(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上のトナー像を定着するためのニップ部を形成する加熱回転体及び加圧回転体と、
前記加熱回転体の温度を検出する検出部と、
記録材をその裏面と摺動しながら前記ニップ部に向けて案内する案内部と、
前記加熱回転体に当接する第１の位置と、前記加熱回転体から離間し且つ前記第１の位置に位置する時よりも前記案内部から離れた第２の位置と、を前記加圧回転体が取り得るように、前記加熱回転体及び前記案内部に対し前記加圧回転体を移動させる移動機構と、
前記ニップ部を含む記録材搬送路に対し前記加圧回転体が配置されている側から、前記加圧回転体に向けて送風する送風部と、
前記案内部と前記加圧回転体の外周面との間に位置し、且つ、前記案内部と前記第２の位置にある前記加圧回転体の外周面との距離よりも狭い距離隔てて前記加圧回転体の外周面に対向配置され、前記送風部によるエアーが前記案内部と前記第２の位置にある前記加圧回転体の外周面との間を通って前記検出部に向かうのを抑制する抑制部と、を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加熱回転体を加熱する加熱部と、
前記検出部の出力に応じて前記加熱部への通電を制御する制御部と、を更に有し、
前記制御部は、前記加圧回転体が前記第２の位置にあるとき、前記加熱回転体の温度が所定温度となるように前記加熱部への通電を制御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】
前記抑制部は、前記移動機構により前記第１の位置と前記第２の位置の間を前記加圧回転体とともに移動することを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記加熱回転体の外部に且つ前記加熱回転体の外面に対し非接触となるように設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記抑制部は、黒色に塗装された板状部材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記送風部は、前記加圧回転体が前記第２の位置に位置し且つ前記加圧回転体の温度が所定温度以上である場合、前記加圧回転体に向けて送風していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記抑制部と前記第２の位置にある前記加圧回転体の外周面との距離は、２．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記加圧回転体は、複数のローラに支持されたエンドレスベルトであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
定着ローラから加圧ローラを離間させて記録材の加熱処理を待機し、定着ローラに加圧ローラを当接して記録材の加熱処理を実行する定着装置が実用化されている。また、定着ベルトから加圧ベルトを離間させて記録材の加熱処理を待機し、定着ベルトに加圧ベルトを当接して記録材の加熱処理を実行する定着装置が実用化されている（特許文献１）。
【０００３】
定着ローラに加圧ローラを当接させた定着装置では、定着ローラの温度調整の目標温度を低下させた場合、加熱を停止しても定着ローラの周面の温度が新しい目標温度に収束するまでに時間がかかる（特許文献２）。そのため、特許文献２では、加圧ローラに送風ファンを付設し、定着ローラの温度調整の目標温度を低下させた際には、送風ファンで冷却した加圧ローラを定着ローラに当接させて定着ローラの冷却を促進している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８１０７９号公報
【特許文献２】特開２００６−１１９４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
定着ローラに近接又は当接して定着ローラの温度を検出する温度センサを用いて定着ローラの温度制御を行っている場合、送風ファンの送風が温度センサの検出温度に影響して定着ローラの温度制御を適切に行うことができない虞がある。
【０００６】
本発明は、加熱回転体から加圧回転体を離間させた際の検出部の検出温度に対する送風部の送風の影響を抑制する定着装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の定着装置は、記録材上のトナー像を定着するためのニップ部を形成する加熱回転体及び加圧回転体と、前記加熱回転体の温度を検出する検出部と、記録材をその裏面と摺動しながら前記ニップ部に向けて案内する案内部と、前記加熱回転体に当接する第１の位置と、前記加熱回転体から離間し且つ前記第１の位置に位置する時よりも前記案内部から離れた第２の位置と、を前記加圧回転体が取り得るように、前記加熱回転体及び前記案内部に対し前記加圧回転体を移動させる移動機構と、前記ニップ部を含む記録材搬送路に対し前記加圧回転体が配置されている側から、前記加圧回転体に向けて送風する送風部と、前記案内部と前記加圧回転体の外周面との間に位置し、且つ、前記案内部と前記第２の位置にある前記加圧回転体の外周面との距離よりも狭い距離隔てて前記加圧回転体の外周面に対向配置され、前記送風部によるエアーが前記案内部と前記第２の位置にある前記加圧回転体の外周面との間を通って前記検出部に向かうのを抑制する抑制部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、加熱回転体から加圧回転体を離間したときの検出部の検出温度に対する送風部の送風の影響を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】定着装置の構成の説明図である。
【図３】スタンバイ状態の定着装置の説明図である。
【図４】定着装置の制御のフローチャートである。
【図５】実施の形態１における防風板の配置の説明図である。
【図６】実施の形態２における防風板の配置の説明図である。
【図７】サーミスタが二つ配置される変形例の説明図である。
【図８】参考例における防風板の配置の説明図である。
【図９】比較例１の定着装置における加圧ローラの圧接状態の説明図である。
【図１０】比較例１の定着装置における加圧ローラの離間状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施の形態１＞
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
（画像形成装置）
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト２０に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００１２】
画像形成部Ｐａでは、感光ドラム３ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト２０に一次転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム３ｂにマゼンタトナー像が形成されて、中間転写ベルト２０に一次転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、感光ドラム３ｃ、３ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト２０に一次転写される。
【００１３】
記録材（記録材）Ｐは、カセット１０から１枚ずつ取り出されてレジストローラ１２で待機する。記録材Ｐは、レジストローラ１２によって中間転写ベルト２０上のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ給送されてトナー像を二次転写される。四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置９へ搬送され、定着装置９で加熱加圧を受けて画像を定着された後に、機体外部のトレイ１３へ排出される。
【００１４】
両面印刷では、定着装置９において表面の画像を定着された記録材が反転搬送路１１１へ送り込まれ、スイッチバックして前後及び表裏反転状態で搬送路１１３を通過してレジストローラ１２で待機する。記録材は、再び二次転写部Ｔ２へ給送されて裏面にトナー像を転写され、定着装置９で裏面の画像を定着された後に機体外部のトレイ１３へ排出される。
【００１５】
（画像形成部）
画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、現像装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、イエローの画像形成部Ｐａについて説明し、他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄに関する重複した説明を省略する。
【００１６】
画像形成部Ｐａは、感光ドラム３ａの周囲に、コロナ帯電器２ａ、露光装置５ａ、現像装置１ａ、転写ローラ６ａ、及びドラムクリーニング装置４ａを配置している。
【００１７】
コロナ帯電器２ａは、感光ドラム３ａの表面を、一様な電位に帯電させる。露光装置５ａは、レーザービームを走査して感光ドラム３ａに画像の静電像を書き込む。現像装置１ａは、感光ドラム３ａの静電像にトナーを移転して感光ドラム３ａにトナー像を現像する。転写ローラ６ａは、トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加されて感光ドラム３ａのトナー像を中間転写ベルト２０へ一次転写させる。
【００１８】
中間転写ベルト２０は、テンションローラ１４、駆動ローラ１５、及び対向ローラ１６に掛け渡して支持され、駆動ローラ１５に駆動されて矢印Ｒ２方向に回転する。二次転写ローラ１１は、対向ローラ１６に支持された中間転写ベルト２０に圧接して二次転写部Ｔ２を形成する。ベルトクリーニング装置３０は、クリーニングウエブを中間転写ベルト２０に摺擦させて二次転写部Ｔ２を通過した転写残トナーをクリーニングする。
【００１９】
（定着装置）
図２は定着装置の構成の説明図である。
【００２０】
図２に示すように、記録材Ｐは、入口ガイド９０５に案内されて定着装置９の定着ニップ部Ｎに導かれ、定着ローラ９１０と加圧ローラ９２０とによって挟持搬送される。記録材Ｐ上のトナー画像Ｔは、定着ニップ部Ｎを通過する過程で加熱加圧されて表面に画像を定着される。
【００２１】
加熱回転体の一例である定着ローラ９１０は、記録材のトナー像担持面に当接して記録材を加熱する。定着ローラ９１０は、アルミニウム、鉄等のパイプ材で形成された芯金９１０ａの外側にシリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱弾性体で形成された弾性層９１０ｂを配置し、表面にＰＦＡ、ＰＴＦＥといったフッ素樹脂材料の離型層９１０ｃを被覆している。
【００２２】
定着ローラ９１０は、図示しない駆動機構によって矢印Ａ方向に回転する。加圧ローラ９２０は、定着ローラ９１０に対して圧接／離間が可能に配置され、定着ローラ９１０に圧接することにより、定着ニップ部Ｎを形成して、矢印Ｂ方向に従動回転する。
【００２３】
加圧回転体の一例である加圧ローラ９２０は、定着ローラ９１０との間に記録材のニップ部の一例である定着ニップ部Ｎを形成する。加圧ローラ９２０は、定着ローラ９１０と同様に、パイプ材で形成された芯金９２０ａの外側に耐熱弾性体の弾性層９２０ｂを配置し、表面にフッ素樹脂材料の離型層９２０ｃを被覆している。
【００２４】
案内部の一例である入口ガイド９０５は、定着ローラ９１０に位置関係が固定され、記録材におけるトナー像担持面の反対側の面（裏面）に接して（裏面と摺動しながら）定着ニップ部Ｎへ記録材を案内する。記録材検知部９０６は、入口ガイド９０５の下部に設置されて記録材Ｐの通過を検知する。記録材検知部９０６は、検知フラグ９０６ａとフォトインタラプタ９０６ｂとで構成され、記録材Ｐが通過すると、検知フラグ９０６ａが倒れてフォトインタラプタ９０６ｂが透過光を検知することにより、記録材Ｐの通過を検知する。
【００２５】
定着ローラ９１０の内部には、加熱部の一例であるヒータ９１１が非回転に配設される。ヒータ９１１は、通電により赤外線を放射して定着ローラ９１０を内部より加熱する。定着ローラ９１０の外部に且つ定着ローラ９１０の外面に対して非接触にサーミスタ９１２が配設される。検出部の一例であるサーミスタ９１２は、定着ローラ９１０の表面温度を検出する。制御部の一例であるヒータ制御部９０４は、サーミスタ９１２の出力に基づいてヒータ９１１への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御（ヒータ９１１への通電を制御）して、定着ローラ９１０の表面温度を定着時の目標温度（プリント温度）又は非定着時の待機温度（スタンバイ温度）に保つ。ヒータ制御部９０４は、加圧ローラ９２０が離間位置（第２の位置）にあるとき、定着ローラ９１０の温度が所定温度となるようにヒータ９１１への通電を制御する。ヒータ制御部９０４は、サーミスタ９１２で検知した表面温度に基づいてヒータ９１１への電力供給を制御して、定着ローラ９１０の表面温度をトナーの定着に適した温度に保つ。
【００２６】
加圧ローラ９２０に対しても、同様に、ヒータ９２１が非回転に配設され、サーミスタ９２２が配設される。ヒータ制御部９０４は、サーミスタ９２２の出力に基づいてヒータ９２１への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御して、加圧ローラ９２０の表面温度を定着ローラ９１０よりも低い目標温度に保つ。ヒータ制御部９０４は、サーミスタ９２２で検知した表面温度に基づいてヒータ９２１への電力供給を制御して、加圧ローラ９２０の表面温度を定着画像が再溶解されない温度に保つ。
【００２７】
図１に示すように、両面印刷の場合、定着装置９で第１面の画像が定着された記録材は、フラッパー１１０により反転搬送路１１１に導かれ、第２面にトナー像を転写して定着装置９により画像の定着を行う。この際、加圧ローラ９２０の表面温度が高すぎると、第１面の画像が加圧ローラ９２０に触れて再溶解されて乱される可能性がある。このため、定着ローラ９１０の表面温度に対して、加圧ローラ９２０の表面温度は低めに設定されている。
【００２８】
ここでは、普通紙の画像形成を待機している場合、定着ローラ９１０の目標温度は１７０℃、加圧ローラ９２０の表面温度は１００℃となるよう、サーミスタ９１２、９２２の温度検知結果に基づいて温度制御されている。
【００２９】
ところで、定着ローラ９１０の表面温度を検知するために、従来は、定着ローラ９１０の表面に当接させてサーミスタを配置していた。しかし、この場合、定着ローラ９１０の回転中、サーミスタが定着ローラ９１０の表面を摺擦し続け、摺擦部分に異物が付着すると定着ローラ９１０に摺擦傷が発生して好ましくない。また、定着ローラ９１０及び加圧ローラ９２０に発生した摺擦傷が定着画像に転写されるか否かは、定着ローラ９１０及び加圧ローラ９２０の表面温度に大きく依存する。定着ローラ９１０は、定着処理時の表面温度が高いため、摺擦傷が定着画像に転写されて目立つ傾向がある。そのため、実施の形態１では、非接触式のサーミスタ９１２を、定着ローラ９１０の表面から５０μｍの隙間を介して配置している。
【００３０】
これに対して、加圧ローラ９２０は、定着処理時の表面温度が低いため、摺擦傷が定着画像に転写され難い。このため、加圧ローラ９２０の表面温度を検知するために、実施の形態１では、従来どおり接触式のサーミスタ９２２を使用している。
【００３１】
検出部の一例であるサーミスタ９１２は、定着ローラ９１０の周面に近接又は当接した位置で定着ローラ９１０の温度を検出する。第２回転体温度検出部の一例であるサーミスタ９２２は、加圧ローラ９２０の周面に近接又は当接した位置で加圧ローラ９２０の温度を検出する。温度制御部の一例であるヒータ制御部９０４は、サーミスタ９１２の出力に基づいて定着ローラ９１０の加熱を制御する。ヒータ制御部９０４は、サーミスタ９２２の出力に基づいて加圧ローラ９２０の加熱を制御する。
【００３２】
（接離機構）
図３はスタンバイ状態の定着装置の説明図である。図３に示すように、定着装置９は、普通紙に対して直ちに画像の定着を開始できるスタンバイ状態で待機する際、定着ローラ９１０から加圧ローラ９２０を離間させている。定着ローラ９１０に加圧ローラ９２０が圧接した状態を維持していると、温度の高い定着ローラ９１０から温度の低い加圧ローラ９２０へ熱が伝わって、加圧ローラ９２０の温度を１００℃に保つことができないからである。
【００３３】
図２に示すように、加圧ローラ９２０は、加圧アーム９０７の回動に伴って、定着ローラ９１０に対する圧接位置（第１の位置）と離間位置（第２の位置）との間を移動する。
【００３４】
加圧ローラ９２０の両端を回転自在に支持する軸受９２０ｅは、回動軸９２５を中心にして回動可能な加圧アーム９０７に固定されている。加圧アーム９０７は、駆動モータ９２８が加圧カム９２７を回転させることにより、加圧ばね９２６を介して回動端を上下に移動させる。
【００３５】
制御部９３０は、移動機構の一例である駆動モータ９２８を制御して加圧アーム９０７を回動させることにより、定着ローラ９１０に対する加圧ローラ９２０の圧接と離間とを切り替える。接離制御部の一例である制御部９３０は、定着ローラ９１０から加圧ローラ９２０を離間して記録材の加熱処理を待機させ、定着ローラ９１０と加圧ローラ９２０を当接して記録材の加熱処理を開始させる。制御部９３０は、トナー像が転写された記録材が定着装置９へ搬送される直前のタイミングで定着ローラ９１０に対して加圧ローラ９２０を圧接させて定着ニップ部Ｎを形成する。そして、記録材が連続して定着ニップ部Ｎを通過している間は、圧接状態を維持する。一連の記録材の定着処理が終了すると、その最後の記録材が定着ニップ部Ｎを通過したタイミングで定着ローラ９１０から加圧ローラ９２０を離間させる。
【００３６】
制御部９３０は、定着装置９がスタンバイ状態を維持している間、図３に示すように加圧アーム９０７を下方へ回動して、加圧ローラ９２０を定着ローラ９１０から離間した位置に移動させた状態で待機する。
【００３７】
（冷却ファン）
図２に示すように、定着装置９の下部には、加圧ローラ９２０へ向かって送風する冷却ファン９０３が配設される。送風部の一例である冷却ファン９０３は、加圧ローラ９２０に送風する。冷却ファン９０３は、軸流ファンであって、不図示のエアフィルタを通じた空気を加圧ローラ９２０に吹き付けて加圧ローラ９２０の周面に沿った気流を形成して加圧ローラ９２０を冷却する。冷却ファン９０３は、図２から明らかなように、定着ニップ部Ｎを含む記録材搬送路に対し加圧ローラ９２０が配置されている側から、加圧ローラ９２０に向けて送風する。
【００３８】
排気ファン９５０は、定着装置９が配置された画像形成装置１００の筐体内の空気を外部へ排気して、ヒータ９１１、９２１で熱せられた定着装置９の熱が画像形成装置１００の筐体内にこもらないようにする。
【００３９】
定着ローラ９１０の温度調整の目標温度が変更されると、その後、定着ローラ９１０の表面温度が新しい目標温度へ収束するまで、画像形成が中断されてダウンタイムが発生する。ここで、目標温度が高く変更された場合は、加熱の投入電力を高めることで速やかにダウンタイムを解消できる。しかし、目標温度が下げられた場合、自然冷却を待っていたのでは、ダウンタイムが際限なく伸びてしまう。そこで、実施の形態１では、冷却ファン９０３によって空冷された加圧ローラ９２０を定着ローラ９１０に圧接して定着ローラ９１０の温度低下を促進する。制御部９３０は、定着ローラ９１０の温度調整の目標温度が下げられた場合、加圧ローラ９２０を定着ローラ９１０に圧接して回転させると同時に、冷却ファン９０３をＯＮして加圧ローラ９２０を冷却することで、定着ローラ９１０を強制冷却する。
【００４０】
また、定着ローラ９１０と加圧ローラ９２０の目標温度が異なる場合、プリント中に目標温度の高い定着ローラ９１０から目標温度の低い加圧ローラ９２０へ熱が伝わって加圧ローラ９２０の表面温度が目標温度を超えてしまう。そこで、実施の形態１では、プリント中の加圧ローラ９２０に冷却ファン９０３から送風して強制冷却を行う。制御部９３０は、連続した定着処理の過程で、サーミスタ９２２が検知する加圧ローラ９２０の表面温度が目標温度に対して一定以上昇温した場合、加圧ローラ９２０へむけて送風することで加圧ローラ９２０を強制冷却する。送風制御部の一例である制御部９３０は、サーミスタ９２２の出力に基づいて冷却ファン９０３を制御する。
【００４１】
（定着装置の制御）
図４は定着装置の制御のフローチャートである。
【００４２】
図２を参照して図４に示すように、定着装置９は、定着ローラ９１０から加圧ローラ９２０を離間してそれぞれの目標温度に維持した状態で、画像形成装置（１００：図１）における画像形成の開始を待機している。画像形成装置（１００）は、外部のコンピュータ等からプリントジョブのデータが送信されると（Ｓ１）プリントジョブで指定された画像形成を実行する。
【００４３】
制御部９３０は、プリントジョブで指定された記録材での定着ローラ９１０の目標温度に対してサーミスタ９１２の検出温度が±１℃の範囲であれば、ジョブスタート可能と判断する（Ｓ２のｙｅｓ）。
【００４４】
制御部９３０は、加圧ローラ９２０を定着ローラ９１０へ圧接して定着ニップ部Ｎを形成する（Ｓ３）。
【００４５】
その後、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄでトナー像が形成され、トナー像が転写された記録材が順次、定着装置９に送り込まれて画像を定着される。連続的な定着処理の実行中、薄紙の加熱処理が続くと定着ローラ９１０の熱が加圧ローラ９２０へ過剰に流れ込んで加圧ローラ９２０の表面温度が目標温度１００℃を超える場合がある。
【００４６】
そのため、制御部９３０は、サーミスタ９２２の検知温度が１０４℃を超えたら（Ｓ４のｙｅｓ）冷却ファン９０３をＯＮし（Ｓ５）、冷却が奏功して検知温度が１００℃を下回ると（Ｓ６のｙｅｓ）冷却ファン９０３をオフする（Ｓ７）。即ち、冷却ファン９０３は、加圧ローラ９２０の温度が所定温度以上のとき、加圧ローラ９２０に向けて送風する。このように冷却ファン９０３を制御して連続的な記録材の定着処理を継続する。
【００４７】
制御部９３０は、ジョブで指定された画像形成（プリントアウト）が終了すると（Ｓ８のｙｅｓ）、加圧ローラ９２０を定着ローラ９１０から離間位置に移動して、スタンバイ状態に移行する（Ｓ９）。このとき、冷却ファン９０３が回転していれば、サーミスタ９２２の検知温度が１００℃を下回った時点でオフされる。
【００４８】
制御部９３０は、プリントジョブで指定された記録材での定着ローラ９１０の目標温度に対してサーミスタ９１２の検出温度が±１℃の範囲でなければ、ジョブスタート不可能と判断する（Ｓ２のｎｏ）。
【００４９】
プリントジョブで指定された記録材が定着ローラ９１０の温度調整の目標温度の変更を要するものである場合（Ｓ２のｎｏ）、目標温度を上昇させるか低下させるかを判断する（Ｓ１０）。単位面積当たり重量の大きな厚紙が指定されている場合、目標温度は上昇される。制御部９３０は、目標温度を上昇させた場合（Ｓ１０のｎｏ）、定着ローラ９１０の表面温度が新たな目標温度に達すると（Ｓ２のｙｅｓ）、加圧ローラ９２０を定着ローラ９１０へ圧接して定着ニップ部Ｎを形成する（Ｓ３）。
【００５０】
単位面積当たり重量の小さい薄紙が指定されている場合、目標温度は低下される。しかし、目標温度を低下させた場合（Ｓ１０のｙｅｓ）、ヒータ９１１をＯＦＦしても自然放熱だけでは定着ローラ９１０の温度はなかなか下がらない。
【００５１】
このため、制御部９３０は、相対的に冷たい加圧ローラ９２０を定着ローラ９１０へ圧接して定着ローラ９１０を表面から強制的に冷却する（Ｓ１１）。また、定着ローラ９１０に加熱されて温度上昇する加圧ローラ９２０を冷却するために冷却ファン９０３をＯＮする（Ｓ１２）。
【００５２】
制御部９３０は、定着ローラ９１０、加圧ローラ９２０の表面温度がともに変更された目標温度へ変更完了すると（Ｓ１３のｙｅｓ）、冷却ファン９０３をオフして（Ｓ１４）、加圧ローラ９２０を離間位置に移動する（Ｓ１５）。これにより、新たな設定温度への切り替えが完了する。制御部９３０は、定着ローラ９１０の表面温度が新たな目標温度に達すると（Ｓ２のｙｅｓ）、加圧ローラ９２０を定着ローラ９１０へ圧接して定着ニップ部Ｎを形成する（Ｓ３）。
【００５３】
（サーミスタの検出温度誤差）
定着ローラ９１０の表面温度センサは、画像形成装置１００の処理速度の高速化に伴い、接触式／非接触式のいずれに対しても、熱容量が小さくて応答性の高いものが求められている。しかし、熱容量が小さくて応答性が高いサーミスタ９１２は、熱的な外乱に対して敏感に反応する。冷却ファン９０３を作動させて加圧ローラ９２０に送風を行うと、送風されたエアの一部がサーミスタ９１２に流れ込んで熱的な外乱となる。特に、非接触式のサーミスタ９１２は、定着ローラ９１０の表面から発せられる輻射熱で加熱された微小質量のセンサヘッドの温度を測定する方式のため、感度が高く、センサヘッドに対するエアフローなどの外乱の影響が非常に大きい。
【００５４】
実施の形態１では、図５に示すように、薄紙の加熱処理が続く等して、サーミスタ９２２の検知温度が１０４℃を超えたら（Ｓ４のｙｅｓ）冷却ファン９０３をＯＮしている（Ｓ５）。そして、プリントジョブが終了すると（Ｓ８のｙｅｓ）、加圧ローラ９２０を定着ローラ９１０から離間位置に移動して、スタンバイ状態に移行する（Ｓ９）。
【００５５】
このとき、検知温度が１００℃以上であると（Ｓ６のｎｏ）、冷却ファン９０３が回転し続けているので、加圧ローラ９２０に沿って流れる排気ファン９５０の送風が、離間によって拡大した加圧ローラ９２０と入口ガイド９０５の隙間を通じてサーミスタ９１２へ向かって流れてしまう。冷たいエアの流れは、サーミスタ９１２に熱的な外乱を作用させて、検知温度が低めに出力されるので、定着ローラ９１０の実際の表面温度は、目標温度よりも高く調整されてしまう。
【００５６】
その結果、スタンバイ状態に移行した直後に（Ｓ１６）、同じ目標温度の定着処理を行う画像形成が開始された場合（Ｓ２のｙｅｓ）、実際の表面温度が目標温度よりも高い定着ローラ９１０で定着処理が行われることになる。これにより、溶融したトナーが定着ローラ９１０へ移転するトナーオフセットが発生し易くなる可能性がある。あるいは、通常のスタンバイ状態から開始された定着処理の場合に比較して、出力された定着画像の光沢度が違ってくる可能性がある。
【００５７】
そこで、実施の形態１では、加圧アーム９０７に抑制部又は板状部材の一例である防風板９０８を設けて、冷却ファン９０３の送風に起因するサーミスタ９２２の温度誤検知を低減させている。
【００５８】
（防風板）
図５は防風板の配置の説明図である。
【００５９】
図２に示すように、回動軸９２５を中心にして回動可能な加圧アーム９０７に防風板９０８が取り付けられている。図５に示すように、加圧ローラ９２０の回転軸線方向における防風板９０８の長さは、加圧ローラ９２０の長さと同等に設定している。防風板９０８は、アルミニウムの厚さ０．５ｍｍの板材をＬ字型に折り曲げて形成し、表面を黒色に塗装した。
【００６０】
防風板９０８には、加圧ローラ９２０に近接した最近接部９０８ａが加圧ローラ９２０の周面の母線と略平行に形成されている。防風板９０８の最近接部９０８ａは、加圧ローラ９２０の離間状態において、入口ガイド９０５の先端よりも加圧ローラ９２０の表面に近接している。
【００６１】
図２に示すように、防風板９０８は、加圧アーム９０７に取り付けられているため、加圧ローラ９２０の圧接・離間の回転移動動作に追従して動く。即ち、防風板９０８は、駆動モータ９２８により加圧アーム９０７が回動することで、圧接位置（第１の位置）と離間位置（第２の位置）の間を加圧ローラ９２０とともに移動する。その結果、防風板９０８の最近接部９０８ａと加圧ローラ９２０との隙間は、加圧ローラ９２０が圧接位置でも離間位置でも一定に保たれる。即ち、防風板９０８は、離間位置（第２の位置）にある加圧ローラ９２０と入口ガイド９０５との距離よりも狭い距離隔てて加圧ローラ９２０に対向配置される。加圧ローラ９２０に近接させて最近接部９０８ａを配置したので、冷却ファン９０３から送られた冷却エアは、防風板９０８によって風路を遮られ、サーミスタ９１２への冷却エアの流れ込みが少なくなる。即ち、防風板９０８は、冷却ファン９０３によるエアーがサーミスタ９１２に向かうのを抑制する。
【００６２】
冷却ファン９０３から送られた冷却エアは、防風板９０８にぶつかった後、防風板９０８の、加圧ローラ９２０の回転軸線方向の両側から抜けて定着装置９の上部へ向かい、筺体の隙間を抜けて排気ファン９５０へ吸い込まれる。このため、サーミスタ９１２への冷却エアの流れ込みが少なくなる。
【００６３】
記録材の搬送方向における防風板９０８の長さは、定着装置９の構成、冷却ファン９０３の送風量、サーミスタ９１２の応答性によって適宜設定することが可能である。
【００６４】
一方、加圧ローラ９２０の温度調整に用いるサーミスタ９２２は、接触式で周囲が断熱材で覆われているため、冷却ファン９０３のＯＮ／ＯＦＦの違いによる検出温度の差が小さい。このため、防風板９０８は、最近接部９０８ａが入口ガイド９０５のすぐ下に来るように配置した。
【００６５】
防風板９０８の最近接部９０８ａと加圧ローラ９２０との隙間を複数段階に異ならせて、サーミスタ９１２の検出温度により１７０℃の目標温度で温度調整された定着ローラ９１０の実際の表面温度を測定する実験を行った。その結果、最近接部９０８ａと加圧ローラ９２０表面との隙間が２．０ｍｍ以下であれば、加圧ローラ９２０の離間状態で冷却ファン９０３を作動させた場合でも定着ローラ９１０の実際の表面温度は目標温度どおりに温度制御されることが判明した。すなわち、防風板９０８と加圧ローラ９２０の対向間隔が２．０ｍｍ以下であれば、サーミスタ９１２は良好に定着ローラ９１０の温度を検知することができる。一方、隙間を過剰に小さくすると、取り付け公差のばらつきや加圧ローラ９２０の熱膨張によって、防風板９０８が加圧ローラ９２０に接触する可能性があるため、実施の形態１では、防風板９０８と加圧ローラ９２０の対向間隔は、１．５ｍｍに設定した。これにより、防風板９０８と加圧ローラ９２０の対向間隔は、加圧ローラ９２０の圧接状態における入口ガイド９０５の先端と加圧ローラ９２０の対向間隔３．０ｍｍよりも小さなものとなった。当然、防風板９０８と加圧ローラ９２０の対向間隔は、加圧ローラ９２０の離間状態における入口ガイド９０５の先端と加圧ローラ９２０の対向間隔６．０ｍｍよりも小さい。
【００６６】
（比較例１）
図９は比較例１の定着装置における加圧ローラの圧接状態の説明図である。図１０は比較例１の定着装置における加圧ローラの離間状態の説明図である。
【００６７】
図９に示すように、比較例の定着装置９Ｈは、図２に示す実施の形態１の定着装置において防風板９０８を有しない。それ以外の構成は実施の形態１と同一であるため、図９、図１０中、実施の形態１と共通する構成には図２と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００６８】
図９に示すように、冷却ファン９０３の停止時、定着装置９Ｈの筺体内には、定着ローラ９１０及び加圧ローラ９２０に加熱されて緩やかな自然対流が発生している。定着装置９の筺体の上方の隙間から漏れ出した自然対流は、排気ファン９５０に補足されて機体の外部へ排出されている。ここで、冷却ファン９０３を作動させると、自然対流を大幅に超えた流量の上昇気流が定着装置９の筺体内に発生し、排気ファン９５０によって大量の空気が機体の外部へ排出される。このため、冷却ファン９０３のＯＮ状態では、ＯＦＦ状態のときに比較して大量の冷たいエアがサーミスタ９１２の横をすり抜けて上昇する。
【００６９】
図１０に示すように、加圧ローラ９２０が定着ローラ９１０に対して離間している場合、加圧ローラ９２０と入口ガイド９０５の先端の間に広がったスペースが形成されて冷却エアがサーミスタ９１２へ流れ込み易くなる。
【００７０】
比較例では、加圧ローラ９２０が圧接位置にあるプリント中においても、加圧ローラ９２０が離間位置にあるスタンバイ中においても、加圧ローラ９２０の温度が過昇温しているときに冷却ファン９０３を動作させる。このため、加圧ローラ９２０が離間位置でも圧接位置でもサーミスタ９１２に流れ込む冷却ファン９０３のエアを同程度に遮断して、定着ローラ９１０の表面温度の誤検知を阻止する必要がある。
【００７１】
（比較例２）
比較例２では、図２に示す定着装置９において、入口ガイド９０５を加圧アーム９０７に取り付けて揺動可能に構成する。これにより、回動軸９２５を中心に入口ガイド９０５が回動して、入口ガイド９０５の先端と加圧ローラ９２０の隙間が、加圧ローラ９２０の圧接・離間動作に関わらず一定になる。そして、入口ガイド９０５と加圧ローラの対向間隔が１．５ｍｍになるまで入口ガイド９０５を加圧ローラ９２０に向かって拡張することで、実施の形態１の構成と同様に冷却ファン９０３の送風を遮断して、目的は達成できる可能性がある。しかし、入口ガイド９０５の位置が定着ニップ部Ｎに対して変動する場合、定着ニップ部Ｎを通過する記録材Ｐの搬送挙動に影響を与えて画像不良を発生させる懸念がある。また、記録材検知部９０６など、入口ガイド９０５との位置関係を保たなければいけない構成も、入口ガイド９０５の揺動動作に追従せねばならず、図９の比較例１の構成からの構成変更規模が大きくなる。
【００７２】
（実施の形態１の効果）
実施の形態１では、防風板９０８が冷却ファン９０３とサーミスタ９１２との間に配置される。防風板９０８は、定着ローラ９１０と加圧ローラ９２０とが離間したときに、入口ガイド９０５と加圧ローラ９２０の対向距離よりも小さい対向距離で先端を加圧ローラ９２０に対向させてサーミスタ９１２へ向かう冷却ファン９０３の送風を遮る。具体的には、板状部材の一例である防風板９０８は、加圧ローラ９２０の回転軸線方向に沿った長さが、冷却ファン９０３の送風が防風板９０８の加圧ローラ９２０の回転軸線方向の両端を周回してサーミスタ９１２へ到達しない長さである。このため、冷却ファン９０３からサーミスタ９１２へ向かう送風が防風板９０８によって有効に遮られる。防風板９０８は、入口ガイド９０５よりも効率的にサーミスタ９１２へ向かう冷却ファン９０３の送風を遮る。
【００７３】
実施の形態１では、接離機構の一例である加圧アーム９０７は、定着ローラ９１０に対して加圧ローラ９２０を接離させる。連動機構の一例である加圧アーム９０７は、加圧アーム９０７の回動に伴って防風板９０８を移動させて、防風板９０８の先端と加圧ローラ９２０との対向距離を一定に保つ構造である。このため、離間状態でも当接状態でもサーミスタ９１２は、サーミスタ９１２へ向かう冷却ファン９０３の送風による外乱を生じない。精度高く定着ローラ９１０の温度を検出して正確な温度制御が可能となる。加圧ローラ９２０が圧接・離間どちらの位置においても、冷却ファン９０３による冷却エアがサーミスタ９１２へ到達するのを抑制することができ、冷却ファン９０３の動作に関わらず定着ローラ９１０表面温度を良好に検知することができる。
【００７４】
実施の形態１では、加圧アーム９０７は、加圧ローラ９２０の回転軸を支持して定着ローラ９１０に位置関係が固定された回動軸の周りで回動することにより定着ローラ９１０に対して加圧ローラ９２０を接離させるレバー部材である。防風板９０８は、加圧アーム９０７に位置関係を固定して配置される。このため、部品点数少なく、小型に構成できる。防風板９０８を移動させる専用の機構が必要ない。防風板９０８は加圧アーム９０７に固定されているため、加圧ローラ９２０の位置によらず、加圧ローラ９２０と防風板９０８との隙間が変わることなく、同じ効果を得ることができる。
【００７５】
実施の形態１では、サーミスタ９１２は、定着ローラ９１０の周面に隙間を介して配置した非接触式のサーミスタ素子である。このため、定着ローラに摺擦傷を付けることなく、ジャムシートに衝突して位置ずれすることもない。高感度、高応答性で定着ローラ９１０の温度を検知できる。
【００７６】
実施の形態１では、防風板９０８は、加圧ローラ９２０の回転方向におけるサーミスタ９２２と入口ガイド９０５との間で先端を加圧ローラ９２０に対向させている。このため、加圧ローラ９２０のサーミスタ９２２の配置領域を含む広い面積が冷却ファン９０３によって冷却される。
【００７７】
＜実施の形態２＞
図６は実施の形態２における防風板の配置の説明図である。図７はサーミスタが二つ配置される変形例の説明図である。図６に示すように、実施の形態２の定着装置９は、図５に示す実施の形態１の定着装置に対して、防風板９０８の遮蔽範囲が異なる以外は同一であるため、図６中、実施の形態１と共通する構成には図５と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００７８】
図９に示す比較例１では、防風板（９０８）が無いので、加圧ローラ９２０に沿って流れるエアの流量が増えて加圧ローラ９２０の冷却効率が高くなる。
【００７９】
図６に示すように、実施の形態２では、実施の形態１に比較して加圧ローラ９２０の回転軸線方向における防風板９０８の長さを短くして、防風板９０８が遮蔽する範囲を、サーミスタ９１２が配置されている位置周辺に限定している。このため、図９に示す比較例１に比較すれば加圧ローラ９２０の冷却効率が低くなるが、図５に示す実施の形態１よりも加圧ローラ９２０の冷却効率が高くなる。
【００８０】
なお、図７に示すように、サーミスタ９１２が定着ローラ９１０に対して複数配置されている場合、それぞれのサーミスタ９１２の配置に対応した部分に防風板９０８を加圧ローラ９２０回転軸方向に複数配置することになる。
【００８１】
いずれにせよ、実施の形態２では、図２に示すように、防風板９０８は、実施の形態１と同様、回動軸９２５を中心にして加圧ローラ９２０と一体に回動される加圧アーム９０７に位置関係が固定される。その結果、定着ローラ９１０に対する加圧ローラ９２０の圧接状態と離間状態とで防風板９０８の先端と加圧ローラ９２０の隙間は変化せず、サーミスタ９１２へ向かう冷却ファン９０３の送風を同程度に遮蔽できる。冷却ファン９０３のオン／オフ、加圧ローラ９２０の圧接／離間にかかわらず、サーミスタ９１２の検知温度に対する冷却ファン９０３の送風の影響を除いて、定着ローラ９１０の実際の表面温度を一定に保つことができる。
【００８２】
以上説明したように、実施の形態２では、防風板９０８は、加圧ローラ９２０の回転方向に流れる冷却ファン９０３の送風を遮る加圧ローラ９２０の回転軸線方向の範囲が加圧ローラ９２０の回転軸線方向の長さ未満である。具体的には、加圧ローラ９２０の長さ４００ｍｍの１／２以下の一例である１６０ｍｍである。これにより、加圧ローラ９２０全体の除熱性能が高まるとともに、定着ローラ９１０の端部の温度が上昇する非通紙部昇温の冷却にも効果がある。
【００８３】
＜参考例＞
図８は参考例における防風板の配置の説明図である。図８に示すように、参考例の定着装置９は、図２に示す実施の形態１の定着装置に対して、防風板９０８の配置、形状が異なることと、加圧ローラ９２０の表面温度を検出するサーミスタ９２２が非接触式配置であること以外は同一である。このため、図８中、実施の形態１と共通する構成には図２と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００８４】
上述したように、定着ローラ９１０に比べて加圧ローラ９２０の表面温度は低く設定されているため、加圧ローラ９２０についた傷は画像に転写されにくい。しかし、近年、画像形成装置の高速化に伴い、より低い熱量で定着が行えるようトナーの低融点化が進められたため、温度の低い加圧ローラ９２０でもトナーが溶けて、画像面に傷が転写され易くなっている。そのため、参考例では、加圧ローラ９２０の温度を検知するサーミスタ９２２に、定着ローラ９１０と同じ非接触式を選択した。
【００８５】
また、防風板９０８は、冷却ファン９０３とサーミスタ９２２との間に配置して、加圧ローラ９２０の表面温度を検出するサーミスタ９２２への冷却エアの流れ込みも抑制できるようにした。
【００８６】
参考例では、防風板９０８は、実施の形態１と同様、回動軸９２５を中心にして加圧ローラ９２０と一体に回動される加圧アーム９０７に位置関係が固定される。その結果、定着ローラ９１０に対する加圧ローラ９２０の圧接状態と離間状態とで防風板９０８の先端と加圧ローラ９２０の隙間は変化せず、サーミスタ９１２へ向かう冷却ファン９０３の送風を同程度に遮蔽できる。冷却ファン９０３のオン／オフ、加圧ローラ９２０の圧接／離間にかかわらず、サーミスタ９１２の検知温度に対する冷却ファン９０３の送風の影響を除いて、定着ローラ９１０の実際の表面温度を一定に保つことができる。
【００８７】
参考例では、防風板９０８は、加圧ローラ９２０の回転方向におけるサーミスタ９２２と冷却ファン９０３との間で先端を加圧ローラ９２０に対向させている。
【００８８】
参考例では、加圧ローラ９２０の回転方向において防風板９０８が加圧ローラ９２０の表面を覆う割合が実施の形態１に比較して大きくなるため、冷却ファン９０３による加圧ローラ９２０の冷却効率が低下する懸念がある。そのため、図６又は図７に示すように、加圧ローラ９２０の回転軸線方向における防風板９０８の長さを短くして、防風板９０８が遮蔽する範囲を、サーミスタ９１２が配置されている位置周辺に限定している。
【００８９】
参考例では、サーミスタ９１２とサーミスタ９２２との両方に対して、冷却ファン９０３の送風を、冷却ファン９０３のオン／オフ、加圧ローラ９２０の圧接／離間にかかわらず同程度に遮蔽できる。このため、サーミスタ９２２が非接触式のような、応答性が高く外乱に弱いものであっても、冷却ファン９０３のオン／オフ、加圧ローラ９２０の圧接／離間にかかわらず加圧ローラ９２０の温度調整を正確に維持できる。
【００９０】
＜その他の実施の形態＞
上述した実施の形態１乃至２は、本発明の実施の形態の一例にすぎず、本発明は、上述した実施の形態１乃至２の構成と制御には限定されない。
【００９１】
実施の形態１の構成を採用するか実施の形態２の構成を採用するかは、冷却ファン９０３の送風能力と、使用しているサーミスタの応答性によって選択することができる。
【００９２】
実施の形態１乃至２では、加熱回転体、加圧回転体としていずれもローラ部材を使用しているが、加熱回転体、加圧回転体の一方又は両方を複数の張架ローラに張架された無端状のベルト部材（エンドレスベルト）等の別の回転体に置き換えてもよい。
【００９３】
実施の形態１乃至２では、検出部として非接触式のサーミスタを採用したが、サーモパイル、熱電対、半導体素子、その他の温度センサ等を採用してもよい。これらは接触式でもよい。
【００９４】
実施の形態１において防風板９０８と加圧ローラ９２０の対向間隔は、１．５ｍｍとしたが、防風板９０８と加圧ローラ９２０の隙間の設定は、定着装置９の構成、冷却ファン９０３の送風量、サーミスタ９１２の応答性によって適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  現像装置
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  感光ドラム
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ  露光装置
９  定着装置、１０  カセット、１１  二次転写ローラ
１２  レジストローラ、２０  中間転写ベルト
１００  画像形成装置、
９０３  冷却ファン、９０４  ヒータ制御部、９０５  入口ガイド
９０７  加圧アーム、９０８  防風板、９１０  定着ローラ
９１１、９２１  ヒータ、９１２、９２２  サーミスタ
９２０  加圧ローラ、９２５  回動軸、９２６  加圧ばね
９２７  加圧カム、９２８  駆動モータ  ９３０  制御部
Ｎ  定着ニップ部、Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ  画像形成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0006399881.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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