(57)【要約】【課題】制御を複雑化させることなくヒータの配熱特性に基づいて大サイズの画像形成用紙の定着不良を確実に防止することができる定着装置の加熱ローラ構造を提供する。【解決手段】加熱ローラ３９１の内部に、その軸線方向で異なる用紙サイズに対応した配熱特性をそれぞれ有するメインヒータ３９１ａとサブヒータ３９１ｂとを加熱ローラの軸線方向中心位置Ｇを基準にして左右対称に設ける。加熱ローラの軸線方向中心位置から一側端までの長さＬ２と、加熱ローラの軸線方向中心位置から他側端までの長さＬ２とを、各ヒータの配熱特性に基づいてほぼ同じ長さに設定している。【選択図】        図３
2005049642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙上に転写された未定着トナーで表現される画像情報を加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対しその各ローラの軸線方向中央位置を基準に通紙させて定着するようにした定着装置の加熱ローラ構造において、
上記加熱ローラの内部には、その軸線方向で異なる用紙サイズに対応した配熱特性をそれぞれ有する複数種類のヒータが加熱ローラの軸線方向中央位置を基準にして左右対称に設けられており、
上記加熱ローラの軸線方向中央位置から一側端までの長さと、加熱ローラの軸線方向中央位置から他側端までの長さとは、上記各ヒータの配熱特性に基づいて同一の長さに設定されていることを特徴とする定着装置の加熱ローラ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタおよびファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に適用される定着装置において、用紙上に転写された未定着トナーで表現される画像情報を加圧ローラとの間のニップ部に対し通紙させて定着するようにした加熱ローラ構造に関し、詳しくは、加熱ローラ内に収容されるヒータの配熱特性に基づいて大サイズ用紙の定着不良を防止する対策に係わる。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、プリンタおよびファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置においては、ウォームアップ時間の短縮化および省電力化を目的として加熱ローラの薄肉化が開発・商品化されている。このような薄肉の加熱ローラでは、通電により加熱されたヒータの熱量が直接加熱ローラの表面に伝導し易いことから、加圧ローラとの間のニップ部に対し通紙される用紙のサイズに応じて軸線方向の所定領域ごとに配熱特性を異ならせた複数種類のヒータが内部に収容されている。そして、用紙が各ローラの軸線方向中央位置を基準に通紙される場合に通電される小サイズ用紙用のヒータでは、小サイズ用紙の通紙領域となる加熱ローラの軸線方向中央部付近での配熱特性が１００％であるのに対し、小サイズ用紙の非通紙領域となる加熱ローラの軸線方向両端部付近での配熱特性は１０〜３０％となり、かかる点から、加熱ローラの軸線方向ほぼ全域に亘るような大サイズ用紙を通紙する場合には、小サイズ用紙用のヒータによる加熱ローラの軸線方向両端部付近での配熱特性を補うように大サイズ用紙用のヒータを通電して加熱ローラの軸線方向両端部付近での配熱特性を１００％にするようにしたものが従来より知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、加熱ローラ内部のヒータの配熱特性は、加熱ローラの軸線方向中央位置に比して軸線方向両側端位置での定着装置フレームなどに対する放熱量が高く温度低下が大きいため、加熱ローラの軸線方向中央位置の配熱特性を１００％に設定していれば、軸線方向両側端位置の配熱特性を１２０％位に設定するようにしている。
【０００４】
しかし、薄肉の加熱ローラでは、ヒータによる発熱量を蓄熱するだけのボリュームに欠けるため、放置状態では軸線方向両側端の放熱現象が著しく生じ、加熱ローラの軸線方向での温度不均一を招来する。
【０００５】
しかも、従来の薄肉の加熱ローラでは、図５に示すように、その軸線方向一側端（図では右側）には、この加熱ローラａを回転させる駆動モータなどからの駆動力を伝達するためのギヤｂが回転一体に連結されており、このギヤｂとの干渉を回避する上で、用紙は加熱ローラａの軸線方向中央位置Ｐ（図５中二点鎖線で示す位置）に対し若干他端側（図では左側）にずらせた位置Ｏ（図５中一点鎖線で示す位置）を中央基準にして通紙されるようにしているものが知られている。このものでは、用紙の基準となる中心位置Ｏ（図中一点鎖線で示す位置）と加熱ローラａの軸線方向中央位置Ｐ（図５中二点鎖線で示す位置）とは一致しておらず、加熱ローラａ上の用紙の基準となる中心位置Ｏから加熱ローラａの一側端（図５では右端）までの長さＸ１と加熱ローラａ上の用紙の中心位置Ｏから他側端（図５では左端）までの長さＸ２とに差が生じ、加熱ローラａ上の用紙の中心位置Ｏから一側端までの長さＸ１が、加熱ローラａ上の用紙の中心位置Ｏから他側端までの長さＸ２よりも長く（Ｘ１＞Ｘ２）なるように設定されている。この場合、加熱ローラａの軸線方向の長さＸは、最大サイズの用紙（例えば、短手方向が搬送方向と平行となる横送りでのＡ４サイズの用紙）の通紙領域Ｘ１と、加熱ローラａの軸線方向中央位置から一側端（ギヤ側端）までの長さＸ２と、加熱ローラａの軸線方向中央位置から他側端（反ギヤ側端）までの長さＸ３との和（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）によって求められる。
【特許文献１】特開２００１−１７５１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記従来のものでは、加熱ローラａ上の用紙の中心位置Ｏから一側端までの長さＸ２が、加熱ローラａ上の用紙の中心位置から他側端までの長さＸ３よりも長く設定されているため、図６に示すように、各ヒータの発熱特性により加熱されて定着設定温度Ｓとなっている加熱ローラａの軸線方向中央部付近の通紙領域Ｘ１に対し、その軸線方向両側端付近での放熱による表面温度の落ち込みに差が生じていることが判る。これは、加熱ローラａ上の用紙の中心位置Ｏから一側端までの長さＸ２の方が長くボリュームがあるために一側端からの放熱が少ないのに対し、加熱ローラａ上の用紙の中心位置Ｏから他側端までの長さＸ３が短くボリュームがないために他側端からの放熱が多くなるからであると考えられる。
【０００７】
そこで、各ヒータによる加熱ローラの両側端での配熱特性をその放熱に応じた差を持たせて高くすることが考えられる。具体的には、各ヒータによる加熱ローラの軸線方向中央位置での配熱特性を１００％に設定するのに対し、軸線方向両側端位置での配熱特性を放熱に応じて１３０％〜１５０％位に設定することが考えられる。
【０００８】
しかし、このように設定すれば、ヒータの配熱特性による加熱ローラの表面温度の分布を個別に検出しつつ制御しなければならず、サーミスタなどの温度検出手段を加熱ローラの両側端にそれぞれ個別に必要とする上、各ヒータの制御も非常に複雑なものとなる。
【０００９】
しかも、軸線方向両側端位置での配熱特性を放熱に応じて１３０％〜１５０％位に設定していれば、定着装置（加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部）に対し各ローラの軸線方向のほぼ全長に亘って通紙される大サイズ用紙を定着する場合には問題はないものの、各ローラの軸線方向中央位置を基準にしてその軸線方向の略５０％程度の範囲に通紙される小サイズ用紙を定着する場合には、加熱ローラの軸線方向両側端位置での表面温度が上昇し過ぎてしまい、その直後に大サイズ用紙を定着装置に対し通紙させると、高温オフセット等の問題が発生する。このような高温オフセットが発生すると、定着性能の劣化、加熱ローラへの大サイズ用紙の巻き付き、ひいては過温度で加熱ローラとニップ部で圧接された際に加圧ローラ表層面のゴムが組成変形して軸線方向中央位置と両側端位置とでニップ幅が異なるといった加圧ローラの劣化などが招来し、大サイズ用紙の定着不良を招くことになる。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、制御を複雑化させることなくヒータの配熱特性に基づいて大サイズ用紙の定着不良を確実に防止することができる定着装置の加熱ローラ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明では、用紙上に転写された未定着トナーで表現される画像情報を加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対しその各ローラの軸線方向中央位置を基準に通紙させて定着するようにした定着装置の加熱ローラ構造を前提とする。そして、上記加熱ローラの内部に、その軸線方向で異なる用紙サイズに対応した配熱特性をそれぞれ有する複数種類のヒータを加熱ローラの軸線方向中央位置を基準にして左右対称に設ける。更に、上記加熱ローラの軸線方向中央位置から一側端までの長さと、加熱ローラの軸線方向中央位置から他側端までの長さとを、上記各ヒータの配熱特性に基づいてほぼ同じ長さに設定している。
【００１２】
この特定事項により、加熱ローラ上の用紙の中心位置から一側端までの長さと、加熱ローラ上の用紙の中心位置から他側端までの長さとが、ほぼ同じ長さに設定されているので、各ヒータの発熱特性により加熱される加熱ローラの軸線方向両側端付近での放熱に差が生じずに同じものとなり、この放熱による表面温度の分布の落ち込みがほぼ同じになる。
【００１３】
このため、各ヒータによる加熱ローラの両側端での配熱特性をその放熱に応じた差を持たせて高くする必要がなく、各ヒータの配熱特性による加熱ローラの表面温度の分布を個別に検出する必要がない上、制御も左右でわざわざ異ならせる必要もなくなり、軸線方向両側端にそれぞれ個別の温度検出手段を不要にしつつ、各ヒータの制御を簡単なものにすることが可能となる。
【００１４】
しかも、加熱ローラ上の用紙の中心位置から一側端までの長さと、加熱ローラ上の用紙の中心位置から他側端までの長さとが、各ヒータの配熱特性に基づいてほぼ同じ長さに設定されていることから、加熱ローラの軸線方向両側端位置での配熱特性を放熱に応じてわざわざ個別に設定する必要がなく、各ローラの軸線方向中央位置を基準にしてその軸線方向の略５０％程度の範囲に通紙される小サイズ用紙を定着する場合に、加熱ローラの軸線方向両側端位置での表面温度が上昇し過ぎてしまうという不具合も解消され、小サイズ用紙の通紙直後に大サイズ用紙を通紙させても、高温オフセット等の問題が発生することはない。このため、定着性能の劣化、加熱ローラへの大サイズ用紙の巻き付き、ひいては過温度で加熱ローラとニップ部で圧接された際に加圧ローラ表層面のゴムが組成変形して軸線方向中央位置と両側端位置とでニップ幅が異なるといった加圧ローラの劣化などが招来することがなく、大サイズ用紙の定着不良を確実に防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上、要するに、加熱ローラ上の用紙の中心位置から一側端までの長さと加熱ローラ上の用紙の中心位置から加熱ローラの他側端までの長さとを、各ヒータの配熱特性に基づいてほぼ同じ長さに設定することで、加熱ローラの軸線方向両側端付近での放熱による表面温度の分布の落ち込みをほぼ同じにし、各ヒータによる加熱ローラの両側端での配熱特性をその放熱に応じた差を持たせて高くする必要がなくなって、加熱ローラの軸線方向両側端にそれぞれ個別の温度検出手段を不要にしつつ、各ヒータの制御を簡単なものにすることができる。しかも、小サイズ用紙の通紙直後に大サイズ用紙を通紙させた際の高温オフセット等を発生させず、定着性能の劣化、加熱ローラへの大サイズ用紙の巻き付き、および加圧ローラの劣化などを招来させることもなくなって、大サイズ用紙の定着不良を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
本形態では、コピー機能、プリント機能、ファクシミリ機能を兼ね備えた複合機に本発明を適用した場合について説明する。
【００１８】
−複合機の全体構成の説明−
図１は本形態に係る複合機１（画像形成装置）の内部構成の概略を示している。この図１のように、本複合機１は、スキャナ部２、プリント部３及び原稿自動給紙部４を備えている。以下、各部について説明する。
【００１９】
−スキャナ部２の説明−
スキャナ部２は、透明なガラス等で成る原稿台４１上に載置された原稿の画像や原稿自動給紙部４により１枚ずつ給紙される原稿の画像を読み取って画像データを作成する部分である。このスキャナ部２は、露光光源２１、複数の反射鏡２２，２３，２４、結像レンズ２５、光電変換素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）２６を備えている。
【００２０】
上記露光光源２１は、原稿自動給紙部４の原稿台４１上に載置された原稿や原稿自動給紙部４を搬送される原稿に対して光を照射するものである。各反射鏡２２，２３，２４は、図１に一点鎖線Ａで光路を示すように、原稿からの反射光を一旦図中左方向に反射させた後、下方に反射させ、その後、結像レンズ２５に向かうように図中右方向に反射させるようになっている。
【００２１】
原稿の画像読取動作として、上記原稿台４１上に原稿が載置された場合（「シート固定方式」として使用する場合）には、露光光源２１及び各反射鏡２２，２３，２４が原稿台４１に沿って水平方向に走査して、原稿全体の画像を読み取ることになる。一方、原稿自動給紙部４を搬送される原稿を読み取る場合（「シート移動方式」として使用する場合）には、露光光源２１及び各反射鏡２２，２３，２４が図１に示す位置に固定され、後述する原稿自動給紙部４の原稿読取部４２を原稿が通過する際にその画像を読み取ることになる。
【００２２】
上記各反射鏡２２，２３，２４で反射されて結像レンズ２５を通過した光は光電変換素子２６に導かれ、この光電変換素子２６において反射光が電気信号（原稿画像データ）に変換されるようになっている。
【００２３】
−プリント部３の説明−
プリント部３は、画像形成系３１と用紙搬送系３２とを備えている。
【００２４】
画像形成系３１は、露光手段としてのレーザスキャニングユニット３１ａ及びドラム型の静電潜像担持体としての感光体ドラム３１ｂを備えている。レーザスキャニングユニット３１ａは、上記光電変換素子２６において変換された原稿画像データに基づいたレーザ光を感光体ドラム３１ｂの表面に照射するものである。感光体ドラム３１ｂは、図１中に矢印で示す方向に回転し、レーザスキャニングユニット３１ａからのレーザ光が照射されることによってその表面に静電潜像が形成されるようになっている。
【００２５】
また、上記感光体ドラム３１ｂの外周囲には、上記レーザスキャニングユニット３１ａの他に、現像手段としての現像装置３１ｃ、転写手段としての転写ローラ３１ｄ、クリーニング装置３１ｅ、図示しない除電器、帯電手段としての帯電ローラ３１ｆが周方向に亘って順に配設されている。現像装置３１ｃは、感光体ドラム３１ｂの表面に形成された静電潜像をトナー（顕像化物質）により可視像に現像するものである。転写ローラ３１ｄは、感光体ドラム３１ｂの表面に形成されたトナー像を用紙としての画像形成用紙Ｐ（図２参照）に転写するものである。クリーニング装置３１ｅは、トナー転写後において感光体ドラム３１ｂの表面に残留したトナーを除去するようになっている。除電器は、感光体ドラム３１ｂの表面の残留電荷を除去するものである。帯電ローラ３１ｆとしては、静電潜像が形成される前の感光体ドラム３１ｂの表面に対し電源（図示せず）からの直流電圧を接触帯電により印加して帯電させる接触帯電方式のものが適用されている。
【００２６】
このため、画像形成用紙Ｐに画像を形成する際には、帯電ローラ３１ｆの接触によって感光体ドラム３１ｂの表面が所定の電位に帯電され、レーザスキャニングユニット３１ａが原稿画像データに基づいたレーザ光を感光体ドラム３１ｂの表面に照射する。その後、現像装置３１ｃが感光体ドラム３１ｂの表面にトナーによる可視像を現像し、転写ローラ３１ｄによって、トナー像が画像形成用紙Ｐに転写される。更に、その後、感光体ドラム３１ｂの表面に残留したトナーはクリーニング装置３１ｅによって除去されると共に、感光体ドラム３１ｂの表面の残留電荷が除電器によって除去される。これにより、画像形成用紙Ｐへの画像形成動作（印刷動作）の１サイクルが終了する。このサイクルが繰り返されることにより、複数枚の画像形成用紙Ｐに対して連続的に画像形成を行うことができるようになっている。
【００２７】
一方、上記用紙搬送系３２は、用紙カセット３３に収容された画像形成用紙Ｐを１枚ずつ搬送して上記画像形成系３１による画像形成を行わせると共に、画像形成された画像形成用紙Ｐを排紙トレイ３５へ排出するものである。この場合、用紙カセット３３に収容される画像形成用紙Ｐとしては、横送りで通紙されるＡ４サイズの用紙が最大サイズの画像形成用紙となり、この横送りで通紙されるＡ４サイズの画像形成用紙の他、縦送り（用紙の長手方向が用紙搬送方向と平行になる向き）で通紙されるＡ４サイズの画像形成用紙や、Ａ５サイズの画像形成用紙等の小サイズの画像形成用紙も収容されるようになっている。
【００２８】
また、上記用紙搬送系３２は、主搬送路３６と反転搬送路３７とを備えている。主搬送路３６は用紙カセット３３の排出側に対向していると共に他端が排紙トレイ３５に対向している。反転搬送路３７は、一端が転写ローラ３１ｄの配設位置よりも上流側（図中下側）で主搬送路３６に繋がっていると共に、他端が転写ローラ３１ｄの配設位置よりも下流側（図中上側）で主搬送路３６に繋がっている。
【００２９】
上記主搬送路３６の上流端（用紙カセット３３の排出側に対向する部分）には断面が半円状のピックアップローラ３６ａが配設されている。このピックアップローラ３６ａの回転により、用紙カセット３３に収容されている画像形成用紙Ｐを１枚ずつ間欠的に主搬送路３６に給紙できるようになっている。
【００３０】
この主搬送路３６における転写ローラ３１ｄの配設位置よりも上流側には、レジストローラ３６ｄ，３６ｄが配設されている。このレジストローラ３６ｄ，３６ｄは、感光体ドラム３１ｂ表面のトナー像と画像形成用紙Ｐとの位置合わせを行いながら画像形成用紙Ｐを搬送するものである。主搬送路３６における転写ローラ３１ｄの配設位置よりも下流側には、画像形成用紙Ｐに転写されたトナー像を加熱ローラ３９１と加圧ローラ３９２との間のニップ部を通して定着させる定着装置３９が配設されている。更に、主搬送路３６の下流端には、画像形成用紙Ｐを排紙トレイ３５に排紙するための排出ローラ３６ｅが配設されている。
【００３１】
上記主搬送路３６に対する反転搬送路３７の上流端の接続位置には分岐爪３８が配設されている。この分岐爪３８は、図１に実線で示す第１位置とこの第１位置から図中反時計回り方向に回動して反転搬送路３７を開放する第２位置との間で水平軸回りに回動自在となっている。この分岐爪３８が第１位置にあるときには画像形成用紙Ｐが排紙トレイ３５に向けて搬送され、第２位置にあるときには画像形成用紙Ｐが反転搬送路３７へ供給可能となっている。反転搬送路３７には搬送ローラ３７ａが配設されており、画像形成用紙Ｐが反転搬送路３７に供給された場合（所謂スイッチバック搬送により画像形成用紙Ｐが反転搬送路３７に供給された場合）には、この搬送ローラ３７ａによって画像形成用紙Ｐが搬送され、レジストローラ３６ｄの上流側で画像形成用紙Ｐが反転されて再び転写ローラ３１ｄに向かって主搬送路３６を搬送されるようになっている。つまり、画像形成用紙Ｐの裏面に対して画像形成が行えるようになっている。
【００３２】
−原稿自動給紙部４の説明−
次に、原稿自動給紙部４について説明する。この原稿自動給紙部４は、所謂自動両面原稿搬送装置として構成されている。この原稿自動給紙部４は、シート移動式として使用可能であって、原稿載置部としての原稿トレイ４３、中間トレイ４４、原稿排出部としての原稿排紙トレイ４５及び各トレイ４３，４４，４５間で原稿を搬送する原稿搬送系４６を備えている。
【００３３】
上記原稿搬送系４６は、原稿トレイ４３に載置された原稿を、原稿読取部４２を経て中間トレイ４４または原稿排紙トレイ４５へ搬送するための主搬送路４７と、中間トレイ４４上の原稿を主搬送路４７に供給するための副搬送路４８とを備えている。
【００３４】
上記主搬送路４７の上流端（原稿トレイ４３の排出側に対向する部分）には原稿ピックアップローラ４７ａ及び捌きローラ４７ｂが配設されている。捌きローラ４７ｂの下側には捌き板４７ｃが配設されており、原稿ピックアップローラ４７ａの回転に伴って原稿トレイ４３上の原稿のうちの１枚がこの捌きローラ４７ｂと捌き板４７ｃとの間を通過して主搬送路４７に給紙されるようになっている。主搬送路４７と副搬送路４８との合流部分（図中Ｂ部分）よりも下流側にはＰＳローラ４７ｅ，４７ｅが配設されている。このＰＳローラ４７ｅ，４７ｅは、原稿の先端とスキャナ部２の画像読取タイミングとを調整して原稿を原稿読取部４２に供給するものである。つまり、このＰＳローラ４７ｅ，４７ｅは原稿が供給された状態でその原稿の搬送を一旦停止し、上記タイミングを調整して原稿を原稿読取部４２に供給するようになっている。
【００３５】
上記原稿読取部４２は、プラテンガラス４２ａと原稿押え板４２ｂとを備え、ＰＳローラ４７ｅ，４７ｅから供給された原稿がプラテンガラス４２ａと原稿押え板４２ｂとの間を通過する際に、上記露光光源２１からの光がプラテンガラス４２ａを通過して原稿に照射されるようになっている。この際、上記スキャナ部２による原稿画像データの取得が行われる。上記原稿押え板４２ｂの背面（上面）には図示しないコイルスプリングによる付勢力が付与されている。これにより、原稿押え板４２ｂがプラテンガラス４２ａに対して所定の押圧力をもって接触しており、原稿が原稿読取部４２を通過する際にプラテンガラス４２ａから浮き上がることを阻止している。
【００３６】
上記プラテンガラス４２ａの下流側には、搬送ローラ４７ｆ及び原稿排紙ローラ４７ｇが備えられている。プラテンガラス４２ａ上を通過した原稿が搬送ローラ４７ｆ及び原稿排紙ローラ４７ｇを経て中間トレイ４４または原稿排紙トレイ４５へ排紙される構成となっている。
【００３７】
原稿排紙ローラ４７ｇと中間トレイ４４との間には中間トレイ揺動板４４ａが配設されている。この中間トレイ揺動板４４ａは、中間トレイ４４側の端部が揺動中心とされて、図中実線で示すポジション１とこのポジション１から上方へ跳ね上げられたポジション２との間で揺動可能となっている。中間トレイ揺動板４４ａがポジション２にある場合には原稿排紙ローラ４７ｇから排紙された原稿は原稿排紙トレイ４５へ回収される。一方、中間トレイ揺動板４４ａがポジション１にある場合には原稿排紙ローラ４７ｇから排紙された原稿は中間トレイ４４へ排出されるようになっている。この中間トレイ４４への排紙時には、原稿の端縁が原稿排紙ローラ４７ｇ，４７ｇ間に挟持された状態となっており、この状態から原稿排紙ローラ４７ｇが逆回転することによって原稿が副搬送路４８に供給され、この副搬送路４８を経て再び主搬送路４７に送り出されるようになっている。この原稿排紙ローラ４７ｇの逆回転動作は、主搬送路４７への原稿の送り出しと画像読取タイミングとを調整して行われる。これにより、原稿の裏面の画像が原稿読取部４２によって読み取られるようになっている。
【００３８】
−複合機の基本動作説明−
以上の如く構成された複合機１の動作として、先ず、本複合機１が、プリンタとして機能する場合には、パーソナルコンピュータ等のホスト装置から送信された印刷データ（イメージデータやテキストデータ）を受信し、この受信した印刷データ（プリントデータ）を図示しないバッファ（メモリ）に一旦格納していく。このバッファへのプリントデータの格納と共に、バッファからのプリントデータの読み出しを順次行って、この読み出したプリントデータに基づき、上述したプリント部３の画像形成動作により画像形成用紙Ｐに画像形成が行われる。
【００３９】
また、本複合機１がスキャナとして機能する場合には、上記スキャナ部２によって読み取った原稿のスキャン画像データをバッファに一旦格納していく。このバッファへのスキャン画像データの格納と共に、バッファからホスト装置へのスキャン画像データの送信を順次行って、このホスト装置のディスプレイ等に画像表示する。
【００４０】
更に、本複合機１がコピー機として機能する場合には、上記スキャナ機能によって読み取った原稿画像データに基づきプリント部３の画像形成動作によって画像形成用紙Ｐに画像形成が行われることになる。
【００４１】
そして、本発明の特徴部分として、図２に示すように、定着装置３９は、加熱ローラ３９１および加圧ローラ３９２を収容する定着ユニット３９０を備えている。この定着ユニット３９０は、加熱ローラ３９１を収容する定着上フレーム３９０ａと、加圧ローラ３９２を収容する定着下フレーム３９０ｂとを備え、この各フレーム３９０ａ，３９０ｂがヒンジ（図示せず）を介して開閉可能に構成され、両フレーム３９０ａ，３９０ｂを閉塞させたときに加熱ローラ３９１と加圧ローラ３９２とが接触するように対向配置されてなる。また、図３に示すように、上記加熱ローラ３９１および加圧ローラ３９２は、各フレーム３９０ａ，３９０ｂに対し軸受け３９３，３９３（図３では加熱ローラ側のもののみ示す）を介して回転自在に支持されている。そして、上記加熱ローラ３９１の一側端（図３では右端）には、図示しない駆動モータの出力ギヤと噛合するギヤとしての駆動ギヤ３９１ｇが回転一体に連結されている。また、上記加圧ローラ３９２の一側端には、駆動ギヤ３９１ｇと噛合する従動ギヤ（図示せず）が回転一体に連結され、駆動モータの駆動力により加熱ローラ３９１および加圧ローラ３９２が回転するようになっている。この場合、両フレーム３９０ａ，３９０ｂの閉塞状態は、その軸線方向両端部に設けられたロックレバー（図示せず）によって保持されるようになっている。
【００４２】
上記加熱ローラ３９１の内部には、軸線方向中央部において画像形成用紙Ｐのセンタ基準に合わせてニクロム線を密に巻いたメインヒータ３９１ａと、このメインヒータ３９１ａの軸線方向両側部においてそれぞれニクロム線を密に巻いたサブヒータ３９１ｂとの２種類のヒータが収容されている。上記メインヒータ３９１ａおよびサブヒータ３９１ｂは、図示しない制御部から通電されることによって所定の熱分布（中央部および左右両側部）で発光するような配熱特性をそれぞれ有し、赤外線の放射によって加熱ローラ３９１の内周面を加熱している。そして、メインヒータ３９１ａとサブヒータ３９１ｂとは、制御部によってそれぞれ独立に温度制御される。この場合、メインヒータ３９１ａおよびサブヒータ３９１ｂは、加熱ローラ３９１の内部においてその軸線方向中央位置を基準にして左右対称に設けられている。
【００４３】
上記加熱ローラ３９１は、メインヒータ３９１ａおよびサブヒータ３９１ｂへの通電による軸線方向でのそれぞれの配熱特性を１００％にして定着設定温度Ｓ（ここでは２００゜Ｃ）に加熱することで、定着装置３９のニップ部（加熱ローラ３９１と加圧ローラ３９２との間のニップ部）に通紙された画像形成用紙Ｐを加熱するようにしている。この場合、メインヒータ３９１ａでは、小サイズの画像形成用紙の通紙領域となる加熱ローラ３９１の軸線方向中央部付近での配熱特性が１００％であるのに対し、小サイズの画像形成用紙の非通紙領域となる加熱ローラ３９１の軸線方向両端部付近での配熱特性は３０％程度となるため、加熱ローラ３９１の軸線方向ほぼ全域を加熱するには、メインヒータ３９１ａによる加熱ローラ３９１の軸線方向両端部付近での配熱特性を補うようにサブヒータ３９１ｂを通電して加熱ローラ３９１の軸線方向両端部付近での配熱特性を１００％にするようにしている。また、定着装置３９のニップ部に通紙される画像形成用紙Ｐとしては、Ａ４サイズの画像形成用紙Ｐの横送り（画像形成用紙Ｐの短手方向が用紙搬送方向と平行になる向き）が最大サイズの用紙となる。
【００４４】
そして、図２に示すように、加熱ローラ３９１は、その本体である芯金３９１ｃと、画像形成用紙Ｐ上のトナーＴがオフセットするのを防止するために芯金３９１ｃの外周表面に形成された離型層３９１ｄとを備えている。
【００４５】
芯金３９１ｃには、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅などの金属、あるいはそれらの合金などが用いられる。なお、本形態の芯金３９１ｃとしては、直径４０ｍｍ、肉厚０．２５ｍｍの鉄（ＳＴＫＭ）よりなる薄肉のものを使用している。
【００４６】
離型層３９１ｄには、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが適している。尚、本形態の離型層３９１ｄとしては、フッ素樹脂が適用されている。
【００４７】
加圧ローラ３９２は、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウムなどの芯金３９２ａの外表面にシリコーンゴムなどの耐熱弾性材層３９２ｂを有するように構成されている。加圧ローラ３９２の耐熱弾性材層３９２ｂの表面には、加熱ローラ３９１の場合と同様のフッ素樹脂による離型層が形成されていてもよい。尚、本形態における加圧ローラ３９２としては、直径４０ｍｍで、シリコーンゴムからなる耐熱弾性体層３９２ｂと、ＰＦＡチューブからなる離型層３９２ｃが設けられており、図示しないばね等の弾性部材により加熱ローラ３９１に２００Ｎの力で圧接され、これにより、加熱ローラ３９１との間に幅が約６ｍｍのニップ部が形成されるよう構成されている。
【００４８】
また、上記加熱ローラ３９１の軸線方向の中央位置および側端部位置には、それぞれの箇所で表面温度を検出するサーミスタ３９５（図２では一方のみ示す）が設けられている。この各サーミスタ３９５により検出された加熱ローラ３９１の軸線方向の中央位置および側端部位置での表面温度は、上記制御部に出力され、この制御部において、加熱ローラ３９１の軸線方向での表面温度が定着設定温度Ｓに保持されるようにメインヒータ３９１ａおよびサブヒータ３９１ｂへの通電を制御している。
【００４９】
そして、上記画像形成用紙の搬送基準となる加熱ローラ３９１上の画像形成用紙の軸線方向中心位置は加熱ローラ３９１の軸線方向中心位置Ｇ（図３に一点鎖線で示す位置）と一致しており、この加熱ローラ３９１の軸線方向中心位置Ｇから一側端（図３では右端）までの長さＬ２と、加熱ローラ３９１の軸線方向中心位置Ｇから他側端（図３では左端）までの長さＬ３とは、上記各ヒータ３９１ａ，３９１ｂの配熱特性に基づいてほぼ同じ長さ（Ｌ２≒Ｌ３）に設定されている。この場合、加熱ローラ３９１の軸線方向の長さＬは、最大サイズの画像形成用紙（短手方向が搬送方向と平行となる横送りでのＡ４サイズの画像形成用紙）の通紙領域の軸線方向の長さＬ１と、加熱ローラ３９１の軸線方向中心位置Ｇから一側端までの長さＬ２と、加熱ローラ３９１の軸線方向中心位置Ｇから他側端（図３では左端）までの長さＬ３との和（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）によって求められる。
【００５０】
このように、上記形態では、加熱ローラ３９１の軸線方向中心位置Ｇ（加熱ローラ３９１上の画像形成用紙の中心位置）から一側端（駆動ギヤ側端）までの長さＬ２と、加熱ローラ３９１の軸線方向中心位置Ｇから他側端（反駆動ギヤ側端）までの長さＬ３とが、ほぼ同じ長さに設定されているので、図４に示すように、各ヒータ３９１ａ，３９１ｂの発熱特性により加熱される加熱ローラ３９１の軸線方向両側端付近での放熱に差が生じずに同じものとなり、この放熱による表面温度の分布の落ち込みがほぼ同じになる。
【００５１】
このため、各ヒータ３９１ａ，３９１ｂによる加熱ローラ３９１の両側端での配熱特性をその放熱に応じた差を持たせて高くする必要がなく、各ヒータ３９１ａ，３９１ｂの配熱特性による加熱ローラ３９１の表面温度の分布を個別に検出する必要がない上、制御も左右でわざわざ異ならせる必要もなくなり、軸線方向両側端にそれぞれ個別のサーミスタ３９５を不要にしつつ、各ヒータ３９１ａ，３９１ｂの制御を簡単なものにすることができる。
【００５２】
しかも、加熱ローラ３９１の軸線方向中心位置Ｇから一側端までの長さＬ２と、加熱ローラ３９１の軸線方向中心位置Ｇから他側端までの長さＬ３とが、各ヒータ３９１ａ，３９１ｂの配熱特性に基づいてほぼ同じ長さに設定されていることから、加熱ローラ３９１の軸線方向両側端位置での配熱特性を放熱に応じてわざわざ個別に設定する必要がなく、各ローラ３９１，３９２の軸線方向中心位置Ｇを基準にしてその軸線方向の略５０％程度の範囲に通紙される小サイズの画像形成用紙を定着する場合に、加熱ローラ３９１の軸線方向両側端位置での表面温度が上昇し過ぎてしまうという不具合も解消され、小サイズの画像形成用紙の通紙直後に大サイズの画像形成用紙（短手方向が搬送方向と平行となる横送りでのＡ４サイズの画像形成用紙）を通紙させても、高温オフセット等の問題が発生することはない。このため、定着性能の劣化、加熱ローラ３９１への大サイズの画像形成用紙の巻き付き、ひいては過温度で加熱ローラ３９１とニップ部で圧接された際に加圧ローラ３９２表層面の耐熱弾性材層３９２ｂが組成変形して軸線方向中央位置と両側端位置とでニップ幅が異なるといった加圧ローラ３９２の劣化などが招来することがなく、大サイズの画像形成用紙の定着不良を確実に防止することができる。
【００５３】
なお、本発明は、上記形態に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記形態では、複合機１の定着装置３９に本発明の加熱ローラ構造を適用した場合について説明したが、コピー機能、プリント機能、またはファクシミリ機能を備えた画像形成装置の定着装置に本発明の加熱ローラ構造が適用されていても良いのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係わる定着装置を備えた複合機の概略構成を示す模式図である。
【図２】定着装置を側方から見た断面図である。
【図３】加熱ローラを横断面にした状態の断面図である。
【図４】加熱ローラの軸線方向でのメインヒータおよびサブヒータの配熱特性による表面温度分布を示す特性図である。
【図５】従来例に係わる加熱ローラを横断面にした状態の断面図である。
【図６】同じく加熱ローラの軸線方向でのメインヒータおよびサブヒータの配熱特性による表面温度分布を示す特性図である。
【符号の説明】
【００５５】
３９      定着装置
３９１    加熱ローラ
３９２    加圧ローラ
Ｇ        加熱ローラの軸線方向中心位置
Ｌ２      加熱ローラの軸線方向中心位置から一側端までの長さ
Ｌ３      加熱ローラの軸線方向中心位置から他側端までの長さ
Ｐ        画像形成用紙（用紙）
Ｔ        トナー
【図１】
2005049642.tif 000003
【図２】
2005049642.tif 000004
【図３】
2005049642.tif 000005
【図４】
2005049642.tif 000006
【図５】
2005049642.tif 000007
【図６】
2005049642.tif 000008