(57)【要約】【課題】長い待機状態から通紙を開始しても、定着ベルトのニップ部の端部まで良好な定着性能を得ることができ、定着ベルトの安定した走行性が得られるベルト定着器を提供する。【解決手段】長時間の待機状態後の連続通紙開始時、メインモータ２１を動作させながら、定着ベルト２中央部に設けた非接触型サーミスタ７の検知温度に基づいて加熱ローラ５内部の中央部、両端部ともに均等な配光分布を有するヒータランプ５ａのＯＮ／ＯＦＦ制御を行うとともに、定着ベルト２の最大通紙域外に設けた接触型サーミスタ８の検知温度に基づいて加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａ及び内部加熱ローラ６内部の両端部の配光分布が中央部より高い第２のヒータランプ６ｂを、ヒータランプの交互切替えによるＯＮ／ＯＦＦ制御する。【選択図】図１
2007316463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して配置された一対の定着ローラ及び加圧ローラと、
熱源を内蔵する加熱ローラと、
前記定着ローラと前記加熱ローラとの間に掛け渡してなる無端ベルトからなる定着ベルトと、
前記定着ベルトの内側にできる中空部に、前記定着ローラとともに従動回転して前記定着ローラ表面を加熱する第１及び第２の熱源を内蔵する内部加熱ローラとを備え、
前記定着ローラを回転駆動する駆動手段と、
前記駆動手段によって前記定着ローラを回転駆動するとともに、前記加熱ローラによって前記定着ベルトを加熱することにより、前記定着ベルトと前記加圧ローラとのニップ部に定着トナー像を担持した用紙を通紙して加熱定着を行うベルト定着器において、
加熱ローラ内部の熱源は、両端部、中央部ともに均等となる配光分布を有し、内部加熱ローラ内部の第１の熱源は、両端部が中央部より低くなる配光分布を有し、内部加熱ローラ内部の第２の熱源は、両端部が中央部より高くなる配光分布を有することを特徴とするベルト定着器。
【請求項２】
長時間の待機状態後の連続通紙開始時、前記駆動手段を動作させながら、定着ベルト中央部に設けたベルト温度検知手段の検知温度に基づいて加熱ローラ内部の熱源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うとともに、定着ベルトの最大通紙域外に設けたベルト温度検知手段の検知温度に基づいて加熱ローラ内部の熱源及び内部加熱ローラ内部の第２の熱源を、熱源の交互切替えによるＯＮ／ＯＦＦ制御することを特徴とする請求項１に記載のベルト定着器。
【請求項３】
小サイズ用紙の連続通紙中に、前記駆動手段を動作させながら、定着ベルト中央部に設けたベルト温度検知手段の検知温度に基づいて加熱ローラ内部の熱源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うとともに、定着ベルトの最大通紙域外に設けたベルト温度検知手段の検知温度に基づいて加熱ローラ内部の熱源及び内部加熱ローラ内部の第１の熱源を、熱源の交互切替えによるＯＮ／ＯＦＦ制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のベルト定着器。
【請求項４】
通紙終了後、前記駆動手段を動作させながら、定着ベルト中央部に設けたベルト温度検知手段の検知温度に基づいて加熱ローラ内部の熱源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うとともに、定着ベルト中央部に設けたベルト温度検知手段の検知温度に基づいて内部加熱ローラ内部の第１又は第２の熱源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のベルト定着器。
【請求項５】
前記駆動手段を動作させる時間は、定着ベルトの最大通紙域外に設けたベルト温度検知手段が所定温度を検知するまでとすることを特徴とする請求項４に記載のベルト定着器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複写機又はレーザープリンタ等の画像形成装置に用いられる定着ベルト方式の定着器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、複写機、プリンタ等の画像形成装置に備えられた定着装置の定着方式は未定着トナー像を加熱及び加圧することにより用紙上に定着させる方式である。近年では、このような熱加圧ローラ方式の定着装置以外に薄肉状（低熱容量式）の定着ベルトを使用する定着ベルト式の定着器が知られている。この定着ベルト定着器は、定着ローラ及び加熱ローラと、これら両ローラにより張架された無端状の定着ベルトと、この定着ベルトを介して定着ローラに対向して設けられた加圧ローラとを有している。
【０００３】
そして、ベルト定着器まで搬送される用紙上の未定着トナー像は加熱及び定着ベルトを介して定着ローラ及び加圧ローラ間で形成されるニップ部により圧接され定着されることとなる。ここで、定着ローラ及び加圧ローラには、中心の円筒形芯金の外周に熱容量の大きな肉厚のゴム層（弾性層）を配置したゴムローラが用いられる。
【０００４】
このようなベルト定着器を装着した画像形成装置が待機状態にあるときは、定着ローラと加圧ローラとはこれらを支持している軸受部からそれを支持している側板に熱が逃げることにより各ローラのローラ軸方向の両端部の温度が一般的に低下する。
【０００５】
従って、このような状態でベルト定着器に連続通紙を開始すると、定着ベルトのニップ部のローラ軸方向の両端部の温度が良好な定着性を得るために必要な温度よりも低い温度になってしまい、用紙端部に光沢ムラや定着不良が生じるおそれがある。
【０００６】
そこで、その対策として特許文献１には、定着ローラ内部及び加圧ローラ内部にそれぞれ一本ずつ設けられた両端部の加熱量（配光分布）が中央部よりも大きくなるヒータランプと、加熱ローラ内部に設けられた両端部の加熱量（配光分布）が中央部よりも小さくなる２本のヒータランプとを備え、画像形成装置が待機状態にあるときは、定着ローラ内部のヒータランプと、加圧ローラ内部のヒータランプの少なくともいずれか一方をＯＮするし、定着ベルトのニップ部の両端部の加熱量を中央部より大きくすることにより、通紙開始後に定着ベルトのニップ部の両端部が、定着性が悪化する温度にまで低下しないようにしている。そして、ニップ部に小サイズ用紙が送り込まれるときには、定着ローラ内部及び加圧ローラ内部のヒータランプをＯＦＦするとともに、加熱ローラ内部の２本のヒータランプをＯＮし、連続通紙中の定着ベルトの両端部の温度上昇を抑えるようにしている。
【特許文献１】特開２００５−１７７５７号公報（段落００２２、０００２６、図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に提案されたベルト定着器によると、定着ローラ及び加圧ローラは肉厚の弾性層を備えているため、待機状態では、定着ローラ内部の芯金界面の弾性層が高温となり、弾性体が硬化劣化、液状化を引き起こし、寿命が短くなるという問題がある。また、小サイズ用紙の連続通紙中は、加熱ローラへの巻き付け部分で低熱容量の定着ベルト表面に温度ムラが生じ、定着ベルトの走行性を不安定にするという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、長い待機状態から通紙を開始しても、定着ベルトのニップ部の端部まで良好な定着性能を得ることができ、定着ベルトの安定した走行性が得られるベルト定着器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、対向して配置された一対の定着ローラ及び加圧ローラと、熱源を内蔵する加熱ローラと、前記定着ローラと前記加熱ローラとの間に掛け渡してなる無端ベルトからなる定着ベルトと、前記定着ベルトの内側にできる中空部に、前記定着ローラとともに従動回転して前記定着ローラ表面を加熱する第１及び第２の熱源を内蔵する内部加熱ローラとを備え、前記定着ローラを回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段によって前記定着ローラを回転駆動するとともに、前記加熱ローラによって前記定着ベルトを加熱することにより、前記定着ベルトと前記加圧ローラとのニップ部に定着トナー像を担持した用紙を通紙して加熱定着を行うベルト定着器において、加熱ローラ内部の熱源は、両端部、中央部ともに均等となる配光分布を有し、内部加熱ローラ内部の第１の熱源は、両端部が中央部より低くなる配光分布を有し、内部加熱ローラ内部の第２の熱源は、両端部が中央部より高くなる配光分布を有することを特徴とする。
【００１０】
従来構成のベルト定着器では、熱源は、加熱ローラ内部の熱源のみを用いて定着ベルト温度の制御を行っている。この加熱ローラ内部の熱源は、両端部、中央部ともに均等となる配光分布を有するが、待機状態が長く続いた場合、定着ローラの両端部の熱損失が大きく、定着ローラ巻き付け部において定着ベルトの両端部の熱が奪われ、定着ベルトのニップ部の両端部の温度が中央部より低くなる温度ムラが発生する。一方、小サイズ用紙の連続通紙を行うと、定着ベルト両端部で温度上昇が著しくなり、上記とは逆に定着ベルトのニップ部の両端部の温度が中央部より高くなる温度ムラが発生する。
【００１１】
本発明構成のベルト定着器によると、内部加熱ローラ内部の第１の熱源は、小サイズ用紙の連続通紙時に定着ベルトのニップ部に生ずる温度ムラに相反する配光分布を備え、内部加熱ローラ内部の第２の熱源は、待機時に定着ベルトのニップ部に生ずる温度ムラに相反する配光分布を備えることになる。従って、連続通紙開始時は、必要に応じて加熱ローラ内部の熱源から内部加熱ローラ内部の第２の熱源へ切替えることにより、小サイズ用紙の連続通紙中は、必要に応じて加熱ローラ内部の熱源から内部加熱ローラ内部の第１の熱源へ切替えることにより、温度ムラを解消することが可能となり、ベルト走行性や定着性が安定する。
【００１２】
具体的には、本発明は、長時間の待機状態後の連続通紙開始時、前記駆動手段を動作させながら、定着ベルト中央部に設けたベルト温度検知手段の検知温度に基づいて加熱ローラ内部の熱源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うとともに、定着ベルトの最大通紙域外に設けたベルト温度検知手段の検知温度に基づいて加熱ローラ内部の熱源及び内部加熱ローラ内部の第２の熱源を、熱源の交互切替えによるＯＮ／ＯＦＦ制御することを特徴とする。
【００１３】
例えば、長時間の待機状態後の連続通紙開始時、定着ベルトのニップ部の両端部の温度が低くなる温度ムラを解消するために、加熱ローラ内部の中央部、両端部ともに均等な配光分布を有する熱源をＯＦＦし、内部加熱ローラ内部の両端部の配光分布が中央部より高い第２の熱源をＯＮすることにより、定着ローラの両端部の温度を上昇させ、定着ベルトのニップ部の両端部の温度を上昇させる。その後、定着ベルトの最大通紙域外に設けたベルト温度検知手段が、所定の温度以上を検知すると、内部加熱ローラ内部の第２の熱源をＯＦＦし、加熱ローラ内部の熱源をＯＮし、定着ベルトの最大通紙域外に設けたベルト温度検知手段が、所定の温度以下を検知すると、内部加熱ローラ内部の第２の熱源をＯＮし、加熱ローラ内部の熱源をＯＦＦする。以上の動作を交互に行うことで定着ベルトのニップ部の温度ムラが解消され、用紙両端部の定着性の向上とベルト走行性の安定化が図られる。
【００１４】
また具体的には、本発明は、小サイズ用紙の連続通紙中に、前記駆動手段を動作させながら、定着ベルト中央部に設けたベルト温度検知手段の検知温度に基づいて加熱ローラ内部の熱源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うとともに、定着ベルトの最大通紙域外に設けたベルト温度検知手段の検知温度に基づいて加熱ローラ内部の熱源及び内部加熱ローラ内部の第１の熱源を、熱源の交互切替えによるＯＮ／ＯＦＦ制御することを特徴とする。
【００１５】
例えば、小サイズ用紙の連続通紙中に、定着ベルトのニップ部の両端部の温度が高くなる温度ムラを解消するために、加熱ローラ内部の熱源を定着ベルト中央部に設けたベルト温度検知手段に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御することに加えて、定着ベルトの最大通紙域外に設けたベルト温度検知手段が、所定の温度以上を検知すると、内部加熱ローラ内部の両端部の配光分布が中央部より低い第１の熱源をＯＮし、加熱ローラ内部の中央部、両端部ともに均等な配光分布を有する熱源をＯＦＦし、定着ベルトの最大通紙域外に設けたベルト温度検知手段が、所定の温度以下を検知すると、内部加熱ローラ内部の第１の熱源をＯＦＦし、加熱ローラ内部の熱源をＯＮする。以上の動作を交互に行うことで定着ベルトのニップ部の温度ムラが解消され、用紙両端部の定着性の向上とベルト走行性の安定化が図られる。以上の動作を交互に行うことで定着ベルトのニップ部の温度ムラが解消され、用紙両端部の定着性の向上とベルト走行性の安定化が図られる。
【００１６】
また、従来構成のベルト定着器では、加熱ローラ内部の熱源を用いて小サイズ用紙を連続通紙した後は、定着ベルトの両端部が過昇温となり、定着ベルトのニップ部の両端部の温度が高くなる温度ムラが発生する。或いは、上記のように長い待機状態の後、定着ベルトの両端部が低くなる温度ムラが生じているときに、最大サイズの用紙を数枚のみ通紙したときなどは、通紙終了後も通紙前の温度ムラが維持され、定着ベルトのニップ部の両端部の温度が低くなる温度ムラが発生する。
【００１７】
そこで、本発明では、このような通紙終了後の定着ベルトの温度ムラを解消するために、通紙終了後、前記駆動手段を動作させながら、定着ベルト中央部に設けたベルト温度検知手段の検知温度に基づいて加熱ローラ内部の熱源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うとともに、定着ベルト中央部に設けたベルト温度検知手段の検知温度に基づいて内部加熱ローラ内部の第１又は第２の熱源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことを特徴とする。
【００１８】
例えば、定着ベルトのニップ部の両端部の温度が上昇した場合は、通紙終了後、加熱ローラ内部の熱源を定着ベルト中央部に設けたベルト温度検知手段に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御することに加えて、定着ベルトの中央部に設けたベルト温度検知手段が、所定の温度以上を検知すると、内部加熱ローラ内部の第１の熱源をＯＮし、定着ベルトを回転駆動することにより、温度ムラを解消することができる。また、同様に定着ベルトのニップ部の両端部の温度が低下した場合は、通紙終了後、加熱ローラ内部の熱源を定着ベルト中央部に設けたベルト温度検知手段に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御することに加えて、内部加熱ローラ内部の第２の熱源をＯＮし、定着ベルトを回転駆動することにより、温度ムラを解消することができる。
【００１９】
この場合、定着ベルのト最大通紙域外に設けたベルト温度検知手段により、駆動時間を決めることにより、効率よく定着ベルトの温度ムラを解消することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、長い待機状態から通紙を開始しても、定着ベルトのニップ部の端部まで良好な定着性能を得ることができ、定着ベルトの安定した走行性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係るベルト定着器１の概略の構成を示す説明図である。ベルト定着器１は、不図示のカラー複写機に装備されるものである。不図示のカラー複写機は、原稿画像を読み取り部で読み取り、原稿画像に応じたトナー像を画像形成部で形成した上で用紙に転写し、用紙に転写されたトナー像を定着し、この用紙を排紙するという概略構成をとり、ベルト定着器１は、トナー像を定着する際に用いられる。
【００２３】
本実施形態に係るベルト定着器１は、定着ベルト２と、定着ローラ３と、加圧ローラ４と、加熱ローラ５と、内部加熱ローラ６（補助加熱ローラ）とを有している。そして、加熱ローラ５の中空内にはヒータランプ５ａ（熱源）が、内部加熱ローラ６の中空内には第１及び第２のヒータランプ６ａ及び６ｂ（第１及び第２の熱源）が配置されている。
【００２４】
定着ベルト２は、定着ローラ３及び加熱ローラ５に掛け回され、定着ローラ３によって矢印Ａ方向に駆動される。この定着ベルト２は４０μｍの厚さのニッケル薄板の無端ベルトであって、外周表面にシリコンゴム膜等のオフセット防止剤がコーティングされたものである。
【００２５】
定着ローラ３と、加圧ローラ４とは、対向して配置されるゴムローラであり、加圧ローラ４が定着ベルト２を介して定着ローラ３の中心方向に加圧されることによりニップ部Ｎを形成する。加熱ローラ５は定着ベルト２にテンションを与えるものであり、肉厚が軸方向で一定の円筒形をしたアルミ管でできている。そして、加熱ローラ５の中空内に配置されたヒータランプ５ａからの熱が、加熱ローラ５を介して定着ベルト２に伝わり、定着ベルト２が加熱される。
【００２６】
また、本実施形態に係るベルト定着器１は、無端状の定着ベルト２の内側にできる中空部に、定着ローラ３に圧接された内部加熱ローラ６を有し、内部加熱ローラ６は、定着ローラ３の非通紙領域に対応する位置で、不図示のギア構造によって定着ローラ３とかみ合わされ、定着ローラ３の回転に従動して回転する。そして、内部加熱ローラ６の中空内に配置された第１又は第２のヒータランプ６ａ又は６ｂから、内部加熱ローラ６を介して定着ローラ３の表面に伝えられた熱が、定着ベルト２に伝えられることとなる。
【００２７】
つまり、内部加熱ローラ６と、第１及び第２のヒータランプ６ａ及び６ｂとは、定着ローラ３の表面を加熱する加熱手段を構成している。
【００２８】
上記構成のベルト定着器１においては、トナー像形成後の用紙Ｐ（シート状媒体）は矢印Ｂ方向に搬送され、ニップ部Ｎにおいて、加熱加圧されることによって、トナー像Ｔが定着される。
【００２９】
図２は、ベルト温度検知手段や温度計の配置を説明するための定着ベルトのニップ部近傍を示す模式的な平面図である。
【００３０】
ベルト定着器１は、図１及び図２に示すように、定着ベルト２のニップ部Ｎの上流側に、軸方向の中央部に非接触型サーミスタ７（ベルト温度検知手段）を、一端部（最大通紙域外）に接触型サーミスタ８（ベルト温度検知手段）を備えている。そして、図２に示すように、これらサーミスタ７及び８と定着ベルト回転方向で同じ位置となるように、定着ベルト幅方向の通紙域の中央に温度計９、中央から左右にそれぞれ１２０ｍｍの距離の位置に温度計１０，１１、中央から左右にそれぞれ１４０ｍｍの距離の位置に温度計１２，１３が配置され、それぞれの位置で定着ベルト２表面の温度を定点測定できるようになっている。
【００３１】
図２中には、縦向き（用紙の長辺が搬送方向に平行となる向き）で搬送されるＢ４サイズ用紙の通紙域（Ｂ４縦幅）と、横向き（用紙の短辺が搬送方向に平行となる向き）で搬送されるＡ４サイズ用紙の通紙域（Ａ４横幅）も併せて示している。Ｂ４縦幅は、定着ベルト幅方向の通紙域の中央から左右にそれぞれ１２８．５ｍｍの距離の範囲であり、Ａ４横幅は、定着ベルト幅方向の通紙域の中央から左右にそれぞれ１４８．５ｍｍの距離の範囲である。従って、温度計１０，１１は、Ｂ４縦幅よりも内側に位置し、温度計１２，１３は、Ｂ４縦幅よりも外側であって、Ａ４横幅よりも内側に位置することになる。なお、Ａ４横幅は、各種サイズの用紙の通紙域の最大値（最大通紙域）を規定している。
【００３２】
図３は、加熱ローラ内部のヒータランプ（ａ）及び内部加熱ローラ内部のヒータランプ（ｂ）の軸方向における配光分布を示す図である。
【００３３】
図３（ａ）に示すように、加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａは、両端部（Ａ４縦幅の外側、かつ、Ａ４横幅の内側）、中央部（Ａ４縦幅の内側）とも同一（１００％）で、最大通紙域外（Ａ４横幅の外側）は１００％から０％へ単調に下降する配光分布に設定されている。なお、両端部が中央部より高くなる配光分布としてもよい。
【００３４】
他方、図３（ｂ）に示すように、内部加熱ローラ６内部の第１のヒータランプ６ａは、中央部（Ａ４縦幅の内側）が１００％の一定値となり、中央部の外側で最大通紙域の内側（Ａ４縦幅の外側、かつ、Ａ４横幅の内側）が１００％から単調に下降して３０％の一定値となり、最大通紙域の外側（Ａ４横幅の外側）は３０％から０％へ単調に下降する配光分布に設定されている。これにより、内部加熱ローラ６の表面温度分布は、定着ベルト幅以上であり、両端部の温度が中央部より低い値を有することとなる。
【００３５】
また、図３（ｃ）に示すように、内部加熱ローラ６内部の第２のヒータランプ６ｂは、中央部（Ａ４縦幅の内側）が９０％の一定値となり、中央部の外側で最大通紙域の内側（Ａ４縦幅の外側、かつ、Ａ４横幅の内側）が９０％から単調に上昇して１００％の一定値となり、最大通紙域の外側（Ａ４横幅の外側）は１００％から０％へ単調に下降する配光分布に設定されている。これにより、内部加熱ローラ６の表面温度分布は、定着ベルト幅以上であり、両端部の温度が中央部より高い値を有することとなる。
【００３６】
図４は、加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａ及び内部加熱ローラ６内部のヒータランプ６ａの制御系統を示すベルト定着器の定着ローラ３及び加熱ローラ５のローラ軸を通る断面図である。
【００３７】
図４に示すように、加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａ、内部加熱ローラ６内部の第１及び第２のヒータランプ６ａ及び６ｂのＯＮ／ＯＦＦ動作は、ヒータランプ５ａ、第１及び第２のヒータランプ６ａ及び６ｂに通電するドライバ１３、１４及び１５の駆動のＯＮ／ＯＦＦを切替えることによってそれぞれ制御される。定着ローラ３は、メインモータ２１によって回転駆動される。制御部１６は、非接触型サーミスタ７、接触型サーミスタ８、カラー複写機の電源スイッチ１７、カラー複写機の待機中に画像形成動作をスタートさせるプリントスイッチ１８、カラー複写機の用紙搬送経路におけるベルト定着器１よりも上流側に設けられたレジストスイッチ１９、カラー複写機の用紙搬送経路におけるベルト定着器１よりも下流側に設けられた排出スイッチ２０等の検知信号に基づいてドライバ１３、１４及び１５の駆動を制御する。
【００３８】
次に、本発明構成のベルト定着器の動作例について従来構成のベルト定着器と比較しながら説明する。図５は、本発明構成のベルト定着器にトナー像を形成したＢ４サイズの用紙を縦向きに通紙する場合における図３（ａ）に示すような配光分布を有する加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａと図３（ｂ）に示すような配光分布を有する内部加熱ローラ６内部の第１のヒータランプ６ａと及び図３（ｃ）に示すような配光分布を有する内部加熱ローラ６内部の第２のヒータランプ６ｂとのＯＮ／ＯＦＦのタイミングチャートの一例であり、図６は、図３（ａ）に示すような配光分布を有する加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａのみを有する従来構成のベルト定着器（ａ）、及び図３（ａ）に示すような配光分布を有する加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａと図３（ｂ）に示すような配光分布を有する内部加熱ローラ６内部の第１のヒータランプ６ａと及び図３（ｃ）に示すような配光分布を有する内部加熱ローラ６内部の第２のヒータランプ６ｂとを有する本発明構成のベルト定着器（ｂ）において、長時間の待機状態の後、トナー像を形成したＢ４サイズの用紙を縦向きに連続通紙開始時の定着ベルト表面の温度を定点測定した結果の一例を示す図であり、図７は、図３（ａ）に示すような配光分布を有する加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａのみを有する従来構成のベルト定着器（ａ）、及び図３（ａ）に示すような配光分布を有する加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａと図３（ｂ）に示すような配光分布を有する内部加熱ローラ６内部の第１のヒータランプ６ａと及び図３（ｃ）に示すような配光分布を有する内部加熱ローラ６内部の第２のヒータランプ６ｂとを有する本発明構成のベルト定着器（ｂ）において、トナー像を形成したＢ４サイズの用紙を縦向きに連続通紙する前と連続通紙中の定着ベルト表面の温度を定点測定した結果の一例を示す図である。
【００３９】
電源スイッチ１７は常時ＯＮ状態であり、プリントスイッチ１８がＯＮされる前は、カラー複写機は待機状態となっている。このとき、中央部の非接触型サーミスタ７の検知温度に基づいて加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａをドライバ１５によってＯＮ／ＯＦＦ制御して、定着ベルト２の表面温度は１４０℃に制御される。
【００４０】
この状態で、例えば縦向きのＢ４サイズの用紙を選択してプリントスイッチ１８がＯＮされると、トナー像の定着に備えて、メインモータ２１がＯＮされて、定着ローラ３が回転駆動され、これによって定着ベルト２が回転するとともに、中央部の非接触型サーミスタ７の検知温度に基づいて加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａをドライバ１５によってＯＮ／ＯＦＦ制御して、定着ベルト２のニップ部Ｎの表面温度は１６５℃に制御される。
【００４１】
そして、複数のＢ４サイズの用紙が連続して搬送されていき、画像形成部において用紙にトナー像が転写された後、ベルト定着器１において用紙上のトナー像が次々に定着される。
【００４２】
しかし、従来構成のベルト定着器１では、加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａを中央部の非接触型サーミスタ７の検知温度（制御温度１６５°）に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御することになるので、待機状態が長かった場合、通紙開始時は、図６（ａ）に示すように、定着ローラ３の両端部の温度低下が発生し、最大通紙域内は均等な配光分布を有する（図３（ａ）参照）加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａによって均等な温度で定着ベルト２が加熱されても、熱容量の大きな定着ローラ弾性体の温度ムラの影響を受け、定着ベルト２のニップ部Ｎの両端部温度が低下していく。この状態において、Ｂ４サイズの用紙を縦向きに連続通紙を行うと用紙両端部に光沢ムラや定着性不良が生じる。
【００４３】
そこで、本発明構成のベルト定着器１では、プリントスイッチ１８がＯＮされると、図５に示すように、加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａを中央部の非接触型サーミスタ７の検知温度（制御温度１６５°）に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御することに加えて、加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａをＯＦＦするとともに、図３（ｃ）に示すような配光分布を有する内部加熱ローラ６内部の第２のヒータランプ６ｂをＯＮし、次いで、加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａと内部加熱ローラ６内部の第２のヒータランプ６ｂの切替え制御（一方をＯＮし、他方をＯＦＦする制御）を最大通紙域外の接触型サーミスタ８の検知温度（制御温度１７０℃及び１６９℃）に基づいて行う。すなわち、最大通紙域外の接触型サーミスタ８が１７０℃を検知したとき、内部加熱ローラ６内部の第２のヒータランプ６ｂをＯＦＦするとともに、加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａをＯＮし、その後、最大通紙域外の接触型サーミスタ８が１６９℃を検知したとき、内部加熱ローラ６内部の第２のヒータランプ６ｂをＯＮするとともに、加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａをＯＦＦする動作を交互に繰り返すようにする。
【００４４】
これにより、定着ローラ３表面に両端部温度が中央部よりも高くなる温度分布が形成され、図６（ｂ）に示すように、定着ベルト２のニップ部Ｎの両端部温度の低下が解消され、用紙両端部の光沢ムラや定着性不良を防止することができる。
【００４５】
なお、ヒータランプの切替え制御を行う制御温度は、連続通紙を行う用紙のサイズによって変更してもよい。
【００４６】
しかし、この状態でさらにＢ４サイズの用紙の連続通紙を続けると、従来構成のベルト定着器１では、連続通紙中も加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａを中央部の非接触型サーミスタ７の検知温度（制御温度１６５°）に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御することになるので、図７（ａ）に示すように、定着ベルト２の端部は、中央部に比べて温度が上昇し、結果として定着ベルト２に４０℃近い温度ムラが発生する。
【００４７】
そして、このような定着ベルト２の温度ムラは、定着ローラ３への巻き付け部を介して定着ベルト２よりも熱容量の大きな定着ローラ３の弾性体に伝わり、定着ローラ３の中央部の弾性体の軟化を引き起こし、定着ベルト２の走行性を不安定にするという問題がある。また、この状態ですぐにＢ４サイズよりも大きなＡ４サイズの用紙の通紙を行うと、用紙両端部で定着不良や光沢ムラが生じる原因となる。
【００４８】
そこで、本発明構成のベルト定着器１では、図５に示すように、加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａを中央部の非接触型サーミスタ７の検知温度（制御温度１６５°）に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御することに加えて、加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａ及び内部加熱ローラ６内部の第１のヒータランプ６ａの切替え制御（一方をＯＮし、他方をＯＦＦする制御）を最大通紙域外の接触型サーミスタ８の検知温度（制御温度１８０℃及び１７９℃）に基づいて行う。すなわち、最大通紙域外の接触型サーミスタ８が１８０℃を検知したとき、内部加熱ローラ６内部の第１のヒータランプ６ａをＯＮするとともに、加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａをＯＦＦし、その後、最大通紙域外の接触型サーミスタ８が１７９℃を検知したとき、内部加熱ローラ６内部の第１のヒータランプ６ａをＯＦＦするとともに、加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａをＯＮする動作を交互に繰り返すようにする。
【００４９】
これにより、Ｂ４サイズの用紙の連続通紙中に最大通紙域外のベルト温度が１８０℃に達した後は、加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａと内部加熱ローラ６内部の第１のヒータランプ６ａとが交互にＯＮ／ＯＦＦ制御され、従来構成のベルト定着器で４０℃近くあった温度ムラは２０℃以内にまで軽減される。
【００５０】
なお、ヒータランプの切替え制御を行う制御温度は、連続通紙を行う用紙のサイズによって変更してもよい。例えば、表１のように、用紙サイズがＡ４縦幅より大きくＡ４横幅以下のときとＡ４縦幅以下のときで、切替え基準温度Ｘ℃を別々に設定し、最大通紙域外の接触型サーミスタ８がＸ℃を検知したとき、内部加熱ローラ６内部の第１のヒータランプ６ａをＯＮするとともに、加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａをＯＦＦし、その後、最大通紙域外の接触型サーミスタ８が（Ｘ−１）℃を検知したとき、内部加熱ローラ６内部の第１のヒータランプ６ａをＯＦＦするとともに、加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａをＯＮする動作を交互に繰り返すようにするものである。
【表１】
2007316463.tif 000003
【００５１】
そして、排出スイッチ２０がＯＦＦされ、連続通紙が終了すると、内部加熱ローラ６内部の第１のヒータランプ６ａはＯＦＦされ、さらに所定時間経過後、メインモータ２１もＯＦＦされて定着ベルト２の回転が停止し、待機状態に戻る。
【００５２】
また、従来構成のベルト定着器のように、加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａのみを用いて小サイズ用紙を連続通紙した後は、定着ベルト２の両端部が過昇温となり、定着ベルト２のニップ部Ｎの両端部の温度が高くなる温度ムラが発生する。或いは、上記のように長い待機状態の後、定着ベルト２の両端部が低くなる温度ムラが生じているときに、最大サイズの用紙を数枚通紙したときなどは、通紙終了後も通紙前の温度ムラが維持され、定着ベルト２のニップ部Ｎの両端部の温度が低くなる温度ムラが発生する。
【００５３】
そこで、本発明構成のベルト定着器１を用いて、このような通紙終了後の定着ベルト２の温度ムラを解消するために、通紙終了後、メインモータ２１を動作させながら、定着ベルト２中央部に設けた非接触型サーミスタの検知温度に基づいて加熱ローラ５内部のヒータランプ５ａのＯＮ／ＯＦＦ制御を行うとともに、定着ベルト２中央部に設けた非接触型サーミスタ７の検知温度に基づいて内部加熱ローラ６内部の第１又は第２のヒータランプ６ａ又は６ｂのＯＮ／ＯＦＦ制御を行ってもよい。
【００５４】
例えば、図８に示すように、縦向きのＡ４サイズの用紙の連続通紙終了後に、内部加熱ローラ６内部のヒータランプ６ａを中央部の非接触型サーミスタ７の検知温度（制御温度１７０℃）に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御することを追加する。
【００５５】
これにより、小サイズ用紙の連続通紙で発生した、定着ベルト２の両端部の温度が中央部より高くなるベルト温度の温度ムラ（破線）を、配光分布が中央部より両端部が低い値に設定された内部加熱ローラ６内部の第１のヒータランプ６ａの動作により、両端部の温度が中央部よりも低くなる定着ローラ３温度の温度格差（点線）を生じさせ、この温度格差を定着ローラ３を介して定着ベルト２に付加することにより、ベルト温度の温度ムラを速やかに解消することができる（実線）。
【００５６】
この場合、メインモータ２１を動作させる時間は、定着ベルト２の最大通紙域外に設けた接触型サーミスタ８によって決めることができ、例えば、接触型サーミスタ８が所定温度を検知するまでメインモータ２１を動作させることにより、効率よく定着ベルト２の温度ムラを解消することができる。
【００５７】
また、同様に定着ベルト２のニップ部Ｎの両端部の温度が低下した場合は、通紙終了後、配光分布が中央部より両端部が高い値に設定された内部加熱ローラ６内部の第２のヒータランプ６ｂをＯＮし、定着ベルト２を回転駆動することにより、温度ムラを解消することができる。
【００５８】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、用紙を略水平方向へ搬送するベルト定着器を用いて説明を行ったが、用紙を略鉛直方向へ搬送するベルト定着器についても同様に適用できる。また、内部加熱ローラを必要に応じて定着ローラから離接させるソレノイド等の離接手段を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、定着ベルトを用いた定着器に関するものであり、カラーレーザプリンタ等の画像形成装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】は、本発明の実施形態に係るベルト定着器の概略の構成を示す説明図である。
【図２】は、ベルト温度検知手段や温度計の配置を説明するための定着ベルトのニップ部近傍を示す模式的な平面図である。
【図３】は、加熱ローラ内部のヒータランプ（ａ）及び内部加熱ローラ内部のヒータランプ（ｂ）の軸方向における配光分布を示す図である。
【図４】は、加熱ローラ内部のヒータランプ及び内部加熱ローラ内部のヒータランプの制御系統を示すベルト定着器の定着ローラ及び加熱ローラのローラ軸を通る断面図である。
【図５】は、本発明構成のベルト定着器にトナー像を形成したＢ４サイズの用紙を縦向きに通紙する場合における図３（ａ）に示すような配光分布を有する加熱ローラ内部のヒータランプと図３（ｂ）に示すような配光分布を有する内部加熱ローラ内部の第１のヒータランプと及び図３（ｃ）に示すような配光分布を有する内部加熱ローラ内部の第２のヒータランプとのＯＮ／ＯＦＦのタイミングチャートの一例である。
【図６】は、図３（ａ）に示すような配光分布を有する加熱ローラ内部のヒータランプのみを有する従来構成のベルト定着器（ａ）、及び図３（ａ）に示すような配光分布を有する加熱ローラ内部のヒータランプと図３（ｂ）に示すような配光分布を有する内部加熱ローラ内部の第１のヒータランプと及び図３（ｃ）に示すような配光分布を有する内部加熱ローラ内部の第２のヒータランプとを有する本発明構成のベルト定着器（ｂ）において、長時間の待機状態の後、トナー像を形成したＢ４サイズの用紙を縦向きに連続通紙開始時の定着ベルト表面の温度を定点測定した結果の一例を示す図である。
【図７】は、図３（ａ）に示すような配光分布を有する加熱ローラ内部のヒータランプのみを有する従来構成のベルト定着器（ａ）、及び図３（ａ）に示すような配光分布を有する加熱ローラ内部のヒータランプと図３（ｂ）に示すような配光分布を有する内部加熱ローラ内部の第１のヒータランプと及び図３（ｃ）に示すような配光分布を有する内部加熱ローラ内部の第２のヒータランプとを有する本発明構成のベルト定着器（ｂ）において、トナー像を形成したＢ４サイズの用紙を縦向きに連続通紙する前と連続通紙中の定着ベルト表面の温度を定点測定した結果の一例を示す図である。
【図８】は、Ａ４サイズの用紙を縦向きに連続通紙した後、定着ベルト表面の温度ムラ（破線）と逆の配光分布（点線）を有する内部加熱ローラにより温度ムラが解消される（実線）ことを示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    ベルト定着器
２    定着ベルト
３    定着ローラ
４    加圧ローラ
５    加熱ローラ
５ａ  加熱ローラに内蔵されたヒータランプ（加熱ローラ内部の熱源）
６    内部加熱ローラ
６ａ  内部加熱ローラに内蔵された第１のヒータランプ（内部加熱ローラ内部の第１の熱源）
６ｂ  内部加熱ローラに内蔵された第２のヒータランプ（内部加熱ローラ内部の第２の熱源）
７    非接触型サーミスタ（定着ベルト中央部に設けたベルト温度検知手段）
８    接触型サーミスタ（定着ベルト最大通紙域外に設けたベルト温度検知手段）
９，１０，１１，１２，１３ 温度計
１３，１４，１５    ドライバ
１６  制御部
１７  電源スイッチ
１８  プリントスイッチ
１９  レジストスイッチ
２０  排出スイッチ
２１  メインモータ
Ｎ    ニップ部
Ｐ    用紙
Ｔ    トナー像
【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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