(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された定着部材と該定着部材に対して加圧する加圧部材とにより形成されたニップ部で記録材上のトナー像を定着する定着装置において、
前記ニップ部を通過した後の記録材の先端部近傍に対して空気を吹き付けて記録材を前記定着部材から剥離させる第１の吹付手段と、
前記第１の吹付手段によって前記定着部材から剥離された記録材の先端部に、前記定着部材から前記記録材が剥離するための空気を吹き付けることによって前記定着部材から前記記録材を連続して剥離させる第２の吹付手段と、
を有し、
前記第１の吹付手段から吐出する空気の吐出圧は前記第２の吹付手段から吐出する空気の吐出圧より大きく、前記第１の吹付手段から吐出する空気の吐出風量は前記第２の吹付手段から吐出する空気の吐出風量より少なく、且つ、前記第１の吹付手段における空気が吐出する吐出口は前記第２の吹付手段における空気が吐出する吐出口より記録材の搬送方向上流側に配置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第１の吹付手段はコンプレッサにより圧縮された空気を吐出し、前記第２の吹付手段はファンにより送風された空気を吐出することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記第１の吹付手段からの空気が吹き付けられる前記定着部材の吹付位置は、記録材の先端部が前記ニップ部の出口から前記定着部材の外周面に沿って２０ｍｓｅｃ以内の時間で移動する位置であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記第１の吹付手段からの空気を、前記吹付位置における前記定着部材に対する接線と前記ニップ部からの延長線とが成す角度の範囲内で前記吹付位置に向けて吹き付けることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着部材と加圧部材とにより形成されたニップ部で記録材上のトナー像を定着する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの諸機能を備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置においては、原稿に対応した潜像を感光体に形成し、この潜像にトナーを付与することによって顕像化し、この顕像化されたトナー像を記録紙上に転写し、この後、記録紙上に転写されたトナー像を定着して排紙している。
【０００３】
このようにトナー像を定着する定着装置として、ハロゲンヒータ等を内蔵した定着ローラと、定着ローラを加圧する加圧ローラとによって形成されたニップ部で、トナー像が転写された記録紙を挟持・搬送しながら、加熱・加圧する熱ローラ定着方式の定着装置があり、このような定着装置は構成が簡便であるため、広く利用されている。
【０００４】
また、無端状の定着ベルトをハロゲンヒータ等を内蔵した加熱ローラと定着ローラとに張架すると共に、定着ベルトを介して定着ローラを加圧する加圧ローラを有し、定着ベルトと加圧ローラとによって形成されたニップ部で、トナー像が転写された記録紙を挟持・搬送しながら、加熱・加圧するベルト定着方式の定着装置があり、このような定着装置は定着ベルトの熱容量が小さいので、ウオーミングアップタイムが短縮し、省エネになるという利点を有している。
【０００５】
ここで、記録紙上のトナー像のトナーはニップ部を通過する際に加熱されるので、トナーが粘着力を有し、ニップ部を通過した記録紙が定着ローラや定着ベルトの表面に付着して巻き付いて分離せず、ジャムを発生させる虞がある。特に記録紙として、斤量の小さい紙（薄紙）、しかも斤量の小さい印刷用コート紙を用いたときは、分離性能がより低下する。
【０００６】
一方、画像形成装置は高速化が進み、充分な長さのニップ幅を確保するために定着ローラを大きくすると、これによっても定着ニップ出口でのローラ曲率が小さくなるため、分離性能が低下する。
【０００７】
定着部材から記録紙を分離し易くするため、定着部材表層に離型性の高い耐熱樹脂を用いたり、シリコンオイルなどの離型剤を塗布したり、トナー中に加熱によって溶融し離型剤として機能するワックスを含有させたり、様々な対策が取られている。しかし、前述したコート紙への画像形成や、カラー画像を形成する複数色のトナーを重ねるためトナー量が増えることによるトナー接着力の増大など、分離性能を低下させる要因が増えており、分離補助手段が必須となっている。
【０００８】
分離手段としては、ニップ部に対する記録紙の排紙側に離型性の良いフッ素樹脂をコーティングした剥離爪を設け、その先端部を定着ローラ若しくは定着ベルトの外表面に当接させ、記録紙を定着ローラ等より剥離させる方法がある。
【０００９】
ところが、剥離爪の先端部が定着ローラ等の表面に当接しているので、定着ローラ等の表面を被覆するフッ素樹脂等から形成された表層に擦り疵が付き、画像にも疵が転写されてしまうという問題がある。特に、カラー画像の場合には光沢画像が要求されるために顕著に顕れる傾向がある。
【００１０】
このような問題に対処するために、ニップ部の出口側に空気を吹き付けて記録紙を定着ローラ等より剥離させる技術が開発されている。
【００１１】
この一例として、コンプレッサにより生成された圧縮空気を二つのエアーボックスに貯溜し、エアーボックスに接続された二つの電磁弁を交互に開閉して圧縮空気を噴射することにより、高速複写機に対応させた用紙剥離装置が知られている（特許文献１参照）。
【００１２】
また、ソフトローラの円周方向にエアを吹き付ける複数のエアバックマニュホールドを配置し、一つ目のエアの吹き付けで用紙の剥離ができないときは、二つ目のエアの吹き付けで用紙の剥離を行うといったようにして、用紙を必ず剥離できるようにした用紙剥離装置が知られている（特許文献２参照）。
【００１３】
また、分離爪（剥離爪）を設けると共に、ファンにより送風された空気をニップ部に吹き付ける定着装置が知られている（特許文献３参照）。
【００１４】
また、ニップ部に近接して剥離補助板を配置し、定着ローラと剥離補助板との間からパルス状の圧縮空気を吐出する剥離装置が知られている（特許文献４参照）。
【００１５】
その他に、コンプレッサから生成された圧縮空気を二つの電磁弁で吐出させ、記録紙の先端部がニップ部を通過したときは高圧の圧縮空気を噴射し、その後は低圧の圧縮空気を噴射する定着装置が知られている（特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開昭６０−２５６１８０号公報
【特許文献２】特開昭６１−６２０８７号公報
【特許文献３】実開昭６３−１４０５７１号公報
【特許文献４】特開２００４−２１２９５４号公報
【特許文献５】特開２００７−８６１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
定着した記録紙が定着ローラ等に付着しないように空気を吹き付けて記録紙を定着ローラより剥離させるためには、吹き付けた空気を受ける部分の面積による。紙先端付近にトナー画像がなく、接着力が生じない領域が広い場合は、紙自身の“こし”や自重によって、紙先端が剥離し、剥離した領域で空気を受けるため、大きな剥離力を与えることができる。しかし、紙先端付近まで画像があると、紙は定着ローラ等の外周接線方向に沿うため、紙先端と定着ローラ等外周の間に生じる隙間はごく小さい。例えば、外径９０ｍｍ、紙先端余白３ｍｍの場合、その隙間は０．１ｍｍにすぎない。この隙間に空気を吹き込み、紙先端を浮かせるには、強い風速の空気、換言すれば高圧の空気をニップ部に吹き付ける必要があり、このためにはコンプレッサ等で高圧に生成した圧縮空気が望ましい。
【００１８】
また、ニップ部を通過した記録紙が分離せずに定着ローラや定着ベルトの表面に付着して巻き付く現象は記録紙の先端部だけに生ずるのではなく、先端部以降でも生ずる。また、記録紙の先端部を排紙ローラで引き出しても、巻き付いた部分に剥離ムラが生ずる。従って、ニップ部の出口側に空気を吹き付けて記録紙を定着ローラ等より剥離させる構成にする場合は、連続して空気を吹き付ける必要がある。
【００１９】
このように圧縮空気を連続して吹き付けるようにすると、０．０１ｍ３／ｓ近い圧縮空気が必要になる。圧縮空気を生成するには大きなエネルギーが必要なため、この風量の圧縮空気を生成するには、５〜１０ｋＷといった大電力のコンプレッサが必要になり、コンプレッサやエアタンク等からなる装置の大きさは１ｍ３程度の大型なものになる虞がある。
【００２０】
一方、従来の文献においては、このような装置の大型化を抑制しながら関連する諸性能を満足する構成を見出すことはできない。
【００２１】
即ち、特許文献１においては、上述の如く大電力のコンプレッサを擁して大型の装置になる虞がある。
【００２２】
特許文献２においては、複数のエアバックマニュホールドを配置しているので、同様に大電力のコンプレッサを擁して大型の装置になる虞がある。
【００２３】
特許文献３においては、ファンにより送風された空気を用いているが、この場合では高圧の空気を得ることができず、分離爪との併用にならざるを得ない。従って、分離爪により定着ローラの表層に擦り疵が付くという問題が解決されない。
【００２４】
特許文献４においては、圧縮空気により記録紙の先端部を剥離した後は、鋭利な剥離補助板によって記録紙を分離する構成であるので、記録紙の画像に疵が付く虞がある。
【００２５】
特許文献５においては、圧縮空気により記録紙の先端部を剥離した後は、圧縮空気を低圧にしているが、分離性能を維持するためには充分な風量が必要であり、この風量を得るためには上述の如く大電力のコンプレッサを擁して大型の装置になる虞がある。
【００２６】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、圧縮空気により記録材の先端部を剥離する構成の定着装置であって、しかも大電力のコンプレッサが不要で装置が大型化することのない定着装置、及び該定着装置を備えた画像形成装置を提案することを発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的は下記に記載した発明により達成される。
【００２８】
１．加熱された定着部材と該定着部材に対して加圧する加圧部材とにより形成されたニップ部で記録材上のトナー像を定着する定着装置において、
前記ニップ部を通過した後の記録材の先端部近傍に対して空気を吹き付けて記録材を前記定着部材から剥離させる第１の吹付手段と、
前記第１の吹付手段によって前記定着部材から剥離された記録材の先端部に、前記定着部材から前記記録材が剥離するための空気を吹き付けることによって前記定着部材から前記記録材を連続して剥離させる第２の吹付手段と、
を有し、
前記第１の吹付手段から吐出する空気の吐出圧は前記第２の吹付手段から吐出する空気の吐出圧より大きく、前記第１の吹付手段から吐出する空気の吐出風量は前記第２の吹付手段から吐出する空気の吐出風量より少なく、且つ、前記第１の吹付手段における空気が吐出する吐出口は前記第２の吹付手段における空気が吐出する吐出口より記録材の搬送方向上流側に配置されていることを特徴とする定着装置。
【００２９】
２．前記第１の吹付手段はコンプレッサにより圧縮された空気を吐出し、前記第２の吹付手段はファンにより送風された空気を吐出することを特徴とする前記１に記載の定着装置。
【００３０】
３．前記第１の吹付手段からの空気が吹き付けられる前記定着部材の吹付位置は、記録材の先端部が前記ニップ部の出口から前記定着部材の外周面に沿って２０ｍｓｅｃ以内の時間で移動する位置であることを特徴とする前記１又は前記２に記載の定着装置。
【００３１】
４．前記第１の吹付手段からの空気を、前記吹付位置における前記定着部材に対する接線と前記ニップ部からの延長線とが成す角度の範囲内で前記吹付位置に向けて吹き付けることを特徴とする前記３に記載の定着装置。
【００３２】
５．前記１〜４の何れか１項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の定着装置及び画像形成装置によれば、圧縮空気により記録材を定着部材より剥離する構成であるにも拘わらず、大電力のコンプレッサが不要で装置が大型化することがないという効果を奏する。加えて、ニップ部近傍に圧縮空気を吐出する第１の吹付手段とファンにより送風された空気を吐出する第２の吹付手段とを機能的に配置したので、各空気を定着部材に対して効率良く吹き付け、記録材を定着部材より確実に剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】画像読取装置の構成図である。
【図２】ベルト定着装置の断面図である。
【図３】第１エアノズルと電磁弁等の斜視図である。
【図４】第２エアノズルの斜視図である。
【図５】コンプレッサやファンを制御するブロック図である。
【図６】第１エアノズルによる吹付位置を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に本発明に関する実施の形態を、図を参照して説明する。
【００３６】
先ず、本発明を用いる画像形成装置の一例を図１の構成図に基づいて説明する。
【００３７】
本画像形成装置は画像形成装置本体ＧＨと画像読取装置ＹＳとから構成される。
【００３８】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、ベルト状の中間転写ベルト５、給紙搬送手段及びベルト搬送装置８等からなる。
【００３９】
画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。
【００４０】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されて形成された信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われた後、露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに送られる。
【００４１】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙの周囲に帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ及びクリーニング手段７Ｙを配置している。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍの周囲に帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ及びクリーニング手段７Ｍを配置している。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃの周囲に帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ及びクリーニング手段７Ｃを配置している。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋの周囲に帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ及びクリーニング手段７Ｋを配置している。そして、帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ、及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋは、潜像形成手段を構成する。
【００４２】
なお、現像手段４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。トナーは発色剤となる顔料若しくは染料と、定着後に定着部材からのトナーの剥離を助けるワックスと、これらを保持するバインダー樹脂とからなる。
【００４３】
中間転写ベルト５は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【００４４】
定着装置８は、加熱された定着ベルト８１と加圧ローラ８３との間に形成されたニップ部で記録紙（記録材）Ｐのトナー像を加熱・加圧して定着する。
【００４５】
かくして、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写ベルト５に転写手段６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、カラー画像合成されたトナー像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，レジストローラ２３等を経て、転写手段６Ａに搬送され、記録紙Ｐにカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された記録紙Ｐは定着装置８において加熱・加圧され、記録紙Ｐのカラートナー像が定着される。その後、排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５に載置される。
【００４６】
一方、転写手段６Ａにより記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト５は、クリーニング手段７Ａにより残留トナーが除去される。
【００４７】
なお、以上はカラー画像を形成する画像形成装置であったが、モノクロ画像を形成する画像形成装置であってもよいし、中間転写ベルトを用いても用いなくてもよい。
【００４８】
次に、本発明に係わる定着装置８について、図２のベルト定着装置の断面図に基づいて説明する。
【００４９】
定着ベルト８１（定着部材）は、無端状に形成され、例えば、基体として厚さ７０μｍのＰＩ（ポリイミド）を用い、基体の外周面を弾性層として厚さ２００μｍの耐熱性のシリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ１５°）で被覆し、更に、厚さ３０μｍの耐熱性樹脂であるＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）のチューブで被覆している。外径寸法は例えば１６８ｍｍである。他の構成として、基体にニッケル電鋳など金属基体を用いたり、弾性層にフッ素ゴムを用いたり、表面離型層にＰＦＡやＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂コーティング層を用いたりしてもよい。
【００５０】
加熱ローラ８２は、定着ベルト８１を加熱する加熱手段としてのハロゲンヒータ８２Ａを内蔵し、例えば、アルミニウム等から形成された肉厚４ｍｍの円筒状の芯金８２Ｂの外周面を、厚さ３０μｍのＰＴＦＥでコーティングした樹脂層８２ｃで被覆している。外径寸法は例えば９０ｍｍである。なお、ハロゲンヒータ８２Ａは異なった紙幅に対応するために例えば１２００Ｗのもの２本、７５０Ｗのもの２本、５００Ｗのもの１本より構成され、記録紙の異なる紙幅に対応させて軸方向に異なる発熱分布になるように配置してある。
【００５１】
定着ローラ８３は、鉄等の金属から形成された中実の芯金８３Ａを、弾性層８３Ｂとして厚さ１７ｍｍの耐熱性のシリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ１０°）で被覆し、更に、厚さ３０μｍの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８３Ｃで被覆している。外径寸法は例えば９０ｍｍである。
【００５２】
加圧ローラ８４（加圧部材）は、画像出力装置への電源投入直後の昇温時間を短縮するためハロゲンヒータ８４Ａを内蔵し、アルミニウム等から形成された肉厚４ｍｍの円筒状の芯金８４Ｂの外周面を、弾性層８４Ｃとして厚さ２ｍｍの耐熱性のシリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ１０°）で被覆し、更に、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブの樹脂層８４Ｄで被覆している。外径寸法は９０ｍｍである。なお、ハロゲンヒータ８４Ａは例えば７００Ｗである。
【００５３】
そして、不図示の付勢手段により、加圧ローラ８４が定着ベルト８１を介して定着ローラ８３を押圧している。
【００５４】
以上の構成において、不図示の駆動手段によって加圧ローラ８４を反時計方向に回転させると、定着ベルト８１及び加熱ローラ８２は時計方向に回転し、定着ローラ８３も時計方向に回転する。なお、定着ローラ８３を駆動してもよい。また、定着ベルト８１は当接する加熱ローラ８２を介してハロゲンヒータ８２Ａにより加熱され、加圧ローラ８４もハロゲンヒータ８４Ａによって加熱される。そして、不図示の付勢手段によって加圧ローラ８４が定着ローラ８３の方向に付勢されているので、定着ローラ８３に巻回された定着ベルト８１と加圧ローラ８４との間に形成されたニップ部Ｎで、給紙された記録材Ｐが加熱・加圧され、記録材Ｐ上のトナー像が定着される。
【００５５】
なお、定着条件は例えば下記の通りである。
【００５６】
定着荷重：２０００Ｎ
定着ベルト張力：２５０Ｎ
定着ベルト制御温度：１６０〜２００℃
加圧ローラ制御温度：８０〜１２０℃
記録紙搬送速度：５００ｍｍ／ｓ
また、定着ベルト８１を加熱する加熱手段として、どのような加熱手段を用いてもよく、例えば励磁コイルを用いた誘導加熱発熱体を用いてもよい。また、加熱手段を設ける位置は、必ずしも加熱ローラ８２の中に限定するものではない。
【００５７】
また、定着ベルト８１に張力を付与するテンションローラを設けたり、ベルトの蛇行を制御する寄り制御ローラを設けたりしてもよい。
【００５８】
以上の如き定着装置８において、定着された記録材Ｐがニップ部Ｎから排紙された後に定着ベルト８１に付着して巻き付きつくとジャムが発生する虞があるので、記録材Ｐを定着ベルト８１から確実に分離させる必要がある。
【００５９】
そこで、本定着装置８においては、この分離手段として、ニップ部Ｎの出口側近傍に第１エアノズル１１１（第１の吹付手段）と第２エアノズル１２１（第２の吹付手段）を設けている。第１エアノズル１１１はコンプレッサで圧縮されて生成された圧縮空気を吐出するものであって、ニップ部Ｎを通過した直後の記録紙Ｐの先端部近傍に対して短時間吹き付け、記録紙Ｐの先端部を定着ベルト８１から分離させる。一方、第２エアノズル１２１はファンにより送風された空気を連続して吐出するものであって、先端部が分離された記録紙Ｐに吹き付けて定着ベルト８１に付着しないようにする。
【００６０】
そして、第１エアノズル１１１からの吐出する空気は、記録紙Ｐの先端部を分離させるので吐出圧は高い必要があるが、短時間の吐出で済むので吐出風量は少量でよい。一方、第２エアノズル１２１からの吐出する空気は、記録紙Ｐの先端部が分離された後なので吐出圧は高い必要がないが、記録紙Ｐの全体がニップ部Ｎを通過するまで連続して吐出するので吐出風量は多量に必要とする。なお、第１エアノズル１１１からの吐出風量は第２エアノズル１２１からの吐出風量の約１／１０でよい。このように第１エアノズル１１１と第２エアノズル１２１とにより互いを補う構成であるので、第２エアノズル１２１を設けずに全ての空気を第１エアノズル１１１から吐出する構成と比較して、寸法や電力が約１／１０になり、小型化し省電力になる。
【００６１】
ここで、第１エアノズル１１１と第２エアノズル１２１の双方をニップ部Ｎの近傍に並設するのはスペース上困難である。しかし、第１エアノズル１１１と第２エアノズル１２１の双方をニップ部Ｎから離れた位置に配置すると、風速が弱まって確実に記録紙Ｐを分離することができず、これに起因する光沢不良が発生する虞がある。
【００６２】
そこで、第１エアノズル１１１の吐出孔１１１ａの位置を第２エアノズル１２１の吐出口１２１ａの位置より記録紙Ｐの搬送方向上流側、即ちニップ部Ｎの近くなるように互いにずらして配置している。
【００６３】
このようにして、定着ベルト８１から分離された記録紙Ｐは排紙ガイド板８５に案内されて搬送される。なお、耐熱樹脂から成る剥離爪８６が加圧ローラ８４に圧接しているので、第１エアノズル１１１や第２エアノズル１２１からの空気によって記録紙Ｐが下方に押圧されても記録紙Ｐが加圧ローラ８４に巻き付くことはない。また、剥離爪８６は例えば１０ｍｍ程度の先端部がフッ素樹脂でコーティングされて潤滑性が良い上に、１ｍＮ程度の弱い圧力で加圧ローラ８４に圧接しているので、加圧ローラ８４に疵が付くことがない。加えて、両面コピーの際にトナー像が加圧ローラ８４の側に位置しても、加圧ローラ８４の温度は低いので、トナー像が溶融することはなく、剥離爪８６によって画像不良が発生することがない。
【００６４】
また、加圧ローラ８４を低温に維持するために、転写手段６Ａと定着装置８との間隔を記録紙Ｐの最大長以上の長さとすると共に、この間で紙間を詰めることにより、定着ベルト８１から加圧ローラ８４への熱移動量を抑えることもできる。また、加圧ローラ８４の内周や外周をファンによって冷却してもよい。
【００６５】
更に、剥離爪８６は従来の定着装置に用いられていたものを適用できる。
【００６６】
次に、第１エアノズル１１１と第２エアノズル１２１から空気を吐出するための構成を図３乃至図５に基づいて説明する。図３は第１エアノズル１１１と電磁弁等の斜視図、図４は第２エアノズル１２１の斜視図、図５はコンプレッサやファンを制御するブロック図である。
【００６７】
先ず、第１エアノズル１１１及びその関連の構成を図３及び図５に基づいて説明する。
【００６８】
図３において、記録紙Ｐの幅方向に５個の第１エアノズル１１１が配設されており、各第１エアノズル１１１には口径１ｍｍのノズル孔１１１ａが５ｍｍピッチで１３個設けられている。従って、ノズル孔１１１ａの総数は５個の第１エアノズル１１１で６５個になる。
【００６９】
５個の第１エアノズル１１１はそれぞれ５本のパイプ１１２で２個の配管部１１３に接続され、２個の配管部１１３は２個の電磁弁１１４にそれぞれ連通している。電磁弁１１４から先は形状を図示していないが、図５に示すエアタンク１１５に接続されて統合され、エアタンク１１５はコンプレッサ１１６に接続されている。
【００７０】
なお、電磁弁１１４は直動型であって、容量０．００２ｍ３／ｓ（１００ｋＰａ）で応答速度は２０ｍｓである。
【００７１】
エアタンク１１５の容量は０．０５ｍ３である。
【００７２】
コンプレッサ１１６はレシプロ・オイルフリー型であって、電力は０．７５ｋＷ、静圧は０．８ＭＰａ、風量は０．００１２５ｍ３／ｓである。
【００７３】
以上の構成を有する図１に示す如き画像形成装置において、給紙カセット２０内に収容された記録紙Ｐが給紙手段２１により給紙されたことを給紙センサ１０２が検知する。搬送された記録紙Ｐが給紙センサ１０２の検知時よりニップ部Ｎを通過する迄の時間は一定で予め分かっており、ＣＰＵ等から成る制御手段１０１はタイマ１０３によってその時間に達したことを認識すると、電磁弁１１４に開信号を送信し、５０ｍｓ後に閉信号を送信する。エアタンク１１５にはコンプレッサ１１６により圧縮された圧縮空気が予め貯溜されているので、電磁弁１１４の開口に伴って第１エアノズル１１１より圧縮空気が吐出し、ニップ部Ｎを通過した直後の記録紙Ｐの先端部に対して吹き付ける。
【００７４】
このとき、コンプレッサによりエアタンクに貯留された０．８ＭＰａ程度の圧縮空気が、エアタンクと第１エアノズルの間に設けた図示しないレギュレータによって減圧されて、第１エアノズル１１１に供給される。第１エアノズル１１１からの吐出圧は０．１〜０．２ＭＰａであり、吐出風量は１００〜１６０ｍ／ｓ、吐出風量は０．００５〜０．００８ｍ３／ｓである。
【００７５】
また、電磁弁１１４は開信号が入力されてから約２０ｍｓで全開状態になるので、記録紙Ｐがニップ部から約１０ｍｍ搬送された時点で最大風量に達する。第１エアノズル１１１からの圧縮空気の吐出最大風量は記録紙Ｐの分離に必要な風量の２〜３倍であるので、記録紙Ｐは圧縮空気の吐出風量が最大に達する前に、即ちニップ部Ｎからの搬送量が１０ｍｍに達する前に分離し始める。その後、電磁弁１１４に閉信号が入力されると、第１エアノズル１１１からの吐出される圧縮空気の吐出風量は徐々に減少し、記録紙Ｐの先端部がニップ部Ｎから２５〜３０ｍｍに達するまで吐出し続ける。このときの吐出風量は最大付着量のトナー像があっても記録紙Ｐを剥離できる風量である。
【００７６】
なお、図３において、内側に配置された３個の第１エアノズル１１１ｂは配管部１１３ａを介して電磁弁１１４ａに接続され、外側に配置された２個の第１エアノズル１１１ｃは配管部１１３ｂを介して電磁弁１１４ｂに接続されている。また、３個の第１エアノズル１１１ｂの幅は例えばＡ４サイズの短辺方向に寸法に相当し、５個の第１エアノズル１１１ｂ，１１１ｃの幅は例えばＡ４サイズの長辺方向に寸法に相当する。そして、画像読取装置の上部に配置された操作パネルへの入力に基づいて、記録紙サイズ検知手段１０４は画像形成する記録紙のサイズを検知し、制御手段１０１に送信する。
【００７７】
このようにして、Ａ４サイズの記録紙を横送りする場合には制御手段１０１は電磁弁１１４ａと電磁弁１１４ｂの双方に開信号を送信する。しかし、Ａ４サイズの記録紙を縦送りする場合には制御手段１０１は電磁弁１１４ａのみに開信号を送信し電磁弁１１４ｂには開信号を送信しない。これによって圧縮空気の無駄な吐出を抑えて、コンプレッサ１１６の消費電力を減少させることができる。
【００７８】
また、このとき加熱ローラに内蔵されたハロゲンヒータも通紙領域に対応するものに通電し、電力を抑制する。
【００７９】
以上の如く、第１エアノズル１１１より圧縮空気を吐出し、ニップ部Ｎを通過した記録紙Ｐの先端部を定着ベルト８１から分離させた後は圧縮空気の吐出を中止し、代わりに第２エアノズル１２１よりファンにより送風された空気を連続して吐出して記録紙Ｐに吹き付け、記録紙Ｐが定着ベルト８１に付着することを防止する。
【００８０】
即ち、記録紙Ｐの分離がある程度進み、記録紙Ｐの先端部が定着ベルト８１より０．２ｍｍ以上開いてくると、開いた領域の全てに剥離力を作用させるためには、第１エアノズル１１１より吐出する圧縮空気の如く高圧で狭い範囲に吹き付ける空気より、低圧であっても風量が大きく広い範囲に吹き付ける空気の方が望ましい。そこで、第１エアノズル１１１からの吐出を停止し、記録紙Ｐにおける定着ベルト８１より開いた先端部に第２エアノズル１２１からファンにより送風された空気を吹き付ける。これにより、第１エアノズル１１１からの吹き付けがなくても、トナーの粘着力に抗して記録紙Ｐに力が加えられ、記録紙Ｐは定着ローラ８１より確実に分離する。
【００８１】
以下に、第２エアノズル１２１及びその関連の構成を図４及び図５に基づいて説明する。
【００８２】
図４において、記録紙Ｐの幅方向に５個の第２エアノズル１２１が配設されており、各第２エアノズル１２１の開口の寸法は記録紙Ｐの幅方向が６５ｍｍで記録紙Ｐの厚み方向が３ｍｍに形成されている。
【００８３】
そして、５個の第２エアノズル１２１は図２に示す如きダクト１２２によってファン１２３が配置されて部分に各々接続されている。
【００８４】
従って、ファン１２３は５個あり、７０ｍｍの軸流ファンである。電力は１２Ｗ、静圧は５００Ｐａである。
【００８５】
以上の構成を有する図１に示す如き画像形成装置において、給紙カセット２０内に収容された記録紙Ｐが給紙手段２１により給紙されたことを給紙センサ１０２が検知すると、制御手段１０１はファン用スイッチ１２４に通電する。従って、各ファン１２３は回転を開始し、第２エアノズル１２１より空気を例えば２０ｍ／ｓで吐出して記録紙Ｐに吹き付け、記録紙Ｐを定着ベルト８１から分離する。連続して記録紙Ｐを定着する場合は、ファン１２３は動作させたままとするが、後述するようにファン１２３の応答性が十分高い場合は、記録紙Ｐの進入に合わせてＯＮ／ＯＦＦを繰り返してもよい。
【００８６】
記録紙Ｐが定着装置８に達する前にファン用スイッチ１２４に通電するのは、ファン１２３が通電されてから最大の回転数になるまでタイムラグがあるからである。記録紙搬送速度が小さかったりして、記録紙Ｐを分離させようとする位置に達する前に、ファン１２３が後述する分離を継続するのに十分な風速に達することができるのであれば、記録紙Ｐが定着器に達してから起動してもよい。逆に、より高速の画像形成装置に本発明を適用する場合など、高出力だが立ち上がりに時間がかかるブロアなどをファン１２３として使うときは、画像形成装置の給紙開始、更には画像形成動作開始に先だって、ブロアを起動するなど、ファン１２３の起動タイミングを適宜選択する。
【００８７】
また、第２エアノズル１２１からの吐出圧は４００Ｐａであり、吐出風速２０〜３０ｍ／ｓ、吐出風量は０．０２５〜０．０４ｍ３／ｓである。
【００８８】
また、ファン１２３は軸流ファンに限定されるものではなく、シロッコファンやクロスフローファン、或いはブロア等でもよく、要は定着ベルト８１から先端部が分離された記録紙Ｐを連続して剥離可能な風量等を有する条件を備えていればよい。そして、ファン１２３の形式によってダクト１２２の形状が設定される。
【００８９】
なお、図４において、５個の第２エアノズル１２１が記録紙Ｐの幅方向に配設されている。そして、第１エアノズル１１１と同様に、内側に配置された３個の第２エアノズル１２１ａの幅は例えばＡ４サイズの短辺方向に寸法に相当し、３個の第２エアノズル１２１ａと外側に配置された２個の第２エアノズル１２１ｂの幅は例えばＡ４サイズの長辺方向に寸法に相当する。３個の第２エアノズル１２１ａは３個のファン１２３に各々連通し、２個の第２エアノズル１２１ｂは２個のファン１２３に各々連通している。Ａ４サイズの記録紙を横送りする場合には制御手段１０１は第２エアノズル２１１ａに対応するファン用スイッチ１２４と外側に配置された第２エアノズル２１１ｂに対応するファン用スイッチ１２４の双方に通電する。しかし、Ａ４サイズの記録紙を縦送りする場合には、制御手段１０１は第２エアノズル２１１ａに対応するファン用スイッチ１２４のみに通電する。これによってファン１２３の無駄な回転と分離のための風による定着部材の冷却を抑えてファン１２３およびハロゲンヒータ８２Ａの消費電力を減少させることができる。
【００９０】
なお、本願説明書の風量等は、全てＡ４長辺程度の幅を持つ記録紙に対応した分離動作をさせる場合について記載している。記録紙幅に応じて吐出幅を変える場合は、これに合わせて風量も変える。
【００９１】
以上の如き第１エアノズル１１１と第２エアノズル１２１とを有する定着装置８を備えた画像形成装置で、Ａ４サイズの記録紙Ｐを１００ｐｐｍで給紙した実験を行った。
【００９２】
この実験に伴い、第１エアノズル１１１による吹付位置を図６の拡大図に基づいて説明する。
【００９３】
先ず、記録紙Ｐの先端部が定着ベルト８１に２０ｍｓ以上の時間で巻き付いてから記録紙Ｐを剥離すると、巻き付き時間が長くなるに従って剥離状態の変化に起因すると考えられる画像ムラが発生し、画像品位を低下させることが知られている。
【００９４】
このために、記録紙Ｐの先端部がニップ部Ｎから搬送されてから２０ｍｓ以内に分離することが必要である。そこで、第１エアノズル１１１による吹付位置Ｋを、記録紙Ｐの先端部がニップ部Ｎのニップ出口Ｎ１から搬送されてから２０ｍｓ以内になるように設定する。
【００９５】
一方、記録紙Ｐの先端余白が３ｍｍだとすると、記録紙Ｐの先端部と定着ベルト８１との間隙は０．１ｍｍ程度と僅かな値しかないので、第１エアノズル１１１からの空気流は定着ベルト８１に沿った流れとなることが要求される。仮に、第１エアノズル１１１からの吹き付け方向が定着ローラ８３に巻き付いた定着ベルト８１の接線Ｓと一致すると、第１エアノズル１１１からの空気が記録紙Ｐの先端部と定着ベルト８１との間隙に流入できるのは接線Ｓと定着ベルト８１の接点近傍に限られる。
【００９６】
そこで、第１エアノズル１１１からの吹き付け方向を、吹付位置Ｋにおける接線Ｓとニップ部Ｎの延長線Ｅとが成す角度θの範囲内に設定することが望ましい。これにより、吹付位置Ｋよりニップ部Ｎへ定着ベルト８１の曲面に沿った空気の流れを形成することができ、記録紙Ｐの先端部が吹付位置Ｋに達しなくても分離が可能になる。
【００９７】
なお、ニップ部Ｎの延長線Ｅとは、定着された記録紙Ｐが搬送される方向の線である。
【００９８】
更に、第１エアノズル１１１と第２エアノズル１２１はニップ部Ｎからの排紙通路と干渉しないように、少なくともニップ部Ｎの延長線Ｅより定着ローラ８３の側に配置する必要がある。
【００９９】
また、以上の如く構成するためには、第１エアノズル１１１の吐出孔１１１ａを第２エアノズル１２１の吐出口１２１ａより記録紙Ｐの搬送方向上流側に配置することが望ましい。
【０１００】
上記の条件を満足する一例として、ニップ出口Ｎ１と吹付位置Ｋとの長さを１０ｍｍとし、ニップ出口Ｎ１と第１エアノズル１１１の吐出口１１１ａとの間隔を２５ｍｍとし、第１エアノズル１１１からの吹き付け方向をニップ部Ｎの延長線Ｅに対して５度の角度で接線Ｓの側に傾けることが好ましい。
【０１０１】
以上の如く構成することにより、記録紙Ｐが定着ベルト８１に巻き付く時間が長くなる前に、記録紙Ｐの先端部と定着ベルト８１との間隙に第１エアノズル１１１からの空気が入り込み、記録紙Ｐを確実に分離するので、画像ムラの発生を防止することができる。
【０１０２】
なお、以上の構成において、第１エアノズル１１１及び第２エアノズル１２１の数を５個として説明したが、これらの数は限定されるものではない。
【０１０３】
また、第１エアノズル１１１及び第２エアノズル１２１を用いる定着装置としては上述の如きベルト定着装置に限定されるものではなく、どのような定着装置であってもよい。例えば、ハロゲンヒータ等の加熱手段を内蔵した定着ローラ（定着部材）と、該定着ローラを加圧する加圧ローラ（加圧部材）とによって形成されたニップ部で、トナー像が転写された記録材を挟持・搬送しながら、加熱・加圧する熱ローラ定着方式の定着装置あってもよい。
【０１０４】
ところで、図１に示す如き画像形成装置の前後にはルーバーが設けられ、ルーバーの開口から吸気された外気は定着装置の上部に配置された導気ダクトを経由して定着装置出口側に位置するファンに導かれる。この導気ダクトは外気によって低温に維持され、定着装置からの熱拡散によるトナー貯溜部等の温度上昇を抑制する。
【０１０５】
第１エアノズル１１１及び第２エアノズル１２１から吐出された空気は、記録紙搬送ガイドの一部を壁とするダクトによって定着装置出口側の画像形成装置端部に設けられた開口に導かれて排出される。また、この開口に排気ファンを設ければ、効率的に排気でき、定着装置に吹き付けられて温度上昇した空気による装置内熱汚染を最小限に抑えられる。なお、画像読取装置に後処理装置等を接続する場合は、画像形成装置の上面や背面に開口を設けて排気する。
【符号の説明】
【０１０６】
８  定着装置
８１  定着ベルト
８２  加熱ローラ
８３  定着ローラ
８４  加圧ローラ
１０１  制御手段
１１１，１１１ｂ，１１１ｃ  第１エアノズル
１１１ａ，１２１ａ  吐出口
１１４  電磁弁
１１５  エアタンク
１１６  コンプレッサ
１２１，１２１ａ，１２１ｂ  第２エアノズル
１２３  ファン
１２４  ファン用スイッチ
Ｎ  ニップ部
Ｐ  記録紙
Ｋ  吹付位置
【図１】
0005454002.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005454002.tif 000006
【図６】
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