JP2018205455A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分離エアの風速が高い場合でも非接触温度測定部へのエアの流れ込みを抑制することで、定着性能に影響する温度検知ずれを防ぐことが可能な定着装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着装置は、回転しながら用紙のトナー像を定着させる定着ベルト６１と、定着ベルト６１を加圧して定着ベルト６１とともに定着ニップＮＰを形成する下加圧ローラー６５と、用紙を定着ベルト６１から分離させるための分離エアを定着ニップＮＰに向けて送風するエア分離ユニットと、定着ベルト６１の温度を検知するための非接触温度センサー６８と、定着ベルト６１の軸方向に沿って配置され、エア分離ユニットからの分離エア（エアーフローＡＦ）を前記非接触温度センサー６８よりも上流側で逃がす通気口と、を備え、通気口は、定着ベルト６１の軸方向における非接触温度センサー６８の検知面と対応する位置に設けられている。
【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、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、加熱ローラー及び定着ベルト、或いは定着ローラーなどの定着部材の熱を用いて、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。

定着装置において、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、分離用のエア（分離エア）を噴出口から噴出し、定着ニップを通過した直後の用紙に分離エアを吹き付ける送風部を備えたものもある。

このような構成の定着装置では、送風部から吹き付けられた分離エアの気流が非接触温度センサーに流れ込むと、非接触温度センサーの誤検知、すなわち、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発生し得る。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。

かかる問題に関し、特許文献１に記載の技術では、分離エアの流量を制御するために、突起部材を用いて分離エアが通過する間隙を調整する構成が記載されている。

特開２００５−２９２７８６号公報

しかしながら、一般に分離エアの風量は非常に多いため、特許文献１に記載の技術は、間隙を非常に狭くする必要があり、このため突起部材が定着部材に接触する可能性があり、かかる間隙（ギャップ）の管理が難しいという問題点がある。

本発明の目的は、非接触温度測定部へのエアの流れ込みを抑制することで、定着性能に影響する温度検知ずれを防ぐ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、
回転しながら用紙のトナー像を定着させる定着部材と、
前記定着部材を加圧して前記定着部材とともに定着ニップを形成する加圧部材と、
前記用紙を前記定着部材から分離させるための分離エアを前記定着ニップに向けて送風する送風部と、
前記定着部材の温度を検知するための非接触温度測定部と、
前記定着部材の軸方向に沿って配置され、前記送風部からの分離エアを前記非接触温度測定部よりも上流側で逃がす通気口と、を備え、
前記通気口は、前記定着部材の前記軸方向における前記非接触温度測定部の検知面と対応する位置に設けられている。

本発明に係る定着装置は、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、非接触温度測定部へのエアの流れ込みを抑制することで、定着性能に影響する温度検知ずれを防ぐことができる。

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。 従来の定着装置における分離エアの流れ等を説明する図であり、図３Ａは非接触温度センサーに流れ込む分離エアの流路を示す図、図３Ｂは非接触温度センサーの位置を図３Ａの右側から示す図である。 通気口を設けない従来構成における、分離エアに基づく検知ずれ等について説明する信号特性図であり、図４Ａは分離エアが弱の設定の場合、図４Ｂは分離エアが強の設定の場合を、それぞれ示す。 本実施の形態における通気口の配置例および分離エアの流れを示す図である。 通気口を非接触温度センサーと対応する位置に設けた例を示し、定着部の筐体の上方から表す図である。 通気口を設けた本実施の形態における、分離エアが強の設定の場合の信号特性図である。 通気口を開閉可能に構成した例を示す図である。 通気口を塞いだ状態における、分離エアの風速と、非接触温度センサーによる検知ズレ量と、の関係を示すグラフである。 通気口の他の配置例を示す図である。 整流部材を設けた場合の通気口の配置等について説明する図である。 図１１の構成において、通気口を非接触温度センサーに対応する位置に設けた例を示す図である。

以下、本実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本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、本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図である。

図１に示すように、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、給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃから送出された用紙Ｓに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、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部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（３Ａ、３Ｂ）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３Ａ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、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。

非接触温度センサー６８は、定着ベルト６１及び加熱ローラー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３Ａに示すように、定着ベルト６１及び加熱ローラー６２に近接して位置する。非接触温度センサー６８は、例えば、定着ベルト６１及び加熱ローラー６２から放射される赤外線を検知する第１の受光素子と、温度補償用として周囲温度を測定する第２の受光素子とを備え、かかる２つの受光素子の出力を演算することにより、定着ベルト６１及び加熱ローラー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。

非接触温度センサー６８の各受光素子は、定着ベルト６１の表面に対向する。非接触温度センサー６８は、図３Ａに示すように、センサーの本体を覆う上側カバー部材６８１および下側カバー部材６８２を有する。かかるカバー部材６８１，６８２は、非接触温度センサー６８の受光素子等に風や異物などが侵入することを防止する役割を担う。

また、非接触温度センサー６８は、加熱ローラー６２の温度をより正確に測定するために、図３Ｂに示すように、加熱ローラー６２の軸方向に沿って複数設けられている。図３Ｂに示す例では、非接触温度センサー６８は、加熱ローラー６２の軸方向の略中央に位置する第１センサー６８Ａと、かかる第１センサー６８Ａの右側に位置する第２センサー６８Ｂと、からなる。ここで、図３Ｂは、図３Ａの右側から見た図であり、加熱ローラー６２と非接触温度センサー６８（６８Ａ，６８Ｂ）の受光面（検知面）とを抽出して示している。

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。下加圧ローラー６５は、定着ベルト６１及び上加圧ローラー６３に対向位置し、これら定着ベルト６１及び上加圧ローラー６３を加圧する。

制御部１００は、主駆動源（駆動モーター）を制御して、加圧部材としての下加圧ローラー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の定着時に、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を通過する用紙を定着ベルト６１から分離させるための分離エアを定着ニップＮＰに向けて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、分離エアを発生させるファンを備えたファン送風部６６およびファン送風部６６により発生した分離エアの流れを定着ニップＮＰに導く送風ダクト６７を備える。送風ダクト６７の先端６７ａは、分離エアを定着ニップＮＰに向けて噴出する噴出口となる。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、ファン送風部６６から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の先端６７ａに向けて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記録材としての用紙Ｓ上に定着させる。エア分離ユニット６０Ｄは、定着ニップＮＰを通過した用紙Ｓの先端に分離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（風速）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から供給される分離エア（エアフローＡＦ）の風速が高い場合に、かかる分離エアに基づく気流が定着ベルト６１と非接触温度センサー６８との間隙に流れ込むことにより、非接触温度センサー６８の誤検知等を発生させる問題がある。

かかる問題を、図３Ａを参照して説明する。ファン送風部６６から供給され送風ダクト６７の先端部６７ａを通過するエアフロー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Ｓの搬送方向に向かう気流（図３Ａ中の矢印ＡＦ_１参照）と、定着ベルト６１の回転方向に沿って上方に向かう気流（図３Ａ中の矢印ＡＦ_２参照）とに分かれる。ここで、後者の矢印ＡＦ_２で示す気流は、定着ベルト６１に沿って流れ、図３Ａに示すように、筐体６００の天板に達した後に、非接触温度センサー６８（６８Ａ，６８Ｂ）の上側カバー部材６８１の先端６８１ａに当たり、図中の矢印ＡＦ_２１およびＡＦ_２２に示すような２つの気流に分かれる。以下、矢印ＡＦ_２１で示す気流を第１の気流、ＡＦ_２２で示す気流を第２の気流と呼ぶ。

第１の気流は、定着ベルト６１と非接触温度センサー６８の上側カバー部材６８１との間隙を通って非接触温度センサー６８の受光面（検知面）に流れ込むことで、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等の問題を引き起こす原因となる。

また、第２の気流は、非接触温度センサー６８の背面を回り込んで、筐体６００の内側面から突起するリブ（図３Ａ中に示さない）などに当たり、定着ベルト６１と非接触温度センサー６８の下側カバー部材６８２との間隙を通って非接触温度センサー６８の受光面（検知面）に流れ込む。したがって、第２の気流も、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等の問題を引き起こす原因となる。

以下、これら第１の気流と第２の気流とを総称して「乱流」と呼び、図４Ａ及び図４Ｂを参照してかかる乱流発生による問題点について、より詳しく説明する。

図４Ａはファン送風部６６から供給されるエアフローＡＦの強度が弱い分離エア弱の設定の場合、図４ＢはかかるエアフローＡＦの強度が強い分離エア強の設定の場合における信号特性図であり、それぞれ、横軸に定着処理開始時からの経過時間を、縦軸に温度を示している。ここで、図４Ａに示す分離エア弱の設定では、送風ダクト６７の先端６７ａから吹き付けられる分離エア（エアフローＡＦ）の風速は、５ｍ／秒であった。他方、図４Ｂに示す分離エア強の設定では、送風ダクト６７の先端６７ａから吹き付けられるエアフローＡＦの風速は、１０ｍ／秒であった。

図４Ａと図４Ｂを比較して明らかなように、エアフローＡＦの風速が低い５ｍ／秒の場合には、目標温度（設定値）に対する実際の温度及び非接触温度センサー６８の検知温度が略等しくなっており、非接触温度センサー６８の検知温度のずれは問題にならない。言い換えると、上述した乱流は、ファン送風部６６から供給されるエアフローＡＦの風速が低い場合には発生しない。

これに対して、エアフローＡＦの風速を１０ｍ／秒に高くした場合には、実際の温度に対して非接触温度センサー６８の検知温度が大きくずれる問題が発生し、さらには、図４Ｂ中に破線の円で囲った領域において非接触温度センサー６８の検知信号にノイズが発生する問題が発生した。このような検知温度のずれやノイズが発生すると、定着処理における温度制御等を正常に行うことが困難になる。言い換えると、従来構成の定着装置では、送風ダクト６７の先端６７ａから吹き付けられるエアフローＡＦの風速が１０ｍ／秒程度に高くなると、非接触温度センサー６８のカバー部材６８１，６８２における風の侵入を防止する機能が十分に発揮できなくなる。

かかる問題に鑑みて、本実施の形態では、エアフローＡＦ（分離エア）に基づく乱流の発生を防止する構造としており、具体的には、図５に示すように、送風ダクト６７から送られて来る気体（矢印ＡＦ_２に示すエアフロー）を非接触温度センサー６８よりも上流側で逃がすための通気口６１０を設けている。通気口６１０は、送風ダクト６７から送られて来る気体を定着部６０の筐体６００の外部に逃がす役割を担い、図５に示す例では、筐体６００の天板における、矢印ＡＦ_２に示すエアフローの進行方向（流路）に対応した位置に設けられている。

このような構造とすることにより、矢印ＡＦ_２に示すエアフローの大部分は通気口６１０から筐体６００の外部に抜けて行き、エアフローの強度が高い場合でも、図３で上述した矢印ＡＦ_２１およびＡＦ_２２に示す第１および第２の気流による乱流の発生が防止される。

一方で、筐体６００に通気口６１０を設ける構成では、加熱ローラー６２の保温性ひいては省エネルギーの観点での課題がある。特に、図５に示すように、通気口６１０を加熱ローラー６２の上方かつ比較的近い位置に設ける構成では、加熱ローラー６２の熱が通気口６１０から逃げやすくなり、この結果、加熱ローラー６２の加熱源６０Ｃに供給される電力量が増える問題点がある。

そこで、本実施の形態では、図６に示すように、通気口６１０を、加熱ローラー６２の軸方向の全体に設けるのではなく、非接触温度センサー６８（６８Ａ，６８Ｂ）に対応する位置に限定して設けることとした。具体的には、通気口６１０は、第１センサー６８Ａに対応して設けられた第１通気口６１０Ａと、第２センサー６８Ａに対応して設けられた第２通気口６１０Ｂとからなる。

ここで、第１通気口６１０Ａは第１センサー６８Ａの受光面に対応する位置すなわち加熱ローラー６２の軸方向における略中央に設けられている。また、第２通気口６１０Ｂは、第２センサー６８Ｂの受光面に対応する位置すなわち加熱ローラー６２の軸方向における第１通気口６１０Ａの右側に設けられている。第１通気口６１０Ａの幅は第１センサー６８Ａの受光面の幅と略同一であり、第２通気口６１０Ｂの幅は、第２センサー６８Ｂの受光面の幅と略同一である。

このような構成とすることで、加熱ローラー６２の熱が通気口６１０を介して筐体６００の外部に逃げることを抑制しながら、非接触温度センサー６８（６８Ａ，６８Ｂ）に乱流が流れ込むことを防止することができる。

図７は、上述した通気口６１０（６１０Ａ，６１０Ｂ）を設けた本実施の形態において、分離エアの強度を強の設定として定着処理を行った場合の信号特性図である。図４Ｂに示す従来構成の場合と同じ条件とするため、図７の例でも、送風ダクト６７の先端６７ａから吹き付けられるエアフローＡＦの風速を１０ｍ／秒とした。図７に示すように、本実施の形態によれば、分離エアの風速が高い場合でも、実際の温度とセンサー検知温度との間の検知ずれが殆ど発生しておらず、かつ、検知ノイズも発生していないことが分かる。

このように、本実施の形態の定着装置および画像形成装置によれば、分離エアの風速が高くなった場合でも非接触温度センサー６８へのエアの流れ込みを抑制することができ、定着性能に影響する温度検知ずれを防ぐことが可能になる。

図４Ａで上述したように、ファン送風部６６から供給されるエアフローＡＦの強度が弱い分離エア弱の設定の場合、通気口６１０（６１０Ａ，６１０Ｂ）が設けられていない従来構成においても非接触温度センサー６８の検知温度のずれは問題にならない。言い換えると、分離エア弱の場合、通気口６１０（６１０Ａ，６１０Ｂ）が無い構成の方が加熱ローラー６２の保温性ひいては省エネルギー性が高いことになる。

このため、加熱ローラー６２の保温性ひいては省エネルギー性をさらに推し進める観点からは、通気口６１０（６１０Ａ，６１０Ｂ）の大きさ（開口面積）を可変にする構成を設けることが望ましい。通気口６１０（６１０Ａ，６１０Ｂ）の大きさを可変とした構成例を図８に示す。

図８に示す例では、筐体６００の天板に設けられたシャッター部材６２０の開閉を制御部１００で制御することにより、通気口６１０（６１０Ａ，６１０Ｂ）の実効的な開口面積を調整する。ここで、シャッター部材６２０は、通気口６１０（６１０Ａ，６１０Ｂ）を覆うことができる形状を有し、制御部１００の制御の下、図示しないアクチュエーターを介して、図中の両矢印方向に開閉（往復移動）する。

ところで、画像形成装置１において、非接触温度センサー６８（６８Ａ，６８Ｂ）により検知された温度と実際の温度との差異（検知ズレ量）が小さければ特に問題は発生しないが、検知ズレ量がある程度大きくなると、用紙Ｓ上に所望の画像が得られない等の定着上の問題が生じる。具体的には、画像形成装置１において、検知ズレ量が５℃以下であれば印刷時において特に問題は発生しないが、他方、検知ズレ量が５℃を越えると、例えば制御部１００による印刷画像の光沢の制御において、用紙Ｓ上のトナー画像に所望する光沢度が得られなくなる等の定着上の問題が生じる。

ここで、図９は、従来構成と同等の状態すなわち通気口６１０（６１０Ａ，６１０Ｂ）を塞いだ状態において、送風ダクト６７の先端６７ａから吹き付けられる分離エアの風速と、非接触温度センサー６８（６８Ａ，６８Ｂ）による検知ズレ量との関係を示すグラフである。図示のように、分離エアの風速が２ｍ／ｓ以下であれば、通気口６１０が塞がれた状態において、非接触温度センサー６８による検知温度と実際の温度とのズレ量が５℃以下になることが分かる。

したがって、本実施の形態では、制御部１００は、分離エアの風速が閾値（この例では２ｍ／ｓ）以下であれば、通気口６１０を塞ぐすなわち全閉状態とするようにシャッター部材６２０の位置を制御する。他方、制御部１００は、分離エアの風速が閾値（２ｍ／ｓ）を越えている場合、通気口６１０（６１０Ａ，６１０Ｂ）を開いて上述した乱流の原因となる気流を通気口６１０から逃がすようにシャッター部材６２０の位置を制御する。ここで、制御部１００は、分離エアの風速が閾値（２ｍ／ｓ）を越える場合、分離エアの風速（強度）に比例して通気口６１０（６１０Ａ，６１０Ｂ）の開口度を上げるようにシャッター部材６２０を駆動制御する。

このように、分離エアの風速に応じて通気口６１０の開口度を調節する制御を行うことにより、非接触温度センサー６８による検知温度と実際の温度とのズレの値を出来るだけ小さくしながら、加熱ローラー６２の保温性ひいては省エネルギー性を確保することができる。

図１０は、通気口６１０の他の配置例を示す。図示の例では、通気口６１０は、図５と同様に筐体６００の天板に設けられており、他方、矢印ＡＦ_２に示すエアフローの進行方向（流路）における図５よりも下流側の領域すなわち非接触温度センサー６８の上方に配置されている。

かかる構成例によれば、矢印ＡＦ_２に示すエアフローは、図中に矢印で示すように、加熱ローラー６２に沿って非接触温度センサー６８の方向に進行するが、エアフローの流路中に設けられた通気口６１０から筐体６００の外部に逃げて行くため、上述した乱流（図３の矢印ＡＦ_２１、ＡＦ_２２参照）は発生しない。

より詳しくは、非接触温度センサー６８の方向に進行するエアの大部分が通気口６１０から筐体６００の外部に進行することで、筐体６００内の気圧が下がり、第１の気流（図３の矢印ＡＦ_２１参照）が生じなくなる。また、エアが通気口６１０から筐体６００の外部に逃げることで、非接触温度センサー６８の背面を回り込む第２の気流（図３の矢印ＡＦ_２２参照）が発生しなくなる。したがって、エアフローの強度が高い場合でも、図３で上述した矢印ＡＦ_２１およびＡＦ_２２に示す第１および第２の気流による乱流の発生が有効に防止される。

かかる構成においても、加熱ローラー６２の保温性ひいては省エネルギー性の観点からは、通気口６１０は、加熱ローラー６２の軸方向の全体ではなく、図６で上述したように、非接触温度センサー６８（６８Ａ，６８Ｂ）に対応する位置に限定して２つ設けるようにする。

また、加熱ローラー６２の保温性ひいては省エネルギー性をさらに推し進める観点からは、図８で上述したように、通気口６１０（６１０Ａ，６１０Ｂ）の面積を可変とするシャッター部材６２０を設け、シャッター部材６２０の開閉を制御部１００で制御するとよい。

図１１は、通気口６１０のさらに他の配置例を示しており、図１１に示す例では、乱流抑制部として、送風ダクト６７から送られて来る気体を整流する整流部材８０を設けている。ここで、整流部材８０は、加熱ローラー６２及び定着ベルト６１の回転方向における、非接触温度センサー６８よりも上流側の位置に設けられている。

整流部材８０は、図１１に示すように、側面から視た形状が楔形であり、加熱ローラー６２及び定着部材である定着ベルト６１と対向するように、定着部６０における筐体６００の内面に取り付けられている。整流部材８０は、厚みの大きい一端側が加熱ローラー６２及び定着ベルト６１の回転方向上流側（図３中の左側）の上方に位置し、厚みの小さい他端側が非接触温度センサー６８の上方に位置するように、筐体６００の天板に固定されている。

また、整流部材８０における下面すなわち定着ベルト６１に対向する側の面は、定着ベルト６１の回転方向上流側から、第１の角度で傾斜する第１傾斜面８１と、第１傾斜面８１に連続し、第２の角度で傾斜する第２傾斜面８２と、を備えている。この例では、筐体６００の天板（水平面）に対して、第２傾斜面８２は第１傾斜面８１よりも小さい角度で傾斜している。

整流部材８０の第１傾斜面８１は、主に、上方に向かうエア（図３Ａ中の矢印ＡＦ_２参照）を定着ベルト６１との隙間に導入し、かかる狭い隙間にエアを導入することによってエアの流速を速くする役割を担う。また、第２傾斜面８２は、主に、定着ベルト６１との隙間に導入したエアの流れを整える役割を担う。

かかる整流部材８０を設けた構成では、図３Ａで上述した第１の気流（矢印ＡＦ_２１参照）の発生防止には有効であり、整流部材８０によって整流されたエアは、図１１に示すように、非接触温度センサー６８（６８Ａ，６８Ｂ）の背面に回り込むように流れる。他方、この整流部材８０のみでは、上述した第２の気流（図３Ａ中の矢印ＡＦ_２２参照）の発生まで防止することはできず、したがって、第２の気流が非接触温度センサー６８（６８Ａ，６８Ｂ）の検知面に流れ込むことを抑制する効果まで担保することはできない。

そこで、この例では、整流部材８０を通過して非接触温度センサー６８（６８Ａ，６８Ｂ）の検知面に至る分離エア（気流ＡＦ_２）の流路において、非接触温度センサー６８（６８Ａ，６８Ｂ）の背面側にあたる筐体６００の側面に通気口６１０を設けている。

かかる構成例によれば、矢印ＡＦ_２に示すエアフローは、加熱ローラー６２と整流部材８０との間隙に沿って進行し、整流部材８０によって整流され非接触温度センサー６８（６８Ａ，６８Ｂ）の背面に回り込むように流れる。そして、非接触温度センサー６８（６８Ａ，６８Ｂ）の背面に回り込んだエアフローの大部分が通気口６１０から筐体６００の外部に流出し、非接触温度センサー６８（６８Ａ，６８Ｂ）の検知面に達する乱流（図３の矢印ＡＦ_２１、ＡＦ_２２参照）は発生しない。したがって、エアフローの強度が高い場合でも、図３で上述した矢印ＡＦ_２１およびＡＦ_２２に示す第１および第２の気流による乱流の発生が有効に防止される。

かかる構成においても、加熱ローラー６２の保温性ひいては省エネルギー性の観点からは、通気口６１０は、加熱ローラー６２の軸方向の全体ではなく、例えば図１２に示すように、非接触温度センサー６８（６８Ａ，６８Ｂ）に対応する位置に限定して設けるとよい。図１２に示す例では、通気口６１０は、第１センサー６８Ａに対応して設けられた第１通気口６１０Ａと、第２センサー６８Ａに対応して設けられた第１通気口６１０Ａとからなる。

なお、通気口６１０（６１０Ａ，６１０Ｂ）を筐体６００の側面に設ける場合、加熱ローラー６２の保温性ひいては省エネルギーの観点からは、エアフローの流路中、出来るだけ下方の位置に通気口６１０（６１０Ａ，６１０Ｂ）を設けるとよい。このため、図１１および図１２に示す例では、通気口６１０（６１０Ａ，６１０Ｂ）は、エアフロー（図３の矢印ＡＦ_２２参照）の流路における最も下流側（すなわち非接触温度センサー６８（６８Ａ，６８Ｂ）よりも若干下方の位置）に対応する筐体６００の側面に配置されている。

また、加熱ローラー６２の保温性ひいては省エネルギー性をさらに推し進める観点からは、図８で上述したように、通気口６１０（６１０Ａ，６１０Ｂ）の面積を可変とするシャッター部材６２０を設け、シャッター部材６２０の開閉を制御部１００で制御するとよい。

このように、本実施の形態の定着装置および画像形成装置によれば、分離エアの風速が高くなった場合でも非接触温度センサー６８へのエアの流れ込みを抑制することができ、定着性能に影響する温度検知ずれを防ぐことが可能になる。

上述した実施の形態では、上側定着部６０Ａとして定着ベルト６１を備えた熱ベルト定着方式のものであり、定着ベルト６１が定着部材として機能する場合を例示した。上側定着部６０Ａの他の例として、定着ベルト６１を備えていない熱ローラー定着方式のものであってもよく、この場合、下加圧ローラー６５に圧接して定着ニップＮＰを形成する定着ローラーが定着部材として機能する。

その他、上記実施の形態は、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
４０ 画像形成部
６０ 定着部（定着装置）
６０Ａ 上側定着部
６０Ｄ エア分離ユニット
６１ 定着ベルト（定着部材）
６２ 加熱ローラー
６５ 下加圧ローラー（加圧部材）
６６ ファン送風部（送風部）
６７ 送風ダクト（ダクト）
６７ａ 送風ダクトの先端
６８ 非接触温度センサー（非接触温度測定部）
６８Ａ 第１センサー
６８Ｂ 第２センサー
８０ 整流部材（乱流抑制部）
１００ 制御部
６００ 定着部の筐体
６１０ 通気口
６２０ シャッター部材
６８１ 上側カバー部材
６８２ 下側カバー部材
ＮＰ 定着ニップ
Ｓ 用紙

Claims (9)

1. 回転しながら用紙のトナー像を定着させる定着部材と、
   前記定着部材を加圧して前記定着部材とともに定着ニップを形成する加圧部材と、
   前記用紙を前記定着部材から分離させるための分離エアを前記定着ニップに向けて送風する送風部と、
   前記定着部材の温度を検知するための非接触温度測定部と、
   前記定着部材の軸方向に沿って配置され、前記送風部からの分離エアを前記非接触温度測定部よりも上流側で逃がす通気口と、を備え、
   前記通気口は、前記定着部材の前記軸方向における前記非接触温度測定部の検知面と対応する位置に設けられている、
   定着装置。
2. 前記通気口を開閉するシャッター部材と、前記分離エアの風速に応じて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１に記載の定着装置。
3. 前記送風部は、前記分離エアの送風方向を前記定着ニップに向けるダクトを有し、
   前記制御部は、前記ダクトの先端部から前記定着ニップに向けて流れる前記分離エアの風速が閾値以下の場合に前記通気口を塞ぐように前記シャッター部材を駆動制御する、
   請求項２に記載の定着装置。
4. 前記制御部は、前記分離エアの風速が前記閾値を越える場合、前記分離エアの風速に比例して前記通気口の開口度を上げるように前記シャッター部材を駆動制御する、
   請求項３に記載の定着装置。
5. 前記送風部は、前記分離エアの送風方向を前記定着ニップに向けるダクトを有し、
   前記通気口は、前記ダクトから前記非接触温度測定部までの前記分離エアの流路に沿った位置に設けられている、
   請求項１から４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記通気口は、前記非接触温度測定部の背面側に設けられている、
   請求項５に記載の定着装置。
7. 前記定着装置の筐体の天板に設けられ、前記定着部材と対向して配置され、前記非接触温度測定部の近傍における前記分離エアに基づく乱流の発生を抑制するための整流部材を有する、
   請求項６に記載の定着装置。
8. 前記整流部材は、側面視の形状が楔形である、請求項７に記載の定着装置。
9. 記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
   請求項１から８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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