JP6287254B2 - 定着装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は複写機やファクシミリ、プリンタなどの静電記録式画像形成装置に使用される定着装置、及びその定着装置を搭載した画像形成装置に関する。

画像形成装置では、電子写真記録、静電記録、磁気記録等の画像形成プロセスにより、画像転写方式もしくは直接方式により未定着トナー画像が記録材シート、印刷紙、感光紙、静電記録紙などの記録材に形成される。未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。そのような定着装置においては、一対の定着回転体（定着ローラ、定着ベルトなど）が互いに圧接することによって定着ニップを形成し、この定着ニップを通過する記録媒体に熱と圧力が加えられることにより未定着トナーが定着される。

このような定着装置において、定着の過程において発生する様々な浮遊物質が定着装置の内部または周辺の装置に拡散することにより様々な不具合が発生する。浮遊物質としては例えば定着ニップを通過する際の加熱によって記録媒体から発生する水分、トナーから発生するワックス、高温になった定着ローラの端面から発生する揮発性の化学物質（特許文献１参照）などである。

これら浮遊物質のうち、水分やワックスなどは定着ニップ出口の空気に滞留し、この空気の拡散によって様々な不具合を発生させる可能性があることが知られている。例えば常温状態から急速に定着装置を立ち上げて印刷を実施した場合、記録媒体が通過する定着ニップなど一部の部材は高温になっているものの、その他の定着装置及び周辺の画像形成装置を構成する部材の温度は低温であることが多い。このような低温の部材に定着ニップ出口から空気が流れこんで冷却されることにより、結露によって水滴やワックスが部材に付着する。例えば記録媒体の搬送経路に結露が発生した場合、水滴が記録媒体に付着することによりスジ画像が発生する、もしくは記録媒体が変形する恐れがある。また記録媒体を搬送する部材にワックスが付着することにより搬送性が変化し、搬送ジャムが発生することがある。

定着装置の温度を検知するために使用される温度センサとして、サーモパイルなど赤外線を受光することで対象物の温度を検知する温度検知センサが用いられている。この種のセンサで、結露による水滴やワックスが受光部に付着すると、赤外線の受光状態が変化して検知温度に誤差が発生する。このような状態の温度検知センサを用いて定着装置の温度を検知、制御した場合、結果として定着装置の温度が制御できず定着不良などが発生するおそれがある。

また、定着ローラとしては定着品質を向上させるために、その周面部に厚みを持って設けられる弾性樹脂層を有するものが知られている。そして定着ローラが高温状態となった際に樹脂の成分の一部が揮発し、端面に露出した部分から化学物質として放出されるのである。さらに弾性樹脂層が発泡弾性体の場合、発泡部の泡壁から化学物質が発生して定着ローラ端面から噴出することで、無発泡の弾性体と比較して化学物質の発生量が多くなる。発生した化学物質は、その成分によって様々な不具合を引き起こす。例えばシリコーンゴムから発生するシロキサンガスは電気回路やリレー接点の汚染により誤作動を発生させるため、定着装置及び画像形成装置外への拡散を抑制する必要がある。

以上のような不具合を防止するため、水分やワックスを多く含む定着ニップ出口の空気及び定着ローラ端面の空気を定着装置や画像形成装置の内外に拡散させず、除去フィルタや貯留空間等を設けた適切な経路に導かれるように、定着装置内の気流を制御する技術が数多く提案されている（例えば特許文献２〜４参照）。

特許文献１においては、ローラ端部から発生した浮遊物質を排気する定着装置が提案されている。ローラ端部の空間を覆うキャップにより、ローラ端部とキャップの隙間からローラ端部の空間を通って所定の経路へ排気される気流を形成するものである。しかし、この定着装置においては、ローラ端部に空気を導入する開口部（ローラ端部とキャップの隙間）の定着ニップ出口に対する位置関係を制御していない。そのため、ニップ出口で発生する浮遊物質を所定の経路へ排気することができない。

特許文献２においては、定着装置の上部に定着装置内の空気を吸入するダクトを設ける技術が提案されている。しかし、このような構成では定着ニップ出口及び定着ローラ端面から離れた位置で空気を吸入する。そのため、定着装置内での浮遊物質の拡散を防ぐことが困難であり、また問題となる浮遊物質を含んだ空気の吸入効率が悪い。

そこで本発明は、浮遊物質が定着装置の内部または周囲へ拡散することを抑制し、フィルタ等による捕集や貯留を容易に実施できる構成を有する定着装置、これを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る定着装置は、定着回転体と、前記定着回転体に圧接し、前記定着回転体との間に定着ニップを形成する加圧回転体と、前記加圧回転体が該加圧回転体の回転方向のうち第一の回転方向に回転することにより前記定着ニップにおいて第一の搬送方向に搬送される記録媒体と前記定着回転体の外周面との両方に対向するように設置される第一の分離部材と、前記定着ニップから搬送される前記記録媒体と前記加圧回転体の外周面との両方に対向するように設置される第二の分離部材とを備えた定着装置において、前記第一の分離部材と前記第二の分離部材とに挟まれた前記定着ニップのニップ出口空間に向かって形成された第一の開口部と、前記加圧回転体の軸方向端面に向かって形成された第二の開口部とを備える吸気部材と、前記ニップ出口空間から前記第一の開口部へ向かう気流と、前記加圧回転体の軸方向端面から前記第二の開口部へ向かう気流とを発生させる吸気動作を行い、前記加圧回転体の温度や前記記録媒体の通紙状態に応じて前記吸気動作のオンオフが切り替えられる気流発生部材とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、浮遊物質を排出する気流を簡単に形成することができる。そして、この気流により、定着ニップ出口で記録媒体やトナーから発生した水分、ワックス、及び定着ローラの端面から発生する化学物質などの浮遊物質が定着装置の内部または周囲へ拡散することを抑制する。それにより、フィルタ等による捕集や貯留を容易に実施できる。

本発明の定着装置を用い得る画像形成装置の構成を示す断面図である。 定着ローラの軸方向中央における定着装置の概略を示す断面図である。 定着ニップ出口側から定着装置を図２の矢視Ａ方向から見て示した概略図である。 吸気部材の形状を表す図である。 同上の図である。 定着ローラの軸方向端部において吸気部材の開口部とニップ出口空間の位置関係及び開口部がニップ出口空間の空気を吸気する気流を示す図である。 同上の図である。 本発明の実施形態２における定着装置の概略を示す断面図である。 同上の図である。

本発明の実施の形態を説明する。
本発明は、定着ローラとは別に定着装置内で気流を発生させるためのモータ及び回転シャフトなどを新規に設けることなく、定着ニップ出口付近と定着ローラ端面付近の両方に滞留する空気を所定の経路で排出する気流を簡単に形成することができる。この気流により、定着ニップ出口で記録媒体やトナーから発生した水分、ワックス、及び定着ローラの端面から発生する化学物質などの浮遊物質が定着装置の内部または周囲へ拡散することを抑制し、フィルタ等による捕集や貯留を容易に実施できることが特徴になっている。

前記の本発明の特徴について、以下に図面を参照して詳細に説明する。
本発明の定着装置を用い得る画像形成装置の構成例を図１により説明する。
図１に示した画像形成装置は、複数の色画像を形成する作像部がベルトの展張方向に沿って並置されたタンデム方式を用いるカラープリンタである。ただし、本発明はこの方式に限られずに他の方式を採用できる。また、プリンタだけではなく複写機やファクシミリ装置などを対象とすることも可能である。

図１において、画像形成装置１００は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラムを並設したタンデム構造が採用されている。各感光体ドラム４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｂｋに形成された可視像は、各感光体ドラム４Ｙ〜４Ｂｋに対峙しつつ図中の矢印方向に移動可能な中間転写体である転写ベルト３０に１次転写行程が実行され、それぞれの画像が重畳転写される。転写ベルト３０に１次転写された画像は、その後、記録シートなどの記録紙Ｓに対して２次転写行程を実行することで一括転写される。なお転写ベルト３０には無端ベルトが用いられ、以下では単に転写ベルト３０と記載する。またなお、感光体ドラム４Ｙ〜４Ｂｋについて色を特定する必要がなければ単に感光体ドラム４と記載する。

各感光体ドラム４の周囲には、感光体ドラム４の回転に従い画像形成処理するための装置が配置されている。ブラック（Ｂｋ）の画像形成を行う感光体ドラム４Ｂｋを対象として説明する。感光体ドラム４Ｂｋの回転方向に沿って画像形成処理を行う帯電装置、現像装置、１次転写ローラ３１及びクリーニング装置が配置されている。帯電後に行われる書き込みは、光書込装置９が用いられる。転写ベルト３０に対する転写は、転写ベルト３０が矢印方向に移動する過程において、各感光体ドラム４に形成された可視像が、転写ベルト３０の同じ位置に重ねて転写される。そのため、転写ベルト３０を挟んで各感光体ドラム４Ｂｋに対向して配設された１次転写ローラ３１による電圧印加が行われる。１次転写ローラ３１による電圧の印加は、転写ベルト３０の移動方向で上流側から下流側に向けて感光体ドラム４の位置に対応させ、タイミングをずらして行われる。

画像形成装置１００は、色毎の画像形成処理を行う４つの画像ステーションを備える。各画像ステーションは、感光体ドラム４とその上方に対向して配設され、転写ベルト３０及び１次転写ローラ３１を備えた転写ベルトユニット２００を備える。また転写ベルト３０に対向して配設され転写ベルト３０に従動し、連れ回りする転写部材としての転写ローラである２次転写ローラ３６を備える。さらに、転写ベルト３０に対向して配設され転写ベルト３０上をクリーニングするクリーニング装置３５と、これら４つの画像ステーションの下方に対向して配設された光書き込み装置としての光書込装置９とを有している。

光書込装置９は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラー及び偏向手段としての回転多面鏡などを装備している。そして、各感光体ドラム４に対しては、色毎に対応した書き込み光を出射して感光体ドラム４に静電潜像を形成する。

画像形成装置１００には、感光体ドラム４と転写ベルト３０との間に向けて搬送される記録媒体Ｐを積載した給紙カセットとしてのシート給送装置１３０を備える。また、シート給送装置１３０から搬送されてきた記録媒体Ｐを、画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、各感光体ドラム４と転写ベルト３０との間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対１２０を備える。さらに、記録媒体Ｐの先端がレジストローラ対１２０に到達したことを検知する図示しないセンサが設けられている。

画像形成装置１００には、トナー像が転写された記録紙Ｓにトナー像を定着させるためのローラ定着方式の定着ユニットとしての定着装置２０を備える。また、定着済みの記録媒体Ｐを画像形成装置１００の本体外部に排出する排紙ローラ１４０を備える。図中１４は排紙トレイで、画像形成装置１００の本体上部に配設されて排紙ローラ１４０により画像形成装置１００の本体外部に排出された記録媒体Ｐを積載する。この排紙トレイ１４の下側に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ｋが備えられている。

転写ベルトユニット２００は、転写ベルト３０、１次転写ローラ３１の他に、転写ベルト３０が掛け回されている駆動ローラ及び従動ローラを有している。

従動ローラは、転写ベルト３０に対する張力付勢手段としての機能も備えている。そのため、従動ローラには、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。このような転写ベルトユニット２００と、１次転写ローラ３１と、２次転写ローラ３６と、クリーニング装置３５とで転写装置が構成されている。

シート給送装置１３０は、画像形成装置１００の本体下部に配設されており、最上位の記録媒体Ｐの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ１１０を有している。この給送ローラ１１０が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の記録紙Ｓをレジストローラ対１２０に向けて給送する。

転写装置に装備されているクリーニング装置３５は、詳細な図示を省略するが、転写ベルト３０に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有している。そして、転写ベルト３０上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、転写ベルト３０をクリーニングする。クリーニング装置３５はまた、転写ベルト３０から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための図示しない排出手段を有している。

＜実施形態１＞
図２は定着装置の概略を示す、定着ローラ１１の軸方向中央における断面図である。
定着装置内に定着回転体（定着ローラ１１）と加圧回転体（加圧ローラ２１）が対向して配置され、加圧ローラ２１が定着ローラ１１に加圧されることによって定着ニップ４１が形成される。加圧ローラ２１がＲ２方向に回転することで定着ニップ４１において定着ローラ１１に摩擦による駆動力が伝達され、結果として定着ローラ１１がＲ１方向に従動回転する。未定着状態のトナー画像を載せたシート状の記録媒体Ｐは定着ニップ４１において定着ローラ１１及び加圧ローラ２１に挟まれ、それぞれの回転によって搬送方向Ｔへと搬送される。また搬送と同時に定着ニップ４１において記録媒体Ｐ上のトナー画像に定着ローラ１１及び加圧ローラ２１から熱及び圧力が加えられることでトナー画像が記録媒体Ｐに定着される。

本実施形態において定着ニップ４１でトナー画像に供給される熱の加熱源は図示していない。加熱源としては、例えば輻射ヒータ、電磁誘導加熱コイル、抵抗発熱体などがある。これらの加熱源が定着ローラ１１を加熱することにより、効率的にトナー画像へ熱を供給することが可能となる。

定着ローラ１１は熱容量及びベルト内部に部材を収容する空間などを考慮して直径１５〜３００ｍｍが望ましい。定着ローラ１１は内周側から順に芯金部１１ａ、弾性層１１ｂで構成され、また図示されていないが表面に薄膜の表層が積層されていることが一般的である。ただし、画像品質に関する性能要求が高くない場合には弾性層１１ｂを除き芯金部１１ａと表層の２層構成としてもよい。

芯金部１１ａとしては剛性の高いステンレス、アルミニウムなどの金属材料が望ましく、弾性層１１ｂとしてはシリコーンゴムなどの弾性材料を用いるのが望ましい。弾性層１１ｂの変形により、記録媒体Ｐ及び定着ローラ１１の表面に凹凸がある場合でも、定着ニップ４１において加圧力及び熱伝導性が不均一となることを抑制することができ、トナー定着品質が向上する。表層としてはトナー及び記録媒体の剥離性が高い材料が用いられ、例えばＰＦＡ（４フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）、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）などを用いるのが望ましい。
加圧ローラ２１は、金属材料で形成される芯金部２１ａとシリコーンゴム、発泡シリコーンゴムなどの弾性材料で形成される弾性層２１ｂによって構成するのが望ましい。特に断熱性が高い発泡シリコーンゴムを採用するとよい。図示していないが弾性層の外周部にＰＦＡ、ＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂で形成される薄膜の表層を設けることで、トナー及び記録媒体の剥離性を高めることができる。

非接触温度センサ１２１は定着ローラ１１側に対向する面に設けられた受光部１２１ａで定着ローラ１１の温度検知領域１１ｃから輻射される赤外線を受光することによって温度検知領域１１ｃの表面温度を検知する。この表面温度に応じて加熱源による定着ローラ１１の加熱量を制御することにより、定着ローラ１１及び定着ニップ４１の温度を制御して記録媒体Ｐへのトナー画像の定着性を良好なものとしている。

定着ニップ４１のうち記録媒体Ｐの搬送出口側には定着ローラ１１及び加圧ローラ２１に対向する位置にそれぞれ定着分離部材１３１及び加圧分離部材１４１が設置されている。定着分離部材１３１と定着ローラ１１表面との間隔、及び加圧分離部材１４１と加圧ローラ２１表面との間隔は、記録媒体Ｐの定着ローラ１１及び加圧ローラ２１への巻きつきを防止するため、微小に設定されている。これにより、記録媒体Ｐが定着ローラ１１または加圧ローラ２１へ巻きつき気味で搬送された場合であっても、記録媒体Ｐの先端が定着分離部材１３１または加圧分離部材１４１に引っ掛かることにより、搬送方向Ｔへと記録媒体Ｐを搬送させることができる。

定着ニップ４１を通過する際に加熱されることにより、記録媒体Ｐに含まれる水分及びトナー画像に含まれるワックスなどの一部が気化し、定着ニップ４１の出口において浮遊物質Ｈとして発生する。この時、定着分離部材１３１及び加圧分離部材１４１が壁の役割をし、浮遊物質Ｈを含む空気はニップ出口空間２０１に大半が滞留する。

図３は定着ニップ４１出口側から定着装置を示した（図２の矢視Ａ）概略図であり、定着ローラ１１の軸方向を水平とするように図示している。ただし、理解を容易にするため加圧分離部材１４１は輪郭のみを破線で示してある。定着分離部材１３１は軸方向端部で定着ローラ１１に当接することで定着ローラ１１の表面に対する位置決め精度を高めている。

定着ローラ１１の芯金部１１ａはフレーム９１、９２に、加圧ローラ２１の芯金部２１ａはフレーム１１１、１１２に、それぞれ軸受などを介して回転可能に固定支持されている。フレーム１１１、１１２がフレーム９１、９２に対して移動することにより、加圧ローラ２１が定着ローラ１１に対して接離動作する。

駆動ギヤ８１は加圧ローラ２１の芯金部２１ａに固定されており、駆動ギヤ８１を外部から駆動することにより加圧ローラ２１が回転する。また駆動トルクが定着ニップ４１を介して定着ローラ１１に伝達されることで定着ローラ１１が従動回転する。

定着分離部材１３１及び加圧分離部材１４１は定着ニップ４１のうち記録媒体Ｐが通過する通紙幅Ｗよりも広幅となるように構成されている。加圧ローラ２１の軸方向両端部に弾性層２１ｂがなく芯金部２１ａが露出している範囲を備えており、芯金部２１ａの周囲にはニップ出口空間２０１の空気を吸気する吸気部材７１、７２がフレーム１１１に固定されて設置されている。

吸気部材７１の詳細を図４から図７を用いて詳述する。吸気部材７２についても同様である。
図４、図５は吸気部材７１の形状を表す図であり、図６及び図７は定着ローラ１１の軸方向端部において吸気部材７１の開口部７１ａとニップ出口空間２０１の位置関係及び開口部７１ａがニップ出口空間２０１の空気を吸気する気流を示す図である。ただし図４、図５において加圧ローラ２１など周辺の部材も図示している。

吸気部材７１の中央部には加圧ローラ２１の芯金部２１ａが挿入される穴７１ｄが開けられている。また、ニップ出口空間２０１に対向する開口部７１ａと加圧ローラ２１の端面に対向する開口部７１ｂを備えており、開口部７１ａ、７１ｂから吸気した空気を排気するための開口部７１ｃを備えている。なお、本形態においては開口部７１ａと開口部７１ｂが連続した一つの開口部となっており、これによって吸気部材７１が複雑な形状となってしまうことを防止している。

一方の開口部７１ａは定着分離部材１３１と加圧分離部材１４１とに挟まれたニップ出口空間２０１に向かって開口しており、ニップ出口空間２０１に滞留する浮遊物質Ｈを含んだ空気を吸気することで浮遊物質Ｈの定着装置及び画像形成装置への拡散を防止できる。開口部７１ａは加圧ローラ２１の回転軸からニップ出口空間２０１に向かう方向に、加圧ローラ２１の周方向端面よりも突出している。これにより加圧ローラ２１の周方向端面に気流を遮蔽されずにニップ出口空間２０１に滞留する浮遊物質Ｈを含んだ空気を確実に吸気できる。また開口部７１ａが加圧ローラ２１の回転軸からニップ出口空間２０１に向かう方向にのみ突出しているため、浮遊物質Ｈを含んだ空気を吸気する吸気効率を高められている。

他方の開口部７１ｂは加圧ローラ２１の軸方向の端面に向かって開口している。加圧ローラ２１の軸方向の端面からは、例えば弾性層２１ｂからシロキサンガスなど浮遊物質Ｅが発生している。開口部７１ｂが浮遊物質Ｅを含む空気を吸気することにより、浮遊物質Ｅの定着装置及び画像形成装置への拡散を防止できる。

もう一つの開口部７１ｃはフレーム１１１に設けられた穴１１１ｃを通じて排気経路Ｆと連通している。

そして、排気経路Ｆ側に設けられた気流発生部材１５１によって開口部７１ａ、７１ｂがそれぞれニップ出口空間２０１及びニップ軸方向端面付近の空気を吸気し、開口部７１ｃから排気する気流が発生している。なお、気流発生部材１５１による吸気動作は、必ずしも常に動作している必要がなく、例えば加圧ローラ２１の温度や記録媒体Ｐの通紙状態によって吸気動作のＯＮＯＦＦを切り替えても良い。吸気部材７１の穴７１ｄの内径と加圧ローラ２１の芯金部２１ａの外径の差は微小に設定されているため、穴７１ｄを通る気流の流量は無視できる。なお、必要に応じてシールなどを施しても良い。

開口部７１ｂは加圧ローラ２１の軸方向端面を覆うように設けられ、その隙間Ｇは微小に設定されている。これにより、開口部７１ｂが浮遊物質Ｅを含む空気を吸気する際の吸気流量を低減することができる。開口部７１ａの吸気流量は開口部７１ｃの排気流量から開口部７１ｂの吸気流量を除いた量となる。そのため、開口部７１ｂでの流量を低減することにより、開口部７１ａが浮遊物質Ｈを含むニップ出口空間２０１の空気を吸気するために必要な吸気流量を充分に確保することができる。

吸気部材７１のうち定着ニップ４１側に向かって開口する開口部は第一の開口部７１ａと第二の開口部７１ｂのみであり、そのうち第一の開口部７１ａのみが加圧ローラ２１の回転軸からニップ出口空間２０１に向かう方向に突出している。このような構成とすることにより、第二の開口部７１ｂが加圧ローラ２１軸方向端面から発生する浮遊物質Ｅを吸気する流量を隙間Ｇによって適切に制限し、第一の開口部７１ａがニップ出口空間２０１に滞留する浮遊物質Ｈを含む空気を吸気する吸気効率を高められる。

排気経路Ｆにフィルタや貯留空間を確保することにより、吸気部材７１が捕集した浮遊物質Ｈ及びＥが定着装置や画像形成装置の内外へ拡散することを防止でき、各浮遊物質による不具合の発生を防止することができる。

なお、本形態においては定着ローラ１１の軸方向端面には吸気部材の開口部を設置していない。定着ローラ１１は立ち上げ時間の短縮を目的として、弾性層１１ｂの厚さを薄く設定されている。このため、加圧ローラ２１の弾性層２１ｂと比較して端面から発生する浮遊物質の総量は少ない。しかし、定着装置及び画像形成装置への浮遊物質の拡散による影響が懸念される場合は、加圧ローラ２１の端面と同様に定着ローラ１１の端面にも開口部を設けて浮遊物質を吸気すれば良い。

＜実施形態２＞
図８から図９は本発明の実施形態２における定着装置の概略を示す断面図である。本実施形態において特に説明しない点は実施形態１と同様の構成及び機能である。

本実施形態では、実施形態１における定着ローラ１１の代わりに熱容量の小さい定着ローラ１１が用いられている。そのことで、定着ローラ１１を加熱するために必要な熱量を低減し、定着装置の急速な立ち上げを実現している。このような定着装置においては、記録媒体Ｐの通紙を始めた直後には定着装置を構成する部品のうち定着ローラ１１以外の大部分が加熱されずに常温のままであることが多い。このため、定着ニップ４１を通過した記録媒体Ｐ及びトナー画像から発生した水分やワックスの結露による周辺部材への付着が容易に発生してしまう。

また、定着ローラ１１の加熱方式を電磁誘導加熱方式とすることにより、定着ローラ１１の加熱効率を高めている。この加熱方式においては、磁束発生部材１６１を定着ローラ１１に近接して設置する必要がある。この磁束発生部材１６１に水分やワックスが結露すると、例えば定着ローラ１１に液滴が落下することによる異常画像が発生することが知られている。そのため、結露を防止する構成が必要となる。

定着ローラ１１と加圧ローラ２１が対向して配置され、ニップ形成部材３２が定着ローラ１１を加圧ローラ２１に加圧することで定着ローラ１１と加圧ローラ２１の間に定着ニップ４１が形成される。なお、ニップ形成部材３２が定着ローラ１１を加圧する際の反力によって変形することを防ぐため、ニップ形成部材３２を定着ニップ４１の裏側から支持するように金属材料など高剛性の加圧補助部材を設置しても良い。

定着ローラ１１の構成は内周側から順に基材層、弾性層、表層が積層されていることが一般的である。ただし、本実施形態においては定着ローラ１１の加熱手段として電磁誘導加熱方式を用いるため、基材層と弾性層の間に加熱層が形成され、定着ローラ１１を容易に加熱できるようにしている。また画像品質に関する性能要求が高くない場合には弾性層を除き基材層、表層の２層構成とする場合もある。

基材層は可撓性及び剛性の両立性から、厚さが２０〜１００μｍでポリイミド等の樹脂材料もしくはニッケル、ステンレスなどの金属材料が望ましい。また、ニップ形成部材３２との摺動性及び加熱源からの輻射熱の吸収率を向上させることを目的として、基材層の内周面に塗料をコーティングしても良い。摺動性の向上には例えばフッ素系樹脂のコーティングが望ましく、輻射熱の吸収率を向上させるには黒色塗料のコーティングが望ましい。加熱層は厚さが１０μｍ 程度で金属材料、特に銅が望ましい。磁束発生部材１６１からの相互誘導加熱により発熱する。弾性層は厚さが５０〜３００μｍでシリコーンゴムなどの弾性材料を用いるのが望ましい。弾性層の変形により、記録媒体Ｐ及び定着ローラ１１の表面に凹凸がある場合でも、定着ニップ４１において加圧力及び熱伝導性が不均一となることを改善することができ、トナー定着品質が向上する。

表層は３〜５０μｍの厚さであり、トナー及び記録媒体の剥離性が高い材料が用いられ、例えばＰＦＡ（４フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）、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）などが用いられるのが望ましい。

ニップ形成部材３２は固設部材であり、定着ローラ１１がニップ形成部材３２上を摺動する。ニップ形成部材３２の材質はＬＣＰ（液晶ポリマー）、ポリイミド、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）など高耐熱性の樹脂材料が望ましい。しかし、アルミ、ステンレスなどの金属材料でも良い。また、図示していないが、ニップ形成部材３２の周囲に摩擦係数の低い材質をシート状として巻くようにすることができる。または定着ローラ１１との摺動面に塗布コーティングするなどの手段により、定着ローラ１１のニップ形成部材３２に対する摺動摩擦抵抗を低下させることができる。ニップ形成部材３２は定着装置のフレーム９１、９２に固定支持されている。

端部フランジ１０１、１０２は定着ローラ１１の回転軸方向端部において定着ローラ１１に内接し、周囲を摺動する定着ローラ１１の概形を維持している。また端部フランジ１０１、１０２のうち定着ローラ１１の側面に対向する面は、定着ローラ１１が回転とともに回転軸方向へ移動する「ベルト寄り」に対し、定着ローラ１１の側面に当接することで定着ローラ１１の回転軸方向の位置を規制する。

上述してきた実施形態のように、本発明は、第一分離部材と第二分離部材に挟まれたニップ出口空間に向かって第一の開口部を備え、定着ローラの軸方向端面に向かって第二の開口部を設けた吸気部材を備えることで、前記目的を達成している。すなわち、定着ローラとは別に定着装置内で気流を発生させるためのモータ及び回転シャフトなどを新規に設けることなく、定着ニップ出口付近と定着ローラ端面付近の両方に滞留する空気を所定の経路で排出する気流を簡単に形成することができるようにしている。この気流により、定着ニップ出口で記録媒体やトナーから発生した水分、ワックス、及び定着ローラの端面から発生する化学物質などの浮遊物質が定着装置の内部または周囲へ拡散することを抑制し、フィルタ等による捕集や貯留を容易に実施できる。

また第一の開口部が、定着ローラの回転軸から前記ニップ出口空間に向かう方向に、定着ローラの軸方向端面よりも突出していることで、定着ローラの軸方向端面に気流を遮蔽されずにニップ出口空間に滞留した空気を確実に吸気できるようになっている。第一の開口部を、定着ローラの回転軸からニップ出口空間に向かう方向にのみ突出させれば、ニップ出口空間に滞留した空気を吸気する吸気効率を高められる。

吸気部材のうち定着ニップ側に向かって開口する開口部は第一の開口部と第二の開口部のみであり、そのうち第一の開口部のみが定着ローラの回転軸からニップ出口空間に向かう方向に突出している構成とすることで、定着ローラ軸方向端面及びニップ出口空間に滞留した空気を吸気する吸気効率を高められる。

第二の開口部が定着ローラの軸方向端面を覆っている構成とすることで、定着ローラの端面から発生する浮遊物質を回収するために必要な第二の開口部の気流の流量を抑制できる。そのため、第一の開口部の気流の流量を容易に確保できる。
また、第一の開口部と第二の開口部が連続している構成とすれば、複雑な管路形状を形成する必要が無くなり、吸気部材の構造を簡単にできる。
また、定着ニップから見て定着ローラの両端の軸方向端面に対向するように第二の開口部を備えれば、第二の開口部を設置していない側の定着ローラ端部から浮遊物質が拡散することを防止できる。
さらに、ニップ出口空間から第一の開口部への気流と定着ローラの軸方向端面から第二の開口部への気流とを発生させる気流発生部材を備えれば、浮遊物質を含んだ空気が吸気部材の開口部を通って所定の経路を通過する気流を発生させ得る。
そして、定着ローラが弾性体の樹脂で形成される定着ローラ弾性樹脂層を含み、定着ローラ弾性樹脂層の少なくとも一部が軸方向の端面に露出している構成とすれば、定着ローラ端面の弾性樹脂層から発生した化学物質を確実に回収できる。この定着ローラ弾性樹脂層を発泡弾性体によって形成すれば、発泡弾性体の泡壁から発生し定着ローラ端面から噴出する浮遊物質を確実に回収できる。

また、赤外光の受光により温度検知を行う温度検知素子を定着回転体または定着ローラに対向させ、温度検知素子の検知温度に基づいて定着装置の動作を制御すれば、赤外光の受光部への水分やワックスの付着によって検知温度に誤差が発生する。定着ニップ出口付近の水分やワックスを含む空気の定着回転体側への移動量を抑制し、結果として定着回転体に対向するように設置されている温度検知素子の検知温度の誤差を抑制できる。

また定着回転体または定着ローラが、外周面に対向するように設置された磁束発生部材に設置された電磁誘導加熱方式によって加熱されるように構成できる。電磁誘導加熱方式においては磁束発生部材を定着回転体または定着ローラに近接して設置する必要がある。この磁束発生部材に水分やワックスが結露すると、例えば定着ベルトまたは定着ローラに液滴が落下することによる異常画像など不具合が発生するため、請求項１に記載の構成によって結露を防止することで不具合を防止できる。

本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

４ ：感光体ドラム
９ ：光書込装置
９Ｃ〜９ｋ ：トナーボトル
１１ ：定着ローラ
１１ａ ：芯金部
１１ｂ ：弾性層
１１ｃ ：温度検知領域
１４ ：排紙トレイ
２０ ：定着装置
２１ ：加圧ローラ
２１ａ ：芯金部
２１ｂ ：弾性層
３０ ：転写ベルト
３１ ：１次転写ローラ
３２ ：ニップ形成部材
３５ ：クリーニング装置
３６ ：２次転写ローラ
４１ ：定着ニップ
７１ ：吸気部材
７１ａ ：第一の開口部
７１ｂ ：第二の開口部
７１ｃ ：開口部
７１ｄ ：穴
７２ ：吸気部材
８１ ：駆動ギヤ
９１、９２ ：フレーム
１００ ：画像形成装置
１０１、１０２ ：端部フランジ
１１０ ：給送ローラ
１１１ ：フレーム
１１１ｃ ：穴
１１２ ：フレーム
１２０ ：レジストローラ対
１２１ ：非接触温度センサ
１２１ａ ：受光部
１３０ ：シート給送装置
１３１ ：定着分離部材
１４０ ：排紙ローラ
１４１ ：加圧分離部材
１５１ ：気流発生部材
１６１ ：磁束発生部材
２００ ：転写ベルトユニット
２０１ ：ニップ出口空間
Ｅ ：浮遊物質
Ｆ ：排気経路
Ｇ ：隙間
Ｈ ：浮遊物質
Ｐ ：記録媒体
Ｔ ：記録媒体の搬送方向
Ｗ ：通紙幅

特開２０１３−０１５６２８号公報 特開２０１１−１８０２３５号公報 特開２００９−１７５６６３号公報 特開平０７−１６５３６５号公報

Claims (12)

1. 定着回転体と、
   前記定着回転体に圧接し、前記定着回転体との間に定着ニップを形成する加圧回転体と、
   前記加圧回転体が該加圧回転体の回転方向のうち第一の回転方向に回転することにより前記定着ニップにおいて第一の搬送方向に搬送される記録媒体と前記定着回転体の外周面との両方に対向するように設置される第一の分離部材と、
   前記定着ニップから搬送される前記記録媒体と前記加圧回転体の外周面との両方に対向するように設置される第二の分離部材とを備えた定着装置において、
   前記第一の分離部材と前記第二の分離部材とに挟まれた前記定着ニップのニップ出口空間に向かって形成された第一の開口部と、前記加圧回転体の軸方向端面に向かって形成された第二の開口部とを備える吸気部材と、
   前記ニップ出口空間から前記第一の開口部へ向かう気流と、前記加圧回転体の軸方向端面から前記第二の開口部へ向かう気流とを発生させる吸気動作を行い、前記加圧回転体の温度や前記記録媒体の通紙状態に応じて前記吸気動作のオンオフが切り替えられる気流発生部材とを備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記第一の開口部は、前記加圧回転体の回転軸から前記ニップ出口空間に向かう方向に、前記加圧回転体の周方向端面よりも突出していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第一の開口部は前記加圧回転体の回転軸から前記ニップ出口空間に向かう方向にのみ突出していることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記吸気部材の開口部であって前記定着ニップ側に向かって開口する開口部が前記第一の開口部と前記第二の開口部のみであり、前記第一の開口部のみが前記加圧回転体の回転軸から前記ニップ出口空間に向かう方向に突出していることを特徴とする請求項２又は３に記載の定着装置。
5. 前記第二の開口部は前記加圧回転体の軸方向端面を覆っていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記第一の開口部と前記第二の開口部とが連続して設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記定着ニップから見て前記加圧回転体の両端の軸方向端面に対向するように前記第二の開口部を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記加圧回転体は弾性体の樹脂で形成される弾性樹脂層を含み、前記弾性樹脂層は少なくとも一部が前記加圧回転体の軸方向端面に露出していることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の定着装置。
9. 前記弾性樹脂層は発泡弾性体からなることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 赤外光の受光により温度検知を行う温度検知素子を前記定着回転体または前記加圧回転体に対向させて配し、前記温度検知素子の検知温度に基づいて定着の動作を制御することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の定着装置。
11. 前記定着回転体または前記加圧回転体を、対向するように外周面に設置した磁束発生部材に設置した電磁誘導加熱方式によって加熱することを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の定着装置。
12. 請求項１から１１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。