画像加熱装置
【課題】エアー分離に加熱ローラ３０１の温度低下防止のために加熱空気を用いる際、加熱手段を設けることで装置が大型化し、電力をより消費してしまう。
【解決手段】加熱ローラ３０１よりも高い温度で温調されている外部加熱ローラ３０８ａ・３０８ｂの加熱された雰囲気エアーを分離エアーに使用する。分離エアーはローラ長手方向端部に設けられた循環ダクトによって外部加熱部に循環される。加熱空気循環手段は加熱ローラの回転駆動に駆動接続され、加熱ローラの回転に同期して回転駆動される。
【解決手段】加熱ローラ３０１よりも高い温度で温調されている外部加熱ローラ３０８ａ・３０８ｂの加熱された雰囲気エアーを分離エアーに使用する。分離エアーはローラ長手方向端部に設けられた循環ダクトによって外部加熱部に循環される。加熱空気循環手段は加熱ローラの回転駆動に駆動接続され、加熱ローラの回転に同期して回転駆動される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電子写真方式等を利用して画像を記録材上に形成してハードコピーを得る複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に定着装置として搭載して好適な画像加熱装置に関する。
【０００２】
画像加熱装置には、記録材上に形成した未定着画像を固着画像として加熱定着する定着装置以外にも、例えば、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢度増大装置等を挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
例えば電子写真方式の画像形成装置で記録材（以下、用紙と記す）に画像が印刷される場合、感光体ドラムや中間転写ベルトといった転写媒体によってトナー画像が転写された用紙は、定着部に搬送される。そして、定着部でトナー画像が用紙に定着され、排紙部の方に搬送される。定着部は加熱ローラと、それに圧接する形で対向配置される加圧ローラとからなる定着ローラ対を備えている。また、加熱・加圧ローラに代わって加熱・加圧ベルトが使用される場合もあるが、以下の説明では、加熱・加圧ローラで代表させる。
【０００４】
トナー画像が転写された用紙は、定着ローラ対のニップ部に進入し、その際、加熱ローラにて加熱されるのと同時に、加圧ローラとの間で圧接されて、トナー像が用紙に定着される。この定着部における技術的課題の一つとして、定着後、ニップ部から進出した用紙が加熱ローラに巻きつかないようにすることがある。
【０００５】
その技術的課題を解決するための一手段として、特許文献１に開示された発明のように、ニップ部から進出してくる用紙と加熱ローラの間に圧縮空気を噴射することにより、その風圧の作用で用紙と加熱ローラの分離を行う構成が提案されている。この方法によれば、ローラ表面を傷つけることなく用紙をローラから剥離させることが出来、かつ、用紙に傷が付いたり破損したりするおそれもなく、画質の良好な紙面を得ることができる。
【０００６】
しかし、熱を与えて定着を行う定着装置では、圧縮空気を加熱ローラ表面に噴射することにより加熱ローラ表面の熱が奪われてしまい、定着装置としての定着能力を低下させ、定着不足や光沢ムラなどを引き起こし画像不良を発生させるという問題があった。
【０００７】
そこで、特許文献２に開示された発明では、技術的課題を解決するための一手段として、加熱ローラに噴射する圧縮空気を事前に加熱する。これにより、加熱ローラ表面の温度低下を防ぎ、定着に必要な設定温度から大きく低下させて、定着不足を引き起こしたり、画像光沢ムラを引き起こしたりすることのない構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平５−７１８６５号公報（第１図）
【特許文献２】特開２００７−９４３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２で開示された発明では、圧縮空気の流通経路内に加熱手段を設けている。この構成であると、乱流を発生させ圧損を引き起こし圧縮空気の噴射効率を下げる他、別途加熱手段を設けることにより、消費電力が増大し、また、装置が大型化するという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、消費電力を増大させることなく、かつ、空気噴射効率を下げることもなく、加熱部材の温度低下による画像加熱不足や加熱部材の傷つき、記録材の破損のないエアー分離装置を備えた画像加熱装置を大型化させることなく提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、回転可能な加熱部材と、前記加熱部材に当接して画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱するためのニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材を外側から加熱する外部加熱部材と、前記ニップ部を通過した記録材の先端を前記加熱部材から剥離するために、前記ニップ部よりも記録材搬送方向の下流側から前記加熱部材に向かって空気を吹き付けるエアー分離装置と、を有する画像加熱装置であって、前記エアー分離装置は、前記外部加熱部材の周辺に生じる加熱空気を回収する熱気回収ダクトを有し、前記熱気回収ダクトによって回収された加熱空気を前記加熱部材に吹き付けるように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、消費電力を増大させることなく、かつ、空気噴射効率を下げることもなく、加熱部材の温度低下による画像加熱不足や加熱部材の傷つき、記録材の破損のないエアー分離装置を備えた画像加熱装置を大型化させることなく提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例の画像加熱装置（定着装置）の横断右側面図
【図２】同装置を記録材入口側（装置正面側）から見た一部切欠きの斜視図
【図３】図２の一部の分解斜視図
【図４】同装置を記録材出口側（装置背面側）から見た一部切欠きの斜視図
【図５】画像形勢装置の一例の構成模型図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
【００１５】
［実施例］
＜画像形成部＞
図５は本発明に係る画像加熱装置を定着装置Ａとして搭載している画像形勢装置１００の一例の構成模型図である。この装置１００は複数の画像形成部が並設されているタンデム式の中間転写電子写真４色フルカラーのレーザープリンタであり、ホスト装置４００から中央制御部２００に入力する電気的画像情報（画像信号）に基づいて記録材Ｐにカラー画像を形成することができる。装置４００はパソコン（ＰＣ）、外部スキャナー（イメージリーダー）、ネットワーク上の端末、相手方ファクシミリ、ワードプロセッサ等であり、インターフェイス部を介して中央制御部２００に接続されている。
【００１６】
記録材（転写材）Ｐはトナー画像を形成することができる記録媒体であり、用紙・ＯＨＴシート・ラベル・布等のシート状の部材である。中央制御部２００はＣＰＵ（演算部）を含み、操作部３００やホスト装置４００との間で各種の電気的な情報の授受をする。そして、中央制御部２００は装置１００内の各機器の動作を監視及び制御し、装置１００のプリント動作（画像形成動作）を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。
【００１７】
装置１００の内部には、図面上、左側から右側にかけて順に第１乃至第４の４つの画像形成部ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫが水平方向（横方向）並べられて配設されている（タンデム型）。各画像形成部は現像器４に収容させた現像剤（以下、トナーと記す）の色が異なるだけで互いに同様の構成の電子写真画像形成機構である。
【００１８】
本例の各画像形成部は、それぞれ、静電潜像が形成される回転ドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと記す）１を有する。各ドラム１は矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。また、ドラム１に作用するプロセス手段としてのドラム帯電器２、画像露光装置３、現像器４、１次転写帯電器５、ドラムクリーナー６を有する。
【００１９】
帯電器２はドラム１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する帯電手段である。画像露光装置３は本実施例においてはレーザースキャナユニットである。ユニット３は、光源装置としての半導体レーザー、ポリゴンミラー、ｆθレンズ等を有し、各画像形成部の帯電処理されたドラム１の表面を、それぞれ、対応色の画像情報に応じて変調されたレーザー光Ｌで走査露光する。
【００２０】
即ち、ユニット３は、半導体レーザーから発せられたレーザー光をポリゴンミラーを回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、ｆθレンズによりドラム１の母線上に集光して露光する。これにより、各ドラム１の表面に、それぞれ、画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００２１】
現像器４はドラム１の表面に形成された静電潜像をトナー画像として可視化する現像手段であり、供給装置４ａよりトナーが所定量充填されている。画像形成部ＰＹの現像器４にはイエロー色（Ｙ色）のトナーが収容されている。画像形成部ＰＭの現像器４にはマゼンタ色（Ｍ色）のトナーが収容されている。画像形成部ＰＣの現像器４にはシアン色（Ｃ色）のトナーが収容されている。画像形成部ＰＫの現像器４にはブラック色（Ｋ色）のトナーが収容されている。クリーナー６はドラム１の表面の１次転写残トナーを除去するクリーニング手段である。
【００２２】
画像形成部ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫの下方部には中間転写ベルトユニット７が配設されている。ユニット７は、中間転写体としての可撓性を有するエンドレスのベルト８を有する。また、このベルト８を懸回張設している駆動ローラ９、２次転写対向ローラ１０、テンションローラ１１を有する。ベルト８はローラ９により矢印の時計方向にドラム１と同じ周速度をもって回転駆動される。
【００２３】
各画像形成部の１次転写帯電器５は本例においては転写ローラ（導電性の帯電ローラ）であり、ベルト８の内側に配設されている。そして、各転写ローラ５は、ローラ９とローラ１１との間のベルト部分を介して対応するドラム１の下面に対して圧接している。各ドラム１とベルト８との当接部（ニップ部）がそれぞれ１次転写部Ｔ１である。
【００２４】
ローラ１０にはベルト８を介して２次転写ローラ１２が圧接している。ローラ１２は導電性の帯電ローラである。ベルト８とローラ１２との当接部（ニップ部）が２次転写部Ｔ２である。また、ローラ１１のベルト巻回部にはクリーナー１３が配設されている。本例においてこのクリーナー１３はクリーニング部材としてクリーニングウエブ（不織布）を用い、これをベルト１２の表面に当接させてベルト表面の２次転写残トナー及び紙粉等の異物を拭い取るようにして除去している。
【００２５】
ユニット７の下方部には、それぞれ記録材Ｐを積載して収納している第１の給紙カセット１４Ａと第２の給紙カセット１４Ｂが上下２段に配設されている。カセット１４Ａ・１４Ｂから２次転写部Ｔ２に至る間には、給紙ローラ１５、搬送ローラ対１６、レジストローラ対１７、転写前ガイド１８を含む記録材搬送路１９が配設されている。また、２次転写部Ｔ２よりも記録材搬送方向下流側には定着手段としての定着装置Ａが配設されている。この定着装置Ａについては後述する。
【００２６】
フルカラー画像を形成するための動作は次のとおりである。各画像形成部ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫのドラム１が矢印の反時計方向に所定の制御速度で回転駆動される。ベルト８も矢印の時計方向（ドラム回転に順方向）にドラム１の速度に対応した速度で回転駆動される。ユニット３も駆動される。
【００２７】
この駆動に同期して、各画像形成部においてそれぞれ所定の制御タイミングで帯電器２がドラム１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する。ユニット３は各ドラム１の表面を各色の画像情報に応じて変調されたレーザー光Ｌで走査露光する。これにより、各ドラム１の表面に対応色の画像情報に応じた静電潜像が所定の制御タイミングをもって形成される。そして、その静電潜像が現像器４によりトナー画像として現像される。
【００２８】
上記のような電子写真画像形成プロセス動作により、画像形成部ＰＹのドラム１にはフルカラー画像のＹ色成分に対応するＹ色トナー画像が形成される。そして、そのトナー画像が転写部Ｔ１においてベルト８上に１次転写される。
【００２９】
画像形成部ＰＭのドラム１にはフルカラー画像のＭ色成分に対応するＭ色トナー画像が形成される。そのトナー画像が転写部Ｔ１において、ベルト８上にすでに転写されているＹ色トナー画像に重畳されて１次転写される。
【００３０】
画像形成部ＰＣのドラム１にはフルカラー画像のＣ色成分に対応するＣ色トナー画像が形成され、そのトナー画像が転写部Ｔ１において、ベルト８上にすでに転写されているＹ色＋Ｍ色のトナー画像に重畳されて１次転写される。
【００３１】
画像形成部ＰＫのドラム１にはフルカラー画像のＫ色成分に対応するＫ色トナー画像が形成される。そして、そのトナー画像が転写部Ｔ１において、ベルト８上にすでに転写されているＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色のトナー画像に重畳されて１次転写される。
【００３２】
各画像形成部において、ドラム１からベルト８へのトナー画像の１次転写は、ローラ５に対して電源部（不図示）からトナーの正規帯電極性とは逆極性で所定電位の帯電バイアスが印加されることによる電界と転写部のニップ圧力によりなされる。かくして、ベルト８上にＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色の４色フルカラーの未定着トナー画像が合成形成される。各画像形成部において、ベルト８に対するトナー画像の１次転写後のドラム１面に残留したトナーはクリーナー６により除去される。
【００３３】
一方、所定の制御タイミングで給紙ローラ１５が駆動される。これにより、カセット１４Ａまたは１４Ｂに積載されている記録材Ｐが１枚分離給送される。そして、記録材Ｐは、搬送路１９を通ってレジストローラ対１７に至る。ローラ対１７は中央制御部２００で制御されるモーター（不図示）により回転、回転停止される。ローラ対１７は搬送路１９を搬送される記録材Ｐの先端部を一旦受け止めて記録材Ｐの斜行を矯正するとともに、所定の制御タイミングでその記録材Ｐを送り出す。送り出された記録材Ｐは転写前ガイド１８により２次転写部Ｔ２に導入される。
【００３４】
そして、記録材Ｐは２次転写部Ｔ２を挟持搬送されていく過程において、ベルト８上の４色フルカラーの未定着トナー画像の転写（２次転写）を順次に受ける。この２次転写は、ローラ１２に対して電源部（不図示）からトナーの正規帯電極性とは逆極性で所定電位の帯電バイアスが印加されることによる電界と転写部のニップ圧力によりなされる。
【００３５】
記録材Ｐに対するトナー画像転写後のベルト面は引き続くベルト８の回転によりクリーナー１３に至り、２次転写残トナー及び紙粉等の異物の除去を受けて清掃されて繰り返して画像形成に供される。本例においてクリーナー１３はクリーニング部材としてクリーニングウエブ（不織布）を用い、これをベルト８の表面に当接してトナー及び紙粉等の異物を拭い取るようにしている。
【００３６】
転写部Ｔ２を通過した記録材Ｐはベルト８の面から順次に分離されて搬送路２０を通って定着装置Ａに導入される。記録材Ｐは定着装置Ａの定着ニップ部で挟持搬送されて加熱及び加圧されることにより未定着トナー画像が固着像として定着される。
【００３７】
定着装置Ａを出た記録材Ｐは、片面画像形成モードの場合には、第１姿勢に制御されている第１フラッパ２１により排出搬送路２２側に導入されて排出口２３から排出トレイ２４に排出、積載される。
【００３８】
両面画像形成モードの場合には、定着装置Ａを出た第１面側画像形成済みの記録材Ｐが第２姿勢に制御されている第１フラッパ２１により反転搬送路２５側に案内され、更に第１姿勢に制御されている第２フラッパ２６によりスイッチバック搬送路２７に導入される。そして、記録材Ｐはスイッチバック搬送されて第２姿勢に制御された第２フラッパ２６により両面搬送経路２８に導入される。
【００３９】
さらに記録材Ｐは両面搬送経路２８から再び搬送路１９に導入されて、レジストローラ対１７、転写前ガイド１８を経由して表裏反転された状態にて２次転写部Ｔ２に導入される。これにより記録材Ｐの第２面に対して転写部Ｔ２にてトナー画像の転写がなされる。
【００４０】
以後は、第１面に対する画像形成動作と同様に記録材Ｐは、搬送路２０、定着装置Ａ、排出搬送路２２、排出口２３を通って両面画像形成物として排出トレイ２４に排出、積載される。また、モノクロなどモノカラー画像形成モードの場合には、その画像を形成するための画像形成部だけが画像形成動作して片面又は両面のモノカラー画像形成物が排出トレイ２４に排出、積載される。
【００４１】
＜定着装置Ａ＞
図１は定着装置Ａの横断右側面図、図２は同装置Ａを記録材入口側（装置正面側）から見た一部切欠きの斜視図、図３は図２の一部の分解斜視図である。図４は同装置Ａを記録材出口側（装置背面側）から見た一部切欠きの斜視図である。
【００４２】
本例の定着装置Ａは熱ローラ方式の装置であり、回転可能な加熱部材としての加熱ローラ３０１と、この加熱ローラ３０１に圧接して挟持部としての定着ニップ部Ｎを形成する回転可能な加圧部材としての加圧ローラ３０３を有する。また、ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向Ｚの上流側にはニップ部Ｎに記録材Ｐを案内する入口ガイド３０７が配設されている。
【００４３】
また、ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐの先端を加熱ローラ３０１から分離するために、ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向Ｚの下流側から加熱ローラ３０１に向かって空気を吹き付ける第１のエアー分離装置３７０が設けられている。
【００４４】
また、ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐの先端を加圧ローラ３０３から分離するために、ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向Ｚの下流側から加圧ローラ３０３に向かって空気を吹き付ける第２のエアー分離装置３８０が設けられている。
【００４５】
（１）加熱ローラ３０１
加熱ローラ３０１は、アルミニウムからなる中空の芯金３０１ａを基体とし、その外周面にシリコーンゴム層（弾性層）３０１ｂとＰＦＡチューブからなる剥離層３０１ｃを順次に積層した複合層構造のローラである。該ローラ３０１は左右側の端部を装置フレーム（筺体、シャーシー）３００の左右の側板３００Ｌ・３００Ｒ間にベアリング（軸受部材）３９０を介して回動自在に取り付けられている。
【００４６】
芯金３０１ａの内部には内部加熱減としての加熱ヒータ３０２が設けられている。ローラ３０１は、適正な温度、例えば１８０℃程度に保つために基本的にはヒータ３０２により内部から加熱されて温調（温度調節）される。
【００４７】
また、ローラ３０１の外側には、ローラ３０１に外面に圧接してローラ３０１を外周面側から加熱するための外部加熱部材（補助加熱部材）が配設されている。本例において、外部加熱部材は加熱ローラ３０１の上半面側に加熱ローラ３０１に対して並行に配設した並行２本の外部加熱ローラ３０８ａ・３０８ｂである。ローラ３０８ａ・３０８ｂは共通に枠体３３０に回転可能に配設されている。
【００４８】
枠体３３０は、装置フレーム３００の左右の側板３００Ｌ・３００Ｒ間に枢軸３３１を中心に揺動可能に支持されて配設されている。そして、枠体３３０は、加圧手段としての加圧ばね（弾性部材）３０９により、枢軸３３１を中心に加熱ローラ３０１の側に回動付勢されている。これにより、ローラ３０８ａ・３０８ｂが加熱ローラ３０１の外面に対して弾性的に押圧された状態にされている。
【００４９】
ローラ３０８ａ・３０８ｂの内部にはローラ３０８ａ・３０８ｂを加熱するための加熱ヒータ３１０ａ・３１０ｂが設けられている。ローラ３０８ａ・３０８ｂは、加熱ローラ３０１よりも高温の適正な温度、例えば２３０℃程度に保つためにヒータ３１０ａ・３１０ｂにより内部から加熱される。ローラ３０８ａ・３０８ｂは加熱ローラ３０１の温度立ち上げを迅速化すると共に、画像定着に伴う加熱ローラ３０１の表面温度低下をローラ外面側からの熱補給にて迅速に回復させる役目をしている。
【００５０】
ローラ３０８ａ・３０８ｂの外面にはそれぞれ該ローラ３０８ａ・３０８ｂをクリーニングするクリーニングローラ３１１ａ・３１１ｂが押圧された状態で枠体３３０に回転可能に配設されている。
【００５１】
（２）加圧ローラ３０３
加圧ローラ３０３は加熱ローラ３０１の下側に加熱ローラ３０１に並行に配設されている。ローラ３０３は、鉄からなる中空の芯金３０３ａを基体とし、その外周面にシリコーンゴム層３０３ｂとＰＦＡチューブからなる剥離層３０３ｃを順次に積層した複合層構造のローラである。ローラ３０３は左右側の端部を枠体３４０の左右の側板間にベアリング（軸受部材：不図示）を介して回動自在に取り付けられている。
【００５２】
枠体３４０は、装置フレーム３００の左右の側板３００Ｌ・３００Ｒ間に枢軸３４１を中心に揺動可能に支持されて配設されている。枠体３４０は、枠体３４０側のコロ３０６に対する加圧カム３０５の回転角が中央制御部２００で制御されることで、枢軸３４１を中心に、ローラ３０３がローラ３０１に対して所定の圧力で押圧する方向と、押圧を解除する方向と、に揺動される。ローラ３０３がローラ３０１に対して所定の圧力で押圧する方向に枠体３４０が揺動された状態において、ローラ３０１とローラ３０３との間に記録材搬送方向Ｚに関して所定幅に定着ニップ部Ｎが形成される。
【００５３】
ローラ３０３の内部には、加熱ヒータ３０４が設けられている。ローラ３０３は、適正な温度、例えば１５０℃程度に保つためにヒータ３０４により内部から加熱される。
【００５４】
（３）定着動作
中央制御部２００は画像形成スタート信号に基づいて画像形成シーケンス制御を開始する。定着装置Ａについては、ローラ３０３をローラ３０１に圧接する制御をする。また、ローラ３０１を駆動手段（不図示）により図１において矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動する。ローラ３０８ａ・３０８ｂ及びローラ３０３はローラ３０１の回転に従動して回転する。ローラ３１１ａ・３１１ｂはそれぞれローラ３０８ａ・３０８ｂの回転に従動して回転する。
【００５５】
また、中央制御部２００はヒータ３０２、３０４、３１０ａ、３１０ｂに対して電力を供給して、ローラ３０１、ローラ３０４、ローラ３０８ａ・３０８ｂをそれぞれ所定の温度に立ち上げる。そして各ローラの温度がそれぞれ所定の温度に温調されるように、ヒータ３０２、３０４、３１０ａ、３１０ｂに対する電力の供給を制御する。
【００５６】
上記の状態において、画像形成部側から未定着画像Ｔを担持した記録材Ｐが定着装置Ａに搬送される。記録材Ｐは入口ガイド３０７にガイドされてニップ部Ｎに進入して挟持搬送される。記録材Ｐの未定着画像担持面がローラ３０１に対面する。この挟持搬送により、記録材上の未定着画像Ｔがローラ３０１及びローラ３０３からの熱とニップ部Ｎの圧力により記録材面に定着される。
【００５７】
ニップ部Ｎを出てローラ３０１に張り付いた状態の記録材Ｐは（４）項で詳述する第１のエアー分離装置３７０によりローラ３０１から分離（剥離）される。また、本実施例においては、ニップ部Ｎを出てローラ３０３に張り付いた状態の記録材Ｐは第２のエアー分離装置３８０によりローラ３０３から分離される。
【００５８】
ニップ部Ｎを出てローラ３０１とローラ３０３から分離された記録材Ｐは上下の搬送ガイド３１９ａ・３１９ｂで形成された搬送路（上流側搬送路）３１９を通って搬送ローラ対３１８に挟持されて中継ぎ搬送される。そして搬送路（下流側搬送路）３２０を通って出口部３５０から定着装置Ａの外側に送りだされる。
【００５９】
（４）エアー分離装置３７０・３８０
ニップ部Ｎの記録材搬送方向Ｚの下流側には、ローラ３０１の表層に貼り付いた記録材Ｐを剥離させるための第１のエアー分離装置３７０が配置されている。また、ローラ３０３の表層に貼り付いた記録材Ｐを剥離させるための第２のエアー分離装置３８０が配置されている。
【００６０】
（４−１）第１のエアー分離装置３７０
第１のエアー分離装置３７０は、ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐの先端をローラ３０１から分離するために、ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向Ｚの下流側からローラ３０１に向かって空気を吹き付けるエアー吹き出し口３１２を有する。また、口３１２にエアーを送るためのファン３１４とダクト３１６を有する。口３１２はローラ３０１の長手方向（回転軸線方向）を長手とする細長いスリット状の開口である。また、本実施例においては、第１のエアー分離装置３７０は、ローラ３０１の長手方向に沿って３つのファン３４１とダクト３１６を有する。
【００６１】
本実施例においては、ローラ３０１よりも高い温度で温調されているローラ３０８ａ・３０８ｂの加熱された雰囲気エアーを分離エアーに使用する。そのために、第１のエアー分離装置３７０は、ローラ３０８ａ・３０８ｂの上部に配設した熱気回収ダクト３２１を有する。ダクト３２１は、ローラ３０８ａ・３０８ｂの表層に接することでローラ３０８ａ・３０８ｂの周辺に生じた２００℃以上まで加熱された加熱空気（熱気、暖気）を回収し、ファン３１４へ加熱空気を案内する。
【００６２】
ダクト３２１は加熱空気の温度を保持するために断熱効果のある樹脂もしくは断熱材をその内部に設けるように構成され、加熱空気の温度を維持したままファン３１４へ加熱空気を案内するように配置される。ダクト３２１はその一端の開口部３２１ａがファン３１４の吸気口３１４ａへ接続され、他端の開口部３２１ｂはローラ３０８ａ・３０８ｂを囲んで位置するように配置されている。
【００６３】
ファン３１４が駆動されることによって、ダクト３２１内の加熱空気が開口部３２１ａ・３１４ａからダクト３１６内に取り込まれ、口３１２から出る。これによって、ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向Ｚの下流側からローラ３０１に向かってダクト３２１内の加熱空気が吹き付けらて、ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐの先端がローラ３０１から分離される。
【００６４】
ダクト３２１はローラ３０８ａ・３０８ｂとローラ３０１の表層を仕切る仕切り板３２１ａを備える。即ち、ダクト３２１はローラ３０１を含む空間部（第１の部屋）３２２とローラ３０８ａ・３０８ｂを含む空間部（第２の部屋）３２３とを区画する仕切り板３２１ａを有する。第１の部屋３２２は、ローラ３０１の表層に接することで１６０℃前後に加熱された加熱空気エリアである。第２の部屋３２３は、ローラ３０８ａ・３０８ｂに接することで２００℃前後に加熱された加熱空気エリアである。
【００６５】
仕切り板３２１ａの先端部（＝ダクト３１６の他端の開口部３２１ｂ）は第１の部屋３２２から、もしくはその他外部からの雰囲気の吸入を妨げるために、ローラ３０８ａ・３０８ｂの表層から５ｍｍ以内のクリアランスで位置することが望ましい。もしくはローラ３０８ａ・３０８ｂの表面に接するように可撓性部材（不図示）が取り付けられ第２の部屋３２３を実質的に独立空間として構成することが好ましい。
【００６６】
上記の構成の装置Ａは、特に消費電力を増大させることなく記録材の分離に用いられる圧縮空気をローラ３０１の温度以上にすることが可能になり、加熱ローラ表面温度を容易に保つことが出来る。そのため、ローラ３０１の温度低下による定着不足を引き起こすことなく、安定した定着作用を持続させながら、ローラ３０１の傷つきや記録材の破損のない加熱ローラ３０１からの記録材分離を実施することができる。また、噴射効率を上げることで分離能力を向上させ、かつ、空気加熱手段を別途設ける必要がないため装置の小型化が可能になる。
【００６７】
また、本実施例においては、第１のエアー分離装置３７０によってローラ３０１に吹き付けられた加熱空気を装置外部に排出することなく、ダクト３２１に戻して循環させるための熱気戻しダクト３２４を配設している。これにより、加熱空気を循環利用してローラ３０１への分離エアーの吹き付けによる加熱ローラ表層の温度低下をより効果的に防ぐようにしている。
【００６８】
即ち、本実施例においては、ダクト３２４は、図２・図３のように、装置Ａの左側面側に配設されている。装置フレーム３００の左側板３００Ｌには搬送路３１９に対応する位置に加熱空気の出口３００Ｌａが形成されている。また、ダクト３２１の左側板３２１Ｌには、ローラ３０８ａ・３０８ｂに対応する位置に加熱空気の入口３２１Ｌａが形成されている。
【００６９】
ダクト３２４は上記の出口３００Ｌａと入口３２１Ｌａとを連通させるダクトであり、一端部側に上記の出口３００Ｌａに対応して接続される第１の開口部３２４ａを、他端部側に上記の入口３２１Ｌａに対応して接続される第２の開口部３２４ｂを有する（図３）。
【００７０】
第１のエアー分離装置３７０によって加熱ローラ３０１に吹き付けられた加熱空気は、ファン３１４の駆動によるダクト３２１内の負圧により、搬送路３１９内を出口３００Ｌａ側に流れる。そして、第１の開口部３２４ａから熱気戻しダクト３２４に入り、第２の開口部３２４ｂ・入口３２１Ｌａから、熱気回収ダクト３２１に戻されて循環利用される。
【００７１】
加熱された空気を循環して使用することが可能になるため、装置Ａからの排熱による画像形成装置本体の昇温を抑える事が可能になる。空気の循環を行うための新たな循環装置による消費電力の増大を必要とせず、さらなる画像形成装置の省電力化が可能になる。
【００７２】
以上の構成により、１６０℃前後に加熱された加熱空気エリアである第１の部屋３２２の加熱空気をローラ３０１の表層に留めることで第１の部屋３２２へのフレッシュエアーの流入を抑制する。これにより、ローラ３０１の表層のフレッシュエアーの流入による温度低下を防ぎつつ、２００℃前後に加熱された加熱空気については循環利用することでローラ３０１への分離エアーの吹き付けによる加熱ローラ表層の温度低下を防ぐ。
【００７３】
また、本実施例においては、第１のエアー分離装置３７０は、ローラ３０１の長手方向（回転軸線方向）に沿って３つのファン３４１を配設している。そして、その各ファン３４１を、ローラ３０１の回転駆動力を駆動伝達手段を介して伝達して駆動するようにしている。
【００７４】
即ち、図４のように、ファン３１４はファン軸３２５がファン３１４の背面から突出するように設けられ、突出部には駆動プーリー３２６が取り付けられる。プーリー３２６にはファン軸３２５に回転駆動を伝達するためのベルト３２７が接続される。ベルト３２７への回転駆動は、加熱ローラ３０１を回転駆動するための加熱ローラ駆動ギア３２８から駆動列３２９（駆動伝達手段）を介して伝達される。これにより、各ファン３４１に対してローラ３０１の回転駆動力が駆動伝達手段３２９を介して伝達されて各ファン３４１が駆動される。
【００７５】
これにより、エアー分離装置３７０を駆動するための新たな駆動源による消費電力の増大を必要とせず、さらなる画像形成装置の省電力化が可能になる。
【００７６】
（４−２）第２のエアー分離装置３８０
第２のエアー分離装置３８０は、ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐの先端を加圧ローラ３０３から分離するために、ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向Ｚの下流側からローラ３０３に向かって空気を吹き付けるエアー吹き出し口３１３を有する。また、口３１３にエアーを送るためのファン３１４とダクト３１６を有する。口３１２はローラ３０３の長手方向を長手とする細長いスリット状の開口である。また、本実施例においては、第２のエアー分離装置３８０は、ローラ３０３の長手方向に沿って４つのファン３４５とダクト３１７を有する。
【００７７】
各ファン３４５の駆動は本実施例においてはモータ（不図示）で行っている。第１のエアー分離装置３７０のファン３１４と同様にローラ３０１或いはローラ３０３の駆動力を利用して駆動する構成にすることもできる。各ファン３４５の駆動により外気がダクト３１６内に取り込まれて、吹き出し口３１３から出る。
【００７８】
これによって、ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向Ｚの下流側からローラ３０３に向かってダクト３２６内の空気が吹き付けられて、ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐの先端がローラ３０３から分離される。口３１３から出た空気は搬送路３１９を通る記録材Ｐの下面にあたって大部分が装置フレーム３００の外部に抜け出る。
【００７９】
この第２のエアー分離装置３８０の口３１３から出す空気も第１のエアー分離装置３７０のように、ローラ３０８ａ・３０８ｂ或いはローラ３０１或いはローラ３０３の熱で暖められた加熱空気を利用する構成にすることもできる。
【００８０】
なお、第２のエアー分離装置３８０は必要に応じて配設すればよく、配設しなくてもよい。回転可能な加熱部材３０１はローラ体に限られず、エンドレスのベルト体であってもよい。外部加熱部材３０８ａ・３０８ｂは加熱部材３０１に非接触で加熱部材３０１を加熱する部材とすることもできる。また、加圧部材３０３はローラのような回転体に限られない。加圧パッド部材のような非回転の固定の加圧部材とした装置構成にすることもできる。
【００８１】
本発明の画像加熱装置は実施例の定着装置に限られず、記録材に定着された画像を加熱加圧することにより画像の光沢度を増大させる光沢度増大装置等として用いることができる。
【符号の説明】
【００８２】
Ａ・・画像加熱装置、３０１・・加熱部材、３０３・・加圧部材、３０８ａ・３０８ｂ・・外部加熱部材、Ｎ・・ニップ部、Ｐ・・記録材、Ｔ・・画像、Ｚ・・記録材搬送方向、３７０・・エアー分離装置、３２１・・熱気回収ダクト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電子写真方式等を利用して画像を記録材上に形成してハードコピーを得る複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に定着装置として搭載して好適な画像加熱装置に関する。
【０００２】
画像加熱装置には、記録材上に形成した未定着画像を固着画像として加熱定着する定着装置以外にも、例えば、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢度増大装置等を挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
例えば電子写真方式の画像形成装置で記録材（以下、用紙と記す）に画像が印刷される場合、感光体ドラムや中間転写ベルトといった転写媒体によってトナー画像が転写された用紙は、定着部に搬送される。そして、定着部でトナー画像が用紙に定着され、排紙部の方に搬送される。定着部は加熱ローラと、それに圧接する形で対向配置される加圧ローラとからなる定着ローラ対を備えている。また、加熱・加圧ローラに代わって加熱・加圧ベルトが使用される場合もあるが、以下の説明では、加熱・加圧ローラで代表させる。
【０００４】
トナー画像が転写された用紙は、定着ローラ対のニップ部に進入し、その際、加熱ローラにて加熱されるのと同時に、加圧ローラとの間で圧接されて、トナー像が用紙に定着される。この定着部における技術的課題の一つとして、定着後、ニップ部から進出した用紙が加熱ローラに巻きつかないようにすることがある。
【０００５】
その技術的課題を解決するための一手段として、特許文献１に開示された発明のように、ニップ部から進出してくる用紙と加熱ローラの間に圧縮空気を噴射することにより、その風圧の作用で用紙と加熱ローラの分離を行う構成が提案されている。この方法によれば、ローラ表面を傷つけることなく用紙をローラから剥離させることが出来、かつ、用紙に傷が付いたり破損したりするおそれもなく、画質の良好な紙面を得ることができる。
【０００６】
しかし、熱を与えて定着を行う定着装置では、圧縮空気を加熱ローラ表面に噴射することにより加熱ローラ表面の熱が奪われてしまい、定着装置としての定着能力を低下させ、定着不足や光沢ムラなどを引き起こし画像不良を発生させるという問題があった。
【０００７】
そこで、特許文献２に開示された発明では、技術的課題を解決するための一手段として、加熱ローラに噴射する圧縮空気を事前に加熱する。これにより、加熱ローラ表面の温度低下を防ぎ、定着に必要な設定温度から大きく低下させて、定着不足を引き起こしたり、画像光沢ムラを引き起こしたりすることのない構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平５−７１８６５号公報（第１図）
【特許文献２】特開２００７−９４３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２で開示された発明では、圧縮空気の流通経路内に加熱手段を設けている。この構成であると、乱流を発生させ圧損を引き起こし圧縮空気の噴射効率を下げる他、別途加熱手段を設けることにより、消費電力が増大し、また、装置が大型化するという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、消費電力を増大させることなく、かつ、空気噴射効率を下げることもなく、加熱部材の温度低下による画像加熱不足や加熱部材の傷つき、記録材の破損のないエアー分離装置を備えた画像加熱装置を大型化させることなく提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、回転可能な加熱部材と、前記加熱部材に当接して画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱するためのニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材を外側から加熱する外部加熱部材と、前記ニップ部を通過した記録材の先端を前記加熱部材から剥離するために、前記ニップ部よりも記録材搬送方向の下流側から前記加熱部材に向かって空気を吹き付けるエアー分離装置と、を有する画像加熱装置であって、前記エアー分離装置は、前記外部加熱部材の周辺に生じる加熱空気を回収する熱気回収ダクトを有し、前記熱気回収ダクトによって回収された加熱空気を前記加熱部材に吹き付けるように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、消費電力を増大させることなく、かつ、空気噴射効率を下げることもなく、加熱部材の温度低下による画像加熱不足や加熱部材の傷つき、記録材の破損のないエアー分離装置を備えた画像加熱装置を大型化させることなく提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例の画像加熱装置（定着装置）の横断右側面図
【図２】同装置を記録材入口側（装置正面側）から見た一部切欠きの斜視図
【図３】図２の一部の分解斜視図
【図４】同装置を記録材出口側（装置背面側）から見た一部切欠きの斜視図
【図５】画像形勢装置の一例の構成模型図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
【００１５】
［実施例］
＜画像形成部＞
図５は本発明に係る画像加熱装置を定着装置Ａとして搭載している画像形勢装置１００の一例の構成模型図である。この装置１００は複数の画像形成部が並設されているタンデム式の中間転写電子写真４色フルカラーのレーザープリンタであり、ホスト装置４００から中央制御部２００に入力する電気的画像情報（画像信号）に基づいて記録材Ｐにカラー画像を形成することができる。装置４００はパソコン（ＰＣ）、外部スキャナー（イメージリーダー）、ネットワーク上の端末、相手方ファクシミリ、ワードプロセッサ等であり、インターフェイス部を介して中央制御部２００に接続されている。
【００１６】
記録材（転写材）Ｐはトナー画像を形成することができる記録媒体であり、用紙・ＯＨＴシート・ラベル・布等のシート状の部材である。中央制御部２００はＣＰＵ（演算部）を含み、操作部３００やホスト装置４００との間で各種の電気的な情報の授受をする。そして、中央制御部２００は装置１００内の各機器の動作を監視及び制御し、装置１００のプリント動作（画像形成動作）を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。
【００１７】
装置１００の内部には、図面上、左側から右側にかけて順に第１乃至第４の４つの画像形成部ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫが水平方向（横方向）並べられて配設されている（タンデム型）。各画像形成部は現像器４に収容させた現像剤（以下、トナーと記す）の色が異なるだけで互いに同様の構成の電子写真画像形成機構である。
【００１８】
本例の各画像形成部は、それぞれ、静電潜像が形成される回転ドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと記す）１を有する。各ドラム１は矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。また、ドラム１に作用するプロセス手段としてのドラム帯電器２、画像露光装置３、現像器４、１次転写帯電器５、ドラムクリーナー６を有する。
【００１９】
帯電器２はドラム１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する帯電手段である。画像露光装置３は本実施例においてはレーザースキャナユニットである。ユニット３は、光源装置としての半導体レーザー、ポリゴンミラー、ｆθレンズ等を有し、各画像形成部の帯電処理されたドラム１の表面を、それぞれ、対応色の画像情報に応じて変調されたレーザー光Ｌで走査露光する。
【００２０】
即ち、ユニット３は、半導体レーザーから発せられたレーザー光をポリゴンミラーを回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、ｆθレンズによりドラム１の母線上に集光して露光する。これにより、各ドラム１の表面に、それぞれ、画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００２１】
現像器４はドラム１の表面に形成された静電潜像をトナー画像として可視化する現像手段であり、供給装置４ａよりトナーが所定量充填されている。画像形成部ＰＹの現像器４にはイエロー色（Ｙ色）のトナーが収容されている。画像形成部ＰＭの現像器４にはマゼンタ色（Ｍ色）のトナーが収容されている。画像形成部ＰＣの現像器４にはシアン色（Ｃ色）のトナーが収容されている。画像形成部ＰＫの現像器４にはブラック色（Ｋ色）のトナーが収容されている。クリーナー６はドラム１の表面の１次転写残トナーを除去するクリーニング手段である。
【００２２】
画像形成部ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫの下方部には中間転写ベルトユニット７が配設されている。ユニット７は、中間転写体としての可撓性を有するエンドレスのベルト８を有する。また、このベルト８を懸回張設している駆動ローラ９、２次転写対向ローラ１０、テンションローラ１１を有する。ベルト８はローラ９により矢印の時計方向にドラム１と同じ周速度をもって回転駆動される。
【００２３】
各画像形成部の１次転写帯電器５は本例においては転写ローラ（導電性の帯電ローラ）であり、ベルト８の内側に配設されている。そして、各転写ローラ５は、ローラ９とローラ１１との間のベルト部分を介して対応するドラム１の下面に対して圧接している。各ドラム１とベルト８との当接部（ニップ部）がそれぞれ１次転写部Ｔ１である。
【００２４】
ローラ１０にはベルト８を介して２次転写ローラ１２が圧接している。ローラ１２は導電性の帯電ローラである。ベルト８とローラ１２との当接部（ニップ部）が２次転写部Ｔ２である。また、ローラ１１のベルト巻回部にはクリーナー１３が配設されている。本例においてこのクリーナー１３はクリーニング部材としてクリーニングウエブ（不織布）を用い、これをベルト１２の表面に当接させてベルト表面の２次転写残トナー及び紙粉等の異物を拭い取るようにして除去している。
【００２５】
ユニット７の下方部には、それぞれ記録材Ｐを積載して収納している第１の給紙カセット１４Ａと第２の給紙カセット１４Ｂが上下２段に配設されている。カセット１４Ａ・１４Ｂから２次転写部Ｔ２に至る間には、給紙ローラ１５、搬送ローラ対１６、レジストローラ対１７、転写前ガイド１８を含む記録材搬送路１９が配設されている。また、２次転写部Ｔ２よりも記録材搬送方向下流側には定着手段としての定着装置Ａが配設されている。この定着装置Ａについては後述する。
【００２６】
フルカラー画像を形成するための動作は次のとおりである。各画像形成部ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫのドラム１が矢印の反時計方向に所定の制御速度で回転駆動される。ベルト８も矢印の時計方向（ドラム回転に順方向）にドラム１の速度に対応した速度で回転駆動される。ユニット３も駆動される。
【００２７】
この駆動に同期して、各画像形成部においてそれぞれ所定の制御タイミングで帯電器２がドラム１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する。ユニット３は各ドラム１の表面を各色の画像情報に応じて変調されたレーザー光Ｌで走査露光する。これにより、各ドラム１の表面に対応色の画像情報に応じた静電潜像が所定の制御タイミングをもって形成される。そして、その静電潜像が現像器４によりトナー画像として現像される。
【００２８】
上記のような電子写真画像形成プロセス動作により、画像形成部ＰＹのドラム１にはフルカラー画像のＹ色成分に対応するＹ色トナー画像が形成される。そして、そのトナー画像が転写部Ｔ１においてベルト８上に１次転写される。
【００２９】
画像形成部ＰＭのドラム１にはフルカラー画像のＭ色成分に対応するＭ色トナー画像が形成される。そのトナー画像が転写部Ｔ１において、ベルト８上にすでに転写されているＹ色トナー画像に重畳されて１次転写される。
【００３０】
画像形成部ＰＣのドラム１にはフルカラー画像のＣ色成分に対応するＣ色トナー画像が形成され、そのトナー画像が転写部Ｔ１において、ベルト８上にすでに転写されているＹ色＋Ｍ色のトナー画像に重畳されて１次転写される。
【００３１】
画像形成部ＰＫのドラム１にはフルカラー画像のＫ色成分に対応するＫ色トナー画像が形成される。そして、そのトナー画像が転写部Ｔ１において、ベルト８上にすでに転写されているＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色のトナー画像に重畳されて１次転写される。
【００３２】
各画像形成部において、ドラム１からベルト８へのトナー画像の１次転写は、ローラ５に対して電源部（不図示）からトナーの正規帯電極性とは逆極性で所定電位の帯電バイアスが印加されることによる電界と転写部のニップ圧力によりなされる。かくして、ベルト８上にＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色の４色フルカラーの未定着トナー画像が合成形成される。各画像形成部において、ベルト８に対するトナー画像の１次転写後のドラム１面に残留したトナーはクリーナー６により除去される。
【００３３】
一方、所定の制御タイミングで給紙ローラ１５が駆動される。これにより、カセット１４Ａまたは１４Ｂに積載されている記録材Ｐが１枚分離給送される。そして、記録材Ｐは、搬送路１９を通ってレジストローラ対１７に至る。ローラ対１７は中央制御部２００で制御されるモーター（不図示）により回転、回転停止される。ローラ対１７は搬送路１９を搬送される記録材Ｐの先端部を一旦受け止めて記録材Ｐの斜行を矯正するとともに、所定の制御タイミングでその記録材Ｐを送り出す。送り出された記録材Ｐは転写前ガイド１８により２次転写部Ｔ２に導入される。
【００３４】
そして、記録材Ｐは２次転写部Ｔ２を挟持搬送されていく過程において、ベルト８上の４色フルカラーの未定着トナー画像の転写（２次転写）を順次に受ける。この２次転写は、ローラ１２に対して電源部（不図示）からトナーの正規帯電極性とは逆極性で所定電位の帯電バイアスが印加されることによる電界と転写部のニップ圧力によりなされる。
【００３５】
記録材Ｐに対するトナー画像転写後のベルト面は引き続くベルト８の回転によりクリーナー１３に至り、２次転写残トナー及び紙粉等の異物の除去を受けて清掃されて繰り返して画像形成に供される。本例においてクリーナー１３はクリーニング部材としてクリーニングウエブ（不織布）を用い、これをベルト８の表面に当接してトナー及び紙粉等の異物を拭い取るようにしている。
【００３６】
転写部Ｔ２を通過した記録材Ｐはベルト８の面から順次に分離されて搬送路２０を通って定着装置Ａに導入される。記録材Ｐは定着装置Ａの定着ニップ部で挟持搬送されて加熱及び加圧されることにより未定着トナー画像が固着像として定着される。
【００３７】
定着装置Ａを出た記録材Ｐは、片面画像形成モードの場合には、第１姿勢に制御されている第１フラッパ２１により排出搬送路２２側に導入されて排出口２３から排出トレイ２４に排出、積載される。
【００３８】
両面画像形成モードの場合には、定着装置Ａを出た第１面側画像形成済みの記録材Ｐが第２姿勢に制御されている第１フラッパ２１により反転搬送路２５側に案内され、更に第１姿勢に制御されている第２フラッパ２６によりスイッチバック搬送路２７に導入される。そして、記録材Ｐはスイッチバック搬送されて第２姿勢に制御された第２フラッパ２６により両面搬送経路２８に導入される。
【００３９】
さらに記録材Ｐは両面搬送経路２８から再び搬送路１９に導入されて、レジストローラ対１７、転写前ガイド１８を経由して表裏反転された状態にて２次転写部Ｔ２に導入される。これにより記録材Ｐの第２面に対して転写部Ｔ２にてトナー画像の転写がなされる。
【００４０】
以後は、第１面に対する画像形成動作と同様に記録材Ｐは、搬送路２０、定着装置Ａ、排出搬送路２２、排出口２３を通って両面画像形成物として排出トレイ２４に排出、積載される。また、モノクロなどモノカラー画像形成モードの場合には、その画像を形成するための画像形成部だけが画像形成動作して片面又は両面のモノカラー画像形成物が排出トレイ２４に排出、積載される。
【００４１】
＜定着装置Ａ＞
図１は定着装置Ａの横断右側面図、図２は同装置Ａを記録材入口側（装置正面側）から見た一部切欠きの斜視図、図３は図２の一部の分解斜視図である。図４は同装置Ａを記録材出口側（装置背面側）から見た一部切欠きの斜視図である。
【００４２】
本例の定着装置Ａは熱ローラ方式の装置であり、回転可能な加熱部材としての加熱ローラ３０１と、この加熱ローラ３０１に圧接して挟持部としての定着ニップ部Ｎを形成する回転可能な加圧部材としての加圧ローラ３０３を有する。また、ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向Ｚの上流側にはニップ部Ｎに記録材Ｐを案内する入口ガイド３０７が配設されている。
【００４３】
また、ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐの先端を加熱ローラ３０１から分離するために、ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向Ｚの下流側から加熱ローラ３０１に向かって空気を吹き付ける第１のエアー分離装置３７０が設けられている。
【００４４】
また、ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐの先端を加圧ローラ３０３から分離するために、ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向Ｚの下流側から加圧ローラ３０３に向かって空気を吹き付ける第２のエアー分離装置３８０が設けられている。
【００４５】
（１）加熱ローラ３０１
加熱ローラ３０１は、アルミニウムからなる中空の芯金３０１ａを基体とし、その外周面にシリコーンゴム層（弾性層）３０１ｂとＰＦＡチューブからなる剥離層３０１ｃを順次に積層した複合層構造のローラである。該ローラ３０１は左右側の端部を装置フレーム（筺体、シャーシー）３００の左右の側板３００Ｌ・３００Ｒ間にベアリング（軸受部材）３９０を介して回動自在に取り付けられている。
【００４６】
芯金３０１ａの内部には内部加熱減としての加熱ヒータ３０２が設けられている。ローラ３０１は、適正な温度、例えば１８０℃程度に保つために基本的にはヒータ３０２により内部から加熱されて温調（温度調節）される。
【００４７】
また、ローラ３０１の外側には、ローラ３０１に外面に圧接してローラ３０１を外周面側から加熱するための外部加熱部材（補助加熱部材）が配設されている。本例において、外部加熱部材は加熱ローラ３０１の上半面側に加熱ローラ３０１に対して並行に配設した並行２本の外部加熱ローラ３０８ａ・３０８ｂである。ローラ３０８ａ・３０８ｂは共通に枠体３３０に回転可能に配設されている。
【００４８】
枠体３３０は、装置フレーム３００の左右の側板３００Ｌ・３００Ｒ間に枢軸３３１を中心に揺動可能に支持されて配設されている。そして、枠体３３０は、加圧手段としての加圧ばね（弾性部材）３０９により、枢軸３３１を中心に加熱ローラ３０１の側に回動付勢されている。これにより、ローラ３０８ａ・３０８ｂが加熱ローラ３０１の外面に対して弾性的に押圧された状態にされている。
【００４９】
ローラ３０８ａ・３０８ｂの内部にはローラ３０８ａ・３０８ｂを加熱するための加熱ヒータ３１０ａ・３１０ｂが設けられている。ローラ３０８ａ・３０８ｂは、加熱ローラ３０１よりも高温の適正な温度、例えば２３０℃程度に保つためにヒータ３１０ａ・３１０ｂにより内部から加熱される。ローラ３０８ａ・３０８ｂは加熱ローラ３０１の温度立ち上げを迅速化すると共に、画像定着に伴う加熱ローラ３０１の表面温度低下をローラ外面側からの熱補給にて迅速に回復させる役目をしている。
【００５０】
ローラ３０８ａ・３０８ｂの外面にはそれぞれ該ローラ３０８ａ・３０８ｂをクリーニングするクリーニングローラ３１１ａ・３１１ｂが押圧された状態で枠体３３０に回転可能に配設されている。
【００５１】
（２）加圧ローラ３０３
加圧ローラ３０３は加熱ローラ３０１の下側に加熱ローラ３０１に並行に配設されている。ローラ３０３は、鉄からなる中空の芯金３０３ａを基体とし、その外周面にシリコーンゴム層３０３ｂとＰＦＡチューブからなる剥離層３０３ｃを順次に積層した複合層構造のローラである。ローラ３０３は左右側の端部を枠体３４０の左右の側板間にベアリング（軸受部材：不図示）を介して回動自在に取り付けられている。
【００５２】
枠体３４０は、装置フレーム３００の左右の側板３００Ｌ・３００Ｒ間に枢軸３４１を中心に揺動可能に支持されて配設されている。枠体３４０は、枠体３４０側のコロ３０６に対する加圧カム３０５の回転角が中央制御部２００で制御されることで、枢軸３４１を中心に、ローラ３０３がローラ３０１に対して所定の圧力で押圧する方向と、押圧を解除する方向と、に揺動される。ローラ３０３がローラ３０１に対して所定の圧力で押圧する方向に枠体３４０が揺動された状態において、ローラ３０１とローラ３０３との間に記録材搬送方向Ｚに関して所定幅に定着ニップ部Ｎが形成される。
【００５３】
ローラ３０３の内部には、加熱ヒータ３０４が設けられている。ローラ３０３は、適正な温度、例えば１５０℃程度に保つためにヒータ３０４により内部から加熱される。
【００５４】
（３）定着動作
中央制御部２００は画像形成スタート信号に基づいて画像形成シーケンス制御を開始する。定着装置Ａについては、ローラ３０３をローラ３０１に圧接する制御をする。また、ローラ３０１を駆動手段（不図示）により図１において矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動する。ローラ３０８ａ・３０８ｂ及びローラ３０３はローラ３０１の回転に従動して回転する。ローラ３１１ａ・３１１ｂはそれぞれローラ３０８ａ・３０８ｂの回転に従動して回転する。
【００５５】
また、中央制御部２００はヒータ３０２、３０４、３１０ａ、３１０ｂに対して電力を供給して、ローラ３０１、ローラ３０４、ローラ３０８ａ・３０８ｂをそれぞれ所定の温度に立ち上げる。そして各ローラの温度がそれぞれ所定の温度に温調されるように、ヒータ３０２、３０４、３１０ａ、３１０ｂに対する電力の供給を制御する。
【００５６】
上記の状態において、画像形成部側から未定着画像Ｔを担持した記録材Ｐが定着装置Ａに搬送される。記録材Ｐは入口ガイド３０７にガイドされてニップ部Ｎに進入して挟持搬送される。記録材Ｐの未定着画像担持面がローラ３０１に対面する。この挟持搬送により、記録材上の未定着画像Ｔがローラ３０１及びローラ３０３からの熱とニップ部Ｎの圧力により記録材面に定着される。
【００５７】
ニップ部Ｎを出てローラ３０１に張り付いた状態の記録材Ｐは（４）項で詳述する第１のエアー分離装置３７０によりローラ３０１から分離（剥離）される。また、本実施例においては、ニップ部Ｎを出てローラ３０３に張り付いた状態の記録材Ｐは第２のエアー分離装置３８０によりローラ３０３から分離される。
【００５８】
ニップ部Ｎを出てローラ３０１とローラ３０３から分離された記録材Ｐは上下の搬送ガイド３１９ａ・３１９ｂで形成された搬送路（上流側搬送路）３１９を通って搬送ローラ対３１８に挟持されて中継ぎ搬送される。そして搬送路（下流側搬送路）３２０を通って出口部３５０から定着装置Ａの外側に送りだされる。
【００５９】
（４）エアー分離装置３７０・３８０
ニップ部Ｎの記録材搬送方向Ｚの下流側には、ローラ３０１の表層に貼り付いた記録材Ｐを剥離させるための第１のエアー分離装置３７０が配置されている。また、ローラ３０３の表層に貼り付いた記録材Ｐを剥離させるための第２のエアー分離装置３８０が配置されている。
【００６０】
（４−１）第１のエアー分離装置３７０
第１のエアー分離装置３７０は、ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐの先端をローラ３０１から分離するために、ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向Ｚの下流側からローラ３０１に向かって空気を吹き付けるエアー吹き出し口３１２を有する。また、口３１２にエアーを送るためのファン３１４とダクト３１６を有する。口３１２はローラ３０１の長手方向（回転軸線方向）を長手とする細長いスリット状の開口である。また、本実施例においては、第１のエアー分離装置３７０は、ローラ３０１の長手方向に沿って３つのファン３４１とダクト３１６を有する。
【００６１】
本実施例においては、ローラ３０１よりも高い温度で温調されているローラ３０８ａ・３０８ｂの加熱された雰囲気エアーを分離エアーに使用する。そのために、第１のエアー分離装置３７０は、ローラ３０８ａ・３０８ｂの上部に配設した熱気回収ダクト３２１を有する。ダクト３２１は、ローラ３０８ａ・３０８ｂの表層に接することでローラ３０８ａ・３０８ｂの周辺に生じた２００℃以上まで加熱された加熱空気（熱気、暖気）を回収し、ファン３１４へ加熱空気を案内する。
【００６２】
ダクト３２１は加熱空気の温度を保持するために断熱効果のある樹脂もしくは断熱材をその内部に設けるように構成され、加熱空気の温度を維持したままファン３１４へ加熱空気を案内するように配置される。ダクト３２１はその一端の開口部３２１ａがファン３１４の吸気口３１４ａへ接続され、他端の開口部３２１ｂはローラ３０８ａ・３０８ｂを囲んで位置するように配置されている。
【００６３】
ファン３１４が駆動されることによって、ダクト３２１内の加熱空気が開口部３２１ａ・３１４ａからダクト３１６内に取り込まれ、口３１２から出る。これによって、ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向Ｚの下流側からローラ３０１に向かってダクト３２１内の加熱空気が吹き付けらて、ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐの先端がローラ３０１から分離される。
【００６４】
ダクト３２１はローラ３０８ａ・３０８ｂとローラ３０１の表層を仕切る仕切り板３２１ａを備える。即ち、ダクト３２１はローラ３０１を含む空間部（第１の部屋）３２２とローラ３０８ａ・３０８ｂを含む空間部（第２の部屋）３２３とを区画する仕切り板３２１ａを有する。第１の部屋３２２は、ローラ３０１の表層に接することで１６０℃前後に加熱された加熱空気エリアである。第２の部屋３２３は、ローラ３０８ａ・３０８ｂに接することで２００℃前後に加熱された加熱空気エリアである。
【００６５】
仕切り板３２１ａの先端部（＝ダクト３１６の他端の開口部３２１ｂ）は第１の部屋３２２から、もしくはその他外部からの雰囲気の吸入を妨げるために、ローラ３０８ａ・３０８ｂの表層から５ｍｍ以内のクリアランスで位置することが望ましい。もしくはローラ３０８ａ・３０８ｂの表面に接するように可撓性部材（不図示）が取り付けられ第２の部屋３２３を実質的に独立空間として構成することが好ましい。
【００６６】
上記の構成の装置Ａは、特に消費電力を増大させることなく記録材の分離に用いられる圧縮空気をローラ３０１の温度以上にすることが可能になり、加熱ローラ表面温度を容易に保つことが出来る。そのため、ローラ３０１の温度低下による定着不足を引き起こすことなく、安定した定着作用を持続させながら、ローラ３０１の傷つきや記録材の破損のない加熱ローラ３０１からの記録材分離を実施することができる。また、噴射効率を上げることで分離能力を向上させ、かつ、空気加熱手段を別途設ける必要がないため装置の小型化が可能になる。
【００６７】
また、本実施例においては、第１のエアー分離装置３７０によってローラ３０１に吹き付けられた加熱空気を装置外部に排出することなく、ダクト３２１に戻して循環させるための熱気戻しダクト３２４を配設している。これにより、加熱空気を循環利用してローラ３０１への分離エアーの吹き付けによる加熱ローラ表層の温度低下をより効果的に防ぐようにしている。
【００６８】
即ち、本実施例においては、ダクト３２４は、図２・図３のように、装置Ａの左側面側に配設されている。装置フレーム３００の左側板３００Ｌには搬送路３１９に対応する位置に加熱空気の出口３００Ｌａが形成されている。また、ダクト３２１の左側板３２１Ｌには、ローラ３０８ａ・３０８ｂに対応する位置に加熱空気の入口３２１Ｌａが形成されている。
【００６９】
ダクト３２４は上記の出口３００Ｌａと入口３２１Ｌａとを連通させるダクトであり、一端部側に上記の出口３００Ｌａに対応して接続される第１の開口部３２４ａを、他端部側に上記の入口３２１Ｌａに対応して接続される第２の開口部３２４ｂを有する（図３）。
【００７０】
第１のエアー分離装置３７０によって加熱ローラ３０１に吹き付けられた加熱空気は、ファン３１４の駆動によるダクト３２１内の負圧により、搬送路３１９内を出口３００Ｌａ側に流れる。そして、第１の開口部３２４ａから熱気戻しダクト３２４に入り、第２の開口部３２４ｂ・入口３２１Ｌａから、熱気回収ダクト３２１に戻されて循環利用される。
【００７１】
加熱された空気を循環して使用することが可能になるため、装置Ａからの排熱による画像形成装置本体の昇温を抑える事が可能になる。空気の循環を行うための新たな循環装置による消費電力の増大を必要とせず、さらなる画像形成装置の省電力化が可能になる。
【００７２】
以上の構成により、１６０℃前後に加熱された加熱空気エリアである第１の部屋３２２の加熱空気をローラ３０１の表層に留めることで第１の部屋３２２へのフレッシュエアーの流入を抑制する。これにより、ローラ３０１の表層のフレッシュエアーの流入による温度低下を防ぎつつ、２００℃前後に加熱された加熱空気については循環利用することでローラ３０１への分離エアーの吹き付けによる加熱ローラ表層の温度低下を防ぐ。
【００７３】
また、本実施例においては、第１のエアー分離装置３７０は、ローラ３０１の長手方向（回転軸線方向）に沿って３つのファン３４１を配設している。そして、その各ファン３４１を、ローラ３０１の回転駆動力を駆動伝達手段を介して伝達して駆動するようにしている。
【００７４】
即ち、図４のように、ファン３１４はファン軸３２５がファン３１４の背面から突出するように設けられ、突出部には駆動プーリー３２６が取り付けられる。プーリー３２６にはファン軸３２５に回転駆動を伝達するためのベルト３２７が接続される。ベルト３２７への回転駆動は、加熱ローラ３０１を回転駆動するための加熱ローラ駆動ギア３２８から駆動列３２９（駆動伝達手段）を介して伝達される。これにより、各ファン３４１に対してローラ３０１の回転駆動力が駆動伝達手段３２９を介して伝達されて各ファン３４１が駆動される。
【００７５】
これにより、エアー分離装置３７０を駆動するための新たな駆動源による消費電力の増大を必要とせず、さらなる画像形成装置の省電力化が可能になる。
【００７６】
（４−２）第２のエアー分離装置３８０
第２のエアー分離装置３８０は、ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐの先端を加圧ローラ３０３から分離するために、ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向Ｚの下流側からローラ３０３に向かって空気を吹き付けるエアー吹き出し口３１３を有する。また、口３１３にエアーを送るためのファン３１４とダクト３１６を有する。口３１２はローラ３０３の長手方向を長手とする細長いスリット状の開口である。また、本実施例においては、第２のエアー分離装置３８０は、ローラ３０３の長手方向に沿って４つのファン３４５とダクト３１７を有する。
【００７７】
各ファン３４５の駆動は本実施例においてはモータ（不図示）で行っている。第１のエアー分離装置３７０のファン３１４と同様にローラ３０１或いはローラ３０３の駆動力を利用して駆動する構成にすることもできる。各ファン３４５の駆動により外気がダクト３１６内に取り込まれて、吹き出し口３１３から出る。
【００７８】
これによって、ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向Ｚの下流側からローラ３０３に向かってダクト３２６内の空気が吹き付けられて、ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐの先端がローラ３０３から分離される。口３１３から出た空気は搬送路３１９を通る記録材Ｐの下面にあたって大部分が装置フレーム３００の外部に抜け出る。
【００７９】
この第２のエアー分離装置３８０の口３１３から出す空気も第１のエアー分離装置３７０のように、ローラ３０８ａ・３０８ｂ或いはローラ３０１或いはローラ３０３の熱で暖められた加熱空気を利用する構成にすることもできる。
【００８０】
なお、第２のエアー分離装置３８０は必要に応じて配設すればよく、配設しなくてもよい。回転可能な加熱部材３０１はローラ体に限られず、エンドレスのベルト体であってもよい。外部加熱部材３０８ａ・３０８ｂは加熱部材３０１に非接触で加熱部材３０１を加熱する部材とすることもできる。また、加圧部材３０３はローラのような回転体に限られない。加圧パッド部材のような非回転の固定の加圧部材とした装置構成にすることもできる。
【００８１】
本発明の画像加熱装置は実施例の定着装置に限られず、記録材に定着された画像を加熱加圧することにより画像の光沢度を増大させる光沢度増大装置等として用いることができる。
【符号の説明】
【００８２】
Ａ・・画像加熱装置、３０１・・加熱部材、３０３・・加圧部材、３０８ａ・３０８ｂ・・外部加熱部材、Ｎ・・ニップ部、Ｐ・・記録材、Ｔ・・画像、Ｚ・・記録材搬送方向、３７０・・エアー分離装置、３２１・・熱気回収ダクト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な加熱部材と、前記加熱部材に当接して画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱するためのニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材を外側から加熱する外部加熱部材と、前記ニップ部を通過した記録材の先端を前記加熱部材から剥離するために、前記ニップ部よりも記録材搬送方向の下流側から前記加熱部材に向かって空気を吹き付けるエアー分離装置と、を有する画像加熱装置であって、
前記エアー分離装置は、前記外部加熱部材の周辺に生じる加熱空気を回収する熱気回収ダクトを有し、前記熱気回収ダクトによって回収された加熱空気を前記加熱部材に吹き付けるように構成したことを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
前記エアー分離装置によって前記加熱部材に吹き付けられた加熱空気を前記熱気回収ダクトに戻して循環させるための熱気戻しダクトが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
【請求項３】
前記エアー分離装置は前記加熱部材の駆動力が駆動伝達手段を介して伝達されて駆動されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像加熱装置。
【請求項４】
前記外部加熱部材は前記加熱部材に圧接して加熱部材を加熱し、加熱部材よりも高温に制御されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像加熱装置。
【請求項５】
前記熱気回収ダクトは前記加熱部材を含む空間部と前記外部加熱部材を含む空間部とを区画する仕切り板を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の画像加熱装置。
【請求項１】
回転可能な加熱部材と、前記加熱部材に当接して画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱するためのニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材を外側から加熱する外部加熱部材と、前記ニップ部を通過した記録材の先端を前記加熱部材から剥離するために、前記ニップ部よりも記録材搬送方向の下流側から前記加熱部材に向かって空気を吹き付けるエアー分離装置と、を有する画像加熱装置であって、
前記エアー分離装置は、前記外部加熱部材の周辺に生じる加熱空気を回収する熱気回収ダクトを有し、前記熱気回収ダクトによって回収された加熱空気を前記加熱部材に吹き付けるように構成したことを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
前記エアー分離装置によって前記加熱部材に吹き付けられた加熱空気を前記熱気回収ダクトに戻して循環させるための熱気戻しダクトが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
【請求項３】
前記エアー分離装置は前記加熱部材の駆動力が駆動伝達手段を介して伝達されて駆動されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像加熱装置。
【請求項４】
前記外部加熱部材は前記加熱部材に圧接して加熱部材を加熱し、加熱部材よりも高温に制御されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像加熱装置。
【請求項５】
前記熱気回収ダクトは前記加熱部材を含む空間部と前記外部加熱部材を含む空間部とを区画する仕切り板を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の画像加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−５３１４０（Ｐ２０１２−５３１４０Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９３７０４（Ｐ２０１０−１９３７０４）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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