JP2012234067A - 像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送可能なサイズより小さいサイズの記録材を連続通紙した際に、生産性を落とすことなく、装置を大型化することなく、ホットオフセット、光沢ムラ等の発生を防止する。
【解決手段】冷却ファン５３により送られる風を非通紙域に導くダクトであって、非通紙域に対向するように配置される送風口５１、及び、冷却ファン５３により送風口５１を介して非通紙域に送られる風の風路が記録材幅方向に複数並ぶようにダクト内部の空間を仕切る仕切り６１を有する冷却用ダクト５２と、送風口５１に沿って移動可能に設けられ、記録材の幅方向の長さに対応して送風口５１の開口幅を変更可能なシャッター５６と、を備え、仕切り６１は、仕切り６１に沿って送られる風の向きが、フィルム３３の中心軸線に直交する面に平行な方向を向くか又は、記録材幅方向に関して、通紙域から離れる一方向を向くように配設されている。
【選択図】図１１

Description

本発明は、シート等の記録材上に形成された像を加熱する像加熱装置に関するものである。

近年、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、フィルム加熱方式の定着装置が実用化されている。このフィルム加熱方式の定着装置においては、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ることでオンデマンドタイプの装置を構成することができるもので、画像形成実行時のみセラミックヒータに通電することで所定の定着温度が得られる。そのため、フィルム加熱方式は、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）等の利点があり、エネルギーを無駄にしない優れた加熱方式である。
このようなフィルム加熱方式の定着装置においては、記録材を定着領域で定着する場合、フィルム（加熱回転体）の通紙域表面は略均一な温度分布となる。

しかしながら、装置に通紙可能な最大幅を有する大サイズ記録材よりも小さい小サイズ記録材を連続的に通紙して定着を実行させた場合、加熱回転体の非通紙域（記録材搬送領域外）の表面の温度が過度に上昇するおそれがある。これは、小サイズ記録材を連続的に通紙すると、定着ニップ部の記録材の通過しない非通紙域では、記録材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。この現象は、定着装置の端部昇温あるいは非通紙部昇温と称され、この端部昇温が高温となると、ホットオフセットの発生や装置構成部品の熱劣化につながる。

このような、非通紙部昇温を防止するために、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)ことにより、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ことが知られている。また、定着装置に冷却ファンを設けて、非通紙部の加熱回転体及び加圧部材に送風することにより、その温度上昇を抑える構成が、例えば特許文献１〜４に提案されている。

特許文献１の定着装置では、定着装置に配置した冷却ファンから非通紙域側に、冷却風を選択的に送付している。特許文献２の定着装置では、冷却ファンから非通紙域側に、冷却風を送風する際に、使用する記録材のサイズに応じて、送風口の幅方向の長さを調節することによって、異なったサイズに対しても、非通紙部昇温を防止している。特許文献３の定着装置では、冷却ファンより送風される冷却風を加熱回転体の下流側に送風し、冷却風の吹き出し方向と加熱回転体の回転方向を逆方向とすることで、加熱回転体に対する冷却風の相対速度を速め、冷却効率を向上させている。特許文献４の装置では、冷却ファンを冷却風の案内部を備えたダクトと一体に移動可能とし、記録材サイズに応じた所定の位置に冷却ファン及びダクトを移動させることで、各種の記録材サイズに対しても送風条件を変化させることなく冷却性能を向上させている。

特開平４−５１１７９号公報 特開２００３−０７６２０９号公報 特開２００７−０７８９８４号公報 特開２００８−０５２０３１号公報

しかしながら、上述の紙間を長くする対策は、生産性を低下させるという課題が生じる。このスループットダウンは、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ことが懸念される。
また、特許文献１，２においては、冷却風を案内する送風口の面積を変化させることによって幅方向への多様なサイズの記録材に対応している。この構成では、各々の記録材サイズにより送風口と案内部により構成されるダクト形状が変化することとなるため、ダクトの屈曲部で生じる冷却風の風量の損失や風向等も変化してしまうことが懸念される。
ここで、図１６は、従来の小サイズ紙通紙時について説明するための縦断正面図である。図１６において、１３１は定着部材であり、１５２Ｌ・１５２Ｒは冷却用ダクトであり、１５３Ｌ・１５３Ｒは冷却ファンであり、１５６Ｌ・１５６Ｒはシャッターである。
例えば、シャッター１５６Ｌ・１５６Ｒが図１６に示すような位置にある場合では、シャッターの壁面に冷却風が当り、流線Ｚで示すように可動壁近傍で渦や屈曲した空気の流れが発生すると考えられる。このような場合、シャッター近傍での流量が損失してしまい、非通紙部の冷却量が長手方向で不均一になってしまう。

また、特許文献３においては、冷却風を加熱回転体の下流側に送風するために、冷却ファンより送風された冷却風を一方向に方向づけを行うダクトを形成している。このような構成で、冷却ファンとして軸流ファンを用いると、軸流ファンのフィンの回転によって連続的に空気を圧送する旋回流をダクト内部で一方向に方向付けすることが難しく、非通紙部の冷却量が長手方向で不均一になってしまう場合がある。この現象は、特に冷却ファンと、冷却部分である加熱ローラ及び加圧ローラとの距離が近い場合に顕著であった。
また、特許文献４においては、各々の記録材サイズに対して送風条件を変化させないために、冷却ファン及びダクトを一体に移動可能に対応している。しかし、この構成では、冷却ファンとダクトが移動可能な領域が必要となり、定着装置が大型化してしまうことが懸念される。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、搬送可能なサイズより小さいサイズの記録材を連続通紙した際に、生産性を落とすことなく、装置を大型化することなく、ホットオフセット、光沢ムラ等の発生を防止することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
加熱回転体とニップ部形成部材との間に形成されたニップ部で記録材を挟持しながら搬送し、かつ、該記録材上に形成された像を前記加熱回転体により加熱する像加熱装置であって、
前記加熱回転体のうちの一部の領域であって、記録材の像形成面のうち記録材搬送方向に直交する幅方向に関して、前記ニップ部で搬送可能な最大サイズの記録材より幅の狭い記録材が搬送された場合の該記録材の非通過領域に対して送風可能な送風手段と、
前記送風手段により送られる風を前記非通過領域に導くダクトであって、
前記非通過領域に対向するように配置される送風口、及び、前記送風手段により前記送風口を介して前記非通過領域に送られる風の風路が前記幅方向に複数並ぶようにダクト内部の空間を仕切る仕切り壁を有するダクトと、
前記ニップ部で搬送される記録材の前記幅方向の長さに対応して前記送風口の開口幅を変更可能な開口幅変更部材と、
を備え、
前記仕切り壁は、
前記仕切り壁に沿って送られる風の向きが、
前記加熱回転体の中心軸線に直交する面に平行な方向を向くか又は、
前記幅方向に関して、前記加熱回転体のうちの一部の領域であって前記ニップ部で記録材が搬送された場合の該記録材の通過領域から離れる一方向を向くように配設されていることを特徴とする。

本発明によれば、搬送可能なサイズより小さいサイズの記録材を連続通紙した際に、生産性を落とすことなく、装置を大型化することなく、ホットオフセット、光沢ムラ等の発生を防止することが可能となる。

実施例１の定着装置の概略構成を示す横断面図 実施例１の定着装置の定着機構部の概略構成を示す正面図 実施例１の定着装置の定着機構部の概略構成を示す縦断正面図 実施例１の定着装置の制御系統のブロック図 実施例１の定着装置の送風冷却ユニットの外観を示す斜視図 実施例１の定着装置の送風冷却ユニットの外観を示す斜視図 実施例１のシャッター機構部の外観を示す斜視図 実施例１のシャッターが全閉位置に移動した状態を示す図 実施例１のシャッターが全開位置に移動した状態図を示す図 実施例１の定着装置の冷却ファンの制御を示したフローチャート 実施例１の送風冷却機構部を示す横断正面図である 実施例２の冷却用ダクト内の仕切りと定型紙との位置関係を説明する図 実施例２の仕切りに対するシャッターの突出量を変化させる方法を示す図 仕切りに対するシャッターの突出量と冷却損失温度の関係を示す図 実施例の定着装置を搭載した画像形成装置の概略構成を示す縦断面図 従来の小サイズ紙通紙時について説明するための図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

図１５は、実施例１の像加熱装置を定着装置２０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図である。まず、図１５を用いて画像形成部の概略構成について説明する。
（画像形成部）
このプリンタは、制御回路部（制御手段：ＣＰＵ）１００と通信可能に接続された外部ホスト装置２００からの入力画像情報に応じて作像動作（画像形成動作）を行うことで、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としては、コンピュータ、イメージリーダを例示できる。制御回路部１００は、外部ホスト装置２００と信号の授受をし、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であり、駆動ローラ９と二次転写対向ローラ１０とテンションローラ１１との間に張架されていて、駆動ローラ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。１２は二次転写ローラであり、二次転写対向ローラ１０に対してベルト８を介して圧接するように設けられている。ベルト８と二次転写ローラ１２との当接部が二次転写部を構成している。

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）２を有する。各ドラム２の周囲には、帯電ローラ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の内側に配置されており、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に対して圧接されている。各ドラム２とベルト８との当接部が一次転写部を構成している。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、所定の給送タイミングにて、それぞれ大小各種幅サイズの記録材Ｐが積載収容された給送カセット１３の給送ローラ１４が駆動される。これにより、その給送カセットに積載収納されている記録材Ｐが１枚分離給送されて縦搬送パス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、入り口ガイド１９に案内されて、定着装置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固着像として定着される。定着装置２０によりトナー像が定着された記録材は、フルカラー画像形成物として搬送パス２１を通って排出ローラ２２により排出トレイ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１７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。

モノクロ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のみが作像動作するように制御される。
両面プリントモードが選択されている場合には、次のように制御される。すなわち、第１面プリント済みの記録材がフラッパ１８にてスイッチバックローラ２４より排出トレイ２３上に送り出されていき、記録材の後端部がスイッチバックローラ２４を通過する直前
時点でスイッチバックローラ２４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２５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出トレイ２３上に送り出される。

（定着装置）
次に、本実施例の定着装置２０について説明する。なお、以下の説明において、定着装置又はこれを構成している部材に関して、長手方向とは、記録材搬送路面（記録材搬送路を搬送される記録材の作像面（画像形成面、印字面）に平行な面）内において記録材搬送方向に直交する方向である。定着装置に関して、正面とは、記録材導入側の面、左右とは、定着装置を正面から見て左又は右である。記録材の幅とは、記録材の作像面において、記録材搬送方向に直交する方向の記録材寸法である。また、長手方向は、記録材の幅方向（記録材幅方向）に相当し、またフィルム３３（フィルムアセンブリ３１）の中心軸線方向に相当する。
図１は、本実施例の定着装置２０の概略構成を示す横断面図である。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（定着ユニット部）２０Ａと、送風冷却機構部（送風冷却ユニット部）２０Ｂとからなる。図２は、定着機構部２０Ａの概略構成を示す正面図、図３はその縦断正面図である。図４は、定着装置２０の制御系統のブロック図である。

（定着機構部）
まず、定着機構部２０Ａの概略構成について説明する。
定着機構部２０Ａは、基本的にはベルト（フィルム）加熱方式・加圧回転体駆動方式のオンデマンド定着装置である。３１はフィルムアセンブリ（定着ユニット）、３２はニップ部形成部材としての弾性加圧ローラ（以下、加圧ローラ）であり、両者の圧接により定着ニップ部Ｎが形成されている。定着装置２０においては、この定着ニップ部Ｎで記録材を挟持しながら搬送し、かつ、該記録材上に形成された像をフィルムアセンブリ３１により加熱する。
フィルムアセンブリ３１において、３３は加熱回転体としての、円筒状（エンドレスベルト状、スリーブ状）で、可撓性を有する定着フィルム（以下、フィルム）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（ヒータ保持部材兼フィルムガイド部材）である。３５は加熱源（加熱体）としてのセラミックヒータ（以下、ヒータ）であり、フィルムガイド３４の外面に、該部材の長手方向に沿って設けられた凹溝部に嵌め入れられて固定されている。

フィルム３３は、ヒータ３５が取り付けられたフィルムガイド３４に対してルーズに外嵌されている。３６は横断面コ字型の剛性を有する加圧ステーであり、フィルムガイド３４の内側に配設されている。３７は加圧ステー３６の左右両端部の外方突出腕部３６ａにそれぞれ嵌着された端部ホルダ、３７ａはこの端部ホルダ３７と一体のフランジ部である。
フィルム３３は、耐熱性樹脂ベルトや金属ベルトをベース層にして、その外周面に、弾性層、離型層等を付加した複合層構造体であり、全体的に肉薄で、可撓性を有し、高熱伝導率・低熱容量の部材である。

ヒータ３５は、長手方向に延びた、低熱容量の横長・肉薄の線状加熱体である。ヒータ３５は、チッ化アルミニウム・アルミナ等のセラミック材のヒータ基板と、このヒータ基板面に形成された銀−パラジウム等の通電発熱層と、を基本構成としている。セラミックヒータは、各種公知であるからその詳細説明は省略する。

加圧ローラ３２は、芯金３２ａの外周に、シリコーンゴム等の弾性層３２ｂが設けられ
て所定の硬度に形成されたものである。非粘着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が設けられるものであってもよい。加圧ローラ３２は加圧部材として、芯金３２ａの左右両端部が装置フレーム（不図示）の左右の側板間に軸受部材を介して回転自在に軸受保持されて配設されている。

フィルムアセンブリ３１は、加圧ローラ３２に対して、ヒータ３５側が近接対向するように並行に配列され、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が縮設されている。これにより、加圧ステー３６、フィルムガイド３４、ヒータ３５が加圧ローラ３２側に押圧付勢される。この押圧付勢力により、ヒータ３５の面がフィルム３３を介して加圧ローラ３２に対して弾性層３２ｂの弾性に抗して加圧することで、フィルム３３と加圧ローラ３２が圧接状態となり、加熱定着に必要な記録材搬送方向に関し所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。

図２に示すＧは、加圧ローラ３２の芯金３２ａの左端部に固着されたドライブギア（以下、ギア）である。このギアＧに定着モータＭ１の回転力が不図示の動力伝達機構を介して伝達されることで、加圧ローラ３２が図１において矢印の時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３２の回転駆動により、加圧ローラ３２とフィルム３３の外面との定着ニップ部Ｎにおける摩擦力でフィルム３３に回転力が作用する。これにより、フィルム３３は、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印の反時計方向にフィルムガイド３４の外回りを回転する（加圧ローラ駆動方式）。フィルム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、回転するフィルム３３がフィルムガイド３４の長手方向に沿って左方又は右方に寄り移動したとき、寄り側のベルト端部を受け止めて移動を規制する役目をする。フィルム３３の内面にはグリス（潤滑剤）が塗布されており、ヒータ３５・フィルムガイド３４に対するフィルム３３の摺動性が確保されている。

入り口ガイド１９に案内されて定着ニップ部Ｎに導入された記録材Ｐは、回転する加圧ローラ３２とフィルム３３により挟持搬送される。本実施例では、記録材Ｐの搬送は、記録材の幅の中心を基準とした、いわゆる中央基準搬送で行われる。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、記録材幅方向中央部がフィルム３３の長手方向中央部を通過することになる。図２において、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よりも少し大きく設定されている。
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Ａ５縦サイズ幅１４８mm（Ａ５縦送り）である。
Ｗ２は、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、非通紙部ａ，ｂはそれぞれ小サイズ記録材であるＢ４又はＡ５の記録材を通紙したときに生じる非通紙部である。このように、非通紙部は、フィルム３３のうちの一部の領域であって、長手方向に関して、定着ニップ部Ｎで搬送可能な最大サイズの記録材より幅の狭い記録材が搬送された場合の該記録材の非通過領域（記録材の通過領域（搬送領域）外）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，ｂはそれぞれ通紙幅Ｗ２の左右両側部、最小通紙幅Ｗ３の左右両側部に生じる。この非通紙部の幅は、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。

ＴＨ１とＴＨ２は、第１と第２の温度検知手段（温度検出素子）としてのメインとサブの２つのサーミスタである。メインサーミスタＴＨ１は、大小いかなる幅の記録材も通紙部となるフィルム部分の温度を検出するように、フィルム３３の内面に弾性的に接触するように配設されている。具体的には、このメインサーミスタＴＨ１は、フィルムガイド３４に基部を固定した板ばね形状の弾性支持部材４４の自由端部に支持されている。そして、このメインサーミスタＴＨ１は、弾性支持部材４４の弾性によりフィルム３３の内面に弾性的に接触するように配設されている。

サブサーミスタＴＨ２は、装置に通紙使用可能な最大幅の記録材よりも小さい幅の記録材が通紙されたときの非通紙部となるヒータ部分の温度を検出するように、ヒータ裏面に対して接触するように配設されている。
なお、メインサーミスタＴＨ１は、最小通紙幅Ｗ３に対応するヒータ温度を検出するように配設されるものであってもよい。逆に、サブサーミスタ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するように配設されるものであってもよい。

ヒータ３５は、電力供給部としてのヒータ駆動回路９２（図４参照）から、ヒータ基板面に具備された通電発熱層に対して通電がなされることで、長手方向の有効発熱幅全域において急速に昇温する。メインサーミスタＴＨ１によりフィルム３３の温度が検出され、フィルム温度に関する電気的情報がＡ／Ｄコンバータ８１を介して制御回路部１００に入力する。また、サブサーミスタＴＨ２により検出され、ヒータ温度に関する電気的情報がＡ／Ｄコンバータ８２を介して制御回路部１００に入力する。

制御回路部１００は、メインサーミスタＴＨ１、及びサブサーミスタＴＨ２の出力をもとに、ヒータ３５の温調制御内容を決定し、ヒータ駆動回路９２からヒータ３５への通電を制御する。
制御回路部１００は、外部ホスト装置２００からのプリント信号あるいは他の制御信号に基づいて、定着モータ駆動回路９１を制御して定着モータＭ１を駆動する。これにより、加圧ローラ３２が回転駆動され、フィルム３３も回転する。また、ヒータ駆動回路９２を制御して、ヒータ３５のヒートアップを開始させる。

フィルム３３の回転速度が定常化し、ヒータ３５の温度が所定に立ち上がった状態において、画像形成部側から定着ニップ部Ｎに未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐが入り口ガイド１９に沿って案内されて導入される。このとき、記録材Ｐのうちトナー像担持面側がフィルム３３に対面（対向）する。
記録材Ｐは定着ニップ部Ｎにおいてフィルム３３を介してヒータ３５に密着して定着ニップ部Ｎをフィルム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で加熱されるフィルム３３により記録材Ｐに熱が付与され、また定着ニップ圧により、トナー像ｔが記録材Ｐ面に熱圧定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは、フィルム３３の面から分離されて排出搬送される。

（送風冷却機構部）
送風冷却機構部２０Ｂは、画像形成装置に通紙使用可能な最大幅の記録材よりも幅の狭い小サイズ記録材を連続通紙した際に生じる、定着機構部２０Ａの非通紙域を送風により冷却する送風冷却手段である。
本実施例においては、図１のように、送風手段としての冷却ファン５３と、冷却ファン５３からの風を非通紙域に導く冷却用ダクト５２をフィルム３３側の下流寄りに配置し、
冷却用ダクト５２の内部に記録材搬送方向に直交する横仕切り５０を配置している。これにより、記録材搬送方向下流側に冷却風を送風するように方向付けを行っている。なお、以下の説明において、冷却ファン５３等に対して左右を表すために符号に添字Ｌ・Ｒを付けて説明する場合もあるが、左右に関して特に区別を要しない場合には添字Ｌ・Ｒは省略する。

図５，６は、それぞれ、見る方向を変えた送風冷却機構部２０Ｂの外観を示す斜視図である。ただし、各図において、フィルムアセンブリ３１は上述した定着機構部２０Ａ側の構成部材である。図７は、シャッター機構部の外観を示す斜視図、図８は開口幅変更部材としてのシャッター５６が送風口を完全に閉ざした全閉位置に移動した状態図、図９はシャッター５６が送風口を完全に開いた全開位置に移動した状態図である。

定着機構部２０Ａ側に突出するように、左右一対の冷却用ダクト５２Ｌ・５２Ｒが配設されている。各冷却用ダクト５２Ｌ・５２Ｒには、冷却ファン５３Ｌ・５３Ｒが配設される開口部が設けられており、冷却ファン５３配設部と反対の先端側は、エア吹き出し口（送風口）として開口している。この先端側とは、冷却ファン５３による送風経路（風路、流路）下流側、定着機構部２０Ａ側である。
左右の冷却用ダクト５２Ｌ・５２Ｒの形状は同形状又は中央基準Ｓ（フィルム３３の長手方向中央）に対して対称形状であり、ダクト軸線をフィルム３３の回転軸線に対して略垂直な方向にして配設されている。また、冷却用ダクト５２Ｌ・５２Ｒの内側には、１０ｍｍ〜１５ｍｍピッチで記録材の搬送方向と略平行な仕切り６１が複数配設されている。
ここで、仕切り６１は、冷却ファン５３からの風の風路が長手方向に複数並ぶように冷却用ダクト内部の空間を仕切る仕切り壁に相当する。

左右の冷却ファン５３Ｌ・５３Ｒがオンになると、装置本体内の不図示のエア吸引用ダクトからエアが吸引されて、左右の冷却用ダクト５２Ｌ・５２Ｒ内に冷却風が送風され、各エア吹き出し口からエアが吹き出る。本実施例においては、冷却ファン５３Ｌ・５３Ｒには、軸流ファンを用いている。

送風冷却機構部２０Ｂの左右の冷却用ダクト５２Ｌ・５２Ｒの先端側（定着機構部２０Ａ側）には、開口幅調節手段としてのシャッター機構（シャッターユニット）５４が設けられている。このシャッター機構５４の外面側（定着機構部２０Ａ側）と、定着機構部２０Ａのフィルムアセンブリ３１とが近接するように対向して配設されている。
シャッター機構５４は、左右方向を長手方向とするシャッターフレーム５５を有する。このシャッターフレーム５５の左右部には、それぞれ、送風口５１Ｌ・５１Ｒが具備されており、その左右の送風口５１Ｌ・５１Ｒに対応（略一致）するように、それぞれ左右の冷却用ダクト５２Ｌ・５２Ｒのエア吹き出し口が配設されている。ここで、シャッターフレーム５５の送風口５１Ｌ・５１Ｒと冷却用ダクト５２Ｌ・５２Ｒのエア吹き出し口とは、ダクトの送風口を構成している。そして、このダクトの送風口が、フィルム３３の非通紙域に対向するように配設されることとなる。

また、シャッターフレーム５５には、左側の送風口５１Ｌの開口幅を変更可能なシャッター（シャッター板）５６Ｌと、右側の送風口５１Ｒの開口幅を調節するシャッター５６Ｒが配設されている。左右のシャッター５６Ｌ・５６Ｒは、それぞれ、矢印のように、送風口に沿って左右方向にスライド移動可能にシャッターフレーム５５に保持されている。
また、左右のシャッター５６Ｌ・５６Ｒを連動させて左右方向に移動させるための、左右のラック５７Ｌ・５７Ｒとピニオンギア５８が具備されている。左ラック５７Ｌは左シャッター５６Ｌと一体に形成されており、右ラック５７Ｒは右シャッター５６Ｒと一体に形成されている。ピニオンギア５８はその左右の両ラック５７Ｌ・５７Ｒに噛合している。

ピニオンギア５８は、不図示の本体フレームに配設されたシャッターモータ（パルスモータ）Ｍ２により正転駆動又は逆転駆動される。シャッターモータＭ２によりピニオンギア５８が正転駆動又は逆転駆動されることで、左右のシャッター５６Ｌ・５６Ｒが連動して互いに近づく方向または離間する方向に同じ移動量をもって往復動（送風口に対して開閉動）する。これにより、上記シャッター機構５４の左右の送風口５１Ｌ・５１Ｒの左右方向に関する開口幅が、同じように広狭調節される。

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、シャッターモータ駆動回路９３を制御して、図８のように、シャッター５６でエア吹き出し口を完全に閉ざした全閉位置に移動する。また、Ａ５Ｒサイズ幅の小サイズ記録材であるときは、図９のように、シャッター５６でエア吹き出し口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、シャッター５６を、非通紙部ａ（図２，３参照）に対応する部分だけエア吹き出し口を開いた位置に移動する。

ここで、通紙される小サイズ記録材が、ＬＴＲ−Ｒ、ＥＸＥ、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ー５６を移動する。
すなわち、シャッター５６は、エア吹き出し口（送風口）の開口幅（送風幅）を記録材の幅（長手方向の長さ）に応じて調整可能に設けられている。なお、本実施例における最小、最大及び全シートサイズ（各種サイズ）とは、画像形成装置本体が保証する定型紙のことであり、ユーザが独自に使用する不定型サイズ紙をいうものではない。

シャッター５６の位置情報は、シャッター５６の所定位置に配置されたフラグ５９を、不図示の本体フレーム上に配置されたセンサ６０により検出する。具体的には、エア吹き出し口を全閉したシャッター位置でホームポジションを定め、開口量はシャッターモータＭ２の回転量から検出している。
なお、シャッター５６の現在位置を直接検出する開口幅検出センサを設け、該センサによるシャッター位置情報を制御回路部１００にフィードバックし、通紙される記録材の幅に対応させてシャッター５６を適正な開口幅位置に移動制御するように構成してもよい。
シャッターの停止位置は、シャッター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を送風可能となっている。

次に、本実施例の定着装置における左右の冷却ファン５３Ｌ・５３Ｒの動作について図１０のフローチャートを用いて説明する。冷却ファン５３Ｌ・５３Ｒの動作制御は、制御回路部１００が冷却ファン駆動回路９４を制御することにより行われる。
プリントスタート信号を受信すると（ステップＳ１）、ヒータ３５への通電を開始し（ステップＳ２）、定着装置の温度立上げ動作を開始する。定着装置が所定の温度に到達すると、メインサーミスタＴＨ１の温度が所定の定着温度となるように温度制御及びプリント動作を開始する（ステップＳ３）。

その後、プリントを継続しない場合には（ステップＳ４のＮｏ）、プリントを終了する（ステップＳ１１）。一方、プリントを継続する場合には（ステップＳ４のＹｅｓ）、プリント中にサブサーミスタＴＨ２の検出温度Ｔｓｕｂが冷却ファン駆動温度Ｔｆａｎ−ｏｎ以上になると（ステップＳ５のＹｅｓ）、シャッター５６を記録材幅に基づいて開く（ステップＳ６）。その後、冷却ファン５３の駆動を開始する（ステップＳ７）。
さらにプリントを継続した場合には（ステップＳ８のＹｅｓ）、冷却ファン５３により非通紙域が冷却される。その後、サブサーミスタＴＨ２の検出温度Ｔｓｕｂが冷却ファン駆動温度Ｔｆａｎ−ｏｆｆ以下になると（ステップＳ９のＹｅｓ）、冷却ファンの駆動を
停止し（ステップＳ１０）、ステップＳ４に戻る。なお、ステップＳ８において、プリントを継続しない場合には、プリントを終了する（ステップ１１）。

図１１は、送風冷却機構部２０Ｂを示す横断正面図である。
本実施例においては、図１１のように、左右の冷却用ダクト５２Ｌ・５２Ｒの内部に、長手方向に１０ｍｍ〜１５ｍｍピッチで記録材の搬送方向と略平行な仕切り６１が複数配設されている。このことにより、冷却ファン５３のフィンの回転によって発生した旋回流を、仕切りに沿わす形で一方向に方向付けすることが可能となる。
ここで、シャッター機構が冷却用ダクト５２の開口部側（冷却ファン５３による送風経路上流側）に配置される場合には、次のようなことが懸念される。それは、冷却ファン５３より発生した冷却風がすぐにシャッター５６に当ることで、冷却ファン５３が回転負荷を受けてしまい、冷却ファン５３の回転数が低下してしまうことである。
これに対して本実施例では、冷却用ダクト５２の開口幅を調節するシャッター機構５４が、冷却用ダクト５２のエア吹き出し口の先端側（定着機構部２０Ａ側）に配設されている。このような構成により、冷却ファン５３とシャッター５６との距離を離すことができ、冷却ファン５３より発生した冷却風がすぐにシャッター５６に当るようなことはなくなり、仕切り６１とシャッター５６で構成された閉空間Ｄに空気を逃がすことができる。これにより、シャッター機構が冷却用ダクト５２の開口部側に配置された場合に比べて、冷却ファン５３が受ける回転負荷を抑制することができ、冷却ファン５３の回転数が低下してしまうことを防止することができる。

以上説明したように、本実施例では、定着機構部２０Ａの非通紙部を冷却する冷却装置において、冷却ファン５３より送風される冷却風を方向付ける冷却用ダクト５２の内側（内部）に、記録材搬送方向と略平行な仕切り６１を配置している。
このような構成により、冷却ファン５３を構成している軸流ファンのフィンの回転によって発生した旋回流を、冷却風の風量を低下させることなく、一方向に方向付けすることが可能となる。それにより、非通紙部の冷却量を長手方向で均一にすることができる。

また、冷却用ダクトの開口幅を調節するシャッター５６を冷却用ダクト５２のエア吹き出し口の先端側（定着機構部２０Ａ側）に設置している。このような構成により、冷却用ダクト５２の内側の仕切り６１において、シャッター５６と冷却ファン５３のフィンとの距離を離すことができ、冷却ファン５３とシャッター５６壁の間に空気の逃げ場を設けることが可能となる。そのため、シャッター５６による冷却ファン５３の回転負荷が軽減され、シャッター５６が閉まった際の風量低下の影響を防止することができる。
したがって、通紙域の温度ムラ及び非通紙域の過剰な温度上昇を解消することができ、小サイズの記録材での搬送速度ダウンや画像の光沢ムラ等の定着不良を防止することが可能となる。

なお本実施例では、仕切り６１が、記録材の搬送方向と略平行に配設された場合、すなわち、仕切りに沿って送られる風の向きが、フィルム３３の中心軸線に直交する面に平行な方向を向くように配設された場合について説明したが、これに限るものではない。
仕切りは、仕切りに沿って送られる風の向きが、長手方向に関して、通紙域（フィルム３３のうちの一部の領域であって記録材が搬送された場合の該記録材の通過領域）から離れる一方向を向くように配設されていてもよい。すなわち、冷却ファン５３より送風され仕切りに沿って送られる風の向きが、通過領域に向かうものでなければよい。

以下に、実施例２について説明する。図１２は、冷却用ダクト５２Ｒの内側の仕切り６１と画像形成装置が保証する定型紙との位置関係を説明するための横断正面図である。図１３は、冷却用ダクト５２内の仕切り６１に対するシャッター５６の突出量を変化させる
方法を示す横断正面図である。図１４は、冷却用ダクト５２内の仕切り６１に対するシャッター５６の突出量と冷却損失温度の関係を示すグラフである。なお、実施例１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

図１２に示すように、冷却用ダクト５２Ｒの内側に配置された複数の仕切り６１は、画像形成装置が保証する各々の定型紙の幅より若干外側Ｘの位置に対応している。ここで、仕切りが記録材搬送方向と略平行に配設されていない場合には、仕切りのうち定着機構部２０Ａ側（送風口側）の端部の位置が、長手方向に関して、対応する記録材の端部から、予め設定された長さだけ離れた位置となるように設定されるとよい。

また、各々の定型紙の幅方向長さに応じて送風口の開口幅を変更するシャッター５６Ｒの停止位置は、各々の定型紙に対応した仕切り６１の近傍となるように構成されている。
図１２に示すシャッター５６Ｒの停止位置は、Ｂ５サイズ幅１８２ｍｍ（Ｂ５縦送り）を通紙した時の位置である。なお、ここでは、一方の冷却用ダクト５２Ｒに関して説明したが、他方の冷却用ダクト５２Ｌに関しても同様であり、冷却用ダクト５２Ｒと冷却用ダクト５２Ｌとは、中央基準Ｓ（フィルム３３の長手方向中央）に対して対称の関係となっている。

実際に、冷却用ダクト５２の内側に配置した仕切り６１に対するシャッター５６の突出量を変化させ、幾つかの突出位置において、シャッター５６の先端部分（突出部分）に対応（対向）するフィルム３３の表面温度を検出した。
図１３のように、Ｂ５サイズ幅１８２ｍｍ（Ｂ５縦送り）の紙位置とそのＢ５縦送りに対応したシャッター５６の停止位置を固定して、冷却用ダクトの内側に配置されている仕切り６１ａのみを紙中央へ移動させることで、シャッター５６の突出量を変化させた。つまり、冷却用ダクト５２の開口幅を変化させることなくシャッター５６の突出量Ｙのみを変化させた。この時のシャッター突出量と、冷却損失温度（シャッター突出量が０のときのフィルム３３の表面温度に対する温度差）との関係を図１４に示す。

図１４に示されるように、冷却用ダクト５２の内側の仕切り６１ａに対するシャッター５６の突出量が１ｍｍ程度なら、シャッターの５６壁面に冷却風が当たっても、シャッター５６の近傍に生ずる渦や屈曲した空気の流れの影響は少ない。したがって、このような場合、非通紙部の冷却量が長手方向で不均一になることはない。
図１４に示されるように、冷却用ダクト５２の内側の仕切り６１に対するシャッター５６の突出量が０ｍｍ、すなわち、シャッター５６の停止位置が、各々の定型紙に対応した仕切り６１に一致（接触）するものであれば、冷却損失はない。この場合には、シャッターの５６壁面に冷却風が当たることがないため、シャッター５６の近傍に渦が生じたり、屈曲した空気の流れが生じることがないからである。したがって、仕切り６１のうち先端側（定着機構部２０Ａ側）の端部の位置と、シャッター５６の長手方向における端部の位置とが、一致（端部同士が接触）するように構成されるものであるとよい。また、仕切り６１とシャッター５６の端部同士が一致することで、送風口全域のうち、この仕切り６１よりも長手方向における通紙域側の領域が塞がることとなる。

以上説明したように本実施例では、冷却用ダクト５２の内側に配置された仕切り６１を画像形成装置が保証する各々の定型紙の位置に対応させ、かつ送風口の開口幅を変更するシャッター５６を仕切り６１の近傍に位置させている。
このような構成により、シャッターの壁面に冷却風が当たることに起因して、シャッター近傍で渦や屈曲した空気の流れが発生することを防止することが可能となる。そのため、シャッター５６近傍での風量の損失による影響を防止でき、冷却ファンより送風される風量を低下させることなく、非通紙部の冷却量を長手方向で均一にすることが可能となる。
したがって、通紙域の温度ムラ及び非通紙域の過剰な温度上昇を防止することができ、小サイズの記録材での搬送速度ダウンや画像の光沢ムラ等の定着不良を防止することが可能となる。
本実施例においては、シャッターの壁面に冷却風が当たることに起因して、シャッター近傍で渦や屈曲した空気の流れが発生することを防止可能な構成として、仕切り６１の位置と、シャッター５６の停止位置との関係について説明した。
ここで、実施例１のようにシャッター５６の停止位置に関係なく仕切りを設ける構成であっても、仕切りの存在により、冷却用ダクト５２内が複数の風路で構成されるので、冷却ファン５３より送風される冷却風を一方向に方向付けすることが可能となる。このような構成において、シャッターの壁面に冷却風が当たることがあっても、仕切りが存在することで、その経路上にシャッターが存在しない風路に与える影響は軽減される。したがって、仕切りのある構成とすることで、従来のような仕切りのない構成よりも、シャッター近傍での風量の損失による影響を抑制でき、非通紙部の冷却量を長手方向で均一にする効果が得られる。

２０…定着装置、３２…加圧ローラ、３３…フィルム、５１…送風口、５２…冷却用ダクト、５３…冷却ファン、５６…シャッター、６１…仕切り

Claims (3)

1. 加熱回転体とニップ部形成部材との間に形成されたニップ部で記録材を挟持しながら搬送し、かつ、該記録材上に形成された像を前記加熱回転体により加熱する像加熱装置であって、
   前記加熱回転体のうちの一部の領域であって、記録材の像形成面のうち記録材搬送方向に直交する幅方向に関して、前記ニップ部で搬送可能な最大サイズの記録材より幅の狭い記録材が搬送された場合の該記録材の非通過領域に対して送風可能な送風手段と、
   前記送風手段により送られる風を前記非通過領域に導くダクトであって、
   前記非通過領域に対向するように配置される送風口、及び、前記送風手段により前記送風口を介して前記非通過領域に送られる風の風路が前記幅方向に複数並ぶようにダクト内部の空間を仕切る仕切り壁を有するダクトと、
   前記ニップ部で搬送される記録材の前記幅方向の長さに対応して前記送風口の開口幅を変更可能な開口幅変更部材と、
   を備え、
   前記仕切り壁は、
   前記仕切り壁に沿って送られる風の向きが、
   前記加熱回転体の中心軸線に直交する面に平行な方向を向くか又は、
   前記幅方向に関して、前記加熱回転体のうちの一部の領域であって前記ニップ部で記録材が搬送された場合の該記録材の通過領域から離れる一方向を向くように配設されていることを特徴とする像加熱装置。
2. 前記仕切り壁は、前記ニップ部で搬送される記録材の各種サイズに対応してそれぞれ配設されていることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
3. 前記開口幅変更部材は、
   前記ニップ部で搬送される記録材の各種サイズに対応して移動可能であって、
   前記ニップ部で搬送される記録材に対応する仕切り壁のうち前記送風口側の端部の位置に、前記開口幅変更部材の前記幅方向における端部の位置が一致するように移動可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。

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