JP2024058864A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気を吹き付けて記録材を定着ベルト３０１から剥離する構成において、トナー像に光沢ムラが発生することを抑制できる構成を提供する。【解決手段】定着ベルト３０１は、記録材に担持されたトナー像を加熱して記録材に定着させる。ハロゲンヒータ３０６は、定着ベルト３０１を加熱する。加圧ローラ３０５は、定着ベルト３０１との間で記録材を挟持搬送するためのニップ部Ｎを形成する。エアノズル４０１は、記録材を定着ベルト３０１から剥離させるための空気を吹き出す。エア経路４０２は、エアノズル４０１に空気を送るための流路である。エア経路４０２の一部としての配管部材４０２ｂは、定着ベルト３０１の鉛直方向の上方で、且つ、定着ベルト３０１を上方から見た場合に定着ベルト３０１と重なる範囲に配置されている。【選択図】図４

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。

画像形成装置は、記録材に担持されたトナー像を記録材に定着させる定着装置を有する。定着装置では、定着部材とニップ部形成部材により形成されるニップ部において記録材上のトナー像を加熱しながら搬送する。この際、記録材が定着部材に張り付いて、定着部材から剥離しない虞がある。このため、記録材を定着部材から剥離すべく、空気を記録材の先端に吹き付けるためのノズルを備えた構成が提案されている（特許文献１、２）。

特開昭６０－２４７６７２号公報 特開２００７－９４３２７号公報

ここで、空気を吹き付けて記録材を定着部材から剥離する構成の場合、ノズルから吹き付けられる空気によって記録材上のトナー像が冷却される場合がある。冷却されたトナー像は、冷却される温度に応じて光沢性が変化するため、トナー像に光沢ムラが発生する虞がある。

本発明は、空気を吹き付けて記録材を定着部材から剥離する構成において、トナー像に光沢ムラが発生することを抑制できる構成を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、記録材に担持されたトナー像を加熱して記録材に定着させる定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱部と、前記定着部材との間で記録材を挟持搬送するためのニップ部を形成するニップ部形成部材と、記録材を前記定着部材から剥離させるための空気を吹き出すノズルと、を有する定着装置と、前記ノズルに空気を送るための流路部材と、を備え、前記流路部材の一部は、前記定着部材の鉛直方向の上方で、且つ、前記定着部材を上方から見た場合に前記定着部材と重なる範囲に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、空気を吹き付けて記録材を定着部材から剥離する構成において、トナー像に光沢ムラが発生することを抑制できる。

第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。 第１の実施形態に係る定着装置の概略構成断面図。 第１の実施形態に係る定着装置のカバーを含む断面図。 第１の実施形態に係る定着装置、エアノズル及びエア経路の斜視図。 （ａ）第１の実施形態に係るエアノズルの斜視図、（ｂ）Ａ部拡大図。 第１の実施形態に係るエアコンプレッサからエアノズルまでの経路を上方から見た模式図。 実施例と比較例の記録材上の温度分布を示すグラフ。 第２の実施形態に係る定着装置の概略構成断面図。 第２の実施形態に係る定着装置、エアノズル及びエア経路の斜視図。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１ないし図７を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。

［画像形成装置］
画像形成装置１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色に対応して設けられた４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを有する電子写真方式のフルカラープリンタである。本実施形態では、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを後述する中間転写ベルト２０４の回転方向に沿って配置したタンデム型としている。画像形成装置１は、画像形成装置本体３に接続された画像読取部（原稿読取装置）２又は画像形成装置本体３に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器からの画像信号に応じてトナー像（画像）を記録材に形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。

画像形成装置１は、画像読取部２と画像形成装置本体３とを備える。画像読取部２は、原稿台ガラス２１上に置かれた原稿を読み取るもので、光源２２から照射された光が原稿で反射し、レンズなどの光学系部材２３を介してＣＣＤセンサ２４に結像される。このような光学系ユニットは矢印の方向に走査することにより、原稿をライン毎の電気信号データ列に変換する。ＣＣＤセンサ２４により得られた画像信号は、画像形成装置本体３に送られ、制御部３０で後述する各画像形成部に合わせた画像処理がなされる。また、制御部３０は画像信号としてプリントサーバなどの外部のホスト機器からの外部入力も受ける。

画像形成装置本体３は、複数の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを備え、各画像形成部では、上述の画像信号に基づいて画像形成が行われる。即ち、画像信号は制御部３０によりＰＷＭ（パルス幅変調制御）されたレーザービームに変換される。露光装置としてのポリゴンスキャナ３１は、画像信号に応じたレーザービームを走査する。そして、各画像形成部Ｐａ～Ｐｄの像担持体としての感光ドラム２００ａ～２００ｄにレーザービームが照射される。

なお、Ｐａはイエロー色（Ｙ）の画像形成部、Ｐｂはマゼンタ色（Ｍ）の画像形成部、Ｐｃはシアン色（Ｃ）の画像形成部、Ｐｄはブラック色（Ｂｋ）の画像形成部で、それぞれ対応する色の画像を形成する。画像形成部Ｐａ～Ｐｄは略同一なので、以下にＹの画像形成部Ｐａの詳細を説明して、他の画像形成部の説明は省略する。画像形成部Ｐａにおいて、感光ドラム２００ａは、次述するように、画像信号に基づいて表面にトナー画像が形成される。

１次帯電器としての帯電ローラ２０１ａは、感光ドラム２００ａの表面を所定の電位に帯電させて静電潜像形成の準備を施す。ポリゴンスキャナ３１からのレーザービームによって、所定の電位に帯電された感光ドラム２００ａの表面に静電潜像が形成される。現像器２０２ａは、感光ドラム２００ａ上の静電潜像を現像してトナー像を形成する。１次転写ローラ２０３ａは、中間転写ベルト２０４の背面から放電を行いトナーと逆極性の一次転写バイアスを印加し、感光ドラム２００ａ上のトナー像を中間転写ベルト２０４上へ転写する。転写後の感光ドラム２００ａは、クリーナー２０７ａでその表面を清掃される。

また、中間転写ベルト２０４上のトナー像は次の画像形成部に搬送され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの順に、順次それぞれの画像形成部にて形成された各色のトナー像が転写され、４色の画像がその表面に形成される。そして、中間転写ベルト２０４の回転方向最下流にあるＢｋの画像形成部Ｐｄを通過したトナー像は、２次転写ローラ対２０５、２０６で構成される２次転写部に搬送される。そして、２次転写部おいて、中間転写ベルト２０４上のトナー画像と逆極性の２次転写電界が印加されることにより、記録材に２次転写される。

記録材は、カセット９に収容されており、カセット９から給送された記録材は、例えば１対のレジストレーションローラで構成されるレジ部２０８に搬送され、レジ部２０８で待機する。その後、レジ部２０８は、中間転写ベルト２０４上のトナー像と用紙の位置を合わせるためにタイミングが制御され、記録材を２次転写部に搬送する。

２次転写部でトナー像が転写された記録材は、定着装置８に搬送され、定着装置８において、加熱、加圧されることで、記録材に担持されたトナー像が記録材に定着される。定着装置８を通過した記録材は、排出トレイ７に排出される。なお、記録材の両面に画像形成を行う場合には、記録材の第一面（表面）へのトナー像の転写及び定着が終了すると、反転搬送部１０を経て記録材の表裏を逆転し、記録材の第二面（裏面）へのトナー像の転写及び定着を行い、排出トレイ７上に積載される。

なお、制御部３０は、上述のように画像形成装置１全体の制御を行う。また、制御部３０は、画像形成装置１が有する操作部４からの入力に基づいて、各種設定などが可能である。このような制御部３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を有している。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御手順に対応するプログラムを読み出しながら各部の制御を行う。また、ＲＡＭには、作業用データや入力データが格納されており、ＣＰＵは、前述のプログラム等に基づいてＲＡＭに収納されたデータを参照して制御を行う。

［定着装置］
次に、図２及び図３を用いて本実施形態のおける定着装置８の構成について説明する。図２は、定着装置８の概略構成を模式的に示した断面図であり、図３は、カバー５００を含む定着装置８の断面図である。本実施形態では、無端状のベルトを用いたベルト加熱方式の定着装置を採用している。図２において、Ｘ方向は記録材Ｐの搬送方向、Ｙ方向は記録材Ｐの搬送方向に交差する（本実施形態では直交する）幅方向、Ｚ方向は後述する加圧ローラ３０５の加圧方向を示す。これらは互いに直交している。また、幅方向（Ｙ方向）の片側は、画像形成装置１の手前側であり、例えば、操作部４が配置されて、ユーザが操作する側である。一方、幅方向の他側は、画像形成装置１の奥側となる。

定着装置８は、無端状で回転可能なベルトとしての定着ベルト３０１を有する加熱ユニット３００と、定着ベルト３０１に当接し、定着ベルト３０１と共にニップ部Ｎを形成するニップ部形成部材及び加圧回転体としての加圧ローラ３０５を有する。

加熱ユニット３００は、上述の定着ベルト３０１と、パッド部材としての定着パッド３０３、加熱ローラ３０７及びステアリングローラ３０８を有する。加圧ローラ３０５は、定着ベルト３０１の外周面に当接して回転し、定着ベルト３０１に駆動力を付与する駆動回転体でもある。

定着部材及び回転体としての定着ベルト３０１は、熱伝導性や耐熱性等を有しており、薄肉の円筒形状である。本実施形態においては、基層、基層の外周に弾性層、その外周に離型層を形成した３層構造としている。そして、基層は厚さ８０μｍで材質はポリイミド樹脂（ＰＩ）を、弾性層は厚さ３００μｍでシリコーンゴムを、離型層は厚さ３０μｍでフッ素樹脂としてのＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）を用いている。このような定着ベルト３０１は、定着パッド３０３、加熱ローラ３０７、ステアリングローラ３０８によって張架される。

定着パッド３０３は、定着ベルト３０１の内側に、定着ベルト３０１を挟んで加圧ローラ３０５と対向するように配置される。定着パッド３０３は、定着ベルト３０１と加圧ローラ３０５との間で記録材を挟持搬送するニップ部Ｎを形成する。本実施形態では、定着パッド３０３は、定着ベルト３０１の幅方向（定着ベルト３０１の回転方向と交差する長手方向、加熱ローラ３０７の回転軸線方向）に沿って長い、略板状の部材である。定着パッド３０３が定着ベルト３０１を挟んで加圧ローラ３０５に押圧されることで、ニップ部Ｎが形成される。定着パッド３０３の材質は、ＬＣＰ（液晶ポリマー）樹脂を用いている。

定着パッド３０３は、定着ベルト３０１の内側に配置された支持部材としてのステイ３０２により支持されている。即ち、ステイ３０２は、定着パッド３０３の加圧ローラ３０５と反対側に配置され、定着パッド３０３を支持する。このようなステイ３０２は、定着ベルト３０１の長手方向に沿って長い剛性を有する補強部材であり、定着パッド３０３に当接して、定着パッド３０３をバックアップする。即ち、ステイ３０２は、定着パッド３０３が加圧ローラ３０５から押圧された際に、定着パッド３０３に強度を持たせてニップ部Ｎにおける加圧力を確保するものである。

定着パッド３０３と定着ベルト３０１の間には、不図示の潤滑シートを介在させている。また、定着ベルト３０１の内周面には潤滑剤を塗布しており、定着ベルト３０１は、潤滑シートに覆われた定着パッド３０３に対して滑らかに摺動するようになっている。潤滑材としては、シリコーンオイルを用いている。

第１ローラとしての加熱ローラ３０７は、定着ベルト３０１の内側に配置され、定着パッド３０３及びステアリングローラ３０８と共に定着ベルト３０１を張架する。加熱ローラ３０７は、アルミニウムやステンレスなどの金属により円筒状に形成され、その内部に定着ベルト３０１を加熱するための加熱部としてのハロゲンヒータ３０６が配設されている。そして、加熱ローラ３０７は、ハロゲンヒータ３０６により所定の温度まで加熱される。

本実施形態では、加熱ローラ３０７は、例えば厚み１ｍｍのステンレス製のパイプにより形成されている。また、ハロゲンヒータ３０６は、１本でも良いし、複数本設けれていても良い。なお、加熱部は、ハロゲンヒータに限らず、例えばカーボンヒータなど加熱ローラ３０７を加熱可能な他のヒータであっても良い。定着ベルト３０１は、ハロゲンヒータ３０６により加熱された加熱ローラ３０７によって加熱され、不図示のサーミスタによる温度検知に基づき、記録材の種類に応じた所定の目標温度に制御される。

ステアリングローラ３０８は、定着ベルト３０１の内側に配置され、定着パッド３０３及び加熱ローラ３０７と共に定着ベルト３０１を張架して、定着ベルト３０１に従動回転する。ステアリングローラ３０８は、加熱ローラ３０７の回転軸線方向（幅方向、長手方向）に対して傾動することで、この回転軸線方向に関する定着ベルト３０１の位置（寄り位置）を制御する。即ち、ステアリングローラ３０８は、ステアリングローラ３０８の回転軸線方向（長手方向）中央或いは片端部に回動中心を有し、この回動中心を中心として揺動することで、加熱ローラ３０７の長手方向に対して傾動する。これにより、定着ベルト３０１の長手方向の一方側と他方側とでテンション差を発生させ、定着ベルト３０１を長手方向に移動させる。

定着ベルト３０１は、張架するローラの外径精度や各ローラ間のアライメント精度などによって、回転中に何れかの端部に寄ってしまう。このため、ステアリングローラ３０８によりこのような寄りを制御している。なお、ステアリングローラ３０８は、モータなどの駆動源により揺動させても良いし、自動調心により揺動する構成であっても良い。

また、本実施形態の場合、ステアリングローラ３０８は、加熱ユニット３００のフレームによって支持されたばねによって付勢されており、定着ベルト３０１に所定の張力を与えるテンションローラでもある。また、ステアリングローラ３０８は、アルミニウムやステンレスなどの金属により円筒状に形成されている。本実施形態では、ステアリングローラ３０８は、外径２０ｍｍのステンレス製パイプにより形成されている。ステアリングローラ３０８は、定着ベルト３０１に対するグリップ力を上げるために、表面にゴム材などを設けても良い。

加圧ローラ３０５は、定着ベルト３０１の外周面に当接して回転し、定着ベルト３０１に駆動力を付与する。本実施形態では、加圧ローラ３０５は、軸の外周に弾性層を、その外周に離型性層を形成したローラである。また、軸は直径７２ｍｍのステンレスを、弾性層は厚さ８ｍｍの導電シリコーンゴムを、離型性層は厚さ１００μｍでフッ素樹脂としてのＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）をそれぞれ用いている。加圧ローラ３０５は、定着装置８の定着フレーム（不図示）によって回転自在に支持されており、片端部にはギアが固定され、ギアを介して加圧ローラ駆動源としてのモータＭに接続されて、回転駆動される。

このように構成される定着装置８では、定着ベルト３０１と加圧ローラ３０５との間に形成されるニップ部Ｎにおいて、トナー像を担持した記録材Ｐを挟持搬送しながらトナー像を加熱する。そして、記録材Ｐにトナー像を定着させる。よって、定着装置８は、熱や圧力を加える機能と、記録材Ｐを搬送する機能の両立が必要である。加圧ローラ３０５は、不図示の駆動源により定着ベルト３０１を介して定着パッド３０３に対して加圧される。本実施形態では、画像形成時のニップ部Ｎにおける加圧力（ＮＦ）は１６００Ｎであり、ニップ部ＮのＸ方向（搬送方向）の長さは２４．５ｍｍ、Ｙ方向（幅方向）の長さは３２６ｍｍとなるよう設定した。

また、ニップ部Ｎの記録材Ｐの搬送方向下流には、ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐを定着装置８の外に排出するための排出ユニット３５０が配されている。排出ユニット３５０には、エアノズル４０１と、排出ローラ対４００ａと、下分離ガイド４００が配置されている。ノズルとしてのエアノズル４０１は、記録材Ｐを定着ベルト３０１から剥離させるための空気（圧搾空気）を吹き出す。具体的には、エアノズル４０１は、ニップ部Ｎの記録材の搬送方向（以下、単に「搬送方向」という場合もある）の下流側、且つ、ニップ部Ｎよりも鉛直方向上方に配置され、空気を搬送方向の上流側、且つ、鉛直方向下方に向けて吹き出す。そして、ニップ部Ｎを通過した後の記録材Ｐの先端付近に空気を吹き付けることで、定着ベルト３０１から記録材Ｐを剥離する。

下分離ガイド４００ｂは、ニップ部Ｎの記録材の搬送方向下流側、且つ、ニップ部Ｎよりも鉛直方向下方に配置され、先端が加圧ローラ３０５のニップ部Ｎの近傍付近に近接対向している。そして、下分離ガイド４００ｂは、記録材Ｐが加圧ローラ３０５に張り付いた場合に、この記録材Ｐを加圧ローラ３０５から剥離する。また、下分離ガイド４００ｂは、ニップ部Ｎから排出された記録材Ｐの下面を支持して、この記録材Ｐを排出ローラ４０ａに案内する。排出ローラ対４００ａは、ニップ部Ｎから排出された記録材Ｐを定着装置８の外に排出する。本実施形態では、排出ローラ対４００ａは、ニップ部Ｎから約４０ｍｍ搬送方向下流側に配置されている。

また、定着装置８のニップ部Ｎの搬送方向上流には、記録材Ｐをニップ部Ｎに案内するためのガイド部９４、及び、ニップ部Ｎの直前で記録材Ｐを検知するための検知センサ９５が配置されている。制御部３０は、検知センサ９５により、記録材Ｐがニップ部Ｎに進入するタイミングを検知している。

更に、定着装置８は、図３に示すように、定着ベルト３０１の少なくとも鉛直方向の上方を覆うカバー５００を有する。本実施形態では、カバー５００は、定着ベルト３０１の上方を含む周囲の一部と後述するエア経路４０２の一部を覆うように配置されている。このようなカバー５００は、加熱ユニット３００、加圧ローラ３０５、排出ユニット３５０などを内部に収容する定着装置８の筐体５０１の一部を構成する。

［エアノズル及びエア経路］
次に、図３を参照しつつ、図４ないし図６を用いて、エアノズル４０１及びエア経路４０２について詳しく説明する。エアノズル４０１は、図４に示すように、長手方向が定着ベルト３０１の幅方向に沿った方向となるように、定着ベルト３０１に対向して配置されたアルミニウム合金製の部材である。エアノズル４０１には、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、定着ベルト３０１に対向した面に直径０．５～１．０ｍｍ程度のノズル穴４０１ａが３０～５０個程度開口している。そして、エアコンプレッサ９６ａによって生成された圧搾空気が、エア経路４０２を通ってエアノズル４０１に設けられたエアノズル流入口４０１ｂよりエアノズル４０１内部の空間に導かれ、ノズル穴４０１ａから吐出する。エアノズル流入口４０１ｂは、エアノズル４０１の長手方向片端部に開口している。

流路部材としてのエア経路４０２は、図４及び図６に示すように、定着装置８の筐体５０１の内部に配置されている。エア経路４０２は、図４に示すように、定着側カプラ４０２ａ、配管部材（エア加熱部）４０２ｂ、エアチューブ４０２ｃ、チューブ継手４０２ｄ、エアパイプ４０２ｅなどを備える。

定着側カプラ４０２ａは、エア経路４０２の入口に設けられ、後述するエアコンプレッサ９６ａから供給される圧搾空気をエア経路４０２内に供給するべく、後述する本体側カプラ９６ｆと着脱自在な配管用のカップリング部材である。流路部材の一部としての配管部材４０２ｂは、その一端部に定着側カプラ４０２ａが取り付けられている。配管部材４０２ｂの他端部には、チューブ継手４０２ｄ及びエアチューブ４０２ｃが複数接続され、１連の空気の流路であるエア経路４０２を形成している。エア経路４０２の最下流には、エアパイプ４０２ｅが取り付けられ、エアノズル４０１に設けられたエアノズル流入口４０１ｂに接続されている。このように構成されるエア経路４０２は、定着側カプラ４０２ａから流入された圧搾空気を、配管部材４０２ｂ、エアチューブ４０２ｃなどを介してエアノズル４０１の内部の空間に導く。

配管部材４０２ｂ及びエアチューブ４０２ｃは、例えば、シリコーンゴムなどの耐熱性を有する材料で形成された内径約φ９ｍｍ、厚み約１ｍｍのゴムチューブである。チューブ継手４０２ｄは、例えばアルミニウム合金や耐熱性樹脂によって形成されている。チューブ継手４０２ｄは、流路を屈曲させる部品であり、チューブ継手４０２ｄを配管部材４０２ｂとエアチューブ４０２ｃとの間や２本のエアチューブ４０２ｃの間に配置することで、配管部材４０２ｂやエアチューブ４０２ｃを屈曲、座屈させることなく様々な方向へ這いまわすことができる。

図６は、画像形成装置１の内部において、エアコンプレッサ９６ａからエアノズル４０１までの経路を上方から見た模式図である。画像形成装置１の画像形成装置本体３の内部には、エアコンプレッサ９６ａ、配管チューブ９６ｇ、圧力開放用電磁弁９６ｂ、圧力調整弁９６ｃ、エアフィルタ９６ｄ、吹付用電磁弁９６ｅ、本体側カプラ９６ｆなどが備えられている。

エアコンプレッサ９６ａは、圧搾空気を生成する。配管チューブ９６ｇは、エアコンプレッサ９６ａと定着装置８の筐体５０１の内部に設けられたエア経路４０２とを接続する。圧力開放用電磁弁９６ｂは、配管チューブ９６ｇ内の圧力を抜くのに使用する。圧力調整弁９６ｃは、配管チューブ９６ｇ内の圧力を所定の圧力に調整・維持する。エアフィルタ９６ｄは、配管チューブ９６ｇ内のドレンやちり、ゴミを分離・除去する。吹付用電磁弁９６ｅは、圧搾空気をエアノズル４０１へ送り込み、記録材Ｐの先端に対して圧搾空気を吹き付ける動作を行うための弁である。本体側カプラ９６ｆは、定着側カプラ４０２ａと接続されるカップリング部材である。このような構成により、エアコンプレッサ９６ａにより生成され、配管チューブ９６ｇを通った空気が上述のエア経路４０２に供給される。

空気の吹付動作は、次のように行う。まず、エアコンプレッサ９６ａを起動したのち、圧力開放用電磁弁９６ｂを閉鎖することにより、吹付用電磁弁９６ｅまでの配管チューブ９６ｇ内部に圧力調整弁９６ｃで調整された圧力の圧搾空気が蓄積される。本実施形態では、配管チューブ９６ｇ内の圧力が０．２～０．３ＭＰａになるよう圧力調整弁９６ｃを調整している。

記録材Ｐが定着装置８に送り込まれると、検知センサ９５が記録材Ｐの先端を検知する。その時のタイミングを基準として、所定時間後に吹付用電磁弁９６ｅを開放することにより、記録材Ｐの先端に、配管チューブ９６ｇ内に蓄積された圧搾空気を吹き付けて、記録材Ｐを定着ベルト３０１から剥離させる。

このような圧搾空気の吹き付けは、記録材Ｐの先端から約９０ｍｍの範囲で行っている。即ち、先端がニップ部Ｎを通過した記録材Ｐが定着ベルト３０１から約９０ｍｍ分離するまでの期間、言い換えれば、記録材Ｐの先端がニップ部Ｎの出口から約９０ｍｍ搬送されるまでの間、エアノズル４０１からの空気の吹き付けを行っている。これは、吹き付けを行う期間が長いと、次の記録材の分離までに配管チューブ９６ｇ内の空気圧を十分に上げられず、吹き付けを行う期間が短いと、記録材を十分に分離できなくなる虞があるためである。

例えば、記録材Ｐを定着ベルト３０１から分離させる長さを１５０ｍｍ以上とした場合、９０ｍｍとした場合よりもエアノズル４０１から空気を長い期間、吹き続けることになり、次の記録材を定着ベルト３０１から分離させるために空気を圧縮させる時間が足りなくなる可能性がある。この１５０ｍｍは、画像形成装置１により画像形成可能な最小サイズの記録材の搬送方向の長さである。一方、例えば、記録材Ｐを定着ベルト３０１から分離させる長さを４０ｍｍにした場合、分離能力が足りなくなってしまう。この４０ｍｍは、ニップ部Ｎの出口から排出ローラ対４００ａまでの搬送方向の長さである。本実施形態では、排出ローラ対４００ａに記録材Ｐがニップされるまで、エアノズル４０１から空気を吹き付けることで、記録材Ｐの搬送方向中間部分が定着ベルト３０１に途中から巻付いてしまうことを抑制することができる。以上から、本実施形態では、記録材Ｐを定着ベルト３０１から分離させる長さを、これらの中間の９０ｍｍとした。

［配管部材の位置について］
次に、エア経路４０２の一部である配管部材４０２ｂの位置について、図２ないし図４を参照して説明する。上述のように、本実施形態では、エアノズル４０１から空気を吹き付けることで記録材を定着ベルト３０１から剥離させている。ここで、吹き付ける空気の温度が低いと、記録材上のトナー像が冷却される場合がある。冷却されたトナー像は、冷却される温度に応じて光沢性が変化するため、トナー像に光沢ムラが発生する虞がある。

特に、本実施形態では、エアノズル４０１は、長手方向が定着ベルト３０１の幅方向に沿って配置され、定着ベルト３０１と対向する面にノズル穴４０１ａを複数形成している。そして、このように複数の小径のノズル穴４０１ａを設けることで、高い風圧・風量の圧搾空気を記録材に吹き付けるようにしている。

一方、圧搾空気を吹き付けられた記録材上のトナー像は、低い温度の空気が吹き付けられた場合に急激に冷却される。吹き付けられる圧搾空気の風圧・風量は、幅方向においてノズル穴４０１ａに近いほど高くなる。即ち、記録材上のトナー像には、幅方向においてノズル穴４０１ａの位置に応じた圧搾空気の冷却による温度分布が発生する。冷却されたトナー像は、冷却される温度に応じて光沢性が僅かに変化し、幅方向に光沢度の分布が発生する。

近年の装置の高速化、超薄紙などのメディアの多様化に伴い、剥離性能を更に高めるために、エアノズル４０１をより一層、定着ベルト３０１に近接させたり、圧搾空気の風圧を増加させるなどの対応が取られている。このような対応を行った場合、記録材上のトナー像の幅方向の温度分布がより大きくなってしまう。その結果、温度分布に応じた光沢性の分布が視認できるレベルで発生（ノズルピッチムラと呼ぶ）することがある。そこで、本実施形態では、エア経路４０２の一部である配管部材４０２ｂを以下のように配置することで、エアノズル４０１から吹き付ける空気を加熱して、上述のトナー像の光沢ムラを抑制するようにしている。

配管部材４０２ｂは、定着ベルト３０１の鉛直方向の上方で、且つ、定着ベルト３０１を上方から見た場合に定着ベルト３０１と重なる範囲に配置されている。言い換えれば、配管部材４０２ｂは、図２に示すように、定着ベルト３０１の上側の面を上方に投影したシルエットＳ内に配置されている。また、配管部材４０２ｂは、図３に示すように、定着ベルト３０１とカバー５００との間に配置されている。なお、配管部材４０２ｂと定着ベルト３０１とは、障害物がなく対向することが好ましい。但し、配管部材４０２ｂを不織布などで覆ったりしても良いし、配管部材４０２ｂと定着ベルト３０１との間に、例えば定着装置８のフレームなど、配管部材４０２ｂと定着ベルト３０１との間の一部を遮る部材があっても良い。この遮る部材がある場合には、遮る面積が小さいことが好ましい。要は、本実施形態においては、配管部材４０２ｂが定着ベルト３０１から発せられる熱によって加熱されるように、配管部材４０２ｂが定着ベルト３０１の上方に配置されていればよい。

また、配管部材４０２ｂは、図４に示すように、記録材の搬送方向に交差する幅方向に沿って配置されている。本実施形態では、配管部材４０２ｂは、定着ベルト３０１の長手方向と略平行に配置されている。具体的には、配管部材４０２ｂは、定着装置８のカバー５００内で、画像形成装置１の奥側から手前側に向かって幅方向（Ｙ方向）に沿って配置されている。これにより、配管部材５０２ｂが定着ベルト３０１と対向する長さを、例えば配管部材５０２ｂを記録材の搬送方向と平行に配置した場合よりも長くでき、配管部材４０２ｂを通過する空気を、定着ベルト３０１の熱により効率よく加熱することができる。

配管部材４０２ｂの長さは、定着ベルト３０１の長手方向の長さよりも短いことが好ましく、配管部材４０２ｂの全体が、定着ベルト３０１を上方から見た場合に定着ベルト３０１と重なる範囲に収まるように配置されることが好ましい。これは、配管部材４０２ｂの一部が定着ベルト３０１と重なる範囲から外れた場合、その部分で空気が冷却される虞があるためである。

配管部材４０２ｂは、図２に示すように、定着ベルト３０１の鉛直方向に関して最も高い位置よりも、定着ベルト３０１の回転方向の下流側に位置する。これにより、定着ベルト３０１の周囲で暖められ、定着ベルト３０１の回転方向に沿って流れた空気が配管部材４０２ｂに当たることで、配管部材４０２ｂが効率良く加熱される。

特に、本実施形態では、定着ベルト３０１が、上述したように、定着パッド３０３、加熱ローラ３０７、ステアリングローラ３０８によって張架されている。また、これらの張架部材のうち、第１ローラとしての加熱ローラ３０７が最も高い位置に位置している。定着ベルト３０１の回転方向に関して加熱ローラ３０７よりも下流、且つ、ニップ部Ｎよりも上流（即ち、定着パッド３０３よりも上流）には、第２ローラとしてのステアリングローラ３０８が配置されている。そして、配管部材４０２ｂは、定着ベルト３０１の回転方向に関して、加熱ローラ３０７とステアリングローラ３０８との間に配置されている。このため、加熱ローラ３０７で加熱された空気を、定着ベルト３０１の回転により効率良く配管部材４０２ｂ側に送ることが可能となる。

また、本実施形態では、ステアリングローラ３０８が加熱ローラ３０７の最も高い位置（頂点）よりも下方に位置し、配管部材４０２ｂが、定着ベルト３０１の回転方向に関して加熱ローラ３０７とステアリングローラ３０８との間に位置している。このため、配管部材４０２ｂを、加熱ローラ３０７の頂点と同程度の高さ、或いは、頂点よりも下方に配置することが可能となる。この結果、定着ベルト３０１の上方に配管部材４０２ｂを配置しても、配管部材４０２ｂが定着ベルト３０１の最も高い位置よりも上方に突出することを抑制でき、装置の大型化を抑制できる。

このように構成される本実施形態の場合、空気を吹き付けて記録材を定着ベルト３０１から剥離する構成において、トナー像に光沢ムラが発生することを抑制できる。即ち、本実施形態の場合、エア経路４０２の一部である配管部材４０２ｂを、定着ベルト３０１の上方に配置している。このため、定着ベルト３０１の輻射熱により加熱された空気が上昇し、この空気により配管部材４０２ｂが加熱される。本実施形態の場合、画像形成装置１を稼働させている間、配管部材４０２ｂは定着ベルト３０１からの熱により、約８０～１００℃に加熱される。すると、配管部材４０２ｂ内を流れる空気も加熱され、エアノズル４０１から暖かい空気を記録材に向けて吹き付けることができる。この結果、エアノズル４０１から吹き付けられる空気によって生じる温度分布を小さくでき、光沢ムラの発生を抑制できる。

［実施例］
上述のような本実施形態の構成の効果を確認するために行った実験について説明する。実験では、上述した本実施形態のように配管部材４０２ｂを定着ベルト３０１の上方に配置した実施例と、配管部材４０２ｂを定着ベルト３０１の上方に配置していない比較例とで、エアノズル４０１から記録材に空気を吹き付けた場合における記録材上の温度分布を測定した。

実施例では、エアノズル４０１から噴出される圧搾空気は、約８０～１００℃に加熱された配管部材４０２ｂを通過することにより、約６０～７０℃程度まで加熱される。また、その下流のエアチューブ４０２ｃおよびチューブ継手４０２ｄを通過することで若干冷却され、約４２℃まで温度が低下し、エアノズル流入口４０１ｂを通じてエアノズル４０１内部の空間に導かれる。一方で、比較例のように、エア経路４０２に定着ベルト３０１により加熱される部分を設けない場合、エアノズル４０１内部には約３０℃程度の圧搾空気が導かれる。

図７は、実施例と比較例における、記録材Ｐ上に圧搾空気を吹き付けた直後の記録材Ｐ上の温度分布を示している。図７に示すように、エアノズル４０１のノズル穴４０１ａに対応した位置に近いほど、記録材Ｐの温度低下が生じた。比較例のように、エアノズル４０１に導かれる圧搾空気温度が３０℃の場合、隣り合う極大温度部と極小温度部の差分ΔＴは、最大１９．０℃であった。一方、実施例の場合、エアノズル４０１に導かれる圧搾空気温度が４２℃であり、ΔＴは、最大９．３℃であった。このような図７から明らかなように、本実施形態では、記録材Ｐ上のトナー像に発生する光沢性の分布が抑制され、ノズルピッチムラが視認できないレベルまで改善させることが可能となる。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、図８及び図９を用いて説明する。上述の第１の実施形態では、定着部材が定着ベルト３０１である場合について説明した。これに対して本実施形態では、定着部材を定着ローラ３１０としている。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、同様の構成については同一の符号を付して説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

本実施形態における定着装置８Ａは、定着部材及び加熱回転体として定着ローラ３１０を有しており、定着ローラ３１０は加圧ローラ３０５と圧接してニップ部Ｎを形成する。定着ローラ３１０は、例えば、外径７７ｍｍ、厚み６ｍｍ、長さ３５０ｍｍの円筒状金属製（本実施形態では、アルミニウム製）の芯金を備える。芯金上には、耐熱性の弾性層として、シリコーンゴム（本実施例では、ＪＩＳ－Ａ硬度２０度）が１．５ｍｍの厚さで被覆されている。弾性層上には、トナーとの離型性向上のために、耐熱性の離型層としてフッ素系樹脂（本実施形態では、ＰＦＡチューブ）が５０μｍの厚さで被覆されている。

定着ローラ３１０は、不図示の定着装置８Ａの枠体に対して回転可能に支持されており、不図示の駆動源によって所定の周速で回転駆動されるようになっている。また、定着ローラ３１０は、その内部に加熱部としてのハロゲンヒータ３０６が配設されており、所定の温度まで発熱可能である。

本実施形態のエアノズル４０１及びエア経路４０２は、第１の実施形態と同様である。また、本実施形態の場合も、エア経路４０２の一部としての配管部材４０２ｂは、定着ローラ３１０の鉛直方向の上方で、且つ、定着ローラ３１０を上方から見た場合に定着ローラ３１０と重なる範囲に配置されている。言い換えれば、配管部材４０２ｂは、図８に示すように、定着ローラ３１０の上側の面を上方に投影したシルエットＳ内に配置されている。また、配管部材４０２ｂは、第１の実施形態と同様に、定着ローラ３１０と定着装置８Ａのカバー５００（図３参照）との間に配置されている。

また、配管部材４０２ｂは、図９に示すように、記録材の搬送方向に交差する幅方向に沿って配置されている。更に、配管部材４０２ｂは、図８に示すように、定着ローラ３１０の鉛直方向に関して最も高い位置（頂点）よりも、定着ローラ３１０の回転方向の下流側に位置する。

このように構成される本実施形態の場合も、空気を吹き付けて記録材を定着ローラ３１０から剥離する構成において、トナー像に光沢ムラが発生することを抑制できる。即ち、本実施形態の場合も、エア経路４０２の一部である配管部材４０２ｂを、定着ローラ３１０の上方に配置している。このため、定着ローラ３１０により加熱された空気が上昇し、この空気により配管部材４０２ｂが加熱される。すると、配管部材４０２ｂ内を流れる空気も加熱され、エアノズル４０１から暖かい空気を記録材に向けて吹き付けることができる。この結果、エアノズル４０１から吹き付けられる空気によって生じる温度分布を小さくでき、光沢ムラの発生を抑制できる。

＜他の実施形態＞
上述の第１の実施形態では、加熱ローラに定着ベルトを加熱するための加熱部としてのハロゲンヒータを設けた構成について説明した。但し、加熱部は、加熱ローラに設けずに、ステアリングローラなどの他の張架部材に設けても良い。また、パッド部材に設けても良い。例えば、パッド部材の定着ベルト側にセラミックヒータなどの板状の発熱部材を設けても良い。また、定着ベルトを電磁誘導（ＩＨ）により加熱する構成としても良い。また、上述の第１、第２の実施形態において、ローラの内部に配置した加熱部の代わりに、別の加熱部材を外部からベルト又はローラに当接させて加熱する外部加熱方式を採用しても良い。

また、上述の第１の実施形態では、定着ベルトを定着パッド、加熱ローラ及びステアリングローラにより張架する定着装置について説明した。但し、本発明が適用可能な定着装置はこれに限らず、例えば、１個の張架ローラと定着パッドのみにより定着ベルトが張架される構成であっても良い。要は、定着パッドと共に定着ベルトを張架する少なくとも１個の張架ローラを備えていれば良い。

また、上述の第１の実施形態では、駆動回転体として加圧ローラを用いた構成について説明した。但し、駆動回転体は、複数の張架ローラにより張架され、何れかの張架ローラにより駆動される無端状のベルトであっても良い。また、上述の各実施形態では、ニップ部を形成するために、駆動回転体としての加圧ローラをベルトに対して加圧しているが、ベルトを駆動回転体に加圧する構成であっても良い。

更に、上述の各実施形態では、エア経路４０２の一部としての配管部材４０２ｂは、定着部材としての定着ベルト３０１及び定着ローラ３１０の上方に配置されるとしたが、外部加熱方式など直接記録材に触れない部材の上方に配置しても良い。例えば、定着ベルト３０１又は定着ローラ３１０に外部加熱ベルトを当接させ、外部加熱ベルトを張架するローラの内部に加熱部が配置された構成の場合、配管部材４０２ｂを、この外部加熱ベルトの鉛直方向の上方で、且つ、外部加熱ベルトを上方から見た場合に外部加熱ベルトと重なる範囲に配置する。定着ベルト３０１又は定着ローラ３１０に、内部に加熱部を有する外部加熱ローラを当接させる場合も同様である。

また、本実施形態の開示は、以下の構成を含む。

（構成１）
記録材に担持されたトナー像を加熱して記録材に定着させる定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱部と、前記定着部材との間で記録材を挟持搬送するためのニップ部を形成するニップ部形成部材と、記録材を前記定着部材から剥離させるための空気を吹き出すノズルと、を有する定着装置と、
前記ノズルに空気を送るための流路部材と、を備え、
前記流路部材の一部は、前記定着部材の鉛直方向の上方で、且つ、前記定着部材を上方から見た場合に前記定着部材と重なる範囲に配置されている
ことを特徴とする画像形成装置。
（構成２）
前記定着装置は、前記定着部材の少なくとも鉛直方向の上方を覆うカバーを有し、
前記流路部材の一部は、前記定着部材と前記カバーとの間に配置されている
ことを特徴とする構成１に記載の画像形成装置。
（構成３）
前記流路部材の一部は、前記ニップ部で搬送される記録材の搬送方向に交差する幅方向に沿って配置されている
ことを特徴とする構成１又は２に記載の画像形成装置。
（構成４）
前記定着部材は、回転体であり、
前記流路部材の一部は、前記定着部材の鉛直方向に関して最も高い位置よりも、前記定着部材の回転方向の下流側に位置する
ことを特徴とする構成１ないし３の何れか１つに記載の画像形成装置。
（構成５）
前記定着部材は、無端状のベルトである
ことを特徴とする構成１ないし４の何れか１つに記載の画像形成装置。
（構成６）
前記定着装置は、前記ベルトを張架する第１ローラと、前記ベルトの回転方向に関して前記第１ローラよりも下流、且つ、前記ニップ部よりも上流で前記ベルトを張架する第２ローラと、を有し、
前記流路部材の一部は、前記ベルトの回転方向に関して前記第１ローラと前記第２ローラとの間に配置されている
ことを特徴とする構成５に記載の画像形成装置。
（構成７）
前記第１ローラは、内部に前記加熱部を有し、前記加熱部により前記第１ローラが加熱されることで前記ベルトを加熱する加熱ローラであり、
前記第２ローラは、前記ベルトの回転方向に交差する幅方向に関して前記ベルトの位置を制御するステアリングローラである
ことを特徴とする構成６に記載の画像形成装置。
（構成８）
前記定着部材は、ローラである
ことを特徴とする構成１ないし４の何れか１つに記載の画像形成装置。
（構成９）
前記ローラは、内部に前記加熱部を有する
ことを特徴とする構成８に記載の画像形成装置。
（構成１０）
前記ノズルは、前記ニップ部で搬送される記録材の搬送方向に交差する幅方向に関して、空気を吹き出す穴が複数形成されている
ことを特徴とする構成１ないし９の何れか１つに記載の画像形成装置。

８、８Ａ・・・定着装置
３０１・・・定着ベルト（定着部材、回転体）
３０５・・・加圧ローラ（ニップ部形成部材）
３０６・・・ハロゲンヒータ（加熱部）
３０７・・・加熱ローラ（第１ローラ）
３０８・・・ステアリングローラ（第２ローラ）
３１０・・・定着ローラ（定着部材、回転体）
４０１・・・エアノズル（ノズル）
４０１ａ・・・ノズル穴
４０２・・・エア経路（流路部材）
４０２ｂ・・・配管部材（流路部材の一部）
５００・・・カバー

Claims (10)

1. 記録材に担持されたトナー像を加熱して記録材に定着させる定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱部と、前記定着部材との間で記録材を挟持搬送するためのニップ部を形成するニップ部形成部材と、記録材を前記定着部材から剥離させるための空気を吹き出すノズルと、を有する定着装置と、
   前記ノズルに空気を送るための流路部材と、を備え、
   前記流路部材の一部は、前記定着部材の鉛直方向の上方で、且つ、前記定着部材を上方から見た場合に前記定着部材と重なる範囲に配置されている
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記定着装置は、前記定着部材の少なくとも鉛直方向の上方を覆うカバーを有し、
   前記流路部材の一部は、前記定着部材と前記カバーとの間に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記流路部材の一部は、前記ニップ部で搬送される記録材の搬送方向に交差する幅方向に沿って配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記定着部材は、回転体であり、
   前記流路部材の一部は、前記定着部材の鉛直方向に関して最も高い位置よりも、前記定着部材の回転方向の下流側に位置する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記定着部材は、無端状のベルトである
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記定着装置は、前記ベルトを張架する第１ローラと、前記ベルトの回転方向に関して前記第１ローラよりも下流、且つ、前記ニップ部よりも上流で前記ベルトを張架する第２ローラと、を有し、
   前記流路部材の一部は、前記ベルトの回転方向に関して前記第１ローラと前記第２ローラとの間に配置されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記第１ローラは、内部に前記加熱部を有し、前記加熱部により前記第１ローラが加熱されることで前記ベルトを加熱する加熱ローラであり、
   前記第２ローラは、前記ベルトの回転方向に交差する幅方向に関して前記ベルトの位置を制御するステアリングローラである
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記定着部材は、ローラである
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
9. 前記ローラは、内部に前記加熱部を有する
   ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記ノズルは、前記ニップ部で搬送される記録材の搬送方向に交差する幅方向に関して、空気を吹き出す穴が複数形成されている
    ことを特徴とする請求項１ないし９の何れか１項に記載の画像形成装置。

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