(57)【要約】【課題】複数の加熱手段を有しても熱による劣化を抑えることができる定着装置を提供する。【解決手段】長手方向に延在する複数の赤外線ヒータ１２と、赤外線ヒータ１２を内部に収容する加熱ローラ１１と、を有する定着装置１において、複数の赤外線ヒータ１２のうち一の赤外線ヒータ１２に対する他の赤外線ヒータ１２からの加熱を調整する加熱調整部材１３が、当該赤外線ヒータ１２間に配置されており、赤外線ヒータ１２の端部に、加熱調整部材１３内に外気を流入させるファン４０ａ、４０ｂが設けられていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延在する複数の加熱手段と、前記加熱手段を内部に収容する筒状の回転体と、を有する定着装置において、
前記複数の加熱手段のうち一の加熱手段に対する他の加熱手段からの加熱を調整する筒状の加熱調整部材が、当該加熱手段間に配置されており、
前記加熱調整部材の少なくとも一方の端部に、該加熱調整部材内に外気を流入させる流入手段が設けられている、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記流入手段は、ファンで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着装置の動作状態を取得する動作状態取得手段を有し、
前記動作状態取得手段が取得した前記動作状態に基づいて前記流入手段を動作させる第１制御手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
定着させる画像が形成される記録媒体に関する情報を取得する記録媒体情報取得手段と、
前記記録媒体情報取得手段が取得した前記記録媒体に関する情報に基づいて前記流入手段を動作させる第２制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記定着装置の外部環境を取得する外部環境取得手段と、
前記外部環境取得手段が取得した前記外部環境に基づいて前記流入手段を動作させる第３制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記加熱手段による熱が伝導されて記録媒体に画像を定着させる定着部材と、
前記定着部材の温度を取得する定着部材温度取得手段と、
前記定着部材温度取得手段が取得した前記定着部材の温度に基づいて前記流入手段を動作させる第４制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記加熱調整部材は、自身から所定距離以内に配置されている前記加熱手段と対応する部分が、他の部分よりも熱吸収量が少なくなるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記流入手段による加熱調整部材内への外気の流入量を調整する第５制御手段を有することを特徴とする請求項３乃至７のうちいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部によって前記記録媒体に形成された画像を該記録媒体に定着させる請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の定着装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置において、用紙等の記録媒体に転写されたトナー像を定着させるために熱ローラ定着方式やベルト定着方式の定着装置が知られている。熱ローラ定着方式は、赤外線ヒータ等の加熱手段を内蔵した定着ローラと、当該定着ローラを加圧する加圧ローラと、で形成されたニップ部によって未定着トナー像を有した記録媒体を挟持搬送しながら加熱および加圧して定着させる。
【０００３】
ベルト定着方式は、無端状の定着ベルトを、赤外線ヒータ等を内蔵した加熱ローラと定着ローラとで張架し、加圧ローラと定着ベルトとによって形成されたニップ部によって未定着トナー像を有した記録媒体を挟持搬送しながら加熱および加圧して定着させる。
【０００４】
このような定着装置においては、記録媒体の搬送される速度が速くなったり、使用される記録媒体が厚くなったりすることにより、定着ベルトないし定着ローラから奪われる熱量がより増加する場合がある。このような場合に対応して、加熱ローラ内に複数の加熱手段を配置して定着ベルトないし定着ローラの温度を維持することも行われている（例えば、特許文献１、２を参照）。
【０００５】
特許文献１、２のように、加熱手段が複数配置されると、複数の加熱手段が互いに加熱し合って加熱手段の温度が仕様温度を超えてしまい、加熱手段が著しく劣化してしまうことがある。例えば、特許文献１の図２において、ヒータ２のヒータ３、４、５と対向する部分は、自身の発熱に加えて、他の３つのヒータからも加熱されるため、仕様温度を超える可能性がある。これは加熱手段がさらに増えると、影響を受ける他の加熱手段もより多くなるため、仕様温度を超える可能性はより高くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はかかる問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、例えば、複数の加熱手段を有しても熱による劣化を抑えることができる定着装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記に記載された課題を解決するために、本発明は、長手方向に延在する複数の加熱手段と、前記加熱手段を内部に収容する筒状の回転体と、を有する定着装置において、前記複数の加熱手段のうち一の加熱手段に対する他の加熱手段からの加熱を調整する筒状の加熱調整部材が、当該加熱手段間に配置されており、前記加熱調整部材の少なくとも一方の端部に、該加熱調整部材内に外気を流入させる流入手段が設けられている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、加熱調整部材を配置して一つの加熱手段に対する他の加熱手段からの加熱を調整するので、複数の加熱手段を有しても熱による劣化を抑えることができる。更に、加熱調整部材内に外気を流入させることにより、加熱調整部材自体の温度上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる定着装置の概略構成図である。
【図２】図１に示された加熱ローラの拡大図である。
【図３】図２のＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図２に示された加熱調整部材の他の構成例の説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態にかかる定着装置の概略構成図である。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかる定着装置の加熱ローラの拡大図である。
【図７】本発明の第４の実施形態にかかる画像形成装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
本発明の第１の実施形態にかかる定着装置を図１乃至図５を参照して説明する。図１は、本実施形態にかかる定着装置の構成図である。定着装置１は、図１に示したように、加熱ローラ１１と、赤外線ヒータ１２と、加熱調整部材１３と、定着ローラ１４と、テンションローラ１５と、定着ベルト１６と、加圧ローラ１７と、入口ガイド１８と、分離板１９と、分離爪２０と、上側出口ガイド２１と、下側出口ガイド２２と、温度センサ２３と、制御部３０と、を有している。
【００１１】
加熱ローラ１１は、定着ローラ１４を加熱するためのローラである。加熱ローラ１１は、例えばアルミニウム製や鉄製の円筒形状の中空ローラで、定着ローラ１４と軸同士が互いに平行になるように間隔を空けて対向配置されている。加熱ローラ１１内部には、複数の赤外線ヒータ１２と、加熱調整部材１３と、が配置されている。即ち、加熱ローラ１１は、内部に加熱手段と加熱調整部材１３を収容する筒状の回転体である加熱部材として機能する。
【００１２】
図２に加熱ローラ１１の拡大図を示す。図２に示したように、加熱ローラ１１の内部には、赤外線ヒータ１２として赤外線ヒータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの５本が配置されている。また、加熱ローラ１１の内部には、加熱調整部材１３が配置されている。
【００１３】
赤外線ヒータ１２は、周知の加熱手段であり、円筒状かつ加熱ローラ１１の長手方向に延在するように形成されている。５本の赤外線ヒータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅは、加熱ローラ１１の内周（所定の円周）に沿って、隣接するヒータ間の間隔が断面で見て等間隔となるように配置されている。なお、本実施形態では赤外線ヒータ１２の数は５本で説明するがこれに限定されず、２本以上であって、加熱ローラ１１内に配置できる数であればよい。
【００１４】
なお、本実施形態では、加熱手段として赤外線ヒータ１２で説明するが、ハロゲンヒータ等他の加熱手段であってもよい。また、加熱手段は、円筒状に限らず、断面が矩形状（つまり板状等）であってもよい。要するに、加熱ローラ１１の長手方向に沿って延在している形状であればよい。
【００１５】
加熱調整部材１３は、ガラスで構成され、円筒状かつ加熱ローラ１１の長手方向に延在するように形成されている。つまり、加熱調整部材１３は中空の管となっている。図３に、図２のＩ−ＩＩ線での断面図を示す。
【００１６】
加熱調整部材１３の一方の端部（加熱ローラ１１の一方の端部）には、加熱調整部材１３内に外気を流入させるファン４０ａが設けられている。また、加熱調整部材１３の他方の端部（加熱ローラ１１の他方の端部）には、加熱調整部材１３内の外気（空気）を流出させるファン４０ｂが設けられている。ファン４０ａ及びファン４０ｂによって加熱調整部材１３内に外気が冷媒として一方の端部から流入し他方の端部から流出（排出）する。即ち、ファン４０ａ及びファン４０ｂは、加熱調整部材１３内に外気を流入させる流入手段として機能する。
【００１７】
なお、ファン４０ａによる外気流入は、定着装置１の近傍にある外気に限らず、例えば、配管をファン４０ａに取り付ける等により定着装置１から離れた位置の外気を流入させるようにしてもよい。ファン４０ｂによる外気の排出も同様に配管により定着装置１から離れた位置で排出させてもよい。
【００１８】
また、本実施形態では加熱調整部材１３は、加熱ローラ１１内部の中心部に配置されている。即ち、加熱調整部材１３と赤外線ヒータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅとは、それぞれ等距離かつ最短距離に配置されている。
【００１９】
赤外線ヒータ１２と加熱調整部材１３とは、それぞれの両端部が、例えば、板金等で固定されている。赤外線ヒータ１２は、両端部または一方の端部に配線等が接続され電力が供給される。また、ファン４０ａ、４０ｂにも配線等が接続され電力が供給される。
【００２０】
この加熱調整部材１３は、自身は発熱せずに（非加熱部材）、周囲に配置された赤外線ヒータ１２から発生する熱を吸収する。そして、加熱調整部材１３が吸収した熱は、内部に流入する冷媒に吸収されて排出（排熱）される。従って、例えば、赤外線ヒータ１２ａは、隣接する赤外線ヒータ１２ｂ、１２ｅから直接加熱されることはあるものの、加熱調整部材１３を挟んで対向する赤外線ヒータ１２ｃ、１２ｄからの直接加熱は減少させることができる。そのため、仕様温度（耐熱温度）を超えてしまう可能性を小さくすることができる。つまり、複数の赤外線ヒータ１２間に加熱調整部材１３を配置して、加熱調整部材１３が赤外線ヒータ１２の熱を吸収して一の赤外線ヒータ１２から他の赤外線ヒータ１２へ過度の加熱を防止するように調整する機能を有している。
【００２１】
なお、複数の赤外線ヒータ１２と加熱調整部材１３とは、必ずしも一直線上に並ぶ必要はなく、図２のように、一の赤外線ヒータ１２からの熱を加熱調整部材１３の少なくとも一部が遮ることができる配置でよい。
【００２２】
加熱ローラ１１内の温度は、赤外線ヒータ１２の出力や本数によって異なるものの、例えば９００℃程度まで上昇する場合がある。したがって、そのような場合は、９００℃で溶けたりせず熱膨張も少ない石英ガラスで加熱調整部材１３を形成することが好ましい。但し、加熱調整部材１３は、加熱ローラ１１内の温度に応じて当該温度で溶けたりせず熱膨張も少ない他のガラス材料や、他の耐熱材料で形成してもよい。他のガラス材料としては、例えばネオセラム（登録商標）やパイレックス（登録商標）等が挙げられる。また、ガラスに限らず熱伝導率が小さく加熱調整部材１３の急激な温度上昇を抑えることができる材料であれば、セラミック等の他の耐熱材料で形成してもよい。
【００２３】
また、図２では、加熱調整部材１３の直径は赤外線ヒータ１２の直径よりも小さくなっているが、それに限らず、同じであってもよいし、加熱調整部材１３の直径の方が大きくなっていてもよい。また、加熱調整部材１３の外周側の断面形状は、円状に限らず多角形状であってもよい。例えば、本実施形態では、赤外線ヒータ１２を５本配置しているので、五角形状とし、各辺（あるいは頂点）と赤外線ヒータ１２が対向するように配置してもよい。
【００２４】
定着ローラ１４は、例えばアルミニウムや鉄等で形成された芯金の周囲にシリコーンゴム等の弾性層が設けられた円筒形状のローラである。なお、弾性層には、ウォームアップ時間短縮のため、定着ベルト１６の熱を吸収しにくいように、発泡シリコーンゴムを用いてもよい。また、定着ローラ１４は、筒状の回転体でありモータやギヤ等からなる駆動機構により回転駆動される。
【００２５】
テンションローラ１５は、定着ベルト１６に適切なテンションを付与するための円筒形状のローラである。このテンションは、例えば定着ベルト１６の内周面と加熱ローラ１１および定着ローラ１４の外周面とに滑りが発生しない摩擦関係となるように設定されている。
【００２６】
定着ベルト１６は、加熱ローラ１１および定着ローラ１４の間に掛け渡された無端状のベルト部材である。定着ベルト１６は、断面構造としては、例えばニッケル、ステンレス、ポリイミドなどの基材にシリコーンゴム層などの弾性層を形成し、シリコーンゴム層の外側にＰＦＡ（四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体）層を形成した３層構造となっている。定着ベルト１６は、加熱ローラ１１および定着ローラ１４に一定のテンションで掛け渡されている（張架されている）。定着ベルト１６は、上述したように、テンションローラ１５によって、定着ベルト１６の内周面と加熱ローラ１１および定着ローラ１４の外周面とに滑りが発生しない摩擦関係となるように設定されている。よって、定着ローラ１４が回転駆動されると、定着ベルト１６が回転走行し加熱ローラ１１が従動ローラとして回転される。
【００２７】
加圧ローラ１７は、定着ローラ１４に加圧するローラである。加圧ローラ１７は、例えばアルミニウムや鉄などの金属製の芯金の周囲にシリコーンゴムなどの弾性層が設けられた円筒形状のローラである。加圧ローラ１７は回転自在に配置され、定着ローラ１４に定着ベルト１６を介して自身の外周面が押し付けられることで、定着ローラ１４を加圧している。この定着ローラ１４と加圧ローラ１７とが定着ベルト１６を介して圧接される箇所をニップ部Ｎという。即ち、加圧ローラ１７は加圧部材、定着ローラ１４及び定着ベルト１６は定着部材として機能する。
【００２８】
入口ガイド１８は、未定着トナー像Ｔ（定着させる画像）が形成された記録媒体としての用紙Ｐをニップ部Ｎに案内するための板状の部材である。
【００２９】
分離板１９は、定着ベルト１６への用紙Ｐの巻き付きを防止（用紙Ｐを定着ベルト１６から分離）するために設けられている。分離爪２０は、加圧ローラ１７への用紙Ｐの巻き付きを防止（用紙Ｐを加圧ローラ１７から分離）するために設けられている。
【００３０】
上側出口ガイド２１は、ニップ部Ｎでトナー像Ｔが定着された用紙Ｐを排紙トレイ等に案内するための板状の部材である。下側出口ガイド２２は、ニップ部Ｎでトナー像Ｔが定着された用紙Ｐを排紙トレイ等に案内するための板状の部材である。上側出口ガイド２１と下側出口ガイド２２とは、それらの間に用紙Ｐを通すことで排紙トレイ等に案内する。
【００３１】
温度センサ２３は、加熱ローラ１１の外表面近傍に設けられている。温度センサ２３は、定着ベルト１６の表面温度を検知する。検知された温度は、赤外線ヒータ１２の制御や後述するファン４０ａ、４０ｂの動作制御等に利用される。
【００３２】
制御部３０は、温度センサ２３により定着ベルト１６の表面温度を検知し、その検知された温度に基づいて定着ベルトの表面温度が所定の設定温度になるように赤外線ヒータ１２を制御する。この制御は例えばＯＮ／ＯＦＦ制御を用いて、全ての赤外線ヒータ１２を同時に点灯または消灯させることで行う。ＯＮ／ＯＦＦ制御とは、赤外線ヒータ１２のＯＮ、ＯＦＦを繰り返すことで温度を制御する方法であり、ＯＮ時間とＯＦＦ時間との比（デューティ）を変更することで温度を上下させる。
【００３３】
上述した構成の定着装置１では、制御部３０が、上述したように、温度センサ２３により定着ベルト１６の表面温度を検知し、その検知された温度に基づいて定着ベルトの表面温度が所定の設定温度になるように赤外線ヒータ１２が制御する。また、赤外線ヒータ１２の制御とともに、ファン４０ａ、４０ｂの動作の有無を制御する。そして、赤外線ヒータ１２により加熱された加熱ローラ１１により定着ベルト１６が加熱される（熱が伝導される）。加熱された定着ベルト１６は、定着ローラ１４の回転駆動によって回転走行する。
【００３４】
未定着トナー像Ｔが形成された用紙Ｐは定着装置１に搬入されて、入口ガイド１８からニップ部Ｎを通過し、ニップ部Ｎで未定着トナー像Ｔが溶融定着され、上側出口ガイド２１と下側出口ガイド２２から排紙トレイ等に送り出される。
【００３５】
次に、制御部３０によるファン４０ａ、４０ｂの動作制御例を表１〜表５を参照して説明する。本実施形態では、定着装置１の動作状態、記録媒体である用紙Ｐの情報、外部環境、定着ベルト１６の温度等に基づいてファン４０ａ、４０ｂを動作させるか否の制御を行う。
【００３６】
【表１】
2017027007.tif 000003
【００３７】
表１は、定着装置１の動作状態毎のファン４０ａ、４０ｂの動作の有無を規定したものである。表中の○は動作有り、×は動作無しを示している。動作状態としては、立ち上げ、通紙中、待機が規定されている。立ち上げは定着装置１の立ち上げ（赤外線ヒータ１２への通電開始）を示し、通紙中は定着装置１に用紙Ｐ等の記録媒体が通紙されているときを示している。待機は、定着装置１の待機（赤外線ヒータ１２への通電終了）を示している。
【００３８】
動作状態は、例えば、ユーザ等の操作信号や用紙Ｐの搬送開始を示す信号等を制御部３０が取得すればよい。即ち、制御部３０は、定着装置１の動作状態を取得する動作状態取得手段、動作状態取得手段が取得した動作状態に基づいてファン４０ａ、４０ｂ（流入手段）を動作させる第１制御手段として機能する。
【００３９】
表１に示したように、定着装置１に用紙Ｐ等の記録媒体が通紙されているときは赤外線ヒータ１２により加熱調整部材１３が高温になる。従って、ファン４０ａ、４０ｂを動作させることで、加熱調整部材１３が効率的に赤外線ヒータ１２からの熱を吸収して排出することができる。更に、加熱調整部材１３自体の急激な温度上昇を抑えることができる。
【００４０】
なお、表１では、動作状態として立ち上げ、通紙中、待機の３つであったが他の状態による識別であってもよい。勿論状態は３つに限らず複数であればよい
【００４１】
【表２】
2017027007.tif 000004
【００４２】
表２は、定着装置１に通紙される紙の厚さ毎のファン４０ａ、４０ｂの動作の有無を規定したものである。表中の○、×は表１と同様の意味である。表２では、紙厚を５２．３〜４００．０ｇｓｍまでを９区間（Ａ〜Ｉ）に分割して、紙の種類（普通紙、グロス紙、マット紙、特殊紙、その他）ごとに示している。
【００４３】
紙の種類や紙の厚さは、定着装置１が設けられる画像形成装置において自動的に判別あるいはユーザ等により指定された結果を制御部３０が取得すればよい。即ち、制御部３０は、定着させる画像が形成される用紙Ｐ（記録媒体）に関する情報を取得する記録媒体情報取得手段、記録媒体情報取得手段が取得した用紙Ｐ（記録媒体）に関する情報に基づいてファン４０ａ、４０ｂ（流入手段）を動作させる第２制御手段として機能する。
【００４４】
表２の例では、いずれの紙の種類でも紙厚が２２０．１ｇｓｍ以上の場合はファン４０ａ、４０ｂを動作させる。つまり、厚紙が定着装置１に通紙されるときは、定着ベルト１６から奪われる熱量が増加するので、赤外線ヒータ１２を薄紙よりも高温に制御する。そのため、加熱調整部材１３が高温になり易いので、ファン４０ａ、４０ｂを動作させることで、加熱調整部材１３が効率的に赤外線ヒータ１２からの熱を吸収して排出することができる。更に、加熱調整部材１３自体の急激な温度上昇を抑えることができる。
【００４５】
なお、表２では、ファン４０ａ、４０ｂを動作させる紙厚を２２０．１ｇｓｍとしていたが、適宜変更してもよい。
【００４６】
【表３】
2017027007.tif 000005
【００４７】
【表４】
2017027007.tif 000006
【００４８】
表３及び表４は、定着装置１の外気温によるファン４０ａ、４０ｂの動作の有無を規定したものである。表中の○、×は表１と同様の意味である。表３及び表４においても表２と同様に、紙厚を５２．３〜４００．０ｇｓｍまでを９区間（Ａ〜Ｉ）に分割して、紙の種類（普通紙、グロス紙、マット紙、特殊紙、その他）ごとに示している。
【００４９】
外気温は定着装置１の周囲温度ではなく、定着装置１が設けられる画像形成装置等の周囲温度であることが好ましい。或いは画像形成装置等に設けられる用紙Ｐを供給する給紙装置等の周囲温度であってもよい。外気温は、例えば画像形成装置の表面等に温度センサを配置することにより検知すればよい。また、表３及び表４では、ファン４０ａ、４０ｂを動作させる外気温が１７℃としていたが、適宜変更してもよい。
【００５０】
即ち、制御部３０は、定着装置１の外気温（外部環境）を取得する外部環境取得手段と、外部環境取得手段が取得した外気温（外部環境）とに基づいて流入手段を動作させる第３制御手段として機能する。
【００５１】
表３及び表４の例では、外気温が１７℃以上かつ紙厚が２２０．１ｇｓｍ以上の場合にファン４０ａ、４０ｂを動作させる。つまり、外気温が低温（１７℃未満）の場合は、用紙Ｐが冷えているため、用紙Ｐに形成された画像を定着させるための定着温度を上昇させるように設定されている。そのため、外気温が１７℃未満の場合は、加熱調整部材１３が高温になり易いので、紙厚によらずファン４０ａ、４０ｂを動作させる（表４参照）。
【００５２】
【表５】
2017027007.tif 000007
【００５３】
表５は、定着ベルト１６の温度によるファン４０ａ、４０ｂの動作の有無を規定したものである。表中の○、×は表１と同様の意味である。表５では、定着ベルトの温度が１６０℃以上の場合にファン４０ａ、４０ｂを動作させる。定着ベルト１６の温度は、上述したように温度センサ２３で検知することができる。即ち、温度センサ２３は、定着ベルト１６（定着部材）の温度を取得する定着部材温度取得手段として機能する。また、制御部３０は、温度センサ２３が検知した定着ベルト１６（定着部材）の温度に基づいてファン４０ａ、４０ｂ（流入手段）を動作させる第４制御手段として機能する。
【００５４】
表５の例では、定着ベルト１６の温度がある程度低い場合には加熱調整部材１３の温度も相対的に低くなるため、定着ベルト１６の温度が１６０℃（薄紙通紙時の目標温度）以上に限り動作させる。なお、表５では、ファン４０ａ、４０ｂを動作させる温度の閾値を１６０℃としていたが、適宜変更してもよい。
【００５５】
なお、表１〜表５は、それぞれ単独で行ってもよいし、２以上を組み合わせてもよい。組み合わせる場合は、優先順位を設けてもよい。例えば、表１と表３、表４を組み合わせる場合、表１を優先するようにすれば、通紙中であれば外気温に関わらずファン４０ａ、４０ｂを動作させることができる。逆に、表３、表４を優先するようにすれば、通紙中であっても外気温が１７℃以上の場合にのみファン４０ａ、４０ｂを動作させることができる。
【００５６】
また、表２〜表４では、紙の種類（普通紙、グロス紙等）によってファン４０ａ、４０ｂの動作条件は同じであったが、紙の種類によって変更するようにしてもよい。
【００５７】
本実施形態によれば、定着装置１の加熱ローラ１１内に内周方向に沿って配置された赤外線ヒータ１２の中心部にガラスにより形成された加熱調整部材１３を配置している。このようにすることにより、加熱調整部材１３によって、赤外線ヒータ１２から発せられた熱を吸収することができ、対向する位置に配置されている他の赤外線ヒータ１２からの直接の影響を小さくして、仕様温度を超えてしまう可能性を少なくすることができる。したがって、赤外線ヒータ１２の熱による劣化を抑えることができる。よって寿命が短縮することを抑えることができる。
【００５８】
また、加熱調整部材１３の両端にファン４０ａ、４０ｂを設け、加熱調整部材１３内に空気を流入させているので、加熱調整部材１３自体の温度上昇を抑えることができる。また、加熱調整部材１３が吸収した熱を効率的に排出することができる。
【００５９】
また、制御部３０は、定着装置１の動作状態に応じてファン４０ａ、４０ｂの動作の有無を制御しているので、加熱調整部材１３が通紙時等の高温になる動作時のみにファン４０ａ、４０ｂを動作させることができる。また、ファン４０ａ、４０ｂによって流入手段を抑制することで、流入手段の構成をシンプルにすることができ、コストアップ等を抑えることができる。
【００６０】
また、制御部３０は、用紙Ｐの紙厚に応じてファン４０ａ、４０ｂの動作の有無を制御しているので、厚紙使用時で赤外線ヒータ１２が高温になる場合にファン４０ａ、４０ｂを動作させることができる。
【００６１】
また、制御部３０は、外気温に基づいてファン４０ａ、４０ｂの動作の有無を制御しているので、外気温が低温であって赤外線ヒータ１２の温度を上げるような設定となっている場合にファン４０ａ、４０ｂを動作させることができる。
【００６２】
また、制御部３０は、対象物である定着ベルト１６の温度に基づいてファン４０ａ、４０ｂの動作の有無を制御しているので、定着ベルト１６の温度が１６０℃以上の場合にファン４０ａ、４０ｂを動作させることができる。
【００６３】
また、加熱調整部材１３が、複数の赤外線ヒータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅから等距離に配置されているので、各赤外線ヒータ１２から発する熱による加熱ローラ１１内部の温度を均一にすることができる。
【００６４】
また、加熱調整部材１３に熱伝導率の低い材料としてガラスを用いることにより、加熱調整部材の急激な温度上昇を抑えることができる。
【００６５】
また、加熱調整部材１３に熱膨張率の非常に小さな石英ガラスを用いることにより、加熱調整部材１３の熱膨張を抑えることができ、加熱ローラ１１の直径が小さい等、隙間が小さい場所にも配置することができる。
【００６６】
また、定着ローラ１４および定着ベルト１６を加圧する回転体である加圧ローラ１７を有し、定着ローラ１４と加圧ローラ１７とが定着ベルト１６を介して圧接される箇所にニップ部Ｎを形成している。このようにすることにより、ベルト定着方式の定着装置を構成することができ、短いウォームアップタイムで未定着トナー像Ｔの溶融定着をすることができる。
【００６７】
なお、図３では、加熱調整部材１３の両端にファンを設けたが、どちらか一方のみに設けるようにしてもよい。例えば、ファン４０ａのみを設けて、加熱調整部材１３内に外気を流入させるようにしてもよいし、ファン４０ｂのみを設けて、加熱調整部材１３内の気体を排出させるようにしてもよい。要するに、ファンによって加熱調整部材１３内に気体の流れが発生するようにできればよい。
【００６８】
また、図２では、加熱調整部材１３は１つであったが、複数であってもよい。例えば、図４に示したように、加熱調整部材１３が複数本加熱ローラ１１の中心部に配置されていてもよい。なお、本数は図４に示した本数に限らないことはいうまでもない。図４の場合は、各加熱調整部材１３に気体が流入するようにファンを配置すればよい。ファンの数は加熱調整部材１３に数に合わせて複数設けてもよいし、複数の加熱調整部材１３を包含できるようなファンを１つ設けてもよい。
【００６９】
また、図４では３本の加熱調整部材１３を密集させて接触させた構成としたが、加熱ローラ１１の断面中心に対して均等間隔となるように、且つ各加熱調整部材１３同士も等間隔となるように隣接配置してもよい。
【００７０】
また、上述した加熱ローラ１１の構成を熱ローラ定着方式の定着装置に適用することもできる。熱ローラ定着方式の定着装置１Ａを図５に示す。図４に示したように、定着装置１Ａは、加熱ローラ１１ａと、赤外線ヒータ１２と、加熱調整部材１３と、加圧ローラ１７と、入口ガイド１８と、分離板１９と、分離爪２０と、上側出口ガイド２１と、下側出口ガイド２２と、温度センサ２３と、制御部３０と、を有している。
【００７１】
本実施形態では、上述した構成のうち、赤外線ヒータ１２と、加熱調整部材１３と、加圧ローラ１７と、入口ガイド１８と、分離板１９と、分離爪２０と、上側出口ガイド２１と、下側出口ガイド２２と、温度センサ２３と、制御部３０と、図１と同様である。
【００７２】
図５に示した加熱ローラ１１ａは、例えばアルミニウム製や鉄製の円筒形状の中空ローラで、内部には、赤外線ヒータ１２として赤外線ヒータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの５つが配置されている。また、加熱ローラ１１ａの内部には、加熱調整部材１３が配置されている。そして、加圧ローラ１７によって加圧され、加圧ローラ１７と圧接される箇所がニップ部Ｎとなる。即ち、加熱ローラ１１ａは、定着ローラ１４の機能も併せ持つ。
【００７３】
図５に示した定着装置１Ａによれば、加熱ローラ１１ａを加圧する加圧ローラ１７を有し、加圧ローラ１７と加熱ローラ１１ａとによってニップ部を形成している。このようにすることにより、熱ローラ定着方式を構成することができ、定着装置を小型化して未定着トナー像Ｔの溶融定着をすることができる。
【００７４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態にかかる定着装置を図６を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００７５】
本実施形態にかかる加熱ローラ１１の構成を図６に示す。本実施形態の加熱調整部材１３ａは、ガラスで構成された中空の管であることは第１の実施形態と同様であるが、赤外線ヒータ１２ｄに接近させて配置されている。つまり、加熱調整部材１３ａは、赤外線ヒータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅと、それぞれ等距離かつ最短距離に配置されておらず、赤外線ヒータ１２ｅと最も距離が短くなるように配置されている。従って、加熱調整部材１３ａは加熱ローラ１１の中心に配置されていない。
【００７６】
また、加熱調整部材１３ａは、赤外線ヒータ１２ｅと相対する表面１３ａ１（加熱手段と対応する部分）には、凹凸が設けられた粗面化処理が施されている。加熱調整部材１３ａがガラス管の場合は、表面１３ａ１の部分をすりガラス状にすればよい。即ち、加熱調整部材１３ａは、表面１３ａ１と他部分との表面性が異なる状態として、他の部分よりも熱吸収量が少なくなるように構成されている。
【００７７】
このようにすることにより、加熱調整部材１３は、特定の赤外線ヒータ１２ｅから受ける熱が多くなるが、他の赤外線ヒータ１２から離れることで、他の赤外線ヒータ１２からの加熱による温度上昇は緩和できる。また、赤外線ヒータ１２ｅと相対する表面１３ａ１は粗面化されており、凹凸部分で熱を乱反射することで、熱の吸収量を減らすことができる。従って、結果的に加熱調整部材１３の温度上昇を抑えることができる。
【００７８】
なお、図６の例では、最も距離が短い赤外線ヒータ１２ｅと相対する表面のみを粗面化したが、所定距離以内の複数の赤外線ヒータ１２と相対する表面を粗面化してもよい。
【００７９】
また、図６では、加熱調整部材１３の赤外線ヒータ１２ｅ（加熱手段）と対応する表面１３ａ１（部分）は、粗面化することで熱吸収量が少なくなるようにしていたが、それに限らない。例えば、赤外線ヒータ１２ｅと対応する部分のガラスの厚さを厚くするようにしてもよいし、熱を反射するような塗装（金等）を行ってもよい。
【００８０】
また、本実施形態においても、加熱調整部材１３ａはガラス以外の材料で形成されていてもよい。
【００８１】
本実施形態によれば、加熱調整部材１３ａが、複数の赤外線ヒータ１２のうち最も短い距離に配置されている赤外線ヒータ１２ｅと相対する表面部分に粗面化処理が施されている。このようにすることにより、加熱調整部材１３ａの温度上昇を抑えることができる。
【００８２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態にかかる定着装置を説明する。なお、前述した第１、第２の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００８３】
本実施例では、第１の実施形態で説明したファン４０ａ、４０ｂ（流入手段）を単に動作する／しないだけでなく、ファン４０ａ、４０ｂの回転数等を調整することで、加熱調整部材１３内への外気の流入量を調整するようにしたものである。即ち、制御部３０が流入手段（ファン４０ａ、４０ｂ）による加熱調整部材１３内への外気の流入量を調整する第５制御手段として機能する。なお、構成は図１に示した定着装置１または図５に示した定着装置１Ａと同様でよい。
【００８４】
【表６】
2017027007.tif 000008
【００８５】
表６は、ファン４０ａ、４０ｂの流入制御を示した表である。表６に示したように、制御部３０は、ファン４０ａ、４０ｂの回転数を０〜１００％の範囲で１％刻みのステップ数で変化させることができる。なお、ステップ数は、例えば、赤外線ヒータ１２や加熱調整部材１３の温度が高くなるしたがって大きくするように変化させればよい。なお、表６は一例であり、１％刻みでなくてもよいし、回転数に下限や上限を設けてもよい。
【００８６】
【表７】
2017027007.tif 000009
【００８７】
表７は、表１に示した動作状態毎のファン４０ａ、４０ｂの動作の有無のうち、通紙中は、流入量を調整できるように規定したものである。即ち、流入量は、動作状態（モード）ごとに可変としている。
【００８８】
表７に示したように、定着装置１に用紙Ｐ等の記録媒体が通紙されているときは赤外線ヒータ１２が高温になり易い。従って、ファン４０ａ、４０ｂを動作させることで、加熱調整部材１３が効率的に赤外線ヒータ１２からの熱を吸収して排出することができる。また、流入量を調整できるので、赤外線ヒータ１２の温度等に応じて細かく調整することができる。更に、加熱調整部材１３自体の急激な温度上昇を抑えることができる。
【００８９】
【表８】
2017027007.tif 000010
【００９０】
表８は、ファン４０ａ、４０ｂの回転数の調整を赤外線ヒータ１２の点灯率に基づいて行う場合の例を示した表である。図８に示したように、赤外線ヒータ１２の点灯率が低い場合は、赤外線ヒータ１２の温度も低くなるので、動作をさせない、或いは、回転数を低くする。つまり、赤外線ヒータ１２の点灯率が高いほどヒータ赤外線１２が高温になり易いため、点灯率に比例して外気の流入量を増加させる。なお、表８は、一例であり、動作範囲の区分はもっと多くてもよいし、少なくしてもよい。なお、点灯率は、ＯＮ／ＯＦＦ制御時のデューティにより求めることができる。即ち、流入量は、加熱手段（赤外線ヒータ１２）の点灯率に基づいて可変としている。
【００９１】
また、表８の動作を表７の動作と組み合わせることで、通紙中に赤外線ヒータ１２の点灯率に基づくファン４０ａ、４０ｂの制御をすることができる。
【００９２】
【表９】
2017027007.tif 000011
【００９３】
表９は、ファン４０ａ、４０ｂの回転数の調整を定着ベルト１６の温度に基づいて行う場合の例を示した表である。図８に示したように、定着ベルト１６の単位時間あたりの温度変化量ΔＴが小さい場合は、赤外線ヒータ１２の急激な温度上昇が起こっていないと判断できるので、動作をさせない、或いは、回転数を低くする。つまり、定着ベルト１６の単位時間あたりの温度変化量ΔＴが大きい方が赤外線ヒータ１２の点灯率が高くなり赤外線ヒータ１２が高温になり易いため、温度変化量ΔＴに比例して流入量を増加させる。なお、表９は、一例であり、温度変化量ΔＴの区分はもっと多くてもよいし、少なくしてもよい。なお、定着ベルト１６の温度は温度センサ２３で検知することができる。即ち、流入量は、定着部材（定着ベルト１６）の単位時間あたりの温度変化量に基づいて可変としている。
【００９４】
また、表９の動作を表７の動作と組み合わせることで、通紙中に温度変化量ΔＴに基づくファン４０ａ、４０ｂの制御をすることができる。更には、表８の動作と表９の動作とを組み合わせてもよい。また表８の動作と表９の動作とを組み合わせる場合は、優先順位を設けてもよい。例えば温度変化量ΔＴを優先にすれば、赤外線ヒータ１２の点灯率が１％〜２０％であったとしても、温度変化量ΔＴが＋３ｄｅｇ（＋３℃）以上の場合はファン４０ａ、４０ｂを動作させることができる。
【００９５】
本実施形態によれば、制御部３０が、ファン４０ａ、４０ｂへの外気の流入量を調整しているので、ファン４０ａ、４０ｂをＯＮ／ＯＦＦするだけと比較してきめ細かい制御をすることができる。従って、ファン４０ａ、４０ｂを加熱調整部材１３の温度上昇を抑える必要がある場合に範囲を制限して使用することができる。
【００９６】
また、定着装置１の動作状態に応じてファン４０ａ、４０ｂの回転数を可変とするように調整制御をしているので、赤外線ヒータ１２が通紙時等の高温になる動作時のみにファン４０ａ、４０ｂを動作させ、更に動作時の加熱調整部材１３の温度等に応じて細かい調整をすることができる。
【００９７】
また、赤外線ヒータ１２の点灯率に基づいてファン４０ａ、４０ｂの回転数を可変とするように調整制御をしているので、赤外線ヒータ１２の点灯率から赤外線ヒータ１２が高温になる状態を予測してファン４０ａ、４０ｂの回転数を調整することができる。
【００９８】
また、定着ベルト１６の単位時間当たりの温度変化量ΔＴに基づいてファン４０ａ、４０ｂの回転数を可変とするように調整制御をしているので、温度変化量ΔＴから赤外線ヒータ１２が高温になる状態を予測してファン４０ａ、４０ｂの回転数を調整することができる。
【００９９】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態を、図７を参照して説明する。なお、前述した第１、第２、第３の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【０１００】
本実施形態は、第１、第２、第３の実施形態で説明した定着装置１または１Ａを有する画像形成装置を例示するものである。
【０１０１】
図７に、本実施形態にかかる画像形成装置２００としてタンデム型のカラー複写機の構成を示す。画像形成装置２００は次の構成要件を有する高速機である。画像形成装置２００は、画像形成部２００Ａと、給紙部２００Ｂと、定着装置１と、を有している。
【０１０２】
画像形成部２００Ａには、水平方向に延びる転写面を有する転写ベルト２１０が配置されており、該転写ベルト２１０の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体として、感光体２０５Ｙ，２０５Ｍ，２０５Ｃ，２０５Ｋが転写ベルト２１０の転写面に沿って並置されている。
【０１０３】
各感光体２０５Ｙ，２０５Ｍ，２０５Ｃ，２０５Ｋはそれぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムで構成されている。各感光体２０５Ｙ（，Ｍ，Ｃ，Ｋ）には、回転過程において画像形成処理を実行する光書き込み装置２０１（本例では２箇所）、帯電装置２０２Ｙ（，Ｍ，Ｃ，Ｋ）現像装置２０３Ｙ（，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が備えられている。各感光体２０５Ｙ（，Ｍ，Ｃ，Ｋ）には、さらに、１次転写装置２０４Ｙ（，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を有し、これらそれぞれが図示のように配置されている。また、各現像装置２０３には、それぞれのカラートナーが収容されている。
【０１０４】
転写ベルト２１０は、駆動ローラと従動ローラに掛け回されて感光体２０５Ｙ（，Ｍ，Ｃ，Ｋ）との対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。また、従動ローラの１つである対向ローラ２１１に対向する位置に転写ローラ２１２が設けられている。また、転写ローラ２１２から定着装置１までの用紙Ｐの搬送経路は水平方向となっている。
【０１０５】
給紙部２００Ｂは、記録媒体としてのシートＰを積載収容する給紙トレイ２２０と、該給紙トレイ２２０内のシートＰを最上のものから順に１枚ずつ分離して、転写ローラ２１２の位置まで搬送する搬送機構を有している。
【０１０６】
画像形成装置２００における画像形成に当たっては、感光体２０５Ｙの表面が帯電装置２０２Ｙにより一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて感光体２０５Ｙ上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置２０３Ｙによりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される１次転写装置２０４Ｙにより転写ベルト２１０上に１次転写される。他の感光体２０５Ｍ，２０５Ｃ，２０５Ｋでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が転写ベルト２１０上に静電気力で順に転写されて重ね合わせられる。
【０１０７】
つぎに、各感光体２０５から転写ベルト２１０上に１次転写されたトナー像は、対向ローラ２１１、転写ローラ２１２により搬送されてきた用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、さらに定着装置１まで搬送され、定着ベルト１６と加圧ローラ１７とのニップ部Ｎにて定着が行なわれる。ついで、定着装置１から排出された用紙Ｐは排出経路に沿って排紙トレイ２１５へ送り出される。
【０１０８】
本実施形態によれば、画像形成装置２００が有する定着装置１で使用する赤外線ヒータ等の加熱手段の熱による劣化を抑えることができる。したがって、加熱手段の寿命が短縮することを抑え、部品交換等によるメンテナンスコストの上昇を抑えることができる。
【０１０９】
なお、図７では、定着装置１で説明したが、勿論図５に示した定着装置１Ａであってもよいことはいうまでもない。
【０１１０】
なお、画像形成装置としては、カラー複写機に限らず、プリンタやファクシミリ等の熱を利用して用紙等の記録媒体に画像を定着させる装置であれば適用可能である。
【０１１１】
また、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の定着装置および画像処理装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１１２】
１、１Ａ           定着装置
１１、１１ａ              加熱ローラ（回転体）
１２               赤外線ヒータ（加熱手段）
１３、１３ａ              加熱調整部材
１３ａ１           表面部分（加熱手段と対応する部分）
１４               定着ローラ
１６               定着ベルト（定着部材）
１７               加圧ローラ（加圧部材）
２３               温度センサ（定着部材温度取得手段）
３０               制御部（第１制御手段、第２制御手段、第３制御手段、第４制御手段、動作状態取得手段、記録媒体情報取得手段、外部環境取得手段、第５制御手段）
４０ａ、４０ｂ     ファン（流入手段）
２００             画像形成装置
Ｎ                 ニップ部
Ｐ                 記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１３】
【特許文献１】特開平８−２３４６０５号公報
【特許文献２】特開２００５−２０２２０２号公報
【図１】
2017027007.tif 000012
【図２】
2017027007.tif 000013
【図３】
2017027007.tif 000014
【図４】
2017027007.tif 000015
【図５】
2017027007.tif 000016
【図６】
2017027007.tif 000017
【図７】
2017027007.tif 000018