JP2017111162A - 定着装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加圧回転体の外周面に当てられた後の空気や、加圧回転体の外周面に当てられる前の空気が、意図せぬ方向に不均一に流れて、記録媒体の搬送性に影響してしまったり、空冷すべきでない他の部材を空冷してしまったり、加圧回転体をムラなく効率的に空冷できなかったりする不具合が生じにくい、定着装置、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】加圧ローラ３１（加圧回転体）の外周面に空気を当てて冷却する冷却機構５０〜５２や、加圧ローラ３１の外周面に当てられる前の空気や外周面に当てられた後の空気が流れる方向や量を制限する整風板５５、５６が設けられている。そして、整風板５５、５６は、加圧ローラ３１の外周面に対して隙間をあけて対向する先端部５５ｂ、５６ｂが、加圧ローラ３１の外周面の形状に沿うように形成されている。
【選択図】図２

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、そこに設置される定着装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置に設置される定着装置において、加圧ローラ（加圧回転体）の表面温度が上昇してホットオフセット画像が生じたり加圧ローラが熱膨張や熱劣化したりする不具合を防止するために、冷却機構（冷却手段）によって加圧ローラの表面を空冷する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、定着装置は、定着ベルト、定着ローラ等の定着回転体に対して、加圧ローラ、加圧ベルト等の加圧回転体が圧接して、記録媒体が搬送されるニップ部が形成されている。そして、定着回転体と加圧回転体との間（ニップ部である。）に記録媒体が搬送されて、記録媒体上のトナー像が定着される。
そして、特許文献１では、冷却機構（冷却手段）によって加圧回転体の下方の位置を通過するように空気を流動させて、加圧回転体の外周面に空気を当てて冷却している。

上述した従来の定着装置は、冷却機構によって加圧回転体の表面を空冷しているため、加圧回転体の表面温度が上昇してホットオフセット画像が生じたり加圧回転体が熱膨張や熱劣化したりする不具合を防止する効果が期待できる。
しかし、加圧回転体の外周面に当てられた後の空気や、加圧回転体の外周面に当てられる前の空気が、意図せぬ方向に流れて、記録媒体の搬送性に影響してしまったり、空冷すべきでない他の部材（例えば、定着回転体や温度センサである。）を空冷してしまったり、加圧回転体を効率的に空冷できなかったりする可能性があった。

このような不具合を解決するために、加圧回転体の外周面に微小な隙間をあけて対向するように整風板を設置して、加圧回転体の外周面に当てられた後の空気や、加圧回転体の外周面に当てられる前の空気が、流れる方向や量を制限するように構成する方策が考えられる。
しかし、その場合、加圧回転体と整風板との間に形成される隙間が幅方向にわたって不均一になってしまって、上述したような不具合が充分に解決できなくなる可能性がある。特に、加圧回転体の冷却にムラが生じてしまったり、空冷すべきでない他の部材が局所的に空冷されてしまったりする可能性がある。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、加圧回転体の外周面に当てられた後の空気や、加圧回転体の外周面に当てられる前の空気が、意図せぬ方向に不均一に流れて、記録媒体の搬送性に影響してしまったり、空冷すべきでない他の部材を空冷してしまったり、加圧回転体をムラなく効率的に空冷できなかったりする不具合が生じにくい、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明の定着装置は、トナー像を加熱して記録媒体上に定着する定着回転体と、前記定着回転体に圧接することで記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、前記加圧回転体の外周面に空気を当てて冷却する冷却機構と、前記加圧回転体の外周面との間に隙間をあけて対向するように構成されて、前記加圧回転体の外周面に当てられる前の空気、又は、前記加圧回転体の外周面に当てられた後の空気、が流れる方向又は量を制限する整風板と、を備え、前記整風板は、前記加圧回転体の外周面に対向する先端部が、前記加圧回転体の外周面の形状に沿うように形成されたものである。

本発明によれば、加圧回転体の外周面に当てられた後の空気や、加圧回転体の外周面に当てられる前の空気が、意図せぬ方向に不均一に流れて、記録媒体の搬送性に影響してしまったり、空冷すべきでない他の部材を空冷してしまったり、加圧回転体をムラなく効率的に空冷できなかったりする不具合が生じにくい、定着装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 定着装置を示す構成図である。 定着ベルトに対して加圧ローラが離間した状態を示す図である。 冷却機構を示す斜視図である。 整風板を示す斜視図である。 （Ａ）加圧ローラと整風板とを幅方向に示す概略図と、（Ｂ）整風板の先端部の近傍を示す拡大図と、である。 変形例としての定着装置における、（Ａ）整風板を示す斜視図と、（Ｂ）加圧ローラと整風板とを幅方向に示す概略図と、である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１にて、画像形成装置１における全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、６は定着工程後の記録媒体Ｐを搬送する搬送ローラ対、７は記録媒体Ｐ（用紙）が収容される給紙装置（給紙部）、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に重ねて転写する１次転写バイアスローラ、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。

また、１６は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための２次転写バイアスローラ、１９は２次転写工程後の記録媒体Ｐを定着装置２０に向けて搬送する搬送ベルト、２０は記録媒体Ｐ上のトナー像（未定着画像）を定着するベルト方式の定着装置、８０は両面プリントをおこなうときにオモテ面へのプリントが終了した記録媒体Ｐを画像形成部に向けて搬送する両面搬送部、を示す。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の反時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙの表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍの表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃの表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫの表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように１次転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、１次転写バイアスローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。

そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の時計方向に走行して、２次転写バイアスローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写バイアスローラ１８との対向位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７の表面は、中間転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１６に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。

ここで、中間転写ベルト１７と２次転写バイアスローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送される記録媒体Ｐは、給紙装置７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙装置７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９（タイミングローラ）に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。

そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルト１９によって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ベルトと加圧ローラとのニップ部にて、カラー画像（トナー）が記録媒体Ｐ上に定着される（定着工程である。）。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、搬送ローラ対６によって搬送された後に、排紙ローラ対によって装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

なお、記録媒体Ｐの両面（オモテ面とウラ面とである。）へのプリントをおこなう「両面プリントモード」が選択されている場合には、オモテ面への定着工程が終了した記録媒体Ｐは、そのまま排紙されることなく、両面搬送部８０に導かれて、そこで搬送方向が反転された後に、再び２次転写バイアスローラ１８の位置に向けて搬送される。そして、２次転写バイアスローラ１８の位置で先に説明したものと同様の作像プロセスによって記録媒体Ｐのウラ面への画像形成がおこなわれ、その後に定着装置２０での定着工程を経て、搬送ローラ対６で搬送された後に、排紙ローラ対によって装置本体１外に出力画像として排出される。

次に、図２にて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、定着装置２０は、定着補助ローラ２２、加熱ローラ２３、定着回転体としての定着ベルト２１、テンションローラ２４、加圧回転体としての加圧ローラ３１、定着ベルト２１用の温度センサ４０、加圧ローラ用の温度センサ４５（温度検知手段）、入口ガイド板３４、出口ガイド板３５、冷却機構５０〜５２、整風板５５、５６、移動機構６０（図３を参照できる。）、等で構成される。

ここで、定着回転体としての定着ベルト２１は、樹脂材料からなるベース層上に、弾性層、離型層が順次積層された多層構造の無端状ベルトである。定着ベルト２１の弾性層は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ベルト２１の離型層は、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等で形成されている。定着ベルト２１の表層に離型層を設けることにより、トナー（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保されることになる。定着ベルト２１は、３つのローラ（定着補助ローラ２２と加熱ローラ２３とテンションローラ２４とである。）に張架・支持されて、図２中の矢印方向に走行（回転）する。テンションローラ２４は、定着ベルト２１の内周面に当接していて、定着ベルト２１に所定の張力を与えている。定着回転体として熱容量の低い定着ベルト２１を用いることで、装置の昇温特性が向上する。

定着補助ローラ２２は、ＳＵＳ３０４等の芯金２２ａ上に、層厚が１５ｍｍ程度の発泡シリコーンゴムからなる弾性層２２ｂ（アスカーＣ硬度が２５〜５０程度のものである。）が形成されたローラであって、加圧回転体としての加圧ローラ３１に定着ベルト２１を介して圧接してニップ部を形成する。弾性層２２ｂを発泡材料で形成することで、ニップ部におけるニップ幅（ニップ量）を比較的大きく設定できるとともに、定着ベルト２１の熱が定着補助ローラ２２に移行しにくくなる。定着補助ローラ２２は、その軸部が駆動モータに連結されていて、図２中の時計方向に回転駆動される。
なお、本実施の形態では、弾性層２２ｂの材料として発泡シリコーンゴムを用いたが、弾性層２２ｂの材料としてフッ素ゴム、シリコーンゴム等を用いることもできる。

加熱ローラ２３は、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属材料からなる中空構造のローラであって、その円筒体の内部には加熱手段としてのヒータ２５（熱源）が固設されている。なお、加熱ローラ２３は、耐食性を向上させるために、その表面にアルマイト処理が施されている。
加熱ローラ２３のヒータ２５は、ハロゲンヒータであって、その両端部が定着装置２０の側板に固定されている。そして、装置本体１に設置された電源部（交流電源）により出力制御されたヒータ２５からの輻射熱によって加熱ローラ２３が加熱されて、さらに加熱ローラ２３によって加熱された定着ベルト２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像に熱が加えられる。ヒータ２５（加熱手段）の出力制御は、定着ベルト２１の表面に非接触で対向する温度センサ４０（サーモパイル）によるベルト表面温度の検知結果に基づいておこなわれる。詳しくは、温度センサ４０の検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、電源部からヒータ２５に交流電圧が印加される。このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度（目標制御温度）に調整制御することができる。

また、加圧回転体としての加圧ローラ３１は、主として、芯金３２と、芯金３２の外周面に接着層を介して形成された弾性層３３（層厚が比較的厚く設定されたものである。）と、からなる。加圧ローラ３１の弾性層３３は、フッ素ゴム、シリコーンゴム等のソリッドゴム材料で形成されている。そして、加圧ローラ３１は、定着ベルト２１を介して定着補助ローラ２２に圧接する。こうして、加圧ローラ３１と定着ベルト２１との間に、所望のニップ部（定着ニップ部）が形成される。
なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。また、加圧ローラ３１の外周面にシリコーンオイルなどが含浸されたクリーニングローラを摺接させることもできる。

図２を参照して、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との当接部（ニップ部である。）の入口側には、記録媒体Ｐのニップ部に向けての搬送を案内する入口ガイド板３４が配設されている。
また、定着ベルト２１と加圧ローラ３１とのニップ部の出口側（ニップ部に対して搬送方向下流側の位置）には、ニップ部から送出された記録媒体Ｐの搬送を案内する出口ガイド板３５が配設されている。

図３を参照して、移動機構６０（接離機構）は、定着ベルト２１（定着回転体）に対して加圧ローラ３１（加圧回転体）を接離方向（図２の白矢印方向である。）に移動させるものである。すなわち、移動機構６０を動作させて、定着工程をおこなうための所望のニップ部が形成されるように図２に示すように定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）に対して加圧ローラ３１を所定のニップ圧で当接させたり、図３に示すように定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）に対して加圧ローラ３１を離間させたり（又は、ニップ圧を減じたり）、する。
図３に示すような、加圧ローラ３１を離間させる動作（又は、ニップ圧を減ずる動作）は、非画像形成時（非定着工程時）におこなわれる。すなわち、画像形成時（定着工程時）には図２に示すように加圧ローラ３１を当接状態にして、非画像形成時（非定着工程時）には図３に示すように加圧ローラ３１を離間状態にするように、移動機構６０を制御することになる。このように動作する移動機構６０（接離機構）としては、制御部によって制御されるモータ駆動によって加圧ローラ３１を上下動させるカム機構を用いたものなど、公知のものを用いることができる。
このように構成・動作することにより、定着装置２０が稼働停止した状態で加圧ローラ３１の当接状態が長時間続いて、定着補助ローラ２２の弾性層２２ｂや、加圧ローラ３１の弾性層３３に、永久歪が生じてしまう不具合を防止することができる。
なお、本実施の形態における定着装置２０には、冷却機構５０〜５２や整風板５５、５６や加圧ローラ用の温度センサ４５（温度検知手段）が設置されているが、これらについては後で詳しく説明する。

以下、定着装置２０の、通常の通紙時の動作について説明する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、電源部からヒータ２５に交流電圧が印加（給電）されるとともに、駆動モータによって定着補助ローラ２２が回転駆動されて、それぞれの部材同士の摩擦抵抗によって定着ベルト２１、加熱ローラ２３、加圧ローラ３１が図２中の矢印方向に回転（従動）する。
その後、給紙装置７から記録媒体Ｐが給送されて、２次転写バイアスローラ１８の位置でトナー像が記録媒体Ｐ上に未定着画像として担持される。未定着画像（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、図２の一点鎖線の矢印方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。そして、定着ベルト２１による加熱と、定着ベルト２１（定着補助ローラ２２）及び加圧ローラ３１の押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像が定着される。その後、回転する定着ベルト２１及び加圧ローラ３１によってそのニップ部から送出された記録媒体Ｐは、出口ガイド板３５に案内されながら一点鎖線の矢印方向に搬送される。

以下、本実施の形態における定着装置２０の、特徴的な構成・動作について説明する。
図２、図３等を参照して、本実施の形態における定着装置２０には、加圧ローラ３１（加圧回転体）の外周面に空気を当てて、その外周面を冷却（空冷）する冷却機構５０〜５２が設けられている。
この冷却機構は、図２、図３に示すように、送風機５０（ブロア）、ダクト５１（冷却ダクト）、排気ダクト５２、等で構成されている。
送風機５０（ブロア）は、定着装置２０の外部から空気を吸引するものであって、吸引した空気を吐出する吐出口にはダクト５１が接続されている。ダクト５１は、送風機５０から吐出された空気を加圧ローラ３１の外周面（図２、図３の右斜め下方の表面である。）に直接的に当てて、その後に加圧ローラ３１の外周面（表面）に沿って空気が図２、図３の左方に流動するように構成されている。また、排気ダクト５２は、ダクト５１に沿って流動した空気を、定着装置２０の下方に形成した排気口５２ａから排出するように、構成されている。すなわち、冷却機構５０〜５２によって、空気が図２、図３の黒矢印方向に流動して、加圧ローラ３１の表面温度が過剰に上昇しないように加圧ローラ３１を空冷している。

このように、本実施の形態では、冷却機構５０〜５２を設けて、加圧ローラ３１の外周面（表面）を空冷しているため、加圧ローラ３１の表面温度が上昇してホットオフセット画像が生じたり加圧ローラ３１が熱膨張や熱劣化したりする不具合が確実に軽減されることになる。
特に、本実施の形態では、記録媒体Ｐとして封筒が通紙された場合であっても記録媒体Ｐ（封筒）にシワやズレが生じないように、加圧ローラ３１の弾性層３３の層厚が比較的厚くなるように設定していて、加圧ローラ３１が熱膨張しやすい構成になっているため、冷却機構５０〜５２による冷却が有用になる。
また、本実施の形態では、加圧ローラ３１が当接状態（図２の状態である。）にあるときに加えて、加圧ローラ３１が離間状態（図３の状態である。）にあるときにも、冷却機構５０〜５２によって加圧ローラ３１を空冷できるように構成しているため、より自由度の高い空冷制御が可能になる。例えば、離間状態において、画像形成（定着工程）がおこなわれる前に、温度センサ４５によって加圧ローラ３１の温度が所定値よりも大きくて良好な定着工程がおこなわれないものと判別されたときに、離間状態時においても加圧ローラ３１を冷却機構５０〜５２によって空冷するように制御することもできる。

ここで、本実施の形態において、図４に示すように、冷却機構５０〜５２は、加圧ローラ３１の幅方向（図２、図３の紙面垂直方向であって、加圧ローラ３１の回転軸方向である。）の複数箇所をそれぞれ別々に冷却できるように構成されている。また、加圧ローラ３１の表面温度を検知する温度検知手段としての温度センサ４５も、加圧ローラ３１の幅方向の複数箇所の温度をそれぞれ別々に検知できるように構成されている。

詳しくは、図４を参照して、本実施の形態における定着装置２０には、加圧ローラ３１（加圧回転体）の表面温度を幅方向の複数箇所（本実施の形態では３箇所である。）でそれぞれ検知する複数の温度検知手段としての温度センサ４５Ａ〜４５Ｃが設けられている。
さらに具体的に、これらの温度センサ４５Ａ〜４５Ｃは、加圧ローラ３１の表面に非接触で対向するサーモパイルであって、第１温度センサ４５Ａは加圧ローラ３１の幅方向一端側の温度を検知して、第２温度センサ４５Ｂは加圧ローラ３１の幅方向中央部の温度を検知して、第３温度センサ４５Ｃは加圧ローラ３１の幅方向他端側の温度を検知する。

そして、図４を参照して、冷却機構は、上述した複数の温度センサ４５Ａ〜４５Ｃ（温度検知手段）の検知結果に基づいて、加圧ローラ３１の表面に対して複数の温度センサ４５Ａ〜４５Ｃの設置位置に対応した幅方向の複数箇所にそれぞれ別々に空気を当てられるように構成されている。
さらに具体的に、図４を参照して、第１送風機５０Ａは外部から吸引した空気を第１ダクト５１Ａ（仕切部材５９によって隣接する第２ダクト５１Ｂに対して隔絶されている。）に吐出して、第１ダクト５１Ａを介して加圧ローラ３１の幅方向一端側に空気が当てられることになる。同様に、第２送風機５０Ｂは外部から吸引した空気を第２ダクト５１Ｂ（仕切部材５９によって隣接する第１、第３ダクト５１Ａ、５１Ｃに対して隔絶されている。）に吐出して、第２ダクト５１Ｂを介して加圧ローラ３１の幅方向中央部に空気が当てられることになる。同様に、第３送風機５０Ｃは外部から吸引した空気を第３ダクト５１Ｃ（仕切部材５９によって隣接する第２ダクト５１Ｂに対して隔絶されている。）に吐出して、第３ダクト５１Ｃを介して加圧ローラ３１の幅方向他端側に空気が当てられることになる。

そして、第１温度センサ４５Ａによって加圧ローラ３１の幅方向一端側の温度が所定値以上になった状態が検知されると、そのままでは良好な定着工程がおこなわれないものとして、その検知温度が所定値未満になるまで第１送風機５０Ａを稼働する。同様に、第２温度センサ４５Ｂによって加圧ローラ３１の幅方向中央部の温度が所定値以上になった状態が検知されると、そのままでは良好な定着工程がおこなわれないものとして、その検知温度が所定値未満になるまで第２送風機５０Ｂを稼働する。同様に、第３温度センサ４５Ｃによって加圧ローラ３１の幅方向他端側の温度が所定値以上になった状態が検知されると、そのままでは良好な定着工程がおこなわれないものとして、その検知温度が所定値未満になるまで第３送風機５０Ｃを稼働する。
このように構成・動作することにより、加圧ローラ３１における幅方向の一部が局所的に過昇温してしまうような場合であっても、そのような状態を解消して、加圧ローラ３１の表面温度を幅方向にわたって均一化することができる。例えば、小サイズ紙（加圧ローラ３１の幅方向両端部が非通紙領域となる記録媒体Ｐである。）を連続通紙するような場合、非通紙領域では記録媒体Ｐへの熱移動が生じないため、加圧ローラ３１の幅方向両端部のみが過昇温しやすくなるが、第１、第３送風機５０Ａ、５０Ｃを稼働して加圧ローラ３１の幅方向両端部を空冷することで、そのような不具合を防止することができる。
なお、送風機５０や温度センサ４５の数は、本実施の形態における３個に限定されることなく、通紙可能な記録媒体Ｐの幅方向サイズの数に応じて増減することもできる。

ここで、図２、図３等を参照して、本実施の形態における定着装置２０には、加圧ローラ３１（加圧回転体）の外周面に当てられた後の空気が流れる方向や量を制限（制御）する第１の整風板５５（第１整風板）と、加圧ローラ３１の外周面に当てられる前の空気が流れる方向や量を制限する第２の整風板５６（第２整風板）と、がそれぞれ冷却機構の一部として設けられている。
図５等を参照して、これらの整風板５５、５６は、いずれも、金属材料、又は、耐熱性を有する樹脂材料、で形成された略板状の部材である。
第１の整風板５５は、送風機５０から吐出されてダクト５１を通過した空気が加圧ローラ３１の表面に直接当てられる位置に対して、加圧ローラ３１の回転方向上流側の位置（図２、図３において、加圧ローラ３１の左斜め下方の位置である。）に微小な隙間Ｇ（図６を参照できる。）をあけて対向して、ダクト５１と排気ダクト５２との間に隙間が生じないように構成されている。このように整風板５５を設けることで、加圧ローラ３１の表面に当てられた後の空気が、ダクト５１と排気ダクト５２と加圧ローラ３１との間からほとんど漏れることなく、図２、図３にて黒矢印で示す流れに沿って、排気ダクト５２にスムーズに導かれて排気口５２ａから効率的に排出されることになる。特に、加圧ローラ３１の表面に沿って流動する空気が、整風板５５によって、その表面から離れるように、その流れ方向が可変されることになる。
第２の整風板５６は、送風機５０から吐出されてダクト５１を通過した空気が加圧ローラ３１の表面に直接当てられる位置の近傍において、加圧ローラ３１に対して微小な隙間をあけて対向して、ダクト５１との間に隙間が生じないように構成されている。このように第２の整風板５５を設けることで、加圧ローラ３１の表面に当てられる前の空気が、ダクト５１と加圧ローラ３１との間からほとんど漏れることなく、図２、図３にて黒矢印で示す流れに沿って空気がスムーズに流れることになる。

上述したように、整風板５５、５６は、いずれも、加圧ローラ３１（加圧回転体）の外周面との間に微小な隙間Ｇ（図６をも参照できる。）をあけて対向するように構成されている。
詳しくは、図５、図６等を参照して、整風板５５、５６は、先端部５５ｂ、５６ｂにおいて非通紙領域（通紙可能な最大サイズの通紙領域Ｍに対して外側の領域である。）に対応する幅方向両端部の位置にそれぞれ突当部材５８が設置されている。そして、それらの位置において整風板５５、５６が突当部材５８を介して加圧ローラ３１（加圧回転体）に当接するように構成されている。
突当部材５８は、少なくとも、その当接面（加圧ローラ３１に摺接する面である。）が、耐熱性を有する低摩擦材料で形成されたものであることが好ましい。具体的に、本実施の形態において、突当部材５８は、ＰＦＡ材料によって形成されている。これにより、加圧ローラ３１と突当部材５８との間に生じる摩擦抵抗が減ぜられるため、加圧ローラ３１と突当部材５８とが経時で摩耗劣化してしまう不具合が確実に軽減されることになる。また、突当部材５８は、加圧ローラ３１の非通紙領域に当接するように構成されているため、仮に突当部材５８との摺接によって加圧ローラ３１の当接部分が摩耗劣化してしまっても、記録媒体Ｐの搬送性や定着性に影響することはない。
このように、本実施の形態では、整風板５５、５６の先端部５５ｂ、５６ｂが直接的に加圧ローラ３１に当接しないように構成しているため、加圧ローラ３１と整風板５５、５６とが摺接することによって、これらの部材３１、５５、５６が経時で摩耗劣化してしまう不具合が抑止されることになる。

また、これらの整風板５５、５６は、いずれも、移動機構６０によって加圧ローラ３１が接離方向（図２の白矢印方向である。）に移動する動作に追従して加圧ローラ３１の外周面に対して上述した隙間Ｇと同等の隙間をあけて対向するように構成されている。すなわち、整風板５５、５６は、図２に示すように加圧ローラ３１が当接状態にあっても、図３に示すように加圧ローラ３１が離間状態にあっても、移動機構６０による加圧ローラ３１の上下動に連動して、突当部材５８を介して加圧ローラ３１に常に当接するように構成されている。

具体的に、整風板５５、５６は、その後端部の幅方向両端部にそれぞれ形成された回転軸５５ａ、５６ａを中心にして図２、図３の時計方向・反時計方向に回転可能に定着装置２０の筐体に保持されている。また、図５を参照して、整風板５５（５６）の回転軸５５ａ（５６ａ）には、整風板５５（５６）を図２、図３の反時計方向（加圧ローラ３１に当接する方向である。）に回転させるように付勢する、ねじりコイルスプリング５７（一端側の腕部が整風板５５、５６に引っ掛けられ、他端側の腕部が装置の筐体に引っ掛けられている。）が巻装されている。なお、このねじりコイルスプリング５７による付勢力は、移動機構６０によって加圧ローラ３１を離間方向に移動させる力よりも充分に小さくなるように設定されている。

ここで、本実施の形態において、これらの整風板５５、５６は、いずれも、加圧ローラ３１（加圧回転体）の外周面に対向する先端部５５ｂ、５６ｂが、加圧ローラ３１の外周面の形状に沿うように形成されている。詳しくは、図５、図６（Ｂ）等を参照して、整風板５５、５６は、先端部５５ｂ、５６ｂが、加圧ローラ３１の外周面の曲率に合わせて曲面状に形成されている。すなわち、整風板５５、５６においてＲ状に形成された先端部５５ｂ、５６ｂの曲率は、加圧ローラ３１の外径の曲率に対して、同等か近似した値になるように設定されていて、加圧ローラ３１と先端部５５ｂ、５６ｂとの微小な隙間Ｇが加圧ローラ３１の周方向に沿った所定範囲にほぼ同等に維持されるように先端部５５ｂ、５６ｂが湾曲して形成されている。

このように構成された整風板５５、５６を設けることで、加圧ローラ３１の外周面に当てられた後の空気や、加圧ローラ３１の外周面に当てられる前の空気が、意図せぬ方向（例えば、ニップ部の出口側や入口側である。）に不均一に流れて、記録媒体Ｐの搬送性に影響してしまったり、冷却すべきでない他の部材（例えば、定着ベルト２１や温度センサ４５Ａ〜４５Ｃである。）を冷却してしまったり、加圧ローラ３１を幅方向にわたってムラなく効率的に冷却できなかったりする不具合が確実に軽減されることになる。
整風板５５、５６の先端部５５ｂ、５６ｂが加圧ローラ３１の外周面に沿うように湾曲していることで、先端部５５ｂ、５６ｂが湾曲せずに直線状に形成される場合に比べて、加圧ローラ３１と整風板５５、５６の先端部５５ｂ、５６ｂとの微小な隙間Ｇが周方向の所定範囲に加えて幅方向にわたっても均一化される。そのため、仮に加圧ローラ３１と先端部５５ｂ、５６ｂとの微小な隙間Ｇから空気が漏れてしまっても、その空気の漏れ量は幅方向にわたってほぼ均一になって、幅方向の一部（例えば、中央部である。）から局所的に多量の空気が漏れるようなことはない。したがって、例えば、第１の整風板５５の先端部５５ｂの隙間Ｇから幅方向に不均一に空気が漏れて、その空気が幅方向に並設された３つの温度センサ４５Ａ〜４５Ｃのうちの１つ（例えば、中央部の温度センサ４５Ｂである。）に集中的に当ってしまって、その温度センサによる冷却制御の精度が低下して、全体として精度の低い冷却制御がおこなわれてしまう不具合を防止することができる。
また、整風板５５、５６の先端部５５ｂ、５６ｂを加圧ローラ３１の外周面に沿うように形成することで、仮に回転中の加圧ローラ３１に先端部５５ｂ、５６ｂが接触してしまっても、加圧ローラ３１の外周面が傷つきにくくなる。

また、図２、図３等を参照して、整風板５５、５６は、先端部５５ｂ、５６ｂに向けて加圧ローラ３１との対向距離が漸減するように加圧ローラ３１の外周面に対向して、先端部５５ｂ、５６ｂが加圧ローラ３１の回転方向下流側に位置するように配設されている。すなわち、整風板５５、５６は、回転軸５５ａ、５６ａの側が加圧ローラ３１の回転方向上流側に位置して、先端部５５ｂ、５６ｂが加圧ローラ３１の回転方向下流側に位置するように配設されて、回転軸５５ａ、５６ａの側から先端部５５ｂ、５６ｂに向けて加圧ローラ３１とのギャップが漸減するように配設されている。
このように構成することで、先端部５５ｂ、５６ｂにおける微小な隙間Ｇを確保しやすくなるとともに、仮に回転中の加圧ローラ３１に先端部５５ｂ、５６ｂが接触してしまっても、回転軸５５ａ、５６ａを中心に整風板５５、５６が回転しやすく、加圧ローラ３１の外周面が傷つきにくくなる。

＜変形例＞
図７（Ａ）は、変形例としての定着装置２０における整風板５５、５６を示す斜視図であって、本実施の形態における図５に対応する図である。また、図７（Ｂ）は、その変形例としての定着装置２０において、加圧ローラ３１と整風板５５、５６とを幅方向に示す概略図であって、本実施の形態における図６（Ａ）に対応する図である。なお、図７（Ｂ）は、図６（Ａ）と同様に、整風板５５、５６の先端部５５ｂ、５６ｂが加圧ローラ３１に対向する位置を接線方向にみた図である。
図７（Ｂ）に示すように、変形例における加圧ローラ３１（加圧回転体）は、回転軸方向に鼓状に形成されている。すなわち、加圧ローラ３１は、その外径が、幅方向両端部から幅方向中央部にかけて漸減するように形成されている。本実施の形態では、加圧ローラ３１の鼓み量Ｎ（最大外径部と最小外径部との半径差である。）が公知のものと同等に設定されている。
そして、この変形例においても、整風板５５、５６は、加圧ローラ３１の外周面に対向する先端部５５ｂ、５６ｂが、加圧ローラ３１の外周面の形状に沿うように形成されている。詳しくは、変形例において、整風板５５、５６は、先端部５５ｂ、５６ｂが、加圧ローラ３１の鼓形状に合わせて回転軸方向（幅方向）にＶ字状に形成されている。具体的に、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、整風板５５、５６の先端部５５ｂ、５６ｂは、鼓状に形成された加圧ローラ３１に対して所望の隙間Ｇを幅方向にわたって形成するように、加圧ローラ３１の鼓み量Ｎに合わせて、幅方向両端部に比べて幅方向中央部が距離Ｎだけ突出するようにＶ字状に形成されている。
このように構成した場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
なお、この変形例では、整風板５５、５６の先端部５５ｂ、５６ｂを、加圧ローラ３１の鼓形状に合わせて回転軸方向にＶ字状に形成したが、図７（Ｂ）において破線で示すように、加圧ローラ３１の鼓形状に合わせて回転軸方向にＵ字状に形成することもできる。

以上説明したように、本実施の形態における定着装置２０は、加圧ローラ３１（加圧回転体）の外周面に空気を当てて冷却する冷却機構５０〜５２や、加圧ローラ３１の外周面に当てられる前の空気や外周面に当てられた後の空気が流れる方向や量を制限する整風板５５、５６が設けられている。そして、整風板５５、５６は、加圧ローラ３１の外周面に対して隙間をあけて対向する先端部５５ｂ、５６ｂが、加圧ローラ３１の外周面の形状に沿うように形成されている。
これにより、加圧ローラ３１の外周面に当てられた後の空気や、加圧ローラ３１の外周面に当てられる前の空気が、意図せぬ方向に不均一に流れて、記録媒体Ｐの搬送性に影響してしまったり、空冷すべきでない他の部材を空冷してしまったり、加圧ローラ３１をムラなく効率的に空冷できなかったりする不具合を生じにくくすることができる。

なお、本実施の形態では加圧回転体として加圧ローラ３１を用いたが、加圧回転体として加圧ベルトを用いてもよい。また、本実施の形態では定着回転体として定着ベルト２１を用いたが、定着回転体として定着ローラを用いてもよい。
さらに、本実施の形態では定着回転体を加熱する加熱手段としてヒータ２５を用いたが、定着回転体を加熱する加熱手段として励磁コイル（電磁誘導加熱方式の定着装置に対応する加熱手段である。）を用いることもできるし、加熱手段として抵抗発熱体を用いることもできる。
そして、それらのような場合にも、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、加圧ローラ３１の外周面に当てられた後の空気が流れる方向や量を制限する整風板５５と、加圧ローラ３１の外周面に当てられる前の空気が流れる方向や量を制限する整風板５６と、を設置して、その双方の整風板５５、５６に対して本発明を適用した。これに対して、これらの２つの整風板５５、５６のうち一方のみに本発明を適用することもできるし、２つの整風板５５、５６のうち一方のみを設置して本発明を適用することもできる。
そして、そのような場合にも、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
２０ 定着装置、
２１ 定着ベルト（定着回転体）、
２２ 定着補助ローラ、
２３ 加熱ローラ、
２５ ヒータ（加熱手段）、
３１ 加圧ローラ（加圧回転体）、
４０ 温度センサ、
４５、４５Ａ〜４５Ｃ 温度センサ（温度検知手段）、
５０ 送風機（冷却機構）、
５１、５１Ａ〜５１Ｃ ダクト（冷却機構）、
５２ 排気ダクト（冷却機構）、
５５、５６ 整風板（整風部材）、
５５ａ、５６ａ 回転軸、
５５ｂ、５５ｂ 先端部、
５７ ねじりコイルスプリング、
５８ 突当部材、
５９ 仕切部材、 Ｐ 記録媒体。

特許第３５６６４６６号公報

Claims (8)

1. トナー像を加熱して記録媒体上に定着する定着回転体と、
   前記定着回転体に圧接することで記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、
   前記加圧回転体の外周面に空気を当てて冷却する冷却機構と、
   前記加圧回転体の外周面との間に隙間をあけて対向するように構成されて、前記加圧回転体の外周面に当てられる前の空気、又は、前記加圧回転体の外周面に当てられた後の空気、が流れる方向又は量を制限する整風板と、
   を備え、
   前記整風板は、前記加圧回転体の外周面に対向する先端部が、前記加圧回転体の外周面の形状に沿うように形成されたことを特徴とする定着装置。
2. 前記整風板は、前記先端部が、前記加圧回転体の外周面の曲率に合わせて曲面状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加圧回転体は、回転軸方向に鼓状に形成されて、
   前記整風板は、前記先端部が、前記加圧回転体の鼓形状に合わせて回転軸方向にＵ字状又はＶ字状に形成された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。
4. 前記整風板は、前記先端部において非通紙領域に対応する幅方向両端部の位置にそれぞれ突当部材が設置されて、当該位置において前記突当部材を介して前記加圧回転体に当接するように構成された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定着装置。
5. 前記定着回転体に対して前記加圧回転体を接離方向に移動させる移動機構を備え、
   前記整風板は、前記移動機構によって前記加圧回転体が接離方向に移動する動作に追従して前記加圧回転体の外周面に対して前記隙間と同等の隙間をあけて対向するように構成されたことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記整風板は、前記先端部に向けて前記加圧回転体との対向距離が漸減するように前記加圧回転体の外周面に対向して、前記先端部が前記加圧回転体の回転方向下流側に位置するように配設された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定着装置。
7. 前記加圧回転体の表面温度を幅方向の複数箇所でそれぞれ検知する複数の温度検知手段を備え、
   前記冷却機構は、前記複数の温度検知手段の検知結果に基づいて、前記加圧回転体の表面に対して前記複数の温度検知手段の設置位置に対応した幅方向の複数箇所にそれぞれ別々に空気を当てられるように構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着装置。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか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。

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