JP7139979B2 - 定着装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置、及び画像形成装置に関する。

特許文献１に記載の画像形成装置では、回転駆動源よって搬送プーリを回転することにより、搬送部材及び搬送補助部材を駆動して転写材を搬送し、未定着トナー像を輻射熱によって加熱溶融し、カレンダーローラ入口の案内部材へと転写材を搬送する。

特開２００２－１４８９７３号公報

従来、定着装置は、画像が転写された記録面が上方を向くように先端部が保持されて搬送される記録媒体を、非接触状態で上方から加熱する予備加熱部を備えている。さらに、定着装置は、記録媒体を挟んで予備加熱部の反対側から記録媒体に空気を吹き付けて記録媒体の搬送姿勢を安定させる吹付け部を備えている。

このような定着装置では、記録媒体の搬送姿勢を検出する検出部は、予備加熱部と吹付け部との間に配置されている。そして、吹付け部が記録媒体に吹付ける空気の量は、検出部の検出結果に基づいて調整される。

このように検出部が予備加熱部と吹付け部との間に配置されているため、複数枚の記録媒体に画像を定着する場合に、検出部が１枚目の記録媒体の搬送姿勢を検出し、吹付け部は２枚目の記録媒体から空気を吹き付ける。つまり、予備加熱部によって加熱される１枚目の記録媒体から搬送姿勢を安定させることができない。

本発明の課題は、検出部が予備加熱部と吹付け部との間に配置されている場合と比して、予備加熱部によって加熱される１枚目の記録媒体から搬送姿勢を安定させることである。

本発明の第１態様に係る定着装置は、先端が保持されて画像が転写された記録面が上方向を向くように搬送される記録媒体を、非接触状態で上方から加熱する予備加熱部と、記録媒体を挟んで前記予備加熱部の反対側に配置され、記録媒体に下方から空気を吹き付ける吹付け部と、記録媒体の搬送方向において前記予備加熱部の下流側に配置され、記録媒体に接触して記録媒体を加熱する本加熱部と、前記搬送方向において前記予備加熱部の上流側に配置され、記録媒体の搬送姿勢を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて前記吹付け部を制御して、記録媒体に吹き付ける空気の量を調整する制御部と、を備えたことを特徴とする。

本発明の第２態様に係る定着装置は、第１態様に記載の定着装置において、前記制御部は、前記吹付け部を制御して、搬送される記録媒体の後端側の部分に吹き付ける空気の量を、記録媒体の先端側の部分に吹き付ける空気の量と比して多くすることを特徴とする。

本発明の第３態様に係る定着装置は、第１態様に記載の定着装置において、前記吹付け部は、前記搬送方向に複数並んでおり、前記制御部は、複数の前記吹付け部を制御して、記録媒体の後端側の部分に吹き付ける空気の量を、記録媒体の先端側の部分に吹き付ける空気の量と比して多くすることを特徴とする。

本発明の第４態様に係る定着装置は、第３態様に記載の定着装置において、前記制御部は、前記吹付け部を制御して、前記搬送方向において記録媒体に吹き付ける空気の量を徐々に変化させることを特徴とする。

本発明の第５態様に係る定着装置は、第１～第４態様の何れか１態様に記載の定着装置において、前記吹付け部は、搬送される記録媒体の幅方向に複数並んでおり、前記制御部は、複数の前記吹付け部を制御して、記録媒体の幅方向縁側の部分に吹き付ける空気の量を、記録媒体の幅方向中央側の部分に吹き付ける空気の量と比して多くすることを特徴とする。

本発明の第６態様に係る定着装置は、第５態様に記載の定着装置において、前記制御部は、前記吹付け部を制御して、前記幅方向において記録媒体に吹き付ける空気の量を徐々に変化させることを特徴とする。

本発明の第７態様に係る定着装置は、第１～第６態様の何れか１態様に記載の定着装置において、前記検出部は、複数のセンサを備えており、前記センサは、前記搬送方向に離れて複数配置され、前記記録媒体の幅方向に離れて複数配置されていることを特徴とする。

本発明の第８態様に係る定着装置は、第１～第７態様の何れか１態様に記載の定着装置において、前記搬送方向における前記吹付け部から前記本加熱部までの距離は、搬送方向における最小サイズの記録媒体の長さと比して短いことを特徴とする。

本発明の第９態様に係る画像形成装置は、画像を記録媒体に転写する転写部と、前記転写部によって記録媒体に転写された画像を記録媒体に定着する請求項１～８の何れか１項に記載の定着装置とを備えたことを特徴とする。

本発明の第１態様の定着装置によれば、検出部が予備加熱部と吹付け部との間に配置されている場合と比して、予備加熱部によって加熱される１枚目の記録媒体から搬送姿勢を安定させることができる。

本発明の第２態様の定着装置によれば、吹付け部から記録媒体へ吹き付ける空気の量が常に一定の場合と比して、記録媒体の搬送姿勢を安定させることができる。

本発明の第３態様の定着装置によれば、吹出し部が記録媒体の搬送方向に複数並んでいる構成において、記録媒体の搬送方向に複数並んでいる全ての吹出し部から記録媒体へ吹き付ける空気の量が同様の場合と比して、記録媒体の搬送姿勢を安定させることができる。

本発明の第４態様の定着装置によれば、記録媒体の搬送方向において記録媒体に吹き付ける空気の量が、最大量と最小量の２つだけの場合と比して、記録媒体の搬送姿勢を安定させることができる。

本発明の第５態様の定着装置によれば、吹出し部が記録媒体の幅方向に複数並んでいる構成において、記録媒体の幅向に複数並んでいる全ての吹出し部から記録媒体へ吹き付ける空気の量が同様の場合と比して、記録媒体の搬送姿勢を安定させることができる。

本発明の第６態様の定着装置によれば、記録媒体の幅方向において記録媒体に吹き付ける空気の量が、最大量と最小量の２つだけの場合と比して、記録媒体の搬送姿勢を安定させることができる。

本発明の第７態様の定着装置によれば、センサが１個しか備えられていない場合と比して、吹付け部によって空気が吹き付けられていない状態の記録媒体の搬送姿勢を、精度良く検出することができる。

本発明の第８態様の定着装置によれば、吹付け部から本加熱部までの距離が最小サイズの記録媒体の長さに対して長い場合と比して、最小サイズの記録媒体が本加熱部によって加熱され始めるときの搬送姿勢を安定させることができる。

本発明の第９態様の画像形成装置によれば、検出部が予備加熱部と吹付け部との間に配置されている定着装置を用いる場合と比して、１枚目の記録媒体に形成される画像の品質低下を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る定着装置を示した構成図である。 （Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に係る定着装置においてシート部材を加熱する加熱工程を示した工程図である。 （Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に係る定着装置においてシート部材を加熱する加熱工程を示した工程図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の吹付けユニットを示した平面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の検出部を示した平面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の検出部を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の本加熱部を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の本加熱部を示した断面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の本加熱部を示した断面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の制御系を示したブロック図である。 本発明の実施形態に係る定着装置のファンからシート部材に吹き付けられる空気の量と経過時間とをグラフで示した図面である。 本発明の実施形態に対する画像形成装置の冷却部を示した断面図である。 本発明の実施形態に対する画像形成装置のトナー画像形成部を示した構成図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置を示した構成図である。 本発明の比較形態に係る定着装置を示した構成図である。 本発明の比較形態に係る定着装置の制御系を示したブロック図である。

本発明の実施形態に係る定着装置、及び画像形成装置の一例について図１～図１６に従って説明する。なお、図中に示す矢印Ｈは装置上下方向（鉛直方向）を示し、矢印Ｗは装置幅方向（水平方向）を示し、矢印Ｄは装置奥行方向（水平方向）を示す。

（画像形成装置１０）
本実施形態に係る画像形成装置１０は、シート部材Ｐにトナー画像を形成する電子写真式の画像形成装置である。画像形成装置１０は、図１４に示されるように、収容部５０と、排出部５２と、画像形成部１２と、搬送機構６０と、反転機構８０と、定着装置１００と、冷却部９０とを備えている。

〔収容部５０〕
収容部５０は、記録媒体としてのシート部材Ｐを収容する機能を有している。画像形成装置１０では、収容部５０は、複数（例えば２つ）備えられている。この複数の収容部５０から選択的にシート部材Ｐが送り出される構成とされている。

〔排出部５２〕
排出部５２は、画像が形成されたシート部材Ｐが排出される部分である。具体的には、定着装置１００で画像が定着された後に、冷却部９０で冷却されたシート部材Ｐが排出部５２へ排出される構成とされている。

〔画像形成部１２〕
画像形成部１２は、電子写真方式によりシート部材Ｐに画像を形成する機能を有している。具体的には、画像形成部１２は、トナー画像を形成するトナー画像形成部２０と、トナー画像形成部２０で形成されたトナー画像をシート部材Ｐに転写する転写装置３０とを備えている。

トナー画像形成部２０は、色ごとにトナー画像を形成するように複数備えられている。画像形成装置１０では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の計４色のトナー画像形成部２０が備えられている。図１４に示す（Ｙ）、（Ｍ）、（Ｃ）、（Ｋ）は、上記各色に対応する構成部分を示している。

－トナー画像形成部２０－
各色のトナー画像形成部２０は、用いるトナーを除き基本的に同様に構成されている。具体的には、各色のトナー画像形成部２０は、図１３に示されるように、図中矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム２１（＝感光体）と、感光体ドラム２１を帯電させる帯電器２２とを備えている。さらに、各色のトナー画像形成部２０は、帯電器２２によって帯電された感光体ドラム２１を露光して感光体ドラム２１に静電潜像を形成する露光装置２３と、露光装置２３によって感光体ドラム２１に形成された静電潜像を、トナーを用いて現像してトナー画像を形成する現像装置２４とを備えている。

－転写装置３０－
転写装置３０は、各色の感光体ドラム２１のトナー画像を、中間転写体に重畳して一次転写し、該重畳されたトナー画像をシート部材Ｐに二次転写する機能を有している。具体的には、転写装置３０は、図１４に示されるように、中間転写体としての転写ベルト３１と、一次転写ロール３３と、転写部３５とを備えている。

一次転写ロール３３は、感光体ドラム２１に形成されたトナー画像を、感光体ドラム２１と一次転写ロール３３との間の一次転写位置Ｔ（図１３参照）で転写ベルト３１に転写する機能を有している。

転写ベルト３１は、無端状を成し、複数のロール３２に巻き掛けられて姿勢が決められている。転写ベルト３１は、複数のロール３２の少なくとも１つが回転駆動されることで、矢印Ｂ方向へ周回し、一次転写された画像を二次転写位置ＮＴへ搬送する。

転写部３５は、転写ベルト３１に転写されたトナー画像をシート部材Ｐに転写する機能を有している。具体的には、転写部３５は、二次転写部３４と、対向ロール３６とを備えている。

対向ロール３６は、転写ベルト３１に対向するように、転写ベルト３１の下側に配置されている。二次転写部３４は、対向ロール３６との間に転写ベルト３１が配置されるように、転写ベルト３１の内側に配置されている。二次転写部３４は、具体的には、コロトロンで構成されている。転写部３５では、転写ベルト３１に転写されたトナー画像が、二次転写部３４の放電により発生された静電力により、二次転写位置ＮＴを通過するシート部材Ｐに転写される。

〔搬送機構６０〕
搬送機構６０は、収容部５０に収容されたシート部材Ｐを二次転写位置ＮＴへ搬送する機能を有している。さらに、搬送機構６０は、二次転写位置ＮＴから後述の本加熱部１２０へ搬送する機能を有している。

具体的には、搬送機構６０は、送出ロール６２と、複数の搬送ロール６４と、チェーングリッパ６６とを備えている。

送出ロール６２は、収容部５０に収容されたシート部材Ｐを送り出すロールである。複数の搬送ロール６４は、送出ロール６２が送り出したシート部材Ｐをチェーングリッパ６６へ搬送するロール、又はチェーングリッパ６６が搬送したシート部材Ｐを冷却部９０へ搬送するロールである。チェーングリッパ６６は、シート部材Ｐの先端部を保持してシート部材Ｐを搬送する機能を有している。具体的には、チェーングリッパ６６は、図６に示されるように、一対のチェーン７２と、保持部（＝把持部）としてのグリッパ７６と、を有している。

一対のチェーン７２は、環状に形成されている。この一対のチェーン７２は、装置奥行方向に間隔をおいて配置されている。そして、一対のチェーン７２は、対向ロール３６に対する軸方向の一端側及び他端側に配置された一対のスプロケット（図示省略）と、後述の加圧ロール１４０に対する軸方向の一端側及び他端側に配置された一対のスプロケット７１（図７参照）と、装置奥行方向に間隔をおいて配置された一対のスプロケット７４（図１４参照）とに巻き掛けられている。これらの一対のスプロケットのいずれかが回転することで、チェーン７２が矢印Ｃ方向へ周回する構成とされている。

また、一対のチェーン７２には、グリッパ７６が取り付けられた取付部材７５が装置奥行方向に沿って掛け渡されている。取付部材７５は、複数設けられ、チェーン７２の周方向（周回方向）に沿って予め定められた間隔で一対のチェーン７２に固定されている。

グリッパ７６は、複数設けられ、取付部材７５に装置奥行方向に沿って予め定められた間隔で取り付けられている。グリッパ７６は、シート部材Ｐの先端部を保持する機能を有している。具体的には、グリッパ７６は、爪７６ａを有している。また、取付部材７５には、爪７６ａが接触する接触部７５ａ（図８参照）が形成されている。

グリッパ７６では、爪７６ａと接触部７５ａとの間にシート部材Ｐの先端部を挟むことでシート部材Ｐを保持する構成とされている。なお、グリッパ７６は、例えば、爪７６ａが接触部７５ａに対してバネ等により押し付けられると共に、カム等の作用により爪７６ａが接触部７５ａに対して接離される。

そして、チェーングリッパ６６では、グリッパ７６がシート部材Ｐの先端部を保持した状態で、チェーン７２が矢印Ｃ方向へ周回することで、シート部材Ｐが搬送される。図１４に示すチェーングリッパ６６は、複数の搬送ロール６４で搬送されたシート部材Ｐを二次転写位置ＮＴへ搬送し、さらに、シート部材Ｐを後述の予備加熱部１０２を通過させた後、後述の本加熱部１２０へ搬送する。なお、搬送機構６０においてシート部材Ｐが搬送される搬送経路の一部が、一点鎖線で示されている。

この構成において、搬送機構６０は、少なくとも、二次転写位置ＮＴから本加熱部１２０までの間は、シート面が上下方向を向くようにシート部材Ｐを装置幅方向に搬送する。

〔反転機構８０〕
反転機構８０は、シート部材Ｐの表裏を反転させる機構である。具体的には、反転機構８０は、図１４に示されるように、複数の搬送ロール８２と、反転装置８４と、複数の搬送ロール８６とを備えている。

複数の搬送ロール８２は、定着装置１００から送られたシート部材Ｐを反転装置８４へ搬送するロールである。反転装置８４は、一例として、シート部材Ｐの搬送方向が例えば９０度ずつ変化するように、シート部材Ｐを複数回折り返しながら搬送することで、メビウスの帯のようにシート部材Ｐを捻って、シート部材Ｐの表裏を反転させる装置である。

複数の搬送ロール８６は、反転装置８４で表裏が反転させたシート部材Ｐをチェーングリッパ６６へ搬送するロールである。

〔定着装置１００〕
定着装置１００は、転写装置３０によってシート部材Ｐに転写されたトナー画像をシート部材Ｐに定着する機能を有している。なお、定着装置１００については、詳細を後述する。

〔冷却部９０〕
冷却部９０は、定着装置１００で加熱されたシート部材Ｐを冷却する機能を有している。冷却部９０は、図１４に示されるように、シート部材Ｐの搬送方向において、定着装置１００の下流側に配置されている。また、冷却部９０は、装置幅方向に並んでいる２個の冷却ロール９２を備えている。２個の冷却ロール９２は、同様の構成とされているため、一方の冷却ロール９２について説明する。

冷却ロール９２は、図１１に示されるように、シート部材Ｐの搬送経路を挟んで上側に配置されたロール９２ａと、シート部材Ｐの搬送経路を挟んで下側に配置されたロール９２ｂとを備えている。

ロール９２ａ、９２ｂは、装置奥行方向に延びている円柱状とされており、円筒状の基材９４ａ、９４ｂを有している。基材９４ａ、９４ｂは、アルミニウム管であって、図示せぬ送風機構によって生じた空気の流れが、基材９４ａ、９４ｂの内部に生じるようになっている。この空気の流れによって、ロール９２ａ、９２ｂの表面の温度は、この空気の流れが生じない場合の温度と比して低下する。

この構成において、ロール９２ｂは、図示せぬ駆動部材から回転力が伝達されて、回転する。さらに、ロール９２ｂに従動してロール９２ａが回転する。そして、ロール９２ａ、９２ｂは、シート部材Ｐを挟み込んで搬送し、シート部材Ｐを冷却する。

（画像形成装置の作用）
図１４に示す画像形成装置１０では、次のようにして画像が形成される。

先ず、電圧が印加された各色の帯電器２２（図１３参照）は、各色の感光体ドラム２１の表面を予定の電位で一様にマイナス帯電する。続いて、外部から入力された画像データに基づいて露光装置２３は、帯電した各色の感光体ドラム２１の表面に露光光を照射して静電潜像を形成する。

これにより、画像データに対応した静電潜像が夫々の感光体ドラム２１の表面に形成される。さらに、各色の現像装置２４は、この静電潜像を現像し、トナー画像として可視化する。また、転写装置３０は、各色の感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー画像を、転写ベルト３１に転写する。

そこで、図１４に示す収容部５０から送出ロール６２によってシート部材Ｐの搬送経路へ送り出され、チェーングリッパ６６によって搬送されるシート部材Ｐは、転写ベルト３１と対向ロール３６とが接触する二次転写位置ＮＴへ送り出される。二次転写位置ＮＴでは、シート部材Ｐが転写ベルト３１と対向ロール３６とに挟み込んで搬送されることで、転写ベルト３１の表面のトナー画像は、シート部材Ｐの表面に転写される。

さらに、定着装置１００は、シート部材Ｐの表面に転写されたトナー画像をシート部材Ｐに定着し、シート部材Ｐは、冷却部９０へ搬送される。冷却部９０は、トナー画像が定着されたシート部材Ｐを冷却して排出部５２へ排出する。

一方、シート部材Ｐの裏面にトナー画像を形成する場合には、チェーングリッパ６６によって搬送されることで定着装置１００を通過したシート部材Ｐが、反転機構８０の搬送ロール８２へ搬送され、搬送ロール８２によって搬送されたシート部材Ｐは、反転装置８４によって表裏が反転される。さらに、搬送ロール８６は、表裏が反転したシート部材Ｐをチェーングリッパ６６へ搬送する。チェーングリッパ６６は、シート部材Ｐを搬送する。そして、シート部材Ｐの裏面にトナー画像を形成するために、前述した工程が再度行われる。

（要部構成）
次に、定着装置１００について説明する。

定着装置１００は、シート部材Ｐの搬送方向において転写装置３０の下流側に配置されており、図１に示されるように、搬送されるシート部材Ｐと非接触状態でシート部材Ｐを加熱する予備加熱部１０２を備えている。さらに、定着装置１００は、シート部材Ｐと接触して加熱、加圧する本加熱部１２０と、吹付けユニット１７０と、シート部材Ｐの搬送姿勢を検出する検出部２００と、各部を制御する制御部２３０とを備えている。

〔予備加熱部１０２〕
予備加熱部１０２は、シート部材Ｐの搬送方向において、トナー画像がシート部材Ｐに転写される二次転写位置ＮＴに対して下流側で、図１に示されるように、搬送されるシート部材Ｐの上方（＝トナー画像が転写される側）に配置されている。この予備加熱部１０２は、反射板１０４と、複数の赤外線ヒータ１０６（以下「ヒータ１０６」と記載する）と、金網１１２とを備えている。

－反射板１０４－
反射板１０４は、アルミニウム板を用いて形成されており、搬送されるシート部材Ｐ側が開放された底浅の箱状とされている。本実施形態では、上方から見て、反射板１０４は、搬送されるシート部材Ｐを装置奥行方向、及び装置幅方向で覆うようになっている。

－ヒータ１０６－
ヒータ１０６は、外形が円柱状の赤外線ヒータであって、反射板１０４の内部に複数収容され、装置奥行方向に延びるように配置されている。本実施形態では、上方から見て、ヒータ１０６は、搬送されるシート部材Ｐを装置奥行方向で覆うようになっている。また、ヒータ１０６は、搬送されるシート部材Ｐから一例として上下方向で３０〔ｍｍ〕離れている。

さらに、複数のヒータ１０６は、装置幅方向に並べられている。本実施形態では、上方から見て、複数のヒータ１０６が配置されている領域は、搬送されるシート部材Ｐを装置幅方向で覆うようになっている。換言すれば、複数のヒータ１０６によって、搬送されるシート部材Ｐの全体が、一度に加熱されるようになっている。

以上の構成において、ヒータ１０６からは、３〔μｍ〕以上５〔μｍ〕以下の波長で分光放射輝度が最大となる赤外線が放射され、ヒータ１０６の表面温度は、３００〔℃〕以上１１７５〔℃〕以下の予め定められた温度となる。

－金網１１２－
金網１１２は、反射板１０４の縁部に図示せぬ固定部材で固定されており、反射板１０４の内部と、反射板１１０の外部とを仕切っている。これにより、金網１１２は、搬送されるシート部材Ｐと、ヒータ１０６とが接触するのを防止している。

〔吹付けユニット１７０〕
吹付けユニット１７０は、図１に示されるように、上下方向で予備加熱部１０２と対向するように配置されており、搬送されるシート部材Ｐは、吹付けユニット１７０と予備加熱部１０２との間を通過するようになっている。また、吹付けユニット１７０は、図４に示されるように、装置幅方向、及び装置奥行方向に並べられている複数のファン１７２を備えている。ファン１７２は、吹付け部の一例である。

この構成において、複数のファン１７２が、搬送されるシート部材Ｐに向けて空気を吹き付けることで、搬送されるシート部材Ｐの搬送姿勢が安定する。このように、ファン１７２は、搬送されるシート部材Ｐの搬送姿勢を安定させる姿勢安定手段として機能している。

ここで、「シート部材Ｐの搬送姿勢が安定する」とは、シート部材Ｐのシート面から予備加熱部１０２までの距離が、シート面の位置によってばらつくのを抑制することである。換言すれば、シート部材Ｐのシート面から予備加熱部１０２までの最も長い距離と、最も短い距離との差を小さくすることである。

〔本加熱部１２０〕
本加熱部１２０は、図１に示されるように、シート部材Ｐの搬送方向において、予備加熱部１０２の下流側に配置されている。本加熱部１２０は、搬送されるシート部材Ｐと接触してシート部材Ｐを加熱する加熱ロール１３０と、加熱ロール１３０に向けてシート部材Ｐを加圧する加圧ロール１４０と、回転する加熱ロール１３０に従動して回転する従動ロール１５０とを備えている。

－加熱ロール１３０－
加熱ロール１３０は、図１に示されるように、搬送されるシート部材Ｐの上方を向いた面に接触し、軸方向を装置奥行方向として装置奥行方向に延びるように配置されている。また、加熱ロール１３０は、円筒状の基材１３２と、基材１３２の全周を覆うように形成されたゴム層１３４と、ゴム層１３４の全周を覆うように形成された離型層１３６と、基材１３２の内部に収容されたヒータ１３８とを有している。加熱ロール１３０における離型層１３６の外周面の外径は、一例として８０〔ｍｍ〕とされている。

基材１３２は、アルミニウム管であって、一例として厚さ２０〔ｍｍ〕とされている。また、ゴム層１３４は、シリコーンゴムによって形成されており、一例として厚さ６〔ｍｍ〕とされている。さらに、離型層１３６は、テトラフルオロエチレンとパーフルオロエチレンの共重合体（ＰＦＡ樹脂）によって形成されており、一例として厚さ５０〔μｍ〕とされている。

また、図７に示されるように、装置奥行方向において加熱ロール１３０の両端部には、装置奥行方向に延びる軸部１３９ａが夫々形成されており、そして、軸部１３９ａを夫々支持する支持部材１３９ｂが設けられている。これにより、加熱ロール１３０は、加熱ロール１３０の両端部で支持部材１３９ｂによって回転可能に支持されている。

－従動ロール１５０－
従動ロール１５０は、図１、図７に示されるように、加熱ロール１３０を挟んで搬送されるシート部材Ｐの反対側で、軸方向を装置奥行方向として装置奥行方向に延びるように配置されている。また、従動ロール１５０は、円筒状の基材１５２と、基材１５２の内部に収容されたヒータ１５４とを有している。従動ロール１５０の基材１５２の外周面の外径は、一例として５０〔ｍｍ〕とされている。

基材１５２は、アルミニウム管であって、一例として厚さ１０〔ｍｍ〕とされている。そして、従動ロール１５０は、従動ロール１５０の両端部で図示せぬ支持部材によって回転可能に支持されている。

この構成において、従動ロール１５０は、加熱ロール１３０に従動して回転する。そして、従動ロール１５０は、加熱ロール１３０を加熱する。このように、加熱ロール１３０が従動ロール１５０によって加熱されること、及び加熱ロール１３０自身がヒータ１３８を有していることで、加熱ロール１３０の表面温度は、１８０〔℃〕以上２００〔℃〕以下の予め定められた値となる。

－加圧ロール１４０－
加圧ロール１４０は、図１、図７に示されるように、搬送されるシート部材Ｐを挟んで加熱ロール１３０の反対側で、搬送されるシート部材Ｐの下方を向いた面に接触し、軸方向を装置奥行方向として装置奥行方向に延びるように配置されている。また、加圧ロール１４０は、円筒状の基材１４２と、基材１４２を覆うように形成されたゴム層１４４と、ゴム層１４４を覆うように形成された離型層１４６と、装置奥行方向の両端部に形成された一対の軸部１４８（図７参照）とを有している。加圧ロール１４０における離型層１４６の外周面の外径は、一例として２２５〔ｍｍ〕とされている。このように、加圧ロール１４０の外径は、加熱ロールの外径と比して大きくされている。

基材１４２は、アルミニウム管であって、一例として厚さ２０〔ｍｍ〕とされている。また、ゴム層１４４は、シリコーンゴムによって形成されており、一例として厚さ１〔ｍｍ〕とされている。さらに、離型層１４６は、テトラフルオロエチレンとパーフルオロエチレンの共重合体（ＰＦＡ樹脂）によって形成されており、一例として厚さ５０〔μｍ〕とされている。

また、加圧ロール１４０の外周面には、装置奥行方向に延びる凹部１４０ａが形成されている。そして、加圧ロール１４０と加熱ロール１３０との間をシート部材Ｐが通過する場合に、シート部材Ｐの先端部を把持するグリッパ７６が、図８に示されるように、この凹部１４０ａに収容されるようになっている。

また、一対の軸部１４８は、図７に示されるように、装置奥行方向の両端部に形成されており、加圧ロール１４０における離型層１４６の外周面と比して小径化され、軸方向に延びている。

この構成において、加圧ロール１４０は、図示せぬ駆動部材から回転力が伝達されて、回転する。そして、回転する加圧ロール１４０に従動して加熱ロール１３０が回転し、回転する加熱ロール１３０に従動して従動ロール１５０が回転する。さらに、加熱ロール１３０と加圧ロール１４０とが、トナー画像が転写されたシート部材Ｐを挟み込んで搬送することで、トナー画像がシート部材Ｐに定着される。

－その他－
本加熱部１２０は、図７に示されるように、加圧ロール１４０を支持する支持部材１５６と、支持部材１５６を介して加圧ロール１４０を加熱ロール１３０側に付勢する付勢部材１５８とを備えている。

支持部材１５６は、一対設けられている。そして、一対の支持部材１５６は、加圧ロール１４０の一対の軸部１４８を下方から回転可能に支持するように夫々配置されている。

付勢部材１５８は、圧縮スプリングであって、一対設けられている。そして、一対の付勢部材１５８は、支持部材１５６を挟んで軸部１４８の反対側に配置されている。一対の付勢部材１５８が、加圧ロール１４０を加熱ロール１３０側に付勢することで、前述したように、加圧ロール１４０が、シート部材Ｐを加熱ロール１３０に向けて加圧するようになっている。そして、図９に示されるように、加圧ロール１４０によって付勢された部分の加熱ロール１３０が変形し、加熱ロール１３０と加圧ロール１４０とが接触した領域であるニップ部Ｎが形成される。

さらに、シート部材Ｐの搬送方向において、ファン１７２から本加熱部１２０のニップ部Ｎまでの距離（＝図１に示す距離Ｋ１）は、搬送方向における最小サイズのシート部材Ｐの長さと比して短くされている。なお、最小サイズについては、画像形成装置２１０の取扱い説明書に記載されている。

〔検出部２００〕
検出部２００は、図１に示されるように、シート部材Ｐの搬送方向において、予備加熱部１０２の上流側で、転写装置３０（図１４参照）の下流側で、かつ、搬送されるシート部材Ｐの下方に配置されている。さらに、検出部２００は、４個のセンサ２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、２０４ｄを備えている（図５参照）。以下、センサ２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、２０４ｄを区別しない場合は、末尾のアルファベットを省略することがある。

夫々のセンサ２０４は、光学センサであって、シート部材Ｐの下方からシート面に光を出射し、シート面から反射した光が入射することで、シート部材Ｐにおいて光を反射させた部分の上下方向の位置を検出するようになっている。

センサ２０４ａは、図５、図６に示されるように、装置奥行方向において一方のチェーン７２と、他方のチェーン７２との中間部に配置されている。さらに、センサ２０４ｂは、装置奥行方向においてセンサ２０４ａと同様の位置で、かつ、シート部材Ｐの搬送方向においてセンサ２０４ａの上流側に配置されている。そして、センサ２０４ａとセンサ２０４ｂとは、シート部材Ｐの搬送方向に離れている。また、上方から見たセンサ２０４ａとセンサ２０４ｂとの距離（＝図５に示す距離Ｌ１）は、最大サイズのシート部材Ｐの搬送方向の長さより短いほうが良く、中間サイズのシート部材Ｐの搬送方向の長さより短い方がさらに良く、最小サイズのシート部材Ｐの搬送方向の長さより短い方が特に良い。

センサ２０４ｃは、装置奥行方向において一方のチェーン７２と他方のチェーン７２と間で、装置幅方向においてセンサ２０４ａとセンサ２０４ｂとの間で、かつ、一方のチェーン７２側に配置されている。センサ２０４ｄは、装置奥行方向において一方のチェーン７２と他方のチェーン７２と間で、装置幅方向においてセンサ２０４ｃと同様の位置で、かつ、他方のチェーン７２側に配置されている。そして、センサ２０４ｃとセンサ２０４ｄとは、シート部材Ｐの幅方向に離れている。また、装置上方から見たセンサ２０４ｃとセンサ２０４ｄとの距離（＝図５に示す距離Ｌ２）は、最大サイズのシート部材Ｐの幅方向の長さより短いほうが良く、中間サイズのシート部材Ｐの幅方向の長さより短い方がさらに良く、最小サイズのシート部材Ｐの幅方向の長さより短い方が特に良い。

この構成において、搬送されるシート部材Ｐの先端部が、センサ２０４ｂの上方に到達したときからシート部材Ｐの後端部が、センサ２０４ａの上方を通過するまで、夫々のセンサ２０４から光がシート部材Ｐのシート面へ出射され、シート面によって光反射される。夫々のセンサ２０４に反射した光が入射することで、夫々のセンサ２０４は、シート部材Ｐにおいて光を反射させた部分の上下方向の位置を検出する。

そして、センサ２０４ａとセンサ２０４ｂとの検出結果に基づいて、検出部２００は、シート部材Ｐの搬送方向におけるシート部材Ｐの撓みを検出する。センサ２０４ａとセンサ２０４ｂとよって検出されたシート部材Ｐの搬送方向における撓みと、センサ２０４ｃ及びセンサ２０４ｄの検出結果とによって、検出部２００は、シート部材Ｐの幅方向におけるシート部材Ｐの撓みを検出する。このように、検出部２００は、搬送されるシート部材Ｐの撓みを検出する撓み検出手段として機能している。

そして、検出部２００は、搬送されるシート部材Ｐの撓みを検出することで、シート部材Ｐの搬送姿勢を検出する。

〔制御部２３０〕
制御部２３０は、図１０に示されるように、検出部２００の検出結果に基づいて、吹付けユニット１７０に備えられたファン１７２を個別に制御する。なお、制御部２３０のファン１７２に対する制御については、後述する作用と共に説明する。

（要部構成の作用）
次に、定着装置１００の作用について、比較形態に係る定着装置６００と比較しつつ説明する。先ず、比較形態に係る定着装置６００の構成について、定着装置１００と異なる部分を主に説明する。

〔定着装置６００〕
定着装置６００は、図１５に示されるように、予備加熱部１０２と、本加熱部１２０と、吹付けユニット１７０と、シート部材Ｐの位置を検出する検出部７００と、各部を制御する制御部７３０（図１６参照）とを備えている。

検出部７００は、上下方向において、予備加熱部１０２と吹付けユニット１７０との間で、かつ、搬送されるシート部材Ｐの下方に配置されている。検出部７００は、１個のセンサ７０４を備えている。センサ７０４は、光学センサであって、装置奥行方向において一方のチェーン７２と、他方のチェーン７２との中間部に配置されている。そして、センサ７０４は、シート部材Ｐの下方からシート面に光を出射し、シート面から反射した光が入射することで、シート部材Ｐにおいて光を反射させた部分の上下方向の位置を検出するようになっている。

また、制御部７３０は、図１６に示されるように、検出部７００の検出結果に基づいて、吹付けユニット１７０に備えられたファン１７２を制御するようになっている。

（定着装置１００、６００の作用）
－定着装置６００－
定着装置６００では、予備加熱部１０２は、画像形成動作が開始された１枚目のシート部材Ｐを非接触状態で加熱する。なお、センサ７０４が１枚目のシート部材Ｐの搬送姿勢を検出するため、予備加熱部１０２が１枚目のシート部材Ｐを加熱するときには、吹付けユニット１７０のファン１７２は稼働していない。また、制御部７３０は、ユーザが入力したシート部材Ｐのサイズを予め入手している。

検出部７００のセンサ７０４は、１枚目のシート部材Ｐの先端部が、センサ７０４の上方に到達したときからシート部材Ｐの後端部が、センサ７０４の上方を通過するまで、センサ７０４から光がシート部材Ｐのシート面へ出射され、シート面によって反射される。そして、センサ７０４に反射した光が入射することで、シート部材Ｐにおいて光を反射させた部分の上下方向の位置を検出する。

また、本加熱部１２０が、予備加熱部１０２によって加熱されたシート部材Ｐを加熱ロール１３０及び加圧ロール１４０によって挟み込み、トナー画像をシート部材Ｐに定着する。トナー画像が定着したシート部材Ｐは、冷却部９０（図１４参照）を通って装置の外部に排出される。

さらに、予備加熱部１０２が２枚目のシート部材Ｐを加熱するときに、制御部７３０は、検出部７００の検出結果に基づいて、ファン１７２の回転数を一律に制御する。具体的には、先端部が保持されているシート部材Ｐのシート面が予備加熱部１０２と上下方向で対向するように、制御部７３０は、全てのファン１７２の回転数を一律に制御する。例えば、シート部材Ｐの撓み度合が大きい場合は、制御部７３０は、同様の回転数で回転する全てのファン１７２の回転数を増加させ、シート部材Ｐの撓み度合が小さい場合は、制御部７３０は、同様の回転数で回転する全てのファン１７２の回転数を減少させる。

このように、定着装置６００では、検出部７００が１枚目のシート部材Ｐによってシート部材Ｐの搬送姿勢を検出し、ファン１７２は２枚目のシート部材Ｐから空気を吹き付ける。つまり、予備加熱部１０２によって加熱される１枚目のシート部材Ｐから搬送姿勢を安定させることができない。

－定着装置１００－
定着装置１００では、図２（Ａ）に示されるように、トナー画像が転写された１枚目のシート部材Ｐの先端部が、センサ２０４ａの上方に到達したときに、夫々のセンサ２０４から光がシート部材Ｐのシート面へ出射され、シート面によって光が反射される。夫々のセンサ２０４に反射した光が入射することで、センサ２０４は、シート部材Ｐにおいて光を反射させた部分の上下方向の位置を夫々検出する。これにより、検出部２００は、搬送方向におけるシート部材Ｐの撓み、及びシート部材Ｐの幅方向におけるシート部材Ｐの撓みを検出する。なお、制御部２３０は、ユーザが入力したシート部材Ｐのサイズを予め入手している。

さらに、予備加熱部１０２が１枚目のシート部材Ｐを加熱するときに、制御部２３０は、検出部２００の検出結果に基づいてファン１７２を稼動させてファン１７２の回転数を個別に制御する。

具体的には、シート部材Ｐのシート面が予備加熱部１０２と上下方向で対向するように、制御部２３０は、ファン１７２を制御し、シート部材Ｐの後端側の部分に吹き付ける空気の量を、シート部材Ｐの先端側の部分に吹き付ける空気の量と比して多くする。つまり、制御部２０３は、ファン１７２の上方をシート部材Ｐの先端側の部分が通過してからシート部材Ｐの後端側の部分が通過するまで、シート面に吹き付ける空気の量を徐々に多くする。換言すれば、制御部２３０は、１個のファン１７２に対して、シート部材Ｐの後端側の部分に吹き付ける空気の量を、シート部材Ｐの先端側の部分に吹き付ける空気の量と比して多くする。

さらに、制御部２３０は、ファン１７２を制御して、シート部材Ｐの搬送方向においてシート部材Ｐに吹き付ける空気の量を徐々に変化させる。このようにして、制御部２３０は、シート部材Ｐの搬送方向においてシート部材Ｐが撓むのを抑制する。

また、シート部材Ｐのシート面が予備加熱部１０２と上下方向で対向するように、制御部２３０は、ファン１７２を制御して、シート部材Ｐの幅方向縁側の部分に吹き付ける空気の量を、シート部材Ｐの幅方向中央側の部分に吹き付ける空気の量と比して多くする。換言すると、制御部２３０は、装置幅方向の両端側（＝幅方向縁側）に配置されているファン１７２から吹き付ける空気の量を、装置幅方向の中央側（＝幅方向中央側）に配置されているファン１７２から吹き付ける空気の量と比して多くする。

さらに、制御部２３０は、ファン１７２を制御して、シート部材Ｐの幅方向においてシート部材Ｐに吹き付ける空気の量を徐々に変化させる。このようにして、制御部２３０は、シート部材Ｐの幅方向外側の部分がシート部材Ｐの幅方向内側の部分に対して下方となるようにシート部材Ｐが撓むのを抑制する。

図１２には、横軸を時間とし、縦軸をファン１７２によってシート部材Ｐに吹き付けられる空気の量としたグラフが示されている。装置幅方向の中央部のファン１７２において、搬送方向の上流側からファン１７２ａ－１、ファン１７２ａ－２、ファン１７２ａ－３、ファン１７２ａ－４、ファン１７２ａ－５とすると図１２のグラフに示されるように、各ファン１７２から吹き出される空気の量を調整する。

また、ファン１７２ａに対して幅方向両隣のファン１７２をファン１７２ｂとし、搬送方向の上流側からファン１７２ｂ－１、ファン１７２ｂ－２、ファン１７２ｂ－３、ファン１７２ｂ－４、ファン１７２ｂ－５とすると図１２のグラフに示されるように、各ファン１７２から吹き出される空気の量を調整する。

また、ファン１７２ｂに対して幅方向縁側のファン１７２をファン１７２ｃとし、搬送方向の上流側からファン１７２ｃ－１、ファン１７２ｃ－２、ファン１７２ｃ－３、ファン１７２ｃ－４、ファン１７２ｃ－５とすると図１２のグラフに示されるように、各ファン１７２から吹き出される空気の量を調整する。

これにより、定着装置１００では、図２（Ａ）（Ｂ）、図３（Ａ）（Ｂ）に示されるように、予備加熱部によって加熱される１枚目のシート部材Ｐから搬送姿勢が安定する。させることができる。さらに、シート部材Ｐの搬送姿勢が安定することで、予備加熱部１０２は、1枚目のシート部材Ｐからシート部材Ｐ全体を満遍なく加熱する。

（まとめ）
以上説明したように、定着装置１００では、検出部２００は、シート部材Ｐの搬送方向において予備加熱部１０２の上流側に配置されている。このため、定着装置６００を用いる場合と比して、予備加熱部１０２によって加熱される１枚目のシート部材Ｐから搬送姿勢が安定する。

また、定着装置１００では、制御部２３０は、１個のファン１７２に対して、搬送されるシート部材Ｐの後端側の部分に吹き付ける空気の量を、シート部材Ｐの先端側の部分に吹き付ける空気の量と比して多くする。このため、ファン１７２からシート部材Ｐへ吹き付ける空気の量が常に一定の場合と比して、シート部材Ｐの搬送姿勢が安定する。

また、定着装置１００では、ファン１７２はシート部材Ｐの搬送方向に複数並んでいる。そして、制御部２３０は、複数のファン１７２を制御して、シート部材Ｐの後端側の部分に吹き付ける空気の量を、シート部材Ｐの先端側の部分に吹き付ける空気の量と比して多くする。このため、ファン１７２がシート部材Ｐの搬送方向に複数並んでいる構成において、シート部材Ｐの搬送方向に複数並んでいる全てのファン１７２からシート部材Ｐへ吹き付ける空気の量が同様の場合と比して、シート部材Ｐの搬送姿勢が安定する。

また、定着装置１００では、制御部２３０は、ファン１７２を制御して、シート部材Ｐの搬送方向においてシート部材Ｐに吹き付ける空気の量を徐々に変化させる。このため、シート部材Ｐの搬送方向においてシート部材Ｐに吹き付ける空気の量が、最大量と最小量の２つだけの場合と比して、シート部材Ｐの搬送姿勢が安定する。

また、定着装置１００では、ファン１７２はシート部材Ｐの幅方向に複数並んでいる。そして、制御部２３０は、複数のファン１７２を制御して、シート部材Ｐの幅方向外側の部分に吹き付ける空気の量を、シート部材Ｐの幅方向内側の部分に吹き付ける空気の量と比して多くする。このため、ファン１７２がシート部材Ｐの幅方向に複数並んでいる構成において、シート部材Ｐの幅向に複数並んでいる全てのファン１７２からシート部材Ｐへ吹き付ける空気の量が同様の場合と比して、シート部材Ｐの搬送姿勢が安定する。

また、定着装置１００では、制御部２３０は、ファン１７２を制御して、シート部材Ｐの幅方向においてシート部材Ｐに吹き付ける空気の量を徐々に変化させる。このため、シート部材Ｐの幅方向においてシート部材Ｐに吹き付ける空気の量が、最大量と最小量の２つだけの場合と比して、シート部材Ｐの搬送姿勢が安定する。

また、定着装置１００では、検出部２００のセンサ２０４は、シート部材Ｐの搬送方向に並んで複数配置され、シート部材Ｐの幅方向に並んで複数配置されている。このため、センサが１個しか備えられていない場合と比して、ファン１７２によって空気が吹き付けられていない状態のシート部材Ｐの搬送姿勢が、精度良く検出される。

また、定着装置１００では、シート部材Ｐの搬送方向において、ファン１７２から本加熱部１２０のニップ部Ｎまでの距離（＝図１に示す距離Ｋ１）は、搬送方向における最小サイズのシート部材Ｐの長さと比して短くされている。このため、搬送されるシート部材Ｐの先端側の部分が本加熱部１２０のニップ部Ｎに挟まれるまで、少なくともシート部材Ｐの後端側の部分に空気が吹き付けられる。これにより、ファン１７２から本加熱部１２０のニップ部Ｎまでの距離が最小サイズのシート部材Ｐの長さに対して長い場合と比して、最小サイズのシート部材Ｐがニップ部Ｎに挟まれるときの搬送姿勢が安定する。

また、画像形成装置１０では、画像形成装置１０は定着装置１００を備えている。このため、定着装置６００を備える場合と比して、1枚目のシート部材Ｐからシート部材Ｐ全体が予備加熱部１０２によって満遍なく加熱される。

また、画像形成装置１０では、1枚目のシート部材Ｐからシート部材Ｐ全体が予備加熱部１０２によって満遍なく加熱されることで、定着装置６００を備える場合と比して、１枚目のシート部材Ｐに形成される画像の品質低下が抑制される。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、特に説明しなかったが、制御部２３０によるファン１７２の制御については、例えば、１枚毎に行ってもよく、ジョブ毎に行ってもよく、紙種毎に行ってもよい。

また、上記実施形態では、制御部２３０は、ファン１７２の回転数を個別に制御したが、シート部材Ｐの搬送方向、及びシート部材Ｐの幅方向に、吹付けユニット１７０を区画して、区画された領域毎にファン１７２を制御してもよい。

また、上記実施形態では、制御部２３０は、ファン１７２の回転数を個別に制御したが、ファン１７２の回転数を全て同様としてもよい。しかし、この場合には、ファン１７２の回転数を個別に制御することで奏する作用は奏しない。

また、上記実施形態では、検出部２００のセンサ２０４は、シート部材Ｐの搬送方向に２個並んで配置され、シート部材Ｐの幅方向に２個並んで配置されたが、３個以上並んで配置されてもよい。

また、上記実施形態では、ファン１７２を用いてシート部材Ｐに空気を吹き付けたが、例えば、ダクトを用いてダクトの先端から空気を吹き出させ、この空気をシート部材Ｐに吹き付けてもよい。

１０ 画像形成装置
３５ 転写部
１００ 定着装置
１０２ 予備加熱部
１２０ 本加熱部
１７２ ファン（吹付け部の一例）
２００ 検出部
２０４ センサ
２３０ 制御部

Claims (9)

1. 先端が保持されて画像が転写された記録面が上方向を向くように搬送される記録媒体を、非接触状態で上方から加熱する予備加熱部と、
   記録媒体を挟んで前記予備加熱部の反対側に配置され、記録媒体に下方から空気を吹き付ける吹付け部と、
   記録媒体の搬送方向において前記予備加熱部の下流側に配置され、記録媒体に接触して記録媒体を加熱する本加熱部と、
   前記搬送方向において前記予備加熱部の上流側に配置され、記録媒体の搬送姿勢を検出する検出部と、
   前記検出部の検出結果に基づいて前記吹付け部を制御して、記録媒体に吹き付ける空気の量を調整する制御部と、
   を備えた定着装置。
2. 前記制御部は、前記吹付け部を制御して、搬送される記録媒体の後端側の部分に吹き付ける空気の量を、記録媒体の先端側の部分に吹き付ける空気の量と比して多くする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記吹付け部は、前記搬送方向に複数並んでおり、
   前記制御部は、複数の前記吹付け部を制御して、記録媒体の後端側の部分に吹き付ける空気の量を、記録媒体の先端側の部分に吹き付ける空気の量と比して多くする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記制御部は、前記吹付け部を制御して、前記搬送方向において記録媒体に吹き付ける空気の量を徐々に変化させる請求項３に記載の定着装置。
5. 前記吹付け部は、搬送される記録媒体の幅方向に複数並んでおり、
   前記制御部は、複数の前記吹付け部を制御して、記録媒体の幅方向縁側の部分に吹き付ける空気の量を、記録媒体の幅方向中央側の部分に吹き付ける空気の量と比して多くする請求項１～４の何れか１項に記載の定着装置。
6. 前記制御部は、前記吹付け部を制御して、前記幅方向において記録媒体に吹き付ける空気の量を徐々に変化させる請求項５に記載の定着装置。
7. 前記検出部は、複数のセンサを備えており、
   前記センサは、前記搬送方向に離れて複数配置され、前記記録媒体の幅方向に離れて複数配置されている請求項１～６の何れか１項に記載の定着装置。
8. 前記搬送方向における前記吹付け部から前記本加熱部までの距離は、搬送方向における最小サイズの記録媒体の長さと比して短い請求項１～７の何れか１項に記載の定着装置。
9. 画像を記録媒体に転写する転写部と、
   前記転写部によって記録媒体に転写された画像を記録媒体に定着する請求項１～８の何れか１項に記載の定着装置と、
   を備えた画像形成装置。

Images