(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上の画像を加熱する加熱回転体と、該加熱回転体との間でニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱回転体と当接しつつ回転し、前記加熱回転体との当接部にて該加熱回転体を加熱する外部加熱部材と、を備え、前記ニップ部を通過する記録材に画像を加熱定着する定着装置において、
前記加熱回転体と当接した前記外部加熱部材の、前記ニップ部内で所定サイズの記録材が通過する通過領域から幅方向に外れた所定サイズ外領域に対応する部位を冷却する冷却手段を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記外部加熱部材は、前記加熱回転体よりも熱容量が小さいことを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記外部加熱部材は外部加熱ベルトを有し、該外部加熱ベルトが前記加熱回転体と当接することを特徴とする、請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記外部加熱部材を加熱する外部加熱手段は、前記外部加熱ベルトを張架するローラ内に配置され、通電により発熱する発熱体であることを特徴とする、請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記外部加熱部材を加熱する外部加熱手段は、前記外部加熱ベルトを構成し、通電により発熱する抵抗発熱層であることを特徴とする、請求項３に記載の定着装置。
【請求項６】
前記外部加熱部材を加熱する外部加熱手段は、前記外部加熱ベルトを構成し、電磁誘導により発熱する誘導発熱層で、通電により該誘導発熱層を通過する磁束を発生させる誘導コイルを有することを特徴とする、請求項３に記載の定着装置。
【請求項７】
前記加熱回転体の前記所定サイズ外領域の温度を検知する温度検知手段、前記加圧部材の前記所定サイズ外領域の温度を検知する温度検知手段、前記外部加熱部材の前記所定サイズ外領域に対応する部位の温度を検知する温度検知手段、のうちの少なくとも１個の温度検知手段と、該温度検知手段の検知温度に応じて前記冷却手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする、請求項１ないし６のうちの何れか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記外部加熱部材を加熱する外部加熱手段は、
前記外部加熱部材の、前記所定サイズ外領域に対応する部位よりも前記通過領域に対応する部位を加熱する部分の方が発熱量が大きい第１発熱部と、
前記外部加熱部材の、前記通過領域に対応する部位よりも前記所定サイズ外領域に対応する部位を加熱する部分の方が発熱量が大きい第２発熱部と、
前記加熱回転体の前記所定サイズ外領域の温度を検知する温度検知手段、前記加圧部材の前記所定サイズ外領域の温度を検知する温度検知手段、前記外部加熱部材の前記所定サイズ外領域に対応する部位の温度を検知する温度検知手段、のうちの少なくとも１個の温度検知手段と、
該温度検知手段の検知温度に応じて前記第１発熱部に対する前記第２発熱部の動作割合を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする、請求項１ないし７のうちの何れか１項に記載の定着装置。
【請求項９】
前記加熱回転体を加熱する回転体加熱手段は、
前記加熱回転体の、前記所定サイズ外領域よりも前記通過領域を加熱する部分の方が発熱量が大きい第１発熱部と、
前記加熱回転体の、前記通過領域よりも前記所定サイズ外領域を加熱する部分の方が発熱量が大きい第２発熱部と、
前記加熱回転体の前記所定サイズ外領域の温度を検知する温度検知手段、前記加圧部材の前記所定サイズ外領域の温度を検知する温度検知手段、前記外部加熱部材の前記所定サイズ外領域に対応する部位の温度を検知する温度検知手段、のうちの少なくとも１個の温度検知手段と、
該温度検知手段の検知温度に応じて前記第１発熱部に対する前記第２発熱部の動作割合を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする、請求項１ないし８のうちの何れか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記加圧部材を加熱する加圧部材加熱手段は、
前記加圧部材の、前記所定サイズ外領域よりも前記通過領域を加熱する部分の方が発熱量が大きい第１発熱部と、
前記加圧部材の、前記通過領域よりも前記所定サイズ外領域を加熱する部分の方が発熱量が大きい第２発熱部と、
前記加熱回転体の前記所定サイズ外領域の温度を検知する温度検知手段、前記加圧部材の前記所定サイズ外領域の温度を検知する温度検知手段、前記外部加熱部材の前記所定サイズ外領域に対応する部位の温度を検知する温度検知手段、のうちの少なくとも１個の温度検知手段と、
該温度検知手段の検知温度に応じて前記第１発熱部に対する前記第２発熱部の動作割合を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする、請求項１ないし９のうちの何れか１項に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記加熱回転体の前記所定サイズ外領域を冷却する回転体冷却手段と、前記加圧部材の前記所定サイズ外領域を冷却する加圧部材冷却手段とのうちの少なくとも何れかを有することを特徴とする、請求項１ないし１０のうちの何れか１項に記載の定着装置。
【請求項１２】
記録材上に画像を形成する画像形成部と、該画像形成部により記録材上に形成された画像を記録材に定着させる定着装置と、を備えた画像形成装置において、
前記定着装置は、請求項１ないし１１のうちの何れか１項に記載された定着装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成部で記録材上に形成された画像を記録材に定着させる定着装置、及び、このような定着装置を備えた電子写真方式の画像形成装置（複写機、プリンタ、複合機、ファクシミリ等）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機やプリンタ、複合機等の画像形成装置においては、更なる高速化、高画質化、カラー化、省エネルギー化等が要求されている。更には、薄紙や厚紙、ラフ紙（表面の粗い紙）、凹凸紙（エンボス紙等）、コート紙（グロスコート紙、マットコート紙等）等の様々な記録材に対応できるマルチメディア対応性、及び高い生産性（単位時間当たりの画像形成枚数）も要求されている。特に、厚紙などの秤量の大きい記録材での生産性を上げるためには、定着装置の記録材加熱性能を向上させることにより、トナーを記録材に定着させる定着性能を向上させる必要がある。
【０００３】
しかし、秤量が大きい記録材（厚紙）のトナー定着に必要な熱量は、秤量が小さい記録材（薄紙）に比べて大幅に多い。このため、秤量が大きい記録材にトナー定着を秤量が小さい記録材と同じ定着スピードで行うと、トナーを加熱する定着装置の加熱回転体は、熱量が多く奪われて表面温度が低下し、定着不良という問題が発生する可能性がある。したがって、秤量の大きい記録材にトナーを定着する際には、定着性（トナーと記録材との接着力）を確保するために、定着スピードを落として、即ち生産性を落として定着処理を行っているのが現状である。
【０００４】
このような加熱回転体として、例えば、内部にハロゲンヒータなどの加熱源を配置した金属製のパイプ状芯金上に、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性弾性層を被覆し、この弾性層上にフッ素樹脂等の離型層を形成した構造を有する定着ローラが一般的である。このような定着ローラは、ハロゲンヒータからの熱が芯金や熱伝導性の低い弾性層に遮られて定着ローラ表面に伝わりにくいことが、表面温度低下が生じる要因の１つとなっている。
【０００５】
なお、定着ローラとして弾性層を設けない構造もある。この構造の場合、弾性層が無い分、表面温度低下は小さいが、芯金の厚みが大きくなるほど熱を遮るので、同様に表面温度低下が発生する。又、この弾性層が無い場合には、凹凸の大きい記録材において、凹部内のトナーが定着ローラに接触しにくく、この凹部内のトナーが定着不良となってしまう可能性がある。特にカラー画像においては、未定着画像の表面を均一に溶融することができなくなり、定着ムラ、光沢ムラ及び色ムラが発生して、画像品質が低下してしまう可能性がある。従って、様々な記録材への対応性、画像品質から加熱部材に弾性層を被覆するのが好適である。
【０００６】
何れにしても、定着ローラの表面温度低下を防止するため、定着ローラ内に大電力ハロゲンヒータを配置して急激に加熱する構造が考えられる。但し、この構造の場合、芯金温度が急激に上昇してしまい、芯金と弾性層との接着層の熱劣化、又は芯金と離型層との接着層の熱劣化により、芯金と弾性層との剥離、又は芯金と離型層との剥離が発生する可能性がある。更に、弾性層が熱により軟化劣化、又は硬化劣化して、定着ローラの硬度変化が大きくなり、加圧部材としての加圧ローラとの定着ニップ部の幅の変化による定着性の変動や、軟化劣化が進行して弾性層が破壊されてしまう可能性もある。
【０００７】
そこで、定着ローラの表面温度低下を防止すべく、加熱性能を向上させ、生産性を向上させる技術として、定着ローラを内部のヒータからのみではなく、定着ローラに外部加熱部材を当接させて定着ローラを外部から加熱する定着装置が提案されている。このような外部加熱方式の定着装置は、定着ローラを外部から加熱している。これにより、定着ローラの表面温度低下を防止して定着性や生産性を向上させるとともに、定着ローラの芯金温度を低下させるため、芯金と弾性層との剥離や、芯金と離型層との剥離、又は弾性層の熱劣化、を防止して定着ローラを高寿命化できる利点を持つ。
【０００８】
定着ローラに外部加熱ローラを当接させ、定着ローラの表面温度を制御することにより、芯金温度を低下させる構造が例えば特許文献１で提案されている。この特許文献１に記載された構造は、複数の外部加熱部材を定着ローラに圧接及び離間させる接離手段と、複数の外部加熱部材を定着ローラの表面に均一に圧接させる調整手段とを備える。そして、定着ローラに複数の外部加熱部材を均一に圧接し、定着ローラの表面を効果的に加熱することで、厚紙の生産性を向上させている。
【０００９】
又、外部加熱性能を向上させる技術として、定着ローラに外部加熱ベルトを当接させる構成が例えば特許文献２で提案されている。特許文献２に記載された構造は、定着ローラに外部加熱ベルトを当接させ、定着ローラの外周方向の帯状領域を加熱することにより、記録材に充分な熱量を供給し、トナー画像の定着性を安定させている。
【００１０】
一方、定着装置では、記録材の通過により熱が奪われて温度が低下するので、定着ローラの通紙部の表面温度を検知して、加熱源より随時加熱作用を行わせる手段を用い、定着ローラの通紙部の表面温度を所定の目標温度に保つように制御されている。この場合に、小サイズの記録材を通紙すると、定着ローラの記録材が通過する部分（通紙部）では所定の目標温度に維持される。但し、定着ローラの記録材が通過しない部分（非通紙部）では記録材に熱が奪われないため、所定の目標温度以上に温度が上昇する非通紙部昇温が発生する。この非通紙部昇温が大きい場合には、非通紙部の定着装置部材（定着ローラや加圧ローラ、サーミスタ等）の熱劣化や損傷が発生してしまう。
【００１１】
又、小サイズの記録材の通紙により非通紙部昇温が発生した後、大サイズの記録材を通紙すると、この大サイズの記録材の非通紙部を通過する部分で、トナーが加熱され過ぎて、このトナーが定着ローラに付着するホットオフセットが生じる可能性がある。また、非通紙部昇温によって、非通紙部の定着ローラ及び加圧ローラの弾性層の熱膨張（外径）が、通紙部の熱膨張（外径）よりも大きくなる。したがって、小サイズの記録材の通紙後に大サイズの記録材を通紙すると、ローラの長手方向で記録材搬送速度が大きく異なり、定着ニップ部で記録材の搬送速度差による応力が発生する。そして、記録材が変形して、複数の半円弧形状に用紙が波打ってしまう、所謂用紙波打ちが発生する可能性がある。用紙波打ちレベルが悪化すると、トナー画像が飛び散ってしまう画像乱れが発生する。
【００１２】
更に、非通紙部昇温によって、非通紙部の定着ローラ及び加圧ローラの弾性層の熱膨張（外径）が大きくなることにより、記録材全体の搬送速度も大きくなる。したがって、記録材が、画像形成部で記録材に画像が転写される転写部と定着ニップとの両方にまたがる場合には、定着ニップによる記録材の引っ張りが発生し、転写部を抜けた記録材の後端部が跳ねて、トナー像が乱れてしまう画像乱れが発生する可能性もある。
【００１３】
また、例えば定着ローラに弾性層が無く、加圧ローラに弾性層が有る構成の定着装置では、小サイズの記録材を通紙した場合、定着ローラは弾性層が無いので通紙部と非通紙部の周速差は小さい。一方、加圧ローラは弾性層が有るので、非通紙部の昇温によって熱膨張が増大し、周速が大きくなるため、通紙部と非通紙部の周速差が大きくなってしまう。この場合、非通紙部において、加圧ローラと定着ローラとの周速差が発生して、ストレスが発生する。このストレスが大きい場合には、加圧ローラの離型層に波打ちが発生し、さらには加圧ローラの離型層が破断する可能性がある。
【００１４】
そこで、非通紙部昇温対策として、加熱部材としての定着ローラ、又は加圧部材としての加圧ローラの非通紙部を、冷却手段により冷却する方法が例えば特許文献３で提案されている。特許文献３に記載された構造は、定着ローラ又は加圧ローラに対して冷却手段を配置し、冷却手段は複数のファンを配置して、用紙情報に応じて、冷却範囲と冷却強度とを制御している。そして、非通紙部昇温を低減して、紙シワや画像乱れ等を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００４−３７５５５号公報
【特許文献２】特開２００４−１９８６５９号公報
【特許文献３】特開平５−１０７９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、定着ローラを外部加熱ローラや外部加熱ベルトなどの外部加熱部材によって加熱する構造の場合、前述の特許文献３に記載された構造のような冷却を行っても、小サイズの記録材を通紙した場合の非通紙部昇温を十分に抑えられない。即ち、外部加熱ローラや外部加熱ベルトにより定着ローラを外部から加熱すると、定着ローラ又は加圧ローラの非通紙部を冷却するだけでは、定着ローラの非通紙部昇温を十分に抑えられない。特に、外部加熱ベルトのように、定着ローラとの当接部の幅が大きい場合には、外部加熱ベルトから非通紙部に付与する熱量が大幅に増大する。このため、非通紙部昇温が大きくなり、定着ローラ又は加圧ローラの非通紙部を冷却しただけでは、この昇温を十分に抑えられない。
【００１７】
このように、定着ローラを外部加熱ローラや外部加熱ベルトなどの外部加熱部材によって加熱する構造の場合、前述の特許文献３に記載された構造を適用しても冷却が追いつかない場合がある。この場合には、小サイズの記録材の通紙時に、スループット（単位時間当たりの画像形成枚数、生産性）を低下させる等の冷却装置以外の対策が必要となってしまう。
【００１８】
本発明は、上述のような事情に鑑み、加熱回転体を外部加熱部材により加熱する構造でも、生産性を低下させることなく、小サイズの記録材を通紙した場合の非通紙部昇温を抑えられる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、記録材上の画像を加熱する加熱回転体と、該加熱回転体との間でニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱回転体と当接しつつ回転し、前記加熱回転体との当接部にて該加熱回転体を加熱する外部加熱部材と、を備え、前記ニップ部を通過する記録材に画像を加熱定着する定着装置において、前記加熱回転体と当接した前記外部加熱部材の、前記ニップ部内で所定サイズの記録材が通過する通過領域から幅方向に外れた所定サイズ外領域に対応する部位を冷却する冷却手段を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、外部加熱部材の所定サイズ外領域に対応する部位、即ち、所定サイズの記録材を通紙した後の非通紙部に対応する部位を冷却手段により冷却している。このため、外部加熱部材による加熱回転体の所定サイズ外領域（非通紙部）への加熱が抑えられ、生産性を低下させることなく、加熱回転体の非通紙部昇温を効率良く抑えられる。この結果、所定サイズ外領域の各部材の劣化や損傷を防止し、更に用紙波打ちや画像乱れを防止するとともに、生産性が高い定着装置及びこのような定着装置を備えた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】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】第１の実施形態に係る定着装置の概略構成図。
【図３】第１の実施形態の定着ローラ及び加圧ローラの概略構成断面図。
【図４】第１の実施形態の外部加熱ベルトの概略構成断面図。
【図５】第１の実施形態のサーミスタの概略配置図。
【図６】第１の実施形態の冷却ファンの概略配置図。
【図７】比較例１に係る定着装置の概略構成図。
【図８】比較例２に係る定着装置の概略構成図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る冷却ファンの概略配置図。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る定着装置の概略構成図。
【図１１】第３の実施形態のメインヒータの発熱分布を示す図。
【図１２】第３の実施形態のサブヒータの発熱分布を示す図。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る定着装置の概略構成図。
【図１４】第４の実施形態の外部加熱ベルトの概略構成断面図。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る定着装置の概略構成図。
【図１６】第５の実施形態の外部加熱ベルトの概略構成断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図６を用いて説明する。まず、図１により、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。図１に示す画像形成装置は、それぞれ色の異なる４色のトナー像を形成する４個の画像形成ユニットＹ（イエロー）・Ｍ（マゼンタ）・Ｃ（シアン）・Ｂｋ（ブラック）が配置される。そして、これら画像形成ユニットを縦貫するようにして、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト１０が配置されている。
【００２３】
これら４個の画像形成ユニットＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ、は、同様の構成であり、以下では、代表してイエローの画像形成ユニットＹの構成を説明する。他の画像形成ユニットについては、画像形成ユニットＹと同一の構成及び作用の部材には同じ番号を付し、各ユニットを示す添え字を変更する。
【００２４】
像担持体として、例えば表層がＯＰＣ（有機光半導体）からなる円筒型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」と称する。）１Ｙは、矢印方向へ回転駆動される。２Ｙは、感光ドラム１Ｙの表面を一様均一に帯電する帯電ローラである。所定のバイアスが印加された帯電ローラ２Ｙは、感光ドラム１Ｙと接触従動回転して、感光ドラム１Ｙ表面を所定の電位に帯電する。帯電された感光ドラム１Ｙは、露光装置３Ｙによる露光光（レーザー光等）による露光が行われて、入力原稿の色分解画像に対応した静電潜像が形成される。現像装置４Ｙは、現像ローラで帯電したトナーを用いて静電潜像の現像を行い、静電潜像に対応したトナー像を、感光ドラム１Ｙ表面に形成する。感光ドラム１Ｙ上のトナー像は、感光ドラム１Ｙと１次転写ローラ５Ｙとの１次転写ニップ部Ｔ１Ｙにおいて、１次転写ローラ５Ｙにより、感光ドラム１Ｙの周速とほぼ同速度で回転している中間転写ベルト１０上に１次転写される。
【００２５】
１次転写後の感光ドラム１Ｙ上の１次転写残トナーは、ブレード又はブラシ等が配置された感光ドラムクリーニング装置６Ｙにより回収される。そして、１次転写残トナーが除去された感光ドラム１Ｙは、再び帯電ローラ２Ｙにより一様均一に帯電されて繰り返し作像に供される。
【００２６】
中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１１、支持ローラ１２、バックアップローラ１３に張架される。そして、４個の画像形成ユニットＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋの感光ドラム１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋに接触しながら、駆動ローラ１１の矢印方向の回転により回転駆動される。
【００２７】
フルカラーモード（フルカラー画像形成）が選択されている場合は、以上のような作像動作が４個の画像形成ユニットＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋにて実行される。そして、感光ドラム１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋ上にそれぞれ形成されたイエロートナー像・マゼンタトナー像・シアントナー像・ブラックトナー像が中間転写ベルト１０上に順次多重転写される。なお、色順は上記に限定されず画像形成装置により任意である。
【００２８】
そして、中間転写ベルト１０上に多重転写された４色のトナー像は、バックアップローラ１３と２次転写ローラ１４との２次転写転写部Ｔ２で、２次転写ローラ１４により、記録材Ｐへ一括して２次転写される。又、記録材Ｐは、給紙カセット（不図示）内から一枚分離給送され、レジストローラ対（不図示）によって、２次転写部Ｔ２に中間転写ベルト１０上の多重転写トナー画像に合わせた所定の制御タイミングで供給される。
【００２９】
本実施形態では、記録材上に画像を形成する画像形成部を上述のように構成している。そして、このような画像形成部により記録材上に形成された画像（トナー像）は、定着装置２０により記録材に定着される。即ち、トナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置２０に導入され、記録材Ｐ上のトナー像が加圧・加熱されて記録材Ｐ上にフルカラートナー像が定着される。
【００３０】
２次転写後の中間転写ベルト１０上の２次転写残トナーは、ブレード又はブラシ等が配置された中間転写クリーニング装置１５により回収される。そして、２次転写残トナーが除去された中間転写ベルト１０は、繰り返し画像形成の１次転写に供される。
【００３１】
又、例えば黒単色のモノカラーモード（モノカラー画像形成）や２〜３色モードの場合は、必要な色の画像形成ユニットにおいて感光ドラムに対する画像形成が実行される。この時、不必要な画像形成ユニットにおける感光ドラムは空回転される。そして、そのトナー像が１次転写部Ｔ１にて中間転写ベルト１０上に１次転写され、さらに２次転写部Ｔ２にて記録材Ｐに２次転写され、定着装置２０へ導入される動作が実行される。
【００３２】
次に、加熱装置２０について説明する。図２に示すように、加熱装置２０は、加熱回転体（加熱部材）である定着ローラ２１、加圧部材としての加圧ローラ２２、外部加熱部材を構成する外部加熱ベルト２３を備える。このうちの定着ローラ２１は、不図示の駆動源によって、矢印Ａ方向に所定の速度、例えば５００ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転駆動される。また、加圧ローラ２２は定着ローラ２１の回転により従動回転する。
【００３３】
このような定着ローラ２１及び加圧ローラ２２は、図３に示すように、円筒状金属製の芯金２４ａ、２４ｂ、耐熱性の弾性層２５ａ、２５ｂ、耐熱性の離型層２６ａ、２６ｂを内径側から順に重ねてなる。定着ローラ２１の芯金２４ａは、例えば、外径７４ｍｍ、厚み６ｍｍ、長さ３５０ｍｍのアルミニウム製である。また、弾性層２５ａは、例えば厚さ３ｍｍのシリコーンゴム（例えばＪＩＳ−Ａ硬度２０度）からなり、芯金２４ａの外周面を被覆している。また、離型層２６ａは、トナーとの離型性向上のため、例えば厚さ１００μｍのフッ素樹脂（例えばＰＦＡチューブ）からなり、弾性層２５ａの表面を被覆している。
【００３４】
一方、加圧ローラ２２の芯金２４ｂは、例えば、外径５４ｍｍ、厚み５ｍｍ、長さ３５０ｍｍのステンレス製である。また、弾性層２５ｂは、例えば厚さ３ｍｍのシリコーンゴム（例えばＪＩＳ−Ａ硬度２０度）からなり、芯金２４ｂの外周面を被覆している。また、離型層２６ｂは、トナーとの離型性向上のため、例えば厚さ１００μｍのフッ素樹脂（例えばＰＦＡチューブ）からなり、弾性層２５ｂの表面を被覆している。
【００３５】
また、定着ローラ２１の芯金２４ａの内部には、図２に示すように、回転体加熱手段であり、通電により発熱する例えば定格電力１２００Ｗのハロゲンヒータ２７ａ（発熱体）が、定着ローラ２１の幅方向（長手方向、軸線方向）ほぼ全体に亙って配置されている。そして、定着ローラ２１の表面温度が所定の目標温度となるように内部から加熱している。なお、定着ローラ２１の表面温度は、後述する温度検知手段であるサーミスタ２８ａ、２８ｂによって検出される。そして、この検出温度に基づいて、制御手段であるＣＰＵ２９によりハロゲンヒータ２７ａをＯＮ／ＯＦＦ制御することで、所定の目標温度、例えば２００℃に温度制御される。
【００３６】
一方、加圧ローラ２２の芯金２４ｂの内部にも、図２に示すように、加圧部材加熱手段であり、通電により発熱する例えば定格電力４００Ｗのハロゲンヒータ２７ｂ（発熱体）が、加圧ローラ２２の幅方向（長手方向、軸線方向）ほぼ全体に亙って配置されている。そして、加圧ローラ２２の表面温度が所定温度となるように内部から加熱している。なお、加圧ローラ２２の表面温度は、後述する温度検知手段であるサーミスタ３０ａ、３０ｂによって検出される。そして、この検出温度に基づいて、ＣＰＵ２９によりハロゲンヒータ２７ｂをＯＮ／ＯＦＦ制御することで、所定の目標温度、例えば１３０℃に温度制御される。
【００３７】
また、加圧ローラ２２は、不図示の加圧手段により、定着ローラ２１に所定圧力で加圧され、定着ローラ２１とニップ部である定着ニップ部Ｎ１を形成し、矢印Ｂ方向に定着ローラ２１に従動回転される。なお、定着ニップ部Ｎ１の周方向の幅は、例えば、約１０ｍｍである。
【００３８】
また、外部加熱ベルト２３は、外部加熱ローラ３１、３２に張架されている。これら外部加熱ローラ３１、３２は、例えば、外径３０ｍｍ、厚み３ｍｍ、長さ３５０ｍｍの円筒状金属製（例えばアルミニウム製）の芯金からなる。このような外部加熱ローラ３１、３２は、不図示の加圧手段により、定着ローラ２１に所定圧力で加圧される。そして、外部加熱ベルト２３と定着ローラ２１との当接部である外部加熱ニップ部Ｎ２を形成する。外部加熱ベルト２３及び外部加熱ローラ３１、３２は、定着ローラ２１に対して、矢印Ｃ及び矢印Ｄ方向に従動回転する。なお、外部加熱ニップ部Ｎ２の周方向の幅は、例えば、約４０ｍｍである。
【００３９】
また、外部加熱ベルト２３は、図４に示すように、無端状の金属製のベース層３３、耐熱性の離型層３４を内径側から順に重ねてなる。このうちのベース層３３は、例えば、内径５４ｍｍ、厚み５０μｍ、長さ３５０ｍｍのステンレス製である。また、離型層３４は、トナーとの離型性向上のため、例えば厚さ２０μｍのフッ素樹脂（例えばＰＦＡチューブ）からなり、ベース層３３の外周面を被覆している。
【００４０】
また、外部加熱ローラ３１、３２の内部（ローラ内）には、外部加熱手段であり、通電により発熱する例えば定格電力８００Ｗのハロゲンヒータ３５ａ、３５ｂ（発熱体）が、外部加熱ローラ３１、３２の幅方向ほぼ全体に亙ってそれぞれ配置されている。なお、この幅方向は、ローラの長手方向、軸線方向でもある。そして、外部加熱ベルト２３の表面温度が所定の目標温度となるように内部から加熱している。なお、外部加熱ベルト２３の表面温度は、後述する温度検知手段であるサーミスタ３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂによって検出される。そして、サーミスタ３６ａ、３６ｂの検出温度に基づいてハロゲンヒータ３５ａを、サーミスタ３７ａ、３７ｂの検出温度に基づいてハロゲンヒータ３５ｂを、それぞれＣＰＵ２９によりＯＮ／ＯＦＦ制御する。これにより、外部加熱ベルト２３の表面温度を、所定の目標温度、例えば２２０℃に温度制御する。
【００４１】
上述のように構成される定着装置２０の各ローラは、スタンバイ時とプリント時とで圧着又は離間動作を行う。この圧着・離間制御に関して説明する。スタンバイ時は、定着ローラ２１の弾性層２５ａ、及び、加圧ローラ２２の弾性層２５ｂの変形又は歪防止のため、加圧ローラ２２、外部加熱ローラ３１、３２及び外部加熱ベルト２３は、不図示の離間手段により定着ローラ２１から離間される。一方、プリント中、即ち記録材上の画像の定着（加熱）動作中は、加圧ローラ２２、外部加熱ローラ３１、３２及び外部加熱ベルト２３は、不図示の加圧手段により定着ローラ２１に圧着される。
【００４２】
なお、スタンバイ中に各ローラが離間せずに圧着したままとした場合、定着ニップ部Ｎ１及び外部加熱ニップ部Ｎ２での弾性層の変形又は歪がプリント中にも残存して、画像上に横スジや光沢スジ（光沢ムラ）等が発生して画像品質が低下してしまう。そのため、本実施形態のように、スタンバイ中に各ローラを離間するのが好適である。
【００４３】
また、前述したように、定着装置２０は、画像形成部で記録材Ｐに形成された画像を記録材Ｐに定着させる。即ち、図２で示すように、トナーＫを担持した記録材Ｐが矢印Ｅ方向に搬送され、定着ニップ部Ｎ１に導入される。そして、この記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ１を通過することにより、加熱・加圧され、トナーＫが記録材Ｐに定着される。この際、定着ローラ２１表面の定着ニップ部Ｎ１で記録材Ｐに熱が奪われて温度低下した部位は、ハロゲンヒータ２７ａからの熱量、及び外部加熱ニップ部Ｎ２により加熱されて、所定温度に上昇する。その後、再び定着ニップ部Ｎ１で記録材Ｐに熱を与えることを繰り返して、定着動作が行われる。一方、外部加熱ベルト２３の外部加熱ニップ部Ｎ２で定着ローラ２１に熱が奪われて温度低下した部位は、外部加熱ローラ３２との接触部で加熱され、更に外部加熱ローラ３１との接触部で加熱されて、所定温度に上昇する。その後、再び外部加熱ニップ部Ｎ２で定着ローラ２１に熱を与えることを繰り返して、定着動作が行われる。
【００４４】
次に、定着ローラ２１、加圧ローラ２２、外部加熱ベルト２３のそれぞれの表面温度を検知するサーミスタについて説明する。本実施形態の場合、それぞれの表面温度を検知するサーミスタは、各ローラの幅方向（長手方向、記録材の通紙方向に直角な方向）に２個所ずつ配置している。即ち、図５に示すように、それぞれのローラ幅方向（図５の左右方向）中央部に、サーミスタ２８ａ、３０ａ、３６ａ、３７ａを、ローラ幅方向片端部に、サーミスタ２８ｂ、３０ｂ、３６ｂ、３７ｂを、それぞれ配置している。なお、図５は一部を省略又は簡略化して図２の右方から見た図に相当する。
【００４５】
本実施形態の画像形成装置は、中央通紙基準であり、図５には、最大サイズの記録材の幅（最大サイズ紙幅）と最小サイズの記録材の幅（最小サイズ紙幅）を示している。即ち、記録材のサイズに拘らず、記録材のローラ幅方向中央部と定着装置２０の定着ローラ２１、加圧ローラ２２及び外部加熱ベルト２３の幅方向中央部とを略一致させた状態で、記録材の定着動作を行う。したがって、最小サイズの記録材は最小サイズ紙幅で示す破線内部分を、最大サイズの記録材は最大サイズ紙幅で示す破線内部分をそれぞれ通過する。なお、本実施形態では、定着ローラ２１、加圧ローラ２２及び外部加熱ベルト２３の幅は互いにほぼ同じとし、互いの幅方向中央部も略一致させている。
【００４６】
上述の各サーミスタのうち、ローラ幅方向中央部に配置されるサーミスタ２８ａ、３０ａ、３６ａ、３７ａは、最小サイズ紙幅で示す破線内部分に配置される。なお、これら各サーミスタは、各ローラの幅方向中央に配置されているが、最小サイズ紙幅の範囲内であればこの幅方向中央から外れた位置に配置しても良い。一方、ローラ幅方向片端部に配置されるサーミスタ２８ｂ、３０ｂ、３６ｂ、３７ｂは、最大サイズ紙幅で示す破線内よりも幅方向外側に配置されている。即ち、これら各サーミスタは、最大サイズの記録材が通過する領域から外れた領域又はこの領域に対応する部位に配置されている。
【００４７】
なお、これら各サーミスタ２８ｂ、３０ｂ、３６ｂ、３７ｂは、所定サイズの記録材が通過する領域から外れた位置、例えば最小サイズ紙幅で示す破線内よりも幅方向外側に配置されていれば良い。即ち、サーミスタ２８ｂ、３０ｂ、３６ｂ、３７ｂは、定着ニップ部Ｎ１内で最小サイズの記録材が通過する通過領域（通紙部）から幅方向に外れた所定サイズ外領域（非通紙部）又はこれに対応する部位（非通紙対応部位）の任意の個所に配置されていれば良い。本実施形態では、通紙部から遠ざけてこの通紙部の温度の影響を抑えるべく、サーミスタ２８ｂ、３０ｂ、３６ｂ、３７ｂを最大サイズ紙の非通紙部又は非通紙対応部位に配置している。
【００４８】
より具体的に説明すると、定着ローラ２１の表面温度を検知するサーミスタ２８ａ、２８ｂは、図２に示すように、定着ニップ部Ｎ１の定着ローラ２１の回転方向上流に、定着ローラ２１の外周面に近接対向するように配置されている。なお、本実施形態では、これらサーミスタ２８ａ、２８ｂは、定着ローラ２１の回転方向に関して同位相に配置されている。また、図５に示すように、最小サイズ紙幅の範囲内（通紙部）にサーミスタ２８ａを、最大サイズ紙幅の外側（非通紙部）にサーミスタ２８ｂを、それぞれ配置している。サーミスタ２８ａは、通紙部の定着ローラ２１の表面温度を所定温度に維持するように、ハロゲンヒータ２７ａを制御する温度制御用サーミスタであり、以後、メインサーミスタ２８ａと称する。サーミスタ２８ｂは、定着ローラ２１の所定サイズ外領域の温度を検知する、即ち、非通紙部の定着ローラ２１の表面温度を監視するサーミスタであり、以後、サブサーミスタ２８ｂと称する。
【００４９】
また、加圧ローラ２２の表面温度を検知するサーミスタ３０ａ、３０ｂは、図２に示すように、定着ニップ部Ｎ１の加圧ローラ２２の回転方向上流に、加圧ローラ２２の外周面に近接対向するように配置されている。なお、本実施形態では、これらサーミスタ３０ａ、３０ｂは、加圧ローラ２２の回転方向に関して同位相に配置されている。また、図５に示すように、最小サイズ紙幅の範囲内（通紙部）にサーミスタ３０ａを、最大サイズ紙幅の外側（非通紙部）にサーミスタ３０ｂを、それぞれ配置している。サーミスタ３０ａは、通紙部の加圧ローラ２２の表面温度を所定温度に維持するように、ハロゲンヒータ２７ｂを制御する温度制御用サーミスタであり、以後、メインサーミスタ３０ａと称する。サーミスタ３０ｂは、加圧ローラ２２の所定サイズ外領域の温度を検知する、即ち、非通紙部の加圧ローラ２２の表面温度を監視するサーミスタであり、以後、サブサーミスタ３０ｂと称する。
【００５０】
また、外部加熱ベルト２３の表面温度を検知するサーミスタ３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂは、この外部加熱ベルト２３の外周面に近接対向するように配置されている。図示の例では、これら各サーミスタは、それぞれ外部加熱ローラ３１、３２と外部加熱ベルト２３を挟んで対向する部分に配置されているが、配置位置は任意に設定可能である。なお、本実施形態では、サーミスタ３６ａとサーミスタ３６ｂとは、外部加熱ベルト２３の周方向に関して同位相に配置され、サーミスタ３７ａとサーミスタ３７ｂとは、外部加熱ベルト２３の周方向に関して同位相に配置されている。また、各サーミスタは、この周方向に関し、後述する冷却ファン３８と外部加熱ニップ部Ｎ２との中間部にそれぞれ配置される。そして、各サーミスタが、冷却ファン３８の冷却による影響、及び、定着ローラ２１又は加圧ローラ２２内のヒータ２７ａ、２７ｂによる影響を受けにくくしている。
【００５１】
また、図５に示すように、最小サイズ紙幅の範囲内（通紙対応部位）にサーミスタ３６ａ、３７ａを、最大サイズ紙幅の外側（非通紙対応部位）にサーミスタ３６ｂ、３７ｂを、それぞれ配置している。サーミスタ３６ａ、３７ａは、通紙対応部位の外部加熱ベルト２３の表面温度を所定温度に維持するように、ハロゲンヒータ３５ａ、３５ｂを制御する温度制御用サーミスタであり、以後、メインサーミスタ３６ａ、３７ａと称する。サーミスタ３６ｂ、３７ｂは、外部加熱ベルト２３の所定サイズ外領域に対応する部位の温度を検知する、即ち、非通紙対応部位の外部加熱ベルト２３の表面温度を監視するサーミスタであり、以後、サブサーミスタ３６ｂ、３７ｂと称する。
【００５２】
また、本実施形態の場合、外部加熱ベルト２３の所定部位を冷却する冷却手段である冷却ファン３８を設けている。冷却ファン３８は、図６に示すように、ファン本体３８ａと、ファン本体３８ａからの送風を外部加熱ベルト２３の所定部位に導くダクト３８ｂとから構成される。本実施形態の画像形成装置は中央基準通紙のため、冷却ファン３８は、外部加熱ベルト２３の幅方向（ローラの長手方向、軸線方向、図６の左右方向）両端部に対向する位置に配置される。
【００５３】
また、本実施形態では、冷却ファン３８を、最小サイズ紙幅で示す破線内よりも幅方向外側に対向する位置にそれぞれ配置し、この部分に冷却ファン３８からの送風が当たるようにしている。即ち、外部加熱ベルト２３の、定着ニップ部Ｎ１内（第１のニップ部内）で所定サイズ（小サイズ）の記録材が通過する通過領域から幅方向に外れた所定サイズ外領域に対応する部位（非通紙対応部位）を冷却できるように、冷却ファン３８を配置している。このために、ダクト３８ｂの幅は、最小サイズ紙幅で示す破線と外部加熱ベルト２３の幅方向端部との間隔とほぼ一致させている。
【００５４】
また、ファン本体３８ａは、電気部品のために耐熱性が高くないので、外部加熱ベルト２３から極力離して、外部加熱ベルト２３の熱による昇温を防止し、耐熱性のダクト３８ｂで、外部加熱ベルト２３の所定部位に送風する構成となっている。又、ファン本体３８ａの外部加熱ベルト２３と反対側にも不図示のダクトを設けて、画像形成装置本体外の冷たい空気を取り込む構成としても良い。このように構成すれば、冷却効果をより向上させられる。なお、本実施形態では、冷却ファン３８は、外部加熱ベルト２３の幅方向両端部に対向する位置に、それぞれ１個ずつ（合計２個）配置しているが、個数はこれに限定されない。例えば、両端部にそれぞれ２個ずつ外部加熱ベルト２３の周方向に並べて配置しても良い。何れにしても、冷却ファン３８は、サブサーミスタ２８ｂ、３０ｂ、３６ｂ、３７ｂのうちの少なくとも１個のサブサーミスタの検知温度に応じて、制御手段であるＣＰＵ２９により制御される。
【００５５】
次に、本実施形態の非通紙部昇温対策に関する制御について説明する。まず、定着装置２０に小サイズの記録材を連続通紙中に、定着ローラ２１のサブサーミスタ２８ｂを監視する。そこで、例えば、サブサーミスタ２８ｂが所定温度の例えば２２０℃以上を検知すると、冷却ファン３８を駆動（ＯＮ）させ、定着ローラ２１と当接した外部加熱ベルト２３の幅方向両端部、即ち外部加熱ベルト２３の非通紙対応部位を冷却して、この部分の温度を低下させる。本実施形態では、例えば、定着ローラ２１の弾性層２５ａの耐熱温度２３０℃から、冷却ファン３８を駆動させる閾値温度を、２２０℃に設定する。ここで、外部加熱ベルト２３は、例えば総厚７０μｍと薄層のため熱容量が小さく、冷却ファン３８の送風により急激に温度が低下する。したがって、外部加熱ベルト２３の非通紙対応部位の温度を十分に低下させることができ、定着ローラ２１の非通紙部の温度も低下し、定着ローラ２１の非通紙部昇温を低減することができる。
【００５６】
一方、冷却ファン３８により冷却しすぎると、次に大サイズの記録材を加熱定着する際に、小サイズの記録材では非通紙部となっていた部分の温度が低くなりすぎてしまう。例えば、最小サイズ紙幅の記録材を定着装置２０に通紙した後、最大サイズ紙幅の記録材を定着装置２０に通紙する場合、最小サイズ紙幅の外側で最大サイズ紙幅の範囲内に対応する部分が、冷却ファン３８により冷却され過ぎる可能性がある。この場合、この部分のトナーを十分に加熱できず、定着不良が生じる可能性がある。したがって、本実施形態では、冷却ファン３８を駆動後もサブサーミスタ２８ｂを監視し、所定温度未満となった場合に冷却ファン３８を停止（ＯＦＦ）するようにしている。
【００５７】
例えば、定着ローラ２１のサブサーミスタ２８ａの検知温度が２２０℃以上を検知すると冷却ファン３８をＯＮして、定着ローラ２１のサブサーミスタ２８ｂの検知温度が２２０℃未満を検知すると、冷却ファン３８を停止（ＯＦＦ）する。本発明者がこのような制御を実際に行った実験では、定着ローラ２１の非通紙部昇温を最大でも２２５℃以下とすることができた。これにより、定着ローラ２１の弾性層２５ａの耐熱温度２３０℃未満を維持することが可能となり、定着ローラ２１の熱劣化による破損を防止できる。
【００５８】
なお、本実施形態の場合、冷却ファン３８のＯＮ／ＯＦＦ制御を、定着ローラ２１のサブサーミスタ２８ｂの検知温度により制御している。但し、外部加熱ベルト２３の非通紙対応部位の昇温や、加圧ローラ２２の非通紙部昇温が問題となる場合には、外部加熱ベルト２３のサブサーミスタ３６ｂ、３７ｂの検知温度、又は加圧ローラ２２のサブサーミスタ３０ｂの検知温度により制御しても良い。即ち、これらの少なくとも何れかの検知温度に応じて任意の閾値を決定し、冷却ファン３８のＯＮ／ＯＦＦ制御を実行しても良い。更に、複数のサブサーミスタの検知温度、又は複数の閾値を組み合わせて、冷却ファン３８のＯＮ／ＯＦＦ制御を実行しても良い。また、各サブサーミスタのうち、少なくとも１個のサブサーミスタの検知温度を使用して冷却ファン３８の制御を行い、他のサブサーミスタを省略しても良い。
【００５９】
次に、図７、８に示す比較例１、２と比較しつつ、本発明の効果について説明する。まず、図７に示す比較例１について説明する。この比較例１の定着装置１００は、冷却ファン１０１の配置位置以外は、上述の図２に示した定着装置２０とほぼ同様である。即ち、比較例１では、冷却ファン１０１（回転体冷却手段）が外部加熱ベルト２３を冷却するのでは無く、定着ローラ２１を冷却する構成である。この冷却ファン１０１の構成自体は、定着装置２０の冷却ファン３８とほぼ同様であり、冷却対象が外部加熱ベルト２３から定着ローラ２１に変更したのみである。
【００６０】
このような比較例１の定着装置１００において、小サイズ紙を連続通紙中に、定着ローラ２１のサブサーミスタ２８ｂを監視する。ここで、例えば、サブサーミスタ２８ｂが所定温度の例えば２２０℃以上を検知すると、冷却ファン１０１を駆動（ＯＮ）させ、定着ローラ２１の非通紙部を冷却する。比較例１では、定着ローラ２１の弾性層２５ａ（図３参照）の耐熱温度２３０℃から、冷却ファン１０１の駆動を行う閾値温度を２２０℃に設定した。なお、比較例１では、定着ローラ２１の総厚を９．１ｍｍとした。
【００６１】
上述のような閾値温度で冷却ファン１０１を駆動したが、定着ローラ２１の熱容量が大きいため、冷却ファン１０１の送風でも定着ローラ２１の非通紙部の温度低下が少なかった。したがって、定着ローラ２１は、冷却ファン１０１で非通紙部が冷却されても、加熱性能の高い外部加熱ベルト２３の加熱により、温度が十分に下がらない。実際に行った実験では、定着ローラ２１の非通紙部昇温が最大で２３０℃以上になった。このような場合、定着ローラ２１の弾性層２５ａが、耐熱温度２３０℃を超えてしまい、熱劣化による軟化劣化を引き起こし、破断してしまう。
【００６２】
一方、比較例１の定着装置１００において、小サイズ紙の紙間を広くして、スループットを低下させることで、定着ローラ２１の非通紙部昇温を最大２２５℃以下にできたが、生産性が低下してしまった。また、比較例１の定着装置１００において、冷却ファン１０１を大型化して風量及び風速を増加させたところ、非通紙部昇温は低減して、生産性の低下を防止できたが、コストアップとともに、画像形成装置の機内昇温が増加してしまった。
【００６３】
また、比較例１の定着装置１００において、冷却ファン１０１を、定着ニップ部Ｎ１の下流、即ち外部加熱ベルト２３の上流に配置していた構成から、定着ニップ部Ｎ１の上流、即ち外部加熱ベルト２３の下流に配置変更した。これにより、冷却ファン１０１がサーミスタ２８ｂ近傍に配置される。この結果、サブサーミスタ２８ｂの検知温度で非通紙部昇温は最大２２５℃以下に低減することができた。しかしながら、上述した場合と同様に、定着ローラ２１の弾性層２５ａの破断が発生してしまった。これは、サブサーミスタ２８ｂでの検知温度は、近傍に配置変更したファン１０１の冷却効果により低下したが、外部加熱ニップ部Ｎ２の直後では、定着ローラ２１の非通紙部温度が２３０℃を超えているためであることが判明した。
【００６４】
このように、比較例１で説明した定着装置１００のように、定着ローラ２１の非通紙部を冷却ファン１０１で冷却する構成の場合、非通紙部昇温を防止するためには、小サイズ紙の生産性の低下、又は機内昇温の増大等が発生してしまうことが避けられない。
【００６５】
次に、図８に示す比較例２について説明する。この比較例２の定着装置２００は、冷却ファン２０１の配置位置以外は、前述の図２に示した定着装置２０とほぼ同様である。即ち、比較例２では、冷却ファン２０１（加圧部材冷却手段）が外部加熱ベルト２３を冷却するのでは無く、加圧ローラ２２を冷却する構成である。この冷却ファン２０１の構成自体は、定着装置２０の冷却ファン３８とほぼ同様であり、冷却対象が外部加熱ベルト２３から加圧ローラ２２に変更したのみである。
【００６６】
このような比較例２の定着装置２００において、小サイズ紙を連続通紙中に、定着ローラ２１のサブサーミスタ２８ｂを監視する。ここで、例えば、サブサーミスタ２８ｂが所定温度の例えば２２０℃以上を検知すると、冷却ファン２０１を駆動（ＯＮ）させ、加圧ローラ２２の非通紙部を冷却する。比較例２では、定着ローラ２１の弾性層２５ａ（図３参照）の耐熱温度２３０℃から、冷却ファン２０１の駆動を行う閾値温度を２２０℃に設定した。なお、比較例２では、加圧ローラ２２の総厚を８．１ｍｍとした。
【００６７】
上述のような閾値温度で冷却ファン２０１を駆動したが、加圧ローラ２２の熱容量が大きいため、冷却ファン２０１の送風でも加圧ローラ２２の非通紙部の温度低下が少なかった。なお、比較例２の場合、冷却ファン２０１で加圧ローラ２２の非通紙部を冷却して、その冷却部によって定着ニップ部Ｎ１で定着ローラ２１の非通紙部を冷却させる間接的な冷却方法である。したがって、比較例１のように定着ローラ２１を直接冷却する方法と比較して、定着ローラ２１の非通紙部を冷却する効果は小さくなってしまう。したがって、定着ローラ２１は、加圧ローラ２２の非通紙部の冷却部で、非通紙部が冷却されても、加熱性能の高い外部加熱ベルト２３の加熱により、温度が十分に下がらない。実際に行った実験では、定着ローラ２１の非通紙部昇温が最大で２３０℃以上になった。このような場合、定着ローラ２１の弾性層２５ａが、耐熱温度２３０℃を超えてしまい、熱劣化による軟化劣化を引き起こし、破断してしまう。
【００６８】
一方、比較例２の定着装置２００においても、比較例１と同様に、小サイズ紙の紙間を広くして、スループットを低下させることで、定着ローラ２１の非通紙部昇温を最大２２５℃以下にできたが、比較例１よりも更に生産性が低下してしまった。また、比較例２の定着装置２００において、比較例１と同様に、冷却ファン２０１を大型化して風量及び風速を増加させたところ、非通紙部昇温は低減して、生産性の低下を防止できた。しかし、比較例１よりも、さらに風量及び風速を増加させる必要があるため、比較例１以上にコストアップ及び、画像形成装置の機内昇温が増加してしまった。
【００６９】
このように、比較例２で説明した定着装置２００のように、加圧ローラ２２の非通紙部を冷却ファン２０１で冷却する構成の場合、非通紙部昇温を防止するためには、小サイズ紙の生産性の低下、又は機内昇温の増大等が発生してしまうことが避けられない。
【００７０】
これに対して、本実施形態によれば、外部加熱ベルト２３の所定サイズ外領域に対応する部位、即ち、小サイズの記録材を通紙した後の非通紙部に対応する部位を冷却ファン３８により冷却している。このため、外部加熱ベルト２３による定着ローラ２１の所定サイズ外領域（非通紙部）への加熱が抑えられ、生産性を低下させることなく、定着ローラ２１の非通紙部昇温を効率良く抑えられる。即ち、小サイズの記録材のスループットを低下させることなく、例えば、小サイズの記録材のスループットを大サイズの記録材のスループットと同等にしても、定着ローラ２１の非通紙部昇温を効率良く抑えられる。この結果、所定サイズ外領域の各部材（各ローラ、サーミスタ等）の劣化や損傷を防止し、更に用紙波打ちや画像乱れを防止するとともに、生産性が高い定着装置及びこのような定着装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【００７１】
また、外部加熱ベルト２３の非通紙対応部位を冷却ファン３８で冷却することにより、定着ローラ２１の非通紙部昇温を低減すると同時に、加圧ローラ２２の非通紙部昇温、及び外部加熱ベルト２３の非通紙対応部位の昇温も低減することができる。これは、外部加熱ベルト２３の熱容量は、定着ローラ２１や加圧ローラ２２の熱容量と比較して小さいため、最小の熱容量部材を冷却することにより、冷却効率を大きくすることができるためである。また、外部加熱ベルト２３の加熱性能は、定着ローラ２１や加圧ローラ２２の加熱性能と比較して大きいため、最大の加熱性能部材を冷却することにより、冷却効率を大きくすることができるためでもある。
【００７２】
従って、外部加熱ベルト２３の非通紙対応部位を冷却することは、最も非通部昇温を効率良く低減することができる。また、冷却効率が良いため、冷却ファン３８は、小型で低風量の低コストのファンを採用できるので、画像形成装置の機内昇温も少なく、より好適である。
【００７３】
また、本実施形態では、外部加熱ベルト２３をファン冷却する構成に関して説明したが、定着ローラ２１をファン冷却する構成（比較例１）と、加圧ローラ２２をファン冷却する構成（比較例２）との少なくとも何れかを本実施形態と任意に組み合わせても良い。これにより、非通紙部昇温対策をさらに強化することができるので、より好適である。また、本実施形態では、冷却ファン３８の配置位置を、最小サイズ紙幅を所定サイズの記録材として、非通紙対応部位となる位置とした。但し、この所定サイズは画像形成装置に応じて任意に設定可能であり、これに対応する非通紙対応部位も画像形成装置に応じて任意に設定できる。
【００７４】
なお、外部加熱部材を、外部加熱ベルト２３を設けずに、外部加熱ローラ３１、３２のみで構成した場合、定着ローラ２１又は加圧ローラ２２の非通紙部に配置したファンによる冷却により、非通紙部昇温を防止できた。これは、各ローラ３１、３２と定着ローラ２１とのニップ部の幅が小さいためである。具体的には、外部加熱ローラ３１、３２のみの場合には、外部加熱ニップ部の周方向の幅は約１０ｍｍ（外部加熱３１、３２と定着ローラ２１とのニップ幅はそれぞれ約５ｍｍ、５ｍｍ×２＝１０ｍｍ）である。一方、本実施形態のように外部加熱ベルト２３を有する場合には、外部加熱ニップ部Ｎ２は約４０ｍｍである。したがって、外部加熱部材と定着ローラ２１とのニップ幅が小さい場合には、外部加熱部材から付与される熱量が小さく、非通紙部昇温が生じにくい。
【００７５】
これに対して、本実施形態の場合、外部加熱ニップ部Ｎ２の幅が大きいため、外部加熱能力が増加し、非通紙部昇温が生じてしまう。このため、上述のように、冷却ファン３８により外部加熱ベルト２３の非通紙対応部位を冷却している。但し、外部加熱ベルトを設けずに、外部加熱ローラのみで外部加熱を行う場合でも、外部加熱ニップ部の幅が大きくなったり、多くの外部加熱ローラを配置すれば、外部加熱能力が大きくなる。したがって、この場合には、本実施形態と同様に、外部加熱ローラの非通紙対応部位を冷却しても良い。
【００７６】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図９を用いて説明する。本実施形態の場合、冷却ファン３８のダクト３８ｂの開口部の領域を可変するシャッター３８ｃを設けている。即ち、シャッター３８ｃは、ダクト３８ｂの開口部の一部を塞ぎ、冷却ファン３８からの送風が当たる領域を制限すると共に、更にこの開口部を塞ぐ領域を可変としたものである。このようなシャッター３８ｃは、外部加熱ベルト２３の幅方向（図９の左右方向）両端部にそれぞれ配置されるダクト３８ｂ同士の間でこれらダクト３８ｂの開口端部側に、この幅方向（矢印方向）に変位自在に配置される。また、シャッター３８ｃの外部加熱ベルト２３の周方向の幅は、ダクト３８ｂの同方向の幅と同じか、この幅よりも大きい。また、シャッター３８ｃは、記録材のサイズに応じて制御手段であるＣＰＵ２９（図２参照）により可動する。
【００７７】
このような本実施形態によれば、記録材のサイズに応じて外部加熱ベルト２３を冷却する部分を可変にできる。このため、非通紙部昇温を低減するとともに、記録材の定着性低下を防止することを、精度良く実行することができる。例えば、最小サイズ紙幅により冷却ファン３８による冷却領域を設定した構造でも、中間サイズの記録材の連続通紙により、サブサーミスタ３７ａ、３７ｂが閾値温度を検知して冷却ファン３８が駆動される可能性がある。この場合には、中間サイズの記録材の通紙部対応部位の一部にも冷却ファン３８の送風が当たる。このように通紙部対応部位の一部にも送風が当たると、外部加熱ベルト２３の熱容量が小さいので、この通紙対応部位の温度が下がってしまう可能性がある。外部加熱ベルト２３の通紙対応部位の温度が低下すると、定着ローラ２１の通紙部の温度が低下し、記録材に与える熱量が不足して、定着性が低下してしまう。
【００７８】
これに対して、本実施形態のようなシャッター３８ｃを設ければ、外部加熱ベルト２３の非通紙対応部位を正確にファン冷却でき、多様なサイズ紙の非通紙部昇温を低減させることができる。また、これと共に、通紙部対応部位の温度低下を防止でき、記録材の定着性低下を防止できる。その他の構造及び作用は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００７９】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、図１０ないし図１２を用いて説明する。前述の第１の実施形態の構成の場合、小サイズ通紙による非通紙部昇温を低減すべく、外部加熱ベルト２３の非通紙対応部位を冷却ファン３８により冷却する構成に関して説明した。しかし、非通紙部昇温を冷却ファン３８によって冷却することにより、機内昇温が生じ、画像形成装置本体の定着装置を含めた他装置、例えば、現像装置が昇温して、画像濃度低下が生じる可能性がある。このような機内昇温を防止するためには、画像形成装置本体及び各装置において、給排気を強化する等、機内の冷却手段を強化することが必要である。
【００８０】
そこで、本実施形態では、非通紙部昇温が発生する部位のヒータ発熱量を低減することにより、非通紙部昇温を低減して、外部加熱ベルト２３のファン冷却の頻度及び時間を、できる限り少なくすることにより、機内昇温を低減するものである。このために、各加熱手段の発熱体として、幅方向で発熱分布の異なる発熱体を複数具備する構成を用いる。この構成では、記録材情報（サイズ、坪量、紙種）に応じて、又は各加熱手段の非通紙部に配置した温度検知手段の検知温度に応じて、非通紙部における発熱体の発熱を減少させる。このようにして、通紙部の加熱手段による加熱温度を維持したまま、非通紙部の加熱手段による昇温を抑えている。
【００８１】
本実施形態の定着装置５０は、第１の実施形態の定着装置２０とほぼ同様であるが、各ローラの発熱体として、２本のハロゲンヒータを配置しているのが異なる。なお、本実施形態は、ローラの幅方向中央が通紙基準である。図１０に示すように、定着ローラ２１内には、通電により発熱するそれぞれ例えば定格電力６００Ｗのハロゲンヒータ５１ａ、５１ｂが、定着ローラ２１の幅方向ほぼ全体に亙って配置されている。ハロゲンヒータ５１ａ、５１ｂの定格電力合計は、１２００Ｗである。但し、ハロゲンヒータ５１ａ、５１ｂは互いに幅方向の発熱分布を異ならせている。
【００８２】
まず、第１発熱部であるハロゲンヒータ５１ａは、所定サイズの記録材が通過する通過領域（通紙部）から外れた所定サイズ外領域（非通紙部）よりも、通紙部を加熱する部分の方が発熱量が大きい。本実施形態の場合も、上述の各実施形態と同様に、小サイズの記録材が通過するローラの幅方向中央部分が通紙部で、小サイズの記録材が通過する部分から外れたローラの幅方向両端部部分が非通紙部である。したがって、ハロゲンヒータ５１ａは、図１１に示すように、定格電力が入力された時のローラ幅方向中央部分を加熱する部分の発熱量に対して、ローラ幅方向両端部分を加熱する部分の発熱量が、例えば３０％になるように調整されている。即ち、ハロゲンヒータ５１ａに定格電力を入力した時の両端部の発熱量は、中央部の発熱量に比べて小さい。具体的には、ハロゲンヒータ５１ａを構成するフィラメントのピッチを中央部で小さく、両端部で大きくすることにより、ローラの幅方向に関する発熱量を調整している。以後、ハロゲンヒータ５１ａは、メインヒータ５１ａと称する。
【００８３】
一方、第２発熱部であるハロゲンヒータ５１ｂは、所定サイズの記録材が通過する通過領域（通紙部）よりも、通紙部から外れた所定サイズ外領域（非通紙部）を加熱する部分の方が発熱量が大きい。したがって、ハロゲンヒータ５１ｂは、図１２に示すように、定格電力が入力された時のローラ幅方向両端部分の発熱量に対して、ローラ幅方向中央部分の発熱量が、例えば３０％になるように調整されている。即ち、ハロゲンヒータ５１ｂに定格電力を入力した時の中央部の発熱量は、両端部の発熱量に比べて小さい。具体的には、ハロゲンヒータ５１ｂを構成するフィラメントのピッチを両端部で小さく、中央部で大きくすることにより、ローラの幅方向に関する発熱量を調整している。以後、ハロゲンヒータ５１ｂは、サブヒータ５１ｂと称する。
【００８４】
また、定着ローラ２１のメインサーミスタ２８ａは、通紙部の定着ローラ２１の表面温度を所定温度に維持するように、メインヒータ５１ａ及びサブヒータ５１ｂを制御する温度制御用サーミスタである。又、サブサーミスタ２８ｂは、非通紙部の定着ローラ２１の表面温度を監視するサーミスタである。
【００８５】
また、加圧ローラ２２内には、通電により発熱するそれぞれ例えば定格電力２００Ｗのハロゲンヒータ５２ａ、５２ｂが、加圧ローラ２２の幅方向ほぼ全体に亙って配置されている。ハロゲンヒータ５２ａ、５２ｂの定格電力合計は、４００Ｗである。但し、ハロゲンヒータ５２ａ、５２ｂは、上述の定着ローラ２１のハロゲンヒータ５１ａ、５１ｂと同様に、幅方向の発熱分布を異ならせている。即ち、ハロゲンヒータ５１ａを図１１に示すような発熱分布とし、ハロゲンヒータ５１ｂを図１２に示すような発熱分布としている。以後、ハロゲンヒータ５２ａはメインヒータ５２ａと、ハロゲンヒータ５２ｂはサブヒータ５２ｂと、それぞれ称する。
【００８６】
また、加圧ローラ２２のメインサーミスタ３０ａは、通紙部の加圧ローラ２２の表面温度を所定温度に維持するように、メインヒータ５２ａ及びサブヒータ５２ｂを制御する温度制御用サーミスタである。又、サブサーミスタ３０ｂは、非通紙部の加圧ローラ２２の表面温度を監視するサーミスタである。
【００８７】
また、外部加熱ローラ３１、３２内には、通電により発熱するそれぞれ例えば定格電力４００Ｗのハロゲンヒータ５３ａ、５３ｂ、及び、定格電力４００Ｗのハロゲンヒータ５４ａ、５４ｂが、外部加熱ローラ３１、３２の幅方向ほぼ全体に亙って配置されている。ハロゲンヒータ５３ａ、５３ｂの定格電力合計、及び、ハロゲンヒータ５４ａ、５４ｂの定格電力合計は、それぞれ８００Ｗである。但し、ハロゲンヒータ５３ａ、５４ａと、５３ｂ、５４ｂとは、上述の定着ローラ２１のハロゲンヒータ５１ａ、５１ｂと同様に、幅方向の発熱分布を異ならせている。即ち、ハロゲンヒータ５３ａ、５４ａを図１１に示すような発熱分布とし、ハロゲンヒータ５３ｂ、５４ｂを図１２に示すような発熱分布としている。以後、ハロゲンヒータ５３ａ、５４ａはメインヒータ５３ａ、５４ａと、ハロゲンヒータ５３ｂ、５４ｂはサブヒータ５３ｂ、５４ｂと、それぞれ称する。
【００８８】
また、外部加熱ベルト２３のメインサーミスタ３６、３７ａは、通紙対応部位の外部加熱ベルト２３の表面温度を所定温度に維持するように、メインヒータ５３ａ、５４ａ及びサブヒータ５３ｂ、５４ｂを制御する温度制御用サーミスタである。又、サブサーミスタ３６ｂ、３７ｂは、非通紙対応部位の外部加熱ベルト２３の表面温度を監視するサーミスタである。
【００８９】
また、本実施形態の場合、各ローラにおいて、各メインヒータ５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａと、各サブヒータ５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ、５４ｂの２本を同時にＯＮ（点灯）した場合には、ローラ幅方向で発熱量が略均一となるように設計されている。また、本実施形態の場合、サブサーミスタ２８ｂ、３０ｂ、３６ｂ、３７ｂのうちの少なくとも１個のサブサーミスタの検知温度に応じて、メインヒータに対するサブヒータの動作割合を、制御手段であるＣＰＵ２９により制御している。
【００９０】
次に、本実施形態の非通紙部昇温対策に関する制御について説明する。本実施形態では、定着装置５０への小サイズの記録材の通紙時に、各ローラのサブヒータ５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ、５４ｂの点灯比率を低下させることにより、各ローラ及びベルトの非通紙部及び非通紙対応部位が昇温することを防止している。このサブヒータの点灯比率とは、ヒータ点灯時において、メインヒータに対してサブヒータを点灯する割合を示すものである。つまり、メインヒータへの通電時間に対するサブヒータへの通電時間の割合（動作割合）を示すものである。また、この点灯比率は、記録材情報、又は各ローラ及びベルトのサブサーミスタ２８ｂ、３０ｂ、３６ｂ、３７ｂの検知温度に応じて、又は記録材情報とサブサーミスタの検知温度との組み合わせに応じて変更される。なお、記録材情報としては、秤量（ｇ／ｍ２）、紙種（普通紙、コート紙、ＯＨＰ用紙、エンボス紙等）、サイズ（Ａ３サイズ、Ａ５サイズ等）等が挙げられる。また、点灯比率の変更は、ハロゲンヒータの場合、例えば時間分割制御が用いられる。時間分割制御は、例えば表１の点灯比率と時間分割制御の関係から決定される。
【００９１】
【表１】
0005506363.tif 000002
【００９２】
点灯比率＝５０％の場合を例として説明する。各ローラ及びベルトの温度制御用の各メインサーミスタ２８ａ、３０ａ、３６ａ、３７ａが目標温度より低下すると、各メインヒータ５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａと各サブヒータ５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ、５４ｂとがＯＮ（点灯）される。この時、メインヒータを全ＯＮ（点灯）させ、サブヒータは、２秒ＯＮ（点灯）と２秒ＯＦＦ（消灯）とが繰り返される。
【００９３】
このように、幅方向中央部よりも幅方向両端部の発熱量が大きいサブヒータの点灯比率を低下させることによって、幅方向両端部の発熱量が減少し、非通紙部昇温を低減することができる。一方、幅方向中央部は、幅方向両端部よりも幅方向中央部の発熱量が大きいメインヒータを全ＯＮ（点灯）することによって、通紙部の温度は所定温度に維持され、定着性が確保される。なお、メインサーミスタが目標温度よりも上昇した場合には、メインヒータとサブヒータはＯＦＦ（消灯）する。
【００９４】
なお、各メインヒータと各サブヒータは、最大サイズ紙の通紙時にメインヒータ全ＯＮ、サブヒータ全ＯＮで必要な電力に設定される。ここで、サブヒータの点灯比率を小さくすると電力不足が懸念される。しかし、サブヒータの点灯比率を小さくするのは、最大サイズ紙よりも小さい（特に定着装置５０の幅方向の記録材幅が小さい）記録材を通紙することによる非通紙部昇温対策のためである。このため、小サイズ紙においては、定着ローラ２１や加圧ローラ２２から奪う熱量が最大サイズ紙と比較して小さくなる、即ち必要な電力が少なくなるため、サブヒータの点灯比率を小さくしても、通紙部の各ローラ及びベルトの温度が低下することは無い。ただし、極端にサブヒータの点灯比率を小さくすると、通紙部の各ローラ及びベルトの温度が目標温度より低下してしまう。このため、記録材情報（坪量、サイズ、紙種）に応じて、通紙部の各ローラ及びベルトの温度が目標温度より低下しない範囲で、サブヒータの点灯比率を設定する必要がある。
【００９５】
以下、本実施形態の非通紙部昇温対策に関して、より具体的に説明する。図１０に示す加熱装置５０（例えば最大サイズ紙がＡ３）において、例えばＡ４Ｒ（Ａ４縦送り）の７５（ｇ／ｍ２）紙が通紙されるとする。この時、各サブヒータ５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ、５４ｂは、表１の点灯比率７５％（サブヒータ時間分割制御＝３秒ＯＮ＋１秒ＯＦＦ）に切換えて、通紙が開始される。連続通紙により、定着ローラ２１のサブサーミスタ２８ｂの検知温度が２１０℃を検知すると、各サブヒータは、表１の点灯比率６０％（サブヒータ時間分割制御＝３秒ＯＮ＋２秒ＯＦＦ）に切換える。さらに連続通紙が継続され、定着ローラ２１のサブサーミスタ２８ｂの検知温度が２２０℃を検知すると、冷却ファン３８により、外部加熱ベルト２３の非通紙対応部位が冷却される。このような制御を実際に行った結果、定着ローラ２１の非通紙部昇温は、最大２２１℃に抑えられ、非通紙部昇温を低減することができた。
【００９６】
また、第１の実施形態の加熱装置２０と比較すると、非通紙部昇温が小さくなり、定着ローラ２１の非通紙部昇温の最大値が低下し、冷却ファン３８の駆動（ＯＮ）開始までの時間（駆動開始枚数）が延長された。更に、冷却ファン３８の駆動（ＯＮ）時間も減少した。この結果、機内昇温が低減され、画像形成装置本体の給排気装置を強化しなくても、画像濃度低下等が発生しなくなった。
【００９７】
本実施形態の場合、上述したように、定着装置５０の幅方向において発熱分布の異なるヒータを用い、記録材情報やサブサーミスタの検知温度に応じて、サブヒータの点灯比率を変更している。これにより、非通紙部昇温を低減することができるので、外部加熱ベルト２３の冷却ファン３８のＯＮ時間を短くすることが可能となり、機内昇温を防止することができる。また、定着に不要な非通紙部の電力を小さくすることにより、小サイズ紙通紙時の消費電力を低減して、省エネルギー化することがきる。また、ヒータ点灯比率変更と、外部加熱ベルト２３のファン冷却を組み合わせることにより、非通紙部昇温、機内昇温、消費電力を低減することができるので、より好適である。
【００９８】
なお、本実施形態では、サブヒータの点灯比率を、定着ローラ２１のサブサーミスタ２８ｂの検知温度により制御している。但し、外部加熱ベルト２３の非通紙対応部位の昇温や、加圧ローラ２２の非通紙部昇温が問題となる場合には、外部加熱ベルト２３のサブサーミスタ３６ｂ、３７ｂの検知温度、又は加圧ローラ２２のサブサーミスタ３０ｂの検知温度により制御しても良い。即ち、これらの検知温度のうちの少なくとも何れかの検知温度に応じて任意の閾値を決定して、サブヒータの点灯比率制御を実行しても良い。更に、複数のサブサーミスタの検知温度、又は複数の閾値を組み合わせて、サブヒータの点灯比率制御を実行しても良い。また、各サブサーミスタのうち、少なくとも１個のサブサーミスタの検知温度を使用してサブヒータの点灯比率制御を行い、他のサブサーミスタを省略しても良い。
【００９９】
また、本実施形態では、各ローラ及びベルトのサブヒータ点灯比率は同一としたが、各ローラ及びベルトに応じて、任意のサブヒータ点灯比率を用いても良い。また、発熱体としてハロゲンヒータを採用したために点灯比率という言葉を使用したが、発熱体として例えば、面状基材上に複数の抵抗発熱体を塗布した面状発熱体等の場合（ヒータが光らない場合）には、通電比率という言葉を使用しても良い。また、メインヒータとサブヒータを全ＯＮ（点灯）した場合、幅方向で発熱量が略均一となるように設計されたヒータを採用したが、必ずしも略均一でなくても良い。例えばローラの幅方向両端部からの放熱が大きい場合には、ローラの幅方向両端部での発熱量が大きくなるようなメインヒータ及びサブヒータの組み合わせを採用しても良い。その他の構造及び作用は、前述の第１の実施形態又は第２の実施形態と同様である。
【０１００】
＜第４の実施形態＞
本発明の第４の実施形態について、図１３及び図１４を用いて説明する。なお、上述の各実施形態では、外部加熱ベルトをヒータを内包した外部加熱ローラで加熱する構成に関して説明したが、本実施形態では、外部加熱ベルト自体が発熱する構成である。このため、図１３に示すように、本実施形態の定着装置６０は、上述の第３の実施形態で示した図１０の構成と比べて、外部加熱ベルト構成変更、外部加熱ローラのヒータ削除、サーミスタ３７ａ、３７ｂ削除の点が異なる。その他の構成及び作用については、図１０の構成と同様である。このような本実施形態の定着装置６０は、図１０に示す構成と比べて、ヒータやサーミスタが削除され、部品点数が少なくなるので、低コスト化のメリットがある。
【０１０１】
以下、本実施形態の構成について詳しく説明する。外部加熱ベルト６１は、図１４に示すように、絶縁層６１ａ、抵抗発熱層６１ｂ、絶縁層６１ｃ、離型層６１ｄを内径側から順に重ねてなる。このうちの絶縁層６１ａとして厚さ３０μｍのポリイミド層、抵抗発熱層６１ｂとして厚さ１０μｍの抵抗調整した面状の金属箔、絶縁層６１ｃとして厚さ３０μｍのポリイミド層、離型層６１ｄとして厚さ２０μｍのＰＦＡチューブが挙げられる。なお、抵抗発熱層６１ｂは、抵抗調整した面状の金属箔の変わりに、抵抗調整した複数の線状の金属箔としても良い。また、抵抗発熱層６１ｂは、耐熱性及び可撓性のある面状ヒータであれば、他の面状ヒータを用いても良い。
【０１０２】
外部加熱ベルト６１の両端部（例えば両端縁から約１０ｍｍ程度）は、絶縁層６１ｃ及び離型層６１ｄが全周に亙って削除され、抵抗発熱層６１ｂの外周面が剥き出しになっている。そして、この剥き出しになった抵抗発熱層６１ｂの外周面に、この抵抗発熱層６１ｂに給電するための、例えば厚さ２０μｍの導電層（不図示）が接触するように全周に亙って配置されている。したがって、外部加熱ベルト６１の両端部外周面には導電層が全周に亙って形成されている。この両端部の導電層には、図１３に示すように、給電部６２が接続され、給電部６２からの通電により、抵抗発熱層６１ｂが発熱する。例えば、給電部６２の端子を導電層に摺接させ、導電層を介して抵抗発熱層６１ｂの全周に亙って通電できるようにしている。そして、抵抗発熱層６１ｂ全体を発熱させている。また、メインサーミスタ３６ａの検知温度に基づき、制御手段であるＣＰＵ２９により、抵抗発熱層６１ｂへの通電をＯＮ／ＯＦＦして、外部加熱ベルト６１は例えば約２２０℃に温度制御される。
【０１０３】
このように、抵抗発熱層６１ｂを有する外部加熱ベルト６１を用いることにより、外部加熱ニップ部Ｎ２においても外部加熱ベルト６１が発熱するので、外部加熱ニップ部Ｎ２での外部加熱ベルト６１の温度低下が小さい。このため、定着ローラ２１に対する外部加熱性能が向上する。一方、本実施形態の場合、小サイズ紙の通紙時に、前述の第３の実施形態で説明したように、サブヒータの通電比率を小さくして非通紙部昇温対策することは難しい。したがって、本実施形態のように外部加熱ベルト６１が抵抗発熱層６１ｂを有するような構成は、この外部加熱ベルト６１の非通紙対応部位を冷却することによる非通紙部昇温対策の効果は大きい。
【０１０４】
また、本実施形態の場合、外部加熱ローラ３１、３２の材質を、前述の各実施形態のような金属製（例えばアルミニウム製）から、断熱材質製、例えば、シリコーンゴム又は発泡シリコーンゴム（シリコーンスポンジ）に変更しても良い。これにより、外部加熱ベルト６１から外部加熱ローラ３１、３２への熱移動が減少し、外部加熱ベルト６１の熱容量を小さくすることと同様の効果を得られる。この結果、抵抗発熱層６１ｂの急速発熱、及び冷却ファン３８による外部加熱ベルト６１の急速冷却が可能となり、外部加熱性能及び非通紙部昇温対策効果が大きくできる。
【０１０５】
なお、上述のように、構成としては難しいが、外部加熱ベルト６１の抵抗発熱層６１ｂを、中央部と両端部と（小サイズ紙の通紙対応部位と非通紙対応部位）とに分割し、別々に給電部を配置して通電する構成とすることもできる。これにより、小サイズ紙の通紙時に、両端部（非通紙対応部位）の抵抗発熱層の発熱量を小さくすれば、非通紙部昇温対策効果をより大きくできる。
【０１０６】
＜第５の実施形態＞
本発明の第５の実施形態について、図１５及び図１６を用いて説明する。本実施形態の定着装置７０は、外部加熱ベルト構成変更、コイルユニット追加の点を除いて、前述の第４の実施形態で示した図１３の構成と同様である。即ち、本実施形態では、外部加熱ベルト７１に電磁誘導加熱方式を用いている。
【０１０７】
外部加熱ベルト７１は、図１６に示すように、絶縁層７１ａ、電磁誘導発熱層である導電層７１ｂ、離型層７１ｃを内径側から順に重ねてなる。このうちの絶縁層７１ａとして厚さ３０μｍのポリイミド層、導電層７１ｂとして厚さ５０μｍのニッケル層、離型層７１ｃとして厚さ２０μｍのＰＦＡチューブが挙げられる。
【０１０８】
また、誘導コイルであるコイルユニット７２は、外部加熱ベルト７１の周囲に近接対向するように、外部加熱ベルト７１の幅方向ほぼ全体に亙って配置されている。なお、コイルユニット７２は、図示の例では、外部加熱ローラ３１と外部加熱ベルト７１を挟んで対向する位置に配置されているが、この配置位置は、外部加熱ベルト７１の周囲であれば任意に設定可能である。このようなコイルユニット７２は、電源７３からの通電により磁束を発生させる。
【０１０９】
この電源７３は、制御手段であるＣＰＵ２９からの指令により交流電流をコイルユニット７２に流して磁場を発生させる。そして、コイルユニット７２から発生した磁束が、外部加熱ベルト７１の導電層７１ｂを通過することにより、この導電層７１ｂが発熱する。メインサーミスタ３６ａの検知温度に基づき、ＣＰＵ２９によって、コイルユニット７２への通電をＯＮ／ＯＦＦ、又はコイルユニット７２へ通電する交流電流の周波数を調整することにより、外部加熱ベルト７２は例えば約２２０℃に温度制御される。
【０１１０】
このように構成される本実施形態の定着装置７０は、電磁誘導加熱方式により外部加熱ベルト７１自体が発熱するため、前述の第３の実施形態で示した図１０の構成と比べて、外部加熱ベルト７１の熱応答性が良く、表面温度の温度ムラが少ない。この結果、定着ローラ２１の温度ムラがより低減され、画像の光沢ムラをより少なくできる。一方、本実施形態の場合、小サイズ紙の通紙時に、前述の第３の実施形態で説明したように、サブヒータの通電比率を小さくして非通紙部昇温対策することは難しい。したがって、本実施形態のように電磁誘導加熱方式により外部加熱ベルト７１を発熱させるような構成は、この外部加熱ベルト７１の非通紙対応部位を冷却することによる非通紙部昇温対策の効果は大きい。
【０１１１】
また、本実施形態の場合も、前述の第４の実施形態と同様に、外部加熱ローラ３１、３２の材質を、断熱材質製、例えば、シリコーンゴム又は発泡シリコーンゴム（シリコーンスポンジ）に変更しても良い。これにより、外部加熱ベルト７１から外部加熱ローラ３１、３２への熱移動が減少し、外部加熱ベルト７１の熱容量を小さくすることと同様の効果を得られる。この結果、抵抗発熱層６１ｂの急速発熱、及び冷却ファン３８による外部加熱ベルト７１の急速冷却が可能となり、外部加熱性能及び非通紙部昇温対策効果が大きくできる。
【０１１２】
なお、上述のように、構成としては難しいが、外部加熱ベルト７１の導電層７１ｂを、中央部と両端部と（小サイズ紙の通紙対応部位と非通紙対応部位）とに分割し、別々に給電部を配置して通電する構成とすることもできる。これにより、小サイズ紙の通紙時に、両端部（非通紙対応部位）の抵抗発熱層の発熱量を小さくすれば、非通紙部昇温対策効果をより大きくできる。
【０１１３】
また、上述の説明では、外部加熱ベルト７１の外部にコイルユニット７２を配置したが、外部加熱ベルト７１の内部にコイルユニット７２を配置して、外部加熱ベルト７１の内部から磁場を発生させ、外部加熱ベルト７１を発熱させる構成とすることもできる。この場合、例えば、コイルユニット７２を外部加熱ローラ３１、３２同士の間に配置する。
【０１１４】
上述の各実施形態における諸数値や概略図は、説明を簡略化するための１例であって、画像形成装置や定着装置の構成、及び設定等に応じて任意に定めることができる。例えば、上述の各実施形態では、画像形成装置として中央通紙基準のものついて説明したが、他の通紙基準であれば、それに合わせて、各サーミスタや冷却ファンを配置する。また、本発明は、各実施形態で説明した定着装置に限定されるものではなく、各実施形態を任意に組み合わせる等、他の形態の定着装置にも適用できる。また、外部加熱ベルトを張架する外部加熱ローラは、３個以上であっても良い。
【０１１５】
更に、上述の各実施形態では、外部加熱ベルトを用いた構成について説明したが、外部加熱ベルトを用いずに、外部加熱ローラにより定着ローラを外部加熱する構造にも、本発明を適用可能である。例えば、外部加熱ニップ部の幅が大きくなったり、多くの外部加熱ローラを配置すれば、外部加熱能力が大きくなる。したがって、この場合には、外部加熱ローラの非通紙対応部位を冷却する。
【符号の説明】
【０１１６】
２０、５０、６０、７０・・・定着装置、２１・・・定着ローラ（加熱回転体）、２２・・・加圧ローラ（加圧部材）、２３、６１、７１・・・外部加熱ベルト（外部加熱部材）、２７ａ、２７ｂ・・・ハロゲンヒータ（回転体加熱手段、加圧部材加熱手段）、２８ａ、２８ｂ・・・サーミスタ（メインサーミスタ、サブサーミスタ、温度検知手段）、２９・・・ＣＰＵ（制御手段）、３０ａ、３０ｂ・・・サーミスタ（メインサーミスタ、サブサーミスタ、温度検知手段）、３１、３２・・・外部加熱ローラ、３５ａ、３５ｂ・・・ハロゲンヒータ（外部加熱手段、発熱体）、３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂ・・・・・・サーミスタ（メインサーミスタ、サブサーミスタ、温度検知手段）、３８・・・冷却ファン（冷却手段）、５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａ・・・ハロゲンヒータ（メインヒータ、第１発熱部）、５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ、５４ｂ・・・ハロゲンヒータ（サブヒータ、第２発熱部）、６１ｂ・・・抵抗発熱層（外部加熱手段）、７１ｂ・・・導電層（誘導発熱層、外部加熱手段）、７２・・・コイルユニット（誘導コイル）、１０１・・・冷却ファン（回転体冷却手段）、２０１・・・冷却ファン（加圧部材冷却手段）、Ｎ１・・・定着ニップ部（ニップ部）、Ｎ２・・・外部加熱ニップ部（当接部）、Ｐ・・・記録材
【図１】
0005506363.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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