JP4845367B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、画像形成装置に関し、特に、電子写真方式によって、画像を記録材上に形成してハードコピーを形成する、複写機、ファクシミリ、プリンタなど画像形成装置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定着装置において、一般的には、加熱用のローラと加圧ローラを用いた熱ローラ対方式による定着装置が用いられる。また、加熱部材や加圧部材として、シームレスベルトを用いたタイプの定着装置も知られている。

このような加熱部材を用いてトナーの熱溶融を行う方式の定着装置においては、トナーを溶融するために熱を必要とするため、単位時間あたりの定着枚数（生産性）を上げるためには多くの熱量を必要とする。また、使用する記録材の坪量が増えると、記録材を定着するために必要な一枚当たりの熱量が増加するため、多くの熱量を必要とする。

さらに、出力画像としてフルカラー画像を定着する場合においては、定着されるトナー量が単色時よりも多いこと、画像に光沢を持たせるためによりトナーを溶融させる必要があることから、多くの熱量を必要とする。

近年、電子写真方式の画像形成装置においても、坪量１００ｇ／ｍ²以上の厚紙を５０ｐｐｍ以上の高い生産性でフルカラーの画像を出力することが要望されている。このような厚紙を高い生産性で出力しようとする場合には、多くの熱量が必要である。

以上の要望を満足するために使用する電力が増加すると、加熱用のローラに蓄熱される熱量が増加する。特に加熱用ローラに弾性層を必要とするカラー用の定着装置では、弾性層が断熱層として作用する。これにより、加熱用のローラに蓄熱される熱量が増大し、芯金温度が高温になりやすい。

また、加熱用ローラの芯金温度が高温になった状態でプリント動作が終了すると、記録材によって奪われていた熱量が突然なくなってしまう。そのため、芯金に蓄熱された熱がローラ全体の温度を上昇させ、加熱用ローラの表面の温度が異常昇温となる。そして、このような異常昇温が発生すると、次の以下のような問題が発生していた。

すなわち、第１の問題点は、定着ローラ温度が過剰に昇温した状態で定着動作を行うと、本来記録材に定着されるべきトナーが定着ローラ表面にオフセットし、それ以降定着装置に送られる記録材に付着して汚してしまうという画像問題（ホットオフセット）を引き起こしてしまうことである。

また、この第１の問題点を回避するために、定着ローラ表面温度があらかじめ定めた温度以上である時は、プリント動作を禁止して温度が下がるまで待機させるようにすることも可能である。しかし、熱容量が大きいため数分の待機時間を要することがあり、ユーザビリティ上好ましくない。これが第２の問題点である。

以上の問題を解決するために、特許文献１には、最終ページが定着終了する前に定着装置のプリント温調を停止し加熱動作を、中止または後回転温調に移行する方法が記載されている。すなわち、プリントエンジンが画像データを構成するページ数を認識できない場合は、第１現像ステーションでの作像開始タイミングでのデータ有無により上記動作を実行するか判断する。ジョブのページ数が認識できる場合、ページ数に基づき、定着終了タイミングから逆算して、上述した動作のタイミングをあらかじめ決定している。
特開２００４−１０２１０４号公報

しかしながら、上述した従来技術による画像形成装置においては、次のような問題が残されていた。

すなわち、特許文献１に記載された技術においては、熱容量が小さく熱応答性が高い加熱用ローラを用いた定着装置に対して効果的である。ところが、厚紙での高い生産性が要求される定着装置では大径の加熱用ローラを用いるため、熱容量が大きく熱応答性も悪い。そのため、充分な効果が期待できない。

また、厚紙における定着性と光沢性とを確保するために、ワイドニップ形状を得やすいベルト方式の定着装置を用いた場合、ベルトのスリップ防止のため、ベルト内部に配置される加圧パッドの温度を低く一定に保つようにすることが好ましい。そのため、プリント時以外のスタンバイ状態においては、ベルトと共に加圧パッドを加熱用ローラから離間させるのが好ましい。

しかし、ベルトを離間させると、加熱用ローラからベルトへの熱移動がなくなるために、上述した理由により加熱用ローラが異常昇温してしまった。

したがって、この発明の目的は、定着回転体が定着処理終了後であるにも関わらず異常昇温してしまうのを抑制することができる画像形成装置を提供することである。

また、この発明の他の目的は、厚紙を用いた場合においても高い生産性を有する定着装置において、定着ローラ温度が過剰に昇温した状態で定着動作を行うと、本来記録材に定着されるべきトナーが定着ローラ表面にオフセットし、それ以降定着装置に送られる記録材に付着して汚してしまうという画像問題、いわゆるホットオフセットの問題と、熱容量が大きいため数分の待機時間を要し、ユーザビリティ上好ましくないという問題との２つの問題点を回避して、良好な画像とユーザビリティの両立を可能とした画像形成装置を提供することにある。

この発明は、
シート上に画像を形成する画像形成手段と、
シート上の画像を加熱する加熱部材と、
前記加熱部材とニップを形成するベルトと、
前記加熱部材と前記ベルトとを接触離間させる接離手段と、
前記加熱部材の温度を検知する検知手段と、
前記ベルトを冷却する冷却手段と、
前記ベルトを加熱する加熱手段と、
前記接離手段を制御して前記加熱部材と前記ベルトとを接触離間させることが可能であると共に、前記冷却手段及び前記加熱手段を制御して前記ベルトを温調制御することが可能な制御手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記制御手段は、
画像形成終了時の前記加熱部材の温度が予め設定された値以上の場合には、前記ベルトを前記加熱部材と当接させるとともに、前記加熱部材と当接した前記ベルトを前記冷却手段で冷却することで前記加熱部材を冷却する冷却動作を実行した後、前記接離手段により前記加熱部材と前記ベルトとを離間させ、
画像形成終了時の前記加熱部材の温度が予め設定された値より小さい場合には、画像形成終了に伴い直ちに前記加熱部材と前記ベルトとを離間させる
ように制御することを特徴とするものである。
また、シート上に画像を形成する画像形成手段と、
シート上の画像を加熱する加熱部材と、
前記加熱部材とニップを形成するベルト、
前記加熱部材と前記ベルトとを接触離間させる接離手段と、
前記加熱部材の温度を検知する検知手段と、
前記ベルトを冷却する冷却手段と、
前記ベルトを加熱する加熱手段と、
前記接離手段を制御して前記加熱部材と前記ベルトとを接触離間させることが可能であると共に、前記冷却手段及び前記加熱手段を制御して前記ベルトを温調制御することが可能な制御手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記制御手段は、
前記加熱部材により連続して加熱処理されたシートの枚数が予め設定された枚数より多い画像形成終了時には、前記ベルトを前記加熱部材と当接させるとともに、前記加熱部材と当接した前記ベルトを前記冷却手段で冷却することで前記加熱部材を冷却する冷却動作を実行した後、前記接離手段により前記加熱部材と前記ベルトとを離間させ、
前記加熱部材により連続して加熱処理されたシートの枚数が予め設定された枚数以下の画像形成終了時には、画像形成終了に伴い直ちに前記加熱部材と前記ベルトとを離間させるように制御することを特徴とする。
また、シート上に画像を形成する画像形成手段と、
シート上の画像を加熱する加熱部材と、
前記加熱部材とニップを形成するベルト、
前記加熱部材と前記ベルトとを接触離間させる接離手段と、
前記加熱部材の温度を検知する検知手段と、
前記ベルトを冷却する冷却手段と、
前記ベルトを加熱する加熱手段と、
前記接離手段を制御して前記加熱部材と前記ベルトとを接触離間させることが可能であると共に、前記冷却手段及び前記加熱手段を制御して前記ベルトを温調制御することが可能な制御手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記制御手段は、
前記加熱部材により加熱処理されるシートが予め設定された坪量よりも大きい場合には、画像形成終了時に、前記ベルトを前記加熱部材と当接させるとともに、前記加熱部材と当接した前記ベルトを前記冷却手段で冷却することで前記加熱部材を冷却する冷却動作を実
行した後、前記接離手段により前記加熱部材と前記ベルトとを離間させ、
前記加熱部材により加熱処理されるシートが予め設定された坪量以下の場合には、画像形成終了に伴い直ちに前記加熱部材と前記ベルトとを離間させる
ように制御することを特徴とする。

この発明によれば、上記目的を達成することができる。

本発明によれば、定着回転体が定着処理終了後であるにも関わらず異常昇温してしまうのを抑制することができる。従って、次の画像形成ジョブでの定着処理時に高温オフセットが発生するのを防止し、次の画像形成ジョブを開始す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よる画像形成装置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。

（第１の実施形態）
まず、この発明の第１の実施形態による画像形成装置について説明する。図１に、この第１の実施形態による画像形成装置を示す。

図１に示すように、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、それぞれ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、この第１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を具備し、それぞれの感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に、それぞれの色のトナー像が形成される。

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、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に形成されたそれぞれの色のトナー像が、中間転写体１３０上に１次転写され、２次転写部で記録材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で加熱および加圧によりトナー像を定着した後、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が設けられている。また、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，３ｄの母線上に集光して露光することにより、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シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのトナーが、図示しない供給装置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。

感光ドラム３ａ上に形成担持された第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。

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、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、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に合成カラートナー画像が転写される。

以下、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。

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。また、トナー画像の転写を受けた転写材Ｐは、定着部９に順次導入され、この転写材Ｐに熱と圧力を加えられて定着される。

次に、この第１の実施形態による定着部９について図２を用いて説明する。

図２に示すように、定着ローラ５１としては、外径がφ８０ｍｍ、厚みが３．０ｍｍのＡｌからなる中空芯金上にシリコーンゴムやフッ素ゴムなどの弾性体層を被覆した構成である。この弾性体層は、硬度が例えば２０度（ＪＩＳ−Ａ、１ｋｇ加重）のシリコーンゴムを２．５ｍｍ成形することで構成されている。そして、弾性層上に表層（離型層）として１０μｍ以上１００μｍ以下の厚さのＰＦＡチューブなどのフッ素樹脂を被覆されている。

エンドレスの加圧ベルト（定着ベルト）５３は、複数のローラ５５〜５７にて回転自在に支持張架されている。

この加圧ベルト５３は、定着ローラ５１に当接される。また、加圧ベルト５３の内側から摺動部材（図示せず）を介して、加圧パッド７０および加圧パッド支持部７１を有する加圧部材で、加圧ベルト５３を定着ローラ５１に加圧して定着ニップ部Ｎを形成したベルト定着方式の定着装置となっている。

また、定着ローラ５１は矢印の時計方向に回転駆動される。加圧ベルト５３は定着ローラ５１の回転に従動して矢印の方向に回転する。

加圧ベルト５３は、ポリイミドなどの樹脂やニッケル（Ｎｉ）などの金属からなる基材の表面に、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどの弾性体層を被覆した構成を有し、弾性層に表層として１０〜１００μｍ厚みのＰＦＡチューブなどのフッ素樹脂を被覆してもよい。

定着ローラ５１の内部には、加熱源であるハロゲンヒータ５８が配設されている。また、定着ローラ５１には通紙部（定着ローラの長手方向略中央部）にメインサーミスタ９０が接触配設されており、温度調節回路（ＣＰＵ）を介してヒータへの供給電圧を制御することによって、定着ローラ５１の表面の温度が１８０℃となるように温度調整が行われる。また、定着ローラ５１の長手方向端部の非通紙部（使用可能な最大幅の記録材が通過する領域よりも端部側の領域）には、サブサーミスタ９１が当接している。

加圧ベルト５３を懸回させたローラ５５〜５７のうちの、ローラ５６は、金属からなる分離ローラである。ローラ５６は、加圧ベルト５３を介して定着ローラ５１に食い込むように加圧することにより、定着ローラ５１の弾性体を変形させて、記録材Ｐを定着ローラ５１表面から分離している。

また、ローラ５６は、ローラ５５を回動中心にして矢印Ｘ方向へ回動自在とされており、後述するように、定着動作が終了しスタンバイ状態へ移行するため加圧ベルトを定着ローラから離間させる際はこのローラ５６を回動させる。一方、スタンバイ状態から定着動作を実行可能な状態へ移行するため加圧ベルトを定着ローラに当接させる際はこのローラ５６を矢印Ｘ方向とは逆方向に回動させる。

ローラ５５の内部には加圧ベルトを加熱するためのヒータが内蔵されており、ベルトサーミスタ９３により検出された加圧ベルトの温度に応じて温度調節回路（ＣＰＵ）を介してこのヒータへの供給電圧が制御される。

加圧パッド７０は金属の台座の上にシリコーンゴムやフッ素ゴムなどの弾性体を配置した構成をとり、加圧ベルト５３を介して定着ローラ５１を加圧している。なお、加圧パッド７０と加圧ベルト５３との間の摺動抵抗を軽減させるためには、加圧パッドと加圧ベルト間に樹脂シートを設け、加圧ベルト５３の内面に潤滑材を塗布するのが好ましい。

以上のように、定着ローラ５１と、エンドレスの加圧ベルト５３および加圧パッド７０とによって定着ニップ部Ｎを形成することにより、加圧ベルト５３によって定着ローラ５１の外周に巻きつくように幅広い定着ニップ部Ｎを形成することが可能となり、高速化を実現可能になるとともに、厚紙などの定着に対して有利になる。

また、分離ローラ６１を定着ローラ５１の表面に食い込むように加圧することによって、第１の実施形態におけるよりも更に良好な分離性を示し、高速化に対して有利になる。
冷却ファン８０は、加圧ベルト５３を冷却する位置に配置され、制御回路（ＣＰＵ）によりその動作が制御される。

また、加圧パッド７０を加圧ベルト５３に摺動させつつ加圧する構成をとっているため、加圧ベルトの摺動抵抗によるスリップが発生する恐れがある。加圧ベルト５３の摺動抵抗は、加圧パッドの摺動部材および加圧ベルトの温度上昇に伴って高くなっていく。そのため、加圧ベルト５３の温度を定着ローラの温度よりも低く保つことが、加圧ベルト５３のスリップを発生させないためには重要なポイントである。

このような観点から、本例のベルト定着装置においては、定着処理が終了しスタンバイ状態へ移行した際には加圧ベルトを定着ローラから離間させ、加圧ベルトが定着ローラと同等の温度になってしまうのを防いでいる。このような構成としたため、次の画像形成ジョブの開始に当たってわざわざ加圧ベルトの温度を低下させるような温度制御工程が不要となり、即ち、定着ローラよりも温度が低い状態に維持されているベルトを定着ローラに当接させるといった工程を経るだけで定着処理を開始可能とすることができ、所謂、ファーストプリントタイムを可及的に短くすることができる。

次に、定着部９の長手幅方向の配置に関し、図３を参照しつつ説明する。

図３に示すように、定着ローラ５１には、中央部に配置されるメインサーミスタ９０と、定着ローラ５１端部に配置されるサブサーミスタ９１が当接している。このサブサーミスタ９１は、画像形成装置が使用可能な最大幅よりも外側に配置され定着ローラ５１と当接している。加圧ベルト５３には、ベルトサーミスタ９３が当接される。

また、メインサーミスタ９０、サブサーミスタ９１およびベルトサーミスタ９３は、温調回路に接続される。温度調節回路（ＣＰＵ）により、それぞれのサーミスタにおいて検知された温度が目標温度となるようにヒータの動作が制御される。上述したように、ベルトの目標温度は定着ローラの目標温度よりも低い温度に設定されている。

また、冷却手段としての冷却ファン８０は、加圧ベルト５３の長手方向に４つ配置され、制御部によって動作が制御される。温調回路および冷却ファン８０の制御部は、中央制御部（制御手段に相当）により制御される。

次に、定着動作後の動作について説明する。図４に、この発明による定着動作終了後の動作フローを示す。

図４に示すように、まず、プリントジョブが終了し定着動作が終了すると、サブサーミスタ９１により定着ローラ端部温度が検知される（ステップＳＴ１）。ステップＳＴ１において、１９０℃（予め設定された値に相当）より低い場合には、速やかに加圧ベルト５３を離間して、ステップＳＴ１０に移行して、スタンバイ状態に移行される。他方、サブサーミスタ９１の検知温度が１９０℃以上の場合には、定着ローラ５１が異常昇温すると判断し、加圧ベルトを介した定着ローラの冷却工程に移行される。

この冷却工程においては、まず、定着ローラ５１および加圧ベルト５３のヒータが強制的にＯＦＦにされる（ステップＳＴ２，ＳＴ３）。その後、冷却ファン８０をすべて駆動させる（ステップＳＴ４）。これにより、加圧ベルト５３の冷却効率を上げた状態として、定着ローラ５１のメインサーミスタ９０およびサブサーミスタ９１の検知温度が１７５℃以下となるまで、定着ローラ５１を回転させる（ステップＳＴ５）。

その後、メインサーミスタ９０およびサブサーミスタ９１の検知温度が１７５℃以下となった段階、すなわち定着ローラ５１の端部および中央部の温度がいずれも１７５℃以下になった段階（ステップＳＴ６：ＹＥＳ、かつ、ステップＳＴ７：ＹＥＳ）で、定着ローラ５１および冷却ファン８０を停止させる（ステップＳＴ８，ＳＴ９）、その後、ステップＳＴ１０に移行して加圧ベルト５３を離間してスタンバイ状態に移行する。

図５に、本実施形態による画像形成装置における検証実験の結果を示す。なお、プリント中は記録材として坪量が１２８ｇ／ｍ²の上質紙を用い、毎分５０枚の生産性で定着動作を行っている。図５の実線は、本例の場合の定着ローラ表面の温度推移を示し、破線は定着動作終了後にすぐにスタンバイ状態に移行した従来技術の一例を示す。

図５から、本例によれば、プリント終了後の昇温が従来例よりも小さく抑えられていることが判る。一方、従来例では定着動作終了後の異常昇温によって定着ローラ表面の温度が２１０℃まで上昇してしまった。この状態で次のプリントがスタートすると高温オフセットなどの画像不良が発生してしまう。

この高温オフセットを防止するため定着ローラの温度が所望の温度に低下するまでウェイト状態を保つと、５分以上プリントできないダウンタイムが発生し、ユーザビリティが低下してしまう。

本例では異常昇温が１９０℃程度までであったため、高温オフセットやダウンタイムは、発生しない。このような異常昇温は、定着動作中において記録材に奪われる熱量を加味した状態で定着ローラの温調制御を行っているため、奪われる熱量が大きい厚紙等において顕著となる。即ち、定着ローラの芯金に蓄熱された熱が定着動作を終えることによって放熱先がなくなった結果、定着ローラ５１表面の温度が定着動作終了後であるにも関わらずオーバーシュート（上昇）してしまうことに起因している。

本発明者は、定着ローラ５１を冷却する方法として、定着ローラ５１に直接冷却ファン８３を当てる方法も試みた。しかしながら、冷却ファンによる冷却では冷却効率が均一でないため定着ローラ表面に温度ムラが発生し、部分的な定着不良や光沢ムラが発生してしまった。そこで、この発明においては、定着ローラ５１の芯金に蓄熱された熱を、一旦加圧ベルト５３に放熱させ、加圧ベルト５３を冷却ファンによって冷却することで定着ローラ５１の放熱を行うことで異常昇温を抑えている。即ち、本例では、加圧ベルトを介して定着ローラを冷却する構成となっている。

なお、上述の定着処理終了直後の冷却工程ではベルト支持ローラ５５に内蔵されたヒータへの電圧供給はオフされている。

その結果、加圧ベルト５３の温度が定着性や光沢性に与える影響が小さくなり、さらに定着ローラ５１に発生する温度ムラは軽減されることから、上述した問題の発生を防止することができる。

なお、定着ローラ５１の芯金は長手方向での熱伝達性に優れており、定着時の芯金の蓄熱によって芯金端部の温度も上昇する。従って、記録材の最大通紙幅の外では記録材による放熱が起こらないため、定着時に定着ローラ芯金の温度上昇に伴って表面温度は上がりやすいので、本例では、最大通紙幅の外に配置した温度検知素子としてのサブサーミスタの検知温度によって制御装置が異常昇温するか否かを判断し、定着終了後の冷却ファンの動作を制御している。

以上の説明では、冷却ファンの冷却能力については、特に説明してはいないが、以下のような構成でも構わない。

例えば、冷却ファンの冷却能力が風量を切り替えることによって多段階、例えば、２段階に切替え可能な構成とした場合、加圧ベルトを介した定着ローラの冷却工程での冷却能力を定着ローラの検知温度に応じて変更制御する、というものである。具体的には、定着ローラの温度が所定温度以上である場合は冷却能力を高めに設定し、定着ローラの温度が所定温度よりも低い場合は冷却能力を低めに設定する。このような構成により、冷却工程に要する時間を可及的に短くでき、そして、冷却ファンによる消費電力を抑えることが可能となる。

本例では、加圧ベルトの幅方向に複数の冷却ファンが設けられていることから、定着ローラの検知温度に応じて作動させる冷却ファンの数を設定する構成としても同様に効果を得ることができる。

以上をまとめると、本例では、定着ローラの異常昇温の対策として、加圧ベルト５３の冷却手段を利用して、定着ローラの異常昇温が発生すると判断された場合に、加圧ベルトを冷却することによって定着ローラ５１の異常昇温を抑えている。これにより、次の画像形成ジョブを可及的に早く開始することが可能となり、ユーザー性を向上できる。

以上説明したように、ベルトのスリップ発生を抑えつつ熱容量の大きい記録材、例えば厚紙の画像生産性を確保しつつ、定着ローラの異常昇温による高温オフセットやダウンタイムによるユーザビリティ性の低下を防止することができる。

（第２の実施形態）
次に、本実施形態による画像形成装置について説明する。なお、この本実施形態による画像形成装置は、第１の実施形態と同様の装置（図１参照）が用いられる。

本例では、第１の実施形態と異なり、プリントジョブに使用する記録材の坪量と枚数（値数）によって異常昇温の発生を判断する。図６に、それぞれの坪量と値数とに対して、異常昇温の発生を判断する表を示す。

プリントジョブの坪量、値数が設定されたあと、図６の表を参照し、値が０の場合には、異常昇温が発生しないと判断し、定着動作終了後に速やかにベルトを離間してスタンバイ状態に移行する。

一方、値が１の場合、異常昇温が発生すると判断し、第１の実施形態と同様な加圧ベルトを介した定着ローラの冷却工程に移行する。その後一定時間経過後に冷却ファン８０の動作を停止し、加圧ベルト５３を離間してスタンバイ状態に移行する。

冷却ファン８３を駆動する時間を、それぞれの坪量、値数に応じて可変とするのが好ましく、このような構成とすることで定着ローラの温度を良好な温度にすることができる。

また、本実施形態においては、プリントジョブの坪量、値数によって判断するので、定着ローラの端部にサブサーミスタを配置する必要がなく、簡易な構成でありながら、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。

なお、加圧ベルトを介した定着ローラの冷却工程の実行の可否、並びに実行する場合の冷却能力や冷却時間は、プリントジョブでの記録材の坪量、定着処理した記録材の枚数（値数）の少なくとも１つに応じて決定すれば良い。

また、本実施形態においては、端部に配置されたサブサーミスタを使用しないので、定着ローラ芯金の長手の熱伝導が悪い構成を用いることが可能となる。具体的には、定着ローラの構成として鉄芯金などを採用できるので、定着ローラを加熱する方式、手段として公知の誘導加熱方式、手段を用いることが可能となる。その他、芯金の薄肉化によって立ち上げ時間の短縮化などに有効である。

また、本実施形態においても、加圧ベルトのスリップ発生を抑えつつ厚紙の生産性を確保し、異常昇温による高温オフセットやダウンタイムによるユーザビリティ性の低下を防止することができる。

（第３の実施形態）
次に、この発明の第３の実施形態による画像形成装置について説明する。この第３の実施形態による画像形成装置は第１の実施形態と同じ装置（図１参照）である。図７に、この第３の実施形態による定着装置を示す。

図７に示すように、この第３の実施形態による定着装置は、第１の実施形態におけると異なり、冷却手段として冷却ローラ８１が用いられる。その他の構成については、第１の実施形態におけると同様であるので、その説明を省略する。

この冷却ローラ８１は、外径φ２０ｍｍで、Ａｌ製の中実ローラが用いられる。なお、銅やヒートパイプなどの良熱伝導性材料を用いることも可能である。

図８はベルトを定着ローラ方向から見た図である。冷却ローラ８１の端部は、図８で示すように冷却フィン８２を備えており、冷却フィン８２は冷却ファン８３によって冷却されている。この発明の様に冷却フィン８２の冷却用に特別な冷却ファン８３を持たずに、冷却フィン８２を機内の排熱ダクトの風路内に配置してもよい。

冷却ローラ８１は、着脱機構（図示せず）を備えており、加圧ベルト５３の内面に着脱できる構成となっている。

この本実施形態においても、第１の実施形態と同様に定着ローラ５１の端部に配置されたサブサーミスタ９１によって異常昇温を検知し、異常昇温が発生すると判断された場合には、定着動作終了後にスタンバイ動作に移行する前に加圧ベルトを介した定着ローラの冷却工程を実行する。

この冷却工程に移行すると、第１の実施形態とほぼ同様の制御フローによって制御され、冷却ファン８３の動作と同時に冷却ローラ８１を定着ベルトの内面に接触させることで、第１の実施形態と同様な効果が確認された。

本例では定着ローラの検知温度に応じて冷却工程を制御・変更する例を説明したが、これに限らず、第２実施形態のように画像形成ジョブにて定着処理が施された記録材の種類（坪量）や定着処理枚数に応じて冷却工程を制御・変更しても、上記構成と同様な効果を得ることができる。

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。

この発明による画像形成装置を示す略線図である。 この発明による画像形成装置における定着装置を示す略線図である。 この発明による定着装置を示す略線図である。 この発明による画像定着における定着動作終了後の処理を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施形態と従来技術とを比較した定着ローラの温度推移を示すグラフである。 異常昇温の発生の判断に関して説明するための表である。 この発明によるベルト方式の定着装置を示す略線図である。 この発明によるベルト方式の定着装置を示す平面図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 現像器
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ ドラム帯電器
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
５３ 加圧ベルト
５５，５６，５７ ローラ
５８ ハロゲンヒータ
６１ 分離ローラ
７０ 加圧パッド
７１ 加圧パッド支持部
７２ 弾性層
７３ 中空芯金
８０，８３ 冷却ファン
８１ 冷却ローラ
８２ 冷却フィン
９０ メインサーミスタ
９１ サブサーミスタ
９３ 加圧サーミスタ
１３０ 中間転写体

Claims (6)

1. シート上に画像を形成する画像形成手段と、
   シート上の画像を加熱する加熱部材と、
   前記加熱部材とニップを形成するベルトと、
   前記加熱部材と前記ベルトとを接触離間させる接離手段と、
   前記加熱部材の温度を検知する検知手段と、
   前記ベルトを冷却する冷却手段と、
   前記ベルトを加熱する加熱手段と、
   前記接離手段を制御して前記加熱部材と前記ベルトとを接触離間させることが可能であると共に、前記冷却手段及び前記加熱手段を制御して前記ベルトを温調制御することが可能な制御手段と、
   を有する画像形成装置であって、
   前記制御手段は、
   画像形成終了時の前記加熱部材の温度が予め設定された値以上の場合には、前記ベルトを前記加熱部材と当接させるとともに、前記加熱部材と当接した前記ベルトを前記冷却手段で冷却することで前記加熱部材を冷却する冷却動作を実行した後、前記接離手段により前記加熱部材と前記ベルトとを離間させ、
   画像形成終了時の前記加熱部材の温度が予め設定された値より小さい場合には、画像形成終了に伴い直ちに前記加熱部材と前記ベルトとを離間させる
   ように制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記検知手段の検知温度が高いほど、前記冷却手段による前記ベルトの冷却能力を高くするように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. シート上に画像を形成する画像形成手段と、
   シート上の画像を加熱する加熱部材と、
   前記加熱部材とニップを形成するベルト、
   前記加熱部材と前記ベルトとを接触離間させる接離手段と、
   前記加熱部材の温度を検知する検知手段と、
   前記ベルトを冷却する冷却手段と、
   前記ベルトを加熱する加熱手段と、
   前記接離手段を制御して前記加熱部材と前記ベルトとを接触離間させることが可能であると共に、前記冷却手段及び前記加熱手段を制御して前記ベルトを温調制御することが可能な制御手段と、
   を有する画像形成装置であって、
   前記制御手段は、
   前記加熱部材により連続して加熱処理されたシートの枚数が予め設定された枚数より多い画像形成終了時には、前記ベルトを前記加熱部材と当接させるとともに、前記加熱部材と当接した前記ベルトを前記冷却手段で冷却することで前記加熱部材を冷却する冷却動作を実行した後、前記接離手段により前記加熱部材と前記ベルトとを離間させ、
   前記加熱部材により連続して加熱処理されたシートの枚数が予め設定された枚数以下の画像形成終了時には、画像形成終了に伴い直ちに前記加熱部材と前記ベルトとを離間させるように制御することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記加熱部材により加熱処理されるシートの坪量が大きいほど前記予め設定された枚数が少なくなるように設定されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記加熱部材により連続して加熱処理されたシートの枚数が多くなるほど、前記冷却手段によるベルトの冷却能力を高くすることを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
6. シート上に画像を形成する画像形成手段と、
   シート上の画像を加熱する加熱部材と、
   前記加熱部材とニップを形成するベルト、
   前記加熱部材と前記ベルトとを接触離間させる接離手段と、
   前記加熱部材の温度を検知する検知手段と、
   前記ベルトを冷却する冷却手段と、
   前記ベルトを加熱する加熱手段と、
   前記接離手段を制御して前記加熱部材と前記ベルトとを接触離間させることが可能であると共に、前記冷却手段及び前記加熱手段を制御して前記ベルトを温調制御することが可能な制御手段と、
   を有する画像形成装置であって、
   前記制御手段は、
   前記加熱部材により加熱処理されるシートが予め設定された坪量よりも大きい場合には、画像形成終了時に、前記ベルトを前記加熱部材と当接させるとともに、前記加熱部材と当接した前記ベルトを前記冷却手段で冷却することで前記加熱部材を冷却する冷却動作を実行した後、前記接離手段により前記加熱部材と前記ベルトとを離間させ、
   前記加熱部材により加熱処理されるシートが予め設定された坪量以下の場合には、画像形成終了に伴い直ちに前記加熱部材と前記ベルトとを離間させる
   ように制御することを特徴とする画像形成装置。

Images