(57)【要約】【課題】補助加圧部材を有するベルト定着装置において、ウォームアップ時間の短縮を図り、かつ画像形成時の温度低下による画像不良発生のない、安定した画像を提供できるベルト定着装置、及び該定着装置を有する画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置において、加熱ローラと、前記加熱ローラに巻き掛けられた定着ベルトと、前記定着ベルトと前記転写材とを挟持搬送する支持加圧ローラと、前記定着ベルトと前記転写材とを挟持する補助加圧部材と、前記補助加圧部材を加熱する補助加熱手段とを有する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写材上の未定着トナー像を定着ベルトと外部加圧部材との間で加圧加熱して固定するベルト定着装置において、
加熱ローラと、
前記加熱ローラに巻き掛けられた定着ベルトと、
前記定着ベルトと前記転写材とを挟持搬送する支持加圧ローラと、
前記定着ベルトと前記転写材とを挟持する補助加圧部材と、
前記補助加圧部材を加熱する補助加熱手段とを有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記補助加熱手段による加熱を、画像形成動作時には禁止する制御手段を有す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】
転写材上の未定着トナー像を定着ベルトと外部加圧部材との間で加圧加熱して固定するベルト定着装置において、
加熱ローラと、
前記加熱ローラに巻き掛けられた定着ベルトと、
前記定着ベルトと前記転写材とを挟持搬送する支持加圧ローラと、
前記定着ベルトを張架するガイド部材と、
前記ガイド部材を加熱する補助加熱手段とを有することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
前記補助加熱手段による加熱を、画像形成動作時には禁止する制御手段を有することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられるベルト式の定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式によって画像形成を行う画像形成装置では、感光体上に形成したトナー画像を転写材（記録紙）上に転写し、加圧加熱して転写材（記録紙）上のトナー画像を溶着し定着を行うことがなされている。トナー画像の定着を行う定着装置には、発熱体を内蔵する加熱ローラと加圧ローラとを圧接状態で回転させ、その間にトナー画像を保持した転写材（記録紙）を通過させることによって定着を行うローラ定着方式がある。ローラ定着方式では加熱ローラに転写材が圧接状態にある区間、即ちニップ部を通過する間に加圧加熱されて定着がなされるが、ニップ部は狭くしか設定できないことから、転写材（記録紙）上に多くのトナーを保持しかつ、画質上弾性層が必要なカラー画像形成装置では定着性と耐久性を両立させながらの高速化は困難であった。また、モノクロ画像形成装置では必ずしもニップ部に弾性層が必須ではないので、定着性と耐久性に対する制約は緩いものの、より高速化を目指す上では障害となっていた。
【０００３】
そこで、ニップ部を広く設定することが可能なことからベルト定着方式が採用されるようになった。ベルト定着方式の定着装置（ベルト定着装置）は、定着部材として無端状のベルト部材（定着ベルト）を用い、複数のローラ部材により定着ベルトを支持張架するもので、定着ベルト内部の定着ローラ（支持加圧ローラ）と、定着ベルトを挟んで支持加圧ローラと対向する外部加圧ローラと、内部に定着ベルトを加熱する発熱体を有する加熱部材（支持加熱ローラ）とを備える。
【０００４】
ベルト定着装置において、記録紙Ｐ上の未定着画像がずれる現象（像ずれ）を防止するために、支持加圧ローラに加えて、補助加圧部材である補助加圧パッドや補助ローラを外部加圧ローラに押し付けて未定着トナー像を記録紙に定着するベルト定着装置が知られている。（特許文献１及び特許文献２参照）
また、ウォームアップ時間の短縮、待機状態からの立ち上げ時間の短縮および定着の高速化などの動作の高速化が図られるとともに電源装置の出力の安定化を目的として、補助発熱体を有するベルト定着装置が知られている。（特許文献３参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２２８１９９号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００１−２６５１３９号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開２００１−２２８７４７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の定着装置において補助加圧部材は、外部加圧ローラに押し付けるための荷重負荷に対応した強度を確保する必要があり、強度を確保するためには当該補助加圧部材を肉厚なものとせざるを得ず、それに伴い熱容量も比較的大きなものとなっていた。そして、熱容量の比較的大きな補助加圧部材が定着ベルトに当接するために、ベルト定着装置の定着温度は不安定なものとなった。なお、ベルト定着装置の定着温度が不安定であると、定着不良やオフセットといった不具合が発生する。
【０００９】
そこで、特許文献１及び特許文献２に記載の定着装置において定着温度を安定させるためには、ウォームアップ時に補助加圧部材を加熱する必要があったが、特許文献１及び特許文献２に記載の定着装置において補助加圧部材は、発熱体によって加熱された定着ベルトから伝導される熱のみによって加熱されるものであり、ウォームアップ時には定着ベルトや支持加熱ローラ、外部加圧ローラが十分に加熱されてからもなお、定着装置を加熱し続ける必要があった。これにより、定着装置各部を高温に維持した状態で画像形成を行わない時間が長くなるため、電力の消費増大を招いていた。また、定着ベルトの移動を案内するベルトガイド部材が設けられる場合にも、定着ベルトを張架するための荷重負荷に対応した強度を確保した結果、ガイド部材の熱容量も比較的大きなものとなり、同様の問題が発生した。
【００１０】
また、特許文献３の如き補助発熱体を有するベルト定着装置においては、ウォームアップ時間の短縮は可能となったが、ベルト定着装置の定着温度を画像形成時も安定させるには未だ不十分であった。特に、ベルトガイド部材を有する定着装置においては、ウォームアップ終了後、待機状態になると、ベルトガイド部材等の補助発熱体を有さない部材は放熱により温度が低下するため、待機状態からの立ち上げ時には、ウォームアップ時同様、定着装置各部を高温に維持した状態で画像形成を行わない時間が長くなるため、消費電力が増加したり、ベルトガイド部材等の温度の下がった部材に熱が奪われることにより、画像形成時の定着温度が低下し、定着不良が発生していた。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決して、補助加圧部材を有するベルト定着装置において、ウォームアップ時間の短縮と待機時の温度維持を図り、かつ画像形成時の温度低下による画像不良発生のない、安定した画像を提供できるベルト定着装置、及び該定着装置を有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００１３】
（１）転写材上の未定着トナー像を定着ベルトと外部加圧部材との間で加圧加熱して固定するベルト定着装置において、加熱ローラと、前記加熱ローラに巻き掛けられた定着ベルトと、前記定着ベルトと前記転写材とを挟持搬送する支持加圧ローラと、前記定着ベルトと前記転写材とを挟持する補助加圧部材と、前記補助加圧部材を加熱する補助加熱手段とを有することを特徴とする定着装置。
【００１４】
（２）前記補助加熱手段による加熱を、画像形成動作時には禁止する制御手段を有することを特徴とする（１）に記載の定着装置。
【００１５】
（３）転写材上の未定着トナー像を定着ベルトと外部加圧部材との間で加圧加熱して固定するベルト定着装置において、加熱ローラと、前記加熱ローラに巻き掛けられた定着ベルトと、前記定着ベルトと前記転写材とを挟持搬送する支持加圧ローラと、前記定着ベルトを張架するガイド部材と、前記ガイド部材を加熱する補助加熱手段とを有することを特徴とする定着装置。
【００１６】
（４）前記補助加熱手段による加熱を、画像形成動作時には禁止する制御手段を有することを特徴とする（３）に記載の定着装置。
【００１７】
（５）（１）〜（４）の何れか１項に記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１８】
（１）の発明は、補助加圧部材を加熱する補助加熱手段を有することにより、ウォームアップ時に定着ベルトの熱が、強度を確保するために熱容量が大きくなった補助加圧部材により奪われるのを抑制できるので、補助加圧部材を加熱するためだけに定着装置を加熱し続ける必要がなくなり、定着装置の加熱に必要な電力を過大に消費することなくウォームアップ時間の短縮と待機時の温度維持を図り、かつ画像形成時の定着温度低下による画像不良発生のない、安定した画像を提供することが可能となる。
【００１９】
（２）の発明は、制御手段を有することにより、画像形成動作時には、定着ベルトから伝導される熱により温度が維持される補助加圧部材に対する加熱が禁止されるので、画像形成時の電力消費を抑えつつ、画像不良発生のない、安定した画像を提供することが可能となる。
【００２０】
（３）の発明は、ガイド部材を加熱する補助加熱手段を有することにより、ウォームアップ時に定着ベルトの熱が、強度を確保するために熱容量が大きくなったガイド部材により奪われるのを抑制できるので、ガイド部材を加熱するためだけに定着装置を加熱し続ける必要がなくなり、定着装置の加熱に必要な電力を過大に消費することなくウォームアップ時間の短縮と待機時の温度維持を図り、かつ画像形成時の定着温度低下による画像不良発生のない、安定した画像を提供することが可能となる。
【００２１】
（４）の発明は、制御手段を有することにより、画像形成動作時には、定着ベルトから伝導される熱により温度が維持されるガイド部材に対する加熱が禁止されるので、画像形成時の電力消費を抑えつつ、画像不良発生のない、安定した画像を提供することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本願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。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００２３】
本発明にかかわる補助加圧部材を有する定着装置、および該定着装置を備える画像形成装置について、図１にて以下に述べる。
【００２４】
図１において、画像形成装置ＧＳは、画像形成装置本体ＧＨと画像読取装置ＹＳとから構成される。
【００２５】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と給紙搬送手段及び後述する定着装置１７とからなる。
【００２６】
画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置３０１と原稿画像走査露光装置３０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置３０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置３０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。この際、原稿台上から搬送される原稿Ｄは、光沢レベル選択手段として用いられる光沢度レベル検出センサＰＫａにより、原稿画像の光沢度、および原稿画像のモノクロ、カラーの判別や両面画像の判別が行われる。
【００２７】
ラインイメージセンサＣＣＤ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、画像書き込み部（露光手段）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに信号を送る。
【００２８】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段８Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段８Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段８Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。
【００２９】
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の、小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する現像装置である。
【００３０】
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。
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された転写材としての記録紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、レジストローラ２３等を経て、転写手段７Ａに搬送され、記録紙Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置１７に形成され、定着位置に先立って位置した補助ニップ部Ｎａ（図２参照、図１には不図示）、および定着装置１７に形成される主ニップ部Ｎｂ（図２参照、図１には不図示）において記録紙Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより記録紙Ｐ上のカラートナー像（或いはトナー像）が定着されて記録紙Ｐ上に固定され、排紙経路側の排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００３１】
両面画像形成時には、一方の面（表面）にカラー画像（カラートナー像）が形成され、定着装置１７から排出された記録紙Ｐは、分岐手段２６によりシート排紙路から分岐され、それぞれ給紙搬送手段を構成する、下方の循環通紙路２７Ａを経て、再給紙機構（ＡＤＵ機構）である反転搬送路２７Ｂにより表裏を反転され、再給紙搬送部２７Ｃを通過して、給紙ローラ２２Ｄにおいて合流する。反転搬送（循環反転搬送）された記録紙Ｐは、タイミングローラ２３を経て、再度２次転写ローラ７Ａに搬送され、記録紙Ｐの他方の面（裏面）上にカラー画像（カラートナー像）が一括転写される。カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置１７により定着処理され、排紙経路側の排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００３２】
一方、転写手段７Ａにより記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。
【００３３】
なお、上記画像形成装置の説明においては、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。
【００３４】
本発明にかかわる定着装置について、図２を用いて以下に説明する。
本発明にかかわる定着装置１７は、図２に示す構成となっていて、無端状のベルト部材からなる定着ベルト２７と、定着ベルト２７の内周面の一方において定着ベルト２７を支持張架する支持加圧ローラ１７ａと、定着ベルト２７の内周面の他方において定着ベルト２７を支持張架し、内部に発熱体としての加熱ローラヒータ１７３ｃを有する加熱ローラとしての支持加熱ローラ１７ｃと、定着ベルト２７を挟んで支持加圧ローラ１７ａと当接し、内部に発熱体としての加圧ローラヒータ１７４ｂを有し、支持加圧ローラ１７ａを押圧（加圧）する外部加圧部材としての外部加圧ローラ１７ｂと、定着ベルト２７の内周面において、外部加圧ローラ１７ｂを押圧（加圧）する補助加圧部材としての補助パッドＨＰと、補助パッドＨＰと一体に接合されて、内部に本発明の補助加熱手段であるベルトガイドヒータ２０１を有する定着ベルト２７を張架するためのガイド部材としてのベルトガイド部材２００を備えるものである。
【００３５】
定着ベルト２７を挟んで支持加圧ローラ１７ａと外部加圧ローラ１７ｂとの間に定着ニップ部Ｎｂを形成すると共に、定着ニップ部Ｎｂの上流で（定着ニップ部Ｎｂに先行して）、補助パッドＨＰと外部加圧ローラ１７ｂとが対向して、定着ベルト２７を外部加圧ローラ１７ｂに巻きかける補助ニップ部Ｎａを形成して、該補助ニップ部Ｎａと定着ニップ部Ｎｂとを通して加熱と加圧とにより記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を固定定着するものである。
【００３６】
支持加熱ローラ１７ｃに巻き掛けられた定着ベルト２７としては、基体として内径６０〜１５０ｍｍ程度で、厚さが２０〜８０μｍ程度のニッケル電鋳ベルト、或いは厚さが５０〜２００μｍ程度の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、厚さ１００〜５００μｍ程度のシリコンゴムを被覆したものに、離型層として表面に厚さ３０〜５０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）やＰＴＦＥコーティング加工を施し、或いはＰＦＡチューブを被覆したものを用いる。
【００３７】
支持加圧ローラ１７ａは、例えばＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼管）等のスチール材を用いた、肉厚２〜５ｍｍ程度の円筒状の金属パイプ１７１ａと、該金属パイプ１７１ａの外周面に厚さ０．５〜５ｍｍのシリコンゴム層１７２ａを設け、さらに該シリコンゴム層１７２ａの外側に厚さ３０〜７０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブ１７３ａとからなる、外径２０〜５０ｍｍ程度のソフトローラとして構成される。
【００３８】
外部加圧ローラ１７ｂは、例えばＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼管）等のスチール材やアルミ材を用いた、肉厚２〜５ｍｍ程度の円筒状の金属パイプ１７１ｂと、該金属パイプ１７１ｂの外周面に厚さ１〜３ｍｍのシリコンゴム層１７２ｂを設け、さらに該シリコンゴム層１７２ｂの外側に厚さ２０〜５０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブを用いた離型層１７３ｂとからなる、外径４０〜８０ｍｍ程度のソフトローラとして構成され、内部にはハロゲンヒータからなる加圧ローラヒータ１７４ｂを有する。また、外部加圧ローラ１７ｂに接触或いは非接触で、加圧ローラ温度センサ１７５ｂを設け、外部加圧ローラ１７ｂの温度制御が可能となっている。
【００３９】
支持加熱ローラ１７ｃは、基体として例えばアルミ材を用いた、肉厚１〜２ｍｍ程度の円筒状の金属パイプ１７１ｃと、該金属パイプ１７１ｃの外周面に厚さ１０〜３０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）コーティング１７２ｃとを形成した、外径４０〜８０ｍｍ程度のローラ部材として構成され、内部にはハロゲンヒータからなる加熱ローラヒータ１７３ｃを有する。また、支持加熱ローラ１７ｃに接触或いは非接触で、加熱ローラ温度センサ１７４ｃを設け、支持加熱ローラ１７ｃの温度制御が可能となっている。
【００４０】
補助パッドＨＰは、例えば定着ベルト２７との当接面側が外部加圧ローラ１７ｂの外周面に沿った曲面に沿った凹形状を有する幅８〜１５ｍｍ程度の金属やポリイミド樹脂等の耐熱樹脂あるいはそれらの複合部材を用いた支持部材ＨＰ１と、該支持部材ＨＰ１の曲面に厚さ１〜１０ｍｍ程度のアルミナ繊維からなる不織断熱材を用いた弾性部材ＨＰ２を設け、さらに該弾性部材ＨＰ２の外側に厚さ３０〜７０μｍ程度のフッ素樹脂を主成分とする低摩擦シートＨＰ３とからなる。支持部材ＨＰ１は、補助パッドＨＰの機械的強度を担っており、好ましくは、荷重によるたわみを軽減するために、鉄などの金属基材に凹形状曲面に成型された樹脂部分を組み合わせた複合部材からなる。
【００４１】
ベルトガイド部材２００は、定着ベルト２７の移動を案内するもので、定着ベルト２７と摺擦されており、補助パッドＨＰと係合することで、補助パッドＨＰによる補助ニップＮａでの加圧のための強度部材を兼ねる。そのため、金属あるいは樹脂を用いて機械的強度が確保されている。ベルトガイド部材２００の内部には、本発明の補助加熱手段であるセラミックヒータからなるベルトガイドヒータ２０１を有しており、ベルトガイドヒータ２０１で発生した熱は、ベルトガイド部材２００のみならず、ベルトガイド部材２００に係合している補助パッドＨＰにも伝導する。また、ベルトガイド２００及び補助パッドＨＰに接触或いは非接触で、ベルトガイド温度センサ２０２を設け、ベルトガイド２００及び補助パッドＨＰの温度制御が可能となっている。
【００４２】
なお、本実施の形態において、ベルトガイドヒータ２０１は通電することにより発熱するセラミックヒータであるが、ハロゲンヒータ、電磁誘導加熱ヒータ等の発熱体のみならず、他所で発生した熱を熱移送媒体によって移送するヒートポンプや、熱伝導によって移送するヒートシンク等であっても補助加熱手段として機能するものである。すなわち、本発明の補助加熱手段であるベルトガイドヒータ２０１は、熱伝導や熱放射等によって補助パッドＨＰ、ベルトガイド部材２００、あるいはそれらが結合したものが加熱されていれば、その機能を有しているといえる。
【００４３】
また、本実施の形態における支持加圧ローラ１７ａには、発熱体を内蔵していないが、ウォームアップ時間のさらなる短縮や待機時の温度低下抑制のために、発熱体であるハロゲンヒータ等を設けることも可能である。但し、金属パイプ１７１ａ外周面にシリコンゴム層１７２ａを有しているので、支持加圧ローラ１７ａの内部に発熱体を有する場合、支持加圧ローラ１７ａ表面の温度に比して支持加圧ローラ１７ａ内部の温度が高くなる傾向になるので、シリコンゴム層の耐熱性を高いものとしたり、シリコンゴム層の厚さを薄くするなどの対応が必要となる。また、本実施例では、シリコンゴム層１７２ａの肉厚を１〜３ｍｍと薄めに設定してあるが、ニップ幅拡大などのために、肉厚を大きくする場合には、同様にシリコンゴム層の耐熱性向上などが必要になる。
【００４４】
本発明にかかわる定着装置１７は、不図示の駆動モータにより支持加圧ローラ１７ａが回転駆動され、支持加圧ローラ１７ａの回転により定着ベルト２７を支持搬送させて従動回転させる。外部加圧ローラ１７ｂが回転駆動され、外部加圧ローラ１７ｂにより定着ベルト２７を搬送させ、定着ベルト２７を従動回転させるようにしてもよい。
【００４５】
トナー層には、定着ベルトのゴム層、もしくはごく薄い離型性を有する層を介して定着ベルトのゴム層が当接されるため、ゴム層が変形して転写材やトナー層の凹凸に追従して、定着ベルトがトナー層が均一に接触し、光沢むらなどのない均一な定着が行われ、トナー画像は適度な光沢を持ち、また定着後、転写材は安定して定着ベルトから分離する。
【００４６】
図２に示すように、定着ベルト２７と外部加圧ローラ１７ｂおよび補助パッドＨＰとの間に形成される補助ニップ部Ｎａと、支持加圧ローラ１７ａと外部加圧ローラ１７ｂとの間に形成させる定着ニップ部Ｎｂとにより、進入ガイド板１７ｓを通して定着領域へ進入される記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を加圧加熱し、記録紙Ｐ上に固定定着させる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、定着ニップ部Ｎｂの用紙搬送上流側に補助パッドＨＰを設けたが、定着ニップ部Ｎｂの用紙搬送下流側に補助パッドＨＰを設けても同様な効果が得られることは言うまでもない。
【００４８】
本発明にかかわる画像形成装置の制御系について、図３のブロック図にて以下に述べる。
【００４９】
画像形成装置の制御は、ＲＯＭ（図示せず）に記憶された制御プログラムに基づいて、本発明の制御手段であるＣＰＵ（図示せず）が制御と演算の処理を行い、図１及び図２に示した各構成と協働することによって実現される。本発明にかかわる画像形成装置の制御系は、システム制御部１０１、読み取り制御部１０２、画像処理部１０３、搬送駆動制御部１０４、画像形成制御部１０５、表示操作制御部１０６、メモリ１０７、定着制御部１０８からなる。
【００５０】
システム制御部１０１は、画像形成装置の各制御部全体を管理して、要求された画像形成のスケジューリング等を行っている。
【００５１】
読み取り制御部１０２は画像読取装置ＹＳの動作を制御し、画像処理部１０３は画像処理を行い、搬送駆動制御部１０４は給紙搬送手段の動作を制御し、画像形成制御部１０５は画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、中間転写体６の動作を制御し、表示操作制御部１０６は操作パネルの表示や操作入力受信を制御し、メモリ１０７は画像データ等を記憶する。
【００５２】
定着制御部１０８は、加圧ローラ温度センサ１７５ｂ、加熱ローラ温度センサ１７４ｃ、ベルトガイド温度センサ２０２等の各種温度センサから送信される信号を受信し、加圧ローラヒータ１７４ｂ、加熱ローラヒータ１７３ｃ、ベルトガイドヒータ２０１等の各種ヒータへの通電を制御し、駆動モータ１０９の制御を行う。
【００５３】
図４は、定着制御部１０８における定着制御の一例を説明するフローチャートである。図４に示されるフローチャートの内容は、画像形成装置がウォームアップを行う際の定着制御部１０８による、加圧ローラヒータ１７４ｂ、加熱ローラヒータ１７３ｃ、ベルトガイドヒータ２０１の各種ヒータへの通電制御を示している。
【００５４】
図４で説明する制御では、まず支持加熱ローラ１７ｃの温度が、画像形成可能となる２００℃に達しているか否かの判断を行い、続いて、支持加熱ローラ１７ｃの温度が、十分に加熱されていない１４０℃以下の場合には、外部加圧ローラ１７ｂの加熱要否判断を優先し、加熱が順調に進んでいる１４０℃を超える場合には、ベルトガイド部材２００及び補助パッドＨＰの加熱要否判断を優先するものである。
【００５５】
ステップＳ１０１では、加熱ローラ温度センサ１７４ｃで検知された温度が２００℃未満か否かが判断される。２００℃未満の場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２の処理が実行される。２００℃以上の場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ステップＳ１０３の処理が実行される。
【００５６】
ステップＳ１０２では、加熱ローラヒータ１７３ｃへの通電が行われ、ウォームアップ管理用フラグＱに０を代入する。
【００５７】
ステップＳ１０３では、加熱ローラヒータ１７３ｃへの通電が遮断され、ウォームアップ管理用フラグＱに１を代入する。
【００５８】
ステップＳ１０４では、加熱ローラ温度センサ１７４ｃで検知された温度が１４０℃を超えるか否かが判断される。１４０℃を超える場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ステップＳ１０５の処理が実行される。１４０℃以下の場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ステップＳ１０８の処理が実行される。
【００５９】
ステップＳ１０５では、ベルトガイド温度センサ２０２で検知された温度が１００℃未満か否かが判断される。１００℃未満の場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、ステップＳ１０６の処理が実行される。１００℃以上の場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、ステップＳ１０７の処理が実行される。
【００６０】
ステップＳ１０６では、加圧ローラヒータ１７４ｂへの通電が遮断され、ベルトガイドヒータ２０１への通電が行われ、ウォームアップ管理用フラグＱに０を乗算する。
【００６１】
ステップＳ１０７では、ベルトガイドヒータ２０１への通電が遮断され、ウォームアップ管理用フラグＱに１を乗算する。
【００６２】
ステップＳ１０８では、加圧ローラ温度センサ１７５ｂで検知された温度が１４０℃未満か否かが判断される。１４０℃未満の場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、ステップＳ１０９の処理が実行される。１４０℃以上の場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、ステップＳ１１０の処理が実行される。
【００６３】
ステップＳ１０９では、加圧ローラヒータ１７４ｂへの通電が行われ、ウォームアップ管理用フラグＱに０を乗算する。
【００６４】
ステップＳ１１０では、加圧ローラヒータ１７４ｂへの通電が遮断され、ウォームアップ管理用フラグＱに１を乗算する。
【００６５】
ステップＳ１１１では、ウォームアップ管理用フラグＱが０か否かが判断される。Ｑ＝０の場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０１の処理が実行される。Ｑ＝０でない場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、ステップＳ１１２の処理が実行される。
【００６６】
ステップＳ１１２では、ウォームアップ終了信号をシステム制御部１０１に送信して、ウォームアップ処理を終了する。
【００６７】
図４で説明したウォームアップ処理の制御では、支持加熱ローラ１７ｃ及び定着ベルト２７だけが昇温し、一方、支持加圧ローラ１７ａ、ベルトガイド部材２００や補助パッドＨＰの昇温が不十分な場合にはベルトガイドヒータ２０１への通電による加熱が行われて、ベルトガイド部材２００や補助パッドＨＰからの放熱が抑えられる。また、ベルトガイド部材２００の温度が実用上問題のない温度にまで加熱されているにもかかわらず、定着ベルト２７の昇温が不十分である場合には、加圧ローラヒータ１７４ｂへの通電による加熱が行われて、支持加圧ローラ１７ａや定着ベルト２７からの放熱が抑えられる。したがって、定着装置全体でバランスの取れた昇温を行いつつウォームアップ時間の短縮が可能となる。なお、定着制御部１０８における定着制御は、定着装置各部の大きさや熱容量、画像形成装置の用紙搬送速度などに応じて、制御の最適化が行われる。
【００６８】
これにより、支持加熱ローラ１７ｃ及び外部加圧ローラ１７ｂが十分に加熱されてからもなお、定着装置を加熱し続ける必要がなくなり、過加熱や過剰な電力消費を抑制しながら、ウォームアップ時間の短縮が可能となる。
【００６９】
定着制御部１０８において、ウォームアップ終了後の待機時には、外部加圧ローラ１７ｂ、支持加熱ローラ１７ｃ、ベルトガイド部材２００及び補助パッドＨＰを所定の温度に維持する制御が個別に行われる。これにより、定着装置各部の温度を個別に維持することができるため、画像形成開始後、記録紙がの温度低下を最小限に抑えることが可能となる。
【００７０】
定着制御部１０８において、画像形成時には、ベルトガイド部材２００及び補助パッドＨＰは、定着ベルトから伝導される熱により温度が維持されるので、ベルトガイドヒータ２０１への通電による加熱は禁止する制御を行う。これにより、画像形成中に不足しがちな電力を、定着性能を確保するのに最も効率的な定着ベルトを介しての加熱に、及び次に効率的な外部加圧ローラを介しての加熱に振り向けることが可能となる。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、強度を確保するために熱容量が大きくなった補助加圧部材を加熱する補助加熱手段を有することにより、ウォームアップ時に定着ベルトの熱が補助加圧部材により奪われるのを抑制できるので、定着装置各部の加熱に必要な電力を過大に消費することなく、ウォームアップ時間の短縮と待機時の温度維持を図り、かつ画像形成時の温度低下による画像不良発生のない、安定した画像を提供することが可能となる。
【００７２】
請求項２に記載の発明は、制御手段を有することにより、画像形成動作時には、定着ベルトの熱により温度が維持される補助加圧部材の加熱が行われないように制御されるので、画像形成時の電力消費を抑えつつ、画像不良発生のない、安定した画像を提供することが可能となる。
【００７３】
請求項３に記載の発明は、強度を確保するために熱容量が大きくなったガイド部材を加熱する補助加熱手段を有することにより、ウォームアップ時に定着ベルトの熱が補助加圧部材により奪われるのを抑制できるので、定着装置各部の加熱に必要な電力を過大に消費することなく、ウォームアップ時間の短縮と待機時の温度維持を図り、かつ画像形成時の温度低下による画像不良発生のない、安定した画像を提供することが可能となる。
【００７４】
請求項４に記載の発明は、制御手段を有することにより、画像形成動作時には、定着ベルトの熱により温度が維持されるガイド部材の加熱が行われないように制御されるので、画像形成時の電力消費を抑えつつ、画像不良発生のない、安定した画像を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかわる定着装置を備える画像形成装置の概要断面構成図である。
【図２】本発明にかかわる補助加圧手段を備える定着装置の概要断面図である。
【図３】本発明にかかわる画像形成装置の制御系を示すブロック図である。
【図４】本発明にかかわる画像形成装置の定着制御の一例を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ  感光体ドラム
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ  帯電手段
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ  露光手段
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ  現像装置
１０１  システム制御部
１０２  読み取り制御部
１０３  画像処理部
１０４  搬送駆動制御部
１０５  画像形成制御部
１０６  表示操作制御部
１０７  メモリ
１０８  定着制御部
１７  定着装置
１７ａ  支持加圧ローラ
１７１ａ  金属パイプ
１７２ａ  シリコンゴム層
１７３ａ  ＰＦＡチューブ
１７ｂ  外部加圧ローラ
１７１ｂ  金属パイプ
１７２ｂ  シリコンゴム層
１７３ｂ  離型層
１７４ｂ  加圧ローラヒータ
１７５ｂ  加圧ローラ温度センサ
１７ｃ  支持加熱ローラ
１７１ｃ  金属パイプ
１７２ｃ  ＰＦＡコーティング
１７３ｃ  加熱ローラヒータ
１７４ｃ  加熱ローラ温度センサ
２００  ベルトガイド部材
２０１  ベルトガイドヒータ
２０２  ベルトガイド温度センサ
２６  分岐手段
２７Ａ  循環通紙路
２７Ｂ  反転搬送路
２７Ｃ  再給紙搬送部
２７  定着ベルト
５０  転写材排出経路形成手段
ＨＰ  補助パッド
ＨＰ１  支持部材
ＨＰ２  弾性部材
ＨＰ３  低摩擦シート
ＧＳ  画像形成装置
Ｎａ  補助ニップ部
Ｎｂ  主ニップ部
Ｐ  記録紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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