JP2019128479A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトの温度ムラを抑制できる定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置１は、記録媒体にトナー像を定着させる。定着装置１は、無端状のベルト２０と、ベルト２０の内周面に接触する押圧部材３０と、押圧部材３０に対向して配置され押圧部材とニップ部を形成する加圧回転体と、ベルト２０を加熱する加熱部５０と、冷媒を用いてベルトを冷却する冷媒供給部と、ダクト１０と、を備えている。冷媒は、ダクト１０の内部を流れる。ダクト１０は、ベルト２０で囲われた内部領域に設けられた排出部１１を含んでいる。冷媒は、排出部１１からベルト２０の内周面に向けて排出される。冷媒は、排出部１１から近い方の、ベルト２０の幅方向ＤＲ２におけるベルト２０の端部側から流れ出る。【選択図】図３

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。

定着装置のベルトを冷却する技術が、たとえば、特開２０１０−２０２２４号公報（特許文献１）、特開２００８−５２０３１号公報（特許文献２）、および特開平６−２８２１８５号公報（特許文献３）に開示されている。

特開２０１０−２０２２４号公報 特開２００８−５２０３１号公報 特開平６−２８２１８５号公報

上記文献に開示された定着装置は、ファンによりベルトを冷却する構成である。上記構成において、ベルトの温度が下がりすぎて、ベルトの幅方向において温度ムラができる場合がある。

本発明の目的は、ベルトの温度ムラを抑制できる定着装置および画像形成装置を提供することである。

本開示に係る定着装置は、記録媒体にトナー像を定着させる。上記定着装置は、無端状のベルトと、上記ベルトの内周面に接触する押圧部材と、上記押圧部材に対向して配置され上記押圧部材とニップ部を形成する加圧回転体と、上記ベルトを加熱する加熱部と、冷媒を用いて上記ベルトを冷却する冷媒供給部と、ダクトと、を備えている。上記冷媒は、ダクトの内部を流れる。上記ダクトは、上記ベルトで囲われた内部領域に設けられた排出部を含んでいる。上記冷媒は、上記排出部から上記ベルトの上記内周面に向けて排出される。上記冷媒は、上記排出部から近い方の、上記ベルトの幅方向における上記ベルトの端部側から流れ出る。

上記の定着装置によると、ベルトの温度ムラを抑制することができる。したがって、最小記録媒体から最大記録媒体に印刷が切り替わった時でも、低温オフセットおよび光沢ムラの発生を抑制することができる。

上記ベルトには、上記記録媒体にトナー像を定着させる際常に上記記録媒体が通過する常時通過領域が上記幅方向において規定されている。上記冷媒は、上記常時通過領域以外の領域に向けて排出される。これにより、定着品質の低下を抑制することができる。

上記ベルトには、上記常時通過領域を含む記録媒体最大通過領域が上記幅方向において規定されている。上記記録媒体最大通過領域は、上記定着装置を通過する上記記録媒体のうち上記幅方向における長さが最大である記録媒体が通過する領域である。上記冷媒は、上記記録媒体最大通過領域よりも内側であって上記常時通過領域よりも外側の部分に向けて排出される。これにより、低温オフセットおよび光沢ムラの発生をより抑制することができる。

上記ベルトには、上記記録媒体にトナー像を定着させる際常に上記記録媒体が通過する常時通過領域が上記幅方向において規定されている。上記冷媒は、上記常時通過領域の上記幅方向における縁部に向けて排出される。これにより、ベルトの温度ムラを効率良く抑制することができる。

上記排出部から近い方の上記ベルトの上記端部は、上記冷媒が上記内部領域の外部から上記内部領域に流れ込む方向の下流側における上記ベルトの端部である。これにより、ダクト内流路を流れる空気の圧力損失を小さくできる。

上記排出部から近い方の上記ベルトの上記端部は、上記冷媒が上記内部領域の外部から上記内部領域に流れ込む方向の上流側における上記ベルトの端部である。これにより、温度ムラを抑制することができる。

上記ダクトは、上記ベルトの上記内周面から離れて配置されている。上記ダクトの外周面と上記ベルトの上記内周面との間に冷媒路が形成されている。上記冷媒路は、上記排出部から、上記排出部から近い方の上記ベルトの上記端部に近づくように延びている。上記排出部から排出された上記冷媒は、上記冷媒路を通過して上記内部領域の外部に流れ出る。これにより、ダクトの内部の流れる空気が温度上昇することを抑制することができる。

上記冷媒路の断面積は、上記ダクト内を通過する冷媒の流路の断面積よりも小さい。これにより、冷媒の流速が大きくなる。したがって、ベルトの冷却効率を上げることができる。

上記冷媒供給部は、空気を送風するファンを含んでいる。これにより、ベルトの冷却構成を簡素にすることができる。

上記幅方向における上記ベルトの端部に、上記ファンが設けられている。これにより、効率良くベルトを冷却することができる。

上記加熱部は、上記内部領域に配置されている。これにより、効率良くベルトを加熱することができる。

上記加熱部は、磁束発生装置を含んでいる。上記磁束発生装置は、上記ベルトの外周面に対向して配置されている。これにより、ダクトの温度上昇を抑制することができる。

上記記録媒体が上記定着装置を通過する際、上記トナー像は、上記ベルトと接触する。これにより、ウォームアップ時間が早くなる。

上記排出部は、配置変更が可能である。これにより、様々なサイズの記録媒体に対応して、ベルトの冷却する領域を設定することができる。

本開示に係る画像形成装置は、定着装置と、記録媒体検出部と、制御部とをさらに備えている。定着装置は、温度検出部さらに備えている。温度検出部は、上記ベルトの温度を検出する。記録媒体検出部は、上記記録媒体の大きさ、および種類を検出する。制御部は、上記記録媒体の大きさおよび種類、並びに、上記ベルトの温度の少なくとも１つの検出結果に応じて、上記排出部の位置を変更する。これにより、ベルトの温度ムラを効果的に抑制することができる。

本開示に係る画像形成装置は、上記のいずれかの局面の定着装置と、上記記録媒体を収容する収容部とを備える。これにより、ベルトの温度ムラを抑制できる画像形成装置を実現できる。

本開示に従えば、ベルトの温度ムラを抑制できる定着装置および画像形成装置を実現することができる。

実施の形態１の画像形成装置の概略図である。 実施の形態１の定着装置の概略断面図である。 図２中のＩＩＩ方向から見た際の定着装置の構成の概略を示す図である。 図２中のＩＶ方向から見た際の定着装置の構成の概略を示す図である。 図２中のＶ方向から見た際の定着装置の構成の概略を示す図である。 実施の形態２の定着装置の概略断面図である。 図６中のＶＩＩ方向から見た際の定着装置の構成の概略を示す図である。 実施の形態３の定着装置の概略断面図である。 実施の形態４の定着装置の概略断面図である。 実施の形態５の定着装置の概略断面図である。 実施の形態６の定着装置の概略断面図である。 比較例２の定着装置の概略図である。 実施例および比較例におけるベルトの温度分布を示した表である。

以下、図面に基づいて、各実施の形態における定着装置および画像形成装置について説明する。以下に示す実施の形態において、同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を付して、重複した説明は繰り返さない。以下で説明される実施の形態の各構成は、適宜選択的に組み合わされてもよい。

（実施の形態１）
＜画像形成装置１００＞
図１は、実施の形態１の画像形成装置１００の概略図である。画像形成装置１００は、ベルト部材として中間転写ベルト１５０２と、作像ユニット１５０６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、ＡＩＤＣ（画像濃度）センサ１５１９と、を備えている。

図中に示された両矢印は、高さ方向ＤＲ１を示している。高さ方向ＤＲ１は、画像形成装置１００の高さ方向であり、図１中の上下方向である。

中間転写ベルト１５０２は、高さ方向ＤＲ１における画像形成装置１００のほぼ中央に設けられている。中間転写ベルト１５０２は、反時計回り（図１中Ａ方向）に回転する。中間転写ベルト１５０２の下側には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色にそれぞれ対応する４つの作像ユニット１５０６Ｙ、１５０６Ｍ、１５０６Ｃ、１５０６Ｋが中間転写ベルト１５０２に沿って並んで配置されている。作像ユニット１５０６Ｋは、中間転写ベルト１５０２の回転方向の最下流側に配置されている。ＡＩＤＣセンサ１５１９は、作像ユニット１５０６Ｋに対して、中間転写ベルト１５０２の回転方向の下流側に配置されている。

以下、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のうち主にイエロー（Ｙ）に係る構成について説明するが、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の構成についてもイエロー（Ｙ）と同様の構成である。

作像ユニット１５０６Ｙは、感光体ドラム１５０７Ｙと、帯電器１５０８Ｙと、プリントヘッド部１５０９Ｙと、現像器１５１０Ｙと、１次転写ローラー１５１１Ｙと、を含んでいる。感光体ドラム１５０７Ｙは、時計回りに回転する。感光体ドラム１５０７Ｙの周囲には、感光体ドラム１５０７Ｙの回転方向に沿って、帯電器１５０８Ｙと、プリントヘッド部１５０９Ｙと、現像器１５１０Ｙと、１次転写ローラー１５１１Ｙとが、この順に配置されている。１次転写ローラー１５１１Ｙは、中間転写ベルト１５０２を介して感光体ドラム１５０７Ｙと対向している。

画像形成装置１００の概略動作について説明する。画像形成装置１００は、制御部８０をさらに備えている。制御部８０は、図示しない画像信号処理部を含んでいる。画像信号処理部は、外部装置（例えばパーソナルコンピューター）から画像信号が入力されると、上記画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成する。制御部８０は、上記デジタル画像信号に基づいて、プリントヘッド部１５０９Ｙを発光させ、感光体ドラム１５０７Ｙへ露光を行う。これにより、感光体ドラム１５０７Ｙ上に静電潜像が形成される。上記静電潜像は、現像器１５１０Ｙにより現像されてトナー像となる。

各現像器１５１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにより現像された各色のトナー像は、各１次転写ローラー１５１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの作用により、矢印Ａ方向に移動する中間転写ベルト１５０２上に順次重ね合わせて１次転写される。中間転写ベルト１５０２に１次転写された各色のトナー像は、搬送経路１５４０に沿って、後述する２次転写領域１５３０に搬送される。

画像形成装置１００は、駆動ローラー１５０５と、２次転写ローラー１５０３とをさらに備えている。２次転写ローラー１５０３は、駆動ローラー１５０５に対向している。２次転写ローラー１５０３は、中間転写ベルト１５０２の駆動ローラー１５０５で支持された部分を圧接している。２次転写ローラー１５０３および駆動ローラー１５０５によって形成されるニップ部が、２次転写領域１５３０を構成している。

画像形成装置１００は、着脱可能な収容部１５１７と給紙ローラー１５１８とをさらに備えている。収容部１５１７は、高さ方向ＤＲ１において、画像形成装置１００の下部に配置されている。収容部１５１７は、記録媒体を収容している。

制御部８０は、記録媒体検出部７０を含んでいる。記録媒体検出部７０は、収容部１５１７に収容された記録媒体の大きさ（Ａ３、Ｂ５等）、および種類（普通紙、封筒等）を検出する。記録媒体検出部７０は、記録媒体の種類を検出することにより、記録媒体の厚みを検出することができる。

実施の形態において、記録媒体は、普通紙Ｐである。収容部１５１７内に積載収容された普通紙Ｐは、給紙ローラー１５１８の回転によって、１枚ずつ搬送経路１５４０に沿って２次転写領域１５３０に搬送される。

２次転写領域１５３０において、中間転写ベルト１５０２上に１次転写されて重ね合わされた各色トナー像は、２次転写ローラー１５０３の作用により、収容部１５１７から搬送される普通紙Ｐに転写される（２次転写）。各色トナー像が２次転写された普通紙Ｐは、搬送経路１５４０に沿って、後述する定着装置１に搬送される。

画像形成装置１００は、定着装置１をさらに備えている。定着装置１は、２次転写領域１５３０に対して搬送経路１５４０の下流側に配置されている。普通紙Ｐに２次転写されたトナー像は、定着装置１において、加熱および加圧され普通紙Ｐに定着される。トナー像が定着された普通紙Ｐは、排紙ローラー１５５０を介して排紙トレイ１５１３に排出される。

＜定着装置１＞
図２は、実施の形態１の定着装置１の概略断面図である。定着装置１は、無端状のベルト２０と、押圧部材３０と、固定部材３５と、加圧回転体４０とを含んでいる。ベルト２０で囲われた領域には、内部領域２１が形成されている。内部領域２１には、押圧部材３０および固定部材３５が配置されている。押圧部材３０は、ベルト２０の内周面に接触している。押圧部材３０は、圧力に対し歪みを生じるため、強度の高い固定部材３５にてバックアップさせることでベンディングを低減させている。

加圧回転体４０は、押圧部材３０に対向して配置されている。加圧回転体４０は、押圧部材３０とニップ部Ｎを形成している。実施の形態において、加圧回転体４０は、加圧ローラーである。加圧回転体４０およびベルト２０は、それぞれの両端側を不図示の軸受部材に回転自在に支持されている。加圧回転体４０は、バネなどを用いた不図示の加圧機構によって所定の加圧力で押圧部材３０に向かって圧接される。加圧回転体４０は、不図示の駆動機構により所定の周速度で回転駆動される。ベルト２０は、ニップ部Ｎでの加圧回転体４０との圧接摩擦力によって、加圧回転体４０の回転に伴って、従動回転する。

定着装置１は、加熱部５０と、温度検出部７１と、をさらに含んでいる。加熱部５０は、内部領域２１に配置されている。加熱部５０は、加熱源であるハロゲンランプ５１と、反射部材５２とを有している。ハロゲンランプ５１は、ベルト２０を加熱する。ハロゲンランプ５１は、複数の配光を有している。ハロゲンランプ５１は、用紙サイズなどに応じて、ランプの通電を切変えることができる。反射部材５２は、ハロゲンランプ５１と対向して配置されている。反射部材５２は、ハロゲンランプ５１に対してベルト２０と反対側に配置されている。反射部材５２は、ハロゲンランプ５１からの光をベルト２０へ反射することでベルト２０へ熱を移動させる。

温度検出部７１は、内部領域２１の外部に配置されている。温度検出部７１は、ベルト２０に対向して配置されている。温度検出部７１は、ハロゲンランプ５１により加熱されたベルト２０の温度を検出する。温度検出部７１は、応答性のよいサーモパイルなど赤外線検知方式のセンサを用いる。これにより、高い検知精度を確保できる。ベルト２０の温調制御は、制御部８０によって行われる。温度検出部７１は、複数個あってもよい。

定着動作時において、制御部８０は、ハロゲンランプ５１によりベルト２０を加熱させ、ベルト２０の表面温度が所定の一定温度になるよう自動制御する。ベルト２０の温度が一定温度となった状態で、図１に示す搬送経路１５４０に沿って搬送された未定着トナー像を担持した普通紙Ｐが、ニップ部Ｎに導入される。

普通紙Ｐが定着装置１のニップ部Ｎを通過する際、普通紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔは、ベルト２０と接触する。普通紙Ｐの未定着トナー像Ｔの担持面側が、ベルト２０に対向する。ニップ部Ｎに導入された普通紙Ｐは、ベルト２０および加圧回転体４０によって挟持搬送される。普通紙Ｐは、ベルト２０によって加熱されて、未定着トナー像Ｔが普通紙Ｐに溶融定着される。

図３は、図２中のＩＩＩ方向から見た際の定着装置１の構成の概略を示す図である。図４は、図２中のＩＶ方向から見た際の定着装置１の構成の概略を示す図である。図５は、図２中のＶ方向から見た際の定着装置１の構成の概略を示す図である。図３から図５では、ベルト２０は断面で図示されている。図４では、加圧回転体４０および押圧部材３０は図示されていない。図５では、加圧回転体４０は断面で図示されている。図３から図５を参照して、ベルト２０の冷却機構について説明する。

図３から図５中に示された両矢印は、幅方向ＤＲ２を示している。幅方向ＤＲ２は、ベルト２０の幅方向であり、図３から図５中の左右方向である。幅方向ＤＲ２は、加圧回転体４０の軸方向とほぼ平行である。

定着装置１は、冷媒供給部と、筒状のダクト１０と、をさらに含んでいる。冷媒供給部は、冷媒を用いてベルト２０を冷却する。実施の形態において、冷媒は空気であり、冷媒供給部は、空気を送風するファン６０を含んでいる。ファン６０は、幅方向ＤＲ２におけるベルト２０の端部に設けられている。実施の形態において、ファン６０は、幅方向ＤＲ２におけるベルト２０の両端それぞれに設けられている。

ダクト１０は、幅方向ＤＲ２に延びる形状を有している。ダクト１０は、内部領域２１の外部から内部領域２１に亘って配置されている。ダクト１０は、幅方向ＤＲ２におけるベルト２０の中央Ｃに向かって延びている。ダクト１０は、幅方向ＤＲ２におけるベルト２０の長さの半分よりも大きい長さを有している。ダクト１０は、ベルト２０の内周面から離れて配置されている。ダクト１０の内部には、空気の流路となるダクト内流路８が形成されている。ファン６０から送風された空気は、ダクト内流路８を流れる（図３、図４中点線矢印Ａ）。

ダクト１０は、排出部１１を有している。排出部１１は、内部領域２１に設けられている。排出部１１は、ダクト１０の管状部分からベルト２０の内周面に向かって斜めに延びる形状を有している。ダクト１０内を流れる空気は、ベルト２０の内周面に向けて排出部１１から排出される。

ダクト１０の外周面とベルト２０の内周面との間に冷媒路１２が形成されている。冷媒路１２は、排出部１１から、ベルト２０の幅方向ＤＲ２における中央Ｃから離れるように延びている。排出部１１から排出された空気は、冷媒路１２を通過して（図３、図４中白抜矢印Ｂ）、内部領域２１の外部に流れ出る。排出部１１から排出された空気は、排出部１１から近い方の、幅方向ＤＲ２におけるベルト２０の端部側から流れ出る。冷媒路１２の断面積は、ダクト１０内を通過する空気の流路（ダクト内流路８）の断面積よりも小さい。冷媒路１２およびダクト内流路８の断面積とは、冷媒が通過する方向と直交する断面における面積である。

図５に示すように、実施の形態において、２つのダクト１０が並んで配置されている。実施の形態において、２つの冷媒路１２が形成されている。これにより、幅方向ＤＲ２において、ベルト２０の両側を冷却することができる。

定着装置１は、排出部１１を移動可能とする移動可能機構をさらに含んでいる。移動可能機構は、モーター１３と、移動部１６とを有している。移動部１６は、排出部１１と連結している。移動部１６は、モーター１３と連動して動作する。移動部１６は、たとえばワイヤー、ベルト、および、シャッターの一部品である。モーター１３が移動部１６を巻き取ったり、解放したりすることにより、排出部１１の配置は変更可能となっている。

ベルト２０には、幅方向ＤＲ２において、常時通過領域２２および記録媒体最大通過領域２３が規定されている。常時通過領域２２は、記録媒体にトナー像を定着させる際常に記録媒体が通過する領域である。常時通過領域２２は、定着装置１を通過する記録媒体のうち幅方向ＤＲ２における長さが最小である記録媒体（最小記録媒体）が通過する領域である。常時通過領域２２の幅方向ＤＲ２における端部には、縁部２４が規定されている。ダクト内流路８を通過した空気は、排出部１１から縁部２４に向けて排出される。

記録媒体最大通過領域２３は、常時通過領域２２を含んでいる。記録媒体最大通過領域２３は、幅方向ＤＲ２において、常時通過領域２２よりも大きい。記録媒体最大通過領域２３は、定着装置１を通過する記録媒体のうち幅方向ＤＲ２における長さが最大である記録媒体（最大記録媒体）が通過する領域である。

（作用効果）
最小記録媒体に連続して印刷するとき、常時通過領域２２以外の領域（常時通過領域２２よりも外側の領域）においては、記録媒体に熱を取られないため、ベルト２０の温度が上昇していく。常時通過領域２２よりも外側の領域におけるベルト２０の温度分布は、縁部２４付近がピークとなり縁部２４からベルト２０の端部に向かうにつれて徐々に温度が低くなるような分布となる。

ファン６０により送風された空気をダクト内流路８を通じて内部領域２１に導入し、内部領域２１に設けられた排出部１１からベルト２０の内周面に向けて空気を吹き付ける構成とすることにより、ダクト１０により運ばれた冷気をベルト２０の温度の高い部分（たとえば縁部２４付近）に直接吹き付けることができる。これにより、ベルト２０を効率的に冷却することができる。

さらに、ベルト２０の端部のうち排出部１１から近い方の端部側から空気を逃がす構成とすることにより、ベルト２０の温度の高い部分から温度の低い部分に向けて空気を流すことができる。ベルト２０の内周面に沿って空気が流れると、空気がベルト２０から温度を奪う。そのため、ベルト２０の温度の高い部分から温度の低い部分に向けて空気を流すことにより、ベルト２０を効率的に冷却することができる。

以上により、常時通過領域２２以外の領域（以下、非通紙領域）において、ベルト２０の温度ムラを抑制することができる。したがって、最小記録媒体から最大記録媒体に印刷が切り替わった時でも、低温オフセットおよび光沢ムラの発生を抑制することができる。

ダクト内流路８を流れる空気は、非通紙領域に向けて排出されてもよい。これにより、最小記録媒体連続印刷時に記録媒体に熱を奪われず過昇温状態となりうる非通紙領域を、確実に冷却することができる。したがって、非通紙領域で発生するベルト２０の過昇温を抑制することができる。さらに、常時通過領域２２を避けてベルト２０を冷却することにより、トナー定着熱が下がることによる定着品質の低下を抑制することができる。

ダクト内流路８を流れる空気は、幅方向ＤＲ２において、記録媒体最大通過領域２３よりも内側であって常時通過領域２２よりも外側の部分に向けて排出されてもよい。これにより、非通紙領域のうち、低温オフセットおよび光沢ムラの発生に起因する部分の温度ムラを抑制することができる。

ダクト内流路８を流れる空気は、縁部２４に向けて排出されることが好ましい。これにより、ベルト２０の温度がピークとなる縁部２４付近を冷却できるため、非通紙領域におけるベルト２０の温度ムラを効率良く抑制することができる。

実施の形態１において、排出部１１から近い方のベルト２０の端部は、冷媒が内部領域２１の外部から内部領域２１に流れ込む方向（図３、図４中矢印Ａ）の下流側におけるベルト２０の端部Ｔ１である。これにより、曲げることなくほぼストレート形状でダクト１０を構成することができる。したがって、ダクト内流路８を流れる空気の圧力損失を小さくできる。

冷媒路１２の断面積は、ダクト内流路８の断面積よりも小さい。これにより、空気の流速が大きくなる。したがって、ベルト２０の冷却効率を上げることができる。

ダクト１０は、ベルト２０の内周面と離れて配置されている。そのため、ダクト１０は、加熱されたベルト２０から暖められにくい。これにより、ダクト１０の内部の流れる空気が温度上昇することを抑制することができる。したがって、冷たい空気を排出部１１からベルト２０の内周面に吹き付けることができ、ベルト２０を効率的に冷却することができる。

さらに、ダクト１０の外周面とベルト２０の内周面との間に冷媒路１２が形成されている。これにより、ベルト２０と近い位置に空気を送り込むことができる。したがって、ベルト２０の冷却効率を上げることができる。

冷媒供給部は、空気を送風するファン６０を含んでいる。空気を冷媒とすることにより、ベルト２０の冷却構成を簡素にすることができる。

ファン６０は、ベルト２０の端部に配置されている。これにより、効率良くベルト２０を冷却することができる。

加熱部５０は内部領域２１に配置されている。これにより、効率良くベルト２０を加熱することができる。

実施の形態１の定着装置１において、いわゆる上ベルト方式（加熱ベルト方式）を採用している。これにより、大きなニップ幅で未定着トナー像を加熱することができるため、加熱効率が向上する。したがって、ウォームアップ時間が早くなる。

排出部１１は、配置変更が可能である。これにより、様々なサイズの普通紙Ｐに対応して、ベルト２０の冷却領域を設定することができる。したがって、ベルト２０の温度ムラを効果的に抑制することができる。

制御部８０は、記録媒体検出部７０が検出した記録媒体の大きさおよび種類の検出結果、並びに、温度検出部７１が検出したベルト２０の温度の検出結果の少なくとも１つに応じて、排出部１１の位置を変更する。用紙サイズやベルト２０の温度に対応した排出部１１の位置がテーブルであらかじめ定められており、制御部８０は、所定のテーブルにて排出部１１の配置を制御する。これにより、ベルト２０の温度ムラを効果的に抑制することができる。

図２に示すように、温度検出部７１を内部領域２１の外部に配置することにより、温度検出部７１には空気が流れ込まず、温度検出部７１の検知精度を確保することができる。

（実施の形態２）
図６は、実施の形態２の定着装置１の概略断面図である。図７は、図６中のＶＩＩ方向から見た際の定着装置１の構成の概略を示す図である。図７では、ベルト２０は断面で図示されている。実施の形態１と異なり、実施の形態２の排出部１１は、第一排出部１１ａおよび第二排出部１１ｂを有している。第一排出部１１ａおよび第二排出部１１ｂは、くの字状の形状を有している。実施の形態２において、ダクト１０は、１本で構成されている。

実施の形態１と異なり、実施の形態２における排出部１１から近い方のベルト２０の端部は、空気が内部領域２１の外部から内部領域２１に流れ込む方向（図７中点線矢印Ａ）の上流側におけるベルト２０の端部Ｔ２である。ファン６０から送風された空気は、ダクト内流路８を流れ、くの字状の排出部１１を折り返して、冷媒路１２を通って、内部領域２１の外部へ排出される。

実施の形態２の定着装置１においても、実施の形態１と同様にベルト２０の温度ムラを抑制する効果が得られる。

（実施の形態３）
図８は、実施の形態３の定着装置１の概略断面図である。実施の形態１と異なり、実施の形態３の加熱部５０は、磁束発生装置５３を含んでいる。磁束発生装置５３は、ベルト２０の外周面に対向して配置されている。磁束発生装置５３は、渦電流によりベルト２０を発熱させる。内部領域２１に熱源を配置しないため、ダクト１０の温度上昇を抑制することができる。さらに、内部領域２１を省スペース化できるため、ダクト１０の配置を大きくとることができる。これにより、ファン６０を小型化することができる。

（実施の形態４）
図９は、実施の形態４の定着装置１の概略断面図である。実施の形態３と異なり、実施の形態４の定着装置１は、２軸ベルト構成となっている。実施の形態４のベルト２０は、押圧部材３０および加熱ローラー５４によって張架されている。実施の形態４の定着装置１においても、実施の形態１と同様に、ベルト２０の温度ムラを抑制する効果が得られる。

（実施の形態５）
図１０は、実施の形態５の定着装置１の概略断面図である。実施の形態１と異なり、実施の形態５の定着装置１は、反射ローラー５５を含んでいる。実施の形態５の定着装置１は、２軸ベルト構成となっている。実施の形態５のベルト２０は、押圧部材３０および反射ローラー５５によって張架されている。ハロゲンランプ５１の光で反射ローラー５５を加熱させないように、反射ローラー５５の表面には反射層が設けられている。具体的には、アルミローラーを鏡面処理したものを用いる。実施の形態５の定着装置１においても、実施の形態１と同様に、ベルト２０の温度ムラを抑制する効果が得られる。

（実施の形態６）
図１１は、実施の形態６の定着装置１の概略断面図である。実施の形態５と異なり、ハロゲンランプ５１が反射ローラー５５の内部に配置されている。実施の形態６の定着装置１においても、実施の形態１と同様に、ベルト２０の温度ムラを抑制する効果が得られる。

（その他）
実施の形態において、ファン６０は、ベルト２０の両端に複数個あってもよいし、一方の端部に１つまたは複数個あってもよい。

実施の形態において、画像形成装置１００のうち定着装置１ではない部分に配置されたファンからダクトを通じて、定着装置１に空気を送風する構成であってもよい。

加圧回転体４０に加圧ベルトを用いた構成の場合、実施の形態のベルト２０の冷却構成を、加圧ベルトの冷却構成に用いることも可能である。

以下、実施例について説明する。実施例１，２、および、比較例１，２の定着装置を用いて、最小記録媒体に連続して印刷した際のベルトの幅方向における温度分布を測定した。実施例１は、実施の形態１の定着装置１の構成を採用した。実施例２は、実施の形態２の定着装置１の構成を採用した。比較例１は、ファンがない従来の定着装置の構成を採用した。比較例２は、後述する構成を採用した。

図１２は、比較例２の定着装置の概略図である。実施の形態２と異なり、冷媒路からダクト内流路にファンからの空気が流れる構成とした（図１２中矢印Ｃ，Ｄ）。

最小記録媒体に連続して印刷した際に、非通紙領域が過昇温状態にならないように、実施例１，２、および、比較例２の定着装置のそれぞれの非通紙領域を冷却した。なお、比較例１の定着装置は、ベルトの冷却機構がないため、ベルトを冷却していない。ベルトの幅方向における長さは、３２０［ｍｍ］とした。

図１３は、実施例および比較例におけるベルトの温度分布を示した表である。横軸が幅方向におけるベルトの位置であり、縦軸がその位置におけるベルトの温度である。幅方向におけるベルトの位置は、ベルトの中央を０［ｍｍ］、ベルトの両端部をそれぞれ±１６０［ｍｍ］とした。図１３中に点線は、常時通過領域の、ベルトの幅方向における両端を示している。

比較例１の定着装置においては、ベルトを冷却する機構がないため、非通紙領域において、ベルトは過昇温状態となり、ベルトの縁部付近で温度がピークとなった。比較例２の定着装置においては、局所的にベルトの温度が下がり、ベルトに温度ムラが生じた。

ベルトの温度が下がりすぎる理由としては、以下の通りである。非通紙領域のうちベルトの端部に近い部分（以下、最端部）ほど加熱源からの距離が離れる等の理由のため、ベルトの温度は小さくなりやすい。比較例２の定着装置においては、ベルトの幅方向における外側からベルトを冷却する構成であるため、最端部に冷風が当たりやすい構成となっており、局所的にベルトの温度が下がる。

実施例２の定着装置１において、比較例２と異なり、ファン６０からの空気をダクト内流路８から冷媒路１２に流す構成（図７中矢印Ａ，Ｂ）としている。空気を迂回させることで、暖まった空気を最端部に当てられるため、最端部は冷えすぎない。上記構成とすることにより、非通紙領域において、ベルト２０の温度が局所的に下がりすぎることを抑制することができ、かつ、ベルトの過昇温を抑制することができる。したがって、ベルト２０の温度ムラを抑制できることが示された。

さらに、実施例１の定着装置１において、実施例２の定着装置１と比較すると、ダクト１０を通過する空気の圧力損失が小さいため、実施例２よりも非通紙領域の温度が小さくなった。これにより、実施例１の定着装置１は、効率的にベルト２０を冷却でき、ベルト２０の温度ムラをより抑制できることが示された。

今回開示された実施の形態および実施例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 定着装置、８ ダクト内流路、１０ ダクト、１１ 排出部、１１ａ 第一排出部、１１ｂ 第二排出部、１２ 冷媒路、１３ モーター、１６ 移動部、２０ ベルト、２１ 内部領域、２２ 常時通過領域、２３ 最大通過領域、２４ 縁部、３０ 押圧部材、３５ 固定部材、４０ 加圧回転体、５０ 加熱部、５１ ハロゲンランプ、５２ 反射部材、５３ 磁束発生装置、５５ 反射ローラー、６０ ファン、７０ 検出部、７１ 温度検出部、８０ 制御部、１００ 画像形成装置、１５０２ 中間転写ベルト、１５０３，１５１１Ｙ，Ｃ，Ｋ，Ｍ １次転写ローラー、１５０５ 駆動ローラー、１５０６Ｋ，１５０６Ｙ，Ｃ，Ｋ，Ｍ 作像ユニット、１５０７Ｙ 感光体ドラム、１５０８Ｙ 帯電器、１５０９Ｙ プリントヘッド部、１５１０Ｙ，Ｃ，Ｋ，Ｍ 現像器、１５１３ 排紙トレイ、１５１７ 収容部、１５１８ 給紙ローラー、１５３０ ２次転写領域、１５４０ 搬送経路、１５５０ 排紙ローラー、ＤＲ１ 高さ方向、ＤＲ２ 幅方向、Ｐ 普通紙、Ｔ 未定着トナー像。

Claims (16)

1. 記録媒体にトナー像を定着させる定着装置であって、
   無端状のベルトと、
   前記ベルトの内周面に接触する押圧部材と、
   前記押圧部材に対向して配置され前記押圧部材とニップ部を形成する加圧回転体と、
   前記ベルトを加熱する加熱部と、
   冷媒を用いて前記ベルトを冷却する冷媒供給部と、
   前記冷媒がその内部を流れるダクトと、を備え、
   前記ダクトは、前記ベルトで囲われた内部領域に設けられた排出部を含み、
   前記冷媒は、前記排出部から前記ベルトの前記内周面に向けて排出され、
   前記冷媒は、前記排出部から近い方の、前記ベルトの幅方向における前記ベルトの端部側から流れ出る、定着装置。
2. 前記ベルトには、前記記録媒体にトナー像を定着させる際常に前記記録媒体が通過する常時通過領域が前記幅方向において規定され、
   前記冷媒は、前記常時通過領域以外の領域に向けて排出される、請求項１に記載の定着装置。
3. 前記ベルトには、前記常時通過領域を含む記録媒体最大通過領域が前記幅方向において規定され、
   前記記録媒体最大通過領域は、前記定着装置を通過する前記記録媒体のうち前記幅方向における長さが最大である記録媒体が通過する領域であり、
   前記冷媒は、前記記録媒体最大通過領域よりも内側であって前記常時通過領域よりも外側の部分に向けて排出される、請求項２に記載の定着装置。
4. 前記ベルトには、前記記録媒体にトナー像を定着させる際常に前記記録媒体が通過する常時通過領域が前記幅方向において規定され、
   前記冷媒は、前記常時通過領域の前記幅方向における縁部に向けて排出される、請求項１に記載の定着装置。
5. 前記排出部から近い方の前記ベルトの前記端部は、前記冷媒が前記内部領域の外部から前記内部領域に流れ込む方向の下流側における前記ベルトの端部である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記排出部から近い方の前記ベルトの前記端部は、前記冷媒が前記内部領域の外部から前記内部領域に流れ込む方向の上流側における前記ベルトの端部である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記ダクトは、前記ベルトの前記内周面から離れて配置されており、
   前記ダクトの外周面と前記ベルトの前記内周面との間に冷媒路が形成され、
   前記冷媒路は、前記排出部から、前記排出部から近い方の前記ベルトの前記端部に近づくように延びており、
   前記排出部から排出された前記冷媒は、前記冷媒路を通過して前記内部領域の外部に流れ出る、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記冷媒路の断面積は、前記ダクト内を通過する冷媒の流路の断面積よりも小さい、請求項７に記載の定着装置。
9. 前記冷媒供給部は、空気を送風するファンを含む、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の定着装置。
10. 前記幅方向における前記ベルトの端部に、前記ファンが設けられている、請求項９に記載の定着装置。
11. 前記加熱部は、前記内部領域に配置されている、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の定着装置。
12. 前記加熱部は、磁束発生装置を含み、
    前記磁束発生装置は、前記ベルトの外周面に対向して配置されている、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の定着装置。
13. 前記記録媒体が前記定着装置を通過する際、前記トナー像は、前記ベルトと接触する、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の定着装置。
14. 前記排出部は、配置変更が可能である、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の定着装置。
15. 前記ベルトの温度を検出する温度検出部をさらに備える、請求項１４に記載の定着装置と、
    前記記録媒体の大きさ、および種類を検出する記録媒体検出部と、
    前記記録媒体の大きさおよび種類、並びに、前記ベルトの温度の少なくとも１つの検出結果に応じて、前記排出部の位置を変更する制御部と、を備える、画像形成装置。
16. 請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載された定着装置と、
    前記記録媒体を収容する収容部とを備える、画像形成装置。