特許 7447705 加熱装置、定着装置および画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-04

(45)【発行日】2024-03-12

(54)【発明の名称】加熱装置、定着装置および画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20240305BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20240305BHJP

   G03G 21/20 20060101ALI20240305BHJP

【ＦＩ】

G03G15/20 505

G03G15/20 555

G03G15/00 303

G03G21/20

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020112624

(22)【出願日】2020-06-30

(65)【公開番号】P2022011466

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2023-04-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100093997

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀佳

(72)【発明者】

【氏名】川端 圭輔

【審査官】金田 理香

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１８７８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２３７２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４４９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１５４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２８８２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９８８５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １３／２０

１３／３４

１５／００

１５／２０

１５／３６

２１／００－２１／０２

２１／１４

２１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向を有すると共に互いに圧接してニップを形成する加熱部材と加圧部材が筐体内に収容され、当該筐体は前記長手方向を横断する方向で対向する入口と出口を有し、当該入口から出口に向かって搬送されるシート部材を前記ニップに通すことで当該シート部材に前記加熱部材から熱伝達する加熱装置において、
前記筐体は、前記加熱部材の長手方向両端部に向かって開口した一対の開口部と、前記加熱部材の長手方向にスライド移動可能であって、長手方向端部側に移動することで前記開口部を閉塞すると共に、長手方向中央側に移動することで前記開口部を開放するシャッター部材を有し、
送風ファンにより、前記開口部から、前記加熱部材の長手方向端部に向けて冷却風が吹き込み可能とされ、
前記加熱部材の長手方向中央部の温度を検知する中央温度検知部材と、前記加熱部材の長手方向端部の温度を検知する端部温度検知部材からの検知結果に基づいて、前記シャッター部材の開度と前記送風ファンの回転数が制御部によって制御され、
前記端部温度検知部材が所定の高温閾値を検知したとき、前記制御部が、前記高温閾値の検知前に比べて、前記送風ファンの回転数を増大し、かつ、前記シャッター部材を前記加熱部材の長手方向端部側に所定長さ移動することを特徴とする加熱装置。

【請求項2】

前記シャッター部材を前記加熱部材の長手方向端部側に所定長さ移動する限界を、前記シート部材の搬送方向と直交する幅方向の端部を起点とし、前記加熱部材の長手方向端部に向かって、前記加熱部材の端部高温分布のピーク位置に至るまでの距離の５０％以内にしたことを特徴とする請求項１の加熱装置。

【請求項3】

前記制御部による前記シャッター部材の開度調整を、前記端部温度検知部材の検知結果に応じて、又は加熱装置の連続稼働時間に応じて行うことを特徴とする請求項１又は２の加熱装置。

【請求項4】

前記送風ファンの回転数が前記シャッター部材の開度に反比例して増減することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項の加熱装置。

【請求項5】

前記端部温度検知部材が前記高温閾値を検知しなくなったとき、前記シャッター部材を前記加熱部材の長手方向中央側に所定長さ移動すると共に、前記送風ファンの回転数を減少することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項の加熱装置。

【請求項6】

前記端部温度検知部材の検知温度が増加したとき、前記送風ファンの回転数を増大することを特徴とする請求項５の加熱装置。

【請求項7】

前記シャッター部材が冷却風の一部を通過可能な複数の切欠き部を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項の加熱装置。

【請求項8】

前記シャッター部材が、複数の前記切欠き部がない第１のシャッター部材と、複数の前記切欠き部がある第２のシャッター部材で構成され、前記端部温度検知部材が所定の高温閾値を検知したとき、前記第１のシャッター部材と前記第２のシャッター部材が、前記加熱部材の長手方向端部側に所定の比率で移動することを特徴とする請求項７の加熱装置。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか１項の加熱装置を備え、前記シート部材に担持したトナー画像を前記ニップに通して加熱定着することを特徴とする定着装置。

【請求項10】

請求項９の定着装置を備えた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】

本発明は加熱装置、定着装置および画像形成装置に係り、特に定着装置筐体に形成された冷却用開口部の開口面積をシャッター部材の開閉で調整する加熱装置と、当該加熱装置を備えた定着装置および画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式の画像形成装置で使用される定着装置は種々の型式が知られており、その１つに省エネ性に優れウォームアップ時間も短いサーフ定着方式がある。このサーフ定着方式は低熱容量の薄肉定着ベルトを内側から面状ヒータで接触加熱し、定着ニップを通るシート部材を定着ベルトで加熱してシート部材に担持した未定着トナー画像を加熱定着する。

【0003】

このような定着装置で小サイズ紙を連続印刷すると、定着ベルトの長手方向端部（非通紙部）が過度に温度上昇する場合がある。端部温度が過度に上昇すると、定着ベルトの耐久性が低下する他、小サイズ紙の印刷から大サイズ紙の印刷に移行したときに、端部の定着熱供給量過多による端部過昇温で（高温）オフセットや定着ベルトへの用紙巻き付きによるジャムなどの不具合が発生することがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

そこで、特許文献１（特開２００９－２８８２７５号公報）や特許文献２（特開２０１７－４４９５３号公報）のように、端部過昇温の抑制策として定着ベルトの長手方向両端部（非通紙部）を送風ファンで冷却することが行われている。特許文献１、２の定着装置は、装置筐体の長手方向両端部に形成した開口部にシャッター部材を設け、当該シャッター部材を、筐体の長手方向中央部に設けたラック・アンド・ピニオン機構で長手方向にスライド移動することで冷却風量を調節する。

【0005】

特許文献１、２の定着装置では、定着ベルトの端部温度が高温閾値を超えたとき、前記シャッター部材を全開にして冷却風を定着ベルトの非通紙部に吹き込むようにしている。このため、前記冷却風が定着ベルトの端部通紙部にまで回り込んで当該端部通紙部の温度が中央通紙部の温度よりも落ち込む冷却風の回り込み現象が課題になっている。このような冷却風の回り込み現象があると、定着不良により画像不良が発生するからである。そこで本発明は、加熱部材に対する冷却風の回り込み現象を防止可能な加熱装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するため、本発明の加熱装置は、長手方向を有すると共に互いに圧接してニップを形成する加熱部材と加圧部材が筐体内に収容され、当該筐体は前記長手方向を横断する方向で対向する入口と出口を有し、当該入口から出口に向かって搬送されるシート部材を前記ニップに通すことで当該シート部材に前記加熱部材から熱伝達する加熱装置において、前記筐体は、前記加熱部材の長手方向両端部に向かって開口した一対の開口部と、前記加熱部材の長手方向にスライド移動可能であって、長手方向端部側に移動することで前記開口部を閉塞すると共に、長手方向中央側に移動することで前記開口部を開放するシャッター部材を有し、送風ファンにより、前記開口部から、前記加熱部材の長手方向端部に向けて冷却風が吹き込み可能とされ、前記加熱部材の長手方向中央部の温度を検知する中央温度検知部材と、前記加熱部材の長手方向端部の温度を検知する端部温度検知部材からの検知結果に基づいて、前記シャッター部材の開度と前記送風ファンの回転数が制御部によって制御され、前記端部温度検知部材が所定の高温閾値を検知したとき、前記制御部が、前記高温閾値の検知前に比べて、前記送風ファンの回転数を増大し、かつ、前記シャッター部材を前記加熱部材の長手方向端部側に所定長さ移動することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、加熱部材に対する冷却風の回り込み現象を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】本発明実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。

【図1B】本発明実施形態に係る画像形成装置の原理図である。

【図2】画像形成装置に使用する定着装置の断面図である。

【図3】本発明実施形態の定着装置あって、シャッター部材が（ａ）開状態の斜視図、（ｂ）閉状態の斜視図、（ｃ）閉状態の断面図である。

【図4】（ａ）（ｂ）は両端の２つの電極に並列接続されたヒータの平面図である。

【図5】３つの電極に並列接続されたヒータの平面図である。

【図6A】シャッター部材の位置と定着ベルトの温度分布との関係を示す断面図である。

【図6B】シャッター部材の位置と定着ベルトの温度分布との関係を示す断面図である。

【図6C】従来のシャッター部材の位置と定着ベルトの温度分布との関係を示す断面図である。

【図7A】シャッター部材が（ａ）位置Ａ、（ｂ）位置Ｂにある状態の断面図である。

【図7B】シャッター部材を位置Ａから位置Ｂに移動させるときの送風ファンのデューティ変化を示す図である。

【図7C】制御部でシャッター部材と送風ファンのモータを制御する構成を示す図である。

【図8A】上下２枚構成のシャッター部材を使用した図６Ａと同様の断面図である。

【図8B】２枚目のシャッター部材の平面図である。

【図8C】先端部材を有するシャッター部材を使用した図６Ａと同様の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明実施形態に係る定着装置及び画像形成装置（レーザプリンタ）について図面を参照して説明する。レーザプリンタは画像形成装置の一例であり、当該画像形成装置はレーザプリンタに限定されないことは勿論である。すなわち、画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷機、及びインクジェット記録装置のいずれか一つ、またはこれらの少なくとも２つ以上を組み合わせた複合機として構成することも可能である。

【0010】

なお、各図中の同一または相当する部分には同一の符号を付し、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。また各構成部品の説明にある寸法、材質、形状、その相対配置などは例示であって、特に特定的な記載がない限りこの発明の範囲をそれらに限定する趣旨ではない。

【0011】

以下の実施形態ではシート部材（記録媒体）を「用紙」として説明するが、「記録媒体」は紙（用紙）に限定されない。「記録媒体」は紙（用紙）だけでなくＯＨＰシートや布帛、金属シート、プラスチックフィルム、或いは炭素繊維にあらかじめ樹脂を含浸させたプリプレグシートなども含む。

【0012】

現像剤やインクを付着させることができる媒体、記録紙、記録シートと称されるものも、すべて「記録媒体」に含まれる。また「用紙」には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ等も含まれる。

【0013】

また、以下の説明で使用する「画像形成」とは、文字や図形等の画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の模様を媒体に付与することも意味する。

【0014】

（レーザプリンタの構成）
図１Ａは、定着装置３００を備えた画像形成装置１００の一実施形態としてのカラーレーザプリンタの構成を概略的に示す構成図である。また図１Ｂは当該カラーレーザプリンタの原理を単純化して図示する。

【0015】

画像形成装置１００は、画像形成手段としての４つのプロセスユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃを備える。これらプロセスユニットは、カラー画像の色分解成分に対応するブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の現像剤によって画像を形成する。

【0016】

各プロセスユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃは、互いに異なる色の未使用トナーを収容したトナーボトル６Ｋ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃを有する以外は、同様の構成となっている。このため、１つのプロセスユニット１Ｋの構成を以下に説明し、他のプロセスユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの説明を省略する。

【0017】

プロセスユニット１Ｋは、像担持体２Ｋ（例えば感光体ドラム）と、ドラムクリーニング装置３Ｋと、除電装置を有している。プロセスユニット１Ｋはさらに、像担持体の表面を一様帯電する帯電手段としての帯電装置４Ｋと、像担持体上に形成された静電潜像の可視像処理を行う現像手段としての現像装置５Ｋ等を有している。そして、プロセスユニット１Ｋは、画像形成装置１００の本体に対して着脱自在に装着され、消耗部品を同時に交換可能となっている。

【0018】

露光器７は、この画像形成装置１００に設置された各プロセスユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの上方に配設されている。そして、この露光器７は、画像情報に応じた書き込み走査、すなわち、画像データに基づいてレーザダイオードからレーザ光Ｌをミラー７ａで反射して像担持体２Ｋに照射するように構成されている。

【0019】

転写装置１５は、この実施形態では各プロセスユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの下方に配設されている。この転写装置１５は図１Ｂの転写部ＴＭに対応する。一次転写ローラ１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃは、各像担持体２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃに対向して中間転写ベルト１６に当接して配置されている。

【0020】

中間転写ベルト１６は、各一次転写ローラ１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、駆動ローラ１８、従動ローラ１７に掛け渡された状態で循環走行するようになっている。二次転写ローラ２０は、駆動ローラ１８に対向し中間転写ベルト１６に当接して配置されている。なお、像担持体２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃが各色の第１の像担持体とすれば、中間転写ベルト１６はそれらの像を合成した第２の像担持体である。

【0021】

ベルトクリーニング装置２１は、中間転写ベルト１６の走行方向において、二次転写ローラ２０より下流側に設置されている。また、クリーニングバックアップローラが中間転写ベルト１６に対してベルトクリーニング装置２１と反対側に設置されている。

【0022】

用紙Ｐを積載するトレイを有する用紙給送装置２００は、画像形成装置１００の下方に設置されている。この用紙給送装置２００は記録媒体供給部を構成するもので、記録媒体としての多数枚の用紙Ｐを束状で収容可能であり、用紙Ｐの搬送手段としての給紙ローラ６０やローラ対２１０と共にユニット化されている。

【0023】

用紙給送装置２００は用紙の補給等のために、画像形成装置１００の本体に対して挿脱可能とされている。給紙ローラ６０とローラ対２１０は用紙給送装置２００の上方に配置され、用紙給送装置２００の最上位の用紙Ｐを給紙路３２に向けて搬送するようになっている。

【0024】

分離搬送手段としてのレジストローラ対２５０は、二次転写ローラ２０の搬送方向直近上流側に配置され、用紙給送装置２００から給紙された用紙Ｐを一旦停止させることができる。この一旦停止により用紙Ｐの先端側に弛みが形成されて用紙Ｐの斜行（スキュー）が修正される。

【0025】

レジストローラ対２５０の搬送方向直近上流側にはレジストセンサ３１が配設され、このレジストセンサ３１によって用紙先端部分の通過が検知されるようになっている。レジストセンサ３１が用紙先端部分の通過を検知した後、所定時間が経過すると、当該用紙はレジストローラ対２５０に突き当てられて一旦停止する。

【0026】

用紙給送装置２００の下流端には、ローラ対２１０から右側に搬送された用紙を上方に向けて搬送するための搬送ローラ２４０が配設されている。図１Ａに示すように、搬送ローラ２４０は用紙を上方のレジストローラ対２５０へ向けて搬送する。

【0027】

ローラ対２１０は上下一対のローラで構成されている。当該ローラ対２１０はＦＲＲ分離方式またはＦＲ分離方式とすることができる。

【0028】

ＦＲＲ分離方式は、駆動軸によりトルクリミッタを介して反給紙方向に一定量のトルクを印加された分離ローラ（戻しローラ）を給送ローラに圧接させてローラ間のニップで用紙を分離する。ＦＲ分離方式は、トルクリミッタを介して固定軸に支持された分離ローラ（摩擦ローラ）を給送ローラに圧接させてローラ間のニップで用紙を分離する。

【0029】

この実施形態ではローラ対２１０をＦＲＲ分離方式で構成している。すなわち、ローラ対２１０は、用紙をマシン内部に搬送する上側の給送ローラ２２０と、この給送ローラ２２０と逆方向にトルクリミッタを介して駆動軸により駆動力を与えられる下側の分離ローラ２３０で構成されている。

【0030】

分離ローラ２３０は給送ローラ２２０に向けてバネ等の付勢手段で付勢されている。なお、前記給紙ローラ６０は、給送ローラ２２０の駆動力をクラッチ手段を介して伝達することで図１Ａで左回転するようになっている。

【0031】

レジストローラ対２５０に突き当てられて先端部に弛みが形成された用紙Ｐは、中間転写ベルト１６上に形成されたトナー像が好適に転写されるタイミングに合わせ、二次転写ローラ２０と駆動ローラ１８との二次転写ニップ（図１Ｂでは転写ニップＮ）に送り出される。そして、送り出された用紙Ｐは、二次転写ニップにおいて印加されたバイアスによって、中間転写ベルト１６上に形成されたトナー像が所望の転写位置に高精度に静電的に転写されるようになっている。

【0032】

転写後搬送路３３は、二次転写ローラ２０と駆動ローラ１８の二次転写ニップの上方に配設されている。定着装置３００は、転写後搬送路３３の上端近傍に設置されている。定着装置３００は、発熱部材を内包する加熱部材としての定着ベルト３１０と、この定着ベルト３１０に対して所定の圧力で当接しながら回転する加圧部材としての加圧ローラ３２０を備えている。

【0033】

定着後搬送路３５は、定着装置３００の上方に配設され、定着後搬送路３５の上端で、排紙路３６と反転搬送路４１に分岐している。この分岐部に切り替え部材４２が配置され、切り替え部材４２はその揺動軸４２ａを軸として揺動するようになっている。また排紙路３６の開口端近傍には排紙ローラ対３７が配設されている。

【0034】

反転搬送路４１は、分岐部と反対側の他端で給紙路３２に合流している。そして、反転搬送路４１の途中には、反転搬送ローラ対４３が配設されている。排紙トレイ４４は、画像形成装置１００の上部に、画像形成装置１００の内側方向に凹形状を形成して、設置されている。

【0035】

粉体収容器１０（例えばトナー収容器）は、転写装置１５と用紙給送装置２００の間に配置されている。そして、粉体収容器１０は、画像形成装置１００の本体に対して着脱自在に装着されている。

【0036】

本実施形態の画像形成装置１００は、転写紙搬送の関係により、給紙ローラ６０から二次転写ローラ２０までの所定の距離が必要である。そして、この距離に生じたデッドスペースに粉体収容器１０を設置し、レーザプリンタ全体の小型化を図っている。

【0037】

転写カバー８は、用紙給送装置２００の上部で、用紙給送装置２００の引出方向正面に設置されている。そして、この転写カバー８を開くことで、画像形成装置１００の内部を点検可能にしている。転写カバー８には、手差し給紙用の手差し給紙ローラ４５、及び手差し給紙用の手差しトレイ４６が設置されている。

【0038】

（画像形成装置の原理）
次に、前述した画像形成装置１００の原理図を図１Ｂで説明する。画像形成装置１００は像担持体２（例えば感光体ドラム）と、ドラムクリーニング装置３を有している。また像担持体の表面を一様帯電する帯電手段としての帯電装置４と、像担持体上に形成された静電潜像の可視像処理を行う現像装置５と、像担持体２の下方に配設された転写手段ＴＭと、除電装置等を有する。

【0039】

露光器７は像担持体２の上方に配設されている。この露光器７は、画像情報に応じた書き込み走査、すなわち、画像データに基づいてレーザダイオードからのレーザ光Ｌｂをミラー７ａで反射して像担持体２に照射する。

【0040】

用紙Ｐを積載するトレイを有する用紙給送装置２００は、画像形成装置１００の下方に設置されている。この用紙給送装置２００は記録媒体としての多数枚の用紙Ｐを束状で収容可能であり、用紙Ｐの搬送手段としての給紙ローラ６０と共にユニット化される。

【0041】

給紙ローラ６０の下流側に、分離搬送手段としてのレジストローラ対２５０が配設されている。用紙給送装置２００から給紙された用紙Ｐをレジストローラ対２５０で一旦停止させる。この一旦停止により用紙Ｐの先端側に弛みが形成されて用紙Ｐの斜行（スキュー）が修正される。

【0042】

レジストローラ対２５０に突き当てられて先端部に弛みが形成された用紙Ｐは、像担持体２上のトナー像が好適に転写されるタイミングに合わせて転写手段ＴＭの転写ニップＮに送り出される。そして、送り出された用紙Ｐは、転写ニップＮにおいて印加されたバイアスによって像担持体２上のトナー像が所望の転写位置に静電的に転写されるようになっている。

【0043】

転写ニップＮの下流側に定着装置３００が配設されている。定着装置３００はヒータで加熱される定着ローラ３１０と、この定着ローラ３１０に対して所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラ３２０を備えている。

【0044】

（レーザプリンタの作動）
次に、本実施形態に係るレーザプリンタの基本的動作について図１Ａを参照して以下に説明する。最初に、片面印刷を行う場合について説明する。

【0045】

給紙ローラ６０は、図１Ａに示すように、画像形成装置１００の制御部からの給紙信号によって回転する。そして、給紙ローラ６０は、用紙給送装置２００に積載された束状用紙Ｐの最上位の用紙のみを分離し、給紙路３２へ送り出す。

【0046】

給紙ローラ６０およびローラ対２１０によって送り出された用紙Ｐは、その先端がレジストローラ対２５０のニップに到達すると、弛みを形成し、その状態で待機する。そして、中間転写ベルト１６上に形成されたトナー画像をこの用紙Ｐに転写する最適なタイミング（同期）を図ると共に、用紙Ｐの先端スキューを補正する。

【0047】

手差しによる給紙の場合は、手差しトレイ４６に積載された束状用紙が、最上位の用紙から一枚ずつ手差し給紙ローラ４５によって反転搬送路４１の一部を通り、レジストローラ対２５０のニップまで搬送される。以後の動作は用紙給送装置２００からの給紙と同一である。

【0048】

ここで、作像動作については、１つのプロセスユニット１Ｋを説明し、他のプロセスユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃについてのその説明を省略する。まず、帯電装置４Ｋは、像担持体２Ｋの表面を高電位に均一に帯電する。そして、露光器７は、画像データに基づいたレーザ光Ｌを像担持体２Ｋの表面に照射する。

【0049】

レーザ光Ｌが照射された像担持体２Ｋの表面は、照射された部分の電位が低下して、静電潜像を形成する。現像装置５Ｋは、トナーを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有し、トナーボトル６Ｋから供給された未使用のブラックトナーを、現像剤担持体を介して、静電潜像が形成された像担持体２Ｋの表面部分に転移させる。

【0050】

トナーが転移した像担持体２Ｋは、その表面にブラックトナー画像を形成（現像）する。そして、像担持体２Ｋ上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト１６に転写する。

【0051】

ドラムクリーニング装置３Ｋは、中間転写行程を経た後の像担持体２Ｋの表面に付着している残留トナーを除去する。除去された残留トナーは、廃トナー搬送手段によって、プロセスユニット１Ｋ内にある廃トナー収容部へ送られ回収される。また、除電装置は、クリーニング装置３Ｋによって残留トナーが除去された像担持体２Ｋの残留電荷を除電する。

【0052】

各色のプロセスユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃにおいても、同様にして像担持体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ上にトナー画像を形成し、各色トナー画像が重なり合うように中間転写ベルト１６に転写する。

【0053】

各色トナー画像が重なり合うように転写された中間転写ベルト１６は、二次転写ローラ２０と駆動ローラ１８の二次転写ニップまで走行する。一方、レジストローラ対２５０は、それに突き当てられた用紙を所定のタイミングで挟み込んで回転し、中間転写ベルト１６上に重畳転写して形成されたトナー像が好適に転写されるタイミングに合わせて、二次転写ローラ２０の二次転写ニップまで搬送する。このようにして、中間転写ベルト１６上のトナー画像をレジストローラ対２５０によって送り出された用紙Ｐに転写する。

【0054】

トナー画像が転写された用紙Ｐは、転写後搬送路３３を通って定着装置３００へと搬送される。そして、定着装置３００に搬送された用紙Ｐは、定着ベルト３１０と加圧ローラ３２０によって挟まれ、加熱・加圧することで未定着トナー画像が用紙Ｐに定着される。トナー画像が定着された用紙Ｐは、定着装置３００から定着後搬送路３５へ送り出される。

【0055】

切り替え部材４２は、定着装置３００から用紙Ｐが送り出されたタイミングでは、図１Ａの実線で示すように定着後搬送路３５の上端近傍を開放している位置にある。そして、定着装置３００から送り出された用紙Ｐは、定着後搬送路３５を経由して排紙路３６へ送り出される。排紙ローラ対３７は、排紙路３６へ送り出された用紙Ｐを挟み込み、回転駆動することで排紙トレイ４４に排出することで片面印刷を終了する。

【0056】

次に、両面印刷を行う場合について説明する。片面印刷の場合と同様に、定着装置３００は用紙Ｐを排紙路３６へ送り出す。そして、両面印刷を行う場合、排紙ローラ対３７は、回転駆動によって用紙Ｐの一部を画像形成装置１００外に搬送する。

【0057】

そして、用紙Ｐの後端が、排紙路３６を通過すると、切り替え部材４２は、図１Ａの点線で示すように揺動軸４２ａを軸として揺動し、定着後搬送路３５の上端を閉鎖する。この定着後搬送路３５の上端の閉鎖とほぼ同時に、排紙ローラ対３７は、用紙Ｐを画像形成装置１００外へ搬送する方向と逆の方向に回転し、反転搬送路４１へ用紙Ｐを送り出す。

【0058】

反転搬送路４１へ送り出された用紙Ｐは、反転搬送ローラ対４３を経て、レジストローラ対２５０に至る。そして、レジストローラ対２５０は、中間転写ベルト１６上に形成されたトナー画像を用紙Ｐのトナー画像未転写面に転写する最適なタイミング（同期）を図り、用紙Ｐを二次転写ニップへ送り出す。

【0059】

そして、二次転写ローラ２０と駆動ローラ１８は、用紙Ｐが二次転写ニップを通過する際に用紙Ｐのトナー画像未転写面（裏面）にトナー画像を転写する。そして、トナー画像が転写された用紙Ｐは、転写後搬送路３３を通って定着装置３００へと搬送される。

【0060】

定着装置３００は、定着ベルト３１０と加圧ローラ３２０によって、搬送された用紙Ｐを挟み、加熱・加圧することで未定着トナー画像を用紙Ｐの裏面に定着する。このようにして、表裏両面にトナー画像が定着された用紙Ｐは、定着装置３００から定着後搬送路３５へ送り出される。

【0061】

切り替え部材４２は、定着装置３００から用紙Ｐが送り出されたタイミングでは、図１Ａの実線で示すように定着後搬送路３５の上端近傍を開放している位置にある。そして、定着装置３００から送り出された用紙Ｐは、定着搬送路を経由して排紙路３６へ送り出される。排紙ローラ対３７は、排紙路３６へ送り出された用紙Ｐを挟み、回転駆動し排紙トレイ４４に排出することで両面印刷を終了する。

【0062】

中間転写ベルト１６上のトナー画像を用紙Ｐに転写した後、中間転写ベルト１６上には残留トナーが付着している。ベルトクリーニング装置２１は、この残留トナーを中間転写ベルト１６から除去する。また、中間転写ベルト１６から除去されたトナーは、廃トナー搬送手段によって、粉体収容器１０へと搬送され、粉体収容器１０内に回収される。

【0063】

（定着装置）
次に、本発明実施形態に係る定着装置３００について以下さらに説明する。定着装置３００は図２に示すように、低熱容量の薄肉の定着ベルト３１０と加圧ローラ３２０で構成されている。定着ベルト３１０は、例えば外径が２５ｍｍで厚みが４０～１２０μｍのポリイミド（ＰＩ）製の筒状基体を有している。

【0064】

定着装置３００は図２のように定着ベルト３１０を使用する方式のほか、ローラ定着方式やベルト定着方式でもよい。いずれの定着方式でも、小サイズ用紙Ｐに形成されたトナー像を加熱定着する場合、用紙Ｐが通過する領域ではヒータの熱が用紙Ｐに奪われるが、用紙Ｐが通過しない領域ではヒータの熱が用紙Ｐに奪われないため過昇温することがある。

【0065】

定着ベルト３１０の最表層には、耐久性を高めて離型性を確保するために、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂による厚みが５～５０μｍの離型層が形成される。基体と離型層の間に厚さ５０～５００μｍのゴム等からなる弾性層を設けてもよい。

【0066】

また、定着ベルト３１０の基体はポリイミドに限らず、ＰＥＥＫなどの耐熱性樹脂やニッケル（Ｎｉ）、ＳＵＳなどの金属基体であってもよい。定着ベルト３１０の内周面に摺動層としてポリイミドやＰＴＦＥなどをコートしてもよい。

【0067】

加圧ローラ３２０は、例えば外径が２５ｍｍであり、中実の鉄製芯金３２１と、この芯金３２１の表面に形成された弾性層３２２と、弾性層３２２の外側に形成された離型層３２３とで構成されている。弾性層３２２はシリコーンゴムで形成されており、厚みは例えば３．５ｍｍである。

【0068】

弾性層３２２の表面は離型性を高めるために、厚みが例えば４０μｍ程度のフッ素樹脂層による離型層３２３を形成するのが望ましい。定着ベルト３１０に対して加圧ローラ３２０が付勢手段により圧接している。

【0069】

定着ベルト３１０の内側に、ステー３５０及びヒータホルダ３４０が軸線方向に配設されている。ステー３５０は金属製のチャンネル材で構成され、その両端部分が定着装置３００の両側板に支持されている。ステー３５０は加圧ローラ３２０の押圧力を確実に受けとめて定着ニップＳＮを安定的に形成する。

【0070】

ヒータホルダ３４０は定着装置３００のヒータ３３０の基材３４１を保持するためのもので、ステー３５０によって支持されている。ヒータホルダ３４０は好ましくはＬＣＰなどの低熱伝導性の耐熱性樹脂で形成することができ、これによりヒータホルダ３４０への熱伝達が減って効率的に定着ベルト３１０を加熱することができる。

【0071】

ヒータホルダ３４０の形状は、基材３４１の高温部との接触を回避するために、基材３４１の短手方向両端部付近の各２箇所のみを支持する形状にしている。これにより、ヒータホルダ３４０へ流れる熱量をさらに低減して効率的に定着ベルト３１０を加熱することができる。

【0072】

基材３４１の裏面に、後述するヒータ３３０の抵抗部材３７０の温度を検知する中央温度検知部材としてのサーミスタＴＨ１が配設されている。サーミスタＴＨ１はバネ３８７によって基材３４１の裏面に押圧され、これによって抵抗部材３７０の正確な温度を検知可能にしている。

【0073】

また、定着ニップＳＮの下流側の定着ベルト３１０の内面の温度が、中央温度検知部材としてのサーミスタＴＨ２と、端部温度検知部材としてのサーミスタＴＨ３によって、それぞれ検知されるように構成されている。一方のサーミスタＴＨ２は、図６ＡのようにサーミスタＴＨ１と同様にヒータ３３０の長手方向中央部に配設されている。他方のサーミスタＴＨ３は、ヒータ３３０の長手方向端部（非通紙部）に配設されている。

【0074】

サーミスタＴＨ１、ＴＨ２は小サイズ用紙の幅方向中央部に配置される。またサーミスタＴＨ３は、大サイズ用紙の幅方向外側の非通紙部に配置される。サーミスタＴＨ１～ＴＨ３からの温度情報に基づいて、図７Ｃで後述するように、抵抗部材３７０に供給される電力や、シャッター部材３０７の駆動機構（モータＭ１）が制御され、非通紙部の温度上昇を効果的に抑制することができる。

【0075】

サーミスタＴＨ１～ＴＨ３は、加圧ローラ３２０の外周面に対向配置したサーミスタで代替することも可能である。加圧ローラ３２０側のサーミスタを定着ベルト３１０の外側に配設することで、当該サーミスタのメンテナンスが容易になる。なお、定着装置３００は各種の型式が可能であって、前述した図２の定着装置はその一例に過ぎない。

【0076】

（定着装置の筐体）
次に、図３（ａ）～（ｃ）を参照して本発明実施形態の定着装置３００の筐体３０１の構造を説明する。この定着装置３００は、前述した加熱部材としての定着ベルト３１０と、加圧部材としての加圧ローラ３２０を、図３（ａ）～（ｃ）のように断熱・保温のため筐体（カバー）３０１内に収容している。

【0077】

筐体３０１の形状は、内側に収容する定着ベルト３１０と加圧ローラ３２０の外側に無駄な空間ができないように、２つの円弧を水平方向で向かい合わせたコンパクトな断面形状とされている。そして筐体３０１の上下の平面部に入口３０２と出口３０３が形成されている。

【0078】

入口３０２と出口３０３は、定着ベルト３１０の長手方向（図３で紙面に垂直な軸線方向）を横断する方向（図３で上下方向）で互いに対向している。トナー画像を担持した用紙が、入口３０２から入り、定着ニップＳＮを通って出口３０３から出ていく。

【0079】

筐体３０１の片側の円弧状側面の高さ方向半分から上端にかけて、図３のように矩形状に開口した開口部３０４が形成されている。この開口部３０４は、筐体３０１の長手方向両端部に一対で形成され、定着ベルト３１０の長手方向両端部（非通紙部）に向かって開口している。

【0080】

そして開口部３０４の外側に、後述するように送風ファン５２０が配設されている。この送風ファン５２０によって、開口部３０４に冷却用エアが供給されるようになっている。送風ファン５２０の回転数とシャッター部材３０７の開度の組み合わせにより、定着ベルト３１０の非通紙部の温度上昇を効率的に抑制することができるようになっている。

【0081】

（シャッター部材）
冷却用エアの供給量は、図３（ａ）（ｂ）のように、開口部３０４の外側に左右一対で配設されたシャッター部材３０７の開度で調節可能に構成されている。シャッター部材３０７は定着ベルト３１０を覆うように湾曲した形状をしている。

【0082】

本実施形態ではシャッター部材３０７が全体的に定着ベルト３１０の回転中心位置を曲率中心とする湾曲形状であるが、シャッター部材３０７が部分的に直線形状を含んでいても、あるいは部分的に湾曲形状を含んでいてもよい。このような湾曲形状にすることで、シャッター部材３０７による定着ベルト３１０の保温効果を高めると共に、画像形成装置全体の小型化が可能となる。

【0083】

図３（ａ）はシャッター部材３０７が開いた状態を示し、図３（ｂ）はシャッター部材３０７が閉じた状態を示す。また図３（ｃ）はシャッター部材３０７が閉じた状態の断面図である。筐体３０１の長手方向中央部にピニオン３０８が配設され、当該ピニオン３０８がモータで駆動される。

【0084】

左右一対のシャッター部材３０７は定着装置３００の筐体長手方向にスライド移動可能に配設され、シャッター部材３０７から長手方向中央側に延びたラック３０７ａに、ピニオン３０８が噛み合っている。ピニオン３０８の回転により、左右のシャッター部材３０７が接近・離反することで、開口部３０４が開閉される。

【0085】

シャッター部材３０７は、耐熱性板金のプレス成形品とすることができる。シャッター部材３０７をプレス成形品とすることで、シャッター部材の寸法精度を向上することができる。

【0086】

シャッター部材３０７の内面には、断熱性向上のため、フェルトやスポンジ等の保温部材（断熱部材）を取り付けてもよい。またシャッター部材３０７を耐熱性樹脂で形成した場合でも、その裏面に保温部材（断熱部材）を取り付けることができる。

【0087】

開口部３０４の領域は、詳しくは図３（ｃ）に示すように、高さ方向では筐体３０１の円弧状側面の高さ方向中央から筐体３０１の天井に至る領域である。また筐体３０１の長手方向では、図３（ａ）に示すように、定着ベルト３１０の長手方向両端部に対向した領域である。

【0088】

したがって、開口部３０４は図３（ａ）（ｃ）のように斜め上方に向かって開口している。開口部３０４は筐体３０１の真上から見るとほぼ全体が見えるが、筐体３０１の真下からは見えない。上方ないし斜め上方に向かって開口していることで、定着ベルト３１０の端部過昇温の原因となる余分な熱を、開口部３０４から効率的に筐体３０１外に排出することができる。

【0089】

開口部３０４はシャッター部材３０７を半開または全開で開いているだけでも、定着ベルト３１０の端部過昇温の原因となる余分な熱を上方に向けて排熱可能である。本実施形態では、定着ベルト３１０の端部冷却作用を高めるため、図６Ａのようにシャッター部材３０７の外側に送風ファン５２０を配設する。

【0090】

送風ファン５２０によって冷却用空気を強制的に定着ベルト３１０の端部に向けて筐体３０１内に吹き込むことで、定着ベルト３１０の端部を効果的に冷却して端部過昇温を抑制することができる。筐体３０１内に吹き込まれた空気は、定着ベルト３１０の端部によって昇温されて上方に向けて自然排気される。

【0091】

このようにして上方に排気された温かい空気は、分岐部の結露付着を防止するのに有効利用することができる。すなわち、図１Ａに示すように、両面印刷時に用紙の反転搬送路４１に分岐する切り替え部材４２を定着装置３００の上方に配置することで、当該切り替え部材４２に結露が付着するのを防止することができる。結露付着を効果的に防止するためには、開口部３０４の垂直上方に切り替え部材４２を配置するとよい。

【0092】

従来、用紙搬送路の結露対応として、結露が解消するまで画像形成装置を空転（暖気運転）したり、結露解消用に独立したファンを設けたりしていた。前者は印刷するまでの待ち時間が長くなる問題があり、後者はファンにより機構が複雑化して装置の大型化やコスト高になるという問題があった。定着ベルト３１０の端部排熱を有効利用して積極的に結露部へ送り込むことで、前述した問題を解消できる。

【0093】

（ヒータ）
前述した定着装置３００は、図２のようにヒータホルダ３４０に保持されたヒータ３３０を有する。このヒータ３３０は、基材３４１の上に抵抗発熱体（面状ヒータ）で構成された抵抗部材３７０を有する。抵抗部材３７０は、後述する図４（ａ）（ｂ）に一例を示すヒータ３３０のように、複数タイプで形成することができる。

【0094】

いずれのタイプでも、抵抗部材３７０は、細長の金属製薄板部材を絶縁材料で被覆した基材３４１の上に形成される。面状ヒータによって定着ニップＳＮを加熱する定着方式では、発熱体である抵抗部材を紙幅方向に複数に分割して個別に加熱制御することで、複数種類の紙幅を均一に加熱することができる。

【0095】

基材３４１の材料としては低コストなアルミやステンレスなどが好ましい。基材３４１は金属製に限定されたものではなく、アルミナや窒化アルミなどのセラミックや、ガラス、マイカなどの耐熱性と絶縁性に優れた非金属材料で構成することも可能である。

【0096】

ヒータ３３０の均熱性を向上し画像品位を高めるため、基材３４１を銅、グラファイト、グラフェンなどの高熱伝導率の材料で構成してもよい。本実施形態では、短手幅８ｍｍ、長手幅２７０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのアルミナ基材を使用している。

【0097】

図４（ａ）（ｂ）に示すように、ヒータ３３０は、抵抗発熱体３７１～３７８を電気的に並列接続したマルチタイプで構成することができる。ヒータ３３０は２つの電極３７０ｃ、３７０ｄを有し、両端の電極３７０ｃ、３７０ｄ間の抵抗値を１０Ωとすると、各発熱体３７１～３７８の抵抗値は並列接続のため８０Ωと大きくなる。

【0098】

抵抗発熱体３７１～３７８にはＰＴＣ素子を使用することができる。ＰＴＣ素子は、正の温度抵抗係数を有する材料で構成され、温度Ｔが上昇すると抵抗値が上昇する特徴がある（電流Ｉが低下してヒータ出力が低下）。温度抵抗係数（TCR＝Temperature Coefficient of Resistance）は、例えば１５００ＰＰＭ（parts per million）とすることができる。

【0099】

図４（ａ）（ｂ）の発熱体３７１～３７８は、基材３４１の長手方向で直線状かつ等間隔に配置されている。各発熱体３７１～３７８の短手方向両側には小抵抗値の導体３７０ａ、３７０ｂが直線状に互いに平行に配設され、この導体３７０ａ、３７０ｂに各発熱体３７１～３７８の両端が接続されている。そして、導体３７０ａ、３７０ｂの各一端部に形成された電極３７０ｃ、３７０ｄにＡＣ電源が供給される。

【0100】

発熱体３７１～３７８と導体３７０ａ、３７０ｂは薄い絶縁層３８５で覆われている。この絶縁層３８５は例えば厚さ７５μｍの耐熱性ガラスで構成することができる。絶縁層３８５によって発熱体３７１～３７８と導体３７０ａ、３７０ｂを絶縁・保護すると共に、定着ベルト３１０との摺動性を維持する。

【0101】

発熱体３７１～３７８は、例えば、銀パラジウム（ＡｇＰｄ）やガラス粉末などを調合したペーストをスクリーン印刷等により基材３４１に塗工し、その後、当該基材３４１を焼成することによって形成することができる。本実施形態では各発熱体３７１～３７８の抵抗値を常温で８０Ωとした（総抵抗値は１０Ω）。

【0102】

発熱体３７１～３７８の材料は、前述したもの以外に、銀合金（ＡｇＰｔ）や酸化ルテニウム（ＲｕＯ₂）の抵抗材料を用いてもよい。導体３７０ａ、３７０ｂや電極３７０ｃ、３７０ｄの材料は、銀（Ａｇ）もしくは銀パラジウム（ＡｇＰｄ）をスクリーン印刷等で形成することができる。

【0103】

発熱体３７１～３７８の絶縁層３８５側が定着ベルト３１０と接触して加熱し、伝熱により定着ベルト３１０の温度を上昇させ、定着ニップＳＮに搬送される未定着画像を加熱して定着する。発熱体３７１～３７８としてＰＴＣ素子を使用した場合、小サイズ通紙などで非通紙領域の発熱体の温度が上昇した際に、その温度抵抗依存性により当該ＰＴＣ素子の発熱量が低下し、温度上昇を抑制することができる。

【0104】

この特徴により、例えば発熱体３７１～３７８の全幅よりも狭い紙（例えば発熱体３７３～３７６の幅内）を印刷した場合、紙幅より外側の発熱体３７１、３７２、３７７、３７８は紙に熱を奪われないため温度が上昇する。するとＰＴＣ素子による発熱体３７１、３７２、３７７、３７８の抵抗値が上昇する。

【0105】

発熱体３７１～３７８にかかる電圧は一定なので、用紙幅より外側の発熱体３７１、３７２、３７７、３７８の出力が相対的に低下し、端部温度上昇が抑制される。発熱体３７１～３７８を電気的に直列に接続した場合、連続印刷において紙幅よりも外側の発熱体３７１、３７２、３７７、３７８の温度上昇を抑制するには、印刷スピードを低下させる以外に方法がない。発熱体３７１～３７８を電気的に並列接続することで、印刷スピードを維持したまま非通紙部温度上昇を抑制することができる。

【0106】

発熱体３７１～３７８の相互間に短手方向に続く隙間があると、当該隙間部分で発熱量低下が発生し、それによって定着ムラが発生しやすい。そこで、図４（ａ）（ｂ）では発熱体３７１～３７８の端部同士を長手方向で互いにオーバーラップさせている。

【0107】

図４（ａ）は発熱体３７１～３７８の端部にＬ字状の切り欠きによる段部を形成し、当該段部を隣接する素子端部の段部とオーバーラップさせている。図４（ｂ）は発熱体３７１～３７８の端部に斜めの切り欠きによる傾斜部を形成し、当該傾斜部を隣接する素子端部の傾斜部とオーバーラップさせている。このように発熱体３７１～３７８の端部同士を互いにオーバーラップさせることで、素子間の隙間での発熱量低下の影響を抑制することができる。

【0108】

また電極３７０ｃ、３７０ｄは発熱体３７１～３７８の両端に配置する他、発熱体３７１～３７８の片側に配置することも可能である。このように電極３７０ｃ、３７０ｄを片側配置にすることで長手方向の省スペース化を図ることができる。図４（ａ）（ｂ）の各発熱体３７１～３７８は短冊状の面状発熱体で構成されているが、所望の出力（抵抗値）を得るために、線幅を細くして蛇行状に形成した複数の発熱体を電気的に並列接続したもので構成することもできる。

【0109】

（ヒータの変形例）
次にヒータ３３０の変形例を図５に示す。この変形例のヒータ３３０は基材３４１の両端に配設された３つの電極３７０ｈ、３７０ｉ、３７０ｊと、基材３４１の長手方向で電極間に配設された７つの発熱体３７１～３７７を有する。そして、以下の３つの発熱パターンを選択可能にしてある。
発熱パターン１：中央発熱体３７２～３７６のみ発熱（小サイズＡ４紙加熱）
発熱パターン２：全発熱体３７１～３７７発熱（大サイズＡ３紙加熱）
発熱パターン３：端部発熱体３７１、３７７のみ発熱（Ａ３紙加熱時の端部温度低下防止）

【0110】

ヒータ３３０の長手方向中央の５つの発熱体３７２～３７６が、当該発熱体よりも低抵抗の導体３７０ｅ、３７０ｆを介して第１の電極３７０ｈと第２の電極３７０ｉに並列接続されている。また長手方向両端の２つの抵抗発熱体３７１、３７７が、当該発熱体３７１、３７７よりも低抵抗の導体３７０ｆ、３７０ｇを介して第２の電極３７０ｉと第３の電極３７０ｊに並列接続されている。

【0111】

右側の第２の電極３７０ｉが常時ＡＣ電源に接続され、左側の第１の電極３７０ｈと第３の電極３７０ｊがスイッチの切換えにより選択的にＡＣ電源に接続される。これにより、前述した３つの発熱パターン１～３を選択できる。

【0112】

このように３つの発熱パターンを選択可能なヒータ３３０において、例えばヒータ３３０の長手方向中央部の連続する５つの発熱体３７２～３７６の長手方向長さをＡ４幅、両端を含む全７つの発熱体３７１～３７７の長手方向長さをＡ３サイズと同等にする。そして発熱体３７１～３７７の加熱状態を適切に制御することで、Ａ４サイズ、Ａ３サイズの用紙を均一に加熱することができる。

【0113】

発熱体３７１～３７７の加熱制御には、所定の制御時間内の発熱体の点灯時間（点灯デューティ）を可変とすることで適正な発熱量を得る制御方法が一般的に用いられる。点灯デューティは、ＡＣ電源を制御手段としてのトライアックで位相制御することで調整する。デューティ比０％で電流がゼロになり、デューティ比１００％で電流が最大になる。

【0114】

（シャッター部材の開度）
図６Ａは、サーミスタＴＨ３が所定の高温閾値を検知したとき、シャッター部材３０７を定着ベルト３１０の長手方向端部側に所定長さ移動したときの断面図である。高温閾値は例えば１８０℃である。サーミスタＴＨ３の検知情報は図７Ｃで後述する制御部４００に入力され、高温閾値の検知前に比べて、送風ファン５２０の回転数を増大すると同時に、シャッター部材３０７を用紙Ｐ通紙幅よりも外側に配置する。

【0115】

シャッター部材３０７を移動する前記「所定長さ」は、図６Ｂに示すように、定着ベルト３１０の端部高温分布のピーク位置に至るまでの距離の５０％以内を限界とするのがよい。すなわち、用紙Ｐの搬送方向（図６Ｂ紙面垂直方向）と直交する幅方向の端部を起点とし、定着ベルト３１０の長手方向端部に向かって定着ベルト３１０の端部高温分布のピーク位置に至るまでの距離を１００％とする。

【0116】

この場合、当該距離の半分（５０％）以内を、シャッター部材３０７の先端部３０７ｂが長手方向端部側に移動する限界とするのがよい。５０％を超えてシャッター部材３０７の先端部３０７ｂを移動すると、送風ファン５２０からの冷却風がシャッター部材３０７で絞られて端部過昇温を抑制困難になる。

【0117】

図６Ａの場合、従来の図６Ｃと比べると、非通紙領域への風量がシャッター部材３０７の影響（絞り効果）により低下する。そこで、当該絞り効果を補うように、送風ファン５２０を回転数を上げて高出力で駆動する。こうすることで、端部過昇温を防止しつつ、シャッター部材３０７の絞り効果で回り込みによる温度低下（図６Ｃの温度分布の落ち込み）を防止できる。

【0118】

サーミスタＴＨ３が所定の高温閾値を検知したとき、シャッター部材３０７は常に図６Ａの同じ位置に移動する必要はない。通紙枚数やマシンの連続稼働時間に応じて、図６Ａの位置よりも開方向又は閉方向に所定長さスライド移動してもよい。このように適宜移動する方が、さらに端部温度上昇を抑制してマシンの高い生産性を実現できる。

【0119】

例えば、非通紙部に設けられたサーミスタＴＨ３の検知温度ないし通紙開始からの連続稼働時間に応じて、シャッター部材３０７の位置を内側（開方向）にずらす。こうすることで、定着ベルト３１０の両端非通紙部に当たる送風ファン５２０からの風量を増やし、印刷枚数の低下（生産性低下）を抑えることが可能になる。

【0120】

すなわち、図６Ｂに示すように、通紙初期では温度上昇するピーク位置の５０％の位置にまでシャッター部材３０７を移動させ、通紙領域内の温度低下を防止する。しかし、端部領域の温度が上がってきた場合は、シャッター部材３０７を内側（開方向）へ移動させ、より広範囲に風を当てることで両端非通紙部の温度上昇を抑制する。

【0121】

この時、図７Ａ（ａ）に示すようにシャッター部材３０７が位置Ａのときは、図７Ｂに示すように送風ファン５２０を風量最大の状態（デューティ１００％）で使用する。しかし、サーミスタＴＨ３の検知温度ないしマシンの連続稼働時間に応じて、図７Ａ（ｂ）のようにシャッター部材３０７を位置Ｂに移動すると同時に、図７Ｂに示すように送風ファン５２０の風量を抑える制御（デューティ８０％）を行ってもよい。

【0122】

シャッター部材３０７が開方向に移動すると、用紙端部に冷却風が回り込み、通紙領域の温度低下が発生する恐れがある。そのため、風量をデューティ８０％でいったん抑えて温度低下を防止し、その後、さらなる温度上昇を防止するために風量最大の状態（デューティ１００％）にする制御を行ってもよい。

【0123】

（制御部）
図７Ｃは、シャッター部材３０７を開閉駆動するモータＭ１と、送風ファン５２０を回転するモータＭ２の制御系を示すものである。２つのモータＭ１、Ｍ２は、マシンの制御部４００によって制御される。当該制御部４００には、前述した３つのサーミスタＴＨ１～ＴＨ３の検知情報が入力される。そして、定着ベルト３１０の端部過昇温が発生しないようにモータＭ１、Ｍ２が制御される。また、制御部４００によって、ヒータ３３０ないし定着ベルト３１０の温度が定着目標温度（例えば１７０℃）に制御される。

【0124】

シャッター部材３０７を開閉駆動するモータＭ１の速度は、定着ベルト３１０の端部高温閾値に対するサーミスタＴＨ３の検出温度の乖離度に応じて、適宜増速することも可能である。これにより、シャッター部材３０７を速やかに開閉して端部過昇温と冷却風回り込みを効果的に抑制する。また、送風ファン５２０を回転するモータＭ２の回転速度も、同様に適宜増速してもよく、これにより端部過昇温と冷却風回り込みを効果的に抑制することができる。さらに、送風ファン５２０を回転するモータＭ２の回転数ないしデューティを、シャッター部材３０７の開度に反比例して連続的に増減するようにしてもよい。

【0125】

（２枚構成のシャッター部材）
図７Ａ（ａ）のシャッター部材３０７の位置Ａであると、シャッター部材３０７の外領域（送風入口領域）が狭く、定着ベルト３１０の非通紙領域を十分に冷却ができない場合もある。そこで、図８Ａのように、上側（外側）シャッター部材３０７－１と下側（内側）シャッター部材３０７－２の２枚構成にする。図８Ａでは、シャッター部材３０７－２が図７Ａ（ａ）の位置Ａにあり、シャッター部材３０７－１の先端部３０７－１ｂは位置Ａよりも開方向（左方向）にやや後退している。

【0126】

下側（内側）シャッター部材３０７－２は図８Ｂのように、送風ファン５２０からの風を通過させることができる切欠き部としてのスリットＳを有するものにする。なお、スリットＳ部分は送風ファン５２０からの風を通過可能であればよく、ルーバー形状など他の通風可能形状に変更することができる。

【0127】

このように２枚目のシャッター部材３０７－２をスリットＳ付きにすることで、定着ベルト３１０の端部通紙領域への冷却風の回り込みが増えるので、端部通紙領域の温度低下を抑制する効果は低下する。しかし、非通紙領域に当たる風量はスリットＳを通して増加するので、非通紙領域の温度上昇をより効果的に防止できる。

【0128】

なお、２枚のシャッター部材３０７－１、３０７－２は互いに独立してスライド移動可能に構成することができる。そして用紙サイズに応じて、予め決められた比率でシャッター部材３０７－１、３０７－２をスライド移動して配置する。

【0129】

但し、マシンの連続稼働時間の経過とともに、第１のシャッター部材３０７－１を動かして冷却領域を増減変更してもよい。そして一定時間を経過し、通紙領域内の温度の落ち込みがなくなれば、第２のシャッター部材３０７－２を図８Ａの位置に留め、第１のシャッター部材３０７－１のみを開方向にスライド移動し、定着ベルト３１０の端部通紙領域に当たる風量を増やすことが望ましい。

【0130】

また、図８Ｃように２枚目のシャッター部材３０７－２をなくし、１枚目のシャッター部材３０７－１の先端に複数スリットＳを有する先端部材３０７－３を固定する構成としてもよい。２枚構成のシャッター部材３０７－１、３０７－２と異なり、１つのシャッター部材３０７－１の可動領域が減るため冷却効率は低減するが、シャッター部材３０７－１の駆動部材が１つで済み、低コスト化できる。

【0131】

以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、前記実施形態では送風ファン５２０をシャッター部材３０７の外側に配置したが、当該送風ファン５２０は、筐体３０１の上面において開口部３０４に接続された排気ダクトに吸引ファンとして配置してもよい。吸引ファンで筐体３０１内の空気を吸引排気すると、開口部３０４の水平横方向から吸入された外気で、定着ベルト３１０の両端非通紙部が冷却される。シャッター部材３０７は当該吸入外気の吸入量ないし吸入範囲を調節する。

【0132】

また前記シャッター部材３０７は開口部３０４の外側に開閉可能に配置したが、シャッター部材３０７を開口部３０４の内側に開閉可能に配設することも可能である。また、前記実施形態では加熱部材として定着ベルト３１０を使用したが、この定着ベルト３１０に代えて内部に加熱源を有する定着ローラを使用することも可能である。

【0133】

また本発明の加熱装置は、前述した定着装置３００に使用するほか、インクジェットプリンタの用紙乾燥装置にも使用可能である。また定着ベルト３１０を加熱する発熱体は、ＰＴＣ素子を使用したヒータ３３０のほか、セラミックヒータなど他の発熱体も使用可能である。

【符号の説明】

【0134】

1K、1Y、1M、1C：プロセスユニット 2K、2Y、2M、2C：像担持体
3K、3Y、3M、3C：ドラムクリーニング装置 4K、4Y、4M、4C：帯電装置
5K、5Y、5M、5C：現像装置 6K、6Y、6M、6C：トナーボトル
７：露光器 ７ａ：ミラー
８：転写カバー １０：粉体収容器
１５：転写装置 １６：中間転写ベルト
１７：従動ローラ １８：駆動ローラ
19K、19Y、19M、19C：一次転写ローラ ２０：二次転写ローラ
２１：ベルトクリーニング装置 ３１：レジストセンサ
３２：給紙路 ３３：転写後搬送路
３５：定着後搬送路 ３６：排紙路
３７：排紙ローラ対 ４１：反転搬送路
４２：切り替え部材 ４２ａ：揺動軸
４３：反転搬送ローラ対 ４４：排紙トレイ
４５：給紙ローラ ４６：トレイ
６０：給紙ローラ １００：画像形成装置
２００：用紙給送装置 ２１０：ローラ対
２２０：給送ローラ ２３０：分離ローラ
２４０：搬送ローラ ２５０：レジストローラ対
３００：定着装置 ３１０：定着ベルト
３０１：筐体（カバー） ３０２：入口
３０３：出口 ３０４：開口部
３０７：シャッター部材 ３０７－１：第１のシャッター部材
３０７－２：第２のシャッター部材 ３０７－３：先端部材
３０７ａ：ラック ３０８：ピニオン
３２０：加圧ローラ ３２１：芯金
３２２：弾性層 ３２３：離型層
３３０：抵抗部材 ３３４：加圧ベルト
３４０：ヒータホルダ ３４１：基材
３５０：ステー ３５２：ステー
３５１：補助ステー ３７０：抵抗部材
３７０ａ、３７０ｂ：導体 ３７０ｃ、３７０ｄ：電極
３７０ｅ～３７０ｇ：導体 ３７０ｈ：第１の電極
３７０ｉ：第２の電極 ３７０ｊ：第３の電極
３７１～３７８：抵抗発熱体 ３８５：絶縁層
３８７：バネ ４００：制御部
５２０：送風ファン Ｌ：レーザ光
Ｎ：転写ニップ Ｐ：用紙（シート部材）
ＳＮ：定着ニップ ＴＨ１～ＴＨ３：サーミスタ
ＴＭ：転写部

【先行技術文献】

【特許文献】

【0135】

【文献】特開２００９－２８８２７５号公報

【文献】特開２０１７－４４９５３号公報

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図8C】