JP5339758B2

JP5339758B2 - 加熱装置

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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加熱装置に関する。この加熱装置としては、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、画像形成装置の加熱装置として、熱ローラ方式が多く用いられていた。また近年、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加熱装置が実用化されている。

熱ローラ方式やフィルム加熱方式の定着装置においては、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ある。

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）方法がある。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。また、送風部材を設けて非通紙部昇温部分を冷却する方法がある（例えば、特許文献１乃至特許文献３参照）。

特開昭６０−１３６７７９号公報特開２００２−２８７５６４号公報特開２００７−０７９０３３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。

また、特許文献１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という課題がある。

また、特許文献１と特許文献２により冷却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部により冷却ファンをオン・オフする装置を使用すると、次の課題が生じた。即ち、非通紙域の中でピークを持つ温度分布があるため、非通紙域を均一に冷却すると長手方向に温度ムラが残り、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、画像の光沢ムラが生じた。

また、特許文献３の方式では放熱までに時間がかかり、次の画像加熱処理を開始するまでに時間（ダウンタイム）がかかるという課題が生じた。

本発明の目的は、画像の光沢ムラを低減しつつ、画像加熱処理の終了後次の画像加熱処理を開始するまでの時間を低減することである。

前記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、記録材上の画像を定着するため加熱部材及び加圧部材を互いに圧接して形成される定着ニップ部と、前記定着ニップ部に向けて送風する送風部材及び記録材搬送領域外に対して前記送風部材からの風を通すための送風口を具備する送風冷却機構部と、前記送風冷却機構部における送風口を遮蔽する遮蔽板と、最小幅記録材の搬送領域外で最大幅記録材の搬送領域内の温度を検出する端部温度検出部材と、前記遮蔽板の移動の制御をする制御部と、を有し、前記制御部は、前記加熱部材の加熱動作及び前記送風部材の送風動作を行いつつ、前記端部検出部材が検出する温度に基づいて設定された前記記録材搬送領域外の温度分布に応じて、温度の高い領域では低い速度で前記遮蔽板を移動させ、温度の低い領域においては高い速度で前記遮蔽板を移動させるように制御することを特徴とする。

以上の構成により、画像の光沢ムラを低減しつつ、画像加熱処理の終了後次の画像加熱処理を開始するまでの時間を低減することができる。

〔第１実施形態〕
図を用いて本発明の第１実施形態を説明する。尚、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はあるものの、本発明は実施形態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形態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。

（画像形成部）
まず画像形成部の概略を説明する。図１は画像形成装置の概略構成を示す縦断面模式図である。

このプリンタは、ＣＰＵ等を有する制御回路部（制御部）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。

本実施形態の画像形成装置は、ベルト８を有する。ベルト８は無端状でフレキシブルな中間転写ベルトであり、二次転写対向ローラ９とテンションローラ１０との間に張架されている。ベルト８は、二次転写対向ローラ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。また、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二次転写ローラ１１が配設される。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。

二次転写部よりも記録材搬送方向上流側には、４つの画像形成部１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ）がある。画像形成部１は、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（ドラム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、転写部材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。

また、画像形成装置には、各画像形成部のドラム２に対して露光するレーザ露光装置７が配設される。レーザ露光装置７は、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部、ポリゴンミラー、反射ミラー等を有する。

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、４つの画像形成部１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ）において、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。トナー像の形成は、それぞれ回転するドラム２の面おいて、所定の制御タイミングで行われる。

ベルト８は、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。ここで、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ベルト８に対して順次重畳転写される。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、選択されたカセット給送部１３の給送ローラ１４が駆動され、記録材Ｐを給送する。カセット給送部１３は、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送部１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃから構成される。これにより、選択された段位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。

また、カセット給送部１３からの給送ではなく、手差し給送が選択されているときには、給送ローラ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画像形成部１Ｂｋ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出ローラ２２により排出トレイ２３上に送り出されていき、後端部が排出ローラ２２を通過する直前時点で排出ローラ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出トレイ２３上に送り出される。

（定着装置２０）
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平行な方向である。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又は右である。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２は本実施形態における加熱装置としての定着装置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２０Ｂとからなる。図３は定着機構部の正面模式図である。図４は定着機構部の縦断正面模式図である。図５は定着フィルムの層構成模式図である。図６はヒータの横断面模式図と制御系統図である。

（定着機構部２０Ａ）
まず、図２乃至図４を用いて、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。

定着装置２０は、加熱部材としてのフィルムアセンブリ３１と、加圧部材としての弾性加圧ローラ３２を有する。フィルムアセンブリ３１と弾性加圧ローラ３２とは、両者の圧接により定着ニップ部Ｎを形成している。

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（以下、フィルム３３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３４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３５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３６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である。３７ａはこの端部ホルダ３７と一体のフランジ部である。

図４に示すように、弾性加圧ローラ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。弾性加圧ローラ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。

弾性加圧ローラ３２に対して、フィルムアセンブリ３１を、ヒータ３５側を対向させて平行に配列する。フィルムアセンブリ３１は、左右の端部ホルダ３７と左右の固定のバネ受部材３９との間に加圧バネ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が弾性加圧ローラ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を挟んで弾性加圧ローラ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と弾性加圧ローラ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。

本実施形態におけるフィルム３３は、図５に示すように、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、又は、ＳＵＳ、Ｎｉ等の金属製のスリーブを使用できる。本実施形態では、直径３０ｍｍの円筒状ＳＵＳスリーブを用いた。弾性層３３ｂは、ゴム硬度１０度（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率１．０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚さ３００μｍのシリコーンゴムを用いた。離型層３３ｃは厚さ３０μｍのＰＦＡチューブ層を用いた。

本実施形態におけるヒータ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、フィルム３３及び記録材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はヒータの横断面模式図と制御系統図である。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通電発熱層３５ｂを有する。通電発熱層３５ｂは、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。本実施形態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の面とフィルム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フィルム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。そのヒータ温度が保護層３５ｃの外面に接触させて配設した、サーミスタ等のセンサ（中央温度検出部材）ＴＨ１により検出される。センサＴＨ１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に入力することとなる。

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。即ち、ヒータ３５で加熱される画像加熱部材であるフィルム３３の温度がセンサＴＨ１の出力に応じて所定の定着温度に温調制御される。

以上の構成により、定着装置２０は次のように動作する。

図２に示すように、弾性加圧ローラ３２はモータ（駆動部）Ｍ_１により矢示の反時計方向に回転駆動される。弾性加圧ローラ３２の回転駆動による弾性加圧ローラ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）。

フィルム３３は弾性加圧ローラ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がガイド部材３４の長手に沿って左方又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とフィルム３３の内面との相互摺動摩擦力を低減させるため、定着ニップ部Ｎのヒータ面に摺動部材３５ｄを配設し、フィルム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、弾性加圧ローラ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。フィルム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フィルム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はフィルム３３の面から分離されて排出搬送される。

本実施形態では、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。即ち、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フィルム３３の長手方向中央部を通過することになる。図３及び図４において、Ｓはその記録材中央通紙基準線（仮想線）である。

図３及び図４において、Ｗ１は装置に通紙可能な最大幅記録材の最大通紙幅である。本実施形態において、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最小通紙幅である。本実施形態において、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中間の通紙幅である。本実施形態において、中間通紙幅Ｗ２はＬＧＬサイズ幅２１６ｍｍを示した。また、不図示であるが、中間通紙幅として、ＬＴＲサイズ幅２７９ｍｍでもよい。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。

図３及び図４において、ａは最大通紙幅Ｗ１と中間通紙幅Ｗ２との差幅部（（Ｗ１−Ｗ２）／２）である。また、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。即ち、それぞれ小サイズ記録材であるＬＧＬ又はＡ４Ｒの記録材を通紙したときに生じる非通紙部である。本実施形態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はそれぞれ中間通紙幅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。

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。また、ＴＨ２はサーミスタ等のセンサ（端部温度検出部材）であり、非通紙部の温度を検出する。それらの出力（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。

本実施形態においてはセンサ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、センサＴＨ２は、ガイド部材３４に基部が固定される板バネ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、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。

尚、センサＴＨ１は、最小通紙幅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、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。

（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）をした際に生じる、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部である。図７はこの送風冷却機構部の外観斜視模式図である。図８は図７のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図である。図９はシャッタを完全に閉ざし送風口を全閉にした状態を示す図である。図１０はシャッタを完全に開き送風口４３を全開にした状態を示す図である。図１１はシャッタを非通紙部に対応する部分のみ開いた状態を示す図である。

まず、図２、図７、図８を参照して、本実施形態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、送風部材である冷却ファン（以下、ファン４１と略記する）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（開口幅調節部）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）Ｍ_２で正転又は逆転駆動する。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Ｍ_２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４３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４３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、図６に示すように、ユーザによる使用記録材サイズの入力や、カセット給送部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。即ち、モータＭ_２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、具体的に次のようにシャッタ駆動装置４５を制御する。まず、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、制御回路部１００は、図９のようにシャッタ駆動装置４５をシャッタ４４を送風口４３を完全に閉ざすように移動する（全閉位置）。また、Ａ４Ｒサイズ幅の小サイズ記録材であるときは、制御回路部１００は、図１０のようにシャッタ４４を送風口４３を完全に開くように移動する（全開位置）。また、Ｂ４サイズ幅の小サイズ記録材であるときは、制御回路部１００は、図１１のようにシャッタ４４を移動し、非通紙部ａに対応する部分だけ送風口４３を開くようにする。

尚、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。即ち、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、本実施形態における最小、最大及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Ｍ_２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部（記録材搬送領域外）に対してのみ冷却風の送風を行なうことができる。

（非通紙部昇温時動作）
図１１及び図１２に基づいて、小サイズ記録材（ここではＬＧＬ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。図１２は比較例の温度分布を説明するためのグラフである。

中間通紙幅Ｗ２を通るＬＧＬサイズ記録材に十分な熱量を与えるためにヒータ３５をセンサ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、フィルムアセンブリ３１と弾性加圧ローラ３２の非通紙部ａに対応する部分の温度が通紙域（記録材搬送領域）の温度に比べ上昇する。このときの定着ニップ部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は非通紙部のピーク温度が破壊温度に達しており、さらに、中間通紙幅Ｗ２端部において、非通紙域の温度が通紙域に回り込み高温オフセットが生じる。

そこで、生産性を低下させることなく、上記の問題を解決するために、従来は下記のような制御が行われてきた。

まず、制御回路部１００がセンサＴＨ２の検出温度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、記録材の幅情報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Ｍ_２を駆動させてシャッタ４４を中間通紙幅Ｗ２に合わせた位置に移動させる。即ち、非通紙部ａに対向する送風口を開ける。そして、ファン４１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定着像を得ることができる。このときの定着ニップ部Ｎの長手温度分布を図１２中の実線Ｌ２で示す。

（比較例１）
このままでは、Ａ３サイズ幅の大サイズ記録材を通紙すると高温オフセットが起こるため、ジョブ終了後も継続して冷却（送風動作）が行われる。しかしながらこの場合以下の問題が生じる。即ち、通紙終了後、非通紙部はピークを持った温度分布であるにも関わらず均一に冷却しているため、図１２中の実線Ｌ３で示すような温度分布になり、長手方向の温度分布が均一にならず、温度ムラによるグロスムラが生じてしまう。特に、中間通紙幅Ｗ２と非通紙部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。

（比較例２）
そこで、画像の光沢ムラを防ぐために、画像加熱動作終了後、送風冷却機構部２０Ｂを停止し放熱を行うと、図１２中の実線Ｌ４で示すような長手方向に均一な温度分布が得られる。しかしながら、この方式では、加熱部材の長手方向の温度分布が均一になるまでに３０〜６０ｓ程度の時間がかかる。

このため、本実施形態においては、画像加熱動作中に冷却動作を実行した場合、定着動作が終了又は記録材幅切替え動作を行う際に、加熱部材の駆動を行ったまま冷却ファンの送風を継続しシャッタを移動して冷却領域を変更する。これにより長手方向の冷却量をコントロールする。次に本実施形態の実施例を説明する。

（実施例１）
実施例１について図を用いて説明する。図１３は実施例１における定着ニップ部長手方向の温度分布を示すグラフである。図１４は実施例１におけるシャッタの移動条件を示すグラフである。図１５は実施例１におけるシャッタの位置とシャッタの移動速度との関係を示す図表である。図１６は実施例１におけるシャッタの移動制御等のフローチャートである。

図１３乃至図１６において、Ｘ、Ｙはシャッタ動作変更位置で、非通紙域の中でＺを挟み込む位置にある点である。尚、図１３におけるＺは非通紙域の温度ピーク位置（センサＴＨ２が最も高い温度を検出した位置）を示している。ここで、Ｘは（Ｗ２）/２とＺの中間に、ＹはＺと（Ｗ１）/２の中間におくのが望ましい。

図１４乃至図１６に示すように、まず、（Ｗ２）/２とＸとの間はシャッタを速度Ｖ１で閉じる。これによって、通紙域（Ｗ２）/２と非通紙部ａの境界部を過度に冷却することを防ぐ。次に、ＸとＹとの間は非通紙域の温度ピークを十分冷却するためにシャッタを速度Ｖ２（＜Ｖ１）で閉じる。又は、シャッタをＸの位置で止めても良く、この場合、一定時間経過後、シャッタは全閉位置まで速度Ｖ１で閉じる。最後に、Ｙ以降は放熱により十分温度が下がっていることからシャッタを速度Ｖ３（＞Ｖ２）で閉じる。

ここで、小サイズ記録材の幅によりＸ、又はＹが通紙域に含まれる場合がある。そこで、図１５に示すように、紙サイズによってシャッタの移動速度を変更する。即ち、Ｘ、Ｙが非通紙域にある場合はシャッタの移動速度を２回変更し、Ｘのみ通紙域に含まれる場合はシャッタの移動速度を１回変更し、Ｘ、Ｙともに通紙域に含まれる場合はシャッタの移動速度の変更を行わない。

以上のように、実施例１においては、制御回路部１００は、非通紙部においてセンサＴＨ２が最も高い温度を検出した位置Ｚにおいて、シャッタ４４の移動速度が最も低くなるように制御する。この方式によると、加熱部材の長手方向の温度分布が均一になるまでに１０ｓ程度の時間で済む。このため、画像加熱動作終了後、冷却部を停止し放熱を行う場合と比較して、大幅なダウンタイム低減することができる。

（実施例２）
実施例２について図を用いて説明する。図１７は実施例２における定着ニップ部長手方向の温度分布を示すグラフである。図１８は実施例２におけるシャッタの移動条件を示すグラフである。図１９は実施例２におけるシャッタの位置とシャッタの移動速度との関係を示す図表である。

定着動作中の冷却幅及び通紙枚数によって、非通紙部の温度分布のピーク位置とピーク高さは図１７に示すように変わってくる。図１７に示すように、実線Ｍ１はＬＧＬを２００枚通紙時、実線Ｍ２はＬＧＬを５０枚通紙時、実線Ｍ３はＬＴＲを２００枚通紙時の温度分布である。

そこで本実施例においては、制御回路部１００において記録材の搬送枚数をカウントするカウント部を用意し、このカウント部のカウント数によって、紙サイズに応じて適切なシャッタ動作変更位置Ｘ、Ｙを設定し、通紙枚数に応じてシャッタ移動速度を変更する。

図１８において、実線Ｍ１はＬＧＬを２００枚通紙時、実線Ｍ２はＬＧＬを５０枚通紙時、実線Ｍ３はＬＴＲを２００枚通紙時のシャッタ４４の移動の様子である。実線Ｍ１で示すように、通紙枚数が多く、非通紙域のピーク温度が高い時は、シャッタ４４を通紙枚数が少ない時よりもゆっくり移動させ、十分に冷却している。

図１９に示すように、実施例２におけるシャッタの移動速度は、上述の実施例と同様、シャッタがＸを通過してからＹに到達するまでの間の移動速度よりも、その前後の移動速度の方を高くなるように設定している。これに加えて実施例２においては、シャッタの各位置において、通紙枚数が多くなればなるほど移動速度を低く設定している。尚、本実施例の各パラメータの設定は、用紙の坪量、環境温度、ジョブ履歴等によって変えても良い。

（実施例３）
実施例３について図を用いて説明する。図２０は実施例３におけるシャッタの位置とシャッタの移動速度との関係を示す図表である。

実施例３においては、シャッタ４４の移動条件は、冷却領域である非通紙部の加熱部材温度と通紙部の加熱部材温度を検知して決定する。ただし、定着動作中の冷却幅によって、非通紙部の温度分布のピーク位置は変わってくることから、非通紙部材の温度を複数箇所で計測する必要がある。最も温度が高いところを集中的に冷却するために、最も高い温度を検出したサーミスタの位置に応じて適切なシャッタ動作変更位置Ｘ、Ｙを設定する。本実施例においては図２０に示すように、ピーク温度に応じてシャッタ移動速度を変更する。

図２０に示すように、実施例３におけるシャッタの移動速度は、上述の実施例と同様、シャッタがＸを通過してからＹに到達するまでの間の移動速度よりも、その前後の移動速度の方を高く設定している。これに加えて実施例３においては、シャッタの各位置において、ピーク温度Ｔが高くなれば高くなるほど移動速度を低く設定している。

〔他の実施形態〕
上述の実施形態においてはファン４１によって加熱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。また、定着機構部２０Ａは上述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、定着機構部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。

画像形成装置の概略構成を示す縦断面模式図。定着装置の概略構成を示す横断面模式図。定着機構部の正面模式図。定着機構部の縦断正面模式図。定着フィルムの層構成模式図。ヒータの横断面模式図と制御系統図。送風冷却機構部の外観斜視模式図。図７のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図。シャッタを完全に閉ざし送風口を全閉にした状態を示す図。シャッタを完全に開き送風口を全開にした状態を示す図。シャッタを非通紙部に対応する部分のみ開いた状態を示す図。比較例の温度分布を説明するためのグラフ。実施例１における定着ニップ部長手方向の温度分布を示すグラフ。実施例１におけるシャッタの移動条件を示すグラフ。実施例１におけるシャッタの位置とシャッタの移動速度の関係を示す図表。実施例１におけるシャッタの移動制御等のフローチャート。実施例２における定着ニップ部長手方向の温度分布を示すグラフ。実施例２におけるシャッタの移動条件を示すグラフ。実施例２におけるシャッタの位置とシャッタの移動速度の関係を示す図表。実施例３におけるシャッタの位置とシャッタの移動速度の関係を示す図表。

符号の説明

Ｎ…定着ニップ部、Ｐ…記録材、ＴＨ１…センサ、ＴＨ２…センサ、ａ…非通紙部、ｂ…非通紙部、２０…定着装置、２０Ａ…定着機構部、２０Ｂ…送風冷却機構部、３１…フィルムアセンブリ、３２…弾性加圧ローラ、４１…ファン、４３…送風口、４４…シャッタ、４５…シャッタ駆動装置、１００…制御回路部

Claims

記録材上の画像を定着するため加熱部材及び加圧部材を互いに圧接して形成される定着ニップ部と、
前記定着ニップ部に向けて送風する送風部材及び記録材搬送領域外に対して前記送風部材からの風を通すための送風口を具備する送風冷却機構部と、
前記送風冷却機構部における送風口を遮蔽する遮蔽板と、
最小幅記録材の搬送領域外で最大幅記録材の搬送領域内の温度を検出する端部温度検出部材と、
前記遮蔽板の移動の制御をする制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記加熱部材の加熱動作及び前記送風部材の送風動作を行いつつ、前記端部検出部材が検出する温度に基づいて設定された前記記録材搬送領域外の温度分布に応じて、温度の高い領域では低い速度で前記遮蔽板を移動させ、温度の低い領域においては高い速度で前記遮蔽板を移動させるように制御することを特徴とする加熱装置。
前記記録材の搬送枚数をカウントするカウント部を有し、
前記制御部は、前記カウント部のカウント数が多くなり、設定された値に到達するにつれて、前記遮蔽板の移動速度が低くなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
前記制御部は、前記端部温度検出部材の温度が高くなるにつれて、前記遮蔽板の移動速度が低くなるように制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加熱装置。