JP4839135B2 - 画像加熱装置 - Google Patents

Description

この発明は、記録材上の画像を加熱する画像加熱装置に関し、特に、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などに適用して好適なものである。

従来、電子写真方式の画像形成装置における画像加熱装置を備えた定着装置としては、加熱用のローラと加圧ローラを用いた熱ローラ対方式の定着装置が一般的に用いられる。近年カラープリントの出力画像の光沢性を得るためや、記録紙の厚さや材質に対応するために、定着装置に複数の温調温度を有する画像形成装置が考えられてきた。

例えば、特許文献１では、白黒画像の光沢をカラー画像の光沢よりも低下させることで、オフィス・ユース書類の低光沢画像と、フルカラー画像での混色性、光沢性の両立するために、定着装置の温調温度を２つ設けている。この装置では、画像形成モードの切り替えに伴い温調温度を低温側の温度へ変更する際にプリント不能なダウンタイムが長くなっている。これは、本構成では定着の温調温度を低温側へ切り替える場合には、定着装置の自然放熱に頼っていることに起因する。

このようなダウンタイムは、定着装置（定着ローラ）を低熱容量化することで温度応答性を向上させることが可能であるが、定着速度を高速化しつつ定着性を満足させるにはこの低熱容量化にも限界がある。

そこで、特許文献２では、定着の温調温度を高温側から低温側へ切り替える際のダウンタイムを低減するために、定着装置を冷却ファンにより強制的に冷却している。
特開平０７−０３６３０８号公報 特開平０７−０７２７５９号公報

しかしながら、冷却ファンによる冷却では、冷却ファンの種類やダクトの構成によって定着装置の幅方向全体を均一に冷却することが困難である。

また、定着装置の幅方向両端側は中央部よりも自然放熱の度合いが大きいので、両端部の温度が下がり過ぎてしまう傾向にある。

このように、定着の温調温度を低温側に変更した後、定着装置の温度が幅方向において大きく異なってしまい、定着性が悪化してしまうことがあった。その結果、定着後の画像に光沢ムラが発生してしまった。

したがって、この発明の目的は、画像加熱部材の目標温度を高い温度から低い温度へ変更するときから、この低い温度での画像加熱動作が開始可能な状態となるまでの時間を可及的に短くすることができる画像加熱装置を提供することにある。

この発明の他の目的は、画像加熱部材の目標温度を低い温度へ変更するのに要する時間を可及的に短縮しつつ、画像加熱部材に温度ムラが生じてしまうのを抑制することができる画像加熱装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明の第１の発明は、
第１の温度、又は前記第１の温度よりも低い第２の温度に設定された状態で、記録材上の画像を加熱する画像加熱部材と、
前記画像加熱部材を加熱する加熱手段であって、前記画像加熱部材の長手方向両端側での加熱能力が中央部よりも高い第１のヒータと前記画像加熱部材の長手方向中央部での加熱能力が長手方向両端側よりも高い第２のヒータとを有する加熱手段と、
前記画像加熱部材を冷却する冷却手段とを有し、
前記画像加熱部材の目標温度を前記第２の温度へ変更するとき、前記冷却手段により前記画像加熱部材の温度を前記第２の温度よりもさらに低い移行温度に移行させてから前記第１のヒータにより前記画像加熱部材の温度を前記第２の温度に上昇させるモードを実行するように構成されている
ことを特徴とする画像加熱装置である。

この発明の第２の発明は、
第１の温度、又は前記第１の温度よりも低い第２の温度に設定された状態で、記録材上の画像を加熱する画像加熱部材と、
前記画像加熱部材を冷却する冷却手段と、
前記画像加熱部材の目標温度を前記第２の温度へ変更する非画像加熱動作時は前記画像加熱部材の長手方向両端側での前記冷却手段の冷却能力を長手方向中央部よりも小さくし、画像加熱動作時は前記画像加熱部材の長手方向中央部で前記冷却手段の冷却能力を長手方向両端側よりも小さくするように前記冷却手段の冷却能力を切り替える切り替え手段とを有する
ことを特徴とする画像加熱装置である。

以上説明したように、この発明によれば、画像加熱部材の目標温度を高い温度から低い温度へ変更するときから、この低い温度での画像加熱動作が開始可能な状態となるまでの時間を可及的に短くすることができる。

以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。

（実施形態）
以下、この発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１に、この発明による画像形成装置を示す。なお、以下の実施形態は、本発明における最良の実施形態の一例であるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。

（画像形成部）
図１に示すように、画像形成装置内には第１，第２，第３，第４の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが併設され、各々異なった色のトナー像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成される。

画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、それぞれ専用の像担持体、この実施形態においては電子写真方式の感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有する。そして、それぞれの感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に各色のトナー像が形成される。また、それぞれの感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに隣接して中間転写体１３０が設置されている。感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に形成された各色のトナー像は、中間転写体１３０上に１次転写され、２次転写部において記録材ｐ上に転写される。さらにトナー像が転写された記録材ｐは、定着部９において加熱されつつ加圧され、トナー像が定着された後に、記録画像として装置外に排出される。

感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの外周には、それぞれドラム帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、１次転写帯電器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄおよびクリーナ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが設けられる。装置の上方部にはさらに光源装置およびポリゴンミラー（いずれも図示せず）が設置されている。

光源装置から発せられたレーザー光を、ポリゴンミラーを回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、fθレンズにより感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄの母線上に集光して露光する。これにより、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に画像信号に応じた潜像が形成される。

現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄには、現像剤としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナーが、供給装置（図示せず）により所定量充填されている。現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、それぞれ感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上の潜像を現像して、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロートナー像およびブラックトナー像として可視化する。

中間転写体１３０は矢示の方向に感光ドラム３と同じ周速度をもって回転駆動されている。また、感光ドラム３ａ上に形成担持された上記第１色のイエロートナー画像は、感光ドラム３と中間転写体１３０とのニップ部を通過する。この過程で、中間転写体１３０に印加される１次転写バイアスにより形成される電界と圧力により、中間転写体１３０の外周面に中間転写されていく。

同様に第２色のマゼンタトナー画像、第３色のシアントナー画像、第４色のブラックトナー画像が順次中間転写体１３０上に重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。

２次転写ローラ１１は、中間転写体１３０に対応し平行に軸受させて下面部に接触させて配設されている。２次転写ローラ１１には、２次転写バイアス源によって所望の２次転写バイアスが印加されている。中間転写体１３０上に重畳転写された合成カラートナー画像の記録材ｐへの転写は、次のように行われる。

すなわち、給紙カセット１０からレジストローラ１２、転写前ガイドを通過して中間転写体１３０と２次転写ローラ１１との当接ニップに所定のタイミングで記録材ｐが給送される。これと同時に２次転写バイアスがバイアス電源からに印加される。この２次転写バイアスにより中間転写体１３０から記録材ｐへ合成カラートナー画像が転写される。

一次転写が終了した感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、それぞれのクリーナ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにより転写残トナーをクリーニング、除去され、引き続き次の潜像の形成以下に備えられる。転写ベルトからなる中間転写体１３０上に残留したトナーおよびその他の異物は、中間転写体１３０の表面にクリーニングウエブ（不織布）１９を当接して、拭い取るようにしている。

トナー画像の転写を受けた転写材Ｐは後述される定着部９へ順次導入され、転写材に熱と圧力を加えることで定着された後に排紙部６３を経て出力される。

（定着装置）
図２に、本発明に係る画像加熱装置を備えた定着装置の具体例として、熱ローラ方式の定着装置の基本構成を示す。

この定着装置は、画像加熱部材としての定着ローラ５１と、ニップ形成部材としての加圧ローラ５２で構成されており、両者の対向ニップ部で記録材ｐの搬送を行うと同時に熱と圧力によってトナーを記録材ｐに定着させるものである。

定着ローラ５１は、加熱手段（加熱源）たる定着ヒータ５６を内包する円筒状芯金７１の表面に離型性層７０を設けたものである。

また、加圧ローラ（加圧部材）５２は、棒状芯金７３の周囲に耐熱性ゴム層７４を設け、さらにその表面に離型性層７５を形成したものである。カラー用の定着装置では定着ローラ５１の表面離型性層７０の代わりにシリコーンオイルを含浸させたシリコーンゴム層やフッ素ゴム層を用いたものもある。本発明はこれらゴム層を用いた定着装置においても適用可能なものである。

定着ローラ５１には通紙幅方向に対して中央付近に配置されたメインサーミスタ（（第１の）温度検出素子）５７Ａと、定着ローラ端部に配置されたサブサーミスタ（（第２の）温度検出素子）５７Ｂが配設されている。

図３に、メインサーミスタ５７Ａとサブサーミスタ５７Ｂの通紙幅方向の配置を示す。制御部Ｍ（コントローラ）はメインサーミスタからの出力に応じてメインヒータとサブヒータへの通電を制御することにより定着ローラ５１の表面の温度調節を行っている。

また、サブサーミスタも同様に制御部Ｍに接続されているが、本実施形態においては、このサブサーミスタを定着ローラに紙が巻きついた場合やメインサーミスタの故障時などのバックアップ用として使用している。つまり、サブサーミスタはメインヒータやサブヒータへの通電を制御するためには使用されていない。

定着ローラ５１には、外径φ５５．０ｍｍのＡｌからなる中空芯金（円筒状芯金）上に、ゴム硬度２０°（ＪＩＳ−Ａ１ｋｇ加重）のシリコーンゴムを２．５ｍｍ成形し、さらにその表面に５０μｍ厚みのＰＦＡチューブを被覆した外径φ６０ｍｍの定着ローラを用いた。また、定着ローラ５１は、内部に加熱源としてハロゲンヒータを有し、メインサーミスタ５７と制御部（図示せず）とによって温調される。

加圧ローラ５２は、外径φ５６ｍｍのＡｌからなる中空芯金（円筒状芯金）７１の周囲にゴム硬度１６°（ＪＩＳ−Ａ１ｋｇ加重）のシリコーンゴムからなる弾性層７２を２．０ｍｍとし、その表面に５０μｍ厚のＰＦＡチューブを被覆し、外径φ６０ｍｍとしたものである。また、加圧ローラ５２は、定着ローラに総圧５００〜１０００Ｎで加圧され、従動回転される。この時、定着ローラ５１と加圧ローラ５２との接触部の幅（ニップ幅）は、約１０ｍｍであった。

加熱手段としての定着ヒータ５６は、定着ローラの温度制御のためにメインサーミスタの出力を基に制御部Ｍ（図２）によって通電が制御される熱源である。この実施形態においては、定着ヒータ５６は、定着ローラの幅方向中心部の発熱量（加熱能力）が両端部に比して大きいメインヒータと、定着ローラの幅方向両端部の発熱量（加熱能力）が中央部に比して大きいサブヒータの２本から構成されている。

次に、図４および図５を用いて本実施形態における装置の定着ヒータの配光特性について説明する。図４に示すように、例えばメインヒータ５６Ａの配光特性は定着ローラの長手方向（Ｌ）に対して光量が中央部で高く、両端部で低くなっている。一方、図５に示すように、サブヒータ５６Ｂの配光特性は中央部で低く、両端部で高くなっており、上記メインヒータと互いに補う関係となっている。

このような構成において、メインヒータへ通電を行うと定着ローラ５１の中央部が端部よりも高温に温められ、サブヒータへ通電を行うと定着ローラ５１の端部が中央部よりも高温となるように温められる。このように、それぞれを補うように配光の異なる２本のヒータを制御部Ｍによって、独立にＯＮ／ＯＦＦ制御することによって、定着ローラ５１の中央部と端部とのそれぞれを温度制御することが可能となる。

また、幅方向のサイズが大きい記録材や小さい記録材へ画像形成する際には、このような記録材の幅方向サイズに応じてメインヒータとサブヒータの点灯比率を制御部Ｍにより変更しても良い。つまり、定着ローラに温度分布（幅方向）が生じてしまうのを抑制することができる。

また、自然放熱の影響を大きく受けるスタンバイ状態においては、定着ローラの中心部よりも幅方向両端部の方が定着器枠体や外気との熱交換性が高く、放熱量が多い。そこで、この実施形態においては、このような条件の際はサブヒータを作動させることによりこのような定着ローラの端部温度の低下を抑制している。

他方、プリント時においては、定着ローラの幅方向中央部は記録材が通過することによって熱が奪われるのに対し、記録材が通過しない端部側の領域では自然放熱のみとなる。したがって、定着ローラの幅方向両端側の温度が中央部に比して高くなる。特に、幅方向サイズの小さい記録材に画像形成する際においては、この定着ローラの端部昇温（非通紙部昇温）の現象が顕著である。そこで、この実施形態においては、このような条件下においては、メインヒータを作動させることによって、定着ローラの端部の温度上昇を抑制している。なお、スタンバイ時やプリント時において必要に応じて双方のヒータを適宜作動させても良い。

冷却装置６０は定着ローラ５１を冷却するための空冷ファンを有し、制御部Ｍによって冷却動作（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御される。また、幅方向サイズの小さい記録材にプリントする時やプリント終了時の定着ローラの過昇温を抑えるために冷却ファンを用いても良い。

本例の画像形成装置は、連続プリント時に定着ローラの非通紙部が昇温してしまう現象が顕著となる高速機であるため、冷却ファンの定着ローラの幅方向両端部での冷却能力が中央部に比べて高く設定されている。

（定着ローラの定着温度）
次に、定着ローラの定着温度（目標温度）について説明する。この実施形態においては、定着速度（定着ローラの周速）が２００ｍｍ／ｓに設定されている。このような定着速度の条件において、フルカラー画像を形成するフルカラーモード時の定着温度が１９０℃に設定されている。その結果、６０°光学系における画像の光沢度が３０以上の良好な画像を得られている。また、このとき、混色性や光沢ムラについても問題がなかった。また厚い記録材にプリントする厚紙モード時においても良好な定着性を得ている。

一方、このような定着速度の条件において、白黒画像を形成する白黒モードでの定着温度は１６０℃に設定されている。これは、カラーモード時と同じ定着温度で定着すると文字部での光沢が高くなり視認性が悪くなってしまうのを避けるためである。

すなわち、この実施形態においては、白黒モード時の定着温度を１９０℃よりも低い１６０℃に設定したことで、光沢度が２０以下の低光沢な視認性の良い画像を得ている。

以上の理由から、この実施形態においては、フルカラーモード時や厚紙モード時の定着温度として１９０℃に設定した。また、白黒モード時や薄紙モード時の定着温度として１６０℃に設定した。

以上のような構成において、画像形成モードの変更の指示があった場合、特に、定着温度が互いに異なるモードからモードに変更があった場合には、プリントジョブを停止し、
一旦調整モード（温度変更モード）に移行する。この調整モードにおいては、プリントすることができない状態となっている。調整モードにおいて定着ローラの温度が所望の定着温度に切り替わった後は、この調整モードを解除し、プリントが可能な状態となる。

以下に温調モード変更処理に関して本発明の実施形態と比較例とについて説明する。

（比較例１）
図６に、環境温度２５℃の環境下で温調温度を１９０℃から１６０℃に変更した時の自然放熱による定着ローラの温度降下を示す。実線は定着ローラ中心の温度であり、破線は端部での温度を示す。

初期のスタンバイ状態においては、定着ローラの中心温度を１９０℃で温調している。この状態からヒータの加熱を停止し、自然放熱による冷却で約２分間放置すると、定着ローラの中心温度は１６０℃に達した。しかし、定着ローラの端部温度は１４０℃となり定着不良が発生した。この定着不良は、定着ローラ端部の方が中心部よりも、定着器枠体や外気との熱交換性が高く放熱量が多いためである。その後スタンバイモードを継続することで定着ローラ端部が定着性を満たす温度にまで復帰するが、トータルで要した移行時間は４分であった。

（比較例２）
図７に、比較例１と同様に環境温度２５℃の環境下で冷却ファンを用いて、温調温度を１９０℃から１６０℃まで降下させた時の推移を示す。ここでは、約１分で定着ローラ中心の温度が目標温度である１６０℃に達したが、比較例１と同様に定着ローラの端部温度は１３５℃まで下がり、定着不良が発生してしまった。

また、冷却ファンを用いた場合には、定着ローラ中心の温度は急速に冷却されるため、中心部の温度はすばやく目標温度となる。しかしながら、同時に定着ローラ端部も放熱されるために温度が下がりやすい。特に、冷却ファンの冷却能力分布の関係から、定着ローラの端部の温度がさらに下がりやすくなる傾向にある。結果として、端部の温度は比較例１よりも下がりやすい。従って、その後のスタンバイモード（加熱動作）を長期に亘り継続させることになり、定着ローラの端部の温度が復帰するまでには更に３分を要した。その結果、トータルで定着性を満たすために必要な温度移行時間は比較例１と同程度の結果となってしまった。

そこで、この実施形態においては、冷却装置の冷却能力分布（定着ローラの幅方向における）を定着動作時（非通紙部昇温時）と温調温度変更時（高い定着温度→低い定着温度）とにおいて制御部によって切り替えられる。すなわち、温調温度変更時には定着ローラの両端部での冷却装置の冷却能力が中央部よりも低くなるように制御部により切り替えられる。

具体的には、定着ローラの幅方向に複数の冷却ファンを並べて設置した冷却装置を採用することにより、これらの冷却ファンの個々の冷却動作（オン／オフ）を制御部により制御することにより冷却装置全体での冷却能力分布の切り替えが行われる。なお、定着動作時には定着ローラの両端部での冷却ファンの冷却能力が中央部よりも高くなるように制御部により切り替えている。

このような冷却装置の冷却能力分布を切替える構成を採用したところ、定着ローラの端部の温度低下は１４０℃までに抑えることが可能となった。しかしながら、本冷却装置は空冷方式であるため冷却能力分布を大きく切り替える効果が少なく、両端部の冷却効率を下げるのに伴い中央部の冷却効率も下がってしまう。その結果、トータルの温調温度移行
時間は比較例２に比して数十秒しか改善（短縮）することができない。

そこで、この実施形態においては、以下に説明する構成を採用して更なる改善を図っている。

（第１の実施例）
図８に、環境温度２５℃の環境下で行った第１の実施例の効果を示す。この第１の実施例においては、目標とする低温側の温調温度である１６０℃よりも低く１５５℃に設定された移行温度としての予備温度を有している。また、図９に、この第１の実施例による制御のフロー図を示す。

図９に示すように、まず、モードが調整モードに切り替えられると、調整モードの表示がされる（ステップＳ１）。この調整モード中においては、画像形成が不可能な状態になっている。次に、定着の温調温度を上昇させるか（温調アップ）、下降させるか（温調ダウン）を判断する（ステップＳ２）。

次に、温調アップ時においては、定着ローラの温度が高い温調温度の１９０℃に到達したか否かが判断される（ステップＳ３）。そして、定着ローラ温度が１９０℃に到達した段階でスタンバイ状態となり、調整モード表示を解除し（ステップＳ４）、モードの切り替えが終了する。この調整モードの終了に伴い画像形成をいつでも開始可能な状態となる。

一方、温調ダウン時には、ヒータをＯＦＦする（ステップＳ５）。そして、定着ローラの温調温度を予備温度である１５５℃に変更し（ステップＳ６）、冷却ファンをＯＮする（ステップＳ７）。そして、定着ローラ温度が１５５℃に到達したか否かが判断される（ステップＳ８）。ここで、この第１の実施例においては、定着ローラは１９０℃の温調温度から予備温度である１５５℃に一旦達した後、定着ローラ中央部が再度１６０℃に到達した時点でプリントレディーとしている。すなわち、定着ローラが１５５℃に到達した段階で、冷却ファンをＯＦＦし（ステップＳ９）、サブヒータでの温調が開始される（ステップＳ１０）。そして、定着ローラの温度が低温温調温度である１６０℃に到達したか否かを判断され（ステップＳ１１）、１６０℃に到達していれば、ステップＳ４に移行する。

この第１の実施例において、低温側温調へ冷却する際には、冷却ファンを用いて定着ローラを冷却することで、１９０℃から１５５℃の予備温調に到達するまでの時間は約１分１５秒であった。この時定着ローラ端部の温度は、比較例２におけるよりも低温の１３５℃であった。

その後冷却ファンを停止した後、サブヒータによる加熱によって定着ローラの幅方向中央部の温度が再び１６０℃に達するまでの時間は約５５秒であった。この時点で定着ローラの幅方向両端側の温度は約１６０℃まで回復しており、定着性に問題の無い温度分布を得ることができた。

このような構成により、この第１の実施例においては、トータルで定着性を満たすために必要な移行時間（モード切り替え時から調整モード解除時までの時間）は約２分と従来に比して大幅に短縮化することができた。つまり、速やかな低温側の定着温度への変更と適正な定着ローラの温度分布（幅方向）の両立が可能となった。

また、この第１の実施例においては、比較例に比して、定着ローラ端部の温度は一旦低い温度にまで落ち込んでいる。ところが、その後の回復時間が短いため、トータルでの移
行時間を短縮することが可能である。比較例においては、どちらも目標となる１６０℃に達した後にすぐにスタンバイ温調となり、サブヒータのＯＦＦ／ＯＮ制御を行われる。この場合、定着ローラ端部の温度が回復する前に定着ローラ中心の温度も上昇するため、温調温度である１６０℃に達した後はヒータがＯＦＦされてしまう。その結果、低温温度に達した後のヒータのＯＮ時間は３０％程度のデューティしかなく、定着ローラ端部の温度が復帰し難い。

一方、この第１の実施例においては、予備温度から復帰する際に定着ローラ温度を、目標温度の１６０℃よりも低温に一旦下げている。すなわち、この第１の実施例においては、低温側の定着温度に到達した時点で冷却動作を止めずに予備温度に至るまで冷却動作を継続して行う為、加熱動作時に目標となる低温側の定着温度との温度マージンを稼いでいる。そして、予備温度から低温側の定着温度に向けて加熱動作を行う際にメインサーミスタの出力に応じてサブヒータを点灯させている。

このサブヒータは、両端部の加熱能力が中央部に比して高くされているが、中央部においても加熱能力をある程度有している。従って、上述した温度マージンをとったことで、定着ローラの幅方向中央部の温度が、サブヒータによって過昇温することなく、定着ローラの幅方向両端部とほぼ同時期に目標となる低温側の定着温度に到達させることが可能となるのである。つまり、定着ローラの幅方向中央部が１５５℃から１６０℃に復帰するまでの間は、サブヒータが１００％のデューティで点灯し続けるため、比較例よりも端部の温度上昇を早めることが可能となる。

なお、比較例１、２において、定着ローラの中央部の温度が目標温度に降下した後、定着ローラの両端側だけを温度上昇させるために、定着ローラ中央部の温度に関わらずサブヒータを強制的にＯＮする方法が考えられる。しかしこの方法では、メインサーミスタの出力を無視してサブヒータの動作（オン／オフ）を制御する構成となるため、装置の動作環境や使用電圧の変動、ヒータ電力の製造時の振れなどによっては装置が異常に昇温する可能性もある。このような理由により、このような構成を採用することは難しい。

この様な観点を踏まえ、本例の構成であれば、比較例よりも大幅に短い移行時間で定着ローラの温度分布を良好にすることが可能となる。

このように本例の構成によれば、定着の温調温度を変更する際のダウンタイム（画像形成不能な時間）を短縮化しつつ、画像加熱部材に温度ムラ（幅方向）が生じてしまうのを抑制することが可能となる。

（第２の実施例）
図１０にＡ４Ｒの連続プリントを終えた直後に温調モード変更を行った際の効果を示し、図１１に、この第２の実施例による温調変更時の制御を示すフローを示す。この第２の実施例においては、予備温度を１５５℃ではなく低温側の温度に到達する直前でのサブサーミスタの検知温度をもとに、移行温度としての予備温度を決定している。

その結果、小サイズ通紙直後の様に定着ローラ端部の温度が高い状態でモードの切り替えが行われても、冷却後の定着ローラ端部温度が第１の実施例におけるより高くなるために予備温度も高く設定することが可能である。したがって、トータルの移行時間をさらに短くする事が可能である。

図１０で温調モードを変更する直前では、小サイズの連続プリント後であったため、定着ローラ端部の温度は昇温し、２０５℃まで上昇している。その状態から温調モードを変更すると、温調モード変更後の目標温度である１６０℃付近に達した時の定着ローラ端部
の温度は第１の実施例におけるよりも高くなる。

そのため、メインサーミスタの検知温度が１７０℃となった時点で、サブサーミスタの温度を検知し、その温度に応じて予備温度を切り替えて制御する。具体的にはメインサーミスタの検知温度が１７０℃の時に、サブサーミスタの検知温度は１６５℃であった。この時に、予備温度を１５７℃に設定した。

その後、第１の実施例と同様の制御を行うことによって、トータルで定着性を満たすために必要な移行時間は約１分半となる。すなわち、速やかな温調変更と適正な定着ローラ温度分布の両立が可能となる。

この第２の実施例における制御を図１１に沿って以下に説明する。但し、第１の実施例と同様の制御については、同様の符号を付して説明を省略する。

まず、モードが切り替えられてからＳ１〜Ｓ５までの制御は、第１の実施例におけると同一である。

この第２の実施例においては、ステップＳ５において、ヒータをＯＦＦした後に、冷却ファンをＯＮしている（ステップＳ２１）。そして、定着ローラの温度が１７０℃に到達したか否かが判断される（ステップＳ２２）。ここで、定着ローラの温度が１７０℃に到達した場合には、サブサーミスタの温度が１６５℃以上か否かが判断される（ステップＳ２３）。そして、サブサーミスタの温度が１６５℃以上である場合には、定着ローラの温度が１５７℃に到達したか否かが判断され（ステップＳ２４）、到達している場合には、冷却ファンをＯＦＦする（ステップＳ９）。ステップＳ９以降の制御については、第１の実施例におけると同様であるので、その説明を省略する。

ステップＳ２３において、サブサーミスタの温度が１６５℃未満であると判断された場合には、サブサーミスタの温度が１５５℃以上か否かが判断される（ステップＳ２５）。ステップＳ２５において、サブサーミスタの温度が１５５℃以上であると判断された場合には、定着ローラ温度が予備温度である１５４℃に到達したか否かが判断され（ステップＳ２６）、１５４℃に到達した場合には、ステップＳ９に進む。

ステップＳ２５で、サブサーミスタの温度が１５５℃未満であると判断された場合には、定着ローラの温度が予備温度である１５１℃に到達したか否かが判断される（ステップＳ２７）。ステップＳ２７において、定着ローラの温度が１５１℃に到達したと判断された場合には、ステップＳ９に進む。

その後の処理については、第１の実施例におけると同様であるので、その説明は省略する。

以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。

なお、上述の実施形態においては、冷却装置を定着ローラの近傍に設け冷却風を直接的に吹き付けて冷却する構成とされているが次のような構成であっても構わない。例えば、加圧ローラの近傍に冷却装置を設け、加圧ローラを冷却することによってこれと回転しながら当接している定着ローラを冷却する構成である。

また、例えば上述の実施形態においては、画像加熱部材の例として定着ローラについて説明したが、例えば、画像加熱部材としてエンドレスベルト状のものを使用してもよい。

また、例えば上述の実施形態においては、画像加熱装置の例として定着装置について説明したが、次のような装置にも本発明を適用可能である。例えば、トナー像を記録材に仮定着する装置や、既に記録材に仮定着されたトナー像を再加熱して画像の光沢度を向上させる装置を挙げることができる。

本発明の実施形態による画像形成装置の断面図である。 本発明の実施形態による定着装置の断面図である。 メインサーミスタとサブサーミスタの配置を示す図である。 メインヒータの配光特性を示す図である。 サブヒータの配光特性を示す図である。 比較例１における定着ローラの温度降下を示す図である。 比較例２における定着ローラの温度降下を示す図である。 第１の実施例による定着ローラの温度降下を示す図である。 第１の実施例による制御を示すフロー図である。 第２の実施例における定着ローラの温度降下を示す図である。 第２の実施例による制御を示すフロー図である。

符号の説明

Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ 画像形成部
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 現像器
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ ドラム帯電器
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 感光ドラム
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ クリーナ
９ 定着部
１０ 給紙カセット
１１ ２次転写ローラ
１２ レジストローラ
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ １次転写帯電器
５１ 定着ローラ
５２ 加圧ローラ
５６ 定着ヒータ
５７Ａ メインサーミスタ
５７Ｂ サブサーミスタ
６０ 冷却装置
６３ 排紙部
７０ 表面離型性層
７０ 離型性層
７１ 円筒状芯金
７２ 弾性層
７３ 棒状芯金
７４ 耐熱性ゴム層
７５ 離型性層
１３０ 中間転写体

Claims (5)

1. 第１の温度、又は前記第１の温度よりも低い第２の温度に設定された状態で、記録材上の画像を加熱する画像加熱部材と、
   前記画像加熱部材を加熱する加熱手段であって、前記画像加熱部材の長手方向両端側での加熱能力が中央部よりも高い第１のヒータと前記画像加熱部材の長手方向中央部での加熱能力が長手方向両端側よりも高い第２のヒータとを有する加熱手段と、
   前記画像加熱部材を冷却する冷却手段とを有し、
   前記画像加熱部材の目標温度を前記第２の温度へ変更するとき、前記冷却手段により前記画像加熱部材の温度を前記第２の温度よりもさらに低い移行温度に移行させてから前記第１のヒータにより前記画像加熱部材の温度を前記第２の温度に上昇させるモードを実行するように構成されている
   ことを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記画像加熱部材の長手方向中央部の温度を検出する検出手段と、
   前記検出手段の出力に応じて前記画像加熱部材の温度が前記第１の温度又は前記第２の温度となるように前記第１のヒータと前記第２のヒータへの通電を制御する制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記第１のヒータへ通電することで前記モード時に加熱動作を行うことを特徴とする請求項１記載の画像加熱装置。
3. 前記移行温度は可変であることを特徴とする請求項１記載の画像加熱装置。
4. 前記モード実行中は画像加熱動作が停止されていることを特徴とする請求項１記載の画像加熱装置。
5. 第１の温度、又は前記第１の温度よりも低い第２の温度に設定された状態で、記録材上の画像を加熱する画像加熱部材と、
   前記画像加熱部材を冷却する冷却手段と、
   前記画像加熱部材の目標温度を前記第２の温度へ変更する非画像加熱動作時は前記画像加熱部材の長手方向両端側での前記冷却手段の冷却能力を長手方向中央部よりも小さくし、画像加熱動作時は前記画像加熱部材の長手方向中央部で前記冷却手段の冷却能力を長手
   方向両端側よりも小さくするように前記冷却手段の冷却能力を切り替える切り替え手段とを有する
   ことを特徴とする画像加熱装置。

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