画像形成装置
【課題】定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図る。
【解決手段】ローラ温度センサ７６によりローラ温度Ｔ１を検出し、ローラ温度Ｔ１がＴ１＞Ｔ２×α１（ただし、定着ローラ７１の設定温度をＴ２、第１の安全係数をα１（０＜α１＜１）とする。）の関係を満たす場合に、冷却ファン７８，７９の駆動を開始させる。冷却ファン７８，７９の駆動により、定着ローラ７１内部の仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに空気が互いに逆方向に流れ、誘導加熱コイル７３が冷却される。
【解決手段】ローラ温度センサ７６によりローラ温度Ｔ１を検出し、ローラ温度Ｔ１がＴ１＞Ｔ２×α１（ただし、定着ローラ７１の設定温度をＴ２、第１の安全係数をα１（０＜α１＜１）とする。）の関係を満たす場合に、冷却ファン７８，７９の駆動を開始させる。冷却ファン７８，７９の駆動により、定着ローラ７１内部の仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに空気が互いに逆方向に流れ、誘導加熱コイル７３が冷却される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱方式の定着ローラを備えた画像形成装置に関し、特に、定着ローラの温度分布を均一化するための機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置には、トナーを記録紙に定着させるための定着装置が備えられており、近年、誘導加熱方式の定着装置が導入されている。誘導加熱方式の定着装置では、円筒状の定着ローラの内部に誘導加熱コイルが配置されており、誘導加熱コイルに高周波電流を供給して周囲に高周波磁界を発生させる。この磁界により定着ローラに渦電流が生じ、ジュール熱で定着ローラが発熱する。
【０００３】
しかし、誘導加熱コイルが過度に発熱するとコイルの絶縁被覆が破損するおそれがあるため、定着ローラの端部に冷却用のファンを設置して、そのファンを回転させることにより定着ローラ内に空気を流通させ、誘導加熱コイルを冷却している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
特に、特許文献１の定着装置では、定着ローラ（加熱ローラ本体１）の両端部に、誘導加熱コイル（誘導コイル２）を冷却するためのファン（コイル冷却用ファン３，４）をそれぞれ設置し、一定時間毎に、各ファンの回転方向を反転させて定着ローラの内部の空気の流通方向を切り替え、定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図っている。
【特許文献１】特開２００２−７２７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の定着装置では、空気の流通方向が一定の時間間隔で切り替わるが、空気の流通路が共通であるため、どの時間帯においても空気の流通方向が一方向に偏っていた。したがって、定着ローラの端部同士で温度差が生じ、定着ローラにおける軸方向の温度分布が僅かながら不均一となっていた。この温度分布の不均一を改善するためには、各ファンの回転方向を頻繁に切り替えればよいが、それでは空気の流通時間が短くなり、冷却効率が低下する可能性があった。
【０００６】
本発明は、上記の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、画像形成装置において、中空筒体状の定着ローラと、前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、前記定着ローラの温度を検出するローラ温度検出手段と、前記ローラ温度検出手段によって検出された前記定着ローラの検出温度をＴ１、前記定着ローラの設定温度をＴ２、第１の安全係数をα１（０＜α１＜１）として、前記定着ローラの検出温度Ｔ１が
Ｔ１＞Ｔ２×α１
の関係を満たした場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記冷却ファン駆動制御手段は、第２の安全係数をα２（０＜α２＜１）として、前記定着ローラの検出温度Ｔ１が
Ｔ１＜Ｔ２×α２
の関係を満たした場合に、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、画像形成装置において、中空筒体状の定着ローラと、前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、前記誘導加熱コイルの温度を検出するコイル温度検出手段と、前記コイル温度検出手段によって検出された前記誘導加熱コイルの検出温度をＴ３、前記誘導加熱コイルの耐熱温度をＴ４、第３の安全係数をα３（０＜α３＜１）として、前記誘導加熱コイルの検出温度Ｔ３が
Ｔ３＞Ｔ４×α３
の関係を満たした場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記冷却ファン駆動制御手段は、第４の安全係数をα４（０＜α４＜１）として、前記誘導加熱コイルの検出温度Ｔ３が
Ｔ３＜Ｔ４×α４
の関係を満たした場合に、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、画像形成装置において、中空筒体状の定着ローラと、前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、記録紙の通紙開始からの前記誘導加熱コイルで消費される積算電力が所定値以上になった場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、画像形成装置において、中空筒体状の定着ローラと、前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、記録紙の通紙開始からの積算枚数が所定値以上になった場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記冷却ファン駆動制御手段は、プリント終了時に、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記冷却ファン駆動制御手段は、プリント終了時から所定時間経過した後に、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記冷却ファン駆動制御手段は、アイドリング中、ウォームアップ中、ローパワーモード中、又はオフモード中には、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、画像形成装置において、中空筒体状の定着ローラと、前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、記録紙の紙詰まりが発生した場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すので、定着ローラの端部同士で温度差がなくなり、定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、定着ローラの温度の上昇に基づいて冷却ファンの駆動を開始させるので、必要に応じて誘導加熱コイルの温度制御を行うことができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、定着ローラの温度の低下に基づいて冷却ファンの駆動を停止させるので、必要に応じて誘導加熱コイルの温度制御を行うことができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すので、定着ローラの端部同士で温度差がなくなり、定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、誘導加熱コイルの温度の上昇に基づいて冷却ファンの駆動を開始させるので、必要に応じて誘導加熱コイルの温度制御を行うことができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、誘導加熱コイルの温度の低下に基づいて冷却ファンの駆動を停止させるので、必要に応じて誘導加熱コイルの温度制御を行うことができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すので、定着ローラの端部同士で温度差がなくなり、定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、記録紙の通紙開始からの誘導加熱コイルで消費される積算電力が所定値以上になることにより、誘導加熱コイルの温度の上昇を予測して、冷却ファンの駆動を開始させることができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すので、定着ローラの端部同士で温度差がなくなり、定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、記録紙の通紙開始からの積算枚数が所定値以上になることにより、誘導加熱コイルの温度の上昇を予測して、冷却ファンの駆動を開始させることができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、プリント終了時に、冷却ファンの駆動を停止させるので、消費電力を低減させることができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明によれば、プリント終了時から所定時間経過した後に、冷却ファンの駆動を停止させるので、通紙が行われないことによる定着ローラの急激な温度上昇を防ぐことができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明によれば、アイドリング中、ウォームアップ中、ローパワーモード中、又はオフモード中には、冷却ファンの駆動を停止させるので、消費電力を低減させることができる。
【００２６】
請求項１０に記載の発明によれば、仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すので、定着ローラの端部同士で温度差がなくなり、定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、記録紙の紙詰まりが発生した場合に、冷却ファンの駆動を開始させるので、通紙が行われないことによる定着ローラの急激な温度上昇を防ぐとともに、画像形成装置内の記録紙を除去する際のユーザの安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
図１に、第１の実施の形態の画像形成装置１の概略構成を示す。
図１に示すように、画像形成装置１は、感光体２、帯電ユニット３、プリントヘッド４、現像ユニット５、転写ユニット６、定着装置７、用紙センサ８、排紙センサ９等を備える。
【００２８】
帯電ユニット３は、像担持体である感光体２を帯電させる。プリントヘッド４は、画像データに基づいて感光体２の表面に露光を行い、潜像を形成させる。現像ユニット５は、感光体２にトナーを付着させる。転写ユニット６は、感光体２上に形成されたトナー像を記録紙に転写する。
【００２９】
図１に示すように、定着装置７は、定着ローラ７１及び加圧ローラ７２を備え、加圧ローラ７２は定着ローラ７１に対して加圧した状態で隣接している。定着装置７では、記録紙が定着ローラ７１と加圧ローラ７２との両ローラ間を通過するようになっており、定着ローラ７１は、加圧ローラ７２とともに記録紙を加熱・加圧してトナー像を記録紙上に定着させる。
【００３０】
用紙センサ８は、画像形成前の搬送路に設けられ、記録紙の先端が用紙センサ８に接触することにより、搬送路を通過する記録紙を検出する。排紙センサ９は、画像形成後の搬送路に設けられ、記録紙が排紙センサ９に接触することにより、定着装置７から排出される記録紙を検出する。
【００３１】
次に、図２及び図３を参照して、定着ローラ７１の内部構成を詳細に説明する。
図２は定着ローラ７１の上面図、図３は定着ローラ７１の断面図である。ただし、図２においては、定着ローラ７１の上半分を切り取った状態を示している。
【００３２】
図２及び図３に示すように、定着ローラ７１は中空筒体状を呈している。定着ローラ７１の内筒部には、誘導加熱コイル７３、コア７４及び仕切り板７５が固定配置されている。また、定着ローラ７１にはローラ温度センサ７６が設けられ、誘導加熱コイル７３にはコイル温度センサ７７が設けられている。
【００３３】
誘導加熱コイル７３は、コア７４を中心として、定着ローラ７１より長さが短い円筒状を呈している。また、定着ローラ７１の中心軸と誘導加熱コイル７３の中心軸とは略一致している。誘導加熱コイル７３の半径は定着ローラ７１の半径より小さく、定着ローラ７１の内周面と誘導加熱コイル７３との間には、定着ローラ７１の軸方向に連通する空間部が形成されている。
【００３４】
誘導加熱コイル７３に高周波電流が流れることにより磁界が発生する。発生した磁界により定着ローラ７１の表面に渦電流が生じ、その結果ジュール熱により定着ローラ７１が発熱する。
【００３５】
仕切り板７５は平板状であって、定着ローラ７１より長さが長く、その両端部が定着ローラ７１の外部に突出している。定着ローラ７１の内部に形成された空間部は、定着ローラ７１の軸方向に延在された仕切り板７５により定着ローラ７１の周方向に沿って略２等分に仕切られており、２つの空間部に分割されている。
【００３６】
定着ローラ７１の一端部７１ａの近傍であって仕切り板７５により分割された一方の空間部（図２において上方の空間部）に対向する位置には、この空間部に冷却媒体としての空気を流して誘導加熱コイル７３を冷却するための冷却ファン７８が設置されている。冷却ファン７８は、図２において左方から右方に向けて空間部に空気を送り込む方向にのみ回転するようになっている。
【００３７】
また、定着ローラ７１の他端部７１ｂの近傍であって仕切り板７５により分割された他方の空間部（図２において下方の空間部）に対向する位置には、この空間部に空気を流して誘導加熱コイル７３を冷却するための冷却ファン７９が設置されている。冷却ファン７９は、図２において右方から左方に向けて空間部に空気を送り込む方向にのみ回転するようになっている。
【００３８】
冷却ファン７８が回転すると、仕切り板７５により分割された一方の空間部中を図２において左方から右方に向かって空気が流れ、誘導加熱コイル７３を冷却する。また、冷却ファン７９が回転すると、仕切り板７５により分割された他方の空間部中を図２において右方から左方に向かって空気が流れ、誘導加熱コイル７３を冷却する。つまり、各空間部に対し、空気が互いに逆方向に流れて誘導加熱コイル７３を冷却するようになっている。
【００３９】
ローラ温度センサ７６は、定着ローラ７１の表面温度（以下、ローラ温度という。）Ｔ１を検出する。コイル温度センサ７７は、誘導加熱コイル７３の温度（以下、コイル温度という。）Ｔ３を検出する。
【００４０】
図４は、画像形成装置１の制御ブロック図である。図４に示すように、画像形成装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、用紙センサ８、排紙センサ９、カウンタ１１、ローラ温度センサ７６、コイル温度センサ７７、冷却ファン７８，７９、ＡＣ電源１２、ＩＨ（Induction Heating）ヒータ制御回路１３、電力測定回路１４、誘導加熱コイル７３等を備える。なお、図１、図２又は図３で説明した各部と同一の構成部については、その説明を省略する。
【００４１】
ＣＰＵ１０は、図示しないＲＡＭの所定領域を作業領域として図示しないＲＯＭに記憶されている各種制御プログラムに従い、画像形成装置１の各部の処理動作を統括的に制御する。
【００４２】
具体的に、ＣＰＵ１０は、冷却ファン７８，７９の駆動開始及び駆動停止を制御する。さらに、ＣＰＵ１０は、冷却ファン７８，７９の回転速度を制御可能とする。
【００４３】
また、ＣＰＵ１０は、用紙センサ８から出力される記録紙の検出結果に基づいて、プリントヘッド４による感光体２への潜像書き込み、及び現像ユニット５による現像のタイミングを決定する。また、ＣＰＵ１０は、用紙センサ８及び排紙センサ９の記録紙の検出状況に基づいて、画像形成装置１内の紙詰まりの発生を検出する。
【００４４】
また、ＣＰＵ１０は、電力測定回路１４により計測された電流及び電圧に基づいて、誘導加熱コイル７３で消費される電力を算出し、さらに、積算電力を算出する。
【００４５】
用紙センサ８、排紙センサ９、ローラ温度センサ７６、コイル温度センサ７７は、それぞれ、検出結果をＣＰＵ１０に出力する。カウンタ１１は、排紙センサ９の出力ＯＮ回数を計測し、プリント積算枚数をＣＰＵ１０に出力する。
【００４６】
ＡＣ電源１２は、周波数５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの交流電源である。ＩＨヒータ制御回路１３は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のスイッチング素子により、誘導加熱コイル７３に約２０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚの高周波電流が流れるように制御する。電力測定回路１４は、誘導加熱コイル７３に流れる電流及び電圧を計測し、ＣＰＵ１０に出力する。
【００４７】
次に、画像形成装置１の動作について説明する。
本実施の形態においては、画像形成装置１の動作メインフローについての説明を省略し、本発明に係るサブルーチン処理のみを説明する。以下の各実施の形態においても同様とする。
【００４８】
図５は、ローラ温度Ｔ１に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
まず、ローラ温度センサ７６によりローラ温度Ｔ１が検出される。そして、定着ローラ７１の設定温度をＴ２、第１の安全係数をα１（０＜α１＜１）として、ローラ温度Ｔ１が
Ｔ１＞Ｔ２×α１
の関係を満たすか否かが判断される（ステップＳ１）。
【００４９】
定着ローラ７１の設定温度Ｔ２とは、定着ローラ７１の温度を制御する際に目標温度として設定される温度であり、ローラ温度Ｔ１が設定温度Ｔ２よりも高くなると定着ローラ７１の加熱を止め、ローラ温度Ｔ１が設定温度Ｔ２よりも低くなると定着ローラ７１を加熱するよう制御される。また、設定温度Ｔ２は、誘導加熱コイル７３自身の温度がコイル耐熱温度となる場合の定着ローラ７１の温度に相当する温度を適用することが好ましい。また、第１の安全係数α１は、画像形成装置１毎に任意に設定可能な係数である。
【００５０】
Ｔ１＞Ｔ２×α１である場合には（ステップＳ１；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が開始される（ステップＳ２）。冷却ファン７８，７９の駆動により、定着ローラ７１内部の仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに空気が互いに逆方向に流れ、誘導加熱コイル７３が冷却される。そして、メインフローに戻る。
【００５１】
図６は、ローラ温度Ｔ１に基づく冷却ファン７８，７９の駆動停止処理を示すフローチャートである。
まず、ローラ温度センサ７６によりローラ温度Ｔ１が検出される。そして、第２の安全係数をα２（０＜α２＜１）として、ローラ温度Ｔ１が
Ｔ１＜Ｔ２×α２
の関係を満たすか否かが判断される（ステップＳ３）。第２の安全係数α２は、画像形成装置１毎に任意に設定可能な係数である。
【００５２】
Ｔ１＜Ｔ２×α２である場合には（ステップＳ３；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が停止される（ステップＳ４）。そして、メインフローに戻る。
【００５３】
第１の実施の形態における画像形成装置１によれば、仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に空気を流すので、定着ローラ７１の端部同士で温度差がなくなり、定着ローラ７１における軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、ローラ温度Ｔ１の上昇に基づいて冷却ファン７８，７９の駆動を開始させ、ローラ温度Ｔ１の低下に基づいて冷却ファン７８，７９の駆動を停止させるので、必要に応じて誘導加熱コイル７３の温度制御を行うことができる。
【００５４】
また、第１の安全係数α１、第２の安全係数α２を異なる値に設定することにより、冷却ファン７８，７９の駆動開始時の定着ローラ７１の温度と駆動停止時の定着ローラ７１の温度とを変えることができる。定着ローラ７１の温度が上昇するときには、定着ローラ７１の温度が低下するときと比較して、温度変化が速いため、第１の安全係数α１を第２の安全係数α２より小さい値に設定することが望ましい。ただし、第１の安全係数α１と第２の安全係数α２を同じ値に設定してももちろんかまわない。
【００５５】
［第２の実施の形態］
次に、本発明を適用した第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態における画像形成装置は、第１の実施の形態に示した画像形成装置１と同様の構成であるため、同一の構成部分については同一の符号を付し、その構成については図示及び説明を省略する。以下、第２の実施の形態に特徴的な処理について説明する。
【００５６】
図７は、コイル温度Ｔ３に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
まず、コイル温度センサ７７によりコイル温度Ｔ３が検出される。そして、誘導加熱コイル７３の耐熱温度をＴ４、第３の安全係数をα３（０＜α３＜１）として、コイル温度Ｔ３が
Ｔ３＞Ｔ４×α３
の関係を満たすか否かが判断される（ステップＳ１１）。第３の安全係数α３は、画像形成装置毎に任意に設定可能な係数である。
【００５７】
Ｔ３＞Ｔ４×α３である場合には（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が開始される（ステップＳ１２）。冷却ファン７８，７９の駆動により、定着ローラ７１内部の仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに空気が互いに逆方向に流れ、誘導加熱コイル７３が冷却される。そして、メインフローに戻る。
【００５８】
図８は、コイル温度Ｔ３に基づく冷却ファン７８，７９の駆動停止処理を示すフローチャートである。
まず、コイル温度センサ７７によりコイル温度Ｔ３が検出される。そして、第４の安全係数をα４（０＜α４＜１）として、コイル温度Ｔ３が
Ｔ３＜Ｔ４×α４
の関係を満たすか否かが判断される（ステップＳ１３）。第４の安全係数α４は、画像形成装置毎に任意に設定可能な係数である。
【００５９】
Ｔ３＜Ｔ４×α４である場合には（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が停止される（ステップＳ１４）。そして、メインフローに戻る。
【００６０】
第２の実施の形態における画像形成装置によれば、仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に空気を流すので、定着ローラ７１の端部同士で温度差がなくなり、定着ローラ７１における軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、コイル温度Ｔ３の上昇に基づいて冷却ファン７８，７９の駆動を開始させ、コイル温度Ｔ３の低下に基づいて冷却ファン７８，７９の駆動を停止させるので、必要に応じて誘導加熱コイル７３の温度制御を行うことができる。
【００６１】
また、第３の安全係数α３、第４の安全係数α４を異なる値に設定することにより、冷却ファン７８，７９の駆動開始時の誘導加熱コイル７３の温度と駆動停止時の誘導加熱コイル７３の温度とを変えることができる。誘導加熱コイル７３の温度が上昇するときには、誘導加熱コイル７３の温度が低下するときと比較して、温度変化が速いため、第３の安全係数α３を第４の安全係数α４より小さい値に設定することが望ましい。ただし、第３の安全係数α３と第４の安全係数α４を同じ値に設定してももちろんかまわない。
【００６２】
［第３の実施の形態］
次に、本発明を適用した第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態における画像形成装置は、第１の実施の形態に示した画像形成装置１と同様の構成であるため、同一の構成部分については同一の符号を付し、その構成については図示及び説明を省略する。以下、第３の実施の形態に特徴的な処理について説明する。
【００６３】
図９は、積算枚数に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
まず、排紙センサ９により定着装置７から排出される記録紙が検出される毎に、カウンタ１１により通紙開始からのプリント積算枚数Ｃ１が計測される（ステップＳ２１）。そして、積算枚数Ｃ１が所定枚数Ｃ２以上であるか否かが判断される（ステップＳ２２）。
【００６４】
積算枚数Ｃ１が所定枚数Ｃ２以上である場合には（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が開始される（ステップＳ２３）。冷却ファン７８，７９の駆動により、定着ローラ７１内部の仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに空気が互いに逆方向に流れ、誘導加熱コイル７３が冷却される。そして、メインフローに戻る。
【００６５】
図１０は、プリント終了時からの経過時間に基づく冷却ファン７８，７９の駆動停止処理を示すフローチャートである。
まず、画像形成装置において、プリント終了が判断される（ステップＳ２４）。そして、プリント終了後（ステップＳ２４；ＹＥＳ）、プリント終了時からの経過時間Ｔがファン駆動停止時間ｈ以上であるか否かが判断される（ステップＳ２５）。ここで、ファン駆動停止時間ｈとは、画像形成装置毎に予め定められている時間であって、プリント終了時から冷却ファン７８，７９の駆動を停止させるまでの時間をいう。
【００６６】
プリント終了時からの経過時間Ｔがファン駆動停止時間ｈ以上である場合には（ステップＳ２５；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が停止される（ステップＳ２６）。そして、メインフローに戻る。
【００６７】
第３の実施の形態における画像形成装置によれば、仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に空気を流すので、定着ローラ７１の端部同士で温度差がなくなり、定着ローラ７１における軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、記録紙の通紙開始からの積算枚数Ｃ１が所定枚数Ｃ２以上になることにより、誘導加熱コイル７３の温度の上昇を予測して、冷却ファン７８，７９の駆動を開始させることができる。
【００６８】
また、プリント終了時からファン駆動停止時間ｈだけ経過した後に、冷却ファン７８，７９の駆動を停止させるので、通紙が行われないことによる定着ローラ７１の急激な温度上昇を防ぐことができる。
【００６９】
なお、第３の実施の形態では、プリント終了時から所定時間経過した後に、冷却ファン７８，７９の駆動を停止させることとしたが、プリント終了時に冷却ファン７８，７９の駆動を停止させることとしてもよい。ただし、プリント終了後、通紙が行われないことにより、定着ローラ７１の温度が急に上昇するおそれがある場合には、プリント終了時から所定時間経過した後に、冷却ファン７８，７９の駆動を停止させることが望ましい。
【００７０】
［第４の実施の形態］
次に、本発明を適用した第４の実施の形態について説明する。
第４の実施の形態における画像形成装置は、第１の実施の形態に示した画像形成装置１と同様の構成であるため、同一の構成部分については同一の符号を付し、その構成については図示及び説明を省略する。以下、第４の実施の形態に特徴的な処理について説明する。
【００７１】
図１１は、積算電力に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
まず、画像形成装置によりプリントが行われる毎に、電力測定回路１４により誘導加熱コイル７３における電流及び電圧が計測される。この電流及び電圧に基づいて誘導加熱コイル７３で消費される電力が算出され、さらに、通紙開始からの積算電力Ｗ１が算出される（ステップＳ３１）。そして、積算電力Ｗ１が所定電力Ｗ２以上であるか否かが判断される（ステップＳ３２）。
【００７２】
積算電力Ｗ１が所定電力Ｗ２以上である場合には（ステップＳ３２；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が開始される（ステップＳ３３）。冷却ファン７８，７９の駆動により、定着ローラ７１内部の仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに空気が互いに逆方向に流れ、誘導加熱コイル７３が冷却される。そして、メインフローに戻る。
【００７３】
第４の実施の形態における画像形成装置によれば、仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に空気を流すので、定着ローラ７１の端部同士で温度差がなくなり、定着ローラ７１における軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、記録紙の通紙開始からの誘導加熱コイル７３で消費される積算電力Ｗ１が所定電力Ｗ２以上になることにより、誘導加熱コイル７３の温度の上昇を予測して、冷却ファン７８，７９の駆動を開始させることができる。
【００７４】
＜変形例＞
第４の実施の形態の変形例として、通紙開始からの積算枚数又は積算電力に基づいて冷却ファン７８，７９の駆動を開始させる場合について説明する。
図１２に示すように、まず、排紙センサ９により定着装置７から排出される記録紙が検出される毎に、カウンタ１１により通紙開始からのプリント積算枚数Ｃ１が計測される（ステップＳ４１）。そして、積算枚数Ｃ１が所定枚数Ｃ２以上であるか否かが判断される（ステップＳ４２）。
【００７５】
積算枚数Ｃ１が所定枚数Ｃ２以上でない場合には（ステップＳ４２；ＮＯ）、電力測定回路１４により計測された誘導加熱コイル７３における電流及び電圧に基づいて誘導加熱コイル７３で消費される電力が算出され、通紙開始からの積算電力Ｗ１が算出される（ステップＳ４３）。そして、積算電力Ｗ１が所定電力Ｗ２以上であるか否かが判断される（ステップＳ４４）。
【００７６】
積算電力Ｗ１が所定電力Ｗ２以上でない場合には（ステップＳ３２；ＮＯ）、ステップＳ４１に戻る。
【００７７】
積算電力Ｗ１が所定電力Ｗ２以上である場合（ステップＳ４４；ＹＥＳ）、又は、積算枚数Ｃ１が所定枚数Ｃ２以上である場合には（ステップＳ４２；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が開始される（ステップＳ４５）。冷却ファン７８，７９の駆動により、定着ローラ７１内部の仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに空気が互いに逆方向に流れ、誘導加熱コイル７３が冷却される。そして、メインフローに戻る。
このように、冷却ファン７８，７９を駆動させる際の条件を複数組み合わせてもよい。
【００７８】
［第５の実施の形態］
次に、本発明を適用した第５の実施の形態について説明する。
第５の実施の形態における画像形成装置は、第１の実施の形態に示した画像形成装置１と同様の構成であるため、同一の構成部分については同一の符号を付し、その構成については図示及び説明を省略する。以下、第５の実施の形態に特徴的な処理について説明する。
【００７９】
図１３は、紙詰まりの発生に基づく冷却ファン７８，７９の駆動処理を示すフローチャートである。
まず、用紙センサ８及び排紙センサ９の記録紙の検出状況に基づいて、画像形成装置内の紙詰まりの発生が検出される（ステップＳ５１）。
【００８０】
紙詰まりの発生が検出された場合には（ステップＳ５１；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が開始される（ステップＳ５２）。冷却ファン７８，７９の駆動により、定着ローラ７１内部の仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに空気が互いに逆方向に流れ、誘導加熱コイル７３が冷却される。
【００８１】
その後、画像形成装置内の紙詰まりが解消された場合には（ステップＳ５３；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が停止される（ステップＳ５４）。そして、メインフローに戻る。
【００８２】
第５の実施の形態における画像形成装置によれば、仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に空気を流すので、定着ローラ７１の端部同士で温度差がなくなり、定着ローラ７１における軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、記録紙の紙詰まりが発生した場合に、冷却ファン７８，７９を駆動させるので、通紙が行われないことによる定着ローラ７１の急激な温度上昇を防ぐとともに、画像形成装置内の記録紙を除去する際のユーザの安全性を向上させることができる。
【００８３】
［第６の実施の形態］
次に、本発明を適用した第６の実施の形態について説明する。
第６の実施の形態における画像形成装置は、第１の実施の形態に示した画像形成装置１と同様の構成であるため、同一の構成部分については同一の符号を付し、その構成については図示及び説明を省略する。以下、第６の実施の形態に特徴的な処理について説明する。
【００８４】
第６の実施の形態では、画像形成装置において、アイドリング中、ウォームアップ中、ローパワーモード中、又はオフモード中には、冷却ファン７８，７９の駆動を停止させる。
【００８５】
図１４に、定着ローラ７１の温度の推移を示す。ウォームアップとは、図１４に示すように、定着ローラ７１の温度を室温からプリント可能な状態（設定温度Ｔ２）まで上昇させることをいう。
【００８６】
アイドリング（待機状態）とは、ウォームアップが終わって、次のプリント信号を待っている状態をいう。通常アイドリング時の設定温度はプリント中の設定温度Ｔ２となる。
【００８７】
ローパワーモードとは、設定温度を下げて次のプリント信号を待っている状態で、通常の待機状態よりも消費電力が少なくて済むと言うメリットがある。プリントを開始させるためには設定温度Ｔ２まで定着ローラ７１の温度を上昇させる必要があるので、プリント開始までの時間がアイドリング中よりも若干長くなるが、室温からのウォームアップよりも短い時間で済むというメリットがある。
【００８８】
オフモードとは、誘導加熱コイル７３に供給する電力を切った状態をいい、消費電力は無いが、ウォームアップに時間がかかる。
【００８９】
プリント終了後のアイドリング、ローパワーモード、オフモードへの移行は、ウォームアップタイムの長さや消費電力との兼ね合いにより、画像形成装置に応じて予め決められていてもよいし、モード移行への設定時間を含めてユーザが任意に設定可能となっていてもよい。
【００９０】
第６の実施の形態における画像形成装置によれば、アイドリング中、ウォームアップ中、ローパワーモード中、又はオフモード中には、冷却ファン７８，７９の駆動を停止させることにより、消費電力を低減させることができる。
【００９１】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の改良及び設計の変更を行ってもよい。
【００９２】
例えば、冷却ファン７８を、図２において右方から左方に向けて空間部中の空気を吸い出す方向に回転させ、冷却ファン７９を、図２において左方から右方に向けて空間部中の空気を吸い出す方向に回転させてもよい。
【００９３】
また、図１５に示すように、定着ローラ７１の他端部７１ｂの近傍であって仕切り板７５により仕切られた一方の空間部（図１５において上方の空間部）に対向する位置に、冷却ファン７８から送り込まれた空気を吸い出す冷却ファン８０を配置し、定着ローラ７１の一端部７１ａの近傍であって仕切り板７５により仕切られた他方の空間部（図１５において下方の空間部）に対向する位置に、冷却ファン７９から送り込まれた空気を吸い出す冷却ファン８１を配置してもよい。
【００９４】
さらに、図２中の冷却ファン７８，７９、又は図１５中の冷却ファン７８，７９，８０，８１に代えて冷却ポンプを配し、各冷却ポンプを作動させることにより、仕切り板７５により仕切られたそれぞれの空間部に対し、冷却媒体としての液体（例えば水）を互いに逆方向に流すような構成としてもよい。
【００９５】
また、誘導加熱コイル７３は、定着ローラ７１を加熱させるように配置されていればよい。図１６及び図１７に、誘導加熱コイル７３の巻き方向が異なる例を示す。図１６は定着ローラ７１の上面図、図１７は定着ローラ７１の断面図である。ただし、図１６においては、定着ローラ７１の上半分を切り取った状態を示している。図１６及び図１７において、図２及び図３に示した画像形成装置１と同様の構成部分については同一の符号を付し、説明を省略する。図１６及び図１７に示す例では、定着ローラ７１の軸方向に電流が流れるよう誘導加熱コイル７３が配置されている。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】第１の実施の形態の画像形成装置１の概略構成図である。
【図２】定着ローラ７１の上面図である。
【図３】定着ローラ７１の断面図である。
【図４】画像形成装置１の制御ブロック図である。
【図５】画像形成装置１により実行されるローラ温度Ｔ１に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
【図６】画像形成装置１により実行されるローラ温度Ｔ１に基づく冷却ファン７８，７９の駆動停止処理を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施の形態の画像形成装置により実行されるコイル温度Ｔ３に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施の形態の画像形成装置により実行されるコイル温度Ｔ３に基づく冷却ファン７８，７９の駆動停止処理を示すフローチャートである。
【図９】第３の実施の形態の画像形成装置により実行される積算枚数に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施の形態の画像形成装置により実行されるプリント終了時からの経過時間に基づく冷却ファン７８，７９の駆動停止処理を示すフローチャートである。
【図１１】第４の実施の形態の画像形成装置により実行される積算電力に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
【図１２】第４の実施の形態の変形例の画像形成装置により実行される通紙開始からの積算枚数又は積算電力に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
【図１３】第５の実施の形態の画像形成装置により実行される紙詰まりの発生に基づく冷却ファン７８，７９の駆動処理を示すフローチャートである。
【図１４】各モードにおける定着ローラ７１の温度推移を示す略図である。
【図１５】図２の変形例を示す図である。
【図１６】誘導加熱コイル７３の巻き方向が異なる例を示す定着ローラ７１の上面図である。
【図１７】誘導加熱コイル７３の巻き方向が異なる例を示す定着ローラ７１の断面図である。
【符号の説明】
【００９７】
１ 画像形成装置
２ 感光体
３ 帯電ユニット
４ プリントヘッド
５ 現像ユニット
６ 転写ユニット
７ 定着装置
７１ 定着ローラ
７２ 加圧ローラ
７３ 誘導加熱コイル
７４ コア
７５ 仕切り板
７６ ローラ温度センサ
７７ コイル温度センサ
７８，７９ 冷却ファン
８ 用紙センサ
９ 排紙センサ
１０ ＣＰＵ
１１ カウンタ
１２ ＡＣ電源
１３ ＩＨヒータ制御回路
１４ 電力測定回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱方式の定着ローラを備えた画像形成装置に関し、特に、定着ローラの温度分布を均一化するための機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置には、トナーを記録紙に定着させるための定着装置が備えられており、近年、誘導加熱方式の定着装置が導入されている。誘導加熱方式の定着装置では、円筒状の定着ローラの内部に誘導加熱コイルが配置されており、誘導加熱コイルに高周波電流を供給して周囲に高周波磁界を発生させる。この磁界により定着ローラに渦電流が生じ、ジュール熱で定着ローラが発熱する。
【０００３】
しかし、誘導加熱コイルが過度に発熱するとコイルの絶縁被覆が破損するおそれがあるため、定着ローラの端部に冷却用のファンを設置して、そのファンを回転させることにより定着ローラ内に空気を流通させ、誘導加熱コイルを冷却している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
特に、特許文献１の定着装置では、定着ローラ（加熱ローラ本体１）の両端部に、誘導加熱コイル（誘導コイル２）を冷却するためのファン（コイル冷却用ファン３，４）をそれぞれ設置し、一定時間毎に、各ファンの回転方向を反転させて定着ローラの内部の空気の流通方向を切り替え、定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図っている。
【特許文献１】特開２００２−７２７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の定着装置では、空気の流通方向が一定の時間間隔で切り替わるが、空気の流通路が共通であるため、どの時間帯においても空気の流通方向が一方向に偏っていた。したがって、定着ローラの端部同士で温度差が生じ、定着ローラにおける軸方向の温度分布が僅かながら不均一となっていた。この温度分布の不均一を改善するためには、各ファンの回転方向を頻繁に切り替えればよいが、それでは空気の流通時間が短くなり、冷却効率が低下する可能性があった。
【０００６】
本発明は、上記の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、画像形成装置において、中空筒体状の定着ローラと、前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、前記定着ローラの温度を検出するローラ温度検出手段と、前記ローラ温度検出手段によって検出された前記定着ローラの検出温度をＴ１、前記定着ローラの設定温度をＴ２、第１の安全係数をα１（０＜α１＜１）として、前記定着ローラの検出温度Ｔ１が
Ｔ１＞Ｔ２×α１
の関係を満たした場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記冷却ファン駆動制御手段は、第２の安全係数をα２（０＜α２＜１）として、前記定着ローラの検出温度Ｔ１が
Ｔ１＜Ｔ２×α２
の関係を満たした場合に、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、画像形成装置において、中空筒体状の定着ローラと、前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、前記誘導加熱コイルの温度を検出するコイル温度検出手段と、前記コイル温度検出手段によって検出された前記誘導加熱コイルの検出温度をＴ３、前記誘導加熱コイルの耐熱温度をＴ４、第３の安全係数をα３（０＜α３＜１）として、前記誘導加熱コイルの検出温度Ｔ３が
Ｔ３＞Ｔ４×α３
の関係を満たした場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記冷却ファン駆動制御手段は、第４の安全係数をα４（０＜α４＜１）として、前記誘導加熱コイルの検出温度Ｔ３が
Ｔ３＜Ｔ４×α４
の関係を満たした場合に、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、画像形成装置において、中空筒体状の定着ローラと、前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、記録紙の通紙開始からの前記誘導加熱コイルで消費される積算電力が所定値以上になった場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、画像形成装置において、中空筒体状の定着ローラと、前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、記録紙の通紙開始からの積算枚数が所定値以上になった場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記冷却ファン駆動制御手段は、プリント終了時に、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記冷却ファン駆動制御手段は、プリント終了時から所定時間経過した後に、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記冷却ファン駆動制御手段は、アイドリング中、ウォームアップ中、ローパワーモード中、又はオフモード中には、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、画像形成装置において、中空筒体状の定着ローラと、前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、記録紙の紙詰まりが発生した場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すので、定着ローラの端部同士で温度差がなくなり、定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、定着ローラの温度の上昇に基づいて冷却ファンの駆動を開始させるので、必要に応じて誘導加熱コイルの温度制御を行うことができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、定着ローラの温度の低下に基づいて冷却ファンの駆動を停止させるので、必要に応じて誘導加熱コイルの温度制御を行うことができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すので、定着ローラの端部同士で温度差がなくなり、定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、誘導加熱コイルの温度の上昇に基づいて冷却ファンの駆動を開始させるので、必要に応じて誘導加熱コイルの温度制御を行うことができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、誘導加熱コイルの温度の低下に基づいて冷却ファンの駆動を停止させるので、必要に応じて誘導加熱コイルの温度制御を行うことができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すので、定着ローラの端部同士で温度差がなくなり、定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、記録紙の通紙開始からの誘導加熱コイルで消費される積算電力が所定値以上になることにより、誘導加熱コイルの温度の上昇を予測して、冷却ファンの駆動を開始させることができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すので、定着ローラの端部同士で温度差がなくなり、定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、記録紙の通紙開始からの積算枚数が所定値以上になることにより、誘導加熱コイルの温度の上昇を予測して、冷却ファンの駆動を開始させることができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、プリント終了時に、冷却ファンの駆動を停止させるので、消費電力を低減させることができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明によれば、プリント終了時から所定時間経過した後に、冷却ファンの駆動を停止させるので、通紙が行われないことによる定着ローラの急激な温度上昇を防ぐことができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明によれば、アイドリング中、ウォームアップ中、ローパワーモード中、又はオフモード中には、冷却ファンの駆動を停止させるので、消費電力を低減させることができる。
【００２６】
請求項１０に記載の発明によれば、仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すので、定着ローラの端部同士で温度差がなくなり、定着ローラにおける軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、記録紙の紙詰まりが発生した場合に、冷却ファンの駆動を開始させるので、通紙が行われないことによる定着ローラの急激な温度上昇を防ぐとともに、画像形成装置内の記録紙を除去する際のユーザの安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
図１に、第１の実施の形態の画像形成装置１の概略構成を示す。
図１に示すように、画像形成装置１は、感光体２、帯電ユニット３、プリントヘッド４、現像ユニット５、転写ユニット６、定着装置７、用紙センサ８、排紙センサ９等を備える。
【００２８】
帯電ユニット３は、像担持体である感光体２を帯電させる。プリントヘッド４は、画像データに基づいて感光体２の表面に露光を行い、潜像を形成させる。現像ユニット５は、感光体２にトナーを付着させる。転写ユニット６は、感光体２上に形成されたトナー像を記録紙に転写する。
【００２９】
図１に示すように、定着装置７は、定着ローラ７１及び加圧ローラ７２を備え、加圧ローラ７２は定着ローラ７１に対して加圧した状態で隣接している。定着装置７では、記録紙が定着ローラ７１と加圧ローラ７２との両ローラ間を通過するようになっており、定着ローラ７１は、加圧ローラ７２とともに記録紙を加熱・加圧してトナー像を記録紙上に定着させる。
【００３０】
用紙センサ８は、画像形成前の搬送路に設けられ、記録紙の先端が用紙センサ８に接触することにより、搬送路を通過する記録紙を検出する。排紙センサ９は、画像形成後の搬送路に設けられ、記録紙が排紙センサ９に接触することにより、定着装置７から排出される記録紙を検出する。
【００３１】
次に、図２及び図３を参照して、定着ローラ７１の内部構成を詳細に説明する。
図２は定着ローラ７１の上面図、図３は定着ローラ７１の断面図である。ただし、図２においては、定着ローラ７１の上半分を切り取った状態を示している。
【００３２】
図２及び図３に示すように、定着ローラ７１は中空筒体状を呈している。定着ローラ７１の内筒部には、誘導加熱コイル７３、コア７４及び仕切り板７５が固定配置されている。また、定着ローラ７１にはローラ温度センサ７６が設けられ、誘導加熱コイル７３にはコイル温度センサ７７が設けられている。
【００３３】
誘導加熱コイル７３は、コア７４を中心として、定着ローラ７１より長さが短い円筒状を呈している。また、定着ローラ７１の中心軸と誘導加熱コイル７３の中心軸とは略一致している。誘導加熱コイル７３の半径は定着ローラ７１の半径より小さく、定着ローラ７１の内周面と誘導加熱コイル７３との間には、定着ローラ７１の軸方向に連通する空間部が形成されている。
【００３４】
誘導加熱コイル７３に高周波電流が流れることにより磁界が発生する。発生した磁界により定着ローラ７１の表面に渦電流が生じ、その結果ジュール熱により定着ローラ７１が発熱する。
【００３５】
仕切り板７５は平板状であって、定着ローラ７１より長さが長く、その両端部が定着ローラ７１の外部に突出している。定着ローラ７１の内部に形成された空間部は、定着ローラ７１の軸方向に延在された仕切り板７５により定着ローラ７１の周方向に沿って略２等分に仕切られており、２つの空間部に分割されている。
【００３６】
定着ローラ７１の一端部７１ａの近傍であって仕切り板７５により分割された一方の空間部（図２において上方の空間部）に対向する位置には、この空間部に冷却媒体としての空気を流して誘導加熱コイル７３を冷却するための冷却ファン７８が設置されている。冷却ファン７８は、図２において左方から右方に向けて空間部に空気を送り込む方向にのみ回転するようになっている。
【００３７】
また、定着ローラ７１の他端部７１ｂの近傍であって仕切り板７５により分割された他方の空間部（図２において下方の空間部）に対向する位置には、この空間部に空気を流して誘導加熱コイル７３を冷却するための冷却ファン７９が設置されている。冷却ファン７９は、図２において右方から左方に向けて空間部に空気を送り込む方向にのみ回転するようになっている。
【００３８】
冷却ファン７８が回転すると、仕切り板７５により分割された一方の空間部中を図２において左方から右方に向かって空気が流れ、誘導加熱コイル７３を冷却する。また、冷却ファン７９が回転すると、仕切り板７５により分割された他方の空間部中を図２において右方から左方に向かって空気が流れ、誘導加熱コイル７３を冷却する。つまり、各空間部に対し、空気が互いに逆方向に流れて誘導加熱コイル７３を冷却するようになっている。
【００３９】
ローラ温度センサ７６は、定着ローラ７１の表面温度（以下、ローラ温度という。）Ｔ１を検出する。コイル温度センサ７７は、誘導加熱コイル７３の温度（以下、コイル温度という。）Ｔ３を検出する。
【００４０】
図４は、画像形成装置１の制御ブロック図である。図４に示すように、画像形成装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、用紙センサ８、排紙センサ９、カウンタ１１、ローラ温度センサ７６、コイル温度センサ７７、冷却ファン７８，７９、ＡＣ電源１２、ＩＨ（Induction Heating）ヒータ制御回路１３、電力測定回路１４、誘導加熱コイル７３等を備える。なお、図１、図２又は図３で説明した各部と同一の構成部については、その説明を省略する。
【００４１】
ＣＰＵ１０は、図示しないＲＡＭの所定領域を作業領域として図示しないＲＯＭに記憶されている各種制御プログラムに従い、画像形成装置１の各部の処理動作を統括的に制御する。
【００４２】
具体的に、ＣＰＵ１０は、冷却ファン７８，７９の駆動開始及び駆動停止を制御する。さらに、ＣＰＵ１０は、冷却ファン７８，７９の回転速度を制御可能とする。
【００４３】
また、ＣＰＵ１０は、用紙センサ８から出力される記録紙の検出結果に基づいて、プリントヘッド４による感光体２への潜像書き込み、及び現像ユニット５による現像のタイミングを決定する。また、ＣＰＵ１０は、用紙センサ８及び排紙センサ９の記録紙の検出状況に基づいて、画像形成装置１内の紙詰まりの発生を検出する。
【００４４】
また、ＣＰＵ１０は、電力測定回路１４により計測された電流及び電圧に基づいて、誘導加熱コイル７３で消費される電力を算出し、さらに、積算電力を算出する。
【００４５】
用紙センサ８、排紙センサ９、ローラ温度センサ７６、コイル温度センサ７７は、それぞれ、検出結果をＣＰＵ１０に出力する。カウンタ１１は、排紙センサ９の出力ＯＮ回数を計測し、プリント積算枚数をＣＰＵ１０に出力する。
【００４６】
ＡＣ電源１２は、周波数５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの交流電源である。ＩＨヒータ制御回路１３は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のスイッチング素子により、誘導加熱コイル７３に約２０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚの高周波電流が流れるように制御する。電力測定回路１４は、誘導加熱コイル７３に流れる電流及び電圧を計測し、ＣＰＵ１０に出力する。
【００４７】
次に、画像形成装置１の動作について説明する。
本実施の形態においては、画像形成装置１の動作メインフローについての説明を省略し、本発明に係るサブルーチン処理のみを説明する。以下の各実施の形態においても同様とする。
【００４８】
図５は、ローラ温度Ｔ１に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
まず、ローラ温度センサ７６によりローラ温度Ｔ１が検出される。そして、定着ローラ７１の設定温度をＴ２、第１の安全係数をα１（０＜α１＜１）として、ローラ温度Ｔ１が
Ｔ１＞Ｔ２×α１
の関係を満たすか否かが判断される（ステップＳ１）。
【００４９】
定着ローラ７１の設定温度Ｔ２とは、定着ローラ７１の温度を制御する際に目標温度として設定される温度であり、ローラ温度Ｔ１が設定温度Ｔ２よりも高くなると定着ローラ７１の加熱を止め、ローラ温度Ｔ１が設定温度Ｔ２よりも低くなると定着ローラ７１を加熱するよう制御される。また、設定温度Ｔ２は、誘導加熱コイル７３自身の温度がコイル耐熱温度となる場合の定着ローラ７１の温度に相当する温度を適用することが好ましい。また、第１の安全係数α１は、画像形成装置１毎に任意に設定可能な係数である。
【００５０】
Ｔ１＞Ｔ２×α１である場合には（ステップＳ１；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が開始される（ステップＳ２）。冷却ファン７８，７９の駆動により、定着ローラ７１内部の仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに空気が互いに逆方向に流れ、誘導加熱コイル７３が冷却される。そして、メインフローに戻る。
【００５１】
図６は、ローラ温度Ｔ１に基づく冷却ファン７８，７９の駆動停止処理を示すフローチャートである。
まず、ローラ温度センサ７６によりローラ温度Ｔ１が検出される。そして、第２の安全係数をα２（０＜α２＜１）として、ローラ温度Ｔ１が
Ｔ１＜Ｔ２×α２
の関係を満たすか否かが判断される（ステップＳ３）。第２の安全係数α２は、画像形成装置１毎に任意に設定可能な係数である。
【００５２】
Ｔ１＜Ｔ２×α２である場合には（ステップＳ３；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が停止される（ステップＳ４）。そして、メインフローに戻る。
【００５３】
第１の実施の形態における画像形成装置１によれば、仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に空気を流すので、定着ローラ７１の端部同士で温度差がなくなり、定着ローラ７１における軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、ローラ温度Ｔ１の上昇に基づいて冷却ファン７８，７９の駆動を開始させ、ローラ温度Ｔ１の低下に基づいて冷却ファン７８，７９の駆動を停止させるので、必要に応じて誘導加熱コイル７３の温度制御を行うことができる。
【００５４】
また、第１の安全係数α１、第２の安全係数α２を異なる値に設定することにより、冷却ファン７８，７９の駆動開始時の定着ローラ７１の温度と駆動停止時の定着ローラ７１の温度とを変えることができる。定着ローラ７１の温度が上昇するときには、定着ローラ７１の温度が低下するときと比較して、温度変化が速いため、第１の安全係数α１を第２の安全係数α２より小さい値に設定することが望ましい。ただし、第１の安全係数α１と第２の安全係数α２を同じ値に設定してももちろんかまわない。
【００５５】
［第２の実施の形態］
次に、本発明を適用した第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態における画像形成装置は、第１の実施の形態に示した画像形成装置１と同様の構成であるため、同一の構成部分については同一の符号を付し、その構成については図示及び説明を省略する。以下、第２の実施の形態に特徴的な処理について説明する。
【００５６】
図７は、コイル温度Ｔ３に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
まず、コイル温度センサ７７によりコイル温度Ｔ３が検出される。そして、誘導加熱コイル７３の耐熱温度をＴ４、第３の安全係数をα３（０＜α３＜１）として、コイル温度Ｔ３が
Ｔ３＞Ｔ４×α３
の関係を満たすか否かが判断される（ステップＳ１１）。第３の安全係数α３は、画像形成装置毎に任意に設定可能な係数である。
【００５７】
Ｔ３＞Ｔ４×α３である場合には（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が開始される（ステップＳ１２）。冷却ファン７８，７９の駆動により、定着ローラ７１内部の仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに空気が互いに逆方向に流れ、誘導加熱コイル７３が冷却される。そして、メインフローに戻る。
【００５８】
図８は、コイル温度Ｔ３に基づく冷却ファン７８，７９の駆動停止処理を示すフローチャートである。
まず、コイル温度センサ７７によりコイル温度Ｔ３が検出される。そして、第４の安全係数をα４（０＜α４＜１）として、コイル温度Ｔ３が
Ｔ３＜Ｔ４×α４
の関係を満たすか否かが判断される（ステップＳ１３）。第４の安全係数α４は、画像形成装置毎に任意に設定可能な係数である。
【００５９】
Ｔ３＜Ｔ４×α４である場合には（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が停止される（ステップＳ１４）。そして、メインフローに戻る。
【００６０】
第２の実施の形態における画像形成装置によれば、仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に空気を流すので、定着ローラ７１の端部同士で温度差がなくなり、定着ローラ７１における軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、コイル温度Ｔ３の上昇に基づいて冷却ファン７８，７９の駆動を開始させ、コイル温度Ｔ３の低下に基づいて冷却ファン７８，７９の駆動を停止させるので、必要に応じて誘導加熱コイル７３の温度制御を行うことができる。
【００６１】
また、第３の安全係数α３、第４の安全係数α４を異なる値に設定することにより、冷却ファン７８，７９の駆動開始時の誘導加熱コイル７３の温度と駆動停止時の誘導加熱コイル７３の温度とを変えることができる。誘導加熱コイル７３の温度が上昇するときには、誘導加熱コイル７３の温度が低下するときと比較して、温度変化が速いため、第３の安全係数α３を第４の安全係数α４より小さい値に設定することが望ましい。ただし、第３の安全係数α３と第４の安全係数α４を同じ値に設定してももちろんかまわない。
【００６２】
［第３の実施の形態］
次に、本発明を適用した第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態における画像形成装置は、第１の実施の形態に示した画像形成装置１と同様の構成であるため、同一の構成部分については同一の符号を付し、その構成については図示及び説明を省略する。以下、第３の実施の形態に特徴的な処理について説明する。
【００６３】
図９は、積算枚数に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
まず、排紙センサ９により定着装置７から排出される記録紙が検出される毎に、カウンタ１１により通紙開始からのプリント積算枚数Ｃ１が計測される（ステップＳ２１）。そして、積算枚数Ｃ１が所定枚数Ｃ２以上であるか否かが判断される（ステップＳ２２）。
【００６４】
積算枚数Ｃ１が所定枚数Ｃ２以上である場合には（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が開始される（ステップＳ２３）。冷却ファン７８，７９の駆動により、定着ローラ７１内部の仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに空気が互いに逆方向に流れ、誘導加熱コイル７３が冷却される。そして、メインフローに戻る。
【００６５】
図１０は、プリント終了時からの経過時間に基づく冷却ファン７８，７９の駆動停止処理を示すフローチャートである。
まず、画像形成装置において、プリント終了が判断される（ステップＳ２４）。そして、プリント終了後（ステップＳ２４；ＹＥＳ）、プリント終了時からの経過時間Ｔがファン駆動停止時間ｈ以上であるか否かが判断される（ステップＳ２５）。ここで、ファン駆動停止時間ｈとは、画像形成装置毎に予め定められている時間であって、プリント終了時から冷却ファン７８，７９の駆動を停止させるまでの時間をいう。
【００６６】
プリント終了時からの経過時間Ｔがファン駆動停止時間ｈ以上である場合には（ステップＳ２５；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が停止される（ステップＳ２６）。そして、メインフローに戻る。
【００６７】
第３の実施の形態における画像形成装置によれば、仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に空気を流すので、定着ローラ７１の端部同士で温度差がなくなり、定着ローラ７１における軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、記録紙の通紙開始からの積算枚数Ｃ１が所定枚数Ｃ２以上になることにより、誘導加熱コイル７３の温度の上昇を予測して、冷却ファン７８，７９の駆動を開始させることができる。
【００６８】
また、プリント終了時からファン駆動停止時間ｈだけ経過した後に、冷却ファン７８，７９の駆動を停止させるので、通紙が行われないことによる定着ローラ７１の急激な温度上昇を防ぐことができる。
【００６９】
なお、第３の実施の形態では、プリント終了時から所定時間経過した後に、冷却ファン７８，７９の駆動を停止させることとしたが、プリント終了時に冷却ファン７８，７９の駆動を停止させることとしてもよい。ただし、プリント終了後、通紙が行われないことにより、定着ローラ７１の温度が急に上昇するおそれがある場合には、プリント終了時から所定時間経過した後に、冷却ファン７８，７９の駆動を停止させることが望ましい。
【００７０】
［第４の実施の形態］
次に、本発明を適用した第４の実施の形態について説明する。
第４の実施の形態における画像形成装置は、第１の実施の形態に示した画像形成装置１と同様の構成であるため、同一の構成部分については同一の符号を付し、その構成については図示及び説明を省略する。以下、第４の実施の形態に特徴的な処理について説明する。
【００７１】
図１１は、積算電力に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
まず、画像形成装置によりプリントが行われる毎に、電力測定回路１４により誘導加熱コイル７３における電流及び電圧が計測される。この電流及び電圧に基づいて誘導加熱コイル７３で消費される電力が算出され、さらに、通紙開始からの積算電力Ｗ１が算出される（ステップＳ３１）。そして、積算電力Ｗ１が所定電力Ｗ２以上であるか否かが判断される（ステップＳ３２）。
【００７２】
積算電力Ｗ１が所定電力Ｗ２以上である場合には（ステップＳ３２；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が開始される（ステップＳ３３）。冷却ファン７８，７９の駆動により、定着ローラ７１内部の仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに空気が互いに逆方向に流れ、誘導加熱コイル７３が冷却される。そして、メインフローに戻る。
【００７３】
第４の実施の形態における画像形成装置によれば、仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に空気を流すので、定着ローラ７１の端部同士で温度差がなくなり、定着ローラ７１における軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、記録紙の通紙開始からの誘導加熱コイル７３で消費される積算電力Ｗ１が所定電力Ｗ２以上になることにより、誘導加熱コイル７３の温度の上昇を予測して、冷却ファン７８，７９の駆動を開始させることができる。
【００７４】
＜変形例＞
第４の実施の形態の変形例として、通紙開始からの積算枚数又は積算電力に基づいて冷却ファン７８，７９の駆動を開始させる場合について説明する。
図１２に示すように、まず、排紙センサ９により定着装置７から排出される記録紙が検出される毎に、カウンタ１１により通紙開始からのプリント積算枚数Ｃ１が計測される（ステップＳ４１）。そして、積算枚数Ｃ１が所定枚数Ｃ２以上であるか否かが判断される（ステップＳ４２）。
【００７５】
積算枚数Ｃ１が所定枚数Ｃ２以上でない場合には（ステップＳ４２；ＮＯ）、電力測定回路１４により計測された誘導加熱コイル７３における電流及び電圧に基づいて誘導加熱コイル７３で消費される電力が算出され、通紙開始からの積算電力Ｗ１が算出される（ステップＳ４３）。そして、積算電力Ｗ１が所定電力Ｗ２以上であるか否かが判断される（ステップＳ４４）。
【００７６】
積算電力Ｗ１が所定電力Ｗ２以上でない場合には（ステップＳ３２；ＮＯ）、ステップＳ４１に戻る。
【００７７】
積算電力Ｗ１が所定電力Ｗ２以上である場合（ステップＳ４４；ＹＥＳ）、又は、積算枚数Ｃ１が所定枚数Ｃ２以上である場合には（ステップＳ４２；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が開始される（ステップＳ４５）。冷却ファン７８，７９の駆動により、定着ローラ７１内部の仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに空気が互いに逆方向に流れ、誘導加熱コイル７３が冷却される。そして、メインフローに戻る。
このように、冷却ファン７８，７９を駆動させる際の条件を複数組み合わせてもよい。
【００７８】
［第５の実施の形態］
次に、本発明を適用した第５の実施の形態について説明する。
第５の実施の形態における画像形成装置は、第１の実施の形態に示した画像形成装置１と同様の構成であるため、同一の構成部分については同一の符号を付し、その構成については図示及び説明を省略する。以下、第５の実施の形態に特徴的な処理について説明する。
【００７９】
図１３は、紙詰まりの発生に基づく冷却ファン７８，７９の駆動処理を示すフローチャートである。
まず、用紙センサ８及び排紙センサ９の記録紙の検出状況に基づいて、画像形成装置内の紙詰まりの発生が検出される（ステップＳ５１）。
【００８０】
紙詰まりの発生が検出された場合には（ステップＳ５１；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が開始される（ステップＳ５２）。冷却ファン７８，７９の駆動により、定着ローラ７１内部の仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに空気が互いに逆方向に流れ、誘導加熱コイル７３が冷却される。
【００８１】
その後、画像形成装置内の紙詰まりが解消された場合には（ステップＳ５３；ＹＥＳ）、冷却ファン７８，７９の駆動が停止される（ステップＳ５４）。そして、メインフローに戻る。
【００８２】
第５の実施の形態における画像形成装置によれば、仕切り板７５によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に空気を流すので、定着ローラ７１の端部同士で温度差がなくなり、定着ローラ７１における軸方向上の温度分布の均一化を図ることができる。また、記録紙の紙詰まりが発生した場合に、冷却ファン７８，７９を駆動させるので、通紙が行われないことによる定着ローラ７１の急激な温度上昇を防ぐとともに、画像形成装置内の記録紙を除去する際のユーザの安全性を向上させることができる。
【００８３】
［第６の実施の形態］
次に、本発明を適用した第６の実施の形態について説明する。
第６の実施の形態における画像形成装置は、第１の実施の形態に示した画像形成装置１と同様の構成であるため、同一の構成部分については同一の符号を付し、その構成については図示及び説明を省略する。以下、第６の実施の形態に特徴的な処理について説明する。
【００８４】
第６の実施の形態では、画像形成装置において、アイドリング中、ウォームアップ中、ローパワーモード中、又はオフモード中には、冷却ファン７８，７９の駆動を停止させる。
【００８５】
図１４に、定着ローラ７１の温度の推移を示す。ウォームアップとは、図１４に示すように、定着ローラ７１の温度を室温からプリント可能な状態（設定温度Ｔ２）まで上昇させることをいう。
【００８６】
アイドリング（待機状態）とは、ウォームアップが終わって、次のプリント信号を待っている状態をいう。通常アイドリング時の設定温度はプリント中の設定温度Ｔ２となる。
【００８７】
ローパワーモードとは、設定温度を下げて次のプリント信号を待っている状態で、通常の待機状態よりも消費電力が少なくて済むと言うメリットがある。プリントを開始させるためには設定温度Ｔ２まで定着ローラ７１の温度を上昇させる必要があるので、プリント開始までの時間がアイドリング中よりも若干長くなるが、室温からのウォームアップよりも短い時間で済むというメリットがある。
【００８８】
オフモードとは、誘導加熱コイル７３に供給する電力を切った状態をいい、消費電力は無いが、ウォームアップに時間がかかる。
【００８９】
プリント終了後のアイドリング、ローパワーモード、オフモードへの移行は、ウォームアップタイムの長さや消費電力との兼ね合いにより、画像形成装置に応じて予め決められていてもよいし、モード移行への設定時間を含めてユーザが任意に設定可能となっていてもよい。
【００９０】
第６の実施の形態における画像形成装置によれば、アイドリング中、ウォームアップ中、ローパワーモード中、又はオフモード中には、冷却ファン７８，７９の駆動を停止させることにより、消費電力を低減させることができる。
【００９１】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の改良及び設計の変更を行ってもよい。
【００９２】
例えば、冷却ファン７８を、図２において右方から左方に向けて空間部中の空気を吸い出す方向に回転させ、冷却ファン７９を、図２において左方から右方に向けて空間部中の空気を吸い出す方向に回転させてもよい。
【００９３】
また、図１５に示すように、定着ローラ７１の他端部７１ｂの近傍であって仕切り板７５により仕切られた一方の空間部（図１５において上方の空間部）に対向する位置に、冷却ファン７８から送り込まれた空気を吸い出す冷却ファン８０を配置し、定着ローラ７１の一端部７１ａの近傍であって仕切り板７５により仕切られた他方の空間部（図１５において下方の空間部）に対向する位置に、冷却ファン７９から送り込まれた空気を吸い出す冷却ファン８１を配置してもよい。
【００９４】
さらに、図２中の冷却ファン７８，７９、又は図１５中の冷却ファン７８，７９，８０，８１に代えて冷却ポンプを配し、各冷却ポンプを作動させることにより、仕切り板７５により仕切られたそれぞれの空間部に対し、冷却媒体としての液体（例えば水）を互いに逆方向に流すような構成としてもよい。
【００９５】
また、誘導加熱コイル７３は、定着ローラ７１を加熱させるように配置されていればよい。図１６及び図１７に、誘導加熱コイル７３の巻き方向が異なる例を示す。図１６は定着ローラ７１の上面図、図１７は定着ローラ７１の断面図である。ただし、図１６においては、定着ローラ７１の上半分を切り取った状態を示している。図１６及び図１７において、図２及び図３に示した画像形成装置１と同様の構成部分については同一の符号を付し、説明を省略する。図１６及び図１７に示す例では、定着ローラ７１の軸方向に電流が流れるよう誘導加熱コイル７３が配置されている。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】第１の実施の形態の画像形成装置１の概略構成図である。
【図２】定着ローラ７１の上面図である。
【図３】定着ローラ７１の断面図である。
【図４】画像形成装置１の制御ブロック図である。
【図５】画像形成装置１により実行されるローラ温度Ｔ１に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
【図６】画像形成装置１により実行されるローラ温度Ｔ１に基づく冷却ファン７８，７９の駆動停止処理を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施の形態の画像形成装置により実行されるコイル温度Ｔ３に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施の形態の画像形成装置により実行されるコイル温度Ｔ３に基づく冷却ファン７８，７９の駆動停止処理を示すフローチャートである。
【図９】第３の実施の形態の画像形成装置により実行される積算枚数に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施の形態の画像形成装置により実行されるプリント終了時からの経過時間に基づく冷却ファン７８，７９の駆動停止処理を示すフローチャートである。
【図１１】第４の実施の形態の画像形成装置により実行される積算電力に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
【図１２】第４の実施の形態の変形例の画像形成装置により実行される通紙開始からの積算枚数又は積算電力に基づく冷却ファン７８，７９の駆動開始処理を示すフローチャートである。
【図１３】第５の実施の形態の画像形成装置により実行される紙詰まりの発生に基づく冷却ファン７８，７９の駆動処理を示すフローチャートである。
【図１４】各モードにおける定着ローラ７１の温度推移を示す略図である。
【図１５】図２の変形例を示す図である。
【図１６】誘導加熱コイル７３の巻き方向が異なる例を示す定着ローラ７１の上面図である。
【図１７】誘導加熱コイル７３の巻き方向が異なる例を示す定着ローラ７１の断面図である。
【符号の説明】
【００９７】
１ 画像形成装置
２ 感光体
３ 帯電ユニット
４ プリントヘッド
５ 現像ユニット
６ 転写ユニット
７ 定着装置
７１ 定着ローラ
７２ 加圧ローラ
７３ 誘導加熱コイル
７４ コア
７５ 仕切り板
７６ ローラ温度センサ
７７ コイル温度センサ
７８，７９ 冷却ファン
８ 用紙センサ
９ 排紙センサ
１０ ＣＰＵ
１１ カウンタ
１２ ＡＣ電源
１３ ＩＨヒータ制御回路
１４ 電力測定回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空筒体状の定着ローラと、
前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、
前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、
前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、
前記定着ローラの温度を検出するローラ温度検出手段と、
前記ローラ温度検出手段によって検出された前記定着ローラの検出温度をＴ１、前記定着ローラの設定温度をＴ２、第１の安全係数をα１（０＜α１＜１）として、前記定着ローラの検出温度Ｔ１が
Ｔ１＞Ｔ２×α１
の関係を満たした場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記冷却ファン駆動制御手段は、第２の安全係数をα２（０＜α２＜１）として、前記定着ローラの検出温度Ｔ１が
Ｔ１＜Ｔ２×α２
の関係を満たした場合に、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
中空筒体状の定着ローラと、
前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、
前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、
前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、
前記誘導加熱コイルの温度を検出するコイル温度検出手段と、
前記コイル温度検出手段によって検出された前記誘導加熱コイルの検出温度をＴ３、前記誘導加熱コイルの耐熱温度をＴ４、第３の安全係数をα３（０＜α３＜１）として、前記誘導加熱コイルの検出温度Ｔ３が
Ｔ３＞Ｔ４×α３
の関係を満たした場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記冷却ファン駆動制御手段は、第４の安全係数をα４（０＜α４＜１）として、前記誘導加熱コイルの検出温度Ｔ３が
Ｔ３＜Ｔ４×α４
の関係を満たした場合に、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
中空筒体状の定着ローラと、
前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、
前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、
前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、
記録紙の通紙開始からの前記誘導加熱コイルで消費される積算電力が所定値以上になった場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
中空筒体状の定着ローラと、
前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、
前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、
前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、
記録紙の通紙開始からの積算枚数が所定値以上になった場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記冷却ファン駆動制御手段は、プリント終了時に、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記冷却ファン駆動制御手段は、プリント終了時から所定時間経過した後に、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記冷却ファン駆動制御手段は、アイドリング中、ウォームアップ中、ローパワーモード中、又はオフモード中には、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
中空筒体状の定着ローラと、
前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、
前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、
前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、
記録紙の紙詰まりが発生した場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
中空筒体状の定着ローラと、
前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、
前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、
前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、
前記定着ローラの温度を検出するローラ温度検出手段と、
前記ローラ温度検出手段によって検出された前記定着ローラの検出温度をＴ１、前記定着ローラの設定温度をＴ２、第１の安全係数をα１（０＜α１＜１）として、前記定着ローラの検出温度Ｔ１が
Ｔ１＞Ｔ２×α１
の関係を満たした場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記冷却ファン駆動制御手段は、第２の安全係数をα２（０＜α２＜１）として、前記定着ローラの検出温度Ｔ１が
Ｔ１＜Ｔ２×α２
の関係を満たした場合に、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
中空筒体状の定着ローラと、
前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、
前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、
前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、
前記誘導加熱コイルの温度を検出するコイル温度検出手段と、
前記コイル温度検出手段によって検出された前記誘導加熱コイルの検出温度をＴ３、前記誘導加熱コイルの耐熱温度をＴ４、第３の安全係数をα３（０＜α３＜１）として、前記誘導加熱コイルの検出温度Ｔ３が
Ｔ３＞Ｔ４×α３
の関係を満たした場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記冷却ファン駆動制御手段は、第４の安全係数をα４（０＜α４＜１）として、前記誘導加熱コイルの検出温度Ｔ３が
Ｔ３＜Ｔ４×α４
の関係を満たした場合に、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
中空筒体状の定着ローラと、
前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、
前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、
前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、
記録紙の通紙開始からの前記誘導加熱コイルで消費される積算電力が所定値以上になった場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
中空筒体状の定着ローラと、
前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、
前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、
前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、
記録紙の通紙開始からの積算枚数が所定値以上になった場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記冷却ファン駆動制御手段は、プリント終了時に、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記冷却ファン駆動制御手段は、プリント終了時から所定時間経過した後に、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記冷却ファン駆動制御手段は、アイドリング中、ウォームアップ中、ローパワーモード中、又はオフモード中には、前記冷却ファンの駆動を停止させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
中空筒体状の定着ローラと、
前記定着ローラの内筒部に、その内周面との間に当該定着ローラの軸方向に連通する空間部を保持して固定配置された誘導加熱コイルと、
前記定着ローラの空間部内に、当該空間部を前記定着ローラの周方向に沿って分割すべく前記定着ローラの軸方向に延在された仕切り部材と、
前記仕切り部材によって分割された空間部のそれぞれに互いに逆方向に冷却媒体を流すよう前記誘導加熱コイルの端部に設置された冷却ファンと、
記録紙の紙詰まりが発生した場合に、前記冷却ファンの駆動を開始させる冷却ファン駆動制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００６−１０９３２（Ｐ２００６−１０９３２Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８６２５６（Ｐ２００４−１８６２５６）
【出願日】平成１６年６月２４日（２００４．６．２４）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２４日（２００４．６．２４）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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