JP7433956B2 - 定着装置、及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像を形成した記録材を加熱し定着する定着装置に関する。また、該定着装置を画像定着手段として搭載した、複写機、プリンタ、等の画像形成装置に関する。

電子写真、静電記録、磁気記録等の画像形成プロセスにより、紙や光沢フィルム等の記録材の上に、画像情報に対応した未定着トナー像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、トナー像を永久固着画像として記録材面上に定着させるため、定着装置によりトナー像を溶融し、記録材と密着させる加熱処理（定着処置）が行われる。

定着装置として、特許文献１に示すようなフィルム加熱方式のものが知られている。本方式の定着装置は、定着フィルムと定着フィルムの内面に接触するヒータと、定着フィルムを介してヒータに加圧接触しニップ部を形成する加圧ローラとで主要部が構成される。フィルム加熱方式の定着装置は熱容量が小さいためクイックスタート性や省電力性に優れるという特徴を持つ。しかしながら近年、これまで以上の省電力化が求められており、それに対応するため、記録材上に画像が形成された領域を選択的に加熱する方式（特許文献２）が提案されている。この方式では、独立して発熱量を制御可能な複数の発熱体を、記録材の搬送方向と直交する方向（以下、長手方向という）に並べて配置した構造のヒータを用いる。そして、画像が通過する領域に対応する発熱体を選択的に通電することで、画像部が選択的に加熱される。

特開平４－４４０７５号公報 特開平６－９５５４０号公報

画像形成装置ではジャム（紙詰まり）等が発生した場合、画像形成途中であっても装置の動作を中断し、停止する場合がある。未定着のトナーを載せた記録材が定着装置の定着ニップ部を通過中に停止した場合、定着ニップ部に記録材を挟んだままの状態となる。そのため、ユーザーは装置のドアを開け記録材を定着器から除去する所謂ジャム処理を行う必要があるが、その際に未定着のトナー像が定着装置の定着フィルムや加圧ローラに付着してしまうことがある。このようにして付着したトナーは、通常、装置の停止状態が解除され、画像形成が再開可能な状態に復帰（リカバリ）した後、画像形成に伴い記録材が定着装置を通過する度に除去される。しかし、特許文献２の定着装置のように記録材上において未定着画像が形成される部分である画像部を選択的に加熱する方式の定着装置において、以下のようなことが考えられる。例えば、ジャム後に復帰した後に、記録材上において未定着画像が形成されない部分である非画像部の領域の方が前述の画像部の領域より広い画像が形成された記録材を通紙し続けた場合、定着フィルムや加圧ローラに付着した汚れトナーが除去されない可能性がある。

本発明は、上記の画像部を選択的に加熱する定着装置において、画像形成動作停止後に定着フィルムや加圧ローラに付着したトナーを速やかに除去可能な定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明における画像形成装置は、
記録材に未定着画像を形成する画像形成部と、
記録材を挟持するニップ部を形成するニップ部形成部材と、記録材の搬送方向と直交する方向に並ぶ複数の発熱体を有するヒータと、を有し、記録材に形成された未定着画像を、前記ニップ部において前記ヒータの熱を利用して加熱して記録材に定着させる定着部と、
前記複数の発熱体へ供給する電力を制御する制御部と、
を備え、記録材に形成する画像に応じて前記複数の発熱体が夫々加熱する複数の加熱領域夫々の制御目標温度を切り替える画像形成装置において、
前記制御部は、前記装置を停止して前記ニップ部に挟持されていた記録材を除去するジャム処理後に画像形成する場合、前記制御目標温度の分布を、画像に応じた分布と異なる分布に変更することを特徴とする。

本発明の画像形成装置は、ジャム等による画像形成動作停止の前と後とでヒータや定着フィルムの温度分布を変えることで、画像部を選択的に過熱する定着装置においても、停止後に画像を形成しない加熱領域が続いた場合に、付着したトナーが除去されにくい問題を防止できる。

実施例１における画像形成装置の概略構成図 実施例１における定着装置の概略断面図 実施例１におけるヒータの断面図及び平面図 実施例１において記録材の上の画像を加熱領域に分割した様子を示す図 実施例１における加熱領域Ａ３のヒータの温度の時間推移 実施例１において図４のＲ２タイミングにおける温度分布 実施例１において、記録材が搬送路や定着装置を通過する様子を示した図 実施例１における画像が形成された加熱領域が多い画像を示す図 実施例１における画像が形成された加熱領域が少ない画像を示す図 実施例１における停止前と後のヒータの温度分布 実施例１のその他の実施形態において停止後に画像を形成する際のヒータの温度分布 実施例２において停止時に形成していた画像を示す図 実施例２において停止後に画像を形成する際のヒータの温度分布 実施例３において停止時に形成していた画像を示す図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
本実施例は、画像形成装置に備えられた定着装置のニップ部に挟持された記録材Ｐを除去するジャム処理を行う際における画像形成動作の停止の前と後とで、ヒータ（または定着フィルム）の温度分布を変えることを最大の特徴としている。

まず画像形成装置と定着装置の概略構成例について説明し、その次に、画像部を選択的
に加熱可能とした定着装置のヒータ構成、及び画像部を選択的に加熱する方法について説明を行う。その後、本発明の特徴部である停止前後の長手温度分布の変更内容について説明を行う。

［画像形成装置の概略構成例］
図１は本実施例における画像形成装置の概略構成を示したものである。画像形成装置１は、記録材Ｐを収納するトレイ２から供給される記録材Ｐに画像を形成する。画像形成部は、感光体１１～１４や感光体表面を帯電する帯電ローラ６１～６４、感光体上の潜像をトナーで現像する現像ローラ７１～７４を有するトナーカートリッジ２１～２４と、感光体に潜像を書き込むスキャナユニット３１～３４とからなる。この画像形成部で、記録材Ｐに対して後述の定着装置８で定着処理がされる前の未定着画像が形成される。

前記感光体１１～１４は中間転写ベルト（ＩＴＢ）７を介し１次転写ローラ４１～４４に当接している。各色の感光体上に形成されたトナー画像は、１次転写ローラに印加される正極性電圧により、一定速度で搬送される中間転写ベルト７上に順次、重ね合うように転写（一次転写）される。つまり、例えば最初にイエロー（Ｙ）の画像が中間転写ベルト７に転写され、その上に、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の順に転写されて、カラー画像が形成される。カラー画像は、中間転写ベルト７の回転に伴い、２次転写ローラ６と中間転写ベルト７が接する２次転写部まで搬送される。

一方、トレイ２内の記録材Ｐは給紙ローラ３によって１枚ずつ繰り出され、搬送ローラ対４により２００ｍｍ／ｓｅｃの一定速度でレジローラ対５まで搬送される。レジローラ対５まで搬送された記録材Ｐは、中間転写ベルト７上に形成された画像とタイミングが合うように２次転写ローラ６まで搬送される。そしてカラー画像は正極性の電圧が印加された２次転写ローラ６により中間転写ベルト７から記録材Ｐに転写される（２次転写）。記録材Ｐに転写しきれずに中間転写ベルト７上に残ったトナーは、中間転写ベルトに接するように配置されたクリーニングブレード５７によってかきとられて、回収容器５８に入れられる。２次転写ローラ６の下流には定着部としての定着装置８が設けられる。画像が転写された記録材Ｐは定着装置８で、熱と圧力によって、画像を定着処理した後、プリンタの上部、排出トレイ９に排出される。画像形成装置は、レターサイズ（２１５．９ｍｍ幅）までの幅の記録材に画像形成可能である。

画像形成装置は、直接又はネットワークを介してＰＣ等の端末機器（不図示）と接続されており、ユーザーは端末機器を介し、画像形成装置に画像形成指示を出す。画像形成装置は、ジャム等を検知した際、画像形成を停止すると共に、その検知内容とジャム処理方法などの対処方法を表示部８０に表示すると同時に端末機器に送信する。検知した内容や対処方法は、端末機器上でも表示され、ユーザーに告知される。画像形成装置には、これら一連の動作を制御するための制御部１２９も備えている。

装置がジャム（紙づまり）等を検知し停止した場合、ユーザーは記録材の搬送路８２に残留した記録材を除去するジャム処理を行うことがある。その際は、図１における装置の右側に設けられた開閉可能なドア８１を開け、搬送路８２に残留した記録材を除去する。定着装置８に記録材が挟まったまま停止している場合は、必要に応じて定着装置を装置本体から取り外した上で、定着装置の入り口側または出口側から記録材を引き抜いて除去する。

［定着装置の構成例］
次に、定着装置の構成例について説明する。
図２（ａ）は、定着装置８の模式的断面図である。定着装置８は、以下の構成を備えている。すなわち、定着部材としての定着フィルム２０２と、定着フィルム２０２の内面に
接触する加熱部材としてのヒータ３００と、定着フィルム２０２の外面と当接し、定着フィルム２０２を介してヒータ３００と共に定着ニップ部Ｎ１を形成する加圧部材としての加圧ローラ２０８と、金属ステー２０４と、を有する。これらの、定着フィルム２０２と加圧ローラ２０８を含む構成が、本実施例において定着ニップ部Ｎ１を形成するニップ部形成部材に相当する。

定着フィルム２０２は、筒状に形成された複層耐熱フィルムであり、ポリイミド等の耐熱樹脂、またはステンレス等の金属を基層としている。また、定着フィルム２０２の表面には、トナーの付着防止や記録材Ｐとの分離性を確保するため、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（ＰＦＡ）等の離型性にすぐれた耐熱樹脂を被覆して離型層を形成してある。更に、画質向上のため、上記基層と離型層の間にシリコーンゴム等の耐熱ゴムを弾性層として形成してもよい。

加圧ローラ２０８は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金２０９と、シリコーンゴム等の材質の弾性層２１０を有する。

ヒータ３００は、耐熱樹脂製のヒータ保持部材２０１に保持されており、定着ニップ部Ｎ１内に設けられた加熱領域Ａ１～Ａ７（詳細は後述する）を加熱することで、定着フィルム２０２を加熱する。ヒータ保持部材２０１は定着フィルム２０２の回転を案内するガイド機能も有している。ヒータ３００には、定着フィルム２０２の内面に接触する側とは反対側（裏面側）に電極Ｅが設けられており、電気接点Ｃより電極Ｅに給電を行っている。また、ヒータ３００の異常発熱により作動してヒータ３００に供給する電力を遮断するサーモスイッチや温度ヒューズ等の安全素子２１２が、ヒータ３００の裏面側に対向して配置されている。

金属ステー２０４は、不図示の加圧機構から加圧力を受け、ヒータ保持部材２０１及びヒータ３００を加圧ローラ２０８に向けて付勢する。その結果、定着フィルム２０２が加圧ローラ２０８に密着し、ニップＮ１が形成される。

加圧ローラ２０８は、モータ（不図示）から動力を受けて矢印Ｒ１方向に回転する。加圧ローラ２０８が回転することによって、定着フィルム２０２が従動して矢印Ｒ２方向に回転する。定着ニップ部Ｎ１において記録材Ｐを挟持搬送しつつ定着フィルム２０２を介してヒータの熱を利用し、記録材Ｐ上の未定着トナー画像は定着処理される。また、定着フィルム２０２の摺動性を確保し安定した従動回転状態を得るために、ヒータ３００と定着フィルム２０２の間には、耐熱性の高いフッ素系潤滑グリース（不図示）を介在させている。

尚、本実施例の定着装置８は、ヒータ３００及びヒータ保持部材２０１を加圧ローラ２０８から離間する、不図示の離間機構を備えている。ジャム等が発生し、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ１に挟まったまま装置が停止した際は、定着ニップ部Ｎ１に挟まった記録材Ｐを容易に除去できるよう離間機構により離間動作をおこなう。また、定着装置８には、記録材Ｐの搬送方向における入口側、及び出口側に、それぞれ、記録材Ｐの位置を検知することで、記録材の有無を判断する検知部としての入口記録材センサ２１５、出口記録材センサ２１６を備えている。これらのセンサを用いることで、停止状態となった際に定着装置８に記録材Ｐが残留しているかの検知が可能である。

［画像部を選択的に加熱可能なヒータの構成］
次に、図３を用いて、本実施例におけるヒータ３００の構成を説明する。図３（Ａ）はヒータ３００の断面図、図３（Ｂ）はヒータ３００の各層の平面図である。図３（Ｂ）には、本実施例の画像形成装置１における記録材Ｐの搬送基準位置Ｘを示してある。本実施
例における搬送基準は中央基準となっており、記録材Ｐはその搬送方向に直交する方向（長手方向）における中心線が搬送基準位置Ｘを沿うように搬送される。また、図３（Ａ）は、搬送基準位置Ｘにおけるヒータ３００の断面図となっている。

ヒータ３００は、セラミックス製の基板３０５と、基板３０５上に設けられた裏面層１と、裏面層１を覆う裏面層２と、基板３０５上の裏面層１とは反対側の面に設けられた摺動面層１と、摺動面層１を覆う摺動面層２により構成される。

裏面層１には独立して通電制御可能な発熱体３０２が長手方向に複数並べて形成されている（３０２－１～７）。本実施例では、同じ幅（３１．４ｍｍ）の発熱体を長手方向に７個並べ、全体の長さが２２０ｍｍとなるよう形成した。尚、発熱体の数は任意であり、また、発熱体の幅は場所により異なっていても良い。図中Ｅ１～Ｅ８－２で示したものは、発熱体に給電するための電気接点（給電電極）であり、３０１、３０３－１～７で示したものは、電気接点と発熱体を電気的に接続する導電体パターンである。

このように各種パターンを構成することで、Ｅ１～Ｅ８－２のうち発熱体毎に独立した給電電極Ｅ１～Ｅ７から、各導電パターン３０３－１～７を経由して各発熱体３０２－１～７を通り、導電パターン３０１を経由して電極Ｅ８－１、２に流れる通電経路が形成される。

長手方向に並んだ各発熱体３０２－１～７が発熱を担う長手領域を、以下ではそれぞれ加熱領域Ａ１～Ａ７と表現する。裏面層２は、絶縁性を有する表面保護層３０７より構成（本実施例ではガラス）されており、導電体３０１ａ、ｂ、導電体３０３、発熱体３０２を覆っている。また、表面保護層３０７は、電極Ｅ４の箇所を除いて形成されており、電極Ｅ４に対して、ヒータの裏面層２側から電気接点Ｃ（不図示）を接続可能な構成となっている。

基板３０５を介し裏面層１の反対側に位置する摺動面層１には、各発熱体３０２－１～７が配置された各々の加熱領域Ａ１～Ａ７におけるヒータの温度を検知するため、温度検知手段であるサーミスタＴＨ（ＴＨ－１～７）が形成されている。また、各サーミスタの検知した温度信号を取り出すための独立した配線パターンとして機能する導電体ＥＴ１～７と、各サーミスタ共通の給電用の配線パターンとして機能する導電体ＥＧも形成されている。

このように、各発熱体が加熱する加熱領域毎に温度検知手段を設けることで、長手方向に並んだヒータの加熱領域Ａ１～Ａ７毎に独立した異なる温度に制御することが可能である。摺動面層２は、摺動性と絶縁性を有する表面保護層３０８より構成（本実施例ではガラス）されており、サーミスタＴＨ、導電体ＥＴ、導電体ＥＧを覆うとともに、定着フィルム２０２内面との摺動性を確保している。また、表面保護層３０８は、導電体ＥＴおよび導電体ＥＧに対して電気接点を設けるために、ヒータ３００の長手両端部を除いて形成されている。

［画像部を選択的に加熱する方法］
次に、前述の加熱領域毎に独立して温度制御可能なヒータを搭載した定着装置８で、記録材上において前述の未定着画像が形成された部分である画像部を選択的に加熱する方法について説明する。例えば、図４のようにレターサイズの紙等の記録材上に４０１、４０２、４０３で示した部分に画像を形成する場合について考える。

制御部１２９は、まず取得部１２９－１で取得された画像情報に基づき画像を長手の加熱領域（Ａ１～Ａ７）毎に分割する。そして、分割した加熱領域毎に、画像の先端が定着ニ
ップＮ１に到達するタイミングと画像の後端が定着ニップＮ１から抜けるタイミングを算出する。そして、各々の加熱領域の定着ニップ部を画像が通過している間だけ、その加熱領域のヒータ温度（又は定着フィルム温度）を定着可能な温度に維持する。ここでは、加熱領域Ａ３を例に挙げ、図４、及び図５に示した加熱領域Ａ３のヒータの制御目標温度の設定の時間推移を示した図と共に説明する。

図４に示すとおり、加熱領域Ａ３を通過する画像は、画像４０１の一部の４０１－３と、画像４０３の一部の４０３－３である。ここで、画像４０１－３の先端が加熱領域Ａ３の定着ニップＮ１に達するタイミングをＲ１、後端が定着ニップＮ１を通過するタイミングをＲ３とする。また、同様に画像４０３－３の先端が加熱領域Ａ３の定着ニップＮ１に達するタイミングをＲ４、後端が定着ニップＮ１を通過するタイミングをＲ５とする。

この場合、加熱領域Ａ３に対応するヒータの制御目標温度は、図５に示すように設定される。画像部４０１－３がニップ部を通過するタイミングＲ１からＲ３までの間と、画像部４０３－３が通過するタイミングＲ４からＲ５までの間の時間は定着可能な温度Ｔｆ（２００℃）が維持されるように制御目標温度が設定され、画像部が選択的に加熱される。

一方、前述の画像部に対して、記録材上において未定着画像が形成されない部分を非画像部とする。この非画像部が定着ニップＮ１を通過しているＲ１以前のタイミングや、Ｒ３からＲ４の間、およびＲ５以降は、より低温のＴｗ（１３０℃）まで温度を下げることでヒータへの通電電力を削減することができる。

尚、低温の状態からヒータ３００や定着フィルム２０２の温度を定着可能な温度Ｔｆまで昇温するためには立ち上げ時間を要する。そのため、図５に示すように画像が定着ニップＮ１に達するＲ１、Ｒ４タイミングに先立つＲ１´、Ｒ４´のタイミングからヒータへの通電電力を増しヒータ３００や定着フィルム２０２の昇温を開始する。

以上の動作を、Ａ１からＡ７の加熱領域夫々に並行して行うことで、全ての画像部に対して選択的に加熱することができる。

このように、画像部を選択的に加熱することで、ヒータ３００や定着フィルム２０２には、画像の配置により長手方向に温度分布が発生する。図６は、図４の画像４０１が定着ニップを通過中のＲ２のタイミングにおけるヒータ（又は定着フィルム）の長手方向の温度分布を示したものである。前述の複数の加熱領域のうち、画像の通過する加熱領域であるＡ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５は定着可能な高温Ｔｆに維持される。一方で、未定着画像が形成されない非画像領域としての非画像部が通過するＡ１、Ａ６、Ａ７を非画像加熱領域とすると、これらの加熱領域では低温Ｔｗで維持される。

［ジャム処理による汚れトナー付着について］
次に、図７を用いて、停止後のジャム処理により定着フィルム２０２や加圧ローラ２０８に汚れトナーが付着する様子について説明する。図７は、図１の画像形成装置の記録材搬送路８２付近の部分拡大図であり、画像を形成中の記録材Ｐが図中、下から上に向かう搬送方向に進み、定着装置８のニップ部Ｎ１を通過している様子を示したものである。

図中４０６は、定着ニップＮ１より搬送方向の下流側の記録材の領域を示しており、記録材Ｐに形成されたトナー画像の定着処理が済んだ領域に相当する。図中４０７は、定着ニップＮ１から転写ニップＮ２の間の記録材の領域を示しており、記録材Ｐに形成されたトナー画像が、未定着状態で存在する領域に相当する。図中４０８は、転写ニップＮ２の搬送方向の上流側の領域であり、記録材上にはまだトナー画像が形成（転写）されていない領域に相当する。

図７で示した状態でジャム等が発生し、画像形成を停止した場合、記録材を定着装置８や搬送路８２から除去するジャム処理を行う必要がある。その際、記録材Ｐを４０９の矢印方向に引きぬき除去する場合、記録材Ｐの図中４０７に示す領域で形成されている未定着トナーが定着フィルムに付着し、その付着トナーがニップ部Ｎ１を介し加圧ローラ側にも付着する。また、４１０に示す矢印方向に引きぬき除去した場合は、一度定着したトナー画像が、高温状態の定着フィルムに再度接触しトナーが溶融することで付着の可能性がある。

一方、画像形成中に停止した場合であっても、記録材Ｐの先端が定着装置８の定着ニップ部Ｎ１に達していない場合や、記録材Ｐの後端が定着装置８を通過し終えた場合は、ジャム処理過程で汚れトナーが付着しない。

［停止後、汚れトナーが除去されない場合について］
課題の部分でも述べたとおり、画像部を選択的に加熱する定着装置において、付着したトナー（付着トナー）が、画像形成動作停止状態の解除後、画像形成に伴い定着装置に記録材が通紙されても、速やかに除去されない場合がある。具体的には、以下に挙げるケース１、ケース２の場合である。

（ケース１：画像形成動作停止後、画像を形成する領域が変わる場合）
図８に示すように、記録材Ｐの搬送方向に直交する方向である長手方向に対して、未定着画像が加熱される加熱領域が多い画像を形成し、定着装置８を通過中に停止状態となる場合を想定する。かかる停止状態の解除後、図９のような未定着画像が加熱される加熱領域が少ない画像を形成した場合、付着トナーが除去されにくい。

図８では、記録材に対してＡ１からＡ７の加熱領域にわたって画像が形成されている。停止時に図８に示す画像が形成された記録材が図７に示したように定着装置の定着ニップに挟まれたまま停止した場合、ジャム処理の際に、Ａ１からＡ７の加熱領域において、定着フィルム、加圧ローラへのトナー付着の可能性がある。

図１０（ａ）は図９に示す未定着画像が加熱される加熱領域が少ない画像を定着処理する場合の通常の温度分布を示している。停止状態の解除後に、このような温度分布で定着処理する場合、記録材上に形成された未定着画像に対応する加熱領域Ａ３からＡ５では、ヒータ３００が、定着可能な高温Ｔｆに加熱される。その結果、定着フィルムや加圧ローラに付着したトナーは記録材に移動し除去されやすい。一方、未定着画像が形成されない領域に対応する加熱領域Ａ１、Ａ２、Ａ６、Ａ７では、ヒータ３００がＴｗの低温状態で維持されるため、付着していたトナーは、記録材に付着させて除去することができない。その後も図８に示す画像が形成され続ける場合、付着トナーはそのまま定着フィルム２０２や加圧ローラ２０８に留まりやすい。

（ケース２：ジャム処理時に記録材が横ずれする場合）
ケース１とは異なり、定着ニップＮ１を構成する加圧ローラ２０８の軸線方向であって、記録材Ｐの搬送方向と直交する方向である長手方向に対して未定着画像が加熱される加熱領域が少ない画像を形成し、定着装置８を通過中に停止状態となった場合を想定する。かかる場合であっても、ジャム処理時に記録材Ｐが前述の長手方向にずれる場合、付着トナーが除去されにくい。

本実施例の定着装置８は、前述の通り、停止時にユーザーが定着ニップＮ１に挟まった記録材Ｐを容易に除去できるよう、自動的にニップ部の離間を行い、ニップ部の形成を解除する。ニップ部の離間を行う場合、定着ニップＮ１で記録材Ｐを保持する力として、ニ
ップ部に加わる加圧力が低下し弱まるため、ユーザーが記録材Ｐを除去するジャム処理の際に、記録材Ｐが前述の長手方向にずれる（横ずれする）ことが多い。その結果、ずれた方向にトナー付着の発生する領域が広がってしまう場合がある。

ここでは、停止状態になった時と停止状態の解除後の双方共に、未定着画像が加熱される加熱領域が少ない図９に示すような画像を形成していた場合を考える。

図９に示す画像では、加熱領域Ａ３からＡ５に画像が形成されるが、ジャム処理の際、記録材がずれると、汚れの付着範囲が加熱領域Ａ３からＡ５以外にも拡大する。仮に、横ずれにより汚れの付着範囲が拡大しＡ１からＡ５の範囲に及んでいたと考えると、停止状態の解除後、図１０（ａ）に示した通常の温度分布で図９に示す同じ画像を形成し続けた場合、ケース１同様、非画像領域に当たるＡ１、Ａ２の加熱領域に付着したトナーは除去しにくい。

［停止状態解除後の長手温度分布の変更について］
次に、本実施例の特徴部について説明を行う、本実施例では、画像形成装置の停止状態の解除後において、ヒータ（または定着フィルム）の制御目標温度の分布を、通常時の制御目標温度の分布から変えることを最大の特徴としている。より具体的には、ジャム処理後に画像形成装置の停止状態を解除した後の制御目標温度の分布は、通常時より、画像を形成しない加熱領域の温度の上昇量を、画像を形成する加熱領域の温度の上昇量より大きくすることで温度分布を変える。なお、通常時とは、前述のジャム処理が行われなかった場合を想定している。

本実施例における装置動作について以下で説明する。
停止状態の発生後、最初に、図２に示す定着装置８に備えている入口記録材センサ２１５、及び出口記録材センサ２１６により、定着装置内に記録材Ｐが残留しているか検知する。本実施例ではこの段階で、停止状態の解除後、画像形成を行う際に、制御目標温度の分布の変更を行うかどうか決定する。つまり定着装置内に記録材Ｐが残留していれば、温度分布の変更を行い、残留していなければトナー付着の可能性が無いため行わない。

その後は、ユーザーがジャム処理を行い、ドアを閉じた後、記録材Ｐが定着装置から除去されたことを、入口記録材センサ２１５、及び出口記録材センサ２１６が検知するまで待機する。また、画像形成装置が停止した他の原因が有れば、それが解除されるのを待機する。

そして、停止状態の解除後、画像形成を再開する際には、前述の決定に従い、温度分布を変更する場合のみ、画像を形成しない加熱領域の温度の上昇量を画像が形成される加熱領域より上げ温度分布を変更する。

停止後、図９に示した画像を形成する場合を例に挙げて説明する。図１０（ａ）に示したジャム処理が行われなかった場合である通常時の制御目標温度の分布に対し、図１０（ｂ）のように、未定着画像が形成された領域を加熱する加熱領域の温度上昇量４１３に対し、記録材上に未定着画像が形成されていない領域を加熱する加熱領域の温度上昇量４１４を大きくしている。

ここで、未定着画像が形成された領域を加熱する加熱領域Ａ３、Ａ４、Ａ５は、その制御目標温度（画像加熱温度）が定着可能な温度Ｔｆ（２００℃）から付着トナーの除去が進むより高い温度であり、かつ画像に影響の生じないＴｈ１（２０７℃）に上げた。Ｔｈ１以上に温度を上げた場合は、ホットオフセットや、光沢度の上昇などの画像への影響が見られた。一方、未定着画像が形成されていない領域を加熱する加熱領域Ａ１、Ａ２、Ａ
６、Ａ７は、その制御目標温度（非画像加熱温度）をＴｗ（１３０℃）の低温からＴｈ１まで上げ、上昇幅を前述の画像部より大きくした。

このように、停止後に未定着画像が形成されていない領域を加熱する加熱領域の温度の上昇幅を大きくすることで、付着トナーは軟化又は溶融され、記録材Ｐへ移動し除去することができる。付着トナーの除去は、制御目標温度の分布の変更を行っても、１回の記録材の通過で完了しないことがあるため、停止の後、複数の画像形成回数まで継続しても良い。

実際に前述のケース１の場合とケース２の場合において、図８、図９の画像部には黒のベタ画像を描画し、停止後、図９に示す画像を５枚通紙した時点の付着トナーの残留状況を確認した結果は、次の通りであった。制御目標温度の分布の変更を行わない比較例では、ケース１の場合、５枚通紙後加熱領域Ａ１、Ａ２、Ａ６，Ａ７の位置に対応する加圧ローラの一部や、定着フィルム上にトナー付着が確認された。また、ケース２の場合は、ジャム処理の際に長手方向にずれた方向と一致する加熱領域Ａ２の位置に対応する加圧ローラの一部等にトナー付着が確認された。一方、本実施例のように制御目標温度の分布を変更した場合は、５枚通紙後時点でトナー付着は確認されなかった。

以上のように、停止状態の前と後とでヒータや定着フィルムの制御目標温度の分布を変えることで、画像部を選択的に過熱する定着装置においても、前述のケース１、ケース２のような停止後に未定着画像が形成されていない領域を加熱する加熱領域が続いた場合に、付着したトナーが長期間除去されず固着してしまう問題を防止できた。

［本実施例のその他実施形態］
本実施例では停止後に画像形成を行う際、未定着画像が形成されていない領域を加熱する加熱領域の温度の上昇量を、未定着画像が形成された領域を加熱する加熱領域の温度の上昇量より大きくした。その場合において、図１０（ｂ）に示すように双方の領域の温度が同じ温度とした例を示したが、必ずしも同じ温度にする必要は無い。図１１（ａ）に示した温度分布のように、付着トナーの除去が促進されれば、未定着画像が形成されていない領域を加熱する加熱領域の温度を、画像を形成する領域の温度やＴｆよりは低いＴｍとし、電力の削減と両立させても良い。また、画像を形成する領域の温度についても、必ずしもＴｆから上げる必要はない。

一方で、図１１（ｂ）に示すように、未定着画像が形成されていない領域を加熱する加熱領域の制御目標温度を、未定着画像が形成された領域で画像への影響が表れない温度Ｔｈ１を超えるより高い温度Ｔｈ２としても良い。未定着画像が形成されていない領域では温度が高くても画像への影響が表れる画像の光沢度の上昇や、ホットオフセットが発生する心配が無い。また、付着した汚れトナーも前述の通りほとんど加圧ローラ側に移動するため、汚れトナー起因のホットオフセットも発生しにくい。温度を上げることで、汚れトナーの除去促進できる利点がある。

また、連続通紙中に停止状態になった場合、装置の搬送路内に複数の記録材が留まったまま停止する場合も考えられる。その場合、停止後にユーザーが除去しきれず残留した記録材を自動的に搬送し排出する動作を行うこともできる。この場合、停止状態の発生時点で、自動排紙する記録材の１つ前に先行していた記録材も搬送途中であった場合、先行していた記録材をユーザーが除去する際に定着フィルムや加圧ローラにトナー汚れが付着した可能性がある。

そのため、自動搬送された記録材が定着ニップを通過する際の温度分布も、正常に動作していた場合に記録材が定着ニップを通過するときの温度分布（例えば図１０（ａ）のよ
うな通常時の温度分布）から変更する。すなわち、未定着画像が形成されていない領域を加熱する加熱領域の温度を図１０の（ｂ）のように高くすることにより、トナー汚れの除去を早めることも可能である。

尚、本実施例では停止状態の発生前後とでヒータの制御目標温度の分布を変える例を説明したが、ヒータと直接接する定着フィルムの温度は絶対値が異なるものの連動し、同じ温度分布を形成する。そのため、同様に定着フィルムの制御目標温度の分布を変えることにしても良い。

（実施例２）
本実施例は停止状態発生時の画像の画像情報に応じて、停止状態の解除後の画像形成時にヒータの制御目標温度の分布を変えることを特徴としている。

前述の通り記録材Ｐを定着装置８から除去するジャム処理の際、記録材Ｐが前述の長手方向にずれ、未定着トナーが、未定着画像が形成されていない領域を加熱する加熱領域に対応する定着フィルムや加圧ローラの一部にも付着することがある。一方で、長手方向にずれる量は限られ、未定着画像が形成されていない領域を加熱する加熱領域のうち、未定着トナーが付着する領域は、画像を形成する加熱領域に隣接する部分に収まることが多い。停止時に定着フィルム２０２と加圧ローラ２０８が離間したとしても、その隙間は狭いため、記録材Ｐが長手方向に全く自由には動けないためである。

そこで、本実施例では、停止後に画像を形成する際、取得部１２９－１で取得された停止状態発生時に形成されていた画像の画像情報を用い、次のように制御目標温度の分布の変更を行った。つまり、まず、停止後に画像が形成されない記録材上の領域を加熱する加熱領域であり、かつ、停止状態発生時に画像が形成されており、ジャム処理後に定着装置８で定着処理がされる記録材上の領域を加熱する加熱領域を第１加熱領域とする。次に、それに隣接する加熱領域であって、停止後に画像が形成されない記録材上の領域を加熱する加熱領域であり、停止状態発生時に画像が形成されない領域を加熱する加熱領域を第２加熱領域とする。これら第１加熱領域と第２加熱領域とが重なる加熱領域のみ温度を上げ、付着トナーが除去されやすくした。以下では、図を用いながら詳述する。

停止状態発生時に図１２に示す画像が形成されており、停止状態の解除後に図９に示す画像を形成する場合を考える。すると、図１２において、画像形成される領域を加熱する加熱領域はＡ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６であり、それに隣接する加熱領域はＡ２、Ａ７である。停止後に画像を形成する際に、停止時の画像に関するこれらの情報と、停止後の図９に示す画像が形成されない領域を加熱する加熱領域Ａ１、Ａ２、Ａ６、Ａ７を照合し、重なる加熱領域Ａ２、Ａ６、Ａ７のみ温度を上げる。すなわち、上述の第１加熱領域に相当する加熱領域は、図１２では未定着画像が形成されており、かつ、停止後に相当する図９では未定着画像が形成されていない領域であるＡ６となる。また、上述の第２加熱領域に相当する加熱領域は、図１２と図９のいずれにおいても、未定着画像が形成されていない領域を加熱する加熱領域Ａ２、Ａ７となる。

図１３（ａ）は本実施例の停止後に図９に示す画像を形成する際のヒータの制御目標温度の分布を示したものである。このようにすることで、ジャム処理でトナーが付着する可能性が高い領域のみ温度を上げ、それ以外の領域が温度を上げずに済むため、付着トナーの除去効率を上げながら消費電力が削減できる。

尚、停止時における定着フィルムと加圧ローラとの間の離間の有無や離間量、加圧力低減の程度に応じて、ジャム処理時のずれ量が変わる。これらの離間の有無や程度に応じて温度分布の変更実施の有無や、温度変更を行う加熱領域の範囲を決定しても良い。

例えば、定着装置が停止時に離間を行わない場合、すなわち、定着ニップ部Ｎ１の形成を解除したり、定着ニップ部Ｎ１に加わる加圧力を維持し続ける場合には、ユーザーのジャム処理時に、記録材が記録材長手方向に殆どずれない事も考えられる。その場合は、図１３（ｂ）に示した温度分布のように、停止時に画像の形成された加熱領域であり、かつ、停止後に画像を形成しないＡ６の加熱領域のみ、すなわち上述の第１加熱領域のみ制御目標温度を上げれば良い。

（実施例３）
本実施例は停止状態発生時の画像の画像情報、及び、記録材が停止したタイミング（又は位置）に応じて、停止状態が解除された後の画像形成時のヒータの制御目標温度の分布を変えることを特徴としている。

停止時に定着装置８に挟まれた記録材Ｐを除去するジャム処理の際、トナー付着の可能性が生じるのは、図７に示す領域のうち、主に停止状態の発生時点で定着ニップＮ１と転写ニップＮ２の間にある、定着処理を終えていない搬送方向の領域である。つまり、その領域に画像があれば、トナーは未定着の状態であるため、トナー付着の可能性がある。

そこで、停止状態が発生し装置の動作が停止した場合、そのタイミングを検知することにより、記録材Ｐの搬送位置を検出する。例えば記録材Ｐの先端が、図２に示す入口記録材センサ２１５を通過してから停止状態が発生したタイミングまでの時間が分かると、停止時点で記録材Ｐの定着処理を終えた領域と、定着処置が行っていない領域の搬送方向の長さが分かる。その後は、定着処理を行っていない領域における各加熱領域の画像の有無に応じて、実施例２同様に制御目標温度分布の変更を行えばよい。

すなわち、記録材上の領域のうち、定着処理がされていない未定着画像が形成された領域を未加熱画像領域とし、その未加熱画像領域を加熱することになる加熱領域を第３加熱領域とする。また、定着処理がされていない記録材上の領域のうち、未定着画像が形成されていない領域を未加熱非画像領域として、その未加熱非画像領域を加熱することになる加熱領域のうち、前述の第３加熱領域に隣接する加熱領域を第４加熱領域とする。すると、第３加熱領域ではまだ未定着画像が加熱されていない状態なので、ジャム処理の際にトナーが付着する可能性がある。また、第３加熱領域に隣接する第４加熱領域においても、記録材が横ずれした際に、トナーが付着する可能性がある。そこで、この第３加熱領域と第４加熱領域における、未定着画像が形成されていない記録材上の領域を加熱する際の制御目標温度を、未定着画像が形成された領域を加熱する際の制御目標温度に合わせて設定する。このように制御目標温度を設定することで、トナー付着する可能性がある領域のトナーのみを記録材に移動させて除去することができる。

例えば、図１４に示す画像４１３が記録材Ｐに形成されている場合に、画像４１３のＬ１、Ｌ２における位置がそれぞれ定着ニップＮ１、転写ニップＮ２を通過中に停止状態が発生した場合を考える。Ｌ１からＬ２の定着処理を終えていない搬送方向における記録材上の領域において、画像が形成される加熱領域はＡ３、Ａ４、Ａ５である。つまり、汚れが付着する領域は、Ａ３～Ａ５、又はその隣接領域であるＡ２、Ａ６と考えられる。そのため、実施例２と同様、停止後の形成される画像に応じて、画像を形成しない加熱領域のうち温度を上げる加熱領域を決定すれば良い。

本実施例によれば、トナー付着の発生する加熱領域をより正確に把握できるため、付着トナーの除去効率を上げながら消費電力が削減できる。

１…画像形成装置、８…定着装置、２０２…定着ベルト、２０８…加圧ローラ、３００…ヒータ、Ｐ…記録材、Ｎ１…定着ニップ、Ｎ２…転写ニップ

Claims (13)

1. 記録材に未定着画像を形成する画像形成部と、
   記録材を挟持するニップ部を形成するニップ部形成部材と、記録材の搬送方向と直交する方向に並ぶ複数の発熱体を有するヒータと、を有し、記録材に形成された未定着画像を、前記ニップ部において前記ヒータの熱を利用して加熱して記録材に定着させる定着部と、
   前記複数の発熱体へ供給する電力を制御する制御部と、
   を備え、記録材に形成する画像に応じて前記複数の発熱体が夫々加熱する複数の加熱領域夫々の制御目標温度を切り替える画像形成装置において、
   前記制御部は、前記装置を停止して前記ニップ部に挟持されていた記録材を除去するジャム処理後に画像形成する場合、前記制御目標温度の分布を、画像に応じた分布と異なる分布に変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の加熱領域には、記録材において前記未定着画像が形成されていない非画像領域を加熱する非画像加熱領域が含まれ、
   前記非画像加熱領域に設定される制御目標温度である非画像加熱温度について、前記ジャム処理後に設定される前記非画像加熱温度が、前記ジャム処理が行われなかったとした場合に設定される前記非画像加熱温度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記複数の加熱領域には、記録材において前記未定着画像が形成された画像領域を加熱する画像加熱領域が含まれ、
   前記画像加熱領域に設定される制御目標温度である画像加熱温度について、前記ジャム処理後に設定される前記画像加熱温度が、前記ジャム処理が行われなかったとした場合に設定される前記画像加熱温度よりも高いことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記ジャム処理が行われなかったとした場合に設定される前記非画像加熱温度に対する、前記ジャム処理後に設定される前記非画像加熱温度の上昇量は、前記ジャム処理が行われなかったとした場合に設定される前記画像加熱温度に対する、前記ジャム処理後に設定
   される前記画像加熱温度の上昇量よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記複数の加熱領域には、記録材において前記未定着画像が形成されていない非画像領域を加熱する非画像加熱領域と、記録材において前記未定着画像が形成された画像領域を加熱する画像加熱領域と、が含まれ、
   前記非画像加熱領域に設定される制御目標温度である非画像加熱温度は、前記ジャム処理後において、前記画像加熱領域に設定される制御目標温度である画像加熱温度よりも高い温度に設定されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記複数の加熱領域には、記録材において前記未定着画像が形成されていない非画像領域を加熱する非画像加熱領域と、記録材において前記未定着画像が形成された画像領域を加熱する画像加熱領域と、が含まれ、
   前記複数の加熱領域に含まれる複数の前記非画像加熱領域のうち、少なくとも、前記画像加熱領域に隣接する前記非画像加熱領域に設定される制御目標温度である非画像加熱温度について、前記ジャム処理後に設定される前記非画像加熱温度が、前記ジャム処理が行われなかったとした場合に設定される前記非画像加熱温度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 記録材に形成される未定着画像の情報を取得する取得部をさらに備え、
   記録材には、
   前記未定着画像が形成されていない非画像領域と、
   前記未定着画像が形成された画像領域と、
   が含まれ、
   前記複数の加熱領域には、
   前記ジャム処理において除去された記録材における前記画像領域を加熱し、かつ前記ジャム処理後に前記定着部で定着処理される記録材における前記非画像領域を加熱するための第１加熱領域と、
   前記第１加熱領域に隣接する第２加熱領域であって、前記ジャム処理において除去された記録材における前記非画像領域を加熱し、かつ前記ジャム処理後に前記定着部で定着処理される記録材における前記非画像領域を加熱するための第２加熱領域と、
   が含まれ、
   前記制御部は、前記第１加熱領域に設定される制御目標温度と、前記第２加熱領域に設定される制御目標温度とを、前記画像領域を加熱するための制御目標温度に設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記ニップ部に記録材が挟持されているか否かを検知するセンサをさらに備え、
   前記制御部は、前記ジャム処理において前記ニップ部に記録材が挟持されていない場合には、前記制御目標温度の分布の変更を行わないことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前記ジャム処理において前記ニップ部形成部材が前記ニップ部の形成を解除した場合に、又は前記ニップ部に加わる加圧力を低下させた場合に、前記ジャム処理後に前記制御目標温度の分布の変更を行うことを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 記録材には、
    前記未定着画像が形成されていない非画像領域と、
    前記未定着画像が形成された画像領域と、
    が含まれ、
    前記複数の加熱領域には、
    前記ジャム処理において除去された記録材における前記画像領域を加熱し、かつ前記ジャム処理後に前記定着部で定着処理される記録材における前記非画像領域を加熱するための第１加熱領域
    が含まれ、
    前記制御部は、前記ジャム処理において前記ニップ部形成部材が前記ニップ部の形成を解除しなかった場合、又は前記ニップ部に加わる加圧力を低下させなかった場合に、前記第１加熱領域に設定される制御目標温度を、前記画像領域を加熱するための制御目標温度に設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
11. 記録材に形成される未定着画像の情報を取得する取得部と、
    前記ニップ部に対する記録材の位置を検知する検知部と、
    をさらに備え、
    前記ジャム処理によって除去される記録材において前記ニップ部を通過してない領域には、
    前記未定着画像が形成されていない未加熱非画像領域と、
    前記未定着画像が形成された未加熱画像領域と、
    が含まれ、
    前記複数の加熱領域には、
    前記未加熱非画像領域を加熱するはずだった第３加熱領域と、
    前記第３加熱領域に隣接し、かつ前記未加熱画像領域を加熱するはずだった第４加熱領域と、
    が含まれ、
    前記第３加熱領域と前記第４加熱領域のうち、前記ジャム処理後に前記定着部で定着処理される記録材において未定着画像が形成されていない非画像領域を加熱する加熱領域に設定される制御目標温度を、前記ジャム処理後に前記定着部で定着処理される記録材において未定着画像が形成された画像領域を加熱するための制御目標温度に設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
12. 前記ニップ部形成部材は、前記ヒータが内面に接触する筒状のフィルムと、前記フィルムの外面との間で前記ニップ部を形成する加圧部材と、を含むことを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記複数の加熱領域の夫々の温度を検知する温度検知手段をさらに備え、
    前記制御部は、前記温度検知手段が検知する温度と、前記制御目標温度と、に基づいて、前記複数の発熱体に供給する電力を制御することを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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