(57)【要約】【課題】外部加熱ベルト定着方式の定着装置において、ベルト懸架ローラの中央部と端部との温度差を抑制する。【解決手段】支持ローラ８１・８２における無端ベルト８３に接触する領域のうち、軸方向の端部Ｂにおける軸方向に垂直な断面の断面積を、中央部Ａにおける軸方向に垂直な断面の断面積よりも小さくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材と、加圧部材と、複数の支持ローラに回転可能に張架されたベルトを加熱して被加熱部材である定着部材または加圧部材の周面に当接させることで上記被加熱部材を加熱する少なくとも１つの外部加熱装置とを備え、上記定着部材と上記加圧部材とが記録材を挟持しながら搬送することにより、上記記録材上の未定着画像を熱と圧力によって当該記録材に定着させる定着装置において、
上記複数の支持ローラのうちの少なくとも１つは、内部に加熱源を有する筒状の部材であり、
加熱源を有する上記支持ローラにおける上記ベルトに当接する領域のうち、軸方向両端側部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値が、軸方向中央部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値よりも小さいことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
加熱源を有する上記支持ローラは、
上記両端側部分における肉厚が、上記中央部分における肉厚よりも薄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】
加熱源を有する上記支持ローラは、上記ベルトに当接する領域の外径が一定であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
加熱源を有する上記支持ローラは、上記ベルトに当接する領域の内径が一定であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
加熱源を有する上記支持ローラは、
上記両端側部分の外周面に穴部を有していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項６】
加熱源を有する上記支持ローラは、上記ベルトに当接する領域の外径および内径が一定であることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
上記穴部は、上記両端側部分のそれぞれにおいて、上記支持ローラの回転方向に沿ってこの支持ローラの両端側から中央側へ向かう螺旋形状の溝であることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項８】
上記穴部は、上記支持ローラを貫通していることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項９】
加熱源を有する上記支持ローラは、
上記両端側部分および上記中央部分に同一形状の穴部をそれぞれ複数有しており、
上記両端側部分における単位表面積あたりの穴部の数が、上記中央部分における単位表面積あたりの穴部の数よりも多いことを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項１０】
定着部材と、加圧部材と、複数の支持ローラに回転可能に張架されたベルトを加熱して被加熱部材である定着部材または加圧部材の周面に当接させることで上記被加熱部材を加熱する少なくとも１つの外部加熱装置とを備え、上記定着部材と上記加圧部材とが記録材を挟持しながら搬送することにより、上記記録材上の未定着画像を熱と圧力によって当該記録材に定着させる定着装置において、
上記複数の支持ローラのうちの少なくとも１つは内部に加熱源を有する筒状の部材であり、
加熱源を有する上記支持ローラにおける熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積が６０×１０−６（Ｗ・ｍ／Ｋ）以下であることを特徴とする定着装置。
【請求項１１】
定着部材と、加圧部材と、複数の支持ローラに回転可能に張架されたベルトを加熱して被加熱部材である定着部材または加圧部材の周面に当接させることで上記被加熱部材を加熱する少なくとも１つの外部加熱装置とを備え、上記定着部材と上記加圧部材とが記録材を挟持しながら搬送することにより、上記記録材上の未定着画像を熱と圧力によって当該記録材に定着させる定着装置において、
上記複数の支持ローラは筒状の部材であって、内部に加熱源を備えた支持ローラと、内部に加熱源を備えない支持ローラとがあり、
画像形成範囲内において、加熱源を備えた支持ローラの方が、加熱源を備えない支持ローラよりも、熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積が大きいことを特徴とする定着装置。
【請求項１２】
上記外部加熱装置は、昇温加熱時に上記ベルトを回転させ、待機保温時には上記ベルトの回転を停止させることを特徴とする請求項１、１０、１１のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１３】
上記外部加熱装置は、加熱源を有する上記支持ローラの待機保温時における表面温度を画像形成動作時よりも低くすることを特徴とする請求項１、１０、１１のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１４】
定着部材の周面にベルトを当接させてこの定着装置を加熱する外部加熱装置と、加圧部材の周面にベルトを当接させてこの加圧部材を加熱する外部加熱装置とを備えていることを特徴とする請求項１、１０、１１のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、およびそれを用いた電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、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は、一般的に、互いに圧接された定着ローラと加圧ローラからなり、定着ローラ、あるいは定着ローラと加圧ローラの両方の内部に配置されたハロゲンランプ（ハロゲンヒータ）等からなる加熱手段によりローラを所定の温度（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紙を定着ローラと加圧ローラとの圧接部（定着ニップ部）に通過させて、熱と圧力によりトナー画像の定着を行う構成のもの（熱ローラ定着方式）が多用されている。
【０００３】
特に、カラー用の定着装置においては、定着ローラの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。
【０００４】
定着ローラを弾性ローラとすることで、定着ローラの表面が、未定着トナー画像の凹凸に対応して弾性変形し、トナー画像面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に対しても良好に加熱定着を行うことが可能となると同時に、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離型性を向上することができる。さらに、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）となることから、用紙の剥離性能が向上し、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（セルフストリップ）、剥離手段に起因する画像欠陥を解消することができる。
【０００５】
なお、単色のトナーを用いる画像形成装置では、定着ローラに弾性層を設けず、加圧ローラにのみ弾性層を設けて定着ニップを確保する構成も用いられている。
【０００６】
ところで、弾性層を具備させた定着ローラまたは加圧ローラは、弾性層の熱伝導性が非常に低いために、ローラ内部に加熱手段を設けた場合、ウォームアップ時間が長くなったり、高速での連続通紙時に定着ローラの温度が低下してしまったりするという問題がある。
【０００７】
このような問題を解決するものとして、定着ローラの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構成のもの（外部加熱定着方式）が知られている。
【０００８】
例えば、特許文献１には、外部加熱手段としてベルト懸架ローラ（支持ローラ）に張架された外部加熱ベルト（無端ベルト）を用いる技術（外部ベルト加熱定着方式）が開示されている。この技術では、外部加熱手段として外部加熱ベルトを用いることにより、外部加熱手段と定着ローラとの接触面積を大きくして外部加熱手段から定着ローラへの熱供給の促進を図っている。
【特許文献１】特開２００４−１９８６５９号公報（２００４年７月１５日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の外部ベルト加熱定着方式の定着装置では、支持ローラの軸方向中央部と端部とで温度差が生じ、その結果、定着画像の中央部と端部とに光沢度の差が生じるなどして画像の均一性が損なわれるという問題がある。
【００１０】
このような温度差が生じる第１の要因として、まず、定着動作後や昇温後に放置された場合に、ローラ端部から他の部材（例えば、軸受、ベルトの端部に当接してこのベルトの位置を規定するベルト規制部材等）への熱伝導によってローラ端部の温度が低下することが挙げられる。
【００１１】
また、第２の要因として、支持ローラの通紙域（定着ローラにおける記録紙に当接する部分に当接するベルトの領域に当接する支持ローラの領域；記録紙通紙領域；画像形成範囲）において奪われる熱が大きい場合に、この通紙域において奪われた熱を補うように支持ローラの軸方向全域で熱を供給すると、ローラ端部の非通紙域（記録紙非通紙領域）の温度が通紙域よりも高くなってしまうことが挙げられる。
【００１２】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部加熱ベルト定着方式の定着装置において、支持ローラの中央部と端部との温度差を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の定着装置は、上記の課題を解決するために、定着部材と、加圧部材と、複数の支持ローラに回転可能に張架されたベルトを加熱して被加熱部材である定着部材または加圧部材の周面に当接させることで上記被加熱部材を加熱する少なくとも１つの外部加熱装置とを備え、上記定着部材と上記加圧部材とが記録材を挟持しながら搬送することにより、上記記録材上の未定着画像を熱と圧力によって当該記録材に定着させる定着装置において、上記複数の支持ローラのうちの少なくとも１つは、内部に加熱源を有する筒状の部材であり、加熱源を有する上記支持ローラにおける上記ベルトに当接する領域のうち、軸方向両端側部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値が、軸方向中央部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値よりも小さいことを特徴としている。
【００１４】
上記の構成によれば、加熱源を有する支持ローラにおけるベルトに当接する領域のうち、軸方向両端側部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値が、軸方向中央部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値よりも小さくなっている。これにより、外部への熱伝導によって両端側部分から失われる熱量を抑制することができ、両端側部分の温度が低下することを抑制できる。したがって、両端側部分と中央部分との温度差が生じることを防止して均一で高品位な定着画像を得ることができる。また、中央部分は、両端側部分よりも断面積が大きいので、両端側部分よりも軸方向の熱伝導が促進される。このため、定着処理を行う際の中央部分における温度分布を均一にすることができる。
【００１５】
なお、加熱源を有する上記支持ローラは、上記両端側部分における肉厚が、上記中央部分における肉厚よりも薄い構成であってもよい。
【００１６】
上記の構成によれば、両端側部分における軸方向に垂直な断面の断面積を、中央部分における軸方向に垂直な断面の断面積よりも小さくできる。
【００１７】
また、加熱源を有する上記支持ローラは、上記ベルトに当接する領域の外径が一定であってもよい。
【００１８】
ベルトに当接する領域の外径が一定ではない場合、ベルトに支持ローラの軸方向への力が作用するので、蛇行や亀裂の原因となる。これに対して、上記の構成によれば、ベルトに当接する領域の外径が一定なので、ベルトに作用する支持ローラの軸方向への力を抑制してベルトの蛇行や亀裂を防止できる。
【００１９】
また加熱源を有する上記支持ローラは、上記ベルトに当接する領域の内径が一定であってもよい。
【００２０】
ベルトに当接する領域の内径が一定ではない場合、加熱源と支持ローラ内周面とのクリアランスが一定でなくなり、加熱源から支持ローラへの伝熱量が位置によって異なるので、温度分布を均一にすることが困難な場合がある。これに対して、上記の構成によれば、ベルトに当接する領域の内径が一定なので、加熱源と支持ローラへの伝熱量を均一化して支持ローラの温度分布を均一化できる。
【００２１】
また、加熱源を有する上記支持ローラは、上記両端側部分の外周面に穴部を有している構成であってもよい。
【００２２】
上記の構成によれば、上記両端側部分の外周面に穴部を設けることで、支持ローラの上記両端側部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値を小さくできる。また、支持ローラの熱容量が小さくなり、短時間で支持ローラの温度を上昇させることができる。
【００２３】
また、上記穴部を有する構成において、加熱源を有する上記支持ローラは、上記ベルトに当接する領域の外径および内径が一定である構成としてもよい。
【００２４】
上記の構成によれば、支持ローラの両端側部分に穴部を設けることにより、支持ローラにおけるベルトに当接する領域の外径および内径を一定に保ちつつ、両端側部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値を、中央部分における軸方向に垂直な断面の断面積よりも小さくできる。したがって、ベルトの蛇行や亀裂を防止できるとともに、加熱源と支持ローラへの伝熱量を均一化して支持ローラの温度分布を均一化できる。
【００２５】
また、上記穴部は、上記両端側部分のそれぞれにおいて、上記支持ローラの回転方向に沿ってこの支持ローラの両端側から中央側へ向かう螺旋形状の溝であってもよい。
【００２６】
上記の構成によれば、ベルトが一方の端部側へ寄ったときに、寄り方向と反対側におけるベルトと支持ローラの上記穴部が設けられた領域との接触幅が、寄り方向側におけるベルトと支持ローラの上記穴部が設けられた領域との接触幅よりも小さくなる。このため、ベルトは寄り方向とは反対側に付勢される。これにより、ベルトの蛇行を防止できる。また、ベルトの端部が他の部材に接触することを防止すること、あるいは他の部材への当接力を低減することができるので、ベルトの機械的な耐久性を向上させることができる。
【００２７】
また、上記穴部は、上記支持ローラを貫通していてもよい。
【００２８】
上記の構成によれば、支持ローラの内部に備えられた加熱源からの放射熱、赤外線を、穴部を介してベルトに直接作用させることができるので、ベルトの温度を短時間で上昇させることができる。
【００２９】
また、加熱源を有する上記支持ローラは、上記両端側部分および上記中央部分に同一形状の穴部をそれぞれ複数有しており、上記両端側部分における単位表面積あたりの穴部の数が、上記中央部分における単位表面積あたりの穴部の数よりも多い構成としてもよい。
【００３０】
上記の構成によれば、両端側部分における単位表面積あたりの穴部の数が、中央部分における単位表面積あたりの穴部の数よりも多いので、両端側部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値を、中央部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値よりも小さくできる。また、両端側部分および中央部分に同一形状の穴部を設けるので、同一の仕様、工具で穴部を形成できるため、加工が容易であるとともに、製造コストを低減できる。
【００３１】
本発明の定着装置は、上記の課題を解決するために、定着部材と、加圧部材と、複数の支持ローラに回転可能に張架されたベルトを加熱して被加熱部材である定着部材または加圧部材の周面に当接させることで上記被加熱部材を加熱する少なくとも１つの外部加熱装置とを備え、上記定着部材と上記加圧部材とが記録材を挟持しながら搬送することにより、上記記録材上の未定着画像を熱と圧力によって当該記録材に定着させる定着装置において、上記複数の支持ローラのうちの少なくとも１つは内部に加熱源を有する筒状の部材であり、加熱源を有する上記支持ローラにおける熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積が６０×１０−６（Ｗ・ｍ／Ｋ）以下であることを特徴としている。
【００３２】
加熱源を有する支持ローラにおける熱伝導率と上記断面積との積が６０×１０−６（Ｗ・ｍ／Ｋ）よりも大きい場合、軸方向両端側で軸方向への熱伝導が過大になる。このため、待機保温時にベルトに接触する領域を均一温度とするように加熱源を制御しても、支持ローラ両端部からの熱伝導により、両端部の温度が低下してしまい、画像端部の定着が不十分になって不均一で低品位な画像となってしまう。
【００３３】
これに対して、上記の構成によれば、支持ローラにおける熱伝導率と上記断面積との積が６０×１０−６（Ｗ・ｍ／Ｋ）以下なので、両端部の温度低下を抑制してベルト接触域の温度を均一化できる。
【００３４】
本発明の定着装置は、上記の課題を解決するために、定着部材と、加圧部材と、複数の支持ローラに回転可能に張架されたベルトを加熱して被加熱部材である定着部材または加圧部材の周面に当接させることで上記被加熱部材を加熱する少なくとも１つの外部加熱装置とを備え、上記定着部材と上記加圧部材とが記録材を挟持しながら搬送することにより、上記記録材上の未定着画像を熱と圧力によって当該記録材に定着させる定着装置において、上記複数の支持ローラは筒状の部材であって、内部に加熱源を備えた支持ローラと、内部に加熱源を備えない支持ローラとがあり、画像形成範囲内において、加熱源を備えた支持ローラの方が、加熱源を備えない支持ローラよりも、熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積が大きいことを特徴としている。
【００３５】
加熱源を有する支持ローラにおける熱伝導率と上記断面積との積が小さすぎる場合、軸方向の熱伝導が不足して画像形成範囲（定着部材または加圧部材における記録紙に当接する部分に当接するベルトの領域に当接する支持ローラの領域。画像域。）の温度分布が大きくなる場合がある。一方、加熱源を備えない支持ローラにおける熱伝導率と上記断面積との積が大きすぎる場合には、支持ローラ端部から他の部材への熱伝導等により、支持ローラ端部の温度が低下し、ベルト端部の温度が低下してしまう。
【００３６】
これに対して、上記の構成によれば、加熱源を備えた支持ローラの方が加熱源を備えない支持ローラよりも熱伝導率と上記断面積との積が大きいので、加熱源を有する支持ローラにおける軸方向の熱伝導を促進して画像域の温度分布を均一化できる。また、加熱源を備えない支持ローラの端部から他の部材への熱伝導を抑制し、ベルト端部の温度低下を抑制できる。
【００３７】
また、上記いずれかの構成において、上記外部加熱装置は、昇温加熱時に上記ベルトを回転させ、待機保温時には上記ベルトの回転を停止させる構成としてもよい。
【００３８】
上記の構成によれば、昇温加熱時にベルトを回転させることにより、ベルトを周方向に沿って均一に加熱することができる。また、待機保温時にベルトの回転を停止させることにより、ベルトを回転させるための電力を削減して省電力を図ることができるとともに、ベルトの回転駆動に伴う騒音を防止できる。さらに、ベルトを回転させないので、ベルト端部からの熱放散を抑制することができる。これにより、支持ローラからベルトへの熱伝導を抑制して支持ローラ端部の温度低下を防止することができる。
【００３９】
また、上記いずれかの構成において、上記外部加熱装置は、加熱源を有する上記支持ローラの待機保温時における表面温度を画像形成動作時よりも低くする構成としてもよい。
【００４０】
加熱源を有する支持ローラの待機保温時における表面温度を画像形成動作時と同じ温度に設定する場合、待機保温時には通紙による熱損失がないため、加熱源に供給される加熱用のエネルギは画像形成動作時よりも小さくなる。このため、支持ローラ端部からの熱伝導、熱放散により端部の温度が低下しやすい。したがって、支持ローラの表面温度を画像形成動作時の温度で保温しておくと、支持ローラ端部の温度が低下したまま画像形成を開始することになり、定着画像が定着ムラのある画像品位の低い画像となってしまう。
【００４１】
これに対して、上記の構成によれば、待機保温時の支持ローラの表面温度が画像形成動作時の表面温度よりも低いので、画像形成動作開始時に支持ローラの表面温度を所定の動作温度へ昇温させることにより、支持ローラの軸方向の温度分布を均一にし、ベルトの幅方向に均一に熱量を供給することができる。また、待機保温時の温度を低くすることにより、保温加熱のためのエネルギを削減できる。
【００４２】
また、上記いずれかの構成において、定着部材の周面にベルトを当接させてこの定着装置を加熱する外部加熱装置と、加圧部材の周面にベルトを当接させてこの加圧部材を加熱する外部加熱装置とを備えている構成としてもよい。
【００４３】
上記の構成によれば、定着部材および加圧部材の両方の表面温度を精度良く制御できるので、高品位な画像を安定して得ることができるとともに、高いスループットを継続して得ることができる。
【００４４】
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。支持ローラの軸方向に沿って均一な定着性を実現することができるので、均一で高品位な画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００４５】
以上のように、本発明の定着装置は、上記複数の支持ローラのうちの少なくとも１つは、内部に加熱源を有する筒状の部材であり、加熱源を有する上記支持ローラにおける上記ベルトに当接する領域のうち、軸方向両端側部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値が、軸方向中央部分における軸方向に垂直な断面の断面積の平均値よりも小さい。
【００４６】
それゆえ、外部への熱伝導によって両端側部分から失われる熱量を抑制することができるので、両端側部分の温度が低下することを抑制して両端側部分と中央部分との温度差が生じることを防止することができ、均一で高品位な定着画像を得ることができる。
【００４７】
本発明の定着装置は、上記複数の支持ローラのうちの少なくとも１つは内部に加熱源を有する筒状の部材であり、加熱源を有する上記支持ローラおける熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積が６０×１０−６（Ｗ・ｍ／Ｋ）以下である。
【００４８】
それゆえ、両端部の温度低下を抑制してベルト接触域の温度を均一化できる。
【００４９】
本発明の定着装置は、上記複数の支持ローラは筒状の部材であって、内部に加熱源を備えた支持ローラと、内部に加熱源を備えない支持ローラとがあり、加熱源を備えた支持ローラの方が、加熱源を備えない支持ローラよりも、熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積が大きい。
【００５０】
それゆえ、加熱源を有する支持ローラにおける軸方向の熱伝導を促進して画像域の温度分布を均一化できる。また、支持ローラ端部から他の部材への熱伝導を抑制し、ベルト端部の温度低下を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
〔実施形態１〕
（画像形成装置１の構成）
本発明の一実施形態について説明する。まず、図２を参照して本実施形態の定着装置が備えられている画像形成装置１について説明する。図２は、画像形成装置１の内部構造を示した模式図である。この画像形成装置１は、乾式電子写真方式のカラー画像形成装置であり、ネットワークを介して接続される各端末装置から送信される画像データまたはスキャナによって読み取られた画像データに基づいて、用紙（記録材）Ｐに対してカラー画像またはモノクロ画像を形成するプリンタである。
【００５２】
画像形成装置１は、乾式電子写真方式かつ４連タンデム方式のカラープリンタであって、可視像形成部５０、用紙搬送部３０、定着装置４０、供給トレイ２０を備えている。
【００５３】
可視像形成部５０は、黄色画像形成ユニット５０Ｙ、マゼンタ画像形成ユニット５０Ｍ、シアン画像形成ユニット５０Ｃ、黒画像形成ユニット５０Ｂから構成される。具体的な配置としては、供給トレイ２０と定着装置４０との間において、供給トレイ２０側から、黄色画像形成ユニット５０Ｙ、マゼンタ画像形成ユニット５０Ｍ、シアン画像形成ユニット５０Ｃ、黒画像形成ユニット５０Ｂがこの順に併設されている。
【００５４】
これら画像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂは、各々、実質的に同一の構成を有しており、画像データに基づいて、用紙Ｐに対してそれぞれ黄色画像、マゼンタ画像、シアン画像、黒画像を転写するものである。
【００５５】
各画像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂは、感光体ドラム５１を備えており、さらに、帯電ローラ５２、ＬＳＵ５３、現像ユニット５４、転写ローラ５５およびクリーニング装置５６を、感光体ドラム５１の周囲に、感光体ドラム５１の回転方向（図２のＦ方向）に沿って配置している。
【００５６】
各画像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂの感光体ドラム５１は、感光性材料を表面に有するドラム形状の転写ローラであり、矢印Ｆ方向に回転駆動する。帯電ローラ５２は、感光体ドラム５１の表面を一様（均一）に帯電するためのものである。
【００５７】
画像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢのＬＳＵ（レーザビームスキャナユニット）５３には、それぞれ画像データにおける黄色成分、マゼンタ成分、シアン成分および黒色成分に対応する画素信号が入力されるようになっている。そして、各ＬＳＵ５３は、これらの画像信号に基づいて、帯電された感光体ドラム５１を露光し、静電潜像を生成するようになっている。
【００５８】
画像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂの現像ユニット５４は、それぞれ黄色、マゼンタ、シアン、黒色のトナー（現像剤）を有している。そして、これらのトナーによって、感光体ドラム５１上に生成された静電潜像を現像し、トナー像（顕像）を生成する機能を有している。なお、上記の現像剤としては、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）等の現像剤を用いることができる。
【００５９】
画像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂの転写ローラ５５は、トナーとは逆極性のバイアス電圧が印加されており、このバイアス電圧を用紙Ｐに与えることによって感光体ドラム５１上のトナー像を用紙Ｐに転写するためのものである。画像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂのクリーニング装置５６は、用紙Ｐへの画像転写後に感光体ドラム５１上に残留しているトナーを除去するものである。以上のような、用紙Ｐに対するトナー像の転写は、４色について４回繰り返される。
【００６０】
用紙搬送部３０は、駆動ローラ３１、従動ローラ３２、搬送ベルト３３からなり、各画像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂによって順に用紙Ｐにトナー像が形成されるように、用紙Ｐを搬送するものである。
【００６１】
駆動ローラ３１および従動ローラ３２は、搬送ベルト３３を張架するものであり、駆動ローラ３１が所定の周速度（本実施形態ではモノクロ画像形成時（モノクロモード）３５５ｍｍ／ｓ、カラー画像形成時（カラーモード）１７５ｍｍ／ｓ）に制御されて回転することで搬送ベルト３３が回転するようになっている。
【００６２】
搬送ベルト３３は、各画像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂの感光体ドラム５１に接触するように、駆動ローラ３１と従動ローラ３２との間にかけられたベルトであり、ローラ３１・３２によって矢印Ｚ方向に摩擦駆動されるようになっている。そして、搬送ベルト３３は、供給トレイ２０から送り込まれた用紙Ｐを静電吸着させ、各画像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂに順に用紙Ｐを搬送する。
【００６３】
さらに、各画像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂによってトナー像が転写された用紙Ｐは、駆動ローラ３１の曲率によって搬送ベルト３３から剥離され、定着装置４０に搬送される（図２の一点鎖線は搬送経路を示す）。なお、各画像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂによって用紙Ｐに転写された後のトナー像は、用紙Ｐに対して未定着の状態である。
【００６４】
定着装置４０は、用紙Ｐに転写された未定着のトナー像を当該用紙Ｐに熱圧着させるものである。具体的に、定着装置４０には、定着ローラ６０と加圧ローラ７０とが備えられている。そして、可視像形成部５０から所定の定着速度（プロセス速度；モノクロモード３５５ｍｍ／ｓ、カラーモード１７５ｍｍ／ｓ）および複写速度（１分あたりのコピー枚数；例えばＡ４横送りでモノクロモード７０枚/分、カラーモード４０枚／分）で搬送されてきた用紙Ｐは、定着ローラ６０と加圧ローラ７０との間に形成されている定着ニップ部Ｎに送り込まれる。さらに、定着ローラ６０と加圧ローラ７０とが用紙Ｐを挟持しながら搬送する。このとき、用紙Ｐ上のトナー像（未定着画像）は定着ローラ６０の周面の熱によって溶融し、定着ローラ６０と加圧ローラ７０とによって加圧されて、用紙Ｐに固定された堅牢な画像として定着する。
【００６５】
そして、定着装置４０によってトナー像の定着処理が行われた後の用紙Ｐは、画像形成装置１の外部の排紙トレイ（不図示）に排出される。これにより、画像形成処理が終了する。なお、定着装置４０の具体的構成については後で詳細に説明する。
【００６６】
また、画像形成装置１は、用紙Ｐに対して各画像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂが画像転写を行ってカラー画像（多色画像）を形成するカラーモード（多色モード）と、用紙Ｐに対して黒画像形成ユニット５０Ｂのみが画像転写を行ってモノクロ画像（単色画像）を形成するモノクロモード（単色モード）とを実行できる。具体的に説明すると、画像形成装置１に備えられている制御部（制御用集積回路基板またはコンピュータ，不図示）は、利用者からの入力指示に応じて、カラーモードまたはモノクロモードのうちのいずれかのモードを選択し、選択したモードに応じた画像形成を実行するように各画像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂを制御するようになっている。
【００６７】
さらに、上記制御部は、カラーモード時においては搬送速度３５５ｍｍ／Ｓ（プロセス速度ともいう）で用紙Ｐを搬送し、モノクロモード時においては搬送速度１７５ｍｍ／Ｓで用紙Ｐを搬送するように画像形成装置１の用紙搬送手段（用紙搬送部３０，定着ローラ６０，加圧ローラ７０等）を制御する。
【００６８】
（定着装置４０の構成）
次に、定着装置４０について具体的に説明する。図３は、定着装置４０の概略構成を示す模式図である。定着装置４０は、上述した定着ローラ（定着部材）６０および加圧ローラ（定着部材）７０の他、外部加熱装置８０、制御装置９０、回転駆動装置９１、ベルト移動装置１１０、加熱電力供給部９９を含む構成である。なお、必要に応じて、定着ローラ６０の表面をクリーニングするためのウェブクリーニング装置等をさらに設けてもよい。
【００６９】
回転駆動装置９１は、定着ローラ６０を回転駆動するものであり、例えばモータ、ギア等から構成される。なお、回転駆動装置９１の動作は、制御装置９０によって制御される。
【００７０】
定着ローラ６０は、図３に示されるＧ方向に回転するローラであり、金属製の中空円筒形状の芯金６１、この芯金６１の外周面を覆う弾性層６２、弾性層６２を覆って形成される離型層６３から構成される。
【００７１】
芯金６１は、外径４６ｍｍ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。ただし、芯金６１の素材は、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６２は、厚さ３ｍｍであって、耐熱性を有するシリコンゴム（ＪＩＳ−Ａ硬度２０度）からなる。離型層６３は、厚み約３０μｍ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６３の材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの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６０の外径は５０ｍｍであって、定着ローラ６０の表面硬度は６８度（アスカーＣ硬度）である。なお、定着ローラ６０表面の回転軸方向の幅は３２０ｍｍである。
【００７２】
定着ローラ６０の周面には当該周面の温度を検出するサーミスタ６５が接触しており、芯金６１の内部には、電力が供給されることによって熱輻射を行うハロゲンランプ（ヒータランプ）６４が設置されている。ハロゲンランプ６４は定着ローラ６０の熱源であり、ハロゲンランプ６４に電力供給が行われるとハロゲンランプ６４によって定着ローラ６０内部が所定の温度（本実施形態では１８０℃）に加熱され、定着ニップ部Ｎを通過する未定着トナー画像が形成された記録紙を加熱するようになっている。
【００７３】
なお、本実施形態では、ハロゲンランプを１本内蔵しているが、これに限らず、例えば、紙サイズに応じて最適な温度分布を形成できるように、軸方向に発熱分布を分割した複数のハロゲンランプを用いてもよい。また、本実施形態では、定着ローラ６０の長手方向中央部にサーミスタ６５が接触するように配置しているが、これに限らず、定着ローラ６０の長手方向端部（非通紙域）に設置してもよい。また、ハロゲンランプを２本設置するなどして中央部と端部で発熱量が異なる場合等には、中央部と端部の両方にサーミスタを設置してもよい。
【００７４】
加圧ローラ７０は、図３に示すＨ方向に回転するローラであり、金属製の中空円筒形状の芯金７１、この芯金７１の外周面を覆う弾性層７２、弾性層７２を覆って形成される離型層７３、から構成される。
【００７５】
芯金７１は、外径４６ｍｍであって、アルミニウムからなるものである。ただし、芯金７１の素材は、アルミニウムに限定されるものではなく、鉄やステンレスからなるものであってもよい。弾性層７２は、厚さ２ｍｍであって、耐熱性を有するシリコンゴムからなる。離型層７３は、厚み約３０μｍのＰＦＡチューブからなる。なお、離型層７３の材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性が優れるものであればよく、ＰＦＡの他、ＰＴＦＥ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加圧ローラ７０の外径は５０ｍｍであって、加圧ローラ７０の表面硬度は７５度（アスカーＣ硬度）である。
【００７６】
そして、加圧ローラ７０は、図示していない弾性部材（バネ）によって、定着ローラ６０に所定の荷重（ここでは６００Ｎ）で圧接される。これにより、定着ローラ６０周面と加圧ローラ７０周面との間に定着ニップ部Ｎ（定着ローラ６０と加圧ローラ７０とが当接する部分、ここでは記録紙搬送方向の幅９ｍｍ）が形成される。また、加圧ローラ７０は、定着ローラ６０の回転に従動して定着ローラ６０とは逆方向（定着ニップ部における両ローラ表面の移動方向は同じ）に回転する。なお、本実施形態では、加圧ローラ７０は定着ローラ６０に従動回転する構成としているが、これに限らず、定着ローラ６０とは異なる回転駆動手段によって回転駆動される構成であってもよい。
【００７７】
また、加圧ローラ７０の周面には当該周面の温度を検出するサーミスタ７５が接触しており、芯金７１の内部には、電力供給によって熱輻射を行うハロゲンランプ（ヒータランプ）７４が設置されている。ハロゲンランプ７４は加圧ローラ７０の熱源であり、ハロゲンランプ７４に電力供給が行われると加圧ローラ７０表面が所定の温度（本実施形態では１５０℃）に加熱されるようになっている。
【００７８】
なお、本実施形態では、定着ローラ６０のゴム硬度（６８度）より加圧ローラ７０のゴム硬度（７５度）を高くしているが、これは、加圧ローラ７０と定着ローラ６０との間に形成される定着ニップ部Ｎを逆ニップ形状（加圧ローラ７０の形状は殆ど変わらず定着ローラ６０が若干凹む形態）にするためである。このようにして得られた定着ニップ部Ｎのニップ幅は８．５ｍｍであった。
【００７９】
ここで、加圧ローラ７０と定着ローラ６０との間の定着ニップ部Ｎを逆ニップ形状にしている理由を説明する。定着ニップ部Ｎが逆ニップ形状である場合、定着ニップ部Ｎを通過した用紙Ｐは、加圧ローラ７０周面に沿った方向に排出されるため、用紙Ｐが定着ニップ部Ｎから排出される際に自己剥離（剥離爪などの強制剥離補助手段を必要とせず紙のこしで剥離）し易くなるからである。
【００８０】
なお、定着ローラ６０の表面硬度より加圧ローラ７０の表面硬度が低いと、定着ローラ６０と加圧ローラ７０との間の定着ニップ部Ｎは、定着ローラ６０の形状が殆ど変わらず加圧ローラ７０が若干凹む形態になり、定着ニップ部Ｎを通過した用紙Ｐは定着ローラ６０周面に沿った方向に排出されるため、自己剥離が生じにくい。
【００８１】
（外部加熱装置８０の構成）
外部加熱装置８０は、支持ローラ８１、支持ローラ８２、無端ベルト（外部加熱ベルト）８３、ベルト移動装置１１０、ベルト規制部材１２１・１２２（図３には図示せず）を備えている。無端ベルト８３は、裏面（内周面）側が各支持ローラ８１・８２の周面に当接するように各支持ローラ８１・８２に張架されている。無端ベルト８３は、支持ローラ８１・８２が後述する第１位置にあるとき、所定の押圧力（本実施形態では４０Ｎ）で定着ローラ６０に圧接される。これにより、定着ローラ６０との間に加熱ニップ部（無端ベルト８３と定着ローラ６０との当接部；定着ローラ６０の円周方向の幅２０ｍｍ）が形成されている。
【００８２】
また、無端ベルト８３は、回転する定着ローラ６０の周面に当接することにより、定着ローラ６０に従動回転するようになっている。これにより、各支持ローラ８１・８２は、定着ローラ６０の回転方向と逆方向（図３のＫ方向）に回転する。つまり、制御装置９０が定着ローラ６０の回転駆動装置９１を制御して定着ローラ６０を回転駆動させると、無端ベルト８３と定着ローラ６０とが接している部分での摩擦力によって無端ベルト８３が定着ローラ６０に従動して移動し、支持ローラ８１・８２および無端ベルト８３が回転するようになっている。
【００８３】
無端ベルト８３は、厚み９０μｍのポリイミド（宇部興産製、商品名：ユーピレックスＳ）からなる基材の表面に、離型層としてＰＴＦＥとＰＦＡがブレンドされたフッ素樹脂が２０μｍ厚でコーティングされたベルト部材である。ただし、無端ベルト８３の構成は、これに限定されるものではなく、ニッケル、ステンレス、鉄などの金属製のベルト部材を用いてもよい。また、無端ベルト８３の内径も３０ｍｍに限定されるものではない。なお、無端ベルト８３の離型層の材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性に優れていればよく、例えば、ＰＴＦＥあるいはＰＦＡを単独で使用してもよい。なお、室温（２０℃）における無端ベルト８３の内径は３０ｍｍ（内周長９４ｍｍ）である。
【００８４】
また、無端ベルト８３の幅（支持ローラ８１・８２の軸方向の幅）は、室温で３２０ｍｍである。ただし、ポリイミドの熱膨張率は５．６×１０−５／ｄｅｇなので、２００ｄｅｇの温度上昇で、無端ベルト８３は軸方向に約３．６ｍｍ（３２０ｍｍ×５．６×１０−５／ｄｅｇ×２００ｄｅｇ≒３．６）熱膨張する。したがって、無端ベルト８３の定着動作時の設定温度である２２０℃におけるベルト幅は３２３．６ｍｍとなる。
【００８５】
図１は、支持ローラ８１・８２の軸方向に平行な断面の断面図である。各支持ローラ８１・８２は、アルミニウム製の芯金の表面に、離型層としてＰＴＦＥとＰＦＡがブレンドされたフッ素樹脂が２０μｍ厚でコーティングされたローラである。なお、この離型層の材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性に優れていればよく、例えば、ＰＦＡやＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系材料を使用することができる。また、支持ローラ８１・８２間の軸間距離は２３．０ｍｍに設定されている。
【００８６】
図１に示すように、支持ローラ８１・８２における軸方向の中央部Ａは外形１５ｍｍ、内径９ｍｍ（肉厚３ｍｍ）になっており、その両端側に外形１５ｍｍ、内径１１ｍｍ（肉厚２ｍｍ）の部分（ベルト接触部の端部Ｂ）を備え、さらにその両端側に外形１３ｍｍ、内径１１ｍｍ（肉厚１ｍｍ）の部分（ローラ端部Ｃ）を備えている。これにより、支持ローラ８１・８２では、中央部Ａよりもベルト接触部の端部Ｂおよびローラ端部Ｃの方が軸方向に垂直な断面の断面積が小さくなっている。なお、ベルト接触部とは、無端ベルト８３が当接する領域、すなわち支持ローラ８１・８２の軸方向一端側に配置されたベルト規制部材１２１・１２２と他端側に配置されたベルト規制部材１２１・１２２との間の領域である。
【００８７】
また、中央部Ａの幅（軸方向の長さ）は、最大通紙域（この定着装置において定着処理を行える最大幅の記録紙を通紙するときに、定着ローラ６０における記録紙に当接する部分に当接する無端ベルト８３の領域に当接する支持ローラ８１・８２の領域；最大記録紙通紙領域）の幅と略同等であり、無端ベルト８３の幅よりも狭くなっている。
【００８８】
また、支持ローラ８１・８２の軸方向の両端部Ｃには、支持ローラ８１・８２の外周面に当接するようにベルト規制部材１２１・１２２および軸受１１７・１１８が設けられている。ベルト規制部材１２１・１２２および軸受１１７・１１８の詳細については後述する。
【００８９】
また、各支持ローラ８１・８２は、後述するベルト移動装置１１０によって、無端ベルト８３を介して定着ローラ６０の周面に所定の荷重で押圧される。これにより、無端ベルト８３表面は定着ローラ６０周面に接触し、無端ベルト８３表面と定着ローラ６０周面との間にニップ部が形成される。なお、無端ベルト８３表面と定着ローラ６０周面との間のニップ幅は２０ｍｍ（定着ローラ６０周方向に沿った幅）である。
【００９０】
無端ベルト８３における支持ローラ８１との接触部の外面には、この無端ベルト８３の表面温度を検出するサーミスタ８５ａが接触している。また、支持ローラ８１内部には、電力供給によって発熱するハロゲンランプ（ヒータランプ）８６ａが設けられている。また、無端ベルト８３における支持ローラ８２との接触部の外面には、この無端ベルト８３の表面温度を検出するサーミスタ８５ｂが接触しており、支持ローラ８２の内部には、電力供給によって発熱するハロゲンランプ（ヒータランプ）８６ｂが設けられている。ハロゲンランプ８６ａ・８６ｂは無端ベルト８３の熱源であり、ハロゲンランプ８６ａ・８６ｂに電力供給が行われると、ハロゲンランプ８６ａ・８６ｂから熱が輻射され、支持ローラ８１・８２を介して無端ベルト８３が所定の温度（本実施形態では２２０℃）に加熱される。そして、無端ベルト８３は、定着ローラ６０の外部から定着ローラ６０周面に接触しているため、この接触箇所を介して定着ローラ６０周面を加熱することができる。本実施形態では、上記のような２本の薄肉小径の支持ローラ８１・８２と薄膜の無端ベルト８３とを用いているため、無端ベルト８３の温度を早く昇温させることができる。
【００９１】
次に、定着装置４０に備えられるベルト移動装置１１０およびベルト規制部材１２１・１２２について説明する。図４（ａ）はベルト移動装置１１０によって支持ローラ８１・８２をこの支持ローラ８１・８２が無端ベルト８３を介して定着ローラ６０に当接する位置（第１位置）に配置されている状態を示す断面図であり、図４（ｂ）はベルト移動装置１１０によって支持ローラ８１・８２が定着ローラ６０から離間した位置（第２位置）に配置されている状態を示す断面図である。また、図５（ａ）は、ベルト移動装置１１０の構成を示す上面図であり、図５（ｂ）は支持ローラ８２、無端ベルト８３、ベルト規制部材１２２の構成を示す断面図である。
【００９２】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、ベルト移動装置１１０は、サイドフレーム１１１、アーム１１２、偏心カム１１３、支点（支点部材）１１４、支点（支点部材）１１５、コイルバネ１１６を備えている。
【００９３】
サイドフレーム１１１は、支持ローラ８１・８２の両端側にそれぞれ設けられており、図５（ａ）に示すように、軸受１１７・１１８を介して支持ローラ８１・８２を回転可能に支持するものである。なお、軸受１１７・１１８は、サイドフレーム１１１に対して、所定の軸間距離で固定されており、これによって支持ローラ８１と支持ローラ８２との平行度が確保されている（本実施形態では支持ローラ８１と支持ローラ８２との平行度公差は１００μｍ以下となっている）。
【００９４】
また、このサイドフレーム１１１は、アーム１１２に対して支点１１４で支持ローラ８１・８２の軸方向に略垂直な方向に対して回転可能に軸支されている。
【００９５】
アーム１１２は、図示しない定着装置４０のフレームに固定された支点１１５で回転可能に支持されており、支点１１５を軸としてコイルバネ１１６によって定着ローラ６０に接する方向に付勢されている。
【００９６】
偏心カム１１３は、アーム１１２の端部近傍に当接するように備えられている。この偏心カム１１３は、制御装置９０が図示しないモータ等の駆動手段を制御することによって回転駆動される。
【００９７】
これにより、制御装置９０（移動制御部９０ｃ）が上記駆動手段を制御して偏心カム１１３を回転させ、図４（ａ）に示すように支持ローラ８１・８２を第１位置に移動させたり、偏心カム１１３をそこから１８０度回転させ、図４（ｂ）に示すように支持ローラ８１・８２を第２位置に移動させたりできるようになっている。
【００９８】
なお、第１位置における支点１１４と定着ローラ６０の周面との間隔は２８ｍｍであり、第２位置における支点１１４と定着ローラ６０の周面との間隔は２９．５ｍｍである。すなわち、第１位置から第２位置へ移動させる場合の、支点１１４の移動量（離間長さ）は１．５ｍｍである。また、支点１１４と支点１１５との間隔は１５ｍｍ、アーム１１２と偏心カム１１３との当接部と支点１１５との間隔は１５ｍｍである（したがって、レバー比１：１）。したがって、アーム１１２の偏心カム１１３との当接部の移動量も１．５ｍｍである。
【００９９】
また、第２位置において定着ローラ６０の回転を停止させている時の無端ベルト８３と定着ローラ６０との回転方向の接触幅（加熱ニップ幅）は約１０ｍｍ程度となる。ただし、この接触幅は無端ベルト８３の曲がり癖や温度によって変化しうる値である。一般に、ベルトが加熱されていると、ベルトの周長が伸びるので、接触幅は増加する。なお、本実施形態では上記の離間長さを１．５ｍｍとしているが、この離間長さを４ｍｍに設定した場合、第２位置に移動させることで、無端ベルト８３と定着ローラ６０とは接触せずに完全に離間した状態となる。
【０１００】
なお、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、支持ローラ８１・８２と軸受１１７・１１８との間には、ベルト規制部材１２１・１２２が設けられている。このベルト規制部材１２１・１２２は、無端ベルト８３が蛇行してきた際に、ベルト端部と当接して回転することで無端ベルト８３の支持ローラ８１・８２の軸方向への寄りを規制すると同時に、無端ベルト８３の端部が軸受１１７・１１８と摺動することによって磨耗や割れが生じることを防止するためのものである。
【０１０１】
ベルト規制部材１２１・１２２は、支持ローラ８１・８２に対して回転可能（支持ローラ８１・８２の回転軸を中心として支持ローラ８１・８２の回転とは個別に回転できる）であり、かつ、支持ローラ８１・８２の軸方向にも支持ローラ８１・８２とは独立して移動可能なように設置されている。また、図５（ｂ）に示すように、ベルト規制部材１２１・１２２は、支持ローラ８１・８２の軸方向から見た断面形状が、支持ローラ８１・８２の断面がなす円と同心円状になっており、支持ローラ８１・８２の周面（ベルト懸架面）からの高さＨ（ｍｍ）が２．５ｍｍとなるように設けられている。
【０１０２】
（制御装置９０の構成）
制御装置９０は、温度制御部９０ａ、回転制御部９０ｂ、移動制御部９０ｃを備え、無端ベルト８３の表面温度、定着ローラ６０の表面温度、加圧ローラ７０の表面温度、定着ローラ６０の回転駆動、ベルト移動装置１１０によるベルト位置の移動などを制御する制御用集積回路基板である。
【０１０３】
温度制御部９０ａは、サーミスタ６５・７５・８５ａ・８５ｂ、加熱電力供給部９９に接続されている。加熱電力供給部９９は、ハロゲンランプ６４・７４・８６ａ・８６ｂに接続され、これらのハロゲンランプに加熱のための電力を供給するものである。そして、温度制御部９０ａが、サーミスタ６５・７５・８５ａ・８５ｂの温度検出結果や画像形成モード等に基づいて、加熱電力供給部９９から各ハロゲンランプへの供給電力を切り替えることで、各ハロゲンランプの発熱量を制御し、無端ベルト８３、定着ローラ６０、加圧ローラ７０の温度を所定の温度となるよう制御するようになっている。
【０１０４】
回転制御部９０ｂは、定着ローラ６０を回転駆動するための回転駆動装置９１に接続されている。回転制御部９０ｂは、回転駆動装置９１の動作を制御することにより、定着ローラ６０の回転速度を制御する。
【０１０５】
移動制御部９０ｃは、ベルト移動装置１１０に接続されており、このベルト移動装置１１０に備えられる偏心カム１１３の動作を制御することにより、外部加熱装置８０に備えられる支持ローラ８１・８２と定着ローラ６０との相対位置を制御し、無端ベルト８３と定着ローラ６０との接触幅（加熱ニップ幅）を変化させて、外部加熱装置８０から定着ローラ６０への熱供給量を制御するようになっている。例えば、移動制御部９０ｃは、各部材の温度状態、転写媒体（記録紙）の種類、画像形成モード（モノクロ画像形成モードの場合とカラー画像形成モード、あるいは通紙用紙が１枚の場合と連続通紙の場合など）等に応じて、支持ローラ８１・８２の定着ローラ６０に対する相対位置を、第１位置と第２位置との間で制御し、無端ベルト８３の接触面積（加熱ニップ幅）を制御させて外部加熱装置８０から定着ローラ６０への熱供給量を制御する。
【０１０６】
複写速度を低下させる場合、移動制御部９０ｃは、支持ローラ８１・８２を第１位置から第２位置に移動させる。例えば、モノクロモードにおける用紙搬送速度が３５５ｍｍ／ｓでカラーモードが１７５ｍｍ／ｓに設定され、モノクロモードでの定着ローラ設定温度とカラーモードでの定着ローラ設定温度が１８０℃で同じ場合であって、かつ無端ベルト８３と定着ローラ６０との加熱ニップ幅が２０ｍｍで同じ場合、無端ベルト８３の設定温度を、モノクロモードの場合２２０℃、カラーモードの場合２０５℃にすれば、用紙に奪われる熱量と外部加熱装置８０から定着ローラ６０に供給する熱量がほぼ釣り合う。
【０１０７】
このため、モノクロモードからカラーモードに変更する場合には、無端ベルト８３の温度が設定温度より高すぎる。そして、無端ベルト８３の温度が高すぎる状態でカラー画像の定着処理を行うと、定着ローラ６０の温度が高くなりすぎてカラー画像の光沢が過剰になったり、光沢ムラが生じて画像品位が低下したりする。このような問題を回避するためには、モノクロモードからカラーモードへの移行時に無端ベルト８３の温度が所定の温度に低下するまで待つことが考えられる。しかしながら、無端ベルト８３の温度が２２０℃から２０５℃まで低下するには３０秒以上の時間が必要であり、モノクロモードからカラーモードへの移行をスムーズに行うことができず、待ち時間が生じてしまう。
【０１０８】
そこで、本実施形態では、移動制御部９０ｃが、支持ローラ８１・８２の定着ローラ６０に対する相対位置を制御することで（例えば第１位置から第２位置に機械的に移動させることで）、無端ベルト８３と定着ローラ６０との接触面積を小さくして外部加熱装置８０から定着ローラ６０への熱供給を抑制する。
【０１０９】
また、移動制御部９０ｃは、連続通紙時には、外部加熱装置８０から定着ローラ６０への熱供給量を増加させて用紙へ奪われる熱量を補うために、無端ベルト８３と定着ローラ６０との接触面積を大きくする。
【０１１０】
また、画像形成動作の開始直後は定着ローラ６０における周方向の温度分布を均一にするために、定着ローラ６０は加熱・回転されるが、定着ニップを記録紙が通過しないので、定着ローラ６０が記録紙によって熱を奪われることはない。この状態で支持ローラ８１・８２が第１位置にあると、無端ベルト８３から定着ローラ６０への熱供給が過剰になり、定着ローラ６０の温度が設定温度よりも高くなってしまう。そこで、移動制御部９０ｃは、定着ローラ６０への熱の過供給を回避するために、外部加熱装置８０から定着ローラ６０への熱供給量を短時間で変更させるため、ベルト移動装置１１０を制御して無端ベルト８３と定着ローラ６０との接触面積を小さくする。
【０１１１】
なお、移動制御部９０ｃが、各部材の温度状態、転写媒体（記録紙）の種類、画像形成モード等に応じて、支持ローラ８１・８２の定着ローラ６０に対する相対位置を、第１位置と第２位置との間の任意の位置に制御するようにしてもよい。
【０１１２】
また、定着装置４０では、待機保温時には、回転制御部９０ｂが定着ローラ６０の回転を停止させるとともに、温度制御部９０ａが加熱電力供給部９９から各ハロゲンランプへの供給電力を制御し、定着ローラ６０の表面温度を１７０℃、支持ローラ８１・８２の表面温度（支持ローラ８１・８２に当接する位置における無端ベルト８３の表面温度）を１９０℃の一定温度に保つようになっている。
【０１１３】
そして、保温待機状態から画像形成動作状態（定着動作状態）への移行時には、回転制御部９０ｂが定着ローラ６０の回転を開始させるとともに、温度制御部９０ａが加熱電力供給部９９から各ハロゲンランプへの供給電力を制御し、定着ローラ６０の表面温度を１８５℃、支持ローラ８１・８２の表面温度（支持ローラ８１・８２に当接する位置における無端ベルト８３の表面温度）を２２０℃に設定する。つまり、本実施形態では、待機保温時における定着ローラ６０および支持ローラ８１・８２の温度を、定着動作時における定着ローラ６０および支持ローラ８１・８２の温度よりも低く設定する。
【０１１４】
以上のように、本実施形態にかかる定着装置４０では、外部加熱装置８０に備えられる支持ローラ８１・８２におけるベルト接触部の端部Ｂにおける軸方向に垂直な断面の断面積が、ベルト接触部の中央部Ａの軸方向に垂直な断面の断面積よりも小さくなっている。
【０１１５】
これにより、支持ローラ８１・８２における中央部Ａから端部Ｂ，Ｃ方向への熱伝導を抑制し、端部Ｂ，Ｃから他の部材（軸受１１７・１１８、ベルト規制部材１２１・１２２）、あるいは空気中への熱伝導によって支持ローラ８１・８２から失われる熱量を抑制できる。したがって、中央部Ａと端部Ｂとの温度差を抑制でき、均一で高品位な定着画像を得ることができる。
【０１１６】
また、中央部Ａにおける軸方向に垂直な断面の断面積が端部Ｂ，Ｃにおける断面積よりも大きいので、中央部Ａにおける軸方向の熱伝導を促進でき、支持ローラ８１・８２における通紙域の温度分布を均一にすることができる。
【０１１７】
なお、支持ローラ８１・８２は、中央部Ａよりも端部Ｂ，Ｃの断面積が小さい構成なので、仮に支持ローラ８１・８２だけを加熱する場合を考えると、昇温直後には端部Ｂ，Ｃの温度が中央部Ａよりも高くなる。しかしながら、本実施形態の構成では、支持ローラ８１・８２に無端ベルト８３が張架されているので、支持ローラ８１・８２の熱は無端ベルト８３へ伝導する。そして、無端ベルト８３の回転によってベルト端部から空気中への放熱が促進されるので、ベルト端部および支持ローラ８１・８２の端部Ｂ，Ｃの温度上昇が抑制される。これにより、支持ローラ８１・８２表面の温度を均一化できる。
【０１１８】
また、本実施形態では、支持ローラ８１・８２におけるベルト接触部（中央部Ａおよび端部Ｂ）の外径を略一様にしている。これにより、無端ベルト８３に作用する張力を支持ローラ８１・８２の軸方向に沿って均一にすることができ、無端ベルト８３の蛇行や亀裂を防止できる。つまり、ベルト接触部の外径が一様でなかったり、段差が設けられていたりすると、無端ベルト８３の蛇行や亀裂の原因になる可能性があるので、ベルト接触部の外径は略一様であることが好ましい。
【０１１９】
また、本実施形態では、待機保温時には定着ローラ６０の回転を停止し、定着動作時（昇温加熱時）に定着ローラ６０を回転させるようになっている。なお、無端ベルト８３は定着ローラ６０に従動回転する構成なので、待機保温時には回転停止し、定着動作時に回転する。
【０１２０】
このように、待機保温時に定着ローラ６０の回転を停止させることで、省電力化および低騒音化を図ることができる。また、待機保温時に無端ベルト８３の回転を停止することで、無端ベルト８３の端部からの熱放散を抑制でき、支持ローラ８１・８２における端部Ｂ，Ｃの温度が低下することを抑制できる。
【０１２１】
なお、待機保温時には無端ベルト８３は回転しないので、無端ベルト８３における支持ローラ８１・８２に当接していない部分の温度は低下するが、無端ベルト８３は薄肉で支持ローラ８１・８２および定着ローラ６０よりも熱容量が小さいので、保温待機状態から定着動作状態への移行時に回転開始させることで、周方向（無端ベルト８３の回転方向）の温度を短時間で均一に昇温させることができる。
【０１２２】
また、本実施形態では、待機保温時における支持ローラ８１・８２の温度を、定着動作時よりも低く設定している。
【０１２３】
待機時には通紙による熱損失がないので、支持ローラ８１・８２を一定温度に保つための加熱電力（保温加熱電力）は小さい。このため、端部Ｂ，Ｃからの熱伝導、熱放散により端部Ｂ，Ｃの温度が中央部Ａよりも低下しやすくなる。したがって、待機保温時に支持ローラ８１・８２の温度を定着動作時の温度と同様に設定して保温しておくと、端部Ｂ，Ｃの温度が低下したままの状態で定着動作が開始されてしまい、保温待機終了後、１枚目の画像が定着ムラのある画像品位の低い画像となってしまう。
【０１２４】
これに対して、本実施形態では、待機保温時における支持ローラ８１・８２の温度を、定着動作時よりも低く設定しているので、定着動作開始時に所定の動作温度へ昇温させることにより、支持ローラ８１・８２の幅方向（軸方向）に均一で大きな熱量を供給できる。したがって、中央部Ａおよび端部Ｂ，Ｃの温度を動作温度まで素早く上昇させ、端部Ｂ，Ｃの温度低下を解消して支持ローラ８１・８２における軸方向の温度分布を均一にすることができる。また、待機保温時の温度を低く設定することで、待機保温時の加熱電力を抑制することができる。
【０１２５】
（支持ローラ８１・８２の変形例）
なお、本実施形態では、ベルト接触部の端部Ｂの内径を小さくすることで、この端部Ｂの断面積を中央部Ａの断面積よりも小さくしているが、支持ローラ８１・８２の形状はこれに限るものではなく、中央部Ａよりも端部Ｂの方が軸方向に垂直な断面の断面積の平均値が小さくなる構成であればよい。
【０１２６】
図６（ａ）は支持ローラ８１・８２の一変形例を示す平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示した支持ローラ８１・８２の軸方向に平行な断面の断面図である。
【０１２７】
この変形例にかかる支持ローラ８１・８２は、ベルト接触部の端部Ｂに、支持ローラ８１・８２の肉厚よりも浅い半径１ｍｍの断面が半球型の穴部８７ａを備えている。なお、支持ローラ８１・８２におけるベルト接触部（中央部Ａおよび端部Ｂ）は、穴部８７ａを含む部分を除いて肉厚が均一（外径１５ｍｍｍ、内径１１ｍｍ）になっている。
【０１２８】
穴部８７ａの軸方向のピッチは３ｍｍであり、周方向のピッチは２４度（周方向に沿って等間隔で１５個配置されている）である。この構成により、穴部８７ａを設けたベルト接触部の端部Ｂにおける断面積の平均値を、穴部８７ａを設けていない中央部Ａにおける断面積の平均値よりも小さくできる。
【０１２９】
図６（ａ）および図６（ｂ）に示した構成によれば、支持ローラ８１・８２の周面に穴部８７ａを設けることで、支持ローラ８１・８２の内周面および外周面に段差を設けることなく（内径および外径を変化させることなく）、端部Ｂの断面積の平均値を変化させることができる。したがって、外周面に段差がある場合（外径が一定でない場合）に生じる無端ベルト８３の蛇行や亀裂の発生を防止できる。また、内周面に段差がないので（内径が一定なので）、ハロゲンランプ８６ａ・８６ｂと支持ローラ８１・８２の芯金とのクリアランスを一定に保つことができ、温度分布を均一にすることができる。
【０１３０】
なお、穴部８７ａでは支持ローラ８１・８２と無端ベルト８３とが接触しないので、端部Ｂにおける支持ローラ８１・８２から無端ベルト８３への伝熱量は中央部Ａよりも少なくなる。しかしながら、端部Ｂは通紙領域外のため、記録紙に熱を奪われない。このため、支持ローラ８１・８２における軸方向の温度分布を均一に保ち、高品位な定着画像を得ることができる。
【０１３１】
また、穴部の形状、軸方向および周方向のピッチは図６（ａ）および図６（ｂ）に示した例に限るものではなく、適宜変更してもよい。また、図６（ａ）および図６（ｂ）に示した構成では、穴部８７ａをベルト接触部の端部Ｂにのみ設けているが、これに限らず、中央部Ａにも設けてもよい。この場合、例えば、中央部Ａに設ける穴部８７ａの単位表面積あたりの数（軸方向および／または周方向ピッチ；数密度）を端部Ｂよりも大きくすればよい。
【０１３２】
図７（ａ）は支持ローラ８１・８２の他の変形例を示す平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示した支持ローラ８１・８２の軸方向に平行な断面の断面図である。
【０１３３】
この変形例にかかる支持ローラ８１・８２は、ベルト接触部の端部Ｂに、溝状の穴部（溝部）８７ｂを備えている。なお、支持ローラ８１・８２におけるベルト接触部（中央部Ａおよび端部Ｂ）は、穴部８７ｂを除くと肉厚が均一（外径１５ｍｍｍ、内径１１ｍｍ）になっている。
【０１３４】
穴部８７ｂは、支持ローラ８１・８２の肉厚よりも浅い半径１ｍｍの半円状の断面を有しており、穴部８７ｂの軸方向のピッチは４ｍｍである。また、穴部８７ｂは、支持ローラ８１・８２の回転方向に沿ってこの支持ローラ８１・８２の軸方向中心側に向かうように、支持ローラ８１・８２の外周面に螺旋状に形成されている（回転方向に沿って軸方向の中央側へ傾斜するように穴部８７ｂが形成されている）。したがって、穴部８７ｂの螺旋の巻方向は、軸方向の両端側で互いに傾斜方向が逆になっている。なお、図７（ａ）および図７（ｂ）の構成では、穴部８７ｂの軸方向に垂直な断面に対する傾斜角は３０度である。
【０１３５】
このように、ベルト接触部の端部Ｂに穴部８７ｂを設けることで、この端部Ｂにおける軸方向に垂直な断面の断面積の平均値を、中央部Ａにおける断面積の平均値よりも小さくできる。
【０１３６】
また、穴部８７ｂが回転方向に沿って軸方向中央側に傾斜するように設けられているので、無端ベルト８３が支持ローラ８１・８２の一端側へ寄った場合、この寄り方向とは反対側の端部Ｂでは、無端ベルト８３との接触幅が寄り方向側の端部Ｂにおける無端ベルト８３との接触幅よりも小さくなる。これにより、無端ベルト８３は、軸方向中央側へ付勢される。すなわち、寄り方向側の方が、無端ベルト８３と端部Ｂ（穴部８７ｂが形成された部分）との接触幅が大きくなるので、無端ベルト８３に作用する力が大きくなり、無端ベルト８３はこの寄り方向とは反対側に付勢される。これにより、無端ベルト８３のベルト規制部材１２１・１２２への当接圧力を低くできるので、無端ベルト８３の機械的な耐久性を向上させることができる。
【０１３７】
なお、穴部８７ｂの形状、ピッチは図７（ａ）および図７（ｂ）に示した例に限るものではなく、適宜変更してもよい。
【０１３８】
図８（ａ）は支持ローラ８１・８２のさらに他の変形例を示す平面図であり、図８（ｂ）はその軸方向に平行な断面の断面図である。
【０１３９】
この変形例にかかる支持ローラ８１・８２は、ベルト接触部の端部Ｂに、支持ローラ８１・８２を貫通する半径１ｍｍの円形状の穴部８７ｃを備えている。なお、この支持ローラ８１・８２は、穴部８７ｃが支持ローラ８１・８２を貫通している点以外は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示した構成と同様である。
【０１４０】
この構成により、穴部８７ｃを設けたベルト接触部の端部Ｂにおける断面積の平均値を、穴部８７ｃを設けていない中央部Ａにおける断面積の平均値よりも小さくすることができ、支持ローラ８１・８２における軸方向の熱伝導を抑制することができる。また、支持ローラ８１・８２の熱容量が小さくなるので、支持ローラ８１・８２の温度を短時間で上昇させることができる。また、穴部８７ｃが支持ローラ８１・８２を貫通しているので、支持ローラ８１・８２の内部に備えられたハロゲンランプ８６ａ・８６ｂからの放射熱、赤外線を無端ベルト８３に直接作用させることができ、無端ベルト８３の温度を短時間で上昇させることができる。なお、穴部８７ｃの形状、ピッチは図８（ａ）および図８（ｂ）に示した構成に限るものではなく、適宜変更してもよい。
【０１４１】
図９（ａ）は支持ローラ８１・８２のさらに他の変形例を示す平面図であり、図９（ｂ）はその軸方向に平行な断面の断面図である。
【０１４２】
この変形例にかかる支持ローラ８１・８２は、図８（ａ）および図８（ｂ）に示した構成に加えて、中央部Ａに、支持ローラ８１・８２を貫通する穴部８７ｄを備えている。この穴部８７ｄの形状は、ベルト接触部の端部Ｂに設けられた穴部８７ｃと同様、半径１ｍｍの円形状である。
【０１４３】
ただし、端部Ｂでは、穴部８７ｃが軸方向のピッチ３ｍｍ、円周方向のピッチ２４度（円周方向１５等分）で設けられているのに対して、中央部Ａでは、穴部８７ｄが、軸方向のピッチ６ｍｍ、円周方向のピッチ４５度（円周方向８等分）で設けられている。したがって、中央部Ａに設けられる穴部８７ｄおよび端部Ｂに設けられる穴部８７ｃは同じ形状を有しているものの、端部Ｂにおける単位面積当たりの穴部８７ｃの数（数密度）の方が、中央部Ａにおける単位面積当たりの穴部８７ｄの数よりも多くなっている。
【０１４４】
これにより、ベルト接触部の端部Ｂにおける断面積の平均値を、中央部Ａにおける断面積の平均値よりも小さくすることができ、支持ローラ８１・８２における軸方向の熱伝導を抑制することができる。
【０１４５】
また、穴部８７ｃと穴部８７ｄとは同じ形状なので、各穴部の加工を同一の仕様、工具で行えるため（加工条件を変更する必要がないため）、加工が容易であり、穴の径、穴の深さを軸方向で変える場合に比べて、支持ローラ８１・８２の加工費を低減できる。なお、穴部８７ｃおよび穴部８７ｄの形状、個数は、図９（ａ）および図９（ｂ）に示した構成に限るものではなく、適宜変更してもよい。また、穴部８７ｃと穴部８７ｄとで、形状が異なっていてもよい。
【０１４６】
なお、本実施形態では、２本の支持ローラ８１・８２を備えており、各支持ローラ８１・８２の外径が同じであって、各支持ローラ８１・８２の内部にハロゲンランプ（加熱源）８６ａ・８６ｂを設けた構成について説明したが、これに限らず、本発明は任意の形態の外部ベルト加熱方式の定着装置に適用できる。例えば、支持ローラを３本以上備えていてもよい。また、各支持ローラの外径が異なっていてもよい。さらに、加熱源を備えた支持ローラを少なくとも１本備えていればよく、加熱源を備えない支持ローラが含まれていてもよい。また、加熱源が各支持ローラの内部とは異なる位置に備えられていてもよい。また、定着動作時にいずれの支持ローラ（ベルト懸架ローラ）も定着ローラ６０に圧接せず、無端ベルト８３のみが定着ローラ６０に当接する構成であってもよい。
【０１４７】
また、本実施形態では、外部加熱装置８０によって定着ローラ６０を加熱する構成について説明したが、これに限るものではなく、例えば、外部加熱装置８０は加圧ローラ７０を加熱するものであってもよく、定着ローラ６０を加熱する外部加熱装置８０と加圧ローラ７０を加熱する外部加熱装置８０とをそれぞれ設けてもよい。
【０１４８】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1で説明した部材と同様の機能を有する部材については実施形態１と同じ符号を用い、その説明を省略する。
【０１４９】
図１０は、本実施形態にかかる支持ローラ８１ｂ・８２ｂの軸方向に平行な断面の断面図である。なお、この支持ローラ８１ｂ・８２ｂは、実施形態１における支持ローラ８１・８２に代えて定着装置４０の外部加熱装置８０に備えられるものである。
【０１５０】
支持ローラ８１ｂ・８２ｂは、外径１５ｍｍ、厚さ４０μｍ、中心軸に垂直な断面の断面積が約１．８８ｍｍ２のステンレス製であり、熱伝導率は約１５Ｗ／ｍ・Ｋである。したがって、断面積と熱伝導率の積Ｓは２８．２０×１０−６（Ｗ・ｍ／Ｋ）である。
【０１５１】
また、本実施形態では、無端ベルト８３として、内径３０ｍｍ、厚さ１００μｍのポリイミドからなる基材の表面に、離型層として厚さ２０μｍのフッ素樹脂をコーティングしたベルト部材を用いた。これにより、ポリイミド部分の断面積は９．４６ｍｍ２、フッ素樹脂部分の断面積は１．９０ｍｍ２になっている。なお、上記ポリイミドの熱伝導率０．２９Ｗ／ｍ・Ｋであり、上記フッ素樹脂の熱伝導率は０．２９Ｗ／ｍ・Ｋである。したがって、無端ベルト８３全体の熱伝導率と断面積との積Ｓは、３．２９×１０−６（Ｗ・ｍ／Ｋ）である。
【０１５２】
支持ローラ８１ｂ・８２ｂにおける熱伝導率と断面積との積Ｓが大きい場合には、支持ローラ８１ｂ・８２ｂにおける無端ベルト８３が接触する部分よりも軸方向外側で軸方向の熱伝導が過大となる。このため、待機保温時にベルト接触部分を均一温度とするように加熱しても、支持ローラ８１ｂ・８２ｂにおける軸方向の端部から軸受１１７・１１８やベルト規制部材１２１・１２２への熱伝導により、端部の温度が低下してしまう。これにより、画像端部を定着させるための温度が不足して不均一で低品位な画像となってしまったり、定着不良が生じたりする。
【０１５３】
したがって、支持ローラ端部の温度低下を抑制してベルト接触域の温度を均一化するためには、支持ローラの熱伝導率と断面積の積Ｓを小さくする必要がある。具体的には、支持ローラの熱伝導率と断面積の積Ｓを、０以上６０×１０−６（Ｗ・ｍ／Ｋ）以下とすることで、端部の温度低下を抑制してベルト接触域の温度を均一化できる。なお、厚さの下限値は、機構的な応力に耐えることができればよい。
【０１５４】
本実施形態にかかる支持ローラ８１ｂ・８２ｂは、支持ローラの熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）と断面積（ｍｍ２）との積Ｓが３．２９×１０−６（Ｗ・ｍ／Ｋ）であり、６０×１０−６（Ｗ・ｍ／Ｋ）よりも小さいので、支持ローラ８１ｂ・８２ｂにおける端部の温度低下を抑制してベルト接触域の温度を均一化することができる。
【０１５５】
なお、本実施形態では、軸方向に垂直な断面の断面積が一定である支持ローラ８１ｂ・８２ｂを用いたが、これに限るものではない。支持ローラの各部における断面積と熱伝導率との積が０以上６０×１０−６（Ｗ・ｍ／Ｋ）以下であればよく、例えば、実施形態１に示した支持ローラ８１・８２と同様の形状を有していてもよい。
【０１５６】
〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１，２で説明した各部材と同様の機能を有する部材については実施形態１，２と同じ符号を用い、その説明を省略する。
【０１５７】
本実施形態は、加圧ローラ７０の周面を加熱する外部加熱装置を備える点が、実施形態１と異なっている。つまり、本実施形態にかかる定着装置４０は、定着ニップ部において、記録紙の裏面（未定着画像が形成されていない面）に接触する加圧ローラ７０の周面に当接してこの加圧ローラ７０の周面を加熱する外部加熱装置を備えている。
【０１５８】
図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、加圧ローラ７０、およびこの加圧ローラ７０の周面を加熱する外部加熱装置１３０の構成を示す説明図である。なお、図１１（ａ）は外部加熱装置１３０に備えられる支持ローラ１３２が後述する第１位置にある場合を示しており、図１１（ｂ）は支持ローラ１３２が後述する第２位置にある場合を示している。
【０１５９】
これらの図に示すように、外部加熱装置１３０は、支持ローラ１３１、支持ローラ（加熱ローラ）１３２、無端ベルト１３３、ベルト移動装置１４０を備えている。
【０１６０】
無端ベルト１３３は、裏面側が各支持ローラ１３１・１３２の周面に当接するように各支持ローラ１３１・１３２に張架されている。無端ベルト１３３は、定着ニップ部に対して加圧ローラ７０の回転方向上流側に設けられており、支持ローラ１３２が後述する第１位置にあるとき、所定の押圧力（本実施形態では４０Ｎ）で加圧ローラ７０に圧接される。これにより、加圧ローラ７０との間に加熱ニップ部（無端ベルト１３３と加圧ローラ７０との当接部；加圧ローラ７０の円周方向の幅２０ｍｍ）が形成される。
【０１６１】
また、無端ベルト１３３は、回転する加圧ローラ７０の周面に当接することにより、加圧ローラ７０に従動回転するようになっている。これにより、各支持ローラ１３１・１３２は、加圧ローラ７０の回転方向と逆方向（図１１のＫ方向）に回転する。つまり、制御装置９０が定着ローラ６０の回転駆動装置９１を制御して定着ローラ６０を回転駆動させると、加圧ローラ７０が定着ローラ６０に従動回転し、無端ベルト１３３と加圧ローラ７０とが接している部分での摩擦力によって無端ベルト１３３が加圧ローラ７０に従動して移動し、支持ローラ１３１・１３２および無端ベルト１３３が回転するようになっている。
【０１６２】
無端ベルト１３３は、実施形態１の外部加熱装置８０に備えられる無端ベルト８３と同様のものである。
【０１６３】
支持ローラ１３１は、実施形態２における支持ローラ８１ｂ・８２ｂと同様の構成である。すなわち、支持ローラ１３１は、外径１５ｍｍ、厚さ４０μｍ、中心軸に垂直な断面の断面積が約１．８８ｍｍ２のステンレス製であり、熱伝導率は約１５Ｗ／ｍ・Ｋ、断面積と熱伝導率の積Ｓは２８．２０×１０−６（Ｗ・ｍ／Ｋ）である。なお、この支持ローラ１３１の内部には、ハロゲンランプ（加熱源）は備えられていない。
【０１６４】
支持ローラ１３２は、外径１５ｍｍ、肉厚２ｍｍ、中心軸に垂直な断面積が８１．６８ｍｍ２のアルミニウム製のローラであり、熱伝導率は２３６Ｗ／ｍ・Ｋ、断面積と熱伝導率の積Ｓは１９２７６×１０−６（Ｗ・ｍ／Ｋ）である。また、支持ローラ１３２の内部にはハロゲンランプが備えられている。
【０１６５】
このように、内部にハロゲンランプを備えた支持ローラ１３２の方が、ハロゲンランプを備えない支持ローラ１３１よりも、熱伝導率と軸方向に垂直な断面（直径方向の断面）の断面積との積が大きくなっている。
【０１６６】
なお、無端ベルト１３３の支持ローラ１３２との当接部における外周面には温度検出手段（図示せず）が備えられており、この温度検出手段の検出結果に基づいて制御装置９０が支持ローラ１３２の内部に備えられるハロゲンランプへの電力供給量、ベルト移動装置１４０による支持ローラ１３１・１３２の移動位置などを制御するようになっている。
【０１６７】
また、各支持ローラ１３１・１３２は、ベルト移動装置１４０によって、無端ベルト１３３を介して加圧ローラ７０の周面に所定の荷重で押圧される。これにより、無端ベルト１３３表面は加圧ローラ７０周面に接触し、無端ベルト１３３表面と加圧ローラ７０周面との間にニップ部（加熱ニップ部）が形成される。なお、無端ベルト１３３表面と加圧ローラ７０周面との間の加熱ニップ幅は２０ｍｍ（加圧ローラ７０周方向に沿った幅）である。
【０１６８】
ベルト移動装置１４０は、サイドフレーム１４１、アーム１４２、偏心カム１４３、コイルバネ１４４、支点（支点部材）１４５を備えている。
【０１６９】
サイドフレーム１４１は、支持ローラ１３１・１３２の両端側にそれぞれ設けられており、支持ローラ１３１・１３２を図示しない軸受を介して回転可能に支持するものである。なお、この軸受は、実施形態１の外部加熱装置８０に備えられる軸受１１７・１１８と同様、軸間距離を固定されていてもよく、軸間距離が可変であってもよい。
【０１７０】
また、このサイドフレーム１４１は、アーム１４２に固定されている。さらに、アーム１４２は、定着装置４０のフレーム（図示せず）に対して支点１４５で支持ローラ１３１・１３２の軸方向に略垂直な方向に対して回転可能に軸支されている。なお、この支点１４５は支持ローラ１３１の回転軸と一致する位置に設けられている。したがって、支点１４５を中心としてアーム１４２を回転させても、支持ローラ１３１の位置（支持ローラ１３１と加圧ローラ７０の軸間距離）は変化しないようになっている。ここで、支持ローラ１３１と加圧ローラ７０との軸間距離は、両ローラが無端ベルト１３３を介して所定の圧力で圧接するように設定されている。また、アーム１４２における支持ローラ１３２を挟んだ支点１４５の反対側の位置には、コイルバネ１４４が取り付けられており、このコイルバネ１４４によってアーム１４２に取り付けられたサイドフレーム１４１が加圧ローラ７０の方向に付勢されている。
【０１７１】
偏心カム１４３は、アーム１４２の端部近傍に当接するように備えられている。この偏心カム１４３は、制御装置９０が図示しないモータ等の駆動手段を制御することによって回転駆動される。これにより、制御装置９０が上記駆動手段を制御して偏心カム１４３を回転させ、図１１（ａ）に示すように支持ローラ１３２を第１位置に移動させてこの支持ローラ１３１・１３２を加圧ローラ７０に圧接させたり、偏心カム１４３をそこから１８０度回転させ、図１１（ｂ）に示すように支持ローラ１３２を第２位置に移動させて支持ローラ１３２を加圧ローラ７０から離間させたりできるようになっている。なお、第２位置においても支持ローラ１３１は加圧ローラ７０に圧接する。
【０１７２】
なお、支持ローラ１３１・１３２と、この支持ローラ１３１・１３２の両端側に備えられた軸受との間には、実施形態１における外部加熱装置８０に備えられるベルト規制部材１２１・１２２と同様にベルト規制部材（図示せず）が設けられている。つまり、支持ローラ１３１・１３２の軸方向の両端側には、第２位置における支持ローラ１３１・１３２と加圧ローラ７０との間隔よりも、支持ローラ１３１・１３２の周面からの高さが高いベルト規制部材が備えられている。
【０１７３】
以上のように、本実施形態では、内部にハロゲンランプを備えた支持ローラ１３２の方が、ハロゲンランプを備えない支持ローラ１３１よりも、画像形成範囲内における熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積が大きくなっている。
【０１７４】
加熱源を有する支持ローラ１３２における通紙域（加圧ローラ７０における記録紙に当接する部分に当接する無端ベルト１３３の領域に当接する支持ローラ１３２の領域；画像形成範囲）内の熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積Ｓが小さすぎる場合には、軸方向の熱伝導が不足して通紙域内の温度分布が大きくなる場合がある。また、無端ベルト１３３の幅よりも幅の狭い紙を連続して出力する場合には、記録紙が接触通過する部分のみが熱を奪われ、奪われた熱を補うように支持ローラ１３２の軸方向全域に熱を供給すると、通紙域外の支持ローラ１３２および無端ベルト１３３の端部の温度が高くなってしまう。そして、この状態で上記の記録紙よりも幅の広い記録紙を通紙すると、支持ローラ１３２および無端ベルト１３３の端部が高温になっているため、定着像の均一性が失われ、不均一で低品位な画像となってしまう。
【０１７５】
また、内部に加熱源を有さない支持ローラ１３１における熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積Ｓが大きすぎる場合には、支持ローラ１３１の端部からの軸受、支持板金、ベルト規制部材１２１・１２２等への熱伝導により、支持ローラ１３１の端部の温度が低下し、無端ベルト１３３端部の温度が低下してしまう。
【０１７６】
これに対して、本実施形態では、加熱源を内蔵する支持ローラ１３２の方が、加熱源を内蔵しない支持ローラ１３１よりも、熱伝導率と断面積の積Ｓが大きくなっているので、支持ローラ１３１の端部からの熱損失を抑制すると同時に、支持ローラ１３２の軸方向への熱伝導を促進して軸方向の温度分布を平均化でき、無端ベルト１３３の軸方向の温度分布を均一にすることができる。
【０１７７】
なお、加熱源を有する支持ローラの温度分布を均一化するためには、熱伝導率と上記断面積との積は大きいほどよい。ただし、支持ローラの厚さが薄い方が、内部の熱源からベルトへの熱伝導の遅れを短縮でき、ベルトの温度を高精度に制御することができる。また、加熱源を有する支持ローラの熱容量が小さい方が、短時間で所定温度に昇温させることができる。このため、加熱源を有する支持ローラの画像形成範囲内における熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積は、５０００×１０−６（Ｗ・ｍ／Ｋ）よりも大きく、２５０００×１０−６（Ｗ・ｍ／Ｋ）よりも小さいことが好ましい。
【０１７８】
また、加熱源を有さない支持ローラの画像形成範囲内における熱伝導率と軸方向に垂直な断面の断面積との積は、加熱源を有する支持ローラの半分以下にすることが好ましい。これにより、温度分布の均一性を大きく損なうことなく昇温時間を短縮できる。
【０１７９】
また、上記各実施形態では、定着ローラ６０を加熱する外部加熱装置、または加圧ローラ７０を加熱する外部加熱装置を設ける構成について説明したが、これに限らず、定着ローラ６０を加熱する外部加熱装置と加圧ローラ７０を加熱する外部加熱装置とをそれぞれ設けてもよい。定着ローラ６０および加圧ローラ７０のそれぞれに外部加熱装置を設ける場合、連続通紙時も待機時も、定着ローラ６０および加圧ローラ７０の両方の表面温度を精度良く制御できる。これにより、高品位な画像を安定して得ると同時に、高いスループットを継続して得ることができる。
【０１８０】
また、実施形態１、２の外部加熱装置８０を実施形態３の外部加熱装置１３０に代えて用いてもよく、実施形態３の外部加熱装置１３０を実施形態１、２の外部加熱装置８０に代えて用いてもよい。
【０１８１】
また、本実施形態では搬送ベルトを用いて紙を搬送する画像形成装置について説明したが、画像形成装置の構成はこれに限るものではない。本発明は、電子写真方式の画像形成装置であれば適用でき、例えば、中間転写ベルトを用いる構成であってもよく、感光体から記録紙に転写する構成であってもよい。また、単色画像を形成するものであっても、多色画像を形成するものであってもよい。
【０１８２】
また、上記各実施形態では、制御装置９０は制御用集積回路基板から構成されているものとしたが、これに限らず、ＣＰＵ等のプロセッサを用いて制御装置９０に備えられる各制御部の機能をソフトウェアによって実現するものであってもよい。この場合、例えば、制御装置９０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）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などから構成される。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制御装置９０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、上記制御装置９０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達成される。
【０１８３】
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。
【０１８４】
また、制御装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、通信ネットワークを介して上記プログラムコードを供給してもよい。この通信ネットワークは、特に限定されるものではなく、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は、特に限定されるものではなく、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（データ信号列）の形態でも実現され得る。
【０１８５】
また、上記各実施形態では、ローラ形状の定着部材（定着ローラ）および加圧部材（加圧ローラ）を用いているが、これに限るものではなく、例えばベルト状のものなどを用いてもよい。
【０１８６】
本発明は上述した各実施形態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、上述した実施形態において開示された各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。
【産業上の利用可能性】
【０１８７】
本発明は、例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ、ＭＦＰ（Multi Function Printer）等の電子写真方式の画像形成装置に備えられる定着装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１８８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる定着装置に備えられる支持ローラの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の内部構造を示した模式図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる定着装置の概略構成を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる定着装置を示す説明図であり、（ａ）は支持ローラを第１位置に配置した状態、（ｂ）は支持ローラを第２位置に配置した状態を示している。
【図５】（ａ）は本発明の一実施形態にかかる定着装置に備えられるベルト移動装置の構成を示す上面図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の一実施形態にかかる定着装置に備えられる支持ローラの他の例を示す平面図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図７】（ａ）は本発明の一実施形態にかかる定着装置に備えられる支持ローラのさらに他の例を示す平面図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の一実施形態にかかる定着装置に備えられる支持ローラのさらに他の例を示す平面図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図９】（ａ）は本発明の一実施形態にかかる定着装置に備えられる支持ローラのさらに他の例を示す平面図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態にかかる定着装置に備えられる支持ローラの断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態にかかる定着装置の構成を示す説明図であり、（ａ）は支持ローラを第１位置に配置した場合、（ｂ）は支持ローラを第２位置に配置した場合を示している。
【符号の説明】
【０１８９】
１  画像形成装置
４０  定着装置
６０  定着ローラ（定着部材）
６４，７４，８６ａ，８６ｂ  ハロゲンランプ（加熱源）
６５，７５，８５ａ，８５ｂ  サーミスタ
７０  加圧ローラ（加圧部材）
８０，１３０  外部加熱装置
８１，８１ｂ，８２，８２ｂ  支持ローラ８３，１３３  無端ベルト
８７ａ，８７ｂ，８７ｃ，８７ｄ  穴部
１１７，１１８  軸受
１２１，１２２  ベルト規制部材
１３１  支持ローラ（加熱源を備えない支持ローラ）
１３２  支持ローラ（加熱源を備えた支持ローラ）
Ａ  ベルト接触部の中央部（中央部分）
Ｂ  ベルト接触部の端部（両端側部分）
Ｃ  ローラ端部
【図１】
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【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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