(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材を局所加熱可能な第１の加熱手段と、
前記定着部材との間で記録媒体を押圧するための加圧部材を加熱する第２の加熱手段と、
前記加圧部材の表面温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段によって検知された前記表面温度に基づいて第２の加熱手段を制御して前記加圧部材の温度を制御する温度制御手段と、を有し、
前記温度制御手段は、前記トナー層と前記定着部材との界面位置における温度である第２の界面温度を維持しながら、前記記録媒体と前記記録媒体上に担持されたトナー層との界面位置における温度である用紙トナー界面温度を上昇させるように第２の加熱手段を制御して、前記記録媒体上のトナーが担持された位置における、前記定着部材と前記加圧部材との間の温度勾配を形成する定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、
第２の加熱手段として、前記加圧部材の外側に配設された加熱手段を有することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の定着装置において、
前記加圧部材は、中空状の加圧ローラであり、
第２の加熱手段として、前記加圧ローラの内側に配設された加熱手段を有することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の定着装置において、
前記温度制御手段による前記加圧部材の制御温度を、記録媒体の厚みに応じて設定することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の定着装置において、
前記温度制御手段による前記加圧部材の制御温度を、記録媒体に担持されたトナー層の厚みに応じて設定することを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項４または５記載の定着装置において、
前記温度検知手段は、前記加圧部材の表面温度を検知することを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１つに記載の定着装置において、
第２の加熱手段は、前記加圧部材を局所加熱可能であることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１つに記載の定着装置において、
前記定着部材は定着ベルトであり、前記加圧部材はローラであることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた、定着ベルト等の定着部材を局所加熱可能な加熱手段を有する定着装置、これを有するかかる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられ、用紙等の記録媒体に担持された像をかかる記録媒体に定着するための定着装置であって、定着部材、すなわちベルト定着タイプの定着装置における定着ベルト、あるいは熱ローラ対タイプの定着装置における定着ローラ等の定着部材と、加圧ローラ等の加圧部材と、定着部材を加熱する加熱手段とを備えた定着装置が知られている（たとえば、〔特許文献１〕、〔特許文献２〕参照）。
【０００３】
加熱手段としては、記録媒体の搬送方向すなわち定着部材の幅方向全体にわたって延在し定着部材を幅方向全体にわたって加熱するなど、定着部材を均一的に加熱するものと、定着部材を局所的に加熱するもの（たとえば、〔特許文献１〕、〔特許文献２〕参照）とが知られている。前者の加熱手段としては、たとえばハロゲンヒータが挙げられ、後者の加熱手段としては、たとえばサーマルヘッドが挙げられる。
【０００４】
前者の加熱手段では、定着部材を均一的に加熱するため、熱が定着部材から加圧部材に移動して加圧部材にもある程度の蓄熱がなされることから、前者の加熱手段を有する定着装置では、加圧部材を加熱する熱源を有しない場合も多い。
【０００５】
しかし、前者の加熱手段を有する定着装置では、記録媒体の全体を加熱することとなるため、記録媒体の像を担持していない部分、いわゆる白地部分も加熱することとなるが、白地部分には本来熱を供給する必要はなく、エネルギーを無駄に消費することとなる。
【０００６】
これに対し、後者の加熱手段を有する定着装置では、記録媒体の、像を担持している部分すなわち像担持部分のみを加熱可能であるため、無駄なエネルギー消費が抑制され、前者の定着装置と比較して無駄な消費電力が大幅に削減されることとなる。
献４〕参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、後者の加熱手段を有する定着装置では、加熱手段によって、記録媒体の像担持部分を狙って、定着部材に熱が与えられるがゆえに、加圧部材が昇温しにくく、加圧部材は常時低い温度となっているため、加熱手段によって定着部材に与えられた、定着にのみ消費されるべき熱が、加圧部材によって急速に奪われ、定着不良が発生するという問題がある。
【０００８】
よって、無駄な消費電力の削減という観点とは矛盾するが、かかる問題を回避するには、加圧部材の温度はある程度上昇させておくか、加熱手段によって定着部材に与える熱量を増加することが考えられる。しかしながら、後者の方式では、加圧部材の温度が低い状態で加熱手段によって定着部材の温度をやみくもに上昇させると、記録媒体の界面とこれに担持されている像の界面との間での温度差が大きくなり、定着不良の問題は回避可能であるが光沢度が出ない、あるいは光沢度が出すぎるといった、定着性と光沢度とのトレードオフの問題が生ずる。
【０００９】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた、定着ベルト等の定着部材を局所加熱可能な加熱手段を有する定着装置であって、局所加熱可能な加熱手段を備えていることによる加圧部材の吸熱に起因する定着不良を、定着画像の質を担保しつつ、防止ないし抑制可能とした定着装置、これを有するかかる画像形成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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、定着部材を局所加熱可能な第１の加熱手段と、前記定着部材との間で記録媒体を押圧するための加圧部材を加熱する第２の加熱手段と、前記加圧部材の表面温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段によって検知された前記表面温度に基づいて第２の加熱手段を制御して前記加圧部材の温度を制御する温度制御手段と、を有し、前記温度制御手段は、前記トナー層と前記定着部材との界面位置における温度である第２の界面温度を維持しながら、前記記録媒体と前記記録媒体上に担持されたトナー層との界面位置における温度である用紙トナー界面温度を上昇させるように第２の加熱手段を制御して、前記記録媒体上のトナーが担持された位置における、前記定着部材と前記加圧部材との間の温度勾配を形成する定着装置にある。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、第２の加熱手段として、前記加圧部材の外側に配設された加熱手段を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の定着装置において、前記加圧部材は、中空状の加圧ローラであり、第２の加熱手段として、前記加圧ローラの内側に配設された加熱手段を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の定着装置において、
前記温度制御手段による前記加圧部材の制御温度を、記録媒体の厚みに応じて設定することを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の定着装置において、前記温度制御手段による前記加圧部材の制御温度を、記録媒体に担持されたトナー層の厚みに応じて設定することを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の定着装置において、前記温度検知手段は、前記加圧部材の表面温度を検知することを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の定着装置において、第２の加熱手段は、前記加圧部材を局所加熱可能であることを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の定着装置において、前記定着部材は定着ベルトであり、前記加圧部材はローラであることを特徴とする。
請求項９記載の発明は、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、定着部材を局所加熱可能な第１の加熱手段と、前記定着部材との間で記録媒体を押圧するための加圧部材を加熱する第２の加熱手段と、前記加圧部材の表面温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段によって検知された前記表面温度に基づいて第２の加熱手段を制御して前記加圧部材の温度を制御する温度制御手段と、を有し、前記温度制御手段は、前記トナー層と前記定着部材との界面位置における温度である第２の界面温度を維持しながら、前記記録媒体と前記記録媒体上に担持されたトナー層との界面位置における温度である用紙トナー界面温度を上昇させるように第２の加熱手段を制御して、前記記録媒体上のトナーが担持された位置における、前記定着部材と前記加圧部材との間の温度勾配を形成する定着装置にあるので、記録媒体と記録媒体上に担持されたトナー層との界面位置における温度である用紙トナー界面温度と、トナー層と前記定着部材との界面位置における温度である第２の界面温度と、を第２の界面温度を維持しながら、用紙トナー界面温度を上昇させるように制御するから、消費エネルギーを抑えて、良好な定着性を確保しながらも、光沢度を許容範囲内に抑えることが可能な定着装置を提供することができる。
【００１９】
第２の加熱手段として、前記加圧部材の外側に配設された加熱手段を有することとすれば、局所加熱可能な第１の加熱手段を用いること及び第２の加熱手段によって加圧部材を表面側から昇温させることで消費エネルギーをより高度に抑制しながら、第２の加熱手段によって加圧部材を昇温させることで局所加熱可能な第１の加熱手段を備えていることによる加圧部材の吸熱に起因する定着不良を、定着画像の質を担保しつつ、防止ないし抑制可能とした定着装置を提供することができる。
【００２０】
前記加圧部材は、中空状の加圧ローラであり、第２の加熱手段として、前記加圧ローラの内側に配設された加熱手段を有することとすれば、局所加熱可能な第１の加熱手段を用いることで消費エネルギーを抑制しながら、加圧部材を内側から昇温させる比較的一般的な構成で局所加熱可能な第１の加熱手段を備えていることによる加圧部材の吸熱に起因する定着不良を、定着画像の質を担保しつつ、防止ないし抑制可能とした定着装置を提供することができる。
【００２１】
前記加圧部材の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段によって検知された温度に基づいて第２の加熱手段を制御して前記加圧部材の温度を制御する温度制御手段とを有し、前記温度制御手段による前記加圧部材の制御温度を、記録媒体の厚みに応じて設定することとすれば、局所加熱可能な第１の加熱手段を用いることで消費エネルギーを抑制しながら、記録媒体の厚みに応じた適切な温度制御により、第２の加熱手段によって記録媒体の厚みに応じて加圧部材を昇温させることで局所加熱可能な第１の加熱手段を備えていることによる加圧部材の吸熱に起因する定着不良を、幅広い厚みの記録媒体について、定着画像の質を担保しつつ、より高い精度で防止ないし抑制可能とした定着装置を提供することができる。
【００２２】
前記加圧部材の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段によって検知された温度に基づいて第２の加熱手段を制御して前記加圧部材の温度を制御する温度制御手段とを有し、前記温度制御手段による前記加圧部材の制御温度を、記録媒体に担持されたトナー層の厚みに応じて設定することとすれば、局所加熱可能な第１の加熱手段を用いることで消費エネルギーを抑制しながら、記録媒体に担持されたトナー層の厚みに応じた適切な温度制御により、第２の加熱手段によって記録媒体の厚みに応じて加圧部材を昇温させることで局所加熱可能な第１の加熱手段を備えていることによる加圧部材の吸熱に起因する定着不良を、幅広い種類の画像について、定着画像の質を担保しつつ、より高い精度で防止ないし抑制可能とした定着装置を提供することができる。
【００２３】
前記温度検知手段は、前記加圧部材の表面温度を検知することとすれば、局所加熱可能な第１の加熱手段を用いることで消費エネルギーを抑制しながら、定着性能を左右し易い加圧部材の表面温度に基づく適切な温度制御により、第２の加熱手段によって記録媒体の厚みに応じて加圧部材を昇温させることで局所加熱可能な第１の加熱手段を備えていることによる加圧部材の吸熱に起因する定着不良を、定着画像の質を担保しつつ、より高い精度で防止ないし抑制可能とした定着装置を提供することができる。
【００２４】
第２の加熱手段は、前記加圧部材を局所加熱可能であることとすれば、局所加熱可能な第１の加熱手段及び第２の加熱手段を用いることで消費エネルギーをより高度に抑制しながら、第２の加熱手段によって加圧部材の適切な位置を昇温させることで局所加熱可能な第１の加熱手段を備えていることによる加圧部材の吸熱に起因する定着不良を、定着画像の質を担保しつつ、防止ないし抑制可能とした定着装置を提供することができる。
【００２５】
本発明は、かかる定着装置を有する画像形成装置にあるので、局所加熱可能な第１の加熱手段を用いることで消費エネルギーを抑制しながら、第２の加熱手段によって加圧部材を昇温させることで局所加熱可能な第１の加熱手段を備えていることによる加圧部材の吸熱に起因する定着不良を、定着画像の質を担保しつつ、防止ないし抑制可能とした、消費エネルギーを抑制しながら良好な画像形成を行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を適用した定着装置及び画像形成装置の概略正面図である。
【図２】図１に示した定着装置に備えられた発熱素子の特性を示した図である。
【図３】図１に示した定着装置に備えられた発熱素子の他の特性を示した図である。
【図４】図１に示した定着装置の通紙時の定着ニップ部分の温度の傾向を示した図である。
【図５】図１に示した定着装置の概略構成図である。
【図６】図１に示した画像形成装置に備えられる定着装置の他の構成例の概略構成図である。
【図７】図１に示した画像形成装置に備えられる定着装置のまた他の構成例を示す概略図である。
【図８】図１に示した画像形成装置に備えられる定着装置のさらに他の構成例を示す概略図である。
【図９】図１に示した定着装置の定着ニップ部分の温度の、記録媒体との厚みと関連付けられた傾向を示した図である。
【図１０】本発明を適用した定着装置において加圧部材の制御温度を記録媒体の厚みと関連付けたテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置１００は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機であってフルカラーの画像形成を行うことが可能になっているが、他の画像形成装置、すなわち、モノクロ機や、複写機、プリンタ、ファクシミリの単体、あるいは複写機とプリンタとの複合機等他の複合機であっても良い。画像形成装置１００は、プリンタとして用いられる場合には、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。これは画像形成装置１００がファクシミリとして用いられる場合も同様である。
【００２８】
画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。画像形成装置１００は、記録媒体である用紙としての記録体である記録材たる転写紙Ｓの両面に画像形成可能な両面画像形成装置でもある。
【００２９】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能なドラム状の像担持体としての潜像担持体である感光体たる感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを、転写ベルト１１の張り渡し方向に沿って４連タンデム式に並べて設け平行配設したタンデム構造、言い換えるとタンデム方式を採用している。
【００３０】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、画像形成装置１００のプリンタ部として機能する本体９９の図示しないフレームに回転自在に支持され、中間転写体である転写体たる中間転写ベルトとしての転写ベルト１１の移動方向であって図１において反時計回り方向であるＡ１方向の上流側からこの順で並んでいる。各符号の数字の後に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒用の部材であることを示している。
【００３１】
各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫはそれぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の画像を形成するための作像装置としての画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫに備えられている。
【００３２】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、本体９９の内部のほぼ中央部に配設された無端のベルトとして構成されたエンドレスの転写ベルト１１の外周面側すなわち作像面側に位置している。
【００３３】
転写ベルト１１は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能となっている。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する転写媒体としての転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、転写紙Ｓに一括転写されるようになっている。よって画像形成装置１００は中間転写方式の画像形成装置となっている。したがって画像形成装置１００はタンデム型間接転写方式の電子写真装置となっている。
【００３４】
転写ベルト１１は、その下側の部分が各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに対向しており、この対向した部分である対向位置が、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ上のトナー像を転写ベルト１１に転写する１次転写領域としての１次転写部５８を形成している。
【００３５】
転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに形成されたトナー像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに対向する位置に配設された第１の転写ローラとしての１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
【００３６】
画像形成装置１００は、本体９９内に、４つの作像装置としての画像形成ステーションである画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫと、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの上方に対向して配設され、転写ベルト１１を備えた中間転写装置たる転写ユニットとしての中間転写ユニットである転写ベルトユニット１０と、図１における転写ベルト１１の右側において転写ベルト１１に対向して配設された２次転写装置５と、画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫの下方に対向して配設された潜像形成手段としての光書込みユニットである光学ユニットとしての書き込み装置たる露光装置としての光走査装置８とを有している。
【００３７】
画像形成装置１００はまた、本体９９内の光走査装置８の下方に、転写ベルト１１と２次転写装置５との間の２次転写領域としての２次転写部５７に向けて搬送される転写紙Ｓを多数枚積載可能な給紙ユニットとしての給紙トレイである給紙装置たるシート給送装置６１と、シート給送装置６１から搬送されてきた転写紙Ｓを、画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、２次転写部５７に向けて繰り出す搬送ローラとしてのレジストローラ対４と、転写紙Ｓの先端がレジストローラ対４に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。
【００３８】
画像形成装置１００はまた、本体９９内に、トナー像を転写された転写紙Ｓに同トナー像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしての定着部である定着装置６と、正回転時に定着済みの転写紙Ｓを本体９９の外部に排出する排出ローラである排紙ローラ対としての排紙装置である排紙ローラ７と、転写ベルトユニット１０の上方に配設され、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫと、本体９９の上側に配設され排出ローラ７により本体９９の外部に排出された転写紙Ｓを積載する、胴内排紙部によって形成された排紙トレイ１７とを有している。
【００３９】
画像形成装置１００はまた、本体９９の、同図における右側面に取り付けられた両面ユニット５１と、本体９９の上側に位置し原稿を読み取るスキャナとしての画像読取装置である読取装置９８とを有している。
【００４０】
画像形成装置１００はまた、本体９９内に、同図における右側に下方から上方に向けて形成され、その中途部に２次転写部５７、レジストローラ対４、定着装置６及び排紙ローラ７が設けられ、シート給送装置６１から繰り出された転写紙Ｓが進入する用紙搬送路８１と、用紙搬送路８１における転写紙Ｓの搬送方向においてレジストローラ対４の上流側で両面ユニット５１から用紙搬送路８１に合流する給紙路８２と、用紙搬送路８１における転写紙Ｓの搬送方向において定着装置６の下流側で用紙搬送路８１から両面ユニット５１に向けて分岐した再給紙搬送路８３とを有している。
【００４１】
画像形成装置１００はまた、本体９９内に、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫを回転駆動する図示しない駆動装置と、画像形成装置１００の動作全般を制御する図示しないＣＰＵ、メモリ等を含む図示しない制御手段とを有している。
【００４２】
画像形成装置１００はまた、本体９９の外面に、画像形成開始指示を行うための図示しないスタートスイッチ、転写紙Ｓの厚みを入力する紙種入力手段としての紙種入力キー等を備え画像形成装置１００の動作、作動態様を指定することが可能となっているとともに、所定の表示を行うための表示手段としての図示しない液晶表示装置を備えた図示しない操作パネルを有している。
画像形成装置１００は、排紙トレイ１７が本体９９の上方でかつ読取装置９８の下側に位置した胴内排紙型の画像形成装置である。
【００４３】
転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１の他に、１次転写バイアスローラとしての１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫと、転写ベルト１１を巻き掛けられ掛けまわした複数のローラとしての、駆動部材である駆動ローラ７２と、張架ローラとしてのクリーニング対向ローラ７４と、駆動ローラ７２及びクリーニング対向ローラ７４とともに転写ベルト１１を張架する支持ローラとしての張架ローラ３３、３４と、転写ベルト１１の外側から転写ベルト１１に当接しクリーニング対向ローラ７４とともに転写ベルト１１に所定の張力を与えるためのテンションローラ７５とを有している。
【００４４】
転写ベルトユニット１０はまた、クリーニング対向ローラ７４に対向する位置において転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１表面をクリーニングする中間転写体クリーニング装置であるベルトクリーニング装置としてのクリーニング装置１３と、駆動ローラ７２を回転駆動する図示しない駆動系と、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫに１次転写バイアスを印加し１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫとともに一次転写装置をそれぞれ構成する図示しないバイアス印加手段としての電源及びバイアス制御手段とを有している。
【００４５】
クリーニング対向ローラ７４、張架ローラ３３、３４、テンションローラ７５は、駆動ローラ７２によって回転駆動される転写ベルト１１に連れ回りする従動ローラとなっている。１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫは、転写ベルト１１をその裏面から感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫに向けて押圧してそれぞれ１次転写ニップを形成する。この１次転写ニップは、転写ベルト１１の、クリーニング対向ローラ７４と張架ローラ３３との間でほぼ水平に張り渡した部分において形成されている。クリーニング対向ローラ７４、張架ローラ３３、テンションローラ７５は、１次転写ニップを安定化する機能を有する。
【００４６】
各１次転写ニップには、１次転写バイアスの影響により、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫと１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫとの間に１次転写電界が形成される。感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ上に形成された各色のトナー像は、この１次転写電界やニップ圧の影響によって転写ベルト１１上に１次転写される。
【００４７】
駆動ローラ７２は、転写ベルト１１を介して２次転写装置５を当接されており、２次転写部５７を形成している。
クリーニング対向ローラ７４は、テンションローラ７５とともに、転写ベルト１１に、転写に適した所定の張力を与える加圧部材としてのテンションローラたる機能を有している。
【００４８】
クリーニング装置１３は、図１において転写ベルトユニット１０の左下方、具体的にはクリーニング対向ローラ７４の下方に配設されている。クリーニング装置１３は、図示を省略するが、クリーニング対向ローラ７４に対向する位置で転写ベルト１１に当接するように配設されたクリーニング部材と、クリーニング部材をその内部に収容したケースと、図１においてケースの紙面手前側に配設された廃トナー回収ボトルとを有している。
【００４９】
クリーニング装置１３は、転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニング部材で掻き取り、除去して、転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。転写ベルト１１から除去されたかかる異物は廃トナー回収ボトルに貯蔵される。廃トナー回収ボトルは前面パネルを開いた状態で図１における紙面手前側に取り出し可能となっており、内部の異物が満杯になったときに新たなものと交換可能になっている。なお、後述するクリーニング装置７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１ＢＫも同様に交換可能な廃トナー回収ボトルを有している。
【００５０】
シート給送装置６１は、転写紙Ｓを複数枚重ねた転写紙束の状態で収容するものであり、本体９９の下部において光走査装置８の下方に配設されている。シート給送装置６１は、複数枚の転写紙Ｓを紙束の状態で収容可能な鉛直方向に複数重なるように、本形態では２段に備えられた給紙カセット２５と、各給紙カセット２５に積載された転写紙Ｓのうち最上位の転写紙Ｓの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ２４と、給紙ローラ２４によって送り出された転写紙Ｓのうちの１枚のみを分離してさらに搬送する図示しない分離ローラとを有しており、給送ローラ２４が所定のタイミングで反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の転写紙Ｓをレジストローラ対４に向けて給送するようになっている。
【００５１】
シート給送装置２３は、給送ローラ２４が選択的に図中反時計回り方向に回転駆動され、分離ローラが作用することにより、その給紙カセット２５に積載された転写紙Ｓのうち最上位の転写紙Ｓを用紙搬送経路８１に入れてレジストローラ対４に向けて給送し、搬送された転写紙Ｓがレジストローラ対４のローラ間に挟まれた状態で突き当られ止められるようになっている。
【００５２】
２次転写装置５は、駆動ローラ７２に対向して配置されている。２次転写装置５は、図示を省略するが、駆動ローラ７２との間で転写ベルト１１を挟むようにして配設された転写部材である２次転写ローラを有している。２次転写装置５は、２次転写ローラにより、トナー像を転写された後の転写紙Ｓを定着装置６へと搬送するシート搬送機能も有している。
【００５３】
両面ユニット５１は、外側面側に配設された手差し給紙装置５３と、手差し給紙装置５３から両面ユニット５１内を横切るように配設された、給紙路８２の一部と、再給紙搬送経路８３を経た転写紙Ｓを給紙路８２に向けて反転して搬送する反転搬送経路２１と、反転搬送経路２１中に配設され転写紙Ｓを給紙路８２に向けて搬送する搬送ローラ２３とを有している。
【００５４】
手差し給紙装置５３は、転写紙Ｓを積載可能な手差し給紙トレイとしての手差しトレイ２７と、手差しトレイ２７に積載された転写紙Ｓのうち最上位の転写紙の上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ２８と、給送ローラ２８により繰り出された転写紙を１枚ずつ分離する図示しない分離ローラとを有している。
【００５５】
手差し給紙装置５３は、給送ローラ２８が図中時計回り方向に回転駆動され、分離ローラが作用することにより、最上位の転写紙Ｓをレジストローラ対４に向けて給送し、搬送された転写紙Ｓがレジストローラ対４のローラ間に挟まれた状態で突き当られ止められるようになっている。
【００５６】
定着装置６は、定着部材としての無端ベルト状の定着ベルト６４と、定着ベルト６４を巻き掛けた架け回した定着ローラ６５と、定着ローラ６５とともに定着ベルト６４を巻き掛け定着ベルト６４の張力を一定に保つテンションローラ６２と、定着ローラ６５との間で定着ベルト６４に圧接し転写紙Ｓを押圧する圧接部である定着部としての定着ニップを形成するための加圧部材としての加圧ローラ６３と、定着ベルト６４を分割的に局所加熱可能な第１の加熱手段としての第１の熱源であるサーマルヘッド６６と、加圧ローラ６３を加熱する第２の加熱手段としての第２の熱源であるハロゲンヒータ６７と、定着ニップを形成するための付勢手段としての図示しないばねを有している。
【００５７】
定着ベルト６４の材質は耐熱性に優れ、高耐久であるポリイミドであり、厚さは数１０ミクロンである。定着ローラ６５と加圧ローラ６３との一方の回転軸は固定されているとともに、他方の回転軸は移動可能に支持されることで一方のローラに対して接離可能となっており、ばねで付勢されることで、定着ローラ６５と加圧ローラ６３との間で定着ベルト６４を介して定着ニップが形成されている。テンションローラ６２と、定着ベルト６４と、定着ローラ６５とは、定着ベルト６４が無端移動するベルトユニットを構成している。
【００５８】
サーマルヘッド６６は、定着ベルト６４の回転方向である転写紙Ｓの搬送方向に垂直な定着ベルト６４の幅方向すなわち図１における紙面に垂直な方向に、多数の微小発熱体としての発熱素子が、定着ベルト６４の幅方向の略全幅にわたって、１インチあたり２００ドット、３００ドットなどの密度で並設されている。
【００５９】
サーマルヘッド６６は、定着ベルト６４の内側に配設されており、かかる多数の発熱素子は定着ベルト６４の内面に接触し当接している。サーマルヘッド６６は、定着ベルト６４の内面に対して、その延在している定着ベルト６４の幅方向言い換えると軸方向における長さ１センチあたり約２００グラム程度の圧力で接している。
【００６０】
加圧ローラ６３は中空状で薄肉の円筒状をなしている。
ハロゲンヒータ６７は、かかる円筒状の加圧ローラ６３の内側の、加圧ローラ６３の中心部に配設されている。ハロゲンヒータ６７は、加圧ローラ６３の幅方向の全体にわたって延在しており、非接触型で輻射熱を用いた、局所加熱不能な加熱手段となっている。
【００６１】
定着装置６は、トナー像を担持した転写紙Ｓを定着ニップに挟み込む態様で通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙Ｓの表面に定着するようになっている。
【００６２】
このような定着動作におけるサーマルヘッド６６によるトナーの加熱について説明する。
サーマルヘッド６６は、発生する熱エネルギーにより定着ベルト６４を介して転写紙Ｓ上のトナーを加熱するが、サーマルヘッド６６に対しては、制御手段により、後述するように、発熱素子への発熱制御が行われ、そのエネルギーが定着ベルト６４を介して転写紙Ｓの表面に加わる結果、転写紙Ｓの先端から順次、８０ミクロン程度のピッチで、発熱素子の発熱エネルギーが所定の固定の値に達するまで加えられて、トナーの溶融定着が行われる。
【００６３】
サーマルヘッド６６は、その発熱温度、具体的には各発熱素子の発熱温度を自己で時々刻々検知可能な方式となっている。各発熱素子はドットごとに独立しており、その金属の組成はＡｌとＣｒとＢｏとの合金で、図２に示すように、その温度に応じて抵抗値が直線的に変化する。この特性から、時々刻々の素子の温度が検知される。すなわち、各発熱素子の発熱温度が、同発熱素子自身で時々刻々検知される。このような構成のサーマルヘッド６６おいて、発熱素子それぞれが温度制御され、定着動作を行う。
【００６４】
図３に、サーマルヘッド６６の加熱時間と測定温度の関係を示す。サーマルヘッド６６の発熱素子の温度は加熱時間と共に上昇する。本形態では所定のエネルギー値に到達するまで発熱素子ごとに加熱を行い、到達したら直ちにその発熱素子の加熱を停止する。
【００６５】
このようにして、サーマルヘッド６６からの発熱量を定着ベルト６４が受け、その熱を定着ニップまで輸送しトナー像に熱を与える。
なおここではハロゲンヒータ６７を第２の発熱手段の例としたが、第２の発熱手段はセラミックヒータや誘導加熱（ＩＨ）など、他の熱源を用いたものでも構わない。
定着装置６のその余については後述する。
【００６６】
トナーボトル９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫ内のイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーは、重合トナーであって、図示しない駆動手段によって回転されることでトナーを吐出し、図示しないパイプ等によって構成された搬送経路を経て、所定の補給量だけ、後述するように画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫに備えられた現像装置８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０ＢＫに補給される。
【００６７】
読取装置９８は、詳細な図示を省略するが、原稿を載置するコンタクトガラス、コンタクトガラスに載置された原稿に光を照射する光源及び光源から原稿に照射され反射された光を反射する第１の反射体を備え図１における左右方向に走行する第１走行体、第１走行体の反射体によって反射された光を反射する第２の反射体を備えた第２走行体、第２走行体からの光を結像するための結像レンズ、結像レンズを経た光を受け原稿の内容を読み取る読み取りセンサ等を備えている。
【００６８】
画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫは互いに同様の構成となっている。画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫはそれぞれ、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの周囲に、図１中時計方向であるその回転方向Ｂ１に沿って、プロセス手段として、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫと、クリーニング手段としてのクリーニング装置７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１ＢＫと、除電手段としての図示しない除電装置と、ＡＣ帯電を行なう帯電手段としての帯電装置７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９ＢＫと、２成分現像剤により現像を行う現像手段としての現像装置８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０ＢＫとを有している。
【００６９】
感光体ドラム２０Ｙ、クリーニング装置７１Ｙ、除電装置、帯電装置７９Ｙ、現像装置８０Ｙは、一体化されてプロセスカートリッジを構成している。感光体ドラム２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの周りの各構成も同様にそれぞれ一体化されてプロセスカートリッジを構成している。これらプロセスカートリッジは、前面パネルを開いた状態で図１における手前側である感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの回転軸方向に着脱可能となっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことができるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。
【００７０】
このような構成の画像形成装置１００においては、スタートスイッチの押下等により画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫにおいてそれぞれ次の画像形成プロセスが実行されること等によって、画像形成が行われる。すなわち、カラー画像を形成すべき旨の信号が入力されると、適宜、読取装置９８において原稿の読み取りが行われる等して形成すべき画像に対応したデータが取得されるとともに、駆動ローラ７２が駆動され、転写ベルト１１、クリーニング対向ローラ７４、張架ローラ３３、３４、テンションローラ７５が従動回転するとともに、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫがＢ１方向に回転駆動される。
【００７１】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫはそれぞれ、Ｂ１方向への回転に伴い、帯電装置７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９ＢＫにより表面を一様に帯電され、形成すべき画像に対応したデータに基づいて制御手段によって駆動される光走査装置８からのレーザー光の露光走査によりイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した静電潜像を形成され、この静電潜像を現像装置８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０ＢＫによりイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーにより現像されて顕像化され、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像によって構成された単色画像が形成される。
【００７２】
現像により得られたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像は、順次、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫによって、Ａ１方向に回転している転写ベルト１１上の同じ位置に重ねて転写され、転写ベルト１１上には合成カラー画像が形成される。
【００７３】
一方、カラー画像を形成すべき旨の信号の入力に伴い、各給紙カセット２５に対応する給紙ローラ２４、手差しトレイ２７に対応する給送ローラ２８の何れかが選択されて回転駆動され、転写紙Ｓを繰り出すとともに１枚ずつ分離して搬送し、搬送された転写紙Ｓはレジストローラ対４に突き当てられた状態で停止する。両面画像形成の場合は、定着装置６においてその片面に後述のように画像が定着された転写紙Ｓが、反転搬送経路２１を通って表裏反転された状態で、レジストローラ対４に突き当てられた状態で停止する。
【００７４】
転写ベルト１１上に重ね合わされた合成カラー画像が転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴って２次転写部５７まで移動するタイミングに合わせて、レジストローラ対４が回転し、２次転写部５７では、合成カラー画像が、２次転写部５７に送り込まれた転写紙Ｓに密着し、ニップ圧の作用によって転写紙Ｓに２次転写され、記録される。
【００７５】
転写紙Ｓは２次転写装置５およびＡ１方向に回転する転写ベルト１１によって搬送されて定着装置６に送り込まれ、定着装置６において加熱ローラ６２と加圧ローラ６３との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像すなわち合成カラー画像を定着される。
【００７６】
定着装置６を通過した、合成カラー画像を定着済みの転写紙Ｓは、排紙ローラ７を経て本体９９外に排出され、本体９９の上部の排紙トレイ１７上にスタックされる。両面画像形成の場合は、片面に定着済みの転写紙Ｓは再給紙経路８２及び反転搬送経路２１を通って再度レジストローラ対４に向けて搬送される。
【００７７】
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、転写後に残留した転写残トナーをクリーニング装置７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１ＢＫにより除去され、除電装置によって除電され、帯電装置７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９ＢＫによる次の帯電に供される。
【００７８】
２次転写を終えた２次転写部５７を通過後の転写ベルト１１は、クリーニング装置１３に備えられたクリーニング部材によってその表面をクリーニングされ、次の転写に備える。
【００７９】
ここで、サーマルヘッド６６は、すでに述べたように、定着ベルト６４の幅方向の略全幅にわたって多数の発熱素子を有しており、定着ベルト６４を介して転写紙Ｓ上のトナーを加熱し溶融するようになっているが、転写紙Ｓ上に担持されているトナーの位置によらずすべての発熱素子を駆動すると、いわゆる白地部分や非通紙領域も加熱することとなり、エネルギーを無駄に消費することとなる。そこで、各発熱素子は、転写紙Ｓ上のトナーの位置に対応する位置の定着ベルト６４を加熱するべく、制御手段によって駆動タイミングを制御されるようになっている。具体的には、制御手段は、形成すべき画像に対応したデータに基づいて光走査装置８を駆動するのと同様に、各発熱素子を形成すべき画像に対応したデータに基づいて駆動する。すなわち、定着ベルト６４がその回転により定着ニップに至ったときにこの定着ニップに進入して来た転写紙Ｓ上のトナーを加熱するように、かかるトナーの位置に合わせて、制御手段により、複数の発熱素子を適切なタイミングで選択的に駆動し、これにより、定着ベルト６４は、定着ベルト６４の幅方向及び定着ベルト６４の回転方向において、転写紙Ｓ上のトナーによって構成された像に対応する領域が加熱される。この点、制御手段は、第１の加熱手段駆動制御手段、発熱素子選択駆動制御手段、定着部材加熱制御手段として機能する。
【００８０】
複数の発熱素子のピッチや発熱の応答速度にもよるが、サーマルヘッド６６は、このようにして、転写紙Ｓ上のトナー像に対応した領域すなわち像担持部分のみを狙って、定着ベルト６４を加熱するようになっている。そのため、たとえば定着ベルト６４の幅方向全体にわたってハロゲンヒータを設け、この局所加熱不能のハロゲンヒータによって定着ベルト６４を幅方向における略全幅及び回転方向における比較的大きな幅で加熱した場合に比べて、いわゆる余白部分や非通紙領域の加熱に消費されるエネルギーが大幅に抑制されるという利点があるものの、加圧ローラ６３が昇温しにくい。よって、加圧ローラ６３が低温であると、サーマルヘッド６６によって定着ベルト６４に与えられた、定着にのみ消費されるべき熱が、加圧ローラ６３によって急速に奪われ、定着不良が発生し得る。
【００８１】
このような現象を、図４に沿って説明する。同図において、横軸は、定着ニップにおける定着ベルト６４等の厚み方向の位置を示しており、縦軸は、温度を示している。同図は、トナー像を担持した転写紙Ｓが定着ニップを通過している場合の、定着ベルト６４等の厚み方向に沿った、定着ベルト６４、転写紙Ｓ上のトナー層、転写紙Ｓ、加圧ローラ６３の温度を示している。同図において、矢印Ｘで示す位置は、サーマルヘッド６６によって加熱される定着ベルト６４の裏面位置を、丸印で示した位置は、転写紙Ｓとトナー像との界面位置である第１の界面位置を、四角印で示した位置は、トナー像と定着ベルト６４との界面位置である第２の界面位置を示している。
【００８２】
同図（ａ）に示されているように、定着ベルト６４はサーマルヘッド６６により加熱されて高い温度となっているが、転写紙Ｓ及び加圧ローラ６３は定着ベルト６４に比べて低温であるため、この場合、定着ベルト６４の表面温度すなわち第２の界面位置における温度言い換えるとトナー界面温度から第１の界面位置における温度すなわち用紙トナー界面温度さらには、加圧ローラ６３の表面温度に向けて、温度勾配がつく。
【００８３】
定着性すなわち、トナーが転写紙Ｓに固定される度合いは、用紙トナー界面温度と強い相関があり、定着性を確保するには、用紙トナー界面温度を十分に上昇させる必要がある。このため、良好な定着を行うには、用紙トナー界面温度が定着するのに十分な温度となるように、サーマルヘッド６６により定着ベルト６４の内側から外側へ熱を供給し、さらにその熱を第２の界面位置、トナー層を介して第１の界面位置に付与するなどして、用紙トナー界面温度を上げる必要がある。
【００８４】
一方、定着画像の品質を左右する要素の１つとなる光沢度は、第２の界面位置における温度すなわち第２の界面温度と強い相関があり、光沢度を良好にするには、言い換えると許容外光沢度の発生を防止ないし抑制するには、第２の界面温度を適正範囲にする必要がある。
【００８５】
さて、用紙トナー界面温度を定着するのに十分な温度とするためには以下の２つの方法が考えられる。
１．同図（ｂ）に示すように、サーマルヘッド６６からの供給熱量を増やし定着ベルト６４の表面温度を上げる。
２．同図（ｃ）に示すように、加圧ローラ６３の表面温度を上げる。
【００８６】
「１．」の方法を用いる場合は、同図（ｂ）に示されているように、定着ベルト６４の表面温度を上げることで、用紙トナー界面温度を黒塗りの丸印から白塗りの丸印へ上げている。ところがこの場合、トナー表層の温度である第２の界面温度も同時に、黒塗りの四角印から白塗りの四角印へ上昇する。第２の界面温度を上げすぎると光沢度が上がりすぎる、あるいは逆に熱量過多で下がることがある。つまり、定着性を満たそうと用紙トナー界面温度を上げようとしたために、第２の界面温度が上がりすぎ光沢度が要求を満たせないというトレードオフの関係が生ずる。
【００８７】
「２．」の方法を用いる場合は、同図（ｃ）に示されているように、加圧ローラ６３の温度を上げることで、定着ベルト６４から加圧ローラ６３に至る温度勾配がなだらかになる態様で、用紙トナー界面温度が黒塗りの丸印から白塗りの丸印へ上昇する。この場合には第２の界面温度はほぼ変わることがないため、光沢度を適正にしつつ、用紙トナー界面温度が上昇することとなり、上記のトレードオフの問題は解決する。
【００８８】
これらのことから次のことが分かる。定着ベルト６４等の定着部材全体を加熱する従来のタイプの定着方式では定着部材からの熱が回転により加圧ローラ６３等の加圧部材へ伝わるため、加圧部材の温度は一定以上の温度となっており、このようなトレードオフの問題は大きな問題としては認識されなかったが、本形態のように定着部材を局所加熱する方式の場合は上記のようなトレードオフの問題が発生する為、加圧部材温度を昇温させることが重要となる。
【００８９】
本形態において、加圧ローラ６３を加熱するハロゲンヒータ６７を有していることは、転写紙Ｓ上の画像領域に対応して定着ベルト６４を局所加熱するサーマルヘッド６６を備えている構成であることに起因して加圧ローラ６３を昇温させる必要があるという事情に適っている。
【００９０】
ところで、加圧ローラ６３は単にハロゲンヒータ６７によって加熱すると、過度に昇温する、あるいは昇温不足となるため、ハロゲンヒータ６７による加圧ローラ６３の加熱は制御する必要がある。
【００９１】
そのため、加圧ローラ６３の温度は、次のようにして制御されるようになっている。
図５に示すように、定着装置６は、加圧ローラ６３の温度を検知する温度検知手段としての接触型のサーミスタ６８と、サーミスタ６８を駆動する加熱駆動手段としてのＰＷＭ駆動回路６９と、あらかじめ指定された加圧ローラ６３の目標制御温度とサーミスタ６８により検知された加圧ローラ６３の温度との間の情報を基にＰＷＭ駆動回路６９を通してハロゲンヒータ６７への印加電力を単位時間当たりの通電時間（＝ＤＵＴＹ）で制御し加圧ローラ６３の温度を制御する加熱駆動制御手段としての温度制御手段である温度コントローラ７０とを有している。
【００９２】
加圧ローラ６３の目標制御温度は、先に述べた用紙トナー界面温度と第２の界面温度とを共に満足するように適切に決められたものである。
サーミスタ６８は、加圧ローラ６３の表面温度を検知するようになっており、この表面温度に基づいて加圧ローラ６３の温度が制御されるため、図４（ｃ）に示したように、定着性に強い相関がある用紙トナー界面温度を決定する、定着ベルト６４から加圧ローラ６３に至る温度勾配の制御精度が高く、良好な定着性が得られる。
ＰＷＭ駆動回路６９、温度コントローラ７０は、制御手段の一機能として実現することが可能である。
【００９３】
以上のように、定着装置６は、サーマルヘッド６６を用いた定着部材である定着ベルト６４の局所加熱定着方式において、加圧部材である加圧ローラ６３に熱源であるハロゲンヒータ６７を備え、加圧ローラ６３を加熱し加圧ローラ６３の温度を制御することにより、定着性と光沢度を両立し、かつエネルギーの無駄を抑制したものとなっている。
なお温度検知手段は、接触型のサーミスタに限らず、非接触型のサーミスタ、あるいは非接触型のサーモパイルなどであってもよい。
【００９４】
以上述べた構成では、加圧ローラ６３の内部にハロゲンヒータ６７を配置し、加圧ローラ６３の内側から周方向言い換えると回転方向に均一に加熱を行うようになっているが、サーマルヘッド６６を用いた局所加熱方式の利点は、余計な熱を加えずに電力消費を抑える点にあるため、加圧ローラ６３を均一に加熱することは、電力消費を抑えるという観点からは矛盾する。
【００９５】
そこでより電力消費を抑える為に、図６に示すように、加圧ローラ６３の外側にハロゲンヒータ６７を配置し、加圧ローラ６３を表層側から加熱することで、加圧ローラ６３内部へ無駄な熱を加えることなく加圧ローラ６３を加熱することが可能となる。
【００９６】
同図に示した定着装置６は、加圧ローラ６３の表層に当接し加圧ローラ６３に従動回転する、中空状で薄肉の円筒状の加熱部材としての加熱ローラ８４と、かかる円筒状の加熱ローラ８４の内側の、加熱ローラ８４の中心部に配設された外部熱源としてのハロゲンヒータ６７とを備え、ハロゲンヒータ６７からの熱を加熱ローラ８４を介して加圧ローラ６３に伝達し、加圧ローラ６３の表面温度を上げる構成となっている。その余の点は上述の定着装置６と同様である。ただし、加圧ローラ６３は中空状でなくとも良い。
【００９７】
このような定着装置６は、サーマルヘッド６６を用いた定着部材である定着ベルト６４の局所加熱定着方式において、加圧部材である加圧ローラ６３外側に熱源であるハロゲンヒータ６７を備え、加圧ローラ６３を加熱し加圧ローラ６３の温度を制御することにより、定着性と光沢度を両立しているとともに、加圧ローラ６３の、その回転方向において加熱を受ける部分から定着ニップに至るまでの部分を昇温により適温とするためエネルギーの無駄をより抑制したものとなっている。
【００９８】
以上述べた構成では、加圧ローラ６３を加熱する熱源としてハロゲンヒータ６７を用い、加圧ローラ６３を、その幅方向言い換えると軸方向において均一に加熱しているが、サーマルヘッド６６を用いた局所加熱方式の利点は、余計な熱を加えずに電力消費を抑える点にあるため、加圧ローラ６３を軸方向に均一に加熱することは、電力消費を抑えるという観点からは矛盾する。
【００９９】
そこで、図７に示すように、加圧ローラ６３の加熱手段としてもサーマルヘッド８５を用いて局所加熱を行うことにより、より電力消費を抑えることが可能となる。同図において、サーミスタ６８、ＰＷＭ駆動回路６９、温度コントローラ７０の図示は省略している。サーマルヘッド８５による加圧ローラ６３の加熱位置等の加熱態様は、サーマルヘッド６６による定着ベルト６４の加熱態様と同様である。サーマルヘッド８５は、加圧ローラ６３の外側に設けられ、加圧ローラ６３を外側から加熱するようになっているが、加圧ローラ６３の内側に設け、加圧ローラ６３を内側から加熱するようにしても良い。加圧ローラ６３は中空状で薄肉の円筒状をなしているが、サーマルヘッド８５を本形態のように加圧ローラ６３の外側に設ける場合はこれに限らない。その余の点は上述の定着装置６と同様である。
【０１００】
このような定着装置６は、サーマルヘッド６６を用いた定着部材である定着ベルト６４の局所加熱に加えて、加圧部材である加圧ローラ６３についてもサーマルヘッド８５を用いた局所加熱を行うため、加圧ローラ６３の温度をすでに述べたのと同様に制御することとも併せて、定着性と光沢度を両立したのみならず、加圧ローラ６３をその幅方向において画像領域に対応して適温まで昇温するとともに、加圧ローラ６３の、その回転方向において加熱を受ける部分から定着ニップに至るまでの部分を昇温により適温とするため、エネルギーの無駄をさらに抑制したものとなっている。
【０１０１】
以上述べた構成では、ベルト定着方式を採用しているが、図８に示すように、熱ローラ定着方式を採用しても良い。同図に示した定着装置６は、定着ローラ６５を定着部材として備えており、サーマルヘッド６６が定着ニップにおいて定着ローラ６５を内側から局所的に加熱するようになっている。そのため、定着ローラ６５は、無端ベルト状をなしている。定着ローラ６５の材質等は定着ベルト６４と実質的に同じにすることが可能である。また、定着装置６は、定着ローラ６５の内部の、加圧ローラ６３に対向する部分に配設され、サーマルヘッド６６の発熱素子が定着ベルト６４に当接するようにサーマルヘッド６６を支持し且つ定着ニップを構成する支持部材８６を有している。テンションローラ６２、定着ベルト６４は備えられていないが、サーミスタ６８、ＰＷＭ駆動回路６９、温度コントローラ７０については図示を省略したのみであり、実際には備えられており、上述のような制御が行われる。その余の点は上述の定着装置６と同様である。
【０１０２】
このような構成であっても、定着装置６は、サーマルヘッド６６を用いた定着部材である定着ベルト６４の局所加熱定着方式において、加圧部材である加圧ローラ６３を加熱し加圧ローラ６３の温度を制御することにより、定着性と光沢度を両立し、かつエネルギーの無駄を抑制したものとなっている。なお、加圧ローラ６３の加熱手段は、図５に示したものと同様になっているが、これに限らず、図６、図７に示したのと同様の構成とすること等が可能である。
【０１０３】
温度コントローラ７０による、加圧ローラ６３の温度制御の態様についてより詳しく述べる。すでに述べたように、加圧ローラ６３の目標制御温度は、用紙トナー界面温度と第２の界面温度とを共に満足するように適切に決められたものである。この目標制御温度は、一定温度であってもよいが、転写紙Ｓの厚みや転写紙Ｓに担持されたトナー層の厚みに応じて設定するようにしても良い。
【０１０４】
まず、転写紙Ｓの厚みに応じて目標制御温度を設定する例について、図９、図１０に沿って説明する。
【０１０５】
図９（ａ）は、転写紙Ｓの厚みが薄い場合、図９（ｂ）は、転写紙Ｓの厚みが厚い場合を示している。同図（ａ）、（ｂ）を比較すれば明らかなように、転写紙Ｓの厚みが厚くなると、加圧ローラ６３側から用紙トナー界面に供給される熱量が小さくなり、同界面における昇温の程度が低くなる。これは熱浸透深さがあるためである。
したがって、第２の界面温度を上げることなく、用紙トナー界面温度を上げるためには、転写紙Ｓの厚みが厚いほど、加圧ローラ６３の温度を上げる必要がある。
【０１０６】
そこで本形態では、転写紙Ｓの厚みに応じて目標制御温度を変更するようになっている。転写紙Ｓの厚みに関する情報は、操作パネル上の紙種入力キーによって入力された紙種に基づいて得るようになっている。この点、紙種入力キーは、紙厚検知手段として機能するようになっている。一般的な画像形成装置の場合もそうであるが、画像形成装置１００では、スタートスイッチの押下等により画像形成の要求がなされると、転写紙Ｓが定着装置６に進入する前に転写紙Ｓの厚み情報が得られるようになっている。この厚み情報は、本形態のように紙厚検知手段として機能する紙種入力キーによる入力に基づいて得られるものであってもよいし、シート給送装置６１、手差し給紙装置５３、あるいはこれらから定着装置６に至るまでの用紙搬送路８１、給紙路８２等に設けた紙厚検知手段によって得られたものであっても良い。この情報は通常オフィスで使われるような普及機の場合には、薄紙／普通紙／厚紙１・・・といった用紙分類として大雑把な情報として得られる。
【０１０７】
温度コントローラ７０において用いられる加圧ローラ６３の目標制御温度は、図１０に示すテーブルに基づいて設定される。すなわち、同図に示されているように、用紙分類に対応して加圧ローラ６３の目標制御温度を予め決めておき、用紙情報すなわち転写紙Ｓの厚みに関する情報が得られ次第、同図に従って加圧ローラ６３の目標制御温度を決定し、加圧ローラ６３の温度が決定された目標制御温度となるように加熱の制御を行う。
【０１０８】
なお、このように用紙情報を得てから即座に加圧ローラ６３の温度を変化させるためには、図６、図７で示したような、加圧ローラ６３を外部から加熱する構成の方が、温度上昇のレスポンスが早く、望ましい。また、用紙情報によらず、薄紙など最も加圧ローラ６３の温度を低く設定できる温度、例えば６０℃まで、前もって加熱しておくことで、ユーザ待ち時間を減らすことも有効である。
【０１０９】
転写紙Ｓに担持されたトナー層の厚みに応じて目標制御温度を設定する例について説明する。
【０１１０】
転写紙Ｓの厚みと同様に、トナー層厚みが厚くなると、厚み分だけ用紙トナー界面に加わる熱量が低下し、同界面における昇温の程度が低くなる。そこでトナー層厚み情報に応じて加圧ローラ６３の目標制御温度を変える。
【０１１１】
トナー像の厚みは、たとえば、モノクロ画像を形成する場合とカラー画像を形成する場合とで変化する。トナー層の厚みは、モノクロ画像形成の場合１層であり、フルカラー画像形成の場合は２層以上である。画像形成がモノクロで行われるかカラーで行われるかの情報は定着装置６に転写紙Ｓが進入するより前に制御手段により容易に入手される。よって加圧ローラ６３の目標制御温度をモノクロ画像形成の場合とカラー画像形成の場合とで図１０で示したのと同様にテーブルを用いて複数設定しておき使い分けることで、良好な定着が行われることとなる。
【０１１２】
これらのテーブルは制御手段のメモリに記憶させておくことが可能であり、目標設定温度の選択も制御手段によって行うことが可能である。この点、制御手段は、目標設定温度記憶手段、目標設定温度選択手段として機能する。なお、目標設定温度は、転写紙Ｓの厚みと転写紙Ｓに担持されたトナー層の厚みとのいずれかに基づいて決定されるのではなく、これらを組み合わせて決定されるようにするのが好ましい。
【０１１３】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１１４】
たとえば、定着部材を加熱する第１の加熱手段は、定着部材を局所加熱可能であれば、サーマルヘッドのような接触型でなく、輻射熱により加熱を行うハロゲンヒータ、セラミックヒータ等を用いた非接触型であっても良いし、ＩＨ加熱による自己発熱型であっても良い。第１の加熱手段としてハロゲンヒータを用いる場合、定着部材の幅方向にハロゲンヒータ、セラミックヒータを複数分割した態様で配設し、転写紙Ｓ上の画像領域すなわちトナーの担持領域に合わせてハロゲンヒータを選択的に動作させることで定着部材を幅方向及びこれに加えて回転方向である移動方向に分割的に局所加熱する。第１の加熱手段としてＩＨ発熱手段を用いる場合、定着部材の幅方向にコイルを複数分割した態様で配設し、転写紙Ｓ上の画像領域すなわちトナーの担持領域に合わせてコイルを選択的に動作させることで定着部材を幅方向及びこれに加えて回転方向である移動方向に分割的に局所加熱する。
【０１１５】
画像形成装置は、タンデム型であっても、上述した間接転写方式でなく、直接転写方式を採用可能である。直接転写方式の画像形成装置は、上述の転写ベルト１１に代えて像担持体としての記録媒体搬送体であるシート搬送ベルトを備え、シート搬送ベルトで搬送されている過程の転写紙に、画像ステーション６０ＢＫ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｙで形成した各色のトナー像を順次重ね転写する。
【０１１６】
また、画像形成装置は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、１つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる１ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することが可能である。
【０１１７】
その他、画像形成装置は、近年では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラーのものが多くなってきているが、画像形成装置は、モノカラー画像のみを形成可能なものであっても良い。
【０１１８】
このような画像形成装置に用いる現像剤は、二成分現像剤に限らず、一成分現像剤であっても良い。さらには、定着装置により記録媒体に定着する画像は、トナーによって形成されたものに限らず、インク等によって形成されたものであっても良く、画像形成装置はこのようにインク等によって画像を形成するものであっても良い。
【０１１９】
画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機でなく、これらの単体であっても良いし、その他、複写機とプリンタとの複合機等の他の組み合わせの複合機であっても良い。
【０１２０】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１２１】
６３    加圧部材
６４、６５    定着部材
６６    第１の熱源
６７、８５    第２の熱源
６８    温度検知手段
７０    温度制御手段
１００    画像形成装置
Ｓ    記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２２】
【特許文献１】特開平５−６１１４号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１９４６号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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