(57)【要約】【課題】効率的な非通紙部昇温制御を行うことで省電力化を可能にし、高い生産性の要求にも適応する画像形成装置および定着装置を提供する。【解決手段】回転体と、対向体と、第１および第２の発熱抵抗体が搬送方向に並列配置されるヒーターと、回転体および対向体の少なくとも一方における長手方向の端部を昇温した状態から冷却する送風手段と、ヒーターに投入される電力情報を取得する第１の取得手段と、長手方向の端部の温度情報を取得する第２の取得手段と、送風手段を制御せずに、第１の取得手段の出力に応じて通電比率を初期値より小さくする第１のモードと、送風手段を制御せずに、第１および第２の取得手段の出力に応じて通電比率をより小さくする第２のモードと、ヒーターの通電比率を制御せずに、第２の取得手段の出力に応じて送風手段を作動させる第３のモードと、を実行可能な制御部と、を有する。【選択図】図２
2019056812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、
回転体と、
前記回転体と対向し、前記回転体と共に前記トナー画像を担持した前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向体と、
前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において中央部に対する端部の発熱量が小さい第１の発熱抵抗体と、前記長手方向において中央部に対する端部の発熱量が大きい第２の発熱抵抗体と、を前記記録材の搬送方向に並列配置したヒーターと、
前記回転体および前記対向体の少なくとも一方における前記長手方向の端部を昇温した状態から送風により冷却する送風手段と、
前記ヒーターに投入される電力情報を取得する第１の取得手段と、
前記回転体もしくは前記対向体または前記ヒーターにおける前記長手方向の端部の領域の温度情報を取得する第２の取得手段と、
前記送風手段を制御せずに、前記第１の取得手段の出力に応じて、前記第１の発熱抵抗体への通電量に対する前記第２の発熱抵抗体への通電量の比である通電比率を初期値より小さくする第１のモードと、
前記送風手段を制御せずに、前記第１および第２の取得手段の出力に応じて、前記通電比率を前記第１のモードにおける値より小さくする第２のモードと、
前記ヒーターの通電比率を制御せずに、前記第２の取得手段の出力に応じて、前記送風手段を作動させる第３のモードと、
を実行可能な制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記昇温した状態は、前記記録材の幅方向が第１のサイズより小さい第２のサイズである場合に生じることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１および第２のモードにおいて、前記通電比率の変更を点灯デユーティ比の変更で行うことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２のモードにおいて、前記第１の取得手段の出力が第１の閾値より小さく、かつ前記第２の取得手段の出力が第２の閾値より高いときに、前記通電比率を前記第１のモードの最終値より小さくすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第３のモードにおいて、前記第２の取得手段の出力が前記第２の閾値より高いときに前記第２のモードにおける前記通電比率の最終値を維持して前記送風手段を作動させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記送風手段は、ファンと、前記ファンからの送風量を規制する可変開口を備えるシャッタと、を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第３のモードにおいて、前記第２の取得手段の出力に応じて前記シャッタの開口量および前記ファンのヂューティを変更することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記初期値は１であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第２の取得手段を前記長手方向の位置を異ならせて複数個設け、前記記録材の幅方向のサイズに応じた前記第２の取得手段を選択することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第１の取得手段は、前記ヒーターに投入される電力を直接取得する、もしくは電力制御上の変数から前記ヒーターに投入される電力を取得することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記回転体は定着フィルムであり、前記対向体は加圧ローラであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記画像形成部は、像担持体に露光によって潜像を作成し、現像剤により潜像を現像し、前記記録材に転写することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、
回転体と、
前記回転体と対向し、前記回転体と共に前記トナー画像を担持した前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向体と、
前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において中央部に対する端部の発熱量が小さい第１の発熱抵抗体と、前記長手方向において中央部に対する端部の発熱量が大きい第２の発熱抵抗体と、を前記記録材の搬送方向に並列配置したヒーターと、
前記回転体および前記対向体の少なくとも一方における前記長手方向の端部を昇温した状態から送風により冷却する送風手段と、
前記ヒーターに投入される電力情報を取得する第１の取得手段と、
前記回転体もしくは前記対向体または前記ヒーターにおける前記長手方向の端部の領域の温度情報を取得する第２の取得手段と、
前記送風手段を制御せずに、前記第１および第２の取得手段の出力に応じて、前記第１の発熱抵抗体への通電量に対する前記第２の発熱抵抗体への通電量の比である通電比率を初期値より小さくする第１のモードと、
前記ヒーターの通電比率を制御せずに、前記第２の取得手段の出力に応じて、前記送風手段を作動させる第２のモードと、
を実行可能な制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
回転体と、
前記回転体と対向し、前記回転体と共にトナー画像を担持した記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向体と、
前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において中央部に対する端部の発熱量が小さい第１の発熱抵抗体と、前記長手方向において中央部に対する端部の発熱量が大きい第２の発熱抵抗体と、を前記記録材の搬送方向に並列配置したヒーターと、
前記回転体および前記対向体の少なくとも一方における前記長手方向の端部を昇温した状態から送風により冷却する送風手段と、
前記ヒーターに投入される電力情報を取得する第１の取得手段と、
前記回転体もしくは前記対向体または前記ヒーターにおける前記長手方向の端部の領域の温度情報を取得する第２の取得手段と、
前記送風手段を制御せずに、前記第１の取得手段の出力に応じて、前記第１の発熱抵抗体への通電量に対する前記第２の発熱抵抗体への通電量の比である通電比率を初期値より小さくする第１のモードと、
前記送風手段を制御せずに、前記第１および第２の取得手段の出力に応じて、前記通電比率を前記第１のモードにおける値より小さくする第２のモードと、
前記ヒーターの通電比率を制御せずに、前記第２の取得手段の出力に応じて、前記送風手段を作動させる第３のモードと、
を実行可能な制御部と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１５】
回転体と、
前記回転体と対向し、前記回転体と共にトナー画像を担持した記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向体と、
前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において中央部に対する端部の発熱量が小さい第１の発熱抵抗体と、前記長手方向において中央部に対する端部の発熱量が大きい第２の発熱抵抗体と、を前記記録材の搬送方向に並列配置したヒーターと、
前記回転体および前記対向体の少なくとも一方における前記長手方向の端部を昇温した状態から送風により冷却する送風手段と、
前記ヒーターに投入される電力情報を取得する第１の取得手段と、
前記回転体もしくは前記対向体または前記ヒーターにおける前記長手方向の端部の領域の温度情報を取得する第２の取得手段と、
前記送風手段を制御せずに、前記第１および第２の取得手段の出力に応じて、前記第１の発熱抵抗体への通電量に対する前記第２の発熱抵抗体への通電量の比である通電比率を初期値より小さくする第１のモードと、
前記ヒーターの通電比率を制御せずに、前記第２の取得手段の出力に応じて、前記送風手段を作動させる第２のモードと、
を実行可能な制御部と、
を有することを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式や静電気記録式等の画像形成部を備えた画像形成装置、およびこれに搭載可能で、記録材上に形成された未定着トナー画像を加熱定着する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いたプリンタや複写機等の画像形成装置では、未定着トナー画像を記録材に定着する定着方式として、未定着トナー画像を加熱、溶融して記録材に定着させる熱定着方式が一般に用いられている。近年では、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定着装置が実用化されている。
【０００３】
フィルム加熱方式の定着装置は、加熱体としてのセラミックヒーターと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム（定着フィルム）を挟ませて定着ニップ部を形成させる。そして、定着ニップ部の定着フィルムと加圧ローラとの間に未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入して、定着フィルムと一緒に挟持搬送させる。これにより、定着フィルムを介してセラミックヒーターの熱を与えながら定着ニップ部の圧力で、未定着トナー画像を記録材面に定着させるものである。
【０００４】
フィルム加熱方式の定着装置において、記録材搬送方向に直交する幅方向で最大通紙幅の記録材（最大サイズ紙）よりも幅の小さい記録材（小サイズ紙、幅狭紙）の連続通紙時の非通紙部昇温という問題が発生することが知られている。最大サイズ紙を通紙して定着する場合は、定着フィルム及び加圧ローラの表面が定着領域全長域に渡って略均一な温度分布となる。しかし、小サイズ紙を連続通紙して定着した場合に、定着フィルム及び加圧ローラの非通紙域表面の温度が過度に上昇する。これは、小サイズ紙を連続的に通紙すると記録材の通過しない非通紙域では、記録材によって熱量が奪われず、その部分が部分的に蓄熱されるためである。
【０００５】
小サイズ紙の連続通紙による非通紙部昇温が生じると、次のジョブで最大サイズ紙を含め、より大きなサイズの紙を通紙する際に非通紙域が定着適正温度を超えている場合、トナーが過剰に溶け一部が定着フィルムに残り、一周遅れて記録材上に定着される。これにより、高温オフセットという画像不良が生じる。また、非通紙域の長手方向に温度ムラがあると、画像に光沢ムラが生じる。さらに昇温が高温まで達した場合、記録材の間隔を大きくし生産性を落とすことで、非通紙部の昇温を抑制する制御に入る必要も生じる。
【０００６】
非通紙部昇温は、記録材によって奪われる熱量が増加する条件で大きくなり、例えば単位時間あたりの処理枚数（生産性）が大きい場合、または記録材の単位面積あたりの重量が大きい場合（いわゆる厚紙）などが該当する。
【０００７】
これらの非通紙部の昇温に対しては、発熱部材であるヒーターにおける長手方向で発熱量の異なる抵抗発熱体を備え、通電比率（点灯デューティ比）を変更する構成が知られている（特許文献１）。また、昇温した端部領域にファンで直接風を当てて冷却する構成（特許文献２）が提案されている。
【０００８】
そして、冷却に関し、大量のプリントを行った場合の非通紙部の昇温に対し、以下のような冷却を行う画像形成装置が知られている。すなわち、該当部付近に設置してある温度検出センサによって検出し、予め設定してある閾値温度を超えるとファンで昇温部に直接風を当てて冷却することで、非通紙部昇温を抑制する画像形成装置が知られている。
【０００９】
さらに、近年では画像形成装置の生産性向上に伴い非通紙部の昇温が一層厳しい状況になっている。その対応として、上述のヒーターの長手方向で発熱量の異なる抵抗発熱体を有する構成と、非通紙部の昇温した部分にファンで直接風を当てて冷却する構成の両方を有する画像形成装置も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２０６５１０号公報
【特許文献２】特開２００２−２８７５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した、ヒーターの長手方向で発熱量の異なる抵抗発熱体と、非通紙部の昇温した端部を冷却するファンの両方を備える画像形成装置において、生産性がそれほど高くない従来までの構成においては上記の非通紙部昇温対策構成で対応することが可能であった。しかしながら、画像形成装置の生産性向上により、非通紙部の昇温が一層激しくなり、従来までの構成では十分に対応しきれない状況が生じている。
【００１２】
また、従来の構成では通電比率の変更が許容限界までされていなかったために、上記の昇温部において、加熱と冷却に電力が大きく消費されていた。特に生産性の高い画像形成装置においては単位時間あたりに通過する記録材の枚数も増えるため、定着装置での消費電力が多い分、非通紙部の温度も高くなる。そのため、ファンの風量も増やす必要があり、結果としてファンの消費電力も多くなる。このように加熱と冷却の双方で多くの電力を消費している状況は、避けるべきである。
【００１３】
本発明の目的は、効率的な非通紙部昇温制御を行うことで省電力化を可能にし、高い生産性の要求にも適応する画像形成装置および定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、回転体と、前記回転体と対向し、前記回転体と共に前記トナー画像を担持した前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向体と、前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において中央部に対する端部の発熱量が小さい第１の発熱抵抗体と、前記長手方向において中央部に対する端部の発熱量が大きい第２の発熱抵抗体と、を前記記録材の搬送方向に並列配置したヒーターと、前記回転体および前記対向体の少なくとも一方における前記長手方向の端部を昇温した状態から送風により冷却する送風手段と、前記ヒーターに投入される電力情報を取得する第１の取得手段と、前記回転体もしくは前記対向体または前記ヒーターにおける前記長手方向の端部の領域の温度情報を取得する第２の取得手段と、前記送風手段を制御せずに、前記第１の取得手段の出力に応じて、前記第１の発熱抵抗体への通電量に対する前記第２の発熱抵抗体への通電量の比である通電比率を初期値より小さくする第１のモードと、前記送風手段を制御せずに、前記第１および第２の取得手段の出力に応じて、前記通電比率を前記第１のモードにおける値より小さくする第２のモードと、前記ヒーターの通電比率を制御せずに、前記第２の取得手段の出力に応じて、前記送風手段を作動させる第３のモードと、を実行可能な制御部と、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る別の画像形成装置は、記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、回転体と、前記回転体と対向し、前記回転体と共に前記トナー画像を担持した前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向体と、前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において中央部に対する端部の発熱量が小さい第１の発熱抵抗体と、前記長手方向において中央部に対する端部の発熱量が大きい第２の発熱抵抗体と、を前記記録材の搬送方向に並列配置したヒーターと、前記回転体および前記対向体の少なくとも一方における前記長手方向の端部を昇温した状態から送風により冷却する送風手段と、前記ヒーターに投入される電力情報を取得する第１の取得手段と、前記回転体もしくは前記対向体または前記ヒーターにおける前記長手方向の端部の領域の温度情報を取得する第２の取得手段と、前記送風手段を制御せずに、前記第１および第２の取得手段の出力に応じて、前記第１の発熱抵抗体への通電量に対する前記第２の発熱抵抗体への通電量の比である通電比率を初期値より小さくする第１のモードと、前記ヒーターの通電比率を制御せずに、記第２の取得手段の出力に応じて、前記送風手段を作動させる第２のモードと、を実行可能な制御部と、を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る定着装置は、回転体と、前記回転体と対向し、前記回転体と共にトナー画像を担持した記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向体と、前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において中央部に対する端部の発熱量が小さい第１の発熱抵抗体と、前記長手方向において中央部に対する端部の発熱量が大きい第２の発熱抵抗体と、を前記記録材の搬送方向に並列配置したヒーターと、前記回転体および前記対向体の少なくとも一方における前記長手方向の端部を昇温した状態から送風により冷却する送風手段と、前記ヒーターに投入される電力情報を取得する第１の取得手段と、前記回転体もしくは前記対向体または前記ヒーターにおける前記長手方向の端部の領域の温度情報を取得する第２の取得手段と、前記送風手段を制御せずに、前記第１の取得手段の出力に応じて、前記第１の発熱抵抗体への通電量に対する前記第２の発熱抵抗体への通電量の比である通電比率を初期値より小さくする第１のモードと、前記送風手段を制御せずに、前記第１および第２の取得手段の出力に応じて、前記通電比率を前記第１のモードにおける値より小さくする第２のモードと、前記ヒーターの通電比率を制御せずに、前記第２の取得手段の出力に応じて、前記送風手段を作動させる第３のモードと、を実行可能な制御部と、を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る別の定着装置は、回転体と、前記回転体と対向し、前記回転体と共にトナー画像を担持した記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向体と、前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において中央部に対する端部の発熱量が小さい第１の発熱抵抗体と、前記長手方向において中央部に対する端部の発熱量が大きい第２の発熱抵抗体と、を前記記録材の搬送方向に並列配置したヒーターと、前記回転体および前記対向体の少なくとも一方における前記長手方向の端部を昇温した状態から送風により冷却する送風手段と、前記ヒーターに投入される電力情報を取得する第１の取得手段と、前記回転体もしくは前記対向体または前記ヒーターにおける前記長手方向の端部の領域の温度情報を取得する第２の取得手段と、前記送風手段を制御せずに、前記第１および第２の取得手段の出力に応じて、前記第１の発熱抵抗体への通電量に対する前記第２の発熱抵抗体への通電量の比である通電比率を初期値より小さくする第１のモードと、前記ヒーターの通電比率を制御せずに、前記第２の取得手段の出力に応じて、前記送風手段を作動させる第２のモードと、を実行可能な制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、効率的な非通紙部昇温制御を行うことで省電力化を可能にし、高い生産性の要求にも適応する画像形成装置および定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の断面模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置の断面模式図である。
【図３】定着機構部の正面模式図である。
【図４】定着機構部の縦断正面模式図である。
【図５】定着フィルムの層構成模型図である。
【図６】ヒーターの横断面模型図と制御系統のブロック図である。
【図７】送風冷却機構部の外観斜視模式図である。
【図８】図７の（８）−（８）線に沿う拡大断面図である。
【図９】ＦＡＮ及びシャッターの駆動に関する制御系統のブロック図である。
【図１０】シャッターが送風口を閉ざした全閉位置に移動した状態図である。
【図１１】シャッターが送風口を開かせた全開位置に移動した状態図である。
【図１２】本発明の実施形態に係るヒーターの発熱体形状および電極部の模式図である。
【図１３】本発明の実施形態における各発熱体の発熱分布図である。
【図１４】本発明の実施形態における通電比率毎の発熱分布図である。
【図１５】第２の実施形態における定着装置の縦断面模式図である。
【図１６】第２の実施形態におけるＣＯＭ１０サイズ、ＬＴＲサイズの紙通紙時の温度分布である。
【図１７】本発明の実施形態にける第１乃至第３のモードによる非通紙部昇温の時間的変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１は、本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の一例の全体構成模型図である。この画像形成装置は、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。
【００２２】
無端状でフレキシブルな中間転写ベルト（以下、ベルトと略記する）８は、二次転写対向ローラ９とテンションロ−ラ１０との間に張架されていて、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。１１は二次転写ローラであり、上記の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ある。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。
【００２３】
１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋは第１〜第４の４つの画像形成部（像担持体に露光によって潜像を作成し、現像剤により潜像を現像し、記録材に転写する）であり、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ている。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（以下、ドラムと略記する）２を有する。
【００２４】
各ドラム２の周囲には、一次帯電器３、現像装置４、転写手段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。７は各画像形成部のドラム２に対するレーザ露光装置であり、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手段、ポリゴンミラー、反射ミラー等で構成されている。
【００２５】
制御部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、第１〜第４の画像形成部１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋにおいて、それぞれ回転するドラム２の面に対して所定の制御タイミングで、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。なお、ドラム２にトナー像を形成する電子写真作像原理・プロセスはよく知られているので説明を省略する。
【００２６】
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、かつ各ドラム２の回転速度に対応した速度で回転駆動されているベルト８の外面に対して順次に重畳転写される。これにより、ベルト８の面にこれら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。
【００２７】
一方、所定の給送タイミングにて、それぞれ大小各種幅サイズの記録紙である記録材（シート）Ｐを積載収容させた上下多段のカセット給送部１３Ａ・１３Ｂ・１３Ｃのうちの、選択された段位の給送カセットの給送ローラ１４が駆動される。これにより、その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、縦搬送パス１５を通ってレジストローラ１６に搬送される。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。
【００２８】
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。なお、この時の記録材の搬送速度は２００ｍｍ／ｓである。
【００２９】
レジストローラ１６は、回転するベルト８上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の面に順次に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。
【００３０】
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。
【００３１】
（定着装置）
次に、本実施形態に係る画像形成装置に搭載される画像加熱装置としての定着装置２０について説明する。なお、以下の説明において、定着装置またはこれを構成している定着部材について、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または右である。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（定着部材の長手方向）の記録材寸法である。
【００３２】
図２は、定着装置２０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２０Ａの正面模式図、図４はその縦断正面模式図である。
【００３３】
１）定着機構部
図２乃至図４を用いて、定着機構部２０Ａを説明する。図２に示した定着機構部２０Ａは、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）の定着装置である。通紙ニップである定着ニップ部（以下、ニップ部）は、第１の定着部材（加熱部材）としてのフィルムユニット３１と、これに対向する対向部材としての第２の定着部材（加圧部材）としての弾性の加圧ローラ３２の両者の圧接により形成させている。ニップ部には、トナー画像を担持した記録材が挟持搬送され、トナー画像が加熱されて固着画像を得る。
【００３４】
フィルムユニット３１は、画像加熱部材としての円筒状で可撓性を有する無端ベルトとしての定着フィルム３３と、横断面が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を備える。加熱源はセラミックヒーター（以下、ヒーター）３５であり、ガイド部材３４の外面に、該部材の長手方向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、ヒーター３５を取り付けたガイド部材３４に対して十分な余裕をもって外嵌させてある。３６は横断面コ字型の剛性加圧ステー（以下、ステー）であり、ガイド部材３４の内側に配設してある。
【００３５】
可撓性ベルト部材としてのフィルム３３の外周面と接触して回転する加圧ローラ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、更に外周に、以下のフッ素樹脂層３２ｃを設けてもよい。即ち、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（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）、ＦＥＰ（４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合樹脂）等である。
【００３６】
図３に示すように、端部ホルダ３７は、ステー３６の長手方向における左右両端部の外方突出腕部３６ａにそれぞれ嵌合しており、３７ａはこの端部ホルダ３７と一体のフランジ部である。これらは、可撓性ベルト部材としてのフィルム３３の内周面と接触するバックアップ部材として機能する。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（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。
【００３７】
上記の加圧ローラ３２に対して、フィルムユニット３１を、ヒーター３５側を対向させて並行に配列し、図３および図４に示すように、左右の端部ホルダ３７と左右の固定のばね受け部材３９との間に加圧ばね４０を縮設してある。これにより、ステー３６、ガイド部材３４、ヒーター３５が加圧ローラ３２側に押圧付勢される。
【００３８】
その押圧付勢力を所定の値に設定し、ヒーター３５を、フィルム３３を挟んで加圧ローラ３２に対して弾性層３２ｂの弾性に抗して圧接させ、フィルム３３と加圧ローラ３２との間に記録材搬送方向において所定幅のニップ部Ｎを形成させている。また、ＴＨ１とＴＨ２はそれぞれ温度センサーであり、ＴＨ１はヒーター３５に接触しており、ＴＨ２は支持部材３８によってフィルム３３に接触している。
【００３９】
本実施形態におけるフィルム３３は、図５の層構成模式図のように、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以下で２０μｍ以上の耐熱性フィルムを使用できる。
【００４０】
例えば、ポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＳ（ポリエーテルサンホン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフィルムを使用できる。または、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。また、弾性層３３ｂにゴム硬度が１０度（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚さが３００μｍのシリコーンゴムを用い、離型層３３ｃに厚さ３０μｍのＰＦＡチューブ層を用いた。
【００４１】
図６は、ヒーター３５の横断面模式図と制御系統図である。本実施形態におけるヒーター３５は、ヒーター基板としてアルミナやチッ化アルミニウム等を用いた裏面加熱タイプ（発熱体がスリーブと接する面とは反対側の基板の裏側にある形状）のものである。フィルム３３・記録材Ｐの移動方向に直交する長手方向を長手とする低熱容量の横長の線状加熱体である。
【００４２】
図６に示すように、ヒーター３５は、アルミナやチッ化アルミニウム等でできたヒーター基板３５ａを有する。本実施形態においてはヒーター基板３５ａとして窒化アルミニウムを用いた。ヒーター基板３５ａの裏面側（定着フィルム対向面側とは反対面側）に、長手方向に沿って、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でスクリーン印刷等により塗工して設けた、後述する発熱体Ｈ１およびＨ２を有する。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。
【００４３】
また、本実施形態においては、ヒーター基板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。ヒーター３５は、ガイド部材３４の外面の略中央部に長手方向に沿って形成具備させた溝部に、摺動部材３５ｄを設けたヒーター基板表面側を露呈させて嵌入して固定支持させてある。ニップ部では、このヒーター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、ヒーター３５により加熱される。
【００４４】
ヒーター３５の発熱体Ｈ１およびＨ２の長手方向の両端間に通電されることで、発熱体Ｈ１およびＨ２が発熱してヒーター３５が長手方向の発熱体部の全域において急速に昇温する。なお、発熱体Ｈ１およびＨ２は、それぞれ長手方向の発熱分布が異なり、非通紙部昇温への対策として通電比率（点灯デユーティ比）を変更可能であるが、これについて、詳細は後述する。
【００４５】
そして、発熱したヒーターの温度が、保護層３５ｃの外面に接触させて配設した、サーミスタ等の第１の温度センサー（第１の温度検出手段、中央部温度センサー）ＴＨ１により検出される。そして、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部１００（図６）に入力する。
【００４６】
制御部１００は、その入力する検出温度情報に基づいて、ヒーター温度を所定の温度に維持するように電源（電力供給部、ヒーター駆動回路部）１０１から発熱体Ｈ１およびＨ２に対する通電を発熱体ごとに独立して制御する。このようにヒーター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、第１の温度センサーＴＨ１の出力に応じて所定の定着温度に温調制御される。
【００４７】
その際、発熱体Ｈ１およびＨ２それぞれに投入している電力（消費電力）は、電源部１０１内に設けてある電力計１０２によって常時直接取得している。この電力計は、ヒーター３５に投入される電力情報を取得する第１の取得手段として機能する。
【００４８】
次に、プリント動作時における定着装置内各部の動きについて、図２を用いて説明する。加圧ローラ３２は、モータ（駆動手段）Ｍ１により矢印の通り時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３２の回転駆動による加圧ローラ３２とフィルム３３の外面とのニップ部における摩擦力で、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、その内面がニップ部においてヒーター３５に密着して摺動しながら、矢印の通り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）。
【００４９】
フィルム３３は、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。ニップ部におけるヒーター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に、ヒーター３５に摺動部材３５ｄ（図６）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。
【００５０】
そして、プリントスタート信号に基づいて、加圧ローラ３２の回転が開始され、またヒーター３５のヒートアップが開始される。ヒーター３５の温度が所定に立ち上がった状態において、図２に示すようにニップ部にトナー画像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、ニップ部においてフィルム３３を介してヒーター３５に密着して、ニップ部をフィルム３３と一緒に移動通過していく。
【００５１】
その移動通過過程において、ヒーター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。ニップ部を通過した記録材Ｐは、フィルム３３の面から分離されて排出搬送される。
【００５２】
本実施形態における定着装置の長手方向における記録材の通紙位置について、図３を用いて説明する。本実施形態では、記録材Ｐの搬送は、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。Ｓは、その記録材中央通紙基準線（仮想線）である。Ｗ１は、通紙可能な最大幅記録材の通紙幅（最大通紙幅）である。
【００５３】
本実施形態において、この最大通紙幅Ｗ１はＡ４サイズ幅２９７ｍｍである。ヒーター長手方向の有効発熱領域幅Ａは、この最大通紙幅Ｗ１よりも少し大きくしてある。通紙幅Ｗ２は、Ｂ４サイズ幅２５７ｍｍ（Ｂ４縦送り）、Ｗ３はＡ４縦サイズ幅２１０ｍｍ（Ａ４縦送り）である。
【００５４】
以下、最大通紙幅Ｗ１に対応する幅（第１のサイズ）の記録材を最大サイズ記録材、この記録材よりも小さい幅（第２のサイズ）の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と通紙幅Ｗ３との差幅部（（Ｗ１−Ｗ３）／２）であり、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に生じる非通紙部である。
【００５５】
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はそれぞれ通紙幅Ｗ２、Ｗ３の左右両側部（両端部）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。
【００５６】
図３で、第１の温度センサーＴＨ１は、通紙可能な最少紙幅（不図示）の内側に対応する領域のヒーター温度（通紙部温度）を検出するように配設してある。また、ＴＨ２はサーミスタ等の第２の温度センサー（第２の温度検出手段、非通紙部温度センサー）であり、非通紙部の温度を検出する。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部１００に入力する。本実施形態においては、この温度センサー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。
【００５７】
温度センサーＴＨ２は、ニップ部において第２のサイズの記録材が通過しない領域に対向する回転体における端部の領域の温度情報を取得する第２の取得手段として機能する。この温度センサーＴＨ２は、具体的には、ガイド部材３４に基部が固定される板ばね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、この温度センサー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。
【００５８】
このように、本実施形態では、第１の温度センサーＴＨ１は、最小紙幅に対応する領域のヒーター温度を検出するように配設し、第２の温度センサーＴＨ２は非通紙部のフィルム部分の基層内面に弾性的に接触させて配設するものとする。
【００５９】
２）送風冷却機構部
さて、図２で、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）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送風手段である。図７は、この送風冷却機構部２０Ｂの外観斜視模式図である。図８は図７の（８）−（８）線に沿う拡大断面図である。図７、図８を用いて、本実施形態における送風冷却機構部２０Ｂを説明する。
【００６０】
図７に示すように、送風手段としての送風冷却機構部２０Ｂは、送風手段である冷却ファン（以下、ファン）４１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（送風遮蔽体）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（開口部）４３を有する。また、ファン４１からの送風量を規制する可変開口（送風口４３を開閉）を備え、通紙される記録材の幅に適した開口幅（送風領域幅）に調整するシャッター４４と、このシャッターを駆動するシャッター駆動装置（開口幅調節手段）４５を有する。
【００６１】
中央基準搬送の場合、ファン４１、送風ダクト４２、送風口４３、シャッター４４は、フィルム３３の長手方向で左右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外気吸気部である。ファン４１には、プロペラファン等の軸流ファンや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り、必要な風量や設置スペースの制限等に基づいて適切な構成を選択すればよい。ファン４１は、フィルム３３のうち、長手方向の一部分（両端部）を昇温状態から送風により冷却するために用いられる。
【００６２】
ファン４１はモータＭ３（不図示）によって回転駆動し、送風冷却機構部２０Ｂの動作として、後述する表２に示すように、開口部の開口量とファンの強度であるＤｕｔｙ（ヂューティ）によって決まるＦＡＮ冷却レベルに対応する風量（送風量）が得られる。
【００６３】
図７で、左右のシャッター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ー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）Ｍ２で正転または逆転駆動する。これにより、左右のシャッター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。そして、図８に示すように、上記の支持板４６、ラック歯４７、ピニオンギア４８、モータＭ２により、シャッター駆動装置４５が構成されている。
【００６４】
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。左右のシャッター４４は、支持板４６の長手方向中央部から端部に向けて送風口４３を所定量だけ閉める向きに配置されている。
【００６５】
ここで、プリント動作時のシャッターの開口動作について説明する。図９に示すように、制御回路部１００には、ユーザによる使用記録材の幅方向のサイズの入力、給送カセット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、シャッター駆動装置４５を制御する。すなわち、先に図８で示したモータＭ２を駆動してピニオンギア４８を回転させラック歯４７によりシャッター４４を移動することで送風口４３を所定量Ａ（不図示）だけ開くことができる。
【００６６】
制御回路部１００は、記録材の幅情報がＡ４サイズ幅の大サイズ記録材であるときは、シャッター駆動装置４５を制御して、図１０のようにシャッター４４によって送風口４３が閉じられた全閉位置に移動する。また、Ａ４縦送りサイズ幅の小サイズ記録材であるときは、図１１のようにシャッター４４を送風口４３が非通紙部ｂに対応する部分まで開いた位置に移動する。また、Ｂ４サイズ幅の小サイズ記録材であるときは、シャッター４４が非通紙部ａに対応する部分だけ送風口４３を開いた位置に移動する（図４）。
【００６７】
なお、通紙される小サイズ記録材がＬＴＲ（横送り、縦送り）など最大通紙幅Ｗ１と最少通紙幅Ｗ３の間にある場合には、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ー４４を移動する。即ち、シャッター４４は送風口４３の開口幅（送風幅）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、最大および全シートサイズとは，画像形成装置本体が保証する定型紙のことであり、ユーザが独自に使用する不定形サイズ紙ではない。
【００６８】
図７で、シャッター４４の位置情報は、シャッター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ー５１により検出する。具体的には、図１０のように、送風口４３を全閉したシャッター位置でホームポジションを定め、開口量はモータＭ２の回転量から検出している。
【００６９】
（非通紙部昇温時の動作）
１）ヒーターにおける発熱体の構成および発熱分布の変更（通電比率の変更）による非通紙部の昇温抑制
図１２に、ヒーター３５において記録材の搬送方向に並列配置される第１の発熱抵抗体である発熱体Ｈ１および第２の発熱抵抗体である発熱体Ｈ２の長手方向における形状と、発熱体への通電のための電極部を示す。ヒーター３５では発熱体Ｈ１をメインヒーター、発熱体Ｈ２をサブヒーターとしている。メインヒーターである発熱体Ｈ１は、ヒーター長手方向に沿って中央部が細く、両端部が太くなっており、その間は発熱体幅が順次変化している。
【００７０】
このため、発熱体Ｈ１の抵抗値分布は中央部の抵抗値が最も高く、両端部に向かって徐々に抵抗値が低くなっている。一方、サブヒーターである発熱体Ｈ２は発熱体Ｈ１とは逆に構成をしており、長手方向に沿って中央部が太く、両端部が細くなっている。このため、発熱体Ｈ２の抵抗値分布は中央部の抵抗値が最も低く、両端部に向かって徐々に高くなっている。
【００７１】
発熱体Ｈ１およびＨ２各々に通電した場合の通紙中央Ｓを基準とした片側のみの長手方向の発熱分布を、図１３に示す。発熱体Ｈ１は、長手中央の発熱量が大きく端部に向かうに従い発熱量が小さい（長手方向において中央部に対する端部の発熱量が小さい）。一方、発熱体Ｈ２は、長手中央の発熱量が小さく端部に向かうに従い発熱量が大きい（長手方向において中央部に対する端部の発熱量が大きい）。そして、二本の発熱体に等しく通電した場合の発熱分布がフラットになるように発熱体形状を設定した。
【００７２】
ここで、中央の発熱量を揃えて、発熱体Ｈ１への通電量に対する発熱体Ｈ２への通電量の比である通電比率を変えた場合の発熱分布を図１４に示す。すなわち、発熱体Ｈ１への通電量を１００（％）とした際に発熱体Ｈ２への通電量を減少させていくことで、図１４に示すようなヒーター３５の長手方向での発熱分布を制御する（変更する）ことができる。
【００７３】
図１４には、発熱体Ｈ１への通電量：発熱体Ｈ１への通電量として、通常時に１００：１００、１００：９０、１００：８０、１００：７０、１００：６０が示され、端部昇温時限定として１００：５０、１００：４０が示されている。通常時としては、従来からの考え方に基づき、記録材の幅方向のサイズが小さくなることに応じて通電比率を小さくしている。また、昇温時限定としては、記録材の幅方向のサイズが小さくなることに応じて通電比率を小さくするという従来からの考え方を超えて、後述する送風手段を用いる前に通電比率を極力小さくしておくために設定されている。
【００７４】
このように、通電比率をどのように設定するかは、上述した通常時に示したように基本的に記録材の幅で決めて、記録材の幅毎に端部の定着性や非通紙部昇温への影響等を検討し、その結果を通電比率テーブルとして予め設定しておく。ＬＴＲ横送り時（記録材幅は２７９．４ｍｍ）における通電比率テーブルを、表１に示す。
【００７５】
【表１】
2019056812.tif 000003
【００７６】
表１で、通電比率レベル（Ｌｖ．）がＬｖ．１〜Ｌｖ．５は、図１４に示す通常時に対応し、消費電力（ヒータへの投入電力）を検出したときの出力に応じて、通電比率を初期値（Ｌｖ．１で１００／１００＝１）より小さくする（第１のモード）。通電比率レベル（Ｌｖ．）が上がる程、Ｈ１（％）に対するＨ２（％）の通電量の比（通電比率）であるＨ２／Ｈ１は小さくなっている。
【００７７】
表１で各Ｌｖ．の電力閾値とは、各々のＬｖ．において定着性を保証するために必要な最低限の電力（ヒータへの投入電力）を示しており、通紙中の電力がこの閾値を下回ることにより通電比率Ｌｖ．を上げる。電力閾値はプリント開始時の電力を１００％として、各Ｌｖ．毎に電力のパーセンテージ（％）で設定されている。
【００７８】
また表１で、通電比率レベル（Ｌｖ．）がＬｖ．６〜Ｌｖ．７は、図１４に示す端部昇温時限定に対応する。そして、消費電力（ヒータへの投入電力）を検出したときの出力および非通紙部に対応して設けられる温度センサーＴＨ２の出力に応じて、通電比率を第１のモードの最終値（Ｌｖ．５）より小さくする（第２のモード）。
【００７９】
表１で各Ｌｖ．６〜７の温度閾値とは、各々のＬｖ．において定着性を保証するために必要な上限温度を示している。第２のモードにおいて、電力計で検出される電力がＬｖ．５における電力閾値８３％を下回り、かつ温度センサーＴＨ２における検出温度が予め設定してある温度閾値（ここでは２４０℃）を超えた場合は、以下のように通電比率レベルを上げる。すなわち、通電比率レベルをＬｖ．５からＬｖ．６へ上げる。更に、電力計で検出される電力がＬｖ．６における電力閾値７９％を下回り、かつＴＨ２における検出温度が温度閾値２４０℃を超える場合は、通電比率レベルをＬｖ．６からＬｖ．７へ上げる。
【００８０】
このように第２のモードでは、非通紙部昇温発生時として通常時よりもさらに発熱体Ｈ２への通電比率を落とす（通電比率を極力小さくする）ことで、非通紙部の昇温を抑えることが可能となる。
【００８１】
このような第１のモード、第２のモードでは、送風手段を制御せずに（送風手段を用いずに）ヒータの通電比率を制御する。これにより、次の第３のモードにおける送風手段を用いた冷却における電力を抑えることができる。この第３のモードでは、ヒータの通電比率を制御せずに（通電比率変更を用いずに）送風手段を作動させる。
【００８２】
このようにして、プリント動作時には、第１のモードにおいて、記録材の記録材幅Ｗと通紙時に必要な電力に基づき、予め設定されている通電比率テーブルを用いて発熱体Ｈ１、Ｈ２への通電量の通電比率を決定する。更に第１のモードに続く第２のモードにおいて、記録材の記録材幅Ｗと通紙時に必要な電力および非通紙部の温度に基づき、予め設定されている通電比率テーブルを用いて発熱体Ｈ１、Ｈ２への通電量の通電比率を決定する。
【００８３】
第１のモード、第２のモードに関し、プリント時の通電比率制御の動作について改めて説明すれば以下の通りである。プリント開始時には必ず通電比率Ｌｖ．１に設定されている。これはフィルム３３の回転を安定させるためにはプリント開始時にニップ部を均一に温め、長手方向の温度ムラをなくす必要があるためである。
【００８４】
その後、連続してプリント動作を続けていくと定着装置（主には加圧ローラ）が温められ、通紙時に必要な電力が低下する。そして、通紙に必要な電力が各Ｌｖ．の電力閾値を下回ると通電比率Ｌｖ．を上げ、発熱体Ｈ１への通電量に対する発熱体Ｈ２への通電量の比（通電比率）を下げる（小さくする）ことで端部の発熱量を抑える。これによって非通紙部での発熱量が小さくなり、非通紙部昇温を抑えることができる。
【００８５】
ここで、定着装置に十分な電力が供給されている場合、通電比率Ｌｖ．はＬｖ．１からＬｖ．５に途中のレベルを飛び越えて移行する。通電比率Ｌｖ．５では発熱体Ｈ１：発熱体Ｈ２＝１００：６０で通電している。この通電比率は、本実施形態のヒーター３５構成において電力が十分に供給されている場合のＬＴＲサイズのプリント時に最適な通電比率である。このため、通常であればプリント開始後速やかに通電比率Ｌｖ．５に移行する。
【００８６】
途中の通電比率Ｌｖ．２〜Ｌｖ．４については、供給される電力が少ない場合に移行するレベルであり、通常は移行することのない低電力時に定着性の確保を優先したモードである。従って、通電比率Ｌｖ．２〜Ｌｖ．４については、非通紙部昇温対策として必要に応じて生産性を落とす制御を行う。
【００８７】
なお、通電比率Ｌｖ．６及びＬｖ．７における記録材端部での定着性につき、通常時（図１４）よりも発熱体Ｈ２への通電比率を落としても端部の定着性に問題がないことを確認済みである。非通紙部昇温により通常時よりも高温になっている定着部材の記録材の外側部分（端部）からの熱の流入により、問題がないと考えられる。
【００８８】
２）非通紙部の冷却
続いて、非通紙部を送風により冷却する送風手段としての送風冷却機構部の冷却(第３のモード）について説明する。送風冷却機構部２０Ｂの制御には、上述した非通紙部に設けられた温度センサーＴＨ２の出力を用いる。温度センサーＴＨ２の温度が予め設定された温度閾値を超えた場合、シャッター駆動装置４５によりシャッター４４が稼働して開口部を任意の開口量に設定し、ファンを作動させる。ＬＴＲ横送り時における送風冷却機構部２０Ｂの具体的な動作について、以下の表２に端部冷却ＦＡＮ動作テーブルとして示す。
【００８９】
【表２】
2019056812.tif 000004
【００９０】
送風冷却機構部２０Ｂの動作は、開口部の開口量とファンの強度（Ｄｕｔｙ）によって決まっている。表２に示したように各レベル毎に予め設定が決められており、基本的にはＦＡＮ冷却Ｌｖ．が上がると開口量、Ｄｕｔｙとも増加し、より強力に非通紙部の冷却を行う設定となっている。
【００９１】
ＦＡＮ冷却Ｌｖ．は最初Ｌｖ．１に設定されており、そこから温度センサーＴＨ２の温度が閾値温度（ここでは２４０℃）を超える度にＦＡＮ冷却Ｌｖ．が１レベルずつ上がっていく。温度センサーＴＨ２の温度が上昇しなくなったところで、ＦＡＮ冷却Ｌｖ．も保持される。
【００９２】
なお、通電比率制御の閾値温度と冷却機構の動作制御の閾値温度がともに２４０℃であるが、通電比率Ｌｖ．がＬｖ．７に達した後に通電比率Ｌｖ．７を維持した状態で冷却機構が動作を開始するように制御上で制限を設けている。そのため、本実施形態では非通紙部昇温対策制御として、以下のように第１もモード、第２のモード、第３のモードの順に制御部１００が制御する（図１７）。
【００９３】
１）第１のモード
通紙中に検出される消費電力（ヒータへの投入電力）によって、ヒーター３５の発熱体Ｈ１、Ｈ２への通電量の通電比率を決定する。
【００９４】
２）第２のモード
通紙中に検出される消費電力（ヒータへの投入電力）に加え、定着部材の非通紙部に設置された温度センサーＴＨ２で検出される温度によってヒーター３５の発熱体Ｈ１、Ｈ２への通電量の通電比率を決定する。
【００９５】
３）第３のモード
定着部材の非通紙部に設置された温度センサーＴＨ２で検出される温度によって冷却機構を動作させる。
【００９６】
上記のような構成とすることにより、定着装置で消費する電力（ヒータへの投入電力）が従来よりも下がり、より効率的に非通紙部昇温の抑制を行えるようになった。ＬＴＲサイズの記録材を連続で通紙し、非通紙部昇温が発生した状況における本実施形態の構成と従来の構成で消費電力（ヒータへの投入電力）を比較すると、以下の表３の通りである。
【００９７】
【表３】
2019056812.tif 000005
【００９８】
＜通紙条件＞
紙：坪量９０ｇ紙
紙サイズ：  ＬＴＲサイズ
環境：室温２３℃、湿度５０％
通紙：５５ｐｐｍ  横送り  ５００枚連続
第２のモードの存在で、発熱体Ｈ２への通電量が極力下がっていることと、冷却Ｌｖ．が上がっていないことによって、本実施形態の構成では従来の構成に比べ約１０％消費電力を削減することが可能となった。
【００９９】
なお、本実施形態では通電比率制御の温度閾値と送風冷却機構の温度閾値に差をつけずに、各非通紙部昇温対策構成に優先順位を付ける方法として制御上に制約を設けた。しかし、通電比率制御の温度閾値と送風冷却機構の温度閾値に差をつけて動作の優先順位を設定することも可能である。その他にも通電比率制御用、送風冷却機構用と複数個の温度センサーを配置する方法など、多様な方法が考えられる。
【０１００】
通電比率制御の温度閾値と送風冷却機構の温度閾値に差をつけて動作の優先順位を設定する場合、以下の利点がある。すなわち、各状態の優先順位を設定した上で急激な温度上昇を検出した場合は温度を素早く下げることのできる送風による端部冷却機構による冷却動作を緊急回避的に発動させることが可能である。
【０１０１】
本実施形態ではヒーターへの通電比率制御において通紙中の消費電力を直接測定し、それを基準として発熱体Ｈ１及びＨ２への通電比率を決定している。しかし、ここでの消費電力は実際に各発熱体への投入電力を測定する方法以外にも、電力を直接取得せずに電力に代わるソフトウエア上の制御パラメーター等から算出して代用することも可能である。すなわち、電力制御上の変数からヒーターに投入される電力を取得するようにしても良い。
【０１０２】
また、通電比率制御及び送風冷却機構の温度閾値は、定着条件（すなわち目標温度や記録材の搬送速度）や紙サイズごとに設定することで各々の条件に最適な非通紙部昇温抑制動作を実現することが可能となる。
【０１０３】
《第２の実施形態》
本実施形態では、非通紙部の温度を検出する温度検出センサーを定着部材でるフィルム（内面）の長手方向の異なる位置に複数設けることを特徴とする。図１５に、本実施形態の定着装置の縦断面模式図を示す。画像形成装置は、第１の実施形態と同様の構成のため詳細は省略する。また、本実施形態における定着装置のその他の部分の構成は第１の実施形態と同等であり、ヒーターとしては発熱分布の異なる複数の発熱体を有しており、定着装置における冷却機構も有する構成である。更には、非通紙部昇温対策の構成としても第１の実施形態と同様に消費電力による通電比率制御、非通紙部温度センサーによる通電比率制御、送風冷却機構の三つを有している。
【０１０４】
続いて、本実施形態における温度検出センサーについて説明する。ＴＨ１１は定着装置の温度を制御する温度制御用温度検出センサーであり、ほぼ定着装置の通紙中央付近にあり通紙可能な最少紙幅より内側に設置してある。ＴＨ１２およびＴＨ１３が、本実施形態における非通紙部温度検出用の温度検出センサー（第２の温度検出センサー）で、ＴＨ１２は特に大サイズ紙プリント時の非通紙部温度検出用であり、ＴＨ１３は小サイズ紙プリント時に特に有効な温度検出センサーである。
【０１０５】
ここでは非通紙部昇温の発生する大サイズ紙としてＬＴＲサイズを、小サイズ紙としてはＣＯＭ１０サイズ（１０４．７ｍｍ×２４１．３ｍｍ）を例にとって説明する。図１５において、Ｗ４はＣＯＭ１０サイズ通紙時の紙端部位置（＝５２．３５ｍｍ（＝１０４．７ｍｍ／２））、Ｗ５は小サイズ紙プリント時用非通紙部温度検出センサーＴＨ１３の通紙中心からの位置（＝７４．０ｍｍ）である。また、Ｗ６は大サイズ紙プリント時用非通紙部温度検出センサーＴＨ１２の通紙中心からの位置（＝１５１．０ｍｍ）である。
【０１０６】
図１６に、本定着装置にＣＯＭ１０サイズ紙を連続で通紙した時の非通紙部昇温の様子（図１６（ａ））と比較として，ＬＴＲサイズ紙を連続で通紙した時の非通紙部昇温の様子（図１６（ｂ））を示す。図１６（ｂ）に示すＬＴＲサイズ通紙時は、本定着装置の長手方向の端部付近に非通紙部昇温領域が発生するため、大サイズ紙プリント時用に設置した温度検出センサーＴＨ１２によって非通紙部の温度を的確に測定することができる。
【０１０７】
この温度検出結果に基づき、第１の実施形態と同様に、まずはヒーターの発熱分布（通電比率）の制御により非通紙部昇温を抑制し、さらに非通紙部昇温が抑えきれない場合には冷却機構により送風を行って非通部昇温を抑制する。従って、第１の実施形態と同様に効率的に非通紙部昇温を抑制することができ、無駄な電力消費も最小限となる。
【０１０８】
一方、ＣＯＭ１０サイズ通紙時では、紙の幅が狭いために非通紙部昇温が発生する領域がＬＴＲ通紙時とは異なり、図１６（ａ）で示したような温度分布となる。このような温度分布になるのは、紙サイズと消費電力に基づきヒーターの発熱分布を設定している範囲において、ヒーター３５の発熱体Ｈ２への通電量を減らし、定着器でのヒーターの発熱量が少ない発熱分布としているためである。
【０１０９】
この状況で非通紙部温度検出センサーＴＨ１２の検出温度によって通電比率を制御しようとした場合、温度検出センサーＴＨ１２の位置では通紙域からの距離が遠く温度の上昇が緩やかなため、非通紙部昇温の状況を正確に検出することが難しい。このような状況でも、紙サイズに応じて閾値温度を変える方法や事前に非通紙部昇温の推移を把握しておき、通紙時の条件（通電比率、送風冷却機構の動作など）を予め決めておく方法等で対応することは可能である。しかし、検出誤差等による誤検出を考慮して設定すると、いずれの方法も仕様（例えば閾値温度など）に多くのマージンをもって設定する必要が生じ、利用者の利便性を損ねてしまう。
【０１１０】
そこで、本実施形態ではＣＯＭ１０サイズのような小サイズ紙の非通紙部昇温検出用に専用の温度検出センサーＴＨ１３を設置している。温度検出センサーＴＨ１３は通紙中心から７４ｍｍの位置に設置されているので、紙幅が１４８ｍｍ（＝７４ｍｍ×２）以下の紙種を通紙するときに発生する非通紙部昇温に対して特に有効である。
【０１１１】
温度検出センサーＴＨ１３の近傍に非通紙部昇温が発生している領域があるため、温度検出センサーＴＨ１３によって昇温の様子を詳細に捉えることができる。従って、温度検出センサーＴＨ１３の検出結果を用いてヒーター３５への通電比率制御や送風冷却機構の動作制御を行うことで非通紙部昇温に対して的確に対応することが可能となる。このとき、各発熱体への通電比率やファン開口部の開口量などは、ＣＯＭ１０サイズ用に予め設定されたものを使用する。
【０１１２】
ＣＯＭ１０通紙時の通電比率制御及び端部冷却ＦＡＮ動作のテーブルを、以下の表４、表５に示す。表４、表５のどちらのテーブルにおいても、本実施形態の構成と従来の構成では温度閾値の値が異なっている。この温度閾値の違いは、制御に使用する温度検出センサーの長手方向における位置によるものである。従来の構成では、ＣＯＭ１０通紙時に非通紙部昇温によって温度が上昇する部分からの距離が遠く温度が上がりにくい位置にある温度検出センサーＴＨ１２で制御を行うため、温度閾値を低く設定する必要がある。
【０１１３】
温度閾値が低く、通紙域との温度差が小さい場合、誤検出が発生する可能性が高くなる。例えば、前回のプリントが終わった直後にＣＯＭ１０をプリントした場合などに前回のプリントの余熱で温度検出センサーＴＨ１２の位置の温度が高く非通紙部昇温が発生していないにも関わらず、非通紙部昇温が発生していると誤検出してしまう可能性がある。
【０１１４】
一方、本実施形態の構成では温度検出センサーＴＨ１３を用いて制御を行う。前述の通り、温度検出センサーＴＨ１３はＣＯＭ１０通紙時に発生する非通紙部昇温部の近傍にあるため、温度閾値を高く設定することが可能である。温度閾値が高く通紙域との温度差も十分に確保できているため、プリント直後で定着装置全体が高温の状態でも誤検出する可能性は極めて低くなる。
【０１１５】
【表４】
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【０１１６】
【表５】
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【０１１７】
このように非通紙部の温度を検出する温度検出センサーを定着装置の長手方向に位置が異なるように複数個設置し、紙サイズによって制御に使用する温度検出センサーを変更することで様々な紙サイズ対してより的確に非通紙部昇温の対応が可能となる。
【０１１８】
本実施形態では、通紙中心から片側だけに複数個の温度検出センサーがある構成を例に取って説明した。しかし、通紙の基準が中央基準である画像形成装置においては必ずしも通紙中心に対して片側にのみある必要はなく、設置の利便性などを考慮し両側に分けて配置してもよい。また、本実施形態では非通紙部昇温の温度検出としてフィルムの温度を測定しているが、昇温による影響が大きいと考えられる場所に設置することが好ましい。従って、定着装置の構成によっては非通紙部昇温の温度検出として、ヒーターの裏側や加圧ローラ表面などに温度検出センサーを設置した方が望ましい場合もある。
【０１１９】
また、記録材として画像形成装置本体が保証する定型紙については、各紙サイズ毎に発熱体への通電比率やファン開口部の開口量を予め設定しておくことで様々な紙サイズについても同様の対応をとることが可能となる。
【０１２０】
（変形例）
上述した実施形態では、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。
【０１２１】
（変形例１）
上述した実施形態では、制御部１００は、非通紙部への冷却を行う前に通電比率の制御で非通紙部の昇温を極力抑えることで、定着装置における消費電力を小さくできるように、第１のモード、第２のモード、第３のモードの順に実行可能とした。
【０１２２】
しかし、本発明はこれに限られず、制御部は、非通紙部への冷却を行う前に通電比率の制御で非通紙部の昇温を極力抑えることで、定着装置における消費電力を小さくできるように、上述した第１のモードを実行せず、以下のように制御することも可能である。すなわち、記録材の幅方向が第２のサイズ（小サイズ）であるとき、第１の取得手段の出力に応じて、通電比率を初期値より小さくする第１のモード（上述の第２のモードに相当）と、送風手段を作動させる第２のモード（上述の第３のモードに相当）を備える。そして、第１のモード、第２のモードの順に実行可能であるようにすることもできる。
【０１２３】
（変形例２）
上述した実施形態では、第２の温度センサーＴＨ２やＴＨ１２およびＴＨ１３を、ニップ部において幅方向が第２のサイズ（小サイズ）の記録材が通過しない領域に対向するフィルムの基層内面に弾性的に接触させて設けたが、本発明はこれに限られない。第２の温度センサーＴＨ２、ＴＨ３を、ニップ部において幅方向が第２のサイズ（小サイズ）の記録材が通過しない領域に対向する加圧ローラにおける端部の領域に接触するように設けても良い。または、ニップ部において幅方向が第２のサイズ（小サイズ）の記録材が通過しない領域に対応したヒーターにおける端部の領域に接触するように設けても良い。
【０１２４】
なお、上述した実施形態では、第１の温度センサーＴＨ１は、通紙可能な最少紙幅内でヒーター３５に接触するように配置したが、フィルムの基層内面に弾性的に接触させて配置してもよい。
【０１２５】
（変形例３）
上述した実施形態では、フィルム加熱方式の定着装置を用いて説明した。しかし、例えばヒーターとしてハロゲンヒーターを用いフィルムやローラを加熱させる構成としても良い。また、上述した実施形態では、対向体として加圧ローラを用いたが回転する無端ベルトを用いても良い。
【０１２６】
（変形例４）
上述した実施形態では、記録材として記録紙を説明したが、本発明における記録材は紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、ＯＨＰシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材（シート）Ｐの扱いを通紙などの用語を用いて説明したが、これによって本発明における記録材が紙に限定されるものではない。
【０１２７】
（変形例５）
上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置（この場合も定着装置と呼ぶ）にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【０１２８】
１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋ・・画像形成部、２０Ｂ・・送風冷却機構部、３２・・加圧ローラ、３３・・フィルム、３５・・ヒーター、１００・・制御部、１０２・・電力計、Ｈ１・・発熱体１、Ｈ２・・発熱体２、ＴＨ２・・第２の温度センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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