JP6024959B2

JP6024959B2 - 定着装置

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Publication number: JP6024959B2
Application number: JP2012216502A
Authority: JP
Inventors: 早瀬　徹; 徹早瀬
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2032-09-28
Also published as: JP2014071234A

Description

本発明は複写機、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置では、帯電装置によって一様に帯電させた感光体表面に、原稿や電子データなどに対応した光を照射して静電潜像を形成し、この感光体の静電潜像にトナーを付着させ現像してトナー画像を作る。そして、このトナー画像を用紙に転写した後、トナー画像を加熱・加圧して用紙に溶融定着させる。

トナー画像を加熱・加圧する定着装置としては、定着回転体と加圧回転体とのニップ部に、未定着のトナー画像が形成された用紙を通過させてトナー画像を溶融定着させる装置が広く使用されている。このような構成の定着装置では、定着回転体の、用紙が通過する通紙領域に比べて、用紙が通過しない非通紙領域で温度が過度に上がる傾向がある。このような過昇温が生じると、定着回転体を構成する弾性層の寿命が短くなる問題が生じる。また、小サイズの用紙から大サイズの用紙に切り替えた場合に、定着回転体の回転軸方向の温度ムラに起因してトナー画像に光沢ムラが生じることもある。

そこで、例えば特許文献１では、定着ニップ部に向けて風を送るための送風口を、移動可能な遮蔽板で部分的に遮蔽し、非通紙領域で最も高い温度を示した位置で遮蔽板の移動速度を最も遅くして冷却を強化し温度ムラを抑制する技術が開示されている。

特開2009-237203号公報

図１６に定着回転体の温度分布例示す。通常、定着回転体の表面温度は、非通紙領域のほぼ中央部の位置Ｋ３で最高温度となる（図１６の実線）。したがって、特許文献１に開示の技術では、遮蔽板の移動速度は非通紙領域の位置Ｋ３を通過するときに最も遅い速度となる。ところが、このとき、送風口が全開となる遮蔽板の位置Ｋと位置Ｋ３との間は風が当たらないので、その後、位置Ｋ３よりも回転軸方向内方側の位置Ｋ４において最高温度となる（図１６の破線）。そして、位置Ｋ４を通過するときに遮蔽板の移動速度が最も遅い速度となる。すると、今度は、位置Ｋ３が最高温度となり、再び遮蔽板の移動速度は位置Ｋ３を通過するときに最も遅い速度となる。このような動作が繰り返され、温度ムラは抑制されない。

本発明の目的は、定着回転体の非通紙領域における温度上昇と温度ムラを抑制できる定着装置を提供することにある。

本発明によれば、発熱部材を有する定着回転体と、この定着回転体に圧接してニップ部を形成する加圧回転体とを有し、前記ニップ部に用紙を通過させることにより未転写トナー像を用紙に溶融定着させる定着装置であって、用紙の搬送方向に対して垂直方向の長さを検知するサイズ検知手段と、前記定着回転体の温度を検知する、回転軸方向に複数設けられた温度検知手段と、前記定着回転体を送風により冷却する冷却手段と、前記冷却手段による冷却域を可変する冷却域可変手段と、前記冷却域可変手段による冷却域及び冷却時間を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記冷却手段で前記定着回転体を冷却する際、前記冷却域可変手段による、非通紙領域全体を冷却する全体冷却モードと、前記温度検知手段で検出した非通紙領域の高温箇所を含む領域を冷却する局所冷却モードとを所定時間毎に交互に繰り返し実施することを特徴とする定着装置が提供される。

記制御手段は、前記冷却手段による前記定着回転体の冷却開始後、非通紙領域において、前記複数の温度検知手段による最高検知温度と最低検知温度との差が所定値以上で、且つ、最高検知温度が局所冷却領域内で検知された場合には、局所冷却モードの冷却時間比率を高くし、最高検知温度が局所冷却領域外で検知された場合には、全体冷却モードの冷却時間比率を高くするようにしてもよい。

あるいは、前記制御手段は、前記冷却手段による前記定着回転体の冷却開始後、非通紙領域において、前記複数の温度検知手段による最高検知温度と最低検知温度との差が所定値以上で、且つ、最高検知温度が局所冷却領域内で検知された場合には、局所冷却モードの冷却領域を狭くし、最高検知温度が局所冷却領域外で検知された場合には、局所冷却モードの冷却領域を広くするようにしてもよい。

前記冷却域可変手段として、前記冷却手段からの送風が吹き出す送風口に、回転軸方向に移動可能に設けられた一対の遮蔽板を用い、この一対の遮蔽板を移動させることによって送風の吹き出し位置及び開度を調整するようにしてもよい。

本発明の定着装置では、全体冷却モードの場合と局所冷却モードとを所定時間毎に交互に繰り返し定着回転体の非通紙領域を冷却するので、非通紙領域における温度上昇と温度ムラを効果的に抑制できる。

本発明の定着装置を搭載した画像形成装置の一例を示す概説図。本発明の定着装置の一例を示す概略斜視図。本発明の定着装置の一例を示す概略断面図。発熱ベルトの積層構造を示す部分断面図。定着回転体の冷却構成例を示す概説図。図５で示す定着装置において送風口が全開のときの図。図５で示す定着装置において送風口が一部閉鎖されたときの図。図５で示す定着装置において送風口が全閉のときの図。サイズの小さい用紙を定着処理する場合の、全体冷却モードのときの非通紙領域と送風口の関係を説明する図。サイズの小さい用紙を定着処理する場合の、局所冷却モードのときの非通紙領域と送風口の関係を説明する図。サイズの大きい用紙を定着処理する場合の、全体冷却モードのときの非通紙領域と送風口の関係を説明する図。サイズの大きい用紙を定着処理する場合の、局所冷却モードのときの非通紙領域と送風口の関係を説明する図。本発明の定着装置の動作制御例を示すフローチャート。本発明の定着装置の他の動作制御例を示すフローチャート。本発明の定着装置における定着回転体の温度分布図。従来の定着装置における定着回転体の温度分布図。

以下、本発明の定着装置について図に基づきさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１は、本発明の定着装置を搭載した画像形成装置Ｄの一例を示す概説図である。画像形成装置Ｄは、所謂タンデム方式のカラープリンターである。画像形成装置Ｄには、ローラ２２と２３とに掛架された無端状の中間転写ベルト２１がほぼ中央部に設けられている。ローラ２２は不図示のモータによって反時計回りに回転し、これによって中間転写ベルト２１とこれに接するローラ２３は従動回転する。ローラ２２に支持されているベルト部分の外側には、２次転写ローラ２４が圧接している。２次転写ローラ２４と中間転写ベルト２２とのニップ部（２次転写領域Ｎ２）において中間転写ベルト２１上に形成されたトナー画像が、搬送されてきた用紙Ｐに２次転写される。

また、ローラ２３に支持されているベルト部分の外側には、中間転写ベルト２１の表面をクリーニングするベルトクリーニング部２５が設けられている。ベルトクリーニング部２５は、中間転写ベルト２１上の未転写トナーを除去・回収する。

中間転写ベルト２１の下方には、中間転写ベルト２１の回転方向上流側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ（以下、「作像ユニット１０」と総称する）が、装置本体に対して着脱自在に配置されている。これらの作像ユニット１０では、異なる色のトナー画像が作成される。

作像ユニット１０には、円筒状の感光体２０を中心としてその周囲に、回転方向（時計回り方向）に、帯電装置、露光装置、現像装置、１次転写ローラ、およびクリーニング装置が配置されている。１次転写ローラは中間転写ベルト２１を挟んで感光体に圧接し、ニップ部（１次転写領域）Ｎ１を形成している。この構成は、作像ユニット１０に関係なく同じであるので、図１では作像ユニット１０Ｙの１次転写領域にのみ符号Ｎ１を付した。

図１に示すように、作像ユニット１０の下部には、給紙装置として給紙カセット７１が着脱可能に配置されている。給紙カセット７１内に積載収容された用紙Ｐは、給紙カセット７１の近傍に配置された給紙ローラ７２の回転によって最上紙から順に１枚ずつ搬送路に送り出される。給紙カセット７１から送り出された用紙Ｐは、レジストローラ対７３に搬送され、ここで所定のタイミングで前述の２次転写領域Ｎ２に送り出される。

カラー画像の作像動作について簡単に説明する。まず、各作像ユニット１０において、所定の周速度で回転駆動される感光体２０の外周面が帯電装置により一様に帯電される。次に、帯電された感光体の表面に、画像情報に応じた光が露光装置から投射されて静電潜像が形成される。続いて、この静電潜像は、現像装置から供給される現像剤としてのトナーにより可視像化される。このようにして感光体の表面に形成された各色のトナー画像は、感光体の回転によって１次転写領域に達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体から中間転写ベルト２１上へ転写（１次転写）されて重ねられる。

中間転写ベルト２１に転写されることなく感光体上に残った残留トナーは、クリーニング装置で掻き取られ、感光体２０の外周面から除去される。

重ね合わされた４色のトナー画像は、中間転写ベルト２１によって２次転写領域Ｎ２に搬送される。一方、そのタイミングに合わせて、レジストローラ対７３から２次転写領域Ｎ２に用紙Ｐが搬送される。そして、４色のトナー画像が、２次転写領域Ｎ２において中間転写ベルト２１から用紙Ｐに転写（２次転写）され、その後、定着装置３へ搬送される。定着装置３において、用紙Ｐは、後述する発熱ベルトと加圧ローラとのニップ部Ｎ３を通過する。この間に加熱・加圧され、用紙Ｐ上のトナー画像は溶融定着する。トナー画像が定着した用紙Ｐは排出ローラ対７４によって装置の上面に形成された排紙トレイ７５へ排出される。

定着装置３を図２から図４を用いて説明する。この定着装置３は、省エネルギーと応答性の観点から加熱部の熱容量の低減を図ったもので、定着回転体３４と加圧ローラ（加圧回転体）３５とを備える。定着回転体３４は、無端ベルト状の発熱ベルト（発熱部材）３１と、発熱ベルト３１の内側に配置され、発熱ベルトを挟んで加圧ローラ３５と圧接する弾性体ローラ３２とを備える。加圧ローラ３５は、芯金の外周に、不図示の弾性層及び離型層が積層されてなり、不図示の付勢部材によって定着回転体３４に圧接され、ニップ部Ｎ３が形成されている。発熱ベルト３１の内径は弾性体ローラ３２の外径よりも大きくされている。これにより、発熱ベルト３１と弾性体ローラ３２との接触部が小さくなり、発熱ベルト３１から弾性体ローラ３２への熱移動量が少なくなる。

図３に、定着回転体３４を空冷する冷却手段４の概説図を示す。冷却手段４は、送風ファン４１とダクト４２とを有し、定着回転体３４の回転軸方向両端部に風を送って定着回転体３４を冷却する。ダクト４２の途中には、冷却域可変手段５が設けられている。冷却域可変手段５については後述する。送風ファン４１から送られた空気は、定着回転体３４から熱を奪った後、排出口４３から排気される。

図４に示すように、発熱ベルト３１は、内側から順に、発熱層３１１と、補強層３１２と、弾性層３１３と、離型層３１４とを有し、ベルトの幅方向両端部には電極３１５Ｌ，３１５Ｒ（以下、電極３１５と称す場合がある）が設けられている。そして、図２に示すように、電極３１５が、給電部材３８Ｌ，３８Ｒ（以下、給電部材３８と称す場合がある）と接触して発熱層３１１に電気が流れて発熱層３１１が発熱する。そして、発熱ベルト３１の表面温度は、２つの温度検知手段６１Ｌ，６１Ｒ（以下、温度検知手段６１と称す場合がある）によって、回転軸方向の中央部から端部までの複数点で検知される。温度検知手段６１としては、例えば、サーミスタやサーモパイル、マルチアレイサーモパイルなどが使用できるが、複数箇所の温度を測定できるマルチアレイサーモパイルが好適である。

発熱層３１１は、樹脂に導電フィラーを分散させることにより所定の電気抵抗率に調整する。樹脂はＰＩ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱樹脂を用いることが出来るが、ＰＩが耐熱性の点から好ましい。導電フィラーとしては、銀、銅、アルミ、マグネシューム、ニッケルなどの金属粉末や、グラファイト、カーボンブラック、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブなどの炭素化合物粉末が望ましく、各々複数種類を混合分散させてもよい。その形状は少ない含有量でフィラー同士の接触確率を高くしパーコレーションしやすくするため繊維状が望ましい。耐熱樹脂中に分散させる導電フィラーは炭素化合物であれば４０〜５０ボリューム％であることが好ましく、分散させるフィラー量が多いと抵抗が低くなって給電側の電源許容範囲を超える恐れがあり、フィラー量が少ないと抵抗が高くなって所望の電力を供給出来なくなるので、望ましい抵抗値を得るフィラー量を選択する。発熱層３１１の厚さは任意であるが３０〜１５０μｍ程度が望ましい。

電気抵抗率は、発熱層３１１の厚さや発熱ベルト３１の径と軸方向長さで変わり、給電側の条件も考慮して金属合金や金属間化合物などの導電性粒子を適当に配合してもよい。又、機械的な強度の点からガラスファイバー、ウィスカー、酸化チタン、チタン酸カリウムなどを入れても構わないし、熱伝導率の点から窒化アルミ、アルミナなどを入れてもよい。更に、製造上の安定性からイミド化剤、カップリング剤、界面活性剤、消泡剤を入れても構わない。発熱層３１１は、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを有機溶媒中で重合して得られるポリイミドワニスに導電フィラーを均一分散させてから金型に塗布しイミド転化させて製造する。

補強層３１２は、導電フィラー分散による発熱層３１１の強度が低下することを補強する役割を果たすもので、発熱層３１１の強度が十分な場合は絶縁層は設けなくてもよい。絶縁層の材料として、発熱層３１１との接触性を確保するために同種の樹脂でもよいし、発熱層３１１とは別母材のＰＩ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱樹脂を用いてもよい。厚さは５〜１００μｍ程度が好ましい。

弾性層３１３は、カラー画像の光沢ムラを防止するために設ける。材料はシリコンゴム、フッ素ゴム等の体熱性の高いゴム材料が用いられる。厚さは１００μｍ〜３００μｍ程度が好ましい。

離型層３１４は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥなどのフッ素系チューブ及びフッ素系コーティング等の離型性を付与した構成が望ましく、導電性の場合もある。厚さは任意であるが、５〜１００μｍ程度が望ましい。フッ素系チューブの例としては、三井・デュポンフロロケミカル(株)製ＰＦＡ３５０−Ｊ、４５１ＨＰ−Ｊ、９５１ＨＰプラス等がある。水との接触角は９０度以上であり、望ましくは１１０度以上である。表面粗さＲａは０．０１μｍ〜５０μｍ程度が望ましい。

電極３１５は、例えば銅、アルミ、ニッケル、ステンレス、真鍮、リン青銅などの金属を用いることができるが、電気抵抗率が低く耐熱性と耐酸化性に優れたニッケル、ステンレス、アルミ等の使用が望ましい。電極層の厚さは２０μｍ〜８０μｍが望ましい。

電極３１５への給電は、銅黒鉛質、炭素黒鉛質等のカーボンブラシ等の給電部材３８から行われる。給電部材３８は所定の力で電極３１５へ押圧されており、電極３１５の発熱ベルト３１軸方向の長さは給電部材３８の軸方向長さ以上であり、周方向の長さは接触面積がカーボンブラシの許容電流密度を超えない範囲で任意に設定する。接触面の形状はベルトの曲面に沿った形状にすると接触面積が広く電流密度が低下して好ましい。この給電部材３８へはハーネスを経由して電力が供給される。

次に加圧ローラ３５について説明する。加圧ローラ３５の外径は２０ｍｍ〜１００ｍｍが望ましい。加圧ローラ３５の離型層はＰＦＡ、ＰＴＦＥといったフッ素系チューブ及びフッ素系コーティング等の離型性を付与した構成が望ましく、導電性の場合もあり、厚さは５μｍ〜１００μｍである。弾性層は、シリコンゴム、フッ素系ゴム等の耐熱性の高い材料が望ましく、厚さは１ｍｍ〜２０ｍｍである。芯金はアルミ、鉄等の金属が望ましくパイプ形状で厚さが０．１ｍｍ〜１０ｍｍの場合や中実や断面形状が三ツ矢形状等の異形の場合もある。

本発明の定着装置における冷却制御について、図５から図８を用いて以下に説明する。図５に、定着回転体３４と加圧ローラ３５とのニップ部によって用紙Ｐが挟持・搬送されている状態図を示す。なお、図中、左右対称に配置されている部材については、符号の後に左側部材には「Ｌ」、右側部材には「Ｒ」を付けて区別している。以下の説明において、「Ｌ」や「Ｒ」を省略して部材の説明をする場合がある。

送風ファン４１Ｌ，４１Ｒの駆動によって空気はダクト４２Ｌ，４２Ｒを通って送風口４４Ｌ，４４Ｒから定着回転体３４の両端部に吹き付けられる。このとき、定着回転体３４の温度は、温度検知手段６１Ｌ，６１Ｒによって測定されている。この温度検知手段６１Ｌ，６１Ｒは、非通紙領域だけでなく通紙領域の温度も測定する。なお、この実施形態では、２つの送風ファン４１Ｌ，４１Ｒを用いているが、１つの送風ファンを用い、ダクトを途中で分岐させて２つ送風口４４Ｌ，４４Ｒから吹き出すようにしてもよい。

用紙Ｐのサイズは、サイズ検知手段６２Ｌ，６２Ｒによって検知され、検知結果は制御装置６４に送られる。ここで定着回転体３４における非通紙領域が算出される。なお、用紙Ｐのサイズは、使用者による入力や、給紙カセット７１に収納されたときの検知データによって認識してもよい。あるいは、用紙Ｐが通過した範囲は発熱ベルト３１の温度が低下するので、その範囲を温度検知手段６１で測定し用紙サイズを検知するようにしてもよい。

図６から図８に、冷却域可変手段５を構成する遮蔽板５２と遮蔽板５５、及びその移動機構を示す。図６から図８は、定着回転体３４から冷却域可変手段５の方向を見た図である。以下の説明では、左右を意味する「Ｌ」及び「Ｒ」を略して説明する。

基板５１の軸方向両端部に送風口４４が形成されている。送風口４４にはそれぞれ遮蔽板５２と遮蔽板５５とが軸方向に移動可能に設けられている。遮蔽板５２は、ラック歯車５３Ｇが形成された支持杆５３で保持されている。そして、２つの支持杆５３は所定距離隔てて略平行に配置され、２つの支持杆５３のラック歯車５３Ｇはそれぞれ、支持杆５３の間に配置されたピニオン歯車５４と?み合っている。ピニオン歯車５４が、図６において反時計回りに回転すると、遮蔽板５２は中央側から送風口４４を閉鎖する方向に移動する。一方、遮蔽板５５は、ラック歯車５６Ｇが形成された支持杆５６で保持されている。そして、２つの支持杆５６は所定距離隔てて略平行に配置され、２つの支持杆５６のラック歯車５６Ｇはそれぞれ、支持杆５６の間に配置されたピニオン歯車５７と?み合っている。ピニオン歯車５７が、図６において時計回りに回転すると、遮蔽板５６は端部側から送風口４４を閉鎖する方向に移動する。ピニオン歯車５４及びピニオン歯車５７はモータ５８、５９（図５に図示）によってそれぞれ独立して駆動可能とされている。

図６は、遮蔽板５２と遮蔽板５５とが送風口４４を塞いでいない全開状態である。図７は、ピニオン歯車５４が反時計回りに、ピニオン歯車５７が時計回り方向に少し回転し、送風口４４が左右から少し閉じられた状態である。図８は、ピニオン歯車５４とピニオン歯車５７とがされに回転し、送風口４４が全て閉鎖された状態である。なお、図６から図８では、ピニオン歯車５４とピニオン歯車５７とが同時に回転する場合を示したが、ピニオン歯車５４及びピニオン歯車５７は個別に回転可能であり、例えば、いずれか一方のピニオン歯車を回転させて、遮蔽板５２及び遮蔽板５５の一方を移動させ、送風口４４の一部を塞ぐこともできる。

定着回転体３４の温度や、用紙Ｐのサイズの情報に基づく非通紙領域の情報は制御装置６４（図５に図示）へ送られる。また、送風ファン４１やモータ５８，５９の駆動は制御装置６４によって行われる。さらに、発熱ベルト３１の発熱層３１１への電力供給は温度検知手段６１の信号に基づいて、定着最適温度になるよう制御装置６４によって行われる。

図９から図１２に、用紙サイズ、定着回転体３４の非通紙領域、送風ファンによる冷却域を説明する図を示す。図９及び図１０は、サイズの小さい用紙（用紙幅：Ｗ１）の定着処理を行う場合である。非通紙領域は、用紙の両端から定着回転体３４の電極３１５まで間（Ｘ１）である。図９に示す定着装置では、送風口４４の横幅Ｙ１と非通紙領域Ｘ１とは等しく、全体冷却モードのとき、送風口４４は全開とされ非通紙領域Ｘ１の全体が冷却される。一方、局所冷却モードのときは、図１０に示すように、遮蔽板５２，５５が移動して非通紙領域Ｘ１の、高温箇所を含む一部領域が集中的に冷却される。

図１１及び図１２は、サイズの大きい用紙（用紙幅：Ｗ２）の定着処理を行う場合である。非通紙領域は、用紙の両端から定着回転体３４の電極３１５まで間（Ｘ２）であり、全体冷却モードのときは、遮蔽板５２が移動して送風口４４は、非通紙領域Ｘ２と等しい横幅Ｚ１とされる。一方、局所冷却モードのときは、図１２に示すように、遮蔽板５２，５５が移動して送風口４４は横幅Ｚ２まで狭くされ、非通紙領域Ｘ２の、高温箇所を含む一部領域が集中的に冷却される。このように、冷却域可変手段５は、非通紙領域の広さや高温が発生した位置に応じて送風口４４の横幅やその位置を適宜変えることができる。

全体冷却モードにおける送風口４４の開度は、サイズ検知手段６２Ｌ，６２Ｒで検知された用紙Ｐのサイズから、制御装置６４によって定着回転体３４における非通紙領域が算出され制御される。送風口４４の開度は遮蔽板５２，５５の移動によって調整される。このとき、通紙領域の温度低下を防止する観点から、遮蔽板５２の外側端の位置は、非通紙領域と通紙領域との境界より０〜１０ｍｍ程度外側に位置させるのが好ましい。

一方、局所冷却モードにおける送風口４４の開口位置は、まず冷却域の中心を定める。冷却域の中心は、非通紙領域の幅などから算出し定めることも可能であるが、温度検知手段６１によって検知された最高温度位置とするのが好ましい。そして、局所冷却域の幅（送風口の開度）は、用紙Ｐのサイズによって予め設定した幅とすればよい。表１に、用紙サイズに対する局所冷却域の幅の一例を示す。表１から理解されるように、サイズの小さい用紙ほど定着回転体３４の非通紙領域が広くなるので、局所冷却域の幅も広く設定される。

非通紙領域の部分的な温度上昇をより効率的に抑える観点から、冷却途中において、局所冷却モードでの冷却をより狭い領域で行うようにしても構わない。表２に、用紙サイズに対する、より狭い局所冷却域の幅の例を示す。

非通紙領域の冷却は、全体冷却モードと局所冷却モードとが交互に繰り返すことにより行われる。全体冷却モードによる冷却時間としては５秒〜１０秒の範囲が好ましく、局所冷却モードによる冷却時間としては３秒〜７秒の範囲が好ましい。全体冷却モードと局所冷却モードの冷却時間の比率は、非通紙領域の検知温度から所定温度以上の高温域が生じないように適宜変化させてもよい。

図１３に、非通紙領域の冷却制御例を示すフローチャートを示す。プリント動作が始まると、サイズ検知手段６２によって用紙Ｐのサイズが検知され、非通紙領域が定められる（ステップＳ１）。次いで、非通紙領域の軸方向複数箇所の温度が検出される（ステップＳ２）。そして、検出した最高温度が許容温度（例えば２００℃）を超えている場合は（ステップＳ３）、最高温度を検出した位置が局所冷却モードの冷却域中心と定められるとともに（ステップＳ４）、用紙Ｐのサイズから局所冷却域の幅が定められる。

次いで、送風ファン４１が駆動し（ステップＳ５）、局所冷却モードでの冷却が開始される（ステップＳ６）。そして、所定時間経過後（ステップＳ７）、局所冷却モードに替わって全体冷却モードでの冷却が開始される（ステップＳ８）。所定時間経過後（ステップＳ９）、非通紙領域の軸方向複数箇所の温度が検出され（ステップＳ１０）、検出した最高温度が許容温度（例えば２００℃）を超えている場合は（ステップＳ１１）、さらに、検出した最高温度と最低温度との差（温度ムラ）が許容温度（例えば１０℃）を超えているかどうかが判断される（ステップＳ１２）。そして、温度ムラが許容温度を超えている場合は、最高温度を示している位置が局所冷却域内であるかどうかが判断される（ステップＳ１３）。最高温度を示している位置が局所冷却域内である場合は、局所冷却モードの時間比率が高くされ（ステップＳ１４）、最高温度を示している位置が局所冷却域内でない場合は、全体冷却モードの時間比率が高くされた後（ステップＳ１５）、ステップＳ６に戻り、局所冷却モード及び全体冷却モードでの冷却が交互に繰り返される。

一方、検出した最高温度が許容温度を超えていない場合は（ステップＳ１１）、送風ファン４１が停止される（ステップＳ１６）。そして、プリント動作が終了していない場合はステップＳ１０に戻り、非通紙領域の軸方向複数箇所の温度が検出される。また、温度ムラが許容温度を超えていない場合は（ステップＳ１２）、ステップＳ６に戻り、局所冷却モード及び全体冷却モードでの冷却が交互に繰り返される。

図１４に、全体冷却モード及び局所冷却モードの冷却条件を変更する場合の他の例を示す。なお、この図に示すフローチャートは、ステップＳ１８とステップＳ１９以外は図１３のフローチャートと同じであるので、同じ部分の説明は省略し異なる部分のみ以下説明する。ステップＳ１３において最高温度を示した位置が局所冷却域内である場合は、局所冷却域をより狭くして、一層集中的に冷却を行う（ステップＳ１８）。例えば、局所冷却域を表１に示す領域から表２に示す領域に変更する。一方、最高温度を検出した位置が局所冷却域外である場合は、局所冷却域を広くする（ステップＳ１９）。これにより、局所冷却域と最高温度検出位置との距離を短くし、最高温度検出位置から局所冷却域への伝熱を高めて局所冷却域外の温度を下げる。

このように本発明の定着装置では、非通紙領域の全体を冷却する全体冷却モードと、最高温度を示した位置を中心とした所定範囲を冷却する局所冷却モードを交互に繰返すことにより、非通紙領域における部分的な高温部及び温度ムラの発生を防止する。図１５に、定着回転体３４における温度分布の測定結果を示す。この図から理解されるように、本発明の定着装置では、非通紙領域の全体Ｔ１を冷却する全体冷却モードと、その中の一部Ｔ２を冷却する局所冷却モードとが繰り返された結果、非通紙領域はほぼ同じ温度に抑えられた。

本発明の定着装置では、非通紙領域における温度上昇と温度ムラを効果的に抑制でき有用である。

３定着装置
４冷却手段
５冷却域可変手段
Ｐ用紙
３１発熱ベルト（発熱部材）
３２弾性体ローラ
３４定着回転体
３５加圧ローラ（加圧回転体）
４４送風口
５２遮蔽板
５５遮蔽板
５８，５９モータ
６１温度検知手段
６２サイズ検知手段
６４制御装置

Claims

発熱部材を有する定着回転体と、この定着回転体に圧接してニップ部を形成する加圧回転体とを有し、前記ニップ部に用紙を通過させることにより未転写トナー像を用紙に溶融定着させる定着装置において、
用紙の搬送方向に対して垂直方向の長さを検知するサイズ検知手段と、
前記定着回転体の温度を検知する、回転軸方向に複数設けられた温度検知手段と、
前記定着回転体を送風により冷却する冷却手段と、
前記冷却手段による冷却域を可変する冷却域可変手段と、
前記冷却域可変手段による冷却域及び冷却時間を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記冷却手段で前記定着回転体を冷却する際、前記冷却域可変手段による、非通紙領域全体を冷却する全体冷却モードと、前記温度検知手段で検出した非通紙領域の高温箇所を含む領域を冷却する局所冷却モードとを所定時間毎に交互に繰り返し実施することを特徴とする定着装置。
前記制御手段は、前記冷却手段による前記定着回転体の冷却開始後、非通紙領域において、前記複数の温度検知手段による最高検知温度と最低検知温度との差が所定値以上で、且つ、最高検知温度が局所冷却領域内で検知された場合には、局所冷却モードの冷却時間比率を高くし、最高検知温度が局所冷却領域外で検知された場合には、全体冷却モードの冷却時間比率を高くする請求項１記載の定着装置。
前記制御手段は、前記冷却手段による前記定着回転体の冷却開始後、非通紙領域において、前記複数の温度検知手段による最高検知温度と最低検知温度との差が所定値以上で、且つ、最高検知温度が局所冷却領域内で検知された場合には、局所冷却モードの冷却領域を狭くし、最高検知温度が局所冷却領域外で検知された場合には、局所冷却モードの冷却領域を広くする請求項１又は２記載の定着装置。
前記冷却域可変手段は、前記冷却手段からの送風が吹き出す送風口に、回転軸方向に移動可能に設けられた一対の遮蔽板であって、この一対の遮蔽板を移動させることによって送風の吹き出し位置及び開度を調整する請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。