(57)【要約】      （修正有）【課題】定着部材の温度低下に起因する定着不良の発生を抑制することが可能な定着装置を提供する。【解決手段】定着装置は、定着ベルト２１と、定着ベルト２１の温度を検知するるサーモパイル４０と、定着ベルト２１とニップを形成する加圧ローラ３１と、定着ベルト２１を覆う定着カバー６０と、サーモパイル４０側から定着ベルト２１側に空気を流すように設けられるダクト部材７０と、定着カバー６０に設けられ、定着ベルト２１から流れてくる空気をガイドするガイド部材６１と、を有する。ダクト部材７０は、定着カバー６０内に充満した水蒸気がサーモパイル４０に流れ込んで、サーモパイル４０のレンズが結露し、定着ベルト２１の実温度とサーモパイル４０での検知温度の間に差異が生じることを防止する。ガイド部材６１は、サーモパイル４０からの気流が直接定着ベルト２１にあたって、定着ベルト２１の表面温度が局所的に低下することを防止する。【選択図】図５
2020013018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材を有した第一の回転体と、
前記第一の回転体の温度を検知する非接触温度検知手段と、
前記第一の回転体とニップを形成する第二の回転体とを有し、
前記ニップによって記録媒体に担持されたトナー像を定着する定着装置において、
前記第一の回転体の周方向に形成された前記ニップ後から前記非接触温度検知手段までの領域においては前記第一の回転体を覆うように設置され、前記非接触温度検知手段の位置では前記第一の回転体を覆わないように構成される気流ガイド部材を有する、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記気流ガイド部材は、前記第一の回転体の周方向における前記非接触温度検知手段の位置において、長手方向の前記位置では前記第一の回転体を覆っておらず、前記位置以外の領域では前記第一の回転体を覆う形状をしている、
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記気流ガイド部材は、前記非接触温度検知手段の位置に穴形状を設けている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記気流ガイド部材は、前記第一の回転体の周方向に形成された前記ニップ後から前記非接触温度検知手段の位置までの領域にかけて、前記第一の回転体との隙間が広くなっていく形状である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記気流ガイド部材は、前記第一の回転体の周方向の前記非接触温度検知手段の位置から前記第一の回転体の下流側の領域にかけて、前記第一の回転体との隙間が狭くなっていく形状である、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記気流ガイド部材の前記第一の回転体と対向する面は、赤外線反射率が９０％以上の部材で構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記気流ガイド部材は、長手方向において前記記録媒体の通過領域以上の幅である、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記非接触温度検知手段近傍の領域において、前記非接触温度検知手段から前記第一の回転体の方向に向けて気流を流す構成である、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の画像形成装置では、用紙と用紙上のトナーを定着させる定着装置において、非接触温度検知センサであるサーモパイルを用いて定着スリーブの温度を検知する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１では、サーモパイルへのトナー付着対策としてサーモパイルから定着スリーブに気流を送っているが、定着スリーブの気流が当たっている箇所において局所的に温度低下が起こり、定着不良による画像不良問題が発生する。
本発明は、定着部材の温度低下に起因する定着不良の発生を抑制することが可能な定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明にかかる定着装置は、定着部材を有した第一の回転体と、前記第一の回転体の温度を検知する非接触温度検知手段と、前記第一の回転体とニップを形成する第二の回転体とを有し、前記ニップによって記録媒体に担持されたトナー像を定着する定着装置において、前記第一の回転体の周方向に形成された前記ニップ後から前記非接触温度検知手段までの領域においては前記第一の回転体を覆うように設置され、前記非接触温度検知手段の位置では前記第一の回転体を覆わないように構成される気流ガイド部材を有する、ことを特徴とする定着装置として構成される。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、定着部材の温度低下に起因する定着不良の発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】画像形成装置全体の構成・動作について説明する図である。
【図２】定着装置の構成について説明する図である。
【図３】サーモパイル結露問題について説明する図である。
【図４】サーモパイル結露の対策事例（既知の技術）について説明する図である。
【図５】定着ベルトの表面温度が局所的に低下することに対する対策構成（その１）について説明する図である。
【図６】定着ベルトの表面温度が局所的に低下することに対する対策構成（その２）について説明する図である。
【図７】ガイド部材の実施例１について説明する図である。
【図８】ガイド部材の実施例２について説明する図である。
【図９】ガイド部材の実施例３について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、添付図面を参照して、定着装置、および画像形成装置の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態における定着装置、および画像形成装置は、サーモパイル、定着ベルト周辺の気流に際して、以下の特徴を有する。要するに、従来技術では、サーモパイルから流れ出る気流が直接定着ベルトに当たるが、本実施の形態では、定着ベルト側からサーモパイルに向けての気流が流れる構成となるため、サーモパイルからの気流が定着ベルトに直接当たることを防止できることが特徴になっている。
【０００８】
図１は、本実施の形態における画像形成装置全体の構成・動作について説明する図である。図１に示すように、本実施の形態における画像形成装置１は、タンデム型カラープリンタである。
【０００９】
画像形成装置本体１の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。ボトル収容部１０１の下方には、中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。
【００１０】
また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部（不図示である。）等が配設されている。
そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。
【００１１】
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、不図示の駆動モータによって図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程である。）。
【００１２】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程である。）。
【００１３】
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。
【００１４】
ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。
【００１５】
４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。
【００１６】
この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。
【００１７】
詳しくは、給紙部１２には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００１８】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト２１及び加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された記録媒体Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。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。
【００１９】
図２は、定着装置の構成について説明する図である。図２に示すように、定着装置２０は、ベルト部材としての定着ベルト２１、ニップ形成部材２６、加熱部材２２、補強部材２３（支持部材）、ヒータ２５（熱源）、加圧回転体としての加圧ローラ３１、温度センサ４０、接離機構５１、５２等で構成される。ここで、定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図２中の矢印方向（反時計方向）に回転（走行）する。
【００２０】
定着ベルト２１は、内周面側から、基材層、弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。定着ベルト２１の基材層は、層厚が３０〜１００μｍであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。定着ベルト２１の弾性層は、層厚が１００〜３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト２１表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに均一に熱が伝わり柚子肌画像の発生が抑止される。
【００２１】
定着ベルト２１の離型層は、層厚が１０〜５０μｍであって、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン‐パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、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）、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が確保される。また、定着ベルト２１の直径は１５〜１２０ｍｍになるように設定されている。なお、本実施の形態では、定着ベルト２１の直径が３０ｍｍ程度に設定されている。
【００２２】
また、ニップ部の位置で定着ベルト２１の外周面に当接する加圧回転体としての加圧ローラ３１は、直径が３０〜４０ｍｍ程度であって、中空構造の芯金３２上に弾性層３３を形成したものである。加圧ローラ３１の弾性層３３は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。加圧ローラ３１は定着ベルト２１に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。
【００２３】
ニップ形成部材２６は、液晶ポリマー等の耐熱樹脂材料等で構成される。ニップ形成部材２６と、定着ベルト２１との間に、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性部材を設けることにより、ニップ部において記録媒体Ｐの表面の微小な凹凸にベルト表面が追従して、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに均一に熱が伝わり柚子肌画像の防止に効果がある。ニップ形成部材２６は、加圧ローラ３１側の面が加圧ローラ３１の曲率にならうように断面形状が凹状に形成されている。これにより、記録媒体Ｐは加圧ローラ３１の曲率にならうようにニップ部から送出されるために、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１に吸着して分離しないような不具合を抑止することができる。
【００２４】
なお、図２において、ニップ部を形成するニップ形成部材２６の断面形状を凹状に形成したが、ニップ部を形成するニップ形成部材２６の形状を平面状に形成したり、平面から凹形状に連続的に変化するように形成したりすることもできる。ニップ形状を任意の形状とすることによって、ニップ部の形状が記録媒体Ｐの画像面に対してほぼ平行となる場合には、記録媒体にシワが発生するのを防止する効果がある。また、凹状の断面形状に近づけることによって、定着ベルト２１と記録媒体との密着性が高くなり、定着性が向上する。さらに、ニップ部の出口側における定着ベルト２１の曲率が大きくなるために、ニップ部から送出された記録媒体を定着ベルト２１から容易に分離することができる。
【００２５】
加熱部材２２は、肉厚が０．２ｍｍ以下のパイプ状部材である。加熱部材２２の材料としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属熱伝導体（熱伝導性を有する金属である。）を用いることができる。加熱部材２２の肉厚を０．２ｍｍ以下に設定することで、定着ベルト２１（加熱部材２２）の加熱効率を向上することができる。加熱部材２２は、ニップ部を除く位置で定着ベルト２１の内周面に近接もしくは接触するように形成され、ニップ部の位置には内部に凹状に形成されるとともに開口部が形成された凹部が設けられている。ここで、常温時における定着ベルト２１と加熱部材２２とのギャップＡ（ニップ部を除く位置のギャップである。）は、０ｍｍより大きく１ｍｍ以下とすることが好ましい（０ｍｍ＜Ａ≦１ｍｍである）。
【００２６】
これにより、加熱部材２２と定着ベルト２１とが摺接する面積が大きくなって定着ベルト２１の磨耗が加速する不具合を抑止するとともに、加熱部材２２と定着ベルト２１とが離れ過ぎて定着ベルト２１の加熱効率が低下する不具合を抑止することができる。さらに、加熱部材２２が定着ベルト２１に近設されることで、可撓性を有する定着ベルト２１の円形姿勢がある程度維持されるため、定着ベルト２１の変形による劣化・破損を軽減することができる。また、加熱部材２２と定着ベルト２１との摺動抵抗を低下させるために、加熱部材２２の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成したり、定着ベルト２１の内周面２１ａにフッ素を含む材料からなる表面層を形成したりすることもできる。
【００２７】
なお、図２では、加熱部材２２の断面形状がほぼ円形になるように形成したが、加熱部材２２の断面形状が多角形になるように形成することもできる。また、加熱源からの熱をベルト部材に均一に伝達し、かつ駆動時のベルト部材の走行安定性を確保する手段が別途用意されている場合には、加熱部材２２を有さず、ベルトを直接加熱する方式の定着器を構成することも可能である。その場合は、定着器全体としての熱容量の内、加熱部材２２の熱容量が排除されるため、より昇温性能や省エネ性能に優れた定着器を構成できる利点がある。
【００２８】
また、補強部材２３（支持部材）は、ニップ部を形成するニップ形成部材２６を補強、支持するためのもので、定着ベルト２１の内周面側に固設されている。
【００２９】
加熱部材２２は、その長手方向両端部が定着装置２０の図示しない側板に固定支持されている。そして、加熱部材２２は、ヒータ２５の輻射熱（輻射光）により加熱されて定着ベルト２１を加熱する。すなわち、加熱部材２２がヒータ２５（加熱手段）によって直接的に加熱されて、加熱部材２２を介して定着ベルト２１がヒータ２５によって間接的に加熱されることになる。なお、ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１表面に対向するサーモパイルやサーミスタなどの温度センサ４０によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。また、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）を所望の温度に設定することができる。
【００３０】
このように、定着装置２０は、定着ベルト２１の一部のみが局所的に加熱されるのではなく、加熱部材２２によって定着ベルト２１が周方向にわたってほぼ全体的に加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト２１が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。なお、図２において、ヒータ２５の例としてハロゲンヒータを用いたが、熱源の種類はハロゲンヒータに限定されるものではなく、例えば誘導加熱方式の熱源を有する定着装置であっても良い。
【００３１】
補強部材２３は、長手方向の長さがニップ形成部材２６と同等になるように形成されていて、その長手方向両端部が定着装置２０の図示しない側板に固定支持されている。そして、補強部材２３がニップ形成部材２６、定着ベルト２１介して加圧ローラ３１）に当接することで、ニップ部においてニップ形成部材２６が加圧ローラ３１の加圧力を受けて大きく変形する不具合を抑止している。なお、補強部材２３は、上述した機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが好ましい。
【００３２】
また、ヒータ２５がハロゲンヒータなど輻射熱を利用して加熱する方式の熱源である場合には、補強部材２３におけるヒータ２５に対向する面の一部又は全部に、断熱部材を設けたり、ＢＡ処理や鏡面研磨処理を施したりすることもできる。ヒータ２５から補強部材２３に向かう輻射熱（補強部材２３を加熱する熱）が加熱部材２２の加熱に用いられることになるために、定着ベルト２１（加熱部材２２）の加熱効率がさらに向上することになる。
【００３３】
加圧ローラ３１には、不図示の駆動機構の駆動ギアに噛合するギヤが設置されていて、加圧ローラ３１は図２中の矢印方向（時計方向）に回転駆動される。また、加圧ローラ３１は、その長手方向両端部が定着装置２０の不図示の側板に軸受を介して回転自在に支持されている。なお、加圧ローラ３１の内部には、ハロゲンヒータ等の熱源を設けることもできる。また加圧ローラ３１の弾性層３３を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部に作用する加圧力を減ずることができるために、ニップ形成部材２６に生じる撓みを軽減することができる。さらに、加圧ローラ３１の断熱性が高められて、定着ベルト２１の熱が加圧ローラ３１側に移動しにくくなるために、定着ベルト２１の加熱効率が向上する。
【００３４】
また、図２では、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径と同等になるように形成したが、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径よりも小さくなるように形成することもできる。その場合、ニップ部における定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ３１の曲率よりも小さくなるために、ニップ部から送出される記録媒体Ｐが定着ベルト２１から分離され易くなる。また、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径よりも大きくなるように形成することもできるが、定着ベルト２１の直径と加圧ローラ３１の直径との関係によらず、加圧ローラ３１の加圧力が加熱部材２２に作用しないように構成されている。
【００３５】
さらに、定着装置２０には、定着ベルト２１に対して加圧ローラ３１を接離する接離機構５１〜５３が設けられている。詳しくは、接離機構は、加圧レバー５１、偏心カム５２、加圧スプリング５３、等で構成されている。加圧レバー５１は、一端側に設けられた支軸５１ａを中心として定着装置２０の図示しない側板に回転自在に支持されている。
【００３６】
加圧レバー５１の中央部は、加圧ローラ３１の軸受（図示せず。側板に形成された長穴に移動可能に保持されている。）に当接している。また、加圧レバー５１の他端側には加圧スプリング５３が接続され、さらに加圧スプリング５３の保持板に偏心カム５２（不図示の駆動モータによって回転可能に構成されている。）が係合している。このような構成により、偏心カム５２の回転により、加圧レバー５１が支軸５１ａを中心にして回転して、加圧ローラ３１が図２の破線矢印方向に移動することになる。
【００３７】
すなわち、通常の定着工程時には、偏心カム５２の回転方向の姿勢が図２の状態になって、加圧ローラ３１は定着ベルト２１を加圧して所望のニップ部を形成する。これに対して、通常の定着工程時以外のとき（ジャム処理時や待機時等である。）には、偏心カム５２の回転方向の姿勢が図２の状態から１８０度回転して、加圧ローラ３１は定着ベルト２１から離脱する（又は、定着ベルト２１を減圧する）。
【００３８】
以下、上述のように構成された定着装置２０の、通常時の動作について簡単に説明する。装置本体１の電源スイッチが投入されると、ヒータ２５に電力が供給されるとともに、加圧ローラ３１の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。これにより、加圧ローラ３１との摩擦力によって、定着ベルト２１も図２中の矢印方向に従動（回転）する。その後、給紙部１２から記録媒体Ｐが給送されて、２次転写ローラ８９の位置で、記録媒体Ｐ上に未定着のカラー画像が担持（転写）される。
【００３９】
未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、不図示のガイド板に案内されながら図２の矢印Ｙ１０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、加熱部材２２（ヒータ２５）によって加熱された定着ベルト２１による加熱と、補強部材２３によって補強されたニップ形成部材２６と加圧ローラ３１との押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、ニップ部から送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。
【００４０】
図３は、サーモパイル結露問題について説明する図である。高温に加熱された定着ベルト２１と加圧ローラ３１によって記録媒体Ｐにトナー像Ｔを定着する工程において、記録媒体Ｐに含有されている水分も同時に加熱され水蒸気として記録媒体Ｐから放出される。その放出された水蒸気の一部は、図３に示すように、定着ベルト２１の回転に連れられて、定着ベルト２１を覆う定着カバー６０内に充満していく。一方で、定着カバー６０は、サーモパイル４０が定着ベルト２１の温度を読み取る領域を遮らないように穴を設けているため、定着カバー６０内に充満した水蒸気がこの穴を通ってサーモパイル４０に流れ出してくる。
【００４１】
サーモパイル４０の温度は、印刷動作によって定着装置２０が放出する熱によって徐々に上昇していく。しかし、早朝の朝一番に印刷動作を開始した時などは、サーモパイル４０は室温に近い温度になっており、そのような状態で水蒸気がサーモパイル４０に流れると、サーモパイル４０のレンズが結露し、定着ベルト２１の実温度とサーモパイル４０で検知する検知温度の間に差異が生じる。これによって、画像不良や、最悪の場合は部材が高温になり過ぎたことによる破損などの問題が発生する。
【００４２】
図４は、サーモパイル結露の対策事例（既知の技術）について説明する図である。水蒸気を多く含んだ空気がサーモパイル４０に流れ込むのを防止するために、サーモパイル４０側から定着ベルト２１側に空気を流すように、ダクト部材７０を設ける。このように、気流発生装置（図示無し）などで発生させた気流を、サーモパイル４０側から定着ベルト２１側に流す技術は既に知られている。しかし、この方式では、サーモパイル４０からの気流が直接定着ベルト２１にあたるため、定着ベルト２１の表面温度が局所的に低下する。これによって画像不良などの問題が発生することがある。
【００４３】
図５は、定着ベルト２１の表面温度が局所的に低下することに対する対策構成（その１）について説明する図である。図５に示すように、定着カバー６０に、定着ベルト２１から流れてくる空気をガイドするガイド部材６１を設置する。このガイド部材６１は、定着ベルト２１の回転によって発生した気流をサーモパイル４０の方向へガイドして流すように設置されている。また、サーモパイル４０側からも同様に、上記気流発生装置が定着ベルト２１側に向けて気流を発生させる。これによって、サーモパイル４０側からの気流は、定着ベルト２１に直接当たることなく、図５の矢印Ｄのようにユニット外部に排出される。
【００４４】
具体的には、サーモパイル４０の定着ベルト２１側に、ダクト部材７０を設けるとともに、定着ベルト２１のサーモパイル４０側に、ガイド部材６１を設ける。ダクト部材７０は、定着ベルト２１側ガイド７０ａと、定着ベルト２１側ガイド７０ａに対して略直角に外側に設けられた外側ガイド７０ｂとを有している。ガイド部材６１は、サーモパイル４０からダクト部材７０を介して流れ出る気流と、定着ベルト２１の回転によってガイド部材６１に沿って流れ出る気流とを対抗させるような形状となっている。すなわち、ガイド部材６１は、定着ベルト２１の回転方向の上流側に、定着ベルト２１に対して略同じ間隔をもって定着ベルト２１に沿って形成された定着ベルト２１側ガイド６１ａと、一端が当該ガイド６１ａに固定して接続され、当該ガイド６１ａと所定の角度をなしてダクト部材７０の定着ベルト２１側ガイド７０ａと略平行に設けられ、他端が定着カバー６０に固定して接続されたダクト部材７０側ガイド６１ｂ（上流側）とを有している。
【００４５】
このように、定着ベルト２１を有した第一の回転体と、第一の回転体の温度を検知する非接触温度検知手段であるサーモパイル４０と、第一の回転体とニップを形成する第二の回転体である加圧ローラ２２とを有し、ニップによって記録媒体に担持されたトナー像を定着する定着装置２０において、第一の回転体の周方向に形成されたニップ後からサーモパイル４０までの領域においては第一の回転体を覆うように設置され、サーモパイル４０の位置では第一の回転体を覆わないように構成される気流のガイド部材６１を有する構成にすることで、定着ベルト２１の温度低下に起因する定着不良の発生を抑制することができ、定着ベルト２１の温度低下を発生させることなくサーモパイル４０の結露を防止することができる。
【００４６】
すなわち、サーモパイル４０からダクト部材７０を介して流れ出る気流と、定着ベルト２１の回転によってガイド部材６１に沿って流れ出る気流、すなわち定着ベルト２１側ガイド７０ａおよびダクト部材７０側ガイド６１ｂ（上流側）の方向の気流同士が、サーモパイル４０と定着ベルト２１との間でぶつかって打ち消し合い、ダクト部材７０と定着カバー６０の隙間方向であるＤ方向に流れ出る。したがって、定着ベルト２１の温度を低下させることがなくなるとともに、サーモパイル４０の温度の精度を維持することができ、これらを両立することができる。
【００４７】
また、定着ベルト２１の回転方向の下流側には、上記ダクト部材７０側ガイド６１ｂ（下流側）が設けられ、定着ベルト２１側ガイド６１ａは設けられていない。このように、定着ベルト２１側ガイド６１ａを省略したことにより、定着装置自体を軽量化することができる。
【００４８】
また、このサーモパイル４０から流す気流は、強すぎると定着ベルト２１にまで到達して定着ベルト２１の温度低下が発生し、弱すぎると定着ベルト２１からの気流がサーモパイル４０にまで到達してサーモパイル４０のレンズに結露が発生する。そのため、サーモパイル４０からの気流を発生させる気流発生装置（図中記載なし）において、サーモパイル４０からの風量を調整し、定着ベルト２１からの気流と同程度の強さとなるように、最適な風量にすることが望ましい。
【００４９】
また、目的の効果を常時安定して得るためには、定着ベルト２１からの風量を安定させておく必要がある。そのために、ガイド部材６１は、定着ベルト２１の長手方向の全域に設置し、定着ベルト２１の回転によってガイド部材６１に沿って流れ出る気流が抜けられる穴は、サーモパイル４０と長手方向、周方向において同じ位置にする。このような配置にすることで、定着ベルト２１からサーモパイル４０に対して、上記気流を安定して流すことができる。
【００５０】
図６は、定着ベルト２１の表面温度が局所的に低下することに対する対策構成（その２）について説明する図である。図６に示すように、ガイド部材６１の定着ベルト２１側ガイド６１ａ’は、定着ベルト２１の周方向においてニップ直後からサーモパイル４０までの位置において、定着ベルトとの隙間が徐々に広くなる構成をしている。このような構成により、気流の圧力損失による流速低下を小さくすることができるので、より多くの空気をサーモパイル４０の方向に流すことができる。
【００５１】
また、図６では、上記とは反対に、定着ベルト２１の周方向において、サーモパイル４０の位置からそれより下流側の位置に、ガイド部材６１の定着ベルト２１側ガイド６１ａと同様のガイド部材６１の定着ベルト２１側ガイド６１ｃを設け、当該ガイドは、定着ベルト２１との隙間が徐々に狭くなる構成をしている。このような構成により、圧力損失による流速低下を大きくすることができるので、定着ベルト２１の下流側に流れる空気量を減らすことができるので、結果的にサーモパイル４０の方向に流れる空気量を多くすることができる。
【００５２】
すなわち、図６では、ガイド部材６１は、定着ベルト２１の最もサーモパイル４０に近い部位に近づくほど、ガイド部材６１と定着ベルト２１とが離れる形状となっているので、気流の圧力損失による流速低下を考慮して、サーモパイル４０の方向に流れる気流の量を調整することができる。
【００５３】
このように、図６では、気流のガイド部材６１は、第一の回転体の周方向に形成されたニップ後からサーモパイル４０の位置までの領域にかけて、第一の回転体との隙間が広くなっていく形状であるため、気流ガイドによる圧力損失を小さくすることでサーモパイル側に流れる空気量を多くすることができる。また、気流のガイド部材６１は、第一の回転体の周方向のサーモパイル４０の位置から第一の回転体の下流側の領域にかけて、第一の回転体との隙間が狭くなっていく形状であるため、気流ガイドによる圧力損失を大きくすることで定着ベルト下流側へ空気が流れにくくなり、結果的にサーモパイル側に流れる空気量を多くすることができる。
【００５４】
図７は、ガイド部材６１の実施例１について説明する図である。既に説明したように、ガイド部材６１は、定着ベルト２１を覆うような形状をしている。図７では、当該ガイド部材６１に、サーモパイル４０と略同じ高さおよび長手方向の位置の部分にのみ、丸い穴形状７１の穴部が設けられている。このような構成により、定着ベルト２１の回転により連れ回り、定着ベルト２１の近傍を流れている空気が、当該穴形状７１からサーモパイル４０側に流れ出る。上記穴形状７１は、複数個設けてもよいが、図７のようにサーモパイル４０の位置のみ１カ所に設けた場合、流れ出す気流の流速が速くなるため、最も効果が大きくなる。
【００５５】
図８は、ガイド部材６１の実施例２について説明する図である。ガイド部材６１に設けられる穴部は、図７のような穴形状だけとは限らない。例えば、図８に示すように、サーもパイル４０と略同じ高さおよび長手方向の位置の部分にのみ、切欠いた切欠形状８１であっても、図７に示した場合と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
図７、８に示したように、気流のガイド部材６１は、第一の回転体の周方向におけるサーモパイル４０の位置において、長手方向の位置では第一の回転体を覆っておらず、当該位置以外の領域では第一の回転体を覆う形状をしている。このように、気流のガイド部材６１に穴や切欠きをサーモパイル４０の位置だけ設けることで、複数箇所設けた場合に比べて気流が集中するのでより強い気流をサーモパイル側に流すことができる。また、図７では、気流のガイド部材６１は、サーモパイル４０の位置にのみ穴形状７１を設け、当該穴の箇所より定着ベルト２１の下流方向には気流のガイド部材が設けられているため、サーモパイル４０に確実に強い気流を送ることができる。
【００５７】
図９は、ガイド部材６１の実施例３について説明する図である。ガイド部材６１は、図９に示すような穴形状に対して、定着ベルト２１の下流側の位置である下側に、突出部６１ｄを設ける構成も可能である。このような突出部６１ｄを設けることにより、定着ベルト２１により連れ回った気流が突出部６１ｄに突き当たり、当該突出部６１ｄから穴形状に向かって、すなわちサーモパイル４０側に向かって気流が流れやすくなるとともに、図７や図８に示した場合と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
従来の定着ユニットでは、サーモパイルからの気流が定着ベルトまで直接流れ込むため定着ベルトの温度が低下するとともに、定着ユニットで発生した水蒸気がサーモパイルへと流れることでサーモパイルのレンズが結露し、検知温度がズレる問題があった。しかし、本実施の形態では、上述したようなガイド部材を設けるといった簡素な構成で、サーモパイルから定着ベルトまでの気流を最適化することができ、温度の検知精度を向上させることができる。具体的には、定着ベルトの回転に連れられて回ってきた気流をサーモパイル方向に流すためのガイド部材を設け、定着ベルト側からサーモパイルに向けて気流が流れる構成とする。このような構成により、サーモパイルから流れてきた気流が押し返され、サーモパイルからの気流が定着ベルトに直接当たることを防止でき、定着ベルトの温度のへの影響を小さくすることができる。
【００５９】
なお、上記実施の形態に示した構成のほか、例えば、気流のガイド部材６１の第一の回転体と対向する面は、赤外線反射率が９０％以上の部材で構成されていてもよい。このような構成により、気流のガイド部材６１は、定着ベルト２１からの輻射熱を吸収せず、より高効率で定着ベルト２１に反射させる方が定着ベルトの熱放出が少なくなるため、省エネ性の改善につなげることができる。
【００６０】
また、気流のガイド部材６１は、長手方向において記録媒体の通過領域以上の幅であってもよい。このような構成により、上記ガイド部材６１が通紙領域全域に存在することとなり、通紙領域の温度を均一にすることができる。
【００６１】
また、サーモパイル４０の近傍の領域において、サーモパイル４０から第一の回転体の方向に向けて気流を流す構成を有している。すなわち、定着ベルト２１からの気流をサーモパイル４０に直接当てるとサーモパイル４０の結露が発生する可能性があるため、サーモパイル４０側からも定着ベルト２１側に気流を流す構成を有している。これにより、サーモパイル４０の結露を防止することができる。
【００６２】
本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化したり、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１              画像形成装置
２０            定着装置
２１            定着ベルト
２６            ニップ形成部材
２２            加熱部材
２３            補強部材
２５            ヒータ
３１            加圧ローラ
４０            温度センサ
５１、５２      接離機構
６０            定着カバー
６１ａ          定着ベルト側ガイド
６１ｂ          ダクト部材側ガイド
６１ｃ          定着ベルト側ガイド
６１ｄ          突出部
７０            ダクト部材
７０ａ          定着ベルト側ガイド
７０ｂ          外側ガイド
７１            穴形状
８１            切欠形状
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６４】
【特許文献１】特開２００５−２４１５４４号公報
【図１】
2020013018.tif 000003
【図２】
2020013018.tif 000004
【図３】
2020013018.tif 000005
【図４】
2020013018.tif 000006
【図５】
2020013018.tif 000007
【図６】
2020013018.tif 000008
【図７】
2020013018.tif 000009
【図８】
2020013018.tif 000010
【図９】
2020013018.tif 000011