(57)【要約】【課題】定着性を維持するためにエネルギー効率が低下することを抑制し、かつ結露スリップを抑制することができる定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】駆動源によって駆動される第１の回転体と、第１の回転体との間にニップ部を形成し、加熱された状態で第１の回転体によって駆動される中空回転体である第２の回転体と、記録材搬送方向に直交する長手方向の両端部において第２の回転体の寄りを規制する規制部材と、を有し、ニップ部で未定着トナー像を担持した記録材を挟持搬送する定着装置であって、送風ファンと送風路を備え、送風路の少なくとも一部において加熱された風を形成し、第1の回転体に向けて送風を行う送風手段を有し、規制部材はそれぞれ開口を備え、送風路として両端部の開口を介して中空回転体の内部を通過させることで加熱された風を形成する。【選択図】図１
2016206256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源によって駆動される第１の回転体と、
前記第１の回転体との間にニップ部を形成し、加熱された状態で前記第１の回転体によって駆動される中空回転体である第２の回転体と、
記録材搬送方向に直交する長手方向の両端部において前記第２の回転体の寄りを規制する規制部材と、
を有し、前記ニップ部で未定着トナー像を担持した記録材を挟持搬送する定着装置であって、
送風ファンと送風路を備え、前記送風路の少なくとも一部において加熱された風を形成し、前記第1の回転体に向けて送風を行う送風手段を有し、
前記規制部材はそれぞれ開口を備え、
前記送風路として前記両端部の開口を介して前記中空回転体の内部を通過させることで前記加熱された風を形成することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記送風手段は、
前記第1の回転体に向けた孔部を備える第１のダクトと、
前記送風路の一部として前記第１のダクトの上流側に設けられ、前記両端部の開口のうち前記第１のダクトに近い側と、前記第１のダクトとを接続する第２のダクトと、
を有す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】
前記送風ファンは、前記両端部の開口のうち前記第２のダクトに対し遠い側の開口の上流側に接続される第３のダクトの内部に設けられることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記送風ファンは、前記第２のダクトの内部に設けられることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記孔部は、記録材搬送方向において、前記ニップ部よりも下流側に少なくとも設けられることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか1項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記第１の回転体の温度を検知する温度検知部材を有し、
前記第１の回転体の温度が閾値温度より低い結露が発生する温度である場合に、前記送風ファンが駆動され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】
環境湿度を検知する湿度検知部材を有し、
前記湿度検知部材で検知した湿度が所定値より高い場合に、前記送風ファンが駆動され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８】
前記ニップ部を通過する記録材の枚数が所定値より低い場合に、前記送風ファンが駆動されることを特徴とする請求項６または７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記第１の回転体は加圧ローラであり、前記第２の回転体は筒状のフィルムであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記フィルムの内周面に接触する、もしくは前記フィルムの内側に設けられる加熱源を有することを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記フィルムは、電磁誘導もしくは通電により自己発熱することを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
【請求項１２】
記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、
前記未定着トナー像を担持した前記記録材をニップ部で挟持搬送する定着装置として、
駆動源によって駆動される第１の回転体と、
前記第１の回転体との間に前記ニップ部を形成し、加熱された状態で前記第１の回転体によって駆動される中空回転体である第２の回転体と、
を有する前記定着装置と、
画像形成装置本体に設けられ、記録材搬送方向に直交する長手方向の両端部において前記第２の回転体の寄りを規制する規制部材と、
送風ファンと送風路を備え、前記送風路の少なくとも一部において加熱された風を形成し、前記第1の回転体に向けて送風を行う送風手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記規制部材はそれぞれ開口を備え、
前記送風路として前記両端部の開口を介して前記中空回転体の内部を通過させることで前記加熱された風を形成する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、複写機、プリンタ等の、電子写真記録方式や静電記録方式を採用した画像形成装置に好適な定着装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式などを用いた複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置は、ニップ部を形成する一対の回転体を有し、一方の回転体の回転駆動に伴い他方の回転体が従動回転する構成のものが主に用いられている。この定着装置は、ニップ部で未定着トナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱し未定着トナー像を記録材に定着する。そして、この定着装置のウォームアップをする場合、未定着トナー像と接触する側の回転体をヒータによって加熱する又は自己発熱させることで、未定着トナー像を記録材に定着することができる温度まで加熱する。
【０００３】
一方、未定着トナー像と接触しない側の回転体は、ヒータで加熱されない構成であることから、ウォームアップの期間で十分に温まらないことがある。このように、未定着トナー像と接触しない側の回転体が温まっていない状態で、吸湿した記録材をニップ部で加熱すると、記録材から水蒸気が発生し、この水蒸気によって回転体の表面が結露することがある。
【０００４】
未定着トナー像と接触しない側の回転体が結露すると、ニップ部における摩擦力が小さくなる。そして、駆動側の回転体からの駆動力が被駆動側の回転体へ伝達されにくくなり、被駆動側の回転体が回転しなくなって記録材が搬送されなくなる場合が生じる（結露スリップ）。
【０００５】
そこで、未定着トナー像と接触しない側の回転体の結露を抑制するために、送風ファンを用いて未定着トナー像と接触しない側の回転体に送風する構成が開示されている（特許文献１）。特許文献１の定着装置は、加圧ローラの軸方向に長いダクトを有し、ダクトの長手方向の端部にある開口部から送風ファンで風を送り、その風をダクトの加圧ローラと対向する部分に設けられた複数の孔部から加圧ローラに向けて吹き出す構成である。
【０００６】
特許文献１では、加圧ローラの軸方向で加圧ローラの表面に均一に空気を吹き付けることで、水蒸気を拡散することができ、加圧ローラの結露が抑制できる。これにより、結露スリップの抑制が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２０６２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の定着装置では、装置外の空気を送風ファンによって直接加圧ローラに吹き付けるため、加圧ローラの表面の温度は加圧ローラの軸方向の全域で低下する。従って、定着性を維持するために、ヒータにより多くの電力を供給することになりエネルギー効率が低下するという課題があった。
【０００９】
本発明の目的は、定着性を維持するためにエネルギー効率が低下することを抑制し、かつ結露スリップを抑制することができる定着装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、駆動源によって駆動される第１の回転体と、前記第１の回転体との間にニップ部を形成し、加熱された状態で前記第１の回転体によって駆動される中空回転体である第２の回転体と、記録材搬送方向に直交する長手方向の両端部において前記第２の回転体の寄りを規制する規制部材と、を有し、前記ニップ部で未定着トナー像を担持した記録材を挟持搬送する定着装置であって、送風ファンと送風路を備え、前記送風路の少なくとも一部において加熱された風を形成し、前記第1の回転体に向けて送風を行う送風手段を有し、前記規制部材はそれぞれ開口を備え、前記送風路として前記両端部の開口を介して前記中空回転体の内部を通過させることで前記加熱された風を形成することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る画像形成装置は、記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、前記未定着トナー像を担持した前記記録材をニップ部で挟持搬送する定着装置として、駆動源によって駆動される第１の回転体と、前記第１の回転体との間に前記ニップ部を形成し、加熱された状態で前記第１の回転体によって駆動される中空回転体である第２の回転体と、を有する前記定着装置と、画像形成装置本体に設けられ、記録材搬送方向に直交する長手方向の両端部において前記第２の回転体の寄りを規制する規制部材と、送風ファンと送風路を備え、前記送風路の少なくとも一部において加熱された風を形成し、前記第1の回転体に向けて送風を行う送風手段と、を有する画像形成装置であって、前記規制部材はそれぞれ開口を備え、前記送風路として前記両端部の開口を介して前記中空回転体の内部を通過させることで前記加熱された風を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、定着性を維持するためにエネルギー効率が低下することを抑制し、かつ結露スリップを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る定着装置における送風手段の縦断面の模式図である。
【図３】第１の実施形態に係る定着装置における送風手段の横断面の模式図である。
【図４】第１の実施形態に係る定着装置における定着フィルムの横断面の模式図である。
【図５】第１の実施形態に係る定着装置におけるヒータの模式図である。
【図６】第１の実施形態に係る定着装置における加圧ローラ及びダクトの模式図である。
【図７】第１の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置における画像形成のフローチャートである。
【図８】第２の実施形態に係る定着装置における送風手段の縦断面の模式図である。
【図９】従来例における定着装置の送風手段の縦断面の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
【００１５】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１は、本実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の構成図である。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装置（不図示）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。
【００１６】
本実施形態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）６１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６１は、感光ドラム６１の外周面（表面）が帯電器６２により所定の極性・電位に一様に帯電される。
【００１７】
その感光ドラム６１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６３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６３は、外部装置からプリンタに入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号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６３はそのレーザー光Ｌにより感光ドラム６１の帯電面を走査露光する。これにより、感光ドラム６１表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００１８】
その静電潜像は、現像器６４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６１表面のトナー画像（以下、トナー像と記す）は、感光ドラム６１の回転によって感光ドラム６１表面とこの感光ドラム６１表面に対向して配置されている転写ローラ６７の外周面（表面）との間の転写ニップ部に送られる。以上が、画像形成部の構成である。
【００１９】
一方、給送カセット６８のシート積載台６８ａ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６９により一枚ずつピックアップされ、搬送ローラ７０と搬送コロ７０ａとによりレジストレーション部へと送られる。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７１とコロ７１ａとの間のニップ部で一旦受け止めて記録材Ｐの斜行矯正を行う。その後、レジストレーション部において所定の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。
【００２０】
ここで言う所定のタイミングとは、感光ドラム６１の表面のトナー像の先端部位が転写ニップ部に到達したとき、記録材Ｐの先端部位が転写ニップ部に到達するタイミングである。
【００２１】
転写ニップ部に給送された記録材Ｐは、感光ドラム６１と転写ローラ６７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６７に印加される転写バイアスにより感光ドラム６１表面のトナー像が記録材Ｐに転写され、記録材Ｐは感光ドラム６１表面から分離されて定着装置７２へと搬送される。
【００２２】
定着装置７２は、未定着トナー像を担持した記録材Ｐに後述のニップ部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。定着装置７２のニップ部Ｎから排出された記録材Ｐは、中間排出ローラ７３により排出ローラ７４に搬送される。そして、排出ローラ７４がその記録材Ｐを排出トレイ７５上に排出する。記録材Ｐが分離された後の感光ドラム６１の表面は、クリーナー６５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。
【００２３】
ここで、本画像形成装置は、感光ドラム６１と帯電器６２と現像器６４とクリーナー６５を一体化してプロセスカートリッジ６６としている。そして、そのカートリッジ６６はプリンタの筐体を構成する画像形成装置本体７６に対して取り外し可能に装着されている。
【００２４】
なお、画像形成装置本体７６には昇温部材冷却用の冷却ファン７７が設けられている。この冷却ファン７７は、適宜回転され、外気を画像形成装置本体７６内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。冷却ファン７７の近傍には、環境検知部材７８が設けられ、冷却ファン７７によって機外の空気を取り込んだ際に、画像形成装置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７２の温度制御シーケンスにフィードバックしている。
【００２５】
また、給送カセット６８のシート積載台６８ａ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６８ａ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６８から給送ローラ６９により一枚ずつピックアップすることができる。
【００２６】
なお、本実施形態の画像形成装置は、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）である。
【００２７】
（定着装置）
以下、本発明の実施形態に係る定着装置について、図２乃至図５を用いて説明する。以下の説明において、本実施形態に係る定着装置７２及び定着装置７２を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向であり、かつ後述する加熱用回転体の回転方向に直交する方向である。また、短手方向とは、記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。幅とは短手方向の寸法である。また、記録材に関し、幅方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。
【００２８】
図３に示すように、定着装置７２は、駆動源によって駆動される第１の回転体としての加圧ローラ２０と、加圧ローラ２０との間にニップ部Ｎを形成し、加熱された状態で加圧ローラ２０によって駆動される第２の回転体としての定着フィルム１０を備える。そして、ニップ部Ｎで未定着トナー像を担持した記録材を挟持搬送する。
【００２９】
そして、定着フィルム１０の内周面に接触するように加熱源あるいは発熱体としてのヒータ３０と、ヒータ３０を保持するヒータホルダー４１と、剛性体としての加圧ステー４２と、を有する。更に図２に示すように、ニップ部Ｎへの加圧を行う加圧手段４３と、定着フィルム１０の長手方向への寄りを規制する規制部材としての定着フランジ４５と、を有する。なお、定着フランジ４５は、画像形成装置本体に設けられる部材（画像形成装置における部材）として構成されても良いし、定着装置における部材として構成されても良い。
【００３０】
ヒータ３０、定着フィルム１０、ヒータホルダー４１、加圧ステー４２及び加圧ローラ２０は、何れも長手方向に細長い部材である。このような定着装置７２で、加圧ローラ２０を回転駆動させ、定着フィルム１０を加圧ローラ２０との間に働く摩擦力によって従動回転させる。
【００３１】
１）定着フィルム
図４に示すように、無端ベルト（エンドレスベルト）としての定着フィルム１０は、耐熱性と可撓性を有する材料によりエンドレスのフィルム状に形成されている基層１１と、その基層１１の外周面上に設けられている離型性層１２と、を有する。また、定着性向上、画質向上のために、その基層１１の外周面上で、離型層１２の内周面側との間にシリコーンゴムなどの弾性層１３を設けても良い。
【００３２】
基層１１として、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン等の耐熱性樹脂を用い、薄肉の可撓性を有するエンドレスベルトを形成している。なお、基層１１の材料は耐熱性樹脂に限られず、より熱伝導率の高いステンレス（ＳＵＳ）、ニッケル（Ｎｉ）等の薄肉金属を用いても良い。
【００３３】
基層１１の外周面上には、離型層１２としてＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰなどのフッ素樹脂を単品もしくはブレンドしてコーティングするか、あるいはチューブを被覆している。ＰＦＡとはパーフルオロアルコキシ樹脂のことであり、ＰＴＦＥとはポリテトラフルオロエチレン樹脂のことであり、ＦＥＰとはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂のことである。
【００３４】
離型層１２の厚みは、耐久性の観点から５μｍ以上であることが必要である。また、離型層１２が厚すぎると、熱伝導度が下がってしまい定着性に影響を与えてしまうことから、５０μｍ以下にする必要がある。このように、耐久性と定着性を両立させるために、離型層１２の厚みを５μｍ以上５０μｍ以下としている。
【００３５】
基層１１の外周面と離型層１２の内周面の間に弾性層１３を設ける場合、記録材Ｐの担持する未定着トナー像Ｔを包み込むことによって均一に熱を与えることができる。そのため、記録材Ｐとトナー像Ｔとで形成される凹凸に追従し、ハーフトーン画像などでのガサツキを抑え、均一で十分な定着性を得ることが可能となる。
【００３６】
また、弾性層１３は、弾性層１３の厚みが厚いほど記録材Ｐの担持するトナー像Ｔを包み込んで均一に記録材Ｐ面上に加熱定着させることができる。つまり、弾性層１３の厚みが厚いほど未定着トナー像Ｔの包み込み効果を向上させることができる。しかし、弾性層１３の厚みが厚すぎると熱容量が大きくなりすぎて定着フィルム１０の立ち上がりが遅くなってしまい、フィルム加熱方式特有のオンデマンド性が低下してしまう。
【００３７】
そのため、弾性層１３を設ける場合、弾性層１３の厚みは５０μｍ以上５００μｍ以下とする。また、弾性層１３の熱伝導度としては高いほど好ましく、０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、かかる熱伝導度を達成するようにＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、金属ケイ素等の熱伝導性フィラーをシリコーンゴムに混入し、調整している。
【００３８】
定着フィルム１０において、定着フィルム１０の外径は熱容量が抑えられるため小さい方が好ましい。しかしながら、外径を小さくしすぎるとニップ部Ｎの幅が細くなってしまうために極度に小さくすることはできない。
【００３９】
従って、本実施形態の定着フィルム１０は、画像形成装置の速度（プロセススピード）等の条件を考慮し、基層１１の材料にはＳＵＳを用い、基層１１の肉厚（厚み）は３０μｍ、基層１１の内径は２４ｍｍとしている。弾性層１３は、熱伝導度１．３Ｗ／ｍ・Ｋのシリコーンゴムを用い、厚みは２５０μｍとしている。離型層１２としては、ＰＦＡのコーティングを用い、離型層１２の厚みは１４μｍである。
【００４０】
２）ヒータホルダー
図３に示すヒータホルダー４１は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ポリフェニレンサルファイ（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の耐熱性樹脂により横断面が半円形状の樋型になるように形成されている。このヒータホルダー４１は、熱伝導率が低いほどヒータ３０により定着フィルム１０内面を加熱するときの熱効率が高くなる。よって、ヒータホルダー４１を形成する耐熱性樹脂中に中空のフィラー、例えばガラスバルーン、シリカバルーン等を内包してあっても良い。
【００４１】
ヒータホルダー４１の下面（加圧ローラ２０側の面）には、ヒータホルダー４１の長手方向に沿ってヒータ保持用の凹溝が設けられている。そして、この凹溝からヒータ３０の後述する保護摺動層３４（図５）が露出するように、凹溝によりヒータ３０の基板３１（図５）を保持している。そして、そのヒータホルダー４１の外周には、定着フィルム１０がルーズに外嵌されている。定着フィルム１０が外嵌されたヒータホルダー４１は、ヒータホルダー４１の長手方向の両端部が装置横フレーム４８（図２）に保持されている。
【００４２】
３）加圧ローラ
図３に示す加圧ローラ２０は、芯金２１と、その芯金２１の外周面上に設けられている弾性層２２と、その弾性層２２の外周面上に設けられている離型層２３と、を有する。芯金２１は、アルミ、或いは鉄などの材料により丸軸状に形成されている。芯金２１の材料はアルミ、或いは鉄などに限られず高強度、低熱容量で断熱効果の高いセラミック多孔質体を用いても良い。
【００４３】
弾性層２２は、シリコーンゴム（ソリッドゴム層）、或いは断熱効果をもたせるためにシリコーンゴムを発泡して形成されたスポンジ層などから成る。弾性層２２は、シリコーンゴム、或いはスポンジ層に限られず、より断熱効果を持たせるためにシリコーンゴム層内に中空フィラーや、あるいは吸水性ポリマーおよび水を添加することで形成された多孔質を有する気泡ゴム層などでも良い。
【００４４】
上述した弾性層２２の上には、パープルアロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂の離型層２３を形成する。この離型層２３は、チューブを被覆させたものでも、あるいは表面を塗料でコートしたものであっても良い。
【００４５】
このような加圧ローラ２０は、定着フィルム１０の下方においてヒータ３０と対向して配置されている。そして、この加圧ローラ２０は、芯金２１の長手方向両端部が装置横フレーム４８に回転自在に保持されている。
【００４６】
定着装置７２は、比較的高速の画像形成装置に搭載される場合、ニップ部Ｎにおいて適正なニップ幅が形成でき、かつ熱容量をある程度確保する必要がある。そのため、肉厚（厚み）が３．５ｍｍのソリッドゴムを用いて弾性層２２を形成した加圧ローラ２０を使用した。離型層２３としては、耐久性を考慮し、５０μｍの厚みのＰＦＡチューブを被覆させている。また、加圧ローラ２０の外径をφ３０ｍｍとしている。
【００４７】
４）ヒータ
図５は、ヒータ３０の構成図である。ヒータ３０は、定着フィルム１０の内周面と接触しながら定着フィルム１０を加熱する板状の発熱体である。このヒータ３０は、長手方向に細長い基板３１を有する。基板３１は、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性のセラミックス基板、或いはポリイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性の樹脂基板である。その基板３１の表面（加圧ローラ２０側の面）には、基板３１の長手方向に沿って例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の発熱抵抗体３２がスクリーン印刷等により線状もしくは細帯状に塗工して形成してある。
【００４８】
発熱抵抗体３２は、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度である。また、基板３１の表面には、発熱抵抗体３２に給電するための給電電極３３が基板３１の長手方向両端部の内側に設けられている。また、基板３１の表面には、発熱抵抗体３２の熱効率を損なわない範囲で発熱抵抗体３２を保護する保護摺動層３４を設けても良い。ただし、保護摺動層３４の厚みは十分薄く、発熱抵抗体３２の表面性を良好にする程度が好ましい。保護摺動層３４としては、ポリイミドやポリアミドイミドなどの耐熱性樹脂やガラスコートなどが用いられることが多い。
【００４９】
上記ヒータ３０において、基板３１として熱伝導性の良好な窒化アルミ等を使用する場合には、発熱抵抗体３２は基板３１の裏面（加圧ローラ２０と反対側の面）に形成してあっても良い。
【００５０】
５）定着フランジ
図２に示す定着フランジ４５は、装置横フレーム４８に保持されている。定着フィルム１０の基層１１の端部の端面と対向する平面状の端部規制面４６で定着フィルム１０の寄りを受けることによって、定着フィルム１０の長手方向の位置を規制する。
【００５１】
６）加圧ステー
図３に示す加圧ステー４２は、剛性を有する金属等の材料により横断面下向きＵ字形状に形成してある。この加圧ステー４２は、定着フィルム１０の内側において、ヒータホルダー４１の上面（加圧ローラ２０と反対側の面）の短手方向中央に配置されている。そして、加圧ステー４２の長手方向の両端部を、装置横フレーム４８（図２）に保持されている定着フランジ４５を介して、ばね等の加圧手段４３により加圧ローラ２０の軸線に向けて付勢している。
【００５２】
これによって、ヒータ３０の基板３１の表面を定着フィルム１０を介して加圧ローラ２０表面に加圧し、加圧ローラ２０の弾性層２２が基板３１に沿って弾性変形する。そして、これによって加圧ローラ２０表面と定着フィルム１０表面との間にトナー像Ｔの加熱定着に必要な所定幅のニップ部Ｎが形成される。
【００５３】
（定着処理動作）
以下、本実施形態の定着装置７２を用いた定着処理動作について説明する。最初に、制御部４４（図２）は、プリント指令に応じて駆動源してのモータＭを駆動して加圧ローラ２０の芯金２１の長手方向の端部に設けられている駆動ギアＧを回転させる。これにより、加圧ローラ２０は所定の周速度（プロセススピード）で矢印方向へ回転する。その際、ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２０の表面と定着フィルム１０の表面との間の摩擦力によって、定着フィルム１０に加圧ローラ２０の回転方向とは逆向きの回転力が作用する。
【００５４】
これにより、定着フィルム１０は、定着フィルム１０内面がヒータ３０の保護摺動層３４に接触しながらヒータホルダー４１の外周を加圧ローラ２０と略同じ周速度で矢印方向へ従動回転する。
【００５５】
また、制御部４４は、図５に示すように、プリント指令に応じて電源３７からヒータ３０の給電電極３３を通じて発熱抵抗体３２に通電する。その通電により、発熱抵抗体３２が発熱しヒータ３０は急速昇温して定着フィルム１０を加熱する。ヒータ３０の温度は基板３１の裏面に設けられている第１の温度検知部材としてのサーミスタ３５により検知され、そのサーミスタ３５はヒータ３０の温度検知信号を制御部４４に出力する。このサーミスタ３５は、ヒータ３０の長手方向におけるニップ部Ｎの記録材搬送領域においてプリンタに使用可能な各種サイズの記録材Ｐが必ず通過する領域に配置されている。
【００５６】
更に、制御部４４は、サーミスタ３５から温度検知信号を取り込み、その温度検知信号に基づいてヒータ３０が目標温度を維持するように発熱抵抗体３２への電力供給量を制御する。つまり、制御部４４は、メインサーミスタ３５からの温度検知信号に基づき、ヒータ３０が所定の温調温度を維持するように、発熱抵抗体３２に印加される電圧のデューティー比や波数などを適切に制御している。
【００５７】
また、ヒータ３０の基板３１の裏面には、サーモスイッチ、温度ヒューズ等のサーモプロテクタ３６が配置されている。サーモプロテクタ３６の入力端子（不図示）は電源３７と直列接続され、出力端子（不図示）はヒータ３０の発熱抵抗体３２に直列接続されている。これにより、ヒータ３０がサーミスタ３５の故障等により暴走状態になったときに、ヒータ３０の異常昇温をサーモプロテクタ３６が検出し、発熱抵抗体３２への通電をシャットダウンする構成となっている。
【００５８】
加圧ローラ２０及び定着フィルム１０の回転が安定し、且つヒータ３０の検知温度が目標温度に維持された状態で、未定着トナー像Ｔを担持する記録材Ｐがニップ部Ｎに導入されて搬送される。その記録材Ｐは、ニップ部Ｎで定着フィルム１０の表面と加圧ローラ２０の表面とにより挟持搬送される。このニップ部Ｎにおける搬送過程において、定着フィルム１０からの熱供給と圧力の付加により記録材Ｐのトナー像Ｔは記録材Ｐの面上に加熱定着される。
【００５９】
（結露スリップ）
ここで、結露スリップについて説明する。記録材Ｐが高湿環境下で長時間放置された場合、記録材Ｐ には多量の水分が含まれている。この記録材に含まれる水分は、ニップ部Ｎ の熱により瞬時に蒸発し、水蒸気となる。そして、この水蒸気は記録材Ｐの画像形成面側よりも非画像形成面側から発生し易い、つまり、記録材Ｐの両面のうち定着フィルム１０の側の面よりも加圧ローラ２０の側の面から発生し易いいのである。この理由は、記録材Ｐの画像形成面側の面は記録材上のトナーＴが水蒸気の放出を妨げるためである。
【００６０】
加圧ローラ２０の側に放出された水蒸気は、加圧ローラ２０の回転で生じる対流により、ニップ部Ｎの加圧ローラ２０の回転方向の下流側から上流側に回り込むように広がる。そして、加圧ローラ２０が温まっていない状態の場合、加圧ローラ２０の近傍の水蒸気が加圧ローラ２０の表面上で結露して、加圧ローラ２０と定着フィルム１０との間で滑りが生じ易くなる。
【００６１】
加圧ローラ２０と定着フィルム１０との間で滑りが生じると、定着フィルム１０が加圧ローラ２０と同じ回転速度で従動回転しない場合がある。その結果、ニップ部Ｎでの記録材Ｐの搬送速度が転写部での搬送速度よりも大きく低下して、記録材が弛むことで転写部に押し込まれる、又は、記録材Ｐが搬送路内で擦ってしまいトナー像が飛び散るなどして画像不良が発生してしまう。このように、加圧ローラ２０が結露することで定着フィルム１０の回転速度が低下し、画像不良に至る現象を結露スリップと呼ぶ。
【００６２】
結露スリップは、未定着トナー像と接触する側の回転体と未定着トナー像と接触しない側の回転との温まり易さの差が大きい状況であると発生し易い。つまり、本実施形態のように、定着フィルム１０が薄肉で熱容量が小さくヒータ３０で直接加熱されており温まり易く、一方加圧ローラ２０はゴム層などを有しており熱容量が大きく温まりにくいような場合である。
【００６３】
このような状況は、定着装置のウォームアップ時に、未定着トナー像と接触する側の回転体の温度が定着可能な温度に達した時に完了と見なすことが多く、その時の未定着トナーが接触しない側の回転体の温度は管理されていないことに起因している。
【００６４】
（結露抑制の送風手段）
以下、本実施形態の定着装置７２の特徴的な構成である結露抑制の送風手段について、図１乃至図３、図６を用いて説明する。本実施形態における結露抑制の送風手段は、送風ファンと送風路を備え、送風路の少なくとも一部において加熱された送風が形成され、加圧ローラ１０に向けて結露抑制の送風を行う。
【００６５】
本実施形態では、定着フィルム１０の長手方向における両端部に固定して配置されたフランジ４５が、通気部材としてそれぞれの端部規制面４６に開口４７を有している。そして、送風路の少なくとも一部は、両端部の開口４７を介して中空回転体である定着フィルム１０の内部を長手方向に通過する送風路１００（図２）を形成し、ここで加熱された送風が形成される。
【００６６】
また、送風路の一部を形成する第１のダクトである送風ダクト５０（図２、図３）は、加圧ローラ２０の軸方向（長手方向）に沿って長い形状にて、加圧ローラ２０に対して定着フィルム１０と反対側に設けられている。送風ダクト５０の長手方向（記録材搬送方向に直交する方向）の一方の端部５３には開口部が設けられ、反対側の端部５４は閉じられている。そして、送風ダクト５０は、その開口部５３から取り入れた風を加圧ローラ２０に向けて排出するための複数の孔部として孔５２を有している。
【００６７】
また、定着装置７２の側面には、送風路の一部を形成する第２のダクトである連結ダクト８０（図２）が設けられ、連結ダクト８０は一方のフランジ４５の端部規制面４６の開口部４７と送風ダクト５０の端面の開口部５３を接続するように配置されている。
【００６８】
また、本実施形態における送風ファン７９は、連結ダクト８０が接続されていない側のフランジ４５側に設けられ、第３のダクトであるファンダクト８１を介してフランジ４５の端部規制面４６の開口部４７と接続されている。そして、送風ファン７９は、回転によりフランジ４５の端部規制面４６の開口部４７、および定着フィルム１０の内部を介して連結ダクト８０の方向へ送風が行われる（風が吹く）ように設けられている。
【００６９】
従って、送風ファン７９が回転することで、送風ファン７９の風に押されて定着フィルム１０内の空気はフランジ４５の開口部４７を介して連結ダクト８０へ移動する。そして、定着フィルム内の空気は、送風ダクト５０の開口部５３から送風ダクト内部５５に取り入れられた後、加圧ローラ２０の軸方向に沿って流れる。その風は、送風ダクト５０の加圧ローラ２０と対向する領域５１に設けられた複数の孔５２から、加圧ローラ２０の表面に向けて吹き出す。
【００７０】
このような送風路を備える本実施形態における結露抑制の送風手段では、送風ファン７９からの風は加熱された定着フィルム１０の内側を長手方向に通過する間に加熱される。このため、加圧ローラ２０に温められた送風がなされることで、定着性を維持するためにエネルギー効率が低下する（ヒータへの電力供給を高める）ことが抑制され、かつ結露スリップが抑制される。
【００７１】
ここで、記録材搬送方向における送風ダクトの孔５２を設ける場所について説明する。ニップ部Ｎで発生した水蒸気は、ニップ部Ｎの定着フィルム１０の回転方向の下流側から加圧ローラ２０の回転方向に回り込む。そのため、孔５２は加圧ローラ２０の軸中心からダクト５０の領域５１へ下した垂線ｖｌ（図３）の近傍、又は、垂線ｖｌより記録材搬送方向の下流側に設けると効果的に水蒸気を拡散できる。
【００７２】
次に、送風ファン７９（図２）の制御について説明する。結露スリップが発生し易い条件としては、高湿環境下で且つ加圧ローラ２０の温度が比較的低い場合である。そのため、画像形成装置の設置環境と加圧ローラ２０の温まり具合から、送風ファン７９を駆動するか否かを判断する。本実施形態では、画像形成装置１を設置する環境を検知する環境検知部材として環境センサ７８（図１）、また加圧ローラ２０の温まり具合を検知する部材として、ヒータ３０の裏面側に配置したサーミスタ３５の検知温度、更に後述するプリント枚数を用いる。
【００７３】
なお、サーミスタ３５の検知温度を用いる理由は、ヒータ３０は定着フィルム１０を介して加圧ローラ２０とニップ部Ｎを形成しているので、ヒータ３０の制御をする前（結露抑制の送風時）であれば、加圧ローラ２０の温度を推測できるからである。
【００７４】
ここで、図７のフローチャートを用いて、画像形成時の送風ファン７９の制御について説明する。まず、プリント信号の受信時（Ｓｔｅｐ１）に環境湿度を検知する湿度検知部材としての環境センサ７８が高湿環境（所定値より高い湿度）を検知する（Ｓｔｅｐ２）。そして、プリント開始時（加熱定着装置７２のウォームアップの開始時）のサーミスタ３５の検知温度が１２０℃未満（Ｓｔｅｐ３）か否かを判断する。前述した２つの条件を満たす場合、画像形開始成（Ｓｔｅｐ４）後、プリント１枚目の紙がニップ部Ｎに到達するタイミングで結露抑制の送風ファン７９の駆動を開始する（Ｓｔｅｐ５）。
【００７５】
その後、プリント開始から３０枚以内に画像形成が終了する場合、画像形成の終了と同時に送風ファン７９を停止し（Ｓｔｅｐ１２）、終了する（Ｓｔｅｐ１３）。プリントが３０枚以上継続する場合、３０枚目まで送風ファン７９を動作させ、３０枚目の紙がニップ部Ｎを通過した時点で駆動停止させる（Ｓｔｅｐ８）。３１枚目以降は、画像形成が終了するまでファン７９を駆動停止したままとしている。
【００７６】
ここで、プリント開始時のサーミスタ３５の検知温度が１２０℃以上の場合、プリントを終了するまでの期間において、いかなる条件でも加圧ローラ２０が結露するような温度にならないことが確認されている。これは、連続プリント中の加圧ローラ２０の温度は、プリント初期は低いが連続プリント枚数が多くなるにつれて高くなる傾向があるからである。
【００７７】
また、本実施形態の定着装置７２においては、プリント初期の加圧ローラ２０の温度によらず、連続的プリントを続ける中で加圧ローラ２０が結露しない温度に到達する枚数が３０枚であった。従って、プリント初期に結露抑制の送風ファン７９を駆動したとしても、連続プリントの３１枚目以降で送風ファン７９の駆動を停止した。
【００７８】
本実施形態では、サーミスタ３５が検知するヒータ３０の裏の温度が１２０℃より低い時、加圧ローラ２０は閾値温度より低い結露が発生する温度であると推測している。これとは逆に、サーミスタ３５が検知するヒータ３０の裏の温度が１２０℃以上の時、加圧ローラ２０は閾値温度以上であり結露が発生しない温度であると推測している。
【００７９】
以上述べたように、本実施形態では、プリント開始時のサーミスタ３５の検知温度とプリント枚数を併用することで、加圧ローラ２０の温度が結露する温度帯かどうか推定し結露抑制の送風ファン７９の駆動を制御している。
【００８０】
また、加圧ローラ２０の温まり具合を判断する別の手段として、サーモパイルなどの温度検知部材により加圧ローラ表面温度を直接検知しても良い。この場合、通紙中に加圧ローラ表面温度が所定の閾値温度より低い場合にのみ、結露抑制の送風ファン７９を駆動することが可能である。また、通紙時、紙間時、停止時などでそれぞれ特有のカウント値を加減算し、加圧ローラ２０の温度を予測する定着予測カウントを用いても良い。以上のように加圧ローラ２０の温度が推定できる方法であれば、上述の方法に限定されるものではない。
【００８１】
〈性能評価〉
本実施形態の性能評価として、高温高湿環境（３２．５℃／８０％）において、結露スリップによる画像不良の有無と定着性を確認し、２つの比較例としての従来の構成と比較した。評価紙は上述した環境に長時間放置したＡ４サイズ紙（６０ｇ/ｍｍ２）を用い、印字パターンは全面ベタ黒画像とし、加熱定着装置が室温と同じ温度になっている状態から連続５０枚プリントした。また、使用した画像形成装置は、Ａ４サイズ紙対応機でプリントスピードが５２枚／分、ＦＰＯＴ７．０秒のものである。
【００８２】
また、本実施形態と２つの比較例では、同じヒータ制御で検討を行った。また全ての定着装置は、加圧ローラの温度が室温とほぼ同程度になるまで放置した状態からプリントを開始した。
【００８３】
本実施形態では、送風ファンからの総風量は０．００７［ｍ３／ｍｉｎ］である。図９に比較例１として、従来例の画像形成装置内の送風ファン７９及び定着装置７２の縦断面を示す。比較例１は、定着器外の空気が直接加圧ローラに吹き付けるように送風ファン７９とファンダクト８１が配置されている。また、フランジ４５の端部規制面４６には、開口部は設けていない。その他の構成や、ファンの制御は実施形態と同様とする。また比較例１のファンからの総風量は、本実施形態と同じ０．００７［ｍ３／ｍｉｎ］である。
【００８４】
また、比較例２は、比較例１からファン７９とファンダクト８１、送風ダクト５０を取り除いており、その他の構成は全て本実施形態と同じものを用いた。
【００８５】
以上説明した本実施形態、比較例１、及び比較例２の評価結果を表１に示す。評価項目として、結露スリップによる画像不良及び定着性劣化による画像不良の発生の有無を評価した。○は画像不良の発生が無かったことを示し、×画像不良が発生したことを示す。
【００８６】
【表１】
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【００８７】
比較例１においては、結露スリップによる画像不良の発生は無かった。これは加圧ローラに風を吹き付けていることにより、水蒸気が加圧ローラ全面で結露するのを抑制できたためである。しかしながら、室温の空気を加圧ローラに吹き付けたため、加圧ローラ温度が比較的低い初期の１０枚でベタ黒画像の一部が白く抜けたり、後続紙の紙裏を汚してしまったりする定着性劣化による画像不良が発生した。それ以降は加圧ローラが温まってきたため、定着性が改善していた。この定着不良を改善するためには、ヒータの目標温度を上げる必要があり、エネルギー効率が劣化する。
【００８８】
比較例２においては、風を加圧ローラに吹き付けていないため、５０枚の全てで定着性劣化による画像不良は発生しなかった。しかしながら、プリントした５０枚中９枚で結露スリップによる画像不良が発生していた。また、ある程度通紙を続けると加圧ローラが温まってきたため結露スリップの発生が無くなった。
【００８９】
一方、本実施形態においては、いずれの画像不良も発生しなかった。送風ファンの駆動開始はプリント１枚目がニップ部Ｎに到達した瞬間に設定されている。この時のヒータは十分に温まっており、このヒータの熱により定着フィルム内の空気が温められている。この温められた空気を加圧ローラに吹き付けることで、加圧ローラ温度をほとんど低下させることなく、水蒸気を吹き飛ばすことができているためである。
【００９０】
また空気の熱容量は定着フィルムの熱容量に比べて十分小さいため、温められた空気を排出し、その代わりに室温の空気を流入させても、定着装置の消費電力や定着フィルムの表面温度にも大きな変化は見られなかった。これは、ヒータが定着フィルムを直接加熱しており、加熱の仕組みに空気がほとんど影響を与えていないためである。
【００９１】
このように本実施形態では、エネルギー効率をほとんど落とすことなく定着性の維持と結露スリップの抑制を両立できた。
【００９２】
なお、本実施形態では、ファンの停止タイミングを３０枚目の記録材がニップを通過した瞬間とした。しかし、加圧ローラ温度は加圧ローラの構成やプロセススピード、紙間の長さ、ヒータの立ち上げ時間などによって変わるため、ファン停止のタイミングは製品の状況に応じて変えて良い。
【００９３】
また、本実施形態では、送風ファンは画像形成装置に設けたが、定着装置に設けても良い。更に、本実施形態では、送風ダクトの開口部を送風ダクトの加圧ローラ軸方向の端部に設けたが、送風ダクトの下面などに設けても良い。
【００９４】
《第２の実施形態》
本実施形態では、第１の実施形態よりも更に加圧ローラ２０の温度低下を抑えつつ結露スリップを抑制することができる定着装置について説明する。画像形成装置は、更なるスループット向上やＦＰＯＴ短縮が求められ、ますます結露スリップに不利な構成になることが考えられる。例えば、スループット向上のために連続プリント時の先行紙と後続紙の間隔を短くすると、未定着トナー像に接触する側の回転体から未定着トナー像と接触しない側の回転体に熱供給されにくいので加圧ローラが温まりにくく結露スリップに不利になる。
【００９５】
また、ＦＰＯＴ短縮のために未定着トナー像と接触する側の回転体の熱容量をより一層小さくして速く温まるようにすると、未定着トナー像と接触しない側の回転体が温まらないうちにウォームアップが完了するので結露スリップに不利になる。
【００９６】
このような要請に応える本実施形態の送風ファンと送風路を備える送風手段の縦断面を、図８に示す。本実施形態では、結露抑制の送風ファン７９は第２のダクトである連結ダクト８０の中に配置し、また定着装置７２の加圧ローラの駆動ギヤ側をサイドカバー８２で覆うことで、連結ダクト８０に接続していない側のフランジ４５の開口部４７も定着装置内にある。この状態で、送風ファン７９が駆動し、加熱された定着フィルム内の空気（送風路１００）が連結ダクト８０に吸気されると、暖かい空気は加圧ローラ２０へ吹き付けられ、それを補うように定着装置内の空気がフランジ４５の開口部４７から流入する。
【００９７】
この時、加圧ローラ２０に吹き付けられた暖かい空気が再びフランジ４５の開口部４７から定着フィルム内に吸気されることで、定着装置内の温められた空気は循環を始める。このように定着装置内で暖かい空気を循環させることで、加圧ローラ２０にはより暖かい空気を吹き付けることができ、加圧ローラ表面温度の低下を抑制できる。よって、本実施形態では、エネルギーの効率の低下を最小限に抑えつつ結露スリップの抑制をすることが可能となる。
【００９８】
ここで、連結ダクト８０と連結ダクト内のファン７９に関し、少なくとも一方を画像形成装置側に設けても良い。
【００９９】
（変形例）
上述した実施形態では、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
【０１００】
（変形例１）
上述した実施形態では、定着装置として、筒状の定着フィルムと、定着フィルムの内面に接触するヒータと、ヒータと共に定着フィルムを介してニップ部を形成する加圧ローラと、を有する装置を示した。しかしながら、定着装置は、駆動源で駆動される第１の回転体と、第１の回転体との間にニップ部を形成し第１の回転体によって駆動される第２の回転体と、を有し、第２の回転体は内部から外表面に熱が伝わるものであれば、これに限定されない。
【０１０１】
例えば、筒状の定着フィルムと、定着フィルムに内包され輻射熱で定着フィルム内面を加熱するヒータと、定着フィルムの内面に接触するニップ部形成部材と、ニップ部形成部材と共に定着フィルムを介してニップ部を形成する加圧ローラと、を有する装置でも良い。また、電磁誘導もしくは通電により自己発熱する筒状のベルト（フィルム）と、筒状のベルトの内面に接触するニップ部形成部材と、ニップ部形成部材と共にベルトを介してニップ部を形成する加圧ローラと、を有する装置でも良い。
【０１０２】
（変形例２）
上述した実施形態では、記録材の幅方向の中央を定着装置のニップ部の記録材搬送方向に直交する長手方向の中央に合わせて搬送するものを示したが、本発明はこれに限定されない。記録材の幅方向のいずれか一方の端部を、定着装置のニップ部の記録材搬送方向に直交する長手方向の端部に合わせて搬送するものであっても良い。
【０１０３】
（変形例３）
上述した実施形態では、無端ベルトが第１の回転体に設けられたが、無端ベルトが第１の回転体に対向する第２の回転体に設けられても良い。また、無端ベルトが第１の回転体、第２の回転体の双方に設けられても良い。
【０１０４】
また、上述した実施形態では、回転体および加圧体としての加圧用回転体（加圧ローラ）が定着回転体（定着ベルト）を加圧する場合を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、加圧体としてではなく対向体としての回転体が定着回転体としての定着ベルト（フィルム）から加圧される場合にも同様に適用できる。ここで、対向体とは、定着回転体に対向し、定着回転体と圧接して定着ニップ部を形成し、移動する記録材を定着ニップ部で挟持する部材である。
【０１０５】
また、上述した実施形態では、記録材として記録紙を説明したが、本発明における記録材は紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、ＯＨＰシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材（シート）Ｐの扱いを通紙、通紙部、非通紙部などの用語を用いて説明したが、これによって本発明における記録材が紙に限定されるものではない。
【０１０６】
また、上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置（この場合も定着装置）にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０・・定着フィルム、２０・・加圧ローラ、５０・・送風ダクト（送風路）、７９・・送風ファン、８０・・連結ダクト（送風路）、１００・・送風路
【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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