(57)【要約】【課題】  定着ニップ部の記録材の搬送方向の下流側に金属ローラを有する搬送ローラ対が設けられた定着装置を備える画像形成装置においては、定着処理時に記録材から発生する水蒸気によって金属ローラが結露し、画像不良が発生する課題を有する。【解決手段】  定着部の記録材の非通過領域を冷却するための送風部材と、送風部材の風を定着部の非通過領域に導くダクトと、を備える画像形成装置において、ダクトは定着部の非通過領域を冷却する風を送るための第１の開口部と、金属ローラの周囲の空気を定着部の外に排出する風を送るための第２の開口部と、を有する。【選択図】  図１
2015068928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着トナー像を記録材に形成する画像形成部と、
定着部材と、前記定着部材と接触して前記定着部材との間に定着ニップ部を形成する加圧部材と、金属ローラを有し前記定着ニップ部の記録材の搬送方向の下流側で搬送ニップ部を形成する搬送ローラ対と、を備え、前記定着ニップ部で前記未定着トナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱定着し、定着済みの記録材を前記搬送ニップ部で搬送する定着部と、
前記定着部材と前記加圧部材との少なくとも一方の記録材の非通過領域を冷却するための送風部材と、前記非通過領域に対向する第１の開口部を有し前記送風部材の風を前記第１の開口部を介して前記非通過領域に導くダクトと、を備える送風部と、
を有する画像形成装置において、
前記ダクトは第２の開口部を有し、前記第２の開口部を介した前記送風部材の風によって前記金属ローラの周囲の空気が前記定着部の外に排出されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着部は、前記定着部の記録材の搬送方向に直交する方向の端部の温度を検知する温度検知部材を有し、
前記第２の開口部における風量は、前記温度検知部材の検知温度が閾値温度より低い時の方が高い時よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記送風部は、前記送風部材と前記定着部との間に前記第１の開口部の開口量を調整するシャッタを有し、
前記第２の開口部における風量は、前記開口量が小さい時の方が大きい時よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記定着部は、前記定着部材と、前記加圧部材と、前記搬送ローラ対と、を覆うカバーを有し、
前記カバーは、前記送風部材の前記第２の開口部を介した風を前記定着部の内部に取り入れるための開口部を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記送風部材は、前記加圧部材よりも前記定着部材に近い位置に設けられ、
前記定着部材と、前記金属ローラと、は記録材の同じ側の面に対向するように設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記定着部材は筒状のフィルムであることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記定着部は前記フィルムの内面に接触するヒータを有し、
前記ヒータは、前記フィルムを介して前記加圧部材と共に前記定着ニップ部を形成することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録材にトナー画像を形成する画像形成装置は、トナー画像を記録材に定着するための定着装置を有している。この定着装置として、定着部材と、定着部材を加熱するヒータと、定着部材との間に定着ニップ部を形成する加圧部材と、を有し、定着ニップ部でトナー画像を担持した記録材を加熱してトナー画像を記録材に定着するものが用いられている。
【０００３】
このような定着装置では、ニップ部で記録材を加熱した際に、記録材の表裏に与える熱量の差で記録材が湾曲する現象、所謂記録材のカールが発生する場合がある。そこで、この記録材のカールを矯正するために、定着ニップ部の下流側に金属のローラと弾性ローラとで搬送ニップ部を形成する搬送ローラ対を設ける構成が開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４０８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される定着装置では、プリント動作直後は金属ローラが室温と同等な温度まで低下しているため、定着処理時に記録材に含まれる水分が蒸発して生じた水蒸気が金属ローラに付着して結露する場合がある。結露した金属ローラが記録材に触れて記録材が濡れると、記録材を両面印字する時にトナー像が転写されず画像不良となることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本願発明の好適な実施形態は、未定着トナー像を記録材に形成する画像形成部と、定着部材と、前記定着部材と接触して前記定着部材との間に定着ニップ部を形成する加圧部材と、金属ローラを有し前記定着ニップ部の記録材の搬送方向の下流側で搬送ニップ部を形成する搬送ローラ対と、を備え、前記定着ニップ部で前記未定着トナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱定着し、定着済みの記録材を前記搬送ニップ部で搬送する定着部と、前記定着部材と前記加圧部材との少なくとも一方の記録材の非通過領域を冷却するための送風部材と、前記非通過領域に対向する第１の開口部を有し前記送風部材の風を前記第１の開口部を介して前記非通過領域に導くダクトと、を備える送風部と、を有する画像形成装置において、前記ダクトは第２の開口部を有し、前記第２の開口部を介した前記送風部材の風によって前記金属ローラの周囲の空気が前記定着部の外に排出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
定着部の記録材の非通過領域を冷却するための送風部材を用いて、定着ニップ部の記録材の搬送方向の下流側にある搬送ローラ対を構成する金属ローラの結露を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】画像形成装置に搭載されている定着装置、第１の送風部および第２の送風部の断面図
【図２】定着装置の正面図
【図３】ヒータの断面図および制御系統図
【図４】（ａ）定着装置を記録材の導入側から見た図。（ｂ）第１の送風部を上方から見た図
【図５】第２の送風部と加圧ローラとの関係図
【図６】（ａ）実施例１における第１の送風部制御のフローチャート。（ｂ）実施例１における第２の送風部の非通紙領域昇温抑制モード制御のフローチャート。（ｃ）実施例１における第２の送風部の結露スリップ防止モード制御のフローチャート
【図７】定着カウントと加圧ローラ温度の関係
【図８】（ａ）本実施例１におけるフィルムと加圧ローラの非通紙領域昇温の説明図。（ｂ）比較例１におけるフィルムと加圧ローラの非通紙領域昇温の説明図。（ｃ）比較例２におけるフィルムと加圧ローラの非通紙領域昇温の説明図
【図９】（ａ）実施例１における第１の送風部を定着器側から見た斜視図。（ｂ）実施例１における第１の送風部を定着器と反対側から見た斜視図
【図１０】本発明を適用可能な画像形成装置の概略断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施例１）
［画像形成装置概略］
図１０は本発明に係る定着装置を搭載できる画像形成装置の一例の構成模式図である。この画像形成装置は電子写真方式のレーザープリンタであって、ホストコンピュータ等の外部ホスト装置より入力する画像情報に応じた画像を記録材に形成する。
【００１０】
本実施例に示す画像形成装置は、外部装置からプリント指令を入力すると、像担持体としてのドラム形状の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）３０１を矢印方向に所定の速度（プロセススピード）で回転駆動する。その感光ドラム３０１は感光ドラム３０１の外周面（表面）が帯電器３０２により所定の極性・電位に一様に帯電される。その感光ドラム３０１の表面の帯電面に対して露光手段としてのレーザースキャナ３０３により画像情報の書き込みがなされる。レーザースキャナ３０３は、外部装置からプリンタに入力される画像情報に応じて変調されたレーザー光Ｌを出力する。そしてレーザースキャナ３０３はそのレーザー光Ｌにより感光ドラム３０１の帯電面を走査露光する。これにより、感光ドラム３０１の表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。その静電潜像は現像器３０４によりトナー（現像剤）を用いてトナー画像（現像像）として現像される。感光ドラム３０１の表面のトナー画像（以下、トナー像と記す）は感光ドラム３０１の回転によって感光ドラム３０１表面とこの感光ドラム３０１表面に対向して配置されている転写ローラ３０７の外周面（表面）との間の転写ニップ部に送られる。
【００１１】
一方、給送カセット３０８のシート積載台３０８ａ上に積載されている記録材Ｐは、所定の制御タイミングで駆動される給送ローラ３０９により一枚ずつピックアップされ、搬送ローラ３１０と搬送コロ３１０ａとによりレジストレーション部へ送られる。レジストレーション部では、記録材Ｐの先端をレジストレーションローラ３１１とレジストレーションコロ３１１ａと間のニップ部で一旦受け止めて記録材Ｐの斜行矯正を行い、所定の搬送タイミングでその記録材Ｐを転写ニップ部へと給送する。即ち、レジストレーション部では、感光ドラム３０１の表面のトナー像の先端が転写ニップ部に到達したとき、記録材Ｐの先端も転写ニップ部に到達するように記録材Ｐの搬送のタイミングが制御される。
【００１２】
転写ニップ部に給送された記録材Ｐは感光ドラム３０１と転写ローラ３０７とにより挟持搬送される。そして、その記録材Ｐの搬送過程において転写ローラ３０７に印加される転写バイアスにより感光ドラム３０１の表面のトナー像が記録材Ｐに転写される。ここまで説明した記録材Ｐに未定着トナー像を形成する構成が画像形成部である。
【００１３】
次に、記録材Ｐは感光ドラム３０１の表面から分離されて定着装置７０へと搬送される。定着装置７０（定着部）は、未定着トナー像を担持した記録材Ｐに後述の定着ニップ部Ｎで熱と圧力を付与することによって未定着トナー像を記録材Ｐに加熱定着し、その記録材Ｐをニップ部Ｎから排出する。
【００１４】
定着装置７０のニップ部Ｎから排出された記録材Ｐは搬送ローラ対（１０１、１０２）、及び第１の排出ローラ３１２により第２の排出ローラ３１３に搬送される。そして、第２の排出ローラ３１３がその記録材Ｐを排出トレイ３１４上に排出する。
【００１５】
記録材Ｐが分離された後の感光ドラム３０１の表面は、クリーナー３０５により転写残トナーが除去され、繰り返して作像に供される。
【００１６】
本実施例の画像形成装置は、感光ドラム３０１、帯電器３０２、現像器３０４、及びクリーナー３０５をアセンブリにしてプロセスカートリッジ３０６としている。そしてそのカートリッジ３０６はプリンタの筐体を構成する画像形成装置３１５に対して取り外し可能に装着されている。
【００１７】
画像形成装置本体３１５には外気取り込みファン３１７が設けられている。この外気取り込みファン３１７は、適宜回転され、外気を画像形成装置３１５の内側に取り込んで画像形成部、電装基板等の昇温箇所を冷却する。外気取り込みファン３１７の近傍には、環境センサ３１８が設けられ、外気取り込みファン３１７によって機外の空気を取り込んだ際に、画像形成装置３１５が設置されている環境の温度・湿度を検知する。そして、その検知結果を定着装置７０の温度制御シーケンスにフィードバックしている。
【００１８】
定着装置７０の近傍には、第１の送風部８０と第２の送風部９０とが配設され、第１の送風部および第２の送風部９０が各々独立して冷却風を送風することができる。尚、第１の送風部８０及び第２の送風部９０の制御については後述する。
【００１９】
給送カセット３０８のシート積載台３０８ａにはサイズの異なる各種記録材を積載するための移動可能な規制ガイド（不図示）が設けられている。その規制ガイドを記録材Ｐのサイズに応じて変位させその記録材Ｐをシート積載台３０８ａ上に積載することによって、サイズの異なる各種記録材を給送カセット３０８から給送ローラ３０９により一枚ずつピックアップすることができる。
【００２０】
本実施例の画像形成装置は、Ａ４サイズ紙対応の画像形成装置であって、プリントスピードが５２枚／分（Ａ４横送り）である。
【００２１】
［定着装置の概要］
図１は定着装置７０と第１の送風部８０、および第２の送風部９０の断面図である。また図２は定着装置７０の正面図、図３はヒータの短手方向の断面図および制御系統図である。これら定着装置と送風部は電子写真プリンタのような不図示の画像形成装置に搭載されている。
【００２２】
まず、図１および図２を用いて、定着装置７０の概要を説明する。定着装置７０は、定着部材としての筒状のフィルム１１と、フィルムの内面と接触するヒータ３０と、フィルム１１を介してヒータ３０と共に定着ニップ部Ｎを形成するための加圧部材としての加圧ローラ２０と、を備える。
【００２３】
定着装置７０は、更に、定着ニップ部の記録材の搬送方向の下流側に設けられた搬送ローラ対（１０１、１０２）と、フィルムユニット１０とフィルム１１と加圧ローラ２０と搬送ローラ対（１０１，１０２）を覆うカバー９８を有する。
【００２４】
フィルムユニット１０は、フィルム１１と、ヒータ３０と、加圧ローラ２０と、溝部でヒータ３０を支持する支持するガイド部材４１と、フィルムユニットを加圧する加圧ステイ４２と、を有する。図２の４３は、加圧ステイ４２の左右両端部の腕部にそれぞれ取り付けられた図２中の端部ホルダであり、４３ａは端部ホルダ４３と一体のフランジ部である。加圧ローラ２０は、芯金２１と、芯金２１の外周面に形成されたシリコーンゴム等からなる弾性層２２と、弾性層２２の外側に形成されＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹からなる表層２３と、を有する弾性ローラである。ここで、ＰＴＦＥはポリテトラフルオロエチレンであり、ＰＦＡは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であり、ＦＥＰはテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体である。
【００２５】
加圧ローラ２０は、芯金２１の両端部を定着装置７０のフレーム（不図示）である左右の側板間に軸受部材を介して回転自在に保持されている。フィルムユニット１０のヒータ３０側を加圧ローラ２０に対向させて並列に配列し、加圧ステイ４２の両端部にある端部ホルダ４３に対して加圧ばね４４を設けている。これにより、フィルムユニット１０が加圧ローラ２０側に付勢される。尚、フランジ部４３ａは、フィルム１１がフィルム１１の母線方向に移動するのを規制する。
【００２６】
以上説明した定着装置７０は、定着ニップ部Ｎにおいてトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱しトナー像を記録材に定着する。
【００２７】
次にヒータ３０の構成について説明する。図３はヒータ３０の断面図および制御系統図である。ヒータ３０は、基板３１と、基板３１の上に基板３１の長手方向に沿って形成された発熱抵抗体Ｈ１及びＨ２と、発熱抵抗体Ｈ１及びＨ２の上に形成された保護層３２と、フィルム１１と接触する側の面に形成された摺動層３３と、を有する。基板３１はアルミナや窒化アルミ等のセラミックスで形成され、保護層３２及び摺動層３３は、ガラスやフッ素樹脂等で形成される。
【００２８】
ヒータ３０の発熱抵抗体Ｈ１およびＨ２の長手端部に通電することで、発熱抵抗体Ｈ１およびＨ２が発熱してヒータ３０がヒータ長手方向の有効発熱体領域幅Ａの全域において急速に昇温する。そのヒータ３０の温度が保護層３２の外面に接触するように配設された第１の温度検知部材としての第１のサーミスタＴＨ１により検出され、その出力（温度に関する信号値）がＡ／Ｄコンバータを介して制御回路１００に入力する。制御回路１００は、その入力する検知温度情報に基づいて、ヒータ３０の温度を目標温度（定着温度）に維持するように電源（電力供給部、ヒータ駆動回路部）１０１から発熱抵抗体Ｈ１およびＨ２に対する電力を発熱抵抗体ごとに独立して制御する。
【００２９】
搬送ローラ対（１０１、１０２）は、デカールローラ１０２と、デカールローラ１０２と共に搬送ニップ部を形成するデカール対向ローラ１０１と、を有する。デカール対向ローラ１０１は、金属ローラである。デカールローラ１０２は、その外径がデカール対向ローラ１０１よりも大きく、デカール対向ローラ１０１の外周面に沿った搬送ニップ部を形成するためにシリコン材で形成された弾性ローラである。定着済みのカールした記録材Ｐがこの搬送ニップ部で搬送されることによって、記録材のカールは矯正される。
【００３０】
定着装置７０は、加圧ローラ２０を駆動してフィルム１１を回転させるタイプの定着装置である。詳細を説明する。図１に示すように、加圧ローラ２０はモータＭ１により矢印の反時計方向に回転駆動される。加圧ローラ２０の回転駆動によって生じた定着ニップ部における摩擦力によってフィルム１１に回転駆動力が作用する。これにより、フィルム１１は、その内面がニップ部においてヒータ３０の摺動層３３に密着しながら矢印の時計方向に回転するフィルム１１は加圧ローラ２０と同じ回転速度で回転する。
【００３１】
外部ホスト装置２００から入力される画像情報に応じたプリントスタート信号に基づいて、加圧ローラ２０の回転及びヒータ３０のウォームアップが開始される。フィルム１１の回転速度が目標速度となり、ヒータ３０の温度が目標温度に達した状態において、定着ニップ部Ｎにトナー画像Ｔを担持させた記録材Ｐがトナー画像を担持した面がフィルム１１に接触するように導入される。記録材Ｐは定着ニップ部Ｎにおいてフィルム１１を介してヒータ３０と挟まれた状態でフィルム１１と一緒に移動する。その移動過程においてヒータ３０で加熱されるフィルム１１により、記録材Ｐに熱が付与されてトナー画像Ｔが記録材Ｐ面に定着される。定着ニップ部を通過した記録材Ｐはフィルム１１から分離されて排出搬送される。
【００３２】
尚、本実施例においてはフィルムの内面にヒータが接触するタイプの定着装置を例示して説明したが、これに限定されるものではない。例えば、フィルムと、フィルムに内包されるハロゲンヒータと、ニップ部形成部材と、ニップ部形成部材と共にフィルムを介してニップ部を形成する加圧部材と、を有する定着装置であっても良い。この定着装置は、ハロゲンヒータの輻射熱によってフィルムの内面を加熱するタイプの定着装置である。
【００３３】
図２を用いて、記録材の非通紙領域（非通過領域）について説明する。本実施例では、記録材Ｐの搬送は記録材の幅方向の中央が搬送の基準となる、所謂、中央基準搬送で行なわれる。Ｓはその記録材の搬送基準を示した仮想線である。Ｗ１は定着装置で通紙可能な最大幅の記録材の通紙幅（以下、最大通紙幅と記す）である。本例において、この最大通紙幅Ｗ１はＡ３サイズ幅２９７ｍｍ（Ａ３縦送り）である。記録材の搬送方向に直交する方向において、ヒータ３０の長手方向の発熱領域幅ＡはＡ３サイズの記録材の両端部の定着性を確保するために、この最大通紙幅Ｗ１よりも少し大きい。Ｗ３は定着装置で通紙可能な最小幅の記録材の通紙幅（以下、最小通紙幅と記す）である。本例において、この最小通紙幅Ｗ３はＡ４縦サイズ幅２１０ｍｍ（Ａ４縦送り）である。Ｗ２は上記の最大幅の記録材より幅が狭く、最小幅の記録材との間の幅の記録材の通紙幅である。本例において、通紙幅Ｗ２はＢ４サイズ幅２５７ｍｍ（Ｂ４縦送り）を示した。以下、最大通紙幅Ｗ１に対応する幅の記録材を最大サイズ記録材、この記録材よりも幅の小さい記録材を小サイズ記録材と記す。ａは最大通紙幅Ｗ１と通紙幅Ｗ２との差幅部（（Ｗ１−Ｗ２）／２）、ｂは最大通紙幅Ｗ１と最小通紙幅Ｗ３との差幅部（（Ｗ１−Ｗ３）／２）である。すなわち、それぞれ小サイズ記録材であるＢ４またはＡ４縦送りの記録材を通紙したときの非通紙領域である。本例においては記録材の搬送が中央基準であるから、非通紙領域ａ及びｂはそれぞれ、通紙幅Ｗ２の左右の両側部、最小通紙幅Ｗ３の左右の両側部に生じる。この非通紙領域の幅は使用される小サイズ記録材の幅により異なる。
【００３４】
第１の温度検知部材としてのサーミスタＴＨ１は、ヒータ３０の最小通紙幅Ｗ３に対応する通紙領域に設けられ、ヒータ３０の温度を検知する。第２の温度検知部材としてのサーミスタＴＨ２は、記録材の搬送方向に直交する方向の端部であってヒータ３０の最小通紙幅Ｗ３外の非通紙領域の温度を検知する。サーミスタＴＨ１及びＴＨ２の出力はＡ／Ｄコンバータを介して制御回路部１００に入力される。
【００３５】
尚、サーミスタＴＨ１およびサーミスタＴＨ２はそれぞれ、最小通紙幅Ｗ３及び非通紙領域ａに対応するフィルム１１の内面に弾性的に接触させて配設してもよい。
【００３６】
［第１の送風部の構成］
第１の送風部８０は、フィルム１１の非通紙領域の冷却と、デカール対向ローラ１０１の周囲の空気を定着装置の外へ排出する役割がある。図４（ａ）の定着装置を記録材Ｐの導入側から見た図、および（ｂ）第１の送風部８０を上方から見た図を用いて、第１の送風部８０の説明を行う。
【００３７】
第１の送風部８０は、第１のファン８１（送風部材）と、第１のファン８１からの送風をフィルムユニット１０まで導くダクト８２と、シャッタ８４と、シャッタ駆動部を有する。第１のファン８１は、電力が供給されるとモータ（不図示）が回転し第１の羽根車８１ａが回転することで送風することができる構成である。実施例１の第１のファン８１は軸流ファンであるが、遠心ファンであっても良い。
【００３８】
また、第１のファン８１は、フィルム１１に送風するための第１の羽根車８１ａが加圧ローラ２０よりもフィルム１１に近くなるように配置されている。第１の羽根車８１ａがフィルム１１よりも加圧ローラ２０に近い配置であると、ダクト８２が長くなり風がフィルム１１に到達するまでの圧力損失が大きくなるので効率が悪くなるからである。
【００３９】
図１に示すように、ダクト８２は、フィルムユニット１０に対向する開口部８３（第１の開口部）と、開口部８８（第２の開口部）と、を有する。カバー９８は、カバー９８の内部（定着部の内部）に風を取り込むための開口部９９をダクト８２の開口部８８に対向する位置に有する。第１のファン８１の開口部８８及び開口部９９を介した風によって、デカール対向ローラ１０１の周囲の空気が定着装置の外へ排出される。これによって、記録材から定着処理時に発生する水蒸気によってデカール対向ローラ１０１が結露することを防止できる。第１のファン８１の開口部８８を介した風は、デカール対向ローラ１０１の上方に向けているので、フィルム１１に直接当たらず定着性を悪化させることは無い。
【００４０】
また、シャッタ８４は、フィルム１１と第１のファン８１との間にあり、開口部８３が形成された記録材の搬送方向に直交する方向に延びたダクトの一部である支持板８５に沿ってスライド移動が可能に支持されている。このシャッタ８４をラック歯８６とピニオンギア８７により連絡させ、ピニオンギア８７をモータ（不図示）で正転方向又は逆転方向に駆動する。これにより、両端部のシャッタ８４は連動してそれぞれに対応する開口部８３に対して移動する。シャッタを移動させて、通紙する記録材の非通紙領域（非通過領域）のサイズに応じて第１の開口部の開口量を調整する。
【００４１】
第１のファン８１、ダクト８２、シャッタ８４はフィルムユニット１０の記録材向に直交する方向において両端部に対称に配置されている。
【００４２】
上記の支持板８５、ラック歯８６、ピニオンギア８７、ピニオンギアを駆動するモータ（不図示）によりシャッタ駆動機構が構成されている。両端部の開口部８３の記録材の搬送方向の幅は、最小幅の記録材を通紙した時の非通紙領域ｂよりも僅かに中央寄りの位置から最大通紙幅Ｗ１にかけて設けられている。両端部のシャッタ８４をそれぞれ記録材の搬送方向に直交する方向の中央から端部に向かって移動させて開口部８３を所定量閉じることで、第１のファン８１の送風領域をフィルム１１の非通紙領域の幅に合わせる。第１のファン８１およびシャッタ駆動機構は、制御回路１００の信号を受け取った制御部８８により動作する。
【００４３】
図９（ａ）は第１の送風部を定着装置の側から見た斜視図である。ダクト８２はステイ８９に固定されている。シャッタ８４が閉じた状態で第１のファン８１が駆動した際に、ダクト８２とステイ８９の隙間からフィルム１１に送風されて定着性が悪化しないように、ダクト８２には庇形状８２ａが設けられている。また、シャッタ８４が閉じた状態で第１のファン８１が駆動した際に、ダクト８２とシャッタ８４の隙間からフィルム１１に送風されて定着性が悪化しないように、シャッタ８４には庇形状８４ａが設けられている。
【００４４】
図９（ｂ）は第１の送風部を定着器とは反対側から見た斜視図である。見やすくするためにダクト８２とシャッタ８４以外の部品は削除している。シャッタ８４が開いた状態で第１のファン８１が駆動した際に、開口部８３からフィルム１１に送付される風量を必要十分に確保するために、シャッタ８４には庇形状８４ｂが設けられている。
【００４５】
本実施例で使用した第１のファン８１は、定格電圧におけるモータの回転数が１００％の時に、０．３８９ｍ＾３／分の風量を出すことが可能なファンを用いた。モータの回転数は、フィルムの昇温速度に応じて変更することが可能である。モータの回転数を変更することにより、第１のファン８１の回転数を変え、フィルム１１の非通紙領域に送風する風量を調整することで、フィルム１１の昇温速度に応じて非通紙領域昇温を抑制することが可能である。第１のファン８１の制御については後述する。
【００４６】
［第２の送風部の構成］
第２の送風部９０は、加圧ローラ２０に送風する部分である。図１および図５の第２の送風部９０と加圧ローラ２０との位置関係を示した図を用いて、第２の送風部９０の構成について説明する。第２の送風部９０は、第２のファン９１と、第２のファン９１で発生した風を加圧ローラ２０に案内するためのダクト９２と、を有する。第２のファン９１は、電力が供給されるとモータが回転し第２の羽根車９１ａが回転することで送風することができる構成である。実施例１においては、軸流ファンを用いるが、遠心ファンでも良い。
【００４７】
また、第２のファン９１は、加圧ローラ２０に送風するための第２の羽根車９１ａがフィルム１１よりも加圧ローラ２０に近くなるように配置されている。第２の羽根車９１ａが加圧ローラ２０よりもフィルム１１に近い配置であると、ダクト９２が長くなり風が加圧ローラ２０に到達するまでの圧力損失が大きくなるので効率が悪くなるからである。
【００４８】
ダクト９２は、第２のファン９１とダクト９２とを連結する連結部９３と、複数の通風孔９４と、を有する。制御回路１００から制御部９５へ動作信号が伝達されると、第２のファン９１が所定の回転数で回転する。この第２のファン９１による送風は、連結部９３を介してダクト９２へと案内され、通風孔９４から加圧ローラ２０へ吹き付けられる。
【００４９】
ここで、本実施例では、複数の通気孔９４は、ダクト９２の記録材の搬送方向に直交する方向の両端部のみに設けられ、両端部の通気孔９４における風量が同等になるように通気孔９４の形状と個数が調整されている。通気孔９４を設ける範囲は、レターサイズの記録材を横送りした時の非通紙領域とした。
【００５０】
この理由は、加圧ローラの非通紙領域昇温の抑制と、結露スリップの抑制と、を両立するためである。尚、第２の送風部９０の構成は、本実施例の構成に限定されるものではなく、記録材の搬送方向の中央よりも端部の方が加圧ローラ２０に吹き付けられる風量が大きくなるように通風孔９４が設けられていればよい。例えば、通気孔９４の個数が記録材の搬送方向に直交する方向の中央より端部の方が多い構成、又は、通気孔９４の大きさが記録材の搬送方向に直交する方向の中央より端部の方が大きい構成であっても良い。また、第１の送風部８０と同様にシャッタ駆動機構を設けて、送風範囲を可変としてもよい。
【００５１】
加圧ローラ２０の長手方向全域に均一な風量で送風するよりも本願発明のように非通紙域のみ、又は非通紙域に対して通紙域よりも風量を抑えた方が加圧ローラ２０を過剰に冷却することなく結露スリップを抑制できるという効果がある。
【００５２】
本実施例で使用した第２のファン９１は、定格電圧におけるモータの回転数が１００％の時に、０．１４ｍ＾３／分の風量を出すことが可能なファンを用いた。モータの回転数を変更することにより、加圧ローラ２０の昇温速度に応じて、加圧ローラ２０に送風する風量を調整することができる。第２のファン９１の制御については後述する。
【００５３】
［送風部の制御］
表１に本実施例における第１の送風部８０及び第２の送風部９０の制御方法を示す。本実施例における第１の送風部８０および第２の送風部９０は、紙サイズ、環境、定着装置の蓄熱量、非通紙領域の温度に応じてシャッタ８４の開口量や第１のファン８１及び９１の風量を制御する。紙サイズ、環境、定着装置の蓄熱量、及び非通紙領域の温度の情報は、それぞれ、紙幅センサ、環境センサ、定着カウント予測、及びサーミスタＴＨ２から得られる。尚、定着カウント予測に関しては後述する。
【００５４】
【表１】
2015068928.tif 000003
【００５５】
［第１の送風部の制御］
図６（ａ）のフローチャートを用いて、本実施例における第１の送風部８０の制御を説明する。
【００５６】
まず、外部ホスト装置２００から入力される画像情報に応じたプリントスタート信号から、プリント動作が開始する（Ｓｔｅｐ１）。その後、制御回路部１００には、ユーザーが入力した記録材サイズの情報や、給紙カセット等の記録材サイズ検知センサの情報から通紙される記録材幅Ｗに関する情報が得られる（Ｓｔｅｐ２）。第１のファン８１へ電力を供給して送風を開始する（Ｓｔｅｐ３）。プリント動作直後は金属材であるデカール対向ローラ１０１が室温と同等な温度になっているため、定着処理時に生じる水蒸気によってデカール対向ローラ１０１が結露しやすい。そこで、本実施例においては、デカール対向ローラ１０１の周囲に生じる水蒸気を定着装置の外に排出し、デカール対向ローラ１０１の結露を防止する。
【００５７】
制御回路部１００はプリント動作中のサーミスタＴＨ２を検知温度を監視し、フィルム１１の非通紙領域昇温の有無を判断する（Ｓｔｅｐ４）。
【００５８】
サーミスタＴＨ２の検知温度が閾値温度以上になった時、制御回路部１００は記録材のサイズ情報に基づき、制御部８８に対して非通紙領域の昇温抑制のための動作指示を行う。具体的には、開口部８３が記録材サイズに応じた開口量になるようにシャッタを移動させる（Ｓｔｅｐ５）。サーミスタＴＨ２の検知温度が所定の温度範囲に収まるように第１のファン８１に対する供給電力を調整する（Ｓｔｅｐ７、Ｓｔｅｐ８）。
【００５９】
例えば、レター横送り時には、送風開始を判断するサーミスタＴＨ２の検知温度を２５０℃、開口部８３の開口量を５．３ｍｍとし、サーミスタＴＨ２が２５０〜２６０℃の範囲に収まるよう第１のファン８１に対する供給電力を調整する。
【００６０】
プリント処理が終了した場合は（Ｓｔｅｐ９）、シャッタ８４を開口部８３の開口量が０ｍｍであるホームポジションに移動させ、第１のファン８１へ電力供給を所定時間続けたのち、電力を遮断して送風を停止する（Ｓｔｅｐ１０）。デカール対向ローラ１０１の周囲の水蒸気を定着装置の外に排出し、結露を防止する。本実施例では、デカール対向ローラ１０１の上方に溜まる水蒸気を排出する。
【００６１】
尚、Ｓｔｅｐ４でサーミスタＴＨ２を監視し、プリント動作の終了まで閾値温度より低い場合は（Ｓｔｅｐ６）、顕著な非通紙領域昇温が発生していないと判断して、シャッタ８４を閉じたまま、第１のファン８１へ電力を供給して駆動させる。所定枚数のプリント動作が終了した後、第１のファン８１への電力を遮断して送風を停止する。
【００６２】
定着装置が冷えた状態でプリントを開始する、所謂コールドスタートをした直後は、定着装置の非通紙部昇温は悪化することはなく、デカール対向ローラ１０１の結露が発生しやすい状態である。この時は、サーミスタＴＨ２の検知温度が閾値温度よりも低くシャッタ８４が開口部８３を閉じている状態であるから、開口部８８を介した風の風量が大きくなり、デカール対向ローラ１０１の結露を抑制できる。
【００６３】
一方、連続プリントを続けて非通紙昇温が悪化しつつある時は、デカール対向ローラは温まっており結露し難い状態である。この時は、サーミスタＴＨ２の検知温度が閾値温度よりも高くシャッタ８４が開口部８３を開口した状態で開口部８３を介した風の風量が大きいので、開口部８８を介した風の風量は小さい。
【００６４】
つまり、定着装置の非通紙昇温とデカール対向ローラ１０１の結露とが発生するタイミングが異なるので、上記２つの課題に対して第１のファン８１を共用できるのである。本実施例の開口部８８における風量は、サーミスタＴＨ２の検知温度が閾値温度より低い時の方が高い時よりも大きく、シャッタ８４による開口部８３の開口量が小さい時の方が大きい時よりも大きい。
【００６５】
［第２の送風部制御］
本実施例における第２の送風部９０の使用目的は２つある。第１の目的は、加圧ローラ２０の非通紙領域の昇温の抑制（以降、非通紙領域昇温抑制モードと記す）である。第２の目的は、結露スリップの抑制である（以降、結露スリップ抑制モードと記す）である。
【００６６】
ここで、結露スリップは、加圧ローラ２０の表面に付着した水滴によりローラの表面の摩擦係数が低下して加圧ローラ２０からフィルム１１に十分な回転駆動力を付与できずフィルム１１の回転が停止し記録材Ｐの搬送が一時的に停止する現象である。吸湿した記録材Ｐがニップ部を通過した際に発生する水蒸気が冷えた加圧ローラ２０に接触すると水滴となる。従って、結露スリップは、連続プリント開始から数十枚程度の定着装置が冷えた状態、特に加圧ローラ２０の温度が室温から６０℃程度と比較的低い状態で発生し易い。
【００６７】
［非通紙領域昇温抑制モード］
第２のファン９１の制御は、小サイズ記録材を連続通紙した時の第１の定着部材の非通紙領域の昇温速度と第２の定着部材の非通紙領域の昇温速度とがほぼ同じである定着装置の構成の場合、第１のファン８１の制御と同じで良い。例えば、第１の定着部材と第２の定着部材とがほぼ同じ熱容量であって共にヒータを有している場合などである。
【００６８】
しかし、ヒータ等の熱源によって加熱される薄肉のフィルム１１と、熱源によって直接加熱されないゴム層を有する加圧ローラ２０と、を備える本実施例の定着装置の場合は、第１のファン８１と第２のファン９１との制御を異なるものとした方が効果的である。なぜなら、ヒータ３０で直接加熱されているフィルム１１は、フィルム１１より熱容量が大きくヒータ３０で直接加熱されていない加圧ローラ２０よりも非通紙領域の昇温速度が速いためである。つまり、フィルム１１は温まりやすく冷めやすいが、加圧ローラ２０は温まりにくいが冷めにくいのである。例えば、定着装置が冷えた状態から小サイズ記録材の定着処理を開始した後、フィルム１１の非通紙領域の温度が冷却すべき温度に達したタイミングで加圧ローラ２０を冷却すると加圧ローラ２０はまだ十分に温まっていないので定着不良となる場合がある。
【００６９】
逆に加圧ローラ２０の非通紙領域の温度が冷却すべき温度に達してからフィルム１１の非通紙領域の冷却を開始するとフィルム１１の非通紙領域は上限温度を超えてしまっている場合がある。
【００７０】
このような状況を踏まえて図６（ｂ）のフローチャートを用いて本実施例の第２のファン９１の制御について説明する。まず、外部ホスト装置２００から入力されるプリント信号から、プリント動作が開始される（Ｓｔｅｐ２１）。次に制御回路部１００が第１のファン８１への供給電力を監視し（Ｓｔｅｐ２２）、その供給電力が閾値電力以上である場合は、制御部９５を通じて第２のファン９１への電力供給を行い送風を開始する（Ｓｔｅｐ２４）。すなわち、本実施例では、第１のファン８１への供給電力に応じて第２のファン９１の駆動及び停止を行う。本実施例の構成では、サーミスタＴＨ２がフィルム１１の非通紙領域のみに配設された構成であり、加圧ローラ２０の非通紙領域昇温を直接検知していない。そのため、第１のファン８１への供給電力が閾値電力以上である場合は、定着装置７０の蓄熱量が多く、加圧ローラ２０も非通紙領域昇温についても顕著であると判断する。本実施例では、第１のファン８１への供給電力が６０％以上であった場合、第２のファン９１に１００％の電力供給を行って第２のファン９１の駆動を開始する。ここで１００％の電力供給とは、第２のファン９１の風量にすると０．１４ｍ＾３／分であり、加圧ローラ２０の非通紙領域昇温を抑制するのに十分であり且つ非通紙領域の温度がアンダーシュートしない程度の風量である。本実施例では、第２のファン９１の風量は、第１のファン８１の風量より小さい。これは、直接ヒータにより直接加熱されているフィルムを冷却する第１のファン８１の風量より間接的に加熱されている加圧ローラ２０を冷却する第２のファン９１の風量の方が小さくて済むからである。
【００７１】
プリント動作中も第１のファン８１への供給電力を監視し（Ｓｔｅｐ２５）、この供給電力が閾値電力より小さくなった時は第２のファン９１への電力供給を終了しＳｔｅｐ２２に戻る。第２のファン９１の駆動中にプリント動作が終了した場合は（Ｓｔｅｐ２７）、第２のファン９１への電力供給を終了する（Ｓｔｅｐ２８）。
【００７２】
Ｓｔｅｐ２２で第１のファン８１への供給電力を監視し、プリント動作終了までこの供給電力が閾値電力より小さい場合は（Ｓｔｅｐ２３）、顕著な非通紙領域昇温が発生していないと判断して第２のファン９１の駆動は停止した状態とする。第１のファン８１への供給電力に応じて第２のファン９１の制御をすることで、加圧ローラ２０に新たな温度検知部材を設けること無く加圧ローラ２０の非通紙領域の昇温を抑制することができる。尚、加圧ローラ２０の非通紙領域に新たに温度検知部材を配設して、その検知された温度に応じて第２のファン９１の制御を行ってもよい。加圧ローラ２０は、定着装置７０を構成する部材の中で熱容量が大きいので、加圧ローラ２０の温度と定着装置７０の蓄熱量とは相関があるためである。
【００７３】
［結露スリップ防止モード］
図６（ｃ）のフローチャートを用いて、本実施例における第２の送風部９０の結露スリップ防止モードの動作説明を行う。
【００７４】
前述の通り、結露スリップは記録材Ｐが多量の水分を含んでおり、かつ加圧ローラ２０の温度が低い状態で発生しやすい。本実施例では、プリント動作を開始した後（Ｓｔｅｐ３１）、環境センサ３１８により装置の設置された環境の湿度を検知し、検知湿度が８０％以上であった場合（Ｓｔｅｐ３２）は記録材Ｐが多量の水分を含んだ可能性があると判断する。また、後述する定着カウント予測により、加圧ローラ２０の温度が７５℃未満と予測された場合は、結露スリップが発生する可能性があると判断する。プリント開始時に、装置の設置環境の湿度が８０％以上且つ定着カウント予測によるカウント数が１００１未満である場合は（Ｓｔｅｐ３３）、制御部９５を通じて第２のファン９１へ電力供給を開始し、加圧ローラ２０への送風を開始する（Ｓｔｅｐ３４）。これによって、加圧ローラ近傍で記録材Ｐから発生した水蒸気を排出することができる。尚、結露スリップモードにおける第２のファン９１への供給電力は、加圧ローラ２０近傍の水蒸気を排出するのに十分であり、かつ加圧ローラを過剰に冷却することのない程度である５０％とする。加圧ローラ２０が昇温しやすいレターサイズ横送りで３０枚以上のプリントが終了した場合（Ｓｔｅｐ３５）は、第２のファン９１への電力供給を終了し、第２のファン９１の駆動を停止する（Ｓｔｅｐ３６）。また、上記のプリント枚数が３０枚に満たないうちにプリント動作が終了した場合（Ｓｔｅｐ３７）においても、第２のファン９１への電力供給を終了し、第２のファン９１の駆動を停止する（Ｓｔｅｐ３８）。
【００７５】
尚、本実施例では加圧ローラ２０の温度を定着カウント予測を用いて把握しているが、これに限定されるものではない。温度検知部材により、直接加圧ローラ温度を検知して、その検知温度に応じて第２のファン９１を制御しても良い。
【００７６】
［定着カウント予測］
次に、定着装置内の温度を予測する定着カウント予測について説明する。本実施例における定着カウント予測は、プリント動作を複数の工程に分けて、それぞれの工程毎に加圧ローラ２０への熱的影響に応じて決められた係数を積算し、この積算カウントの値で加圧ローラ２０の温度を予測するものである。この工程は、ヒータ３０への電力供給を開始してから排紙センサ４５がオンするまでの予備加熱工程、ニップ部で記録材を通紙する通紙工程、ニップ部が紙間で記録材を通紙しないインターバル期間、プリント動作していない装置停止期間等がある。各工程の係数は、各工程におけるヒータへの供給電力や放熱量等から算出する。例えば、下記表２に定めるような値としている。そして、それぞれの工程において２００ｍｓｅｃごとに各係数を加算していき、その積算カウントに応じて、加圧ローラ２０の温度を予測する。なお、本体の電源がＯＦＦされると積算カウントはリセットされる。ただし、電源がＯＮされるとサーミスタＴＨ１の情報をもとに積算カウントの初期値が決定される。その後は時間が経過するごとに、この初期値に対して係数が加算される。また、環境センサ３１８からの装置の設置された環境の温度及び湿度の情報が得られる場合には、その情報に基づいて加算する係数を補正してもよい。環境センサ３１８の情報によって係数を補正することによって、環境情報に応じた記録材の温度や加圧ローラの放熱量、投入電力を考慮することができて、加圧ローラの温度の予測精度が向上する。尚、本実施例の定着カウント予測している温度は、非通紙領域昇温の影響を受けない最小通紙幅Ｗ３領域内の加圧ローラ温度である。また、定着装置の温度を予測する方法は、プリント枚数から判断する方法や、温度検知部材などで直接加圧ローラ温度を検知する方法など、上述の方式に限定されるものではない。
【００７７】
図７に、定着カウント予測による積算カウントと加圧ローラ温度との関係を示す。本実施例では、加圧ローラ温度が７５℃未満の場合に定着装置が冷えていると判断する。つまり、高湿環境下のプリント初期において、制御回路部１００に積算カウントが１００１未満であるとの情報がインプットされると、定着装置が冷えている状態（コールド状態）にあると判断する。
【００７８】
【表２】
2015068928.tif 000004
【００７９】
［性能評価］
図８（ａ）に、定着カウント予測によるカウント数が１００１未満のコールド状態でプリント動作を開始した場合における本実施例の結果を示す。横軸は通紙枚数であり、左の縦軸はフィルム１１の非通紙領域の温度を、右の縦軸は加圧ローラ２０の非通紙領域の温度を示す。使用した記録材は坪量９０ｇ／ｍ３のレターサイズ紙であり、それを横送りで５００枚連続プリントした。尚、装置の設置環境の湿度が８０％であったため、プリント初期に第２の送風部が結露スリップ防止モードで動作していたが、風量が微量であったため加圧ローラの冷却効果は小さかった。そのため、図８には第１の送風部８０並びに第２の送風部９０の非通紙領域昇温モードでの動作タイミングのみを併記した。
【００８０】
図８（ａ）では、連続プリント開始からプリント枚数が２００枚に達したタイミングでシャッタ８４が開口され、第１のファン８１によるフィルム１１の非通紙領域への送風が開始された。更に、連続プリント開始からプリント枚数が３９０枚に達したタイミングで第２のファン９１の駆動が開始され加圧ローラ２０の非通紙領域への送風を開始した。このように、第２のファン９１による送風を第１のファン８１による送風とずらす制御によりフィルム１１及び加圧ローラ２０のそれぞれの上限温度に到達する前に非通紙領域昇温を抑制することができた。更に、加圧ローラ２０の非通紙領域昇温の温度は過剰なアンダーシュートを起こさず、良好な定着性も得られた。これは、加圧ローラ２０がある程度蓄熱された後で加圧ローラの非通紙領域への送風を開始したこと、及び、第２のファン９１の風量を第１のファン８１より小さくしたことによるものである。尚、本実施例におけるフィルム１１の上限温度はフィルム１１の熱劣化が始まる温度２７０℃であり、加圧ローラ２０の上限温度は加圧ローラ２０の熱劣化が始まる温度１５０℃である。
【００８１】
比較例１として図８（ｂ）に第１のファン８１の動作は本実施例と同じであって、本実施第１のシャッタ８４が開口すると同時に第２のファン９１を駆動させた。尚、図の表記方法やその他の検証条件は図８（ａ）と同じであるため説明を割愛する。図８（ｂ）より第１のファン８１及び第２のファン９１は連続プリント開始からプリント枚数が２００枚に達した時に駆動が開始され、フィルム１１の非通紙領域昇温は上限温度未満に抑制することができた。しかしながら、加圧ローラ２０の温度が低い時から第２のファン９１を駆動して加圧ローラ２０へ送風を開始しため、加圧ローラ２０の温度が過剰に低下し、定着不良が発生してしまった。
【００８２】
比較例２として、図８（ｃ）に加圧ローラ２０の非通紙領域の温度が上限温度より低い１４０℃に達した時、第２のファン９１の駆動を開始し加圧ローラ２０の非通紙領域への送風を開始した場合の結果を示す。比較例２における第１のファン８１の駆動開始は第２のファン９１と同時とした。尚、図の表記方法やその他の検証条件は図８（ａ）と同じであるため説明を割愛する。図８（ｃ）より連続プリントの開始からのプリント枚数が３９０枚目に達した時点でシャッタ８４が開口すると同時に第２のファン９１を駆動が開始され、加圧ローラ２０の非通紙領域昇温については上限温度未満に抑制することができている。一方で、フィルム１１の非通紙領域昇温は、第１のファン８１による送風を開始した時点でフィルム１１の上限温度を超えていた。
【００８３】
以上述べたことから、本実施例の定着装置においては、非通紙領域昇温の抑制と加圧ローラの結露及びデカール対向ローラの結露の防止を、同時に実現できるという効果がある。
【符号の説明】
【００８４】
７０  定着装置
１１  フィルム
２０  加圧ローラ
３０  ヒータ
８０  第１の送風部
８２  ダクト
８３  第１の開口部
８８  第２の開口部
９８  カバー
１０１  デカール対向ローラ
１０２  デカールローラ
【図１】
2015068928.tif 000005
【図２】
2015068928.tif 000006
【図３】
2015068928.tif 000007
【図４】
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【図５】
2015068928.tif 000009
【図６】
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【図７】
2015068928.tif 000011
【図８】
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【図９】
2015068928.tif 000013
【図１０】
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