JP2018072555A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱回転体と非接触温度測定部との間隙を流れる風量を制御することで、定着性能に影響する温度検知ずれを防ぎつつ保温効果を高めて、消費電力の削減に寄与する。
【解決手段】定着装置は、用紙にトナー像を定着させるニップ部を形成するローラーを加熱するための加熱源を有する加熱回転体と、加熱回転体の周囲に配置された熱反射部材と、加熱回転体に近接して加熱回転体の温度を検知するための非接触温度測定部と、画像形成状況に応じて、加熱回転体と熱反射部材との間隙を通る気流のうち非接触温度測定部に流れ込む気流の量を変更する変更部と、を備える。
【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、トナー像を用紙上に形成する電子写真方式の画像形成装置（複写機、プリンター、ファクシミリ、これらの複合機）では、加熱ローラーなどの加熱回転体の熱を用いて、用紙に形成されたトナー像を加熱して定着させる定着装置が備えられている。

近年における画像形成装置全体の省エネルギー規格の要請からは、装置全体の消費電力の内の多くを占める定着装置に対する省電力化の要請は大きい。

かかる観点から、定着装置では、加熱回転体（例えば、加熱ローラー）の赤外線を反射するための熱反射部材を保温手段として設置することで、加熱回転体の熱の漏洩を防止する構成が知られている。かかる構成は、ウォームアップ時やアイドリング時における加熱回転体の保温効果を高め、加熱回転体に効率良く蓄熱することが出来るため、消費電力削減に効果がある。また、熱反射部材は、熱反射効率を上げるために、加熱回転体に出来るだけ沿った形状で設置することが求められる。

他方、定着装置では、加熱回転体の温度は、赤外線による温度上昇を検知する非接触温度センサーにより測定され、かかるセンサーの検知温度に基づいて温度制御が行われる。また、定着装置では、定着分離性の悪い条件での用紙の定着ニップに対する分離性を確保するために、定着ニップを通過した直後の用紙と加熱回転体との間にエアを吹き付ける送風部を備えたものもある。

上述のような構成を備えた定着装置では、送風部から吹き付けられたエアや加熱回転体自身の回転により引き起こされる気流が非接触温度センサーの近傍に流れ込むことによって、以下のような問題が発生し得る。

すなわち、非接触温度センサーの近傍に気流が流れ込むと、非接触温度センサーの検知温度にずれが発生する、具体的には、加熱回転体の実際の温度と非接触温度センサーの検知温度とが一致しない問題が生じ得る。このように実際の温度と検知された温度とのずれが起きると、用紙の厚みや表面性状、搬送速度に応じて細かく設定されている温度制御が困難になり、定着性能の低下を引き起こす。

かかる問題を防ぐために、例えば非接触温度センサーの周囲の密閉度を高めることが考えられるが、この場合、非接触温度センサーの配置位置等が大きく制限され、かつ、かかるセンサーの周囲に熱がこもってしまい、やはり検知ずれが起きる。

特許文献１に記載の技術では、ダクト吹き出し口から加圧ローラーにエアを吹き付けて冷却した風が温度検知手段等の風回避対象物に当たらないように、ダクト吹き出し口と風回避対象物の間に遮蔽板を設置する構成を採用している。

また、特許文献２に記載の技術では、非接触温度センサーの周囲を覆う遮蔽部材を設け、かかる遮蔽部材でセンサー本体と周囲の雰囲気とを遮蔽する構成を採用している。

特開２０１２−１８５２７６号公報 特開２００４−３５４５１７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、ダクト吹き出し口から流出された風を遮蔽板で単に遮蔽するものであり、加圧ローラーの保温性の確保による消費電力削減と、温度検知手段の誤作動防止の両方を実現するものではない。

また、特許文献２記載の技術は、遮蔽部材で非接触温度センサーの筐体を覆い、定着ユニット内の雰囲気温度から遮蔽しているだけであり、加熱回転体と非接触温度センサーの間隙を流れる風による温度検知ずれの対策はなされていない。

本発明の目的は、加熱回転体と非接触温度測定部との間隙を流れる風量を制御することで、定着性能に影響する温度検知ずれを防ぐとともに、保温効果を高めて消費電力の削減に寄与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である。

本発明に係る定着装置は、
用紙にトナー像を定着させるニップ部を形成するローラーを加熱するための加熱源を有する加熱回転体と、
前記加熱回転体の周囲に配置された熱反射部材と、
前記加熱回転体に近接して前記加熱回転体の温度を検知するための非接触温度測定部と、
画像形成状況に応じて、前記加熱回転体と前記熱反射部材との間隙を通る気流のうち前記非接触温度測定部に流れ込む気流の量を変更する変更部と、
を備える。

本発明に係る画像形成装置は、用紙にトナー像を形成する画像形成部と、上記の定着装置を備える。

本発明によれば、加熱回転体と非接触温度測定部との間隙を流れる風量を制御することで、定着性能に影響する温度検知ずれを防ぐとともに、保温効果を高めて消費電力の削減に寄与することができる。

本実施の形態における画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態における画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 本実施の形態における定着装置の構成を示す図である。 印刷ジョブの実行時における開口ＡＰの開口度（開口量）の制御例を説明する図である。 熱反射部材の一部の領域を可変シャッターとして構成した定着装置の変形例を示す図であり、図５Ａは開口ＡＰを筐体のより上流側に設けた例を、図５Ｂは筐体の側面に開口を設けた例を、それぞれ示す。 定着装置の他の変形例を示す図であり、可変シャッターを設けない構成例を説明する図である。 定着装置のさらに他の変形例を示す図であり、非接触温度センサーのカバー部材を回転可能とした移動部の構成例を説明する図である。

以下、本実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態における画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態における画像形成装置１の制御系の主要部を示す。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Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、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Ｓに二次転写することにより、トナー像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫ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、用紙搬送部５０、定着部６０、および制御部１００等を備える。

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ー）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Ｓにトナー像を形成させる。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および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

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また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および操作部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、初期設定また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、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。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、およ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。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

制御部１００は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。

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。

現像装置４１２は、例えば二成分現像方式の現像装置であり、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等を有し、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を除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、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、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも１つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用してもよい。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面（定着面の反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、及び加熱源６０Ｃ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップ（ニップ部）が形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器の外装部材である筐体６００内にユニットとして配置される。また、かかる筐体６００内には、エアを吹き付けることにより、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６０Ｄが配置されている。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２および搬送経路部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、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対を有する。

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、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、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５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

次に、図１および図３を参照し、定着装置としての定着部６０の構成について説明する。

図１および図３に示すように、上側定着部６０Ａは、定着面側部材である無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２、上加圧ローラー６３、熱反射部材６４、非接触温度センサー６８、等を有する（ベルト加熱方式）。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と上加圧ローラー６３とに所定のベルト張力（例えば、４００Ｎ）で張架されている。

定着ベルト６１は、例えばＰＩ（ポリイミド）からなる基体の外周面を弾性層として耐熱性のシリコンゴムで被覆し、さらに、表層に耐熱性樹脂であるＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）のチューブを被覆またはコーティングをしてなる。

定着ベルト６１は、トナー像が形成された用紙Ｓに接触して、当該トナー像を用紙Ｓに定着許容温度範囲で加熱定着する。ここで、定着許容温度範囲とは、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Ｓの紙種等によって異なる。

加熱ローラー６２は、定着ベルト６１を加熱する。加熱ローラー６２は、定着ベルト６１を加熱する加熱源６０Ｃを内蔵しており、加熱回転体としての役割を担う。加熱ローラー６２は、例えば、ハロゲンヒーターであり、アルミニウム等から形成された円筒状の芯金における外周面をＰＴＦＥでコーティングした樹脂層で被覆された構成である。加熱ローラー６２および定着ベルト６１の周囲には、後述する熱反射部材６４が配置されている。

加熱源６０Ｃの温度は、制御部１００によって制御される。加熱源６０Ｃによって加熱ローラー６２が加熱され、その結果、定着ベルト６１が加熱される。

上加圧ローラー６３は、例えば鉄等の金属から形成された中実の芯金を、弾性層として耐熱性のシリコンゴムで被覆し、さらに、低摩擦で耐熱性樹脂であるＰＴＦＥでコーティングした樹脂層で被覆したものである。上加圧ローラー６３は、定着部６０における主駆動源（図示せず）により駆動回転する下加圧ローラー６５に定着ベルト６１を介して圧接される。

熱反射部材６４は、加熱ローラー６２などの保温性を高めるための部材であり、筐体６００内で上方から加熱ローラー６２を覆うように設けられている。熱反射部材６４は、例えばアルミニウム製の板状部材であり、加熱ローラー６２から放射される赤外線を反射し、該反射された赤外線を加熱ローラー６２に照射することで、主に加熱ローラー６２の保温性を高める役割を担う。

本実施の形態では、熱反射部材６４は、加熱ローラー６２のみならず、定着ベルト６１の大部分、および上加圧ローラー６３の一部を覆う形状となっている。すなわち、本実施の形態では、定着ベルト６１および上加圧ローラー６３の保温性をも高めるため、熱反射部材６４の下端側は、上加圧ローラー６３を覆う位置まで延びている。

本実施の形態では、熱反射部材６４の各部位は、対応する加熱ローラー６２および定着ベルト６１から一定距離以内になるように配置されており、言い換えると、熱反射部材６４と加熱ローラー６２および定着ベルト６１との間で所定サイズの間隙が形成されている。ここで、熱反射部材６４と定着ベルト６１等の距離および隙間のサイズは、特に限定されない。すなわち、かかる距離および隙間は、加熱ローラー６２の保温性を確保でき、熱反射部材６４と加熱ローラー６２および定着ベルト６１との間で対流や気流等が発生できるものであれば、任意の値とすることができる。

非接触温度センサー６８は、加熱ローラー６２の温度を測定するための例えば赤外線検知方式のセンサーであり、図３に示すように、加熱ローラー６２に近接して位置する。非接触温度センサー６８は、加熱ローラー６２から放射される赤外線を検知する第１のサーミスタと、温度補償用として周囲温度を測定する第２のサーミスタとを備え、かかる２つのサーミスタの出力を演算することにより、加熱ローラー６２の温度を測定する。非接触温度センサー６８は、測定した加熱ローラー６２の温度を検知信号として制御部１００に出力する。制御部１００は、非接触温度センサー６８の検知信号に基づいて加熱源６０Ｃの温度を制御する。

本実施の形態では、非接触温度センサー６８は、熱反射部材６４の外側に配置される。このため、熱反射部材６４にはスリット状の孔６４ａが設けられており、非接触温度センサー６８の受光素子は、熱反射部材６４の孔６４ａを通じて加熱ローラー６２の表面に対向する。非接触温度センサー６８は、図３に示すように、センサーの本体を覆うカバー部材６８１を有する。カバー部材６８１は、非接触温度センサー６８の受光素子に風や異物などが侵入することを可及的に防止する役割を担う。図３に示す例では、カバー部材６８１を含む非接触温度センサー６８全体が筐体６００に対して固定されている。カバー部材６８１を可動とした例については後述する。

下側定着部６０Ｂは、例えば裏面側支持部材である下加圧ローラー６５を有する（ローラー加圧方式）。下加圧ローラー６５は、アルミニウム製の基材部（芯金）の外周面を、弾性層として耐熱性のシリコンゴムで被覆し、さらに、弾性層の外周面を表面離型層としてＰＦＡチューブの樹脂層で被覆したものである。

制御部１００は、主駆動源（駆動モーター）を制御して、下加圧ローラー６５を図中反時計回り方向に回転させる。駆動モーターの駆動制御（例えば、回転のオン／オフ、周速度等）は、制御部１００によって行われる。

下加圧ローラー６５には、ハロゲンヒーター等の加熱源６５Ａが内蔵されている。この加熱源６５Ａが発熱することにより、下加圧ローラー６５は加熱される。制御部１００は、加熱源６５Ａに供給する電力を制御し、下加圧ローラー６５を所定温度に制御する。

下加圧ローラー６５は、定着ベルト６１を介して上加圧ローラー６３に所定の定着荷重で圧接される。このようにして、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との間には、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップＮＰ（ニップ部）が形成される。

下加圧ローラー６５が図中反時計回り方向に駆動回転すると、定着ベルト６１が図中時計回り方向に従動回転する。これに伴い、上加圧ローラー６３は、図中時計回り方向に従動回転する。また、加熱ローラー６２は、図中時計回り方向に従動回転する。用紙Ｓの定着時、定着ベルト６１の周速度は、下加圧ローラー６５の周速度と同等となる。

エア分離ユニット６０Ｄは、定着ニップＮＰを通過する用紙に用紙分離のためのエア（分離エア）を吹き付ける送風部としての役割を担う。エア分離ユニット６０Ｄは、ファン送風部６６および送風ダクト６７を備える。エア分離ユニット６０Ｄは、定着ニップＮＰの用紙排出側から定着ベルト６１に向けて分離エアを送風する。図３中、ファン送風部６６から送風され送風ダクト６７に供給される分離エアの気流（エアフロー）を矢印ＡＦで示す。

定着部６０において、上側定着部６０Ａ、下側定着部６０Ｂおよび加熱源６０Ｃは、定着ニップＮＰで用紙Ｓを加熱、加圧しながら搬送することにより、未定着のトナー像を用紙Ｓ上に定着させる。エア分離ユニット６０Ｄ（図１参照）は、定着ニップＮＰを通過した用紙Ｓの先端にエアを吹き付けることにより、定着ベルト６１から用紙Ｓを分離させる。これにより、定着ニップＮＰを通過した用紙Ｓが定着ベルト６１の表面に巻き付いて分離せず、巻き付きジャム等を発生させることを防止することができる。

より具体的には、エア分離ユニット６０Ｄにおいて、ファン送風部６６から送風される分離エア（エアフローＡＦ）の強度は、用紙Ｓの種類、カラーまたはモノクロ印刷の別、印字率、などによって異なる。本実施の形態では、エアフローＡＦの強度は、用紙Ｓの厚みが薄くなるほど強くなり、印字率が高くなるほど強くなり、モノクロ印刷よりもカラー印刷の方が強くなる。また、画像形成装置のウォームアップ状態やアイドリング状態では、エアフローＡＦの強度はゼロであり、ファン送風部６６から分離エアは送風されない。したがって、制御部１００は、印刷ジョブの実行時において、用紙の種類、カラーまたはモノクロ印刷の別、印字率、装置の状態を判定し、かかる判定結果に基づいたエアフローＡＦの強度となるように、ファン送風部６６を駆動制御する。

ところで、上記のような構成を備えた定着装置では、ファン送風部６６から供給されるエアフローＡＦは、定着ベルト６１と熱反射部材６４との間の空間（間隙）に流れ込むことにより、非接触温度センサー６８の検知温度にずれを生じさせる問題がある。

具体的には、送風ダクト６７を通過したエアフローＡＦは、定着ニップＮＰを通過した用紙Ｓなどに当たった後、用紙の搬送方向に向かう気流（図３中の矢印ＡＦ_１参照）と、定着ベルト６１および熱反射部材６４の間隙に向かう気流（図３中の矢印ＡＦ_２参照）とに分かれる。ここで、後者の気流は、定着ベルト６１および熱反射部材６４の間隙に沿って流れ、加熱ローラー６２と熱反射部材６４との間隙を通って非接触温度センサー６８の近傍に流れ込むことで、上述したような非接触温度センサー６８の検知温度のずれ及びこれに伴う温度制御の困難性や定着性能の低下との問題を引き起こす原因となる。

また、本実施の形態では、加熱ローラー６２および定着ベルト６１は、図３中の時計方向に回転する。このため、エアフローＡＦのうち、定着ベルト６１および熱反射部材６４の間隙に向かう気流は、加熱ローラー６２および定着ベルト６１の回転により付勢されて、かかる付勢された気流が非接触温度センサー６８の近傍に流れ込むことによって、上述した問題を引き起こす原因となり得る。

かかる問題を解決するために、例えば非接触温度センサー６８のカバー部材６８１の形状を変更する等により、非接触温度センサー６８の周囲の密閉度を高める構成も考えられる。しかしながら、このような構成とした場合、加熱ローラー６２に対する非接触温度センサー６８の位置決めの難易度が高くなり、加えて、非接触温度センサー６８内に熱がこもってしまい、やはり温度検知のずれが生じるため、有効な対策でないものと考えられる。

このような実情に鑑みて、本実施の形態では、加熱ローラー６２と熱反射部材６４との間隙を通る気流のうち、非接触温度センサー６８に流れ込む気流の量を制御するための移動部を設けている。以下、移動部に関する構成を詳述する。

図３に示すように、本実施の形態では、筐体６００に設けられた開口ＡＰと、開口ＡＰと連通するように熱反射部材６４に設けられたダクト状のガイド部材６４１と、開口ＡＰの開口度ないし開口量を調整するための可変シャッター６１０（シャッター機構）と、を備える。

図３に示す例では、開口ＡＰおよび可変シャッター６１０は、筐体６００の天板の一端側に設けられている。ガイド部材６４１は、非接触温度センサー６８の上方に設けられ、加熱ローラー６２の上方に位置する熱反射部材６４の部位から開口ＡＰまで延びるように連続して形成されている。ガイド部材６４１における熱反射部材６４と接続される部位は、加熱ローラー６２と熱反射部材６４との間隙を通る気流を流出させる第１の開口としての役割を担う。また、ガイド部材６４１は、加熱ローラー６２と熱反射部材６４との間隙に流れる気流を開口ＡＰに導く導入経路としての役割を担う。筐体６００の開口ＡＰは、加熱ローラー６２と熱反射部材６４との間隙を通る気流を定着部６０の外部に流出させる第２の開口としての役割を担う。

図３に示す例では、熱反射部材６４およびガイド部材６４１は、図３中に示す左側（上流側）の部材と右側（下流側）の２つの部材で形成されている。

可変シャッター６１０は、開口ＡＰの上方で開口ＡＰの開口量を変更するように移動可能に配置されたシャッター部材と、かかるシャッター部材に接続されたソレノイドやモーターなどのアクチュエーター（図示略）とを有する。可変シャッター６１０は、アクチュエーターが制御部１００により駆動制御されることにより、シャッター部材が軸６１０ａを中心として図３の矢印方向に往復移動（回転）して、開口ＡＰの開口量を調整する。

かかる構成によれば、開口ＡＰの開口量を可変シャッター６１０によって調整することで、非接触温度センサー６８の方向に流れ込む気流の量を制御することが可能になる。すなわち、加熱ローラー６２と熱反射部材６４との間隙に流れる気流が一定であると仮定した場合、開口ＡＰの開口量を増やすほど、ガイド部材６４１を通じて開口ＡＰから外部に流出する気流の量が増え、非接触温度センサー６８の方向に流れ込む気流の量が相対的に減る。反対に、開口ＡＰの開口量を減らすほど、ガイド部材６４１を通じて開口ＡＰから外部に流出する気流の量が減るので、非接触温度センサー６８の方向に流れ込む気流の量が相対的に増える。

他方、加熱ローラー６２の保温性を高めるという観点からは、開口ＡＰの開口量を減らすほど、加熱ローラー６２の輻射熱が開口ＡＰから外部に逃げにくくなる。

本実施の形態では、加熱ローラー６２と非接触温度センサー６８との間隙に流れ込む気流の量を一定にするように、制御部１００によって可変シャッター６１０のシャッター部材の開閉位置が制御される。

具体的には、制御部１００は、上述した印刷ジョブの内容や装置の状態に応じて、開口ＡＰの開口度（開口量）を変えるように可変シャッター６１０を駆動制御する。より詳しくは、制御部１００は、印刷ジョブの実行時に、上述したエアフローＡＦの強度の変化に同期して開口ＡＰの開口量を変えるように可変シャッター６１０のシャッター部材の開閉位置を制御する。このとき、制御部１００は、エアフローＡＦの強度に比例して開口ＡＰの開口量を大きくするように可変シャッター６１０を駆動制御する。

すなわち、制御部１００は、印刷ジョブの実行時に、上述したエアフローＡＦの強度が大きくなるほど開口ＡＰの開口度を高め、エアフローＡＦの強度がゼロの場合は開口ＡＰを全閉するように可変シャッター６１０を駆動制御する。かかる制御により、加熱ローラー６２と非接触温度センサー６８との間隙に流れ込む気流の量を一定にすることができ、この結果、非接触温度センサー６８の検知温度のずれを防止ないし最小とすることが可能になる。また、エアフローＡＦの強度が低い場合には開口ＡＰの開口度が低くなるため、加熱ローラー６２の保温性を確保することができる。他方、エアフローＡＦの強度が高い場合には開口ＡＰの開口度を高くしてエアを定着部６０の外部に逃がし、行き場の無い熱風が定着装置内で循環することを防止できる。

図４に、印刷ジョブの実行時における開口ＡＰの開口度（開口量）の制御例を示す。この例では、画像形成装置のウォームアップやアイドリング（図中の（１）および（６））の状態では、上述のようにエアフローＡＦの強度がゼロになるため、制御部１００は、開口ＡＰを全閉するように可変シャッター６１０を駆動制御する。また、用紙Ｓが厚紙で、モノクロ印刷、かつ低印字率（図中の（４））の場合にも、エアフローＡＦの強度がゼロになるため、制御部１００は、開口ＡＰを全閉するように可変シャッター６１０を駆動制御する。

他方、用紙Ｓが薄紙で、フルカラー印刷、かつ高印字率（図中の（２））の場合には、エアフローＡＦの強度が最も強くなるため、制御部１００は、開口ＡＰが全開になるように可変シャッター６１０を駆動制御する。また、用紙Ｓが中厚紙でフルカラー印刷かつ高印字率（図中の（３）および（７））の場合、エアフローＡＦの強度が中程度になるため、制御部１００は、開口ＡＰが全開状態よりも若干閉じた状態になるように可変シャッター６１０を駆動制御する。また、用紙Ｓが薄紙でモノクロ印刷かつ低印字率（図中の（５））の場合、エアフローＡＦの強度が相対的に低くなるため、制御部１００は、開口ＡＰの開口度を中程度にするように可変シャッター６１０を駆動制御する。

このように、本実施の形態によれば、加熱ローラー６２と非接触温度センサーの間隙に流れる気流の量を制御することで、定着性能に影響する温度検知ずれを防ぐとともに、加熱ローラー６２等の保温効果を高めて、消費電力の削減に寄与することが可能となる。

次に、図５以下を参照して、上述した実施の形態の変形例について説明する。

図５Ａおよび図５Ｂは、移動部である可変シャッター６１０を熱反射部材６４の一部の領域、具体的には、エアフローＡＦに基づく気流（ＡＦ_２）の進行方向における非接触温度センサー６８の上流側の領域に設けた構成例を示している。

図５Ａおよび図５Ｂでは、熱反射部材６４の一部をシャッター部材として構成し、かかるシャッター部材を開くことで熱反射部材６４の一部が第１の開口として開かれ、エアフローＡＦに基づくエアを、第１の開口から筐体６００の開口ＡＰに導く構成としている。第２の開口である開口ＡＰは、図５Ａの例では筐体６００の天板に設けられ、図５Ｂの例では筐体６００の側面に設けられている。

より具体的には、図５Ａに示す構成例では、図３と比較して分かるように、筐体６００の開口ＡＰおよび可変シャッター６１０は、加熱ローラー６２の回転方向におけるより上流側の位置に設けられている。

図５Ｂに示す構成例では、エアフローＡＦに基づく気流を可変シャッター６１０から開口ＡＰに導くためのガイド部材６４２が設けられている。かかるガイド部材６４２は、熱反射部材６４に接続され、非接触温度センサー６８を囲うような形状とされることで、エアフローＡＦに基づくエアを、可変シャッター６１０から筐体６００の側面の開口ＡＰに導く導入経路としての役割を担う。このように、非接触温度センサー６８の筐体にエアが当たらないように流路を構成することで、かかるセンサーへのエアによる熱の影響を防止しつつ、開口ＡＰの位置の自由度を高めることができる。

図５Ａおよび図５Ｂに示す構成例では、上述と同様に、エアフローＡＦのエアの強度に比例し、かつ同期して可変シャッター６１０のシャッター開度を大きくすることで、非接触温度センサー６８に流れ込む気流の量を制御する、すなわち一定量に保つことができる。

図３および図５で上述した移動部としての可変シャッター６１０は、シャッター部材がアクチュエーターに接続され、かかるアクチュエーターが制御部１００によって駆動制御されることでシャッター部材が開閉する構成であった。言い換えると、上述した移動部は、非接触温度センサー６８に流れ込む気流の量を能動的に制御する方式であった。他方、可変シャッター６１０の他の構成として、エアフローＡＦに基づく風量（気流の強さ）によってシャッター部材が自然に開く方式、言い換えると、非接触温度センサー６８に流れ込む気流の量を受動的に制御する方式としてもよい。

図６は、可変シャッター６１０を設けない場合の変更部の構成例を示している。図６に示す構成例では、熱反射部材６４に開口を設け、かかる開口を、熱反射部材６４の最上部より鉛直方向下方に設けている。図６に示す構成例では、エアフローＡＦに基づくエアを開口ＡＰに導くためのガイド部材６４３が設けられている。かかるガイド部材６４３は、ダクト状の形状であり、熱反射部材６４に接続され、非接触温度センサー６８の上方に設けられている点で、図３の例と共通する。図６に示す構成例では、熱反射部材６４の開口は、筐体６００の開口ＡＰよりも小さくなっている。

他方、ガイド部材６４３は、熱反射部材６４の最上部よりも低い位置（鉛直方向における下方の位置）に設けられている。言い換えると、筐体６００の開口ＡＰに連なる熱反射部材６４の開口部は、加熱ローラー６２の輻射熱が滞留する熱反射部材６４の最上部よりも低く設定されている。

かかる図６の構成によれば、エアフローＡＦのエアの強度が高い場合には、かかるエアに基づく気流（ＡＦ_２）を熱反射部材６４の開口部および開口ＡＰを通じて外部に逃がす。他方、エアフローＡＦのエアの強度が低い場合には、加熱ローラー６２の輻射熱が熱反射部材６４の上部に滞留することで加熱ローラー６２の保温性が確保され、熱反射部材６４の開口から外部に流出される熱が可及的に抑えられる。したがって、図６の構成例によれば、複雑な機構を用いることなく、上述した構成例と同様の効果を得ることができる。

図３、図５および図６に示した例は、エアフローＡＦに基づく気流を定着部６０の外部に流出させるための開口ＡＰを一つ設けた構成例である。他方、開口ＡＰの数は任意であり、開口ＡＰを２つ以上設けてもよい。また、開口ＡＰの位置も任意である。

他方、非接触温度センサー６８に流れ込む気流の量を制御する（減らす）観点からは、熱反射部材６４における開口位置すなわち熱反射部材６４に対してガイド部材や可変シャッターを設ける位置は、図３、図５、図６に示すように、非接触温度センサー６８の上流側とすることが望ましい。ここで、非接触温度センサー６８の上流側とは、エアフローＡＦに基づく気流が流れる方向を基準とした側であり、上述した各例では、加熱ローラー６２の回転方向において非接触温度センサー６８の上流側となる。

熱反射部材６４における開口の数すなわち熱反射部材６４に設けられるガイド部材や可変シャッターの数は、任意である。また、上述した例では可変シャッターを回転式の構成としたが、可変シャッターは、スライド式の構成としてもよい。

図７は、非接触温度センサー６８のカバー部材６８１を移動部として構成した例であり、カバー部材６８１が加熱ローラー６２に対して近接および離間する方向に移動可能とした構成例を示す。図７に示す構成例では、非接触温度センサー６８の本体（筐体）部が例えば筐体６００に固定されるとともに、カバー部材６８１は、不図示のアクチュエーターに接続される。そして、かかるアクチュエーターが制御部１００により駆動制御されることにより、カバー部材６８１が軸６８１ａを中心として図７の両矢印方向に往復移動（回転）する。

かかる構成によれば、上述した印刷ジョブの内容や装置の状態に応じて、カバー部材６８１の位置を変えるように制御部１００が制御することにより、加熱ローラー６２とカバー部材６８１との隙間の幅が変化する。

具体的には、カバー部材６８１が図７中に示す時計方向に回転すると、カバー部材６８１の上流側（図７中の上側）の部位は、点線で示すように、加熱ローラー６２から離間して、加熱ローラー６２との隙間を広げる。この状態からカバー部材６８１が図７中に示す反時計方向に回転すると、カバー部材６８１における図７中の上側の部位は、図中に実線で示すように、加熱ローラー６２に近づいて、加熱ローラー６２との隙間を狭くする。

このように、加熱ローラー６２とカバー部材６８１との隙間の幅を変化させるようにカバー部材６８１が加熱ローラー６２に対して近接および離間する方向に移動（駆動制御）されることによって、非接触温度センサー６８に流れ込む気流の量を制御することができる。この例では、加熱ローラー６２とカバー部材６８１との隙間の幅を狭くすることで、非接触温度センサー６８に流れ込む気流の量を減少することができる。

なお、図７では開口ＡＰあるいは開口ＡＰに連なるガイド部材を設けない例としているが、かかる開口ＡＰやガイド部材を設ける構成としてもよい。加えて、図３や図５で上述したような可変シャッター６１０を設ける構成としてもよい。また、上述した各構成例は、種々に組み合わせることができる。

以上のように、本発明の実施形態によれば、加熱ローラー６２と熱反射部材６４との間隙を通る気流のうち非接触温度測定部６８に流れ込む気流の量を制御するための移動部を設けることにより、温度検知ずれを防ぎつつ保温効果を高めて、消費電力の削減に寄与することができる。

上記実施の形態では、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

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 用紙搬送部
６０ 定着部（定着装置）
６００ 定着部の筐体
６０Ａ 上側定着部
６０Ｂ 下側定着部
６０Ｃ 加熱源
６０Ｄ エア分離ユニット
６１ 定着ベルト
６２ 加熱ローラー（加熱回転体）
６３ 上加圧ローラー
６４ 熱反射部材
６８ 非接触温度センサー（非接触温度測定部）
６１０ 可変シャッター（変更部、シャッター部材）
６４１，６４３ ガイド部材（開口、導入経路）
６４２ ガイド部材（導入経路）
６８１ カバー部材（移動部）
ＮＰ 定着ニップ（ニップ部）
ＡＰ 開口
ＡＦ エアフロー（分離エア）

Claims (11)

1. 用紙にトナー像を定着させるニップ部を形成するローラーを加熱するための加熱源を有する加熱回転体と、
   前記加熱回転体の周囲に配置された熱反射部材と、
   前記加熱回転体に近接して前記加熱回転体の温度を検知するための非接触温度測定部と、
   画像形成状況に応じて、前記加熱回転体と前記熱反射部材との間隙を通る気流のうち前記非接触温度測定部に流れ込む気流の量を変更する変更部と、
   を備える定着装置。
2. 前記変更部は、
   前記非接触温度測定部に流れ込む気流の量を制御するためのシャッター部材を備える、
   請求項１に記載の定着装置。
3. 開口が設けられ、前記加熱回転体、前記熱反射部材、および前記非接触温度測定部を格納する筐体と、
   前記加熱回転体と前記熱反射部材との間隙を通る気流を前記開口に導く導入経路と、
   を有し、
   前記シャッター部材は、前記開口の開口量を変更するように移動可能に設けられている、
   請求項２に記載の定着装置。
4. 前記シャッター部材は、前記熱反射部材における一部の領域であり、前記気流の進行方向における前記非接触温度測定部の上流側に開口を形成するように移動可能に構成されている、
   請求項２に記載の定着装置。
5. 前記ニップ部を通過する用紙に用紙分離のための分離エアを吹き付ける送風部と、
   前記分離エアの強度に比例して前記開口の開口量を変更するように前記シャッター部材を駆動制御する制御部と、を有する、
   請求項３または４に記載の定着装置。
6. 前記非接触温度測定部に流れ込む気流は、前記加熱回転体の回転方向における上流側から流れ込むように構成されている、
   請求項１から５のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記ニップ部を通過する用紙に用紙分離のための分離エアを吹き付ける送風部を備え、
   前記非接触温度測定部に流れ込む気流は、前記送風部により吹き付けられた分離エアが前記加熱回転体と前記熱反射部材との間隙を通ることによって流れ込む、
   請求項１から６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記ニップ部を形成するローラーと前記加熱回転体とに懸架される定着ベルトを有し、
   前記熱反射部材は、前記定着ベルトから一定距離以内に配置されている、
   請求項１から７のいずれかに記載の定着装置。
9. 前記変更部は、前記熱反射部材に設けられた開口であり、
   前記開口は、前記熱反射部材の最上部より鉛直方向下方に設けられている、
   請求項１に記載の定着装置。
10. 前記熱反射部材は、複数の部材で形成される、
    請求項１から９のいずれかに記載の定着装置。
11. 用紙にトナー像を形成する画像形成部と、
    請求項１から１０のいずれかに記載の定着装置と、
    を備えた画像形成装置。

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