(57)【要約】【課題】定着装置に備わる加熱ローラの外周の表面温度の不均一を解消して均一化する。【解決手段】記録媒体Ｐに転写されたトナー像を加熱溶融してこの記録媒体に定着させる定着装置６であって、内部に熱源を含む加熱ローラ６ａと、この加熱ローラに圧接される加圧ローラ６ｂと、加熱ローラの表面温度を検出する複数の表面温度検出手段６１２と、これら表面温度検出手段で検出された表面温度の差を算出する表面温度差算出手段７９ｃと、この表面温度差算出手段で算出された表面温度差が所定の大きさ以上になった場合に、加熱ローラの表面に接触し、当該表面温度差が所定の大きさ以下の場合に、加熱ローラの表面から離間する表面温度調整手段６６０と、を備えることを特徴とする。【選択図】図５
2008191430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に転写されたトナー像を加熱溶融して前記記録媒体に定着させる定着装置であって、
内部に熱源を含む加熱ローラと、
前記加熱ローラに圧接される加圧ローラと、
前記加熱ローラの表面温度を検出する複数の表面温度検出手段と、
これら表面温度検出手段で検出された表面温度の差を算出する表面温度差算出手段と、
前記表面温度差算出手段で算出された表面温度差が所定の大きさ以上になった場合に、前記加熱ローラの表面に接触し、前記表面温度差が前記所定の大きさ以下の場合に、前記加熱ローラの表面から離間する表面温度調整手段と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記複数の表面温度検出手段のうち、１つの表面温度検出手段は、前記加熱ローラの長さ方向の略中央部に配置され、他の表面温度検出手段は、前記加熱ローラの長さ方向の略端部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記加熱ローラの長さ方向の略中央部に配置される前記１つの表面温度検出手段は、前記加熱ローラに対して非接触型の温度検出センサであり、前記加熱ローラの長さ方向の略端部に配置される前記他の表面温度検出手段は、前記加熱ローラに対して接触型の温度検出センサであることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記表面温度差の前記所定の大きさは、前記加熱ローラと前記加圧ローラの圧接部を通過する用紙上のトナーが未定着とならない温度と、過定着とならない温度の差分である４０〜５０度であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記加熱ローラの内部に含まれる前記熱源は、少なくとも前記加熱ローラの前記長さ方向の略中央部を加熱するメイン熱源と、該メイン熱源が加熱しない前記加熱ローラの前記長さ方向の略両端部を加熱するサブ熱源から構成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記表面温度調整手段による前記加熱ローラに対する接離動作は、前記記録媒体を連続通紙する場合の１つの印字ジョブが終了してから次印字ジョブが開始されるまでの間に実行されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記表面温度調整手段による前記加熱ローラに対する接離動作は、前記記録媒体を連続通紙する場合の１つの印字ジョブが終了した直後であって、かつ前記定着装置を含む画像形成装置が待機モードに突入する直前に実行されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記表面温度調整手段による前記加熱ローラに対する接離動作は、印字処理で通紙される前記記録媒体が小サイズ用紙で連続通紙の印字ジョブの後に実行されることを特徴とする請求項６または７項に記載の定着装置。
【請求項９】
潜像担持体と、この潜像担持体に形成されるトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、転写された前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着装置と、を備えた画像形成装置 において、
前記定着装置として、請求項１〜８の何れか１項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および当該定着装置を備える画像形成装置に関し、特に、定着装置に備わる加熱ローラの表面温度調整機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置には、搬送用紙上の未定着トナーを溶融・固着する定着装置が設けられており、未定着トナーを溶融・固着する部位は、加熱ローラと加圧ローラの圧接領域となる定着ニップ部で搬送用紙上のトナーに熱を与えて定着する熱定着ローラ方式が多用されている。このような定着装置は、通常では、加熱ローラおよび加圧ローラの内部に備わるヒータ等の発熱源によって、両ローラの表面が加熱されて、当該定着装置による定着工程が実行されるようになっている。近年では、画像形成装置の高速化・多様化によって、従来の加熱ローラと異なり、加熱ローラ内部に複数のヒータを配置し、通紙される用紙サイズに合致したヒータの発熱で未定着トナーを定着する手法が用いられている。
【０００３】
しかし、一般的なヒータでは、通電するヒータの一部分を加熱する際に、該当部分の発熱量は、所定量となるが、他の部分は、必ずしも発熱量が“０”とはなっていない。すなわち、ヒータに配置されるニクロム線の線径に応じて、通常では、発熱部の発熱量を１００％とすると、概ね２０〜３０％位の若干の発熱量がある。
【０００４】
このため、小サイズの用紙が加熱ローラを通過する時に、加熱ローラの中央部を加熱するヒータであるメインヒータへの通電を行うと、小サイズ紙も含めて搬送用紙が通紙される中央部は、用紙に奪われる熱量とヒータの熱量の熱収支バランスが取れて、加熱ローラ表面温度の上昇がなく、過加熱とならない。一方、通紙されない加熱ローラの端部は、大サイズ紙の搬送時に使用される端部加熱用ヒータであるサブヒータへの通電をＯＦＦにしても、上述の理由からメインヒータへの通電の影響で加熱され、加熱ローラの端部では、熱収支のバランスが崩れ、加熱ローラ端部の表面温度が昇温する不具合が発生する。当該不具合が発生すると、後続の次印字で大サイズ紙が通紙される際に、例えば、中央部と比較して端部が過定着で光沢性の増した状態となる等の用紙の端部と中央部で定着品位の異なった定着が実行されたり、過加熱と通常加熱を繰り返すことから、加熱ローラの耐久性の劣化等の問題が発生している。
【０００５】
このような加熱ローラ表面温度の内のバラツキを解決するために、特許文献１には、小サイズ紙の連続印字時には、加熱ローラの温度バラツキを検出、若しくは予め算出しておき、印字処理する用紙が所定枚数以上の時には、加熱ローラの空回転での放熱効果を利用するために、印字処理速度を低下する画像形成装置が開示されている。また、特許文献２には、小サイズ紙の連続印字が終了した直後に、印字とは関係のない大サイズ紙を通紙して加熱ローラの温度バラツキを低減する定着装置の通紙制御方法が開示されている。
【特許文献１】特開平０７−１２９０２７号公報
【特許文献２】特開２００５−３１５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の各手法では、加熱ローラの端部温度の上昇で印字処理速度を低下しても、加熱ローラの端部温度を所望の温度に低下するには、至らなかった。すなわち、中央部に小サイズ紙が通過することは、中央部の加熱ローラ表面温度が用紙やトナーによって、加熱ローラの定着設定温度より低下するため、中央部ヒータがＯＮの場合でも、印字処理スピードを低速化しても、印字処理時間が長時間化することから、加熱ローラ端部温度の低下には、大きな効果は得られなかった。
【０００７】
また、小サイズの連続印字直後に大サイズ紙を強制的に通紙することは、一旦上昇した加熱ローラの端部の表面温度を低下させる手法としては効果があるが、印字に寄与しない用紙を用いることは、ユーザに余分な負荷を与えることとなり、余り好ましいものとは、言えなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、従来の定着装置が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、加熱ローラの外周の表面温度の不均一を解消して均一化することの可能な、新規かつ改良された定着装置および当該定着装置を備える画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある実施の態様によれば、記録媒体に転写されたトナー像を加熱溶融してこの記録媒体に定着させる定着装置であって、内部に熱源を含む加熱ローラと、この加熱ローラに圧接される加圧ローラと、加熱ローラの表面温度を検出する複数の表面温度検出手段と、これら表面温度検出手段で検出された表面温度の差を算出する表面温度差算出手段と、この表面温度差算出手段で算出された表面温度差が所定の大きさ以上になった場合に、加熱ローラの表面に接触し、当該表面温度差が所定の大きさ以下の場合に、加熱ローラの表面から離間する表面温度調整手段と、を備えることを特徴とする定着装置が提供される。
【００１０】
このような構成とすることにより、加熱ローラの表面温度の均一化が図られるので、印字品位の向上が図れ、かつ加熱ローラ表面温度制御の簡略化が図れるので，例えば、通常のウォームアップ中に、大サイズ紙の印字中等の無駄な加熱ローラへの加熱が抑制されて、省エネが図れるようになる。
【００１１】
このとき、上記実施の態様において、複数の表面温度検出手段のうち、一つの表面温度検出手段は、加熱ローラの長さ方向の略中央部に配置され、他の表面温度検出手段は、加熱ローラの長さ方向の略端部に配置されることとしてもよい。
【００１２】
このような構成とすることにより、全てのサイズの用紙が通過する加熱ローラの長さ方向の略中央部と、全てのサイズの用紙が通過しない非通紙領域である加熱ローラの長さ方向の略端部の表面温度を検出して、これらの温度差を元に表面温度調整手段による加熱ローラの表面温度を制御するので、加熱ローラの表面の温度バラツキを解消して、均一化されて、印字品位の向上が図れるようになる。
【００１３】
このとき、上記実施の態様において、加熱ローラの長さ方向の略中央部に配置される一つの表面温度検出手段は、加熱ローラに対して非接触型の温度検出センサであり、加熱ローラの長さ方向の略端部に配置される他の表面温度検出手段は、加熱ローラに対して接触型の温度検出センサであることとしてもよい。
【００１４】
このような構成とすることにより、全てのサイズの用紙が通過する加熱ローラの長さ方向の略中央部は、用紙上のトナーが溶融状態で加熱ローラの表面に付着した状態で当該略中央部の温度検出センサを汚すことが防止され、全てのサイズの用紙が通過しない非通紙領域である加熱ローラの長さ方向の略端部は、接触タイプの温度検出センサを使用することによって、当該非通紙領域の温度が常に検出されるので、加熱ローラの端部温度を推測して、サブ熱源の通電制御が実行されるようになる。
【００１５】
このとき、上記実施の態様において、表面温度差の所定の大きさは、加熱ローラと加圧ローラの圧接部を通過する用紙上のトナーが未定着とならない温度と、過定着とならない温度の差分である４０〜５０度であることとしてもよい。
【００１６】
このような構成とすることにより、トナーの溶融不足等による定着不良の発生を事前に防止できるようになるので、定着装置での定着不良による画像形成装置で用紙上に形成される画像の画質の低下を抑制できるようになる。
【００１７】
このとき、上記実施の態様において、加熱ローラの内部に含まれる熱源は、少なくとも加熱ローラの長さ方向の略中央部を加熱するメイン熱源と、このメイン熱源が加熱しない加熱ローラの長さ方向の略両端部を加熱するサブ熱源から構成されることとしてもよい。
【００１８】
このような構成とすることにより、搬送される用紙のサイズに応じて、加熱ローラの加熱を要する部位のみを加熱することが可能となるので、例えば、通紙される用紙サイズが小サイズ紙である場合には、当該小サイズ紙が通紙される搬送路となる定着ニップ部の中央部のみを加熱するメインヒータに通電を実行し、大サイズ紙の場合は、当該中央部を加熱するメインヒータに加えて、当該定着ニップ部の端部を加熱するサブヒータへの通電も実行されるように、搬送される用紙のサイズに応じて余分な加熱をせずに済むので、省電力化が実現される。
【００１９】
このとき、上記実施の態様において、連続ジョブの場合には、表面温度調整手段による加熱ローラに対する接離動作は、記録媒体を連続通紙する場合の一の印字ジョブが終了してから次印字ジョブが開始されるまでの間に実行されることとし、単独ジョブの場合には、表面温度調整手段による加熱ローラに対する接離動作は、記録媒体を連続通紙する場合の一の印字ジョブが終了した直後であって、かつ定着装置を含む画像形成装置が待機モードに突入する直前に実行されることとしてもよい。
【００２０】
このような構成とすることにより、トナーの溶融不足等による定着不良の発生を未然に防止するので、印字処理効率、定着性能の安定化が可能となる。
【００２１】
このとき、上記実施の態様において、表面温度調整手段による加熱ローラに対する接離動作は、印字処理で通紙される記録媒体が小サイズ用紙で連続通紙の印字ジョブの後に実行されることとしてもよい。
【００２２】
このような構成とすることにより、特に、加熱ローラの表面の温度バラツキを解消して均一化する大きな効果を奏するようになるので、印字品位の向上が図れ、印字処理効率、定着性能の安定化が可能となる。
【００２３】
上記課題を解決するために、本発明の別の実施の態様によれば、潜像担持体と、この潜像担持体に形成されるトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着装置と、を備える画像形成装置 において、定着装置として、上記実施の態様の何れかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２４】
このような構成とすることにより、定着装置の加熱ローラの外周面の表面温度のバラツキを解消して、当該表面温度の均一化がされるので、画像形成装置における印字品位の向上が図れ、かつ加熱ローラ表面温度制御の簡略化が図れるので、画像形成装置の動作における省エネ効果も期待できる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように本発明によれば、加熱ローラの表面温度が部位ごとに不均一の場合に、定着ユニットに備わる加熱ローラの表面温度調整手段となる外部ローラが加熱ローラに圧接されて、加熱ローラの表面温度を吸熱するので、加熱ローラの表面温度を均一化できる。このため、印字要求で小サイズ紙等の連続印字中に発生する加熱ローラ表面温度の不均一性を解消することによって、印字品位の向上が図れ、かつ加熱ローラ表面温度制御の簡略化が図れるので、画像形成装置の動作における省エネ効果も期待できる。
【００２６】
また、印字処理終了直後に加熱ローラ表面温度の均一化が図れることから、印字処理速度の低減、無駄な待機時間の減少、無駄紙の使用の抑制が可能となり、印字処理効率の向上、並びに省エネ・省資源化が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２８】
まず、本発明の定着装置を備える画像形成装置の第１の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態の定着装置を備える画像形成装置の全体の構成を示す説明図であり、図２は、かかる画像形成装置の装置本体の構成を示す部分詳細図である。
【００２９】
本実施の形態において、画像形成装置１Ａは、スキャナ等に読み込まれた画像データや外部から伝達された画像データを電子写真方式によって、記録媒体となる所定のシート状の記録用紙（以下、用紙と称する。）にモノクロ画像等として出力形成するものであって、用紙Ｐを複数枚積載可能な給紙トレイ８と、給紙トレイ８から供給される用紙Ｐを画像形成部１４に搬送する用紙搬送部５９とを備え、給紙トレイ８から用紙Ｐを自動的に供給可能としたものである。そして、かかる画像形成装置１Ａの上方において、原稿載置台２１の上面を開閉自在にするように、原稿読取装置１Ａ２が設けられている。
【００３０】
画像形成装置１Ａは、図１、図２に示すように、主に、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、クリーナユニット５、定着ユニット６、用紙搬送装置７、給紙トレイ８、排紙トレイ９および転写機構１０等より構成される装置本体１Ａ１と、自動原稿処理装置１Ａ２とにより構成されている。
【００３１】
装置本体１Ａ１の上面部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台２１が設けられ、この原稿載置台２１の上方には、自動原稿処理装置１Ａ２が上方に向かい揺動開放自在に設けられ、一方、この原稿載置台２１の下方には、原稿の画像データを読み取る原稿読み取り部であるスキャナ部２２が配置されている。
【００３２】
そのスキャナ部２２の下方には、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、クリーナユニット５、定着ユニット６、用紙搬送装置７、排紙トレイ９および転写機構１０が配設され、さらに、その下方には、用紙Ｐが収納された給紙トレイ８が配設されている。
【００３３】
露光ユニット１は、図示しない画像処理部から出力された画像データ（印字用画像データ）に応じてレーザ光を、帯電器４によって均一に帯電された感光体ドラム３の表面に照射して露光することにより、かかる感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を書込み形成する機能を有するものである。
【００３４】
露光ユニット１は、スキャナ部２２の直下で且つ感光体ドラム３上方に配置され、レーザ照射部１１および反射ミラー１２を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１３ａ，１３ｂが採用されている。本実施の形態では、高速印字処理を行う為に、複数のレーザ光を利用し、照射タイミングの高速化を低減する手法を採用し、２ビーム手法を採用している。
【００３５】
なお、本実施の形態では、露光ユニット１にレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１３ａ、１３ｂを用いているが、発光素子をアレイ状に並べたもの、例えば、ＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いるものであっても良い。
【００３６】
感光体ドラム３は、図２に示すように、略円筒状を呈し、露光ユニット１の下方に配設され、図示しない駆動手段と制御手段により所定方向（図中の矢印Ａ方向）に回転するように制御されている。この感光体ドラム３の外周面に沿って、画像転写終了後の位置を基準として感光体ドラム３の回転方向下流側に向かい、用紙剥離爪３１、クリーナユニット５、電界発生部としての帯電器４、現像装置２、除電装置４１の順に配置されている。
【００３７】
用紙剥離爪３１は、ソレノイド３２により感光体ドラム３の外周面に接離可能に配置されている。この用紙剥離爪３１は、感光体ドラム３の外周面に当接した状態で、感光体ドラム３上の未定着トナー像を用紙Ｐに転写する際に、その感光体ドラム３の表面に張り付いた用紙Ｐを剥離するものである。なお、用紙剥離爪３１の駆動手段として、ソレノイド３２の換わりに駆動用モータ等を採用しても良く、その他の駆動手段の選択も可能である。
【００３８】
現像装置２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を黒トナーで顕像化するものであって、感光体ドラム３の回転方向（図中の矢印Ａ方向）で帯電器４より下流側で感光体ドラム３の側方で略水平（図中で右側）に配置されている。この現像装置２の下方には、記録媒体搬送方向の上流側にレジストローラ１５が配置されている。
【００３９】
レジストローラ１５は、給紙トレイ８から供給された用紙Ｐの先端と感光体ドラム３上のトナー像とを整合して感光体ドラム３と転写ベルト１０３との間に搬送するように、図示しない駆動手段と制御手段とのより動作制御されている。
【００４０】
帯電器４は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であって、感光体ドラム３の上方でその外周面に近接して配置されている。なお、本実施の形態では、チャージャー型の帯電器４を用いているが、接触型のローラ方式によるものやブラシ方式によるものを用いるものであっても良い。
【００４１】
除電装置４１は、感光体ドラム３の表面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写し易くするために、感光体ドラム３の表面電位を低下させるための転写前除電手段であって、感光体ドラム回転方向で現像装置２より下流側で、且つ感光体ドラム３の下方でその外周面に近接して配置されている。なお、本実施の形態では、除電装置４１は、除電電極を用いて構成されているが、除電電極の替わりに除電ランプを用いたり、その他の方式により除電するようにしたものであっても良い。
【００４２】
クリーナユニット５は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去・回収するものであって、感光体ドラム３を挟んで現像装置２と略対向する位置で感光体ドラム３の側方で略水平（図中で左側）に配置されている。
【００４３】
上述した様に、感光体ドラム３上で顕像化された静電像は、静電像が有する電荷の逆極性の電界が搬送される用紙Ｐ上に転写機構１０から印加されることで用紙Ｐ上に転写される。例えば、静電像が（−）極性の電荷を有している時は、転写機構１０の印加極性は、（＋）極性となる。
【００４４】
転写機構１０は、図２に示すように、駆動ローラ１０１、従動ローラ１０２および他のローラで架橋されると共に、所定の抵抗値（ 本実施の形態では、１×１０９〜１×１０１３Ω・cmの範囲 ）を有する転写ベルト１０３が配置された転写ベルト式ユニットで構成され、感光体ドラム３の下方で転写ベルト１０３の表面が感光体ドラム３の外周面の一部と接触するように配置されている。この転写ベルト１０３により、用紙Ｐを感光体ドラム３に押圧しながら搬送するようになっている。
【００４５】
感光体ドラム３と転写ベルト１０３の接触部１０４には、駆動ローラ１０１および従動ローラ１０２とは異なる導電性で転写電界を印加可能な弾性導電性ローラ１０５が配置されている。
【００４６】
弾性導電性ローラ１０５は、弾性ゴム、発泡性樹脂等の軟質材料により構成されている。この弾性導電性ローラ１０５が弾性を有することで、感光体ドラム３と転写ベルト１０３とが線接触でなく、所定の幅（転写ニップと呼ばれる。）を有する面接触となるので、搬送される用紙Ｐへの転写効率の向上を図ることができる。
【００４７】
さらに、転写ベルト１０３の転写領域の用紙搬送方向下流側には、搬送される用紙Ｐが転写領域で印加された電界を除電し、次工程への搬送をスムーズに行う為の除電ローラ１０６が転写ベルト１０３の背面側に配置されている。
【００４８】
また、転写機構１０には、転写ベルト１０３の残留トナーによる汚れを取るクリーニングユニット１０７と、転写ベルト１０３の除電を行う複数の除電機構１０８が配置されている。この除電機構１０８に用いられる除電を行うための手法として、装置を介して接地する手法、若しくは積極的に転写電界の極性とは逆極性を印加する手法がある。
【００４９】
転写機構１０で用紙Ｐ上に転写された静電像（未定着トナー）は、定着ユニット６に搬送されて加圧・加熱されることで未定着トナーが溶融されて用紙Ｐ上に定着される。
【００５０】
定着ユニット６は、図２に示すように、加熱ローラ６ａ、加圧ローラ６ｂを備え、この加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂによって用紙Ｐを挟持した状態で加熱ローラ６ａを回転させ、加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの間を通過させることにより、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を溶融して定着させる定着装置としての機能を有するものである。定着ユニット６の用紙搬送方向の下流側には、用紙Ｐを搬送する搬送ローラ１６が設けられている。
【００５１】
加熱ローラ６ａは、その外周部には、用紙剥離爪６１１、当該加熱ローラ６ａの表面温度検出手段となるサーミスター６１２、加熱ローラ６ａの表面に付着した汚れを清掃すると同時に当該表面に離型剤を塗布するウェブクリーニングユニット６５０が配置され、加熱ローラ６ａの内部には、加熱ローラ６ａの外周面を所定温度（ 定着設定温度：概ね１６０〜２００℃ ）とする熱源となる加熱ヒータ６１４が設けられている。
【００５２】
加圧ローラ６ｂは、当該ローラ６ｂの両端部で加熱ローラ６ａに対して所定圧量で加圧ローラ６ｂが圧接することの可能な加圧部材６２１が配置され、さらに、加圧ローラ６ｂの外周には、加熱ローラ６ａの外周と同様に、用紙剥離爪６２２、ローラ表面クリーニング部材６２３が配置されている。また、本実施の形態では、加熱ローラ６ａと同様に、外周面を所定温度に加熱するための熱源となる加熱ヒータ６２４が設けられている。
【００５３】
この定着ユニット６は、図２に示すように、加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの圧接部Ｎ６（いわゆる定着ニップ部と呼ばれる。）において、搬送される用紙Ｐ上の未定着トナーを加熱ローラ６ａにより加熱して溶融し、かかる加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの圧接力による用紙Ｐ上への投鋲作用で、未定着トナーを用紙Ｐ上に定着するようになっている。なお、本実施の形態の定着装置となる定着ユニット６の構成等の詳細については、後述する。
【００５４】
給紙トレイ８は、画像データが出力（印字）されるシート（用紙）を複数枚蓄積しておくためのものであり、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、クリーナユニット５、定着ユニット６等で構成される画像形成部１４の下側に構成されている。この給紙トレイ８の排紙側上部には、用紙ピックアップローラ８ａが配置されている。
【００５５】
この用紙ピックアップローラ８ａは、給紙トレイ８内に積載収容された用紙Ｐを最上層から１枚ずつピックアップし、下流側に向かって（便宜上の用紙Ｐの流れ出し側（カセット側）を上流、排紙側を下流とする。）用紙搬送装置７を構成する用紙搬送路７ａ上のレジストローラ１５（「アイドルローラ」とも称する。）側に搬送するようになっている。
【００５６】
本実施の形態に係る画像形成装置１Ａでは、高速印字処理を行うことを目的とする為、画像形成部１４の下方に定型サイズの用紙Ｐを各々のトレイに５００〜１５００枚収納可能な複数の給紙トレイ８が配置され、一方、装置側面には、複数の用紙種類を多量に収納可能な大容量給紙カセット８１が配置されると共に、かかる大容量給紙カセット８１の上方に、主に不定型サイズの印字等に対応する手差しトレイ８２が設けられている。
【００５７】
排紙トレイ９は、手差しトレイ８２とは、反対側の装置側面に配置されている。また、排紙トレイ９に変わって、排紙用紙の後処理装置（ステープル、パンチ処理等を行う装置）や複数段排紙トレイ等をオプションとして配置することも可能な構成となっている。
【００５８】
用紙搬送装置７は、前述した感光体ドラム３と給紙トレイ８との間に構成され、用紙搬送装置７に備わる用紙搬送路７ａを経由させて、給紙トレイ８から供給される用紙Ｐを一枚ずつ転写機構１０に搬送し、転写機構１０において、感光体ドラム３からトナー像が転写された用紙を定着ユニット６に搬送し、定着ユニット６において、未定着トナー像を用紙に定着した後に、指定された排紙処理モードに応じて形成された用紙搬送路や分岐爪によって用紙を搬送するように構成されている。
【００５９】
ここで、画像形成装置１Ａにおける用紙搬送装置７による処理モードに対応した用紙搬送工程について説明する。
【００６０】
印字要求に合致する用紙Ｐは、図２に示すように、複数の給紙トレイ８の中から選択され、用紙搬送路７ａ中の搬送ローラによってレジストローラ１５まで搬送される。
【００６１】
レジストローラ１５に到達して一旦停止した用紙Ｐは、用紙Ｐの先端と感光体ドラム３上の画像データを合致させるタイミングでレジストローラが再び回転することによって、転写機構１０に搬送され、用紙Ｐ上に感光体ドラム３から未定着トナー像（画像データ）が転写された後、定着ユニット６で用紙Ｐ上にトナー像が固着されて、排紙トレイ９に排出される。
【００６２】
この用紙搬送路７ａ内の搬送経路において、画像形成装置１Ａが有する処理モード（コピアモード、プリンタモード、ＦＡＸモード）、および印字処理手法（片面印字、両面印字）によって定着ユニット６以降から排紙トレイ９までの搬送方法が異なる。
【００６３】
通常、コピアモードでは、ユーザが画像形成装置１Ａの近傍で操作を行うことから“フェースアップ排出”と呼ばれる印字面が上側になって排出される手法が多く用いられる。
【００６４】
一方、プリンタ、ＦＡＸ等の各モードでは、ユーザが画像形成装置１Ａの近傍にいないことから排出された用紙Ｐのページ順を揃える“フェースダウン排出”手法が多く用いられている。
【００６５】
従って、画像形成装置１Ａでは、定着ユニット６を通過した用紙Ｐを排紙トレイ９に排出するまでの間に、複数の搬送路を経由して、上記目的に合致する用紙排出を行うようになっている。
【００６６】
ここで、用紙搬送装置７に備わる用紙搬送路７ａについて、図面を参照して詳細に説明する。図３は、本実施の形態における画像形成装置の用紙搬送路の構成を示す説明図であり、図４は、当該用紙搬送路を構成する分岐された用紙搬送路とそれらを連通させる分岐爪の構成を示す部分詳細図である。
【００６７】
用紙搬送路７ａは、図３、４に示すように、主に、給紙トレイ８からレジストローラ１５に到る第１用紙搬送路７ａ1、レジストローラ１５から転写機構１０を介して定着ユニット６を通過して下流側の搬送ローラ１６に到る第２用紙搬送路７ａ2、搬送ローラ１６から排紙トレイ９に排紙するための排紙ローラ１７に到る第３用紙搬送路７ａ3、搬送ローラ１６から用紙Ｐを反転させる第４用紙搬送路７ａ4、第４用紙搬送路７ａ4と連通して再びレジストローラ１５に用紙Ｐを搬送する反転搬送ローラ１８に到る第５用紙搬送路７ａ5、排紙ローラ１７から反転して用紙Ｐを搬送する第６用紙搬送路７ａ6、第６用紙搬送路と連通して第５用紙搬送路７ａ5を回避する第７用紙搬送路７ａ7、および第７用紙搬送路７ａ7と連通してスイッチバックローラ１９に到る第８用紙搬送路７ａ8とにより構成されている。
【００６８】
そして、用紙搬送路７ａ内には、処理モードに応じて複数枚の用紙Ｐが配置されるようになっている。本実施の形態では、図３に示すように、用紙搬送路７内に（１）〜（８）（図中の丸付き数字に示す）の８枚の用紙Ｐが配置するようになっているが、用紙搬送路内に許容可能な用紙Ｐの枚数は、用紙搬送路７ａの構成によって変更できる。また、用紙搬送路７ａ内には、選択された処理モードに応じて用紙搬送路７ａを選択して、用紙Ｐの搬送経路を変更する複数の分岐爪２０が用紙搬送路７ａの分岐点に設けられている。
【００６９】
図４に示すように、搬送ローラ１６の下流側付近には、第３用紙搬送路７ａ3または第４用紙搬送路７ａ4と連通させる分岐爪２０ａが揺動変位可能に設けられている。この分岐爪２０ａは、図示しないソレノイドによって動作するようになっている。
【００７０】
第４用紙搬送路７ａ4の下流側には、第４用紙搬送路７ａ4と第５用紙搬送路７ａ5、または第５用紙搬送路７ａ5と第６用紙搬送路７ａ6とを連通させる分岐爪２０ｂが揺動変位可能に設けられている。この分岐爪２０ｂは、図示しないばね部材と用紙Ｐの弾性力によって動作するようになっている。
【００７１】
第６用紙搬送路７ａ6の下流側には、第５用紙搬送路７ａ5または第７用紙搬送路７ａ7と連通させる分岐爪２０ｃが揺動変位可能に設けられている。この分岐爪２０ｃは、図示しないソレノイドによって動作するようになっている。
【００７２】
第７用紙搬送路７ａ7の下流側には、第７用紙搬送路７ａ7と第８用紙搬送路７ａ8、または第５用紙搬送路７ａ5と第８用紙搬送路７ａ8とを連通させる分岐爪２０ｄが揺動変位可能に設けられている。この分岐爪２０ｄは、図示しないソレノイドによって動作するようになっている。
【００７３】
第５用紙搬送路７ａ5の上流側には、第４用紙搬送路７ａ4および第８用紙搬送路７ａ8と当該第５用紙搬送路７ａ5とを連通させて、円滑に用紙搬送を実行するための分岐爪２０ｅが設けられている。
【００７４】
以上のように構成された用紙搬送装置７に備わる用紙搬送路７ａにより、要求された処理モードに応じて分岐爪２０ａ〜２０ｄを動作させて、処理モードに対応した用紙Ｐの搬送経路を選択可能としている。
【００７５】
次に、本実施の形態における画像形成装置に備わる定着装置の構成の詳細について、図面を使用しながら説明する。図５は、本実施の形態の定着装置となる定着ユニットの概略構成図を示す図であり、図６は、比較例となる従来の定着ユニットの詳細の構成を示す図であり、図７は、本実施の形態の定着装置に備わる加熱ローラの詳細な構成を部分断面図で示す正面図であり、図８は、本実施の形態の定着装置に備わる加熱ローラの印字直後の表面温度勾配を示す図であり、（ａ）は、大サイズ用紙を印字直後の加熱ローラの表面温度勾配を示し、（ｂ）は、小サイズ用紙を印字直後の加熱ローラの表面温度勾配を示す。
【００７６】
定着ユニット６は、図５に示すように、加熱ローラ６ａ、加圧ローラ６ｂを備えている。加熱ローラ６ａは、その外周部に、用紙剥離爪６１１、ウェブクリーニングユニット６５０、外部側ヒータ６１３、サーミスター６１２、および外部ローラ６６０が設けられ、加熱ローラ６ａの内部には、加熱ヒータ６１４が設けられている。一方、加圧ローラ６ｂは、その外周部に、用紙剥離爪６２２、ローラ表面クリーニング部材６２３（図２参照）が設けられている。
【００７７】
ウェブクリーニングユニット６５０は、シリコンオイル等を含浸させた不識布、紙、または布等を材料として構成された薄いウェブ状のウェブシート６５１が押圧ローラ６５２を介して加熱ローラ６ａの表面に当接することによって、加熱ローラ６ａの残留トナーが清掃されて、当該加熱ローラ６ａの残留トナーによるオフセットが防止される。ウェブクリーニングユニット６５０は、ウェブシート６５１と、当該ウェブシート６５１を加熱ローラ６ａとの当接部に送り出すために、ウェブシート６５１を捲回した捲回ローラ６５３と、この捲回ローラ６５３から送り出されたウェブシート６５１を巻き取る巻取ローラ６５４を備える。また、ウェブシート６５１自身に弛みが発生しないようにするためのテンションローラ６５５が捲回ローラ６５３と押圧ローラ６５２との間に設けられ、加熱ローラ６ａの円滑なクリーニングが実現されるようになる。
【００７８】
加熱ローラ６ａの外周面を所定温度に加熱するために、本実施の形態では、加熱ローラ６ａの内部に加熱ヒータ６１４が備わる一方、加熱ローラ６ａの外周面に直接に当接して加熱する外部側ヒータ６１３が設けられている。なお、加熱ヒータ６１４で加熱ローラ６ａの外周面の温度調整が十分に実行される場合には、外部側ヒータ６１３は、特に設けなくても良い。
【００７９】
加熱ローラ６ａの外周面（表面）が必要とする所定温度とは、搬送される用紙上の未定着トナーを定着ニップ部Ｎ６で溶融、固着するために必要な温度であり、画像形成装置１Ａで用いられるトナーの溶融温度と幾分の差異があるものの、概ねトナーの溶融温度に３０〜４０℃を加えた大きさの温度とされている。このため、一般的には、加熱ローラ６ａの表面温度は、１６０〜２００℃に制御されている。
【００８０】
加熱ローラ６ａは、印字に使用される用紙サイズが種々に渡り、必ずしも加熱ローラ全面を一様に加熱する必要がないため、加熱ローラ６ａの内部に複数本の熱源が設けられている。本実施の形態では、加熱ローラ６ａの内部には、図７に示すように、加熱ローラ６ａの長さ方向の略中央部を加熱するメイン熱源となるメインヒータ６１４ａと、このメインヒータ６１４ａが加熱しない加熱ローラ６ａの長さ方向の略両端部を加熱するサブ熱源となるサブヒータ６１４ｂが設けられている。すなわち、通紙される用紙サイズが小サイズ紙である時は、メインヒータ６１４ａに通電を行えば良く、大サイズ紙の通紙の時は、メインヒータ６１４ａに加えて、サブヒータ６１４ｂへの通電が行われ、搬送される用紙のサイズに応じて、余分な加熱をせずに済むので、画像形成装置１Ａとしての省電力化が図られる。
【００８１】
他方、加圧ローラ６ｂは、搬送用紙Ｐが定着ユニット６を通過する際の定着ニップ部Ｎ６で加熱ローラ６ａを介して当該搬送用紙Ｐを加圧し、この加圧力で用紙上の溶融トナーを搬送用紙Ｐの構成成分となるセルロース等の繊維分に浸透させ、当該溶融トナーが固化した時に、搬送用紙Ｐに対して投鋲作用を発揮させる機能を有する。このため、加圧ローラ６ｂが配置されている関係上、加圧ローラ６ｂの内部に熱源となる加熱ヒータ６２４を有する場合と有さない場合がある。
【００８２】
搬送用紙Ｐに投鋲作用を発揮させる溶融トナーは、搬送用紙Ｐの温度によって投鋲作用の長さ（搬送用紙Ｐへの浸透距離）が異なり、用紙温度が高い程、溶融トナーの冷却が少なくなるので、浸透距離が長くなり、用紙上で固着するトナーの付着力が増加して、定着性能の向上が図れる。通常、画像形成装置１Ａの印字処理速度（プロセス速度）が低速の場合は、連続印字用紙の用紙間隔が長く、加熱ローラ６ａの表面温度が定着ニップ部Ｎ６を介して、加圧ローラ６ｂの表面加熱を行うために、加圧ローラ６ｂには、加熱ヒータ６２４を必要としない。
【００８３】
しかし、印字処理速度が高速になると、搬送用紙Ｐの間隔が短く、加熱ローラ６ａの表面温度が定着ニップ部Ｎ６を介して加圧ローラ６ｂへの表面加熱が不足するために、加圧ローラ６ｂの内部、若しくは外部に熱源を必要とする。このような、加圧ローラ６ｂの表面温度は、加熱ローラ６ａの表面温度より低く、概ね１１０〜１５０℃に制御され、加圧ローラ６ｂを介して、定着ニップ部Ｎ６で搬送用紙Ｐを暖めることで、投鋲作用が促進されるようになる。
【００８４】
このようにして、定着ユニット６では、画像形成装置１Ａの画像形成部１４で用紙上に画像情報を転写された未定着トナーを加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂの圧接部（定着ニップ部Ｎ６）で加熱ローラ６ａ、加圧ローラ６ｂから熱の授受を受けて、搬送用紙Ｐ上に転写されたトナー像を溶融して定着させる定着工程が実行される。
【００８５】
サーミスター６１２は、加熱ローラ６ａの外周面の表面温度を検出する表面温度検出手段としての機能を有する温度検出センサであり、例えば、温度を感知して電気抵抗が変化するセラミックス半導体から構成される。本実施の形態では、図７に示すように、加熱ローラ６ａの長さ方向の略中央部に対向するように、中央側温度検出センサ６１２ａが設けられ、加熱ローラ６ａの長さ方向の略端部に対向するように、端部側温度検出センサ６１２ｂが設けられている。
【００８６】
また、加熱ローラ６ａに含まれる各加熱ヒータ６１４ａ、６１４ｂのＯＮ・ＯＦＦ制御は、これらの温度検出センサ６１２ａ、６１２ｂで検出している。定着ニップ部Ｎ６の略中央部は、全てのサイズの用紙が通過することから、中央側温度検出センサ６１２ａは、用紙上のトナーが溶融状態で加熱ローラ５ａの表面に付着した状態で中央側温度検出センサ６１２ａを汚さないようにするために、非接触タイプの温度検出センサが使用される。
【００８７】
一方、端部側温度検出センサ６１２ｂが対向する加熱ローラ６ａの外周面には、全てのサイズの用紙が通過しない非通紙領域であることより、端部側温度検出センサ６１２ｂは、接触タイプの温度検出センサを使用している。このように、端部側温度検出センサ６１２ｂとして、接触タイプの温度検出センサを使用することによって、非通紙領域の温度を検出して、加熱ローラ６ａの端部温度を推測して、サブヒータ６１４ｂの通電制御を行っている。
【００８８】
外部ローラ６６０は、加熱ローラ６ａの外周面の表面温度のバラツキを解消して均一化するための表面温度調整手段として機能する。すなわち、本実施の形態では、外部ローラ６６０は、加熱ローラ６ａの長さ方向の略中央に対向する非接触型の中央側温度検出センサ６１２ａと接触型の端部側温度検出センサ６１２ｂのそれぞれ検出した加熱ローラ６ａの表面温度の差を元に、加熱ローラ６ａに対する接離動作を制御している。
【００８９】
一般的に、印字終了直後の加熱ローラ６ａの表面温度は、用紙の幅が例えばｗ１の大サイズ用紙を連続印字した場合には、図８（ａ）に示すように、加熱ローラ６ａの非通紙領域Ａ１を除く略全面が印字処理工程中は、定着設定温度Ｔ2より低く、定着下限温度Ｔ3より高くなるように温度制御を行うと共に、加熱ローラ６ａを加熱する各加熱ヒータ６１４ａ、６１４ｂの熱量配分がなされている。しかし、用紙の幅がｗ２（ｗ２＜ｗ１）の小サイズ用紙を連続印字すると、メインヒータ６１４ａの発熱部以外の部位でも若干の発熱量があるので、メインヒータ６１４ａへの通電の影響で加熱され、図８（ｂ）に示すように、加熱ローラ６ａの端部では、熱収支のバランスが崩れるので、小サイズ紙が通紙されない加熱ローラ６ａの非通紙領域Ａ２での温度上昇が高くなり、加熱ローラ６ａの耐久性、次印字時の大サイズ用紙での定着性能の不均一化が発生する。
【００９０】
このため、本実施の形態では、図６の従来の定着ユニット６００に加熱ローラ６ａの外周面に接離可能な外部ローラ６６０を追加して設けており、加熱ローラ６ａの略中央部の外周面の表面温度を検出する非接触型の中央側温度検出センサ６１２ａ、加熱ローラ６ａの略端部の外周面の表面温度を検出する接触型の端部側温度検出センサ６１２ｂでの温度バラツキが大きい場合には、外部ローラ６６０を所定方向に駆動する不図示のソレノイド等によって移動させて加熱ローラ６ａに接触させることにより、加熱ローラ６ａの表面温度を低下させて、温度バラツキの低減を行う。すなわち、双方の温度検出センサ６１２ａ、６１２ｂで検出された温度差が所定範囲以上の大きさの場合には、外部ローラ６６０を移動させて加熱ローラ６ａに接触させることによって、加熱ローラ６ａの表面温度のバラツキを低減させながら、当該表面温度を低下させる。一方、当該温度バラツキが所定範囲内の場合には、外部ローラ６６０を加熱ローラ６ａに対して、離隔して非接触状態とすることで、加熱ローラ６ａの外周面の部分的な温度バラツキを解消している。
【００９１】
特に、本実施の形態では、トナーの溶融不足等による定着ユニット６での定着不良の発生を事前に防止するために、双方の温度検出センサ６１２ａ、６１２ｂで検出される表面温度差が加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂの圧接部となる定着ニップ部Ｎ６を通過する用紙上のトナーが未定着とならない温度と過定着とならない温度の差分に該当する４０〜５０度以上になった場合に、外部ローラ６６０を加熱ローラ６ａに接触させるように移動させる。当該表面温度差を検出してから、外部ローラ６６０を加熱ローラ６ａに接触させるように移動させることによって、定着ユニット６での定着不良による画像形成装置１Ａで形成される画像の画質低下が抑制される。
【００９２】
なお、外部ローラ６６０は、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属で形成されていることが好ましい。すなわち、外部ローラ６６０の熱伝導率が高いと、高温部の熱量を迅速に外部ローラ６６０が吸収して、加熱ローラ６ａの表面（外周面）の温度バラツキを低減するより大きな効果を奏することができる。また、加熱ローラ６ａの端部の高温状態で吸収した熱量が外部ローラ６６０で均一化されて、加熱ローラ６ａの略中央部の熱量の吸収効率が低下し、加熱ローラ６ａの略中央部の温度低下を減少させることが可能となる。
【００９３】
さらに、外部ローラ６６０としてアルミニウム等の熱伝導率の良い材料の金属ローラを用いることによって、効率良く温度上昇した加熱ローラ６ａの表面の該当部分の熱量を外部ローラ６６０に転移でき、加熱ローラ６ａの表面の温度の均一化が迅速に実行されるようになる。
【００９４】
また、外部ローラ６６０を加熱ローラ６ａに接触させるタイミングは、画像形成装置１Ａが連続ＪＯＢの場合には、印字処理が終了した後の次印字ＪＯＢとの間に当該外部ローラ６６０の加熱ローラ６ａに対する接離動作が実行され、単独ＪＯＢの場合には、印字処理が終了した直後の待機モードに突入した際に当該接離動作が実行することが印字処理効率、定着性能の安定化に繋がるので、好ましい。換言すると、連続印字中に双方の温度検出センサ６１２ａ、６１２ｂ間の温度バラツキ幅が一定範囲を超えた際に、即座に外部ローラ６６０を加熱ローラ６ａに接触させると、加熱ローラ６ａの外周面の表面全体の温度が低下して、トナーの溶融不足等による定着不良を発生する虞があるから、上述のタイミングで外部ローラ６６０を加熱ローラ６ａに接触させることが好ましい。
【００９５】
さらに、上述したように、画像形成装置１Ａが連続印字中に、印字ＪＯＢの終了後、若しくは連続ＪＯＢの間に外部ローラ６６０を接触させることとしたが、小サイズ用紙の通紙枚数が少ない場合は、上述のタイミングでの外部ローラ６６０の加熱ローラ６ａへの接離動作を実行する必要はない。また、本実施の形態の定着ユニット６で外部ローラ６６０の接離を行う時の双方の表面温度検出センサ６１２ａ、６１２ｂで検出された温度差は、概ね４０〜５０℃の範囲であり、当該温度差の条件下に小サイズ紙の連続通紙枚数は、用紙種類によって多少変化するものの、概ね５０〜１００枚以上の連続通紙を行う時に本実施の形態の外部ローラ６６０の加熱ローラ６ａに対する接離動作制御が必要となる。
【００９６】
次に、本実施の形態の定着装置を備える画像形成装置１Ａの制御系について、図面を参照しながら説明する。図９は、本実施の形態に係る画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【００９７】
本実施の形態に係る画像形成装置１Ａは、図９に示すように、画像の読み取り処理、画像処理、画像形成処理、および用紙Ｐの搬送処理等をＲＯＭ（ Read Only Memory ）５５に予め記憶されたプログラムに従って、画像形成装置１Ａに備わる各構成要素の制御手段となる中央処理ユニット（ ＣＰＵ ）５４がＲＡＭ（ Random access Memory ）５６等の一時的記憶手段を用いて処理を実行する。なお、ＲＯＭ５５やＲＡＭ５６に代えて、ＨＤＤ（ Hard Disk Drive ）等の記憶手段を代用することも可能である。
【００９８】
画像形成装置１Ａにおいて、スキャナ部２２によって読み取った原稿の画像情報となる原稿画像データ、または、図示しない通信ネットワークに繋がれた各端末装置から送信された原稿画像情報は、通信処理部５８を介して画像処理部５７に入力されるようになっている。
【００９９】
画像処理部５７は、ＲＡＭ５６等の記憶部に記憶された原稿画像情報を印字（用紙への画像形成）に適した印字用画像に上記のプログラムによって処理するものである。
【０１００】
印字用画像情報は、画像形成部１４に入力される。かかる画像形成部１４、用紙搬送路７ａ等において用紙の各種検出・制御を行う用紙搬送部５９、定着ユニット６、排紙ローラ１７において用紙の各種の検出・制御を行う排紙処理部６０は、各々の駆動部を制御する駆動制御部６２と連動している。
【０１０１】
用紙搬送部５９によって搬送される用紙は、画像形成部１４においての画像情報の印字処理を実行する印字工程と、その後に、印字処理された用紙に対して定着ユニット６で実行される定着工程を経て、用紙排出部となる排紙トレイ９に排出されるようになっている。なお、定着ユニット６には、前述したように、加熱ローラ６ａの表面温度検出手段となる温度検出センサ６１２および加熱ヒータ６１４が備わっている。
【０１０２】
また、画像形成装置１Ａには、運転条件設定部７７、搬送用紙検知センサ７８が設けられている。運転条件設定部７７は、操作スイッチ類によって使用者が設定した画像形成要求、または記録媒体の種類等の画像形成条件に応じて、画像形成装置１Ａの画像形成、または搬送条件等の運転条件を設定するものである。搬送用紙検知センサ７８は、光センサ等からなり、用紙搬送路７ａを通過する用紙を検出するものであり、画像形成装置１Ａに備わる用紙搬送路７ａの何れかの部位に設けられている。
【０１０３】
さらに、画像形成装置１Ａは、設定された運転条件にしたがって、スキャナ部２２、用紙搬送部５９、画像形成部１４、定着ユニット６、および排紙処理部６０等の駆動用アクチュエータである原稿読み取り駆動部６４、用紙搬送駆動部６６、印字処理駆動部６８、定着駆動部７０、および排紙駆動部７２の動作、すなわち、ＲＯＭ５５に記憶されたプログラムに基づくＣＰＵ５４の指令に従って、同期した動作を駆動制御部６２の制御によって行うようになっている。
【０１０４】
原稿読み取り駆動部６４は、スキャナ部２２の駆動用アクチュエータである。用紙搬送駆動部６６は、用紙搬送部５９、具体的には、上述の用紙搬送路７上の用紙ピックアップローラ８ａ、レジストローラ１５の駆動用モータである。印字処理駆動部６８は、感光体ドラム３の駆動用モータである。定着駆動部７０は、定着ユニット６に備わる加熱ローラ６ａ、加圧ローラ６ｂ、およびウェブクリーニングユニット６５０の駆動用モータである。本実施の形態では、定着駆動部７０には、定着ユニット６に備わる外部ローラ６６０の接離動作の駆動源となる外部ローラ駆動部７０ａが含まれている。排紙駆動部７２は、排紙ローラ１７等の駆動用モータである。これらの各駆動部の駆動用モータや移動手段は、それぞれ同じまたは異なるモータを駆動源として適宜に動力伝達機構を介して構成できる。
【０１０５】
また、画像形成装置１Ａには、オプション構成７４として、ステープルやパンチ等を実行する後処理装置８１、自動原稿読み取り装置（自動原稿処理装置１Ａ２等）が配置され、これらオプション構成７４は、画像形成装置１Ａの制御部５００とは、別に各々のオプション構成７４内に制御部７４ａを持ちながら、装置とのタイミング調整を上述の通信処理部５８を介して同期するように構成されている。
【０１０６】
本実施の形態では、画像形成装置１Ａに備わる各構成要素の制御手段となるＣＰＵ５４には、定着ユニット６の各種構成要素の動作等を制御する定着ユニット制御手段７９が含まれている。この定着ユニット制御手段７９は、具体的には、図９に示すように、熱源設定制御手段７９ａと、表面温度判別手段７９ｂと、表面温度差算出手段７９ｃと、外部ローラ接離判別手段７９ｄとを含む。
【０１０７】
定着ユニット制御手段７９は、定着ユニット６に備わる加熱ヒータ６１４（６１４ａ、６１４ｂ）、温度検出センサ６１２（６１２ａ、６１２ｂ）等の定着ユニット６に備わる各構成要素の動作制御を実行する機能を有する。
【０１０８】
熱源設定制御手段７９ａは、定着ユニット６に備わる加熱ヒータ６１４（６１４ａ、６１４ｂ）の加熱温度の設定やＯＮ−ＯＦＦ制御等を実行する機能を有する。
【０１０９】
表面温度判別手段７９ｂは、温度検知センサ６１２が加熱ローラ６ａの表面温度を検出すると、当該表面温度が定着ユニット６に実行される定着工程で必要とされる定着温度に到達したか否かの判別を実行する機能を有する。
【０１１０】
表面温度差算出手段７９ｃは、双方の温度検出センサ６１２ａ、６１２ｂで検出された加熱ローラ６ａの外周面の表面温度の差分を算出する機能を有する。
【０１１１】
外部ローラ接離判別手段７９ｄは、表面温度差算出手段７９ｃで算出された温度検出センサ６１２ａ、６１２ｂで検出された加熱ローラ６ａの外周面の表面温度の差分が所定の大きさ以上であるか否かを判別して、外部ローラ６６０の接離動作の実行が必要か否かの判別をする機能を有する。
【０１１２】
次に、本実施の形態の定着装置となる定着ユニットに備わる外部ローラの接離動作の制御について図面を使用しながら説明する。図１０は、本実施の形態の定着ユニットに備わる外部ローラの接離動作を示すフローチャートである。
【０１１３】
まず、待機状態の画像形成装置１Ａに印字要求がなされると（工程Ｓ１００）、画像形成装置１Ａの制御部５００は、定着ユニット６の加熱ローラ６ａの表面温度が定着温度となる設定値に到達しているか否かを温度検出センサ６１２で検出された温度データを元に表面温度判別手段７９ｂで判別する（工程Ｓ１０２）。
【０１１４】
この工程Ｓ１０２における判別は、画像形成装置１Ａが印字要求を受け付けたときに、画像形成装置１Ａがどのような状態であるかを判別することも可能となっている。画像形成装置１Ａの各モードで加熱ローラ６ａの表面温度は、異なっているので、温度検出センサで検出された表面温度を元に、画像形成装置１Ａが印字終了直後の待機モードであるか、すなわち即印字処理が可能であるか否かの判別、加熱ローラ６ａへの加熱が必要であるか否かの判別、印字終了後の所定時間が経過した時の省エネモードであるか否かの判別等が実行されるようになる。このため、工程Ｓ１０２で定着温度が設定値に到達していないと検出されると、加熱ヒータ６１４（中央側６１４ａ、端部側６１４ｂ）を通電して、加熱ローラ６ａの外周面の表面温度を所定値に上昇させる（工程Ｓ１０３）。
【０１１５】
加熱ローラ６ａの表面温度が設定温度に到達していることが工程Ｓ１０２で確認されると、制御部５００は、表面温度検出センサ６１２ａ、６１２ｂ（接触型、非接触型）で検出された加熱ローラ６ａの表面温度の温度差を表面温度差算出手段７９ｃで算出してから、当該温度差を確認する（工程Ｓ１０４）。この温度差が４０〜５０℃以上のときは、外部ローラ接離判別手段７９ｄによって、外部ローラ６６０の加熱ローラ６ａの表面への接触動作が必要な旨が検出され、駆動制御部６２を介して、定着駆動部７０に含まれる外部ローラ駆動部７０ａを動作させる（工程Ｓ１０５）。これによって、外部ローラ６６０を加熱ローラ６ａの表面に接触させて、加熱ローラ６ａの外周面の表面温度のバラツキを外部ローラ６６０の吸熱効果によって低減させる。なお、工程Ｓ１０５に移行するための所定の温度差の大きさは、加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂの定着ニップ部Ｎ６を通過する用紙上のトナーが未定着とならない温度と、過定着とならない温度の差分となる４０〜５０度にすることによって、定着工程における不具合を解消できる。
【０１１６】
工程Ｓ１０４で、加熱ローラ６ａの外周面の表面温度のバラツキが所定温度範囲内の場合には、その後、印字要求された印字処理を実行し（工程Ｓ１０６）、次印字がないことを確認した後に（工程Ｓ１０７）、制御部５００は、表面温度検出センサ６１２ａ、６１２ｂで検出された加熱ローラ６ａの表面温度の温度差を表面温度差算出手段７９ｃで算出してから、再度確認する（工程Ｓ１０８）。温度差が４０〜５０℃以上であることが検出されると、外部ローラ接離判別手段７９ｄによって、外部ローラ６６０の加熱ローラ６ａの表面への接触動作が必要な旨が検出され、外部ローラ駆動部７０ａを動作させて外部ローラ６６０を加熱ローラ６ａの外周面の表面に接触させ、加熱ローラ６ａの外周面の温度バラツキを外部ローラ６６０の吸熱効果で低減する（工程Ｓ１０９）。
【０１１７】
この工程Ｓ１０９の処理を実行するときは、加熱ローラ６ａの外周面の温度バラツキを有する場合であるので、該当する印字要求で使用される用紙サイズが小サイズ紙と考えて良い。工程Ｓ１０９の処理を実行することによって、加熱ローラ６ａの外周面の温度バラツキがなくなると、次印字ＪＯＢ時に使用する加熱ローラ６ａの表面温度が均一で、かつ表面温度にバラツキがない状態となるので、中央側のメインヒータ６１４ａおよび端部側のサブヒータ６１４ｂへの通電を行って、加熱ローラ６ａの外周面を設定した定着温度に上昇させる（工程Ｓ１１０）。
【０１１８】
この工程Ｓ１１０での制御温度は、印字処理中の定着設定温度が画像形成装置１Ａの待機モード中の加熱ローラ６ａの表面温度と略同一であることから、待機モード中に、いつ印字要求があっても、画像形成装置１Ａが対応可能にするためである。定着温度に加熱ローラ６ａの表面温度が到達したことを表面温度判別手段７９ｂで判別すると（工程Ｓ１１１）、画像形成装置１Ａは、待機モードに突入し、加熱ローラ６ａの内部のメインヒータ６１４ａおよびサブヒータ６１４ｂは、加熱ローラ６ａの表面温度を待機モード中の表面温度の設定値である定着設定温度でＯＮ−ＯＦＦ制御する（工程Ｓ１１２）。
【０１１９】
以上説明したように、本実施の形態の定着ユニット６では、加熱ローラ６ａの中央部と端部に配置されている温度検出センサ６１２（６１２ａ、６１２ｂ）で加熱ローラ６ａの表面温度を検出して、これらの表面温度の検出値の差が所定の大きさ以上の場合に、加熱ローラ６ａの外周に配置された可動式の外部ローラ６６０が加熱ローラ６ａに対して離間状態から加熱ローラ６ａに圧接するように制御される。このため、加熱ローラ６ａに当接された外部ローラ６６０が加熱ローラ６ａの表面全面から熱を奪うので、加熱ローラ６ａの表面温度のバラツキが低減され、加熱ローラ６ａの外周面の表面温度が均一化されるようになる。また、定着ユニット６に備わる加熱ローラ６ａの外周面の温度バラツキを解消して、均一化することによって、画像形成装置における印字品位の向上が図れ、かつ加熱ローラ表面温度制御の簡略化が図れるので、画像形成装置の動作における省エネ効果も期待され得る。
【０１２０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１２１】
例えば、上記第１の実施の形態では、一つのトナー容器を設置するモノクロ用の画像形成装置に設置される現像装置に本発明が適用されているが、複数のトナー容器を設置するカラー用の現像装置に本発明の定着装置を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の第１の実施形態の定着装置を備える画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
【図２】同実施の形態における画像形成装置の装置本体の構成を示す部分詳細図である。
【図３】同実施の形態における画像形成装置の用紙搬送路の構成を示す説明図である。
【図４】用紙搬送装置を構成する分岐された用紙搬送路とそれらを連通させる分岐爪の構成を示す部分詳細図である。
【図５】同実施の形態の定着装置となる定着ユニットの概略構成図を示す図である。
【図６】比較例となる従来の定着ユニットの詳細の構成を示す図である。
【図７】同実施の形態の定着装置に備わる加熱ローラの詳細な構成図である。
【図８】同実施の形態の定着装置に備わる加熱ローラの印字直後の表面温度勾配を示す図であり、（ａ）は、大サイズ用紙を印字直後の加熱ローラの表面温度勾配を示し、（ｂ）は、小サイズ用紙を印字直後の加熱ローラの表面温度勾配を示す。
【図９】同実施の形態に係る画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図１０】同実施の形態の定着装置に備わる外部ローラの接離動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２３】
１Ａ        画像形成装置
３          潜像担持体（感光体ドラム）
６          定着装置（定着ユニット）
６ａ        加熱ローラ
６ｂ        加圧ローラ
１０        転写手段（転写機構）
７９ｃ      表面温度差算出手段
６１２      表面温度検出手段（温度検出センサ）
６１２ａ    一つの表面温度検出手段（中央側温度検出センサ６１２ａ）
６１２ｂ    他の表面温度検出手段（端部側温度検出センサ６１２ｂ）
６１４      熱源（加熱ヒータ）
６１４ａ    メイン熱源（メインヒータ）
６１４ｂ    サブ熱源（サブヒータ）
６６０      表面温度調整手段（外部ローラ）
Ｎ６        圧接部（定着ニップ部）
Ｐ          記録媒体（用紙）
【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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