JP6891541B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置に関するものである。

複写機やプリンター、ファクシミリなどといった画像形成装置ではＵＦＰ（Ultra Fine Particle）などの微粒子が発生することが知られている。この微粒子は、特に定着部で発生し易いことも分かっている。微粒子の捕集に関して提案された従来の画像形成装置の一例が特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載された画像形成装置は、定着部材の外周面に臨む取込口を有する排気用ダクトと、排気用ダクトを流れる微粒子を捕捉するフィルターと、シート（用紙）に対向する吹出口を有する冷却用ダクトとを備える。そして、この画像形成装置は定着部材から発生した微粒子をフィルターで捕集し、且つシートを冷却する。これにより、この画像形成装置は微粒子の機外への放出を防止することができ、さらに用紙を冷却して定着させた後のトナーの溶融を防止することができる。

特開２０１１−１８０３４１号公報

ここで、画像形成装置で比較的小サイズの用紙を連続して印刷すると、定着部材の表面における用紙の通紙部と非通紙部との間で温度差が大きくなることが分かっている。定着部材の表面のこの温度差は、続いて大サイズの用紙を印刷する場合の定着に悪影響を与え、印刷物に画像ノイズを発生させることが課題であった。

そこで、定着部材を冷却することで、定着部材の全体の均熱化を図り、さらに定着部材の全体としての過昇温を抑制することが望ましいと考えられた。また、定着部材の冷却は、定着部材の熱膨張に起因する定着ニップ幅の変動の抑制や、定着部材の劣化の抑制も期待することができる。

特許文献１に記載された画像形成装置は微粒子の捕集に加えてシート（用紙）を冷却しているが、定着部材自体を積極的に冷却しているわけではない。このため、画像ノイズの発生や定着ニップ幅の変動、定着部材の劣化に関して課題が残されていた。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、微粒子を効率良く捕集することができ、且つ定着部材を効果的に冷却することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、少なくとも一方が加熱された２つの定着部材が接触する定着ニップ部で用紙に転写された未定着トナー像を定着させる定着部と、前記定着部材に対向して設けられた内側開口及び前記定着部材から離隔して設けられた外側開口を有するとともに前記内側開口と前記外側開口との間で延びるダクトと、前記ダクトの内部に配置されて回転方向を切り替えることで空気の流通方向の変更が可能なファンと、前記ダクトの内部を流通する微粒子を捕集するフィルターとを備え、前記定着部材の加熱開始時に前記内側開口から前記ダクトの内部に空気を吸い込む方向に前記ファンを回転させ、予め定めた所定のタイミングで、前記ダクトの内部の空気を前記内側開口から前記定着部材に向けて吹き出す方向に前記ファンの回転方向を切り替えることを特徴とする。

この構成によると、画像形成装置は微粒子の発生の開始から発生量がピークに達し、発生量が低下するまでフィルターで微粒子を捕集する。さらにその後、画像形成装置はダクトから定着部材に向けて空気を吹き出すことで定着部材を冷却する。

また、上記構成の画像形成装置において、前記定着部材の温度を検知する温度検知部を備え、前記温度検知部が検知した前記定着部材の温度に基づき、前記ダクトの内部の空気を前記内側開口から前記定着部材に向けて吹き出す方向に前記ファンの回転方向を切り替えることを特徴とする。

また、上記構成の画像形成装置において、前記ダクトが、前記内側開口と前記ファンとの間で延びるとともに前記内側開口において前記定着部材の軸線方向の端部と中央部とに個別に対向する複数の内側空気流通路と、前記複数の内側空気流通路の少なくとも一つに設けられて空気流通路の開閉が可能な内側弁とを備え、前記内側弁を開閉することで、前記定着部材の軸線方向の端部に対する空気の吹き付けと、前記定着部材の軸線方向の全域に対する空気の吹き付けとを切り替えることを特徴とする。

また、上記構成の画像形成装置において、前記定着部材の温度を検知する温度検知部を備え、前記温度検知部が検知した前記定着部材の温度に基づき、前記内側弁を開閉し、前記定着部材に対して空気の吹き付け領域を切り替えることを特徴とする。

また、上記構成の画像形成装置において、前記内側弁を閉鎖する方向に付勢する内側弁付勢部材を備え、前記ファンの回転出力及び前記ファンの回転方向に基づき、前記内側弁を開閉させることを特徴とする。

また、上記構成の画像形成装置において、前記ダクトが前記内側開口からその内部に空気を吸い込む第１モードと、前記ダクトが前記定着部材の軸線方向の端部に対して空気を吹き付ける第２モードと、前記ダクトが前記定着部材の軸線方向の全域に対して空気を吹き付ける第３モードとの動作モードを有することを特徴とする。

また、上記構成の画像形成装置において、前記ダクトが、前記ファンと前記外側開口との間で延びる第１外側空気流通路及び第２外側空気流通路と、前記第１外側空気流通路及び前記第２外側空気流通路各々に設けられて個別に空気流通路の開閉が可能な第１外側弁及び第２外側弁と、前記第１外側空気流通路に設けられた前記フィルターとを備え、前記ファンから前記外側開口に向かって空気を流通させる場合に、前記第１外側弁を開放して前記第２外側弁を閉鎖し、前記外側開口から前記ファンに向かって空気を流通させる場合に、前記第１外側弁を閉鎖して前記第２外側弁を開放することを特徴とする。

また、上記構成の画像形成装置において、前記第１外側弁または前記第２外側弁を個別に閉鎖する方向に付勢する複数の外側弁付勢部材を備え、前記ファンの回転方向に基づき、前記第１外側弁または前記第２外側弁を個別に開閉させることを特徴とする。

また、上記構成の画像形成装置において、前記温度検知部が温度を検知する前記定着部材が加圧ローラーであって、前記加圧ローラーに向けて前記ダクトがその内部の空気を吹き出すことを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、微粒子を効率良く捕集することができ、且つ定着部材を効果的に冷却することができる。

本発明の第１実施形態の画像形成装置の部分垂直断面正面図である。 本発明の第１実施形態の画像形成装置の定着部及び送風部を示す正面図である。 本発明の第１実施形態の画像形成装置の加熱ローラー温度とＵＦＰ発生量との関係を示すグラフである。 本発明の第１実施形態の画像形成装置の稼働開始時のタイムチャートである。 本発明の第２実施形態の画像形成装置の稼働開始時のタイムチャートである。 本発明の第３実施形態の画像形成装置の定着部及び送風部（内側弁閉鎖状態）を示す部分正面図である。 本発明の第３実施形態の画像形成装置の送風部（内側弁閉鎖状態）を示す上面図である。 本発明の第３実施形態の画像形成装置の定着部及び送風部（内側弁開放状態）を示す部分正面図である。 本発明の第３実施形態の画像形成装置の送風部（内側弁開放状態）を示す上面図である。 本発明の第３実施形態の画像形成装置の稼働開始時のタイムチャートである。 本発明の第３実施形態の画像形成装置の送風部の動作モードの説明図である。 本発明の第３実施形態の画像形成装置の定常運転時のタイムチャートである。 本発明の第４実施形態の画像形成装置の定着部及び送風部（内側弁閉鎖状態）を示す部分正面図である。 本発明の第４実施形態の画像形成装置の定着部及び送風部（内側弁開放状態）を示す部分正面図である。 本発明の第５実施形態の画像形成装置の定着部及び送風部（第１外側弁開放状態）を示す部分正面図である。 本発明の第５実施形態の画像形成装置の送風部（第１外側弁開放状態）を示す上面図である。 本発明の第５実施形態の画像形成装置の定着部及び送風部（第２外側弁開放状態）を示す部分正面図である。 本発明の第５実施形態の画像形成装置の送風部（第２外側弁開放状態）を示す上面図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の内容に限定されるものではない。

＜第１実施形態＞
最初に、本発明の第１実施形態の画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は画像形成装置の部分垂直断面正面図の一例である。なお、図１の矢印付き二点鎖線は用紙の搬送経路及び搬送方向を示す。また、図１の上下方向、左右方向及び紙面奥行き方向が画像形成装置の上下方向、左右方向及び奥行き方向である。

画像形成装置１は、図１に示すように所謂タンデム型のカラー複写機であり、原稿の画像を読み取る画像読取部２と、読み取った画像を用紙等の転写材に印刷する印刷部３と、印刷条件の入力や稼働状況の表示を行うための操作部４と、主制御部５とを備える。

画像読取部２は不図示のプラテンガラスの上面に載置された原稿の画像を不図示のスキャナーを移動して読み取る公知のものである。また、画像形成装置１は原稿搬送装置２Ａを利用して複数枚の原稿の画像を１枚ずつ自動的に読み取ることも可能である。原稿の画像は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色に色分解され、不図示のＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサーで電気信号に変換される。これにより、画像読取部２は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色別の画像データを得る。

画像読取部２が得た色別の画像データは主制御部５において各種処理が行われ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各再現色の画像データに変換されて主制御部５等の不図示のメモリーに格納される。メモリーに格納された再現色別の画像データは位置ずれ補正のための処理を受けた後、像担持体である感光体ドラム２１に対する光走査を行うために用紙の搬送と同期して走査ラインごとに読み出される。

印刷部３は電子写真方式によって画像を形成し、その画像を用紙に転写する。印刷部３は中間転写体を無端状のベルトとして形成した中間転写ベルト１１を備える。中間転写ベルト１１は駆動ローラー１２及び従動ローラー１３を含む複数のローラーに巻き掛けられる。中間転写ベルト１１は駆動ローラー１２によって図１における時計回りに回転移動する。

駆動ローラー１２は中間転写ベルト１１を挟んで対向する二次転写ローラー１５を圧して接触する。二次転写ローラー１５の箇所の、中間転写ベルト１１の回転方向下流側には中間転写ベルト１１の外周面に接触する不図示の中間転写クリーニング部が設けられる。中間転写クリーニング部は中間転写ベルト１１の外周面に形成されたトナー像が用紙に転写された後、中間転写ベルト１１の外周面に残留したトナーなどの付着物を除去してクリーニングする。

中間転写ベルト１１の正面から見た右方には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各再現色に対応する画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが設けられる。なおこの説明において、特に限定する必要がある場合を除き、色を表す「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」の識別記号の記載を省略して、例えば「画像形成部２０」と総称することがある。４台の画像形成部２０は中間転写ベルト１１の回転方向に沿って、回転方向の上流側から下流側に向けて一列にして配置される。４台の画像形成部２０は構成がすべて同じであり、図１における反時計回りに回転する感光体ドラム２１を中心としてその周囲に帯電部、露光部２３、現像部２４、ドラムクリーニング部及び一次転写ローラーを備える。

４台の画像形成部２０各々の正面から見た右方には、各再現色に対応するトナーボトル３１が設けられる。各トナーボトル３１の内部には新しい未使用のトナーが収容され、そのトナーが現像部２４に対して個別に補給される。トナーボトル３１は装置本体に対して着脱可能に設けられ、適宜新しいものと交換することができる。

画像形成装置１の下部には用紙供給装置９１が設けられる。用紙供給装置９１はその内部に複数の用紙Ｐを積載して収容し、用紙Ｐをその最上層から順に１枚ずつ用紙搬送路Ｑに送り出す。用紙供給装置９１から用紙搬送路Ｑに送り出された用紙Ｐはレジストローラー対９４の箇所に到達する。そして、レジストローラー対９４が用紙Ｐの斜め送りを矯正（スキュー補正）しつつ中間転写ベルト１１の回転と同期をとって、中間転写ベルト１１と二次転写ローラー１５との接触部（二次転写ニップ部）に向けて用紙Ｐを送り出す。

画像形成部２０では露光部２３から照射された光によって感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像部２４によってトナー像として可視像化される。感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像は感光体ドラム２１が中間転写ベルト１１を挟んで一次転写ローラーと対向する箇所において中間転写ベルト１１の外周面に一次転写される。そして、中間転写ベルト１１の回転とともに所定のタイミングで各画像形成部２０のトナー像が順次中間転写ベルト１１に転写されることにより、中間転写ベルト１１の外周面にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト１１の外周面に一次転写されたカラートナー像はレジストローラー対９４により同期をとって送られてきた用紙Ｐに、中間転写ベルト１１と二次転写ローラー１５とが接触して形成される二次転写ニップ部にて転写される。

二次転写ニップ部の用紙搬送方向の下流側には定着部４０が備えられる。二次転写ニップ部にて未定着トナー像が転写された用紙Ｐは定着部４０へと送られ、トナー像が加熱、加圧されて用紙Ｐに定着される。定着部４０を通過した用紙Ｐは画像形成装置１の本体の左側面に設けられた用紙排出口９６を通して、その外側に設けられた不図示の用紙排出トレイに向けて排出される。

操作部４は画像読取部２の右方に設けられる。操作部４は、例えばユーザーによる印刷に使用する用紙Ｐの種類やサイズ、拡大縮小、両面印刷の有無といった印刷条件などの設定の入力や、ファクシミリ送信におけるファックス番号や送信者名などの設定の入力を受け付ける。また、操作部４は、例えば装置の状態や注意事項、エラーメッセージなどを表示部４ｗに表示することによって、それらをユーザーに対して報知するための報知部としての役割も果たす。

また、画像形成装置１にはその全体の動作制御のため、不図示のＣＰＵや画像処理部、その他の図示しない電子部品で構成された主制御部５が設けられる。主制御部５は中央演算処理装置であるＣＰＵと画像処理部とを利用し、メモリーに記憶、入力されたプログラム、データに基づき画像読取部２や印刷部３などといった構成要素を制御して一連の画像形成動作、印刷動作を実現する。

そして、画像形成装置１は、図１に示すように送風部５０を備える。送風部５０は定着部４０の下方から画像形成装置１の本体の左側面にかけての領域に配置される。送風部５０は画像形成装置１の内部、特に定着部４０の周辺で浮遊する微粒子（ＵＦＰ）を吸い込んで捕集する。さらに、送風部５０は定着部４０に対して空気を吹き出し、定着部材を冷却する。

続いて、画像形成装置１の定着部４０及び送風部５０の詳細な構成とその動作について、図２〜図４を用いて説明する。図２は定着部４０及び送風部５０を示す正面図である。図３は加熱ローラー温度とＵＦＰ発生量との関係を示すグラフである。図４は画像形成装置１の稼働開始時のタイムチャートである。

定着部４０は、図２に示すように定着部材である定着ローラー４１、加圧ローラー４２、加熱ローラー４３、定着ベルト４４及び加熱部４５と、温度検知部４６、４７とを備える。

定着ローラー４１及び加圧ローラー４２は互いに円筒形状を成し、各々の周面が用紙搬送路Ｑを挟んで対向するように並べて配置される。定着ローラー４１及び加圧ローラー４２は互いの回転軸線が用紙幅方向、すなわち画像形成装置１の前後方向に沿って延びる。定着ローラー４１及び加圧ローラー４２は用紙搬送路Ｑの用紙幅方向の全域に対応する長さを有する。定着ローラー４１及び加圧ローラー４２は、例えば外周面側から径方向中心に向かって順に離型層（例えばフッ素コーティング）、発熱層及び弾性層などが設けられた積層構造を有する。

定着ローラー４１はその回転軸４１ａが定着部４０の筐体部に設けられた軸受により回転可能に支持される。定着ローラー４１は不図示のモーターから動力を得て図２において時計回りに回転する。加圧ローラー４２はその回転軸４２ａが定着部４０の筐体部に設けられた軸受により回転可能に支持される。加圧ローラー４２は不図示のモーターから動力を得て図２において反時計回りに回転する。

加圧ローラー４２は不図示の加圧ばね等を用いた加圧機構によって所定の圧力が付与され、その周面が定着ローラー４１の周面を圧して接触して定着ニップ部Ｎを形成する。

加熱ローラー４３は円筒形状を成し、その内部に加熱ローラー４３を加熱するための加熱部４５を収容する。加熱ローラー４３はその周面が定着ローラー４１の周面と離隔して対向するように配置される。加熱ローラー４３はその回転軸線が定着ローラー４１の回転軸線と平行を成し、用紙幅方向、すなわち画像形成装置１の前後方向に沿って延びる。加熱ローラー４３は用紙搬送路Ｑの用紙幅方向の全域に対応する長さを有する。加熱ローラー４３はその不図示の回転軸が定着部４０の筐体部に設けられた軸受により回転可能に支持される。また、加熱ローラー４３は定着ローラー４１に対して接近、離隔する方向に変位可能に支持される。

定着ベルト４４は無端状に形成され、その用紙幅方向の長さが定着ローラー４１及び加熱ローラー４３と同じである。定着ベルト４４は例えばポリイミドフィルムなどから成る基材層に弾性層、離型層などが設けられた積層構造を有する。定着ベルト４４は定着ローラー４１及び加熱ローラー４３に巻き掛けられ、定着ニップ部Ｎにおいて定着ローラー４１と加圧ローラー４２との間に挟持される。加熱ローラー４３が定着ローラー４１から離隔する方向に加熱ローラー４３に対して付勢力が付与されることで、定着ベルト４４に所定のテンションが生じる。

定着ベルト４４は加熱ローラー４３を介して加熱部４５によって加熱される。そして、定着部４０は、発熱する定着ベルト４４を挟んで定着ローラー４１と加圧ローラー４２とが接触する定着ニップ部Ｎで、用紙Ｐに転写された未定着トナー像を用紙Ｐに定着させる。

温度検知部４６は定着ローラー４１に近接して設けられる。温度検知部４７は加圧ローラー４２に近接して設けられる。温度検知部４６、４７はサーミスタ等から成り、定着ベルト４４、加圧ローラー４２の表面の温度を検知する。主制御部５はそれらの温度に基づいて加熱部４５を制御する。

送風部５０は、図２に示すようにダクト５１と、ファン５２と、フィルター５３とを備える。

ダクト５１は加圧ローラー４２の下方から画像形成装置１の本体の左側面まで延びる。ダクト５１は内側開口５１ａ及び外側開口５１ｂを有する。内側開口５１ａはダクト５１の加圧ローラー４２側の一端に設けられ、加圧ローラー４２に対向する。外側開口５１ｂは加圧ローラー４２から離隔したダクト５１の画像形成装置１の左側面側の一端に設けられ、画像形成装置１の外部に臨む。すなわち、ダクト５１は内側開口５１ａと外側開口５１ｂとの間で延びる。

ファン５２はダクト５１の内部であって、内側開口５１ａと外側開口５１ｂとの略中間部に配置される。ファン５２が駆動されると、ダクト５１の内部で空気が流通する。また、ファン５２は回転方向を切り替えることで空気の流通方向の変更が可能である。これにより、ダクト５１の内部では、内側開口５１ａからダクト５１の内部に空気を吸い込む方向と、ダクト５１の内部の空気を内側開口５１ａから加圧ローラー４２に向けて吹き出す方向に、空気が流通する。

フィルター５３はダクト５１の内部であって、ダクト５１の画像形成装置１の左側面側の一端近傍に設けられる。フィルター５３はダクト５１の内部を流通する微粒子（ＵＦＰ）を捕集する。

ここで、図３は加熱ローラー４３の温度と微粒子（ＵＦＰ）の発生量との関係を示している。図３によれば、加熱部４５による加熱ローラー４３の加熱開始から３０秒程度で、加熱ローラー４３が所定の設定温度付近（約２００℃）に達する。そして、加熱ローラー４３の加熱開始から１分程度で、微粒子（ＵＦＰ）の発生量が最大になっていることが分かる。

加熱ローラー４３の弾性層を構成する例えばシリコンゴム材料は、微粒子（ＵＦＰ）としてシロキサンをローラーの軸線方向の端部から発生させることが分かっている。シロキサンは、加熱ローラー４３の加熱開始後、加熱ローラー４３の温度が約１８０℃になると急激に増加する。このため、送風部５０を駆動し、加熱ローラー４３に対する加熱の初期段階において、定着部４０の周辺で浮遊する微粒子（ＵＦＰ）を吸い込んで捕集することが望ましい。

図４は画像形成装置１の稼働開始時のタイムチャートを示し、上から順に、装置電源のＯＮ／ＯＦＦ、微粒子（ＵＦＰ）の発生量、加熱ローラー４３の温度、加圧ローラー４２の軸線方向の中央部温度、加圧ローラー４２の軸線方向の端部温度、ファン５２の出力／回転方向及び用紙の通紙のＯＮ（開始）／ＯＦＦ（停止）を表す。

画像形成装置１は、図４に示すように電源ＯＮになると（時間ｔ０）、ファン５２を所定の出力で逆回転させる。なお、ここで、ファン５２の正回転はダクト５１の内部の空気を内側開口５１ａから加圧ローラー４２に向けて吹き出す方向に空気を流通させる回転方向であり、ファン５２の逆回転は内側開口５１ａからダクト５１の内部に空気を吸い込む方向に空気を流通させる回転方向である。

画像形成装置１の電源ＯＮとともに、加熱部４５による加熱ローラー４３の加熱が開始され、加熱ローラー４３の温度、加圧ローラー４２の中央部温度、加圧ローラー４２の端部温度が上昇し始める。加熱部４５が加熱する加熱ローラー４３の温度は、加圧ローラー４２の上限温度Ｕｃ、Ｕｅに基づき制御される。

そして、加熱ローラー４３の温度が所定の温度（例えば１８０℃）に接近すると、微粒子（ＵＦＰ）の発生量が増加してピークに達する。これに対して、加熱ローラー４３の加熱開始時（時間ｔ０）とともに、内側開口５１ａからダクト５１の内部に空気を吸い込む方向にファン５２を回転させているので、フィルター５３で微粒子（ＵＦＰ）を捕集することができる。

続いて、例えば時間ｔ１で用紙の通紙を開始（ＯＮ）する。

そして、予め定めた所定のタイミングである時間ｔ２で、ファン５２の回転方向が正回転に切り替えられる。すなわち、ファン５２はダクト５１の内部の空気を内側開口５１ａから加圧ローラー４２に向けて吹き出す方向に空気を流通させる。時間ｔ２としては、微粒子（ＵＦＰ）の発生量がピークに達した後、その発生量が一定量まで低下する時間が予め定められ、主制御部５等のメモリー等に予め記憶される。

ファン５２が所定の出力で正回転すると、ダクト５１の内部の空気が内側開口５１ａから加圧ローラー４２に向けて吹き出される。

上記第１実施形態の構成によれば、画像形成装置１は、加熱ローラー４３の加熱開始時（時間ｔ０）に内側開口５１ａからダクト５１の内部に空気を吸い込む方向にファン５２を回転させ、予め定めた所定のタイミング（時間ｔ２）で、ダクト５１の内部の空気を内側開口５１ａから加圧ローラー４２に向けて吹き出す方向にファン５２の回転方向を切り替える。これにより、微粒子の発生の開始から発生量がピークに達し、発生量が低下するまでフィルター５３で微粒子を捕集することができる。さらにその後は、ダクト５１から加圧ローラー４２に向けて空気を吹き出すことで、加圧ローラー４２を冷却することができる。したがって、微粒子を効率良く捕集することができ、且つ加圧ローラー４２を効果的に冷却することが可能である。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態の画像形成装置について、図５を用いて説明する。図５は画像形成装置の稼働開始時のタイムチャートである。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。

第２実施形態の画像形成装置１は、図５に示すように稼働開始時に電源ＯＮになると（時間ｔ０）、ファン５２を所定の出力で逆回転させる。これにより、ファン５２は内側開口５１ａからダクト５１の内部に空気を吸い込む方向に空気を流通させる。

そして、微粒子（ＵＦＰ）の発生量が低下すると想定される時間ｔ２では、ファンの回転方向が切り替えることはない。

続いて、時間ｔ２の経過後、加圧ローラー４２の軸線方向の端部温度が所定の上限温度Ｕｅに達するタイミングである時間ｔ３で、ファン５２の回転方向が正回転に切り替えられる。すなわち、ファン５２はダクト５１の内部の空気を内側開口５１ａから加圧ローラー４２に向けて吹き出す方向に空気を流通させる。

このようにして第２実施形態の画像形成装置１は、温度検知部４７が検知した加圧ローラー４２の温度に基づき、ダクト５１の内部の空気を内側開口５１ａから加圧ローラー４２に向けて吹き出す方向にファン５２の回転方向を切り替える。この構成によれば、微粒子の発生量が十分に低下するまでフィルター５３で微粒子を捕集することができる。したがって、送風部５０による微粒子の捕集効果を向上させることが可能である。

また、第２実施形態のの画像形成装置１は、温度検知部４７が温度を検知する定着部材が加圧ローラー４２であって、加圧ローラー４２に向けてダクト５１がその内部の空気を吹き出す。この構成によれば、加圧ローラー４２の全体の均熱化を図り、さらに加圧ローラー４２の全体としての過昇温を抑制することが可能である。これにより、印刷物における画像ノイズの発生を防止することができる。さらに、加圧ローラー４２を冷却することで、加圧ローラー４２の熱膨張に起因する定着ニップ幅の変動の抑制や、加圧ローラー４２の劣化の抑制を実現することが可能になる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態の画像形成装置について、図６〜図１２を用いて説明する。図６及び図７は画像形成装置の定着部及び送風部（内側弁閉鎖状態）を示す部分正面図及び上面図である。図８及び図９は定着部及び送風部（内側弁開放状態）を示す部分正面図及び上面図である。図１０は画像形成装置の稼働開始時のタイムチャートである。図１１は送風部の動作モードの説明図である。図１２は画像形成装置の定常運転時のタイムチャートである。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１及び第２の実施形態と同じであるので、それらの実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。

第３実施形態の画像形成装置１の送風部５０は、図６〜図９に示すようにダクト５１が複数の内側空気流通路５４、５５と、内側弁５６とを備える。

複数の内側空気流通路５４、５５は各々、内側開口５１ａとファン５２との間で延びる。複数の内側空気流通路５４、５５はダクト５１の内部が加圧ローラー４２の軸線方向（前後方向）において区分されて構成される。

２つの内側空気流通路５４は加圧ローラー４２の軸線方向の両端部側各々に設けられる。２つの内側空気流通路５４は各々、内側開口５１ａにおいて加圧ローラー４２の軸線方向の端部に個別に対向する。

単一の内側空気流通路５５は２つの内側空気流通路５４の間に挟まれ、加圧ローラー４２の軸線方向の中央部に対応して設けられる。内側空気流通路５５は内側開口５１ａにおいて加圧ローラー４２の軸線方向の中央部に対向する。

内側弁５６は内側空気流通路５５に対して設けられる。内側弁５６は内側空気流通路５５のファン５２側の端部に配置される。内側弁５６は例えば平板状を成し、内側空気流通路５５の空気流通方向と交差する方向の内部断面の形状、大きさと略同じ形状、大きさに構成される。内側弁５６は上端に設けられて加圧ローラー４２の軸線方向に延びる軸部５６ａの軸線回りに回転可能に支持される。内側弁５６が略垂直な姿勢をとると、内側空気流通路５５が閉鎖される（図６及び図７参照）。この姿勢から内側弁５６が軸部５６ａの軸線回りに回転すると、内側空気流通路５５が開放される（図８及び図９参照）。

内側弁５６は錘５６ｂを有する。錘５６ｂは内側弁５６の自由端側、すなわち略垂直な閉鎖姿勢にある内側弁５６の下部に配置される。錘５６ｂは重力の作用によって内側弁５６を閉鎖する方向に付勢する内側弁付勢部材として機能する。なお、ダクト５１の内底面であって、閉鎖姿勢にある内側弁５６のファン５２側にはストッパー５７が設けられる。これにより、閉鎖姿勢にある内側弁５６がファン５２に向かって開放されることはない。内側弁５６は、図８及び図９に示すように内側開口５１ａ側に向かって開放される。

画像形成装置１は、図１０に示すように稼働開始時に電源ＯＮになると（時間ｔ０）、ファン５２を所定の出力で逆回転させる。これにより、ファン５２は内側開口５１ａからダクト５１の内部に空気を吸い込む方向に空気を流通させる。

ダクト５１の内部の空気はファン５２が内側弁５６を引っ張る方向に流通するが、ストッパー５７の作用によって内側弁５６は閉鎖姿勢を維持する。これにより、加圧ローラー４２の軸線方向の両端部各々に対向する２つの内側空気流通路５４を通して、内側開口５１ａからファン５２に向かって空気が流通する。そして、フィルター５３が微粒子（ＵＦＰ）を捕集する。

続いて、微粒子（ＵＦＰ）の発生量が低下すると想定される時間ｔ２の経過後、加圧ローラー４２の軸線方向の端部温度が所定の上限温度Ｕｅに達するタイミングである時間ｔ３で、ファン５２の回転方向が正回転に切り替えられる。すなわち、ファン５２はダクト５１の内部の空気を内側開口５１ａから加圧ローラー４２に向けて吹き出す方向に空気を流通させる。

ここで、ファン５２は時間ｔ３において、錘５６ｂを有する内側弁５６がその重みによって開かない程度の出力で回転される。すなわち、内側弁５６は自身の重みによって閉鎖姿勢を維持する。これにより、２つの内側空気流通路５４を通して、ファン５２から内側開口５１ａに向かって空気が流通する。ダクト５１の内部の空気が内側開口５１ａから加圧ローラー４２の両端部各々に向けて吹き出される。

続いて、加圧ローラー４２の軸線方向の中央部温度が所定の上限温度Ｕｃに達するタイミングである時間ｔ４で、ファン５２の回転出力が増加される。ファン５２は、錘５６ｂを有する内側弁５６の重みに抗して、内側弁５６を開放する出力で回転される。これにより、２つの内側空気流通路５４、及び単一の内側空気流通路５５を通して、ファン５２から内側開口５１ａに向かって空気が流通する。ダクト５１の内部の空気が内側開口５１ａから加圧ローラー４２の両端部各々及び中央部、すなわち加圧ローラー４２の軸線方向の全域に向けて吹き出される。

このようにして第３実施形態の画像形成装置１は、内側弁５６を開閉することで、加圧ローラー４２の軸線方向の端部に対する空気の吹き付けと、加圧ローラー４２の軸線方向の全域に対する空気の吹き付けとを切り替える。そして、画像形成装置１は、図１１に示す３つの動作モードを有する。

第１モードは、ダクト５１が内側開口５１ａからその内部に空気を吸い込む。第１モードでは、空気流通路が２つの内側空気流通路５４であり、冷却領域が加圧ローラー４２の軸線方向の端部のみであり、微粒子（ＵＦＰ）がフィルター５３で捕集される。

第２モードは、ダクト５１が加圧ローラー４２の軸線方向の端部に対して空気を吹き付ける。第２モードでは、空気流通路が２つの内側空気流通路５４であり、冷却領域が加圧ローラー４２の軸線方向の端部のみであり、微粒子（ＵＦＰ）が捕集されない。

第３モードは、ダクト５１が加圧ローラー４２の軸線方向の全域に対して空気を吹き付ける。第３モードでは、空気流通路が内側空気流通路５４、５５の３つであり、冷却領域が加圧ローラー４２の軸線方向の全域であり、微粒子（ＵＦＰ）が捕集されない。

この構成によれば、加圧ローラー４２の軸線方向の端部と全域とに対して、段階を経て冷却することができる。したがって、例えば比較的小サイズの用紙を連続して印刷する場合に昇温し易い加圧ローラー４２の端部の冷却を中心に、加圧ローラー４２の全域を効果的に冷却することが可能になる。

また、第３実施形態の画像形成装置１は、温度検知部４７が検知した加圧ローラー４２の温度に基づき、内側弁５６を開閉し、加圧ローラー４２に対して空気の吹き付け領域を切り替える。この構成によれば、加圧ローラー４２の軸線方向の端部と全域とに対して、各々の領域の温度に応じて、それら領域を段階的に冷却することができる。したがって、加圧ローラー４２の端部と全域とを好適なタイミングで冷却することができ、加圧ローラー４２の全域をより一層効果的に冷却することが可能になる。

また、第３実施形態の画像形成装置１は、内側弁５６を閉鎖する方向に付勢する錘５６ｂを備える内側弁５６を、ファン５２の回転出力及びファン５２の回転方向に基づき開閉させる。この構成によれば、ファン５２の回転出力及びファン５２の回転方向を変更するだけで容易に、内側弁５６を開閉させることが可能になる。

なお、画像形成装置１が稼働を開始し、加圧ローラー４２の軸線方向の全域の冷却が開始された後（時間ｔ４の後）の定常運転時は、図１２に示すようにファン５２の回転が制御される。すなわち、ファン５２の回転によって加圧ローラー４２の全域が冷却され、加圧ローラー４２の軸線方向の中央部温度が所定の下限温度Ｌｃに達すると（時間ｔ５）、ファン５２の回転出力が減少される。これにより、内側弁５６が閉鎖され、ダクト５１の内部の空気が内側開口５１ａから加圧ローラー４２の両端部各々に向けて吹き出される。

さらに、加圧ローラー４２の軸線方向の端部温度が所定の下限温度Ｌｅに達すると（時間ｔ６）、ファン５２の回転が停止される。これにより、ダクト５１の内部では空気が流通しない。

続いて、ファン５２の回転停止によって加圧ローラー４２の全域が加熱され、加圧ローラー４２の軸線方向の中央部温度が所定の上限温度Ｕｃに達すると（時間ｔ７）で、ファン５２が正回転、高出力で回転される。これにより、内側弁５６が開放され、ダクト５１の内部の空気が内側開口５１ａから加圧ローラー４２の全域に向けて吹き出される。以後の定常運転時には、このような動作が繰り返される。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態の画像形成装置について、図１３及び図１４を用いて説明する。図１３は画像形成装置の定着部及び送風部（内側弁閉鎖状態）を示す部分正面図である。図１４は画像形成装置の定着部及び送風部（内側弁開放状態）を示す部分正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第３実施形態と同じであるので、第３実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。

第４実施形態の画像形成装置１の送風部５０は、図１３及び図１４に示すようにダクト５１が内側弁５６を備える。

内側弁５６にはバネ５６ｃが接続される。バネ５６ｃは引張ばねで構成され、内側弁５６の自由端側、すなわち略垂直な閉鎖姿勢にある内側弁５６の下部と、送風部５０の筐体部５０ａとの間で連結される。バネ５６ｃはその弾性力の作用によって内側弁５６を閉鎖する方向に付勢する内側弁付勢部材として機能する。

この構成においても、ファン５２の回転出力及びファン５２の回転方向を変更するだけで容易に、内側弁５６を開閉させることが可能になる。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態の画像形成装置について、図１５〜図１８を用いて説明する。図１５及び図１６は画像形成装置の定着部及び送風部（第１外側弁開放状態）を示す部分正面図及び上面図である。図１７及び図１８は定着部及び送風部（第２外側弁開放状態）を示す部分正面図及び上面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第３実施形態と同じであるので、第３実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。

第５実施形態の画像形成装置１の送風部５０は、図１５〜図１８に示すようにダクト５１が第１外側空気流通路５８と、第２外側空気流通路５９と、第１外側弁６０と、第２外側弁６１と、フィルター６２とを備える。

第１外側空気流通路５８及び第２外側空気流通路５９はファン５２と外側開口５１ｂとの間で延びる。第１外側空気流通路５８及び第２外側空気流通路５９はダクト５１の内部が加圧ローラー４２の軸線方向（前後方向）において区分されて構成される。

第１外側弁６０は第１外側空気流通路５８に対して設けられる。第１外側弁６０は第１外側空気流通路５８のファン５２側の端部に配置される。第１外側弁６０は例えば平板状を成し、第１外側空気流通路５８の空気流通方向と交差する方向の内部断面の形状、大きさと略同じ形状、大きさに構成される。第１外側弁６０は上端に設けられて加圧ローラー４２の軸線方向に延びる軸部６０ａの軸線回りに回転可能に支持される。第１外側弁６０が略垂直な姿勢をとると、第１外側空気流通路５８が閉鎖される（図１７及び図１８参照）。この姿勢から第１外側弁６０が軸部６０ａの軸線回りに回転すると、第１外側空気流通路５８が開放される（図１５及び図１６参照）。

第１外側弁６０は錘６０ｂを有する。錘６０ｂは第１外側弁６０の自由端側、すなわち略垂直な閉鎖姿勢にある第１外側弁６０の下部に配置される。錘６０ｂは重力の作用によって第１外側弁６０を閉鎖する方向に付勢する外側弁付勢部材として機能する。なお、ダクト５１の内底面であって、閉鎖姿勢にある第１外側弁６０のファン５２側にはストッパー５７が設けられる。これにより、閉鎖姿勢にある第１外側弁６０がファン５２に向かって開放されることはない。第１外側弁６０は、図１５及び図１６に示すように外側開口５１ｂ側に向かって開放される。

第２外側弁６１は第２外側空気流通路５９に対して設けられる。第２外側弁６１は第２外側空気流通路５９のファン５２側の端部に配置される。第２外側弁６１は例えば平板状を成し、第２外側空気流通路５９の空気流通方向と交差する方向の内部断面の形状、大きさと略同じ形状、大きさに構成される。第２外側弁６１は上端に設けられて加圧ローラー４２の軸線方向に延びる軸部６１ａの軸線回りに回転可能に支持される。第２外側弁６１が略垂直な姿勢をとると、第２外側空気流通路５９が閉鎖される（図１５及び図１６参照）。この姿勢から第２外側弁６１が軸部６１ａの軸線回りに回転すると、第２外側空気流通路５９が開放される（図１７及び図１８参照）。

第２外側弁６１は錘６１ｂを有する。錘６１ｂは第２外側弁６１の自由端側、すなわち略垂直な閉鎖姿勢にある第２外側弁６１の下部に配置される。錘６１ｂは重力の作用によって第２外側弁６１を閉鎖する方向に付勢する外側弁付勢部材として機能する。なお、ダクト５１の内底面であって、閉鎖姿勢にある第２外側弁６１の外側開口５１ｂ側にはストッパー５７が設けられる。これにより、閉鎖姿勢にある第２外側弁６１が外側開口５１ｂに向かって開放されることはない。第２外側弁６１は、図１７及び図１８に示すようにファン５２側に向かって開放される。

フィルター６２は第１外側空気流通路５８の内部であって、第１外側空気流通路５８の画像形成装置１の左側面側の一端近傍に設けられる。フィルター６２は第１外側空気流通路５８の内部を流通する微粒子（ＵＦＰ）を捕集する。

画像形成装置１は稼働開始時に電源ＯＮになると、ファン５２を所定の出力で逆回転させる。これにより、ファン５２は内側開口５１ａからダクト５１の内部に空気を吸い込む方向に空気を流通させる。

ダクト５１の内部の空気はファン５２が第１外側弁６０及び第２外側弁６１を押す方向に流通する。これにより、第１外側弁６０は開放され、第１外側空気流通路５８において空気がファン５２から外側開口５１ｂに向かって流通する（図１５及び図１６参照）。そして、フィルター６２が微粒子（ＵＦＰ）を捕集する。

一方、第２外側弁６１はストッパー５７の作用によって閉鎖姿勢を維持し、第２外側空気流通路５９には空気が流通しない。

続いて、微粒子（ＵＦＰ）の発生量が低下すると想定される時間の経過後、加圧ローラー４２の軸線方向の端部温度が所定の上限温度Ｕｅに達するタイミングで、ファン５２の回転方向が正回転に切り替えられる。すなわち、ファン５２はダクト５１の内部の空気を内側開口５１ａから加圧ローラー４２に向けて吹き出す方向に空気を流通させる。

ダクト５１の内部の空気はファン５２が第１外側弁６０及び第２外側弁６１を引っ張る方向に流通する。これにより、第２外側弁６１は開放され、第２外側空気流通路５９において空気が外側開口５１ｂからファン５２に向かって流通する（図１７及び図１８参照）。そして、ダクト５１の内部の空気が内側開口５１ａから加圧ローラー４２の両端部各々に向けて吹き出される。

一方、第１外側弁６０はストッパー５７の作用によって閉鎖姿勢を維持し、第１外側空気流通路５８には空気が流通しない。

このようにして第５実施形態の画像形成装置１は、ファン５２から外側開口５１ｂに向かって空気を流通させる場合に第１外側弁６０を開放して第２外側弁６１を閉鎖し、外側開口５１ｂからファン５２に向かって空気を流通させる場合に第１外側弁６０を閉鎖して第２外側弁６１を開放する。この構成によれば、加圧ローラー４２に向けて空気を吹き出すときに、フィルター６２で捕集した微粒子を加圧ローラー４２に向かって飛散させないようにすることができる。したがって、微粒子をより一層効率良く捕集することが可能になる。そして、フィルター６２に対しては常時、適正に微粒子を捕集する方向に空気が流通するので、フィルター６２の急激な劣化を防止することができる。

また、第５実施形態の画像形成装置１は、第１外側弁６０を閉鎖する方向に付勢する錘６０ｂを備える第１外側弁６０と、第２外側弁６１を閉鎖する方向に付勢する錘６１ｂを備える第２外側弁６１とを、ファン５２の回転方向に基づき開閉させる。この構成によれば、ファン５２の回転方向を変更するだけで容易に、第１外側弁６０及び第２外側弁６１を開閉させることが可能になる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、上記実施形態では内側弁５６、第１外側弁６０及び第２外側弁６１に対して、内側弁付勢部材、外側弁付勢部材を錘、引張ばねで構成したが、それら付勢部材は錘、引張ばねに限定されるわけではない。例えば、内側弁５６、第１外側弁６０及び第２外側弁６１の各軸部にねじりコイルばねを設けても良い。また、弁の自重のみで、弁を閉鎖する方向に付勢しても良い。さらに、付勢部材に代えて、モーター、ソレノイド等の駆動源を用いて、所定のタイミングで内側弁５６、第１外側弁６０及び第２外側弁６１を開閉させても良い。

また、上記実施形態では画像形成装置１がタンデム型のカラー印刷用の画像形成装置であることとしたが、画像形成装置はこのような機種に限定されるわけではなく、タンデム型ではないカラー印刷用の画像形成装置やモノクロ印刷用の画像形成装置であっても構わない。

本発明は画像形成装置において利用可能である。

１ 画像形成装置
４０ 定着部
４１ 定着ローラー（定着部材）
４２ 加圧ローラー（定着部材）
４４ 定着ベルト（定着部材）
４６、４７ 温度検知部
５０ 送風部
５１ ダクト
５１ａ 内側開口
５１ｂ 外側開口
５２ ファン
５３ フィルター
５４、５５ 内側空気流通路
５６ 内側弁
５６ｂ 錘（付勢部材）
５６ｃ バネ（付勢部材）
５８ 第１外側空気流通路
５９ 第２外側空気流通路
６０ 第１外側弁
６１ 第２外側弁
６２ フィルター
Ｐ 用紙

Claims (8)

1. 少なくとも一方が加熱された２つの定着部材が接触する定着ニップ部で用紙に転写された未定着トナー像を定着させる定着部と、
   前記定着部材に対向して設けられた内側開口及び前記定着部材から離隔して設けられた外側開口を有するとともに前記内側開口と前記外側開口との間で延びるダクトと、
   前記ダクトの内部に配置されて回転方向を切り替えることで空気の流通方向の変更が可能なファンと、
   前記ダクトの内部を流通する微粒子を捕集するフィルターと、
   を備え、
   前記定着部材の加熱開始時に前記内側開口から前記ダクトの内部に空気を吸い込む方向に前記ファンを回転させ、予め定めた所定のタイミングで、前記ダクトの内部の空気を前記内側開口から前記定着部材に向けて吹き出す方向に前記ファンの回転方向を切り替えるとともに、
   前記ダクトが、
   前記内側開口と前記ファンとの間で延びるとともに前記内側開口において前記定着部材の軸線方向の端部と中央部とに個別に対向する複数の内側空気流通路と、
   前記複数の内側空気流通路の少なくとも一つに設けられて空気流通路の開閉が可能な内側弁と、を備え、
   前記内側弁を開閉することで、前記定着部材の軸線方向の端部に対する空気の吹き付けと、前記定着部材の軸線方向の全域に対する空気の吹き付けとを切り替えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記定着部材の温度を検知する温度検知部を備え、
   前記温度検知部が検知した前記定着部材の温度に基づき、前記ダクトの内部の空気を前記内側開口から前記定着部材に向けて吹き出す方向に前記ファンの回転方向を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記定着部材の温度を検知する温度検知部を備え、
   前記温度検知部が検知した前記定着部材の温度に基づき、前記内側弁を開閉し、前記定着部材に対して空気の吹き付け領域を切り替えることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記内側弁を閉鎖する方向に付勢する内側弁付勢部材を備え、
   前記ファンの回転出力及び前記ファンの回転方向に基づき、前記内側弁を開閉させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記ダクトが前記内側開口からその内部に空気を吸い込む第１モードと、前記ダクトが前記定着部材の軸線方向の端部に対して空気を吹き付ける第２モードと、前記ダクトが前記定着部材の軸線方向の全域に対して空気を吹き付ける第３モードと、の動作モードを有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記ダクトが、
   前記ファンと前記外側開口との間で延びる第１外側空気流通路及び第２外側空気流通路と、
   前記第１外側空気流通路及び前記第２外側空気流通路各々に設けられて個別に空気流通路の開閉が可能な第１外側弁及び第２外側弁と、
   前記第１外側空気流通路に設けられた前記フィルターと、
   を備え、
   前記ファンから前記外側開口に向かって空気を流通させる場合に前記第１外側弁を開放して前記第２外側弁を閉鎖し、前記外側開口から前記ファンに向かって空気を流通させる場合に前記第１外側弁を閉鎖して前記第２外側弁を開放することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記第１外側弁または前記第２外側弁を個別に閉鎖する方向に付勢する複数の外側弁付勢部材を備え、
   前記ファンの回転方向に基づき、前記第１外側弁または前記第２外側弁を個別に開閉させることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記温度検知部が温度を検知する前記定着部材が加圧ローラーであって、前記加圧ロー
   ラーに向けて前記ダクトがその内部の空気を吹き出すことを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。

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