画像加熱装置
【課題】外部加熱ローラ５３による定着ローラ４０の表面温度の制御効果を損なうことなく、エア分離ユニット６０の送風と外部加熱ローラ５３の温度調整制御とを適度にバランスさせて、出力画像の定着不良や光沢むらを抑制する。
【解決手段】エア分離ユニット６０は、加熱ニップＮの出口側で定着ローラ４０に可変の風量でエアを吹き付けて記録材を分離させる。外部加熱ローラ５３は、エアの吹き付け位置から加熱ニップＮの入り口までの定着ローラ４０に当接する。制御部８０は、エアの風量が小さくなるほど定着ローラ４０と外部加熱ローラ５３の温度差が小さくなるようにランプヒータ５３ａによる外部加熱ローラ５３の加熱を制御する。また、エアの温度が高いほど定着ローラ４０と外部加熱ローラ５３の温度差が小さくなるように外部加熱ローラ４０を加熱する。
【解決手段】エア分離ユニット６０は、加熱ニップＮの出口側で定着ローラ４０に可変の風量でエアを吹き付けて記録材を分離させる。外部加熱ローラ５３は、エアの吹き付け位置から加熱ニップＮの入り口までの定着ローラ４０に当接する。制御部８０は、エアの風量が小さくなるほど定着ローラ４０と外部加熱ローラ５３の温度差が小さくなるようにランプヒータ５３ａによる外部加熱ローラ５３の加熱を制御する。また、エアの温度が高いほど定着ローラ４０と外部加熱ローラ５３の温度差が小さくなるように外部加熱ローラ４０を加熱する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材上のトナー像を加熱する画像加熱装置に関する。この画像加熱装置は、例えば、複写機、プリンタ、ＦＡＸ、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置において用いられ得る。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真プロセスを用いる画像形成装置には、記録材に形成された未定着のトナー像を記録材に定着する定着装置（画像加熱装置）が搭載されている。
【０００３】
このような画像形成装置に対して、市場では、多様な記録材に対応することが求められており、特に、薄紙への対応が求められている。
【０００４】
このような薄紙に対して画像形成を行う場合、薄紙が定着装置の定着ローラ（加熱回転体）に巻き付き易く、定着ローラから薄紙が適切に分離されずにジャムが発生してしまう恐れがある。
【０００５】
そこで、特許文献１、特許文献２に記載された定着装置では、エア吹き付け装置を用いて、定着ローラにエアを吹き付けることによって、薄紙が定着ローラから適切に分離されるようにしている。
【０００６】
また、特許文献３に記載された定着装置では、内側から加熱された外部加熱ローラを定着ローラに当接させて、定着ローラを外部加熱することにより、定着処理に伴う定着ローラの表面温度の低下を補償している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１７８７３２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４５４２５号公報
【特許文献３】特開２０１１−３３８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、エア吹き付け装置によりエアを定着ローラに吹き付けることによって薄紙の分離性を改善しようとした場合、以下のような問題が発生する恐れがある。
【０００９】
例えば、画像形成装置の主電源投入直後のような画像形成装置内の雰囲気温度が低い状況のとき、定着ローラにはエア吹き付け装置から低温のエアが吹き付けられることになる。その結果、吹き付けエアにより定着ローラが意図しない温度低下を引き起こしてしまい、引き続き行われる定着処理時において記録材への熱の供給不足が生じて定着不良が発生してしまうことがあった。
【００１０】
そこで、本発明者は、特許文献３に記載された外部加熱ローラ（外部加熱部材）を応用して、エア吹き付けに伴う定着ローラの温度低下を補償することを検討した。
【００１１】
しかし、画像形成装置の主電源投入から長時間が経過して稼働時間が継続して画像形成装置内の雰囲気温度が高くなった状況で、最初の雰囲気温度が低い状況のときと同条件にて外部加熱ローラによる温度補償を行うと、画像不良が発生してしまうことがあった。
【００１２】
すなわち、画像形成装置内の雰囲気温度が高くなった状況で、雰囲気温度が低い状況のときと同条件にて外部加熱ローラにより温度補償を行うと、引き続き行われる定着処理時において記録材への熱の供給過剰が生じ易くなる。これは、画像形成装置内の雰囲気温度が高くなった状況では、定着ローラに吹き付けられるエアも高温となっているためと考えられる。
【００１３】
このように、外部加熱ローラにより定着ローラの温度補償を行うにあたり、エア吹き付け装置により定着ローラに吹き付けられるエアの温度を考慮することが求められる。したがって、本発明の目的は、加熱回転体からの記録材の分離性の改善を図るとともに、エア吹き付けに伴う加熱回転体の温度変動に対して、外部加熱部材による温度補償をより適切に行うことができる画像加熱装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の画像加熱装置は、記録材上のトナー像をニップ部にて加熱する加熱回転体と、前記加熱回転体との間で前記ニップ部を形成するニップ形成部材と、前記加熱回転体の外面に接触して加熱する外部加熱部材と、前記外部加熱部材を加熱する加熱手段と、前記外部加熱部材の温度を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に応じて前記外部加熱部材が目標温度を維持するように前記加熱手段を制御する制御手段と、前記加熱回転体から所定の種類の記録材を分離させるとき前記加熱回転体に向けてエアを吹き付けるエア吹き付け手段と、を有するものである。そして、前記制御手段は、前記エア吹き付け手段より吹き付けられるエアの温度に対応する情報に応じて前記外部加熱部材の目標温度を制御する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の画像加熱装置では、エア吹き付け手段より吹き付けられるエアの温度に対応する情報に応じて外部加熱部材の温度調整の目標温度を制御する。このため、加熱回転体からの記録材の分離性の改善を図るとともに、エア吹き付けに伴う加熱回転体の温度変動に対して外部加熱部材による温度補償をより適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】画像形成の待機時における定着装置の構成の説明図である。
【図３】画像形成中における定着装置の構成の説明図である。
【図４】画像形成装置の制御系のブロック図である。
【図５】吹き付け装置の外観の斜視図である。
【図６】エアの風量に応じた外部加熱ローラの温度調整制御の説明図である。
【図７】エアの温度に応じた外部加熱ローラの温度調整制御の説明図である。
【図８】実施例４の外部加熱ローラの温度調整制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、記録材を分離するためのエアの吹き付けに伴う加熱回転体の温度変化を、外部加熱部材により適切に温度補償する限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１８】
画像加熱装置は、後述する、画像形成装置に組み込まれた定着装置には限らず、単独の画像加熱装置でもよい。また、画像形成装置としては、後述する構成に限らず、モノクロ画像形成装置や、他の画像形成方式のものを採用することが可能である。そして、画像形成装置は、プリンタ、複写機、ＦＡＸ、及びこれらの機能を複数備えた複合機等、種々の用途のものとすることができる。
【００１９】
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト２０に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００２０】
画像形成部Ｐａでは、感光ドラム３ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト２０に転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム３ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト２０に転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、感光ドラム３ｃ、３ｄにそれぞれシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト２０に転写される。
【００２１】
記録材Ｐは、記録材カセット１０から取り出され、分離ローラ１３で１枚ずつに分離され、レジストローラ１２で待機する。記録材Ｐは、レジストローラ１２によって二次転写部Ｔ２へ給送されて、中間転写ベルト２０からトナー像を転写される。四色のトナー像を転写された記録材Ｐは、定着装置９へ搬送され、定着装置９で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、機体外部の排出トレイへ積載される。
【００２２】
以上は片面印刷の場合である。これに対して、両面印刷の場合は、二次転写部Ｔ２で表面にトナー像を転写されて、定着装置９で表面にトナー画像を定着された記録材Ｐは、フラッパー１１０に案内されて反転パス１１１に導かれる。記録材Ｐは、反転ローラ１１２によりスイッチバックされて、表裏反転状態で両面パス１１３へ導かれ、再びレジストローラ１２で待機する。そして、二次転写部Ｔ２で裏面にもトナー像を転写され、定着装置９で裏面にトナー画像を定着された後に、機体外部の排出トレイへ積載される。
【００２３】
画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、現像装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、画像形成部Ｐａについて説明し、画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄに関しては、説明中の符号末尾のａをｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。
【００２４】
画像形成部Ｐａは、感光ドラム３ａの周囲に、コロナ帯電器２ａ、露光装置５ａ、現像装置１ａ、転写ローラ６ａ、及びドラムクリーニング装置４ａを配置している。コロナ帯電器２ａは、コロナ放電に伴う荷電粒子を照射して感光ドラム３ａの表面を一様な暗部電位ＶＤに帯電させる。露光装置５ａは、レーザービームを走査して、暗部電位ＶＤを明部電位ＶＬまで低下させて、感光ドラム３ａに画像の静電像を書き込む。現像装置１ａは、静電像を現像して感光ドラム３ａにトナー像を形成する。転写ローラ６ａは、直流電圧を印加されて、感光ドラム３ａのトナー像を中間転写ベルト２０へ転写させる。ドラムクリーニング装置４ａは、中間転写ベルト２０へ転写されないで感光ドラム３ａに残った転写残トナーを回収する。
【００２５】
中間転写ベルト２０は、駆動ローラ１５、テンションローラ１４、および対向ローラ１６に掛け渡して支持され、駆動ローラ１５に駆動されて矢印Ｒ２方向に回転する。二次転写ローラ１１は、対向ローラ１６によって内側面を支持された中間転写ベルト２０に当接して、記録材に対するトナー像の二次転写部Ｔ２を形成する。中間転写ベルト２０上の負極性に帯電したトナー像に記録材Ｐを重ねて二次転写部を通過する過程で、二次転写ローラ１１に正極性の電圧が印加されることにより、中間転写ベルト２０から記録材Ｐへトナー像が移転する。ベルトクリーニング装置３０は、記録材Ｐに転写されないで中間転写ベルト２０に残った転写残トナーを回収する。
【００２６】
＜定着装置＞
図２は画像形成の待機時における定着装置の構成の説明図である。図３は画像形成中における定着装置の構成の説明図である。図４は画像形成装置の制御系のブロック図である。本例の画像形成装置１００は、後述する定着ローラと加圧ローラ間に形成される加熱ニップにおいて加熱及び加圧を行うことにより、記録材に未定着のトナー像を定着させる、画像加熱装置として機能する定着装置９を備えている。
【００２７】
図２に示すように、加熱回転体（定着部材）として機能する定着ローラ４０は、記録材に形成された未定着トナー像（画像面）に当接する。ニップ形成部材（加圧部材）として機能する加圧ローラ４１は、定着ローラ４０に当接して記録材の加熱ニップ（ニップ部）Ｎを形成する。定着ローラ４０は所定温度に加熱されている。
【００２８】
定着ローラ４０及び外部加熱部材として機能する外部加熱ローラ５３は、金属ローラで構成されて中心軸線に沿って配置したそれぞれのランプヒータ４０ａ、５３ａによって加熱される。ランプヒータ４０ａ、５３ａは、定着ローラ４０及び外部加熱ローラ５３の表面に当接させた温度検出素子の一例であるサーミスタ４２ａ、４２ｃによって検出された温度に基づいて、それぞれの投入電力を調整される。なお、定着ローラ４０の加熱方法としては、上述のランプヒータには限らず、抵抗加熱、電磁誘導加熱でもよい。また、加熱回転体、ニップ形成部材、及び外部加熱部材として、ローラ部材には限らず、ベルト部材であってもよい。
【００２９】
図２に示すように、スタンバイ時（画像形成の待機時）に記録材が加熱ニップＮに到達しない状態では、定着装置９は、定着ローラ４０から加圧ローラ４１を離間し、定着ローラ４０から外部加熱ローラ５３を離間している。
【００３０】
図３に示すように、画像形成時に記録材が加熱ニップＮに到達する状態では、定着装置９は、加圧ローラ４１を定着ローラ４０に圧接して記録材の加熱ニップＮを形成する。同時に、外部加熱ローラ５３を定着ローラ４０に当接させて、定着ローラ４０の表面を加熱している。
【００３１】
図４に示すように、制御器（制御手段）として機能する制御部８０は、画像形成装置１００の各ユニットを制御して画像形成ジョブを実行する。モータ４５は、図３に示す定着ローラ４０を時計方向に回転させると同時に、加圧ローラ４１を反時計方向へ回転させる。外部加熱ローラ５３は、定着ローラ４０に追従して回転する。図１に示す二次転写部Ｔ２でトナー像Ｔを形成された記録材Ｐは、図３に示す定着ローラ４０と加圧ローラ４１の加熱ニップＮで挟持・搬送される。加熱・加圧を受けて融解したトナー粒子が記録材の表面組織に固着されることによって記録材にトナー画像が定着される。
【００３２】
図２に示すように、定着ローラ４０は、内部に加熱器（加熱手段）として機能するランプヒータ４０ａを内蔵して外径８０ｍｍである。定着ローラ４０は、中空円筒状の基体であるアルミニウムや鉄等により形成された芯金４０ｂの外周面（基体上）に、シリコーンゴムからなる弾性層４０ｃを設けている。弾性層４０ｃの外周面（弾性層上）には、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）若しくはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂のチューブから形成された離型層４０ｄが被覆されている。
【００３３】
定着ローラ４０の表面温度は、検出器（検出手段）として機能するサーミスタ（温度検知素子）４２ａによって検知されており、検知された表面温度は、図４に示す制御部８０の温度検知部８７に入力される。ヒータ制御部８４は、定着ローラ４０の表面温度が所定の目標温度になるように、ランプヒータ４０ａをＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００３４】
様々な種類の記録材に対応するため、１５０〜２００℃の範囲で、記録材の種類（坪量）に応じて目標温度が設定されており、定着ローラ４０の表面温度は、その目標温度に応じて制御されている。
【００３５】
【表１】
【００３６】
制御部８０は、表１に示すように、定着ローラ４０の表面温度を、目標温度を中心とする所定範囲に維持した状態で、記録材の坪量に依らずに、１分間に６０枚の生産性で出力画像の定着処理を実行させる。
【００３７】
加圧ローラ４１は、内部に加熱体であるランプヒータ４１ａを内蔵して外径６０ｍｍである。加圧ローラ４１は、中空円筒状の基体であるアルミニウムや鉄等により形成された芯金４１ｂの外周面（基体上）に、シリコーンゴムからなる弾性層４１ｃが設けられている。弾性層４１ｃの外周面（弾性層上）には、ＰＦＡ若しくはＰＴＦＥ等のフッ素樹脂のチューブから形成された離型層４１ｄが被覆されている。
【００３８】
加圧ローラ４１の表面温度は、サーミスタ（温度検知素子）４２ｂによって検知されており、検知された表面温度は、図４に示す制御部８０の温度検知部８７に入力される。ヒータ制御部８４は、加圧ローラ４１の表面温度が目標温度になるように、ランプヒータ４１ａをＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００３９】
加圧ローラ４１は、回転軸線方向の両端部に配置した付勢機構によって上方へ付勢されることにより、定着ローラ４０に対して総圧力約７８４Ｎ（約８０ｋｇｆ）で圧接する。加圧ローラ４１は、定着ローラ４０の外周面に当接／離間が可能に配置される。
【００４０】
加圧ローラ４１は、加熱ニップＮの出口側に配置された回動軸を中心にして揺動可能な揺動台に支持されている。揺動台は、図４に示すカムを用いた離間機構４６によって揺動されて、加圧ローラ４１を昇降させる。離間機構４６は、定着ローラ４０に対する加圧ローラ４１の圧接／離間を制御する。
【００４１】
ところで、近年、普通紙に加えて、厚紙、薄紙、布、樹脂シートと言った多様な記録材に対して画像形成することが求められている。熱容量が小さい薄紙と熱容量が大きい厚紙との双方に対応し、厚紙においてもトナーの定着性を実現して高い生産性を得るために、定着ローラ大径化を図り、加熱能力を高めることが考えられる。しかし、薄紙の記録材において、未定着トナー像が定着ローラに接触して溶融することによる粘性によって記録材が定着ローラに貼り付き、加熱ニップの出口で記録材が定着ローラから分離できずに、ジャムを発生してしまう可能性が高まる。
【００４２】
そこで、本例の画像形成装置１００では、図３に示すように、加熱ニップＮの出口側に向けてエアを吹き付けることで、定着ローラ４０から記録材を強制的に分離させようとしている。薄紙の記録材が定着ローラに貼り付いて定着ローラから剥離できなくなる問題を解決するために、圧搾気体を記録材の先端に吹き付けて、定着ローラ４０より記録材を剥離する。
【００４３】
また、常にエアを吹き付ける構成の場合では、省エネの観点から好ましくないため、エア分離が不要な記録材、例えば、厚紙などの坪量の大きな記録材については、エアを吹き付けないようにするのが望ましい。記録材の坪量が所定値以下のときエア吹き付け動作を実行するとともに記録材の坪量が前記所定値よりも大きいときエア吹き付け動作を実行しないことが望ましい。
【００４４】
また、本例では、定着ローラ４０に吹き付けるエアの風量を変更可能にしている。
【００４５】
＜吹き付け装置＞
図５は吹き付け装置の外観の斜視図である。図３に示すように、エア吹き付け器（エア吹き付け手段）として機能するエア分離ユニット６０は、加熱ニップＮの出口側で定着ローラ４０に可変の風量でエアを吹き付けて記録材を分離させる。
【００４６】
定着装置９の加熱ニップＮの搬送方向下流側にエア分離ユニット６０が配置されている。エア分離ユニット６０は、加熱ニップＮの搬送方向下流側に記録材Ｐの排出をガイドするガイド板６３、６４を配置する。流路形成部材６１の先端の開口部は、定着ローラ４０の表面に近接した位置に配置され、送風ファン６２から送り出された空気が流路形成部材６１を通って加熱ニップＮにむけて吹き出す。
【００４７】
図５に示すように、エア分離ユニット６０は、加熱ニップＮの搬送方向下流側で、定着ローラ４０と記録材Ｐにエアを吹き付けて、定着ローラ４０から記録材Ｐを分離し易くする。３台の送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃでそれぞれ発生させた送風は、共通の流路形成部材（ノズル）６１で合流し、定着ローラ４０の軸線方向における記録材の通過範囲内において、ほぼ均一な風量分布でエアを吹き付けることが可能な構成となっている。
【００４８】
図４に示すように、ファン制御部８８は、送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃの回転速度を１００ｒｐｍ〜３４００ｒｐｍの範囲で任意に設定可能である。送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃを最高回転速度で動作させた場合、約３ｍ３／ｍｉｎの風量が得られる。ファン制御部８８は、送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃの動作個数、及びそれぞれの回転数を変更することで、流路形成部材６１の出口の風量を、約０．３ｍ３／ｍｉｎから約３．０ｍ３／ｍｉｎまで可変である。
【００４９】
加熱ニップＮでトナー画像が定着した記録材Ｐの先端に、エアが吹き付けられることにより、定着ローラ４０に張り付いた記録材Ｐが適切に分離／剥離される。本例の定着装置９では、記録材の坪量によってエア圧力を変化させることで、より安定して、記録材の定着ローラ４０への付着、巻き付き防止を実現することが可能である。
【００５０】
＜外部加熱ローラ＞
図２に示すように、加熱器（加熱手段）として機能するランプヒータ４０ａは、定着ローラ４０のエアが吹き付けられる領域から離れた位置の表面温度が目標温度になるように定着ローラ４０の全体を加熱する。一方、外部加熱部材として機能する外部加熱ローラ５３は、定着ローラ４０の回転方向におけるエアの吹き付け位置と加熱ニップＮとの間に設けられて定着ローラ４０の外面を予め設定された目標温度に加熱する。
【００５１】
このとき、多様な記録材に対応して目標温度を複数有する定着装置において、エア分離定着構成を用いた際に、エアを定着ローラに吹き付けることによる、定着ローラの表面温度の意図しない低下が問題になる可能性がある。定着ローラ４０の弾性層４０ｃは、ゴム層で熱伝導性が低いため、定着ローラ４０と加圧ローラ４１の加熱ニップＮでは、記録材Ｐに奪われる熱量に対して中心のランプヒータ４０ａからの熱応答が間に合わない場合がある。
【００５２】
そこで、定着装置９では、外部加熱ローラ５３を設けて、この問題を解決している。定着ローラ４０の表面温度を一定に保つことを目的として、外部加熱ローラ５３が設けられている。外部加熱ローラ５３は、内部に加熱器（加熱手段）であるランプヒータ５３ａを有しており、画像加熱処理の開始と終了に伴い、接離機構（接離手段）として機能する離間機構４６によって定着ローラ４０の外周面に対して当接／離間が可能である。画像形成時、外部加熱ローラ５３と定着ローラ４０との回転方向の接触長さが約６ｍｍとなる。
【００５３】
外部加熱ローラ５３は、熱伝導率の高いアルミニウム、鉄、ステンレス等の金属の中空円筒状の基体で構成される。或いは、金属基体の表面に、離型性を備えた樹脂をコートして構成される。外部加熱ローラ５３は、内部に非回転に配置されたランプヒータ５３ａによって、外部加熱ローラ５３の表面温度が定着ローラ４０の目標温度よりも高くなるように、内側から加熱されている。外部加熱ローラ５３は、高耐熱性を有する断熱ブッシュによって両端部を回転自在に保持されている。
【００５４】
外部加熱ローラ５３の外周面に当接させて、表面温度を検出するために、検出器（検出手段）として機能するサーミスタ４２ｃが配置されている。画像形成時には、温度検知部８７が、サーミスタ４２ｃの出力する温度情報に応じて、ヒータ制御部８４を介してランプヒータ５３ａへの供給電力を制御する。これにより、外部加熱ローラ５３の表面温度が目標温度に温度調整制御される。
【００５５】
外部加熱ローラ５３の目標温度は、定着ローラ４０の目標温度よりも高温となるように設定されている。例えば、定着ローラ４０の目標温度が１６０℃である場合、外部加熱ローラ５３の目標温度は、４０℃の温度差を持たせて２００℃に設定される。外部加熱ローラ５３の温度が定着ローラ４０の温度よりも高温に保たれていないと、定着ローラ４０の表面温度の降下に対してレスポンス（熱の感応精度）良く、外部加熱ローラ５３から定着ローラ４０に熱が供給されないからである。
【００５６】
ただし、温度差が大き過ぎると、ランプヒータ４０ａの制御に関わらず、定着部材４０の表面温度が目標設定温度よりも高温になる可能性が生じる。エア分離機構６０のエア吹き付けによって持ち去られる熱量以上に外部加熱ローラ５３が定着ローラ４０を加熱すると、ランプヒータ４０ａによる定着ローラの温度調整制御がうまく機能しなくなるからである。
【００５７】
＜実施例１＞
図６はエアの風量に応じた外部加熱ローラの温度調整制御の説明図である。図７はエアの温度に応じた外部加熱ローラの温度調整制御の説明図である。
【００５８】
図３を参照して図４に示すように、コントローラ８６、温度検知部８７等は、定着ローラ４０にエアを吹き付ける状態（ＯＮ／ＯＦＦ、風量、エアーの温度）をＣＰＵ８５に入力する。制御器（制御手段）として機能する制御部８０は、定着ローラ４０のエアが吹き付けられた領域の温度が目標温度に近づくように、コントローラ８６、温度検知部８７等に入力された情報に応じて外部加熱ローラ５３による定着ローラ４０の加熱条件を制御する。
【００５９】
ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、温度が変化するエアを定着ローラに吹き付ける。制御部８０には、定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度に対応する情報（以下、温度関連情報）が入力される。制御部８０は、定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度が低くなるほど定着ローラ４０の表面に対する加熱量が大きくなるように、温度関連情報に基づいて外部加熱ローラ５３による定着ローラ４０の加熱条件を調整する。
【００６０】
ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、可変の風量を設定して定着ローラにエアを吹き付け可能である。制御部８０には、定着ローラ４０に吹き付けるエアの風量に関連する風量関連情報が入力される。制御部８０は、定着ローラ４０に吹き付けるエアの風量が大きくなるほど定着ローラ４０の表面に対する加熱量が大きくなるように、風量関連情報に基づいて外部加熱ローラ５３による定着ローラ４０の加熱条件を調整する。
【００６１】
エア分離ユニット６０が定着ローラ４０に吹き付ける風量は、送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃに対する投入電力に応じて約０．３ｍ３／ｍｉｎから約３．０ｍ３／ｍｉｎまで可変である。定着ローラ４０に吹き付ける風量が多くなるほど、定着ローラ４０の表面温度の低下が大きくなるため、外部加熱ローラ５３による加熱量を大きくするのが好ましい。
【００６２】
図２に示すように、ハウジングとして機能するカバー４４は、定着ローラ４０と加圧ローラ４１を収容して定着装置全体を内包するように設けられている。従って、カバー４４内（ハウジング内）には、定着ローラ４０によって加熱された空気の滞留空間が形成されている。エア分離ユニット６０は、定着ローラ４０の周面に向かって出口を開口させたノズルと、滞留空間の空気を吸入してノズルに流し込む送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃとを有する。ノズルの出口は、定着ローラ４０の周面の母線に対向して連続的に開口している。
【００６３】
送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、定着装置９のカバー４４の内部で、上部付近に滞留した高温のエアを取り込んで（吸引して）、エアを流路形成部材６１に押し込む。ランプヒータ４０ａ、４１ａ、５３ａの稼働による滞留空間の雰囲気温度の上昇を利用して定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度を高くすることで、エアが吹き付けられた定着ローラ４０の温度低下を最小限に止めている。これにより、ランプヒータ４０ａの負荷を軽減して、節電を図っている。
【００６４】
しかし、送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃが定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度は、定着装置９の上部空間の雰囲気温度となる。このため、エアの温度は、定着装置９の稼働時間（主電源が投入されて（図１のメインスイッチＸが押し下げられて）からの経過時間）によって約３０℃から１６０℃程度の大きなバラつきがある。画像形成装置１００の主電源が投入された直後、即ち、定着装置９の起動直後は、定着ローラ４０周辺の板金や部材の温度が常温に近くに冷えているため、エアの温度は約３０℃になる。その後、画像形成ジョブを実行するに連れて、定着装置９の周囲の雰囲気や部材がランプヒータ４０ａが稼働していることにより暖められて、エアの温度は次第に上昇し、休みなく連続通紙の画像形成ジョブを実行しているとエアの温度は１６０℃に近付く。
【００６５】
そのため、エア分離ユニット６０による吹き付けエアの温度が低い間は、外部加熱ローラ５３から定着ローラ４０への供給熱量が不足する傾向となる。その結果、定着ローラ４０の温度低下が懸念される。送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃが定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度が低いほど、つまり、定着ローラ４０の表面温度（目標温度）と吹き付けるエアの温度との差が大きいほど、吹き付け位置を通過する定着ローラ４０の表層がより冷却される。定着ローラ４０にエアを吹き付けることで、定着ローラ４０の温度低下が不安定になる可能性がある。
【００６６】
これに対して、エア分離ユニット６０による吹き付けエアの温度が高くなると、外部加熱ローラ５３から定着ローラ４０への供給熱量が過剰になってしまう傾向となる。その結果、定着ローラ４０の表面温度が目標温度（１６０℃）を超えてしまうことが懸念される。この場合、出力画像の光沢度が変化して、定着画像の見かけ濃度も違ってくる。エア分離ユニット６０による吹き付けエアの温度が低い画像形成ジョブの前半と吹き付けエアの温度が高い画像形成ジョブの後半とで、出力画像の品質にばらつきが生じる可能性がある。
【００６７】
そこで、本例では、エア分離ユニット６０から定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度に対応する情報に応じて、外部加熱ローラ５３による定着ローラ４０の温度補償機能を制御している。具体的には、後述するように、エア分離ユニット６０から定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度に対応する情報に応じて、外部加熱ローラ５３の目標温度を制御している。
【００６８】
詳細には、エア温度検出手段として機能するサーミスタ４２ｄが検出した吹き付けエアの温度が所定温度以上のときは、制御部８０は外部加熱ローラ５３の目標温度を第１の目標温度に設定する。一方、吹き付けエアの温度が所定温度未満のときは、制御部８０は、外部加熱ローラ５３の目標温度を上記第１の目標温度よりも低い第２の目標温度に設定する。
【００６９】
なお、エア分離ユニット６０から定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度に対応する情報とは、後述するように、吹き付けエアの温度を直接的に検出した情報だけでなく、吹き付けエアの温度を間接的に求めるため（推定するため）の情報も含まれる。さらに、吹き付けエアの温度に対応する情報を適切に取得できる限りにおいて、エアの温度情報の取得方法に制限はない。
【００７０】
このような場合、吹き付けエアの温度が所定温度以上であると推定されるときは、制御部８０は、外部加熱ローラ５３の目標温度を第１の目標温度に設定する。一方、吹き付けエアの温度が所定温度未満であると推定されるときは、制御部８０は、外部加熱ローラ５３の目標温度を上記第１の目標温度よりも低い第２の目標温度に設定する。
【００７１】
さらに、本例では、定着ローラ４０に吹き付けるエアの風量と温度とに応じて、定着ローラ４０の温度調整の目標温度と外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度との温度差を設定している。
【００７２】
図５に示すように、送風ファン６２ｂの筐体には、エア分離ユニット６０から定着ローラ４０に吹き付けられるエアの温度を検出する検出器（検出手段）として機能するサーミスタ４２ｄが設置されている。図６、図７のテーブルは、ＲＯＭ８２に準備されている。定着ローラ４０の温度調整の目標温度が１６０℃である場合、外部加熱ローラ５３の目標温度は、４０℃の温度差を持たせて２００℃に設定される。
【００７３】
図４を参照して図３に示すように、実施例１では、制御部８０は、定着ローラ４０の温度調整の目標温度が１６０℃のとき、定着ローラ４０にエアを吹き付けない条件では、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度を２００℃に設定する。制御部８０は、図６のテーブルをＸ軸の風量で参照して温度調整補正値を求め、風量０ｍ３／ｍｉｎの２００℃に加算して外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度とする。風量が増えるほど外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度を高くして、エアに持ち去られる熱量を補う。
【００７４】
風量が１ｍ３／ｍｉｎの場合、５℃の温度調整補正値を加算して外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度を２０５℃に設定する。風量が最大の３ｍ３／ｍｉｎの場合、１５℃の温度調整補正値を加算して外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度を２１５℃に設定する。
【００７５】
図４を参照して図３に示すように、制御部８０は、エア分離ユニット６０に付設したサーミスタ４２ｄの出力からエア温度を正確に把握している。制御部８０は、図７のテーブルをＸ軸の「定着ローラ４０の温度調整の目標温度とエア温度の温度差」で参照してＹ軸の「温度調整補正値」を求め、「温度調整補正値」に２００℃を加算して外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度を設定する。
【００７６】
分離エア（吹き付けエア）の温度が定着ローラ温度調整の目標温度１６０℃に対して６０度低い１００℃の場合、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度が２１５℃に設定される。分離エアの温度が定着ローラ４０の温度調整の目標温度１６０℃に対して１１０℃低い５０℃の場合、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度が２２５℃に設定される。
【００７７】
図６のテーブルは、最初に、画像形成装置１００において、送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃによるエアの吹き付け／停止を断続させて、定着ローラ４０の温度を保つことが可能な外部加熱ローラ５３の温度上昇分を調べて取得した。定着ローラ４０の温度調整の目標温度が１６０℃、分離エアの温度が１２０℃の際に、定着ローラ４０の温度を１６０℃一定に保つことが可能な外部加熱ローラ５３の温度を、エアの風量を異ならせてそれぞれ求めて図６のテーブルを作成した。このような実験の結果、いずれの風量においても、風量と温度補正値（外部加熱ローラの温度アップ分）が比例関係を持つことが確認された。
【００７８】
図７のテーブルは、最初に、画像形成装置１００において、送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃによるエアの吹き付け／停止を断続させて、定着ローラ４０の温度を保つことが可能な外部加熱ローラ５３の温度上昇分を調べて取得した。温度調整の目標温度を１６０℃にした定着ローラ４０に対して、サーミスタ４２ｄの出力に基づく分離エアの温度差に対して、定着ローラ４０の温度を一定に保つことが可能な外部加熱ローラ５３の温度を実験により検証した。同時に、効果確認検討として、出力された画像の光沢はほぼ一定値となり、均一な出力が得られることを確認した。
【００７９】
そして、温度調整の目標温度を１６０℃以外にした定着ローラ４０に対しても、同様の実験を行って、各温度調整の目標温度における分離エアの温度と外部加熱ローラ５３の適正な温度調整の目標温度の関係を求め、制御のテーブルを作成した。
【００８０】
なお、定着ローラ４０の温度調整の目標温度（１６０℃）を超えた温度の過熱エアを吹き付けた際の定着ローラ４０の温度上昇、定着装置９の温度上昇に伴う機内昇温が懸念される。そこで、制御部８０は、図１に示すように、定着装置９のカバーに取り付けたサーミスタ（環境センサ）Ｓ１の検出温度が１００℃を超えると、不図示の空冷ファンを作動させて定着装置９を外側から冷却している。これにより、定着装置９のカバー温度が際限なく上昇することを回避している。
【００８１】
実施例１の制御によれば、図２に示す定着装置９のハード構成を変更することなく、外部加熱ローラ５３の温度調整設定のみで上述の問題を解決できた。定着ローラ４０に吹き付けるエアを予備加熱して温度を一定にする場合に比較して、定着装置９の構造が複雑になることや、耐久性の面で問題を回避できた。
【００８２】
＜実施例２＞
実施例１では、薄紙等の所定の記録材への定着処理時においてエア分離を実行する際には、サーミスタ４２ｄによる取り込みエア検知温度を基準にして、エア分離時の定着ローラ４０の表面温度の低下を抑制する制御を行った。しかし、サーミスタ４２ｄでエア温度を直接検知する替わりに、画像形成装置１００の稼働時間とエア温度（約３０℃〜約１６０℃の範囲で変化する）の昇温の相関関係を作成して、間接的に定着ローラ４０の表面の温度低下程度を予測してもよい。
【００８３】
具体的には、本例では、図４に示すように、画像形成装置１００の主電源（図１のメインスイッチＸ）が投入後、定着装置９が稼動を開始してからの経過時間（稼動時間）を計測する計測器（計測手段）として機能するタイマＹ（図４）を設けている。このタイマＹにより計測された経過時間に応じて、外部加熱ローラ５３の目標温度を制御部８０により制御するようにしている。
【００８４】
詳細には、この稼働時間が所定時間未満のときは、画像形成装置１００内の雰囲気温度（機内温度）が低い、つまり、エア分離ユニット６０による吹き付けエアの温度が低いことから、外部加熱ローラ５３の目標温度を高めに設定しておく。
【００８５】
一方、定着装置の稼働に伴いこの稼働時間が所定時間以上となったときは、画像形成装置１００内の雰囲気温度が上昇している。つまり、エア分離ユニット６０による吹き付けエアの温度も高くなることから、外部加熱ローラ５３の目標温度を所定時間未満のときの目標温度よりも低下させる。
【００８６】
ここで、定着装置９が稼働を開始するとは、画像形成装置１００の主電源投入に伴い定着装置９が具備する加熱機構（本例ではヒータ４０ａ、４１ａ、５３ａ）への電力供給が開始されることを言う。また、本例の定着装置９は、ユーザーからの画像形成命令を待機している際、定着装置９が具備する加熱機構（本例ではヒータ４０ａ、４１ａ、５３ａ）への電力供給が行われているため、稼働時間が長くなるほど、機内温度が上昇する傾向にある。しかし、上述したように、本例の画像形成装置１００では、所定のタイミングで不図示の排熱ファンを作動させることにより機内温度が過剰に上昇してしまうのを回避するようにしている。その結果、定着装置９の稼働時間が長期化しても、機内温度は上限温度（約１６０℃）以下となるように構成されている。
【００８７】
他にも、画像形成装置１００内の環境センサＳ２（図１）の温度検出結果を用いて、定着ローラ４０に吹き付けるエア温度（昇温過程）を推定する構成としてもよい。また、周辺温度、プリント動作モード、ユーザー設定情報の少なくとも１つを用いて定着ローラ４０に吹き付けるエア温度（昇温過程）を推定する構成としても良い。
【００８８】
そして、このように推定されたエア分離ユニット６０による吹き付けエアの温度に基づいて、制御部８０が外部加熱ローラ５３の目標温度の設定を行うことになる。
【００８９】
＜実施例３＞
実施例１の検証実験に付随して、外気の温度もまた、送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃが送風して定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度に影響することが判明した。画像形成装置１００の起動直後でも、エアの温度は、外気温を割り込むことがないし、連続通紙によってエアの温度が最高温度に達する時間は、外気温が高いほど短くなる。
【００９０】
そこで、実施例３では、図１に示すように、定着装置９から離れた位置で、外気の温度湿度を環境センサＳ２がモニターしている。制御部８０は、環境センサＳ２による外気の検出温度と画像形成枚数の累積値に基づいて、定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度の推移を推定して、実施例１のテーブルを用いた制御を実行する。
【００９１】
＜実施例４＞
図８は実施例４の外部加熱ローラの温度調整制御のフローチャートである。
【００９２】
図３を参照して図４に示すように、制御部８０は、連続通紙中にエアの吹き付けを行わない記録材からエアの吹き付けを行う記録材に切り替わると連続通紙を中断させる。ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、エアの風量を所定風量に設定して、エアの吹き付けを開始し、制御部８０は、所定風量に応じた加熱量を増加するように外部加熱ローラ５３による定着ローラ４０の加熱条件を調整する。制御部８０は、離れた位置の表面温度の一例であるサーミスタ４２ａの検知温度が目標温度になるのを待って連続通紙を再開する。
【００９３】
制御部８０は、連続通紙中にエアの吹き付けを行う記録材からエアの吹き付けを行わない記録材に切り替わっても連続通紙を継続させる。制御部８０は、エアの吹き付けを行う場合の加熱条件をエアの吹き付けを行わない場合の加熱条件へ切り替える。ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、エアの吹き付けを行わない記録材に対してエアの吹き付けを継続しつつ風量を次第に小さくする。
【００９４】
図４を参照して図８に示すように、画像形成ジョブの画像情報がコントローラ８６を介してＣＰＵ８５に順次送られるとき、画像パターンと同時に記録材種類の情報をＣＰＵ８５は受け取っている。制御部８０は、記録材種類の情報を元に、ヒータ制御部８４に温度調整の目標温度を渡す。
【００９５】
制御部８０は、画像形成ジョブの実行中、次に画像形成する記録材がエア分離が必要な種類か否かを判断する（Ｓ１）。制御部８０は、メディアテーブルによりエア分離のＯＮ／ＯＦＦの決定を行って、ファン制御部８８にエア分離のＯＮ／ＯＦＦを指示する。制御部８０は、記録材の進行方向（ＭＤ方向）に対してのガレー式剛度が基準の０．６［ｍＮ］以下の記録材に対して、エア分離動作を行う。
【００９６】
制御部８０は、次の記録材がエア分離を必要と判断すると（Ｓ１のＹｅｓ）、図６、図７のテーブルと分離エアの検知温度（温度差）より、外部加熱部ローラ５３の温度調整の目標温度を決定する（Ｓ２）。このとき、エア風量は最大の３ｍ３／ｍｉｎに設定して分離効果を最大限に発揮させる。実施例１で説明したように、定着ローラ４０の温度調整の目標温度との温度差が−４０℃で、エア風量が３ｍ３／ｍｉｎである場合、図７から温度調整補正値が１０℃に決定され、図６から温度調整補正値が１５℃に設定される。このため、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度は２２５℃に設定される。
【００９７】
制御部８０は、エア分離ユニット６０によるエア分離の動作を開始して（Ｓ３）、外部加熱ローラ５３の温度が目標温度になるまで待つ（Ｓ４のＮｏ）。制御部８０は、外部加熱ローラ５３の温度が目標温度に達すると（Ｓ４のＹｅｓ）、記録材Ｐの通紙を開始して、記録材にトナー像を定着させる（Ｓ５）。
【００９８】
制御部８０は、次の記録材がエア分離不要と判断すると（Ｓ１のＮｏ）、現在エア分離を行っているか否かの判定を行う（Ｓ６）。制御部８０は、エア分離動作が行われていると判断すると（Ｓ６のＹｅｓ）、エア分離を継続したままで、加熱ニップＮに記録材の通紙を行う（Ｓ７）と同時に、外部加熱ローラの温度調整の目標温度をエア停止時の目標温度２００℃に設定する（Ｓ８）。
【００９９】
制御部８０は、外部加熱ローラ５３の温度が目標温度に達するまでは、図６のテーブルに従って外部加熱ローラ５３の温度低下に追従させてエアの風量を次第に低下させていく（Ｓ９）。
【０１００】
エア分離エアの温度が１２０℃で定着ローラ４０の目標温度との温度差が−４０℃である場合、図７から温度調整補正値は１０℃である。エア風量が３ｍ３／ｍｉｎである場合、図６から温度調整補正値は１５℃である。図６に示すように、エア風量と外部加熱ローラ５３の温度調整補正値には比例相関があるので、風量３ｍ３／ｍｉｎで１０℃＋１５℃＝２５℃と想定して、外部加熱ローラ５３の温度に応じた風量を次式により設定する（Ｓ９）。
風量［ｍ３／ｍｉｎ］＝３［ｍ３／ｍｉｎ］×実測外部加熱温度差／温度調整補正値の合計
【０１０１】
上記の２２５℃から２００℃に向かって温度低下する過程の外部加熱ローラ５３の実測温度が２０５℃で、実測外部加熱温度差が５℃だったとすると、風量は以下のように設定される。
風量［ｍ３／ｍｉｎ］＝３［ｍ３／ｍｉｎ］×５／（１０＋１５）＝０．２５［ｍ３／ｍｉｎ］
【０１０２】
このようにして、刻々とエア分離ユニット６０の風量を制御していくことにより、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度が２００℃に達したときは、計算式に従い、風量は０［ｍ３／ｍｉｎ］となっている。
【０１０３】
制御部８０は、連続通紙を継続しつつ外部加熱ローラ５３を２２５℃から２００℃へ温度低下させる過程で（Ｓ９）、次に画像形成する記録材がエア分離が必要な種類か否かを判断する（Ｓ１０）。エア分離が不必要な記録材のままであれば（Ｓ１０のＮｏ）、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度が２００℃に達したか否かの判定を行う（Ｓ１１）。そして、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度が２００℃に達するまで（Ｓ１１のＮｏ）、風量の設定を行い（Ｓ９）、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度２００℃に達した場合（Ｓ１１のＹｅｓ）は、通常動作となる（Ｓ１２）。
【０１０４】
実施例４の温度調整制御によれば、外部加熱ローラ５３の温度低下を待つことなく連続通紙を継続することができ、エア分離エアの風量を徐々に低下させるため、その間の出力画像の光沢度や定着品質に不連続を生じない。
【０１０５】
実施例４の温度調整制御の効果を確認するために、定着ローラを１６０℃で温度調整し、Ａ４サイズの８０ｇ／ｍ２グロスコート紙と１５７ｇ／ｍ２グロスコート紙を組み合わせた片面連続通紙の画像形成ジョブにて比較実験を行った。「実施例４」との比較対象として、エア風量が３ｍ３／ｍｉｎでエア分離が常時動作している条件を「常時動作」とした。また、別の比較対象として、８０ｇ／ｍ２グロスコート紙でのみエア風量が３ｍ３／ｍｉｎのエア分離を動作させる条件を「温度制御なし」とした。
【０１０６】
【表２】
【０１０７】
表２中、ヒータ点灯比率は、画像形成ジョブの実行時間に占めるランプヒータ５３の点灯時間の比率である。
ヒータ点灯比率＝ヒータ点灯時間／動作時間
【０１０８】
本体昇温温度は、画像形成ジョブ中の定着装置９のカバー４４に設けたサーミスタ（環境センサ）Ｓ１による検出温度の最高値である。画像光沢差は、エア吹き付けを行った８０ｇ／ｍ２グロスコート紙の出力画像で測定した光沢度（単色ブラック画像の６０度反射率）のばらつきである。
反射率の最大値−反射率の最小値
【０１０９】
表２に示すように、実施例４は、「常時動作」と比較して、ヒータ点灯比率（消費電力）が低下して節電が実現され、本体昇温も抑制できている。また、実施例４は、「温度制御無し」と比較して、ヒータ点灯比率（消費電力）はやや悪化するものの、本体昇温が抑制され、画像光沢度のばらつきも小さくなっている。
【０１１０】
すなわち、実施例４では、画像形成ジョブを通じた定着ローラ４０の最下点温度が１５５℃、最高点温度が１６３℃であった。最下点温度が１５０℃を割り込まなかったため、光沢度のばらつきを生じなかったと考えられる。これに対して、「温度制御なし」では、画像形成ジョブを通じた定着ローラ４０の最下点温度が１４４℃、最高点温度が１６０℃であった。最下点温度が１５０℃を割り込んだため、光沢度のばらつきが大きくなったと考えられる。「常時動作」では、画像形成ジョブを通じた定着ローラ４０の最下点温度が１５４℃、最高点温度が１６１℃であった。
【０１１１】
実施例４では、記録材上のトナーを熱と圧力をかけて定着する定着装置において、定着ローラからの剥離に対してエア分離構成を必要としない記録材に対しては、極力エア分離を実行しない。実施例４では、定着装置でエア分離を実行した際に、エアを吹く条件と、吹かない条件で、一定した光沢感を得ることができる。そして、エア分離ファンを必要なときのみ動作させることで、動作電力の削減と本体の昇温防止を実現することができる。これにより、本体昇温防止や節電省エネルギーが実現された。画像出力の成果物における光沢感の均一化と、分離性能との両立を実現した。消費電力と本体昇温を抑えながら、出力画像の品質のばらつきを少なくすることを実現した。
【０１１２】
他の坪量、他の種類の記録材でも、同様の試行実験を積み重ねた結果、エア分離を実施する記録材と実施しない記録材が混在するプリントジョブであれば、同様に、実施例４の効果が顕著に再現された。
【０１１３】
＜他の実施例＞
実施例４では、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度が高い場合に、分離エアの風量を可変して光沢度の均一化を行った。しかし、定着ローラ４０の温度が画像形成時に均一になる手法ならば、冷却手段などの他の手法を用いてもよい。
【０１１４】
実施例４では、ランプヒータの出力をサーミスタの検知温度によって制御を行うことで可変していた。しかし、熱量のコントロールが可能であれば、記録材の搬送位置や、画像形成動作のタイミングなどで、加熱源の点灯条件を制御することや、加熱源に印加する電圧の大小によって加熱源の出力を変更する方法等でも加熱調整が可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 現像装置
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 感光ドラム
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 露光装置
９ 定着装置、１０ 記録材カセット、１１ 二次転写ローラ
１２ レジストローラ、２０ 中間転写ベルト、３８ 外部加熱装置
４０ 定着ローラ、４０ａ、４１ａ、５３ａ ランプヒータ
４１ 加圧ローラ、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ サーミスタ
５３ 外部加熱ローラ、６０ エア分離ユニット
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ 送風ファン、８０ 制御部
１００ 画像形成装置、Ｐ 記録材
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ 画像形成部
Ｘ メインスイッチ、Ｙ タイマ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材上のトナー像を加熱する画像加熱装置に関する。この画像加熱装置は、例えば、複写機、プリンタ、ＦＡＸ、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置において用いられ得る。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真プロセスを用いる画像形成装置には、記録材に形成された未定着のトナー像を記録材に定着する定着装置（画像加熱装置）が搭載されている。
【０００３】
このような画像形成装置に対して、市場では、多様な記録材に対応することが求められており、特に、薄紙への対応が求められている。
【０００４】
このような薄紙に対して画像形成を行う場合、薄紙が定着装置の定着ローラ（加熱回転体）に巻き付き易く、定着ローラから薄紙が適切に分離されずにジャムが発生してしまう恐れがある。
【０００５】
そこで、特許文献１、特許文献２に記載された定着装置では、エア吹き付け装置を用いて、定着ローラにエアを吹き付けることによって、薄紙が定着ローラから適切に分離されるようにしている。
【０００６】
また、特許文献３に記載された定着装置では、内側から加熱された外部加熱ローラを定着ローラに当接させて、定着ローラを外部加熱することにより、定着処理に伴う定着ローラの表面温度の低下を補償している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１７８７３２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４５４２５号公報
【特許文献３】特開２０１１−３３８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、エア吹き付け装置によりエアを定着ローラに吹き付けることによって薄紙の分離性を改善しようとした場合、以下のような問題が発生する恐れがある。
【０００９】
例えば、画像形成装置の主電源投入直後のような画像形成装置内の雰囲気温度が低い状況のとき、定着ローラにはエア吹き付け装置から低温のエアが吹き付けられることになる。その結果、吹き付けエアにより定着ローラが意図しない温度低下を引き起こしてしまい、引き続き行われる定着処理時において記録材への熱の供給不足が生じて定着不良が発生してしまうことがあった。
【００１０】
そこで、本発明者は、特許文献３に記載された外部加熱ローラ（外部加熱部材）を応用して、エア吹き付けに伴う定着ローラの温度低下を補償することを検討した。
【００１１】
しかし、画像形成装置の主電源投入から長時間が経過して稼働時間が継続して画像形成装置内の雰囲気温度が高くなった状況で、最初の雰囲気温度が低い状況のときと同条件にて外部加熱ローラによる温度補償を行うと、画像不良が発生してしまうことがあった。
【００１２】
すなわち、画像形成装置内の雰囲気温度が高くなった状況で、雰囲気温度が低い状況のときと同条件にて外部加熱ローラにより温度補償を行うと、引き続き行われる定着処理時において記録材への熱の供給過剰が生じ易くなる。これは、画像形成装置内の雰囲気温度が高くなった状況では、定着ローラに吹き付けられるエアも高温となっているためと考えられる。
【００１３】
このように、外部加熱ローラにより定着ローラの温度補償を行うにあたり、エア吹き付け装置により定着ローラに吹き付けられるエアの温度を考慮することが求められる。したがって、本発明の目的は、加熱回転体からの記録材の分離性の改善を図るとともに、エア吹き付けに伴う加熱回転体の温度変動に対して、外部加熱部材による温度補償をより適切に行うことができる画像加熱装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の画像加熱装置は、記録材上のトナー像をニップ部にて加熱する加熱回転体と、前記加熱回転体との間で前記ニップ部を形成するニップ形成部材と、前記加熱回転体の外面に接触して加熱する外部加熱部材と、前記外部加熱部材を加熱する加熱手段と、前記外部加熱部材の温度を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に応じて前記外部加熱部材が目標温度を維持するように前記加熱手段を制御する制御手段と、前記加熱回転体から所定の種類の記録材を分離させるとき前記加熱回転体に向けてエアを吹き付けるエア吹き付け手段と、を有するものである。そして、前記制御手段は、前記エア吹き付け手段より吹き付けられるエアの温度に対応する情報に応じて前記外部加熱部材の目標温度を制御する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の画像加熱装置では、エア吹き付け手段より吹き付けられるエアの温度に対応する情報に応じて外部加熱部材の温度調整の目標温度を制御する。このため、加熱回転体からの記録材の分離性の改善を図るとともに、エア吹き付けに伴う加熱回転体の温度変動に対して外部加熱部材による温度補償をより適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】画像形成の待機時における定着装置の構成の説明図である。
【図３】画像形成中における定着装置の構成の説明図である。
【図４】画像形成装置の制御系のブロック図である。
【図５】吹き付け装置の外観の斜視図である。
【図６】エアの風量に応じた外部加熱ローラの温度調整制御の説明図である。
【図７】エアの温度に応じた外部加熱ローラの温度調整制御の説明図である。
【図８】実施例４の外部加熱ローラの温度調整制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、記録材を分離するためのエアの吹き付けに伴う加熱回転体の温度変化を、外部加熱部材により適切に温度補償する限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１８】
画像加熱装置は、後述する、画像形成装置に組み込まれた定着装置には限らず、単独の画像加熱装置でもよい。また、画像形成装置としては、後述する構成に限らず、モノクロ画像形成装置や、他の画像形成方式のものを採用することが可能である。そして、画像形成装置は、プリンタ、複写機、ＦＡＸ、及びこれらの機能を複数備えた複合機等、種々の用途のものとすることができる。
【００１９】
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト２０に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００２０】
画像形成部Ｐａでは、感光ドラム３ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト２０に転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム３ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト２０に転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、感光ドラム３ｃ、３ｄにそれぞれシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト２０に転写される。
【００２１】
記録材Ｐは、記録材カセット１０から取り出され、分離ローラ１３で１枚ずつに分離され、レジストローラ１２で待機する。記録材Ｐは、レジストローラ１２によって二次転写部Ｔ２へ給送されて、中間転写ベルト２０からトナー像を転写される。四色のトナー像を転写された記録材Ｐは、定着装置９へ搬送され、定着装置９で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、機体外部の排出トレイへ積載される。
【００２２】
以上は片面印刷の場合である。これに対して、両面印刷の場合は、二次転写部Ｔ２で表面にトナー像を転写されて、定着装置９で表面にトナー画像を定着された記録材Ｐは、フラッパー１１０に案内されて反転パス１１１に導かれる。記録材Ｐは、反転ローラ１１２によりスイッチバックされて、表裏反転状態で両面パス１１３へ導かれ、再びレジストローラ１２で待機する。そして、二次転写部Ｔ２で裏面にもトナー像を転写され、定着装置９で裏面にトナー画像を定着された後に、機体外部の排出トレイへ積載される。
【００２３】
画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、現像装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、画像形成部Ｐａについて説明し、画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄに関しては、説明中の符号末尾のａをｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。
【００２４】
画像形成部Ｐａは、感光ドラム３ａの周囲に、コロナ帯電器２ａ、露光装置５ａ、現像装置１ａ、転写ローラ６ａ、及びドラムクリーニング装置４ａを配置している。コロナ帯電器２ａは、コロナ放電に伴う荷電粒子を照射して感光ドラム３ａの表面を一様な暗部電位ＶＤに帯電させる。露光装置５ａは、レーザービームを走査して、暗部電位ＶＤを明部電位ＶＬまで低下させて、感光ドラム３ａに画像の静電像を書き込む。現像装置１ａは、静電像を現像して感光ドラム３ａにトナー像を形成する。転写ローラ６ａは、直流電圧を印加されて、感光ドラム３ａのトナー像を中間転写ベルト２０へ転写させる。ドラムクリーニング装置４ａは、中間転写ベルト２０へ転写されないで感光ドラム３ａに残った転写残トナーを回収する。
【００２５】
中間転写ベルト２０は、駆動ローラ１５、テンションローラ１４、および対向ローラ１６に掛け渡して支持され、駆動ローラ１５に駆動されて矢印Ｒ２方向に回転する。二次転写ローラ１１は、対向ローラ１６によって内側面を支持された中間転写ベルト２０に当接して、記録材に対するトナー像の二次転写部Ｔ２を形成する。中間転写ベルト２０上の負極性に帯電したトナー像に記録材Ｐを重ねて二次転写部を通過する過程で、二次転写ローラ１１に正極性の電圧が印加されることにより、中間転写ベルト２０から記録材Ｐへトナー像が移転する。ベルトクリーニング装置３０は、記録材Ｐに転写されないで中間転写ベルト２０に残った転写残トナーを回収する。
【００２６】
＜定着装置＞
図２は画像形成の待機時における定着装置の構成の説明図である。図３は画像形成中における定着装置の構成の説明図である。図４は画像形成装置の制御系のブロック図である。本例の画像形成装置１００は、後述する定着ローラと加圧ローラ間に形成される加熱ニップにおいて加熱及び加圧を行うことにより、記録材に未定着のトナー像を定着させる、画像加熱装置として機能する定着装置９を備えている。
【００２７】
図２に示すように、加熱回転体（定着部材）として機能する定着ローラ４０は、記録材に形成された未定着トナー像（画像面）に当接する。ニップ形成部材（加圧部材）として機能する加圧ローラ４１は、定着ローラ４０に当接して記録材の加熱ニップ（ニップ部）Ｎを形成する。定着ローラ４０は所定温度に加熱されている。
【００２８】
定着ローラ４０及び外部加熱部材として機能する外部加熱ローラ５３は、金属ローラで構成されて中心軸線に沿って配置したそれぞれのランプヒータ４０ａ、５３ａによって加熱される。ランプヒータ４０ａ、５３ａは、定着ローラ４０及び外部加熱ローラ５３の表面に当接させた温度検出素子の一例であるサーミスタ４２ａ、４２ｃによって検出された温度に基づいて、それぞれの投入電力を調整される。なお、定着ローラ４０の加熱方法としては、上述のランプヒータには限らず、抵抗加熱、電磁誘導加熱でもよい。また、加熱回転体、ニップ形成部材、及び外部加熱部材として、ローラ部材には限らず、ベルト部材であってもよい。
【００２９】
図２に示すように、スタンバイ時（画像形成の待機時）に記録材が加熱ニップＮに到達しない状態では、定着装置９は、定着ローラ４０から加圧ローラ４１を離間し、定着ローラ４０から外部加熱ローラ５３を離間している。
【００３０】
図３に示すように、画像形成時に記録材が加熱ニップＮに到達する状態では、定着装置９は、加圧ローラ４１を定着ローラ４０に圧接して記録材の加熱ニップＮを形成する。同時に、外部加熱ローラ５３を定着ローラ４０に当接させて、定着ローラ４０の表面を加熱している。
【００３１】
図４に示すように、制御器（制御手段）として機能する制御部８０は、画像形成装置１００の各ユニットを制御して画像形成ジョブを実行する。モータ４５は、図３に示す定着ローラ４０を時計方向に回転させると同時に、加圧ローラ４１を反時計方向へ回転させる。外部加熱ローラ５３は、定着ローラ４０に追従して回転する。図１に示す二次転写部Ｔ２でトナー像Ｔを形成された記録材Ｐは、図３に示す定着ローラ４０と加圧ローラ４１の加熱ニップＮで挟持・搬送される。加熱・加圧を受けて融解したトナー粒子が記録材の表面組織に固着されることによって記録材にトナー画像が定着される。
【００３２】
図２に示すように、定着ローラ４０は、内部に加熱器（加熱手段）として機能するランプヒータ４０ａを内蔵して外径８０ｍｍである。定着ローラ４０は、中空円筒状の基体であるアルミニウムや鉄等により形成された芯金４０ｂの外周面（基体上）に、シリコーンゴムからなる弾性層４０ｃを設けている。弾性層４０ｃの外周面（弾性層上）には、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）若しくはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂のチューブから形成された離型層４０ｄが被覆されている。
【００３３】
定着ローラ４０の表面温度は、検出器（検出手段）として機能するサーミスタ（温度検知素子）４２ａによって検知されており、検知された表面温度は、図４に示す制御部８０の温度検知部８７に入力される。ヒータ制御部８４は、定着ローラ４０の表面温度が所定の目標温度になるように、ランプヒータ４０ａをＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００３４】
様々な種類の記録材に対応するため、１５０〜２００℃の範囲で、記録材の種類（坪量）に応じて目標温度が設定されており、定着ローラ４０の表面温度は、その目標温度に応じて制御されている。
【００３５】
【表１】
【００３６】
制御部８０は、表１に示すように、定着ローラ４０の表面温度を、目標温度を中心とする所定範囲に維持した状態で、記録材の坪量に依らずに、１分間に６０枚の生産性で出力画像の定着処理を実行させる。
【００３７】
加圧ローラ４１は、内部に加熱体であるランプヒータ４１ａを内蔵して外径６０ｍｍである。加圧ローラ４１は、中空円筒状の基体であるアルミニウムや鉄等により形成された芯金４１ｂの外周面（基体上）に、シリコーンゴムからなる弾性層４１ｃが設けられている。弾性層４１ｃの外周面（弾性層上）には、ＰＦＡ若しくはＰＴＦＥ等のフッ素樹脂のチューブから形成された離型層４１ｄが被覆されている。
【００３８】
加圧ローラ４１の表面温度は、サーミスタ（温度検知素子）４２ｂによって検知されており、検知された表面温度は、図４に示す制御部８０の温度検知部８７に入力される。ヒータ制御部８４は、加圧ローラ４１の表面温度が目標温度になるように、ランプヒータ４１ａをＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００３９】
加圧ローラ４１は、回転軸線方向の両端部に配置した付勢機構によって上方へ付勢されることにより、定着ローラ４０に対して総圧力約７８４Ｎ（約８０ｋｇｆ）で圧接する。加圧ローラ４１は、定着ローラ４０の外周面に当接／離間が可能に配置される。
【００４０】
加圧ローラ４１は、加熱ニップＮの出口側に配置された回動軸を中心にして揺動可能な揺動台に支持されている。揺動台は、図４に示すカムを用いた離間機構４６によって揺動されて、加圧ローラ４１を昇降させる。離間機構４６は、定着ローラ４０に対する加圧ローラ４１の圧接／離間を制御する。
【００４１】
ところで、近年、普通紙に加えて、厚紙、薄紙、布、樹脂シートと言った多様な記録材に対して画像形成することが求められている。熱容量が小さい薄紙と熱容量が大きい厚紙との双方に対応し、厚紙においてもトナーの定着性を実現して高い生産性を得るために、定着ローラ大径化を図り、加熱能力を高めることが考えられる。しかし、薄紙の記録材において、未定着トナー像が定着ローラに接触して溶融することによる粘性によって記録材が定着ローラに貼り付き、加熱ニップの出口で記録材が定着ローラから分離できずに、ジャムを発生してしまう可能性が高まる。
【００４２】
そこで、本例の画像形成装置１００では、図３に示すように、加熱ニップＮの出口側に向けてエアを吹き付けることで、定着ローラ４０から記録材を強制的に分離させようとしている。薄紙の記録材が定着ローラに貼り付いて定着ローラから剥離できなくなる問題を解決するために、圧搾気体を記録材の先端に吹き付けて、定着ローラ４０より記録材を剥離する。
【００４３】
また、常にエアを吹き付ける構成の場合では、省エネの観点から好ましくないため、エア分離が不要な記録材、例えば、厚紙などの坪量の大きな記録材については、エアを吹き付けないようにするのが望ましい。記録材の坪量が所定値以下のときエア吹き付け動作を実行するとともに記録材の坪量が前記所定値よりも大きいときエア吹き付け動作を実行しないことが望ましい。
【００４４】
また、本例では、定着ローラ４０に吹き付けるエアの風量を変更可能にしている。
【００４５】
＜吹き付け装置＞
図５は吹き付け装置の外観の斜視図である。図３に示すように、エア吹き付け器（エア吹き付け手段）として機能するエア分離ユニット６０は、加熱ニップＮの出口側で定着ローラ４０に可変の風量でエアを吹き付けて記録材を分離させる。
【００４６】
定着装置９の加熱ニップＮの搬送方向下流側にエア分離ユニット６０が配置されている。エア分離ユニット６０は、加熱ニップＮの搬送方向下流側に記録材Ｐの排出をガイドするガイド板６３、６４を配置する。流路形成部材６１の先端の開口部は、定着ローラ４０の表面に近接した位置に配置され、送風ファン６２から送り出された空気が流路形成部材６１を通って加熱ニップＮにむけて吹き出す。
【００４７】
図５に示すように、エア分離ユニット６０は、加熱ニップＮの搬送方向下流側で、定着ローラ４０と記録材Ｐにエアを吹き付けて、定着ローラ４０から記録材Ｐを分離し易くする。３台の送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃでそれぞれ発生させた送風は、共通の流路形成部材（ノズル）６１で合流し、定着ローラ４０の軸線方向における記録材の通過範囲内において、ほぼ均一な風量分布でエアを吹き付けることが可能な構成となっている。
【００４８】
図４に示すように、ファン制御部８８は、送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃの回転速度を１００ｒｐｍ〜３４００ｒｐｍの範囲で任意に設定可能である。送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃを最高回転速度で動作させた場合、約３ｍ３／ｍｉｎの風量が得られる。ファン制御部８８は、送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃの動作個数、及びそれぞれの回転数を変更することで、流路形成部材６１の出口の風量を、約０．３ｍ３／ｍｉｎから約３．０ｍ３／ｍｉｎまで可変である。
【００４９】
加熱ニップＮでトナー画像が定着した記録材Ｐの先端に、エアが吹き付けられることにより、定着ローラ４０に張り付いた記録材Ｐが適切に分離／剥離される。本例の定着装置９では、記録材の坪量によってエア圧力を変化させることで、より安定して、記録材の定着ローラ４０への付着、巻き付き防止を実現することが可能である。
【００５０】
＜外部加熱ローラ＞
図２に示すように、加熱器（加熱手段）として機能するランプヒータ４０ａは、定着ローラ４０のエアが吹き付けられる領域から離れた位置の表面温度が目標温度になるように定着ローラ４０の全体を加熱する。一方、外部加熱部材として機能する外部加熱ローラ５３は、定着ローラ４０の回転方向におけるエアの吹き付け位置と加熱ニップＮとの間に設けられて定着ローラ４０の外面を予め設定された目標温度に加熱する。
【００５１】
このとき、多様な記録材に対応して目標温度を複数有する定着装置において、エア分離定着構成を用いた際に、エアを定着ローラに吹き付けることによる、定着ローラの表面温度の意図しない低下が問題になる可能性がある。定着ローラ４０の弾性層４０ｃは、ゴム層で熱伝導性が低いため、定着ローラ４０と加圧ローラ４１の加熱ニップＮでは、記録材Ｐに奪われる熱量に対して中心のランプヒータ４０ａからの熱応答が間に合わない場合がある。
【００５２】
そこで、定着装置９では、外部加熱ローラ５３を設けて、この問題を解決している。定着ローラ４０の表面温度を一定に保つことを目的として、外部加熱ローラ５３が設けられている。外部加熱ローラ５３は、内部に加熱器（加熱手段）であるランプヒータ５３ａを有しており、画像加熱処理の開始と終了に伴い、接離機構（接離手段）として機能する離間機構４６によって定着ローラ４０の外周面に対して当接／離間が可能である。画像形成時、外部加熱ローラ５３と定着ローラ４０との回転方向の接触長さが約６ｍｍとなる。
【００５３】
外部加熱ローラ５３は、熱伝導率の高いアルミニウム、鉄、ステンレス等の金属の中空円筒状の基体で構成される。或いは、金属基体の表面に、離型性を備えた樹脂をコートして構成される。外部加熱ローラ５３は、内部に非回転に配置されたランプヒータ５３ａによって、外部加熱ローラ５３の表面温度が定着ローラ４０の目標温度よりも高くなるように、内側から加熱されている。外部加熱ローラ５３は、高耐熱性を有する断熱ブッシュによって両端部を回転自在に保持されている。
【００５４】
外部加熱ローラ５３の外周面に当接させて、表面温度を検出するために、検出器（検出手段）として機能するサーミスタ４２ｃが配置されている。画像形成時には、温度検知部８７が、サーミスタ４２ｃの出力する温度情報に応じて、ヒータ制御部８４を介してランプヒータ５３ａへの供給電力を制御する。これにより、外部加熱ローラ５３の表面温度が目標温度に温度調整制御される。
【００５５】
外部加熱ローラ５３の目標温度は、定着ローラ４０の目標温度よりも高温となるように設定されている。例えば、定着ローラ４０の目標温度が１６０℃である場合、外部加熱ローラ５３の目標温度は、４０℃の温度差を持たせて２００℃に設定される。外部加熱ローラ５３の温度が定着ローラ４０の温度よりも高温に保たれていないと、定着ローラ４０の表面温度の降下に対してレスポンス（熱の感応精度）良く、外部加熱ローラ５３から定着ローラ４０に熱が供給されないからである。
【００５６】
ただし、温度差が大き過ぎると、ランプヒータ４０ａの制御に関わらず、定着部材４０の表面温度が目標設定温度よりも高温になる可能性が生じる。エア分離機構６０のエア吹き付けによって持ち去られる熱量以上に外部加熱ローラ５３が定着ローラ４０を加熱すると、ランプヒータ４０ａによる定着ローラの温度調整制御がうまく機能しなくなるからである。
【００５７】
＜実施例１＞
図６はエアの風量に応じた外部加熱ローラの温度調整制御の説明図である。図７はエアの温度に応じた外部加熱ローラの温度調整制御の説明図である。
【００５８】
図３を参照して図４に示すように、コントローラ８６、温度検知部８７等は、定着ローラ４０にエアを吹き付ける状態（ＯＮ／ＯＦＦ、風量、エアーの温度）をＣＰＵ８５に入力する。制御器（制御手段）として機能する制御部８０は、定着ローラ４０のエアが吹き付けられた領域の温度が目標温度に近づくように、コントローラ８６、温度検知部８７等に入力された情報に応じて外部加熱ローラ５３による定着ローラ４０の加熱条件を制御する。
【００５９】
ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、温度が変化するエアを定着ローラに吹き付ける。制御部８０には、定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度に対応する情報（以下、温度関連情報）が入力される。制御部８０は、定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度が低くなるほど定着ローラ４０の表面に対する加熱量が大きくなるように、温度関連情報に基づいて外部加熱ローラ５３による定着ローラ４０の加熱条件を調整する。
【００６０】
ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、可変の風量を設定して定着ローラにエアを吹き付け可能である。制御部８０には、定着ローラ４０に吹き付けるエアの風量に関連する風量関連情報が入力される。制御部８０は、定着ローラ４０に吹き付けるエアの風量が大きくなるほど定着ローラ４０の表面に対する加熱量が大きくなるように、風量関連情報に基づいて外部加熱ローラ５３による定着ローラ４０の加熱条件を調整する。
【００６１】
エア分離ユニット６０が定着ローラ４０に吹き付ける風量は、送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃに対する投入電力に応じて約０．３ｍ３／ｍｉｎから約３．０ｍ３／ｍｉｎまで可変である。定着ローラ４０に吹き付ける風量が多くなるほど、定着ローラ４０の表面温度の低下が大きくなるため、外部加熱ローラ５３による加熱量を大きくするのが好ましい。
【００６２】
図２に示すように、ハウジングとして機能するカバー４４は、定着ローラ４０と加圧ローラ４１を収容して定着装置全体を内包するように設けられている。従って、カバー４４内（ハウジング内）には、定着ローラ４０によって加熱された空気の滞留空間が形成されている。エア分離ユニット６０は、定着ローラ４０の周面に向かって出口を開口させたノズルと、滞留空間の空気を吸入してノズルに流し込む送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃとを有する。ノズルの出口は、定着ローラ４０の周面の母線に対向して連続的に開口している。
【００６３】
送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、定着装置９のカバー４４の内部で、上部付近に滞留した高温のエアを取り込んで（吸引して）、エアを流路形成部材６１に押し込む。ランプヒータ４０ａ、４１ａ、５３ａの稼働による滞留空間の雰囲気温度の上昇を利用して定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度を高くすることで、エアが吹き付けられた定着ローラ４０の温度低下を最小限に止めている。これにより、ランプヒータ４０ａの負荷を軽減して、節電を図っている。
【００６４】
しかし、送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃが定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度は、定着装置９の上部空間の雰囲気温度となる。このため、エアの温度は、定着装置９の稼働時間（主電源が投入されて（図１のメインスイッチＸが押し下げられて）からの経過時間）によって約３０℃から１６０℃程度の大きなバラつきがある。画像形成装置１００の主電源が投入された直後、即ち、定着装置９の起動直後は、定着ローラ４０周辺の板金や部材の温度が常温に近くに冷えているため、エアの温度は約３０℃になる。その後、画像形成ジョブを実行するに連れて、定着装置９の周囲の雰囲気や部材がランプヒータ４０ａが稼働していることにより暖められて、エアの温度は次第に上昇し、休みなく連続通紙の画像形成ジョブを実行しているとエアの温度は１６０℃に近付く。
【００６５】
そのため、エア分離ユニット６０による吹き付けエアの温度が低い間は、外部加熱ローラ５３から定着ローラ４０への供給熱量が不足する傾向となる。その結果、定着ローラ４０の温度低下が懸念される。送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃが定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度が低いほど、つまり、定着ローラ４０の表面温度（目標温度）と吹き付けるエアの温度との差が大きいほど、吹き付け位置を通過する定着ローラ４０の表層がより冷却される。定着ローラ４０にエアを吹き付けることで、定着ローラ４０の温度低下が不安定になる可能性がある。
【００６６】
これに対して、エア分離ユニット６０による吹き付けエアの温度が高くなると、外部加熱ローラ５３から定着ローラ４０への供給熱量が過剰になってしまう傾向となる。その結果、定着ローラ４０の表面温度が目標温度（１６０℃）を超えてしまうことが懸念される。この場合、出力画像の光沢度が変化して、定着画像の見かけ濃度も違ってくる。エア分離ユニット６０による吹き付けエアの温度が低い画像形成ジョブの前半と吹き付けエアの温度が高い画像形成ジョブの後半とで、出力画像の品質にばらつきが生じる可能性がある。
【００６７】
そこで、本例では、エア分離ユニット６０から定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度に対応する情報に応じて、外部加熱ローラ５３による定着ローラ４０の温度補償機能を制御している。具体的には、後述するように、エア分離ユニット６０から定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度に対応する情報に応じて、外部加熱ローラ５３の目標温度を制御している。
【００６８】
詳細には、エア温度検出手段として機能するサーミスタ４２ｄが検出した吹き付けエアの温度が所定温度以上のときは、制御部８０は外部加熱ローラ５３の目標温度を第１の目標温度に設定する。一方、吹き付けエアの温度が所定温度未満のときは、制御部８０は、外部加熱ローラ５３の目標温度を上記第１の目標温度よりも低い第２の目標温度に設定する。
【００６９】
なお、エア分離ユニット６０から定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度に対応する情報とは、後述するように、吹き付けエアの温度を直接的に検出した情報だけでなく、吹き付けエアの温度を間接的に求めるため（推定するため）の情報も含まれる。さらに、吹き付けエアの温度に対応する情報を適切に取得できる限りにおいて、エアの温度情報の取得方法に制限はない。
【００７０】
このような場合、吹き付けエアの温度が所定温度以上であると推定されるときは、制御部８０は、外部加熱ローラ５３の目標温度を第１の目標温度に設定する。一方、吹き付けエアの温度が所定温度未満であると推定されるときは、制御部８０は、外部加熱ローラ５３の目標温度を上記第１の目標温度よりも低い第２の目標温度に設定する。
【００７１】
さらに、本例では、定着ローラ４０に吹き付けるエアの風量と温度とに応じて、定着ローラ４０の温度調整の目標温度と外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度との温度差を設定している。
【００７２】
図５に示すように、送風ファン６２ｂの筐体には、エア分離ユニット６０から定着ローラ４０に吹き付けられるエアの温度を検出する検出器（検出手段）として機能するサーミスタ４２ｄが設置されている。図６、図７のテーブルは、ＲＯＭ８２に準備されている。定着ローラ４０の温度調整の目標温度が１６０℃である場合、外部加熱ローラ５３の目標温度は、４０℃の温度差を持たせて２００℃に設定される。
【００７３】
図４を参照して図３に示すように、実施例１では、制御部８０は、定着ローラ４０の温度調整の目標温度が１６０℃のとき、定着ローラ４０にエアを吹き付けない条件では、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度を２００℃に設定する。制御部８０は、図６のテーブルをＸ軸の風量で参照して温度調整補正値を求め、風量０ｍ３／ｍｉｎの２００℃に加算して外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度とする。風量が増えるほど外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度を高くして、エアに持ち去られる熱量を補う。
【００７４】
風量が１ｍ３／ｍｉｎの場合、５℃の温度調整補正値を加算して外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度を２０５℃に設定する。風量が最大の３ｍ３／ｍｉｎの場合、１５℃の温度調整補正値を加算して外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度を２１５℃に設定する。
【００７５】
図４を参照して図３に示すように、制御部８０は、エア分離ユニット６０に付設したサーミスタ４２ｄの出力からエア温度を正確に把握している。制御部８０は、図７のテーブルをＸ軸の「定着ローラ４０の温度調整の目標温度とエア温度の温度差」で参照してＹ軸の「温度調整補正値」を求め、「温度調整補正値」に２００℃を加算して外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度を設定する。
【００７６】
分離エア（吹き付けエア）の温度が定着ローラ温度調整の目標温度１６０℃に対して６０度低い１００℃の場合、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度が２１５℃に設定される。分離エアの温度が定着ローラ４０の温度調整の目標温度１６０℃に対して１１０℃低い５０℃の場合、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度が２２５℃に設定される。
【００７７】
図６のテーブルは、最初に、画像形成装置１００において、送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃによるエアの吹き付け／停止を断続させて、定着ローラ４０の温度を保つことが可能な外部加熱ローラ５３の温度上昇分を調べて取得した。定着ローラ４０の温度調整の目標温度が１６０℃、分離エアの温度が１２０℃の際に、定着ローラ４０の温度を１６０℃一定に保つことが可能な外部加熱ローラ５３の温度を、エアの風量を異ならせてそれぞれ求めて図６のテーブルを作成した。このような実験の結果、いずれの風量においても、風量と温度補正値（外部加熱ローラの温度アップ分）が比例関係を持つことが確認された。
【００７８】
図７のテーブルは、最初に、画像形成装置１００において、送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃによるエアの吹き付け／停止を断続させて、定着ローラ４０の温度を保つことが可能な外部加熱ローラ５３の温度上昇分を調べて取得した。温度調整の目標温度を１６０℃にした定着ローラ４０に対して、サーミスタ４２ｄの出力に基づく分離エアの温度差に対して、定着ローラ４０の温度を一定に保つことが可能な外部加熱ローラ５３の温度を実験により検証した。同時に、効果確認検討として、出力された画像の光沢はほぼ一定値となり、均一な出力が得られることを確認した。
【００７９】
そして、温度調整の目標温度を１６０℃以外にした定着ローラ４０に対しても、同様の実験を行って、各温度調整の目標温度における分離エアの温度と外部加熱ローラ５３の適正な温度調整の目標温度の関係を求め、制御のテーブルを作成した。
【００８０】
なお、定着ローラ４０の温度調整の目標温度（１６０℃）を超えた温度の過熱エアを吹き付けた際の定着ローラ４０の温度上昇、定着装置９の温度上昇に伴う機内昇温が懸念される。そこで、制御部８０は、図１に示すように、定着装置９のカバーに取り付けたサーミスタ（環境センサ）Ｓ１の検出温度が１００℃を超えると、不図示の空冷ファンを作動させて定着装置９を外側から冷却している。これにより、定着装置９のカバー温度が際限なく上昇することを回避している。
【００８１】
実施例１の制御によれば、図２に示す定着装置９のハード構成を変更することなく、外部加熱ローラ５３の温度調整設定のみで上述の問題を解決できた。定着ローラ４０に吹き付けるエアを予備加熱して温度を一定にする場合に比較して、定着装置９の構造が複雑になることや、耐久性の面で問題を回避できた。
【００８２】
＜実施例２＞
実施例１では、薄紙等の所定の記録材への定着処理時においてエア分離を実行する際には、サーミスタ４２ｄによる取り込みエア検知温度を基準にして、エア分離時の定着ローラ４０の表面温度の低下を抑制する制御を行った。しかし、サーミスタ４２ｄでエア温度を直接検知する替わりに、画像形成装置１００の稼働時間とエア温度（約３０℃〜約１６０℃の範囲で変化する）の昇温の相関関係を作成して、間接的に定着ローラ４０の表面の温度低下程度を予測してもよい。
【００８３】
具体的には、本例では、図４に示すように、画像形成装置１００の主電源（図１のメインスイッチＸ）が投入後、定着装置９が稼動を開始してからの経過時間（稼動時間）を計測する計測器（計測手段）として機能するタイマＹ（図４）を設けている。このタイマＹにより計測された経過時間に応じて、外部加熱ローラ５３の目標温度を制御部８０により制御するようにしている。
【００８４】
詳細には、この稼働時間が所定時間未満のときは、画像形成装置１００内の雰囲気温度（機内温度）が低い、つまり、エア分離ユニット６０による吹き付けエアの温度が低いことから、外部加熱ローラ５３の目標温度を高めに設定しておく。
【００８５】
一方、定着装置の稼働に伴いこの稼働時間が所定時間以上となったときは、画像形成装置１００内の雰囲気温度が上昇している。つまり、エア分離ユニット６０による吹き付けエアの温度も高くなることから、外部加熱ローラ５３の目標温度を所定時間未満のときの目標温度よりも低下させる。
【００８６】
ここで、定着装置９が稼働を開始するとは、画像形成装置１００の主電源投入に伴い定着装置９が具備する加熱機構（本例ではヒータ４０ａ、４１ａ、５３ａ）への電力供給が開始されることを言う。また、本例の定着装置９は、ユーザーからの画像形成命令を待機している際、定着装置９が具備する加熱機構（本例ではヒータ４０ａ、４１ａ、５３ａ）への電力供給が行われているため、稼働時間が長くなるほど、機内温度が上昇する傾向にある。しかし、上述したように、本例の画像形成装置１００では、所定のタイミングで不図示の排熱ファンを作動させることにより機内温度が過剰に上昇してしまうのを回避するようにしている。その結果、定着装置９の稼働時間が長期化しても、機内温度は上限温度（約１６０℃）以下となるように構成されている。
【００８７】
他にも、画像形成装置１００内の環境センサＳ２（図１）の温度検出結果を用いて、定着ローラ４０に吹き付けるエア温度（昇温過程）を推定する構成としてもよい。また、周辺温度、プリント動作モード、ユーザー設定情報の少なくとも１つを用いて定着ローラ４０に吹き付けるエア温度（昇温過程）を推定する構成としても良い。
【００８８】
そして、このように推定されたエア分離ユニット６０による吹き付けエアの温度に基づいて、制御部８０が外部加熱ローラ５３の目標温度の設定を行うことになる。
【００８９】
＜実施例３＞
実施例１の検証実験に付随して、外気の温度もまた、送風ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃが送風して定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度に影響することが判明した。画像形成装置１００の起動直後でも、エアの温度は、外気温を割り込むことがないし、連続通紙によってエアの温度が最高温度に達する時間は、外気温が高いほど短くなる。
【００９０】
そこで、実施例３では、図１に示すように、定着装置９から離れた位置で、外気の温度湿度を環境センサＳ２がモニターしている。制御部８０は、環境センサＳ２による外気の検出温度と画像形成枚数の累積値に基づいて、定着ローラ４０に吹き付けるエアの温度の推移を推定して、実施例１のテーブルを用いた制御を実行する。
【００９１】
＜実施例４＞
図８は実施例４の外部加熱ローラの温度調整制御のフローチャートである。
【００９２】
図３を参照して図４に示すように、制御部８０は、連続通紙中にエアの吹き付けを行わない記録材からエアの吹き付けを行う記録材に切り替わると連続通紙を中断させる。ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、エアの風量を所定風量に設定して、エアの吹き付けを開始し、制御部８０は、所定風量に応じた加熱量を増加するように外部加熱ローラ５３による定着ローラ４０の加熱条件を調整する。制御部８０は、離れた位置の表面温度の一例であるサーミスタ４２ａの検知温度が目標温度になるのを待って連続通紙を再開する。
【００９３】
制御部８０は、連続通紙中にエアの吹き付けを行う記録材からエアの吹き付けを行わない記録材に切り替わっても連続通紙を継続させる。制御部８０は、エアの吹き付けを行う場合の加熱条件をエアの吹き付けを行わない場合の加熱条件へ切り替える。ファン６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、エアの吹き付けを行わない記録材に対してエアの吹き付けを継続しつつ風量を次第に小さくする。
【００９４】
図４を参照して図８に示すように、画像形成ジョブの画像情報がコントローラ８６を介してＣＰＵ８５に順次送られるとき、画像パターンと同時に記録材種類の情報をＣＰＵ８５は受け取っている。制御部８０は、記録材種類の情報を元に、ヒータ制御部８４に温度調整の目標温度を渡す。
【００９５】
制御部８０は、画像形成ジョブの実行中、次に画像形成する記録材がエア分離が必要な種類か否かを判断する（Ｓ１）。制御部８０は、メディアテーブルによりエア分離のＯＮ／ＯＦＦの決定を行って、ファン制御部８８にエア分離のＯＮ／ＯＦＦを指示する。制御部８０は、記録材の進行方向（ＭＤ方向）に対してのガレー式剛度が基準の０．６［ｍＮ］以下の記録材に対して、エア分離動作を行う。
【００９６】
制御部８０は、次の記録材がエア分離を必要と判断すると（Ｓ１のＹｅｓ）、図６、図７のテーブルと分離エアの検知温度（温度差）より、外部加熱部ローラ５３の温度調整の目標温度を決定する（Ｓ２）。このとき、エア風量は最大の３ｍ３／ｍｉｎに設定して分離効果を最大限に発揮させる。実施例１で説明したように、定着ローラ４０の温度調整の目標温度との温度差が−４０℃で、エア風量が３ｍ３／ｍｉｎである場合、図７から温度調整補正値が１０℃に決定され、図６から温度調整補正値が１５℃に設定される。このため、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度は２２５℃に設定される。
【００９７】
制御部８０は、エア分離ユニット６０によるエア分離の動作を開始して（Ｓ３）、外部加熱ローラ５３の温度が目標温度になるまで待つ（Ｓ４のＮｏ）。制御部８０は、外部加熱ローラ５３の温度が目標温度に達すると（Ｓ４のＹｅｓ）、記録材Ｐの通紙を開始して、記録材にトナー像を定着させる（Ｓ５）。
【００９８】
制御部８０は、次の記録材がエア分離不要と判断すると（Ｓ１のＮｏ）、現在エア分離を行っているか否かの判定を行う（Ｓ６）。制御部８０は、エア分離動作が行われていると判断すると（Ｓ６のＹｅｓ）、エア分離を継続したままで、加熱ニップＮに記録材の通紙を行う（Ｓ７）と同時に、外部加熱ローラの温度調整の目標温度をエア停止時の目標温度２００℃に設定する（Ｓ８）。
【００９９】
制御部８０は、外部加熱ローラ５３の温度が目標温度に達するまでは、図６のテーブルに従って外部加熱ローラ５３の温度低下に追従させてエアの風量を次第に低下させていく（Ｓ９）。
【０１００】
エア分離エアの温度が１２０℃で定着ローラ４０の目標温度との温度差が−４０℃である場合、図７から温度調整補正値は１０℃である。エア風量が３ｍ３／ｍｉｎである場合、図６から温度調整補正値は１５℃である。図６に示すように、エア風量と外部加熱ローラ５３の温度調整補正値には比例相関があるので、風量３ｍ３／ｍｉｎで１０℃＋１５℃＝２５℃と想定して、外部加熱ローラ５３の温度に応じた風量を次式により設定する（Ｓ９）。
風量［ｍ３／ｍｉｎ］＝３［ｍ３／ｍｉｎ］×実測外部加熱温度差／温度調整補正値の合計
【０１０１】
上記の２２５℃から２００℃に向かって温度低下する過程の外部加熱ローラ５３の実測温度が２０５℃で、実測外部加熱温度差が５℃だったとすると、風量は以下のように設定される。
風量［ｍ３／ｍｉｎ］＝３［ｍ３／ｍｉｎ］×５／（１０＋１５）＝０．２５［ｍ３／ｍｉｎ］
【０１０２】
このようにして、刻々とエア分離ユニット６０の風量を制御していくことにより、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度が２００℃に達したときは、計算式に従い、風量は０［ｍ３／ｍｉｎ］となっている。
【０１０３】
制御部８０は、連続通紙を継続しつつ外部加熱ローラ５３を２２５℃から２００℃へ温度低下させる過程で（Ｓ９）、次に画像形成する記録材がエア分離が必要な種類か否かを判断する（Ｓ１０）。エア分離が不必要な記録材のままであれば（Ｓ１０のＮｏ）、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度が２００℃に達したか否かの判定を行う（Ｓ１１）。そして、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度が２００℃に達するまで（Ｓ１１のＮｏ）、風量の設定を行い（Ｓ９）、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度２００℃に達した場合（Ｓ１１のＹｅｓ）は、通常動作となる（Ｓ１２）。
【０１０４】
実施例４の温度調整制御によれば、外部加熱ローラ５３の温度低下を待つことなく連続通紙を継続することができ、エア分離エアの風量を徐々に低下させるため、その間の出力画像の光沢度や定着品質に不連続を生じない。
【０１０５】
実施例４の温度調整制御の効果を確認するために、定着ローラを１６０℃で温度調整し、Ａ４サイズの８０ｇ／ｍ２グロスコート紙と１５７ｇ／ｍ２グロスコート紙を組み合わせた片面連続通紙の画像形成ジョブにて比較実験を行った。「実施例４」との比較対象として、エア風量が３ｍ３／ｍｉｎでエア分離が常時動作している条件を「常時動作」とした。また、別の比較対象として、８０ｇ／ｍ２グロスコート紙でのみエア風量が３ｍ３／ｍｉｎのエア分離を動作させる条件を「温度制御なし」とした。
【０１０６】
【表２】
【０１０７】
表２中、ヒータ点灯比率は、画像形成ジョブの実行時間に占めるランプヒータ５３の点灯時間の比率である。
ヒータ点灯比率＝ヒータ点灯時間／動作時間
【０１０８】
本体昇温温度は、画像形成ジョブ中の定着装置９のカバー４４に設けたサーミスタ（環境センサ）Ｓ１による検出温度の最高値である。画像光沢差は、エア吹き付けを行った８０ｇ／ｍ２グロスコート紙の出力画像で測定した光沢度（単色ブラック画像の６０度反射率）のばらつきである。
反射率の最大値−反射率の最小値
【０１０９】
表２に示すように、実施例４は、「常時動作」と比較して、ヒータ点灯比率（消費電力）が低下して節電が実現され、本体昇温も抑制できている。また、実施例４は、「温度制御無し」と比較して、ヒータ点灯比率（消費電力）はやや悪化するものの、本体昇温が抑制され、画像光沢度のばらつきも小さくなっている。
【０１１０】
すなわち、実施例４では、画像形成ジョブを通じた定着ローラ４０の最下点温度が１５５℃、最高点温度が１６３℃であった。最下点温度が１５０℃を割り込まなかったため、光沢度のばらつきを生じなかったと考えられる。これに対して、「温度制御なし」では、画像形成ジョブを通じた定着ローラ４０の最下点温度が１４４℃、最高点温度が１６０℃であった。最下点温度が１５０℃を割り込んだため、光沢度のばらつきが大きくなったと考えられる。「常時動作」では、画像形成ジョブを通じた定着ローラ４０の最下点温度が１５４℃、最高点温度が１６１℃であった。
【０１１１】
実施例４では、記録材上のトナーを熱と圧力をかけて定着する定着装置において、定着ローラからの剥離に対してエア分離構成を必要としない記録材に対しては、極力エア分離を実行しない。実施例４では、定着装置でエア分離を実行した際に、エアを吹く条件と、吹かない条件で、一定した光沢感を得ることができる。そして、エア分離ファンを必要なときのみ動作させることで、動作電力の削減と本体の昇温防止を実現することができる。これにより、本体昇温防止や節電省エネルギーが実現された。画像出力の成果物における光沢感の均一化と、分離性能との両立を実現した。消費電力と本体昇温を抑えながら、出力画像の品質のばらつきを少なくすることを実現した。
【０１１２】
他の坪量、他の種類の記録材でも、同様の試行実験を積み重ねた結果、エア分離を実施する記録材と実施しない記録材が混在するプリントジョブであれば、同様に、実施例４の効果が顕著に再現された。
【０１１３】
＜他の実施例＞
実施例４では、外部加熱ローラ５３の温度調整の目標温度が高い場合に、分離エアの風量を可変して光沢度の均一化を行った。しかし、定着ローラ４０の温度が画像形成時に均一になる手法ならば、冷却手段などの他の手法を用いてもよい。
【０１１４】
実施例４では、ランプヒータの出力をサーミスタの検知温度によって制御を行うことで可変していた。しかし、熱量のコントロールが可能であれば、記録材の搬送位置や、画像形成動作のタイミングなどで、加熱源の点灯条件を制御することや、加熱源に印加する電圧の大小によって加熱源の出力を変更する方法等でも加熱調整が可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 現像装置
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 感光ドラム
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 露光装置
９ 定着装置、１０ 記録材カセット、１１ 二次転写ローラ
１２ レジストローラ、２０ 中間転写ベルト、３８ 外部加熱装置
４０ 定着ローラ、４０ａ、４１ａ、５３ａ ランプヒータ
４１ 加圧ローラ、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ サーミスタ
５３ 外部加熱ローラ、６０ エア分離ユニット
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ 送風ファン、８０ 制御部
１００ 画像形成装置、Ｐ 記録材
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ 画像形成部
Ｘ メインスイッチ、Ｙ タイマ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上のトナー像をニップ部にて加熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体との間で前記ニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記加熱回転体の外面に接触して加熱する外部加熱部材と、
前記外部加熱部材を加熱する加熱手段と、
前記外部加熱部材の温度を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力に応じて前記外部加熱部材が目標温度を維持するように前記加熱手段を制御する制御手段と、
前記加熱回転体から所定の種類の記録材を分離させるとき前記加熱回転体に向けてエアを吹き付けるエア吹き付け手段と、を有し、
前記制御手段は、前記エア吹き付け手段より吹き付けられるエアの温度に対応する情報に応じて前記外部加熱部材の目標温度を制御することを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
前記画像加熱装置が稼動を開始してからの経過時間を計測する計測手段を更に有し、
前記制御手段は、前記計測手段の出力に応じて前記外部加熱部材の目標温度を制御することを特徴とする請求項１記載の画像加熱装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記計測手段により計測された経過時間が所定時間以上のとき前記外部加熱部材の目標温度を第１の目標温度に設定し、前記計測手段により計測された経過時間が所定時間未満のとき前記外部加熱部材の目標温度を前記第１の目標温度よりも高い第２の目標温度に設定することを特徴とする請求項２記載の画像加熱装置。
【請求項４】
前記エア吹き付け手段により吹き付けられるエアの温度を検出するエア温度検出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記エア温度検出手段の出力に応じて前記外部加熱部材の目標温度を制御することを特徴とする請求項１記載の画像加熱装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記エア温度検出手段により検出された温度が所定温度以上のとき前記外部加熱部材の目標温度を第１の目標温度に設定し、前記エア温度検出手段により検出された温度が所定温度未満のとき前記外部加熱部材の目標温度を前記第１の目標温度よりも高い第２の目標温度に設定することを特徴とする請求項４記載の画像加熱装置。
【請求項６】
前記エア吹き付け手段は、記録材の種類に応じて前記加熱回転体に向けてエアを吹き付けるか否かを制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像加熱装置。
【請求項７】
前記エア吹き付け手段は、記録材の坪量に応じて前記加熱回転体に向けてエアを吹き付けるか否かを制御することを特徴とする請求項６記載の画像加熱装置。
【請求項８】
前記エア吹き付け手段は、記録材の坪量が所定値以下のときエア吹き付け動作を実行するとともに記録材の坪量が前記所定値よりも大きいときエア吹き付け動作を実行しないことを特徴とする請求項７記載の画像加熱装置。
【請求項９】
前記加熱回転体及び前記ニップ形成部材を収容するハウジングを更に有し、
前記エア吹き付け手段は、前記ハウジング内のエアを取り込む構成とされていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の画像加熱装置。
【請求項１０】
前記加熱回転体及び前記ニップ形成部材を収容するハウジングを更に有し、
前記エア吹き付け手段は、前記ハウジング内に設けられたファンと、前記ファンによるエアを前記加熱回転体に向けて吹き付けるノズルと、を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載の画像加熱装置。
【請求項１１】
前記外部加熱部材を前記加熱回転体に対して接離させる接離機構を更に有し、
前記接離機構は、画像加熱処理の開始に伴い前記外部加熱部材を前記加熱回転体に接触させるとともに画像加熱処理の終了に伴い前記外部加熱部材を前記加熱回転体から離間させることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載の画像加熱装置。
【請求項１２】
前記外部加熱部材は、前記加熱手段が内蔵される中空円筒状の基体と、前記基体上に設けられた離型層と、を有し、
前記検出手段は、前記離型層に接触するように設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載の画像加熱装置。
【請求項１３】
前記加熱回転体は、加熱手段が内蔵される中空円筒状の基体と、前記基体上に設けられた弾性層と、前記弾性層上に設けられた離型層と、を有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項記載の画像加熱装置。
【請求項１】
記録材上のトナー像をニップ部にて加熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体との間で前記ニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記加熱回転体の外面に接触して加熱する外部加熱部材と、
前記外部加熱部材を加熱する加熱手段と、
前記外部加熱部材の温度を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力に応じて前記外部加熱部材が目標温度を維持するように前記加熱手段を制御する制御手段と、
前記加熱回転体から所定の種類の記録材を分離させるとき前記加熱回転体に向けてエアを吹き付けるエア吹き付け手段と、を有し、
前記制御手段は、前記エア吹き付け手段より吹き付けられるエアの温度に対応する情報に応じて前記外部加熱部材の目標温度を制御することを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
前記画像加熱装置が稼動を開始してからの経過時間を計測する計測手段を更に有し、
前記制御手段は、前記計測手段の出力に応じて前記外部加熱部材の目標温度を制御することを特徴とする請求項１記載の画像加熱装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記計測手段により計測された経過時間が所定時間以上のとき前記外部加熱部材の目標温度を第１の目標温度に設定し、前記計測手段により計測された経過時間が所定時間未満のとき前記外部加熱部材の目標温度を前記第１の目標温度よりも高い第２の目標温度に設定することを特徴とする請求項２記載の画像加熱装置。
【請求項４】
前記エア吹き付け手段により吹き付けられるエアの温度を検出するエア温度検出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記エア温度検出手段の出力に応じて前記外部加熱部材の目標温度を制御することを特徴とする請求項１記載の画像加熱装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記エア温度検出手段により検出された温度が所定温度以上のとき前記外部加熱部材の目標温度を第１の目標温度に設定し、前記エア温度検出手段により検出された温度が所定温度未満のとき前記外部加熱部材の目標温度を前記第１の目標温度よりも高い第２の目標温度に設定することを特徴とする請求項４記載の画像加熱装置。
【請求項６】
前記エア吹き付け手段は、記録材の種類に応じて前記加熱回転体に向けてエアを吹き付けるか否かを制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像加熱装置。
【請求項７】
前記エア吹き付け手段は、記録材の坪量に応じて前記加熱回転体に向けてエアを吹き付けるか否かを制御することを特徴とする請求項６記載の画像加熱装置。
【請求項８】
前記エア吹き付け手段は、記録材の坪量が所定値以下のときエア吹き付け動作を実行するとともに記録材の坪量が前記所定値よりも大きいときエア吹き付け動作を実行しないことを特徴とする請求項７記載の画像加熱装置。
【請求項９】
前記加熱回転体及び前記ニップ形成部材を収容するハウジングを更に有し、
前記エア吹き付け手段は、前記ハウジング内のエアを取り込む構成とされていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の画像加熱装置。
【請求項１０】
前記加熱回転体及び前記ニップ形成部材を収容するハウジングを更に有し、
前記エア吹き付け手段は、前記ハウジング内に設けられたファンと、前記ファンによるエアを前記加熱回転体に向けて吹き付けるノズルと、を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載の画像加熱装置。
【請求項１１】
前記外部加熱部材を前記加熱回転体に対して接離させる接離機構を更に有し、
前記接離機構は、画像加熱処理の開始に伴い前記外部加熱部材を前記加熱回転体に接触させるとともに画像加熱処理の終了に伴い前記外部加熱部材を前記加熱回転体から離間させることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載の画像加熱装置。
【請求項１２】
前記外部加熱部材は、前記加熱手段が内蔵される中空円筒状の基体と、前記基体上に設けられた離型層と、を有し、
前記検出手段は、前記離型層に接触するように設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載の画像加熱装置。
【請求項１３】
前記加熱回転体は、加熱手段が内蔵される中空円筒状の基体と、前記基体上に設けられた弾性層と、前記弾性層上に設けられた離型層と、を有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項記載の画像加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１０９３２４（Ｐ２０１３−１０９３２４Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２１９１６１（Ｐ２０１２−２１９１６１）
【出願日】平成２４年１０月１日（２０１２．１０．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月１日（２０１２．１０．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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