JP2015084026A

JP2015084026A - 画像形成装置

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Publication number: JP2015084026A
Application number: JP2013222123A
Authority: JP
Inventors: 雄貴赤松; Yuki Akamatsu
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2015-04-30

Abstract

【課題】クリーニングウェブなどを必要とせずとも定着装置から発生する離型剤の微粒子（ワックスダスト）を回収し、定着装置周辺のシート搬送手段に対する付着堆積を緩和して離型剤の微粒子に起因する画像不良の発生を抑える定着装置を提供すること。
【解決手段】プリントジョブ中の調整時などの用紙の間隔が開く場合や、最終紙が定着装置を通過した後から画像形成装置がスタンバイ状態に戻るまでの間で、定着部材を冷却するための送風装置と定着装置で発生する暖気を排出する排熱装置を動作させる。
【選択図】図７Ａ

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式の画像形成装置においては、離型剤（ワックス）が含有されたトナーを用いてシート（記録媒体：以下、用紙と記す）にトナー像を形成し、これを定着装置において加熱加圧することにより定着処理を行なっている。

即ち、低温定着性の向上や高品質画像出力を実現させるために、定着部材にオイルを塗布することなく定着部材や加圧部材に対する用紙の分離性（離型性）を高める必要がある。そのため、加熱定着時に瞬時に溶融してトナー像と定着部材の界面に染み出す離型ワックスをトナーに内包させている。

離型ワックスは長鎖分子成分から構成されているため、その長さは均一でなく鎖が短く沸点の低い低分子成分は気化してしまう特徴がある。気化した離型ワックスは空気中で冷やされて凝縮し、数ｎｍ〜数百ｎｍ程度の微粒子（離型剤の微粒子（塵芥）：以下、ワックスダストあるいはダストと呼ぶ）に変化する。定着装置における用紙搬送中はダストが用紙に付着するが目視不可能のため問題にはならない。

しかし、用紙搬送後の作像プロセス部の調整時などで順次に搬送される用紙の間隔が大きい場合にはダストは定着装置周辺に浮遊することになる。そして、それが、定着装置周辺の用紙搬送手段に経時的に付着し堆積する。そうすると、その用紙搬送手段に付着堆積したワックスダストが用紙に移行して画像に良くない影響を与えてしまう恐れがある。

そこで、特許文献１においては、定着部材の表面にクリーニングウェブを接触させて、定着部材を清掃するクリーニング装置を定着装置内に備えることで、空気中で冷やされて凝縮したワックスダストを回収している。

特開２０１１−１１２７０８号公報

上記先行技術においては、ワックスダストを回収できるが、クリーニングウェブは消耗部品であるためにコストが高くなってしまったり、メンテナンスを要したりしてしまう。加えて、クリーニングウェブを搭載するために装置本体が拡大してしまうという課題がある。

本発明の目的は、クリーニングウェブなどを必要とせずとも定着装置から発生する離型剤の微粒子（ワックスダスト）を回収し、定着装置周辺のシート搬送手段に対する付着堆積を緩和して離型剤の微粒子に起因する画像不良の発生を解決することである。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、
離型剤を含有するトナーを用いてシートに未定着トナー像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部からのシートを挟持搬送して前記未定着トナー像を熱定着するニップ部を形成する定着部材を備えた定着装置と、
前記定着部材を冷却するための送風装置と、
前記送風装置よりも風量が大きく、前記定着装置で発生する暖気を排出する排熱装置と、
画像形成装置の動作シーケンスに関する情報に応じて前記送風装置と前記排熱装置の動作を制御する制御部と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、クリーニングウェブなどを必要とせずとも定着装置で生じる離型剤に起因する粒子が送風装置の動作によるエアフローと排熱装置の動作によるエアフローとに導かれて回収される。これにより、定着装置周辺のシート搬送手段に対する付着堆積が緩和されて離型剤の微粒子に起因する画像不良の発生が解決される。

実施例における画像形成装置の概略断面図定着装置の断面図送風装置の外観斜視図定着装置と排熱装置の外観斜視図制御系統のブロック図定着装置の基本的な制御フロー図ダスト対策制御１のフローチャートダスト対策制御１のフローチャートダスト対策制御１のフローチャート（ａ）はダスト対策制御を適用した画像形成装置の場合の時間とワックスダスト濃度の関係を示す図、（ｂ）は適用しない画像形成装置の場合の時間とワックスダスト濃度の関係を示す図

［実施例］
（画像形成装置の全体構成）
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。尚、以下の実施の形態は本発明を限定するものでなく、また本実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

図１に本発明の実施形態の一例である画像形成装置１の概略断面図を示す。図５は制御系統のブロック図である。本実施形態の画像形成装置１は、電子写真方式を用いたカラープリンタ（カラーカラー画像形成装置）である。即ち、パーソナルコンピュータやイメージリーダ等の外部ホスト装置２から制御手段（制御部）３０に入力される電気的画像信号に基づいて、シートＰに画像形成を行う。

制御手段３０はＣＰＵとＲＡＭやＲＯＭのメモリを有し、メモリには画像形成のための動作シーケンスや画像形成に必要な各種テーブルなどが記憶されている。制御手段３０はプリント指令に基づいて動作シーケンス情報に応じた画像形成動作制御を実行する。５は画像形成装置１の操作部（コンソール部）であり、電源スイッチ、各種制御情報の入力手段、情報表示手段等が設けられている。

シートＰは画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の記録材（記録媒体）であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、ＯＨＴシート、光沢紙等が含まれる。以下、用紙と記す。また、以下の説明では、便宜上、シートの扱いを通紙、排紙、給紙、通紙部、非通紙部などの用語を用いて説明するが、シートは紙に限定されるものではない。

近年は多種多様なシートＰへの適応性やプリント生産性に優れるという利点から、画像形成部の構成は４色の作像部３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）を中間転写ベルト３１上に並べて配置した、中間転写タンデム方式が主流となっている。本実施形態でも中間転写タンデム方式を採用している。

用紙Ｐは複数の用紙収納庫６１〜６４にそれぞれ積載される形で収納されており、給紙部６１ａ〜６４ａによりプリント指令に基づく所定の画像形成タイミングに合わせて、選択指定された用紙収納庫６１〜６４の何れかから用紙Ｐが一枚分離給送される。送り出された用紙Ｐは搬送経路７０〜７５のどれかかを通過し、転写前搬送部であるレジストロール対７６へと搬送される。

レジストロール対７６は搬送されてくる用紙Ｐを突き当ててループを作成することにより用紙Ｐの先端を倣わせ斜行を修正する機能を有する。また、用紙Ｐへの画像形成タイミング、即ち、中間転写ベルト（可撓性を有するエンドレスベルト）３１上に形成されたトナー像に合わせて、所定のタイミングにて用紙Ｐを二次転写部Ｔ２へ搬送する機能を有している。即ち、レジストロール対７６は用紙Ｐの斜行の修正を行った後に、所定の制御タイミングにて二次転写部Ｔ２へ用紙Ｐを送りだす。

二次転写部Ｔ２は、中間転写ベルト３１を挟んで対向する二次転写内ロール３２および二次転写外ロール４１により形成される、用紙Ｐへのトナー像転写ニップ部である。用紙Ｐは中間転写ベルト３１と二次転写外ロール４１の間に導入されて挟持搬送される。そして、所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることで用紙Ｐ上に中間転写ベルト３１側のトナー像を転写させる。

以上説明した二次転写部Ｔ２までの用紙Ｐの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部Ｔ２まで送られて来る中間転写ベルト３１上のトナー像の形成プロセスについて説明する。

即ち、４色の作像部３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）は、それぞれ、ドラム型の電子写真感光体１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）、帯電装置１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）、露光装置１３（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）を有する。また、現像装置１４（１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ）、一次転写装置３５（３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ）、感光体クリーナ１５（１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ）を有する。

各作像部３において、予め帯電手段１２により表面を一様に帯電され、矢印の反時計方向に回転する感光体１１に対し、ホスト装置２から制御手段３０へ送られてきた画像情報の信号に基づいて露光装置１３が駆動されて潜像が形成される。感光体１１上に形成された静電潜像は、現像装置１４によるトナー現像を経て、感光体１１上にトナー像として顕在化する。

作像部３Ｙでは感光体１１Ｙ上にＹ（イエロー）色トナー像が形成される。作像部３Ｍでは感光体１１Ｍ上にＭ（マゼンタ）色トナー像が形成される。作像部３Ｃでは感光体１１Ｃ上にＣ（シアン）色トナー像が形成される。作像部３Ｋでは感光体１１ＫにＫ（ブラック）色トナー像が形成される。

中間転写ベルト３１は駆動ロール３３、テンションロール３４および二次転写内ロール３２によって張架され、矢印の時計方向へ感光体１１の回転周速度に対応した速度で循環移動駆動される。

上記作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにおいて並列処理されるＹ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト３１上に一次転写された上流色のトナー像上に重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色のフルカラーのトナー像が中間転写ベルト３１上に形成され、二次転写部Ｔ２へと搬送される。

各作像部３において感光体１１から中間転写ベルト３１へのトナー像の一次転写は各作像部３において一次転写装置３５により所定の加圧力および静電的負荷バイアスが与えられることでなされる。各作像部３において感光体１１上に僅かに残った一次転写残トナーは感光体クリーナ１５により回収される。そして、感光体１１は繰り返して画像形成に供される。

以上説明した作像部３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂ）の４セットが存在する。勿論、色数は４色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。

二次転写部Ｔ２においてフルカラーの未定着トナー像の二次転写を受けた用紙Ｐは中間転写ベルト３１から分離して吸着搬送手段４２により定着装置（定着器）１００へと搬送される。また、中間転写ベルト３１に僅かに残った二次転写残トナーはベルトクリーナ３６により回収される。そして、中間転写ベルト３１は繰り返して画像形成に供される。

吸着搬送手段４２はファン等によって用紙Ｐをエアー吸着して搬送する。定着装置１００は吸着搬送手段４２で搬送されてきた用紙Ｐを挟持搬送して未定着トナー像を固着像として熱定着するニップ部を形成する定着部材を備えている。この定着装置１００の詳細については後述する。

上記の各作像部３、ベルト３１、用紙収納庫６１〜６４、給紙部６１ａ〜６４ａ、搬送経路７０〜７６、二次転写部Ｔ２、吸着搬送手段４２等で構成される機構部がトナーを用いて用紙Ｐに未定着トナー像を形成する画像形成部（作像プロセス部）４である。

定着装置１００を出た画像定着済みの用紙Ｐは排紙部８０へと搬送される。ここで、用紙Ｐをそのまま排紙トレイ６６上に排出する排紙搬送パス８２か、もしくは両面画像形成を要する場合には反転パス８３のいずれかに搬送されるべく経路選択が行われる。

両面画像形成を要する場合、制御手段３０はソレノイド（図示せず）の作用で揺動する切換え部材８１を上側に切換える。これにより、定着装置１００を出た、表面（１面目）に画像形成済みの用紙Ｐが反転パス８３からスイッチバック経路８４へと引き込まれる。そして、反転ロール対７９の回転方向を正逆転させること（スイッチバック動作）を行って先後端を入れ替え、両面搬送パス８５へと搬送される。

その後、用紙収納庫６１〜６４より搬送されてくる後続ジョブの用紙Ｐとのタイミングを合わせて再合流し、同様にレジストロール対７６を経て二次転写部Ｔ２へと送られる。裏面（２面目）の画像形成プロセスに関しては、先述の表面（１面目）の場合と同様なので説明は省略する。

一方、両面画像形成されて定着装置１００を出た用紙Ｐを反転排紙させる場合には、切換え部材８１を上側に切換えることで定着装置１００を出た両面画像形成済みの用紙Ｐは前記反転パス８３からスイッチバックパス８４へと引き込まれる。そして、反転ロール対７９及び反転ロール対７８の逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出させ、排紙トレイ６６に排紙される。

（定着装置の構成）
図２に定着装置１００の断面図を示す。この定着装置１００は電磁誘導加熱方式の定着器である。この定着装置１００は、用紙導入口１０２と用紙排出口１０３を具備させた筐体１０１を有する。この筐体１０１の内部に、画像形成部４から搬送されてくる未定着トナー像が形成された用紙Ｐを挟持搬送して未定着トナー像を熱定着する定着部材としての定着ベルト（第１の回転体）１０５と加圧ベルト（第２の回転体）１２０を有する。

定着ベルト１０５は電磁誘導により発熱する可撓性を有するエンドレスベルトであり、交番磁界により誘導発熱させられるとともに耐熱性を具備したものであれば適宜選定して差し支えない。本実施例においては、厚さ７５μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのニッケル金属層もしくはステンレス層などの磁性金属層に例えば厚さ３００μｍのシリコンゴムをコーティングし、表層にＰＦＡチューブを被覆したものである。

定着ベルト１０５は、駆動ロール１３１とテンションロール１３２とパッドステー１３７の３つの部材間に循環回転可能に、且つ、所定の張力（例えば２００Ｎ）で掛け渡されている。

駆動ロール１３１は例えば中実スレンレスによって外径がφ１８に形成された芯金の外周に耐熱シリコンゴム弾性層をロール状に一体成型により形成したロールであり、両端部が筐体１０１の側板間に軸受を介して回転可能に支持されている。

テンションロール１３２は駆動ロール１３１よりも用紙搬送方向の上流側に配設されており、例えばステンレスによって外径がφ２０、内径φ１８程度に形成された中空ロールである。テンションロール１３２は両端部が筐体１０１の側板間にスライド移動可能な可動軸受を介して回転可能に支持されている。可動軸受は定着ベルト１０５にテンションをかける方向にテンションバネによって移動付勢されている。本実施例では２０ｋｇｆのテンションを定着ベルト１０５にかける。

テンションロール１３２は上記のように定着ベルト１０５にテンションを掛けると共に、定着ベルト１０５の移動方向に直交する幅方向の蛇行を調整するロールとして働く。

パッドステー１３７は例えばステンレス鋼（ＳＵＳ材）で形成されており、駆動ロール１３１とテンションロール１３２との間において駆動ロール１３１に対して近接させて配設されている。パッドステー１３７は両端部が上側板を介して筐体１０１の側板間に固定して支持されている。パッドステー１３７の下向き面が定着ベルト１０５の下行側のベルト部分の内面に接触している。

定着ベルト１０５の上側にはベルト１０５を電磁誘導発熱させるための磁束発生手段であるＩＨヒータ１７０がベルト１０５に近接対向させて筐体１０１の側板間に固定して支持されて配設されている。ＩＨヒータ１７０は、励磁コイルと磁性体コアとそれらを保持するホルダから構成されている。

定着ベルト１０５の下側には加圧ベルト１２０が配設されている。加圧ベルト１２０は可撓性を有するエンドレスベルトである。加圧ベルト１２０としては耐熱性を具備したものであれば適宜選定して差し支えない。本実施例では、厚さ５０μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのニッケル金属層に例えば厚さ３００μｍのシリコンゴムをコーティングし、表層にＰＦＡチューブを被覆したものが用いられる。

加圧ベルト１２０は、加圧ロール１２１とテンションロール１２２と加圧パッド１２５の３つの部材間に循環回転可能に、且つ、所定の張力（例えば２００Ｎ）で掛け渡されている。

加圧ロール１２１は例えば中実スレンレスによって外径がφ２０に形成されたロールであり、両端部が筐体１０１の側板間にヒンジ軸３０３を中心に揺動可能に配設された揺動フレーム３０４の側板間に軸受を介して回転可能に支持されている。

テンションロール１２２は加圧ロール１２１よりも用紙搬送方向の上流側に配設されており、例えばステンレスによって外径がφ２０、内径φ１８程度に形成された中空ロールである。テンションロール１２２は両端部が上記の揺動フレーム３０４の側板間にスライド移動可能な可動軸受を介して回転可能に支持されている。可動軸受は加圧ベルト１２０にテンションをかける方向にテンションバネによって移動付勢されている。本実施例では２０ｋｇｆのテンションを加圧ベルト１２０にかける。

加圧パッド１２５は例えばシリコンゴムで形成されている弾性パッド部材であり、加圧ロール１２１とテンションロール１２２との間において加圧ロール１２１に近接させて配設されている。加圧パッド１２５は両端部が上記の揺動フレーム３０４の側板間に固定支持されている。加圧パッド１２５の上向き面が加圧ベルト１０５の上行側のベルト部分の内面に接触している。

上記のように、加圧ベルト１２０、加圧ロール１２１、テンションロール１２２、加圧パッド１２５を搭載している揺動フレーム３０４はシフト機構３０６によりヒンジ軸３０３を中心に上下方向に移動制御される。本例におけるシフト機構３０６は、加圧カム軸３０７と、この軸３０７の両端側に同じ位相で固着されている偏芯加圧カム３０８と、軸３０７を駆動する駆動部（不図示）と、加圧バネ（不図示）と、を有する。

大隆起部が上向きの回転角となるように偏芯加圧カム３０８が駆動されることで揺動フレーム３０４がヒンジ軸３０３を中心に加圧バネを圧縮しながら加圧位置に持ち上げられる。図２は揺動フレーム３０４が加圧位置にシフトされている状態時を示している。この状態時においては、加圧ロール１２０が駆動ロール１３１に対して加圧ベルト１２０と定着ベルト１０５を挟んで押圧する。また、加圧パッド１２５がパッドステー１３７に対して加圧ベルト１２０と定着ベルト１０５を挟んで押圧する。

この押圧は揺動フレーム３０４が加圧バネの圧縮反力で所定の圧（例えば４００Ｎ）で付勢されることでなされる。駆動ロール１３１においては加圧ロール１２０の圧接により弾性層が所定量弾性的に歪ませられる。この状態において定着ベルト１０５と加圧ベルト１２０との当接部に用紙搬送方向に関して幅広の定着ニップ部Ｎが形成される。

一方、小隆起部が上向きの回転角となるように偏芯加圧カム３０８が駆動されることで揺動フレーム３０４がヒンジ軸３０３を中心に加圧位置から下方に移動して離間位置に持ち下げられる。この状態においては、加圧ロール１２０と加圧パッド１２５の駆動ロール１３１とパッドステー１３７に対する押圧が解除されて加圧ベルト１２０が定着ベルト１０５から離間する。即ちニップ部Ｎの形成が解除される。揺動フレーム３０４は常時は離間位置にシフトされている。

図６は定着装置１００の基本的な制御フロー図である。制御手段３０は、画像形成装置１の電源が投入（Ｓ１）されると、画像形成装置１の立ち上げシーケンスにおける定着装置１００の立ち上げ指令に基づいて定着装置１００を立ち上げ動作させる（Ｓ２）。

即ち、駆動モータＭ（図５）を所定の第１の制御回転数ｍｂで駆動させて駆動ロール１３１を所定の制御速度Ｖｂにて回転駆動させる。駆動モータＭの駆動力は駆動入力ギア（不図示）を介して駆動ロール１３１に伝達される。この駆動ロール１３１の回転により定着ベルト１０５が矢印の時計方向に所定の制御周速度Ｖｂで回転駆動される。

また、ＩＨヒータ１７０の励磁コイルに交流電流を通電する（ヒータ−ＯＮ）。励磁コイルは交流電流によって交流磁束を発生し、交流磁束はコア磁性体に導かれて定着ベルト１０５の誘導発熱体である金属層に渦電流を発生させる。その渦電流は金属層の固有抵抗によってジュール熱を発生させる。これにより定着ベルト１０５が電磁誘導加熱される。

そして、定着ベルト１０５の表面温度が温度検知部材としてのサーミスタＴＨにより検知されて温度情報が制御手段３０にフィードバックされる。制御手段３０はその温度情報をもとにベルト１０５の表面温度が所定の目標温度Ｔｆ（定着温度；本実施例においては１５０℃程度）に立ち上がりその温度が維持されるようにＩＨヒータ１７０に対する供給電力を制御して定着ベルト１０５を温調する（Ｓ３）。定着装置１００は画像形成動作開始指令（画像形成ジョブ（プリントジョブ）開始指令）が入力するまでこの温調状態で待機状態に入る（Ｓ４・Ｓ５）。

制御手段３０は、画像形成ジョブ開始指令の入力（Ｓ５）に基づいて、上記の待機状態にある定着装置１００の駆動モータＭの回転数を前記第１の制御回転数ｍｂよりも回転数が大きい所定の第２の制御回転数ｍａに上げる。シフト機構３０６を制御して揺動フレーム３０４を離間位置から加圧位置にシフトする（Ｓ６）。

駆動モータＭの回転数が第２の制御回転数ｍａに上げられることで定着ベルト１０５は画像形成工程時のプロセススピードに対応した周速度Ｖａで回転駆動される。また、揺動フレーム３０４が加圧位置にシフトしたことで、定着ベルト１０５に対して加圧ベルト１２０が当接して定着ニップ部Ｎが形成されると共に加圧ベルト１２０が定着ベルト１０５の回転駆動に従動して矢印の反時計方向に回転する。

この状態において定着装置１００に画像形成部４から未定着トナー像が形成された用紙Ｐが搬送されて定着装置１００の筐体１０１の内部に用紙導入口１０２から入り定着ニップ部Ｎに導入される（画像形成実行：Ｓ７）。そして、定着ベルト１０５が用紙Ｐの未定着トナー像が形成された面と接触して用紙Ｐが定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において定着ベルト１０５の熱とニップ部Ｎの加圧力により未定着トナー像が用紙Ｐに対して溶融固着される。

ニップ部Ｎを出た用紙Ｐは定着ベルト１０５から分離されて定着排紙ロール対１０４で中継ぎされて用紙排出口１０３から筐体１０１の外に送り出され、前述したように排紙部８０へ搬送される。

用紙導入口１０２には定着装置１００に搬送されてきた用紙Ｐを検出するための用紙検出手段としての入口センサ１３０が配設されている。入口センサ１３０は定着装置１００に進入した用紙の先端で蹴られてオンとなり、用紙後端の通過によりオフとなる。また、定着ニップ部Ｎの用紙出口部と定着排紙ロール対１０４との間の用紙通路には定着ニップ部Ｎの用紙出口部から出てきた用紙Ｐを検出するための用紙検出手段としての出口センサ１４０が配設されている。出口センサ１４０は定着ニップ部Ｎの用紙出口部から出た用紙の先端で蹴られてオンとなり、用紙後端の通過によりオフとなる。

制御手段３０は入口センサ１３０と出口センサ１４０とから入力する上記のオンとオフの信号に基づいて定着装置１００における用紙Ｐの進入と通過の検知と、定着装置１００における用紙ジャム検知を行う。

用紙を１枚だけ搬送して画像形成を実行するモノプリントモードにおけるその１枚の用紙あるいは複数の用紙を順次に搬送して画像形成を実行するマルチプリントモードにおける最後の用紙が定着装置１００を通過する（Ｓ８）。その検知がなされると制御手段３０は定着装置１００を次のように制御する。

即ち、シフト機構３０６を制御して揺動フレーム３０４を加圧位置から離間位置にシフトすることで加圧ベルト１２０を定着ベルト１０５から離間させて定着ニップ部Ｎの形成を解除する。また、駆動モータＭの回転数を第２の制御回転数ｍａから第１の制御回転数ｍｂに下げる制御をする。これにより、定着ベルト１０５は画像形成動作時のプロセススピードに対応した所定の高速の周速度Ｖａから待機時の所定の低速の周速度Ｖｂの回転駆動状態にされる。定着ベルト１０５の温調は続行される（Ｓ９）。

この定着装置状態において制御手段３０は次の画像形成ジョブの指令が入力するまで画像形成装置を待機状態（スタンバイ状態）にする（Ｓ１０）。

本実施例における定着装置１００は、上記のように駆動モータＭの回転数をｍａとｍｂの２速もっている。回転数ｍａは画像形成時すなわち用紙Ｐを搬送しトナー像を用紙Ｐに定着させる速度Ｖａである。回転数ｍｂは、画像形成装置１の立ち上げ時、すなわち定着装置１００の定着ベルト１０５の温度が目標温度である約１５０℃よりも低い状態や、目標温度に到達した状態で、作像を待機している状態での速度Ｖｂである。

速度Ｖｂは定着ベルト１０５の温度を均一にするために回転させている。定着ベルト１０５の温度を均一に保てれば、定着ベルト１０５や他の動作部の総回転数が少なくなるため、速度Ｖｂは遅ければ遅いほど良い。本実施例における駆動モータＭの回転数は、速度Ｖａ時は３０００ｒｐｍ、速度Ｖｂ時は３００ｒｐｍとしている。

（定着ベルトの冷却）
画像形成装置１は、高い生産性を極力維持するために、使用する用紙Ｐの種類（例えば坪量、表面性）に応じた数段階の定着装置温調温度を備え制御していることが多い。一般的には、非コート紙に関しては、搬送性（しわ、分離性等）と画像性（定着性、トナーオフセット、表面光沢等）の両立する温度に設定し、用紙の坪量が大きいほど温調温度を高くするようにしている。一方、表面に樹脂層を有するコート紙については、これらの基本性能（搬送性、画像性）に加えて、特殊な搬送不良や画像不良を防止するために温調温度を設定することがある。

以上述べたような数段階の温調温度を備えている画像形成装置において、定着装置１００の温調温度切替え時にはプリント待機時間が発生するといった課題がある。すなわち、定着装置１００のスタンバイ温調状態から温調温度の最も低い超薄紙をプリントするケースや、メディア混載ジョブ（例えば薄紙と厚紙を交互に連続通紙する）のケースにおいては、温調切替え待機によるダウンタイムが長く発生する。そのため、著しく生産性が低下し、ユーザビリティ性の観点から好ましくない。そこで、従来から定着部材を冷却することで温調切替え待機によるダウンタイムを短くしている。

本実施例の画像形成装置１においては、定着部材としての定着ベルト１０５を冷却するための送風装置５００を具備させている。また、定着装置１００で発生する暖気（定着装置周囲の温度の高い雰囲気）を画像形成装置外に排出する排熱装置６００を具備させている。

本実施例においての送風装置５００は、図２のように、定着装置１００の用紙排出口１０３の側に配設してある。図３は送風装置５００の外観斜視図である。送風装置５００は定着装置１００の長手方向（定着ベルト１０５の幅方向）に沿って配列されている複数個の送風ダクト５０１ａ〜５０１ｅと、その各送風ダクトにそれぞれ連結して配置された送風手段（ファン）５０２ａ〜５０２ｅとを有する。

送風ダクト５０１ａ〜５０１ｅは定着装置１００の用紙排出口１０３の側において定着装置１００の筐体１０１の内部に進入させて配設されており、それぞれ送風口５０３ａ〜５０３ｅが定着ベルト１０５の上面に向けられている。送風手段５０２ａ〜５０２ｅはそれぞれ制御手段３０で動作（オン）制御／動作停止（オフ）制御される。

送風手段５０２ａ〜５０２ｅの動作により送風ダクト５０１ａ〜５０１ｅの送風口５０３ａ〜５０３ｅから風が出る（エアが吹き出る）。その風は、主として定着ベルト１０５とＩＨヒータ１７０の間の風路Ａに導入されて定着装置１００の筐体１０１の内部を駆動ロール１３１の側からテンションロール１３２の側に流れることで、定着ベルト１０５が冷却される。

送風手段５０２ａ〜５０２ｅは制御手段３０で各々が独立して動作可能となっている。即ち、制御手段３０は、定着ベルト１０５の非通紙部昇温状態の程度などによる必要な冷却モードに応じて、送風装置５００の全ての送風手段５０２ａ〜５０２ｅを動作させて定着ベルトの長手方向のほぼ全長域に送風することが可能である。また、送風手段５０２ａ〜５０２ｅを選択的に動作させて定着ベルト１０５の長手方向中央部と長手方向端部に対してそれぞれ選択的に送風することが可能である。

図４は定着装置１００と排熱装置６００の外観斜視図である。排熱装置６００は定着装置１００の長手方向の一端側においてその側の画像形成装置側板に対して配設された排熱手段（ファン）６０１と、この排熱手段６０１と連結されて配置された第１の排熱ダクト６０２とを有する。第１の排熱ダクト６０２は画像形成装置１の内部の空気、主として定着装置周囲の温度の高い雰囲気（暖気）を吸引する吸気口部６０２ａを有する。

また、定着装置１００の筐体１０１の長手方向の一端側において用紙導入口１０２の近傍に吸気口部６０２ｂを臨ませて上記の第１の排熱ダクト６０２に連絡させた第２の排熱ダクト６０２ｃを有する。

したがって、送風装置５００の動作によって定着装置１００内の風路Ａに導入された風は定着装置１００の用紙導入口１０２から出て第２の排熱ダクト６０２ｃの吸気口部６０２ａによる風路Ｂに導入される。そして、第２の排熱ダクト６０２ｃを通り、第１の排熱ダクト６０２においてこの第１の排熱ダクト６０２の吸気口部６０２ａから吸引された風（定着装置周囲の温度の高い雰囲気）と合流する。そして排熱装置６００のフィルター（不図示）を通して機外（画像形成装置の外）へと排出される。

ここで、送風装置５００の送風手段５０２ａ〜５０２ｅの合計風量Ｑ１は排熱装置６００の排熱手段６０１の風量Ｑ２よりも小さく設定されている。

（ダスト対策）
前述したように、定着部材に対する用紙の分離性を高めるためにワックス（離型剤）が含有されたトナーを用いて用紙にトナー像を形成し、これを定着装置において加熱加圧して定着処理を行なう画像形成装置においては定着装置内にワックスダストが発生する。

定着装置における用紙搬送中はダストが用紙に付着するが目視不可能のため問題にはならない。しかし、用紙搬送後の作像プロセス部の調整時などで順次に搬送される用紙の間隔が大きい場合にはダストは定着装置周辺に浮遊することになる。そして、それが、定着装置周辺の用紙搬送手段に経時的に付着し堆積する。そうすると、その用紙搬送手段に付着堆積したワックスダストが用紙に移行して画像に良くない影響を与えてしまう恐れがある。

本実施例においては、画像形成装置１の動作シーケンスに関する情報に応じて上記の送風装置５００と排熱装置６００の動作を制御する。これにより、クリーニングウェブなどを必要とせずとも定着装置で生じるワックス（離型剤）に起因する粒子が送風装置５００の動作によるエアフローと排熱装置６００の動作によるエアフローとに導かれて排熱装置６００のフィルタ回収される。これにより、定着装置周辺の用紙搬送手段に対する付着堆積が緩和されてワックスの微粒子に起因する画像不良の発生が解消される。

１）ダスト対策制御１
図７Ａはダスト対策制御１の制御フローチャート（作像プロセス調整時のフローチャート）である。

制御手段３０は、画像形成装置１の待機状態（Ｓ１：図６のＳ１０に対応）において、画像形成ジョブ開始指令が入力すると（Ｓ２）、排熱装置６００を動作させる（Ｓ４）。この排熱装置６００の動作により、定着装置１００によって生じた熱によって作像プロセス部４の温度上昇を防止される。定着装置１００の駆動モータＭの回転数を第１の制御回転数ｍｂから第２の制御回転数ｍａに切換える。また、シフト機構３０６を制御して揺動フレーム３０４を離間位置から加圧位置にシフトする（Ｓ４：図６のＳ６に対応）。

また、制御手段３０は、画像形成ジョブ（マルチプリントジョブ）において選択された用紙Ｐの種類やサイズにおける所定の間隔（紙間：シート間隔）Ｔｐを算出し用紙Ｐの搬送を始める。即ち、画像形成を開始する（Ｓ５）。

制御手段３０は画像形成ジョブ実行途中において、作像プロセス部４の調整時や、用紙Ｐを給紙する用紙収納庫６１〜６４の切り替え時などのプロセス調整が入る場合（Ｓ６）においてはその調整時用紙間隔Ｔａを算出する（Ｓ７）。即ち、そのプロセス調整に要する時間（調整時間）に対応する調整時用紙間隔Ｔａを算出する。

そして、ＴｐとＴａを比較して（Ｓ８）、Ｔａ＞Ｔｐ（シート間隔拡大情報）のときには作像プロセス部４の調整時に画像形成ジョブを一時中断すると共に（Ｓ９）、送風装置５００の動作を開始する（Ｓ１０）。これにより、プロセス調整時間中における定着装置１００内のワックスダスト（離型剤に起因する粒子）は送風装置５００の動作によるエアフローＡと排熱装置６００の動作によるエアフローＢとに導かれて排熱装置６００のフィルタに回収される。

所定の調整時間が経過したら（Ｓ１１）、一時中断している画像形成ジョブが再開されると共に（Ｓ１２）、送風装置５００の動作が停止される（Ｓ１３）。

このダスト対策制御１をまとめると次のとおりである。画像形成装置１の動作シーケンスに関する情報が画像形成装置１の待機状態時における定着装置１００の立ち上げ開始の情報である場合には、制御手段３０は、送風装置５００は停止させたままで排熱装置６００の動作を開始させる。

画像形成装置１の動作シーケンスに関する情報がマルチプリントモードにおいてプリントジョブ中に紙間が所定の間隔Ｔｐよりも大きくなる情報である場合には、制御手段３０は排熱装置５００を動作させている状態において送風装置５００を動作させる。そして、制御手段３０は、送風装置５００を動作させた後に、紙間が所定の間隔Ｔｐに戻る情報により送風装置５００の動作を停止させる。

２）ダスト対策制御２
図７Ｂはダスト対策制御２の制御フローチャート（画像形成後のフローチャート）である。図７Ａのダスト対策制御１の制御フローチャートにおいてマルチプリントモードの画像形成ジョブが進行して最後の用紙定着装置１００を通過する。もしくは用紙を１枚だけ搬送して画像形成を実行するモノプリントモードの画像形成ジョブ場合はその１枚の用紙が定着装置１００を通過する。その用紙の定着装置内通過が出口センサ１４０によって検知される（Ｓ１４）。制御手段３０はその検知情報に基づいて、作像プロセス部４などの作像後調整動作（後回転動作）を開始する（Ｓ１５）。

この時、ダスト対策制御１における用紙の間隔が大きい場合と同様に、制御手段３０は送風装置５００の動作を開始する（Ｓ１６）。これにより、後回転動作時における定着装置１００内のワックスダストは送風装置５００の動作によるエアフローＡと排熱装置６００の動作によるエアフローＢとに導かれて排熱装置６００のフィルタに回収される。

定着装置１００については、シフト機構３０６を制御して揺動フレーム３０４を加圧位置から離間位置にシフトすることで加圧ベルト１２０を定着ベルト１０５から離間させて定着ニップ部Ｎの形成を解除する。また、駆動モータＭの回転数を第２の制御回転数ｍａから第１の制御回転数ｍｂに下げる制御をする。これにより、定着ベルト１０５は画像形成工程時のプロセススピードに対応した所定の高速の周速度Ｖａから待機時の所定の低速の周速度Ｖｂの回転駆動状態にされる。定着ベルト１０５の温調は続行される（Ｓ１７：図６におけるＳ９に対応）。

作像プロセス部４などの後回転動作が終了する（Ｓ１８）。そして、送風装置５００の動作を停止させる（Ｓ１９）。これにより画像形成装置１の画像形成動作が終了する（Ｓ２０）。排熱装置６００の動作を停止させる（Ｓ２１）。そして、制御手段３０は次の画像形成ジョブの指令が入力するまで画像形成装置１を待機状態にする（Ｓ２２：図６におけるＳ１０に対応）。

このダスト対策制御２をまとめると次のとおりである。画像形成装置１の動作シーケンスに関する情報がモノプリントモードにおける用紙あるいはマルチプリントモードにおける最後の用紙が定着装置１００を通過した用紙通過（シート通過）の情報である場合である。この場合には、制御手段３０は、画像形成装置１が待機状態となるまでの間で排熱装置６００を動作させている状態において送風装置５００を動作させる。そして、その後に送風装置５００と排熱装置６００の動作を停止させる。

３）ダスト対策制御３
図７Ｃはダスト対策制御３の制御フローチャート（定着ベルト冷却時のフローチャート）である。図７Ｂの制御フローチャートにおいて一つの画像形成ジョブが終了して画像形成装置１が待機状態に入ってから（Ｓ２１）、すぐに次の画像形成ジョブの開始指令が入力して、引き続き画像形成が行われる場合などにおいては次の制御がなされる。

即ち、制御手段３０は、次の画像形成ジョブの開始指令が入力したら（Ｓ２３）、排熱装置６００を動作させる（Ｓ２４）。また、入力した画像形成ジョブにおいて選択された用紙Ｐの種類などに応じて、先の画像形成ジョブのときよりも定着装置１００の温調温度を低くするか否かを判断（温調温度の切替え判断）する（Ｓ２５）。定着温調を低くする場合には送風装置５００の動作を開始する（Ｓ２６）。即ち、未だ高温状態にある定着ベルト１０５を送風装置５００を動作させて冷却することで定着温調切換えに要するダウンタイムを短縮化する。

その後、定着温調が目標温度まで到達したら（Ｓ２７）、送風装置５００の動作を停止させる（Ｓ２８）。そして、定着装置１００の駆動モータＭの回転数を第１の制御回転数ｍｂから第２の制御回転数ｍａに切換える。また、シフト機構３０６を制御して揺動フレーム３０４を離間位置から加圧位置にシフトする（Ｓ２９）。この状態において画像形成ジョブを開始する（Ｓ３０）。

このダスト対策制御３をまとめると次のとおりである。画像形成装置の動作シーケンスに関する情報が画像形成装置の待機状態時における定着装置の立ち上げにおいて温調温度の設定を画像形成装置が前回実行した画像形成ジョブにおける定着装置の温調温度よりも低くする温調温度切換え情報である場合である。この場合には、制御手段３０は、排熱装置６００と送風装置５００の動作を開始させ、定着装置１００の温調温度が目標温度まで到達したら送風装置５００の動作を停止させて画像形成を実行する。

図８の（ａ）は上記のダスト対策制御１乃至３を適用した画像形成装置の場合の時間とワックスダスト濃度の関係を示す。（ｂ）は適用しない画像形成装置の場合の時間とワックスダスト濃度の関係を示す。測定には米ＴＳＩ社の高速応答型パーティクルサイザーＦＭＰＳを用いた。

図８の（ａ）と（ｂ）の対比により、（ａ）においては、定着装置１００を通過するときに気化し、空気中で凝固したワックスダストが送風装置５００の作り出す風路Ａに導かれ、さらに排熱装置６００によって風路Ｂに導かれて排熱装置６００のフィルタに回収されている。そのため、定着装置１００直後のワックスダストは著しく減少していることがわかる。

以上の構成及び動作により、定着装置１００を冷却するための送風装置５００と、定着装置周囲の高温度の雰囲気を排出する排熱装置６００により生み出されるエアフローによって、定着装置１００から発生するワックスダストを回収することが可能となる。

そのため、クリーニングウェブなどを必要とせずに、ワックスダストを定着装置周辺の用紙搬送手段に付着を防止し、画像不良の発生を防止することができる。

［その他の事項］
１）定着装置１００における定着部材１０５や加圧部材１２０はベルトの形態に限られない。スリーブやローラの形態の部材であっても構わない。

２）定着部材１０５や加圧部材１２０の加熱手段は電磁誘導加熱手段に限られない。ハロゲンヒータ、赤外線ランプなど他の加熱手段を用いる構成としても構わない。

３）加圧部材は非回転の部材にした定着装置構成とすることもできる。

１・・画像形成装置、４・・画像形成部、３０・・制御部、１００・・定着装置、１０５・１２０・・定着部材、Ｎ・・ニップ部、Ｐ・・シート（用紙）、５００・・送風装置、６００・・排熱装置

Claims

離型剤を含有するトナーを用いてシートに未定着トナー像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部からのシートを挟持搬送して前記未定着トナー像を熱定着するニップ部を形成する定着部材を備えた定着装置と、
前記定着部材を冷却するための送風装置と、
前記送風装置よりも風量が大きく、前記定着装置で発生する暖気を排出する排熱装置と、
画像形成装置の動作シーケンスに関する情報に応じて前記送風装置と前記排熱装置の動作を制御する制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
前記離型剤がワックスであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記情報が画像形成装置の待機状態時における前記定着装置の立ち上げ開始の情報である場合には、前記制御部は、前記送風装置は停止させたままで前記排熱装置の動作を開始させることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記情報が複数のシートを順次に搬送して画像形成を実行するマルチプリントモードにおいてプリントジョブ中にシート間隔が所定の間隔よりも大きくなるシート間隔拡大情報である場合には、前記制御部は、前記排熱装置を動作させている状態において前記送風装置を動作させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記送風装置を動作させた後に、前記シート間隔が所定の間隔に戻る情報により前記送風装置の動作を停止させることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記情報がシートを１枚だけ搬送して画像形成を実行するモノプリントモードにおけるシートあるいは複数のシートを順次に搬送して画像形成を実行するマルチプリントモードにおける最後のシートが前記定着装置を通過したシート通過の情報である場合には、前記制御部は、画像形成装置が待機状態となるまでの間で前記排熱装置を動作させている状態において前記送風装置を動作させ、その後に前記送風装置と前記排熱装置の動作を停止させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記情報が画像形成装置の待機状態時における前記定着装置の立ち上げにおいて温調温度の設定を画像形成装置が前回実行した画像形成ジョブにおける定着装置の温調温度よりも低くする温調温度切換え情報である場合には、前記制御部は、前記排熱装置と前記送風装置の動作を開始させ、定着装置の温調温度が目標温度まで到達したら前記送風装置の動作を停止させ、画像形成を実行することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記定着装置における前記離型剤に起因する粒子が前記送風装置の動作によるエアフローと前記排熱装置の動作によるエアフローとに導かれて回収されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の画像形成装置。
前記送風装置は前記定着部材の長手方向のほぼ全長域に送風することが可能であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の画像形成装置。
前記送風装置は前記定着部材の長手方向中央部と長手方向端部に対してそれぞれ選択的に送風することが可能であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の画像形成装置。
前記ニップ部を形成している定着部材が第１および第２の回転体であることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の画像形成装置。