JP4188385B2 - 定着装置およびこれを備えた画像形成装置、ならびに定着装置の制御プログラムおよびこれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、記録紙上の未定着トナー像を接触加熱定着する定着装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置（例えばプリンタ）には、記録紙上に形成されたトナー像を熱溶融することによって記録紙上に定着させる定着装置が備えられている。この定着装置の一例として、特許文献１〜４に示されるように、定着ローラと加圧ローラとから構成されるローラ対方式の定着装置が知られている。

定着ローラは、アルミなどの金属製中空芯金の表面に弾性層が形成されたローラ部材であり、この芯金の内部に熱源としてハロゲンランプが配置される。そして、温度制御装置が、定着ローラ表面に設けられた温度センサから出力される信号に基づいてハロゲンランプをオン／オフ制御することによって、定着ローラの温度を制御する。

なお、定着ローラを加熱する手段としては、上述したようなハロゲンランプの他、定着ローラ表面に圧接される外部加熱部材が知られている。この外部加熱部材の具体例としては、特許文献１に開示されている外部加熱ローラや特許文献２〜４に開示されている外部加熱ベルト等がある。この外部加熱部材は、定着ローラ表面に直接接触しているため、上記したハロゲンランプよりも、定着ローラ表面を迅速に温めることができる。

一方、加圧ローラは、芯金上に被覆層としてシリコンゴムなどの耐熱性弾性層を設けたローラ部材である。この加圧ローラは、定着ローラ表面に対して圧接され、加圧ローラの上記弾性層の弾性変形によって、定着ローラと加圧ローラとの間にニップ領域が形成される。

上記の構成において、定着装置では、未定着のトナー像が形成された記録紙を定着ローラと加圧ローラとの間のニップ領域に挟み込み、これら両ローラを回転させることによって上記記録紙を搬送するとともに、定着ローラ表面の熱により記録紙上のトナー像を溶融させて記録紙に定着させる。

このような定着装置において、定着ローラ表面の温度が適正温度の範囲外になった場合、コールドオフセットやホットオフセット等のオフセット現象が発生することが知られている。コールドオフセットとは、記録紙に伝達される熱量が足りず、トナーが十分に溶けずにトナーの一部が定着ローラに付着してしまう現象である。一方、ホットオフセットとは、記録紙上のトナーが過加熱されることによってトナーの凝集力が低下し、記録紙上のトナーの一部が定着ローラに付着してしまう現象である。

したがって、定着装置では、このようなコールドオフセットおよびホットオフセットを防止するために、記録紙の通紙時に定着ローラ表面の温度が適正温度の範囲内になるように温度制御を行うことが非常に重要である。

定着ローラ表面の適正温度範囲は、定着装置を実装する画像形成装置の記録紙搬送速度によって異なるものである。具体的には、上記適正温度範囲は、記録紙搬送速度（プロセス速度）が高くなるほど高温側にシフトし、記録紙搬送速度が低くなるほど低温側にシフトする傾向にある。これは、記録紙搬送速度が高速である場合には、記録紙と定着ローラ表面との接触時間が短くなり、定着ローラ表面の温度が比較的高くなければ定着ローラ表面から記録紙に十分な熱が伝わらないためである。また、記録紙搬送速度が低速である場合には、記録紙と定着ローラ表面との接触時間が長くなり、定着ローラ表面の温度を抑制しなければ定着ローラ表面から記録紙に過剰な熱が伝わってしまうためである。

ここで、いわゆる４サイクル方式の画像形成装置においては、通常、記録紙にカラー画像を形成する場合とモノクロ画像を形成する場合とで記録紙搬送速度がほぼ同一になるように設計される（ただし、カラー画像の場合とモノクロ画像の場合とでは、搬送される記録紙間の間隔が相違し、単位時間当たりの処理枚数はモノクロの場合の方が多くなる。）。なお、４サイクル方式の画像形成装置とは、１組の可視像形成ユニットにより、ＣＭＹＫの４色のトナー像を形成し、それらを重ね合わせてカラー画像を形成する方式である。

したがって、４サイクル方式の画像形成装置に備えられる定着装置では、カラー画像を定着させる場合の適正温度範囲（非オフセット域）とモノクロ画像を定着させる場合の適正温度範囲（非オフセット域）とを対比すると、図９に示すように、両適正温度範囲に重複領域すなわち共通非オフセット域が存在し、この共通非オフセット域は充分に広い範囲となっている。それゆえ、定着ローラ表面の温度の制御値（目標値）をこの共通非オフセット域内に設定し、カラー画像を定着させる場合とモノクロ画像を定着させる場合とのいずれの場合にも、定着ローラ表面温度が適正温度範囲内に収まるように温度制御を行うことは容易である。このような理由により、４サイクル方式の画像形成装置では、オフセット現象を容易に回避することができる。

これに対し、最近の４連タンデム方式の画像形成装置、すなわちＣＭＹＫの４色に対応する４組の可視像形成ユニットを配置した画像形成装置においては、モノクロ画像を形成する場合に、カラー画像を形成する場合よりも記録紙搬送速度を高速にするよう設計する要請が高まっている。この要請に従えば、モノクロ画像を形成するモノクロモードとカラー画像を形成するカラーモードとで記録紙搬送速度を大幅に切り替えることになる。このように設計しても、形成されるモノクロ画像の画質を落とさずに、単位時間あたりのモノクロ画像の処理枚数を多くすることができる。

上記のように、モノクロ画像の処理枚数が多くなるように設計された画像形成装置では、図１０に示すように、カラー画像を定着させる場合の非オフセット域とモノクロ画像を定着させる場合の非オフセット域との共通非オフセット域が極めて狭くなる。このように、共通非オフセット域が極めて狭い場合には、定着ローラ表面の温度の制御値（目標値）をこの共通非オフセット域内に設定しても、定着ローラ表面の温度がこの共通非オフセット域内に収まるように温度制御を行うことが困難であり、コールドオフセットやホットオフセットの問題が生じやすくなる。

しかも、待機状態からの通紙動作では、モノクロモードとカラーモードとのどちらのモードでも通紙可能な温度に設定する必要がある。このため、待機状態では、定着ローラ表面の温度をモノクロモードでの定着可能下限温度とカラーモードでの定着可能上限温度との間に制御しておき、続く通紙動作時にモノクロモードとカラーモードとのどちらにでも迅速に切り替えられるようにする必要がある。

ここで、カラー用の定着装置において定着ローラ表面の温度を精確に制御するためには、定着ローラの内部に設けられたハロゲンランプなどの内部加熱手段よりも、定着ローラの表面に接する外部加熱ローラや外部加熱ベルトなどの外部加熱手段の方が適している。したがって、狭い温度範囲に収まるように定着ローラ表面の温度を制御するには、外部加熱手段による温度制御が重要となる。

外部加熱手段による温度制御方法のひとつとして、定着ローラ表面の温度の情報に基づいて外部加熱手段の離接を制御することにより、瞬時に定着ローラ表面の温度を昇温もしくは低下させる方法が挙げられる。印字モードに応じて、定着ローラ表面の温度を上昇させるべく外部加熱手段を定着ローラに当接させたり、定着ローラの過昇温を防止するべく定着ローラから外部加熱手段を離間させたりすることで、定着ローラ表面を所定の温度に制御することができる。
特開平１１−０３８８０２号公報（平成１１年０２月１２日公開） 特開２００５−１８９４２７号公報（平成１７年０７月１４日公開） 特開２００５−２９２７１４号公報（平成１７年１０月２０日公開） 特開昭５２−０１７０３１号公報（昭和５２年０２月０８日公開）

しかしながら、本発明者らにより、この外部加熱手段の離接動作によって新たな問題が生じることが判明した。

大量の印字処理を行うと、印字中にわずかずつオフセットしたトナーが定着ローラ表面に付着する。ここで、外部加熱手段を有する定着ローラには、通常、トナーや紙粉による汚れを防止するために、外部加熱手段よりも定着ローラ回転方向上流側にクリーニングウェブ等からなるクリーニング手段が設けられている。このクリーニング手段により定着ローラに付着したトナーの大半は除去されるため、トナーによる外部加熱手段の汚れはかなり軽減されるものの、クリーニング手段のクリーニング性能も完璧ではないため、時間とともに外部加熱手段にトナー汚れが蓄積する。

そしてトナーが外部加熱手段にある程度蓄積すると、外部加熱手段を定着部材に当接した際にその衝撃で外部加熱手段に付着したトナーが外部加熱手段からまとめて離脱して定着部材に移行することがある。このように、外部加熱手段から定着ローラの表面へまとまった量のトナーが移行すると、そのトナーが定着ローラによって通紙されている記録紙に付着し、印字面が汚れる不具合が発生する。

より詳細には、定着ローラから離間している外部加熱手段（図１１）を定着ローラに当接させる（図１２）ときに、外部加熱手段のベルト表面に付着しているトナーのうち、初期当接部位のトナーが定着ローラ表面に移行し、定着ローラの回転とともに定着ローラ上のトナーがニップ部へ搬送される（図１３）。そして、ニップ部に搬送されたトナーが、通紙されてきた記録紙上に付着し（図１４）、記録紙上に汚れが生じてしまうのである。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、外部加熱手段を有する定着装置において、外部加熱手段から定着ローラなどの定着部材へ移行したトナーなどの現像剤が付着することにより、記録紙などの記録材に汚れが生じるのを防止することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る定着装置は、ニップ部において記録材に圧接され、該記録材上の現像剤を該記録材に定着させるとともに、回転して該記録材を搬送する定着部材と、上記定着部材の表面に当接して該表面を加熱する外部加熱手段と、上記外部加熱手段を上記定着部材に対して離接させる離接手段と、上記定着部材の表面の現像剤を除去するクリーニング手段と、上記離接手段を制御して、上記外部加熱手段が上記定着部材に当接した際の上記定着部材上における上記外部加熱手段の当初の当接部位である初期当接部位が、上記定着部材が１回転する間に上記記録材と接しないようなタイミングで、上記外部加熱手段を上記定着部材に当接させる制御手段とを備えていることを特徴とする。

本発明に係る定着装置は、定着部材によって記録材上の現像剤を該記録材に定着させるものである。この定着装置には、定着部材の表面に付着した現像剤を除去するクリーニング手段が備わっており、定着部材の表面をクリーニングすることができるようになっている。また定着装置には、定着部材の表面に当接して該表面を加熱する外部加熱手段も備わっており、定着部材の表面を迅速に加熱することができるようになっている。さらに、この外部加熱手段を定着部材に対して離接させる離接手段が定着装置には設けられており、これにより、定着部材の表面を過度に加熱することなく適切な温度に調節できるようになっている。

ここで、上記構成によれば、制御手段が離接手段を制御することにより、外部加熱手段が定着部材に当接されるタイミングは、初期当接部位が、上記定着部材が１回転する間に上記記録材と接しないようなタイミングとなる。このため、定着部材が１回転する間に現像剤によって記録材が汚れることがない。そして、定着部材が１回転する間に、外部加熱手段から定着部材の表面に移行した上記の現像剤は、クリーニング手段によって除去されるので、それ以後も記録材を汚すことがない。従って、外部加熱手段から定着部材へ移行した現像剤が付着することによって記録材に汚れが生じるのを防止することができる。

なお、外部加熱手段を当接させる具体的なタイミングとしては、例えば以下のものが挙げられる。すなわち、上記制御手段は、上記離接手段を制御して、上記定着部材上の上記外部加熱手段の初期当接部位が、上記定着部材の回転により最初に上記ニップ部に到達した際に、上記記録材間の隙間に位置するようなタイミングで、上記外部加熱手段を上記定着部材に当接させてもよい。

上記構成によれば、外部加熱手段から定着部材の初期当接部位に移行した現像剤は、ニップ部において、記録材と記録材との間の隙間に位置することになる。従って、外部加熱手段から定着部材へ移行した現像剤が記録材に付着することがない。

この場合、上記定着装置は、上記定着部材よりも該定着部材による上記記録材の搬送方向上流側に設けられ、該記録材の通過を検知して検知信号を出力する記録材検知手段をさらに備え、上記制御手段は、上記記録材検知手段の検知信号に基づいて上記タイミングを決定することが好ましい。

上記構成によれば、記録材の通過を検知する記録材検知手段を有しているので、記録材間の隙間がニップ部に到達する時期を正確に予測することができ、外部加熱装置の当接タイミングを正確に調節することが可能になる。

また、上記定着装置は、上記定着部材の表面の温度を検知する温度検知手段をさらに備え、上記制御手段は、上記温度検知手段によって検知された温度が所定の温度よりも低い場合に、上記離接手段を制御して、上記タイミングで上記外部加熱手段を上記定着部材に当接させることが好ましい。

上記構成によれば、定着部材の表面の温度が所定の温度よりも低い場合に外部加熱手段が定着部材に当接される。従って、定着部材を過度に加熱することにより生じる高温オフセットや記録材の剥離不良を防止することができる。

また、外部加熱手段を当接させる別のタイミングとして、以下のものも挙げられる。すなわち、上記制御手段は、上記離接手段を制御して、上記定着部材による定着処理開始要求の取得後、最初の上記記録材の先端が上記ニップ部の上流端に到達するまでに、上記初期当接部位の全てが上記ニップ部の上流端を通過するようなタイミングで、上記外部加熱手段を上記定着部材に当接させてもよい。

上記構成によれば、外部加熱手段から定着部材の初期当接部位に移行した現像剤は、最初の記録材が到達する前にニップ部の通過を完了する。従って、外部加熱手段から定着部材へ移行した現像剤が記録材に付着することがない。

この場合、上記制御手段は、上記離接手段を制御して、上記外部加熱手段を上記定着部材に当接させた後、最初の上記記録材の先端が上記ニップ部の上流端に到達するまでに、上記外部加熱手段を上記定着部材から離間させることが好ましい。

最初の記録材がニップ部に到達する前に予め外部加熱手段を定着部材に当接させ、そのまま当接させ続けた場合、外部加熱手段により定着部材を加熱しすぎしてしまい、その後の定着の際に、高温オフセットや記録材の剥離不良等を引き起こす場合がある。しかしながら、上記構成によれば、最初の記録材がニップ部に到達する前に、一端外部加熱手段を定着部材から離間するため、定着部材を過度に加熱することにより生じる高温オフセットや記録材の剥離不良を防止することができる。

また、外部加熱手段を当接させる別のタイミングとして、さらに以下のものも挙げられる。すなわち、上記制御手段は、上記定着部材のウォームアップ時、または、上記定着部材による定着処理が完了した後に、上記離接手段を制御して、上記外部加熱手段を上記定着部材に当接させてもよい。

上記構成によれば、外部加熱手段から定着部材への現像剤の移行は、ウォームアップ時、あるいは、定着処理の完了後に行われる。これらの時期には、記録材が定着部材のニップ部に搬送されることがないため、外部加熱手段から定着部材に移行した現像剤が記録材に付着することがない。

また、この場合、上記外部加熱手段は、上記定着部材に当接しているときに上記定着部材の回転に伴って従動回転するものであり、上記定着装置は、上記制御手段によって制御され、上記定着部材を回転駆動する回転駆動手段をさらに備え、上記制御手段は、上記定着部材のウォームアップ時、または、上記定着部材による定着処理が完了した後に、上記回転駆動手段を制御して上記定着部材を回転させるとともに、上記離接手段を制御して、上記外部加熱手段に上記定着部材に対する当接および離接を繰り返させることが好ましい。

上記構成によれば、外部加熱手段は定着部材に対して従動回転するものであり、外部加熱手段の周囲全体に現像剤が付着・蓄積することになる。従って、外部加熱手段を定着部材に１回当接させただけでは、定着部材に当接しない領域が外部加熱手段に存在する。ここで、上記構成によれば、外部加熱手段が定着部材に対して複数回当接される。そして、外部加熱手段の当接時には、定着部材が回転駆動手段によって回転駆動されるため、外部加熱手段の周囲も回転する。つまり、外部加熱手段は、回転されつつ、複数回定着部材へ当接されることになり、外部加熱手段に蓄積した現像剤を広範囲にわたって除去することができる。

さらにこの場合、上記制御手段は、上記離接手段を制御して、上記外部加熱手段の上記定着部材に対する当接および離接をＮ回繰り返させ、上記外部加熱手段の周長をＬｅｘ、上記定着部材と上記外部加熱手段との当接部における周方向の長さをＬｎとすると、上記Ｎが、次の式
Ｎ≧Ｌｅｘ／Ｌｎ
を満たすことが好ましい。

上記の定義によれば、外部加熱手段の１回の当接により、外部加熱手段の全周長Ｌｅｘのうち、長さＬｎが定着部材に当接し、この長さＬｎの領域から現像剤が除去される。よって、外部加熱手段の当接回数をＮ回とすると、長さＬｎ×Ｎの領域から現像剤が除去される。ここで、上記構成によれば、当接により現像剤が除去される領域の長さＬｎ×Ｎが周長Ｌｅｘ以上となるように当接回数Ｎが設定されているので、外部加熱手段に蓄積した現像剤を全周にわたって除去することが可能になる。

また、このとき、上記制御手段は、上記離接手段を制御して、上記外部加熱手段を上記定着部材に時間ｔずつ当接させ、上記外部加熱手段が上記定着部材に当接しているときの上記定着部材の表面における回転移動速度をＶとすると、上記ｔが、次の２つの式
Ｌｅｘ×Ａ／Ｖ＜ｔ≦（Ｌｎ＋Ｌｅｘ×Ａ）／Ｖ
Ｎ≧Ｌｅｘ／（Ｖ×ｔ−Ｌｅｘ×Ａ）
（ただし、Ａは自然数である）
の両方を満たすことが好ましい。

上記の定義によれば、１回の当接の間に外部加熱手段が回転する長さは、ｔ×Ｖとなる。そして、１回の当接の際の外部加熱手段の回転によるずれ量（長さ）は、ｔ×Ｖ−Ｌｅｘ×Ａとなる。なお、Ａは１回の当接時の外部加熱手段の回転回数を示している。ここで、上記構成によれば、ｔ×Ｖ−Ｌｅｘ×Ａが０よりも大きくＬｎ以下となるように当接時間ｔが設定されているので、１回の当接時に無端ベルト８３を１周以上回転させることも考慮したときに、外部加熱手段の周囲において、ｎ回目に当接した領域とｎ＋１回目に当接した領域との間に隙間が空くことがない。従って、外部加熱手段の周囲の回転方向上流側から下流側に向かって、隙間なくトナーを除去することができるようになる。

また、上記の定義によれば、Ｎ回の当接によって外部加熱手段が定着部材に当接する長さの合計は、（ｔ×Ｖ−Ｌｅｘ×Ａ）×Ｎとなる。ここで、上記構成によれば、（ｔ×Ｖ−Ｌｅｘ×Ａ）×Ｎが周長Ｌｅｘ以上となるように当接時間ｔが設定されているので、１回の当接時に無端ベルト８３を１周以上回転させることも考慮したときに、Ｎ回の当接によって外部加熱手段が定着部材に当接する長さの合計が、外部加熱手段の周長以上となる。従って、外部加熱手段の周囲全体から現像剤を除去することができる。

また、上記外部加熱手段は、上記定着部材と当接するベルト部材を有していることが好ましい。

外部加熱手段にベルト部材を備えることで、外部加熱手段と定着部材との当接部位の幅、すなわち加熱ニップ幅を広く取ることができる。これにより、定着部材の均一な加熱が可能になる。ただしその一方で、ベルト部材を用いた外部加熱手段は、ローラ状の外部加熱手段に比べて加熱ニップ幅が広いため、外部加熱手段の汚れが定着部材に移行しやすく、記録材の汚れを引き起こしやすいという欠点がある。しかしながら、本発明の定着装置は、上述した構成を備えているので、このような構成の外部加熱装置を用いていても、記録材に汚れが生じるのを防止することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記の定着装置を備えていることを特徴とする。

上記構成によれば、上述した定着装置を用いているので、外部加熱手段から定着ローラなどの定着部材へ移行したトナーなどの現像剤が定着処理時に記録材に付着することがなく、画像欠陥のない良質な画像形成を行うことができる。

ところで、上記制御手段は、ハードウェアで実現してもよいし、プログラムをコンピュータに実行させることによって実現してもよい。具体的には、本発明に係る定着装置の制御プログラムは、上記制御手段としてコンピュータを動作させる制御プログラムであり、本発明に係る記録媒体には、当該制御プログラムが記録されている。

これらのプログラムがコンピュータによって実行されると、当該コンピュータは、上記定着装置の制御手段として動作する。したがって、上記定着装置と同様に、外部加熱手段から定着部材へ移行した現像剤が付着することにより、記録材に汚れが生じるのを防止することができる。

以上のように、本発明に係る定着装置では、定着部材上の外部加熱手段の初期当接部位が、定着部材が１回転する間に記録材と接しないようなタイミングで、外部加熱手段を定着部材に当接させる構成となっている。従って、上述したように、外部加熱手段から定着部材へ移行した現像剤が付着することにより、記録材に汚れが生じるのを防止できるという効果を奏する。

本発明の一実施形態について図１から図８に基づいて説明すると以下の通りである。

（装置の構成）
図２は、乾式電子写真方式のカラー画像形成装置の内部構造を示している。画像形成装置は、例えばネットワーク上の各端末装置から送信される画像データ等に基づいて、所定の記録紙に対して多色又は単色の画像を形成する。

上記画像形成装置は、可視像形成ユニット５０（５０Ｙ・５０Ｍ・５０Ｃ・５０Ｂ）、用紙搬送部３０、定着装置（加熱装置）４０、供給トレイ２０を備えている。

上記画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色に対応して、４つの可視像形成ユニット５０Ｙ・５０Ｍ・５０Ｃ・５０Ｂが並設されている。つまり、可視像形成ユニット５０Ｙは、イエロー（Ｙ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット５０Ｍは、マゼンダ（Ｍ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット５０Ｃは、シアン（Ｃ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット５０Ｂは、ブラック（Ｂ）のトナーを用いて画像形成を行う。具体的な配置としては、記録紙Ｐの供給トレイ２０と定着装置４０とを繋ぐ記録紙の搬送路に沿って４組の可視像形成ユニット５０を配設した、所謂タンデム式である。

可視像形成ユニット５０は、それぞれ実質的に同一の構成を有し、すなわち、それぞれに、感光体ドラム５１、帯電器５２、レーザ光照射手段５３、現像器５４、転写ローラ５５、クリーナユニット５６、が設けられており、搬送される記録紙Ｐに各色トナーを多重転写する。

ここで、感光体ドラム５１は、形成される画像を担持する。帯電器５２は、感光体ドラム５１表面を所定の電位に均一に帯電させる。レーザ光照射手段５３は、画像形成装置に入力された画像データに応じて、帯電器５によって帯電した感光体ドラム５１表面を露光して、該感光体ドラム５１表面に静電潜像を形成する。現像器５４は、感光体ドラム５１表面に形成された静電潜像を、各色のトナーによって顕像化する。転写ローラ５５は、トナーとは逆極性のバイアス電圧が印加されており、後述する用紙搬送部３０により搬送された記録紙Ｐに、形成されたトナー像を転写する。クリーナユニット５６は、現像器５４での現像処理、及び、感光体ドラム５１に形成された画像の転写後に、感光体ドラム５１表面に残留したトナーを除去・回収する。

用紙搬送部３０は、駆動ローラ３１、アイドリングローラ３２、搬送ベルト３３からなり、記録紙Ｐに可視像形成ユニット５０にてトナー像が形成されるように、記録紙Ｐを搬送するものである。駆動ローラ３１およびアイドリングローラ３２は、無端状の搬送ベルト３３を架張するものであり、駆動ローラ３１が所定の周速度に制御されて回転することで、無端状の搬送ベルト３３を回転させている。搬送ベルト３３は、外側表面に静電気を発生させており、この静電気により記録紙Ｐを静電吸着させながら記録紙Ｐを搬送している。

記録紙Ｐは、このようにして、搬送ベルト３３によって搬送されながら４つの可視像形成ユニット５０Ｙ・５０Ｍ・５０Ｃ・５０Ｂにて順次トナー像を転写されたあと、駆動ローラ３１の位置で搬送ベルト３３から剥離され、定着装置４０に搬送される。定着装置４０は、記録紙Ｐに適度な熱と圧力とを与えることにより、記録紙上のトナーを溶解して固定し、堅牢な画像を形成する。定着装置４０は、記録紙Ｐに適度な熱と圧力とを与え、トナー像を溶解して記録紙に定着させることで、堅牢な画像を形成する。定着装置４０は、定着ローラ６０と加圧ローラ７０とを備え、用紙搬送部３０により搬送されて来た記録紙Ｐは、定着ローラ６０と加圧ローラ７０との間に形成されている定着ニップ部Ｎに送り込まれる。定着ローラ６０と加圧ローラ７０とは記録紙Ｐを挟持しながら搬送する。このときに、記録紙Ｐ上のトナー像（未定着画像）は定着ローラ６０の周面の熱によって溶融され、記録紙Ｐに定着する。その結果、記録紙Ｐには光沢を有するトナー画像像が形成される。

次に、定着装置４０について図１を用いて詳細に説明する。図１は、定着装置４０の構成を示す概略の模式図である。定着装置４０は、定着ローラ６０および加圧ローラ７０の他、外部加熱装置８０、クリーニング装置９５、サーミスタ（温度検出素子）６５・７５・８５、回転駆動装置９１、離接装置１１０、記録紙センサ１２０および制御装置９０を備えている。サーミスタ６５，７５，８５はそれぞれ定着ローラ６０、加圧ローラ７０、外部加熱装置８０の表面温度を検出する。

定着ローラ６０は、図１に示すように、回転駆動装置９１の駆動力によってＧ方向に回転するローラであり、金属製の中空円筒形状の芯金６１、この芯金６１の外周面を覆う弾性層６２、弾性層６２を覆って形成される離型層６３を備えている。また、芯金６１の内部には、加熱源としてハロゲンランプ６４を備えている。

芯金６１は、例えばアルミニウムからなり、外径４６ｍｍの中空形状（円筒形状）有する。芯金６１の素材は、これに限るものでもなく、鉄製の金属であってもよい。

弾性層６２は、層厚が例えば２ｍｍであり、耐熱性を有するシリコーンゴムにより形成されている。離型層６３の材料としては、耐熱性および耐久性に優れ、さらにトナーとの離型性が優れたものであればよい。具体的には、例えば、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）等のフッ素系材料を使用することができる。本実施形態においては、厚み約３０μｍのＰＦＡチューブを使用している。このような構成の定着ローラ６０は、外径が５０ｍｍ、表面硬度が６８度（アスカーＣ硬度）である。

ハロゲンランプ６４は、本実施形態において、１本のみ備えられている。しかしながら、ハロゲンランプ６４は、記録紙Ｐのサイズに応じて最適な温度分布を作るために、小サイズの記録紙用と大サイズの記録紙用として、記録紙サイズに応じて個別に点灯されるものを２本備えていてもよい。

サーミスタ６５は離型層６３の表面に接触するように設けられている。このサーミスタ６５は、本実施形態において、定着ローラ６０の軸方向における中央部に配置されている。なお、サーミスタ６５は、定着ローラ６０の軸方向における端部（非通紙領域）に配置されていてもよい。また、芯金６１の内部にサイズの異なるハロゲンランプ６４が２本配置されていて、定着ローラ６０の軸方向における中央部と端部とで温度が異なることがある場合には、上記中央部と端部の両方に設置してもよい。

加圧ローラ７０は、Ｈ方向（Ｇ方向の逆方向）に回転するローラであり、金属製の中空円筒形状の芯金７１、この芯金７１の外周面を覆う弾性層７２、弾性層７２を覆って形成される離型層７３を備えている。また、芯金７１の内部には、加熱源としてハロゲンランプ７４を備えている。加圧ローラ７０は例えばばねからなる弾性部材（図示せず）により定着ローラ６０に圧接されており、定着ローラ６０との間にニップ部（定着ニップ部Ｎ）を形成している。

芯金７１は、例えばアルミニウムかなり、外径４６ｍｍの中空形状（円筒形状）有する。芯金７１の素材は、これに限るものでもなく、鉄製の金属であってもよい。

弾性層７２は、層厚が例えば２ｍｍであり、耐熱性を有するシリコーンゴムにより形成されている。離型層６３の材料としては、耐熱性および耐久性に優れ、さらにトナーとの離型性が優れたものであればよい。具体的には、例えば、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）等のフッ素系材料を使用することができる。本実施形態においては、厚み約３０μｍのＰＦＡチューブを使用している。このような構成の加圧ローラ７０は、外径が５０ｍｍ、表面硬度が７５度（アスカーＣ硬度）である。

サーミスタ７５は離型層７３の表面に接触するように設けられている。このサーミスタ７５の配置については、サーミスタ６５の場合と同様である。

ここで、定着装置４０では、定着ニップ部Ｎで形成されるニップ形状が逆ニップ形状になるように、定着ローラ６０のゴム硬度よりも加圧ローラ７０のゴム硬度を高く設定している。上記逆ニップ形状とは、定着ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ７０が凸形状となり、定着ローラ６０が凹形状となっていることにより、定着ニップ部Ｎが上方へ凸状に湾曲している形状である。

定着ニップ部Ｎは、逆ニップ形状となっていることにより、この定着ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｐを下方向すなわち加圧ローラ７０に沿う方向に湾曲させる。したがって、記録紙Ｐにトナー画像を定着する場合に、記録紙Ｐは定着ローラ６０から記録紙Ｐ自体の腰の強さによって剥離する自己剥離をしやすくなる。これにより、剥離爪などの強制的な剥離補助手段への依存度合いを低くした剥離が可能となる。したがって、定着ニップ部Ｎが逆ニップ形状となっている定着装置４０では、上記自己剥離機能と上記剥離爪を備えた構成により、定着ローラ６０からの記録紙Ｐの十分な剥離性能を備えることができる。本実施形態において、定着ニップ部Ｎのニップ幅は８．５ｍｍである。

なお、定着ローラ６０の弾性層６２の表面硬度よりも加圧ローラ７０の表面硬度の方が低い場合、定着ニップ部Ｎは、正ニップ形状となり、下方へ凸状に湾曲する。したがって、この場合には、定着ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｐを上方向すなわち定着ローラ６０に沿う方向に湾曲させる。このため、定着装置４０では十分な自己剥離性能が得られない。

次に、クリーニング装置９５について説明する。クリーニング装置９５は、記録紙Ｐ上のトナー像を定着した際に定着ローラ６０の表面に付着したオフセットトナーなどの汚れを除去するためのものであり、送り出しローラ９６、巻き取りローラ９７、クリーニングウェブ９８およびウェブ圧接ローラ９９を有している。

クリーニングウェブ９８は帯状の布であり、未使用時には、大部分が送り出しローラ９６に巻回されており、使用とともに巻き取りローラ９７へ巻き取られていく。そして、クリーニングウェブ９８は、送り出しローラ９６と巻き取りローラ９７との間の領域がウェブ圧接ローラ９９によって定着ローラ６０に圧接されている。つまり、クリーニングウェブ９８は、定着ローラ６０とウェブ圧接ローラ９９によって挟持されており、定着ローラ６０の回転時に、定着ローラ６０表面のオフセットトナーなどの汚れを拭き取る構成となっている。

クリーニングウェブ９８としては、芳香族ポリアミド繊維に、高温で柔らかいポリエステル繊維を混入させ、適度な柔らかさと強さを与えたノーメックスまたはヒメロンなどの耐熱不繊布を用いることができる。クリーニングウェブ９８は、厚さが３０〜１００μｍであることが好ましく、本実施形態においては厚さ４０μｍのものを使用している。

また、クリーニングウェブ９８には、０．０１ｍ^２／ｓ（１００００センチストークス）程度の粘度を持つシリコーンオイルを高温で含浸させている。シリコーンオイルには、この分野で常用されているものを使用でき、例えば、ジメチルシリコーンオイルを使用することができる。それ以外にも、アミノ変性オイル、メルカプト変性オイル、フッ素変性オイル等の変性シリコーンオイルを使用してもよい。

ウェブ圧接ローラ９９は、金属芯金の上に弾性層を被覆したものである。弾性層には、シリコーンゴムのような耐熱ゴムを使用することができ、十分な柔らかさを得るためにゴム中に発泡剤を入れ、スポンジ状態とすることが好ましい。ウェブ圧接ローラ９９のゴム硬度は、２０°〜３０°（アスカーＣ硬度）にすることが好ましい。

ウェブ圧接ローラ９９は、長手方向（軸方向）の両端が図示しない軸受によって回転自在に軸支されている。さらにこの軸受は、図示しないバネなどによって定着ローラ６０側に押圧される。定着ローラ６０への押圧は、オフセットトナーの漏れ出し防止の観点から、３７９３．６Ｐａ（０．０３９ｋｇｆ／ｃｍ^２）以上であることが好ましく、ＰＦＡチューブからなる定着ローラ６０の離型層６３表面の損傷防止の観点から、１８９６７．９Ｐａ（０．１９ｋｇｆ／ｃｍ^２）以下であることが好ましい。

ウェブ圧接ローラ９９の長手方向の幅は、画像形成領域をカバーできることが好ましく、本実施形態では、３１０ｍｍとしている。また、ウェブ圧接ローラ９９のローラ径は、直径２０ｍｍとしている。

クリーニングウェブ９８は、定着ニップＮを所定枚数の記録紙Ｐが通過した後に、図示しない制御部からの動作信号により、図示しないモータが巻き取りローラ９７を回転駆動することにより、矢印で示した方向へ一定量巻き取られる（例えば、６枚の記録紙Ｐに対して定着処理した後に０．５ｍｍ巻き取られる）。なお、本実施形態では、巻き取りローラ９７の回転を間欠で行っているが、記録紙通過タイミングに合わせて連続回転させてもよい。

定着ローラ６０とウェブ圧接ローラ９９との当接部であるクリーニングニップ部に到達したクリーニングウェブ９８は、定着ローラ６０に対して、含有したシリコーンオイルを供給しつつ、定着ローラ６０に付着したオフセットトナーをクリーニングする。

次に、外部加熱装置８０について説明する。外部加熱装置８０は、２個の加熱ローラ８１・８２とこれら加熱ローラ８１・８２に架設された無端ベルト８３とを備えている。加熱ローラ８１・８２は後述する弾性部材（バネ１０６）により無端ベルト８３を介して定着ローラ６０に圧接されており、定着ローラ６０との間に加熱ニップ部を形成している。

なお、外部加熱装置８０は、無端ベルト８３を２本の加熱ローラ８１・８２により支持することに加え、必要に応じてテンションローラ（図示せず）を設け、このテンションローラにより無端ベルト８３に対して適宜テンションを付与する構成としてもよい。このように、テンションローラを備えた構成では、定着ローラ６０と無端ベルト８３との間に広い幅のニップ部を形成するために、定着ローラ６０に対して無端ベルト８３を長い距離巻きつける（長い距離圧接させる）ようにした場合であっても、適当なテンションを維持した状態にて無端ベルト８３を支持することができる。

本実施形態では、外部加熱装置８０の２本の加熱ローラ８１・８２として、外径が１５ｍｍ、肉厚が１ｍｍのアルミ製の芯金を用いている。また、必要に応じて、例えば無端ベルト８３の内面と加熱ローラ８１・８２との摩擦力を低減させ、無端ベルト８３の蛇行による寄り力を低減させたい場合などには、芯金の上に離型層を設けてもよい。この離型層の材料としては、耐熱性および耐久性に優れ、トナーとの離型性が優れるものであればよく、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）等のフッ素系材料を使用することができる。

加熱ローラ８１・８２は、内部に加熱源としてハロゲンランプ８６・８７を備えている。すなわち、加熱ローラ８１の芯金の内部にはハロゲンランプ８６が設けられ、加熱ローラ８２の芯金の内部にはハロゲンランプ８７が設けられている。

無端ベルト８３は、本実施の形態において、外径３０ｍｍ、厚み９０μｍのポリイミド製のベルト基材の上に１０μｍ厚の離型層（ＰＴＦＥ）を形成した構成である。ベルト基材の厚さおよび材質はこれに限定されるものではなく、例えば材質はＮｉ、ステンレスあるいは鉄などの金属であってもよい。また、離型層の材料としては、耐熱性および耐久性に優れ、トナーとの離型性が優れるものであればよく、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）等のフッ素系材料を使用してもよい。

上記のように、外部加熱装置８０は２本の薄肉かつ小径の加熱ローラ８１・８２と薄肉の無端ベルト８３とを用いた構成であるため、定着ローラ６０の温度を早く昇温させることが可能である。

サーミスタ８５は無端ベルト８３の表面に接触するように設けられている。具体的には、サーミスタ８５は一方の加熱ローラ８１の位置において無端ベルト８３と接触するように設けられている。

本実施の形態の外部加熱装置８０では、加熱ローラ８１・８２の形状、および熱源としてのハロゲンランプ８６・８７を同一のもの（同一規格のもの）としている。したがって、無端ベルト８３の表面温度を検出するためのサーミスタ８５は、一方の加熱ローラ８１に対してのみ、すなわち１個のみ備わっている。

なお、２本の加熱ローラ８１・８２は同一形状のものに限定されない。ただし、加熱ローラ８１・８２として形状の異なるものを使用した場合には、無端ベルト８３上に配置するサーミスタは、それぞれの加熱ローラ８１・８２の温度を検出できるように、２個配置することが好ましい。

２本の加熱ローラ８１・８２の軸方向における両端には、すべり軸受けを使用している。すべり軸受け材としては、耐熱性、耐摩耗性および低摩擦性を有するものであればよい。本実施形態では、加熱ローラ８１・８２が小径で軸間距離を十分維持できるスペースがないため、すべり軸受けを用いているが、スペースの制約などがなければボールベアリングを使用してもよい。

加熱ローラ８１・８２は、定着ローラ６０に対して従動回転する。すなわち、定着ローラ６０には、駆動ギアを介して回転駆動装置９１が取り付けられており、この回転駆動装置９１によって定着ローラ６０は回転する。そして、定着ローラ６０が回転すると、無端ベルト８３と定着ローラとの当接部（加熱ニップ部）における摩擦力により、無端ベルトおよび加熱ローラ８１・８２が回転する構成となっている。なお、本実施形態では、加熱ニップ部の幅を２０ｍｍとしている。

そして、外部加熱装置８０は、離接装置１１０が設けられていることにより、定着ローラ６０に対して当接した状態および離間した状態の何れかに切り換わることができる。図３、図４は、離接装置１１０の構成例を示す説明図であり、それぞれ外部加熱装置８０を定着ローラ６０に当接させた状態、外部加熱装置８０を定着ローラ６０から離間させた状態を示している。

この図に示すように、離接装置１１０は、側板１０１、アーム１０２、偏心カム１０３、支点１０４、支点１０５およびバネ１０６を備えている。側板１０１は、支持ローラ８１・８２の両端側にそれぞれ設けられており、軸受け等（不図示）を介して支持ローラ８１・８２を回転可能に支持するものである。また、この側板１０１は、アーム１０２に対して支点１０４で支持ローラ８１・８２の軸方向に垂直な方向に対して回転可能に軸支されている。

アーム１０２の一端は、定着装置４０のフレーム（不図示）と支点１０５で回転可能に支持されており、支点１０５を中心としてバネ１０６によって定着ローラ６０に接する方向に付勢されている。

偏心カム１０３は、アーム１０２の他端に当接するように備えられている。この偏心カム１０３は、モータ等の駆動手段（不図示）によって回転駆動される。なお、この駆動手段の動作は制御装置９０によって制御される。これにより、制御装置９０が上記駆動手段を制御して偏心カム１０３を回転させ、アーム１０２を定着ローラ６０から離れる方向へ移動させたり（図４参照）、当接する方向へ移動させたりできるようになっている（図３参照）。そして、アーム１０２の動きに連動して無端ベルト８３を定着ローラ６０へ圧接させたり押圧を解除して離間させたりできるようになっている。

なお、本実施形態では、図４に示すように、外部加熱装置８０は、離間状態において無端ベルト８３が定着ローラ６０から完全に離間する構成としたが、本発明はこれに限定されず、離間状態において無端ベルト８３の一部が接触したままであってもよい。

記録紙センサ１２０は、定着ニップ部Ｎの上流に設けられたセンサであり、記録紙Ｐの先端および／または後端が通過したのを検知するものである。記録紙Ｐの通過を検知するための記録紙センサ１２０としては、接触方式、光学式の何れでもよい。

制御装置９０は、定着装置４０の各部の制御を行うものであり、具体的には、（１）サーミスタ６５・７５・８５から検知温度を個別に取得し、（２）ハロゲンランプ６４・７４・８６・８７への供給電力を個別に制御し、（４）定着ローラ６０を回転駆動するための回転駆動装置９１のオン／オフおよび回転駆動速度を制御し、（５）外部加熱装置８０を定着ローラ６０に対して離接させる離接装置１１０の動作を制御し、（６）記録紙センサ１２０から記録紙Ｐの通過を示す検知信号を取得する。

この制御装置９０は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。

すなわち、定着装置４０（あるいは画像形成装置１）は、制御装置９０の機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した制御装置９０の機能を実現するソフトウェアである制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記定着装置４０（あるいは画像形成装置１）に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。

また、定着装置４０（あるいは画像形成装置１）を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

（装置の動作）
次に、上記構成の定着装置４０が室温からウォームアップを行う場合の各部の制御について、図５および図６を用いて詳細に説明する。ウォームアップは、画像形成装置１に電源が投入されたときなどに行われる。

図５は、定着装置４０において室温からウォームアップを行う場合のウォームアップ完了までの外部加熱装置８０（無端ベルト８３）、定着ローラ６０および加圧ローラ７０の表面温度の変化を示したグラフである。また、図６は制御装置９０による外部加熱装置８０、定着ローラ６０および加圧ローラ７０に対してのウォームアップ完了までの制御動作を示すフローチャートである。なお、ここでは、室温を２５℃とし、ウォームアップ完了温度（目標温度）を外部加熱装置８０（無端ベルト８３）では２０５℃（Ｔ２）、定着ローラ６０では１８５℃（Ｔ３）、加圧ローラ７０では１５０℃（Ｔ４）としている。

定着装置４０に対するウォームアップ完了までの昇温制御において、制御装置９０は、ハロゲンランプに供給可能な全電力を、外部加熱装置８０、定着ローラ６０、加圧ローラ７０の順に優先的に配分する。具体的には、外部加熱装置８０の無端ベルト８３の表面温度（サーミスタ８５による検出温度）が第２目標温度Ｔ２に到達するまでは、定着装置４０の熱源に供給可能な電力（以下、熱源用電力と称する）を加熱ローラ８１・８２の熱源（ハロゲンランプ８６・８７）に全て投入する。その後、無端ベルト８３の表面温度が第２目標温度Ｔ２に到達して外部加熱装置８０のウォームアップが完了すると、加熱ローラ８１・８２のハロゲンランプ８６・８７のみに投入していた熱源用電力を定着ローラ６０の熱源（ハロゲンランプ６４）にも配分し、定着ローラ６０を昇温する。さらにその後、定着ローラ６０の表面温度（サーミスタ６５による検出温度）が第３目標温度（Ｔ３）に到達して定着ローラ６０のウォームアップが完了すると、外部加熱装置８０のハロゲンランプ８６・８７および定着ローラ６０のハロゲンランプ６４に配分していた熱源用電力をさらに加圧ローラ７０のハロゲンランプ７４にも配分する。その後、加圧ローラ７０の表面温度が第４目標温度（Ｔ４）に到達し、加圧ローラ７０のウォームアップが完了すると定着装置４０全体のウォームアップが完了する。

上記のように、外部加熱装置８０の加熱ローラ８１・８２を昇温の優先順位の第１番目とすることで、加熱ローラ８１・８２の昇温動作時には、加熱ローラ８１・８２からの熱が無端ベルト８３を介して定着ローラ６０に伝達される。したがって、定着ローラ６０の表面だけを効率的に昇温させることができ、定着ローラ６０よりも加熱ローラ８１・８２の温度を常に高くすることができる。

定着装置４０のウォームアップを行う際、制御装置９０は、まず図６に示すように、外部加熱装置８０の加熱ローラ８１・８２のハロゲンランプ８６・８７に全電力を供給するよう図示しないハロゲンランプ８６・８７の電力供給部を制御し、外部加熱装置８０における加熱動作を開始させる（Ｓ１）。この際、制御装置９０は、定着装置４０において定着ローラ６０、加圧ローラ７０および外部加熱装置８０（ハロゲンランプ６４・７４・８６・８７）の加熱のために用いることのできる電力（以下、「熱源用電力」という）の全てをハロゲンランプ８６・８７に投入する。また、制御装置９０は、外部加熱装置８０を定着ローラ６０に当接させるよう離接装置１１０を制御する。

次に、制御装置９０は、サーミスタ８５から検出温度を取得し、無端ベルト８３の表面温度、すなわちサーミスタ８５の検出温度が第１目標温度Ｔ１に到達したかどうかを判定する（Ｓ２）。本実施形態では、第１目標温度Ｔ１を１８０℃とした。なお、外部加熱装置８０は、熱容量が小さいので、ウォームアップ動作を開始してから第１目標温度Ｔ１に到達するまでの時間ｔ１は非常に短い。

Ｓ２においてサーミスタ８５の検出温度が第１目標温度Ｔ１に到達していないと判定した場合、制御装置９０は、ハロゲンランプ８６・８７への電力供給を継続し、サーミスタ８５の検出温度が第１目標温度Ｔ１に到達するまで監視を続ける。

一方、Ｓ２においてサーミスタ８５の検出温度が第１目標温度Ｔ１に到達したと判定した場合、制御装置９０は、回転駆動装置９１を制御し、定着ローラ６０の回転を開始させる（Ｓ３）。これにより、定着ローラ６０、加圧ローラ７０および外部加熱装置８０が回転を開始する。なお、定着ローラ６０が回転を開始すると、図５に示すように、無端ベルト８３の表面温度は一旦低下し、その後再び上昇する。

次に、制御装置９０は、サーミスタ８５から検出温度を取得し、無端ベルト８３の表面温度が第２目標温度Ｔ２に到達したかどうかを判定する（Ｓ４）。そして、サーミスタ８５の検出温度が第２目標温度Ｔ２に到達していないと判定した場合、制御装置９０は、ハロゲンランプ８６・８７への電力供給を継続し、サーミスタ８５の検出温度が第３目標温度Ｔ３に到達するまで監視を続ける。

ここで、サーミスタ８５の検出温度が第２目標温度Ｔ２に到達すると、それまで外部加熱装置８０のハロゲンランプ８６・８７のみに供給していた熱源用電力を、定着ローラ６０のハロゲンランプ６４にも配分する（Ｓ５）。具体的には、例えば、制御装置９０は、サーミスタ８５の検出温度が第２目標温度Ｔ２に到達すると、ハロゲンランプ８６・８７への供給電力を、無端ベルト８３の表面温度を第２目標温度Ｔ２に維持するのに必要な電力のみに低減し、残りの熱源用電力をハロゲンランプ６４に配分する。また、サーミスタ８５が第２目標温度Ｔ２以上のときは、ハロゲンランプ６４のみに熱源用電力を投入する。なお、図５に示すように、この時点までに、定着ローラ６０の表面温度は無端ベルト８３からの伝熱によりある程度（図５では約１６０℃）まで上昇する。

次に、制御装置９０は、定着ローラ６０の表面温度、すなわちサーミスタ６５の検出温度が第５目標温度Ｔ５に到達したかどうかを判定する（Ｓ６）。本実施形態では、第５目標温度Ｔ５を１７０℃とした。そして、サーミスタ６５の検出温度が第５目標温度Ｔ５に到達していないと判定した場合、制御装置９０はハロゲンランプ６４およびハロゲンランプ８６・８７への電力供給を継続し、サーミスタ６５の検出温度が第５目標温度Ｔ５に到達するまで監視を続ける。

一方、Ｓ６においてサーミスタ６５の検出温度が第５目標温度Ｔ５に到達したと判定した場合、制御装置９０は、定着ローラ６０に当接している外部加熱装置８０の離接動作を行うよう離接装置１１０を制御する（Ｓ７）。この離接動作について詳述すると次の通りである。

外部加熱装置８０の無端ベルト８３には、それまでの画像形成により定着ローラ６０から移行したオフセットトナーが蓄積している。そこで、このＳ７では、外部加熱装置８０の離接動作を繰り返し、当接時の衝撃を利用して無端ベルト８３上に蓄積したオフセットトナーを定着ローラ６０に移行させる。定着ローラ６０に移行したオフセットトナーはクリーニングニップ部まで搬送され、クリーニング装置９５によって回収される。

このウォームアップ処理時には、長時間にわたって通紙が行われないため、定着ローラ６０に移行したオフセットトナーは、記録紙Ｐを汚すことなく定着ニップ部Ｎを通過し、クリーニング装置９５に除去される。このようにウォームアップ処理時に積極的に外部加熱装置８０の離接動作を行うことにより、記録紙Ｐに対して画像形成を行う前に、外部加熱装置８０の無端ベルト８３に蓄積したオフセットトナーをあらかじめ除去しておくことができる。

ここで、外部加熱装置８０の離接動作は複数回行うことが好ましい。より具体的には、外部加熱装置８０の無端ベルト８３と定着ローラ６０との当接部である加熱ニップ部の周方向の長さをＬｎ、無端ベルト８３の周長をＬｅｘ、外部加熱装置８０の離接回数（離間および当接の双方を行って１回と数える）をＮとすると、離接回数Ｎは、次の式（１）
Ｎ≧Ｌｅｘ／Ｌｎ …（１）
を満たすことが好ましい。上記式（１）は、１回の当接によって無端ベルト８３からトナーを除去できる長さがＬｎであるので、当接をＮ回繰り返したときの当接部の長さの合計（Ｎ×Ｌｎ）が全周Ｌｅｘ以上になれば、無端ベルト８３上の全てのトナーを除去できることを示している。

さらに、１回あたりの当接時間ｔは、外部加熱装置８０のウォームアップ時（離接動作時）の定着ローラ６０の周面の回転移動速度（無端ベルト８３の回転移動速度でもある）をＶとすると、次の式（２）および（３）
Ｌｅｘ×Ａ／Ｖ＜ｔ≦（Ｌｎ＋Ｌｅｘ×Ａ）／Ｖ …（２）
Ｎ≧Ｌｅｘ／（Ｖ×ｔ−Ｌｅｘ×Ａ） …（３）
を満たすことが好ましい。ただし、Ａは０以上の整数であり、１回の当接時に無端ベルト８３を何周回転させるかを示している。

上記式（２）は、１回の当接時に無端ベルト８３を１周以上回転させることも考慮したときに、当接１回あたりの無端ベルト８３のずれが当接部位の長さＬｎ以下であることを示している。これにより、無端ベルト８３の回転方向上流側から下流側に向かって、隙間なくトナーを除去することができる。そして、上記式（３）は、上記式（２）と同様に、１回の当接時に無端ベルト８３を１周以上回転させることも考慮したときに、Ｎ回の当接によって、無端ベルト８３の全周が定着ローラ６０と必ず当接することを示している。

なお、上記のＡは０でもよい（すなわち、１回の当接の際の無端ベルト８３の回転を１周以内にしてもよい）が、この場合、外部加熱装置８０を当接させてから極めて短時間のうちに離接させなければならなくなる。ここで、Ａを１以上にすることにより、外部加熱装置８０の当接から離接までの時間を長くすることができ、離接制御を容易にすることができる。よって、Ａは自然数であることが好ましい。

以上のように、離接回数Ｎおよび１回あたりの当接時間ｔを上記の範囲に設定することにより、無端ベルト８３の全周にわたってトナー汚れをクリーニングすることができる。なお、本実施形態では、加熱ニップ部の周方向の長さＬｎが２０ｍｍで、無端ベルト８３の全周長Ｌｅｘが９４.２ｍｍであるので、離接回数Ｎを５回とした。また、ウォームアップ時（離接動作時）の定着ローラ６０の回転移動速度Ｖが１７０ｍｍ／秒であるので、例えば無端ベルト８３を１回の当接時に３周回転させるとすると、１回あたりの当接時間ｔを１．６６２秒よりも長く１．７８秒以下とすればよい。離接回数は当接時間に基づいて上記式（３）により求めることができる。例えば、無端ベルト８３を３周回転させ、当接時間を１．７８秒とすると、離接回数は５回となる。

次に、制御装置９０は、定着ローラ６０の表面温度、すなわちサーミスタ６５の検出温度が第３目標温度Ｔ３に到達したかどうかを判定する（Ｓ８）。そして、サーミスタ６５の検出温度が第３目標温度Ｔ３に到達していないと判定した場合、制御装置９０は、ハロゲンランプ６４およびハロゲンランプ８６・８７への電力供給を継続し、サーミスタ８５の検出温度が第３目標温度Ｔ３に到達するまで監視を続ける。

一方、Ｓ８においてサーミスタ６５の検出温度が第３目標温度Ｔ３に到達したと判定した場合、制御装置９０は、それまでハロゲンランプ６４およびハロゲンランプ８６・８７に供給していた熱源用電力を、加圧ローラ７０のハロゲンランプ７４にも配分する（Ｓ９）。具体的には、制御装置９０は、サーミスタ６５の検出温度が第３目標温度Ｔ３に到達すると、ハロゲンランプ８６・８７への供給電力を無端ベルト８３の表面温度を第２目標温度Ｔ２に維持するための電力に制御し、ハロゲンランプ６４への供給電力を定着ローラ６０の表面温度を第３目標温度Ｔ３に維持するための電力に制御し、残りの熱源用電力をハロゲンランプ７４に配分する。もしくは、サーミスタ６５の検出温度が第３目標温度Ｔ３以上で、かつ、サーミスタ８５の検出温度が第２目標温度Ｔ２以上のときには、ハロゲンランプ７４のみに電力を投入する。なお、図５に示すように、この時点までに、加圧ローラ７０の表面温度は定着ローラ６０からの伝熱によりある程度（図５では約１３０℃）まで上昇している。

その後、制御装置９０は、加圧ローラ７０の表面温度、すなわちサーミスタ７５の検出温度が第４目標温度Ｔ４に到達したかどうかを判定する（Ｓ１０）。そして、サーミスタ７５の検出温度が第４目標温度Ｔ４に到達していないと判定した場合、制御装置９０は、ハロゲンランプ６４・７４およびハロゲンランプ８６・８７への電力供給を継続し、サーミスタ７５の検出温度が第４目標温度Ｔ４に到達するまで監視を続ける。

一方、Ｓ１０においてサーミスタ７５の検出温度が第４目標温度Ｔ４に到達したと判定した場合、制御装置９０は、定着装置４０のウォームアップ動作を終了する。これにより、定着装置４０は、定着処理を実行できる状態になる。また、ウォームアップ完了後には定着ローラ６０の回転が停止し、これに伴って外部加熱装置８０の無端ベルト８３および加圧ローラ７０の回転も停止する。この状態は定着装置４０が待機モードに移行した状態である。また、待機モードに移行するとき、制御装置９０は、外部加熱装置８０を定着ローラ６０から離間するように離接装置１１０を制御する。これにより、外部加熱装置８０は待機モードにおいて定着ローラから離間する。

なお、上述したウォームアップ動作では、外部加熱装置８０の離接動作をＳ５の後に行ったが、本発明はこれに限定されず、例えばＳ６、Ｓ７あるいはＳ８の後に行ってもよい。

次に、ウォームアップ後の待機モードから定着処理を行う場合の各部の制御について、図７を用いて詳細に説明する。

画像形成装置１は、待機モードにおいて、ユーザによってコピーボタンが押されたり、外部装置から画像形成開始信号が送信されたりすることによって画像形成要求を取得する（Ｓ１１）と、供給トレイ２０から記録紙Ｐをピックアップして、通紙を開始する（Ｓ１２）。これにより、定着装置４０に定着処理要求が送られ、これを定着装置４０が取得する。そして、制御装置９０は回転駆動装置９１を制御して、定着ローラ６０および加圧ローラ７０の回転を開始させる（Ｓ１３）。ここで、記録紙Ｐが定着装置４０の定着ニップ部Ｎまで搬送されるには、少なくとも数秒を要する。そこで、この数秒を利用して外部加熱装置８０の離接動作を行う（Ｓ１４）。これにより、無端ベルト８３上のオフセットトナーが定着ローラ６０に移行する。定着ローラ６０に移行したオフセットトナーは、１枚目の記録紙Ｐが到達する前に定着ニップ部Ｎを通過し、記録紙Ｐを汚すことなく下流のクリーニング装置９５によって除去される。

つまり、Ｓ１１において制御装置９０は、回転する定着ローラ６０上の外部加熱装置８０の当接部位が１枚目の記録紙Ｐよりも先に定着ニップ部Ｎを通過するように、離接装置１１０に対して外部加熱装置８０の当接を指示する。より具体的には、制御装置９０は、回転する定着ローラ６０上の外部加熱装置８０の当接部位が１枚目の記録紙Ｐよりも先に定着ニップ部Ｎを通過するようなタイミングで外部加熱装置８０を定着ローラ６０に当接させるよう、離接装置１１０を制御する。

なお、画像形成要求を取得してから記録紙Ｐが定着ニップ部Ｎに到達するまでの時間が長い場合は、外部加熱装置８０の離接動作を複数回行ってもよい。この場合、外部加熱装置８０の離接動作の好ましい繰り返し回数や、好ましい当接時間は、上述したウォームアップ時のものと同様である。

次に、制御装置９０は、定着ローラ６０の表面温度、すなわちサーミスタ６５の検出温度が第６目標温度Ｔ６以下かどうかを判定する（Ｓ１５）。本実施形態では、第６目標温度Ｔ６が１８０℃である。そして、サーミスタ６５の検出温度が第６目標温度Ｔ６以下と判定した場合、制御装置９０は離接装置１１０を制御して、外部加熱装置８０を定着ローラ６０に当接させる（Ｓ１６）。これにより、外部加熱装置８０が定着ローラ６０に当接し、記録紙Ｐが定着ニップ部Ｎに到達するまでに、定着ローラ６０の温度を目標値まで昇温させる。そして、外部加熱装置８０を定着ローラ６０に当接させたまま、定着ローラ６０を適切な温度に制御しつつ、定着ニップ部Ｎにおいて記録紙Ｐに定着処理を行う（Ｓ１７）。これを画像形成ジョブが完了するまで続け、処理を終了する。

一方、Ｓ１６においてサーミスタ６５の検出温度が第６目標温度Ｔ６以下でないと判定した場合、制御装置９０は、離接装置１１０を制御して、外部加熱装置８０を定着ローラ６０から離間させる（Ｓ１８）。これにより、１枚目の記録紙Ｐが来るよりも先に外部加熱装置８０を当接し、そのまま当接し続けた場合、あるいは、定着部材の温度が所定の温度以下になるのを待たずに外部加熱装置８０を当接した場合に、定着部材の過熱により高温オフセットや記録紙Ｐの剥離不良等を引き起こすのを防止することができる。

Ｓ１８の後、定着装置４０では、外部加熱装置８０が定着ローラ６０から離間した状態で記録紙Ｐに対して順次定着処理が行われるが、この間に、制御装置９０は、サーミスタ６５から検出温度を取得し、定着ローラ６０の表面温度が第６目標温度Ｔ６以下になったかどうかを判定する（Ｓ１９）。ここで、サーミスタ６５の検出温度が第６目標温度Ｔ６以下でないと判定した場合、Ｓ１９に戻り、制御装置９０は、定着ローラ６０の表面温度の監視を続ける。

一方、Ｓ１９においてサーミスタ６５の検出温度が第６目標温度Ｔ６以下と判定した場合は、定着ローラ６０の表面温度を外部加熱装置８０によって上昇させる必要がある。しかしながら、ここで単純に外部加熱装置８０を定着ローラ６０に当接させると、当接の衝撃で無端ベルト８３上に堆積しているオフセットトナーが定着ローラ６０の表面に移行し、定着ニップ部Ｎを通過中の記録紙Ｐにトナー汚れが付着してしまう可能性がある。そこで本実施形態では、無端ベルト８３の当接によって定着ローラ６０上に生じるトナー汚れが定着ニップ部Ｐにおいて記録紙Ｐ間（Ａ枚目の記録紙ＰとＡ＋１枚目の記録紙Ｐとの間に生じる隙間）に位置するように、制御装置９０が外部加熱装置８０の当接タイミングを調節する。この当接タイミングの具体的な調節方法を図８に基づいて説明すると次の通りである。

図８に示すように、外部加熱装置８０が定着ローラ６０に当接した際の、定着ローラ６０上における無端ベルト８３の当接部（初期当接部）の中央を位置１３０、そして、連続通紙中の記録紙Ｐ間の中間点を位置１３１とすると、制御装置９０は、位置１３０と位置１３１とが定着ニップ部Ｎにおいて重なるように、外部加熱装置８０の当接タイミングを調節する。

ここで、図８に示すように、定着ローラ６０上の無端ベルト８３の初期当接部の中央１３１から定着ニップ部Ｎの上流端（定着ローラ６０の回転方向における上流側の端部）１３２までの周長をＬ１、記録紙センサ１２０による記録紙Ｐの検知ポイント１３３から定着ニップ部Ｎの上流端１３２までの搬送長さをＬ２、連続通紙中の記録紙Ｐ間の距離の半分をＬ３とすると、本実施形態では、Ｌ１，Ｌ２およびＬ３は、次の式（４）
Ｌ１≦Ｌ２＋Ｌ３ …（４）
を満たしている。従って、制御装置９０は、記録紙センサ１２０が記録紙Ｐの後端の通過を検知してから、所定の時間Ｘ後に、外部加熱装置８０を定着ローラ６０に当接させるよう離接装置１１０に指示を送ればよい。

上記の遅延時間Ｘは、プロセススピード（定着ローラ６０の周面の回転移動速度および記録紙Ｐの搬送速度に等しい）をＰＳ、制御装置９０が離接装置１１０に当接の指示を出してから実際に外部加熱装置８０が当接するまでのタイムラグをαとすると、次の式（５）
Ｘ＝（Ｌ２＋Ｌ３）／ＰＳ−Ｌ１／ＰＳ−α …（５）
によって求めることができる。

本実施形態では、ＰＳ＝１７３ｍｍ／秒、Ｌ１＝８４．６２ｍｍ、Ｌ２＝１８０ｍｍ、Ｌ３＝１９．０９ｍｍ、α＝０．２７５秒であるので、上記の遅延時間Ｘは０．３８６秒となる。

再びフローの説明に戻ると、Ｓ１９においてサーミスタ６５の検出温度が第６目標温度Ｔ６以下と判定した場合、制御装置９０は、記録紙センサ１２０が記録紙Ｐの後端の通過を検知したか否かを判定する（Ｓ２０）。ここで、記録紙センサ１２０が記録紙Ｐの後端の通過を検知していない場合は、Ｓ２０に戻り、制御装置９０は、記録紙センサ１２０が記録紙Ｐの後端の通過を検知するまで監視を続ける。

一方、Ｓ２０において、記録紙センサ１２０が記録紙Ｐの後端の通過を検知した場合、制御装置９０は、図示しないタイマーにより計時を行い、上述した遅延時間Ｘだけ待機する（Ｓ２１）。そして、遅延時間Ｘが経過すると同時に、制御装置９０は、離接装置１１０に対して、外部加熱装置８０を定着ローラ６０に当接させるよう指示する（Ｓ２２）。

その後、上述したＳ１７に進み、画像形成ジョブが完了するまで、外部加熱装置８０を定着ローラ６０に当接させたまま、定着ニップ部Ｎにおいて記録紙Ｐに対して順次定着処理を行い、終了する。

なお、上記の説明では、オフセットトナーを除去するための外部加熱装置８０の離接動作を、１枚目の記録紙Ｐが定着ローラ６０に到達するまでに行う構成としたが、本発明はこれに限定されず、連続画像形成時の最後の記録紙Ｐが定着ローラ６０を通過した後に、外部加熱装置８０の離接動作を行ってもよい。

以下では、上述した実施形態の画像形成装置１を用いて行った実験について説明する。なお、各実験結果を示す以下の表において、「◎」は記録紙Ｐ上に全くトナー汚れが見られなかったことを示し、「○」は記録紙Ｐ上に付着したトナーの塊が５個以下でトナー汚れが目立たないレベルであったことを示し、「×」は記録紙Ｐ上に付着したトナーの塊が６個以上でトナー汚れが目立つレベルであったことを示している。

（実験１）
本実験では、上記の実施形態におけるＳ７の処理、すなわちウォームアップ時の外部加熱装置８０の離接動作の繰り返しによる効果を検証した。

まず、画像形成装置１に大量の画像形成処理を間欠モードで行わせることにより、無端ベルト８３上にオフセットトナーを蓄積させた。具体的には、５０枚通紙（および画像形成）した後１０秒間停止を１００セット繰り返した。その後、画像形成装置１の電源を一旦オフし、定着装置４０の各部が室温になるまで放置した後、ウォームアップ動作を行った。本実験では、ウォームアップ中に上記の実施形態で説明した離接動作を５回繰り返して行った場合（実施例１）と、全く行わなかった場合（比較例１）とで、ウォームアップ後の画像形成処理において、記録紙Ｐ上のトナー汚れに差が見られるかどうかを調べた。

なお、ウォームアップ完了後は、画像形成装置１を一旦待機モードに入らせ、外部加熱装置８０を定着ローラ６０から離間させた後、通紙を開始し、通紙中に外部加熱装置８０を当接させた。このとき、外部加熱装置８０の当接のタイミングを、定着ローラ上の初期当接部位が１回転する間に定着ニップ部Ｎにおいて記録紙Ｐと重なるように調節した。

その結果、下記の表１に示すように、ウォームアップ時に離接動作を繰り返した実施例１では、記録紙Ｐ上にトナー汚れが見られなかったのに対して、離接動作を全く行わなかった比較例１では、記録紙Ｐ上にトナー汚れが確認された。

（実験２）
本実験では、上記の実施形態におけるＳ２０〜Ｓ２２の処理、すなわち連続通紙時における外部加熱装置８０の当接タイミングの調節による効果を検証した。

まず、実験１と同様に、画像形成装置１に大量の画像形成処理を間欠モードで行わせることにより、無端ベルト８３上にオフセットトナーを蓄積させた。その後、通紙を再び開始するとともに、離間させていた外部加熱装置８０を定着ローラ６０に当接させた。本実験では、外部加熱装置８０の当接タイミングを、定着ローラ６０上の初期当接部位が１回転する間に定着ニップ部Ｎにおいて記録紙Ｐと重ならず記録紙Ｐ間になるように調節した場合（実施例２）と、定着ローラ６０上の当接部位が１回転する間に定着ニップ部Ｎにおいて記録紙Ｐと重なるように調節した場合（比較例２）とで、外部加熱装置８０の当接直後の画像形成処理において、記録紙Ｐ上のトナー汚れに差が見られるかどうかを調べた。

その結果、下記の表２に示すように、定着ローラ６０上の当接部位が記録紙Ｐ間になるように当接タイミングを調節した実施例２では、記録紙Ｐ上のトナー汚れが目立たないレベルであったのに対して、定着ローラ６０上の当接部位が定着ニップ部Ｎにおいて記録紙Ｐと重なるように当接タイミングを調節した比較例２では、記録紙Ｐ上のトナー汚れがはっきりと確認された。

（実験３）
本実験では、上記の実施形態におけるＳ１４の処理、すなわち画像形成要求後で、かつ、１枚目の記録紙Ｐが定着ローラ６０へ搬送される前に行われる外部加熱装置８０の離接動作による効果を検証した。

まず、実験１と同様に、画像形成装置１に大量の画像形成処理を間欠モードで行わせることにより、無端ベルト８３上にオフセットトナーを蓄積させた。その後、通紙を再び開始した。そして、本実験では、通紙開始後、１枚目の記録紙Ｐの先端が定着ローラ６０に到達するまでに外部加熱装置８０の離接動作を１回行わせた後、外部加熱装置８０を離間させた場合（実施例３）と、１枚目の記録紙Ｐの先端が定着ローラ６０に到達するまでに外部加熱装置８０の離接動作を行わなかった場合（比較例３）とで、外部加熱装置８０の当接直後の画像形成処理において、記録紙Ｐ上のトナー汚れに差が見られるかどうかを調べた。

具体的には、１枚目の記録紙Ｐが定着ローラ６０に到達した後、連続通紙を行っている最中に、適当なタイミングで外部加熱装置８０を定着ローラに当接させた。このとき、外部加熱装置８０の当接のタイミングを、定着ローラ上の初期当接部位が１回転する間に定着ニップ部Ｎにおいて記録紙Ｐと重なるように調節した。

その結果、下記の表３に示すように、１枚目の記録紙Ｐの先端が定着ローラ６０に到達するまでに外部加熱装置８０の離接動作を行わせた実施例３では、記録紙Ｐ上のトナー汚れが目立たないレベルであったのに対して、１枚目の記録紙Ｐの先端が定着ローラ６０に到達するまでに外部加熱装置８０の離接動作を行わなかった比較例３では、記録紙Ｐ上のトナー汚れがはっきりと確認された。

（実験４）
本実験では、上記の実施例１〜３の組み合わせによるさらなる効果について検証した。具体的には、実施例１と実施例２とを組み合わせた場合（実施例４）、実施例２と実施例３とを組み合わせた場合（実施例５）、実施例１と実施例３とを組み合わせた場合（実施例６）、および実施例１〜３の全てを組み合わせた場合（実施例７）について、記録紙Ｐ上のトナー汚れが改善されるか否かを調べた。

その結果、下記の表４に示すように、全ての例において、記録紙Ｐ上のトナー汚れに改善が見られた。

プロセススピードが速いために、無端ベルト８３と定着ローラ６０との当接幅（２０ｍｍ）と比べて記録紙Ｐ間の距離が短く、連続通紙中の外部加熱装置８０の当接タイミングの制御が困難な場合であっても、ウォームアップ時の離接動作および１枚目の記録紙到達前の離接動作を組み合わせれば、トナー汚れを充分に防止できることが本実験の結果から分かる。

本発明は上述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

また、本明細書で示した数値範囲以外であっても、本発明の趣旨に反しない合理的な範囲であれば、本発明に含まれることはいうまでもない。

本発明によれば、外部加熱手段を有する定着装置において、外部加熱手段から定着ローラへ移行したトナーが付着することにより、記録紙などの記録材に汚れが生じるのを防止することができる。従って、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いる各種の画像形成装置に好適に利用することができる。

本発明の一実施形態を示すものであり、定着装置の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、画像形成装置の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、定着装置に備えられた外部加熱装置を離接するための離接装置の構造を示す断面図であり、外部加熱装置が定着ローラに当接している状態を示す図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、定着装置に備えられた外部加熱装置を離接するための離接装置の構造を示す断面図であり、外部加熱装置が定着ローラから離間している状態を示す図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、定着装置を室温からウォームアップさせたときの、外部加熱装置の無端ベルト、定着ローラおよび加圧ローラの表面温度の変化を示す図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、定着装置を室温からウォームアップさせるときの各部の制御方法を示すフロー図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、画像形成装置に画像形成要求が送られたときの各部の制御方法を示すフロー図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、外部加熱装置を定着ローラへ当接させるタイミングの調節方法を示す図である。 ４サイクル方式の画像形成装置が備える定着装置でモノクロ画像を定着する場合とカラー画像を定着する場合との共通非オフセット域を示す説明図である。 ４連タンデム方式の画像形成装置が備える定着装置でモノクロ画像を定着する場合とカラー画像を定着する場合との共通非オフセット域を示す説明図である。 外部加熱装置に蓄積したオフセットトナーによって用紙が汚れる様子を説明する図であり、外部加熱装置が定着ローラから離間している段階を示す図である。 外部加熱装置に蓄積したオフセットトナーによって用紙が汚れる様子を説明する図であり、外部加熱装置が定着ローラに当接し、オフセットトナーが定着ローラに移行した段階を示す図である。 外部加熱装置に蓄積したオフセットトナーによって用紙が汚れる様子を説明する図であり、外部加熱装置から定着ローラに移行したオフセットトナーが用紙に向かって搬送される段階を示す図である。 外部加熱装置に蓄積したオフセットトナーによって用紙が汚れる様子を説明する図であり、外部加熱装置から定着ローラに移行したオフセットトナーが用紙に付着する段階を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
３０ 用紙搬送部
４０ 定着装置
５０ 可視像形成ユニット
６０ 定着ローラ（定着部材）
６１ 芯金
６２ 弾性層
６３ 離型層
６４ ハロゲンランプ
６５ サーミスタ（温度検知手段）
７０ 加圧ローラ
７１ 芯金
７２ 弾性層
７３ 離型層
７４ ハロゲンランプ
７５ サーミスタ
８０ 外部加熱装置（外部加熱手段）
８１ 加熱ローラ
８２ 加熱ローラ
８３ 無端ベルト（ベルト部材）
８５ サーミスタ
８６ ハロゲンランプ
８７ ハロゲンランプ
９０ 制御装置（制御手段）
９１ 回転駆動装置（回転駆動手段）
９５ クリーニング装置（クリーニング手段）
９６ 送り出しローラ
９７ 巻き取りローラ
９８ クリーニングウェブ
９９ ウェブ圧接ローラ
１１０ 離接装置（離接手段）
１２０ 記録紙センサ（記録材検知手段）
Ｐ 記録紙（記録材）

Claims (10)

1. ニップ部において記録材に圧接され、該記録材上の現像剤を該記録材に定着させるとともに、回転して該記録材を搬送する定着部材と、
   上記定着部材の表面に当接して該表面を加熱する外部加熱手段と、
   上記外部加熱手段を上記定着部材に対して離接させる離接手段と、
   上記定着部材の表面の現像剤を除去するクリーニング手段と、
   上記離接手段を制御して、上記外部加熱手段が上記定着部材に当接した際の上記定着部材上における上記外部加熱手段の当初の当接部位である初期当接部位が、上記定着部材が１回転する間に上記記録材と接しないようなタイミングで、上記外部加熱手段を上記定着部材に当接させる制御手段とを備えており、
   上記制御手段は、上記離接手段を制御して、上記初期当接部位が上記定着部材の回転により最初に上記ニップ部に到達した際に、上記記録材間の隙間に位置するようなタイミングで、上記外部加熱手段を上記定着部材に当接させることを特徴とする定着装置。
2. 上記定着部材よりも該定着部材による上記記録材の搬送方向上流側に設けられ、該記録材の通過を検知して検知信号を出力する記録材検知手段をさらに備え、
   上記制御手段は、上記記録材検知手段の検知結果に基づいて上記タイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 上記定着部材の表面の温度を検知する温度検知手段をさらに備え、
   上記制御手段は、上記温度検知手段によって検知された温度が所定の温度よりも低い場合に、上記離接手段を制御して、上記タイミングで上記外部加熱手段を上記定着部材に当接させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 上記制御手段は、上記定着部材のウォームアップ時、または、上記定着部材による定着処理が完了した後に、上記離接手段を制御して、上記外部加熱手段を上記定着部材に当接させることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
5. 上記外部加熱手段は、上記定着部材に当接しているときに上記定着部材の回転に伴って従動回転するものであり、
   上記制御手段によって制御され、上記定着部材を回転駆動する回転駆動手段をさらに備え、
   上記制御手段は、上記定着部材のウォームアップ時、または、上記定着部材による定着処理が完了した後に、上記回転駆動手段を制御して上記定着部材を回転させるとともに、上記離接手段を制御して、上記外部加熱手段に上記定着部材に対する当接および離接を繰り返させることを特徴とする、請求項４に記載の定着装置。
6. 上記制御手段は、上記離接手段を制御して、上記外部加熱手段の上記定着部材に対する当接および離接をＮ回繰り返させるとともに、上記外部加熱手段を上記定着部材に時間ｔずつ当接させ、
   上記外部加熱手段の周長をＬｅｘ、上記定着部材と上記外部加熱手段との当接部における周方向の長さをＬｎとすると、上記Ｎが、次の式
   Ｎ≧Ｌｅｘ／Ｌｎ
   を満たし、
   上記外部加熱手段が上記定着部材に当接しているときの上記定着部材の表面における回転移動速度をＶとすると、上記ｔが、次の式
   Ｌｅｘ×Ａ／Ｖ＜ｔ≦（Ｌｎ＋Ｌｅｘ×Ａ）／Ｖ
   かつ
   Ｎ≧Ｌｅｘ／（Ｖ×ｔ−Ｌｅｘ×Ａ）
   （ただし、Ａは自然数である）
   を満たすことを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 上記外部加熱手段は、上記定着部材と当接するベルト部材を有していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
8. 請求項１に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１に記載の定着装置の制御手段としてコンピュータを機能させるための定着装置の制御プログラム。
10. 請求項９に記載の定着装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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