JP2007079033A - 画像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録材上の画像をニップ部にて加熱する画像加熱部材３３と、この画像加熱部材の所定の領域の温度を検出する温度検出手段ＴＨ２と、この温度検出手段の出力に応じて画像加熱部材の所定の領域を冷却する冷却手段２０Ｂと、を有する画像加熱装置において、冷却手段を不要なタイミングで駆動することによるエネルギーの無駄な消費を抑えること、通紙部と非通紙部の境界に生じる温度低下領域に起因する次の作像時（次のジョブ時）の画像の光沢ムラ（グロスムラ）を解消すること。
【解決手段】画像加熱部材の検出温度に関わらず画像加熱処理の終了に伴い冷却動作を停止させることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真式や静電記録方式等を採用した画像形成装置に用いられ、記録材上の画像を加熱する画像加熱装置に関する。

この画像加熱装置としては、例えば、記録材上の未定着画像を定着する定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢を増大させる光沢増大化装置等を挙げることができる。

従来、前記のような画像形成装置において、未定着トナー像を記録材に定着する定着方式として、安全性、定着性のよさなどから、未定着トナー像を加熱、溶融して記録材に定着させる熱定着方式が一般に用いられている。

特に、熱効率の良さ、小型化の容易さなどから、加熱ローラ（ロール）と加圧ローラとが圧接された定着領域で記録材上の未定着トナー像を加熱、加圧して熱定着させる熱ローラ方式が多く用いられている。

熱ローラ方式の定着装置は、内部にヒータを備えた定着ローラと、これに対向圧接させた加圧ローラとを用い、この一対のローラ間の定着ニップ部に記録材を導入通過させる。これにより、記録材面に形成担持されている未定着トナー画像を熱と圧力で記録材面に定着させるものである。

近年では、クイックスタートや省エネルギーの観点からフィルム加熱方式の定着装置が実用化されている。

フィルム加熱方式の定着装置は、加熱体としてのセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム（以下、定着フィルムと記す）を挟ませて定着ニップ部を形成させる。そして、定着ニップ部の定着フィルムと加圧ローラとの間に未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入して定着フィルムと一緒に挟持搬送させる。これにより、定着フィルムを介してセラミックヒータの熱を与えながら定着ニップ部の加圧力で未定着トナー画像を記録材面に定着させるものである。

このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ及びフィルムに低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができ、画像形成実行時のみ熱源のセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させればよい。そのため、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点がある。

このようなフィルム加熱方式の定着装置では従来フィードバック方式の電力制御が行われている。本制御においては例えばセラミックヒータの裏面に接着等されて設けられた温度検出手段で検出された温度により、ヒータに印加する電力量を比例制御等の方法により制御し、ヒータの温度を一定温度に保つ制御である。

上述したような熱ローラ方式やフィルム加熱方式の定着装置に於いては、最大通紙幅の記録材（以下、最大サイズ紙と記す）よりも幅の小さい記録材（以下、小サイズ紙と記す）の連続通紙時の非通紙部昇温という課題が知られている。

定着領域を各種サイズ（幅）の記録材が通過する際、記録材が通過する定着領域を通紙域、前記通紙域以外の定着領域を非通紙域という。また、回転時に前記通紙域を通過する加熱ローラの表面部分を通紙域通過表面、回転時に前記非通紙域を通過する加熱ローラの表面部分を非通紙域通過表面ということにする。

最大サイズ紙を通紙して定着する場合、加熱ローラ表面は定着領域全長域に渡って略均一な温度分布となる。しかしながら、小サイズ紙を連続通紙して定着した場合に、加熱ローラの非通紙域通過表面の温度が過度に上昇する。これは、小サイズ紙を連続的に通紙すると、用紙の通過しない非通紙域では紙による奪熱が無い分だけ、部分的に蓄熱されるためである。

小サイズ紙の連続通紙による非通紙部昇温が生じると、以下の課題が生じる。

・破壊温度に到達すると、装置が壊れる。

・非通紙域の温度が通紙域に回り込み、通紙域端部で高温オフセットが生じる。

・次のジョブで大サイズ紙を通紙する際、非通紙部が定着上限温度を越えると高温オフセットが生じる。

小サイズ紙の連続通紙で非通紙部昇温が生じることに対する対処技術として下記の１）や２）の手段が知られている。

１）小サイズ紙を連続通紙する際には、紙間を長くする（スループットダウン制御）。これにより通紙中に昇温した非通紙域の熱を通紙域や定着端部へ逃がし温度勾配を緩やかにする。

２）特許文献１や特許文献２にあるように、冷却手段を設けて非通紙部昇温部分を冷却する。
特開昭６０−１３６７７９号公報 特開２００３−０７６２０９号公報

１）の紙間を伸ばす対策は、生産性を低下させるという課題が生じる。これは省エネルギー対応である低熱容量の加熱部材や加圧部材を用いた定着装置では著しく、商品性が低下してしまう。

２）の対策に関して、特許文献１は、非通紙部に温度検出手段を配置し、非通紙部の温度を検出して冷却ファンをオン・オフ制御するものである。また、仕切り板により通紙部と非通紙部を仕切り冷却風の風路を端部に固定している。しかしながら、この方式ではさまざまな紙サイズに対応することができない。

これに対し、特許文献２は、上記に加えて、送風ダクト、ダクトの開口、ダクトの開口領域を制御する可動スリットを設け、記録材の幅に応じた開口幅調整を行っている。

上記特許文献１と２により開口幅が記録材幅に応じて可変であり、かつ非通紙部の温度検出手段により冷却ファンをオン・オフする装置を使用すると、下記の課題が発生した。

課題１）：次のジョブまでにある程度の時間が空けば自然冷却するため、ファンを駆動する必要が無いにもかかわらず、冷却ファンのオン・オフを温度検出手段の検出温度のみで行うと、作像終了後も冷却ファンが不要に回転する場合がある。

課題２）：さらに、定着装置は加熱ローラの回転による走行距離により寿命が決まるため排紙直後に回転駆動を停止するが、このとき端部が冷却ファン駆動温度だと停止した状態で風が当たる。そのため、加熱ローラ周方向の温度ムラが生じ、次のジョブで大サイズの記録材が定着部に到達した際に温度ムラが生じ、画像の光沢ムラが生じた。

本発明は、上記従来技術を更に発展させたものである。その目的とするところは、小サイズ記録材を連続通紙した際に生じる非通紙部昇温を冷却手段により冷却することで生産性を落すことなく画像加熱を可能とする装置に於いて、上記の課題１）や課題２）を解決することに有る。すなわち、冷却手段を不要なタイミングで駆動することによるエネルギーの無駄な消費を押さえることを目的とする。また、通紙部と非通紙部の境界に生じる温度低下領域に起因する次の作像時（次のジョブ時）の画像の光沢ムラ（グロスムラ）を解消することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、記録材上の画像をニップ部にて加熱する画像加熱部材と、この画像加熱部材の所定の領域の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の出力に応じて画像加熱部材の所定の領域を冷却する冷却手段と、を有する画像加熱装置において、画像加熱部材の検出温度に関わらず画像加熱処理の終了に伴い冷却動作を停止させることを特徴とする。

上記の画像加熱装置構成によれば、冷却手段が不要なタイミングで駆動することによるエネルギーの無駄な消費も抑えられる。また、通紙部と非通紙部の境界に生じる温度低下領域に起因する次の作像時のグロスムラが生じることが無くなった。

以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は実施例にて説明する各種構成にのみに限定されるものではない。即ち、本発明の思想の範囲内において実施例にて説明する各種構成を他の公知の構成に代替可能である。

（１）画像形成部
図２は本発明に従う画像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置の一例である電子写真フルカラープリンタの概略構成を示す縦断面模式図である。まず、画像形成部の概略を説明する。

このプリンタは、制御回路部（制御基板：ＣＰＵ）１００と通信可能に接続した外部ホスト装置２００からの入力画像情報に応じて作像動作して、記録材上にフルカラー画像を形成して出力することができる。

外部ホスト装置２００は、コンピュータ、イメージリーダー等である。制御回路部１００は、外部ホスト装置２００と信号の授受をする。また各種作像機器と信号の授受をし、作像シーケンス制御を司る。

８は無端状でフレキシブルな中間転写ベルト（以下、ベルトと略記する）であり、二次転写対向ローラ９とテンションロ−ラ１０との間に張架されていて、ローラ９が駆動されることにより矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。１１は二次転写ローラであり、上記の二次転写対向ローラ９に対してベルト８を介して圧接させてある。ベルト８と二次転写ローラ１１との当接部が二次転写部である。

１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋは第１〜第４の４つの画像形成部であり、ベルト８の下側においてベルト移動方向に沿って所定の間隔をおいて一列に配置されている。各画像形成部はレーザ露光方式の電子写真プロセス機構であり、それぞれ、矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと略記する）２を有する。各ドラム２の周囲には、一次帯電器３、現像装置４、転写手段としての転写ローラ５、ドラムクリーナ装置６が配置されている。各転写ローラ５はベルト８の内側に配置してあり、ベルト８の下行き側ベルト部分を介して対応するドラム２に対して圧接させてある。各ドラム２とベルト８との当接部が一次転写部である。７は各画像形成部のドラム２に対するレーザ露光装置であり、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザ発光手段、ポリゴンミラー、反射ミラー等で構成されている。

制御回路部１００は外部ホスト装置２００から入力されたカラー色分解画像信号に基づいて、各画像形成部を作像動作させる。これにより、第１〜第４の画像形成部１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋにおいて、それぞれ回転するドラム２の面に対して所定の制御タイミングで、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色トナー像が形成される。なお、ドラム２にトナー像を形成する電子写真作像原理・プロセスは公知に属するからその説明は省略する。

各画像形成部のドラム２の面に形成される上記のトナー像はそれぞれ一次転写部にて、各ドラム２の回転方向と順方向に、かつ各ドラム２の回転速度に対応した速度で回転駆動されているベルト８の外面に対して順次に重畳転写される。これにより、ベルト８の面に上記の４つのトナー像の重ね合わせによる未定着のフルカラートナー像が合成形成される。

一方、所定の給紙タイミングにて、それぞれ大小各種幅サイズの記録材Ｐを積載収容させた上下多段のカセット給紙部１３Ａ・１３Ｂ・１３Ｃのうちの選択された段位の給紙カセットの給紙ローラ１４が駆動される。これにより、その段位の給紙カセットに積載収納されている記録材Ｐが１枚分離給紙されて縦搬送パス１５を通ってレジストローラ１６に搬送される。手差し給紙が選択されているときには、給紙ローラ１８が駆動される。これにより、手差しトレイ（マルチ・パーパス・トレイ）１７上に積載セットされている記録材が１枚分離給紙されて縦搬送パス１５を通ってレジストローラ１６に搬送される。

レジストローラ１６は、回転するベルト８上の上記のフルカラートナー像の先端が二次転写部に到達するタイミングに合わせて記録材Ｐの先端部が二次転写部に到達するように記録材Ｐをタイミング搬送する。これにより、二次転写部において、ベルト８上のフルカラーのトナー像が一括して記録材Ｐの面に順次に二次転写されていく。二次転写部を出た記録材は、ベルト８の面から分離され、縦ガイド１９に案内されて、定着装置（定着器）２０に導入される。この定着装置２０により、上記の複数色のトナー像が溶融混色されて記録材表面に永久固着像として定着される。定着装置２０を出た記録材はフルカラー画像形成物として搬送パス２１を通って排紙ローラ２２により排紙トレイ２３上に送り出される。

二次転写部にて記録材分離後のベルト８の面はベルトクリーニング装置１２により二次転写残トナー等の残留付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。

モノ黒プリントモードの場合には、ブラックトナー像を形成する第４の画像形成部Ｂｋのみが作像動作制御される。両面プリントモードが選択されている場合には、第１面プリント済みの記録材が排紙ローラ２２により排紙トレイ２３上に送り出されていき、後端部が排紙ローラ２２を通過する直前時点で排紙ローラ２２の回転が逆転に変換される。これにより、記録材はスイッチバックされて再搬送パス２４に導入される。そして、表裏反転状態になって再びレジストローラ１６に搬送される。以後は、第１面プリント時と同様に、二次転写部、定着装置２０に搬送されて、両面プリント画像形成物として排紙トレイ２３上に送り出される。

（２）定着装置２０
以下の説明において、定着装置またはこれを構成している部材について長手方向とは記録材搬送路面内において記録材搬送方向に直交する方向に並行な方向である。定着装置に関して、正面とは記録材導入側の面、左右とは装置を正面から見て左または右である。記録材の幅とは記録材面において記録材搬送方向に直交する方向の記録材寸法である。

図１は本実施例における画像加熱装置としての定着装置２０の概略構成を示す横断面模式図である。この定着装置２０は、大別して、フィルム（ベルト）加熱方式の定着機構部２０Ａと、送風冷却機構部（冷却手段）２０Ｂとからなる。図３は定着機構部２０Ａの正面模式図、図４はその縦断正面模式図である。

（２−１）定着機構部２０Ａ
まず、定着機構部２０Ａの概略を説明する。定着機構部２０Ａは基本的には特開平４−４４０７５〜４４０８３、４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に開示のフィルム加熱方式・加圧回転体駆動方式（テンションレスタイプ）のオンデマンド定着装置である。

３１は第１の定着部材（加熱部材）としてのフィルムアセンブリ、３２は第２の定着部材（加圧部材）としての弾性加圧ローラであり、両者の圧接により定着ニップ（通紙ニップ）部Ｎを形成させている。

フィルムアセンブリ３１において、３３は画像加熱部材としての円筒状で可撓性を有する定着フィルム（定着ベルト、薄肉ローラ：以下、フィルムと略記する）である。３４は横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有するフィルムガイド部材（以下、ガイド部材と略記する）である。３５は加熱源としてのセラミックヒータ（以下、ヒータと略記する）であり、ガイド部材３４の外面に、該部材の長手に沿って設けた凹溝部に嵌め入れて固定して配設してある。フィルム３３はヒータ３５を取り付けたガイド部材３４に対してルーズに外嵌させてある。３６は横断面コ字型の剛性加圧ステイ（以下、ステイと略記する）であり、ガイド部材３４の内側に配設してある。３７はステイ３６の左右両端部の外方突出腕部３６ａにそれぞれ嵌着した端部ホルダ、３７ａはこの端部ホルダ３７と一体のフランジ部である。

加圧ローラ３２は、芯金３２ａに、シリコーンゴム等の弾性層３２ｂを設けて硬度を下げたものである。表面性を向上させるために、さらに外周に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂層３２ｃを設けてもよい。加圧ローラ３２は加圧回転部材として、芯金３２ａの両端部を装置シャーシー（不図示）の左右の側板間に軸受部材を介して回転自由に軸受保持させて配設してある。

上記の加圧ローラ３２に対して、フィルムアセンブリ３１を、ヒータ３５側を対向させて並行に配列し、左右の端部ホルダ３７と左右の固定のばね受け部材３９との間に加圧ばね４０を縮設してある。これにより、ステイ３６、ガイド部材３４、ヒータ３５が加圧ローラ３２側に押圧付勢される。その押圧付勢力を所定に設定して、ヒータ３５をフィルム３３を挟んで加圧ローラ３２に対して弾性層３２ｂの弾性に抗して圧接させて、フィルム３３と加圧ローラ３２との間に記録材搬送方向において所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させている。

本実施例におけるフィルム３３は、図５の層構成模式図のように、内面側から外面側に順に、基層３３ａ、弾性層３３ｂ、離型層３３ｃの３層複合構造である。基層３３ａ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、フィルム膜厚は１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性フィルムを使用できる。例えば、ポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフィルムを使用できる。本例では、直径２５ｍｍの円筒状ポリイミドフィルムを用いた。弾性層３３ｂは、ゴム硬度１０度（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率４．１８６０５×１０^−１Ｗ／ｍ・℃（１×１０^−３［ｃａｌ／ｃｍ．ｓｅｃ．ｄｅｇ］）、厚さ２００μｍのシリコーンゴムを用いた。離型層２０３は厚さ２０μｍのＰＦＡコート層を用いた。離型層３３ｃは厚さ２０μｍのＰＦＡコート層を用いた。ＰＦＡチューブを用いても良い。ＰＦＡコートは、厚さが薄く出来、材質的にもＰＦＡチューブに比較してトナーをつつみ込む効果がより大きい点が優れている。一方、機械的及び電気的強度はＰＦＡチューブがＰＦＡコートよりも優っているので、場合により使い分けることが出来る。

本実施例におけるヒータ３５は、ヒータ基板としてチッ化アルミニウム等を用いた、裏面加熱タイプのものであり、定着フィルム３３・記録材Ｐの移動方向に直交する方向を長手とする低熱容量の横長の線状加熱体である。図６はそのヒータ３５の横断面模式図と制御系統図である。このヒータ３５はチッ化アルミニウム等でできたヒータ基板３５ａを有する。このヒータ基板３５ａの裏面側（定着フィルム対向面側とは反対面側）には長手に沿って設けた、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀／パラジウム）等の電気抵抗材料を約１０μｍ、幅１〜５ｍｍにスクリーン印刷等により塗工して設けた通電発熱層３５ｂを有する。更にその上に設けたガラスやフッ素樹脂等の保護層３５ｃを有する。本実施例においてはヒータ基板３５ａの表面側（フィルム対向面側）に摺動部材（潤滑部材）３５ｄを設けている。

ヒータ３５は、ガイド部材３４の外面の略中央部にガイド長手に沿って形成具備させた溝部に、摺動部材３５ｄを設けたヒータ基板表面側を露呈させて嵌入して固定支持させてある。定着ニップ部Ｎではこのヒータ３５の摺動部材３５ｄの面とベルト３３の内面が相互接触摺動する。そして、回転する画像加熱部材であるベルト３３がヒータ３５により加熱される。

ヒータ３５の通電発熱層３５ｂの長手両端間に通電されることで、通電発熱層３５ｂが発熱してヒータ３５がヒータ長手方向の有効発熱幅Ａの全域において急速に昇温する。そのヒータ温度がヒータ保護層３５ｃの外面に接触させて配設した、サーミスタ等の第１の温度センサ（第１の温度検出手段：中央温度センサ）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部１００に入力する。制御回路部１００は、その入力する検出温度情報に基づいて、ヒータ温度を所定の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から通電発熱層３５ｂに対する通電を制御する。すなわち、ヒータ３５で加熱される画像加熱部材であるベルト３３の温度が第１の温度センサＴＨ１の出力に応じて所定の定着温度に温調制御される。

加圧ローラ３２はモータ（駆動手段）Ｍ１により矢示の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３２の回転駆動による加圧ローラ３２とベルト３３の外面との定着ニップ部Ｎにおける摩擦力でベルト３３に回転力が作用する。これにより、ベルト３３が、その内面が定着ニップ部Ｎにおいてヒータ３５に密着して摺動しながら矢示の反時計方向にガイド部材３４の外回りを回転する（加圧ローラ駆動方式）。ベルト３３は加圧ローラ３２の回転周速度にほぼ対応した周速度をもって回転する。左右のフランジ部３７ａは、回転するベルト３３がガイド部材３４の長手に沿って左方または右方に寄り移動したとき寄り移動側のベルト端部を受け止めて寄り移動を規制する役目をする。定着ニップ部Ｎにおけるヒータ３５とベルト３３の内面との相互摺動摩擦力を低減させるために、定着ニップ部Ｎのヒータ面に摺動部材３５ｄを配設し、ベルト３３の内面との間に耐熱性グリスなどの潤滑剤を介在させる。

そして、プリントスタート信号に基づいて、加圧ローラ３２の回転が開始され、またヒータ３５のヒートアップが開始される。ベルト３３の回転周速度が定常化し、ヒータ３５の温度が所定に立ち上がった状態において、定着ニップ部Ｎにトナー画像ｔを担持させた記録材Ｐがトナー画像担持面側をベルト３３側にして導入される。記録材Ｐは定着ニップ部Ｎにおいてベルト３３を介してヒータ３５に密着して定着ニップ部Ｎをベルト３３と一緒に移動通過していく。その移動通過過程においてヒータ３５で加熱されるベルト３３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面に加熱定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐはベルト３３の面から分離されて排出搬送される。

本実施例では、記録材Ｐの搬送は記録材中心のいわゆる中央基準搬送で行なわれる。すなわち、装置に通紙使用可能な大小いかなる幅の記録材も、記録材の幅方向中央部が定着フィルム３３の長手方向中央部を通過することになる。Ｓはその記録材中央通紙基準線（仮想線）である。

Ｗ１は装置に通紙可能な最大幅記録材の通紙幅（最大通紙幅）である。本実施例において、この最大通紙幅Ｗ１はＡ３サイズ幅２９７ｍｍ（Ａ３縦送り）である。ヒータ長手方向の有効発熱領域幅Ａはこの最大通紙幅Ｗ１よりも少し大きくしてある。Ｗ３は装置に通紙可能な最小幅記録材の通紙幅（最小通紙幅）である。本実施例において、この最小通紙幅Ｗ３はＡ４縦サイズ幅２１０ｍｍ（Ａ４縦送り）である。Ｗ２は上記の最大幅記録材と最小幅記録材の間の幅の記録材の通紙幅である。本実施例において、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Ａ４Ｒの記録材を通紙したときに生じる非通紙部である。本実施例においては記録材通紙が中央基準であるから非通紙部ａとｂはそれぞれ通紙幅Ｗ２の左右両側部、通紙幅Ｗ３の左右両側部に生じる。この非通紙部の幅は通紙使用される小サイズ記録材の幅の大小により種々異なる。

第１の温度センサＴＨ１は、最小通紙幅Ｗ３に対応する領域のヒータ温度（＝通紙部温度）を検出するように配設してある。ＴＨ２はサーミスタ等の第２の温度センサ（第２の温度検出手段：端部温度センサ）であり、非通紙部の温度を検出する。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部１００に入力する。本実施例においてはこの温度センサＴＨ２は非通紙部ａに対応するフィルム部分の基層内面に弾性的に接触させて配設してある。具体的には、この温度センサＴＨ２は、ガイド部材３４に基部が固定される板ばね形状の弾性支持部材３８の自由端に配置されている。そして、この温度センサＴＨ２を弾性支持部材３８の弾性によりフィルム３３の基層３３ａの内面に弾性的に当接させて非通紙部ａに対応するフィルム部分の温度を検出させている。

なお、第１の温度センサＴＨ１は、通紙部Ｗ３に対応するフィルム部分の基層内面に弾性的に接触させて配設してもよい。逆に、第２の温度センサＴＨ２は、非通紙部ａに対応するヒータ温度を検出するように配設してもよい。

（２−２）送風冷却機構部２０Ｂ
送風冷却機構部２０Ｂは小サイズ記録材を連続通紙（小サイズジョブ）した際に生じる、フィルム３３の非通紙部の昇温を送風により冷却する冷却手段である。図７はこの送風冷却機構部２０Ｂの外観斜視模式図である。図８は図７の（８）−（８）線に沿う拡大断面図である。

図１・図７・図８を参照して、本実施例における送風冷却機構部２０Ｂを説明する。送風冷却機構部２０Ｂは、送風手段である冷却ファン(以下、ファンと略記する)４１を有する。また、このファン４１で生じる風を導く送風ダクト４２と、この送風ダクト４２の定着機構部２０Ａに対向する部分に配置された送風口（ダクト開口部）４３を有する。また、この送風口４３を開閉し、開口幅を通紙される記録材の幅に適した幅に調整するシャッタ（遮蔽板）４４と、このシャッタを駆動するシャッタ駆動装置（開口幅調節手段）４５を有する。

上記のファン４１、送風ダクト４２、送風口４３、シャッタ４４はフィルム３３の長手方向左右部に対称に配置されている。４９はファン４１の吸気側に配設した吸気チャンネル部である。上記ファン４１にはシロッコファン等の遠心ファンを使用することが可能である。

左右のシャッタ４４は、送風口４３を形成した、左右方向に延びている支持板４６の板面に沿って左右方向にスライド移動可能に支持させてある。この左右のシャッタ４４をラック歯４７とピニオンギア４８により連絡させ、ピニオンギア４８をモータ（パルスモータ）Ｍ２で正転または逆転駆動する。これにより、左右のシャッタ４４を連動してそれぞれに対応する送風口４３に対して左右対称の関係で開閉動するようにしてある。上記の支持板４６、ラック歯４７、ピニオンギア４８、モータＭ２によりシャッタ駆動装置４５が構成されている。

左右の送風口４４は、最小幅記録材を通紙したときに生じる非通紙部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。左右のシャッタ４４は支持板４６の長手中央から外に向けて送風口４４を所定量だけ閉める向きに配置されている。

制御回路部１００には、ユーザによる使用記録材サイズの入力や、給紙カセット１３や手差しトレイ１７の記録材幅自動検出機構（不図示）といった情報に基づき通紙される記録材の幅情報Ｗ（図６）がインプットされる。そして、制御回路部１００は、その情報に基づき、シャッタ駆動装置４５を制御する。すなわち、モータＭ２を駆動してピニオンギア４８を回転させ、ラック歯４７によりシャッタ４４を移動することで送風口４３を所定量だけ開くことができる。

、制御回路部１００は、記録材の幅情報がＡ３サイズ幅の大サイズ記録材であるときは、シャッタ駆動装置４５を制御して、図９のように、シャッタ４４を送風口４３を完全に閉ざした全閉位置に移動する。また、Ａ４Ｒサイズ幅の小サイズ記録材であるときは、図１０のように、シャッタ４４を送風口４３を完全に開いた全開位置に移動する。また、Ｂ４サイズ幅の小サイズ記録材であるときは、図１１のように、シャッタ４４を、非通紙部ａに対応する部分だけ送風口４３を開いた位置に移動する。

なお、図には省略したけれども、通紙される小サイズ記録材がＬＴＲ−Ｒ、ＥＸＥ、Ｋ８、ＬＴＲ等である場合には、制御回路部１００は、それらの場合に生じる非通紙部に対応する分だけ送風口を開いた位置にシャッタ４４を移動する。

すなわち、シャッタ４４は送風口４３の開口幅を記録材の幅に応じて調整可能である。

ここで、本実施例における最小、最大および全用紙サイズとは，画像形成装置本体が保証する仕様紙のことであり、ユーザが独自に使用する不定形サイズ紙ではない。

シャッタ４４の位置情報はシャッタ４４の所定位置に配置されたフラグ５０を支持板４６上に配置されたセンサ５１により検出する。具体的には、図９のように、送風口４３を全閉したシャッタ位置でホームポジションを定め、開口量はモータＭ２の回転量から検出している。

シャッタ４４の現在位置を直接検出する開口幅検出センサを具備させ、該センサによるシャッタ位置情報を制御回路にフィードバックして、通紙される記録材の幅に対応させてシャッタ４４を適正な開口幅位置に移動制御するようにすることもできる。シャッタの停止位置はシャッタのエッジ位置をセンサで検出することで、小サイズ記録材の幅方向の長さに対応する位置を精度良く定められる。従って、全小サイズ記録材の非通紙領域に対してのみ冷却風の送風を行なうことができる。

（２−３）非通紙部昇温時動作
図１１・図１２に基づいて、小サイズ記録材（ここではＢ４サイズ紙）を連続通紙した場合（小サイズジョブ）の非通紙部昇温の説明をする。

通紙幅Ｗ２を通るＢ４サイズ記録材に十分な熱量を与えるためにヒータ３５を第１の温度センサＴＨ１の検出温度に基づいて温調制御すると、非通紙部ａは熱の排出が行われない。そのため、加熱部材３１と加圧部材３２の非通紙部ａに対応する部分の温度が通紙域の温度に比べ上昇する。このときの定着ニップＮの長手温度分布を図１２中の実線Ｌ１で示す。これが非通紙部昇温である。

実線Ｌ１は記録材連続通紙の紙間を長くし非通紙部昇温を破壊温度Ｔ１以下に保ちつつ通紙部を定着上限温度Ｔ２と定着下限温度Ｔ４内に制御している。このとき良好な画像を得られるものの紙間を長くしているために著しい生産性の低下を招き望ましくない。

本実施例では、制御回路部１００は第２の温度センサＴＨ２の検出温度（第１制御信号）に応じて送風冷却機構部２０Ｂのファン４１を駆動する。ファン４１を駆動するタイミングに合わせ、紙サイズ情報Ｗに基づいたシャッタ制御の信号をシャッタ駆動装置４５に送り、モータＭ２を駆動させてシャッタ４４を紙サイズＷ２に合わせた位置に移動させる。すなわち、非通紙部ａに対向する送風口部分を開けることでファン４５により発生した冷却風を定着機構部２０Ａの非通紙部に当てる。冷却風を当てることにより非通紙部の温度が低下するため、紙間を開けて生産性を落すことなく良好な定着像を得ることができる。

図１３・図１４に示すフローチャートに基づいて送風冷却機構部２０Ｂを駆動させた場合の温度分布が、図１２の破線Ｌ２で示される温度分布である。

ファン４１は第１制御信号である第２の温度センサＴＨ２の検出温度ＴＦにより制御され、温調温度をＴ５とし、Ｔ５±５℃で温調する。つまり図１４において検出温度ＴＦを評価（Ｓ７）し、Ｔ５＋５℃で冷却ファン４１をオン（Ｓ８）し、Ｔ５−５℃でファンをオフ（Ｓ９）する。

従来例としての作像終了時の制御フローを図１５に示す。すなわち記録材が定着装置を通過し排出された後にジョブ終了信号（Ｓ１２）により定着駆動停止（Ｓ１３）し、所定時間経過後、本体駆動が停止（Ｓ１４）する。

しかしながらこの場合以下の問題が生じる。すなわち、図１６に示すように定着駆動停止時にファンがＯＮ状態であり、かつ第２の温度センサＴＨ２の検出温度がファンＯＦＦ温度まで低下していない場合は、ファンが駆動されつづけてしまう。この場合、非通紙部ａの温度がＴ５−５℃になった時点（図１６中の時刻ｔ１）で冷却ファンは停止するが、その場合に通紙域Ｗ２と非通紙域ａの境界部に温度の低い領域Ｂ（図１２）が形成されてしまう。このときの温度分布を図１２の点線Ｌ３で示した。

これは非通紙部昇温時は定着部材と加圧部材の両部材が高温であり、冷却速度は比較的遅い。それに対し通紙近傍の低温度領域Ｂは記録材による熱の奪取だけではなく、ファンによる冷却が行われていたため、加圧ローラの温度も端部に比べて低く、通紙域に比べて温度低下が早くなるためである。

この直後に紙幅がＷ１の記録材材が通紙されるとヒータ３５による加熱により中央部の第１の温度センサＴＨ１は迅速に所定の温調温度に到達する。しかし、端部は温度が高いため、通紙開始を待つか、ファンを駆動させ端部の温度を下げ、端部温度と中央部温度が揃うタイミングで通紙を開始する。しかしながら、停止後にファンを回転させ生じていた温度低下領域Ｂは温度が均一に成りにくいため、温度低下部に相当する位置で温度ムラによるグロスムラが生じてしまった。

このため、本実施例においては、ファンの制御に関して、図１３に示すように、ファン制御ルーチン（Ｓ２）における第１制御信号である第２の温度センサＴＨ２の検出温度によるオフ・オン動作以外に、第２制御信号によるオフ動作を設ける。具体的には、ジョブ終了信号（Ｓ３）によるファン駆動ＯＦＦ信号（Ｓ４）を設ける。すなわち、第２の温度検出手段ＴＨ２の検出温度に基づく第１制御信号と、温度以外の情報に基づく第２制御信号とにより送風冷却機構部（冷却手段）２０Ｂの動作を制御する。

本実施例では、第２の温度センサＴＨ２の検出温度にかかわらず、ジョブの終了信号でもファンをオフする制御をする。

このように、本例では、冷却動作はファンをオフすることにより終了されることになるが、ジョブの終了に伴いシャッタを開放位置から閉鎖位置（ダクト開口を閉鎖する位置）へと移動させるのが好ましい。なぜならば、定着部材の非通紙部の近くにファンが配置されているため、この非通紙部が昇温したことによりダクトを通じて耐熱性の低いファンが高温の雰囲気にさらされてしまうからである。その結果、ファンが熱劣化してしまうのを抑制することができ、冷却機構の耐久性を向上させることができる。

これにより、定着駆動の停止後や画像形成装置本体駆動が終了した後にもファンが回りつづけることは無い。これにより通紙部と非通紙部の境界に生じる温度低下領域Ｂに起因する次の作像時のグロスムラが生じることが無くなった。またファン４１が不要なタイミングで駆動することによるエネルギーの無駄な消費も抑えられる。

また、上記においては第２制御信号は画像形成（ジョブ）の終了通知信号としたが、画像加熱部材であるフィルム３３の回転駆動装置の駆動終了信号であっても良い。この場合は、画像形成装置本体のキャリブレーション動作やトナー補給動作などジョブ中に通紙処理が中断する処理が実行される場合にも定着駆動を停止させる。すなわち、フィルム３３の回転停止に伴い冷却動作を停止させる。もしくは、画像加熱処理の終了信号に伴い冷却動作を停止させる。これにより、定着装置の寿命をより伸ばすとともに、停止時の送風冷却機構部２０Ｂによる冷却ムラに起因するグロスムラが防げる。

上記において、第２の温度検出センサＴＨ２による送風冷却機構部２０Ｂの動作としてファン４１のオン／オフ動作としたが、ファン４１が常時回転しており、シャッタ駆動装置４５による送風口４３の開閉動作としても同様の効果が得られる。

あるいはまた、前記第２制御信号であるジョブ終了信号に基づく送風冷却機構部２０Ｂの動作は前記シャッタ４４による送風口４５の閉動作であっても良い。

上記においてファン４１は定着部材を冷却する構成としたが、加圧部材を冷却する構成としても同様の効果が得られる。

上記において画像加熱部材は低熱容量の薄肉ローラタイプであるとしたが、特にこれに限定されるものではなく、ベルトタイプの定着部材でも同様の効果が得られる。

画像加熱手段２０Ａは実施例のフィルム加熱方式の加熱装置に限られず、熱ローラ方式の加熱装置、その他の構成の加熱装置とすることができる。電磁誘導加熱方式の装置にすることもできる。

また、画像加熱手段２０Ａは記録材の通紙を片側搬送基準で行なう構成のものであっても同様の効果が得られる。

実施例の定着装置（画像加熱装置）の概略構成を示す横断面模式図 その定着装置を搭載した画像形成装置の一例の縦断面模式図 その定着装置の定着機構部の正面模式図 その定着機構部の縦断正面模式図 定着フィルムの層構成模型図 ヒータの横断面模型図と制御系統のブロック図 送風冷却機構部の外観斜視模式図 図７の（８）−（８）線に沿う拡大断面図 シャッタが送風口を完全に閉ざした全閉位置に移動した状態図 シャッタが送風口を完全に開いた全開位置に移動した状態図 シャッタが送風口を非通紙部ａに対応する部分だけ開いた位置に移動した状態図 定着ニップの長手温度分布を表す図 冷却ファンの制御タイミングを示したフローチャート 定着ファンの温調制御フローチャート 従来例における冷却ファンの制御タイミングを示したフローチャート 従来例における冷却ファンの停止タイミングを示したシーケンス図

符号の説明

２０・・定着装置（画像加熱装置）、２０Ａ・・定着機構部（画像加熱手段）、２０Ｂ・・送風冷却機構部（冷却手段）、ＴＨ１・・第１の温度検出手段、ＴＨ２・・第２の温度検出手段、１００・・制御回路部

Claims (5)

1. 記録材上の画像をニップ部にて加熱する画像加熱部材と、この画像加熱部材の所定の領域の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の出力に応じて画像加熱部材の所定の領域を冷却する冷却手段と、を有する画像加熱装置において、
   画像加熱部材の検出温度に関わらず画像加熱処理の終了に伴い冷却動作を停止させることを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記画像加熱部材の回転停止に伴い冷却動作を停止させることを特徴とする請求項１の画像加熱装置。
3. 画像加熱処理の終了信号に伴い冷却動作を停止させることを特徴とする請求項１の画像加熱装置。
4. 前記冷却手段は前記画像加熱部材の所定の領域を送風により冷却する送風手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの画像加熱装置。
5. 前記冷却手段は送風口を開閉するシャッタを有し、前記画像加熱部材の検出温度に関わらず画像加熱処理の終了に伴い送風動作を停止させるとともに前記シャッタを閉じ位置へ移動させることを特徴とする請求項４の画像加熱装置。