(57)【要約】【課題】定着装置において、用紙の通過により定着部材表面に生じた温度むらを解消し、これにより、形成される画像に光沢むらが生じることを回避する。【解決手段】制御モジュール２０１は、用紙センサ５が、搬送されてきた用紙１２の先頭位置を検出すると、定着ローラ４１１の当該用紙１２と接触する領域が、加熱ユニット４０の外部加熱ベルトとの接触を開始する時刻（時刻ＴＡ１１）と当該接触が終了する時刻（時刻ＴＡ１２）を予測する。制御モジュール２０１は、時刻ＴＡ１１から時刻ＴＡ１２までの加熱ユニット４０の加熱コイルへの通電量が、それ以外の期間の通電量よりも高くなるように、通電回路２０４を制御する。【選択図】図２
2011076039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙上のトナー画像に接触して当該トナー画像を前記用紙上に加熱定着させる定着部材と、
前記定着部材を部分的に加熱する加熱手段と、
前記定着部材に搬送される前の前記用紙の位置を検出する検出手段と、
前記加熱手段を制御する制御手段とを備え、
前記定着部材には、前記加熱定着によって、前記用紙と接触した部分である用紙部分と、それ以外の部分である紙間部分とが生じ、
前記制御手段は、
前記検出手段によって検出された前記用紙の位置に応じて、前記定着部材の回転方向において、前記定着部材の表面が前記用紙に接触する用紙部分および前記用紙が接触しない紙間部分を特定するとともに、前記紙間部分に対して、前記用紙部分のみを前記加熱手段により選択的に加熱する、定着装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記用紙部分が前記加熱手段に接触するタイミングを特定し、前記タイミングにおいて、前記定着部材を前記加熱手段により選択的に加熱する、請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記加熱手段は、加熱ベルトおよび前記加熱ベルトの一部を加熱する加熱部を有し、
前記制御手段は、前記用紙部分が前記加熱ベルトによって前記タイミングで選択的に加熱されるように前記加熱部による加熱を制御する、請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記加熱手段は、前記加熱ベルトが巻架される少なくとも一つの第１のローラ部材を含み、
前記加熱部は、前記加熱ベルトの、前記第１のローラ部材と当接しない部分を加熱する、請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記定着部材の表面温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段に応じて、前記加熱手段を制御する、請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記定着部材とともに前記用紙を挟み込む加圧手段をさらに備え、
前記温度検出手段は、前記定着部材の回転方向について、前記加圧手段とともに前記用紙を挟み込む部分と、前記加熱手段により加熱される部分の間に設けられている、請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記紙間部分よりも前記用紙部分に対して、前記加熱手段によってより強い加熱力で選択的に加熱する、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
前記加熱手段は、電磁誘導により前記定着部材を加熱する、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の定着装置。
【請求項９】
前記定着部材は、
前記用紙と接触し、回転可能に構成された帯状部材と、
前記帯状部材が巻架される少なくとも一つの第２のローラ部材とを含み、
前記帯状部材は、
回転に伴って前記用紙と接触する部分が変更され、
回転により、前記加熱手段により加熱された後、前記第２のローラ部材を通過し、その後に前記用紙と接触する、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか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、定着装置および画像形成装置に関し、特に、定着部材の表面の温度むらを解消できる定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタ等の乾式電子写真方式を採用する画像形成装置では、記録用紙上にトナー画像を形成し、定着装置により、記録用紙に当該トナー画像を定着させる。
【０００３】
定着装置は、一般に、記録用紙上のトナー画像を加熱定着させる定着部材と、当該定着部材に用紙を圧接させる加圧部材とを含む。トナー画像を形成された記録用紙が、定着部材と加熱部材の間を通されることにより、トナー画像が記録用紙に定着される。定着装置において、定着ローラと加圧ローラによって用紙が挟み込まれる部分は、一般的にニップ部と呼ばれる。
【０００４】
用紙がニップ部を通過すること等により当該ニップ部の温度が低下すると、定着装置におけるトナーの定着能力が低下する。定着装置がトナーを溶融させる能力が低下するからである。そして、従来の画像定着装置では、定着部材において、用紙が通過した部分の温度が、局所的に低下し、これにより、用紙上に形成される画像に光沢むらが生じていた。
【０００５】
特許文献１には、画像定着装置において、定着ローラの内部にハロゲンヒータと定着ローラの表面温度を計測する温度センサを備え、温度センサの計測信号に基づいて当該ハロゲンヒータを制御することにより、定着ローラの表面温度をトナーを溶融できる温度に維持する技術が開示されている。特許文献１の画像定着装置には、定着ローラの表面温度の低下を回避するため、さらに、定着ローラの表面を外部から加熱する加熱部材が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２３９９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
定着装置では、通常、定着ローラの温度に上限が設けられているため、定着ローラを加熱し続けることはできない。そして、特許文献１の画像定着装置に開示された技術では、外部加熱部材が設けられたものの、用紙が通過することにより定着ローラの表面に生じた局所的な温度低下を十分に解消できない。定着ローラ表面の局所的な温度低下について、以下、具体的に説明する。
【０００８】
一般的な定着装置には、図１７に示されるように、定着ローラ９１１と加圧ローラ９２１が備えられている。定着ローラ９１１は、当該定着ローラ９１１表面を加熱するためのヒータ９１２を内包している。加圧ローラ９２１は、押圧部材９２２により、定着ローラ９１１に向けて押圧されている。押圧部材９２２により加圧ローラ９２１が定着ローラ９１１に当接させられる部分がニップ部である。矢印ＤＩ方向に搬送されてニップ部を通過することにより、当該用紙９３０上に形成されたトナー画像が用紙９３０上に定着する。
【０００９】
図１５は、回転させた定着ローラ９１１のニップ部の直前の表面についての、固定された位置での計測温度ＴＸの変化を模式的に示す図である。図１５において、時間ＤＸ１〜ＤＸ４は、それぞれ、定着ローラ９１１の一回転分の時間の長さを示している。時間ＤＹ１，ＤＹ２は、それぞれ、温度計測部位の直後のニップ部を１枚の用紙が通過する期間を示している。ハッチングを施された領域ＡＲ１，ＡＲ２は、用紙の通過により生じた温度低下の量を示している。
【００１０】
領域ＡＲ１は、時間ＤＹ１で示された期間に用紙がニップ部を通過することにより生じた表面温度の低下量に相当する。領域ＡＲ１は、領域ＡＲ１１と領域ＡＲ１２に分けられている。領域ＡＲ１１は、１枚の用紙がニップ部を通過している期間中の、定着ローラ９１１の一周目（時間ＤＸ１）での温度低下に相当し、領域ＡＲ１２は、定着ローラ９１１の二周目（時間ＤＸ２と時間ＤＹ１の共通部分）での温度低下に相当する。
【００１１】
領域ＡＲ１で示された局所的な温度低下により、時間ＤＸ３に対応する定着ローラ９１１の表面上に温度むらが生じている。この温度むらは、定着ローラ９１１の表面が特許文献１に示されるように外部加熱手段によって加熱されても、定着ローラ９１１の表面が一律に加熱され、温度低下していない部分の温度も上昇してしまうため、解消しない。
【００１２】
よって、時間ＤＹ２で示された期間でニップ部を通過した用紙上のトナー画像の定着の際に、トナーの溶融むらが生じ、これにより、用紙上に光沢むらが生じる。光沢むらについて、図１６を参照して具体的に説明する。
【００１３】
図１６を参照して、ニップ部へと搬送された用紙１２上には、領域１２０にトナー画像が形成されている。領域１２０は、破線１２１によって、領域１２０Ａと領域１２０Ｂに分けられている。領域１２０Ａは、図１５の時間ＤＸ４に対応する領域であり、領域１２０Ｂは、図１５の時間ＤＹ２の時間ＤＸ４以外の期間に対応する領域である。図１５および図１６から理解されるように、領域１２０Ａと領域１２０Ｂでは、用紙１２がニップ部を通過したときに当接した定着ローラ９１１の表面温度に差が生じている。このことから、用紙１２においてトナー画像が形成された領域１２０では、領域１２０Ａと領域１２０Ｂとで、光沢むらが生じる。
【００１４】
本発明は、係る実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、定着装置において、用紙の通過により定着部材表面に生じた温度むらを解消し、これにより、形成される画像に光沢むらが生じることを回避することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に従った定着装置は、用紙上のトナー画像に接触して当該トナー画像を用紙上に加熱定着させる定着部材と、定着部材を部分的に加熱する加熱手段と、定着部材に搬送される前の用紙の位置を検出する検出手段と、加熱手段を制御する制御手段とを備え、定着部材には、加熱定着によって、用紙と接触した部分である用紙部分と、それ以外の部分である紙間部分とが生じ、制御手段は、検出手段によって検出された用紙の位置に応じて、定着部材の回転方向において、定着部材の表面が用紙に接触する用紙部分および用紙が接触しない紙間部分を特定するとともに、紙間部分に対して、用紙部分のみを加熱手段により選択的に加熱する。
【００１６】
また、本発明に従った定着装置では、制御手段は、用紙部分が加熱手段に接触するタイミングを特定し、タイミングにおいて、定着部材を加熱手段により選択的に加熱することが好ましい。
【００１７】
また、本発明に従った定着装置では、加熱手段は、加熱ベルトおよび加熱ベルトの一部を加熱する加熱部を有し、制御手段は、用紙部分が加熱ベルトによってタイミングで選択的に加熱されるように加熱部による加熱を制御することが好ましい。
【００１８】
また、本発明に従った定着装置では、加熱手段は、加熱ベルトが巻架される少なくとも一つの第１のローラ部材を含み、加熱部は、加熱ベルトの、第１のローラ部材と当接しない部分を加熱することが好ましい。
【００１９】
また、本発明に従った定着装置は、定着部材の表面温度を検出する温度検出手段をさらに備え、制御手段は、温度検出手段に応じて、加熱手段を制御することが好ましい。
【００２０】
また、本発明に従った定着装置は、定着部材とともに用紙を挟み込む加圧手段をさらに備え、温度検出手段は、定着部材の回転方向について、加圧手段とともに用紙を挟み込む部分と、加熱手段により加熱される部分の間に設けられていることが好ましい。
【００２１】
また、本発明に従った定着装置では、制御手段は、紙間部分よりも用紙部分に対して、加熱手段によってより強い加熱力で選択的に加熱することが好ましい。
【００２２】
また、本発明に従った定着装置では、加熱手段は、電磁誘導により定着部材を加熱することが好ましい。
【００２３】
また、本発明に従った定着装置では、定着部材は、用紙と接触し、回転可能に構成された帯状部材と、帯状部材が巻架される少なくとも一つの第２のローラ部材とを含み、帯状部材は、回転に伴って用紙と接触する部分が変更され、回転により、加熱手段により加熱された後、第２のローラ部材を通過し、その後に用紙と接触することが好ましい。
【００２４】
本発明に従った画像形成装置は、上記した本発明の定着装置を有する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、定着装置において、加熱手段の加熱対象となる定着部材中の部分が、用紙に接触する部分である用紙部分であるときと、用紙に接触しない紙間部分であるときでは、加熱手段に対する制御態様が異なる。
【００２６】
これにより、定着装置において、定着部材の、用紙と接触したことにより表面温度が他の部分と比較して低下した部分を、集中的に加熱することができる。
【００２７】
したがって、用紙の通過により定着部材の表面に生じた温度むらを解消し、これにより、形成される画像に光沢むらの発生を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の定着装置を含む画像形成装置の第１の実施の形態の構成を模式的に示す概略断面図である。
【図２】図１の画像形成装置の要部を示す概略図である。
【図３】図２の外部加熱手段の拡大図である。
【図４】図３の外部加熱手段における加熱コイルのグループ分けの態様の一例を示す図である。
【図５】本発明の定着装置を含む画像形成装置の第２の実施の形態の要部を示す概略図である。
【図６】本発明の定着装置を含む画像形成装置の第３の実施の形態の中の、定着器ユニットの構成を示す図である。
【図７】本発明の定着装置を含む画像形成装置の第４の実施の形態の中の、外部加熱手段の構成を示す図である。
【図８】本発明の定着装置を含む画像形成装置の第５の実施の形態の中の、定着器ユニットの構成を示す図である。
【図９】図１の画像形成装置における、ニップ部直前の定着ローラの表面温度の、定着ローラの回転に伴う変化を示す図である。
【図１０】図１の画像形成装置における、加熱ユニットの誘導加熱による加熱出力の時間変化を示す図である。
【図１１】図１の画像形成装置における、加熱ユニットの誘導加熱以外の加熱方式による加熱出力の時間変化を示す図である。
【図１２】図１の画像形成装置の定着ローラの幅方向の温度分布を示す図である。
【図１３】図６の画像形成装置の定着ローラの幅方向の温度分布を示す図である。
【図１４】従来の画像形成装置の定着ローラの幅方向の温度分布を示す図である。
【図１５】従来の定着装置の定着ローラのニップ部直前の表面温度の、定着ローラの回転による変化を模式的に示す図である。
【図１６】従来の定着装置におけるトナー画像の定着によって生じていた光沢むらを説明するための図である。
【図１７】従来の定着装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３０】
［第１の実施の形態］
＜画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の定着装置を含む画像形成装置の第１の実施の形態である画像形成装置１の構成を示す概略断面図である。画像形成装置１は、電子写真式の画像形成装置の典型例である、カラープリントが可能なタンデム式の画像形成装置である。
【００３１】
図１を参照して、本実施の形態に従う画像形成装置１は、制御部２と、トナーカートリッジユニットＴＣＣ，ＴＣＭ，ＴＣＹ，ＴＣＫと、中間ベルトユニット３と、定着器ユニット４とを含む。
【００３２】
制御部２は、後述するように、画像形成装置１全体の制御を司る。
トナーカートリッジユニットＴＣＣ，ＴＣＭ，ＴＣＹ，ＴＣＫ、中間ベルトユニット３、および定着器ユニット４は、紙などの用紙１２に対して、画像形成を行なうための作像部を構成する。
【００３３】
トナーカートリッジユニットＴＣＣ，ＴＣＭ，ＴＣＹ，ＴＣＫは、それぞれ「シアン」「マゼンタ」「黄色」「黒」のトナー像を形成する。以下、トナーカートリッジユニットＴＣＣ，ＴＣＭ，ＴＣＹ，ＴＣＫを「トナーカートリッジユニットＴＣ」とも総称する。
【００３４】
トナーカートリッジユニットＴＣの各々は、トナー像を担持する感光体２０と、感光体２０を帯電する帯電部２４と、画像パターンを露光する露光部２２と、画像パターンをトナー像として現像する現像部２６と、感光体２０上の転写残トナーを取除く感光体クリーナ２８とを含む。
【００３５】
中間ベルトユニット３は、トナーカートリッジユニットＴＣのそれぞれの感光体２０上に形成された４色のトナー像を重ねて画像形成する中間転写ベルト３０と、中間転写ベルト３０上に形成されたトナー像（４色合成）を用紙１２上に転写する２次転写ローラ３６，３７と、中間転写ベルト３０上のトナー像の濃度を検出する濃度センサ３２と、中間転写ベルト３０上の転写残トナーを取除く中間転写ベルトクリーナ３８とを含む。
【００３６】
定着器ユニット４は、中間ベルトユニット３によって用紙上に転写されたトナー像を定着する。より具体的には、定着器ユニット４は、トナー像を加熱定着させる定着ユニット４１と、用紙１２を定着ユニット４１に当接させる加圧ユニット４３と、定着ユニット４１を加熱する加熱ユニット４０とを含む。定着器ユニット４の構成の詳細は、後述する。
【００３７】
また、画像形成装置１は、用紙収納部１０と、搬送ガイド１４と、給紙ローラ１６と、タイミングローラ５０，５１と、排出ローラ５２，５３とを含む。これらは、用紙を搬送するための搬送部を構成する。また、用紙収納部１０の底部には、用紙の残量を検出するための残量検出センサ１８が設けられる。
【００３８】
次に、画像形成装置１の画像形成に係る動作を説明する。用紙収納部１０に装填された用紙１２は、給紙ローラ１６の回転によって、搬送ガイド１４に沿って給紙される。そして、用紙１２は、搬送経路に沿って搬送されて、タイミングローラ５０，５１まで到達すると、一旦停止される。この用紙１２の搬送と並行して、トナーカートリッジユニットＴＣの各々では、画像形成されるべき画像パターンに応じたトナー像が作像され、中間転写ベルト３０上では、それぞれのトナーカートリッジユニットＴＣで作像されたトナー像が重ね合わされる。この中間転写ベルト３０上に作像されたトナー像とタイミングを一致させて、タイミングローラ５０，５１は、用紙１２を２次転写ローラ３６，３７へ給紙する。すると、２次転写ローラ３６，３７によって、中間転写ベルト３０上に作像されたトナー像が用紙１２へ転写される。さらに、トナー像が転写された用紙１２は、定着器ユニット４へ搬送され、定着ユニット４１と加圧ユニット４３によって、そのトナー像が定着される。さらに、トナー像が定着された用紙１２は、排出ローラ５２，５３によって排出トレイ５４へ排出される。
【００３９】
中間ベルトユニット３を通過し、定着器ユニット４へ搬送される用紙１２は、用紙センサ５により、当該用紙センサ５を通過したことを検出される。用紙センサ５は、たとえば反射型フォトセンサにより構成されるが、これに限定されるものではなく、用紙が通過したことを検出できるセンサであれば、その検出方式は問わない。
【００４０】
画像形成装置１では、用紙センサ５の検出出力は加熱ユニット４０の制御に利用される。当該制御態様の詳細は、後述する。
【００４１】
画像形成装置１は、さらに、内部の冷却を行なうための冷却ファン６０および冷却空気を取り入れるための開口部６２を含む。
【００４２】
画像形成装置１は、さらに、原稿から画像データを読取るためのスキャナや、ファクシミリの送受信を行なうファクシミリ処理部などを設けられてもよい。
【００４３】
＜構成および処理の概要＞
図２は、図１の画像形成装置１の要部を示す概略図である。
【００４４】
図２を参照して、定着器ユニット４は、定着ユニット４１と、加圧ユニット４３と、加熱ユニット４０とを含む。
【００４５】
定着ユニット４１は、定着ローラ４１１と、定着ローラ４１１内に内蔵されるするヒータ４１２とを含む。
【００４６】
加圧ユニット４３は、加圧ローラ４３１と、巻きかけローラ４３２と、テンションローラ４３３と、これらのローラに巻架される加圧ベルト４３５と、押圧パッド４３４とを含む。
【００４７】
用紙１２は、矢印Ａ１方向に搬送されて、定着器ユニット４へと送り込まれる。定着器ユニット４へと送り込まれた用紙１２は、定着ローラ４１１と加圧ベルト４３５の間に挟みこまれる。定着ローラ４１１の押圧パッド４３４により加圧ベルト４３５に向けて押圧される部分と加圧ベルト４３５とが用紙１２を挟み込む部分が、定着器ユニット４におけるニップ部である。定着ローラ４１１が矢印Ａ３方向に回転し、加圧ベルト４３５が矢印Ａ４方向に回転することにより、用紙１２上のトナー画像は用紙１２に定着する。定着ローラ４１１と加圧ベルト４３５がさらに回転することにより、用紙１２は排出ローラ５２，５３へと送られる。
【００４８】
定着ローラ４１１は、その内部からヒータ４１２により加熱される。これにより、定着ローラ４１１は、その表面を、用紙１２上のトナー画像の定着することができるように、加熱される。定着ローラ４１１は、さらに、加熱ユニット４０によって、その表面を加熱される。
【００４９】
図３に、加熱ユニット４０の拡大図を示す。図３を参照して、加熱ユニット４０は、磁束の変化により発熱する薄肉金属層を有する外部加熱ベルト４０１と、加熱コイル４０２と、コア４０３と、ローラ４０４，４０５とを含む。外部加熱ベルト４０１は、ローラ４０４，４０５に巻架されている。
【００５０】
加熱ユニット４０は、電磁誘導を利用して外部加熱ベルト４０１を加熱し、当該外部加熱ベルト４０１を定着ローラ４１１に接触させることにより、定着ローラ４１１を加熱する。加熱ユニット４０では、ローラ４０４またはローラ４０５を回転させることにより、外部加熱ベルト４０１が矢印Ａ２方向に回転される。これにより、外部加熱ベルト４０１が全体的に加熱される。加熱ユニット４０において、当該回転方向について外部加熱ベルト４０１が加熱される寸法が、Ｌ（ｄ）で示されている。Ｌ（ｄ）は、たとえば５〜２０ｍｍ程度とされる。
【００５１】
加熱ユニット４０では、加熱コイル４０２に交流電流を流すと、その周りに向き、強度の変化する磁力線が発生する。当該磁力線の変化の影響を受けて、外部加熱ベルト４０１の薄肉金属層では渦電流が流れ、これにより、外部加熱ベルト４０１が加熱される。
【００５２】
加熱ユニット４０では、電磁誘導により、加熱コイル４０２が、ローラ４０４とローラ４０５の間に配置されている。つまり、加熱ユニット４０では、電磁誘導により、外部加熱ベルト４０１の、ローラ４０４，４０５と当接していない部分を加熱されている。これにより、電磁誘導により生じた熱を効率よく外部加熱ベルト４０１に伝えることができる。
【００５３】
外部加熱ベルト４０１は、図３の奥行き方向（矢印Ａ２方向と直行する方向）に幅を有するように配置されている。外部加熱ベルト４０１の幅方向において加熱される寸法は、当該外部加熱ベルト４０１が、定着ローラ４１１が用紙１２上のトナー画像を定着することを必要とされる幅方向の寸法以上とされる必要がある。ここで、定着ローラ４１１における幅方向とは、定着ローラ４１１を通過する用紙１２の幅方向であり、用紙１２の搬送方向と直行する方向である。
【００５４】
加熱ユニット４０は、主に、定着ローラ４１１が用紙１２と接触することによってその表面の温度が低下した部分を加熱するために設けられている。外部加熱ベルト４０１の幅方向において加熱される寸法は、定着ローラ４１１を通過する用紙の幅に合わせて変更されることが好ましい。
【００５５】
このような加熱される寸法の変更は、たとえば加熱コイル４０２を当該幅方向にグループに分け、グループごとに通電できるようにすることにより実現される。
【００５６】
図４に、加熱ユニット４０における、加熱コイル４０２のグループ分けの一例を示す。
図４を参照して、矢印Ｗは、外部加熱ベルト４０１の上記した幅方向を示している。図４では、加熱コイル４０２は、加熱コイル４０２Ａと加熱コイル４０２Ｂにグループ分けされている。
【００５７】
具体的には、Ｗ方向の中心から幅Ｌ（ｗ２）（最小有効加熱幅）に一群の加熱コイル４０２Ａが配置され、そして、その外側であってＷ方向の中心から幅Ｌ（ｗ１）（最大有効加熱幅）に加熱コイル４０２Ｂが配置されている。画像形成装置１では、加熱コイル４０２Ａに対して、加熱コイル４０２Ｂに対するのとは独立して、通電することができる。これにより、加熱幅を、幅Ｌ（ｗ２）と幅Ｌ（ｗ１）の２種類とすることができる。したがって、画像形成装置１では、用紙１２の幅として複数種類の幅が想定される場合には、Ｌ（ｗ２）以下であれば加熱コイル４０２Ａのみに通電することにより加熱幅をＬ（ｗ２）とし、Ｌ（ｗ２）を越える（とともに、幅Ｌ（ｗ１）以下である）場合には、加熱コイル４０２Ａおよび加熱コイル４０２Ｂに通電することにより加熱幅をＬ（ｗ１）とすることができる。
【００５８】
幅Ｌ（ｗ２）は、Ａ４サイズやＢ５サイズ（通常使用される用紙サイズの中の比較的小さい方のもの）の用紙の幅方向の寸法（１４０〜２２６ｍｍ程度）とされ、また、幅Ｌ（ｗ１）は、Ａ３サイズやＢ４サイズ（通常使用される用紙サイズの中の比較的大きい方のもの）の用紙の幅方向の寸法（２６９〜３３０ｍｍ程度）とされる。
【００５９】
図２に戻って、制御部２の主要部の構成を説明する。
制御部２は、加熱コイル４０２への通電態様を切り替える通電回路２０４と、通電回路２０４を制御する制御モジュール２０１と、用紙センサ５の検出出力の入力を受ける検出回路２０２と、外部からの操作を受付ける入力部２０３とを含む。制御部２は、外部の交流電源１０００から電力を供給される。
【００６０】
入力部２０３および検出回路２０２に入力された情報は、それぞれ制御モジュール２０１に入力される。制御モジュール２０１は、入力された情報に基づいて、加熱コイル４０２への通電態様を決定する。制御モジュール２０１による通電回路２０４の制御内容について、以下説明する。
【００６１】
＜制御モジュールによる制御内容＞
制御モジュール２０１は、用紙センサ５が、搬送されてきた用紙１２の先頭位置を検出すると、定着ローラ４１１の当該用紙１２と接触する領域（用紙部分）が、外部加熱ベルト４０１との接触を開始する時刻（時刻ＴＡ１１）と当該接触が終了する時刻（時刻ＴＡ１２）を予測する。これらの時刻の算出の一例を説明する。
【００６２】
制御モジュール２０１は、用紙センサ５からニップ部までの距離（画像形成装置１では、一定）と用紙１２の搬送速度と現在の時刻から、用紙１２の先頭位置がニップ部に到達する時刻（時刻ＴＡ１０）を算出する。制御モジュール２０１は、定着ローラ４１１の回転速度と、定着ローラ４１１のニップ部から外部加熱ベルト４０１との接触位置までの回転角度と、時刻ＴＡ１１とにより、定着ローラ４１１における用紙１２の先頭位置に接触した部分が外部加熱ベルト４０１との接触位置に到達する時刻（時刻ＴＡ１１）を算出する。そして、制御モジュール２０１は、用紙１２の搬送方向の寸法と、定着ローラ４１１の回転速度と、時刻ＴＡ１１とから、定着ローラ４１１における用紙１２の終端位置に接触した部分が外部加熱ベルト４０１との接触位置に到達する時刻（時刻ＴＡ１２）を算出する。
【００６３】
制御モジュール２０１は、時刻ＴＡ１１から時刻ＴＡ１２までの通電回路２０４の通電量が、それ以外の期間の通電量よりも高くなるように、通電回路２０４を制御する。これにより、定着ローラ４１１は、加熱ユニット４０により、その回転方向についての用紙１２と接触した領域（用紙部分）を、残りの部分（紙間に相当する部分）よりも強い加熱力で加熱される。したがって、定着ローラ４１１の表面において、用紙１２と接触することにより局所的に温度が低下したことにより温度むらが生じても、加熱ユニット４０による加熱力を変更することにより、温度むらを抑えることができる。
【００６４】
以上説明した本実施の形態では、定着ユニット４１により、用紙上のトナー画像に接触して当該トナー画像を前記用紙上に加熱定着させる定着部材が構成される。外部加熱ユニット４０により、定着部材を部分的に加熱する加熱手段が構成される。用紙センサ５により、定着部材に搬送される前の用紙の位置を検出する検出手段が構成される。制御モジュール２０１を含む制御部２により、加熱手段を制御する制御手段が構成される。
【００６５】
制御モジュール２０１は、用紙センサ５が搬送されてきた用紙１２の先頭位置を検出すると、定着ローラ４１１の当該用紙１２と接触する領域が、外部加熱ベルト４０１との接触を開始する時刻（時刻ＴＡ１１）と当該接触が終了する時刻（時刻ＴＡ１２）を算出する。これにより、外部加熱ベルト４０１において、時刻ＴＡ１１から時刻ＴＡ１２に加熱コイル４０２によって加熱される部分が、外部加熱ベルト４０１の加熱対象である定着ローラ４１１の中の用紙１２と接触した部分（用紙部分）となるタイミングが特定されることになる。そして、制御モジュール２０１は、通電回路２０４に、時刻ＴＡ１１から時刻ＴＡ１２では、それ以外の時間よりも加熱コイル４０２への通電量を多くし、これにより、外部加熱ベルト４０１が、時刻ＴＡ１１から時刻ＴＡ１２ではそれ以外の時間よりも強い加熱力で加熱される。これにより、用紙部分が、紙間部分よりも、より強い加熱力で選択的に加熱されることになる。なお、本実施の形態では、回転方向において、定着ローラ４１１表面の用紙１２と接触した部分（用紙部分）以外の部分が、紙間部分（用紙が接触しない部分）とされる。なお、一度用紙部分となっても、外部加熱ベルト４０１により加熱された後は、紙間部分に戻る場合がある。
【００６６】
以下、本実施の形態に特有の効果等について説明する。
１）定着ローラの回転方向の温度むらについて
図９は、画像形成装置１における、ニップ部直前の定着ローラ４１１の表面温度Ｔ０の、定着ローラ４１１の回転に伴う変化を示す図である。図９の計測温度Ｔ０は、定着ローラ４１１表面の、用紙１２の搬送方向に交わる方向についての中央部分の温度であり、図示せぬ温度計測手段によって計測されている。図９中の時間ＤＸ１〜ＤＸ３は、図１５中の時間ＤＸ１〜ＤＸ３と同様に、定着ローラ４１１が一回転するのに要する時間を示す。また、図９中の時間ＤＹ１は、図１５中の時間ＤＹ１と同様に、温度計測部分の直後のニップ部を１枚の用紙１２が通過する期間を示している。
【００６７】
図９と図１５を参照して、図９の表面温度Ｔ０は、図１５の計測温度ＴＸと比較して、時間ＤＹ１前と比較して、用紙１２の通過による表面温度の低下が加熱ユニット４０による加熱により補われることにより、定着ローラ４１１の回転方向の温度むらが抑制されている。これにより、定着器ユニット４を経ることによって用紙１２に定着したトナー画像における光沢むらを、より確実に抑えることができる。
【００６８】
２）定着ローラを局所的に加熱する態様について
以上説明した本実施の形態では、外部加熱ベルト４０１を用紙１２の通過タイミング（定着器ユニット４に搬送されてくるタイミング）に応じて局所的に加熱し、当該外部加熱ベルト４０１を定着ローラ４１１に接触させることにより、定着ローラ４１１を加熱ユニット４０によって局所的に加熱する。これにより、定着ローラ４１１は、ヒータ４１２によって加熱されるだけでなく、用紙１２の搬送方向（定着ローラ４１１の回転方向）において、用紙同士の間隔に相当する定着ローラ４１１上の紙間部分（用紙が接触しない部分）に対し、定着ローラ４１１上の用紙１２が接触した部分、すなわち用紙部分のみを選択的に加熱することができる。このように、従来のように定着ローラの動作中に単に外部から熱を供給するのではなく、定着ローラ周面上で逐次変化する用紙部分のみに選択的に熱を供給することによって、定着ローラ４１１の周方向に発生する温度むらに起因するトナー画像の光沢むらをより確実に解消することができる。
【００６９】
画像形成装置１において、外部加熱ベルト４０１と定着ローラ４１１との距離を変更できるようにして、加熱ユニット４０に定着ローラ４１１を局部的に加熱させることも可能である。この場合、外部加熱ベルト４０１は全体的に加熱され、定着ローラ４１１との距離を変更させるために外部加熱ベルト４０１を移動させる駆動手段が設けられ、用紙１２の定着器ユニット４への搬送タイミングに応じて外部加熱ベルト４０１が定着ローラ４１１に接触させるように移動させられることにより、定着ローラ４１１が局所的に加熱される。ただし、この場合、ニップ部に用紙１２が搬送されているときに、外部加熱ベルト４０１が、定着ローラ４１１に向けてまたは定着ローラ４１１から離れる方向に、移動する事態が想定される。この場合、外部加熱ベルト４０１の移動による振動が定着ローラ４１１に伝わり、これによりニップ部の用紙１２に当該振動が伝わり、用紙１２上のトナー画像が当該振動により乱される事態が想定される。
【００７０】
よって、定着ローラ４１１を局所的に加熱する態様は、このような振動が生じないように、外部加熱ベルト４０１は固定され、または、少なくとも画像形成動作中は、外部加熱ベルト４０１の定着ローラ４１１への接触状態を継続して、上記用紙部分に対応する外部加熱ベルト４０１の領域のみを局所的に加熱することによるものが好ましい。
【００７１】
３）電磁誘導による加熱について
また、本実施の形態では、加熱ユニット４０において、外部加熱ベルト４０１を、加熱開始の指令に対する加熱出力の応答性のよい電磁誘導により所定の加熱部で加熱している。外部加熱ベルト４０１の加熱するべき位置を精度よく加熱することができる。これにより、定着ローラ４１１の表面の用紙１２と接触した位置を、精度良く加熱することができる。
【００７２】
時刻ＴＡ１１から時刻ＴＡ１２まで、加熱コイル４０２に通電して外部加熱ベルト４０１を加熱したときの加熱出力と、直流ヒータ等の他のヒータに通電したときの加熱出力を図１０と図１１を参照して比較する。図１０は、加熱コイル４０２に時刻ＴＡ１１から時刻ＴＡ１２まで通電し電磁誘導により外部加熱ベルト４０１を加熱したときの加熱出力Ｌ１２を示し、図１１は、他のヒータに時刻ＴＡ１１から時刻ＴＡ１２まで通電したときの加熱出力Ｌ２２を示す。
【００７３】
図１０の加熱出力Ｌ１２は、時刻ＴＡ１１にほぼ垂直に立ち上がり、時刻ＴＡ１２にほぼ垂直に通電までの状態に戻っている。一方、図１１の加熱出力Ｌ２２は、時刻ＴＡ１１から最大の出力となるまで、或る程度の時間を要している。
【００７４】
図１０では、実線Ｌ１１は、定着ローラ４１１における、加熱対象となる外部加熱ベルト４０１の部分と接触する位置の温度を示す。なお、破線Ｌ１１Ａは、定着ローラ４１１の当該位置の、用紙１２との接触により温度が低下した場合の加熱ユニット４０による加熱がなされなかった場合の温度変化を示す。
【００７５】
図１１では、実線Ｌ２１は、定着ローラ４１１における、加熱対象となる外部加熱ベルト４０１の部分と接触する位置の温度を示す。なお、破線Ｌ２１Ａは、定着ローラ４１１の当該位置の、用紙１２との接触により温度が低下した場合の加熱ユニット４０による加熱がなされなかった場合の温度変化を示す。
【００７６】
図１１の実線Ｌ２１は、用紙１２との接触による定着ローラ４１１の回転方向における温度むらを或る程度解消できているものの、温度むらはまだ改善の余地があることを示している。一方、図１０の実線Ｌ１１は、加熱ユニット４０による加熱により、定着ローラ４１１の回転方向の温度むらを解消できていることを示している。つまり、本実施の形態において、加熱ユニット４０として電磁誘導による加熱方式が採用されていることにより、より確実に、定着ローラ４１１の回転方向における温度むらを抑えることができる。
【００７７】
４）加熱コイルのグループ分けについて
本実施の形態では、用紙１２の幅に応じて、図４を参照して説明したようにグループ分けされた加熱コイル４０２の中で必要な加熱コイルにのみ通電している。
【００７８】
これにより、定着ローラ４１１の幅方向についての、用紙１２と接触した部分とそれ以外の部分との間の温度むらを抑えることができる。
【００７９】
図１４は、幅Ｌ（ｗ２）の用紙１２がニップ部を通過した場合、用紙１２と接触した部分の加熱のために、加熱コイル４０２Ａおよび加熱コイル４０２Ｂの双方に通電された場合の、外部加熱ベルト４０１と接触した後の定着ローラ４１１の幅方向の温度分布の一例を示す。
【００８０】
図１２は、幅Ｌ（ｗ２）の用紙１２がニップ部を通過した場合、用紙１２と接触した部分の加熱のために、加熱コイル４０２Ａのみに通電された場合の、外部加熱ベルト４０１と接触した後の定着ローラ４１１の幅方向の温度分布の一例を示す。
【００８１】
図１２，図１４において、Ｔｃは、温度調整のための設定温度を示す（後述する図１３においても、同様）。
【００８２】
図１２と図１４を比較して、ニップ部を通過した用紙１２の幅方向に合わせて加熱コイル４０２の中の通電するコイルが選択されることにより、定着ローラ４１１の幅方向における用紙１２と接触した部分とそれ以外の部分の温度むらを抑えることができる。
【００８３】
［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態の画像形成装置１の要部を示す概略図である。
【００８４】
図５を参照して、本実施の形態の画像形成装置１では、定着器ユニット４には、定着ローラ４１１の表面温度を検出する温度センサ４６が設けられている。そして、検出回路２０２に、温度センサ４６の検出温度が入力される。
【００８５】
本実施の形態では、制御モジュール２０１は、通電回路２０４から加熱コイル４０２への通電量を、温度センサ４６に応じて変更することができる。具体的には、制御モジュール２０１は、加熱コイル４０２への通電量を、温度センサ４６が検出する定着ローラ４１１の表面温度が低いほど、当該通電量を高くするように、通電回路２０４を制御する。
【００８６】
なお、定着ローラ４１１の表面温度が所定の閾値以上か否かに応じて、加熱コイル４０２への通電量を低くするか否かが決定されても良い。
【００８７】
温度センサ４６は、定着ローラ４１１の、ニップ部を経た後であって外部加熱ベルト４０１と当接する前の回転位置の表面温度を検出している。これにより、ニップ部で用紙１２と接触したことにより定着ローラ４１１表面の温度が大きく低下した場合、その影響を確実に通電回路２０４への制御態様に反映することができる。
【００８８】
［第３の実施の形態］
図６は、本発明の第３の実施の形態の画像形成装置１の中の、定着器ユニット４の構成を示す。
【００８９】
本実施の形態の定着器ユニット４では、第１の実施の形態の定着器ユニット４のテンションローラ４３３が、ヒートパイプ４３６に置き換えられている。加圧ベルト４３５上に生じた熱は、ヒートパイプ４３６に高効率で伝導されることにより、加圧ベルト４３５の幅方向に生じた温度むらを抑えられる。これにより、定着ローラ４１１の幅方向において、用紙１２と接触した部分とそれ以外の部分との間で温度むらが生じても、当該定着ローラ４１１を、ヒートパイプ４３６により幅方向の温度むらを抑えられた加圧ベルト４３５と（用紙１２を挟んで）接触させることにより、定着ローラ４１１の幅方向の温度むらを抑えることができる。
【００９０】
これにより、図１２に示したような定着ローラ４１１のニップ部直前の幅方向の温度分布は、図１３に示すように、さらに抑えることができる。
【００９１】
同様の効果を得るため、第１の実施の形態の定着器ユニット４のテンションローラ４３３は、ヒートパイプの他に、アルミニウムまたは銅などの熱伝導率の高い材料を基材とする、熱伝導率が５０Ｗ／ｍＫ程度のシャフトに置き換えられても良い。
【００９２】
［第４の実施の形態］
第３の実施の形態の画像形成装置１では、加圧ベルト４３５の幅方向の温度むらを抑制することにより、定着ローラ４１１の幅方向の温度むらの抑制を図るべく、第１の実施の形態の定着器ユニット４のテンションローラ４３３が、ヒートパイプ４３６等に置き換えられていた。
【００９３】
本実施の形態の画像形成装置１では、図７に示されるように、加熱ユニット４０において、定着ローラ４１１と接触する外部加熱ベルト４０１の幅方向の温度むらを抑制することにより、定着ローラ４１１の幅方向の温度むらの抑制を図るべく、第１の実施の形態のローラ４０５が、ヒートパイプ４０６に置き換えられている。なお、ローラ４０５（図３）を、アルミニウムまたは銅などの熱伝導率の高い材料を基材とするシャフトに置き換えることによっても、同様の効果を得ることができる。
【００９４】
［第５の実施の形態］
画像形成装置１では、定着ユニット４１において定着ベルトが採用された場合にも適用することができる。
【００９５】
図８は、本発明の第５の実施の形態の画像形成装置１の中の、定着器ユニット４の構成を示す。
【００９６】
本実施の形態では、定着ユニット４１は、定着ベルト４１９と、定着ローラ４１６と、加熱ローラ４１７と、加熱ローラ４１７に内包されたヒータ４１８とを含む。
【００９７】
加熱ユニット４０は、第１の実施の形態と同様の構成とすることができる。
加圧ユニット４３は、加圧ローラ４３７と、ヒートパイプ４３６とを含む。
【００９８】
本実施の形態では、定着ベルト４１９と加圧ローラ４３７が当接する部分によるニップ部が構成される。用紙１２は、矢印Ａ１方向に搬送されることにより、ニップ部に送られる。用紙１２がニップ部で加熱等されることにより、用紙１２上に形成されたトナー画像が用紙１２に定着する。定着ベルト４１９が矢印Ａ３方向に、加圧ローラ４３７が矢印Ａ４方向に、それぞれ回転することにより、ニップ部に送られた用紙１２は、排出ローラ５２，５３へ送られる。
【００９９】
加圧ローラ４３７の矢印Ａ４方向の回転に伴って、ヒートパイプ４３６は、矢印Ａ５方向に回転する。本実施の形態では、加圧ローラ４３７は、ヒートパイプ４３６と当接し、その幅方向の温度むらを解消されてから、定着ベルト４１９と当接する。これにより、定着ベルト４１９の幅方向の温度むらを、より確実に解消できる。
【０１００】
ヒートパイプ４３６は、アルミニウムまたは銅などの熱伝導率の高い材料を基材とするシャフトに置き換えられても良い。
【０１０１】
また、本実施の形態では、定着ベルト４１９の、定着ローラ４１６および加熱ローラ４１７と当接していない部分が、加熱ユニット４０によって加熱されている。これにより、加熱ユニット４０からの熱を高効率で定着べルト４１９に伝導することができる。
【０１０２】
定着ベルト４１９の、加熱ユニット４０により加熱された部分は、矢印Ａ３方向の回転により、加熱ローラ４１７と当接してさらに加熱された後、ニップ部へと到達する。これにより、加熱ユニット４０によって加熱されてからニップ部に到着するまでの、加熱ユニット４０により加熱された部分内での熱伝導により、当該部分の中での温度むらを解消することができる。これにより、定着ローラ４１６におけるニップ部での幅方向での温度むらをより確実に抑えることができ、これにより、定着器ユニット４を経ることによって用紙１２に定着したトナー画像における光沢むらを、より確実に抑えることができる。
【０１０３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０４】
１  画像形成装置、２  制御部、３  中間ベルトユニット、４  定着器ユニット、５  用紙センサ、１０  用紙収納部、１２，９３０  用紙、２０  感光体、２２  露光部、２４  帯電部、２６  現像部、２８  感光体クリーナ、３０  中間転写ベルト、３２  濃度センサ、３６，３７  二次転写ローラ、３８  中間転写ベルトクリーナ、４０  加熱ユニット、４１  定着ユニット、４３  加圧ユニット、４６  温度センサ、５０，５１  タイミングローラ、５２，５３  排出ローラ、５４  排出トレイ、１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ  領域、２０１  制御モジュール、２０２  検出回路、２０３  入力部、２０４  通電回路、４０１  外部加熱ベルト、４０２，４０２Ａ，４０２Ｂ  加熱コイル、４０３  コア、４０４，４０５  ローラ、４０６  ヒートパイプ、４１１，４１６，９１１  定着ローラ、４１２，４１８  ヒータ、４１７  加熱ローラ、４１９  定着ベルト、４３１，９２１  加圧ローラ、４３２  巻きかけローラ、４３３  テンションローラ、４３４  押圧パッド、４３５  加圧ベルト、４３６  ヒートパイプ、４３７  加圧ローラ、９１１  定着ローラ。
【図１】
2011076039.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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