JP2019109285A - 画像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非通紙領域における温度上昇と温度ムラを抑制できる画像加熱装置を提供することである。【解決手段】トナー像ｔを担持した記録材Ｐを挟持搬送してトナー像を加熱するニップ部Ｎを形成する加熱部材１０１および加圧部材１０６と、ニップ部の長手方向において、装置に使用可能な記録材のうち最大幅サイズの記録材よりも幅狭の記録材が通過しない非通過領域となる、加熱部材と加圧部材の少なくとも一方の非通過領域に送風する送風部５０であって、送風するためのファン５１と、ファンの風を非通過領域へ誘導するための開口部５３と、開口部の開口位置を調整する調整機構６２と、を備える送風部５０と、を有し、送風部５０は非通過領域の幅方向に風量分布をもっており、風量ピーク位置を変化可能である。【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式などの複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置に搭載する定着装置として用いれば好適な画像加熱装置に関するものである。

画像形成装置に用いられる加熱定着装置においては、記録材（以下、用紙と記す）の非通過部昇温（以下、非通紙部昇温と記す）という課題がある。ここで、装置に使用可能な最大幅サイズの用紙を最大サイズ用紙と記す。また、最大サイズ用紙よりも幅狭な用紙を小サイズ用紙と記す。

定着装置に小サイズ用紙を連続的に通紙した場合に、装置において用紙が通過する通紙領域では加熱体からの熱が用紙に付与されるが、用紙が通過しない非通紙領域では、加熱体からの熱が加熱部材及び加圧部材等の定着装置を構成する部材に蓄積する。そのために、非通紙部昇温が発生する。

非通紙部昇温の抑制方法としては、冷却ファン等の冷却手段を設けて加熱部材の非通紙部昇温部分を直接冷却する方法がある（特許文献１）。この方法は、発熱体や加熱部材の非通紙領域に温度検知素子を配置し、非通紙領域の検知温度に応じた風量の冷却風を非通紙領域に積極的に当てることで、非通紙部昇温を抑制することが可能となる。また、この方法は、用紙の幅に応じて冷却領域を変える制御を行うことで用紙の異なる幅にも対応することが可能である。

特開２００７−１８７８１６号公報

上記の非通紙部昇温の抑制方法においては、非通紙領域の全体的な温度を抑制することが可能である。しかしながら、加熱部材や加圧部材等の定着部材の長手方向における温度分布を十分に均一化することが困難であった。

本発明の目的は、記録材の非通過領域における温度上昇と温度ムラを抑制できる画像加熱装置を提供することである。

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、トナー像を担持した記録材を挟持搬送してトナー像を加熱するニップ部を形成する加熱部材および加圧部材と、前記ニップ部の長手方向において、装置に使用可能な記録材のうち最大幅サイズの記録材よりも幅狭の記録材が通過しない非通過領域となる、前記加熱部材と前記加圧部材の少なくとも一方の非通過領域に送風する送風部であって、送風するためのファンと、前記ファンの風を前記非通過領域へ誘導するための開口部と、前記開口部の開口位置を調整する調整機構と、を備える送風部と、を有し、送風部は前記非通過領域の幅方向に風量分布をもっており、風量ピーク位置を変化可能であることを特徴とする。

本発明によれば、記録材の非通紙領域における温度上昇と温度ムラを抑制することができる。

実施例１における制御フローチャート 実施例１における画像形成装置の概略構成図 定着装置の要部の横断面模式図と制御系統のブロック図 定着装置の要部の長手方向の構成模式図 シャッタ位置及び開口領域の説明図（その１） シャッタ位置及び開口領域の説明図（その２） 比較例に係るシャッタ位置及び開口領域の説明図 フィルムの表面温度を示す図

《実施例１》
（１）画像形成装置例
図２は本実施例における画像形成装置２０の概略構成を示す模式図であり、電子写真式のレーザープリンタである。この画像形成装置２０はプリントサーバ等の外部装置３０から制御回路部（ＣＰＵ：以下、制御部と記す）４４に入力する画像情報（プリント指令）に基づいて装置本体２１の内部の画像形成部２２が画像形成動作（プリント動作）する。そして、記録媒体としてのシート状の記録材（以下、用紙と記す）Ｐにトナー像を形成して画像形成物としてプリントアウトする。制御部４４は画像形成装置２０を統括的に制御する。

用紙Ｐにトナー像を形成する画像形成部２２は、像担持体としての矢印の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される感光体ドラム（以下、ドラムと記す）１を有する。また、画像形成部２２はこのドラム１に作用する電子写真プロセス機器としての、帯電ローラ２、レーザースキャナユニット３、現像器４、転写ローラ９、クリーニング装置１１を有する。以上の画像形成部２２の電子写真プロセスや動作は周知であるから詳細な説明は割愛する。

用紙Ｐは給送ローラ６が所定の制御タイミングにて駆動されてカセット５から１枚分離給送され、レジストローラ７により所定の制御タイミングにてドラム１と転写ローラ９で形成される転写ニップ部Ｔに導入され、ドラム１からトナー像の転写を受ける。転写ニップ部Ｔを出た用紙Ｐはドラム面から分離されて画像加熱装置としての定着装置（定着部）１０に導入され、用紙Ｐ上のトナー像が固着像として熱圧定着される。定着装置１０を出た用紙Ｐは搬送路１２を通って画像形成物として排出ローラ対１３によってトレー１４上に送り出される。

（２）定着装置
図３は定着装置１０の要部の横断面模式図と制御系統のブロック図である。図４は定着装置１０の要部の長手方向の構成模式図である。この定着装置１０は、基本的には、特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報等に開示されるフィルム（ベルト）加熱方式、加圧用回転体駆動方式（テンションレスタイプ）の画像加熱装置である。

この定着装置１０は、大別して、加熱部材（加熱用回転体）としての筒状の加熱フィルム１０１を備えた加熱ユニット１００、加圧部材（加圧用回転体）としての加圧ローラ１０６、送風部５０、これらを組み付けた装置フレーム７０、を有する。

加熱ユニット１００は、加熱フィルム１０１、加熱体としてのヒータ１０２、フィルムガイド部材１０３、補強ステー１０４、一端側（手前側）と他端側（奥側）の端末部材（フランジ部材）１０５Ｌ・１０５Ｒなどによるアセンブリである。

一対の回転体としての加熱フィルム（定着フィルム：以下、フィルムと記す）１０１と加圧ローラ１０６の協働によりニップ部（定着ニップ部）Ｎが形成される。ニップ部Ｎは画像形成部２２側から導入される未定着トナー像ｔを担持している用紙Ｐを挟持搬送してトナー像ｔを熱と圧力で固着像として定着する部分である。フィルム１０１はニップ部Ｎにおいてトナー像ｔを担持する用紙Ｐと接触しつつ回転する。

（フィルム）
フィルム１０１は、例えば、筒状（エンドレスベルト状、スリーブ状）の耐熱フィルムや金属からなる基層を主体とし、その外周面に弾性層、更には離型層を設けた、全体的に可撓性を有する肉薄の伝熱部材である。フィルム１０１は自由状態においては自身の弾性によりほぼ円筒形状を呈する。

本実施例におけるフィルム１０１は、厚み３０μｍの円筒状に形成したＳＵＳ製の基層上に、厚み約３００μｍのシリコーンゴム層（弾性層）を形成し、更に厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブ（最表面層）を被覆してなる。このような構成で作成したフィルム１０１の熱容量を測定したところ、１２．２×１０^-2Ｊ／ｃｍ²・℃（熱フィルム１ｃｍ²あたりの熱容量）であった。

フィルム１０１の基層にはポリイミドなどの樹脂を用いることも出来るが、ポリイミドよりもＳＵＳやニッケルといった金属の方が、熱伝導率がおよそ１０倍と大きく、より高いオンデマンド性を得ることができる。本実施例においては、フィルム１０１の基層には金属であるＳＵＳを用いた。

フィルム１０１の弾性層には、比較的熱伝導率の高いゴム層を用いている。これはより高いオンデマンド性を得る為である。本実施例で用いた材質は比熱が約１２．２×１０^-1Ｊ／ｇ・℃である。

フィルム１０１の表面には、フッ素樹脂層を設けることで、表面の離型性を向上し、フィルム表面にトナーが一旦付着し、再度、用紙Ｐに移動することで発生するオフセット現象を防止することができる。フィルム１０１の最表面のフッ素樹脂層として１５μｍのフッ素樹脂コーティングを被覆している。

一般に、フィルム１０１の熱容量が大きくなると、温度立ち上がりが鈍くなり、オンデマンド性が損なわれる。たとえば、定着装置の構成にも拠るが、スタンバイ温調無しで、１分以内での立ち上がりを想定した場合、フィルム１０１の熱容量は約４．２Ｊ／ｃｍ²・℃以下である必要があることが分かっている。

本実施例においては、室温状態からの立ち上げの際に、ヒータ１０２に約１０００Ｗの電力を供給して、フィルム１０１が１９０℃に２０秒以内に立ち上がる様に設計してある。シリコーンゴム層には、比熱が約１２．２×１０^-1Ｊ／ｇ・℃の材質を用いており、このとき、シリコーンゴムの厚みは５００μｍ以下でなければならなく、フィルム１０１の熱容量は約１８．９×１０^-2Ｊ／ｃｍ²・℃以下である必要がある。

本実施例においては、高画質な画像を得るために必要なシリコーンゴムの厚みは２００μｍ以上であった。この際の熱容量は８．８×１０^-2Ｊ／ｃｍ²・℃であった。

つまり、本実施例と同様の定着装置の構成における、フィルム１０１の熱容量は４．２Ｊ／ｃｍ²・℃以下が一般的に対象となる。この中で、よりオンデマンド性と高画質の両立を図ることができる、熱容量８．８×１０^-2Ｊ／ｃｍ²・℃以上１８．９×１０^-2Ｊ／ｃｍ²・℃以下のフィルムを用いることとした。

（ヒータ）
本実施例において、熱源としてのヒータ１０２には、通電により急峻に昇温する所定熱容量で細長で薄い板状のセラミックヒータを用いている。このヒータ１０２は、アルミナや窒化アルミ等の良熱伝性・電気絶縁性のセラミックからなる細長で薄い板状のヒータ基板と、この基板面に長手に沿って具備させたＡｇＰｄ合金、ＮｉＳｎ合金、ＲｕＯ₂等を主成分とする抵抗発熱体層と、を基本構成としている。

（フィルムガイド部材）
フィルムガイド部材（以下、ガイドと記す）１０３はヒータ１０２を保持するとともにフィルム１０１の回転をガイドする役割を果たす、フィルム１０１の長手方向（幅方向）に沿って長い耐熱性・剛性を有する部材である。本実施例においては、断面略半円弧状樋型の液晶ポリマー樹脂成形品である。液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト７７５５（商品名）を使用した。ゼナイト７７５５の最大使用可能温度は、約２７０℃である。ヒータ１０２はこのガイド１０３の外面のガイド長手に沿って形成された細長溝部（座面）に嵌め込まれて保持されている。

（補強ステー）
補強ステー（以下、ステーと記す）１０４はガイド１０３を補強する、フィルム１０１の長手方向に沿って長い剛性部材であり、高い圧力を掛けられても撓みにくい材質であることが望ましい。本実施例においては横断面逆Ｕの字型のＳＵＳ３０４の型材を用いている。ステー１０４はガイド１０３の内側（ヒータ１０１側とは反対側）に配設されてガイド１０３を支持する。

（端末部材）
フィルム１０１は、上記のヒータ１０２、ガイド１０３、ステー１０４の組立体に対してルーズに外嵌（外挿）されている。ガイド１０３とステー１０４の一端側と他端側の端部はそれぞれフィルム１０１の一端側と他端側の開口部から外側に所定に突出している。その両突出部に対してそれぞれ一端側と他端側の端末部材１０５Ｌ・１０５Ｒが嵌着されている。

端末部材１０５Ｌ・１０５Ｒは加熱ユニット１００におけるフィルム１０１の長手方向移動および周方向の形状を規制する規制部材である。フィルム１０１は一端側と他端側の端末部材１０５Ｌ・１０５Ｒの対向するフランジ部１０５ａ間に位置している。端末部材１０５Ｌ・１０５Ｒはそれぞれ被押圧部（加圧受部）１０５ｂを有する。

（加圧ローラ）
加圧ローラ１０６は、ステンレス製の芯金１０６ａに、厚み約４ｍｍのシリコーンゴム層１０６ｂを形成し、その上に厚み約５０μｍのＰＦＡ樹脂チューブ１０６ｃを被覆してなる。加圧ローラ１０６は、装置フレーム７０の一端側と他端側の側板７０Ｌ・７０Ｒ間において、芯金１０６ａの一端側と他端側がそれぞれ軸受７１を介して回転可能に支持されている。

加熱ユニット１００は、側板７０Ｌ・７０Ｒ間において、加圧ローラ１０６に対してヒータ１０２の側を対向させて、加圧ローラ１０６に実質平行に配列されている。加熱ユニット１００における端末部材１０５Ｌ・１０５Ｒはそれぞれの被押圧部１０５ｂが側板７０Ｌ・７０Ｒに対称に形成されたガイドスリット７２に対して加圧ローラ１０６の方向へスライド移動可能に係合されている。

端末部材１０５Ｌ・１０５Ｒは、それぞれ、被押圧部１０５ｂにおいて加圧機構の加圧ばね１０７により加圧ローラ１０６に向かう方向へ所定の加圧力Ｆ（本例においては片側９８Ｎ（１０ｋｇｆ）、総圧１９６Ｎ（２０ｋｇｆ））の加圧力Ｆを受ける。その加圧力Ｆにより、加熱ユニット１００の端末部材１０５Ｌ・１０５Ｒ、ステー１０４、ガイド１０３、ヒータ１０２の全体が加圧ローラ１０６の方向に加圧される。

そのため、ガイド１０３とヒータ１０２はフィルム１０１を介して加圧ローラ１０６に対して弾性層１０６ｂの弾性に抗して所定の加圧力で押圧されて、フィルム１０１と加圧ローラ１０６との間に用紙搬送方向ａに関して所定幅のニップ部Ｎが形成される。

本実施例においては、ヒータ１０２がフィルム１０１の内面に摺接するように配置され、加圧ローラ１０６とフィルム１０１を挟んでニップ部Ｎを形成する摺動部材（ニップ形成部材）として機能している。もしくは、ヒータ１０２と、ヒータ１０２を保持しているガイド１０３の少なくとも一部とがフィルム１０１の内面に摺接するように配置され、加圧ローラ１０６とフィルム１０１を挟んでニップ部Ｎを形成する摺動部材として機能している。

（定着動作）
加圧ローラ１０６の芯金１０６ａの他端側には同心一体に加圧ローラギアＧが配設されている。このギアＧに対して制御部４４で制御されるモータ（駆動原）Ｍ１から駆動伝達機構（不図示）を介して回転駆動力が入力する。これにより、加圧ローラ１０６が駆動回転体として図３において矢印Ｒ１０６の反時計方向に所定速度で回転駆動される。

加圧ローラ１０６が回転駆動されることで、ニップ部Ｎにおいてフィルム１０１に加圧ローラ１０６との摩擦力で回転トルクが作用する。フィルム１０１は加圧ローラ１０６の回転に従動して回転する。

そして、フィルム１０１は内面がニップ部Ｎにおいてヒータ１０２に密着して摺動（摺接）しながらヒータ１０２・ガイド１０３・ステー１０４の外回りを図３において矢印Ｒ１０１の時計方向に回転する。フィルム１０１の回転速度（周速度）は加圧ローラ１０６の回転速度（周速度）とほぼ対応している。フィルム１０１内面にはグリスが塗布され、ヒータ１０２及びガイド１０３とフィルム１０１の内面との摺動性を確保している。

また、制御部４４は給電部４６からヒータ１０２に対する通電を開始する。給電部４６からヒータ１０２への給電経路は図には省略したけれども、給電部４６とヒータ１０２とを電気的に接続させた配線とコネクタを介してなされる。この通電によりヒータ１０２が急速に昇温し、ヒータ１０２の温度がヒータ１０２に接触に配置された温度検知手段としてのサーミスタＴＨで検知される。

サーミスタＴＨは、その出力がそれぞれＡ／Ｄコンバータ４５を介して制御部４４に接続されており、制御部４４は、サーミスタＴＨの出力をもとに、ヒータ１０２の温調制御内容を決定し、ヒータ駆動回路部４６によってヒータ１０２への通電を制御する。即ち、制御部４４はサーミスタＴＨで検知されるヒータ温度に基づいてヒータ温度が所定の目標設定温度（定着可能温度）に昇温して温調されるようにヒータ１０２への供給電力を制御する。

上記の定着装置状態において、画像形成部２２から未定着トナー像ｔが形成された用紙Ｐが定着装置１０に導入され、ニップ部Ｎで挟持搬送される。用紙Ｐはニップ部Ｎを挟持搬送される過程でヒータ１０２の熱がフィルム１０１を介して付与される。これにより、未定着トナー像ｔが用紙Ｐ上に加熱・加圧されて溶融定着される。

ここで、本実施例の画像形成装置Ａにおいて、用紙Ｐの装置内搬送は所謂中央基準搬送でなされる。この用紙搬送は、装置に使用可能（通紙可能）な大小どのような幅の用紙であっても、用紙幅方向の中央線を用紙搬送路の幅方向中央に合わせて通紙する形態のことである。定着装置１０においては、用紙Ｐの幅方向の中央がフィルム１０１の長手方向の中央部を通る。図４において、Ａはその中央基準搬送の用紙搬送基準を表す基準線（仮想線）である。

また、図４において、Ｗ１は画像形成装置２０で使用可能（画像形成可能）な最大幅サイズの用紙の通紙幅（最大通紙幅）における通紙位置（通紙部）を示している。本実施例において、この最大通紙幅Ｗ１は２９７ｍｍ（Ａ４横送り、Ａ３縦送り）である。ヒータ１０２における長手方向の発熱抵抗層の幅Ｂ（有効発熱領域幅）は、この最大通紙幅Ｗ１より少し大きくしてある。

Ｗ２とＷ３は、それぞれ、最大幅用紙よりも幅狭用紙の通紙幅における通紙位置を示している。図４においては、Ｗ２は２５７ｍｍ（Ｂ４縦送り）であり、通紙幅Ｗ３は２１０ｍｍ（ＬＴＲ縦送り、ＬＧＬ縦送り）である。

また、ａ２はＢ４縦の用紙を通紙した時に生じる、該用紙が通過しない非通紙領域（非通紙部：非通過領域）であり、最大通紙幅Ｗ１と通紙幅Ｗ２の差幅部（（Ｗ１−Ｗ２）／２）である。ａ３はＬＧＬ縦の用紙を通紙した時に生じる、該用紙が通過しない非通紙領域であり、最大通紙幅Ｗ１と通紙幅Ｗ３の差幅部（（Ｗ１−Ｗ３）／２）である。本実施例においては、用紙搬送が中央基準であるから、非通紙領域は、通紙幅Ｗ２及びＷ３の一端側と他端側の両端部側に生じる。この非通紙領域の幅は、通紙使用される用紙の幅により種々異なる。

（送風部）
送風部５０は、幅狭用紙を連続通紙した際に生じるフィルム１０１の非通紙領域の温度上昇を、送風により冷却する送風冷却機構部である。送風部５０の送風による非通紙領域の冷却は加圧ローラ１０６に対して行うこともできる。即ち、送風部５０は、加熱部材であるフィルム１０１と加圧部材である加圧ローラ１０６の少なくとも一方の非通紙領域に送風する。

図３と図４を参照して、送風部５０は、送風部材である冷却ファン（以下、ファンと記す）５１を有する。また、このファン５１の風を誘導するダクト５２と、このダクト５２の定着装置に対向する部分に配置された送風口（開口部）５３を有する。本実施例において、送風口５３はファンの風をフィルム１０１の非通紙領域へ誘導するための開口部である。また、送風部５０は送風口５３の開口位置を調整する調整機構６２を有する。

調整機構６２は、送風口５３の幅方向において送風口５３の開口幅を変更する位置に移動される遮蔽板５４・５５と、この遮蔽板を移動させる移動機構５６と、移動機構５６の動作を制御す制御部４４と、を有する。

以下、上記の送風部５０についてより具体的に説明する。調整機構６２は、送風口５３を開閉し、開口量を通紙される用紙Ｐの幅に適した幅に調整する遮蔽板としての内側シャッタ（第１の遮蔽板）５４と外側シャッタ（第２の遮蔽板）５５を有する。また、この内側シャッタ５４と外側シャッタ５５を駆動（移動）するシャッタ駆動部（移動機構）５６を有する。以下、遮蔽板をシャッタと記す。

本実施例の装置において用紙の搬送は中央基準搬送であるので、ファン５１の風をフィルム１０１の非通紙領域へ誘導するための開口部である送風口５３は中央基準搬送の基準線Ａに対して対称的に２つ配置されている。そして、その２つの各送風口５３に対して調整機構６２が配設されている。即ち、２つの各送風口５３に対して、それぞれ、ファン５１、ダクト５２、内側シャッタ５４と外側シャッタ５５が、フィルム１０１の長手方向の両端部に対向するように基準線Ａに対して線対称に配置されている。

ファン５１は、軸流ファンを用いても良いし、シロッコファンなどの遠心ファンを用いてもよい。ファン５１は制御部４４で制御されるファン駆動回路部４７により駆動電圧を調整することにより送風量（冷却ファンの回転数）を可変にすることができる。本実施例におけるファン５１は、外径寸法は８０ｍｍ×８０ｍｍ×２５ｍｍであり、使用電圧範囲はＤＣ１２Ｖ〜２４Ｖである軸流ファンを用いている。

基準線Ａに対して線対称に配設されている一端側と他端側の内側シャッタ５４と外側シャッタ５５は、送風口５３を形成した、一端側と他端側の方向に伸びている支持板５７の板面に沿って一端側と他端側の方向にスライド移動可能に支持させてある。内側シャッタ５４は支持板５７の一方面側に、外側シャッタ５５は支持板５７の他方面側に配置されている。そして、内側シャッタ５４と外シャッタ５５は送風口５３の幅方向の一方側（支持板５７の中央側）と他方側（支持板５７の端部側）とに配設されている。

一端側と他端側の内側シャッタ５４と外側シャッタ５５はそれぞれラック歯５８とラック歯５９とピニオンギア６０、ピニオンギア６１を制御部４４で制御されるモータＭ２で正転または逆転駆動する。これにより、基準線Ａに対して線対称の一端側と他端側のシャッタを連動してそれぞれに対応する送風口５３に対して対称の関係で開閉動作するようにしてある。

上記の支持板５７、ラック歯５８・５９、ピニオンギア６０・６１、およびモータＭ２により、送風口５３の幅方向において送風口５３の開口幅を変更する位置に内側と外側のシャッタ５４・５５を移動させるシャッタ駆動部（移動機構）５６が構成されている。制御部４４４はこのシャッタ駆動部５６の動作を制御する。

装置に使用される用紙Ｐのサイズ情報（幅サイズ情報）については、外部装置３０や操作部２３（図２）から制御部４４に入力される。或いは、例えばカセット５のサイズ規制板（不図示）による幅サイズ検知や搬送部に配設した紙幅検知センサ（不図示）などの紙幅検知手段（自動検出部）２４（図２）から制御部４４に入力される。即ち、ユーザーによって入力された使用する用紙Ｐサイズについての情報や、カセット７の用紙の幅の自動検出部２４で検出された情報に基づいて使用される用紙Ｐの幅が制御部４４にインプットされる。

そして、制御部４４はこの情報に基づき、シャッタ駆動装置５６を制御する。具体的には、制御部４４はモータＭ２を駆動してピニオンギア６０を回転させ、ラック歯５８により内側シャッタ５４を移動する、またピニオンギア６１を回転させ、ラック歯５９により外側シャッタ５５を移動することで送風口５３を所定量だけ開く。即ち、開口部５３の一部の領域が遮断される。

Ｌ１は用紙搬送基準を示す基準線Ａと送風口５３の内側端面との距離であり、Ｌ２は基準線Ａと送風口５３の外側側面の距離である。本実施形態においてはＬ１＝１０５ｍｍ、Ｌ２＝１５５ｍｍである。また、Ｓ１は基準線Ａと内側シャッタ５４の外側端面との距離であり、Ｓ２は基準線Ａと外側シャッタ５５の内側端面との距離であり、開口量はＳ２−Ｓ１となる。

（送風動作）
以下に、幅狭用紙としてのＬＧＬサイズ及びＢ４サイズの用紙を縦送りで連続通紙したときを例に、本実施例の送風動作を説明する。表１は本実施例の定着装置１０において、ＬＧＬサイズの用紙を縦送りで搬送した時のシャッタ開口状態（動作状態）を表すテーブルである。また、図５はシャッタ位置及び開口領域を説明するための模式図であり、（ａ）は表１におけるポジション１、（ｂ）はポジション３、（ｃ）はポジション５の状態を表している。

図５に示すようにｙ１からｙ１０は開口部分領域であり、送風口５３の幅５０ｍｍを５ｍｍ間隔で分割した領域である。

表１は開口部分領域の開口状態を表している。例えば動作状態１はシャッタ位置をポジション１に設定する状態を示す。図５の（ａ）に示すように、ポジション１は内側シャッタ位置Ｓ１を１１５ｍｍに、また外側シャッタ位置Ｓ２を１４５ｍｍにする設定であり、よって、開口部分領域ｙ３、ｙ４、ｙ５、ｙ６、ｙ７、ｙ８が開口（開口幅Ｘ２）した状態を示す。

また、動作状態３においてはシャッタ位置をポジション３に設定する状態を示す。図５の（ｂ）に示すように、ポジション３は内側シャッタ位置Ｓ１を１０５ｍｍに、また外側シャッタ位置Ｓ２を１３５ｍｍにする設定であり、よって、開口部分領域ｙ５、ｙ６、ｙ７、ｙ８、ｙ９、ｙ１０が開口（開口幅Ｘ２）した状態を示す。

また、図５の（ｃ）に示すように、動作状態７においてはシャッタ位置をポジション５に設定する状態を示す。ポジション５は内側シャッタ位置Ｓ１を１２５ｍｍに、また外側シャッタ位置Ｓ２を１５５ｍｍにする設定であり、よって、開口部分領域ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４、ｙ５、ｙ６が開口（開口幅Ｘ２）した状態を示す。表１における各々の動作状態で開口幅Ｘ２は３０ｍｍに設定されている。

次に本実施例の定着装置１０においてＬＧＬサイズ用紙を縦送りで搬送（連続通紙）しているときのシャッタ移動動作を説明する。まず、画像形成動作が開始されると内側シャッタ５４と外側シャッタ５５は動作状態１であるポジション１の位置に移動し、ファン５１の送風を開始する。この状態では開口領域はｙ３からｙ８の領域となる。

次に動作状態２であるポジション２になるように、内側シャッタ５４と外側シャッタ５５はシャッタ移動速度５ｍｍ／ｓで移動する。ポジション２の状態では開口領域はｙ４からｙ９となる。

順次、表１に示す動作状態１から動作状態９まで同様のシャッタ移動速度でシャッタ５４・５５を移動させながら、開口領域をシフトさせる。本実施例のＬＧＬ縦通紙の場合、表１に示す一連の動作は８秒で完了し、画像形成が継続中の場合は動作状態１から一連のシャッタ移動動作を繰り返し行う。

表２は本実施例の定着装置１０においてＢ４サイズ用紙を縦送りで搬送（連続通紙）した時のシャッタ開口状態を表すテーブルである。また、図６はシャッタ位置及び開口領域の拡大概略図であり、（ａ）は表２におけるポジション６、（ｂ）はポジション７、（ｃ）はポジション８の状態を表している。

例えば動作状態１０はシャッタ位置をポジション６に設定する状態を示す。図６の（ａ）に示すようにポジション９は内側シャッタ位置Ｓ１を１３５ｍｍに、また外側シャッタ位置Ｓ２を１５０ｍｍにする設定であり、よって、開口部分領域ｙ２、ｙ３、ｙ４が開口した状態を示す。

また、動作状態１１においてはシャッタ位置をポジション７に設定する状態を示す。図６の（ｂ）に示すようにポジション７は内側シャッタ位置Ｓ１を１３０ｍｍに、また外側シャッタ位置Ｓ２を１４５ｍｍにする設定であり、よって、開口部分領域ｙ３、ｙ４、ｙ５、が開口（開口幅Ｘ３）した状態を示す。

また、図６（ｃ）に示すように動作状態１３においてはシャッタ位置をポジション８に設定する状態を示す。ポジション８は内側シャッタ位置Ｓ１を１４０ｍｍに、また外側シャッタ位置Ｓ２を１５５ｍｍにする設定であり、よって、開口部分領域ｙ１、ｙ２、ｙ３が開口（開口幅Ｘ３）した状態を示す。表２における各々の動作状態で開口幅Ｘ３は１５ｍｍに設定されている。

次に本実施例の定着装置１０においてＢ４サイズ用紙を縦送りで搬送しているときのシャッタ移動動作を説明する。まず、画像形成動作が開始されると内側シャッタ５４と外側シャッタ５５は動作状態１０であるポジション６の位置に移動し、ファン５１の送風を開始する。次に動作状態１１であるポジション７になるように、内側シャッタ５４と外側シャッタ５５はシャッタ移動速度５ｍｍ／ｓで移動する。

順次、表２に示す動作状態９から動作状態１３まで同様のシャッタ移動速度でシャッタを移動させながら、開口領域をシフトさせる。本実施例のＢ４縦通紙の場合、表２に示す一連の動作は４秒で完了し、画像形成が継続中の場合は動作状態１０から一連のシャッタ移動動作を繰り返し行う。

以上の表１、表２の以外に本実施例の画像形成装置においては、各用紙のサイズ（用紙の通紙幅）に対応したシャッタ開口状態を表すテーブルを持っている。

図１に画像形成装置の冷却動作フローを示し、幅狭用紙を連続通紙した場合の制御部４４の冷却動作を説明する。制御部４４はプリント信号を受信すると（ＳＴＥＰ１）、使用する用紙の幅情報（記録材情報）を入手し（ＳＴＥＰ２）、前述した表１や表２のような用紙の幅に対応したシャッタポジションテーブルを決定する（ＳＴＥＰ３）。画像形成が開始されるとファン５１の駆動が開始され（ＳＴＥＰ５）、シャッタポジションテーブルに従い、内側シャッタ５４と外側シャッタ５５を移動させ、非通紙領域の冷却動作が行われる（ＳＴＥＰ６）。

画像形成動作が終了したかの判断が行われる（ＳＴＥＰ７）。画像形成が終了していない場合は、シャッタポジションテーブルに従う動作（ＳＴＥＰ６）が継続される。なお、画像形成終了した場合、ファン駆動が停止される（ＳＴＥＰ８、ＳＴＥＰ９）。

＜比較例との冷却性能比較＞
上記の本実施例の送風動作に対し、比較例の送風動作を図７に示す。比較例１と２においては連続通紙中のシャッタ開口量を開口幅Ｘ４とＸ５に固定して、送風動作を行う。比較例１は図７に示すようにＬＧＬ縦送りにおいて開口量（開口幅Ｘ４）を５０ｍｍとし、比較例２は開口量（開口幅Ｘ５）を１０ｍｍに設定している。

図８は冷却性能を比較するため、本実施例の画像形成装置を用い、本実施例の送風動作と比較例の送風動作でフィルム１０１の表面温度の比較した結果である。この結果は非通紙部昇温が厳しい条件下で性能を比較するために、低温環境（１５℃）において、ＬＧＬサイズの用紙（９０ｇ／ｍ²）を縦送り３０ｐｐｍで１分間連続プリントを行った。また、プリントは定着装置１０が環境温度（１５℃）と同じ温度の状態（コールド状態）からプリントを開始した。

図８の（ａ）に示すように比較例１（開口幅Ｘ４：５０ｍｍ）においては通紙領域端部（１０５ｍｍより内側の領域）で温度が大きく低下し、用紙幅方向の端部で定着不良が発生した。すなわち、画像形成動作開始時は定着装置１０がコールド状態であるため、用紙の通紙領域に近いｙ１０領域近傍を急激に冷却することにより、通紙領域端部のフィルム温度が急激に低下してしまう。

よって、比較例１の送風動作においては定着装置１０がある程度温まった状態からファン駆動を開始しなければならない。すなわち、ファン駆動を開始するまでの間は非通紙部昇温を低減することができなく、図８の（ａ）の中に示したファン冷却なしの温度状態となる。

また、図８の（ｂ）示すように比較例２（開口幅Ｘ５：１０ｍｍ）においては部分的な温度上昇が見られ、また、フィルム表面温度が長手方向で大きく変化する状態である。これは開口していない領域ｙ３、ｙ４、ｙ７、ｙ８の冷却能力が不足したためである。

このような温度状態で長期間画像形成動作を行った場合、温度が高い領域のフィルム１０１及び加圧ローラ１０６の劣化及び表層の摩耗が促進される。

一方、本実施例１の冷却制御においては比較例１のような非通紙領域の著しい温度低下はなく、定着不良も抑制できた。また、比較例２のような部分的な温度上昇が少なく、フィルムの温度を均一に保つことができた。

表３、表４は各々の開口領域の開口率を表した表である。表３は一定時間（本実施例１のＬＧＬ縦送り開口動作の１サイクル時間である８秒間）における開口率である。

表３のように比較例１及び比較例２の送風動作では開口領域が固定されているため、非通紙部領域は固定の風量分布となる。それに対して、本実施例１の形態においては開口領域に開口率の分布を設定することができ、すなわち非通紙部領域に対して風量分布を形成することが可能となる。

図８の（ａ）に示したように冷却動作を行わない状態の非通紙領域の温度は、非通紙領域の中央付近（ＬＧＬサイズにおいてはｙ５領域及びｙ６領域）が最も高く、通紙領域及び定着装置１０の長手端部に近づくほど低下する。よって、本実施例１の形態においては、非通紙領域の温度分布に適した風量ピークを持った風量分布を形成することができ、フィルム１０１や加圧ローラ１０６の温度の均一化を行うことが可能となる。

また、表４は一定時間（本実施例１のＢ４縦送り開口動作の１サイクル時間である４秒間）における開口率である。ＬＧＬ通紙時と同様に開口領域に開口率の分布を設定することができ、すなわち非通紙部領域に対して風量分布を形成することが可能となる。また、Ｂ４において適した風量ピークをもった風量分布を形成することができる。

以上のように各用紙サイズ（用紙の通紙幅）に対応したシャッタ開口状態を表すテーブルを設定することで用紙サイズに適した風量ピーク位置を変化させることができる。即ち、本実施例１における送風部５０は非通紙領域（非通過領域）の幅方向に風量分布をもっており、風量ピーク位置を変化可能である。

また、本実施例１においては、フィルム１０１や加圧ローラ１０６の温度の均一化を行うことができ、次のジョブで幅の広いサイズの用紙を通紙した際に、画像の光沢ムラや紙シワの発生を防止できる。よって、次の画像形成を開始するまでの時間を待つ時間を低減できる。

《実施例２》
以下、図面を参照し本実施例２を説明する。なお、実施例１との共通個所には同一符号を付して説明を省略する。本実施例２に用いる画像形成装置および定着装置における長手方向の概略構成は実施例１で説明した図２乃至図４と同じである。

（本実施例２の送風動作）
以下に、ＬＧＬサイズの用紙を縦送りで連続通紙したときを例に、本実施例２の送風動作を説明する。本実施例２においても表１に示したシャッタ開口状態を表すテーブルを用いる。シャッタ移動速度を表５に表す。

まず、画像形成動作が開始されると内側シャッタ５４と外側シャッタ５５は動作状態１であるポジション１の位置に移動し、ファンの送風を開始する。この状態では開口領域はｙ３からｙ８の領域となる。

次に動作状態２であるポジション２になるように、内側シャッタ５４と外側シャッタ５５はシャッタ移動速度５ｍｍ／ｓで移動する。

次に動作状態３であるポジション３になるように、内側シャッタ５４と外側シャッタ５５はシャッタ移動速度１０ｍｍ／ｓで移動する。

順次、表５に示すシャッタ移動速度で動作状態１から動作状態９まで移動させながら、開口領域をシフトさせる。本実施例２におけて、ＬＧＬ縦通紙の場合、表１に示す一連の動作は６秒で完了し、画像形成が継続中の場合は動作状態１から一連のシャッタ移動動作を繰り返し行う。

表６は各々の開口領域の開口率を表した表である。この表６では一定時間（開口動作１サイクル時間）における開口率である。

本実施例２においてはシャッタ速度を動作状態に応じて設定しているため、開口率の分布をより詳細に設定することができ、すなわち非通紙部領域に対して風量分布を詳細に設定することが可能となる。

よって、本実施例２においては、非通紙領域の温度分布に適した風量分布を詳細に形成することができ、フィルム１０１や加圧ローラ１０６の温度の均一化を行うことが可能となる。

また、各用紙のサイズ（用紙の通紙幅）に対応したシャッタ開口状態を表すテーブルを設定することで用紙サイズに適した風量ピーク位置を変化させることができる。

以上のように本実施例２においては、フィルム１０１や加圧ローラ１０６の温度の均一化を行うことができ、次のジョブで幅の広いサイズの用紙を通紙した際に、画像の光沢ムラや紙シワの発生を防止できる。よって、次の画像形成を開始するまでの時間を待つ時間を低減できる。

《実施例３》
以下、図面を参照して本実施例３の形態を説明する。なお、実施例１の形態との共通個所には同一符号を付して説明を省略する。本実施例３に用いる画像形成装置および定着装置における長手方向の概略構成は実施例１で説明した図２乃至図４と同じである。

（本実施例３の送風動作）
以下に、ＬＧＬサイズの用紙を縦送りで連続通紙したときを例に、本実施例３の送風動作を説明する。表７は本実施例３の定着装置においてＬＧＬサイズ用紙を縦送りで搬送した時のシャッタ開口状態を表すテーブルである。

表７は開口部分領域の開口状態を表している。例えば動作状態２０はシャッタ位置をポジション１０に設定する状態を示す。ポジション１０は内側シャッタ位置Ｓ１を１２０ｍｍに、また外側シャッタ位置Ｓ２を１４０ｍｍにする設定であり、開口幅は２０ｍｍである。

また、動作状態２１においてはシャッタ位置をポジション１１に設定する状態を示す。ポジション１１は内側シャッタ位置Ｓ１を１１５ｍｍに、また外側シャッタ位置Ｓ２を１４５ｍｍにする設定であり、開口幅は３０ｍｍである。

また、動作状態２２においてはシャッタ位置をポジション１２に設定する状態を示す。ポジション１２は内側シャッタ位置Ｓ１を１１０ｍｍに、また外側シャッタ位置Ｓ２を１１５０ｍｍにする設定であり、開口幅は４０ｍｍである。

次に本実施例３の定着装置においてＬＧＬサイズ用紙を縦送りで搬送（連続通紙）しているときのシャッタ移動動作を説明する。まず、画像形成動作が開始されると内側シャッタ５４と外側シャッタ５５は動作状態２０であるポジション１０の位置に移動し、ファン５１の送風を開始する。この状態では開口領域はｙ４からｙ７の領域となる。次に動作状態２１であるポジション１１になるように、内側シャッタ５４と外側シャッタ５５はシャッタ移動速度５ｍｍ／ｓで移動する。ポジション１１の状態では開口領域はｙ３からｙ８となる。

順次、表７に示す動作状態２０から動作状態２６まで同様のシャッタ移動速度でシャッタを移動させながら、開口領域をシフトさせる。本実施例３ではＬＧＬ縦通紙の場合、表７に示す一連の動作は６秒で完了し、画像形成が継続中の場合は動作状態２０から一連のシャッタ移動動作を繰り返し行う。

表８は各々の開口領域の開口率を表した表である。この表８では一定時間（本実施例３の動作１サイクル時間である６秒間）における開口率である。

本実施例３においてはシャッタ開口幅を動作状態に応じて設定しているため、開口率の分布をより詳細に設定することができ、すなわち非通紙部領域に対して風量分布を詳細に設定することが可能となる。

また、本実施例３においては一連の動作状態において、非通紙部昇温が最も高い中央付近（ＬＧＬサイズにおいてはｙ５領域及びｙ６領域）を中心に常にその周辺部を均等に冷却可能である。例えばｙ１領域とｙ１０領域、ｙ２領域とｙ９領域を常に同等に冷却できる。よって、常に非通紙領域の温度分布に適した風量分布で非通紙領域を冷却可能である。

よって、本実施例３においては、非通紙領域の温度分布に適した風量分布を詳細に形成することができ、フィルム１０１や加圧ローラ１０６の温度の均一化を行うことが可能となる。

また、各用紙のサイズ（用紙の通紙幅）に対応したシャッタ開口状態を表すテーブルを設定することで用紙サイズに適した風量ピーク位置を変化させることができる。

以上のように本実施例３においては、フィルム１０１や加圧ローラ１０６の温度の均一化を行うことができ、次の画像形成ジョブで幅の広いサイズの用紙材を通紙した際に、画像の光沢ムラや紙シワの発生を防止できる。よって、次の画像形成を開始するまでの時間を待つ時間を低減できる。

《その他の事項》
（１）画像加熱装置は、実施例のように未定着画像ｔを用紙上に固着画像として加熱定着させる定着装置としての使用に限られない。未定着画像を用紙上に仮定着させる像加熱装置、画像を担持した用紙を再加熱してつや等の画像表面性を改質する像加熱装置などとしても有効に使用できる。

（２）画像加熱装置のニップ部Ｎを形成する加熱部材と加圧部材は実施例のフィルム（スリーブ）１０１と加圧ローラ１０６に限定されるものではない。加熱部材１０１は例えば熱ローラにすることもできる。加圧部材１０６例えばはベルトと加圧パッドの構成にすることもできる。加熱部材１０１の加熱構成は、ハロゲンヒータ（ランプ）を用いた構成、電磁誘導加熱構成、通電発熱層を具備させた構成などにすることもできる。

（３）用紙の搬送は中央基準搬送に限られない。所謂片側基準搬送の装置構成にすることもできる。この場合は、送風部５０の開口部５３は、片側基準搬送の基準線の側とは逆側に１つの配置構成となる。

（４）画像形成装置２０の画像形成部２２は電子写真方式に限られない。静電記録方式や磁気記録方式の画像形成部であってもよい。また、転写方式に限られず、用紙に対して直接方式で未定着画像を形成する構成のものであってもよい。

２０・・画像形成装置、１０・・画像加熱装置（定着部、定着装置）、１０１・・フィルム（加熱部材）、１０６・・加圧ローラ（加圧部材）、Ｎ・・ニップ部、Ｐ・・記録材、ｔ・・トナー像、５０・・送風部（送風冷却機構部）、５３・・開口部、６２・・調整機構、５１・・ファン、５４・・内シャッタ（第１の遮蔽板）、５５・・外シャッタ（第２の遮蔽板）、５６・・移動機構、４４・・制御部

Claims (7)

1. トナー像を担持した記録材を挟持搬送してトナー像を加熱するニップ部を形成する加熱部材および加圧部材と、
   前記ニップ部の長手方向において、装置に使用可能な記録材のうち最大幅サイズの記録材よりも幅狭の記録材が通過しない非通過領域となる、前記加熱部材と前記加圧部材の少なくとも一方の非通過領域に送風する送風部であって、送風するためのファンと、前記ファンの風を前記非通過領域へ誘導するための開口部と、前記開口部の開口位置を調整する調整機構と、を備える送風部と、を有し、
   送風部は前記非通過領域の幅方向に風量分布をもっており、風量ピーク位置を変化可能であることを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記風量ピーク位置は、装置に導入される記録材の幅に応じて設定されることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
3. 前記調整機構は、前記開口部の幅方向において前記開口部の開口幅を変更する位置に移動される遮蔽板と、前記遮蔽板を移動させる移動機構と、前記移動機構の動作を制御す制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記ファンの送風動作を行うと共に、前記移動機構の動作を制御して前記遮蔽板を移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像加熱装置。
4. 前記制御部は、前記遮蔽板の位置に応じて遮蔽板の移動速度を変化させることを特徴とする請求項３に記載の画像加熱装置。
5. 前記遮蔽板は、前記開口部の幅方向の一方側と他方側とに配設された第１の遮蔽板と第２の遮蔽板とにより構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像加熱装置。
6. 記録材の搬送が中央基準搬送であり、前記開口部は前記中央基準搬送の基準線に対して対称的に２つ配置させており、各送風口に対して前記調整機構が配設されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像加熱装置。
7. 記録材の搬送が片側基準搬送であり、前記開口部は１つであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像加熱装置。