(57)【要約】【課題】  加熱ローラと加圧ローラとにより転写材上に形成されたトナー像を加熱定着する定着装置、特に、無端状の定着ベルトを用いた定着装置において、転写材を連続して通過させても、光沢段差が発生せず、高画質の画像を形成する定着装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  回転する加熱定着回転体と該加熱定着回転体に圧接して回転する加圧回転体とにより形成された定着ニップ部に未定着トナー像を担持した転写材を通過させて加熱定着する定着装置を有する画像形成装置において、加熱定着回転体の外周近傍に配置した外部加熱手段と、外部加熱手段を制御する制御手段とを有し、制御手段は、転写材の先端部が定着ニップ部を通過した後に外部加熱手段を起動させて、加熱定着回転体の外周を加熱するように制御する。【選択図】        図３
2006308644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する加熱定着回転体と該加熱定着回転体に圧接して回転する加圧回転体とにより形成された定着ニップ部に未定着トナー像を担持した転写材を通過させて加熱定着する定着装置を有する画像形成装置において、
前記加熱定着回転体の外周近傍に配置した外部加熱手段と、
前記外部加熱手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記転写材の先端部が前記定着ニップ部を通過した後に前記外部加熱手段を起動させて、前記加熱定着回転体の外周を加熱するように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記定着ニップ部に前記転写材を搬入する転写材搬送路に、前記転写材の先端部到達を検知する検知手段を配置し、該検知手段による検知結果から、前記転写材の前記定着ニップ部通過を演算して特定し、前記転写材との接触位置に対応して前記外部加熱手段を起動させて、前記加熱定着回転体の外周を加熱するように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記外部加熱手段は前記加熱定着回転体の外周に圧接して熱伝導する接触式の外部加熱手段を有し、前記制御手段は、転写材接触に対応して、駆動手段により前記外部加熱手段を前記加熱定着回転体の外周に圧接及び離間させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記外部加熱手段は前記加熱定着回転体の外周近傍に配置した外部加熱源をオン、オフ駆動する非接触式の外部加熱手段を有し、前記制御手段は、転写材接触位置に対応して、前記外部加熱源をオン、オフさせることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記加熱定着回転体は、内部に加熱源を有し、前記加熱定着回転体を加熱する加熱ローラの外周面と、該加熱ローラの回転軸と平行に配置されて駆動回転する定着ローラの外周面とを巻回して回動し、前記加圧回転体に圧接する無端状の定着ベルトであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記定着装置は、加熱源を内装する加熱ローラと定着ローラ、前記加熱ローラと前記定着ローラの各外周面を巻回する定着ベルト、前記定着ベルトの外周面を加熱する外部加熱手段、前記定着ローラに前記定着ベルトを介して圧接する加圧回転体、及び前記外部加熱手段を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写材上に形成された未定着トナー像を、定着ベルト又は定着ローラと加圧手段とにより加圧、加熱して画像を定着する定着装置に関し、特に、光沢を有する画像を形成する塗工紙の定着に好適な定着装置を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの機能を有する複合機等の電子写真式画像形成装置に用いられている定着装置は、所定の温度に維持された定着ローラと、弾性層を有してその定着ローラに圧接する加圧ローラとによって形成された定着ニップ部により、未定着のトナー像を形成された転写材を挟持搬送しつつ加圧、加熱する熱ローラ定着方式が、低速機から高速機まで、モノクロ機からカラー機に至るまで、幅広く採用されている。
【０００３】
従来の熱ローラ定着方式の定着装置では、転写材上のトナーを加熱する際に、熱容量の大きな定着ローラを加熱する必要があるため、省電力面で不利であり、また、プリント時に定着ローラを暖めるのに時間がかかり、プリントを開始するまでの時間（ウォーミングアップタイム）が長くなってしまうという問題がある。
【０００４】
近年、定着装置に定着ベルトを用い、定着ベルトにより低熱容量化し、温度制御されたヒータを定着ベルトに直接加圧接触させることで熱伝導効率を大幅に向上させ、省電力とウォーミングアップタイムを殆ど必要としないクイックスタートを図ったベルト定着方式の定着装置や画像形成装置が提案され、最近用いられてきている。
【０００５】
高速でカラープリントを作製する場合、画像形成部において転写材上に画像形成された複数色のトナー像層を定着装置により加熱定着する際に、以下の問題点がある。
【０００６】
定着ベルト式定着装置において、転写材を連続して通過させた場合、定着ベルトは定着ニップ部通過時に転写材によって熱量を奪われて温度低下して回動し、定着ベルトの転写材と接触して温度低下した領域（転写材接触位置と称す）と、定着ベルトの転写材と未接触の温度低下していない領域（転写材非接触位置と称す）と、で定着温度差が発生する。
【０００７】
その結果、この温度差が発生している状態で、続けて転写材の後端部を定着ニップ部に挟持して通過させると、転写材上に帯状の画像光沢ムラ（以下、光沢段差とも称す）が発生することがある。即ち、先の転写材接触位置の温度が、転写材非接触位置の温度より低いために、光沢が低くなる。定着ローラ式定着装置においても同様なメカニズムにより光沢段が発生する事がある。
【０００８】
特許文献１に記載の定着装置は、転写材に奪われた熱量を補うため、定着ローラが１周目の回転を終えたタイミングで補助的なヒータを用いて、転写材に奪われた熱量を定着ローラ表面に直接与え、定着ローラの１周目と２周目との定着温度の変化を抑制して光沢段差の発生を防止するものである。
【特許文献１】特開平９−１９０１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の定着装置では、転写材接触位置と非転写材接触位置との両方を補助ヒータで加熱するため、転写材接触位置と非転写材接触位置との温度差発生は解消されず、その温度差に起因する光沢段差の発生を防止する事はできない。
【００１０】
本発明は、加熱定着回転体と加圧回転体とにより転写材上に形成されたトナー像を加熱定着する定着装置、特に、無端状の定着ベルトを用いた定着装置において、転写材を連続して通過させても、光沢段差が発生せず、高画質の画像を形成する定着装置を備えた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】
【００１１】
上記の目的は、以下の解決手段により達成される。
【００１２】
請求項１に記載の画像形成装置は、回転する加熱定着回転体と該加熱定着回転体に圧接して回転する加圧回転体とにより形成された定着ニップ部に未定着トナー像を担持した転写材を通過させて加熱定着する定着装置を有する画像形成装置において、前記加熱定着回転体の外周近傍に配置した外部加熱手段と、前記外部加熱手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記転写材の先端部が前記定着ニップ部を通過した後に前記外部加熱手段を起動させて、前記加熱定着回転体の外周を加熱するように制御することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１において、前記制御手段は、前記定着ニップ部に前記転写材を搬入する転写材搬送路に、前記転写材の先端部到達を検知する検知手段を配置し、該検知手段による検知結果から、前記転写材の前記定着ニップ部通過を演算して特定し、前記転写材との接触位置に対応して前記外部加熱手段を起動させて、前記加熱定着回転体の外周を加熱するように制御することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に記載の画像形成装置は、請求項１において、前記外部加熱手段は前記加熱定着回転体の外周に圧接して熱伝導する接触式の外部加熱手段を有し、前記制御手段は、転写材接触に対応して、駆動手段により前記外部加熱手段を前記加熱定着回転体の外周に圧接及び離間させることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に記載の画像形成装置は、請求項１において、前記外部加熱手段は前記加熱定着回転体の外周近傍に配置した外部加熱源をオン、オフ駆動する非接触式の外部加熱手段を有し、前記制御手段は、転写材接触位置に対応して、前記外部加熱源をオン、オフさせることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５に記載の画像形成装置は、請求項１において、前記加熱定着回転体は、内部に加熱源を有し、前記加熱定着回転体を加熱する加熱ローラの外周面と、該加熱ローラの回転軸と平行に配置されて駆動回転する定着ローラの外周面とを巻回して回動し、前記加圧回転体に圧接する無端状の定着ベルトであることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６に記載の画像形成装置は、請求項１乃至５の何れか１項において、前記定着装置は、加熱源を内装する加熱ローラと定着ローラ、前記加熱ローラと前記定着ローラの各外周面を巻回する定着ベルト、前記定着ベルトの外周面を加熱する外部加熱手段、前記定着ローラに前記定着ベルトを介して圧接する加圧回転体、及び前記外部加熱手段を制御する制御手段を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の画像形成装置は、以上説明した構成により以下の効果が得られる。
【００１９】
請求項１に示す本発明の画像形成装置によれば、転写材が定着ニップ部を通過すると、転写材の転写材接触位置と転写材非接触位置とで加熱定着回転体上に温度差が発生するが、加熱定着回転体の外周近傍に配置した外部加熱手段により、加熱定着回転体の転写材接触位置を加熱する事で、その温度低下領域の温度を上昇させる事によって、温度差を小さくする事ができるから、光沢段差が発生せず、高画質の画像を形成する事が出来る。
【００２０】
特に、高画質の画像が要求されるカラー画像形成装置の定着装置において、４色のトナー像を加熱定着して写真等を形成するとき、カラー画像に光沢を付与させるときに有効である。
【００２１】
請求項２に示す本発明の画像形成装置によれば、上記の目的を達成するためには、転写材接触位置を特定する事が重要となる。これを実現するためには、転写材搬送経路上に転写材の搬送タイミングを検知する検知手段による検知結果から、加熱定着回転体の転写材接触位置を演算して特定し、転写材接触位置を外部加熱手段で加熱する事によって達成される。
【００２２】
請求項３に示す本発明の画像形成装置によれば、外部加熱手段が加熱定着回転体の外周に接離可能な接触式外部加熱手段である場合、所定温度に維持した接触式外部加熱手段を加熱定着回転体の転写材接触位置に対して圧接し、転写材非接触位置に対しては離間する事により、転写材接触位置のみ加熱して、転写材接触位置と転写材非接触位置との温度差を小さくする事ができるから、光沢段差が発生せず、高画質の画像を形成する事が出来る。
【００２３】
請求項４に示す本発明の画像形成装置によれば、外部加熱手段がハロゲンランプのような非接触式外部加熱手段である場合、加熱定着回転体の転写材接触位置に対しては加熱駆動をオンとし、転写材非接触位置に対しては加熱駆動をオフとする事で、転写材接触位置のみ加熱して、転写材接触位置と転写材非接触位置との温度差を小さくする事ができるから、光沢段差が発生せず、高画質の画像を形成する事が出来る。
【００２４】
請求項５，６に示す本発明の画像形成装置によれば、加熱定着回転体が、加熱ローラの外周面と定着ローラの外周面とを巻回して回動して加圧回転体に圧接する無端状の定着ベルトである場合、転写材接触領域が定着ローラに比して長くなり、温度低下が大きいから、本発明の外部加熱手段を制御する制御手段が有効である。この制御手段を備えた定着ベルト方式の定着装置は、高画質、高光沢の画像が要求されるカラー画像形成装置に特に有効である。これにより、熱効率向上による省電力、ウォーミングアップ時間の短縮、高速定着及び高画質の定着に優れた定着装置を備えた画像形成装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。
【００２６】
［画像形成装置］
図１は、本発明に係る画像形成装置の構成図である。
【００２７】
画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、転写材給紙搬送手段２０及び定着装置３０から構成されている。
【００２８】
画像形成装置Ａの上部には、画像読取装置ＳＣが設置されている。原稿台上に載置された原稿は画像読取装置ＳＣの原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、光書込手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに入力される。
【００２９】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙは、像担持体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、光書込手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段５Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍは、像担持体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、光書込手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段５Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃは、像担持体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、光書込手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段５Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、像担持体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、光書込手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段５Ｋを有する。
【００３０】
帯電手段２Ｙと光書込手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと光書込手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと光書込手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと光書込手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。
【００３１】
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径トナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容する現像装置である。
【００３２】
中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【００３３】
画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に一次転写手段７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。
【００３４】
転写材給紙搬送手段２０の給紙カセット２１内に収容された転写材Ｐは、給紙手段（第１給紙部）２２により給紙され、給紙ローラ２３，２４，２５、レジストローラ（第２給紙部）２６、搬送ローラ２７等を経て、二次転写手段７Ａに搬送され、転写材Ｐ上にカラー画像が転写された後、カラー画像が転写された転写材Ｐは、定着装置３０において転写材Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより転写材Ｐ上のトナー像が定着されて転写材Ｐ上に固定され、排紙ローラ２８に挟持されて機外の排紙トレイ２９上に載置される。
【００３５】
一方、二次転写手段９により転写材Ｐにカラー画像を転写した後、転写材Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８により残留トナーが除去される。
【００３６】
なお、画像形成装置Ａの説明においては、カラー画像形成にて説明したが、モノクロ画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。
【００３７】
［定着装置］
図２は、本発明に係る定着装置３０の断面図である。
【００３８】
本発明に係る定着装置３０は、加熱定着部材（以下、定着ベルトと称す）３１の内側に配置された定着ローラ３２、加熱定着回転体（以下、加熱ローラと称す）３３、加熱源３４、定着ベルト３１の外側に配置された加圧回転体（以下、加圧ローラと称す）３５等から構成されている。
【００３９】
定着ベルト３１は、無端状のベルト部材から成り、定着ローラ３２と加熱ローラ３３の各外周を巻回して張設する。
【００４０】
定着ローラ３２は、加圧ローラ３５に対向し、定着ベルト３１の内周面の一方において定着ベルト３１を支持する。加熱ローラ３３は、加熱源３４を内蔵し、定着ベルト３１の内周面の他方において定着ベルト３１を支持する。
【００４１】
加圧ローラ３５は加熱源３６を内蔵し、定着ベルト３１とトナー像を担持した転写材Ｐとを挟持して定着ローラ３２に圧接する。
【００４２】
加熱源３４，３６はハロゲンランプやカーボンヒータやキセノンランプなど輻射による
加熱源が適用可能であるが、ローラ芯金に適当なものを選択すれば、電磁誘導等による加熱も可能である。また、必要に応じて複数のヒータを各々のローラに内蔵させる事も可能である。
【００４３】
加熱ローラ３３によって加熱される定着ベルト３１を挟んで定着ローラ３２と加圧ローラ３５との間に定着ニップ部Ｎを形成する。
【００４４】
定着装置３０は、定着ニップ部Ｎを通して、加熱と加圧とにより転写材Ｐ上の単色トナー像、或いは多色トナー像を定着する。また、定着ベルト３１の内側に、定着ベルト３１を張架するための図示しない案内部材を設けた。
【００４５】
定着ベルト３１は、基体としてポリイミド等の耐熱性樹脂ベルトを基体として用い、該基体の外側（外周面）にゴム層として、厚さ２００μｍのシリコーンゴムを被覆したものに、離型層としてシリコーンゴム層の表面に厚さ３０μｍのＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）をコーティング加工したもの、或いはＰＦＡチューブを被覆したものを用いる。
【００４６】
定着ローラ３２は、ＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼管）等から成る肉厚２〜５ｍｍの円筒状の金属パイプ３２ａと、金属パイプ３２ａの外周面に設けた厚さ４．５ｍｍのシリコーンゴム層３２ｂと、該シリコーンゴム層３２ｂの外側に設けた厚さ５０μｍの被覆層３２ｃから成り、外径２０〜５０ｍｍのソフトローラとして構成される。
【００４７】
加熱ローラ３３は、基体としてアルミニウム合金材料等の熱伝導性材料から成る肉厚２ｍｍの金属パイプ３３ａと、金属パイプ３３ａの外周面に厚さ１０〜３０μｍのＰＦＡから成るコーティング層３３ｂとを形成した、外径３０〜６０ｍｍのローラ部材として構成される。
【００４８】
加熱ローラ３３の内部には、加熱ローラ３３を加熱する発熱体としての加熱源３４が設けてある。定着ベルト３１の表面温度は非接触温度センサＴＳ１により検知され、図示しない制御手段により加熱ローラ３３を加熱し、加熱ローラ３３からの熱伝導によって所定温度に維持される。
【００４９】
加圧ローラ３５は、金属パイプ３５ａ、シリコーンゴム層３５ｂ、離型層３５ｃとからなる外径５０ｍｍのソフトローラとして構成される。金属パイプ３５ａは、例えばＳＴＫＭ等のスチール材又はアルミニウム合金材等の熱伝導性材料から成る肉厚２〜５ｍｍの円筒状をなす。シリコーンゴム層３５ｂは、金属パイプ３５ａの外周面に設けた厚さ約３〜８ｍｍのシリコーンゴム層である。離型層３５ｃは、シリコーンゴム層３５ｂの外側に設けた厚さ２０〜５０μｍのＰＦＡチューブである。
【００５０】
また、加圧ローラ３５の内部に加圧ローラ３５を加熱する発熱体としての加熱源３６を設けてある。加圧ローラ３５の表面温度は非接触温度センサＴＳ２により検知され、図示しない制御手段により所定温度に維持される。
【００５１】
図示しない駆動手段により定着ローラ３２を回転駆動し、定着ベルト３１を従動回転させる。また、駆動手段により、加圧ローラ３５を回転駆動し、加圧ローラ３５により定着ベルト３１を搬送し、定着ベルト３１を従動回転させるようにしてもよい。また、定着ローラ３２と加圧ローラ３５の双方に駆動を入力してもよい。
【００５２】
定着ローラ３２と加圧ローラ３５との間に形成された定着ニップ部Ｎにより、定着領域へ進入する転写材Ｐ上の単色トナー像、或いは多色トナー像を加圧加熱し、転写材Ｐ上に定着させる。
【００５３】
加熱ローラ３３の外周近傍には、接触式外部加熱手段又は非接触式外部加熱手段が配置され、後述の制御手段によって所定のタイミングで回動する定着ベルト３１を加熱する。
【００５４】
［接触式外部加熱手段］
図３は、接触式外部加熱手段４０を備えた定着装置３０の断面図である。
【００５５】
接触式外部加熱手段４０の外部加熱ローラ４１は、定着ベルト３１を介して加熱ローラ３３の外周面に対向して配置されている。
【００５６】
外部加熱ローラ４１は、金属パイプ４２の内方に外部加熱源４３を内蔵し、定着ベルト３１を介して加熱ローラ３３に対向し、定着ベルト３１に接離可能に配置されている。金属パイプ４２は熱伝導性の材料によって形成され、回転可能に支持されている。外部加熱源４３はハロゲンヒータ等によって構成され、金属パイプ４２内に固定支持されている。
【００５７】
接触式外部加熱手段４０は、金属パイプ４２と外部加熱源４３とから成る外部加熱ローラ４１、リンク４５、ソレノイド４６、クリーニングローラ４７等から構成されている。
【００５８】
金属パイプ４２の両端部を支持する回転軸４８は、揺動板４４に回転可能に支持されている。揺動板４４の下端部は支軸４４Ａを中心にして揺動可能に支持されている。揺動板４４の上端部はリンク４５の一端に回動可能に支持されている。リンク４５の他端はソレノイド４６のプランジャ４６Ａに接続している。
【００５９】
揺動板４４はバネ４９によって付勢されて、外部加熱ローラ４１を支持して揺動する。揺動する外部加熱ローラ４１は定着ベルト３１を介して加熱ローラ３３を押圧する。このとき、ソレノイド４６をオフ状態にしておく。外部加熱ローラ４１は回動する定着ベルト３１に圧接して従動回転するとともに、内蔵する外部加熱源４３によって加熱された金属パイプ４２は定着ベルト３１を加熱する。
【００６０】
外部加熱ローラ４１を定着ベルト３１から離間させるときには、ソレノイド４６にオン信号を付与して、プランジャ４６Ａを図示の矢印方向に引き込む事により、リンク４５を介して揺動板４４が支軸４４Ａを中心にして図示の時計方向に揺動され、外部加熱ローラ４１は図示の白抜き矢印方向に揺動される。
【００６１】
ソレノイド４６は後述の制御手段１２によってオン、オフ駆動される。
【００６２】
揺動の最終時には、外部加熱ローラ４１の外周面と定着ベルト３１との間は距離ｄだけ離間する。揺動終了後には、外部加熱ローラ４１はクリーニングローラ４７に当接する。クリーニングローラ４７は図示しない駆動手段によって回転され、外部加熱ローラ４１に付着した紙粉や飛散トナー等を除去する。
【００６３】
［非接触式外部加熱手段］
図４は、非接触式外部加熱手段５０を備えた定着装置３０の断面図である。
【００６４】
非接触式外部加熱手段５０は、加熱ローラ３３の外周近傍に固定配置した外部加熱源５１と、反射板５２とから構成されている。外部加熱源５１はハロゲンヒータ等によって構成されている。反射板５２は外部加熱源５１から射出される熱線を反射して集束し、加熱ローラ３３を巻回する定着ベルト３１の局部を加熱する。外部加熱源５１は後述の制御手段１２によってオン、オフ駆動される。
【００６５】
［定着設定温度の切り換え制御］
図５は定着装置３０の外部加熱手段を制御する制御手段のブロック図である。
【００６６】
図１の画像形成装置Ａの本体上部に設置された操作表示部１１は、転写材選択設定手段を有し、普通紙、塗工紙等の各種の転写材Ｐを設定する。また、転写材Ｐの厚さ、転写材Ｐのサイズ等を設定する。
【００６７】
制御手段１２には、定着ニップ部Ｎに転写材Ｐを搬入する転写材搬送路に、転写材Ｐの搬送タイミングを検知する転写材検知手段１３が接続され、転写材検知手段１３による転写材Ｐの通過検知結果から、転写材Ｐの定着ニップ部Ｎの通過時を演算して特定し、接触式外部加熱手段４０または非接触式外部加熱手段５０を起動させて、定着ベルト３１の外周を加熱するように制御する。転写材検知手段１３はレジストローラ２６の近傍に配置され、給紙手段２２によって給送される転写材Ｐの先端部到達を検知する（図１参照）。
【００６８】
転写材検知手段１３による転写材搬送タイミング検知結果、転写材検知手段１３から定着ニップ部Ｎまでの距離、転写材搬送速度、定着ベルト３１の回動速度等から定着ベルト３１と転写材Ｐとの接触位置を特定する事が可能である。
【００６９】
図６、図７は本発明の定着装置における転写材Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の搬送経過を示す説明図である。以下、接触式外部加熱手段４０または非接触式外部加熱手段５０を外部加熱手段６０と総称して説明する。
【００７０】
図８は定着ベルト３１の温度経過を示すタイミングチャートである。横軸は経過時間、縦軸は定着ベルトの定着ニップ部Ｎの入口近傍（位置Ｘ）における温度である。
【００７１】
定着ベルト３１：内径８０ｍｍ、内周長さＬ１＝２５１．３ｍｍ、厚さ７０μｍ
転写材Ｐ：Ａ４判、搬送方向の長さＬ２＝２１０ｍｍ、普通紙または塗工紙
転写材Ｐの間隔Ｌ３：約８０ｍｍ
連続給紙する際の２枚の転写材Ｐ１，Ｐ２の間隔Ｌ３（Ｌ３＝Ｌ１−Ｌ２）は、４１．３ｍｍ以上を要する。転写材ＰがＡ４判サイズ以外の異なる用紙の場合には、転写材Ｐの間隔を転写材サイズに対応して変化させる。具体的には、ユーザが走査表示部１１上で入力した転写材Ｐのサイズに応じて、制御手段１２が図１に示したレジストローラ２６の回転開始時期を制御し、転写材Ｐの間隔を変化させる。
【００７２】
以下、本発明の定着装置を図６、図７の転写材搬送経過説明図、及び図８の定着ベルト３１の温度経過を示すタイミングチャートにより説明する。
【００７３】
操作表示部１１において転写材Ｐのサイズ、枚数が設定される。レジストローラ２６から定着ニップ部Ｎまでの搬送路長さ、及び転写材Ｐの搬送速度は画像形成装置の機種によって定められている。レジストローラ２６の近傍に配置された転写材検知手段１３による検知信号発生から所定時間経過後に、１枚目の転写材Ｐ１の先端部が定着ニップ部Ｎに到達する。
【００７４】
転写材Ｐ１が定着ニップ部Ｎを通過するとき（時間ｔ１，ｔ２）、定着ベルト３１は転写材Ｐ１との接触によって熱を奪われるため、定着ベルト３１の転写材Ｐ１と接触していた部分の温度が低下する（図６（ａ）（ｂ）参照）。位置Ｘで転写材Ｐ１による温度低下が検出されるタイミングは、図８に示す定着ベルト３１の温度がＴ１の領域となる。
【００７５】
定着ベルト３１の温度低下部分の先端部が定着ニップ部Ｎを出て、外部加熱手段６０の対向位置に到達した時点で、外部加熱手段６０をオンにする。
【００７６】
温度低下部分の後端部が外部加熱手段６０の対向位置を通過したら、外部加熱手段６０をオフする。転写材Ｐ１との接触によって温度低下した部分を外部加熱手段６０により加熱する事で、ず８の破線から実線まで温度Ｔ１まで回復させ、転写材Ｐ１が接触していなかった部分との温度差（Ｔ０−Ｔ１）を小さくすることができる。なお、外部加熱手段６０のオン、オフのタイミングは、転写材Ｐ１の通過タイミング、及び定着ニップ部Ｎから外部加熱手段６０に到達するまでの距離、定着ベルト３１の回転速度から演算して設定を行う。
【００７７】
転写材Ｐ２が定着ニップ部Ｎを通過するとき（時間ｔ４〜ｔ６）、定着ベルト３１の温度は、転写材Ｐ２の先端部分は温度Ｔ０であり、後端部分は温度Ｔ１となる。定着ベルト３１の温度によってトナー像の光沢が異なってくるが、この温度差（Ｔ０−Ｔ１）が小さいため、目視判断のできる光沢段差を生じず、ほぼ均一な光沢のトナー像が得られる（図６（ｄ）〜（ｆ）参照）。
【００７８】
転写材Ｐ２が定着ニップ部Ｎを通過することで、転写材Ｐ１のときと同様に、定着ベルト３１は転写材Ｐ２との接触によって熱を奪われるため、定着ベルト３１の転写材Ｐ２と接触していた部分の温度が低下する。位置Ｘで転写材Ｐ２による温度低下が検出されるタイミングは、図８の定着ベルト３１の温度がＴ３，Ｔ４の領域となる。温度がＴ２の領域は、転写材Ｐ１の影響が残っている部分である。
【００７９】
定着ベルト３１の温度低下部分の先端部が定着ニップ部Ｎを出て、外部加熱手段６０の対向位置に到達した時点で、外部加熱手段６０をオンする。
【００８０】
温度低下部分の後端部が外部加熱手段６０の対向位置に到達したら、外部加熱手段６０をオフする。
【００８１】
転写材Ｐ２との接触によって温度低下した部分を外部加熱手段６０で加熱することで、図８の破線から実線までＴ３，Ｔ４の温度を回復させ、転写材Ｐ２が接触していなかった部分との温度差（Ｔ０〜Ｔ３）、（Ｔ０〜Ｔ４）を小さくする事が出来る。
【００８２】
転写材Ｐ３が定着ニップ部Ｎを通過するとき（時間ｔ８〜ｔ１１）の定着ベルト３１の温度は、転写材Ｐ３の先端部は温度Ｔ３であり、途中温度Ｔ４となり、転写材Ｐ３の後端部は温度Ｔ０となる。定着ベルト３１の温度によってトナー像の光沢が異なってくるが、この温度差（Ｔ０〜Ｔ３）、（Ｔ０〜Ｔ４）が小さいため、目視判断のできる光沢段差を生じず、ほぼ均一な光沢のトナー像が得られる（図７（ｈ）〜（ｋ）参照）。
【００８３】
上述の本発明の外部加熱手段を有する定着装置においては、定着ベルト３１の温度が、最高の設定温度Ｔ０から最低の温度Ｔ４まで変化する。即ち、従来の定着装置の温度に比して、外部加熱手段６０を有する本発明の定着装置では、図示の白抜き矢印に示すように上限温度及び下限温度が圧縮されて設定温度Ｔ０近傍に集中し、転写材Ｐが定着ニップ部Ｎを通過する際の定着ベルトの温度変化が小さくなり、転写材Ｐの光沢段差の発生が著しく低減する。
【００８４】
本発明の実施の形態では、ベルト定着式の定着装置を例として説明したが、本発明はローラ定着式の定着装置でも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置の構成図。
【図２】本発明に係る定着装置の断面図。
【図３】接触式外部加熱手段の駆動機構を有する定着装置の断面図。
【図４】非接触式外部加熱手段を備えた定着装置の断面図。
【図５】定着装置の外部加熱手段を制御する制御手段のブロック図。
【図６】本発明の定着装置における転写材の搬送経過を示す説明図。
【図７】本発明の定着装置における転写材の搬送経過を示す説明図。
【図８】定着ベルトの温度経過を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００８６】
１１  操作表示部
１２  制御手段
１３  転写材検知手段
２６  レジストローラ（第２給紙部）
３０  定着装置
３１  定着ベルト
３２  定着ローラ
３３  加熱定着回転体（加熱ローラ）
３４，３６  加熱源
３５  加圧回転体（加圧ローラ）
４０  接触式外部加熱手段
４１  外部加熱ローラ
４２  金属パイプ
４３  外部加熱源
４４  揺動板
４５  リンク
４６  ソレノイド
４６Ａ  プランジャ
４８  回転軸
５０  非接触式外部加熱手段
５１  外部加熱源
５２  反射板
６０  外部加熱手段
Ａ  画像形成装置
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３  転写材
【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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