JP6415651B2

JP6415651B2 - 定着装置

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Publication number: JP6415651B2
Application number: JP2017136480A
Authority: JP
Inventors: 太佑皆川; 伊澤　悟; 悟伊澤; 内山　高広; 高広内山; 浅見　順; 順浅見; 俊也甲斐野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2017-07-12
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2033-03-22
Also published as: JP2017187806A

Description

本発明は、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載する定着装置に関する。

記録材にトナー画像を形成する画像形成装置は、トナー画像を記録材に定着するための定着装置を有している。この定着装置として、第１の定着部材と、第１の定着部材を加熱するヒータと、第１の定着部材との間にニップ部を形成する第２の定着部材と、を有し、ニップ部でトナー画像を担持した記録材を加熱してトナー画像を記録材に定着するものが用いられている。

このような定着装置は、小サイズ記録材を連続通紙した時は、記録材が通過しない非通紙領域の過昇温、いわゆる非通紙部昇温が生じることがある。特に、第１の定着部材として熱容量が小さくウォームアップが速い筒状のフィルムなどを用いた場合には、非通紙部昇温は悪化しやすい場合がある。

これに対して、圧着ローラの近傍に配置された送風手段によって加熱ローラもしくは圧着ローラの少なくとも一方の小サイズ複写紙の定着に使用されない定着領域に送風を行うことで非通紙昇温を抑制する定着装置が開示されている（特許文献１）。

特開昭６０−１３５７７９号公報

しかしながら、特許文献１に開示される１つのファンによって第１の定着部材及び第２の定着部材のいずれか一方の非通紙領域にのみに送風して冷却する構成の場合は、直接的に送風されない方の定着部材は間接的な冷却がなされるにすぎず冷却効果が小さくなる。また、特許文献１が開示するもう一つの構成として、１つのファンによって第１の定着部材及び第２の定着部材の双方の非通紙領域に送風する構成であってファンはいずれかの定着部材に近い位置に設けられている構成がある。このような構成の場合、ファンから遠い方の定着部材の冷却効率は距離が長い分だけ風量の損失が大きいため悪くなりやすい。

以上述べたことから、特許文献１に開示されている構成で第１の定着部材及び第２の定着部材の双方の非通紙領域を効率良く冷却することは難しいという課題がある。

上記を解決するために本発明は、第１の定着部材と、前記第１の定着部材を加熱するヒータと、前記第１の定着部材と接触して前記第１の定着部材との間に記録材を搬送するニップ部を形成する第２の定着部材と、前記第１の定着部材又は前記ヒータの、前記ニップ部で搬送可能な全ての記録材が通過する通過領域の温度を検知する第１の温度検知部材と、
前記第１の定着部材又は前記ヒータの、前記ニップ部で搬送可能な最大幅の記録材よりも幅の狭い小サイズ記録材が通過しない非通過領域の温度を検知する第２の温度検知部材と、
前記第１の温度検知部材の検知温度が目標温度になるように前記ヒータを制御する制御部と、前記第１の定着部材の前記小サイズ記録材の非通過領域に送風する第１のファンと、前記第２の定着部材の前記小サイズ記録材の非通過領域に送風する第２のファンと、を有し、前記ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱し前記トナー像を記録材に定着する定着装置において、前記小サイズ記録材を前記ニップ部で搬送する場合、前記制御部は、前記第２の温度検知部材の検知温度に応じて前記第１のファンに供給する電力を制御し、前記第１のファンに供給する電力が閾値電力に達しても前記第２の温度検知部材の検知温度が閾値温度に収まらない場合に前記第２のファンの送風を開始することを特徴とする。

小サイズ記録材を連続通紙した時に、ニップ部を形成する第１の定着部材及び第２の定着部材の双方の非通紙領域をファンの送風で効率良く冷却することができる定着装置を提供できる。

画像形成装置に搭載されている定着装置、第１の送風部および第２の送風部の断面図定着装置の正面図ヒータの断面図および制御系統図（ａ）定着装置を記録材の導入側から見た図。（ｂ）第１の送風部を上方から見た図第２の送風部と加圧ローラとの関係図（ａ）実施例１における第１の送風部制御のフローチャート。（ｂ）実施例１における第２の送風部の非通紙領域昇温抑制モード制御のフローチャート。（ｃ）実施例１における第２の送風部の結露スリップ防止モード制御のフローチャート定着カウントと加圧ローラ温度の関係（ａ）本実施例１におけるフィルムと加圧ローラの非通紙領域昇温の説明図。（ｂ）比較例１におけるフィルムと加圧ローラの非通紙領域昇温の説明図。（ｃ）比較例２におけるフィルムと加圧ローラの非通紙領域昇温の説明図（ａ）実施例２における第１の送風部制御のフローチャート。（ｂ）実施例２における第２の送風部の非通紙領域昇温抑制モード制御のフローチャート本発明を適用可能な画像形成装置の概略断面図

（実施例１）
［画像形成装置概略］
図１０は本発明に係る定着装置を搭載できる画像形成装置の一例の構成模式図である。この画像形成装置は電子写真方式のレーザープリンタであって、ホストコンピュータ等の外部ホスト装置より入力する画像情報に応じた画像を記録材に形成する。

本実施例に示す画像形成装置は、外部装置からプリント指令を入力すると、像担持体としてのドラム形状の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）３０１を矢印方向に所定の速度（プロセススピード）で回転駆動する。その感光ドラム３０１は感光ドラム３０１の外周面（表面）が帯電器３０２により所定の極性・電位に一様に帯電される。その感光ドラム３０１の表面の帯電面に対して露光手段としてのレーザースキャナ３０３により画像情報の書き込みがなされる。レーザースキャナ３０３は、外部装置からプリンタに入力される画像情報に応じて変調されたレーザー光Ｌを出力する。そしてレーザースキャナ３０３はそのレーザー光Ｌにより感光ドラム３０１の帯電面を走査露光する。これにより、感光ドラム３０１の表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。その静電潜像は現像器３０４によりトナー（現像剤）を用いてトナー画像（現像像）として現像される。感光ドラム３０１の表面のトナー画像（以下、トナー像と記す）は感光ドラム３０１の回転によって感光ドラム３０１表面とこの感光ドラム３０１表面に対向して配置されている転写ローラ３０７の外周面（表面）との間の転写ニップ部に送られる。

以上が画像形成部の構成である。

一方、給送カセット３０８のシート積載台３０８ａ上に積載されている記録材Ｐは、所定の制御タイミングで駆動される給送ローラ３０９により一枚ずつピックアップされ、搬送ローラ３１０と搬送コロ３１０ａとによりレジストレーション部へ送られる。レジストレーション部では、記録材Ｐの先端をレジストレーションローラ３１１とレジストレーションコロ３１１ａと間のニップ部で一旦受け止めて記録材Ｐの斜行矯正を行い、所定の搬送タイミングでその記録材Ｐを転写ニップ部へと給送する。即ち、レジストレーション部では、感光ドラム３０１の表面のトナー像の先端が転写ニップ部に到達したとき、記録材Ｐの先端も転写ニップ部に到達するように記録材Ｐの搬送のタイミングが制御される。

転写ニップ部に給送された記録材Ｐは感光ドラム３０１と転写ローラ３０７とにより挟持搬送される。そして、その記録材Ｐの搬送過程において転写ローラ３０７に印加される転写バイアスにより感光ドラム３０１の表面のトナー像が記録材Ｐに転写され、記録材Ｐは感光ドラム３０１の表面から分離されて定着装置７０へと搬送される。

定着装置７０は、未定着トナー像を担持した記録材Ｐに後述のニップ部（定着ニップ部）Ｎで熱と圧力を付与することによって未定着トナー像を記録材Ｐに加熱定着し、その記録材Ｐをニップ部Ｎから排出する。

定着装置７０のニップ部Ｎから排出された記録材Ｐは第１の排出ローラ３１２により第２の排出ローラ３１３に搬送される。そして、第２の排出ローラ３１３がその記録材Ｐを排出トレイ３１４上に排出する。

記録材Ｐが分離された後の感光ドラム３０１の表面は、クリーナー３０５により転写残トナーが除去され、繰り返して作像に供される。

本実施例の画像形成装置は、感光ドラム３０１、帯電器３０２、現像器３０４、及びクリーナー３０５をアセンブリにしてプロセスカートリッジ３０６としている。そしてそのカートリッジ３０６はプリンタの筐体を構成する画像形成装置３１５に対して取り外し可能に装着されている。

画像形成装置本体３１５には外気取り込みファン３１７が設けられている。この外気取り込みファン３１７は、適宜回転され、外気を画像形成装置３１５の内側に取り込んで画像形成部、電装基板等の昇温箇所を冷却する。外気取り込みファン３１７の近傍には、環境センサ３１８が設けられ、外気取り込みファン３１７によって機外の空気を取り込んだ際に、画像形成装置３１５が設置されている環境の温度・湿度を検知する。そして、その検知結果を定着装置７０の温度制御シーケンスにフィードバックしている。

定着装置７０の近傍には、第１の送風部８０と第２の送風部９０とが配設され、第１の送風部および第２の送風部９０が各々独立して冷却風を送風することができる。尚、第１の送風部８０及び第２の送風部９０の制御については後述する。

給送カセット３０８のシート積載台３０８ａにはサイズの異なる各種記録材を積載するための移動可能な規制ガイド（不図示）が設けられている。その規制ガイドを記録材Ｐのサイズに応じて変位させその記録材Ｐをシート積載台３０８ａ上に積載することによって、サイズの異なる各種記録材を給送カセット３０８から給送ローラ３０９により一枚ずつピックアップすることができる。

本実施例の画像形成装置は、Ａ４サイズ紙対応の画像形成装置であって、プリントスピードが５２枚／分（Ａ４横送り）である。

［定着装置の概要］
図１は定着装置７０と第１の送風部８０、および第２の送風部９０の断面図である。また図２は定着装置７０の正面図、図３はヒータの短手方向の断面図および制御系統図である。これら定着装置と送風部は電子写真プリンタのような不図示の画像形成装置に搭載されている。

まず、図１および図２を用いて、定着装置７０の概要を説明する。定着装置７０は、第１の定着部材としての筒状のフィルム１１と、フィルムの内面と接触するヒータ３０と、フィルム１１との間にニップ部Ｎを形成する第２の定着部材としての加圧ローラ２０と、を備える。フィルムユニット１０は、フィルム１１と、ヒータ３０と、加圧ローラ２０と、溝部でヒータ３０を支持する支持するガイド部材４１と、フィルムユニットを加圧する加圧ステイ４２と、を有する。図２の４３は、加圧ステイ４２の左右両端部の腕部にそれぞれ取り付けられた図２中の端部ホルダであり、４３ａは端部ホルダ４３と一体のフランジ部である。

加圧ローラ２０は、芯金２１と、芯金２１の外周面に形成されたシリコーンゴム等からなる弾性層２２と、弾性層２２の外側に形成されＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹からなる表層２３と、を有する弾性ローラである。ここで、ＰＴＦＥはポリテトラフルオロエチレンであり、ＰＦＡはテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体であり、ＦＥＰはテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体である。

加圧ローラ２０は、芯金２１の両端部を定着装置７０のフレーム（不図示）である左右の側板間に軸受部材を介して回転自在に保持されている。フィルムユニット１０のヒータ３０側を加圧ローラ２０に対向させて並列に配列し、加圧ステイ４２の両端部にある端部ホルダ４３に対して加圧ばね４４を設けている。これにより、フィルムユニット１０が加圧ローラ２０側に付勢される。尚、フランジ部４３ａは、フィルム１１がフィルム１１の母線方向に移動するのを規制する。

以上説明した定着装置７０は、ニップ部Ｎにおいてトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱しトナー像を記録材に定着する。

次にヒータ３０の構成について説明する。図３はヒータ３０の断面図および制御系統図である。ヒータ３０は、基板３１と、基板３１の上に基板３１の長手方向に沿って形成された発熱抵抗体Ｈ１及びＨ２と、発熱抵抗体Ｈ１及びＨ２の上に形成された保護層３２と、フィルム１１と接触する側の面に形成された摺動層３３と、を有する。基板３１はアルミナや窒化アルミ等のセラミックスで形成され、保護層３２及び摺動層３３は、ガラスやフッ素樹脂等で形成される。

ヒータ３０の発熱抵抗体Ｈ１およびＨ２の長手端部に通電することで、発熱抵抗体Ｈ１およびＨ２が発熱してヒータ３０がヒータ長手方向の有効発熱体領域幅Ａの全域において急速に昇温する。そのヒータ３０の温度が保護層３２の外面に接触するように配設された第１の温度検知部材としての第１のサーミスタＴＨ１により検出され、その出力（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１００に入力する。制御回路１００は、その入力する検知温度情報に基づいて、ヒータ３０の温度を目標温度（定着温度）に維持するように電源（電力供給部、ヒータ駆動回路部）１０１から発熱抵抗体Ｈ１およびＨ２に対する電力を発熱抵抗体ごとに独立して制御する。

定着装置７０は、加圧ローラ２０を駆動してフィルム１１を回転させるタイプの定着装置である。詳細を説明する。図１に示すように、加圧ローラ２０はモータＭ１により矢印の反時計方向に回転駆動される。加圧ローラ２０の回転駆動によって生じたニップ部における摩擦力によってフィルム１１に回転駆動力が作用する。これにより、フィルム１１は、その内面がニップ部においてヒータ３０の摺動層３３に密着しながら矢印の時計方向に回転するフィルム１１は加圧ローラ２０と同じ回転速度で回転する。

外部ホスト装置２００から入力される画像情報に応じたプリントスタート信号に基づいて、加圧ローラ２０の回転及びヒータ３０のウォームアップが開始される。フィルム１１の回転速度が目標速度となり、ヒータ３０の温度が目標温度に達した状態において、ニップ部Ｎにトナー画像Ｔを担持させた記録材Ｐがトナー画像を担持した面がフィルム１１に接触するように導入される。記録材Ｐはニップ部Ｎにおいてフィルム１１を介してヒータ３０と挟まれた状態でフィルム１１と一緒に移動する。その移動過程においてヒータ３０で加熱されるフィルム１１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面に定着される。ニップ部を通過した記録材Ｐはフィルム１１から分離されて排出搬送される。

尚、本実施例においてはフィルムの内面にヒータが接触するタイプの定着装置を例示して説明したが、これに限定されるものではない。例えば、フィルムと、フィルムに内包されるハロゲンヒータと、ニップ部形成部材と、ニップ部形成部材と共にフィルムを介してニップ部を形成する加圧部材と、を有する定着装置であっても良い。この定着装置は、ハロゲンヒータの輻射熱によってフィルムの内面を加熱するタイプの定着装置である。

図２を用いて、非通紙領域について説明する。本例では、記録材Ｐの搬送は記録材の幅方向の中央が搬送の基準となる、所謂、中央基準搬送で行なわれる。Ｓはその記録材の搬送基準を示した仮想線である。Ｗ１は定着装置で通紙可能な最大幅の記録材の通紙幅（以下、最大通紙幅と記す）である。本例において、この最大通紙幅Ｗ１はＡ３サイズ幅２９７ｍｍ（Ａ３縦送り）である。記録材の搬送方向に直交する方向において、ヒータ３０の長手方向の発熱領域幅ＡはＡ３サイズの記録材の両端部の定着性を確保するために、この最大通紙幅Ｗ１よりも少し大きい。Ｗ３は定着装置で通紙可能な最小幅の記録材の通紙幅（以下、最小通紙幅と記す）である。本例において、この最小通紙幅Ｗ３はＡ４縦サイズ幅２１０ｍｍ（Ａ４縦送り）である。Ｗ２は上記の最大幅の記録材より幅が狭く、最小幅の記録材との間の幅の記録材の通紙幅である。本例において、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、それぞれ小サイズ記録材であるＢ４またはＡ４縦送りの記録材を通紙したときの非通紙部である。本例においては記録材の搬送が中央基準であるから、非通紙領域ａ及びｂはそれぞれ、通紙幅Ｗ２の左右の両側部、最小通紙幅Ｗ３の左右の両側部に生じる。この非通紙領域の幅は使用される小サイズ記録材の幅により異なる。

第１の温度検知部材としてのサーミスタＴＨ１は、ヒータ３０の最小通紙幅Ｗ３に対応する通紙部に設けられ、ヒータ３０の温度を検知する。第２の温度検知部材としてのサーミスタＴＨ２は、ヒータ３０の最小通紙幅Ｗ３外の非通紙部の温度を検知する。サーミスタＴＨ１及びＴＨ２の出力はＡ／Ｄコンバータを介して制御回路部１００に入力される。

尚、サーミスタＴＨ１およびサーミスタＴＨ２はそれぞれ、最小通紙幅Ｗ３及び非通紙領域ａに対応するフィルム１１の内面に弾性的に接触させて配設してもよい。

［第１の送風部の構成］
第１の送風部８０は、フィルム１１に向けて送風する部分である。図４（ａ）の定着装置を記録材Ｐの導入側から見た図、および（ｂ）第１の送風部８０を上方から見た図を用いて、第１の送風部８０の説明を行う。

第１の送風部８０は、第１のファン８１と、第１のファン８１からの送風をフィルムユニット１０まで導くダクト８２と、シャッタ８４と、シャッタ駆動部を有する。第１のファン８１は、電力が供給されるとモータ（不図示）が回転し第１の羽根車８１ａが回転することで送風することができる構成である。実施例１の第１のファン８１は軸流ファンであるが、遠心ファンであっても良い。

また、第１のファン８１は、フィルム１１に送風するための第１の羽根車８１ａが加圧ローラ２０よりもフィルム１１に近くなるように配置されている。第１の羽根車８１ａがフィルム１１よりも加圧ローラ２０に近い配置であると、ダクト８２が長くなり風がフィルム１１に到達するまでの圧力損失が大きくなるので効率が悪くなるからである。

ダクト８２は、フィルムユニット１０に対向する部分に配置された開口部８３を有する。また、シャッタ８４は、フィルム１１と第１のファン８１との間にあり、開口部８３が形成された記録材搬送方向に直交する方向に延びたダクトの一部である支持板８５に沿ってスライド移動が可能に支持されている。このシャッタ８４をラック歯８６とピニオンギア８７により連絡させ、ピニオンギア８７をモータ（不図示）で正転方向又は逆転方向に駆動する。これにより、両端部のシャッタ８４は連動してそれぞれに対応する開口部８３に対して移動する。シャッタは通紙する記録材のサイズに応じて移動させる。

第１のファン８１、ダクト８２、シャッタ８４はフィルムユニット１０の記録材向に直交する方向において両端部に対称に配置されている。

上記の支持板８５、ラック歯８６、ピニオンギア８７、ピニオンギアを駆動するモータ（不図示）によりシャッタ駆動機構が構成されている。両端部の開口部８３の記録材搬送方向の幅は、最小幅の記録材を通紙した時の非通紙領域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。両端部のシャッタ８４をそれぞれ記録材搬送方向に直交する方向の中央から端部に向かって移動させて開口部８３を所定量閉じることで、第１のファン８１の送風領域をフィルム１１の非通紙領域の幅に合わせる。第１のファン８１およびシャッタ駆動機構は、制御回路１００の信号を受け取った制御部８８により動作する。

本実施例で使用した第１のファン８１は、定格電圧におけるモータの回転数が１００％の時に、０．３８９ｍ＾３／分の風量を出すことが可能なファンを用いた。モータの回転数は、フィルムの昇温速度に応じて変更することが可能である。モータの回転数を変更することにより、第１のファン８１の回転数を変え、フィルム１１の非通紙領域に送風する風量を調整することで、フィルム１１の昇温速度に応じて非通紙部昇温を抑制することが可能である。第１のファン８１の制御については後述する。

［第２の送風部の構成］
第２の送風部９０は、加圧ローラ２０に送風する部分である。図１および図５の第２の送風部９０と加圧ローラ２０との位置関係を示した図を用いて、第２の送風部９０の構成について説明する。第２の送風部９０は、第２のファン９１と、第２のファン９１で発生した風を加圧ローラ２０に案内するためのダクト９２と、を有する。第２のファン９１は、電力が供給されるとモータが回転し第２の羽根車９１ａが回転することで送風することができる構成である。実施例１においては、軸流ファンを用いるが、遠心ファンでも良い。

また、第２のファン９１は、加圧ローラ２０に送風するための第２の羽根車９１ａがフィルム１１よりも加圧ローラ２０に近くなるように配置されている。第２の羽根車９１ａが加圧ローラ２０よりもフィルム１１に近い配置であると、ダクト９２が長くなり風が加圧ローラ２０に到達するまでの圧力損失が大きくなるので効率が悪くなるからである。

ダクト９２は、第２のファン９１とダクト９２とを連結する連結部９３と、複数の通風孔９４と、を有する。制御回路１００から制御部９５へ動作信号が伝達されると、第２のファン９１が所定の回転数で回転する。この第２のファン９１による送風は、連結部９３を介してダクト９２へと案内され、通風孔９４から加圧ローラ２０へ吹き付けられる。

ここで、本実施例では、複数の通気孔９４は、ダクト９２の記録材搬送方向に直交する方向の両端部のみに設けられ、両端部の通気孔９４における風量が同等になるように通気孔９４の形状と個数が調整されている。通気孔９４を設ける範囲は、レターサイズの記録材を横送りした時の非通紙領域とした。この理由は、加圧ローラの非通紙領域昇温の抑制と、結露スリップの抑制と、を両立するためである。尚、第２の送風部９０の構成は、本実施例の構成に限定されるものではなく、記録材搬送方向の中央よりも端部の方が加圧ローラ２０に吹き付けられる風量が大きくなるように通風孔９４が設けられていればよい。例えば、通気孔９４の個数が記録材搬送方向に直交する方向の中央より端部の方が多い構成、又は、通気孔９４の大きさが記録材搬送方向に直交する方向の中央より端部の方が大きい構成であっても良い。また、第１の送風部８０と同様にシャッタ駆動機構を設けて、送風範囲を可変としてもよい。

結露スリップ対策としても、加圧ローラ２０の長手方向全域に均一な風量で送風するよりも本願発明のように非通紙域のみ、又は非通紙域に対して通紙域よりも風量を抑えた方が加圧ローラ２０を過剰に冷却することなく結露スリップを抑制できるという効果がある。

本実施例で使用した第２のファン９１は、定格電圧におけるモータの回転数が１００％の時に、０．１４ｍ＾３／分の風量を出すことが可能なファンを用いた。モータの回転数を変更することにより、加圧ローラ２０の昇温速度に応じて、加圧ローラ２０に送風する風量を調整することができる。第２のファン９１の制御については後述する。

［送風部の制御］
表１に本実施例における第１の送風部８０及び第２の送風部９０の制御方法を示す。本実施例における第１の送風部８０および第２の送風部９０は、紙サイズ、環境、定着装置の蓄熱量、非通紙領域の温度に応じてシャッタ８４の開口量や第１のファン８１及び９１の風量を制御する。紙サイズ、環境、定着装置の蓄熱量、及び非通紙領域の温度の情報は、それぞれ、紙幅センサ、環境センサ、定着カウント予測、及びサーミスタＴＨ２から得られる。尚、定着カウント予測に関しては後述する。

［第１の送風部の制御］
図６（ａ）のフローチャートを用いて、本実施例における第１の送風部８０の制御を説明する。

まず、外部ホスト装置２００から入力される画像情報に応じたプリントスタート信号から、プリント動作が開始する（Ｓｔｅｐ１）。その後、制御回路部１００には、ユーザーが入力した記録材サイズの情報や、給紙カセット等の記録材サイズ検知センサの情報から通紙される記録材幅Ｗに関する情報が得られる（Ｓｔｅｐ２）。次に、制御回路部１００はプリント動作中のサーミスタＴＨ２を検知温度を監視し、フィルム１１の非通紙領域昇温の有無を判断する（Ｓｔｅｐ３）。

サーミスタＴＨ２の検知温度が閾値温度以上になった時、制御回路部１００は記録材のサイズ情報に基づき、制御部８８に対して非通紙部昇温抑制のための動作指示を行う。具体的には、開口部８３が記録材サイズに応じた開口量になるようにシャッタを移動させた後に、第１のファン８１へ電力を供給して送風を開始する（Ｓｔｅｐ５）。サーミスタＴＨ２の検知温度が所定の温度範囲に収まるように第１のファン８１に対する供給電力を調整する（Ｓｔｅｐ６、Ｓｔｅｐ７）。

例えば、レター横送り時には、送風開始を判断するサーミスタＴＨ２の検知温度を２５０℃、開口部８３の開口量を５．３ｍｍとし、サーミスタＴＨ２が２５０〜２６０℃の範囲に収まるよう第１のファン８１に対する供給電力を調整する。

プリント処理が終了した場合は（Ｓｔｅｐ８）、第１のファン８１への電力供給を停止するとともに、シャッタ８４を開口部８３の開口量が０ｍｍであるホームポジションに移動させる（Ｓｔｅｐ９）。

尚、Ｓｔｅｐ３でサーミスタＴＨ２を監視し、プリント動作の終了まで閾値温度より低い場合は（Ｓｔｅｐ４）、顕著な非通紙部昇温が発生していないと判断してファン８１の動作を行わない。

［第２の送風部制御］
本実施例における第２の送風部９０の使用目的は２つある。第１の目的は、加圧ローラ２０の非通紙領域の昇温の抑制（以降、非通紙領域昇温抑制モードと記す）である。第２の目的は、結露スリップの抑制である（以降、結露スリップ抑制モードと記す）である。

ここで、結露スリップは、加圧ローラ２０の表面に付着した水滴によりローラの表面の摩擦係数が低下して加圧ローラ２０からフィルム１１に十分な回転駆動力を付与できずフィルム１１の回転が停止し記録材Ｐの搬送が一時的に停止する現象である。吸湿した記録材Ｐがニップ部を通過した際に発生する水蒸気が冷えた加圧ローラ２０に接触すると水滴となる。従って、結露スリップは、連続プリント開始から数十枚程度の定着装置が冷えた状態、特に加圧ローラ２０の温度が室温から６０℃程度と比較的低い状態で発生し易い。

［非通紙領域昇温抑制モード］
第２のファン９１の制御は、小サイズ記録材を連続通紙した時の第１の定着部材の非通紙領域の昇温速度と第２の定着部材の非通紙領域の昇温速度とがほぼ同じである定着装置の構成の場合、第１のファン８１の制御と同じで良い。例えば、第１の定着部材と第２の定着部材とがほぼ同じ熱容量であって共にヒータを有している場合などである。

しかし、ヒータ等の熱源によって加熱される薄肉のフィルム１１と、熱源によって直接加熱されないゴム層を有する加圧ローラ２０と、を備える本実施例の定着装置の場合は、第１のファン８１と第２のファン９１との制御を異なるものとした方が効果的である。なぜなら、ヒータ３０で直接加熱されているフィルム１１は、フィルム１１より熱容量が大きくヒータ３０で直接加熱されていない加圧ローラ２０よりも非通紙領域の昇温速度が速いためである。つまり、フィルム１１は温まりやすく冷めやすいが、加圧ローラ２０は温まりにくいが冷めにくいのである。例えば、定着装置が冷えた状態から小サイズ記録材の定着処理を開始した後、フィルム１１の非通紙領域の温度が冷却すべき温度に達したタイミングで加圧ローラ２０を冷却すると加圧ローラ２０はまだ十分に温まっていないので定着不良となる場合がある。

逆に加圧ローラ２０の非通紙領域の温度が冷却すべき温度に達してからフィルム１１の非通紙領域の冷却を開始するとフィルム１１の非通紙領域は上限温度を超えてしまっている場合がある。

このような状況を踏まえて図６（ｂ）のフローチャートを用いて本実施例の第２のファン９１の制御について説明する。まず、外部ホスト装置２００から入力されるプリント信号から、プリント動作が開始される（Ｓｔｅｐ２１）。次に制御回路部１００が第１のファン８１への供給電力を監視し（Ｓｔｅｐ２２）、その供給電力が閾値電力以上である場合は、制御部９５を通じて第２のファン９１への電力供給を行い送風を開始する（Ｓｔｅｐ２４）。すなわち、本実施例では、第１のファン８１への供給電力に応じて第２のファン９１の駆動及び停止を行う。本実施例の構成では、サーミスタＴＨ２がフィルム１１の非通紙領域のみに配設された構成であり、加圧ローラ２０の非通紙領域昇温を直接検知していない。そのため、第１のファン８１への供給電力が閾値電力以上である場合は、定着装置７０の蓄熱量が多く、加圧ローラ２０も非通紙領域昇温についても顕著であると判断する。本実施例では、第１のファン８１への供給電力が６０％以上であった場合、第２のファン９１に１００％の電力供給を行って第２のファン９１の駆動を開始する。ここで１００％の電力供給とは、第２のファン９１の風量にすると０．１４ｍ＾３／分であり、加圧ローラ２０の非通紙領域昇温を抑制するのに十分であり且つ非通紙領域の温度がアンダーシュートしない程度の風量である。本実施例では、第２のファン９１の風量は、第１のファン８１の風量より小さい。これは、直接ヒータにより直接加熱されているフィルムを冷却する第１のファン８１の風量より間接的に加熱されている加圧ローラ２０を冷却する第２のファン９１の風量の方が小さくて済むからである。

プリント動作中も第１のファン８１への供給電力を監視し（Ｓｔｅｐ２５）、この供給電力が閾値電力より小さくなった時は第２のファン９１への電力供給を終了しＳｔｅｐ２２に戻る。第２のファン９１の駆動中にプリント動作が終了した場合は（Ｓｔｅｐ２７）、第２のファン９１への電力供給を終了する（Ｓｔｅｐ２８）。

Ｓｔｅｐ２２で第１のファン８１への供給電力を監視し、プリント動作終了までこの供給電力が閾値電力より小さい場合は（Ｓｔｅｐ２３）、顕著な非通紙領域昇温が発生していないと判断して第２のファン９１の駆動は停止した状態とする。第１のファン８１への供給電力に応じて第２のファン９１の制御をすることで、加圧ローラ２０に新たな温度検知部材を設けること無く加圧ローラ２０の非通紙領域の昇温を抑制することができる。尚、加圧ローラ２０の非通紙領域に新たに温度検知部材を配設して、その検知された温度に応じて第２のファン９１の制御を行ってもよい。加圧ローラ２０は、定着装置７０を構成する部材の中で熱容量が大きいので、加圧ローラ２０の温度と定着装置７０の蓄熱量とは相関があるためである。

［結露スリップ防止モード］
図６（ｃ）のフローチャートを用いて、本実施例における第２の送風部９０の結露スリップ防止モードの動作説明を行う。

前述の通り、結露スリップは記録材Ｐが多量の水分を含んでおり、かつ加圧ローラ２０の温度が低い状態で発生しやすい。本実施例では、プリント動作を開始した後（Ｓｔｅｐ３１）、環境センサ３１８により装置の設置された環境の湿度を検知し、検知湿度が８０％以上であった場合（Ｓｔｅｐ３２）は記録材Ｐが多量の水分を含んだ可能性があると判断する。また、後述する定着カウント予測により、加圧ローラ２０の温度が７５℃未満と予測された場合は、結露スリップが発生する可能性があると判断する。プリント開始時に、装置の設置環境の湿度が８０％以上且つ定着カウント予測によるカウント数が１００１未満である場合は（Ｓｔｅｐ３３）、制御部９５を通じて第２のファン９１へ電力供給を開始し、加圧ローラ２０への送風を開始する（Ｓｔｅｐ３４）。これによって、加圧ローラ近傍で記録材Ｐから発生した水蒸気を排出することができる。尚、結露スリップモードにおける第２のファン９１への供給電力は、加圧ローラ２０近傍の水蒸気を排出するのに十分であり、かつ加圧ローラを過剰に冷却することのない程度である５０％とする。加圧ローラ２０が昇温しやすいレターサイズ横送りで３０枚以上のプリントが終了した場合（Ｓｔｅｐ３５）は、第２のファン９１への電力供給を終了し、第２のファン９１の駆動を停止する（Ｓｔｅｐ３６）。また、上記のプリント枚数が３０枚に満たないうちにプリント動作が終了した場合（Ｓｔｅｐ３７）においても、第２のファン９１への電力供給を終了し、第２のファン９１の駆動を停止する（Ｓｔｅｐ３８）。

尚、本実施例では加圧ローラ２０の温度を定着カウント予測を用いて把握しているが、これに限定されるものではない。温度検知部材により、直接加圧ローラ温度を検知して、その検知温度に応じて第２のファン９１を制御しても良い。

［定着カウント予測］
次に、定着装置内の温度を予測する定着カウント予測について説明する。本実施例における定着カウント予測は、プリント動作を複数の工程に分けて、それぞれの工程毎に加圧ローラ２０への熱的影響に応じて決められた係数を積算し、この積算カウントの値で加圧ローラ２０の温度を予測するものである。この工程は、ヒータ３０への電力供給を開始してから排紙センサ４５がオンするまでの予備加熱工程、ニップ部で記録材を通紙する通紙工程、ニップ部が紙間で記録材を通紙しないインターバル期間、プリント動作していない装置停止期間等がある。各工程の係数は、各工程におけるヒータへの供給電力や放熱量等から算出する。例えば、下記表２に定めるような値としている。そして、それぞれの工程において２００ｍｓｅｃごとに各係数を加算していき、その積算カウントに応じて、加圧ローラ２０の温度を予測する。なお、本体の電源がＯＦＦされると積算カウントはリセットされる。ただし、電源がＯＮされるとサーミスタＴＨ１の情報をもとに積算カウントの初期値が決定される。その後は時間が経過するごとに、この初期値に対して係数が加算される。また、環境センサ３１８からの装置の設置された環境の温度及び湿度の情報が得られる場合には、その情報に基づいて加算する係数を補正してもよい。環境センサ３１８の情報によって係数を補正することによって、環境情報に応じた記録材の温度や加圧ローラの放熱量、投入電力を考慮することができて、加圧ローラの温度の予測精度が向上する。尚、本実施例の定着カウント予測している温度は、非通紙部昇温の影響を受けない最小通紙幅Ｗ３領域内の加圧ローラ温度である。また、定着装置の温度を予測する方法は、プリント枚数から判断する方法や、温度検知部材などで直接加圧ローラ温度を検知する方法など、上述の方式に限定されるものではない。

図７に、定着カウント予測による積算カウントと加圧ローラ温度との関係を示す。本実施例では、加圧ローラ温度が７５℃未満の場合に定着装置が冷えていると判断する。つまり、高湿環境下のプリント初期において、制御回路部１００に積算カウントが１００１未満であるとの情報がインプットされると、定着装置が冷えている状態（コールド状態）にあると判断する。

［性能評価］
図８（ａ）に、定着カウント予測によるカウント数が１００１未満のコールド状態でプリント動作を開始した場合における本実施例の結果を示す。横軸は通紙枚数であり、左の縦軸はフィルム１１の非通紙領域の温度を、右の縦軸は加圧ローラ２０の非通紙領域の温度を示す。使用した記録材は坪量９０ｇ／ｍ３のレターサイズ紙であり、それを横送りで５００枚連続プリントした。尚、装置の設置環境の湿度が８０％であったため、プリント初期に第２の送風部が結露スリップ防止モードで動作していたが、風量が微量であったため加圧ローラの冷却効果は小さかった。そのため、図８には第１の送風部８０並びに第２の送風部９０の非通紙領域昇温モードでの動作タイミングのみを併記した。

図８（ａ）では、連続プリント開始からプリント枚数が２００枚に達したタイミングで第１のファン８１が駆動されフィルム１１の非通紙領域への送風が開始された。更に、連続プリント開始からプリント枚数が３９０枚に達したタイミングで第２のファン９１の駆動が開始され加圧ローラ２０の非通紙領域への送風を開始した。このように、第２のファン９１を第１のファン８１とずらして駆動する制御によりフィルム１１及び加圧ローラ２０のそれぞれの上限温度に到達する前に非通紙領域昇温を抑制することができた。更に、加圧ローラ２０の非通紙領域昇温の温度は過剰なアンダーシュートを起こさず、良好な定着性も得られた。これは、加圧ローラ２０がある程度蓄熱された後で加圧ローラの非通紙領域への送風を開始したこと、及び、第２のファン９１の風量を第１のファン８１より小さくしたことによるものである。尚、本実施例におけるフィルム１１の上限温度はフィルム１１の熱劣化が始まる温度２７０℃であり、加圧ローラ２０の上限温度は加圧ローラ２０の熱劣化が始まる温度１５０℃である。

比較例１として図８（ｂ）に第１のファン８１の動作は本実施例と同じであって、本実施第１のファン８１が駆動を開始すると同時に第２のファン９１を駆動させた。尚、図の表記方法やその他の検証条件は図８（ａ）と同じであるため説明を割愛する。図８（ｂ）より第１のファン８１及び第２のファン９１は連続プリント開始からプリント枚数が２００枚に達した時に駆動が開始され、フィルム１１の非通紙領域昇温は上限温度未満に抑制することができた。しかしながら、加圧ローラ２０の温度が低い時から第２のファン９１を駆動して加圧ローラ２０へ送風を開始しため、加圧ローラ２０の温度が過剰に低下し、定着不良が発生してしまった。

比較例２として、図８（ｃ）に加圧ローラ２０の非通紙領域の温度が上限温度より低い１４０℃に達した時、第２のファン９１の駆動を開始し加圧ローラ２０の非通紙領域への送風を開始した場合の結果を示す。比較例２における第１のファン８１の駆動開始は第２のファン９１と同時とした。尚、図の表記方法やその他の検証条件は図８（ａ）と同じであるため説明を割愛する。図８（ｃ）より
第１のファン８１および第２のファン９１は連続プリントの開始からのプリント枚数が３９０枚目に達した時点で駆動が開始され、加圧ローラ２０の非通紙領域昇温については上限温度未満に抑制することができている。一方で、フィルム１１の非通紙領域昇温は、第１のファン８１による送風を開始した時点でフィルム１１の上限温度を超えていた。

以上述べたことから、本実施例のフィルム１１と加圧ローラ２０とを有する定着装置においては、第１のファン８１と第２のファン９１との制御を異なるものとすることで非通紙領域昇温の抑制と定着不良の抑制を両立できるという効果がある。

（実施例２）
本実施例は、直前のプリント動作で非通紙領域昇温が顕著な場合であっても次のプリント動作で非通紙領域昇温を抑制できるように第１の送風部８０ならびに第２の送風部９０の制御を行うものである。

尚、その他の構成は実施例と同様のため説明を省略する。

［第１の送風部制御］
図９（ａ）のフローチャートを用いて、本実施例における第１の送風部８０の制御の説明を行う。

実施例１では、第１の送風部８０の第１のファン８１は、フィルム１１の非通紙領域の温度を検知するサーミスタＴＨ２が閾値温度以上である場合に駆動する。ここで、直前のプリントジョブを非通紙領域昇温が発生した状態で終えていた場合、フィルム１１や加圧ローラ２０の非通紙領域に多くの熱が蓄積され、次のプリントジョブにおいて非通紙領域昇温に不利な状態でプリントが開始される可能性がある。

本実施例では、プリントを開始する直前の定着装置の蓄熱量に応じて第１のファン８１を制御する。本実施例では、定着装置の蓄熱量を定着カウントで予測する方法を用いるが、加圧ローラに直接温度検知部材を設けて、その検知温度に応じて第１のファン８１を制御しても良い。

サーミスタＴＨ２のフィルム１１の非通紙領域の検知温度だけでは、定着装置の蓄熱量、特に加圧ローラ２０の蓄熱量が把握できない場合に、フィルム１１の非通紙領域の冷却が迅速に行うことができるという効果がある。

実施例１においては、実際に第１のファン８１送風が開始されるまでに、シャッタ機構の開閉やファンのモータの定常待ちなど、一定のアイドリング時間が存在する。このアイドリング時間でフィルム１１が、熱劣化が開始する温度まで到達するのを防止するためである。

本実施例では、定着カウントが１００１カウント以上のホット状態（Ｓｔｅｐ４３）で、且つ直前のプリント動作で第１のファン８１が動作していた場合（Ｓｔｅｐ４４）は、定着装置の非通紙領域の蓄熱量が多いと判断する。そして、次のプリント開始時から、第１のファン８１の駆動を開始する（Ｓｔｅｐ４７）。

尚、Ｓｔｅｐ４１、Ｓｔｅｐ４２、Ｓｔｅｐ４５、Ｓｔｅｐ４６、およびＳｔｅｐ４８〜Ｓｔｅｐ５１の動作は実施例１と同じであるため、説明を省略する。

これにより、直前のプリントによりフィルム１１の非通紙領域昇温が顕著だった場合においても、実施例１と同様に良好な非通紙領域の抑制効果が得られる。

［第２の送風部制御］
図９（ｂ）のフローチャートを用いて、本実施例における第２の送風部９０の非通紙領域昇温抑制モードの制御についての説明を行う。

非通紙領域昇温抑制モードの制御に関して、実施例１では第１のファン８１に対する供給電力が６０％以上の場合に非通紙領域昇温抑制モードでの動作を開始するとしていた。本実施例では定着カウントが１８０１カウント以上のホット状態（Ｓｔｅｐ５３）で、かつサーミスタＴＨ２の検知温度がサーミスタＴＨ１の検知温度より高い場合（Ｓｔｅｐ５４）、第２のファン９１を駆動を開始する（Ｓｔｅｐ５７）。

尚、Ｓｔｅｐ５２、Ｓｔｅｐ５５、Ｓｔｅｐ５６、およびＳｔｅｐ５８〜Ｓｔｅｐ６１の動作、並びに結露スリップ防止モードの動作は実施例１と同じであるため、説明を省略する。

これにより、直前のプリントにより加圧ローラ２０の非通紙領域昇温が顕著だった場合においても、実施例１同様良好な非通紙領域冷却効果が得られる。

７０定着装置
１１フィルム
２０加圧ローラ
３０ヒータ
８０第１の送風部
８１第１のファン
８１ａ第１の羽根車
９０第２の送風部
９１第２のファン
９１ａ第２の羽根車

Claims

第１の定着部材と、
前記第１の定着部材を加熱するヒータと、
前記第１の定着部材と接触して前記第１の定着部材との間に記録材を搬送するニップ部を形成する第２の定着部材と、
前記第１の定着部材又は前記ヒータの、前記ニップ部で搬送可能な全ての記録材が通過する通過領域の温度を検知する第１の温度検知部材と、
前記第１の定着部材又は前記ヒータの、前記ニップ部で搬送可能な最大幅の記録材よりも幅の狭い小サイズ記録材が通過しない非通過領域の温度を検知する第２の温度検知部材と、
前記第１の温度検知部材の検知温度が目標温度になるように前記ヒータを制御する制御部と、
前記第１の定着部材の前記小サイズ記録材の非通過領域に送風する第１のファンと、
前記第２の定着部材の前記小サイズ記録材の非通過領域に送風する第２のファンと、
を有し、前記ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱し前記トナー像を記録材に定着する定着装置において、
前記小サイズ記録材を前記ニップ部で搬送する場合、前記制御部は、前記第２の温度検知部材の検知温度に応じて前記第１のファンに供給する電力を制御し、前記第１のファンに供給する電力が閾値電力に達しても前記第２の温度検知部材の検知温度が閾値温度以下に収まらない場合に前記第２のファンの送風を開始することを特徴とする定着装置。
前記閾値電力は、前記第１のファンに供給可能な最大電力よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記制御部は、前記第１のファンに供給する電力が前記閾値電力より小さくなった時に前記第２のファンの駆動を停止することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
前記第２の定着部材の熱容量は、前記第１の定着部材の熱容量よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
前記第２の定着部材は熱源によって直接加熱されていないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
前記第１のファンと前記第１の定着部材との間にシャッタを有し、前記シャッタは前記第１のファンの送風領域を記録材のサイズに応じて調整するために移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
前記第２の定着部材の長手方向に沿って長く、前記第２の定着部材の小サイズ記録材の前記非通紙領域に対向する部分に通気孔を有するダクトを備え、
前記第２のファンは、前記第２の定着部材の長手方向において前記ダクトの一方の端部に設けられ、前記通気孔を介して前記第２の定着部材の小サイズ記録材の前記非通紙領域に送風することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置。
前記第１の定着部材は筒状のフィルムであり、前記第２の定着部材は加圧ローラであり、
前記ヒータは前記フィルムの内面に接触し、前記ヒータは前記フィルムと前記加圧ローラとの間に前記ニップ部を形成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着装置。
前記第１の定着部材は筒状のフィルムであり、前記第２の定着部材は加圧ローラであり、
前記ヒータは前記フィルムに内包されたハロゲンヒータであって、前記加圧ローラと前記フィルムとの間に前記ニップ部を形成するニップ部形成部材を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着装置。