０．６ｍｍの吐出穴が５ｍｍピッチで形成されたエア吐出ノズル８１を用いた場合、レギュレーター８３の調整圧力を表１のように設定することにより、定着ベルト６１１から用紙Ｓを確実に分離させることができた。

エア供給源８５は、例えば、蓄圧動作により、導入した空気を圧縮比２以上で圧縮可能なコンプレッサー（圧縮機）で構成される。具体的には、エア供給源８５は、コンプレッサー本体８５１、空気タンク８５２、及び圧力センサー８５３等を備える。
エア供給源８５を画像形成装置１に装着するに際して、防振ゴムを介して載置する等、防振対策を施しておくのが望ましい。エア供給源８５における蓄圧動作による振動が画像形成部４０に伝搬して、画像品質が劣化するのを防止するためである。

画像形成装置１において、制御部１００に画像形成指示信号が入力されると、制御部１００は、エア供給源８５への電源供給を開始して、エア供給源８５における蓄圧動作を可能とする。ここで、画像形成指示信号とは、例えば利用者が操作部２２で画像形成を指示（例えばコピーボタンの押下操作）したときに出力される信号、又は通信部７１を介してネットワーク上のＰＣやプリントサーバーから印刷ジョブ等の画像形成を指示する信号が受信されたときに出力される信号である。

コンプレッサー本体８５１は、例えば、圧縮室、圧縮室内で往復運動して空気を圧縮するピストン、ピストンを往復運動させるモーター（何れも図示略）等を有する圧縮空気生成部である。コンプレッサー本体８５１は、吸気口から導入した空気を高圧に圧縮し、生成された圧縮空気を空気タンク８５２に送出する。

空気タンク８５２は、コンプレッサー本体８５１から送出された圧縮空気を貯留する圧力容器である。空気タンク８５２としては、短時間で蓄圧動作が完了する小型の圧力容器（例えば容積が２Ｌ以下の圧力容器）が好適である。

圧力センサー８５３は、空気タンク８５２に貯留されている空気の圧力を検出するとともに、検出圧力に基づいてコンプレッサー本体８５１のオン／オフ制御を行う（いわゆる圧力スイッチ）。空気タンク８５２内の圧力が上限の設定圧力（例えば０．３ＭＰａ）になると、圧力センサー８５３内の接点が開いてコンプレッサー本体８５１の電気回路が遮断される。これに伴い、コンプレッサー本体８５１の動作は自動的に停止する。また、空気タンク８５２内の圧力が下限の設定圧力（例えば０．２ＭＰａ）になると、圧力センサー８５３内の接点が閉じて、コンプレッサー本体８５１の電気回路が閉状態となる。これに伴い、コンプレッサー本体８５１は再び動作し、圧縮空気を生成する。これにより、空気タンク８５２内の圧力は上下限の設定圧力の範囲で一定に保持される。

なお、空気タンク８５２の下限の設定圧力は、画像形成装置１において必要とされる圧力（用紙Ｓの先端に所定の吐出圧で圧縮空気を吐出させるためのレギュレーター８３の調整圧力）よりも高く設定される。すなわち、下限の設定圧力は、レギュレーター８３による調整圧力と同様に、制御部１００によって、画像形成に用いられる用紙の紙種（サイズ、坪量、紙厚等）に応じて設定される。空気タンク８５２の下限の設定圧力は、例えば、レギュレーター８３による調整圧力よりも２０％以上高く設定されていればよい。
これにより、コンプレッサー本体８５１の蓄圧動作を最小限に抑えることができるので、コンプレッサーの消費電力及び保守頻度が低減されるとともに、故障の発生頻度も格段に低減される。

エア供給源８５において、コンプレッサー本体８５１が蓄圧動作を行うと、圧縮空気が生成され、空気タンク８５２に貯留される。また、空気タンク８５２内の圧力が一定に保持されるように、圧力センサー８５３によりコンプレッサー本体８１１のオン／オフ制御が行われる。
空気タンク８５２の容積が２Ｌで、コンプレッサー本体８５１の吐出空気量が２０Ｌ／ｍｉｎである場合、大気圧まで減圧した空気タンク８５２を０．３ＭＰａまで蓄圧するのに必要な時間は１０数秒となる。したがって、画像形成指示が行われた後に、エア供給源８５の蓄圧動作を開始しても、１枚目の画像形成が可能となるまでの時間に与える影響は極めて少ない。

空気タンク８５２に貯留された圧縮空気は、画像形成装置１本体側に常時供給され、レギュレーター８３で一定圧に調整される。そして、この圧縮空気は、電磁弁８２の開閉動作により、所定の吐出量、吐出圧でエア吐出ノズル８１から吐出される。
具体的には、制御部１００は、用紙Ｓの先端がニップ部Ｎから出てくるのに合わせて電磁弁８２に開信号（電磁弁８２を開状態とするための信号）を出力する。例えば、電磁弁８２が閉状態から開状態に移行するのに２０ｍｓを要する場合には、制御部１００は、用紙Ｓの先端がニップ部Ｎから出る２０ｍｓ前に電磁弁８２に対して開信号を出力する。これにより、用紙Ｓの先端がニップ部Ｎから出てくるタイミングで、圧縮空気は最大吐出圧で吐出されることとなる。

また、制御部１００は、電磁弁８２に開信号を出力した後、例えば６０ｍｓで閉信号（電磁弁８２を閉状態とするための信号）を出力し、電磁弁８２を閉状態に移行させて次の用紙Ｓの分離に備えさせる。圧縮空気は、定着ベルト６１１から用紙Ｓの先端を分離させるために吐出されるので、吐出時間は一瞬でよい。
１００ｐｐｍ（Paper per Minute）で画像形成を行う場合、１枚当たりの所要時間は０．６ｓなので、０．６ｓごとに６０ｍｓ、およそ１０％のデューティで電磁弁８２は駆動されることとなる。このような場合、エア供給源８５として、寸法、消費電力とも従来の１／１０程度の小型のものを適用することができる。

定着部６０において、定着ユニット６１のニップ部Ｎを通過した用紙Ｓは、以下のようにして定着ベルト６１１から分離される。
すなわち、まず圧縮空気吐出部８０から用紙Ｓの先端に向けて圧縮空気が吐出されることにより、定着ベルト６１１から用紙Ｓの先端部が分離される。用紙Ｓの先端では、用紙Ｓと定着ベルト６１１の隙間はおよそ０．１ｍｍしかなく、分離させるには大きな風圧（レギュレーター８３による調整圧力で０．１ＭＰａ以上（坪量８０ｇ／ｍ２の用紙の場合））が必要となるため、まず圧縮空気を吐出させることにより用紙Ｓの先端を分離させる。

そして、用紙Ｓと定着ベルト６１１の間にファン式送風部６２１からエアが送風されることにより、用紙Ｓの全体が定着ベルト６１１から分離される。用紙Ｓの先端が分離された後は、用紙Ｓと定着ベルト６１１の隙間は大きく開いているので、ファンの風圧でも分離が可能となる。むしろ、用紙Ｓの分離がある程度進んで先端が０．２ｍｍ以上開いてくると、風量の大きいエア流の方が、開いた領域全部に一様に剥離力を作用させることができるため、有利である。

定着ベルト６１１から分離された用紙Ｓは、加圧ローラー６１５側にエアで抑えられつつ搬送される。そして、分離爪６１８により加圧ローラー６１５から分離され、排紙ガイド板６１９によって定着部６０から排紙される。

エア分離ユニット６２によれば、定着ベルト６１１から用紙Ｓを効率よく分離させることができる。また、圧縮空気吐出部８０から吐出させる圧縮空気の量を少なくできるので、エア供給源８５を小型化することができる。

ここで、従来のように、エア供給源８５における蓄圧動作が常時可能となっていると、画像形成が長時間行われず、その間にエア漏れが生じて空気タンク８５２内の圧力が低下した場合にも蓄圧動作が行われる。エア供給源８５の寿命は駆動時間（蓄圧動作の頻度）に支配されるため、蓄圧動作は極力行われない方が望ましい。
本実施の形態では、制御部１００が、画像形成装置１における画像形成処理状態に基づいて、エア供給源８５に電源を供給して蓄圧動作を可能とするか、電源の供給を遮断して蓄圧動作を不能とするかを制御するようになっている。

図４は、蓄圧制御処理の一例を示すフローチャートである。図４に示す蓄圧制御処理は、例えば画像形成装置１において制御部１００に画像形成指示信号が入力されることに伴い、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。

ステップＳ１０１において、制御部１００は、エア供給源８５への電源供給を開始して蓄圧動作を可能とする。すなわち、画像形成装置１の電源が投入されても、直ちにエア供給源８５への電源は供給されず、画像形成指示があって初めてエア供給源８５に電源が供給される。
エア供給源８５では、空気タンク８５２内の圧力が上限の設定圧力に達するまで蓄圧動作が行われる。空気タンク８５２の圧力が大気圧に戻っていなければ、空気タンク８５２への蓄圧は極めて短時間で完了する。

ステップＳ１０２において、制御部１００は、圧力センサー８５３から検出圧力を取得する。

ステップＳ１０３において、制御部１００は、ステップＳ１０２で取得した検出圧力が基準圧以上であるか否かを判定する。ここで、基準圧は、定着工程において、適切な吐出量、吐出圧で圧縮空気を吐出できるかの判断基準となる圧力値であり、レギュレーター８４による調整圧力とほぼ同等の値に設定される。
そして、制御部１００は、検出圧力が基準圧以上であると判定した場合には、エア供給源８５から十分な圧縮空気が供給されていると判断できるので、ステップＳ１０４の処理に移行する。一方、制御部１００は、ステップＳ１０３において検出圧力が基準圧未満であると判定した場合には、エア供給源８５から十分な圧縮空気が供給されていないこととなるので、ステップＳ１０２の処理に移行し、圧力センサー８５３による検出圧力が基準圧以上となるまで、ステップＳ１０２、Ｓ１０３の処理を繰り返す。
なお、所定時間経過しても検出圧力が基準圧以上とならない場合は、コンプレッサー本体８５１の動作異常である可能性が高いので、その旨を表示部２１に表示して、図４に示す蓄圧制御処理を終了するようにしてもよい。

ステップＳ１０４において、制御部１００は、画像形成処理（給紙部５１からの用紙Ｓの供給）を開始させる。検出圧力が基準圧以上となってから画像形成処理が開始されるので、定着工程において圧縮空気の吐出圧不足により用紙Ｓの分離不良が生じるのを確実に防止できる。

なお、ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２で取得した検出圧力が基準圧を下回っていても、用紙Ｓがニップ部Ｎに到達するまでに基準圧まで回復可能な程度であれば、画像形成処理を開始させても構わない。すなわち、ニップ部Ｎに用紙が到達する前に、圧力センサー８５３による検出圧力が基準圧以上となっていればよい。

ステップＳ１０５において、制御部１００は、一連の画像形成処理が終了したか判定する。ここで、印刷ジョブが一つの場合は、その印刷ジョブで指定された最後の画像形成処理が終了することをもって、一連の画像形成処理の終了とみなす。印刷ジョブが複数の場合は、最終印刷ジョブで指定された最後の画像形成処理が終了することをもって、一連の画像形成処理の終了とみなす。また、実際に一連の画像形成処理が終了する前であっても、終了前の数枚分の定着工程において圧縮空気の吐出圧が保持される程度に空気タンク８５２に蓄圧されていると判断できる場合は、その時点を実質的な一連の画像形成処理の終了とみなしてもよい。
そして、制御部１００は、一連の画像形成処理が終了したと判定した場合にはステップＳ１０６の処理に移行し、一連の画像形成処理が終了していないと判定した場合にはステップＳ１０４の処理に移行して画像形成処理を継続させる。

ステップＳ１０６において、制御部１００は、エア供給源８５への電源供給を遮断して蓄圧動作を不能とする。エア供給源８５における蓄圧動作が不能となるので、長時間画像形成処理が行われることなく画像形成装置１が放置されて、継ぎ手部分からエア漏れが生じて空気タンク８５２内の圧力が低下しても、蓄圧動作は行われない。

このように、画像形成装置１は、画像形成部４０によってトナー像が形成された用紙Ｓの画像形成面に当接する定着ベルト６１１（定着面側部材）と、定着ベルト６１１に対して押圧され、用紙Ｓの裏面に当接する加圧ローラー６１５（裏面側支持部材）と、用紙Ｓに定着ベルト６１１を介して熱を供給する加熱源６１４と、エア供給源８５から供給された圧縮空気を、定着ベルト６１１の表面に吐出することにより、定着ベルト６１１から用紙Ｓを分離させるエア分離部６２（圧縮空気吐出部８０）と、エア供給源８５における蓄圧動作を制御する制御部１００と、を備えている。そして、制御部１００は、画像形成部４０において画像形成処理が行われない期間、エア供給源８５における蓄圧動作を不能とする。

具体的には、制御部１００は、画像形成指示を受けたことに伴いエア供給源８５における蓄圧動作を可能とし（図４のステップＳ１０１）、一連の画像形成処理が終了することに伴いエア供給源における蓄圧動作を不能とする（図４のステップＳ１０６）。

画像形成装置１によれば、エア供給源８５（コンプレッサー）における蓄圧動作、すなわちエア供給源８５の駆動時間が最小限に抑制されるので、エア供給源８５の消費電力及び保守頻度が低減されるとともに、故障の発生頻度も格段に低減される。したがって、ＣＰＰを低減できる信頼性の高い画像形成装置１が提供される。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、エア供給源８５としては、本実施の形態で説明するものに限定されず、エア供給源として市販されている一般的なエア供給源を適用することができる。例えば、空気タンク８５２内の圧力が上限の設定圧力になると圧縮室を開放してコンプレッサー本体８５１で空運転が行われ、下限の設定圧力になると圧縮室を閉塞してコンプレッサー本体８５１で圧縮運転が行われる構成としてもよい。また、エア供給源８５は、空気タンク８５２内の圧力が上限の設定圧力になると、自動的に逃がし弁が開く構成としてもよい。
さらには、画像形成時に必要となる圧縮空気の吐出圧が０．１５ＭＰａ以下の場合には、エア供給源８５として、電磁ポンプを適用することもできる。

また、実施の形態では、定着ユニット６１をベルト加熱方式の定着ユニットで構成した場合について説明したが、定着ユニット６１の構成はこれに限定されない。例えば、定着ユニット６１をローラー加熱方式の定着ユニットで構成してもよい。また、エア分離ユニット６２において、ファン式送風部６２１を省略してもよい。

また、画像形成装置１に対して画像形成指示が行われた後であっても、ジャム等の不具合が生じて、長時間画像形成処理が行われないと予測される場合は、エア供給源８５における蓄圧動作を不能としてもよい。この場合、制御部１００は、例えば給紙部５１からの給紙信号に基づいて、画像形成が行われているか否かを判定できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 画像形成装置
１０ 画像読取部
２０ 操作表示部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
５０ 搬送部
６０ 定着部
６１ 定着ユニット
６１１ 定着ベルト
６１２ 加熱ローラー
６１３ 定着ローラー
６１４ 加熱源
６１５ 加圧ローラー
６１６ 圧接／離間部
６１７ 加熱源
６１８ 分離爪
６１９ 排紙ガイド板
６２ エア分離ユニット
６２１ ファン式送風部
８０ 圧縮空気吐出部
８１ エア吐出ノズル
８２ 電磁弁
８３ レギュレーター
８５ エア供給源
８５１ コンプレッサー本体
８５２ 空気タンク
８５３ 圧力センサー
８６ エア供給流路
１００ 制御部

Claims (4)

1. 画像形成部によってトナー像が形成された用紙の画像形成面に当接する定着面側部材と、
   前記定着面側部材に対して押圧され、前記用紙の裏面に当接する裏面側支持部材と、
   前記用紙に前記定着面側部材を介して熱を供給する加熱源と、
   エア供給源から供給された圧縮空気を、前記定着面側部材の表面に吐出することにより、前記定着面側部材から前記用紙を分離させるエア分離部と、
   前記エア供給源における蓄圧動作を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部が、前記画像形成部において画像形成処理が行われない期間、前記エア供給源における蓄圧動作を不能とすることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、画像形成指示を受けたことに伴い前記エア供給源における蓄圧動作を可能とし、一連の画像形成処理が終了することに伴い前記エア供給源における蓄圧動作を不能とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記エア供給源において蓄圧された圧縮空気の圧力を検出する圧力検出部を備え、
   前記圧力検出部により検出された検出圧力が所定の圧力値を超えた後、前記画像形成部による画像形成処理が行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、画像形成に用いられる用紙の紙種に応じて、前記エア供給源において蓄圧される圧縮空気の圧力を変更することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の画像形成装置。

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