(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを定着されるシート状媒体を搬送する回転部材と、
上記回転部材の温度を検知する温度検知手段と、
上記回転部材の幅方向に延在し、同回転部材を加熱するための複数の加熱手段と、
上記加熱手段による加熱の開始と停止との制御を行う制御手段とを有する定着装置において、
上記温度検知手段が上記幅方向における上記回転部材の通紙領域外に１つ配設され、
上記加熱手段のそれぞれは、その発熱量が上記幅方向において変化しているとともに、この変化が上記加熱手段のそれぞれで互いに異なっており、
上記制御手段は、上記温度検知手段に基づいて、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の中央部における発熱量が大きい加熱手段ほど上記回転部材の加熱時間が多くなるように制御を行うとともに、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の端部における発熱量が大きい加熱手段ほど上記回転部材の加熱時間が少なくなるように制御を行うことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
トナーを定着されるシート状媒体を搬送する回転部材と、
この回転部材の幅方向に延在し、同回転部材を加熱するための複数の加熱手段と、
上記加熱手段による加熱の開始と停止との制御を行う制御手段とを有する定着装置において、
上記加熱手段のそれぞれは、その発熱量が上記幅方向において変化しているとともに、この変化が上記加熱手段のそれぞれで互いに異なっており、
上記制御手段は、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の中央部における発熱量が大きい加熱手段ほど上記回転部材の加熱時間が多くなるように制御を行うとともに、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の端部における発熱量が大きい加熱手段ほど上記回転部材の、上記加熱時間内における加熱時間が少なくなるように制御を行い、上記各制御を上記加熱手段の温度に応じて繰返し行うことを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の定着装置において、上記制御手段は、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の中央部での発熱量が大きい加熱手段から順に、上記回転部材の加熱を開始することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載の定着装置において、上記制御手段は、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の端部での発熱量が大きい加熱手段から順に、上記回転部材の加熱を停止することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載の定着装置において、上記制御手段は、定着を行うシート状媒体の上記幅方向における大きさに応じて、上記回転部材の加熱の開始と停止とのタイミングを変更することを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１つ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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた定着装置及びかかる画像形成装置に関し、特に、かかる定着装置に備えられた定着ベルト、加熱ローラ等の回転部材を加熱するための複数の加熱手段と、これらの加熱手段に対して所定の制御を行う制御手段とを備えた定着装置及びこれを有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置には一般に、被定着画像としてのトナー像を形成されたシート状媒体に、トナー像を定着するための定着装置を有している。
【０００３】
定着装置としては、内部に加熱手段としてのヒータを有し回転駆動される回転部材としての加熱ローラと、この加熱ローラに圧接され加熱ローラに従動回転する加圧部材としての加圧ローラとを有し、両ローラによって形成される対向位置であるニップ部に、両ローラの回転により、トナーを定着されるシート状媒体を搬送して通過させ、加熱加圧してトナー像を定着する熱ローラ対タイプの定着装置が知られている。
【０００４】
また定着装置としては、トナーを定着されるシート状媒体を搬送するための回転部材としての無端の定着ベルト、定着ベルトを巻き掛けられた加熱ローラ及び定着ローラ、定着ベルトを介して定着ローラに対向して配置される加圧部材としての加圧ローラ、定着ベルトを加熱するための加熱手段としてのヒータ等を構成要素とし、定着ベルトと加圧ローラとによって形成される対向位置であるニップ部に、これらの回転により、トナーを定着されるシート状媒体を搬送して通過させ、加熱加圧してトナー像を定着するするタイプのいわゆるベルト定着装置が知られている。
【０００５】
何れのタイプの定着装置においても、回転部材の温度を検知するサーミスタ等の温度検知手段と、温度検知手段が検知した温度に基づいてヒータによる加熱の制御を行う制御手段とが備えられている。一般的に、制御手段による設定温度には幅があり、温度検知手段による検知温度が予め設定した第１の温度まで低下すると加熱手段による加熱を開始し、またかかる検知温度が予め第１の温度より高く設定した第２の温度まで上昇すると加熱手段による加熱を停止することで、回転部材の温度が定着に適した一定の温度領域内に保たれるように、制御手段によって制御が行われる。
【０００６】
回転部材の温度の推移は、画像形成装置における画像形成の準備段階等の待機状態では、５秒から１２０秒ほどの間隔で、加熱手段による加熱の開始及び停止が繰り返され、これにより、上述のような第１の温度と第２の温度との間の範囲で温度が上下動している。回転部材の熱を奪う要素のうち、待機状態において変動を生ずるのは、主に空気中への放熱のみであって、定着装置や画像形成装置の各構成要素の熱容量や熱伝達量はほぼ固定されているため、消費される熱量は安定している。また、かかる各構成要素の熱容量や熱伝達量がほぼ固定されていることから、計算や実験により、待機状態における必要電力は設定しやすく、したがって、適切な熱量を得るために動作させるべき加熱手段の数や、供給する電力量等は予め設定しやすい。
【０００７】
しかし、画像形成中は、シート状媒体のサイズ、消費トナー量等を左右する画像量、画像形成スピード等の画像形成条件がさまざまであり、必要な電力量がかかる画像形成条件によって大きく異なる。したがって、各画像形成条件に応じて、適切な熱量を得るために動作させるべき加熱手段の数や、供給する電力量等を予め設定することは困難である。
【０００８】
したがって、従来、加熱手段の数や供給する電力量等は、画像形成中に最も電力が必要な場合を想定し、この場合の必要電力量を求め、これに対応して決定されている。こうしておけば、画像形成中も、回転部材の温度が低下したときに加熱手段による加熱を開始するとともに、加熱部材が十分加熱されたときにかかる加熱を停止する制御を行うことにより、適切な定着温度が得られるからである。
【０００９】
ところが、画像形成が、常に、最大電力を消費する状態で行われるとは限らず、一般的な画像形成時では、加熱の開始により温度が回復し、加熱を停止し、温度が低下し、また加熱を開始するというサイクルを、頻繁に繰り返すこととなる。したがって、加熱手段を構成する電極には、加熱の開始、停止の度にＯＮ／ＯＦＦの負荷がかかり、画像形成装置の電源を介して、画像形成装置を設置した部屋の他の電気製品に影響を及ぼす可能性がある。かかる影響が顕著な場合には、例えば、かかるＯＮ／ＯＦＦによる突入電流の発生で、画像形成装置の電源すなわち部屋の電源の電圧を低下させ、蛍光灯が一時的に電力不足になってちらつくなどの現象が発生する。
【００１０】
そこで、かかる突入電流の低減及び加熱開始・停止の回数の低減等を目的として、加熱手段を複数配設して電力を分散させるとともに、画像形成条件に応じて、加熱を行う加熱手段の数を増減したり、加熱手段による加熱の開始・停止のタイミングをずらしたりする技術が提案され、実用化されている。
【００１１】
一方、温度検知手段は、回転部材における通紙領域の中央部に対応して配設することが一般的である。また、回転部材の温度を測定するためには、温度検知手段を回転部材に当接させる必要がある。しかし、回転部材は定着時等において回転するため、回転部材の、温度検知手段が当接し摺接する部位において、経時的な磨耗により、回転部材表面に一般的に形成されている離型層に、傷が付いたり、最悪の場合には離型層が磨耗消滅する等の現象が生じ、定着画像の光沢ムラや画像抜けといった不具合が生じる。
【００１２】
また、温度検知手段の、回転部材に当接した部位の周辺には、オフセットトナーや紙粉等の汚れが経時的に堆積し、蓄積された汚れは、量が多くなると温度検知手段から溢れ、ニップ部を通過中のシート状媒体上に落下し、シート状媒体を汚染したり、溢れた汚れが定着装置内を汚染するという不具合が生じる。
【００１３】
そこで、温度検知手段を回転部材の端部等の通紙領域外に対応して配設することが行われている。しかし、これでは通紙領域の温度を直接検知することができず、温度検知手段を通紙領域に対応して配設した場合に比べ、応答性が劣ることとなる。たとえば、通紙領域が、Ａ４用紙を横向きに通紙したときに最大となる定着装置においては、実際に定着を行う際の通紙領域がこれよりも小さくなる場合には応答性の低下がより大きくなる。
【００１４】
より具体的には、たとえば、通紙領域が、Ａ４用紙を横向きに通紙したときに最大となる定着装置においては、Ｂ５用紙を横向きに通紙し定着する場合、Ａ４用紙を縦向きに通紙し定着する場合、Ｂ５用紙を縦向きに通紙し定着する場合といったように、実際に定着を行う際の通紙領域が小さくなるにつれ、このような通紙領域に温度検知手段を配設した場合に比べて検知温度及び温度制御の応答性が低くなってしまう。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
特にかかる通紙領域の小さな小サイズのシート状媒体を連続して通紙し、定着した場合、温度検知手段を配設した回転部材の通紙領域外すなわち端部の位置において回転部材の温度が設定温度に保たれていたとしても、実際の通紙領域における回転部材の温度は、シート状媒体やトナーによって熱が奪われることで低下し、定着性が劣化することになり、特に、単位時間あたりの通紙枚数、言い換えると定着枚数が多ければ、実際の通紙領域での温度低下が顕著となり、定着に支障を来すことにもなりかねない。
【００１６】
そして、この通紙範囲での温度低下という問題は、温度検知手段を通紙領域外に配設した場合に限らず、シート状媒体を連続して通紙した場合に生じ、このことは、上述した、加熱手段を複数配設して電力を分散させるとともに、画像形成条件に応じて、加熱を行う加熱手段の数を増減したり、加熱手段による加熱の開始・停止のタイミングをずらしたりした定着装置においても同様である。
【００１７】
本発明は、定着ベルト、加熱ローラ等の回転部材を加熱するための複数の加熱手段と、これらの加熱手段に対して所定の制御を行う制御手段とを備えた定着装置であって、通紙領域における温度を良好に保つ定着装置及びこれを有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、トナーを定着されるシート状媒体を搬送する回転部材と、上記回転部材の温度を検知する温度検知手段と、  上記回転部材の幅方向に延在し、同回転部材を加熱するための複数の加熱手段と、上記加熱手段による加熱の開始と停止との制御を行う制御手段とを有する定着装置において、上記温度検知手段が上記幅方向における上記回転部材の通紙領域外に１つ配設され、上記加熱手段のそれぞれは、その発熱量が上記幅方向において変化しているとともに、この変化が上記加熱手段のそれぞれで互いに異なっており、上記制御手段は、上記温度検知手段に基づいて、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の中央部における発熱量が大きい加熱手段ほど上記回転部材の加熱時間が多くなるように制御を行うとともに、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の端部における発熱量が大きい加熱手段ほど上記回転部材の加熱時間が少なくなるように制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
請求項２記載の発明は、トナーを定着されるシート状媒体を搬送する回転部材と、この回転部材の幅方向に延在し、同回転部材を加熱するための複数の加熱手段と、上記加熱手段による加熱の開始と停止との制御を行う制御手段とを有する定着装置において、上記加熱手段のそれぞれは、その発熱量が上記幅方向において変化しているとともに、この変化が上記加熱手段のそれぞれで互いに異なっており、上記制御手段は、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の中央部における発熱量が大きい加熱手段ほど上記回転部材の加熱時間が多くなるように制御を行うとともに、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の端部における発熱量が大きい加熱手段ほど上記回転部材の、上記加熱時間内における加熱時間が少なくなるように制御を行い、上記各制御を上記加熱手段の温度に応じて繰返し行うことを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の定着装置において、上記制御手段は、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の中央部での発熱量が大きい加熱手段から順に、上記回転部材の加熱を開始することを特徴とする。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の定着装置において、上記制御手段は、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の端部での発熱量が大きい加熱手段から順に、上記回転部材の加熱を停止することを特徴とする。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載の定着装置において、上記制御手段は、定着を行うシート状媒体の上記幅方向における大きさに応じて、上記回転部材の加熱の開始と停止とのタイミングを変更することを特徴とする。
【００２３】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置にある。
【００２４】
【実施例】
図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ等周知のものであれば何れでもよいが、本実施例における画像形成装置はカラー画像を形成可能な複写機である。画像形成装置２０は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ２相当以上の厚紙や、封筒等の、普通紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをも画像を形成するためのシート状媒体として用いることが可能である。
【００２５】
画像形成装置２０は、原稿画像に応じて各色ごとの画像すなわちトナー像を形成する作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫと、作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫに対向して配置された、中間転写体としての転写ベルトであるベルト６１及びこれを掛け渡したローラ６２、６３、３１を有する転写装置２２とを有している。
【００２６】
画像形成装置２０はまた、転写装置２２におけるベルト６１と各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫとの対向領域である転写領域に各種シート状媒体を供給するシート状媒体供給手段としての給紙カセット２３、２４と、給紙カセット２３、２４からそれぞれ給紙ローラ５６、５８によって搬送されてきたシート状媒体を作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫによる作像のタイミングにあわせて供給するレジストローラ３０とを有している。
【００２７】
画像形成装置２０はまた、転写後のシート状媒体をベルト６１から分離する分離装置１４と、転写後のベルト６１を除電する除電装置１５と、除電装置１５によって除電されたベルト６１をクリーニングするクリーニングユニットとしてのクリーニング装置２８と、転写領域においてトナー像を転写されトナー像を担持しているシート状媒体に対する定着を行う定着装置１と、定着装置１から排出される定着後のシート状媒体を画像形成装置２０本体外に排出する排出ローラ１３と、排出ローラ１３によって排出されたシート状媒体を積載する図示しないシート積載手段としての排紙トレイと、画像形成装置２０における各種の操作を行うための周知の操作パネル等を備えた図示しない操作部等を有している。
【００２８】
各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫはそれぞれシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色が異なるが、その構成はほぼ同様であるから、作像装置２１Ｃの構成を各作像像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫの代表として説明する。なお、区別する必要がないときには、末尾に付したＣ、Ｙ、Ｍ、ＢＫを省略する。
【００２９】
作像装置２１Ｃは、静電潜像担持体としての感光体ドラム２５Ｃ、感光体ドラム２５Ｃの回転方向Ａにおいて順に配置されている帯電装置２７Ｃ、現像器としての現像装置２６Ｃ、ベルト６１を挟んで感光体ドラム２５Ｃに対向して配設された転写チャージャとしての転写装置１７Ｃ等を有し、帯電装置２７Ｃと現像装置２６Ｃとの間で露光装置１９Ｃからの露光光２９Ｃを受ける周知の構成である。
【００３０】
感光体ドラム２５は帯電装置２７により負に帯電され、露光光２９を受けた部分が負に帯電したトナーにより反転現像される。帯電装置２７はコロトロン、スコロトロンなど、コロナ放電により電荷を発生させて感光体ドラム２５表面に散布する方式のものである。現像装置２６の配列は、給紙側から順に、イエロー、シアン、マゼンタ、黒トナーを用いるものとされており、この順で順次正のコロナにより重ね転写が行われる。
【００３１】
ベルト６１はポリエステルフィルムなどの誘電体からなり、転写装置１７により正に帯電され、またシート状媒体が分離された後に除電装置１５により除電される。除電装置１５はベルト６１の両面からチャージャで負のＡＣコロナ放電を行い、ベルト６１の蓄積電荷を中和することで除電を行い、ベルト６１を初期化するものである。
【００３２】
分離装置１４は、シート状媒体の上面からチャージャで負のＡＣコロナ放電を行い、転写紙の蓄積電荷を中和することで除電を行うとともに、シート状媒体がベルト６１から分離する際の剥離放電によるトナーのチリを防止する。感光体ドラム２５は光導電性を有するものであり、有機感光体であるが、無機感光体であってもよい。各感光体ドラム２５は同一平面状に配列されている。静電潜像担持体はドラム状でなく、ベルト状としても良い。
【００３３】
画像形成装置２０の上部には、原稿読み取り部１２が配設されている。画像形成装置２０はフルカラー画像形成装置一般に用いられている色分解重ね合わせ転写方式により画像形成を行うものであって、原稿読み取り部１２は、光学系５１を介して青、赤、緑の３色に色分解した画像情報光を各々ＣＣＤ１１で読み取ることで、原稿５０を読み取る。
【００３４】
各ＣＣＤ１１が検知した光の強度レベルをもとにして画像演算処理を行ってイエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色で現像すべき書き込み画像データが作成され、この書き込み画像データに応じて各露光装置１９が露光光２９を感光体ドラム２５に照射し、光書き込みが行われるようになっている。
【００３５】
なお、画像形成装置２０において用いられるトナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有し、カルナウバに代表されるワックス、もしくはジメチルシロキサンに代表されるオイルの何れかを５〜２０重量部含有するものである。トナーはワックスを離型剤として内包分散したオイルレストナーであり、このようなトナーを用いることにより、オイルレスの定着装置１でも、シート状媒体が定着ベルト２に巻き付くことなくカラー画像を定着することができる。定着装置１は、定着装置の構造を簡素化するため、オイルレストナーを用い、離型剤を塗布する機構を省略した、いわゆるオイルレスタイプの定着装置である。
【００３６】
図２に示すように、定着装置１は、トナーＴによって構成されるトナー像を定着されるシート状媒体Ｐを加熱するとともに搬送するための回転部材としての定着ローラである加熱ローラ５９と、この加熱ローラ５９に当接し加熱ローラ５９に従動回転することで加熱ローラ５９との対向位置であるニップ部としての定着部１６において加熱ローラ５９と同方向に回転する加圧部材としての加圧ローラ６０とを有する、熱ローラ対タイプの定着装置である。
【００３７】
定着装置１はまた、加熱ローラ５９の内部に備えられ、加熱ローラ５９を加熱するための加熱手段としての赤外線ヒータであるヒータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃを有している。すなわち定着装置１は加熱手段を複数有している。ヒータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、加熱ローラ５９の幅方向すなわち図２における紙面に垂直な方向に延在している。
【００３８】
定着装置１はまた、加熱ローラ５９に対向して配置され加熱ローラ５９表面の温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ８と、トナー像を担持したシート状媒体Ｐを定着部１６に向けて案内する案内手段としての入り口ガイド板５２と、定着部１６を通過したシート状媒体Ｐを定着装置１外部に排出する図示しない排紙手段としての排紙ローラとを有している。
【００３９】
加熱ローラ５９は、外径が６０ｍｍであって、アルミニウム製の芯金と、芯金の表面に形成された厚さ２ｍｍの弾性層と、弾性層上に被覆された厚さ５０μｍの離型層とを有している。弾性層のＪＩＳＡ硬度は２０度である。加熱ローラ５９の芯金はアルミニウム製に限らず、ステンレス製、炭素鋼製等であっても良い。
【００４０】
弾性層は、シリコンゴムを成型加工したものである。離型層は、強度と離型性を併せ持った耐熱性樹脂により構成されているものであって、耐熱性があり表面エネルギーの小さい材料が使用され、本実施例ではテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）が用いられているが、その他例えばシリコーン樹脂、フッ素樹脂例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などの高分子樹脂などが耐熱性チューブとして使用されている。
【００４１】
加圧ローラ６０は、ほぼ加熱ローラ５９と同じ構成のローラであって、芯金と、芯金の表面に形成された弾性層と、弾性層上に被覆された離型層とを有しており、弾性層のＪＩＳＡ硬度が３０度であること及びヒータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃを備えていないことを除き、芯金、弾性体層、離型層の材質、厚さ等は加熱ローラ５９におけると同様である。
【００４２】
一般に熱ローラ対タイプの定着装置においては、ニップの形状は、加熱ローラの弾性層の厚さ及びその硬度と、加圧ローラの弾性体層の厚さ及びその硬度との関係で決まるが、本実施例においては上述のように構成したことで、シート状媒体Ｐ上のトナーＴの層の表面と加熱ローラ５９表面との粘着力がほとんど無視できる場合には、定着部１６の出口におけるシート状媒体Ｐの放出角度は、やや下向きとなり、安定した搬送性のために望ましい放出角度となる。
【００４３】
なお、放出角度があまり下向きになりすぎると、両面定着時においてすでにトナー像を定着されているめんが加圧ローラ６０に対して強固に巻き付いてしまう可能性があるため、加熱ローラ５９及び加圧ローラ６０の構成を設計する際には、かかる巻き付きを防止するために考慮が必要となる。
【００４４】
図示を省略するが、ヒータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃは電圧印加手段としての電源に接続され、この電源により電圧を印加されることで発熱する。電源とサーミスタ８とは制御手段としての制御部を介して接続されている。そして、画像形成装置２０の電源が投入された場合、あるいは画像形成装置２０が待機状態から作動状態に移行した場合等には、一定条件のもと、制御部が電源に電圧を印加させ、ヒータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃによる加熱を開始する。また制御部は一定条件のもと、ヒータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃによる加熱を停止する。
【００４５】
ここで、ヒータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃによる加熱について説明する。トナーＴを、加熱ローラ５９および加圧ローラ６０によりシート状媒体Ｐ上に定着させる際には、トナーＴは加熱ローラ５９により粘性が低い状態にまで加熱され、この状態において加圧ローラ６０の加圧力の作用により、通常、シート状媒体Ｐの繊維中に浸透していく。その後トナーＴが冷えて固まったときにトナーＴはかかる繊維に強固に定着される。
【００４６】
但し、このときに加熱ローラ５９から分離する時点でのトナーＴの温度が軟化温度Ｔｓ以下であると、トナーＴを構成する樹脂は十分に軟化せず、したがってシート状媒体Ｐの繊維中にも浸透していかず、十分な定着強度が得られない。一方、加熱ローラ５９から分離する時点でのトナーＴの表面温度が流出開始温度Ｔｆ以上であると、トナーＴの樹脂粘度が低くなりすぎ、シート状媒体Ｐの繊維中には十分浸透していくものの、加熱ローラ５９の離型層６７との離型性が悪化してしまい、加熱ローラ５９へのオフセットや加熱ローラ５９へのシート状媒体Ｐの巻き付きといった不具合が生じてしまう。
【００４７】
一方、シート状媒体Ｐが薄紙である場合にも、厚紙である場合にも、同一の設定温度で温度制御を行うと、シート状媒体Ｐ自体の熱容量が異なるため、定着後のトナーＴの表面温度は薄紙ほど高く、厚紙ほど低くなってしまい、薄紙通紙において、オフセット現象には至らないまでも、トナーＴの表面と加熱ローラ５９の表面との粘着力が大きくなり、定着部１６の通過直後で分離しにくくなり、極端な場合には先端が加熱ローラ５９の表面の曲率に沿って巻き付いていってしまう。
【００４８】
粘着力の大きさによっては、シート状媒体Ｐの先端が少しでも加熱ローラ５９から剥がれればその部分の重みで下方に引っ張られて巻き付きには至らないが、粘着力の大きさがある程度以上になると、シート状媒体Ｐの先端が全く剥がれずにそのまま巻き付いてしまう。粘着力は、環境変動,トナー付着量、加熱ローラ５９の表面温度の変動等によって変化することが分かっている。
【００４９】
そこで、ヒータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃによる加熱は、定着後のトナーＴの表面温度がＴｓからＴｆの範囲になるように温度の制御がなされるようになっているとともに、定着部１６の出口におけるシート状媒体Ｐの放出角度が上述のように設定されている。したがって、加熱ローラ５９に対するシート状媒体Ｐの巻き付きは発生することがなく、また良好な定着が行われる。
【００５０】
図３に加熱ローラ５９の長手方向すなわち幅方向における、ヒータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃのそれぞれの発熱量の分布を示す。図３において、符号８１はヒータ６Ａによる発熱量の分布を、符号８２はヒータ６Ｂによる発熱量の分布を、符号８３はヒータ６Ｃによる発熱量の分布を示している。符号０は、加熱ローラ５９の幅方向における、加熱ローラ５９の中央位置を示している。
【００５１】
符号８４はＢ５サイズのシート状媒体Ｐを縦向きにして定着部１６に通過させた場合の加熱ローラ５９の通紙領域を、符号８５はＡ４サイズのシート状媒体Ｐを縦向きにして定着部１６に通過させた場合の加熱ローラ５９の通紙領域を、符号８６はＡ４サイズのシート状媒体Ｐを横向きにして定着部１６に通過させた場合の加熱ローラ５９の通紙領域を示している。同図から明らかなように定着装置１における通紙は、中央基準で行われる。
【００５２】
符号８０は、加熱ローラ５９に対するサーミスタ８の配設位置を示している。定着装置１は、符号８６で示す、Ａ４サイズのシート状媒体Ｐを横向きにして定着部１６に通過させた場合の加熱ローラ５９の通紙領域が、最大の通紙領域であり、サーミスタ８は、回転部材５９の最大の通紙領域の外に配設されている。
【００５３】
図３から明らかなように、ヒータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃのそれぞれは、その発熱量が加熱ローラ５９の幅方向において変化しているとともに、この変化はヒータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃのそれぞれで互いに異なっている。具体的には、ヒータ６Ａは、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の中央部における発熱量が最も大きいという発熱量の分布の特徴を有しており、ヒータ６Ｃは、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の端部における発熱量が最も大きいという発熱量の分布の特徴を有している。
【００５４】
ヒータ６Ｂは、ヒータ６Ａに比べれば、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の中央部における発熱量の分布は小さいとともに、ヒータ６Ｃに比べれば、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の端部における発熱量の分布は小さいが、ヒータ６Ａに比べれば、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の端部における発熱量の分布は大きいとともに、ヒータ６Ｃに比べれば、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の中央部における発熱量の分布は大きいという特徴を有している。
【００５５】
なお、ヒータ６Ａの最大出力は８００Ｗ、ヒータ６Ｂの最大出力は５６０Ｗ、ヒータ６Ｃの最大出力は５３０Ｗである。また、加熱ローラ５９の幅方向の中央部における発熱量が大きい、あるいは端部における発熱量が大きいといったことは、そのヒータにおける、加熱ローラ５９の幅方向での発熱量の分布の傾向や配分の比率をいうものであり、各ヒータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃの発熱量を、加熱ローラ５９の幅方向での各部位において比較した結果をいうものではない。
【００５６】
制御部によるヒータ６Ａ、Ｂ、Ｃの制御は、上述のように定着後のトナーＴの表面温度がＴｓからＴｆの範囲になるようになされるが、これは、サーミスタ８を用いたフィードバック制御により行われる。すなわち、制御部には温度Ｈと温度Ｌとが記憶されており、サーミスタ８によって検知された加熱ローラ５９の温度がＬより低くなると制御部は加熱ローラ５９の加熱を開始し、サーミスタ８によって検知された加熱ローラ５９の温度がＨより高くなると制御部は加熱ローラ５９の加熱を停止するようになっている。
【００５７】
このような定着装置１を用いて、制御部により、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の中央部での発熱量が大きい加熱手段、言い換えると、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の端部での発熱量が小さい加熱手段すなわちヒータ６Ａから、ヒータ６Ｂ、ヒータ６Ｃの順で加熱ローラ５９の加熱を開始したところ、図４において実線で示すような温度の推移を示した。
【００５８】
実線は、加熱ローラ５９の通紙領域における表面温度を示しており、また一点鎖線は、ヒータ６Ｃ、６Ｂ、６Ａの順で加熱ローラ５９の加熱を開始した場合の、加熱ローラ５９の通紙領域における表面温度を示している。破線は、サーミスタ８により検知された、加熱ローラ５９端部の通紙領域外の表面温度である。
【００５９】
符号０は、サーミスタ８により検知された加熱ローラ５９の表面温度が設定温度Ｈに達し、通紙が開始された時点を示しており、符号Ｘは、通紙開始前の待機時の時間帯を、符号Ｙは、通紙開始後の通紙中の時間帯を示している。ヒータ６Ａによる加熱を開始してからヒータ６Ｂによる加熱を開始するまで、及び、ヒータ６Ｂによる加熱を開始してからヒータ６Ｃによる加熱を開始するまで、並びにヒータ６Ｃによる加熱を開始してからヒータ６Ｂによる加熱を開始するまで、及び、ヒータ６Ｂによる加熱を開始してからヒータ６Ａによる加熱を開始するまでの時間間隔は何れも、定着を行うシート状媒体Ｐのサイズによらず１秒とした。
【００６０】
なお、実線で示す場合、一点鎖線で示す比較例の場合の何れにおいても、サーミスタ８が温度Ｈを検知するとヒータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃの順で加熱を停止することとし、ヒータ６Ａによる加熱を停止してからヒータ６Ｂによる加熱を停止するまで、及び、ヒータ６Ｂによる加熱を停止してからヒータ６Ｃによる加熱を停止するまでの時間間隔は何れも、定着を行うシート状媒体Ｐのサイズによらず１秒とした。
【００６１】
この場合、図から明らかなように、一点鎖線で示した比較例に比して、サーミスタ８が温度Ｌを検知してからの温度の低下が少ない。したがって、通紙領域外の検知温度に基づいて制御を行っても通紙領域の温度低下が抑制されるとともに、連続通紙を行った場合にも、定着性の劣化が抑制される。
【００６２】
図５に、制御部により、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の端部での発熱量が大きい加熱手段、言い換えると、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の中央部での発熱量が小さい加熱手段すなわちヒータ６Ｃから、ヒータ６Ｂ、ヒータ６Ａの順で加熱ローラ５９の加熱を停止した例を示す。
【００６３】
符号８７で示す実線は、加熱ローラ５９の通紙領域における表面温度を示しており、また符号９０で示す実線は、図６において比較例として示されているように、ヒータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃの順で加熱ローラ５９の加熱を停止した場合の、加熱ローラ５９の通紙領域における表面温度を示している。破線は、サーミスタ８により検知された、加熱ローラ５９端部の通紙領域外の表面温度である。
【００６４】
符号０は、サーミスタ８により検知された加熱ローラ５９の表面温度が設定温度Ｈに達し、通紙が開始された時点を示しており、符号Ｘは、通紙開始前の待機時の時間帯を、符号Ｙは、通紙開始後の通紙中の時間帯を示している。ヒータ６Ｃによる加熱を停止してからヒータ６Ｂによる加熱を停止するまで、及び、ヒータ６Ｂによる加熱を停止してからヒータ６Ａによる加熱を停止するまで、並びにヒータ６Ａによる加熱を停止してからヒータ６Ｂによる加熱を停止するまで、及び、ヒータ６Ｂによる加熱を停止してからヒータ６Ｃによる加熱を停止するまでの時間間隔は何れも、定着を行うシート状媒体Ｐのサイズによらず１秒とした。
【００６５】
なお、符号８７で示す場合、符号９０で示す比較例の場合の何れにおいても、図６において比較例を示したように、サーミスタ８が温度Ｌを検知するとヒータ６Ｃ、６Ｂ、６Ａの順で加熱を開始することとし、ヒータ６Ｃによる加熱を開始してからヒータ６Ｂによる加熱を開始するまで、及び、ヒータ６Ｂによる加熱を開始してからヒータ６Ａによる加熱を開始するまでの時間間隔は何れも、定着を行うシート状媒体Ｐのサイズによらず１秒とした。
【００６６】
この場合、図５から明らかなように、符号９０で示した比較例に比して、サーミスタ８が温度Ｌを検知してからの温度の低下が少ない。したがって、通紙領域外の検知温度に基づいて制御を行っても通紙領域の温度低下が抑制されるとともに、連続通紙を行った場合にも、定着性の劣化が抑制される。なお、図５に示した場合と図４に示した場合とでは、その他の条件が必ずしも一致せず、単純に比較することはできないものである。
【００６７】
図５において符号８８は、図６において実施例として示すように、制御部により、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の中央部での発熱量が大きい加熱手段、言い換えると、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の端部での発熱量が小さい加熱手段すなわちヒータ６Ａから、ヒータ６Ｂ、ヒータ６Ｃの順で加熱ローラ５９の加熱を開始するとともに、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の端部での発熱量が大きい加熱手段、言い換えると、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の中央部での発熱量が小さい加熱手段すなわちヒータ６Ｃから、ヒータ６Ｂ、ヒータ６Ａの順で加熱ローラ５９の加熱を停止した場合の例を示している。図５において符号８８で示す実線は、加熱ローラ５９の通紙領域における表面温度を示している。
【００６８】
図６において比較例としたのは、制御部により、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の端部での発熱量が大きい加熱手段すなわちヒータ６Ｃから、ヒータ６Ｂ、ヒータ６Ａの順で加熱ローラ５９の加熱を開始するとともに、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の中央部での発熱量が大きい加熱手段すなわちヒータ６Ａから、ヒータ６Ｂ、ヒータ６Ｃの順で加熱ローラ５９の加熱を停止した場合であって、図５においては上述と同様に符号９０で示している。図６において最上段に位置する実線９１は、サーミスタ８により検知された、加熱ローラ５９端部の通紙領域外の表面温度である。
【００６９】
ヒータ６Ａによる加熱を開始してからヒータ６Ｂによる加熱を開始するまで、及び、ヒータ６Ｂによる加熱を開始してからヒータ６Ｃによる加熱を開始するまで、並びにヒータ６Ｃによる加熱を開始してからヒータ６Ｂによる加熱を開始するまで、及び、ヒータ６Ｂによる加熱を開始してからヒータ６Ａによる加熱を開始するまでの時間間隔は何れも、定着を行うシート状媒体Ｐのサイズによらず１秒とした。
【００７０】
またヒータ６Ｃによる加熱を停止してからヒータ６Ｂによる加熱を停止するまで、及び、ヒータ６Ｂによる加熱を停止してからヒータ６Ａによる加熱を停止するまで、並びにヒータ６Ａによる加熱を停止してからヒータ６Ｂによる加熱を停止するまで、及び、ヒータ６Ｂによる加熱を停止してからヒータ６Ｃによる加熱を停止するまでの時間間隔は何れも、定着を行うシート状媒体Ｐのサイズによらず１秒とした。
【００７１】
この場合、図５から明らかなように、符号９０で示した比較例に比して、サーミスタ８が温度Ｌを検知してからの温度の低下が少ない。また、符号８７で示した実施例に比して、サーミスタ８が温度Ｌを検知した後、温度Ｈを検知してからの温度の上昇が継続して行われ、加熱ローラ５９の温度の回復度が大きくなっている。したがって、通紙領域外の検知温度に基づいて制御を行っても通紙領域の温度低下がより抑制されるとともに、連続通紙を行った場合にも、定着性の劣化がより抑制される。
【００７２】
図５において符号８９は、符号８８で示した場合に比して、定着を行うシート状媒体Ｐの、加熱ローラ５９の幅方向における大きさに応じて、加熱ローラ５９の加熱の開始と停止とのタイミングを変更するという条件を加えて、制御部による制御を行った結果であって、Ａ４サイズのシート状媒体Ｐを横方向に通紙して定着を行った場合を示している。図５において符号８８で示す実線は、加熱ローラ５９の通紙領域における表面温度を示している。
【００７３】
図７に示すように、Ａ４サイズのシート状媒体Ｐを横方向に通紙して定着を行う場合には、ヒータ６Ａによる加熱を開始してからヒータ６Ｂによる加熱を開始するまで、及び、ヒータ６Ｂによる加熱を開始してからヒータ６Ｃによる加熱を開始するまで、並びにヒータ６Ｃによる加熱を停止してからヒータ６Ｂによる加熱を停止するまで、及び、ヒータ６Ｂによる加熱を停止してからヒータ６Ａによる加熱を停止するまでの時間間隔は何れも、１秒としている。
【００７４】
また、Ａ４サイズのシート状媒体Ｐを縦方向に通紙して定着を行う場合には、ヒータ６Ａによる加熱を開始してからヒータ６Ｂによる加熱を開始するまで、及び、ヒータ６Ｂによる加熱を開始してからヒータ６Ｃによる加熱を開始するまで、並びにヒータ６Ｃによる加熱を停止してからヒータ６Ｂによる加熱を停止するまで、及び、ヒータ６Ｂによる加熱を停止してからヒータ６Ａによる加熱を停止するまでの時間間隔は何れも、２秒としている。
【００７５】
また、Ｂ５サイズのシート状媒体Ｐを縦方向に通紙して定着を行う場合には、ヒータ６Ａによる加熱を開始してからヒータ６Ｂによる加熱を開始するまで、及び、ヒータ６Ｂによる加熱を開始してからヒータ６Ｃによる加熱を開始するまで、並びにヒータ６Ｃによる加熱を停止してからヒータ６Ｂによる加熱を停止するまで、及び、ヒータ６Ｂによる加熱を停止してからヒータ６Ａによる加熱を停止するまでの時間間隔は何れも、３秒としている。すなわち、通紙領域が小さいほど、加熱、停止それぞれの時間間隔を長くし、通紙領域が大きいほど、加熱、停止それぞれの時間間隔を短くしている。
【００７６】
この場合、図５から明らかなように、符号９０で示した比較例に比して、サーミスタ８が温度Ｌを検知してからの温度の低下が少ない。また、符号８７、８８で示した実施例に比して、サーミスタ８が温度Ｌを検知した後、温度Ｈを検知してからの温度の上昇が継続して行われ、加熱ローラ５９の温度の回復度が大きくなっている。したがって、通紙領域外の検知温度に基づいて制御を行っても、通紙領域の温度低下がさらに抑制されるとともに、連続通紙を行った場合にも、定着性の劣化がさらに抑制されることとなる。
【００７７】
以上、図４ないし７から、制御部が、加熱ローラ５９の幅方向における、加熱ローラ５９の通紙領域の中央部における発熱量が大きい加熱手段ほど加熱ローラ５９の加熱時間が多くなるように制御を行う、言い換えると、加熱ローラ５９の通紙領域の端部における発熱量が小さい加熱手段ほど加熱ローラ５９の加熱時間が多くなるように制御を行うとともに、加熱ローラ５９の幅方向における、加熱ローラ５９の通紙領域の端部における発熱量が大きい加熱手段ほど加熱ローラ５９の加熱時間が少なくなるように制御を行う、言い換えると、加熱ローラ５９の通紙領域の中央部における発熱量が小さい加熱手段ほど加熱ローラ５９の加熱時間が少なくなるように制御を行うことで、サーミスタ８が温度Ｌを検知してからの温度の低下を少なくすることができることが分かった。
【００７８】
また、制御部により、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の中央部での発熱量が大きい加熱手段から順に加熱ローラ５９の加熱を開始するとともに、加熱ローラ５９の幅方向における加熱ローラ５９の通紙領域の端部での発熱量が大きい加熱手段から順に加熱ローラ５９の加熱を停止した場合は、通紙領域の温度低下をより抑制することができる。
【００７９】
さらには、定着を行うシート状媒体Ｐの、加熱ローラ５９の幅方向における大きさに応じて、加熱ローラ５９の加熱の開始と停止とのタイミングを変更するという条件を加えた制御を行えば、通紙領域の温度低下をさらに抑制することができることがわかった。以下、この制御を用いた場合の定着装置１及びこれを有する画像形成装置２０の動作について説明する。
【００８０】
操作者による操作部における所定の操作等により、画像形成装置２０の電源が投入され、又は待機状態から動作状態に移行すると、制御部の制御によって定着装置１が所定の設定温度となって、すなわちサーミスタ８による検知温度が温度Ｈとなって立上りが完了し、画像形成及び定着が可能な状態となる。
【００８１】
操作者が操作部において画像形成を開始する周知の操作を行うと、感光体ドラム２５の方向Ａへの回転にともない、感光体ドラム２５は帯電装置２７より帯電され、露光光２９により原稿画像に応じた静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置２６により現像され、感光体ドラム２５上に形成されたトナー像が給紙され転写装置２２上を搬送されるシート状媒体Ｐ上に転写される。
【００８２】
作像装置２１Ｙによってイエローのトナーが転写されたシート状媒体Ｐは、転写装置２２によりに搬送されつつ、作像装置２１Ｃ、２１Ｍ、２１ＢＫにより順次それぞれシアン、マゼンタ、ブラックのトナー像を適宜転写され、画像形成に必要なすべてのトナー像を転写された後、転写装置２２から定着装置１に受け渡されガイド板５２によって定着部１６に案内される。
【００８３】
シート状媒体Ｐは加熱ローラ５９の回転により搬送されつつ、定着部１６においてトナー像を構成しているトナーが加熱加圧されシート状媒体Ｐ上に溶融定着される。ヒータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃによる加熱で、加熱ローラ５９が回転を開始しても定着に支障が出るほどの温度低下を生じることがない。
【００８４】
また制御部は、画像形成装置２０本体より、画像形成が行われるシート状媒体Ｐのサイズ及び通紙方向に関する情報が入力され、これに応じた制御を行う。したがって、連続定着が行われる場合であっても、通紙領域の過剰な温度低下が防止されて、定着を中断して再加熱を行う必要が生じることもないとともに、ホットオフセットが生じない程度に熱が供給され、光沢度等に関しても良好な定着が行われる。定着後のシート状媒体Ｐは、排紙ローラ、排出ローラ１３等により搬送されて画像形成装置２０本体外の排紙トレイに排出される。
【００８５】
以上は本発明を熱ローラ対タイプの定着装置に適用した場合を説明したが、本発明は、図８に示すようなベルト定着装置に適用することもできる。以下、上述の例と同様の構成については同じ符号を付するに留めて詳しい説明を省略し、異なる部分について主に説明する。
【００８６】
図８に示すように、定着装置１は、トナーＴによって構成されるトナー像を定着されるシート状媒体Ｐを加熱するとともに搬送するための回転部材としての無端の定着ベルト２と、定着ベルト２を巻き掛けられた加熱ローラ３及び定着ローラ４と、定着ベルト２を介して定着ローラ４に対向して配置され、定着ベルト２との対向位置であるニップ部としての定着部１６において定着ベルト２の回転方向と同方向に回転する加圧部材としての加圧ローラ５とを有している。
【００８７】
定着装置１はまた、定着ベルト２の回転方向の定着ローラ４の下流側かつ加熱ローラ３の上流側において定着ベルト２の表面に当接し定着ベルト２に付着したトナー等の不要物を定着ベルト２から分離するクリーニング手段としてのクリーニングローラ５３と、定着ベルト２を介して加熱ローラ３に対向して配置され定着ベルト２の温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ８等を有している。
【００８８】
定着装置１はまた、定着ベルト２に適当な所定の張力を与えるため、加熱ローラ３は図示しない付勢手段としてのテンションスプリングにより定着ローラ４から離間する向きに付勢されている。定着ベルト２は加熱ローラ３の内部に備えられたヒータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃにより、加熱ローラ５９を介して加熱されるようになっている。
【００８９】
定着ベルト２は、加熱ローラ３及び定着ローラ４と接触する側の面から順に、少なくとも支持層と離型層とを有している。支持層には、耐熱性、耐久性及び機械的強度に優れている材料が使用され、本実施例では耐熱性樹脂であるポリイミド樹脂の厚さ１００μｍのものが使用されているが、その他、ニッケル、アルミニウム、銅、ステンレスなどの金属フィルムや、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアラミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの高分子樹脂フィルムを使用することができる。
【００９０】
離型層には、耐熱性があり、表面エネルギーの小さい材料が使用され、本実施例においては、厚さ２００μｍの高離型シリコンゴム製の離型層としているが、その他、シリコーン樹脂、フッ素樹脂例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体などの高分子樹脂や、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの耐熱性ゴム材を使用することができる。
【００９１】
発明者らの実験によれば、離型層として樹脂を用いる場合には、中間層として弾性層の機能を持ったシリコーンゴム、フッ素ゴムンどの耐熱性ゴム層を設けることにより、画像光沢の均一性がより向上することが分かったため、離型層として樹脂を用いる場合には、そのように構成することが望ましい。
【００９２】
定着ローラ４は、径を４０ｍｍとされ、鋼性の金属パイプによって構成されている基体としての芯金と、この芯金を被覆し定着部１６の幅を十分な広さにするための、弾性体層とを有する構成とされている。弾性体層は、耐熱多孔質の発泡シリコンゴム製であって、柔らかく断熱性のあるものとされている。
【００９３】
弾性体層の材質は、熱伝導率が小さく断熱作用のある耐熱多孔質の弾性体であるから、ベルトの熱を奪うことを低減し、立上り後の温度落ち込みを小さくするとともに温度回復のためのプレ回転時間を短縮している。また、弾性体層が比較的低硬度であるため、加圧ローラ５の圧接力が小さくても十分なニップ幅を得ることができ、比較的低温かつ低圧の条件下でも良好な定着性能を得ることができる。
【００９４】
加圧ローラ５は、径を４０ｍｍとされ、鋼性の金属パイプによって構成されている基体としてのアルミニウム製の芯金と、この芯金を被覆する、耐熱多孔質のシリコンゴム製の厚さ２ｍｍの離型層とを有している。芯金はアルミニウムのほかステンレス、炭素鋼等により構成することができる。離型層は高離型シリコンゴムのほかフッ素型樹脂により構成することができる。定着ベルト２からのシート状媒体Ｐの剥離性をよくするため、加圧ローラ５の硬度を定着ローラ４よりも硬くし、定着部１６を下向きに形成している。
【００９５】
加熱ローラ３は、径を５０ｍｍとされ、芯金は熱伝導性の良好なアルミニウム製の薄肉ローラのパイプであって長手方向の温度ムラを防止されており、肉厚を５ｍｍとされている。芯金表面には定着ベルト２との摩擦による磨耗を防止するためアルマイト処理された層を有している。芯金は炭素鋼やステンレス鋼、銅等であってもよい。
【００９６】
このように、加熱ローラ３と加圧ローラ５とは、それぞれ薄肉円筒状の芯金からなっていることから低熱容量化が図られ、加熱ローラ３の熱容量は２６ｃａｌ／℃以下、加圧ローラ５の熱容量は３６ｃａｌ／℃以下とされている。加熱ローラ３、加圧ローラ５を低熱容量とすることにより、定着ベルト２が回転してもその熱を奪うことが少なく、定着に悪影響を与えることや立上り時間が長引くことが防止されている。さらに連続定着等による温度低下を抑制されている。
【００９７】
その他、ヒータ６Ａ、６Ｂ、６Ｃの発熱量の分布等の構成態様、制御部による制御態様等については、上述した熱ローラ対タイプの定着装置１におけると同様であって、動作等についても熱ローラ対タイプの定着装置１において説明した加熱ローラ５９を定着ベルト２と読み替えたものと同様となる。
【００９８】
以上本発明を適用した定着装置及びこれを有する画像形成装置について説明したが、加熱手段としてのヒータは加熱ローラに限らず定着ローラや加圧ローラに配設してもよい。ヒータを複数配設した場合には、その定着ローラや加圧ローラは本発明における回転部材とされ、上述した発熱量の分布や制御部による制御を与えることができる。加熱手段が複数備えられる場合、その数は、３つに限らず、２つでも４つ以上でも良い。
【００９９】
上述の実施例では、通紙が中央基準で行われる場合を示したが、通紙が片側基準で行われる場合も、同様に本発明を適用することができる。また上述の実施例においては、各ヒータによる加熱の開始、停止の時間間隔を、各制御においては一定としたが、例えばヒータ６Ａによる加熱を開始してからヒータ６Ｂによる加熱を開始するまでを１秒とし、ヒータ６Ｂによる加熱を開始してからヒータ６Ｃによる加熱を開始するまでを２秒とするといったように、かかる時間間隔は一定でなくとも良い。
【０１００】
かかる時間間隔は各ヒータの最大発熱量や発熱量の分布に応じて適宜設定できるものであり、シート状媒体の大きさ、通紙方向によっては、あるヒータによる加熱を行わないようにすることもできる。このことは上述の時間間隔をかなり大きく取ることによって達成できるものであり本発明の範囲内の事項である。本実施例の画像形成装置はカラー画像を形成可能なものであるが、単色の画像のみを形成するものであっても良い。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明は、トナーを定着されるシート状媒体を搬送する回転部材と、上記回転部材の温度を検知する温度検知手段と、上記回転部材の幅方向に延在し、同回転部材を加熱するための複数の加熱手段と、上記加熱手段による加熱の開始と停止との制御を行う制御手段とを有する定着装置において、上記温度検知手段が上記幅方向における上記回転部材の通紙領域外に１つ配設され、上記加熱手段のそれぞれは、その発熱量が上記幅方向において変化しているとともに、この変化が上記加熱手段のそれぞれで互いに異なっており、上記制御手段は、上記温度検知手段に基づいて、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の中央部における発熱量が大きい加熱手段ほど上記回転部材の加熱時間が多くなるように制御を行うとともに、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の端部における発熱量が大きい加熱手段ほど上記回転部材の加熱時間が少なくなるように制御を行うので、定着ベルト、加熱ローラ等の回転部材の通紙領域における温度低下を防止して温度を良好に保つことができるから、連続定着の場合であっても定着性の劣化を防止して良好な定着画像を得ることができるとともに、加熱手段を複数配設して電力を分散させることで突入電流を低減できる定着装置を提供することができる。
【０１０２】
また、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の中央部における発熱量が大きい加熱手段ほど上記回転部材の加熱時間が多くなるように制御を行うとともに、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の端部における発熱量が大きい加熱手段ほど上記回転部材の加熱時間が少なくなるように制御を行っても、温度検知手段による温度検知の応答性の低下を防止することができるから、定着ベルト、加熱ローラ等の回転部材の通紙領域における温度低下を防止して温度を良好に保ち、定着性の劣化を防止することができるとともに、回転部材の通紙領域の、温度検知手段が当接し摺接する部位における、経時的な磨耗を防止して、定着画像の光沢ムラや画像抜けといった不具合を防止でき、また、温度検知手段にオフセットトナーや紙粉等の汚れが経時的に堆積しても、温度検知手段が通紙領域外に配設されていることから、蓄積された汚れがシート状媒体上に落下し、シート状媒体を汚染するという不具合を防止できるから、良好な定着画像及び定着物を得ることができる定着装置を提供することができる。
【０１０３】
制御手段が、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の中央部での発熱量が大きい加熱手段から順に、上記回転部材の加熱を開始することとすれば、これにより、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の中央部における発熱量が大きい加熱手段ほど上記回転部材の加熱時間が多くなるように制御を行うことができ、定着ベルト、加熱ローラ等の回転部材の通紙領域における温度低下を防止して温度を良好に保つことができるから、連続定着の場合であっても定着性の劣化を防止して良好な定着画像を得ることができるとともに、加熱手段を複数配設して電力を分散させ、加熱手段による加熱の開始・停止のタイミングをずらすことで突入電流を低減できる定着装置を提供することができる。
【０１０４】
制御手段が、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の端部での発熱量が大きい加熱手段から順に、上記回転部材の加熱を停止することとすれば、これにより、上記幅方向における上記回転部材の通紙領域の端部における発熱量が大きい加熱手段ほど上記回転部材の加熱時間が少なくなるように制御を行うことができ、定着ベルト、加熱ローラ等の回転部材の通紙領域における温度低下を防止して温度を良好に保つことができるから、連続定着の場合であっても定着性の劣化を防止して良好な定着画像を得ることができるとともに、加熱手段を複数配設して電力を分散させ、加熱手段による加熱の開始・停止のタイミングをずらすことで突入電流を低減できる定着装置を提供することができる。
【０１０５】
制御手段が、定着を行うシート状媒体の上記幅方向における大きさに応じて、上記回転部材の加熱の開始と停止とのタイミングを変更することとすれば、画像形成条件に応じて、加熱手段による加熱の開始・停止のタイミングをずらすことで、定着ベルト、加熱ローラ等の回転部材の通紙領域における温度低下を防止して温度をさらに良好に保つことができるから、連続定着の場合であっても定着性の劣化を防止してさらに良好な定着画像を得ることができるとともに、加熱手段を複数配設して電力を分散させ、加熱手段による加熱の開始・停止のタイミングをずらすことで突入電流を低減できる定着装置を提供することができる。
【０１０６】
本発明は、請求項１ないし５の何れか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置にあるので、上述の各効果を奏する定着装置を有し、良好な画像形成を行うことができるとともに、加熱手段を複数配設して電力を分散させ、加熱手段による加熱の開始・停止のタイミングをずらすことで突入電流を低減できるから、突入電流の発生で、画像形成装置の電源すなわち部屋の電源の電圧を低下させ、蛍光灯が一時的に電力不足になってちらつくなど、画像形成装置の電源を介して画像形成装置を設置した部屋の他の電気製品に影響を及ぼすことを防止してユーザーの信頼性、安全性が高い画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した定着装置及びこれを有する画像形成装置の概略を示す側面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に備えられた定着装置であって分離部材がホームポジションを占めているときの側視図である。
【図３】回転部材と分離部材の先端部との間においてシート状媒体が回転部材に巻き付いた状態を示す側視図である。
【図４】図２に示した定着装置のブロック図である。
【図５】図２に示した定着装置の要部の拡大図である。
【図６】図２に示した定着装置に備えられた分離部材がシート状媒体の搬送経路に向けて変位する様子を示した側視図である。
【図７】図６に示した定着装置の要部の拡大図である。
【図８】図２に示した定着装置の制御フローである。
【符号の説明】
１    定着装置
２    回転部材としての定着ベルト
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ    複数の加熱手段
６Ａ    加熱手段
６Ｂ    加熱手段
６Ｃ    加熱手段
８    温度検知手段
２０    画像形成装置
５９    回転部材としての加熱ローラ
８４    通紙領域
８５    通紙領域
８６    通紙領域
Ｐ    シート状媒体
Ｔ    トナー
【図１】
0003784712.tif 000002
【図２】
0003784712.tif 000003
【図３】
0003784712.tif 000004
【図４】
0003784712.tif 000005
【図５】
0003784712.tif 000006
【図６】
0003784712.tif 000007
【図７】
0003784712.tif 000008
【図８】
0003784712.tif 000009