(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内面に潤滑剤が塗布され、シート上のトナー像をニップ部にて加熱するエンドレスベルトと、
前記エンドレスベルトと協働して前記ニップ部を形成するとともに前記エンドレスベルトを駆動する駆動回転体と、
前記エンドレスベルトの内側に設けられ前記エンドレスベルトを前記駆動回転体に向けて押圧する押圧部材と、
前記エンドレスベルトの温度が前記潤滑剤の沸点よりも高い目標温度となるように前記エンドレスベルトを加熱する加熱部と、
前記エンドレスベルトの長手方向一端と突き当たり可能に設けられ前記エンドレスベルトの長手方向の位置を規制する中空の第１のフランジと、
前記第１のフランジの中空部側で前記第１のフランジに接触し、前記第１のフランジの中空部を経由して前記エンドレスベルトの内部空間から外方へ延出するように設けられ、前記第１のフランジの温度を前記潤滑剤の沸点よりも低い温度に維持させる第１のヒートシンクと、
前記エンドレスベルトの長手方向他端と突き当たり可能に設けられ前記エンドレスベルトの長手方向の位置を規制する中空の第２のフランジと、
前記第２のフランジの中空部側で前記第２のフランジに接触し、前記第２のフランジの中空部を経由して前記エンドレスベルトの内部空間から外方へ延出するように設けられ、前記第２のフランジの温度を前記潤滑剤の沸点よりも低い温度に維持させる第２のヒートシンクと、を有することを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
前記第１のヒートシンクの放熱部と前記第２のヒートシンクの放熱部をエアーで冷却する冷却機構を更に有することを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
【請求項３】
前記冷却機構は、ファンと、前記ファンによるエアーフローから前記エンドレスベルトを隔離させる隔離部材と、を有することを特徴とする請求項２に記載の画像加熱装置。
【請求項４】
前記押圧部材をバックアップするバックアップ部材を更に有し、前記第１のヒートシンク及び前記第２のヒートシンクは断熱部材を介して前記バックアップ部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
【請求項５】
前記潤滑剤はグリスであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
【請求項６】
前記加熱部は、前記押圧部材に設けられ通電に伴い発熱する発熱体を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート上のトナー像を加熱する画像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式の画像形成装置では、トナー像が形成されたシートを定着装置（画像加熱装置）で加熱及び加圧することによりこのトナー像をシートに定着させている。特許文献１、２に記載の画像形成装置では、定着装置において定着ベルト（エンドレスベルト）を用いており、この定着ベルトの内面にはグリス（潤滑剤）が塗布されている。
【０００３】
このようなグリスには、定着処理に伴う加熱により気化する成分が含まれており、この気化成分が定着ベルトの内部空間から漏れ出てしまう恐れがある。
【０００４】
そこで、特許文献３に記載の画像形成装置では、気化成分を含む空気を排気経路に取り込み、排気経路の途中に配置した冷却面で気化成分を冷却凝集させて回収しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−５６５９６号公報
【特許文献２】特開２０１１−３３６５３号公報
【特許文献３】特開２０１１−１４１４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３に記載の画像形成装置のように、定着ベルトから漏れ出た後に気化成分を回収する構成の場合、次のような懸念がある。
【０００７】
つまり、定着ベルトの内側から漏れ出た気化成分の一部が、回収部に至るまでの間において、装置内に拡散してしまう恐れがある。また、気化成分が周囲の空気に希釈されるため、気化成分の回収効率（捕捉効率）が低下してしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、エンドレスベルトの内側から気化成分が漏れ出して画像加熱装置内に拡散することを抑制できる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像加熱装置は、その内面に潤滑剤が塗布され、シート上のトナー像をニップ部にて加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトと協働して前記ニップ部を形成するとともに前記エンドレスベルトを駆動する駆動回転体と、前記エンドレスベルトの内側に設けられ前記エンドレスベルトを前記駆動回転体に向けて押圧する押圧部材と、前記エンドレスベルトの温度が前記潤滑剤の沸点よりも高い目標温度となるように前記エンドレスベルトを加熱する加熱部と、前記エンドレスベルトの長手方向一端と突き当たり可能に設けられ前記エンドレスベルトの長手方向の位置を規制する中空の第１のフランジと、前記第１のフランジの中空部側で前記第１のフランジに接触し、前記第１のフランジの中空部を経由して前記エンドレスベルトの内部空間から外方へ延出するように設けられ、前記第１のフランジの温度を前記潤滑剤の沸点よりも低い温度に維持させる第１のヒートシンクと、前記エンドレスベルトの長手方向他端と突き当たり可能に設けられ前記エンドレスベルトの長手方向の位置を規制する中空の第２のフランジと、前記第２のフランジの中空部側で前記第２のフランジに接触し、前記第２のフランジの中空部を経由して前記エンドレスベルトの内部空間から外方へ延出するように設けられ、前記第２のフランジの温度を前記潤滑剤の沸点よりも低い温度に維持させる第２のヒートシンクと、を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の画像形成装置では、第１のヒートシンクと第２のヒートシンクがエンドレスベルトの内部空間で気化成分を凝縮させるので、エンドレスベルトの内部空間から気化成分が漏れ出して装置内に拡散することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】定着装置の長手方向に垂直な断面構成の説明図である。
【図３】定着装置の長手方向に沿った断面構成の説明図である。
【図４】定着装置の制御系のブロック図である。
【図５】定着装置の温度制御のフローチャートである。
【図６】実施例１の定着装置の端部の冷却機構の説明図である。
【図７】画像形成装置の揮発成分放出量の測定装置の説明図である。
【図８】実施例１における揮発成分放出量の抑制効果の説明図である。
【図９】実施例２の定着装置の揮発成分回収構造の説明図である。
【図１０】実施例２における揮発成分放出量の抑制効果の説明図である。
【図１１】実施例３の定着装置の端部構造の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。実施例１では、定着ベルトを加圧ローラで駆動するオンデマンド定着装置のフランジにヒートシンクを設置している。ヒートシンクにより定着ベルトの内部空間に冷却面を形成して気化したグリスを固化（相変化）させることにより、定着ベルトとフランジの隙間からの気化したグリスの漏れ出しを防ぐ。
【００１３】
（画像形成装置）
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１０は、中間転写ベルト２７Ｂに沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００１４】
画像形成部ＰＹでは、感光ドラム２８にイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト２７Ｂに転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム２９にマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト２７Ｂに転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、感光ドラム３０、３１にシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト２７Ｂに転写される。
【００１５】
中間転写ベルト２７Ｂに転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されてシートＰへ二次転写される。ピックアップローラ２２は、シートカセット２１からシートＰを引き出す。分離ローラ２３は、引き出されたシートＰを１枚ずつに分離してレジストローラ２５へ送り出す。レジストローラ２５は、中間転写ベルト２７Ｂのトナー像にタイミングを合わせてシートＰを二次転写部Ｔ２へ送り込む。
【００１６】
定着装置２００は、定着ドア４５を開くことにより、図１の右方向に着脱可能に画像形成装置１０の装置本体に保持されている。トナー像を二次転写されたシートＰは、定着装置２００で加熱加圧を受けて表面に画像を定着された後に排出ローラ３４を経て、シート積載部３２に積載される。
【００１７】
画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像装置で用いるトナーの色が異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部ＰＹについて説明し、画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫに関する重複説明を省略する。
【００１８】
感光ドラム２８を囲んで、帯電装置、露光装置３５Ｙ、現像装置、転写ローラ３９Ｙ、ドラムクリーニング装置が配置される。感光ドラム２８は、アルミニウム製シリンダの外周面に感光層を形成しており、所定のプロセススピードで回転する。
【００１９】
帯電装置は、帯電ローラを用いて感光ドラム２８を一様な負極性の電位に帯電させる。露光装置３５Ｙは、レーザービームを回転ミラーで走査して、感光ドラム２８の表面に画像の静電像を書き込む。現像装置は、トナーとキャリアを含む現像剤を用いて感光ドラム２８の静電像をトナー像に現像する。画像形成によって現像装置で消費されたトナー量に見合った量の新しいトナーが、トナーボトルから現像装置に補給される。
【００２０】
転写ローラ３９Ｙは、感光ドラム２８と中間転写ベルト２７Ｂの間にトナー像の一次転写部を形成する。転写ローラ３９Ｙに正極性の直流電圧が印加されることにより、感光ドラム２８に担持された負極性のトナー像が中間転写ベルト２７Ｂへ転写される。ドラムクリーニング装置は、感光ドラム２８の表面に付着した転写残トナーを回収する。
【００２１】
中間転写ベルト２７Ｂは、テンションローラ２７Ｔ、二次転写内側ローラを兼ねた駆動ローラ２７Ｄ、及び張架ローラに掛け渡して支持され、駆動ローラ２７Ｄに駆動されて矢印Ｒ２方向に回転する。二次転写ローラ２６は、駆動ローラ２７Ｄに支持された中間転写ベルト２７Ｂに当接して二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写ローラ２６に正極性の直流電圧が印加されることで、中間転写ベルト２７Ｂ上のトナー像がシートＰへ転写される。不図示のベルトクリーニング装置は、中間転写ベルト２７Ｂの表面に付着した転写残トナーを回収する。
【００２２】
＜実施例１＞
図２に示すように、ベルト部材（エンドレスベルト）の一例である定着ベルト２１１は、気化成分を含む潤滑剤、つまり、グリスを内側面に塗布されており、後述の加圧ローラによって回転駆動されながらシート上のトナー像を加熱処理する。ローラ部材（駆動回転体）の一例である加圧ローラ２１０は、定着ベルト２１１と協働してシートのニップ部を形成する。規制部の一例であるフランジ２１６は、定着ベルト２１１の長手方向一端と長手方向他端に突き当たり可能に設けられて定着ベルト２１１の長手方向の移動を規制する。つまり、フランジ２１６は、定着ベルト２１１がその長手方向外側へ移動することを規制するストッパとしての機能を有している。
【００２３】
加熱手段（押圧部材）の一例であるヒーター２１２は、定着ベルト２１１を加熱する。摺擦部材の一例であるベルトガイド２１４（ヒーター２１２含む）は、定着ベルト２１１に当接する位置で定着ベルト２１１の内側面に摺擦する。梁部材（バックアップ部材）の一例である支持ステイ２１５は、定着ベルト２１１及びフランジ２１６を定着ベルト２１１の回転軸線方向に貫通して非回転に配置されてベルトガイド２１４を支持（バックアップ）する。
【００２４】
（定着装置）
図２は定着装置の長手方向に垂直な断面構成の説明図である。図３は定着装置の長手方向に沿った断面構成の説明図である。
【００２５】
図２に示すように、定着装置２００は、ベルト加熱方式の画像加熱装置である。
【００２６】
ベルト部材の一例である定着ベルト２１１は、気化成分を含む潤滑剤を内側面に塗布されて回転する。
【００２７】
摺擦部材の一例であるベルトガイド２１４は、定着ベルト２１１の内側面に摺擦して定着ベルト２１１を支持する。ベルトガイド２１４は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等、耐熱性、電気絶縁性で、高い加重に耐えられる樹脂材料を用いて形成される。
【００２８】
加熱手段の一例であるヒーター２１２は、摺擦を伴って定着ベルト２１１を加熱するセラミックヒータである。ヒーター２１２は、ベルトガイド２１４の下面の略中央部に形成された浅溝に嵌め込まれて固定されている。ヒーター２１２は、通電により発熱する発熱体（抵抗体）を備えており、定着ベルト２１１を内側から加熱する。
【００２９】
加圧ローラ２１０は、金属製の中心軸の周面に耐熱ゴムの弾性層を配置した耐熱性弾性ローラである。加圧ローラ２１０は、中心軸の両端部を軸受によって回転自由に支持され、駆動モータ１１１に回転駆動されて矢印Ｒ２１０方向に所定の周速度で回転する。加圧ローラ２１０が回転すると、定着ベルト２１１は、加圧ローラ２１０に摩擦駆動されて、ベルトガイド２１４及びヒーター２１２の周囲を矢印Ｒ２１１方向に従動回転する。
【００３０】
図３に示すように、規制部の一例であるフランジ２１６は、定着ベルト２１１の端部の縁に当接して定着ベルト２１１の回転軸線方向の寄り移動を規制する。フランジ２１６は、定着ベルト２１１の寄り移動を規制するベルト突き当て部２１６ｂに連続させて、定着ベルト２１１の両端部の内周面と摺擦して定着ベルト２１１を懸架する摺動面２１６ｃを設けている。フランジ２１６は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等、耐熱性、電気絶縁性で、高い加重に耐えられる樹脂材料を用いて形成される。フランジ２１６は、支持ステイ２１５の左右両端部に嵌着した支持ステイ端部ホルダである。フランジ２１６は、定着装置２００の枠体板金（不図示）に嵌入させて固定支持される。
【００３１】
梁部材の一例である支持ステイ２１５は、ベルトガイド２１４を支持するために、定着ベルト２１１及びフランジ２１６を回転軸線方向に貫通して非回転に配置される。支持ステイ２１５は、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成され、回転軸線に垂直な断面形状がコ字型である。支持ステイ２１５は、ベルトガイド２１４の長手方向に沿った縁に、コ字の断面の両端部を連続的に当接している。
【００３２】
定着装置２００の筐体に固定されたばね受け部材２１９と左右のフランジ２１６との間に加圧ばね２２０が縮めて配置される。支持ステイ２１５は、フランジ２１６に嵌合しているので、支持ステイ２１５の両端部は、フランジ２１６を介して加圧ばね２２０によって加圧ローラ２１０に向かって加圧される。加圧を受けた加圧ローラ２１０の弾性層が変形して、搬送方向に所定幅のニップ部Ｎが形成される。
【００３３】
図２に示すように、定着ベルト２１１は、ヒーター２１２の下向き面に密着して摺動する。ヒーター２１２に通電がされて所定の定着温度に温度調整された状態で、未定着トナー像Ｔを担持したシートＰがニップ部Ｎへ導入される。シートＰのトナー像担持側面は、定着ベルト２１１に密着して定着ベルト２１１と一緒にニップ部Ｎを挟持搬送される。
【００３４】
ニップ部Ｎでは、ヒーター２１２の発熱が定着ベルト２１１を介してシートＰの表面を加熱する。シートＰ上の未定着トナー像Ｔは、ニップ部Ｎを挟持搬送される過程で溶融して押し潰されてシートＰ上に定着される。ニップ部Ｎを通過したシートＰは、定着ベルト２１１の面から曲率分離する。
【００３５】
（定着ベルト）
定着ベルト２１１は、離型層、弾性層、基層、内面コート層を有する４層複合構造の無端ベルトである。
【００３６】
離型層は、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブである。離型層は、厚さ１００μｍ以下、好ましくは２０〜７０μｍのフッ素樹脂材料であれば、ＰＴＦＥ樹脂材料、ＦＥＰ樹脂材料も利用できる。
【００３７】
弾性層は、厚さ３００μｍ、ゴム硬度１０度（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率１．３Ｗ／ｍ・Ｋのシリコンゴム層である。弾性層は、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、厚さ１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下の耐熱性のゴム材料を使用できる。シリコンゴムの他にフッ素ゴム等を使用できる。
【００３８】
基層は、電気鋳造法により作成した厚さ３０μｍ、直径２５ｍｍの円筒状ニッケル金属フィルムである。基層は、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、厚さ１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、強度を確保するために厚さ２０μｍ以上の耐熱性、高熱伝導率の材料を使用できる。ステンレスの金属フィルムも使用できる。
【００３９】
内面コート層は、厚さ１０μｍのポリイミド樹脂コート層である。高温のセラミックヒータと摺擦するため、耐熱性を持つエンジニアリングプラスティック樹脂層を使用できる。ポリイミドアミド、ＰＥＥＫ、ポリ四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン／六フッ化プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン／パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）等も使用できる。
【００４０】
（ヒーター温度制御）
図４は定着装置の制御系のブロック図である。図５は定着装置の温度制御のフローチャートである。
【００４１】
図３に示すように、ヒーター２１２は、紙面に垂直な方向を長手とする細長薄板状のセラミック基板の片側面に発熱抵抗体パターンを印刷形成している。ヒーター２１２は、低熱容量、高出力のため、発熱抵抗体層に通電すると、急峻な立ち上がり特性で温度上昇する。ヒーター２１２の裏側面の略中央にサーミスタ２１３が固定される。温度制御回路１００は、定着ベルト２１１に冷却されるヒーター２１２の温度をサーミスタ２１３により測定しながら、ヒーター２１２に対する電力供給を増減させる。
【００４２】
図４に示すように、温度制御回路１００は、サーミスタ２１３の検出温度が所定温度に維持されるようにヒーター２１２に対する電力供給を制御する。制御部１１０は、外部ホスト装置１５０から入力された画像形成ジョブを実行する際に、画像形成ジョブで指定された記録材に応じた温度調整の目標温度を温度制御回路１００に設定する。
【００４３】
図２を参照して図５に示すように、温度制御回路１００は、ユーザーからの画像形成ジョブを実行する命令を受け取ると（Ｓ１１）、ヒーター２１２に電力を供給する（Ｓ１２）。温度制御回路１００は、ヒーター２１２を設定温度まで加熱する（Ｓ１４のＮｏ、Ｓ１３）。温度制御回路１００は、ヒーター２１２が設定温度まで温度上昇すると（Ｓ１４のＹｅｓ）、プリント許可命令を出す（Ｓ１５）。画像形成装置１０は、プリント動作へ移行する（Ｓ１６）。
【００４４】
（冷却機構）
図６は実施例１の定着装置の端部の冷却機構の説明図である。図６は図３中の（Ａ）−（Ａ）断面である。
【００４５】
図６に示すように、冷却機構の一例であるヒートシンクは、冷却部２１８と、放熱部２１７とを備えている。このヒートシンクは、図３の（ａ）に示すように、フランジ２１６の中空部を経由して定着ベルトの内部空間Ｗの内側から外側に掛けて延出するように配置されている。この定着ベルトの内部空間Ｗとは、定着ベルトによって囲まれた空間（図３では長方形の空間であり、実際には円柱形の空間）を示している。
【００４６】
ヒートシンクの冷却部２１８は、定着ベルト２１１の端部の内側面に対向させた冷却面を有する。冷却部２１８は、断熱部材２２１を介して支持ステイ２１５を覆うように固定されている。
【００４７】
図３に示すように、ヒートシンクの放熱部２１７は、潤滑剤の気化成分の気化温度よりも低い温度に冷却部２１８の温度を維持する役割を果たしている。放熱部２１７は、定着ベルト２１１の外側で空気に接する放熱面（放熱フィン）を有する。放熱部２１７と冷却部２１８とが連続して一体に構成されている。
【００４８】
放熱部２１７、冷却部２１８は、同一材料の連続した部材であって、後述する断熱部材を介して支持ステイ２１５に支持されて、支持ステイ２１５とともにフランジ２１６を貫通して配置される。
【００４９】
放熱部２１７、冷却部２１８は、黒色に塗装した銅板を曲げ加工して形成される。放熱部２１７、冷却部２１８は、その他の熱伝導性に優れた金属材料又はアルミニウム合金等で形成してもよい。
【００５０】
放熱部２１７は、定着ベルト２１１の外側で空冷されて、冷却部２１８及びフランジ２１６の表面温度を低温に保つ。定着ベルト２１１に加熱されたフランジ２１６から放熱部２１７へ効率良く熱が輸送されて、フランジ２１６の表面温度が低温に保たれるように、放熱部２１７、冷却部２１８は、フランジ２１６に形成された貫通孔に隙間なく嵌合される。フランジ２１６と放熱部２１７、冷却部２１８とを嵌合した隙間には、シリコンオイルを主成分とする耐熱グリスを介在させて、微小な空隙も作らせない。耐熱グリスに銀などの金属粒子を含ませることにより、熱伝導性をさらに向上させることが可能である。
【００５１】
図６に示すように、冷却部２１８は、定着ベルト２１１の内側且つ支持ステイ２１５の外面に沿って配設される。
【００５２】
断熱部材２２１は、支持ステイ２１５と冷却部２１８の間に介在して、支持ステイ２１５から冷却部２１８への熱伝達を抑制する。断熱部材２２１は、多孔質セラミックファイバーや耐熱断熱繊維のフェルト材料等で構成され、温度８０度における熱伝導率が０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以下が望ましい。
【００５３】
冷却部２１８は、フランジ２１６と断熱部材２２１以外の部材とは接触せず、定着ベルト２１１の内側空間の空気とフランジ２１６とにのみ接触して熱交換する。冷却部２１８は、フランジ２１６との接触面を通じてフランジ２１６から熱を奪ってフランジ２１６を冷却する。冷却部２１８は、定着ベルト２１１の内側面に対向して中央側に延長された冷却面によって、潤滑剤の気化成分の凝結機能を発揮する。冷却面は、潤滑剤の気化成分の沸点温度（約８０度）未満に保たれていれば、定着ベルト２１１の内側面に接する空間に含まれる潤滑剤の気化した揮発成分を凝結させて揮発成分の蒸気圧を下げる。冷却面は、潤滑剤の揮発オイル成分を、フランジ２１６と接触する前に液化（固化）させる。冷却面は、定着ベルト２１１の端面から外部へ漏れ出そうとする揮発オイル成分をより多く捕集する。
【００５４】
放熱部２１７は、冷却部２１８及びフランジ２１６から流入する熱を効率良く定着装置２００の筐体内空間に放熱するため、空気の自然対流を妨げにくい剣山形状の放熱フィンに形成されている。
【００５５】
フィン１本の形状は、断面横１ｍｍ高さ３ｍｍの直方体とした。フィン１本の表面積が大きいほどフィン１本当たりの放熱量が大きくなるので、フィン１本の長さを長くするほど冷却性能は高まる。そのため、放熱部２１７のフィンの長さは定着装置２００の筐体から露出しない限界の長さ３０ｍｍとした。
【００５６】
フィンの数が多いほど放熱面積は拡大するが、フィンの配置密度が高くなるとフィン周りの自然対流が妨げられてフィンの周囲の空気温度が高くなって放熱効率が低下する。そのため、放熱部２１７のフィンは、それぞれ周囲３ｍｍに空間ができるような配置とした。
【００５７】
実施例１ではフィン形状や配置を上記のように設定したが、放熱構造は放熱フィンには限られず、放熱フィンは、剣山形状には限らない。放熱構造は、フランジ２１６のサイズ、取り付け構造、定着装置２００の使用温度帯によってさらに最適化してもよい。
【００５８】
（実施例１の評価）
図７は画像形成装置の揮発成分放出量の測定装置の説明図である。図８は実施例１における揮発成分放出量の抑制効果の説明図である。図８中、（ａ）は揮発成分放出量の経時変化、（ｂ）はフランジ表面温度の経時変化である。
【００５９】
図２に示すように、定着装置２００は、サーミスタ２１３の検出温度が２００度に維持されるようにヒーター２１２の温調制御を行わせた。ヒーター２１２の温度調整の目標温度は２００度である。サーミスタ２１３の検出温度が２００度のとき、定着ベルト２１１の表面温度は約１５０度程度である。目標温度の数値は例示であり、２００度とは異なる値を用いることもできる。定着ベルト２１１の加圧力は、総圧で２７０Ｎ（２７ｋｇｆ）である。定着ベルト２１１の回転速度は１５０ｍｍ／ｓｅｃである。
【００６０】
図７に示すように、測定チャンバー１１内に画像形成装置１０を設置した。経路１２からクリーンエアーを流入させる一方で経路１３からエアーを流出させて測定チャンバー１１内の揮発成分の蒸気圧が画像形成装置１０の揮発成分放出量に追従して変化するようにした。この状態で、サンプリング経路１４から空気を採取して測定チャンバー１１内の空気の揮発成分含有率（エミッションレート）を測定した。採取した空気をフィルターに通過させて微粒子サンプルを捕捉させ、フィルターの重量増加を測定した。フィルターは東洋紡のエリトロンを用いた。
【００６１】
以下の２つの条件について画像形成装置１０の揮発成分放出量を比較する実験を行った。
（条件１）放熱部２１７、冷却部２１８を装着しない場合
（条件２）放熱部２１７、冷却部２１８を装着した場合
【００６２】
条件１を設定した画像形成装置１０を測定チャンバー１１内で室温（２４度）に馴染ませた後に、起動して、坪量８１［ｇ／ｍ２］のＡ４サイズ普通紙を用いてサンプル画像を１０分間連続で形成し続けた。起動後２分ごとの各経過時刻において、捕集微粒子の個数を測定した。併せて各経過時刻において、フランジ２１６の表面温度を測定した。図３に示すように、熱電対（安立計器株式会社  タイプＫ）をフランジ２１６のベルト突き当て部２１６ｂの定着ベルト２１１に接触しない位置に取り付けて、フランジ２１６の表面温度を測定した。その後、条件２を設定した画像形成装置１０を用いて同様に実験した。
【００６３】
図８の（ａ）に示すように、放熱部２１７、冷却部２１８を装着した条件２は、装着しない条件１に比較して揮発成分放出量が少なく抑えられる。図８の（ｂ）に示すように、放熱部２１７、冷却部２１８を装着した条件２は、装着しない条件１に比較してフランジ２１６の表面温度が低温に保持される。
【００６４】
揮発成分放出量の変化とフランジ２１６の表面温度の変化を比較すると、放熱部２１７、冷却部２１８を装着しない条件１では、フランジ２１６の表面温度が８０度を超えたあたりから急激に揮発成分放出量が増加する。一方、連続画像形成の１０分間を通じて急激に揮発成分放出量が増加することが無かった条件２では、フランジ２１６の表面温度は８０度未満に保持されている。しかし、フランジ２１６の表面温度が８０度に近付いた８分、１０分では、それ以前よりも揮発成分放出量が増加する傾向が出ている。
【００６５】
これらの現象は、定着ベルト２１１の内側面に塗布された潤滑剤に含まれる揮発成分（グリース揮発オイル成分）の沸点が８０度付近であることに起因すると考えられる。そして、放熱部２１７、冷却部２１８を装着した条件２では、フランジ２１６に沿って外側へ漏れ出そうとする揮発成分がフランジ２１６と冷却部２１８の表面で冷却されて液化・固化したため、揮発成分放出量が抑制されたと考えられる。
【００６６】
（実施例１の効果）
実施例１の定着装置２００は、放熱部２１７が空気の自然対流によって空冷されることで、放熱部２１７及びフランジ２１６が潤滑剤の気化成分の沸点温度（約８０度）よりもかなり低い温度に保たれる。冷却部２１８の冷却面において潤滑剤の気化成分が凝結して潜熱が放出されても冷却部２１８がほとんど温度上昇しない。
【００６７】
定着ベルト２１１の内側空間に滞留している高温な潤滑剤の気化成分が、低温に保たれたフランジ２１６に接近し接触することによって、潤滑剤の気化成分の沸点温度以下に急冷されて、液化、固化される。潤滑剤の気化成分がフランジ２１６に到達する前に液化、固化されるので、潤滑剤の気化成分が定着ベルト２１１の内部空間Ｗから外へ排出されにくく、定着装置２００の筐体内に潤滑剤の気化成分がほとんど存在しない状態となる。
【００６８】
実施例１の定着装置２００は、潤滑剤の気化成分が定着ベルトの内部空間の外へ拡散する以前に潤滑剤の気化成分を固化させて漏れ出しを防ぐことができるため、従来の構成に比して優位である。
【００６９】
実施例１の定着装置２００は、放熱部２１７にフィンを設けたので、冷却部２１８及びフランジ２１６における潤滑剤の気化成分の凝結性能が高く維持されて、潤滑剤の気化成分の放出量の大きな抑制効果が実現される。ヒーター２１２の周囲の高温で使用する部材に気化成分の多い潤滑剤を塗布して、画像形成中に潤滑剤に含まれる気化成分が高温で揮発しても、気化成分が画像形成装置１０の環境に排出されない。画像形成時に画像形成装置１０から排出される数種類の微粒子や、粒径１００ｎｍ以下の超微粒子などの環境への排出量を削減できる。
【００７０】
実施例１の定着装置２００では、潤滑剤に含まれるオイル成分の捕集効率が十分であり、回収のための専用の装置が不必要であり、画像形成装置１０の大型化やコストアップの課題が無い。定着ベルトを高温で使用して、グリスなどの潤滑剤に含まれるオイル成分が揮発しても、潤滑剤を塗布するヒーター２１２が高温になってオイル成分の揮発量の増加が顕著になっても、オイル成分が画像形成装置１０の筐体内を汚さない。
【００７１】
＜実施例２＞
図９は実施例２の定着装置の揮発成分回収構造の説明図である。図１０は実施例２における揮発成分放出量の抑制効果の説明図である。実施例２は保冷部材を強制空冷する冷却ファンが追加された以外は実施例１と同様に構成される。したがって、図９中、実施例１と共通する構成には図３と共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【００７２】
図９に示すように、冷却ファン２５０は、放熱部２１７の放熱面に送風する。遮蔽部材の一例である風向き規制板２５１は、冷却ファン２５０の送風のエアーフローが定着ベルト２１１に吹き付けないように送風を遮蔽する。実施例２では、冷却ファン２５０と風向き規制板２５１を追加して、放熱部２１７をフランジ２１６の外側で強制冷却するので、実施例１よりも、冷却部２１８及びフランジ２１６による潤滑剤の気化成分の捕集効率が高くなる。
【００７３】
冷却ファン２５０は、フランジ２１６と放熱部２１７に対向する位置に設置される。冷却ファン２５０は、フランジ２１６の表面に空気を吹き付けて冷却する。
【００７４】
冷却ファン２５０は、放熱部２１７のフィンの周囲に滞留する高温の空気を吹き払って冷たい空気を放熱部２１７のフィンに吹き付けることにより、放熱部２１７の放熱効率を高める。冷却ファン２５０は、定着ベルト２１１の内部空間Ｗから外方へ延出するように設けられた放熱部２１７の表面を冷却する。
【００７５】
ここで、冷却ファン２５０のエアーフローが定着ベルト２１１の表面や加圧ローラ２１０の表面に直接吹き付けると、定着ベルト２１１の表面温度が局所的に低下して定着不良を引き起こす可能性がある。また、冷却ファン２５０の送風が定着装置２００の筐体内に不必要な空気の流れを形成すると、定着ベルト２１１が除熱されて、目標温度を維持するための投入電力が増大する可能性がある。
【００７６】
そこで、定着装置２００内の空間を風向き規制板（隔離部材）２５１で仕切って、冷却ファン２５０の送風が風向き規制板２５１の内側の定着ベルト２１１配置空間に影響を及ぼさないようにした。風向き規制板２５１は、冷却ファン２５０の送風流路を規制して、定着ベルト２１１、加圧ローラ２１０を冷却することなく、フランジ２１６及び放熱部２１７を確実に冷却させる。
【００７７】
冷却ファン２５０は、図３で示す通り、ヒーター温度センサ（サーミスタ）２１３の検知温度情報が温度制御回路１００に入力され、冷却ファン２５０のＯＮ／ＯＦＦの判断を行う。本実施例では冷却ファン２５０は、ヒーターに電力が供給されている時は常時動作ＯＮとする。これは、フランジ２１６、放熱部２１７の冷却・放熱効率が最も高くなる制御となるので、冷却ファン２５０を導入する事によるグリス揮発オイル成分の捕集効果を確認しやすくするためである。省エネの観点から、冷却ファン２５０の制御を変更する事も可能だが、本実施例では省略する。
【００７８】
（実施例２の評価）
以下の３つの条件について、実施例１と同様に、画像形成装置１０の揮発成分放出量を比較する実験を行った。実験内容は実施例１と同様なため重複する説明を省略する。
（条件１）放熱部２１７、冷却部２１８を装着しない場合
（条件２）放熱部２１７、冷却部２１８を装着した場合
（条件３）放熱部２１７、冷却部２１８を装着して冷却ファン２５０により冷却した場合
【００７９】
図１０の（ａ）に示すように、冷却ファン２５０を追加する条件３では、放熱部２１７、冷却部２１８のみの条件２よりも潤滑剤の捕集効率が高められて、画像形成装置１０から放出される潤滑剤の気化成分の量が少なくなる。図１０の（ｂ）に示すように、冷却ファン２５０を追加する条件３では、放熱部２１７、冷却部２１８のみの条件２よりもフランジ２１６の表面温度を低温に維持できる。このため、実施例２では、潤滑剤に含まれる揮発オイル成分の捕集効果が実施例１よりも向上している。
【００８０】
定着装置２００の通常使用であれば、冷却ファン２５０が無い実施例１でも、フランジ２１６、冷却部２１８の表面温度が、潤滑剤の揮発オイル成分の沸点である８０度を下回るので、潤滑剤の揮発オイル成分に対する高い捕集効果を見込める。
【００８１】
しかし、定着装置２００の高速化、加熱温度の高温化、高温環境下での過酷な使用環境等に該当する場合、冷却ファン２５０が無い実施例１では、潤滑剤の揮発オイル成分に対する必要十分な捕集効果を見込めない場合も有り得る。そのため、冷却ファン２５０を導入する実施例２によって、潤滑剤の揮発オイル成分に対する高い捕集効果を確保することが有効である。
【００８２】
＜実施例３＞
図１１は実施例３の定着装置の端部構造の説明図である。図１１は図３中の（Ａ）−（Ａ）断面に対応している。
【００８３】
図１１に示すように、フランジ２１６と冷却部２１８とが連続して一体に構成される。図３に示すように、放熱部２１７は、フランジ２１６と冷却部２１８とを一体に冷却して潤滑剤の気化成分の気化温度よりも低い温度に保つ。
【００８４】
＜その他の実施例＞
以上、本発明を適用できる実施例について説明したが、これらの構成に限らず、本発明の思想内において各種構成を公知の他の構成に置き換え可能であることは言うまでもない。
【００８５】
例えば、ベルト部材は、シートのトナー像担持面に当接するものに限らず、シートのトナー像担持面の反対側面に当接するものであってもよい。ベルト部材に当接してニップ部を形成する回転体は、ローラ部材には限らずベルト部材であってもよい。定着ベルトと加圧ローラの組み合わせに限らず、定着ベルトと加圧ベルトの組み合わせ、あるいは定着ローラと加圧ベルトの組み合わせであってもよい。
【００８６】
実施例１、２に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。数値は実験によって最適化されたものであり、定着装置の構成などによって一意的に決まるものではない。
【００８７】
上記実施例では、潤滑剤（グリス）の気化成分はオイル成分が主であり、オイル成分の沸点は約８０度の例を説明したが、潤滑剤（気化成分）の種類や沸点は、実施形態や使用材料によって任意に選択可能である。
【００８８】
上記実施例では、フランジ２１６と放熱部２１７、冷却部２１８は別部材で構成され、両者を接合して使用する。しかし、フランジ２１６を放熱部２１７、冷却部２１８と同一素材にし、フランジ２１６と放熱部２１７、冷却部２１８を一体に形成してもよい。フランジ２１６と放熱部２１７、冷却部２１８の熱伝導性を高めて、より一層の放熱効果を確保できるからである。この場合、摺擦部２１６ｃを延長し、支持ステイ端部ホルダ部２１６ａをフィン形状にするようにフランジ２１６の形状を変更してもよい。
【００８９】
本発明は、例示的な実施形態を参照して説明したが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではないことを理解すべきである。以下の特許請求の範囲は、そのようなすべての修正および同等の構造及び機能を包含するように最も広い解釈が与えられるべきである。
【符号の説明】
【００９０】
１００  温度制御回路、２００  定着装置
２１０  加圧ローラ、２１１  定着ベルト、２１２  ヒーター
２１３  サーミスタ、２１４  ベルトガイド、２１５  支持ステイ
２１６  フランジ、２１６ａ  支持ステイ端部ホルダ部、２１６ｂ  ベルト突き当て部
２１６ｃ  摺動面、２１７  放熱部（フィン部）、２１８  冷却部（延長部）
２１９  ばね受け部材、２２０  加圧ばね、２２１  断熱部材、２５０  冷却ファン
２５１  風向き規制板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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