(57)【要約】【課題】適切な温度分布変化手段もしくはその組合せを選択することで、非通紙部昇温を抑制すると共に画像加熱性の問題を低減できる画像加熱装置を提供する。【解決手段】加熱回転体または加圧部材の搬送方向に交差する方向の温度分布を変化せしめる少なくとも２種類の温度分布変更手段を備え、記録材の種類、または坪量もしくは搬送方向に交差する方向のサイズに応じて、または換算枚数に応じて、温度分布変化手段もしくはその組合せを選択して非通紙部の昇温を抑制する制御手段を有する。【選択図】図１
2013152270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱源と、
前記加熱源によって加熱される回転可能なベルト状の加熱回転体と、
前記加熱回転体の内周面と接触するバックアップ部材と、
前記加熱回転体の外周面と接触する加圧部材と、
を有し、
前記加熱回転体と前記加圧部材の間に形成されるニップ部に画像を担持した記録材を挟持搬送して前記画像を加熱する画像加熱装置であって、
前記加熱回転体または前記加圧部材の搬送方向に交差する方向の温度分布を変化せしめる少なくとも２種類の温度分布変更手段を備え、
記録材の種類、または坪量もしくは前記搬送方向に交差する方向のサイズに応じて、または換算枚数もしくは非通紙部の温度に応じて、前記温度分布変更手段もしくはその組合せを選択して非通紙部の昇温を抑制する制御手段を有することを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
前記加熱源は前記加熱回転体の外周面の外側に設けられる磁束発生手段、または前記加熱回転体の内周面の内側に設けられるハロゲンランプであることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
【請求項３】
前記温度分布変更手段として、
前記加圧部材または前記加熱回転体と当接し、記録材の搬送方向に交差する方向で前記加圧部材または前記加熱回転体の温度分布を均熱化する均熱化手段と、
前記加圧部材または前記加熱回転体の非通紙部の温度を低下させる温度低下手段と、
を少なくとも備えることを特徴とする請求項１または２に記載の画像加熱装置。
【請求項４】
磁束発生手段と、
前記磁束発生手段によって加熱される回転可能なベルト状の加熱回転体と、
前記加熱回転体の内周面と接触するバックアップ部材と、
前記加熱回転体の外周面と接触する加圧部材と、
を有し、
前記加熱回転体と前記加圧部材の間に形成されるニップ部に画像を担持した記録材を挟持搬送して前記画像を加熱する画像加熱装置であって、
前記加熱回転体または前記加圧部材の搬送方向に交差する方向の温度分布を変化せしめる温度分布変更手段として、
前記磁束発生手段からの前記加熱回転体に対する作用磁束の前記搬送方向に交差する方向の密度分布を変化せしめる磁束調整手段と、
前記加圧部材または前記加熱回転体と当接し、記録材の搬送方向に交差する方向で前記加圧部材または前記加熱回転体の温度分布を均熱化する均熱化手段と、
前記加圧部材または前記加熱回転体の非通紙部の温度を低下させる温度低下手段と、
の３種類を備え、
記録材の種類、または坪量もしくは前記搬送方向に交差する方向のサイズに応じて、または換算枚数もしくは非通紙部の温度に応じて、第１の種類選択として前記磁束調整手段もしくは前記均熱化手段もしくは前記温度低下手段の１種類のみ、第２の種類選択として前記磁束調整手段、前記均熱化手段、前記温度低下手段のいずれかの２種類、第３の種類選択として前記磁束調整手段、前記均熱化手段および前記温度低下手段の３種類、のいずれかを選択して非通紙部の昇温を抑制する制御手段を有することを特徴とする画像加熱装置。
【請求項５】
前記制御手段は、非通紙部の昇温が大きくなるに従って、順に前記第１の種類選択、前記第２の種類選択、前記第３の種類選択を選択することを特徴とする請求項４に記載の画像加熱装置。
【請求項６】
前記温度低下手段は送風手段であることを特徴とする請求項４または５に記載の画像加熱装置。
【請求項７】
前記加圧部材は駆動ローラとしての加圧ローラであり、前記加熱回転体は前記加圧ローラに従動して回動することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
【請求項８】
前記加圧部材は固定された加圧パッドであり、前記加熱回転体は駆動プーリと従動プーリに懸架されて回動することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やＬＢＰ等、電子写真方式・静電記録方式等の作像プロセスを採用した画像形成装置に使用される画像加熱装置に関する。画像加熱装置としては、記録材上に形成した未定着トナー画像を固着画像として加熱定着する定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢度増大装置等を挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像加熱装置において、高速昇温化を図り、熱容量を小さくするために薄肉の回転体を加熱媒体として使用する場合、軸直角断面の断面積がきわめて小さくなるために、軸方向への熱移動率が良好でない。この傾向は薄肉なほど顕著であり、熱伝導率の低い樹脂等の材質では更に低くなる。これは、熱伝導率をλ、２点間の温度差をθ１−θ２、長さをＬとしたとき、単位時間に伝わる熱量Ｑは、以下の式で表されるというフーリエの法則からも明らかである。
【０００３】
Ｑ＝λ・ｆ（θ１−θ２）／Ｌ
このことは、回転体の長手方向（記録材の搬送方向に交差する方向）の最大通紙幅の記録材を通紙して定着させる場合には問題ない。しかし、幅の小さい小形サイズの記録材を連続で通紙させる場合には、回転体の非通紙領域における温度が温調温度よりも上昇し、通紙領域における温度と非通紙領域における温度との温度差が極めて大きくなってしまうという問題があった。
【０００４】
したがって、このような加熱媒体の長手方向の温度ムラのために、樹脂材料からなる周辺部材の耐熱寿命が低下したり、熱的損傷を被ったりする虞れがある。更には、小形サイズの記録材を連続で通紙させた直後に大形サイズの記録材を通紙したときに、部分的な温度ムラによる紙シワ、スキュー等や、定着ムラが生じる虞があるという問題もある。
【０００５】
このような通紙領域と非通紙領域との温度差は、搬送される記録材の熱容量が小さく、スループット（単位時間あたりのプリント枚数）を高くするほど広がることになる。このため、薄肉で低熱容量の回転体により画像加熱装置を構成する場合に、スループットの高い複写機などへの適用を困難にしていた。
【０００６】
これに対し、誘導加熱源を用いる画像加熱装置において、加熱媒体と誘導加熱源との間に、誘導加熱源から加熱媒体へ届く磁束の一部を遮蔽する磁束遮蔽手段を配置し、磁束遮蔽手段の位置を変化させる変位手段を設けることがこれまでに提案されている。磁束遮蔽手段を移動させることで、必要部分以外は誘導加熱源から届く磁束が遮蔽されて発熱自体が抑えられることにより、発熱範囲の制御が行われ、昇温される加熱媒体の熱分布をコントロールすることが可能となる。
【０００７】
また、特許文献１で提案されている技術は、各記録材のサイズに対応するため、磁性体コアが記録材搬送に直交する方向で分割され、移動手段で移動可能とし、その移動距離を記録材のサイズによって異ならせている。それにより、誘導加熱源と磁性体コアの距離が離れるため、誘導加熱源の周りにできる、磁性体コア及び加熱媒体からなる磁気回路の効率が落ちて、発熱量が低下する。
【０００８】
すなわち非通紙部昇温が回避され、その結果、磁性体コアや誘導加熱源の異常昇温も回避される。また、各記録材のサイズに対応するため、その移動距離を記録材のサイズによって異ならせており、各記録材のサイズによっても非通紙部昇温を低減することができている。
【０００９】
その他、非通紙部昇温の低減を実現するための施策として、以下の２つが挙げられる。１つ目は特許文献２で提案されている技術であり、非通紙領域の昇温状態を定着ローラの端部に設けられた温度センサにて検出し、この温度センサの検出値に基づいて、冷却ファンを動作する。また、２つ目は特許文献３で提案されている技術であり、長手方向の温度分布を均熱化する均熱ローラを加圧ローラに当接させる。均熱ローラ３は、熱移動を補助して、定着ローラ１および加圧ローラ２の表面のローラの回転軸方向の温度を一定にする
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１９４９４０号公報
【特許文献２】特開平１０−７４０１７号公報
【特許文献３】特開２０１０−２６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の画像加熱装置においては、記録材の種類、または坪量もしくは前記搬送方向に交差する方向のサイズに応じて、適切な温度分布変化手段もしくはその組合せが選択されていなかった。これにより、画像加熱性の問題として、均熱ローラの当接によるコート紙でのグロス（光沢度）ムラや、端部ファンによる通紙域端部での定着性低下が引き起こされていた。
【００１２】
本発明の目的は、適切な温度分布変化手段もしくはその組合せを選択することで、非通紙部昇温を抑制すると共に画像加熱性の問題を回避できる画像加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、加熱源と、前記加熱源によって加熱される回転可能なベルト状の加熱回転体と、前記加熱回転体の内周面と接触するバックアップ部材と、前記加熱回転体の外周面と接触する加圧部材と、を有し、前記加熱回転体と前記加圧部材の間に形成されるニップ部に画像を担持した記録材を挟持搬送して前記画像を加熱する画像加熱装置であって、前記加熱回転体または前記加圧部材の搬送方向に交差する方向の温度分布を変化せしめる少なくとも２種類の温度分布変更手段を備え、記録材の種類、または坪量もしくは前記搬送方向に交差する方向のサイズに応じて、または換算枚数もしくは非通紙部の温度に応じて、前記温度分布変更手段もしくはその組合せを選択して非通紙部の昇温を抑制する制御手段を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る画像加熱装置の他の代表的な構成は、磁束発生手段と、前記磁束発生手段によって加熱される回転可能なベルト状の加熱回転体と、前記加熱回転体の内周面と接触するバックアップ部材と、前記加熱回転体の外周面と接触する加圧部材と、を有し、前記加熱回転体と前記加圧部材の間に形成されるニップ部に画像を担持した記録材を挟持搬送して前記画像を加熱する画像加熱装置であって、前記加熱回転体または前記加圧部材の搬送方向に交差する方向の温度分布を変化せしめる温度分布変更手段として、前記磁束発生手段からの前記加熱回転体に対する作用磁束の前記搬送方向に交差する方向の密度分布を変化せしめる磁束調整手段と、前記加圧部材または前記加熱回転体と当接し、記録材の搬送方向に交差する方向で前記加圧部材または前記加熱回転体の温度分布を均熱化する均熱化手段と、前記加圧部材または前記加熱回転体の非通紙部の温度を低下させる温度低下手段と、の３種類を備え、記録材の種類、または坪量もしくは前記搬送方向に交差する方向のサイズに応じて、または換算枚数もしくは非通紙部の温度に応じて、第１の種類選択として前記磁束調整手段もしくは前記均熱化手段もしくは前記温度低下手段の１種類のみ、第２の種類選択として前記磁束調整手段、前記均熱化手段、前記温度低下手段のいずれかの２種類、第３の種類選択として前記磁束調整手段、前記均熱化手段および前記温度低下手段の３種類、のいずれかを選択して非通紙部の昇温を抑制する制御手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、適切な温度分布変化手段もしくはその組合せを選択することで、非通紙部昇温を抑制すると共に画像加熱性の問題を回避できる画像加熱装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る画像加熱装置のフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態に係る画像加熱装置を搭載した画像形成装置の構成模型図である。
【図３】搬送方向に交差する方向の中央部における外側磁性体コアを含む定着装置の概要図である。
【図４】本発明の実施形態における定着ベルトの層構造図である。
【図５】本発明の実施形態に係る画像加熱装置としての定着装置の縦断正面図である。
【図６】励磁コイルおよび外側磁性体コアの説明図である。
【図７】搬送方向に交差する方向の端部における外側磁性体コアを含む定着装置の概要図である。
【図８】（ａ）は換算枚数に応じた外側磁性体コアの移動個数を示す表、（ｂ）は移動する外側磁性体コアの説明図である。
【図９】第１の実施形態における非通紙部昇温の抑制効果を示す図である。
【図１０】第１の実施形態におけるシーケンス図である。
【図１１】第２の実施形態における非通紙部昇温の抑制効果を示す図である。
【図１２】第２の実施形態におけるシーケンス図である。
【図１３】第３の実施形態における非通紙部昇温の抑制効果を示す図である。
【図１４】第３の実施形態におけるシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、実施形態を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施形態は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施形態により限定されるものではない。
【００１８】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図２は、本発明の実施形態に係る画像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置である。Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋは、それぞれイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの色トナー画像を形成する４つの画像形成部であり、下から上に順に配列してある。各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋは、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電装置２２、現像装置２３、クリーニング装置２４等を有している。
【００１９】
イエローの画像形成部Ｙの現像装置２３にイエロートナー、シアンの画像形成部Ｃの現像装置２３にシアントナー、マゼンタの画像形成部Ｍの現像装置２３にマゼンタトナーを、ブラックの画像形成部Ｋの現像装置２３にブラックトナーを、それぞれ収容させている。
【００２０】
感光体ドラム２１に露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系２５が、上記４色の画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋに対応して設けられている。光学系としては、レーザー走査露光光学系を用いている。各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいて、帯電装置２２により一様に帯電された感光体ドラム２１に対して、光学系２５より画像データに基づいた走査露光がなされることにより、感光体ドラム表面に走査露光画像パターンに対応した静電潜像が形成される。
【００２１】
それらの静電潜像が、現像装置２３により、トナー画像として現像される。即ち、イエローの画像形成部Ｙの感光体ドラム２１にイエロートナー画像、シアンの画像形成部Ｃの感光体ドラム２１にシアントナー画像、マゼンタの画像形成部Ｍの感光体ドラム２１にマゼンタトナー画像が形成される。また、ブラックの画像形成部Ｋの感光体ドラム２１にブラックトナー画像が形成される。
【００２２】
各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム２１上に形成された上記の色トナー画像は、各感光体ドラム２１の回転と同期して、略等速で回転する中間転写体２６上へ、所定の位置合わせ状態で順に重畳されて一次転写される。これにより、中間転写体２６上に未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。本実施形態においては、中間転写体２６として、エンドレスの中間転写ベルトを用いており、駆動ローラ２７、二次転写ローラ対向ローラ２８、テンションローラ２９の３本のローラに巻きかけて張架してあり、駆動ローラ２７によって駆動される。
【００２３】
各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム２１上から中間転写ベルト２６上へのトナー画像の一次転写手段としては、一次転写ローラ３０を用いている。一次転写ローラ３０に対して不図示のバイアス電源よりトナーと逆極性の一次転写バイアスを印加する。これにより、各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム２１上から中間転写ベルト２６に対して、トナー画像が一次転写される。各画像形成部Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいて、感光体ドラム２１上から中間転写ベルト２６への一次転写後、感光体ドラム２１上に転写残として残留したトナーは、クリーニング装置２４により除去される。
【００２４】
上記工程を中間転写ベルト２６の回転に同調して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して行い、中間転写ベルト６上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。なお、単色のみの画像形成（単色モード）時には、上記工程は、目的の色についてのみ行われる。
【００２５】
一方、記録材カセット３１内の記録材Ｐは、給送ローラ３２により一枚分離給送される。そして、レジストローラ３３により所定のタイミングで、二次転写ローラ対向ローラ２８に巻きかけられている中間転写ベルト２６部分と二次転写ローラ３４との圧接部である転写定着ニップ部に搬送される。
【００２６】
中間転写ベルト２６上に形成された一次転写合成トナー画像は、二次転写ローラ３４に不図示のバイアス電源より印加されるトナーと逆極性のバイアスにより、記録材Ｐ上に一括転写される。二次転写後に中間転写ベルト２６上に残留した二次転写残トナーは中間転写ベルトクリーニング装置３５により除去される。記録材Ｐ上に二次転写されたトナー画像は、画像加熱装置である定着装置Ａにより記録材Ｐ上に溶融混色定着され、フルカラープリントとして排紙パス３６を通って排紙トレイ３７に送り出される。
【００２７】
（定着装置）
１）方向に関する定義
以下の説明において、定着装置またはこれを構成している部材の長手方向とは、記録材搬送路面内において記録材搬送方向に交差する（より好ましくは直交する）方向に並行な方向である。また短手方向とは、記録材搬送方向に並行な方向である。定着装置に関し、正面とは装置を記録材入口側からみた面、背面とはその反対側の面（記録材出口側）、左右とは装置を正面から見て左または右である。上流側と下流側とは、記録材搬送方向に関して上流側と下流側である。
【００２８】
２）全体構成
図３は本実施形態に係る画像加熱装置の要部横断面および制御系を示す図である。１は、金属層を有する無端ベルト状の定着ベルトで、回転可能な加熱回転体を構成する。２は、定着ベルト１の外周と接するように配設された加圧回転体としての加圧ローラである。３は、定着ベルトと加圧ロールとの間に押圧力を作用させて定着ニップ部Ｎを形成するバックアップ部材としての圧力付与部材であり、金属製のステー４に保持されている。また、ステー４のコイル側には、誘導加熱による温度上昇を防止するための磁気遮蔽部材としての磁気遮蔽コア５が設けられている。
【００２９】
図４で、１０は定着ベルト１の長手方向移動および周方向の形状を規制する規制部材としての左右の定着フランジである。定着フランジ１０内に挿通して配設したステー４の両端部と、装置シャーシ側のバネ受け部材９ａとの間に、ステー加圧バネ９ｂを縮設することで、ステー４に押し下げ力を作用させている。これにより、定着フランジ１０の下面と加圧ローラ２の上面とが、定着ベルト１を挟んで圧設し、所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。
【００３０】
１００は、定着ベルト１を誘導加熱する加熱源（誘導加熱手段）としての誘導加熱装置である。この誘導加熱装置１００は、電線として例えばリッツ線を用い、これを横長・船底状にして定着ベルト１の周面と側面の一部に対向するように巻回してなる磁束発生手段としての励磁コイル６を備える。更に、励磁コイル６によって発生した磁界が、定着ベルト１の金属層（導電層）以外に実質漏れないように、該励磁コイル６を覆わせた外側磁性体外側磁性体コア７と、それらを電気絶縁性の樹脂によって支持するモールド部材８を備える。
【００３１】
この誘導加熱装置１００は、定着ベルト１の外周面の上面側において、定着ベルト１に所定のギャップ（隙間）を存して対面させて配設してある。非通紙部においては、励磁コイル６と外側磁性体外側磁性体コア７の隙間を広げることで、定着ベルト１を通過する磁束密度を低め、定着ベルト１の発熱量を低下させている。ここで、外側磁性体外側磁性体コア７は、磁束発生手段としての励磁コイル６からの定着ベルト１に対する作用磁束の搬送方向に交差する方向（長手方向）の密度分布を変化せしめる磁束調整手段として機能する。
【００３２】
定着ベルト１の回転状態において、誘導加熱装置１００の励磁コイル６には、電源装置（励磁回路）１０１から２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加されて、励磁コイル６によって発生した磁界により、定着ベルト１の金属層（導電層）が誘導発熱する。ＴＨ１は例えばサーミスタ等の温度センサ（温度検出素子）であり、定着ベルト１の幅方向の中央内周面部の位置に当接させて配設してある。なお、定着ベルト１の長手方向の端部には後述する端部温度センサＴＨ２、ＴＨ３が配設される。
【００３３】
この温度センサＴＨ１は、通紙域になる定着ベルト部分の温度を検知し、その検知温度情報が制御回路部１０２にフィードバックされる。制御回路部１０２は、この温度センサＴＨ１から入力する検知温度が、所定の目標温度（定着温度）に維持されるように、電源装置１０１から励磁コイル６に入力する電力を制御している。
【００３４】
即ち、定着ベルト１の検出温度が所定温度に昇温した場合、励磁コイル６への通電が遮断される。本実施形態では、定着ベルト１の目標温度である１８０℃で一定になるように、温度センサＴＨ１の検出値に基づいて、高周波電流の周波数を変化させて励磁コイル６に入力する電力を制御して温度調節を行っている。上記の温度センサＴＨ１は、圧力付与部材３に弾性支持部材を介して取り付けられており、定着ベルト１の当接面が波打つなどの位置変動が生じたとしてもこれに追従して良好な接触状態が維持されるように構成されている。
【００３５】
定着ベルト１は、少なくとも画像形成実行時には、制御回路部１０２で制御されるモータ（駆動手段）によって加圧ローラ２が回転駆動され、未定着トナー画像を担持した記録材の搬送速度とほぼ同一の周速度で回転駆動される。本実施形態の場合、定着ベルト１の表面回転速度が、３００ｍｍ／ｓｅｃで回転し、フルカラーの画像を１分間にＡ４サイズで８０枚、Ａ４Ｒサイズで５８枚定着することが可能である。
【００３６】
誘導加熱装置１００の励磁コイル６に制御回路部１０２で制御される電源装置１０１から電力供給がなされて、定着ベルト１が所定の定着温度に立ち上がって温調された状態になる。この状態で、定着ニップ部Ｎにおける定着ベルト１と加圧ローラ２との間に、未定着トナー画像Ｔを有する記録材Ｐがそのトナー画像担持面側を定着ベルト１側に向けてガイド部材７で案内されて導入される。
【００３７】
そして、定着ニップ部Ｎにおいて定着ベルト１の外周面に密着し、定着ベルト１と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていくことで、主に定着ベルト１の熱が付与され、また定着ニップ部Ｎの加圧力を受けて未定着トナー画像Ｔが記録材Ｐの表面に熱圧定着される。定着ニップ部Ｎを通った記録材Ｐは、定着ベルト１の外周面から、定着ベルト１の表面が定着ニップ部Ｎの出口部分の変形によって自己分離されて、定着装置外へ搬送される。
【００３８】
３）定着ベルト
図４は、定着ベルト１の層構成模型図である。定着ベルト１の長手長さは、３９０ｍｍとなっている。定着ベルト１は、内径が３０ｍｍで電気鋳造法によって製造したニッケルを基層（金属層）１ａを有している。この基層１ａの厚みは４０μｍである。基層１ａの外周には、弾性層１ｂとして耐熱性シリコーンゴム層が設けられている。シリコーンゴム層の厚さは、１００〜１０００μｍの範囲内で設定するのが好ましい。
【００３９】
本実施形態では、定着ベルト１の熱容量を小さくしてウォーミングアップタイムを短縮し、かつカラー画像を定着するときに好適な定着画像を得ることを考慮して、シリコーンゴム層の厚みは３００μｍとされている。このシリコーンゴムは、ＪＩＳ−Ａ２０度の硬度を持ち、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。更に弾性層１ｂの外周には、表面離型層１ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられている。
【００４０】
基層１ａの内面側には、定着ベルト内面と温度センサＴＨ１との摺動摩擦を低下させるために、フッ素樹脂やポリイミドなどの樹脂層（滑性層）１ｄを１０〜５０μｍ設けても良い。本実施形態では、この層１ｄとしてポリイミドを２０μｍ設けた。
【００４１】
なお、定着ベルト１の金属層１ａには、ニッケルのほかに鉄合金や銅、銀などを適宜選択可能である。また、樹脂基層にそれら金属を積層させるなどの構成でも良い。金属層１ａの厚みは、後で説明する励磁コイルに流す高周波電流の周波数と金属層の透磁率・導電率に応じて調整して良く、５〜２００μｍ程度の間で設定すると良い。
【００４２】
４）加圧ローラ
定着ベルト１との間で定着ニップを形成するための加圧ローラ２（加圧回転体）は、外径が３０ｍｍ、長手方向中央部の径が２０ｍｍ、両端部の径が１９ｍｍである鉄合金製の芯金２ａに、弾性層２ｂとしてシリコーンゴム層が設けてある。表面は、離型層２ｃとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられる。また、長手長さは３５０ｍｍである。
【００４３】
加圧ローラ２の長手方向中央部における硬度は、ＡＳＫ−Ｃ７０℃である。芯金２ａにテーパー形状をつけているのは、加圧した時に押圧部材３が撓んでも定着ベルト１と加圧ローラ２で挟まれる定着ニップ内の圧力が長手方向に渡って均一にするためである。本実施形態における定着ベルト１と加圧ローラ４との定着ニップ部の回転方向の幅は、定着ニップ圧が６００Ｎにおいては、長手方向両端部で約９ｍｍ、中央部では約８．５ｍｍである。これは、記録材Ｐの両端部での搬送速度が、中央部と比べて速くなるので、紙しわが発生しにくくなるという利点がある。
【００４４】
５）圧力付与部材
図５は、本実施形態における画像加熱装置としての定着装置の縦断正面図を示している。１０は、定着ベルト１の長手方向移動および周方向の形状を規制する規制部材としての左右の定着フランジである。定着フランジ１０内に挿通して配設したステー４の両端部と装置シャーシ側のステー用バネ受け部材９ａとの間に、ステー加圧バネ９ｂを縮設することで、ステー４に押し下げ力を作用させている。これにより、定着フランジ１０の下面と加圧ローラ２の上面とが、定着ベルト１を挟んで圧設し、所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。
【００４５】
こうすることで、加圧ローラ２の弾性層や定着ベルトが変形してしまうのを防止することが出来る。３は、定着ベルト１の内周面と接触し、加圧ローラ２との間に押圧力を作用させて定着ニップ部Ｎを形成するバックアップ部材としての圧力付与部材であり、金属製のステー４に保持されている。圧力付与部材３は耐熱性樹脂であり、ステー４は圧接部に圧力を加えるために剛性が必要であるため、本実施形態では鉄製としている。
【００４６】
また、圧力付与部材３は、特に両端部で励磁コイル６と接近しており、圧力付与部材３の発熱を防止するために励磁コイル６で生じる磁界を遮蔽するために、圧力付与部材３の上面に長手方向にわたって磁気遮蔽コア５を配置してある。また、回転する定着ベルト１は、基層が金属で構成されているので、回転状態にあっても幅方向への寄りを規制するための手段としては、定着ベルト１の端部を単純に受け止めるだけの定着フランジ１０を設ければ十分である。
【００４７】
これにより、定着装置の構成を簡略化できるという利点がある。１２は定着ベルト１を支持するための支持側板である。支持側板１２により、定着ベルト１の長手方向の位置が規制されている。
【００４８】
６）誘導加熱装置
本実施形態において、定着ベルト１と誘導加熱装置１００の励磁コイル６は、０．５ｍｍのモールドにより電気絶縁の状態を保ち、定着ベルト１と励磁コイル６との間隔は１．５ｍｍ（モールド表面と定着ベルト表面の距離は１．０ｍｍ）で一定である。これにより、定着ベルト１は均一に加熱される。
【００４９】
励磁コイル６には、２０〜５０ｋＨｚの高周波電流が印加されて、定着ベルト１の金属層１ａが誘導発熱する。そして、定着ベルト１の目標温度である１８０℃で一定になるように、温度センサＴＨ１の検出値に基づいて高周波電流の周波数を変化させて、励磁コイル６に入力する電力を制御して温度調節される。
【００５０】
励磁コイル６を含む誘導加熱装置１００が、高温になる定着ベルト１の内部ではなく外部に配置されているので、励磁コイル６の温度が高温になりにくく、電気抵抗も上昇せず高周波電流を流してもジュール発熱による損失を軽減する事が可能となる。また励磁コイル６を外部に配置したことで、定着ベルト１の小径化（低熱容量化）にも寄与しており、しいては省エネルギー性にも優れていると言える。
【００５１】
本実施形態の定着装置のウォーミングアップタイムは、非常に熱容量が低い構成であるため、例えば励磁コイル６に１５００Ｗ入力すると約１５秒で目標温度である１８０℃に到達できる。スタンバイ中の加熱動作が不要であるため、電力消費量を非常に低く抑える事が可能である。
【００５２】
７）コア移動手段（長手方向の温度分布変更手段の一つ）
図６に示すように、外側磁性体コア７・１１は記録材搬送方向と直交する方向（長手方向）に並んで配置されており、励磁コイル６の巻き中心部と周囲を囲むように構成されている。外側磁性体コア７は通紙端部の領域Ｅにおけるコアであり、不図示のコア移動機構によって移動可能となっている。また、コア１１は通紙中心の領域におけるコアで、不図示のハウジングに固定されている。尚、領域Ｄは小サイズ紙幅に対応した通紙領域幅となっており、領域Ｄと領域Ｅを合わせた幅は大サイズ紙幅に対応した通紙領域幅となっている。
【００５３】
外側磁性体コア７・１１は、励磁コイル６より発生した交流磁束を効率よく定着ベルト１を構成している誘導発熱体に導く役割をする。即ち、磁気回路（磁路）の効率を上げるためと磁気遮蔽のために用いている。外側磁性体コア７・１１の材質として、フェライト等の高透磁率残留磁束密度の低いものを用いると良い。
【００５４】
種々の紙サイズ、例えばハガキ、Ａ５、Ｂ４、Ａ４、Ａ３ノビサイズの非通紙部昇温の回避に対応できるよう、通紙端部の領域Ｅにおいて、外側磁性体コア７は記録材搬送方向に直交する方向で複数に分割されている。図６に示すように、非通紙域においては、外側磁性体コア７が励磁コイル６から離れる方向に移動し、定着ベルト１に通過する磁束密度を弱めている。本実施形態においては、励磁コイル６の長手方向の内径は３５２ｍｍ、外径は３９２ｍｍである。外側磁性体コア７は長手方向に１０ｍｍの幅を持ち、１．０ｍｍの間隔を開けて配置されている。
【００５５】
８）均熱ローラ（長手方向の温度分布変更手段の一つ）
均熱ローラ１３は、加圧ローラ２に接触し、定着ベルト１および加圧ローラ２の表面の熱移動（非通紙部の熱を通紙部側へ移動）を補助して、定着ベルト１および加圧ローラ２の表面温度を均一にする。即ち、均熱ローラ１３は、定着ベルト１および加圧ローラ２の軸方向の温度分布ムラを抑制する。均熱ローラ１３は、例えば、アルミ基材もしくは銅基材からなる金属ローラである。金属ローラ表面層には、ごみ等の付着を防止するために２０μｍのフッ素コート等を設けている。
【００５６】
定着ベルト１、加圧ローラ２および均熱ローラ１３は、互いに、並行に配列され、均熱ローラ１３の両端部は、図示しない軸受部材に、回転自在に支持されている。均熱ローラ１３は、バネなどの図示しない加圧機構によって、加圧ローラ２側に着脱可能（当接・離間可能）であり、着時にはニップ領域を形成している。均熱ローラ１３は、加圧ローラ２の圧接摩擦力により従動回転する。
【００５７】
９）端部ファン（長手方向の温度分布変更手段の一つ）
非通紙部の昇温を抑制する温度低下手段で冷却手段としての端部ファン１４が、非通紙領域に対向する位置に配設される。この端部ファン１４は、非通紙領域に対し冷却風を当てることにより当該領域に対する冷却動作を行う。端部ファン１４は、ジョブ中の端部温度センサＴＨ２，ＴＨ３の温度情報やジョブ中の換算枚数に基づいて作動される。なお、端部温度センサＴＨ２、ＴＨ３の温度により検出される温度に伴って、端部ファン１４の風量を増加する風量制御手段を備えることも可能である。
【００５８】
端部ファン１４は、定着ベルト１、加圧ローラ２もしくは均熱ローラ１３に向けて吹きつけることができる。本実施形態では、通紙域端部の温度ダレを考慮し、図２に示すように均熱ローラ１３に向かって吹きつけている。端部ファン１４は、不図示のダクトを有し、これにより、長手中央部の冷却を防止し、漏れは発生するものの中央から５０mm〜１５０mmの範囲が重点的に直接送風冷却される。また、端部ファン１４は、シロッコファン等の遠心ファンを使用することが可能である。シロッコファンに投入する電圧を変えることで、風量を調整することができる
１０）具体的実施形態
本実施形態では、非通紙部の昇温を抑制するために制御手段１５０が、端部（非通紙部）側で移動可能な磁束調整手段としての外側磁性体コアのみ（１種類のみの選択を第１の種類選択という）を用いる。
【００５９】
厚紙やコート紙など、普通紙に対して生産性やプロセススピードを落として出力する記録材に関しては、非通紙部昇温が低い温度で飽和するため、制御手段１５０（図３、図７）は耐久や画質面を考慮してコア移動制御だけを行う。非通紙部の昇温が小さいときは、極力均熱ローラ１３の着脱回数を減らし、端部ファン１４を使わない。均熱ローラ１３の着脱を増やせば関連部品（カム等）の耐久に影響を及ぼすし、端部ファン１４を用いた時の通紙域内温度差が大きくなり画質に対する影響が考えられるからである。
【００６０】
図１はフローチャート図である。ジョブ中において、まずステップＳ１で紙種を判定する。例えば、判定結果がコート紙の場合は、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２で紙サイズを検知し、コア移動手段によって外側磁性体コア７を移動し、紙サイズに応じた発熱幅を得る。
【００６１】
ステップＳ３で通紙換算枚数を検知し、ステップＳ４で換算枚数に応じた長手方向の端部における外側磁性体コアの所定個数をステップＳ２でサイズに合わせて移動させた分に加えて更に移動させる（図８（ａ）、（ｂ））。例えばＡ４紙であれば、図８（ａ）に示すように換算枚数０枚で端部の外側磁性体コア７をステップＳ２でサイズに合わせて移動させた分に加えて更に２個移動している。それに対して、換算枚数が１０枚、５０枚と増えていくと、外側磁性体コア７が３個、４個と移動していく。これにより発熱幅を制御し、非通紙部昇温を低減する。
【００６２】
ステップＳ３において換算枚数が所定の枚数に達しない時や、ステップＳ４で外側磁性体コア７を所定の位置へ移動させた後は、ステップＳ５でジョブが終了かどうかを確認する。もしジョブが引き続き行われる場合は、上記のステップを再度繰り返すこととなる。上記した制御は、換算枚数ではなく、端部温度センサＴＨ２、ＴＨ３の温度に基づいて行ってもよい。
【００６３】
図９に外側磁性体コア７の移動による効果を示す。ＯＫトップコートの坪量１５７ｇ／ｃｍ２をＡ４連続１００枚通紙したときの結果である。外側磁性体コア７の移動がない場合（実線）は２３０℃を大きく超えているに対して、移動がある場合（点線）は、は、２３０℃を下回っているのが分かる。非通紙部の温度が高いと紙コバによる定着ベルト１表層の削れ等が大きくなる。目標である耐久通紙枚数３００ｋを実現するために、非通紙部昇温の目標は２３０℃以下としている。
【００６４】
以上のように、本実施形態によれば、厚紙またはコート紙である場合、制御手段１５０は、外側磁性体コアの移動だけ（第１の種類選択として１種類のみ選択）を用いる。これにより、均熱ローラの当接によるコート紙でのグロス（光沢度）ムラを発生させずに、また通紙域の端部ダレをせずに、非通紙部昇温を目標値内に収めることができる。図１０に上記のフローチャートをタイミングチャートとして表した図を示す。
【００６５】
ここで、制御手段１５０は、非通紙部の昇温が大きくなるに従って、順に第１の種類選択、後述する第２の種類選択、第３の種類選択を選択することが好ましく、これについて以下、説明する。
【００６６】
《第２の実施形態》
本実施形態では、非通紙部の昇温を抑制するために制御手段１５０が、端部（非通紙部）側で移動可能な磁束調整手段としての外側磁性体コアおよび均熱化手段としての均熱ローラ（２種類の選択を第２の種類選択という）を用いる。
【００６７】
坪量のあまり大きくない厚紙や大サイズの普通紙などは、非通紙部昇温が比較的大きい程度であるため、制御手段１５０（図３、図７）は先ず均熱ローラ１３を当接する。ここで、大サイズの紙で端部ファン１４を吹いてしまうと、通紙域端部での温度ダレが起こるため、端部ファン１４は吹かない。図１のフローチャート図を用いて説明する。まずステップＳ１で紙種を判定する。この判定結果により、例えば、判定結果が普通紙の場合は、ステップＳ６へ進む。ステップＳ６で紙サイズを検知し、コア移動手段によって外側磁性体コア７を移動し、紙サイズに応じた発熱幅を得る。
【００６８】
次に、ステップＳ７で紙サイズを判定し、紙幅が２１０mmより大きい紙と判定されるとＳ８へ進む。ステップＳ８で通紙換算枚数を検知し、３０枚より少ない場合は、均熱ローラ１３は当接せず、第１の実施形態と同じく外側磁性体コア７のみの移動だけ（第１の種類選択）を行う（Ｓ１２，１３）。ステップＳ８において換算枚数が３０枚以上の場合は、ステップＳ９で均熱ローラを当接させ、さらにステップＳ１０，１１で換算枚数を検知して外側磁性体コア７の移動を行う（第２の種類選択）。
【００６９】
図１１に外側磁性体コア７の移動と均熱ローラ１３の当接による効果を示す。ＧＦＣ１０４と呼ばれる坪量１０４ｇ／ｃｍ２をＡ４連続１０００枚通紙したときの結果である。外側磁性体コア７の移動のみの場合（実線）は２３０℃を大きく超えているに対して、外側磁性体コア７の移動と均熱ローラ１３の当接の両方を行った場合（点線）は、２３０℃を下回っているのが分かる。
【００７０】
以上のように、本実施形態によれば、紙のサイズが小さくなく、または坪量が中程度である場合、制御手段１５０は、換算枚数に応じて温度分布変更手段もしくはその組合せを以下のように選択して使い分ける。即ち、例えば２０枚では外側磁性体コア７の移動だけを用い（第１の種類選択）、換算枚数が４０枚では均熱ローラだけを用い（第１の種類選択）、換算枚数が８０枚では均熱ローラと外側磁性体コア７を用いる（第２の種類選択）。
【００７１】
均熱ローラと外側磁性体コア７を用いる（第２の種類選択）場合、均熱ローラを先行して用いることで、非通紙部の熱が通紙部側へ移動させることができ、その後に外側磁性体コア７を用いれば、通紙域の端部ダレを抑制できる。
【００７２】
このように本実施形態によれば、通紙域の端部ダレをせずに、非通紙部昇温を目標値内に収めることができる。図１２に、上記のフローチャートをタイミングチャートとして表した図を示す。
【００７３】
《第３の実施形態》
本実施形態では、非通紙部の昇温を抑制するために制御手段１５０が、端部（非通紙部）で移動可能な磁束調整手段としての外側磁性体コア、均熱化手段としての均熱ローラおよび温度低下手段としての端部ファンを用いる（３種類の選択を第３の種類選択という）。
【００７４】
小サイズの普通紙は、非通紙部昇温が非常に大きいため、制御手段１５０（図３、図７）は均熱ローラ１３を当接し、さらに端部ファン１４を吹く。図１のフローチャート図を用いて説明する。まずステップＳ１で紙種を判定する。例えば、判定結果が普通紙の場合は、ステップＳ６へ進む。ステップＳ６で紙サイズを検知し、コア移動手段によって外側磁性体コア７を移動し、紙サイズに応じた発熱幅を得る。次に、ステップＳ７で紙サイズを判定し、紙幅が２１０mm以下の紙と判定されるとＳ１５へ進む。
【００７５】
ステップＳ１５で通紙換算枚数を検知し、３０枚より少ない場合は、均熱ローラ１３の当接や端部ファン１４は吹かず、第１の実施形態と同じく外側磁性体コア７のみの移動だけ（第１の種類選択）を行う（Ｓ２１，２２）。ステップＳ１５において換算枚数が３０枚以上の場合は、ステップＳ１６で均熱ローラを当接させ、さらにステップＳ１７，１８で換算枚数を検知して外側磁性体コア７の移動を行う。また、ステップＳ１９で通紙換算枚数を検知し、２５０枚より大きい場合は、端部ファン１４をオンする。逆に２５０枚より少ない時は、端部ファン１４はオフのままである。
【００７６】
ステップＳ２３でジョブが終了かどうかを確認する。もしジョブが引き続き行われる場合は、上記のステップを再度繰り返すこととなる。図１３に外側磁性体コア７の移動、均熱ローラ１３の当接、端部ファン１４を吹くことによる効果を示す。ＧＦＣ１０４と呼ばれる坪量１０４ｇ／ｃｍ２をＡ４Ｒ連続１０００枚通紙したときの結果である。外側磁性体コア７の移動と均熱ローラ１３の当接のみの場合（実線）は２３０℃を大きく超えているに対して、外側磁性体コア７の移動、均熱ローラ１３の当接と端部ファン１４の送風全てを行った場合（点線）は、２３０℃を下回っているのが分かる。
【００７７】
以上のように、本実施形態によれば、紙のサイズまたは坪量が小さい場合、制御手段１５０は、換算枚数に応じて温度分布変更手段もしくはその組合せを以下のように選択して使い分ける。即ち、例えば２０枚では外側磁性体コア７の移動だけを用い（第１の種類選択）、換算枚数が４０枚では均熱ローラと端部ファンを用い（第２の種類選択）、換算枚数が１００枚では均熱ローラと外側磁性体コア７（第２の種類選択）を用いる。また、換算枚数が３００枚では均熱ローラと外側磁性体コア７と端部ファン（第３の種類選択）を用いる。
【００７８】
均熱ローラと端部ファンを用いる、もしくは均熱ローラと外側磁性体コア７を用いる場合（第２の種類選択）、均熱ローラを先行して用いることで、非通紙部の熱が通紙部側へ移動させることができ、その後に端部ファンもしくは外側磁性体コア７を用いる。これにより、通紙域の端部ダレを抑制できる。また、均熱ローラと外側磁性体コア７と端部ファンを用いる場合（第３の種類選択）も、均熱ローラを先行して用いることで、非通紙部の熱が通紙部側へ移動させることができ、その後に外側磁性体コア７、端部ファンを用いれば、通紙域の端部ダレを抑制できる。
【００７９】
以上のように本実施形態によれば、通紙域の端部ダレをせずに、非通紙部昇温を目標値内に収めることができる。図１４に上記のフローチャートをタイミングチャートとして表した図を示す。
【００８０】
（変形例１）
上述した実施形態では、第１の種類選択として磁束調整手段もしくは均等熱化手段の１種類のみ、第２の種類選択として磁束調整手段と均熱化手段、もしくは磁束調整手段と温度低下手段としての端部ファンの２種類を用いたが、本発明はこれに限られない。第１の種類選択として温度低下手段としての端部ファンを用いることもできる。あるいは第２の種類選択として均熱化手段と温度低下手段としての端部ファンの２種類を用いることもできる。
【００８１】
（変形例２）
上述した実施形態においては、定着ベルトを加熱する加熱源として励磁コイルを用いたが、本発明はこれに限らず、定着ベルトの内側中心に加熱源としてハロゲンランプ等を用いることもできる。
【００８２】
（変形例３）
上述した実施形態においては、温度低下手段として、送風ファンを示したが、本発明はこれに限らない。例えば、粒状の氷を非通紙部に接触させることもできる。
【００８３】
（変形例４）
上述した実施形態において、加圧部材としては駆動ローラとしての加圧ローラを用い、定着ベルトは加圧ローラに従動して回動することを示したが、本発明はこれに限らない。
即ち、加圧部材として固定された加圧パッドを用い、定着ベルトは駆動プーリと従動プーリに懸架されて回動されるものであっても良い。
【符号の説明】
【００８４】
１・・定着ベルト、２・・加圧ローラ、３・・圧力付与部材（バックアップ部材）、６・・励磁コイル、１３・・均熱ローラ、１４・・端部ファン、ＴＨ１・・温度センサ、ＴＨ２、ＴＨ３・・端部温度センサ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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