(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上のトナー画像をその間のニップ部にて加熱する第一の回転体及び第二の回転体と、
前記第一の回転体の外周面に当接し前記第一の回転体を加熱する無端状のベルトと、
前記ベルトの内側に配置され、前記ベルトを前記第一の回転体に向けて押圧する第一のローラと、
前記ベルトの内側において前記第一の回転体の回転方向に沿って前記第一のローラよりも回転方向下流側に配置され、前記ベルトを前記第一の回転体に向けて押圧する第二のローラと、
前記第一のローラに内蔵され前記ベルトを加熱する第一加熱手段と、
前記第二のローラに内蔵され前記ベルトを加熱する第二加熱手段と、を有し、
前記第二加熱手段は、定格電力が前記第一加熱手段よりも大きいことを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記第一加熱手段及び前記第二加熱手段はそれぞれ複数の発熱体を有し、
前記第二加熱手段が有する複数の発熱体の定格電力の合計値は、前記第一加熱手段が有する複数の発熱体の定格電力の合計値よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記第一のローラに対向配置され前記ベルトの温度を検知する第一温度検知部材と、
前記第二のローラに対向配置され前記ベルトの温度を検知する第二温度検知部材と、
前記第一の回転体に内蔵され前記第一の回転体を加熱する第三加熱手段と、
前記第一の回転体の温度を検知する第三温度検知部材と、
前記第一温度検知部材による検知温度が第一の目標温度となるように前記第一加熱手段への通電を制御し、且つ、前記第二温度検知部材による検知温度が第二の目標温度となるように前記第二加熱手段への通電を制御し、且つ、前記第三温度検知部材による検知温度が第三の目標温度となるように前記第三加熱手段への通電を制御する制御手段と、を有し、
前記第一の目標温度及び前記第二の目標温度は前記第三の目標温度よりも高い温度であり、前記第一の目標温度と前記第二の目標温度は同じ温度であることを特徴とする請求項１又は２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記第二加熱手段の定格電力は前記第一加熱手段の定格電力の１．２倍以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の像加熱装置。
【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加熱定着させる像加熱装置、及び、このような像加熱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、像加熱装置である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像加熱部材は、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】
このような像加熱部材として、例えば、内部にハロゲンヒータなどの加熱手段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、画像品質から定着ローラ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、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、ベルト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（特許文献１、２参照）。特許文献１、２に記載された定着装置の場合、ベルト部材を張架する複数の張架ローラの何れかに加熱手段としてのハロゲンヒータを内蔵している。そして、このハロゲンヒータの熱が張架ローラを介して、ベルト部材、定着ローラ表面の順に伝わり、定着ローラの表面温度が低下することを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１９８６５９号公報
【特許文献２】特開２００５−１８９４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１、２に記載された構造のうち、ベルト部材と定着ローラとの接触部（外部加熱接触部）の上流に隣接した位置に加熱手段を有する構造の場合、加熱手段の電力の設定によっては以下の問題が生ずる。
【００１０】
即ち、ベルト部材を加熱する加熱手段の通電制御を行うためには、加熱手段により加熱される部分、例えば、張架ローラ内に加熱手段が配置されている場合には、張架ローラに張架されたベルト部材の外周面部分の温度を検知して行うことが好ましい。但し、外部加熱接触部の上流の加熱手段に加熱される部分は、ベルト部材が外部加熱接触部で定着ローラに熱を奪われる前であるため、上流の加熱手段による加熱により、短い時間で設定温度に到達する傾向となる。言い換えると、上流の加熱手段への通電時間が短くなる。特に、上流の加熱手段の発熱量が大きいとこの通電時間が更に短くなり、短時間で温度上昇する。その結果、時間に対する温度上昇の勾配が大きい部分では他の部分に比べて温度ムラが生じやすくなる。
【００１１】
外部加熱接触部の直前で温度上昇の勾配が急な温度ムラが生じると、この温度ムラが生じた状態で外部加熱接触部で定着ローラが加熱されるため、この温度ムラが定着ローラに転写されることになる。この結果、定着ムラ、光沢ムラ、色ムラなどが発生して、画像品質が低下してしまう可能性がある。即ち、定着ローラの表面の温度が急激に変化する部分で、画像加熱ムラが生じやすくなる。
【００１２】
なお、外部加熱接触部の下流に隣接した位置に配置された加熱手段への通電時間が短くても、ベルト部材が回転している間に馴染んで温度ムラが低減されるため、定着ローラに転写される温度ムラは抑えられる。但し、外部加熱接触部の下流の加熱手段に加熱される部分は、ベルト部材が外部加熱接触部で定着ローラに熱を奪われた直後なので、下流の加熱手段により加熱しても温度が上がりにくく、設定温度に到達するまでの時間が長くなる傾向となる。
【００１３】
本発明は、上述のような事情に鑑み、ベルト部材の外部加熱接触部の上流での温度ムラを抑え、画像加熱ムラの発生を低減す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】
【００１４】
本発明は、記録材上のトナー画像をその間のニップ部にて加熱する第一の回転体及び第二の回転体と、前記第一の回転体の外周面に当接し前記第一の回転体を加熱する無端状のベルトと、前記ベルトの内側に配置され、前記ベルトを前記第一の回転体に向けて押圧する第一のローラと、前記ベルトの内側において前記第一の回転体の回転方向に沿って前記第一のローラよりも回転方向下流側に配置され、前記ベルトを前記第一の回転体に向けて押圧する第二のローラと、前記第一のローラに内蔵され前記ベルトを加熱する第一加熱手段と、前記第二のローラに内蔵され前記ベルトを加熱する第二加熱手段と、を有し、前記第二加熱手段は、定格電力が前記第一加熱手段よりも大きい、ことを特徴とする像加熱装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第二加熱手段の定格電力が、第一の回転体の回転方向上流に配置された第一加熱手段の定格電力よりも大きくなるようにそれぞれの加熱手段の定格電力を設定している。この結果、ベルト表面の温度ムラが抑えられ、この温度ムラが抑えられた状態で第一の回転体が加熱されるため、画像加熱ムラの発生を低減することができる。また、第一の回転体の表面温度を定着性を維持できる最下点温度以上に維持し得るように、ベルトの温度を適切に上昇／復帰させることができるため、定着性能の維持を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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】定着ローラ及び加圧ローラの概略構成断面図。
【図４】外部加熱ローラの概略構成断面図。
【図５】ベルト部材の部分概略構成断面図。
【図６】第１の実施形態の温度制御のブロック図。
【図７】各ヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御を行った場合の温度変化を示す図。
【図８】比較例１に係る通紙枚数と定着ローラ表面温度との関係を示す図。
【図９】実施例１及び比較例１に係る上流ヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御と温度変化を示す図。
【図１０】比較例２、３に係る通紙枚数と定着ローラ表面温度との関係を示す図。
【図１１】比較例２に係る上流ヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御と温度変化を示す図。
【図１２】比較例３に係る上流ヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御と温度変化を示す図。
【図１３】第２の実施形態に係る定着装置の概略構成図。
【図１４】メインヒータの発熱分布を示す図。
【図１５】サブヒータの発熱分布を示す図。
【図１６】第２の実施形態の温度制御のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜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１２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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、像加熱装置である定着装置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加熱定着される。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
次に、定着装置２０について説明する。図２に示すように、定着装置２０は、回転可能な第一の回転体（像加熱部材）である定着ローラ２１、第二の回転体（加圧部材）である加圧ローラ２２、外部加熱部材を構成するベルト部材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の回転により矢印Ｂ方向に従動回転する。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、第三加熱手段であり、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（第三目標温度）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、後述する第三温度検知部材であるサーミスタ２８ａ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（ヒータ制御器）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（第三目標温度）、例えば２００℃に温度制御される。
【００３１】
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３００Ｗ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、後述する温度検知部材であるサーミスタ２８ｂ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。
【００３２】
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。そして、記録材を定着ニップ部Ｎ１で挟持搬送する。なお、定着ニップ部Ｎ１の周方向の幅は、例えば、約１０ｍｍである。
【００３３】
また、ベルト部材２３は、第一のローラ（第一ベルト加熱部材）である外部加熱ローラ３１及び第二のローラ（第二ベルト加熱部材）である外部加熱ローラ３２に張架されている。これら外部加熱ローラ３１、３２は、図４に示すように、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３３ａ、３３ｂを備える。芯金３３ａ、３３ｂの外周面は、ベルト部材２３の内周面との摩耗を低減するため、例えば厚さ２０μｍのフッ素樹脂（例えばＰＦＡチューブ）などの耐熱性の摺動層３４ａ、３４ｂにより被覆されている。
【００３４】
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にベルト部材２３を介して所定圧力で加圧される。そして、ベルト部材２３を定着ローラ２１の表面に接触させ、外部加熱接触部Ｎ２を形成する。ベルト部材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、外部加熱接触部Ｎ２の周方向の幅は、例えば、約４０ｍｍである。また、外部加熱ローラ３１、３２は、ベルト部材２３の回転方向に関して外部加熱接触部Ｎ２を挟むように配置される。そして、このうちの外部加熱ローラ（上流ローラ）３１が外部加熱接触部Ｎ２の上流に隣接するように、外部加熱ローラ（下流ローラ）３２が外部加熱接触部Ｎ２の下流に隣接するように、それぞれ配置されている。したがって、外部加熱ローラ３２は、定着ローラ２１の回転方向において外部加熱ローラ３１よりも下流側であって定着ニップ部Ｎ１よりも上流側に配置される。
【００３５】
また、ベルト部材２３は、図５に示すように、無端状の金属製の基材３５ａ、耐熱性の摺動層３５ｂを内径側から順に重ねてなる。このうちの基材３５ａは、例えば、外径６０ｍｍ、厚み５０μｍ、長さ３５０ｍｍのステンレス製である。また、摺動層３５ｂは、トナーとの付着を低減するため、例えば厚さ２０μｍのフッ素樹脂（例えばＰＦＡチューブ）からなり、基材３５ａの外周面を被覆している。
【００３６】
また、上流ローラ３１の内部（第１張架ローラ内）には、第一加熱手段であり、通電により発熱する例えば定格電力６００Ｗのハロゲンヒータ３６が、上流ローラ３１の幅方向ほぼ全体に亙ってそれぞれ配置されている。また、下流ローラ３２の内部（第２張架ローラ内）には、第二加熱手段であり、通電により発熱する例えば定格電力１０００Ｗのハロゲンヒータ３７が、下流ローラ３２の幅方向ほぼ全体に亙ってそれぞれ配置されている。本実施形態の場合、このように、ハロゲンヒータ（上流ヒータ）３６に供給する電力の最大値を、下流に配置されるハロゲンヒータ（下流ヒータ）３７に供給する電力の最大値よりも小さくなるようにそれぞれのヒータ３６、３７に供給される電力が設定されている。そして、ベルト部材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。また、本実施形態の場合、上流ヒータ３６の電力（発熱量）を下流ヒータ３７の電力（発熱量）よりも小さくしているが、下流ヒータ３７の電力は上流ヒータ３６の電力を低くした分、大きくするようにしている。なお、上述の幅方向は、ローラの長手方向、軸線方向でもある。
【００３７】
また、ベルト部材２３の表面温度は、後述する第一温度検知部材であるサーミスタ３８及び第二温度検知部材であるサーミスタ３９によって検出される。このうちのサーミスタ（上流サーミスタ）３８は、ベルト部材２３の外周面のうち、上流ローラ３１により張架される第１領域（上流領域）Ｄ１に接触するように配置される。上流領域Ｄ１が、上流ローラ３１がベルト部材２３に接触する領域である。また、サーミスタ（下流サーミスタ）３９は、ベルト部材２３の外周面のうち、下流ローラ３２により張架される第２領域（上流領域）Ｄ２に接触するように配置される。下流領域Ｄ２が、下流ローラ３２がベルト部材２３に接触する領域である。これら上流領域Ｄ１及び下流領域Ｄ２は、ベルト部材２３の回転方向に関して外部加熱接触部Ｎ２を挟むように配置される。また、上流サーミスタ３８により検知した温度に基づいて上流ヒータ３６を、下流サーミスタ３９により検知した温度に基づいて下流ヒータ３７を、それぞれＣＰＵ２９によりＯＮ／ＯＦＦ制御する。これにより、ベルト部材２３の表面温度を、所定の目標温度（第一目標温度、第二目標温度）、例えば２２０℃に温度制御する。
【００３８】
なお、本実施形態の場合、上流ローラ３１と下流ローラ３２の外径は同じであり、上流領域Ｄ１と下流領域Ｄ２の面積も同じである。また、上流領域Ｄ１と下流領域Ｄ２の表面温度は同じ目標温度（第一目標温度、第二目標温度）で制御する。本発明では、同じ目標温度と言った場合、±５℃の範囲を示すものとする。即ち、最大で差が１０℃となる範囲内とする。勿論、目標温度をほぼ同一（例えば±１℃以内）となるようにしても良い。但し、この目標温度は、適宜変更することも可能である。例えば、上流領域Ｄ１の目標温度（第一目標温度）を下流領域Ｄ２の目標温度（第二目標温度）よりも高く（例えば差が１０℃よりも大きく）することもできる。上流領域Ｄ１の目標温度を高くすれば上流ヒータ３６の通電時間をより長くできる。要は、このような目標温度の設定は、各ヒータ３６、３７の設定電力（発熱量）との関係で、外部加熱接触部Ｎ２で必要な熱量を定着ローラ２１に供給でき、且つ、上流ヒータ３６の通電時間を確保して温度ムラが生じにくい範囲で適切に行う。
【００３９】
上述のような各サーミスタ２８ａ、２８ｂ、３８、３９による各ヒータ２７ａ、２７ｂ、３６、３７の制御をまとめれば、図６に示すブロック図のようになる。即ち、各サーミスタ２８ａ、２８ｂ、３８、３９により検知した温度に基づいて、ＣＰＵ２９が各ヒータ２７ａ、２７ｂ、３６、３７をそれぞれＯＮ／ＯＦＦ制御する。なお、各サーミスタの設置位置は、それぞれ任意に設定できるが、対向する各ローラの幅方向中央部に配置することが好ましい。
【００４０】
また、各ヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御は、それぞれ、例えば図７に示すように行う。即ち、サーミスタにより検知される温度が時刻ｔ７１で下限設定温度まで低下すると、ＣＰＵ２９はヒータに通電を開始する。ヒータのＯＮによって時刻ｔ７２でサーミスタにより検知される温度が上限設定温度に達すると、通電が停止され、ヒータがＯＦＦされる。更に、時刻ｔ７３でサーミスタにより検知される温度が再び下限設定温度まで低下すると、ヒータへの通電が再開される。以降、このようなシーケンスを繰り返すことにより、サーミスタにより検知される温度（定着ローラ２１、加圧ローラ２２、ベルト部材２３の上流領域Ｄ１、下流領域Ｄ２の各表面温度）が、下限設定温度と上限設定温度との間になるように制御される。なお、上限設定温度は目標温度よりも例えば１℃高く、下限設定温度は目標温度よりも例えば１℃低く設定される。即ち、上限設定温度と下限設定温度の平均値が目標温度になっている。
【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及びベルト部材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及びベルト部材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及び外部加熱接触部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に加熱定着される。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、及び外部加熱接触部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、ベルト部材２３の外部加熱接触部Ｎ２で定着ローラ２１に熱が奪われて温度低下した部位は、下流ローラ３２との接触部で加熱され、更に上流ローラ３１との接触部で加熱されて、所定温度に上昇する。その後、再び外部加熱接触部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】
このような本実施形態によれば、上流ヒータ３６に供給する電力の最大値を、下流に配置された下流ヒータ３７に供給する電力の最大値よりも小さくなるようにそれぞれのヒータ３６、３７に供給する電力を設定している。このため、上流ヒータ３６への通電時間を長くできる。即ち、上流ヒータ３６により加熱される上流領域Ｄ１は、下流ヒータ３７により加熱されたベルト部材２３が到達し、外部加熱接触部Ｎ２により熱を奪われる前である。このため、上流ヒータ３６の発熱量が大きいと、上流領域Ｄ１の表面温度が短時間で上限設定温度に到達してしまう。これに対して、本実施形態のように上流ヒータ３６に供給する電力の最大値を小さくすれば、上流領域Ｄ１の表面温度が上限設定温度に到達するまでの時間、即ち、通電時間を長くできる。
【００４５】
このため、ベルト部材２３表面の温度が短時間で上昇する温度ムラが抑えられる。言い換えれば、時間に対する温度上昇の勾配が緩やかになり、急激に温度変化が生じる部分をなくすことができる。この結果、この温度ムラが抑えられた状態で外部加熱接触部Ｎ２で定着ローラ２１が加熱されるため、画像加熱ムラの発生を低減できる。
【００４６】
また、上流領域Ｄ１と下流領域Ｄ２の目標温度を同じ目標温度とすることにより、上流ヒータ３６への通電時間をより長くできる。即ち、上流領域Ｄ１の目標温度を下流領域Ｄ２の目標温度をよりも低く設定した場合、上流領域Ｄ１への通電時間を長くしにくいが、両領域Ｄ１、Ｄ２の目標温度を同じとすれば、供給する電力が小さい上流ヒータ３６への通電時間を長くできる。また、前述したように、上流ヒータ３６への通電時間を長くすべく、上流領域Ｄ１の目標温度を下流領域Ｄ２の目標温度を高くしても良い。
【００４７】
また、本実施形態の場合、各ヒータ３６、３７を各ローラ３１、３２内に配置しているため、各ヒータ３６、３７を効率良く配置できる。但し、各ヒータ３６、３７を各ローラ３１、３２の外部に、例えば、ベルト部材２３の外周面に対向するように配置することもできる。但し、この場合、各ヒータ３６、３７の設置スペースを確保する必要がある。
【００４８】
また、本実施形態の場合、上流ヒータ３６に供給する電力の最大値を下流ヒータ３７に供給する電力の最大値よりも小さくしているが、下流ヒータ３７に供給する電力は上流ヒータ３６の発熱量を低くした分、大きくするようにしている。このため、定着性能の維持を図れる。即ち、定着性能を維持するためには、ベルト部材２３を加熱する全体の発熱量を確保する必要がある。本実施形態では、上流ヒータ３６の発熱量が低くなる分、下流ヒータ３７の発熱量を大きくしているため、ベルト部材２３により加熱される定着ローラ２１の表面温度が、定着性を維持できる最下点温度以上に維持でき、定着性能の維持を図れる。したがって、本実施形態の場合には、定着性能維持、温度ムラ緩和を達成可能な定着装置を提供することができる。
【００４９】
また、上流ヒータ３６の定格電力（発熱量）は、下流ヒータ３７の定格電力（発熱量）に対して、２０％以上減少させることが好ましい。これにより、上述のような温度ムラ緩和の効果をより得易くなる。即ち、２０％未満の減少であれば、温度ムラの緩和を十分に図れない場合があるが、２０％以上の減少とすれば、より確実に温度ムラの緩和を図れる。即ち、「下流ヒータ３７の定格電力≧上流ヒータ３６の定格電力×１．２」とするとより好適である。但し、上流ヒータ３６の発熱量が小さ過ぎると、下流ヒータ３７の発熱量を大きくしたとしても、上流領域Ｄ１の温度を適切な温度まで上昇させられない可能性がある。したがって、上流ヒータ３６の下流ヒータ３７に対する発熱量の減少率は、この点を考慮して定める。
【００５０】
また、本実施形態では、接触領域Ｄ１、Ｄ２の目標温度を、定着装置部材（サーミスタやＰＦＡチューブ等）の耐熱性の上限から２２０℃で同一とした。但し、ベルト部材２３の温度が低いと定着ローラ２１を昇温させる加熱能力が低下するので、接触領域Ｄ１、Ｄ２の目標温度は、耐熱性ぎりぎりの高温に設定するのが好適である。
【００５１】
また、本実施形態では、像加熱部材として内部に加熱源を具備した定着ローラを採用したが、定着ローラに加熱手段を具備せず、ベルト部材のみで定着ローラを加熱する構成でも本発明の効果は同様である。また、本実施形態では、加圧部材として、内部に加熱源を具備した加圧ローラを採用したが、加圧ローラに加熱手段を具備しない構成でも本発明の効果は同様である。また、本実施形態では、加圧部材として、芯金上に弾性層を具備した加圧ローラを採用したが、加圧ベルトや、又は弾性層の無い加圧ローラ及び加圧ベルト等の他の形態でも本発明の効果は同様である。
【００５２】
また、本実施形態では、加熱手段としてハロゲンヒータを採用した。しかし、加熱手段としてハロゲンヒータ以外の電磁誘導加熱方式や面状発熱体等の他の加熱手段でも、複数の加熱手段を具備する構成であれば本発明の効果は同様である。なお、この場合に、加熱手段への電力供給がＯＦＦされない構造もあるが、供給される電力が最大値の場合にＯＮ、最小値の場合にＯＦＦと仮定し、上述の場合と同様に制御すれば、同様の効果が得られる。
【００５３】
また、本実施形態では、１つの張架ローラ内に、１つのハロゲンヒータを具備する構成を採用した。しかし、第１及び第２張架ローラ（３１、３２）が複数のハロゲンヒータを具備する装置では以下のようにすることで、本発明の効果を得ることができる。即ち、第１張架ローラ３１内に具備されるハロゲンヒータの定格電力の合計を、第２張架ローラ３２内に具備されるハロゲンヒータの定格電力の合計よりも小さくすれば良い。
【００５４】
また、本実施形態では、各ハロゲンヒータへは各々の定格電力と同じ電力が供給される。但し、定格電力未満の電力を供給する場合であっても、上流ヒータ３６に供給する最大電力を、下流ヒータ３７に供給する最大電力よりも小さくすることで本発明の効果を得ることができる。
【００５５】
更に、第一及び第二ベルト加熱部材（張架ローラ３１、３２）が複数のハロゲンヒータを具備する場合であって、定格電力未満の電力を供給する場合にも本発明の効果を得ることはできる。つまり、張架ローラ３１内に具備されるハロゲンヒータ３６へ供給される電力の合計の最大値を、張架ローラ３２内に具備されるハロゲンヒータ３７のへ供給される電力の合計の最大値よりも小さくすれば良い。
【００５６】
なお、上述の構成は、ベルト部材２３を加熱する加熱手段が３個以上であっても同様である。例えば、ベルト部材２３を定着ローラ２１に圧するように３個のローラを定着ローラ２１の回転方向に並べて配置し、それぞれのローラ内に加熱手段を設けた構成が考えられる。この場合、上流ローラと下流ローラとの間に存在する中間ローラの加熱手段に供給する電力の最大値を次のようにすることが好ましい。即ち、中間ローラの加熱手段に供給する電力の最大値を、上流ローラの加熱手段に供給する電力の最大値よりも大きく、且つ、下流ローラの加熱手段に供給する電力の最大値よりも小さくなるように、各加熱手段に供給する電力を設定する。
【００５７】
＜第１の実施形態の効果の確認＞
上述のような本実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。この実験では、本実施形態に対して、上流ヒータ３６及び下流ヒータ３７の定格電力が異なる比較例１〜３を用意した。なお、本実施形態及び比較例１〜３では、各ヒータ３６、３７の定格電力に等しい電力が各ハロゲンヒータへ供給される。また、実験では、記録材として秤量３００ｇ／ｍ２のＡ４サイズ紙を横方向に、１００ｐｐｍ（ｐｐｍ＝ｐａｇｅ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）で連続通紙した。
【００５８】
＜比較例１＞
まず、比較例１として、上流ヒータ３６及び下流ヒータ３７の発熱量が同じで、それぞれの定格電力が６００Ｗとした構造について説明する。即ち、上流ローラ３１の上流ヒータ３６の定格電力＝６００Ｗ、下流ローラ３２の下流ヒータ３７の定格電力＝６００Ｗとした場合を説明する。
【００５９】
図８は、比較例１において、プリント開始後の定着ローラ２１の温度変化を表す図である。スタンバイ中に温度Ｔ１に調整されていた定着ローラ２１は、プリントが開始されて記録材が定着ニップ部Ｎ１に達すると温度が下降し、通紙枚数Ｃ８１では温度は最下点温度Ｔ３に到達する。これは、定着ローラ２１の表面温度をＴ１に維持しようと、ハロゲンヒータ２７ａが点灯しても、芯金２４ａや熱伝導率の低い弾性層２５ａに熱が遮られて、定着ローラ２１の表面温度が上昇するのが遅延するためである。また、通紙開始時から通紙枚数Ｃ８１まで、ハロゲンヒータ２７ａ、２７ｂ、３６、３７は全点灯していた。そして、通紙枚数Ｃ８２を過ぎると、定着ローラ２１の温度は最下点温度Ｔ３から上昇し、通紙枚数Ｃ８３で温度Ｔ１に達して定常状態（平衡状態）となった。
【００６０】
比較例１では、Ｔ１＝２００℃、Ｔ３＝１７５℃である。ここで、定着ローラ２１の表面温度Ｔ２＝１８０℃が定着性を満足できる許容範囲の下限であるため、比較例１における最下点温度Ｔ３＝１７５℃では定着性は許容範囲外である。定着ローラ２１の表面温度が最下点温度Ｔ３の時、上流領域Ｄ１の温度＝２１０℃であり、ベルト部材２３の設定温度２２０℃より低下していた。よって、ベルト部材２３の加熱源であるハロゲンヒータ３６、３７の合計電力（外部加熱部の総電力）＝１２００Ｗは、電力が不足しており、外部加熱部の総電力をより大きくする必要があることがわかった。
【００６１】
また、定常状態である定着ローラ２１の温度＝Ｔ１時の各サーミスタ２８ｂ、３８、３９の検知温度は、加圧ローラ２２の表面温度＝１３０℃、上流領域Ｄ１の温度＝２２０℃、下流領域Ｄ２の温度＝２２０℃であった。また、接触領域Ｄ１、Ｄ２の温度は、目標温度２２０℃に温調されていた。
【００６２】
図９は、比較例１の定常状態における上流ヒータ３６への通電のＯＮ／ＯＦＦと、その際の上流領域Ｄ１の温度変化を示す図である。時間ｔ９１において上流領域Ｄ１の表面温度が下限設定温度に低下し、上流ヒータ３６の通電がＯＮされた。上流ヒータ３６へ供給される電力は６００Ｗと少ないため、ｔ９１からｔ９２までの長い時間に緩やかに、上流領域Ｄ１の温度は上限設定温度に到達した。この場合、長い時間でベルト部材２３が暖められるため、ベルト部材２３の表面温度ムラは目立たなかった。そのため、外部加熱接触部Ｎ２でベルト部材２３と接触する定着ローラ２１の表面温度ムラも目立たなかった。
【００６３】
＜比較例２＞
次に、比較例２として、上流ヒータ３６及び下流ヒータ３７の発熱量が同じで、それぞれの定格電力が８００Ｗとした構造について説明する。即ち、上流ローラ３１の上流ヒータ３６の定格電力＝８００Ｗ、下流ローラ３２の下流ヒータ３７の定格電力＝８００Ｗとした場合を説明する。
【００６４】
図１０は、比較例２において、プリント開始後の定着ローラ２１の温度変化を表す図である。スタンバイ中に温度Ｔ１に調整されていた定着ローラ２１は、プリントが開始されて記録材が定着ニップ部Ｎ１に達すると温度が下降し、通紙枚数Ｃ１０１では温度は最下点温度Ｔ２に到達する。また、比較例１と同様、通紙開始時から通紙枚数Ｃ１０１まで、各ヒータ２７ａ、２７ｂ、３６、３７は全点灯していた。そして、通紙枚数Ｃ１０２を過ぎると、定着ローラ２１の温度は最下点温度Ｔ２から上昇し、通紙枚数Ｃ１０３で温度Ｔ１に達して定常状態（平衡状態）となる。比較例２では、Ｔ１＝２００℃、Ｔ２＝１８０℃である。
【００６５】
ここで、最下点温度Ｔ２（＞Ｔ３）は、定着を満足できる許容範囲の下限であり、この温度で定着性は許容範囲内であった。これは、比較例１と比べて、ベルト部材２３の総定格電力が大きく、接触領域Ｄ１、Ｄ２でベルトに供給される熱が大きいために起こる。最下点温度Ｔ２が定着性の許容範囲下限であることから、ベルト部材２３の加熱源であるヒータ３６、３７の合計電力（外部加熱部の総電力）＝１６００Ｗは、連続通紙時の最下点温度において、定着性が許容範囲になる下限の電力であることがわかった。
【００６６】
また、定常状態である定着ローラ２１の温度＝Ｔ１時の各サーミスタ２８ｂ、３８、３９の検知温度は、以下のようであった。即ち、加圧ローラ２２の表面温度＝１３０℃、上流領域Ｄ１の温度＝２２０℃、下流領域Ｄ２の温度＝２２０℃であり、比較例１と同様、接触領域Ｄ１、Ｄ２の温度は、目標温度２２０℃に温調されていた。
【００６７】
図１１は、比較例２の定常状態における上流ヒータ３６への通電のＯＮ／ＯＦＦと、その際の上流領域Ｄ１の温度変化を示す図である。時間ｔ１１１において上流領域Ｄ１の表面温度が下限設定温度に低下し、上流ヒータ３６の通電がＯＮされた。上流ヒータ３６へ供給される電力は８００Ｗと多いため、ｔ１１１からｔ１１２までの短時間に、上流領域Ｄ１の温度は上限設定温度に到達した。この場合、短時間でベルト部材２３は暖められるため、ベルト部材２３の表面温度ムラは目立ってしまった。そのため、外部加熱接触部Ｎ２でベルト部材２３と接触する定着ローラ２１の表面に、ベルト部材２３の表面温度ムラが転写されて、定着ローラ２１の表面にも、温度ムラが発生してしまった。よって、定常状態における定着ローラ２１の表面温度ムラを軽減するためには、ハロゲンヒータ３６、３７のいずれかの定格電力を小さくする必要があることがわかった。
【００６８】
＜比較例３＞
次に、比較例３として、上流ヒータ３６の発熱量が下流ヒータ３７の発熱量よりも大きくした構造について説明する。即ち、上流ヒータ３６の定格電力＝１０００Ｗ、下流ヒータ３７の定格電力＝６００Ｗとした場合を説明する。なお、この比較例３での定着ローラ２１の温度推移は、比較例２と同様であった。即ち、前述の図１０に示すように、スタンバイ中に温度Ｔ１に調整されていた定着ローラ２１は、プリントが開始されて記録材が定着ニップ部Ｎ１に達すると温度が下降し、通紙枚数Ｃ１０１では温度は最下点温度Ｔ２に到達した。また、比較例１と同様、通紙開始時から通紙枚数Ｃ１０１まで、各ヒータ２７ａ、２７ｂ、３６、３７は全点灯していた。そして、通紙枚数Ｃ１０２を過ぎると、定着ローラ２１の温度は最下点温度Ｔ２から上昇し、通紙枚数Ｃ１０３で温度Ｔ１に達して定常状態（平衡状態）となった。比較例３でも、Ｔ１＝２００℃、Ｔ２＝１８０℃である。つまり、ベルト部材２３の加熱源であるハロゲンヒータ３６、３７の合計電力（外部加熱部の総電力）が、比較例２と同様、１６００Ｗであるため、最下点温度がＴ２になった。
【００６９】
また、定常状態である定着ローラ２１の温度＝Ｔ１時の各サーミスタ２８ｂ、３８、３９の検知温度は、比較例１、２と同様であった。即ち、加圧ローラ２２の表面温度＝１３０℃、上流領域Ｄ１の温度＝２２０℃、下流領域Ｄ２の温度＝２２０℃であり、接触領域Ｄ１、Ｄ２の温度は、目標温度２２０℃に温調されていた。
【００７０】
図１２は、比較例３の定常状態における上流ヒータ３６への通電のＯＮ／ＯＦＦと、その際の上流領域Ｄ１の温度変化を示す図である。時間ｔ１２１において上流領域Ｄ１の表面温度が下限設定温度に低下し、上流ヒータ３６の通電がＯＮされた。上流ヒータ３６へ供給される電力は、比較例２と比べて、１０００Ｗと更に多いため、ｔ１２１からｔ１２２までの更に短い時間で、上流領域Ｄ１の温度は上限設定温度に到達した。この場合、比較例２に比べて、更に短時間でベルト部材２３は暖められるため、ベルト部材２３の表面温度ムラは悪化した。そのため、外部加熱接触部Ｎ２でベルト部材２３と接触する定着ローラ２１の表面には、比較例２に比べて更に悪化した温度ムラが生じた。これは、ベルト部材２３の表面温度ムラが転写されて、定着ローラ２１の表面にも、温度ムラが発生してしまうためである。
【００７１】
以上の各比較例から、外部加熱接触部Ｎ２直前の上流領域Ｄ１で発生したベルト部材２３の表面温度のムラが、外部加熱接触部Ｎ２で定着ローラ２１に転写されて、定着ローラ２１の表面温度のムラが発生していることがわかった。よって、定常状態における定着ローラ２１の表面温度ムラを軽減するためには、外部加熱接触部Ｎ２直前の上流領域Ｄ１を加熱する上流ヒータ３６の定格電力を小さくする必要があることがわかった。
【００７２】
＜実施例１＞
次に、本実施形態を満たす実施例１の構成を説明する。本実施例では、上流ヒータ３６の定格電力＝６００Ｗ、下流ヒータ３７の定格電力＝１０００Ｗとした。なお、本実施例での定着ローラ２１の温度推移は、比較例２、３と同様であった。即ち、前述の図１０に示すように、スタンバイ中に温度Ｔ１に調整されていた定着ローラ２１は、プリントが開始されて記録材が定着ニップ部Ｎ１に達すると温度が下降し、通紙枚数Ｃ１０１では温度は最下点温度Ｔ２に到達した。また、比較例１と同様、通紙開始時から通紙枚数Ｃ１０１まで、各ヒータ２７ａ、２７ｂ、３６、３７は全点灯していた。そして、通紙枚数Ｃ１０２を過ぎると、定着ローラ２１の温度は最下点温度Ｔ２から上昇し、通紙枚数Ｃ１０３で温度Ｔ１に達して定常状態（平衡状態）となった。本実施例でも、Ｔ１＝２００℃、Ｔ２＝１８０℃である。つまり、ベルト部材２３の加熱源であるハロゲンヒータ３６、３７の合計電力（外部加熱部の総電力）が、比較例２、３と同様、１６００Ｗであるため、最下点温度がＴ２になった。
【００７３】
また、定常状態である定着ローラ２１の温度＝Ｔ１時の各サーミスタ２８ｂ、３８、３９の検知温度は、比較例１〜３と同様であった。即ち、加圧ローラ２２の表面温度＝１３０℃、上流領域Ｄ１の温度＝２２０℃、下流領域Ｄ２の温度＝２２０℃であり、接触領域Ｄ１、Ｄ２の温度は、目標温度２２０℃に温調されていた。
【００７４】
また、本実施例の定常状態における上流ヒータ３６への通電のＯＮ／ＯＦＦと、その際の上流領域Ｄ１の温度変化は、比較例１と同様であった。即ち、前述の図９に示すように、時間ｔ９１において上流領域Ｄ１の表面温度が下限設定温度に低下し、上流ヒータ３６の通電がＯＮされた。上流ヒータ３６へ供給される電力は、比較例１と同様、６００Ｗであり、ｔ９１からｔ９２までの長い時間に緩やかに、上流領域Ｄ１の温度は上限設定温度に到達した。この場合、長い時間でベルト部材２３は暖められるため、ベルト部材２３の表面温度ムラは目立たなかった（温度ムラが抑えられた）。そのため、外部加熱接触部Ｎ２でベルト部材２３と接触する定着ローラ２１の表面温度ムラも目立たなかった。
【００７５】
また、下流領域Ｄ２を加熱する下流ヒータ３７へ供給される電力は１０００Ｗであるため、下流領域Ｄ２で発生したベルト部材２３の表面温度のムラは目立つものであったが、この表面温度ムラは上流領域Ｄ１通過時に良化してしまうことがわかった。つまり、定着ローラ２１の表面温度のムラは、外部加熱接触部Ｎ２直前の上流領域Ｄ１で発生したベルト部材２３の表面温度ムラが転写されることが主原因であることがわかった。そして、下流領域Ｄ２で発生したベルト部材２３の表面温度ムラは、外部加熱接触部Ｎ２に到達する前に低減してしまうため、定着ローラ２１に転写されないということがわかった。
【００７６】
上述のように本実施例では、定着ローラ２１（ベルト部材２３）の回転方向下流の下流ヒータ３７の定格電力を大きく、定着ローラ２１の回転方向上流の上流ヒータ３６の定格電力を小さくした。そして、定着性能維持（最下点温度維持）と温度ムラ緩和を行うことが可能な定着装置を提供することができた。
【００７７】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図１３ないし図１６を用いて説明する。本実施形態は、前述の第１の実施形態でのベルト部材を加熱する加熱手段の定格電力の関係において、小サイズ紙を通紙した時に発生する非通紙部昇温の低減と、定着部材（像加熱部材）の最下点温度低下防止とを効率的に達成する構成に関するものである。なお、本実施形態においても、各ハロゲンヒータには各々の定格電力と等しい電力が供給される。
【００７８】
定着装置は、小サイズ紙を通紙した場合、定着ニップ部内で所定サイズの記録材が通過する通過領域（通紙部）である通紙部から幅方向に外れたこの小サイズ（所定サイズ）外領域（非通紙部）で昇温が発生する。これは、通紙部においては、定着部材又は加圧部材の熱を記録材が奪い、定着性を確保するために、熱が供給されて定着部材又は加圧部材は所定の温度に維持される。一方、非通紙部においては、定着部材又は加圧部材の熱が奪われずに、熱が供給され続けるため、定着ローラ（定着部材）、加圧ローラ（加圧部材）、サーミスタなどの定着装置部材の温度が上昇してしまう。このように生じる非通紙部昇温によって、定着装置部材の耐熱性を超えてしまう場合には、例えば弾性層や離型層、及びサーミスタ等が熱劣化によって破損するという問題が発生してしまう。
【００７９】
この非通紙部昇温対策としては、各定着装置部材の加熱源において、長手方向で発熱分布の異なる加熱源を複数具備する構成が用いられる。この構成では、記録材のサイズに応じて、又は各定着装置部材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、非通紙部における加熱源の発熱を減少させる。このようにして、通紙部の定着装置部材の温度を維持したまま、非通紙部の定着装置部材の昇温が抑えられる。
【００８０】
このような非通紙部昇温対策を施した本実施形態の定着装置２０Ａについて、以下に説明するが、前述の第１の実施形態の定着装置２０と同様の構成及び作用の部材は共通の番号を付して説明を省略する。なお、本実施形態の画像形成装置は、中央通紙基準であり、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２０Ａの定着ローラ２１、加圧ローラ２２及びベルト部材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。このため、本実施形態では、定着ローラ２１、加圧ローラ２２及びベルト部材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。
【００８１】
本実施形態の定着装置２０Ａは、第１の実施形態の定着装置２０とほぼ同様であるが、各ローラの加熱手段として、２本のハロゲンヒータを配置しているのが異なる。図１３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２７ａＡ、２７ａＢ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２７ａＡ、２７ａＢの定格電力合計は、１２００Ｗである。但し、ハロゲンヒータ２７ａＡ、２７ａＢは互いに幅方向の発熱分布を異ならせている。
【００８２】
まず、ハロゲンヒータ２７ａＡ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、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。
【００８３】
したがって、ハロゲンヒータ２７ａＡは、図１４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２７ａＡ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２７ａＡ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２７ａＡは、メインヒータ２７ａＡと称する。
【００８４】
一方、ハロゲンヒータ２７ａＢ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２７ａＢは、図１５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２７ａＢ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２７ａＢ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２７ａＢは、サブヒータ２７ａＢと称する。
【００８５】
また、定着ローラ２１の表面温度は、定着ローラ２１の通紙部に接触する温度検知手段としてのサーミスタ２８ａＡによって検出される。そして、この検出温度に基づいて、温度制御（調整）手段としてのＣＰＵ（ヒータ制御器）２９Ａによってメインヒータ２７ａＡ及びサブヒータ２７ａＢがＯＮ／ＯＦＦされ、所定の目標温度、例えば２００℃にて制御される。この制御も第１の実施形態と同様に行われ、上限設定温度は目標温度よりも１℃高く、下限設定温度は目標温度よりも１℃低く設定される。
【００８６】
また、定着ローラ２１の非通紙部に接触する温度検知手段としてのサーミスタ２８ａＢによって、非通紙部の定着ローラ２１表面温度を監視する。したがって、サーミスタ２８ａＡ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２７ａＡ及びサブヒータ２８ａＢ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２８ａＡと称する。又、サーミスタ２８ａＢ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り、以後、サブサーミスタ２８ａＢと称する。
【００８７】
また、加圧ローラ２２内には、図１３に示すように、通電により発熱するそれぞれ例えば定格電力１５０Ｗのハロゲンヒータ２７ｂＡ、２７ｂＢ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２７ｂＡ、２７ｂＢの定格電力の合計は、３００Ｗである。但し、ハロゲンヒータ２７ｂＡ、２７ｂＢは、上述の定着ローラ２１のハロゲンヒータ２７ａＡ、２７ａＢ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２７ｂＡを図１４に示すような発熱分布とし、ハロゲンヒータ２７ｂＢを図１５に示すような発熱分布としている。以後、ハロゲンヒータ２７ｂＡはメインヒータ２７ｂＡと、ハロゲンヒータ２７ｂＢはサブヒータ２７ｂＢと、それぞれ称する。
【００８８】
また、加圧ローラ２２の表面温度は、加圧ローラ２２の通紙部に接触する温度検知手段としてのサーミスタ２８ｂＡによって検出される。そして、ＣＰＵ２９Ａによって、メインヒータ２７ｂＡ及びサブヒータ２７ｂＢをＯＮ／ＯＦＦすることで、加圧ローラ２２の表面温度は、所定の目標温度、例えば１３０℃にて制御される。この制御も第１の実施形態と同様に行われ、上限設定温度は目標温度よりも１℃高く、下限設定温度は目標温度よりも１℃低く設定される。
【００８９】
また、加圧ローラ２２の非通紙部に接触する温度検知手段としてのサーミスタ２８ｂＢによって、非通紙部の加圧ローラ２２の表面温度を監視する。したがって、サーミスタ２８ｂＡ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２７ｂＡ及びサブヒータ２７ｂＢ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２８ｂＡと称する。又、サーミスタ２８ｂＢ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り、以後、サブサーミスタ２８ｂＢと称する。
【００９０】
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３００Ｗのハロゲンヒータ３６Ａ、３６Ｂ、及び、定格電力５００Ｗのハロゲンヒータ３７Ａ、３７Ｂ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。即ち、外部加熱ローラ（上流ローラ）３１内には、それぞれ定格電力が３００Ｗのハロゲンヒータ（上流ヒータ）３６Ａ、３６Ｂが配置されている。また、外部加熱ローラ（下流ローラ）３２内には、それぞれ定格電力が５００Ｗのハロゲンヒータ（下流ヒータ）３７Ａ、３７Ｂが配置されている。したがって、上流ヒータ３６Ａ、３６Ｂの定格電力の合計は６００Ｗであり、下流ヒータ３７Ａ、３７Ｂの定格電力の合計は１０００Ｗである。
【００９１】
但し、ハロゲンヒータ３６Ａ、３７Ａと、３６Ｂ、３７Ｂとは、上述の定着ローラ２１のハロゲンヒータ２７ａＡ、２７ａＢ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３６Ａ、３７Ａを図１４に示すような発熱分布とし、ハロゲンヒータ３６Ｂ、３７Ｂを図１５に示すような発熱分布としている。以後、ハロゲンヒータ３６Ａを上流メインヒータ３６Ａ、ハロゲンヒータ３７Ａを下流メインヒータ３７Ａと、ハロゲンヒータ３６Ｂを上流サブヒータ３６Ｂと、ハロゲンヒータ３７Ｂを下流サブヒータ３７Ｂと、それぞれ称する。本実施形態の場合、上流メインヒータ３６Ａ及び上流サブヒータ３６Ｂの合計発熱量を、下流メインヒータ３７Ａ及び下流サブヒータ３７Ｂの合計発熱量よりも小さくしている。なお、ベルト部材２３の外周面のうち、通紙部に対応する部位を通紙対応部位、非通紙部に対応する部位を非通紙対応部位とする。
【００９２】
また、ベルト部材２３の表面温度は、上流領域Ｄ１及び下流領域Ｄ２内の通紙対応部位に接触する温度検知手段としてのサーミスタ３８Ａ、３９Ａによって検出される。そして、ベルト部材２３の表面温度は、ＣＰＵ２９Ａによってメインヒータ３６Ａ、３７Ａ及びサブヒータ３６Ｂ、３７ＢがＯＮ／ＯＦＦされることで、所定の目標温度、例えば２２０℃にて制御される。この制御も第１の実施形態と同様に行われ、上限設定温度は目標温度よりも１℃高く、下限設定温度は目標温度よりも１℃低く設定される。
【００９３】
また、上流領域Ｄ１及び下流領域Ｄ２内の非通紙対応部位に接触する温度検知手段としてのサーミスタ３８Ｂ、３９Ｂによって、ベルト部材２３の表面温度を監視する。したがって、サーミスタ３８Ａ、３９Ａは、それぞれ上流領域Ｄ１又は下流領域Ｄ２内の通紙対応部位の温度を所定温度に維持するように、メインヒータ３６Ａ、３７Ａ及びサブヒータ３６Ｂ、３７Ｂを制御する温度制御用サーミスタである。サーミスタ３８Ａ、３９Ａは、以後、メインサーミスタ３８Ａ、３９Ａと称する。又、サーミスタ３８Ｂ、３９Ｂは、それぞれ上流領域Ｄ１又は下流領域Ｄ２内の非通紙対応部位の温度を監視するサーミスタであり、以後、サブサーミスタ３８Ｂ、３９Ｂと称する。
【００９４】
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２７ａＡ、２７ｂＡ、３６Ａ、３７Ａと、各サブヒータ２７ａＢ、２７ｂＢ、３６Ｂ、３７Ｂ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２８ａＢ、２８ｂＢ、３８Ｂ、３９Ｂ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ＣＰＵ２９Ａにより制御している。なお、上述のような各サーミスタによる各ヒータの制御をまとめれば、図１６に示すブロック図のようになる。
【００９５】
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２０Ａへの小サイズの記録材の通紙時に、各ローラ及びベルトのサブヒータ２７ａＢ、２７ｂＢ、３６Ｂ、３７Ｂ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２８ａＢ、２８ｂＢ、３８Ｂ、３９Ｂ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。
【００９６】
【表１】
0005528223.tif 000002
【００９７】
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２８ａＡ、２８ｂＡ、３８Ａ、３９Ａが目標温度より低下すると、各メインヒータ２７ａＡ、２７ｂＡ、３６Ａ、３７Ａと各サブヒータ２７ａＢ、２７ｂＢ、３６Ｂ、３７Ｂ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。
【００９８】
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。
【００９９】
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２０Ａ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。
【０１００】
ここで、ベルト部材２３の非通紙部昇温に関して説明する。小サイズ紙を通紙することにより、定着ローラ２１の非通紙領域は熱が蓄積して非通紙部昇温が発生する。同様に、ベルト部材２３、外部加熱ローラ３１、３２の非通紙対応部位においても、熱が蓄積して非通紙部昇温が発生する。
【０１０１】
ベルト部材２３の通紙対応部位は、定着ローラ２１の温度低下した通紙部に熱が奪われるために、熱を供給して所定温度を維持する。一方、ベルト部材２３の非通紙対応部位は、定着ローラ２１が非通紙部昇温により高温となるために、熱が奪われずに蓄積して、非通紙部昇温が発生する。従って、記録材と接触しないベルト部材２３においても、記録材と接触する定着部材や加圧部材と同様に、非通紙部昇温のレベルは定着部材や加圧部材に比較すると小さいレベルではあるが、非通紙部昇温が発生する。したがって、ベルト部材２３の非通紙部昇温を防止することにより、定着ローラ２１の非通紙部昇温も低減することができる。
【０１０２】
このベルト部材２３の非通紙部昇温を効率的に減少させ、かつ通紙時の表面温度ムラを防止する方法として、以下の方法が好適あることが本発明者の検討によって明らかになった。即ち、上流ローラ３１内のサブヒータ３６Ｂの点灯比率（以下、第１点灯比率と称する）を、下流ローラ３２内のサブヒータ３７Ｂの点灯比率（以下、第２点灯比率と称する）よりも大きくする。例えば、第１点灯比率＝７５％、第２点灯比率＝３３％とする。また、このようなサブヒータ２７ａＢ、２７ｂＢ、３６Ｂ、３７Ｂの点灯比率は、紙サイズに応じて変更することが好ましい。
【０１０３】
上述のような本実施形態によれば、小サイズ通紙時において、「第１点灯比率＞第２点灯比率」とすることにより、効率的に非通紙部昇温を低減して、かつ定着ローラ２１の最下点温度低下を防止して、良好な定着性を確保することができる。即ち、「上流ローラ３１の定格電力＜下流ローラ３２の定格電力」の場合、小サイズ通紙時の非通紙部昇温対策として「第１点灯比率＞第２点灯比率」とすることが必要である。
【０１０４】
これは、非通紙部昇温を低減させるためには、定格電力が大きい方の外部加熱ローラのサブヒータ点灯比率を、定格電力が小さい方の外部加熱ローラのサブヒータ点灯比率より小さくすることが必要なためである。但し、最下点温度低下を防止するためには、ベルト部材温度が設定温度より低下しない範囲内で、外部加熱ローラ内のサブヒータ点灯比率を小さくすることが必要である。
【０１０５】
また、「第１点灯比率＞第２点灯比率」とした場合でも、点灯比率を加味したメインヒータとサブヒータを合算した実効電力において、「上流ローラ３１の加熱源電力＜下流ローラの加熱源電力」の関係を維持することも必要である。この関係を満たさない場合、前述の第１の実施形態で述べたように、ベルト部材表面に温度ムラが発生し、その温度ムラが定着ローラ表面に転写されて、定着ローラ表面温度にムラが発生する。
【０１０６】
また、本実施形態のように、外部加熱ローラ内のサブヒータ点灯比率を小さくしても、第１の実施形態と比較して最下点温度が低下しない理由は以下のように考えられる。つまり、小サイズ紙の場合には、紙幅が小さいために、紙幅が大きい記録材と比較して、定着ローラ２１から単位時間当たりに奪う熱量が小さい。また、非通紙部で蓄積及び昇温した熱量が通紙部に芯金を通して移動する。したがって、サブヒータ点灯比率を小さくして電力が小さくなっても、ベルト部材温度を維持することができる。
【０１０７】
また、本実施形態では、記録材のサイズに応じて、サブヒータの点灯比率を変更する構成としたが、非通紙対応部位の温度を検知して、段階的に点灯比率を変更すると、さらに非通紙部昇温低減と最下点温度低下防止が可能である。例えば、後述する条件のリーガル紙通紙時において、第１点灯比率＝１００％、第２点灯比率＝１００％でスタートして、サブサーミスタ３８Ｂ又は３９Ｂのどちらかが２２４℃を検知した時点に、例えば第１点灯比率＝３３％、第２点灯比率＝７５％に変更する。更に、サブサーミスタ３８Ｂ又は３９Ｂのどちらかが２２６℃を検知した時に、例えば第１点灯比率＝２５％、第２点灯比率＝６０％に変更する。
【０１０８】
この場合には、非通紙対応部位が十分高温になってからサブヒータの点灯比率を小さくするので、通紙部に非通紙部の熱が回り込む量が大きく、最下点温度低下を防止する効果が大きくなる。更にサブヒータの点灯比率を、より小さくすることが可能となり、非通紙部昇温防止効果も大きくなる。
【０１０９】
また、前述の第１の実施形態において、省電力の観点から「下流ヒータ３７の定格電力≧上流ヒータ３６の定格電力×１．２」が好適であると説明したが、この場合に対応して、電力比分をサブヒータ点灯比率に反映させると良い。よって、「下流ヒータ３７Ａ、３７Ｂの少なくとも１つの加熱源の点灯比率×１．２≦上流ヒータ３６Ａ、３６Ｂの少なくとも１つの加熱源の点灯比率」とすると好適である。
【０１１０】
また、本実施形態では、加熱源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、加熱源として例えば、面状基材上に抵抗発熱体を塗布した面状発熱体の場合には、通電比率という言葉を使用しても良い。
【０１１１】
更に、本実施形態では、メインヒータとサブヒータを同時ＯＮ（点灯）した場合、長手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。しかし、必ずしも略均一でなくても良く、例えばローラ端部からの放熱が大きい場合には、ローラ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を採用しても効果は同様である。
【０１１２】
＜第２の実施形態の効果の確認＞
上述のような本実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。この実験では、本実施形態に対して、上流サブヒータ３６Ｂ及び下流サブヒータ３７Ｂの点灯比率が異なる比較例４、５を用意した。また、何れの場合も、上述の第２の実施形態で説明したように、上流ヒータ３６Ａ、３６Ｂの定格電力は何れも３００Ｗで合計定格電力が６００Ｗ、下流ヒータ３７Ａ、３７Ｂの定格電力は何れも５００Ｗで合計定格電力が１０００Ｗとした。
【０１１３】
なお、実験では、最大通紙可能幅が２９７ｍｍ（Ａ４横の幅）の定着装置２０Ａに対して、小サイズ紙として、秤量３００ｇ／ｍ２のＬＧＬ紙（リーガル紙、幅２１５．９ｍｍ、長さ：３５５．６ｍｍ）を縦置きで約６７ｐｐｍにより連続通紙した。実験条件としては、幅が小さく、長さが長いリーガル紙等を使用した方が、非通紙部昇温が生じ易く、厳しい条件と言える。
【０１１４】
また、定着ローラ２１及び加圧ローラ２２は、サブヒータ２７ａＢ、２７ｂＢの点灯比率＝５０％とした。また、非通紙部温度はサブサーミスタ２８ａＢ、２８ｂＢ、３８Ｂ、３９Ｂで検知されるが、非通紙部の上限温度は、弾性層や離型層等の定着装置部材の耐熱性を考慮して定める。実験では、サブサーミスタによる検知値で、定着ローラ２１の表面温度＝２２０℃、接触領域Ｄ１、Ｄ２の表面温度＝２３０℃、外部加熱ローラ３１、３２の表面温度＝２４０℃とした。なお、外部加熱ローラ３１、３２（上流ローラ３１、下流ローラ３２）の表面温度は、それぞれのローラ３１、３２にサーミスタを取り付けて測定した。
【０１１５】
＜比較例４＞
まず、比較例４として、上流サブヒータ３６Ｂの第１点灯比率＝７５％、下流サブヒータ３７Ｂの第２点灯比率＝７５％で実験を行った。この時の定着ローラ２１の最下点温度＝Ｔ２（１８０℃、図１０参照）で、記録材の定着性は問題無く、ＯＫであった。また、Ｔ２時において、上流領域Ｄ１のメインサーミスタ３８Ａの検知温度＝２２０℃で、ベルト部材２３は設定温度を維持していた。
【０１１６】
この場合、連続通紙の定常状態において、定着ローラ２１の非通紙部温度＝２２４℃、上流領域Ｄ１の非通紙部温度＝２３４℃、下流ローラ３２の非通紙部温度＝２４５℃となり、上限温度を超えてしまう問題が発生した。上流ローラ３１の非通紙部温度＝２３８℃であり、上限温度以下でＯＫであった。即ち、比較例４では、定着ローラ２１、ベルト部材２３、下流ローラ３２に関して、非通紙部昇温によって、部材の劣化を招く可能性があることがわかった。従って、点灯比率を、さらに低下させる必要がある。
【０１１７】
＜比較例５＞
次に、比較例５として、第１点灯比率＝５０％、第２点灯比率＝５０％で実験を行った。この場合、連続通紙の定常状態において、定着ローラ２１の非通紙部温度＝２１８℃、上流領域Ｄ１の非通紙部温度＝２２８℃となり、比較例４と比較すると、定着ローラ２１、ベルト部材２３に関して、非通紙部昇温は良化し、上限温度以下でＯＫであった。しかし、下流ローラ３２に関しては、非通紙部温度＝２４１℃で、まだ上限温度を超えてしまった。一方、上流ローラ３１に関しては、非通紙部温度＝２３４℃であり、上限温度以下でＯＫであった。これは、下流ローラ３２内のサブヒータ３７Ｂの定格電力（５００Ｗ）が、上流ローラ３１内のサブヒータ３６Ｂの定格電力（３００Ｗ）より大きいためである。即ち、サブヒータ３６Ｂ、３７Ｂの点灯比率を均等に低下させても、ベルト部材２３の非通紙部昇温防止に比べて、下流ローラ３２の非通紙部昇温防止には効果は少ない。
【０１１８】
また、定着ローラ２１の最下点温度はＴ５（１７５℃）で、Ｔ２（１８０℃、図１０参照）よりも低下して記録材の定着性は悪化してしまった。定着ローラ２１の最下点温度がＴ５時の上流領域Ｄ１のメインサーミスタ３８Ａの検知温度
＝２１０℃であった。即ち、ベルト部材２３が目標温度よりも低下したことによる外部加熱性能の低下により、定着ローラ２１の最下点温度が低下してしまった。
【０１１９】
よって、最下点温度低下防止のためには、サブヒータ３６Ｂ、３７Ｂのいずれかの点灯比率を大きくして、定着ローラ２１の通紙部にベルト部材２３から供給する熱を多くするする必要がある。また、下流ローラ３２の非通紙部昇温を良化するためには、サブヒータ３７Ｂの点灯比率（第２点灯比率）を下げる必要がある。したがって、第１点灯比率を大きくして、第２点灯比率を小さくする必要がある。
【０１２０】
＜実施例２＞
次に、本実施形態を満たす実施例２について説明する。本実施例では、第１点灯比率＝７５％、第２点灯比率＝３３％とした。ＣＰＵ２９Ａは、定着ローラ２１の回転軸方向の長さが２１２．９ｍｍ以下の紙を使用する場合に、第１点灯比率＝７５％、第２点灯比率＝３３％とする。一方、定着ローラ２１の回転軸方向の長さが２１２．９ｍｍよりも長い紙を使用する場合には、第１点灯比率＝１００％、第２点灯比率＝１００％とする。
【０１２１】
本実施例で、小サイズ紙を通紙した場合、連続通紙の定常状態において、各温度は、上限温度以下でＯＫであった。即ち、定着ローラ２１の非通紙部温度＝２１８℃、上流領域Ｄ１のサブサーミスタ３８Ｂの検知温度＝２２８℃、下流ローラ３２の非通紙部温度＝２３８℃、上流ローラ３１の非通紙部温度＝２３８℃であった。この時の定着ローラ２１の最下点温度はＴ２（１８０℃、図１０参照）で、記録材の定着性は問題無く、ＯＫであった。また、Ｔ２時、上流領域Ｄ１のメインサーミスタ３８Ａの検知温度＝２２０℃で、設定温度を維持していた。したがって、「第１点灯比率＞第２点灯比率」とすることにより、非通紙部昇温低減と最下点温度低下防止を両立できた。
【符号の説明】
【０１２２】
２０、２０Ａ・・・定着装置（像加熱装置）／２１・・・定着ローラ（像加熱部材）／２２・・・加圧ローラ（加圧部材）／２３・・・ベルト部材／２９・・・ＣＰＵ（制御手段）／３１・・・上流ローラ（外部加熱ローラ、第一ベルト加熱部材）／３２・・・下流ローラ（外部加熱ローラ、第二ベルト加熱部材）／３６・・・上流ヒータ（ハロゲンヒータ、第一加熱手段）／３６Ａ・・・上流メインヒータ（ハロゲンヒータ、第一加熱手段）／３６Ｂ・・・上流サブヒータ（ハロゲンヒータ、第一加熱手段）／３７・・・下流ヒータ（ハロゲンヒータ、第二加熱手段）／３７Ａ・・・下流メインヒータ（ハロゲンヒータ、第二加熱手段）／３７Ｂ・・・下流サブヒータ（ハロゲンヒータ、第二加熱手段）／３８・・・上流サーミスタ（サーミスタ、第一温度検知部材）／３８Ａ・・・メインサーミスタ（サーミスタ、第一温度検知部材）／３８Ｂ・・・サブサーミスタ（サーミスタ、第一温度検知部材）／３９・・・下流サーミスタ（サーミスタ、第二温度検知部材）／３９Ａ・・・メインサーミスタ（サーミスタ、第二温度検知部材）／３９Ｂ・・・サブサーミスタ（サーミスタ、第二温度検知部材）／Ｄ１・・・上流領域（第１領域）／Ｄ２・・・下流領域（第２領域）／Ｋ・・・トナー／Ｎ１・・・定着ニップ部／Ｎ２・・・外部加熱接触部／Ｐ・・・記録材
【図１】
0005528223.tif 000003
【図２】
0005528223.tif 000004
【図３】
0005528223.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005528223.tif 000009
【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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