JP4742131B2 - 定着装置、画像形成装置、定着装置の制御方法、制御プログラムおよびその記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置およびこの定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。

複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置として、熱ローラ定着方式の定着装置が多用されている。熱ローラ定着方式の定着装置は、一般に、互いに圧接されたローラ対（定着ローラおよび加圧ローラ）を備え、このローラ対の両方あるいはいずれか一方の内部に配置されたハロゲンヒータ等からなる加熱手段によりローラ対を所定の温度（定着温度）に加熱した後、未定着トナー画像が形成された記録用紙をローラ対の圧接部（定着ニップ部）に給紙し、圧接部を通過させることで熱と圧力によりトナー画像の定着を行うようになっている。

ところで、カラー画像形成装置に備えられる定着装置においては、定着ローラ表層にシリコンゴム等からなる弾性層を設けた弾性ローラを用いることが一般的である。定着ローラを弾性ローラとすることにより、定着ローラ表面が、未定着トナー画像の凹凸に対応して弾性変形し、この未定着トナー画像を覆い包むように接触するため、モノクロに比べてトナー量の多いカラーの未定着トナー画像を適切に定着させることができる。また、定着ニップ部での弾性層の歪み解放効果により、モノクロに比べてオフセットしやすいカラートナーに対して定着ローラからの離型性を向上することができる。さらに、定着ローラの弾性層が凹に変形することにより、定着ニップ部のニップ形状が上（定着ローラ側）に凸（所謂、逆ニップ形状）となるので、用紙の定着ローラからの剥離性能を向上させることができ、剥離爪等の剥離手段を用いずとも用紙の剥離が可能となり（セルフストリッピング）、剥離手段に起因する画像欠陥を解消することができる。

ところが、このようなカラー画像形成装置に備えられる定着装置において、プロセス速度（定着ニップ部における記録用紙の移動速度；定着速度）を高速化すると、未定着トナー画像に十分な熱を付与できず、適切に定着させることができない場合がある。このため、プロセス速度を高速化する場合、未定着トナー画像に十分な熱を付与して定着処理を適切に行うためには、定着ニップ部のニップ幅を広くする必要がある。また、ニップ幅を広くする手段としては、（１）定着ローラの弾性層を厚くする方法、または（２）定着ローラ径を大きくする方法が考えられる。

しかしながら、弾性層の熱伝導性は非常に低いため、弾性層を具備し、従来のように内部に加熱手段を設ける定着ローラの構成では、プロセス速度を高速化したときに表面温度が上記加熱手段の温度変化に追従しなくなるという問題がある。このため、上記（１）のように弾性層を厚くすると、この定着ローラ表面の温度追従性の問題がより顕著になる。また、上記（１）の方法では、弾性層の熱伝導性が低いので、加熱のためのウォームアップ時間が長くなるという問題、および消費電力が増大するという問題がある。

また、上記（２）のように定着ローラ径を大きくした場合には、定着ローラのサイズが大きくなるので熱容量が大きくなり、加熱のためのウォームアップ時間が長くなるという問題、および消費電力が増大するという問題がある。

そこで、このような問題を解決するための技術として、定着ローラ表面に外部加熱手段を当接させ、定着ローラを外部から加熱する技術（外部加熱定着方式）が提案されている。

例えば、特許文献１には、定着部材と、複数の懸架ローラに懸架された無端ベルト（外部加熱ベルト）と、上記無端ベルトを加熱する加熱手段とを備え、上記無端ベルトを上記定着部材に圧接させることで上記定着部材を加熱する外部ベルト加熱定着方式の定着装置が開示されている。

この外部加熱方式を採用した定着装置では、熱容量の小さなベルトを用いることにより、定着ローラを外部から加熱するため、定着ローラを迅速に加熱することができ、ウォームアップ時間を短くすることができる。それゆえ、定着ローラの温度追従性の低下やウォームアップ時間の増大といった問題を抑制しつつ、定着ローラに低硬度の弾性層を厚く設けたり定着ローラの径を大きくしたりするなどして広いニップ幅を確保することができる。
特開２００７−２１２８９６号公報（２００７年８月２３日公開）

しかしながら、上記特許文献１の技術では、定着ローラにおける外部加熱ベルトの当接位置よりも定着ローラの回転方向上流側の位置において定着ローラにクリーニングウェブを当接させることにより、定着ローラの表面に付着したトナーや紙粉等を除去し、トナーや紙粉等によって外部加熱ベルトが汚れることを防止している。このため、クリーニングウェブと定着ローラ表面とが摺擦することで定着ローラに傷が入り、画像欠陥が生じるという問題がある。

そこで、定着ローラと摺擦するクリーニングウェブを設けず、外部加熱ベルトにスクレーパまたはパッド等からなるクリーニング部材を当接させることでトナーや紙粉等によって外部加熱ベルトおよび定着ローラが汚れることを防止することが考えられる（この構成は本願発明者が考え出した構成であって、従来技術ではない）。

しかしながら、本願発明者が定着ローラと摺擦するクリーニングウェブを設けず、外部加熱ベルトにスクレーパまたはパッド等からなるクリーニング部材を当接させる構成について検討した結果、外部加熱ベルトにスクレーパやパッドなどクリーニング用の固定部材を当接させると、このクリーニング部材により外部加熱ベルトのコート材（被覆層）が削られ、削られたコート材が定着ローラに付着して定着ローラの離型性を低下させる原因となることがわかった。

特に、サイズの小さい用紙に対して連続して定着処理を行った直後にサイズの大きい用紙に対する定着処理を行うと、定着ローラにおけるサイズの小さい用紙に当接しなかった領域において定着ローラの離型性の低下に起因する高温オフセットが起こりやすくなることがわかった。その理由は、以下のように考えられる。

すなわち、サイズの大きい用紙に対して定着処理を行う場合、定着ローラに付着したコート材は用紙に付着するので、定着ローラの表面が常に用紙によってクリーニングされ、定着ローラの離型性は維持される。しかしながら、小サイズの用紙を連続で定着すると、非通紙部（定着ローラ表面における小サイズの用紙との非接触部）にコート材が蓄積され、この非通紙部の離型性が通紙部の離型性に比べて低下する。また、小サイズの用紙に対する定着処理を連続して行った場合、非通紙部の温度が通紙部に比べて高くなるので、高温オフセットが生じやすい状態になる。さらに、通紙部ではマイナス帯電した用紙（約−５００Ｖ）が通紙されることによって非通紙部に比べてマイナス電位が高くなるので、マイナス帯電しているトナーとの静電的な反発力が大きくなるため静電的にオフセットが生じにくい状態になるが、非通紙部では用紙が通紙されないのでマイナス電位が通紙部に比べて低く、オフセットが生じやすい。したがって、サイズの小さい用紙に対して連続して定着処理を行った直後にサイズの大きい用紙に対する定着処理を行うと、定着ローラにおけるサイズの小さい用紙に対する非通紙部に対応する領域において高温オフセットが起こりやすくなる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、定着部材の表面に当接してこの定着部材を加熱する外部加熱部材と、外部加熱部材の表面に当接してこの外部加熱部材の表面をクリーニングするクリーニング部材とを備えた外部加熱方式の定着装置において、上記クリーニング部材によって上記外部加熱部材から削り取られた物質が上記定着部材に付着して上記定着部材の離型性が低下することに起因する高温オフセットの発生を抑制することにある。

本発明の定着装置は、上記の課題を解決するために、回転する定着部材と、上記定着部材に圧接する加圧部材と、上記定着部材の表面に当接して当該定着部材を加熱するための回転可能に支持された外部加熱部材と、上記外部加熱部材を加熱する加熱手段と、上記外部加熱部材の表面に当接して当該外部加熱部材の表面に付着した汚れを除去するクリーニング部材とを備え、上記定着部材と上記加圧部材との間に記録材を搬送し、上記記録材上のトナー画像を上記定着部材から伝達される熱によって上記記録材上に熱定着させる定着装置であって、上記定着部材の表面温度を制御する制御部を備え、上記制御部は、定着処理を行う記録材における上記定着部材の回転軸方向の幅に応じて分類されるグループ毎に定着処理時における上記定着部材の表面温度である定着温度を設定するようになっており、上記幅が狭いグループほど上記定着温度を低く設定することを特徴としている。

また、本発明の定着の制御方法は、上記の課題を解決するために、回転する定着部材と、上記定着部材に圧接する加圧部材と、上記定着部材の表面に当接して当該定着部材を加熱するための回転可能に支持された外部加熱部材と、上記外部加熱部材を加熱する加熱手段と、上記外部加熱部材の表面に当接して当該外部加熱部材の表面に付着した汚れを除去するクリーニング部材とを備え、上記定着部材と上記加圧部材との間に記録材を搬送し、上記記録材上のトナー画像を上記定着部材から伝達される熱によって上記記録材上に熱定着させる定着装置において用いられる定着方法であって、定着処理を行う記録材における上記定着部材の回転軸方向の幅に応じて分類されるグループ毎に定着処理時における上記定着部材の表面温度である定着温度を設定し、上記幅が狭いグループほど上記定着温度を低く設定することを特徴としている。

上記の定着装置および定着方法によれば、定着処理を行う記録材における上記定着部材の回転軸方向の幅に応じて分類されるグループ毎に定着処理時における上記定着部材の表面温度である定着温度を設定し、上記幅が狭いグループほど上記定着温度を低く設定する。これにより、定着部材における記録材に当接しない領域の温度が過剰に加熱されることを抑制できるので、外部加熱部材における定着部材の上記領域に当接する部分の温度上昇を抑制できる。このため、外部加熱部材の表面が加熱されて削れやすくなることを抑制できる。したがって、クリーニング部材との当接によって外部加熱部材から削り取られる物質の量を低減し、当該物質の定着部材への付着量を低減できる。したがって、定着部材に上記物質が付着することによって定着部材の離型性が低下し、上記物質が付着した部分において高温オフセットが生じることを抑制できる。

また、上記の構成において、上記幅が既定サイズよりも狭い記録材に対する定着処理を所定枚数以上連続して行った後、上記幅が既定サイズ以上である記録材に対する定着処理を行う場合、上記制御部は、上記幅が既定サイズ以上である記録材に対する定着処理を開始する前に、上記定着部材の表面温度を低下させるための冷却処理を行う構成としてもよい。

上記の構成によれば、上記幅が既定サイズよりも狭い記録材に対する定着処理を所定枚数以上連続して行うことによって定着部材における上記記録材に当接しない領域の温度が上昇している場合であっても、当該領域の温度を低下させてから上記幅が既定サイズ以上である記録材に対する定着処理を行うことができる。これにより、外部加熱部材における定着部材の上記領域に当接する部分の温度上昇を抑制できる。このため、外部加熱部材の表面が加熱されて削れやすくなることを抑制できる。したがって、クリーニング部材との当接によって外部加熱部材から削り取られる物質の量を低減し、当該物質の定着部材への付着量を低減できる。したがって、定着部材に上記物質が付着することによって定着部材の離型性が低下し、上記物質が付着した部分において高温オフセットが生じることを抑制できる。

本発明の定着装置は、回転する定着部材と、上記定着部材に圧接する加圧部材と、上記定着部材の表面に当接して当該定着部材を加熱するための回転可能に支持された外部加熱部材と、上記外部加熱部材を加熱する加熱手段と、上記外部加熱部材の表面に当接して当該外部加熱部材の表面に付着した汚れを除去するクリーニング部材とを備え、上記定着部材と上記加圧部材との間に記録材を搬送し、上記記録材上のトナー画像を上記定着部材から伝達される熱によって上記記録材上に熱定着させる定着装置であって、上記定着部材の表面温度を制御する制御部を備え、上記制御部は、上記定着部材の回転軸方向の幅が既定サイズよりも狭い記録材に対する定着処理を所定枚数以上連続して行った後、上記幅が既定サイズ以上である記録材に対する定着処理を行う場合、上記幅が既定サイズ以上である記録材に対する定着処理を開始する前に、上記定着部材の表面温度を低下させるための冷却処理を行う構成としてもよい。

本発明の定着装置の制御方法は、回転する定着部材と、上記定着部材に圧接する加圧部材と、上記定着部材の表面に当接して当該定着部材を加熱するための回転可能に支持された外部加熱部材と、上記外部加熱部材を加熱する加熱手段と、上記外部加熱部材の表面に当接して当該外部加熱部材の表面に付着した汚れを除去するクリーニング部材とを備え、上記定着部材と上記加圧部材との間に記録材を搬送し、上記記録材上のトナー画像を上記定着部材から伝達される熱によって上記記録材上に熱定着させる定着装置の制御方法であって、上記定着部材の回転軸方向の幅が既定サイズよりも狭い記録材に対する定着処理を所定枚数以上連続して行った後、上記幅が既定サイズ以上である記録材に対する定着処理を行う場合、上記幅が既定サイズ以上である記録材に対する定着処理を開始する前に、上記定着部材の表面温度を低下させるための冷却処理を行う構成としてもよい。

上記の定着装置および定着方法によれば、上記定着部材の回転軸方向の幅が既定サイズよりも狭い記録材に対する定着処理を所定枚数以上連続して行った後、上記幅が既定サイズ以上である記録材に対する定着処理を行う場合、上記幅が既定サイズ以上である記録材に対する定着処理を開始する前に、上記定着部材の冷却処理を行う。これにより、上記幅が既定サイズよりも狭い記録材に対する定着処理を所定枚数以上連続して行うことによって定着部材における上記記録材に当接しない領域の温度が上昇している場合であっても、当該領域の温度を低下させてから上記幅が既定サイズ以上である記録材に対する定着処理を行うことができる。これにより、外部加熱部材における定着部材の上記領域に当接する部分の温度上昇を抑制できる。このため、外部加熱部材の表面が加熱されて削れやすくなることを抑制できる。したがって、クリーニング部材との当接によって外部加熱部材から削り取られる物質の量を低減し、当該物質の定着部材への付着量を低減できる。これにより、定着部材に上記物質が付着することによって定着部材の離型性が低下し、上記物質が付着した部分において高温オフセットが生じることを抑制できる。

また、上記制御部は、上記定着部材の加熱を停止した状態で上記定着部材を回転させることによって上記冷却処理を行う構成としてもよい。

上記の構成によれば、冷却処理のための特別な装置を設けることなく、定着部材を効率よく冷却することができる。

また、上記制御部は、上記幅が既定サイズよりも狭い記録材に対する定着処理を所定枚数以上連続して行った後、上記幅が既定サイズ以上である記録材に対する定着処理を行う場合、上記定着部材の表面における上記幅が既定サイズよりも狭い記録材に当接しない領域の温度が、上記クリーニング部材によって上記外部加熱部材から削り取られた物質が当該領域に付着している場合であっても上記幅が既定サイズである記録材に対する定着処理時に高温オフセット現象が生じない温度以下に低下するまで上記冷却処理を行う構成としてもよい。また、上記制御部は、上記幅が既定サイズよりも狭い記録材に対する定着処理を所定枚数以上連続して行った後、上記幅が既定サイズ以上である記録材に対する定着処理を行う場合、上記領域の温度が、当該領域に上記物質が付着している場合であっても上記幅が既定サイズである記録材に対する定着処理時に高温オフセット現象が生じない温度以下に低下するまでの時間以上になるように予め設定された所定時間が経過するまで上記冷却処理を行う構成としてもよい。

上記の構成によれば、上記定着部材の表面における上記幅が既定サイズよりも狭い記録材に当接しない領域の温度を、上記クリーニング部材によって上記外部加熱部材から削り取られた物質が当該領域に付着している場合であっても上記幅が既定サイズである記録材に対する定着処理時に高温オフセット現象が生じない温度以下に低下させてから上記幅が既定サイズである記録材に対する定着処理を開始することができる。これにより、高温オフセット現象が生じることをより確実に防止することができる。

また、上記外部加熱部材は、複数の懸架ローラに懸架された無端ベルトであってもよい。

また、上記外部加熱部材における上記定着部材および上記クリーニング部材との当接面は樹脂材料で形成されている構成であってもよい。

一般に、外部加熱部材におけるクリーニング部材との当接面が樹脂材料で形成されている場合、クリーニング部材との当接によって外部加熱部材が削られやすく、削られた物質が定着部材に付着することによって高温オフセットが生じやすいが、上記の構成によれば、そのような場合であっても高温オフセットが生じることを抑制できる。

また、上記クリーニング部材は、板状部材のエッジ部分を上記外部加熱部材の表面に当接させて当該外部加熱部材の表面に付着した汚れを除去するスクレーパであってもよい。また、上記スクレーパは、金属製であってもよい。

上記の構成によれば、クリーニング性能に優れたスクレーパを用いることにより外部加熱部材上の汚れを効率よくクリーニングすることができる。これにより、外部加熱部材上の汚れが定着部材に付着し、それが記録材に付着して画像品質が低下することを抑制することができる。また、一般に、スクレーパは外部加熱部材の一部を削り取りやすいが、上記の構成によれば、スクレーパによって外部加熱部材から削り取られる物質の量を低減し、当該物質が定着部材の表面に付着することに起因する高温オフセットが生じることを抑制できる。

また、上記クリーニング部材は、上記外部加熱部材の表面に面接触して当該外部加熱部材の表面に付着した汚れを除去するクリーニングパッドであってもよい。また、上記クリーニングパッドは、フッ素樹脂繊維からなるフェルト部材であってもよい。

上記の構成によれば、スクリーニングパッドを用いることにより外部加熱部材上の汚れを効率よくクリーニングすることができる。これにより、外部加熱部材上の汚れが定着部材に付着し、それが記録材に付着して画像品質が低下することを抑制することができる。また、クリーニングパッドによって外部加熱部材から削り取られる物質の量を低減し、当該物質が定着部材の表面に付着することに起因する高温オフセットが生じることを抑制できる。

また、上記クリーニング部材として、上記スクレーパと上記クリーニングパッドとを備えている構成としてもよい。

上記の構成によれば、外部加熱部材上の汚れが定着部材に付着し、それが記録材に付着することに起因する画像品質の低下、およびクリーニングパッドによって外部加熱部材から削り取られる物質が定着部材の表面に付着することに起因する高温オフセットをより適切に抑制できる。

本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えている。したがって、クリーニング部材との当接によって外部加熱部材から削り取られる物質が定着部材に付着することによって定着部材の離型性が低下し、上記物質が付着した部分において高温オフセットが生じることを抑制できる。

なお、上記定着装置の制御部は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記制御部として動作させることにより、上記制御部をコンピュータにて実現させる定着装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に含まれる。

以上のように、本発明の定着装置および定着装置の制御方法は、定着処理を行う記録材における上記定着部材の回転軸方向の幅に応じて分類されるグループ毎に定着処理時における上記定着部材の表面温度である定着温度を設定し、上記幅が狭いグループほど上記定着温度を低く設定する。

それゆえ、クリーニング部材との当接によって外部加熱部材から削り取られる物質の量を低減できるので、定着部材に上記物質が付着することによって定着部材の離型性が低下し、上記物質が付着した部分において高温オフセットが生じることを抑制できる。

本発明の一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、本発明を、外部から伝達された画像データに応じて記録用紙または記録用フィルム等の記録材に対して多色または単色の画像を形成するカラータンデム方式の画像形成装置に適用する場合について説明する。ただし、本発明の適用対象はこれに限るものではなく、定着部材の表面に当接してこの定着部材を加熱する外部加熱部材と、外部加熱部材の表面に当接してこの外部加熱部材の表面をクリーニングするクリーニング部材とを備えた外部加熱方式の定着装置を有する画像形成装置であれば適用できる。

＜画像形成装置の構成＞
図２は、本実施形態にかかる画像形成装置１００の概略構成を示す断面図である。

この図に示すように、画像形成装置１００は、露光ユニット（光学系ユニット）Ｅ、４組の可視画像形成ユニットｐａ〜ｐｄ、中間転写ベルトユニット１１０、二次転写ユニット１１４、定着装置３０、内部給紙ユニット１１６、および手差し給紙ユニット１１７を備えている。なお、画像形成装置１００に備えられる各部材の動作は、図示しないＣＰＵ等からなる主制御部によって制御される。

画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。このため、図２に示すように、上記各色に対応する４組の可視画像形成ユニットｐａ〜ｐｄが設けられており、これら４組の可視画像形成ユニットｐａ〜ｐｄによって形成された４色のトナー画像が中間転写ベルト１１１上で重ね合わされるようになっている。

可視画像形成ユニットｐａは、トナー画像担持体である回転可能に備えられた感光体１０１ａの周囲に、帯電ユニット１０３ａ、現像ユニット１０２ａ、およびクリーニングユニット１０４ａが感光体１０１ａの回転方向に沿ってこの順で配置された構成である。

帯電ユニット１０３ａは、感光体１０１ａの表面を所定の電位に均一に帯電させるためのものである。本実施形態では、帯電ユニット１０３ａとして、オゾンを極力発生させることなく感光体１０１ａの表面を一様に帯電させるために、帯電ローラ方式（接触帯電方式）を採用している。ただし、帯電ユニット１０３ａの構成はこれに限るものではなく、例えば、コロナ放電方式などの非接触型の帯電器を用いてもよく、ブラシ帯電などの接触型の帯電器を用いてもよい。

現像ユニット１０２ａは、感光体１０１ａ上に形成された静電潜像をトナーによって顕像化する現像処理を行う。上記トナーとしては、例えば、非磁性一成分現像剤（非磁性トナー）、非磁性二成分現像剤（非磁性トナーおよびキャリア）、磁性現像剤（磁性トナー）等を用いることができる。

クリーニングユニット１０４ａは、トナー画像を中間転写ベルト１１１に転写した後に感光体１０１ａ表面に残留したトナーを除去・回収するためのものである。

なお、可視画像形成ユニットｐｂ〜ｐｄは現像処理に用いるトナーの色が異なる以外は可視画像形成ユニットｐａと実質的に同様の構成である。すなわち、各可視画像形成ユニットｐａ，ｐｂ，ｐｃ，ｐｄの現像ユニットにはそれぞれブラック（Ｂ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）のトナーが収容されている。

露光ユニットＥは、帯電ユニット１０３ａ〜１０３ｄによって帯電された感光体１０１ａ〜１０１ｄを画像データに応じて露光することにより、各感光体１０１ａ〜１０１ｄの表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。露光ユニットＥには、レーザ照射部１４０および反射ミラー１４１などを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）が用いられている。なお、露光ユニットＥとして、発光素子をアレイ状に並べた、例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドなどを用いてもよい。

中間転写ベルトユニット１１０は、中間転写ベルト１１１、中間転写ベルト駆動ローラ（テンションローラ）１１１ａ、中間転写ベルト従動ローラ（テンションローラ）１１１ｂ、中間転写ベルトクリーニングユニット１１２、および中間転写ローラ１１３ａ〜１１３ｄを備えている。

中間転写ベルト１１１は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムからなる無端状のベルトであり、中間転写ローラ１１３ａ〜１１３ｄ、中間転写ベルト駆動ローラ１１１ａ、および中間転写ベルト従動ローラ１１１ｂに張架され、図２に示した矢印Ｂ方向に回転駆動される。また、感光体１０１ａ〜１０１ｄ上に形成された各色のトナー画像は中間転写ベルト１１１に順次重ね合うように転写され、この中間転写ベルト１１１上にカラーのトナー画像（多色トナー画像）が形成されるようになっている。なお、中間転写ローラ１１３ａ〜１１３ｄは、感光体１０１ａ〜１０１ｄにおけるユニット１０２ａ〜１０２ｄとの対向部とクリーニングユニット１０４ａ〜１０４ｄとの対向部との間の位置において中間転写ベルト１１１を介して感光体１０１ａ〜１０１ｄに対向するように配置されておち、これら中間転写ローラ１１３ａ〜１１３ｄにトナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧を印加することによって感光体１０１ａ〜１０１ｄ上のトナー画像が中間転写ベルト１１１上に転写されるようになっている。また、中間転写ベルト１１１上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト駆動ローラ１１１ａと二次転写ユニット１１４との対向部に搬送され、この対向部に搬送される記録用紙上に転写されるようになっている。なお、中間転写ベルトクリーニングユニット１１２は中間転写ベルト１１１に当接し、記録用紙上へのトナー画像の転写後に中間転写ベルト１１１上に残留したトナーを除去・回収する。

定着装置３０は定着ローラ（定着部材）１と、この定着ローラ１に対して図示しない加圧補助手段によって所定の荷重で圧接された加圧ローラ（加圧部材）２とを備えている。そして、二次転写ユニット１１４によってトナー画像を転写された記録用紙を定着ローラ１と加圧ローラ２との圧接部（定着ニップ部）に給紙し、この圧接部を通過させることで熱と圧力とによりトナー画像の定着を行う。なお、記録用紙における未定着トナー画像が形成された面は定着ローラ１に当接し、記録用紙における未定着トナー画像が形成された面とは反対側の面は加圧ローラ２に当接する。定着装置３０の詳細については後述する。

内部給紙ユニット１１６は、画像形成に使用する記録用紙（記録材）を蓄積しておくためのものである。また、手差し給紙ユニット１１７は、画像形成装置１００の側壁に折り畳み自在に設けられ、手差しによる記録用紙の給紙を行うためのものである。また、排紙トレイ１１８は、画像形成済みの記録用紙を載置するためのトレイである。

また、画像形成装置１００には、内部給紙ユニット１１６からピックアップローラ１１６ａによって給紙される記録用紙、および手差し給紙ユニット１１７からピックアップローラ１１７ａによって給紙される記録用紙を二次転写ユニット１１４や定着装置３０を経由させて排紙トレイ１１８に送るための用紙搬送路が設けられている。用紙搬送路には、記録用紙を搬送するためのローラ部材が多数配置されている。

なお、本実施形態の画像形成装置は、Ａ４およびレターサイズの用紙まで対応しているいわゆるＡ４機であり、それより小さいＡ５およびインボイスサイズの用紙にも対応している。

＜定着装置＞
図１は、定着装置３０の構成を示す断面図である。この図に示すように、定着装置３０は、定着ローラ（定着部材）１、加圧ローラ（加圧部材）２、外部加熱ユニット１３、電源回路１５、制御部１６、および回転駆動部１８を備えている。電源回路１５は、後述するヒータランプ５ａ〜５ｄに電力を供給するものである。

定着ローラ１は、所定の定着温度に加熱されるとともに、回転駆動部１８によって図１に示した矢印方向に回転駆動されるローラであり、金属製の中空円筒形状の芯金１ａ、芯金１ａの外周面を覆う弾性層１ｂ、弾性層１ｂを覆う離型層１ｃの３層構造によって構成されている。回転駆動部１８は定着ローラ１を回転させるためのものであり、図示しないモータやギア等によって構成されている。なお、本実施形態では定着ローラ１の表面の移動速度、すなわち定着速度（プロセス速度）を２２５ｍｍ／ｓｅｃに設定しており、これによって複写速度（印刷速度）４０枚／分で画像形成を行えるようになっている。

芯金１ａは、厚さ２ｍｍのアルミニウムからなるものであり、筒状の形状をしている。なお、芯金１ａの材質はアルミニウムに限定されるものではなく、例えば、鉄やステンレス等からなるものであってもよい。弾性層１ｂは厚さ２．５ｍｍの耐熱性を有するシリコンゴムからなる。なお、弾性層１ｂの材質はシリコンゴム限定されるものではなく、例えば、フッ素ゴム等を用いてもよい。離型層１ｃは厚さ４０μｍの非導電性のＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）チューブからなる。なお、離型層１ｃの材質としては、耐熱性および耐久性に優れ、トナーに対する離型性が優れているものであればよく、ＰＦＡの他、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。こうして構成された定着ローラ１の外径は４０ｍｍである。

定着ローラ１の外周面には当該外周面の温度を検出するサーミスタ（温度検出部）６ｂが配置されており、定着ローラ１の内部には、電力を供給されることによって熱輻射を行うヒータランプ５ｃが設置されている。ヒータランプ５ｃは定着ローラ１の熱源であり、制御部１６に備えられる温度制御部１４が電源回路１５からヒータランプ５ｃに供給する電力を制御することにより、ヒータランプ５ｃを発光させて赤外線を放射させる。これにより、定着ローラ１の内周面がヒータランプ５ｃから放射される赤外線を吸収して加熱され、定着ローラ１の全体が加熱されるようになっている。なお、サーミスタ６ｂは、定着ローラ１の回転軸方向（幅方向）における中央部分の温度を検出するように設けられている。また、本実施形態では、記録用紙のサイズにかかわらず、記録用紙の搬送方向に垂直な方向の略中心部が定着ローラ１の回転軸方向における中央部分と当接するようになっている。したがって、サーミスタ６ｂは、定着ローラ１の表面における、用紙サイズにかかわらず常に通紙領域となる位置の温度を検出するようになっている。また、本実施形態において、定着温度とは、定着処理を行うときのサーミスタ６ｂの検出温度を意味するものとする。

加圧ローラ２は、図示しないばね等の加圧補助手段によって定着ローラ１に所定の荷重（本実施形態では３６０Ｎ）で圧接されて定着ローラ１との間で定着ニップ部８（本実施形態では定着ニップ幅（定着ニップ部８における記録用紙９の搬送方向の幅）８ｍｍ）を形成するとともに、定着ローラ１に従動回転するローラであり、定着ローラ１と同様、金属製の中空円筒形状の芯金２ａ、芯金２ａの外周面を覆う弾性層２ｂ、弾性層２ｂを覆う離型層２ｃの３層構造によって構成されている。

なお、本実施形態では、加圧ローラ２として、定着ローラ１と同様、厚さ２ｍｍのアルミニウムからなる芯金２ａ上に厚さ２．５ｍｍのシリコンゴムからなる弾性層２ｂを形成し、さらに弾性層２ｂ上に厚さ４０μｍの非導電性のＰＦＡチューブからなる離型層２ｃを形成したものを用いた。ただし、加圧ローラ２の構成はこれに限るものではなく、例えば、鉄やステンレス等からなる芯金２ａを用いてもよく、フッ素ゴム等からなる弾性層２ｂを用いてもよく、ＰＴＦＥ等のフッ素系材料からなる離型層２ｃを用いてもよい。また、本実施形態では、加圧ローラ２として、定着ローラ１と同形状、同材質のものを用いているが、これに限るものではない。例えば、加圧ローラ２の硬度を定着ローラ１の硬度よりも高くしてもよい。この場合、加圧ローラ２と定着ローラ１との間に形成される定着ニップ部を逆ニップ形状（加圧ローラ２の形状は殆ど変わらず定着ローラ１が若干凹む形状）にすることができ、記録用紙が定着ニップ部から排出される際の定着ローラ１に対する自己剥離性を向上させることができる。

また、加圧ローラ２の外周面には当該外周面の温度を検出するサーミスタ６ｃが配置されており、加圧ローラ２の内部にはヒータランプ５ｄが設置されている。サーミスタ６ｃは、定着ローラ１のサーミスタ６ｂと同様、加圧ローラ２の回転軸方向（幅方向）における中央部分に配置されている。ヒータランプ５ｄは加圧ローラ２の熱源であり、温度制御部１４が電源回路１５からヒータランプ５ｄに供給する電力を制御することにより、ヒータランプ５ｄから赤外線を放射させて加圧ローラ２の内周面を加熱するようになっている。

外部加熱ユニット１３は、定着ローラ１の外周面を加熱するためのものであり、加熱ローラ４ａおよび４ｂ、外部加熱ベルト（無端ベルト）３、ヒータランプ（加熱部）５ａおよび５ｂ、サーミスタ６ａ、スクレーパ（クリーニング部材）７、クリーニングパッド（クリーニング部材）１２、およびこれら各部材を収容する外部加熱ユニットホルダ（筐体）１１を備えている。

加熱ローラ４ａおよび４ｂは、直径１６ｍｍで、厚さ２ｍｍのアルミニウムからなる中空円筒状の芯材である。なお、加熱ローラ４ａおよび４ｂの材質はアルミニウムに限るものではなく、例えば鉄やステンレス等の金属製芯材を用いてもよい。また、加熱ローラ４ａおよび４ｂのサイズは上記のサイズに限るものではなく、適宜変更してもよい。

外部加熱ベルト３は加熱ローラ４ａおよび４ｂに懸架された無端状のベルト部材である。その構造の詳細については後述する。

また、外部加熱ベルト３は、定着ローラ１の表面（外側面）における定着ニップ部よりも定着ローラ１の回転方向下流側、かつサーミスタ６ｂよりも定着ローラ１の回転方向上流側の位置において、図示しないばね等の加圧補助手段によって定着ローラ１に所定の荷重（本実施形態では４０Ｎ）で圧接するように設けられている。これにより、定着ローラ１との間に加熱ニップ部（定着ローラ１と外部加熱ベルト３とが互いに当接する部分）１０が形成される。また、外部加熱ベルト３は、定着ローラ１の回転時には、定着ローラ１に従動回転するようになっており、加熱ローラ４ａおよび４ｂは外部加熱ベルト３に従動回転するようになっている。なお、加熱ニップ部１０の加熱ニップ幅（加熱ニップ部１０の定着ローラ回転方向の幅）は、外部加熱ベルト３が定着ローラ１を適切に加熱することができ、かつ外部加熱ベルト３が定着ローラ１に適切に従動回転できるように適宜設定すればよい。本実施形態では、加熱ニップ幅を２０ｍｍとしている。

ヒータランプ５ａは加熱ローラ４ａの内部に備えられてこの加熱ローラ４ａを内面側から加熱する熱源であり、ヒータランプ５ｂは加熱ローラ４ｂの内部に備えられてこの加熱ローラ４ｂを内面側から加熱する熱源であり、温度制御部１４が電源回路１５からヒータランプ５ａおよび５ｂに供給する電力を制御することにより、ヒータランプ５ａおよび５ｂから赤外線が放射され、それによって加熱ローラ４ａおよび４ｂの内周面が加熱される。そして、加熱ローラ４ａおよび４ｂを介して外部加熱ベルト３が所定の温度に加熱され、外部加熱ベルト３を所定の温度に加熱した状態で定着ローラ１の外周面に当接させることによって定着ローラ１の外周面を外部から加熱するようになっている。なお、外部加熱ベルト３は、例えば定着温度が１９０℃の場合、２２０℃に加熱される。

サーミスタ６ａは、外部加熱ベルト３の表面温度を検出するためのものである。なお、サーミスタ６ａは、外部加熱ベルト３の回転軸方向（幅方向）における中央部分の温度を検出するように設けられている。

スクレーパ７は、定着ローラ１から外部加熱ベルト３に移行したトナーや紙粉等の汚れを除去して外部加熱ベルト３の外周面をクリーニングするためのものであり、クリーニングパッド１２はスクレーパ７をすり抜けた外部加熱ベルト３上のトナーや紙紛等を回収するためのものである。

つまり、図１に示すように、定着ローラ１は、未定着のトナーを定着させるために、記録用紙９における未定着トナー画像が形成された面に当接する。このため、記録用紙９上のトナーや紙粉等の汚れが定着ローラ１に付着する。そして、定着ローラ１に付着したトナーや紙粉等の汚れは、定着ローラ１と外部加熱ベルト３との当接部において外部加熱ベルト３に付着する。スクレーパ７は、このようにして外部加熱ベルト３に付着したトナーや紙粉等の汚れを掻き取って取り除くものである。

また、外部加熱ベルト３に付着したトナーや紙粉等の汚れの一部がスクレーパ７をすり抜けた場合、外部加熱ベルト３の外周面にトナーや紙粉等による、外部加熱ベルト３の回転方向に沿った筋状の汚れが付着し、それが定着ローラ１に接して定着ローラ１の外周面を傷つける場合がある。外部加熱ベルト３の外周面にこのような筋状の汚れが付着すると、定着後の記録用紙９の画像に筋状の傷（画像欠陥）が生じる。この筋状の画像欠陥は、特に厚紙に印刷した場合に目立ちやすい。クリーニングパッド１２は、スクレーパ７を部分的にすり抜けたトナーや紙粉等の汚れを回収することで、この筋状の画像欠陥の発生を防止するためのものである。

制御部１６は、温度制御部１４と回転制御部１７とを備えている。温度制御部１４は、サーミスタ６ａ〜６ｃの温度検出結果や、記録用紙のサイズ等に応じて外部加熱ベルト３、定着ローラ１、および加圧ローラ２の温度を所定の温度に近づけるように、あるいは所定の温度に保つように電源回路１５から各ヒータランプ５ａ〜５ｄに供給する電力を制御する。回転制御部１７は定着ローラ１の回転駆動を行う回転駆動部１８の動作を制御する。なお、制御部１６は、画像形成装置１００の主制御部に備えられるものであってもよく、画像形成装置１００の主制御部とは別に備えられ、主制御部と協働して動作するものであってもよい。

このようにして、定着装置３０では、それぞれの所定の温度に加熱されて所定の荷重で圧接された定着ローラ１と加圧ローラ２との間に未定着トナー画像が形成された記録用紙９を給紙して通過させ、未定着トナー画像を記録用紙９に定着させるようになっている。

なお、本実施形態では、定着ローラ１および加圧ローラ２の内部に加熱手段としてのヒータランプを備えているが、これに限らず、例えば定着ローラ１および加圧ローラの一方のみにヒータランプを設けてもよく、定着ローラ１および加圧ローラのいずれにもヒータランプを設けない構成としてもよい。

また、本実施形態では、外部加熱ベルト３が２つの加熱ローラ４ａおよび４ｂに懸架されている構成について説明したが、これに限るものではなく、３つ以上のローラに懸架されていてもよい。

また、本実施形態では、定着ローラ１を押圧する加圧部材として加圧ローラ２を用いているが、加圧部材の構成はこれに限るものではなく、例えばベルト形状の加圧部材を用いてもよい。

＜スクレーパの詳細説明＞
図３は、スクレーパ７の正面図および側面図である。スクレーパ７は、厚さ０．３ｍｍのステンレスからなる保持部７ｂと、保持部７ｂの先端部を鋭角（角度η。本実施形態ではη＝３０°）に折り曲げたクリーニング部（スクレーパ部）７ａとからなるＶ字形状を有している。また、図３に示すように、保持部７ｂおよびクリーニング部７ａにおける上記折り曲げ部を含む位置には、外部加熱ベルト３の幅方向に沿って所定の間隔でスリット（開口部）７ｃ（折り曲げ部がなす直線と交差する方向の切り込み）が設けられている。なお、本実施形態では上記折り曲げ部がなす直線に略垂直な方向に切り込んだ幅１ｍｍのスリット７ｃを１０ｍｍピッチの間隔で設けた。

図４は外部加熱ユニット１３の断面図である。この図に示すように、スクレーパ７におけるクリーニング部７ａの先端が外部加熱ベルト３に当接するように、スクレーパ７の保持部７ｂが外部加熱ユニットホルダ１１の内側面に固定されている。なお、クリーニング部７ａの先端は、２本の加熱ローラ４ａおよび４ｂの間にテンションを付与された状態で懸架された外部加熱ベルト３のフリーな状態の位置（外部加熱ベルト３の内側面が加熱ローラ４ａおよび４ｂと接していない位置）で、外部加熱ベルト３の外側面に当接している。また、クリーニング部７ａの先端（エッジ部分）は、外部加熱ベルト３の回転方向に対してカウンタ方向になるように、すなわち、外部加熱ベルト３におけるスクレーパ７との当接部から外部加熱ベルト３の回転方向上流側部分の外側面に対する、スクレーパ７における外部加熱ベルト３との当接部を含む表面であって外部加熱ベルト３における上記当接部から回転方向上流側部分の外側面に対向する側の表面の傾斜角度である当接角度θ（本実施形態ではθ＝１５０°）が９０°より大きくなるように当接している。

図５は、外部加熱ユニット１３における外部加熱ベルト３とスクレーパ７との当接部の要部拡大図である。この図に示すように、スクレーパ７の形状および設置位置は、このスクレーパ７におけるクリーニング部７ａの先端が外部加熱ベルト３を当該外部加熱ベルト３の理想軌道（すなわち、スクレーパ７と外部加熱ベルト３との当接部に対して外部加熱ベルト３の回転方向上流側および下流側に位置する２つの外部加熱ローラ４ａ・４ｂの共通接線）に対して所定の押下量ｄ（本実施形態ではｄ＝０．６ｍｍ）だけ押下するように設定されている。

また、本実施形態では、図４に示すように、外部加熱ベルト３の表面をクリーニングするためのスクレーパ７を、外部加熱ベルト３の内側面が加熱ローラ４ａおよび４ｂに接していない位置において外部加熱ベルト３の外側面に当接させている。

これにより、従来のように外部加熱ベルトが懸架ローラに懸架されている位置においてクリーニング部材を外部加熱ベルトに当接させる構成よりも、クリーニング部材と外部加熱ベルトとの間に生じる摺動負荷を小さくすることができる。したがって、クリーニング部材と外部加熱ベルトとの摺擦によって外部加熱ベルトに傷が生じたり、外部加熱ベルトの回転を妨げる方向の負荷が大きくなって外部加熱ベルトのスリップが生じたりすることを抑制できる。

＜クリーニングパッドの詳細説明＞
図４に示すように、クリーニングパッド１２は、フェルト保持部材１２ｂにクリーニング用フェルト部材（クリーニング部材）１２ａが貼り付けられた構成である。本実施形態では、フェルト部材１２ａとして、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）のフッ素樹脂繊維からなるフェルトを用いている。フェルト保持部材１２ｂは、厚さ０．２ｍｍのステンレスからなる板状の部材であり、フェルト部材１２ａを外部加熱ベルト３の外側面に押圧するように、外部加熱ユニットホルダ１１に固定されている。

＜外部加熱ベルトの詳細説明＞
本実施形態では、外部加熱ベルト３は、円形にした場合の直径が３１．５ｍｍ、厚さ９０μｍのポリイミド製のベルト基材からなる無端ベルトである。外部加熱ベルト３の外側面には、トナーの離型性を高めるために厚さ２０μｍの非導電性のＰＴＦＥコート（被覆材）からなる被覆層が設けられている。ただし、外部加熱ベルト３の構成はこれに限るものではない。例えば、カーボン等を含有した導電性の被覆材を用いてもよい。また、ポリイミドからなるベルト基材に代えて、他の耐熱樹脂、あるいはステンレスまたはニッケル等の金属材料からなる中空円筒状（無端状）のベルト基材を用いてもよい。

また、外部加熱ベルト３の寄り力（外部加熱ベルト３の回転時にこの外部加熱ベルト３を回転軸方向（幅方向）に移動させるように作用する力）を低減するために、ベルト基材の内側面にＰＴＦＥ等からなるコーティングを施してもよい。

＜実験結果＞
次に、小サイズ紙を定着するときの定着温度、および小サイズ紙を定着した後の冷却時間とオフセットとの関係を調べるために行った実験の結果について説明する。

この実験では、上述した画像形成装置１００において定着温度および冷却モードの条件を異ならせた複数のケースについて、インボイスサイズ（２１５．９ｍｍ×１３９．７ｍｍ）の小サイズ紙を縦送り（搬送方向に垂直な方向の幅１３９．７ｍｍ）で連続１００枚給紙して画像形成を行い、その後、冷却モードに切り替えて所定の冷却時間経過後にレターサイズ（２７９．４×２１５．９ｍｍ）の普通サイズ紙を縦送り（搬送方向に垂直な方向の幅２１５．９ｍｍ）で連続５枚給紙して画像形成を行い、レターサイズの用紙におけるインボイスの用紙の非通紙部に対応する領域にオフセットが発生するかどうか目視により確認した。

表１は、定着温度および冷却モードの条件と、オフセットの評価結果とを示している。なお、表１では、目視検査においてオフセットの発生が実用上問題ない程度であったものを○印、オフセットの発生が顕著なものを×印とした。

比較例１は、普通サイズ紙に対する定着温度を１９０℃とし、小サイズ紙に対する定着温度を１９０℃とし、冷却時間を０秒とした場合である。この場合、レターサイズの用紙におけるインボイスの用紙の非通紙部に対応する領域に対するオフセットの発生が顕著であった。

実施例１は、普通サイズ紙に対する定着温度を１９０℃とし、小サイズ紙に対する定着温度を１８０℃とし、冷却時間を０秒とした場合である。このように、小サイズ紙に対する定着温度を普通サイズ紙に対する定着温度１９０℃よりも低い１８０℃とすることにより、オフセットの発生を抑制することができた。

この理由は、以下のように考えられる。すなわち、外部加熱ベルト３のコート材はフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）からなり、フッ素樹脂は温度が高くなると柔らかくなることから削れ易くなる。定着温度が１９０℃の場合、小サイズ紙の通紙時における外部加熱ベルトの非通紙部の温度は２４０〜２４５℃になり、外部加熱ベルト３の非通紙部のコート材が非常に削れ易い状態になる。これに対して、定着温度を１８０℃に下げることにより、外部加熱ベルト３の小サイズ紙に対する非通紙部の温度を２３０〜２３５℃に下げることができるのでコート材は削れにくくなる。その結果、定着ローラ１へのコート材の付着量を低減することができるので、定着ローラ１の離型性の低下を抑制し、オフセットレベルを改善することができる。

実施例２では、普通サイズ紙に対する定着温度を１９０℃とし、小サイズ紙に対する定着温度を１９０℃とし、冷却時間を１２０秒とした。このように、小サイズ紙に対する定着処理を連続して１００枚行った後、冷却モードの動作を１２０秒間行うことにより、その後に行った普通サイズの用紙に対する定着処理においてオフセットレベルを実用上問題ない程度に低減できた。

この理由は、以下のように考えられる。すなわち、定着ローラ表面のトナーが高温オフセットしない上限温度である高温オフセット限界温度は、外部加熱ベルトから削り取られたコート材が付着していない状態では通常は２１５℃前後であるが、コート材が付着すると定着ローラの離型性が低下するので、高温オフセット限界温度は２００℃前後に低下する。一方、小サイズ紙に対する定着処理を連続して行った直後における定着ローラの非通紙部の表面温度は２０５〜２１０℃となり、コート材が付着したときの高温オフセット限界温度（２００℃）を超えている。このため、冷却時間を設けずにすぐに普通サイズ紙に対する定着処理を行うと、小サイズ紙に対する非通紙部に対応する位置で高温オフセットが発生する。これに対して、実施例２では、小サイズ紙に対する定着処理を連続して行った後に、１２０秒の冷却時間を設けることにより、定着ローラにおける非通紙部の表面温度は１９０℃まで冷却される。このため、定着ローラの表面温度をコート材が付着したときの高温オフセット限界温度（２００℃）以下に下げることができるので、オフセットの発生を抑制できる。

＜制御部１６による温度制御方法の詳細説明＞
図６は、制御部１６による温度制御処理の流れを示すフローチャートである。

制御部１６は、画像形成ジョブを受け付けると、画像形成に先立ち、当該画像形成ジョブが普通サイズ紙に対するものか小サイズ紙に対するものかを判定する（Ｓ１）。なお、普通サイズ紙とは、画像形成装置１００によって印刷可能な記録用紙の搬送方向に垂直な方向の最大幅（定着ローラ１における記録用紙との当接面の回転軸方向の最大幅）とほぼ同じ幅の記録用紙を意味するものとする。具体的には、本実施形態では、画像形成装置１００はＡ４機であるものとし、制御部１６は、Ａ４縦送り（搬送方向に垂直な方向の幅２１０ｍｍ）、Ａ５横送り（搬送方向に垂直な方向の幅２１０ｍｍ）、レター縦送り（搬送方向に垂直な方向の幅２１５．９ｍｍ）、リーガル縦送り（搬送方向に垂直な方向の幅２１５．９ｍｍ）、インボイス横送り（搬送方向に垂直な方向の幅２１５．９ｍｍ）等を普通サイズ紙のグループとして分類する。

当該画像形成ジョブが普通サイズ紙に対するものの場合（Ｓ１でＹｅｓ）、制御部１６は定着温度を第１の定着温度（１９０℃）に設定し（Ｓ２）、定着処理を行い（Ｓ３）、画像形成モードの処理を終了して待機モードに移行する。

一方、当該画像形成ジョブが普通サイズ紙以外に対するものの場合、すなわち、普通サイズ紙よりも定着ローラ１の回転軸方向の幅が小さい小サイズ紙のグループとして分類される記録用紙に対する定着処理を行う場合（Ｓ１でＮｏ）、制御部１６は定着温度を第１の定着温度よりも低い第２の定着温度（１８０℃）に設定し（Ｓ４）、定着処理を行う（Ｓ５）。

その後、制御部１６は、当該画像形成ジョブの印刷枚数（定着回数）を所定の閾値（本実施形態では５０枚）以上であるか閾値未満であるかを判断する（Ｓ６）。

そして、印刷枚数が閾値未満である場合、制御部１６は、画像形成モードを終了して待機モードに移行する。

一方、印刷枚数が閾値以上である場合、制御部１６は、冷却モードに移行して定着ローラ１の冷却処理を行う（Ｓ７）。具体的には、制御部１６が、定着装置３０における各ヒータランプに対する電力供給をＯＦＦにするとともに、定着ローラ１を所定の冷却時間（本実施形態では３０秒間）空転させて定着ローラ１を冷却する。そして、所定の冷却時間が経過した後、制御部１６は冷却モードを終了して待機モードに移行する。

以上のように、本実施形態にかかる画像形成装置１００では、普通サイズの用紙よりもサイズの小さい用紙に対する定着処理を行う場合に、定着温度を普通サイズの用紙のときよりも低く設定する。

これにより、小サイズの用紙に対する定着処理を行うときの定着ローラ１および外部加熱ベルト３における非通紙部の温度が低くなる。その結果、外部加熱ベルト３にスクレーパ７を当接させても外部加熱ベルト３の表面のコート材が削られにくくなる。したがって、削られたコート材が定着ローラ１に付着することを抑制し、定着ローラ１における小サイズの用紙に対する非通紙領域の離型性が低下することを抑制できるので、その後に普通サイズの用紙に対する定着処理を行う場合に小サイズの用紙に対する非通紙領域に対応する位置に高温オフセットが生じることを抑制できる。

なお、外部加熱ベルト３の表面の材質がフッ素樹脂等の樹脂材料からなる場合、温度が高くなるほど柔らかくなり、スクレーパの当接によって削れ易くなる。このため、小サイズの用紙に対する定着温度は、所定の用紙搬送速度および用紙搬送間隔で搬送される用紙に対して高温オフセットおよび低温オフセットを生じることなく定着処理を行える範囲内でできるだけ低い温度に設定することが好ましい。

また、本実施形態では、小サイズの用紙に対する定着処理を連続して所定枚数以上行った場合に、定着ローラ１の表面温度を低下させるための冷却モードの処理を行う。これにより、定着ローラ１における小サイズの用紙に対する非通紙領域の温度を低下させることができるので、その後に普通サイズの用紙に対する定着処理を行う場合に小サイズの用紙に対する非通紙領域に対応する位置に高温オフセットが生じることを抑制できる。

なお、定着ローラ表面のトナーが高温オフセットしない上限温度である高温オフセット限界温度は、定着ローラの離型性の影響を受けることから、定着ローラ表面へのコート材の付着量によって異なる。このため、上記の冷却時間は、定着ローラにおける小サイズ紙に対する非通紙領域の表面温度が、所定量のコート材が付着した状態における高温オフセット限界温度よりも低い温度まで低下する時間以上に設定することが好ましい。また、上記の所定量は、定着ローラの使用期間内に定着ローラ表面に蓄積されるコート材の量を考慮して設定することが好ましい。例えば、所定枚数の定着処理を行った後に定着ローラ表面に蓄積されると想定されるコート材の量に設定してもよい。

また、本実施形態では、冷却時間を予め定められた所定時間としているが、これに限らず、定着ローラにおける小サイズ紙に対する非通紙領域の表面温度を検出するサーミスタ等の温度検知手段を設け、定着ローラにおける非通紙領域の表面温度が所定温度以下に低下するまで冷却モードの動作を継続するようにしてもよい。また、小サイズの用紙に対する定着処理を連続して行った枚数に応じて、冷却時間を、定着ローラにおける小サイズ紙に対する非通紙領域の表面温度を所定量のコート材が付着した状態における高温オフセット限界温度よりも低い温度まで低下させることができる時間になるように変更してもよい。

また、本実施形態では、用紙サイズが普通サイズの場合と普通サイズよりも小さい場合について説明したが、用紙サイズをさらに多数のグループに分類し、グループ毎に冷却時間を異ならせるようにしてもよい。また、グループ毎に定着温度を異ならせるようにしてもよい。

また、本実施形態では、Ａ４縦送り、Ａ５横送り、レター縦送り、リーガル縦送り、インボイス横送り等を普通サイズの用紙としているが、これに限るものではない。例えば、レター縦送り、リーガル縦送り、およびインボイス横送りを普通サイズとして、Ａ４縦送りおよびＡ５横送りを普通サイズよりも小さいサイズとしてもよい。

また、本実施形態では、定着ローラ１の内部にヒータランプ５ｃを１本のみ備えているが、これに限らず、定着ローラ１の回転軸方向に沿って複数のヒータランプを設けてもよい。例えば、小サイズの用紙の通紙領域を加熱するためのヒータランプと、小サイズの用紙の非通紙領域を加熱するためのヒータランプとを設けておき、小サイズの用紙の定着処理を行う場合には非通紙領域に対応するヒータランプへの電力供給量を普通サイズの用紙の場合よりも小さくするようにしてもよい。これにより、小サイズの用紙の定着処理時に定着ローラ１の非通紙領域の温度が高くなりすぎることを抑制できる。

また、本実施形態では、クリーニング部材としてスクレーパ７およびクリーニングパッド１２を備えた構成について説明したが、これに限るものではない。例えば、スクレーパ７またはクリーニングパッド１２の一方を備えない構成にしてもよく、スクレーパ７またはクリーニングパッド１２に代えてクリーニングウェブ等の他のクリーニング部材を備えてもよい。

また、本実施形態では、加熱ローラ４ａ，４ｂ、定着ローラ１、および加圧ローラのそれぞれにヒータランプを備えているが、これに限らず、例えば、加熱ローラ４ａおよび／または４ｂのみにヒータランプを備えてもよく、加熱ローラ４ａおよび／または４ｂと定着ローラ１のみにヒータランプを備えてもよい。

また、本実施形態では、外部加熱ユニット１３が定着部材に当接して定着部材を加熱する外部加熱部材として外部加熱ベルト３を備えている構成について説明したが、これに限らず、例えば外部加熱部材としてローラ部材を備えている構成としてもよい。

最後に、定着装置３０の制御部１６、特に温度制御部１４および回転制御部１７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３０は、各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）、上記プログラム及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、上述した機能を実現するソフトウェアである定着装置３０の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３０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３０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。

このように本明細書において、手段とは必ずしも物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能がソフトウェアによって実現される場合も含む。さらに、１つの手段の機能が２つ以上の物理的手段により実現されても、もしくは２つ以上の手段の機能が１つの物理的手段により実現されてもよい。

本発明は上述した各実施形態または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り、異なる実施形態または実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜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。

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置に適用できる。

本発明の一実施形態に係る定着装置の構成を示す説明図である。 図１の定着装置を備えた画像形成装置の断面図である。 図１の定着装置に備えられるスクレーパの正面図および側面図である。 図１の定着装置に備えられる外部加熱ユニットの断面図である。 図１の定着装置に備えられる外部加熱ユニットにおける外部加熱ベルトとスクレーパとの当接部の要部拡大図である。 図１に示した定着装置の制御方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 定着ローラ（定着部材）
２ 加圧ローラ（加圧部材）
３ 外部加熱ベルト（外部加熱部材、無端ベルト）
４ａ〜４ｂ 加熱ローラ（懸架ローラ）
５ａ〜５ｄ ヒータランプ（加熱部）
６ａ〜６ｃ サーミスタ
７ スクレーパ（クリーニング部材）
７ａ クリーニング部
７ｂ 保持部
７ｃ スリット
９ 記録用紙（記録材）
１１ 外部加熱ユニットホルダ
１２ クリーニングパッド（クリーニング部材）
１２ａ フェルト部材（クリーニング部材）
１２ｂ フェルト保持部材
１３ 外部加熱ユニット
１４ 温度制御部（制御部）
１５ 電源回路
１６ 制御部
１７ 回転制御部（制御部）
１８ 回転駆動部
３０ 定着装置
１００ 画像形成装置

Claims (16)

1. 回転する定着部材と、上記定着部材に圧接する加圧部材と、上記定着部材の表面に当接して当該定着部材を加熱するための回転可能に支持された外部加熱部材を有する外部加熱ユニットと、上記外部加熱部材を加熱する加熱手段と、上記外部加熱部材における上記定着部材と当接する表面に当接して当該外部加熱部材の上記表面に付着した汚れを除去するクリーニング部材とを備え、上記クリーニング部材は上記外部加熱部材との当接部が上記外部加熱ユニットの筐体に対して相対的に移動しないように当該筐体に固定された固定部材であり、上記定着部材の表面に擦擦するクリーニングウェブが設けられておらず、上記定着部材と上記加圧部材との間に記録材を搬送し、上記記録材上のトナー画像を上記定着部材から伝達される熱によって上記記録材上に熱定着させる定着装置であって、
   上記定着部材の表面温度を制御する制御部を備え、
   上記制御部は、
   上記定着部材の回転軸方向の幅が既定サイズよりも狭い記録材に対する定着処理を所定枚数以上連続して行った後、上記幅が既定サイズ以上である記録材に対する定着処理を行う場合、上記幅が既定サイズ以上である記録材に対する定着処理を開始する前に、上記定着部材の表面における上記幅が既定サイズよりも狭い記録材に当接しない領域の温度が、上記クリーニング部材によって上記外部加熱部材から削り取られた物質が当該領域に付着している場合であっても上記幅が既定サイズである記録材に対する定着処理時に高温オフセット現象が生じない温度以下に低下するまで、上記定着部材の表面温度を低下させるための冷却処理を行うことを特徴とする定着装置。
2. 上記制御部は、定着処理を行う記録材における上記定着部材の回転軸方向の幅に応じて分類されるグループ毎に定着処理時における上記定着部材の表面温度である定着温度を設定するようになっており、上記幅が狭いグループほど上記定着温度を低く設定することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 上記外部加熱部材は、複数の懸架ローラに懸架された無端ベルト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。
4. 上記制御部は、上記定着部材の加熱を停止した状態で上記定着部材を回転させることによって上記冷却処理を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 上記制御部は、上記幅が既定サイズよりも狭い記録材に対する定着処理を所定枚数以上連続して行った後、上記幅が既定サイズ以上である記録材に対する定着処理を行う場合、上記領域の温度が、当該領域に上記物質が付着している場合であっても上記幅が既定サイズである記録材に対する定着処理時に高温オフセット現象が生じない温度以下に低下するまでの時間以上になるように予め設定された所定時間が経過するまで上記冷却処理を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 上記外部加熱部材における上記定着部材および上記クリーニング部材との当接面は樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 上記クリーニング部材は、板状部材のエッジ部分を上記外部加熱部材の表面に当接させて当該外部加熱部材の表面に付着した汚れを除去するスクレーパであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 上記スクレーパは、金属製であることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. 上記クリーニング部材は、上記外部加熱部材の表面に面接触して当該外部加熱部材の表面に付着した汚れを除去するクリーニングパッドであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置。
10. 上記クリーニングパッドは、フッ素樹脂繊維からなるフェルト部材であることを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
11. 上記クリーニング部材として、板状部材のエッジ部分を上記外部加熱部材の表面に当接させて当該外部加熱部材の表面に付着した汚れを除去するスクレーパと、上記外部加熱部材の表面に面接触して当該外部加熱部材の表面に付着した汚れを除去するクリーニングパッドとを備えていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置。
12. 請求項１から１１のいずれか１項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。
13. 回転する定着部材と、上記定着部材に圧接する加圧部材と、上記定着部材の表面に当接して当該定着部材を加熱するための回転可能に支持された外部加熱部材を有する外部加熱ユニットと、上記外部加熱部材を加熱する加熱手段と、上記外部加熱部材における上記定着部材と当接する表面に当接して当該外部加熱部材の上記表面に付着した汚れを除去するクリーニング部材とを備え、上記クリーニング部材は上記外部加熱部材との当接部が上記外部加熱ユニットの筐体に対して相対的に移動しないように当該筐体に固定された固定部材であり、上記定着部材の表面に擦擦するクリーニングウェブが設けられておらず、上記定着部材と上記加圧部材との間に記録材を搬送し、上記記録材上のトナー画像を上記定着部材から伝達される熱によって上記記録材上に熱定着させる定着装置の制御方法であって、
    上記定着部材の回転軸方向の幅が既定サイズよりも狭い記録材に対する定着処理を所定枚数以上連続して行った後、上記幅が既定サイズ以上である記録材に対する定着処理を行う場合、上記幅が既定サイズ以上である記録材に対する定着処理を開始する前に、上記定着部材の表面における上記幅が既定サイズよりも狭い記録材に当接しない領域の温度が、上記クリーニング部材によって上記外部加熱部材から削り取られた物質が当該領域に付着している場合であっても上記幅が既定サイズである記録材に対する定着処理時に高温オフセット現象が生じない温度以下に低下するまで、上記定着部材の表面温度を低下させるための冷却処理を行うことを特徴とする定着装置の制御方法。
14. 定着処理を行う記録材における上記定着部材の回転軸方向の幅に応じて分類されるグループ毎に定着処理時における上記定着部材の表面温度である定着温度を設定し、上記幅が狭いグループほど上記定着温度を低く設定することを特徴とする請求項１３に記載の定着装置の制御方法。
15. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の定着装置を動作させるための制御プログラムであって、コンピュータを上記制御部として機能させるための制御プログラム。
16. 請求項１５に記載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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