JP2008009151A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱源やその制御回路、あるいは定着ローラの回転機構等に大きな負荷を与えることなく、定着ローラの表面温度を常に適確に制御する。
【解決手段】待機モードに際し、無端状加熱ベルト５１を加熱ローラ３１から離間させている。また、カラーモードに際しては、無端状加熱ベルト５１を加熱ローラ３１に接触させて、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の熱伝導を可能にし、無端状加熱ベルト５１の表面温度を定着温度１８０℃よりも高い規定の２００℃〜２１０℃の範囲で調節している。更に、モノクロモードに際しては、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）を最大のｚ１に設定して、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の熱伝導効率を高くし、無端状加熱ベルト５１の表面温度を定着温度１８０℃よりも十分に高い規定の２１０℃〜２２０℃の範囲で調節している。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ装置、及びプリンター等の電子写真方式の画像形成装置に適用される定着装置に関する。

一般に、複写機、プリンター、ファクシミリ装置等の画像形成装置においては、静電潜像を感光体上に形成し、トナーを現像装置から感光体へと供給し、トナーにより感光体上の静電潜像を現像して、感光体上にトナー像を形成し、トナー像を感光体から記録用紙に転写し、記録用紙を加熱及び加圧して、トナー像を記録用紙上に定着させている。

定着装置では、加熱ローラと加圧ローラ（定着ローラとも称す）間に記録用紙を挟み込んで加熱及び加圧し、記録用紙上のトナー像を加熱溶融して定着させる。記録用紙上のトナー像を確実に定着させるには、加熱ローラの表面温度を適確に制御する必要がある。

ところで、画像形成装置の高速化に伴い、定着装置の高速化も進んでいる。例えば、カラー及びモノクロ兼用の画像形成装置においては、カラーよりもモノクロの方の使用頻度が高く、モノクロでは画像品質よりも処理速度が優先されるので、カラーのときよりもモノクロの印字処理のときに印字処理速度を高速化して、使い勝手を向上させている。具体的には、Ａ４定型の記録用紙を用いる場合は、カラーの印字処理のときに記録用紙の搬送速度を４１枚／分（プロセス速度２２５ｍｍ／ｓｅｃ）に設定し、またモノクロの印字処理のときに記録用紙の搬送速度を７０枚／分（プロセス速度３５０ｍｍ／ｓｅｃ）に設定して、モノクロの印字処理速度を高速化している。

しかしながら、このように記録用紙の搬送速度もしくはプロセス速度を切替える場合は、記録用紙の搬送速度もしくはプロセス速度が高速になるほど定着ローラの表面温度が低下するという傾向にあり、記録用紙上のトナー像の定着不良が発生し易くなる。

これは、記録用紙の搬送速度もしくはプロセス速度が高速になると、加熱ローラと加圧ローラ間のニップ域を通過する記録用紙の通過時間が短くなり、記録用紙上のトナー像の定着に必要な熱量を記録用紙と各ローラ間で授受することができず、記録用紙上のトナーの溶融不足が生じるためである。また、記録用紙の搬送速度もしくはプロセス速度が高速になると、記録用紙の離間距離が短くなり、加熱ローラと加圧ローラ間のニップ域に記録用紙が存在する時間が長くなって、加熱ローラと加圧ローラが直接接触する時間が短くなり、加熱ローラから加圧ローラへと伝導される熱量が少なくなって、加圧ローラ表面温度が低下し、ニップ域を通過する記録用紙に伝導される熱量が減少して、記録用紙上のトナーの溶融不足が生じるためである。この結果として、印字品位の低下を招く。

このため、例えば特許文献１では、無端状のヒートベルトを定着ローラに接触させて、相互の接触面積を広く設定し、ヒートベルトから定着ローラへと十分な熱量を供給することを可能にしている。

また、特許文献２では、各定着ローラに接触するそれぞれの外部加熱ローラを設け、各外部加熱ローラの発熱量を制御して、これらの外部加熱ローラにより各定着ローラの表面を加熱制御し、各定着ローラの表面温度を維持している。
特開２００４−１９８６５９号公報 特開２００４−８５６０１号公報

しかしながら、特許文献１、２の様にヒートベルトや外部加熱ローラを定着ローラに接触させて、定着ローラの表面温度を制御する場合は、先に述べた様な記録用紙の搬送速度もしくはプロセス速度の高速化に伴い定着ローラの表面温度が低下したときには、ヒートベルトや外部加熱ローラ等の熱源の温度を速やかに上昇させて、定着ローラ表面温度の低下を抑えねばならず、熱源そのもの及び熱源の制御回路の負荷が大きくなった。

また、ヒートベルトや外部加熱ローラと定着ローラ間の接触面積を一定に維持しているので、ヒートベルトや外部加熱ローラの温度を上昇させても、ヒートベルトや外部加熱ローラの熱が定着ローラへと速やかに伝導されるとは限らず、定着ローラ表面温度の制御が困難であった。このため、ヒートベルトや外部加熱ローラと定着ローラ間の接触面積を広くして、両者間の熱伝導を改善することが考えられるが、この様にすると定着ローラの回転に対する抵抗が定常的に増大して、定着ローラの回転機構等の負荷が大きくなった。

そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、熱源やその制御回路、あるいは定着ローラの回転機構等に大きな負荷を与えることなく、定着ローラの表面温度を常に適確に制御することが可能な定着装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の定着装置は、複数の定着ローラ間に記録用紙を挟み込んで搬送しつつ、各定着ローラにより記録用紙の加圧及び加熱を行う定着装置において、前記各定着ローラの少なくとも一方に接触して、この接触した定着ローラを加熱する外部加熱部材と、前記外部加熱部材を変位させて、該外部加熱部材と該外部加熱部材に接触する定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更する制御手段とを備えている。

前記制御手段は、記録用紙の処理速度に応じて前記外部加熱部材を変位させて、該外部加熱部材と該外部加熱部材に接触する定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更している。

あるいは、本発明の定着装置は、複数の定着ローラ間に記録用紙を挟み込んで搬送しつつ、各定着ローラにより記録用紙の加圧及び加熱を行う定着装置において、前記各定着ローラの少なくとも一方に接触して、この接触した定着ローラを加熱する外部加熱部材と、前記外部加熱部材を変位させて、該外部加熱部材と該外部加熱部材に接触する定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更すると共に、該外部加熱部材の温度を制御する制御手段とを備えている。

前記制御手段は、定着装置の処理速度に応じて前記外部加熱部材を変位させて、該外部加熱部材と該外部加熱部材に接触する定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更すると共に、該外部加熱部材の温度を制御している。

また、前記制御手段は、前記外部加熱部材を変位させて、該外部加熱部材と該外部加熱部材に接触する定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更すると共に、該接触域の面積もしくは長さが増すほど該外部加熱部材の温度を高くしている。

更に、前記外部加熱部材は、無端ベルトと、前記無端ベルトを張架する複数の張架ローラとを備え、前記無端ベルトが前記各定着ローラの少なくとも一方に接触している。

また、前記外部加熱部材に接触する定着ローラの回転方向における前記無端ベルトと該定着ローラ間の接触域よりも上流側にある前記張架ローラに加熱手段を設けている。

更に、前記各張架ローラのうちの少なくとも１つを変位させるカム機構を設け、前記制御手段は、前記カム機構を駆動制御し、これにより前記少なくとも１つの張架ローラを変位させて、前記無端ベルトと該外部加熱部材に接触する定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更している。

また、前記カム機構は、前記外部加熱部材に接触する定着ローラの回転方向における前記無端ベルトと該定着ローラ間の接触域よりも下流側にある前記張架ローラを変位させている。

更に、前記制御手段は、定着装置の待機モード、カラーモード、及びモノクロモードに応じて前記外部加熱部材を第１変位位置、第２変位位置、及び第３変位位置に切替え設定している。

また、前記待機モードに応じて第１変位位置に設定された前記外部加熱部材と該外部加熱部材に接触する定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さが０である。

更に、前記カラーモードに応じて第２変位位置に設定された前記外部加熱部材と該外部加熱部材に接触する定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さが、前記モノクロモードに応じて第３変位位置に設定された該外部加熱部材と該定着ローラ間の接触域の面積もしくは長さを下まわる。

また、前記カラーモードでの記録用紙の処理速度が、前記モノクロモードでの記録用紙の処理速度よりも遅い。

更に、前記制御手段は、前記外部加熱部材を前記第２変位位置又は前記第３変位位置に設定した状態で、該外部加熱部材の位置を微調整している。

また、前記制御手段は、前記定着ローラの表面温度に応じて外部加熱部材の位置を微調整している。

更に、前記定着ローラの表面温度は、前記外部加熱部材に接触する定着ローラの回転方向における該外部加熱部材と該定着ローラ間の接触域よりも下流側に設けられた温度検出手段により検出されている。

この様な本発明の定着装置によれば、外部加熱部材を各定着ローラの少なくとも一方に接触させて、外部加熱部材と定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更しているので、外部加熱部材から定着ローラへと伝導される熱量を調節することができ、熱源やその制御回路に大きな負荷を与えることなく、定着ローラの表面温度を調節することができる。また、外部加熱部材と定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを減少させたときには、定着ローラの回転機構の負荷が小さくなる。

また、記録用紙の処理速度に応じて外部加熱部材と定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更している。例えば、記録用紙の処理速度が速いときには、記録用紙に伝導される熱量が不足する傾向にあるので、外部加熱部材と定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを増大させて、外部加熱部材から定着ローラへと伝導される熱量を増大させ、定着ローラから記録用紙へと伝導される熱量を補足する。

あるいは、外部加熱部材と定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更するだけではなく、外部加熱部材の温度を制御しているので、外部加熱部材から定着ローラへと伝導される熱量調節の自由度が高くなり、定着ローラの表面温度を確実に制御することができる。

この場合は、記録用紙の処理速度に応じて、外部加熱部材と定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更するだけではなく、外部加熱部材の温度を制御する。例えば、外部加熱部材と定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さが増すほど、外部加熱部材の温度を上昇させて、外部加熱部材から定着ローラへと伝導される熱量を増大させ、定着ローラから記録用紙へと伝導される熱量を十分に補足する。

また、外部加熱部材は、複数の張架ローラ間に無端ベルトを張架したものである。この場合は、無端ベルトと定着ローラ間の接触域よりも上流側にある張架ローラに加熱手段を設けると、この張架ローラの熱が無端ベルトを通じて下流側の定着ローラへと速やかに低損失で伝導される。

更に、各張架ローラのうちの少なくとも１つを変位させるカム機構を設けて、少なくとも１つの張架ローラを変位させ、これにより無端ベルトと定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更している。

また、待機モードでは記録用紙を処理せず、カラーモードでは記録用紙の処理速度が遅く、モノクロモードでは記録用紙の処理速度が速いので、これらのモードに応じて外部加熱部材を第１変位位置、第２変位位置、及び第３変位位置に切替え設定し、外部加熱部材と定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更している。

待機モードでは記録用紙を処理しないので、外部加熱部材と定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを０に設定するのが、つまり外部加熱部材を定着ローラから離間させるのが好ましい。

また、モノクロモードよりもカラーモードの方が記録用紙の処理速度が遅いので、カラーモードでの外部加熱部材と定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さがモノクロモードでの該接触域の面積もしくは長さを下まわるようにする。

更に、外部加熱部材の位置を微調整して、外部加熱部材と定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを微調整すれば、定着ローラの表面温度をより正確に制御することが可能になる。この場合は、定着ローラの表面温度に応じて外部加熱部材の位置を微調整するのが好ましい。

また、定着ローラの回転方向における外部加熱部材と定着ローラ間の接触域よりも下流側に設けられた温度検出手段により定着ローラの表面温度を検出すれば、接触域で加熱された直後の定着ローラの表面温度を検出することができ、定着ローラの表面温度を正確に制御することが可能なる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置１００を側方から見て概略的に示す断面図である。この画像形成装置１００は、外部から伝達されて来た画像データを受信して、この画像データによって示されるカラー又はモノクロの画像を記録用紙上に形成する。

この画像形成装置１００においては、カラーの画像データとして、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色からなる画像を示すものを扱っており、他の各色からなる画像であれば、該他の各色をブラック、シアン、マゼンタ、イエローに変換するための処理を画像データに施してから、画像データを用いる。

この画像形成装置１００は、各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄ、転写搬送ベルトユニット８、定着装置３０、用紙搬送路Ｓ、給紙トレイ１０、及び排紙トレイ１５、３３等を備えている。

転写搬送ベルトユニット８は、画像形成装置１００内部の略中央部に配置されており、駆動ローラ７１、テンションローラ７３、及び従動ローラ７２、７４によって無端状の転写搬送ベルト７をループ状に張架して、その上側面を略水平に保持している。転写搬送ベルト７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを無端状にしたものである。この転写搬送ベルト７は、駆動ローラ７１の回転によって矢印Ｂ方向に回転され、そのループ状の上側面に記録用紙を静電吸着して搬送する。また、この転写搬送ベルト７は、そのループ状の下側面をクリーナ９により清掃される。各感光体ドラム３ａ〜３ｄとの接触により付着したトナーを除去し、記録用紙の裏面の汚損を防止するためである。

各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄは、転写搬送ベルト７のループ状の上側面に沿って並設されている。各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄは、互いに同一の構成であり、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の各色の画像データに基づく電子写真方式の画像形成を行う。

一例として、画像形成ステーションＰａでは、感光体ドラム３ａの周囲に、帯電器５ａ、露光ユニット１ａ、現像ユニット２ａ、転写ローラ６ａ、及びクリーナ４ａを該感光体ドラム３ａの回転方向に沿って順次配置している。

感光体ドラム３ａは、その周面に光導電作用を生じる感光体層を有しており、矢印Ｃで示す方向に回転駆動される。帯電器５ａは、ローラ状もしくはブラシ状の接触方式、又は、コロナ放電を行うチャージャー方式により、感光体ドラム３ａ表面を所定電位に均一に帯電させる。露光ユニット１ａは、ＥＬ又はＬＥＤ等の発光素子を感光体ドラム３ａの回転軸方向（主走査方向）にアレイ状に並べた書込みヘッド、又は、半導体レーザから照射されたレーザ光を回転多面鏡によって主走査方向に偏向するレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）であり、ブラックの画像データに基づいて変調された光によって感光体ドラム３ａ表面を露光する。この露光により、感光体ドラム３ａ表面に静電潜像が形成される。

現像ユニット２ａは、静電潜像が形成された感光体ドラム３ａ表面にブラックのトナーを供給し、静電潜像をブラックのトナー像に顕像化する。

転写ローラ６ａは、転写搬送ベルト７を介して感光体ドラム３ａに対向しており、トナーの帯電極性とは逆極性の高電圧を印加されている。例えば、転写ローラ６ａは、直径８〜１０ｍｍのステンレス等の金属製ローラ表面にＥＰＤＭや発泡ウレタン等を素材とする導電性弾性材を被覆したものであり、均一な高電圧を転写搬送ベルト７上に静電吸着されている記録用紙に印加して、感光体ドラム３ａ表面に担持されたトナー像を該記録用紙表面に転写させる。転写ローラ６ａは、ブラシ状に構成することもできる。

クリーナユニット４ａは、転写ローラ６ａとの対向位置を通過した感光体ドラム３ａ表面に残留したトナーや紙粉等を回収する。

他の各画像形成ステーションＰｂ〜Ｐｄでも、画像形成ステーションＰａと同様に、各々シアン、マゼンタ、及びイエローの各色の画像データに基づく画像形成が行われる。すなわち、各露光ユニット１ｂ〜１ｄにはシアン、マゼンタ、及びイエローの各色の画像データが与えられ、各色の画像データに基づいて変調されたそれぞれの光によって各感光体ドラム３ｂ〜３ｄ表面が露光され、各現像ユニット２ｂ〜２ｄのシアン、マゼンタ、及びイエローの各色のトナーによって各感光体ドラム３ｂ〜３ｄ表面の静電潜像が顕像化され、各転写ローラ６ｂ〜６ｄによって各感光体ドラム３ｂ〜３ｄ表面のシアン、マゼンタ、及びイエローの各色のトナー像が転写搬送ベルト７上の記録用紙に順次転写される。

給紙トレイ１０は、複数枚の記録用紙を収納しており、画像形成装置１００下方に着脱自在に装着されている。また、画像形成装置１００の内部には、用紙搬送路Ｓが形成されている。この用紙搬送路Ｓは、給紙トレイ１０から転写搬送ベルト７のループ状の上側面を介して定着装置３０へと至り、更に定着装置３０を通過して画像形成装置１００の一方側面に装着された排紙トレイ３３に達するか、画像形成装置１００上部の排紙トレイ１５に達する。この用紙搬送路Ｓには、ピックアップローラ１６、搬送ローラ３５、ＰＳローラ１４、搬送方向切り換えガイド３４、及び排紙ローラ２５等が配置されている。

排紙トレイ３３は、画像形成済みの記録用紙を、画像形成面を上向きにしたフェイスアップ状態で積載して収納する。排紙トレイ１５は、画像形成済みの記録用紙を、画像形成面を下向きにしたフェイスダウン状態で積載して収納する。搬送方向切り換えガイド３４は、記録用紙の排出位置を排紙トレイ３３又は排紙トレイ１５に選択的に切り換えるために往復回転される。

搬送ローラ３５は、記録用紙の搬送を促進及び補助するための小型のローラであり、用紙搬送経路Ｓに沿って複数対設けられている。ピックアップローラ１６は、給紙トレイ１０に収納された記録用紙の最上面に対向して配置され、給紙トレイ１０から記録用紙を１枚ずつ取り出して用紙搬送経路Ｓへと導く。ＰＳローラ１４は、給紙トレイ１０から取り出された記録用紙を転写搬送ベルト７上流側で一時停止させた後、この記録用紙を各感光体ドラム３ａ〜３ｄの回転に同期したタイミングで転写搬送ベルト７へと送り出す。

詳しくは、ＰＳローラ１４は、給紙トレイ１０からの記録用紙の給紙タイミングでその回転を一時的に停止され、各感光体ドラム３ａ〜３ｄと各転写ローラ６ａ〜６ｄ間の転写位置で記録用紙の先端が該各感光体ドラム３ａ〜３ｄ表面のトナー像の先端に一致する様なタイミングでその回転を開始される。これにより、各感光体ドラム３ａ〜３ｄ表面のブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの各色のトナー像は、１枚の記録用紙上にずれることなく重ね合わされる。

定着装置３０は、一組の加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２を備えている。各ローラ３１、３２は、それらの表面温度をトナー溶融可能な規定の定着温度に制御され、また相互に所定の押圧力で圧接されて、一方向に回転駆動される。トナー像が転写された記録用紙は、各ローラ３１、３２間のニップ域を通過して搬送されつつ、このニップ域で加熱及び加圧される。これにより、記録用紙上のトナー像が溶融されて堅牢に定着される。１枚の記録用紙上に転写されたブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの各色のトナー像は、減法混色によりカラー画像となる。

この様にフルカラー画像の形成に際しては、４つの画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄの全てにおいて画像形成が行われる。

また、モノクロ画像を形成することも可能である。このモノクロ画像の形成に際しては、４つの画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄのうち、形成すべき画像の色に対応する画像形成ステーションのみにおいて画像形成が行われる。記録用紙の搬送手順及び定着装置３０による記録用紙上の画像の定着は、カラー画像のときと同様である。

ところで、この様な画像形成装置１００においては、カラーのときよりもモノクロの印字処理のときに印字処理速度を高速化して、使い勝手を向上させている。例えば、Ａ４定型の記録用紙を用いる場合は、カラーの印字処理のときに記録用紙の搬送速度を４１枚／分（プロセス速度２２５ｍｍ／ｓｅｃ）に設定し、またモノクロの印字処理のときに記録用紙の搬送速度を７０枚／分（プロセス速度３５０ｍｍ／ｓｅｃ）に設定して、モノクロの印字処理速度を高速化している。

しかしながら、定着装置３０においては、記録用紙の搬送速度もしくはプロセス速度が高速になると、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２間のニップ域を通過する記録用紙に十分な熱量を与えることができなかったり、記録用紙の枚数が多くなることから、各ローラ３１、３２の熱が記録用紙に奪われて、各ローラ３１、３２の表面温度が低下する傾向にあり、これを放置しておくと、記録用紙上のトナー像の定着不良が発生する。

定着装置３０の各ローラ３１、３２のいずれにもヒータを内蔵して、各ローラ３１、３２を加熱しているものの、これらのヒータだけでは各ローラ３１、３２の表面温度の低下を抑えたり、表面温度を正確に制御したりすることが困難である。

そこで、本実施形態の定着装置３０では、加熱定着ローラ３１をその外部から加熱するための外部加熱ユニット４１を設け、この外部加熱ユニット４１によって加熱ローラ３１を直接加熱し、各ローラ３１、３２間の熱伝導により加圧ローラ３２も間接的に加熱し、各ローラ３１、３２の表面温度の低下を抑え、それらの表面温度を規定の定着温度に維持している。

図２は、定着装置３０を側方から見て概略的に示す断面図である。この定着装置３０では、加熱ローラ３１、加圧ローラ３２、加熱ローラ３１を外部から加熱する外部加熱ユニット４１、及び加熱ローラ３１表面の付着トナーを除去するウェブクリーニング装置４２を備えている。

各ローラ３１、３２は、所定の押圧力（例えば６００Ｎ）で互いに圧接されており、それらの間にニップ域Ｎを形成している。このニップ域Ｎの長さ（各ローラ３１、３２の回転方向に沿った長さ）は、例えば９ｍｍに設定されている。各ローラ３１、３２は、規定の定着温度（例えば１８０℃）に加熱されながら回転し、ニップ域Ｎを通過する記録用紙Ｐ上のトナー像を加熱溶融する。

加熱ローラ３１は、芯金の外周面に弾性層を設け、この弾性層の外周面に離型層を形成してなる３層構造のローラである。芯金には、例えば鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層にはシリコンゴムが用いられ、離型層には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）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂が用いられる。

加熱ローラ３１内部（芯金の内部）には、該ローラ３１を加熱する熱源のヒータランプ（ハロゲンランプ）４３が設けられている。

加圧ローラ３２も、加熱ローラ３１と同様に、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等よりなる芯金、この芯金表面のシリコンゴム等の弾性層、更にその上のＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層からなる３層構造のローラである。

また、加圧ローラ３２内部（芯金の内部）にも、該ローラ３２を加熱するヒータランプ４４が設けられている。

各ローラ３１、３２のヒータランプ４３、４４は、制御部４５によりオンオフ制御され、オンのときに赤外線を放射して、それぞれのローラ３１、３２を加熱する。各ローラ３１、３２は、それらの内部から加熱され、それらの表面を均一に加熱される。

外部加熱ユニット４１は、無端状加熱ベルト５１と、一対の外部加熱ローラ５２、５３とを備えている。無端状加熱ベルト５１は、各外部加熱ローラ５２、５３間に張架されている。

無端状加熱ベルト５１は、ポリイミド等の耐熱樹脂或いはステンレスやニッケル等の金属材料からなる中空円筒状の基材の表面に、耐熱性及び離型性に優れた合成樹脂材料（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂）からなる離型層を形成した２層構成のベルトである。無端状加熱ベルト５１の寄り力を低減するために、ベルト基材の内周面にフッ素樹脂等のコーティングを施してもよい。

外部加熱ローラ５２、５３は、アルミニウムや鉄系材料等からなる中空円筒状の金属製芯材である。無端状加熱ベルト５１の寄り力を低減するために、金属製芯材の表面にフッ素樹脂等のコーティングを施してもよい。

また、各外部加熱ローラ５２、５３内部には、該各ローラ５２、５３を加熱するそれぞれのヒータランプ５４、５５が設けられている。各ヒータランプ５４、５５は、制御部４５によりオンオフ制御され、オンのときに赤外線を放射して、それぞれのローラ５２、５３を加熱する。各ローラ５２、５３は、それらの内部から加熱され、それらの表面を均一に加熱される。そして、各ローラ５２表面から無端状加熱ベルト５１へと熱伝導がなされ、各ローラ５２、５３と共に無端状加熱ベルト５１が回転すると、無端状加熱ベルト５１全体が均一に加熱される。

加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の周面近傍には、それぞれのサーミスタ６１、６２が配置されている。これらのサーミスタ６１、６２は、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度を検出する。

また、無端状加熱ベルト５１の周面近傍であって、かつ無端状加熱ベルト５１を介して各外部加熱ローラ５２、５３と対向する２箇所には、それぞれのサーミスタ６３、６４が配置されている。これらのサーミスタ６３、６４は、各外部加熱ローラ５２、５３と対向する２箇所で、無端状加熱ベルト５１の表面温度を検出する。

制御部４５は、各サーミスタ６１、６２により検出された加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度及び各サーミスタ６３、６４により検出された無端状加熱ベルト５１の表面温度を入力し、これらの検出された表面温度に基づいて、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２のヒータランプ４３、４４及び各外部加熱ローラ５２、５３のヒータランプ５４、５５をオンオフ制御し、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度及び無端状加熱ベルト５１の表面温度を調節する。

ここで、加熱ローラ３１は、その軸をモータ及び動力伝達機構等（図示せず）により回転駆動されて、矢印Ｄで示す方向に回転される。加圧ローラ３２は、加熱ローラ３２に圧接されていることから矢印Ｅで示す方向に従動回転する。また、外部加熱ユニット４１の無端状加熱ベルト５１は、後で述べる様に加熱ローラ３１に対して接離されるが、加熱ローラ３１に接触しているときには矢印Ｆで示す方向に従動回転する。これにより、加熱ローラ３１、加圧ローラ３２、及び無端状加熱ベルト５１が相互に同期回転する。

ただし、無端状加熱ベルト５１が加熱ローラ３１から離間しているときには無端状加熱ベルト５１が回転することはない。

例えば、先に述べた様にカラーの印字処理のときに記録用紙の搬送速度を４１枚／分（プロセス速度２２５ｍｍ／ｓｅｃ）に設定した場合は、この搬送速度に整合する回転速度で加熱ローラ３１が回転駆動されて、この加熱ローラ３１の回転に加圧ローラ３２及び無端状加熱ベルト５１が従動回転する。同様に、モノクロの印字処理のときに記録用紙の搬送速度を７０枚／分（プロセス速度３５０ｍｍ／ｓｅｃ）に設定した場合は、この搬送速度に整合する回転速度で加熱ローラ３１が回転駆動されて、この加熱ローラ３１の回転に加圧ローラ３２及び無端状加熱ベルト５１が従動回転する。

一方、外部加熱ユニット４１は、加熱ローラ３１に対して無端状加熱ベルト５１を変位させるための変位機構を有している。

図３（ａ）及び図４は、加熱ローラ３１に対して無端状加熱ベルト５１を変位させるための変位機構を概略的に示す側面図及び上面図である。尚、図４においては、変位機構の片側半分だけを示している。

この変位機構７１は、各外部加熱ローラ５２、５３の軸受け７２ｂ、７２ｃが設けられた一対の支持板７２と、その中央支軸７３ａが支点となって回転自在に支持された一対のアーム７３と、各アーム７３の右側部分を下方に引き付けるそれぞれのバネ７４と、各アーム７３の左側上辺に当接する一対の偏芯カム７５とを備えており、各アーム７３の右側部分を各支持板７２の支軸７２ａに回転自在に連結している。

偏芯カム７５は、その軸７５ａをモータ及び動力伝達機構等（図示せず）により回転駆動される。制御部４５は、偏芯カム７５の軸７５ａを回転させる駆動源であるモータを駆動制御し、偏芯カム７５を回転させる。

図３（ａ）に示す状態では、バネ７４によりアーム７３の右側部分が下方に引き付けられて、アーム７３の右側部分に連結された支持板７２が下方に移動され、各外部加熱ローラ５２、５３間に張架されている無端状加熱ベルト５１が加熱ローラ３１周面に押し付けられて接触している。また、アーム７３の中央支軸７３ａが支点となっていることから、アーム７３の左側上辺が上昇して偏芯カム７５の周面に当接している。このとき、支持板７２が最も下方に移動し、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）が最大のｚ１となる。

図３（ｂ）に示す様に偏芯カム７５が回転すると、偏芯カム７５の周面によりアーム７３の左側上辺が押し下げられて、中央支軸７３ａの支点周りでアーム７３が回転し、アーム７３の右側部分がバネ７４の弾勢力に抗して上昇し、支持板７２も上昇して、各外部加熱ローラ５２、５３が持ち上げられ、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）がｚ２まで減少する。

更に、図３（ｃ）に示す様に偏芯カム７５が回転すると、偏芯カム７５の周面によりアーム７３の左側上辺が更に押し下げられ、支持板７２がより上昇して、各外部加熱ローラ５２、５３が持ち上げられ、無端状加熱ベルト５１が加熱ローラ３１から離間して、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの面積もしくは長さが０となる。

図５（ａ）〜（ｃ）は、図３（ａ）〜（ｃ）の無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１を抽出して示している。

図３（ａ）及び図５（ａ）に示す様に無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの面積もしくは長さが最大にｚ１となった状態では、加熱ローラ３１と無端状加熱ベルト５１間の熱伝導が良好に行われる。

また、図３（ｂ）及び図５（ｂ）に示す様に無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの面積もしくは長さがｚ２まで減少した状態では、加熱ローラ３１と無端状加熱ベルト５１間の熱伝導が維持されながらも、無端状加熱ベルト５１から受ける加熱ローラ３１の回転抵抗力が小さくなって、加熱ローラ３１、加圧ローラ３２、及び無端状加熱ベルト５１を容易に回転させることが可能になる。

更に、図３（ｃ）及び図５（ｃ）に示す様に無端状加熱ベルト５１が加熱ローラ３１から離間した状態では、加熱ローラ３１と無端状加熱ベルト５１間の熱伝導が不可能となるものの、無端状加熱ベルト５１から受ける加熱ローラ３１の回転抵抗力が無くなる。

ここで、制御部４５は、先に述べた様に各サーミスタ６１〜６４により検出された加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度及び無端状加熱ベルト５１の表面温度に基づいて、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２のヒータランプ４３、４４及び各外部加熱ローラ５２、５３のヒータランプ５４、５５をオンオフ制御するが、このオンオフ制御だけではなく、これと同時に、待機モード、モノクロモード、及びカラーモードに応じて変位機構７１を駆動制御して、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの面積もしくは長さを変更し、加熱ローラ３１と無端状加熱ベルト５１間の熱伝導の程度を調節する。

例えば、印字処理が行われない待機モードに際しては、制御部４５は、変位機構７１の駆動源であるモータを駆動制御して、図３（ｃ）に示す様に偏芯カム７５を回転させて位置決めし、無端状加熱ベルト５１を加熱ローラ３１から離間させる。これにより、無端状加熱ベルト５１から受ける加熱ローラ３１の回転抵抗力が無くなって、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２を容易に回転させることが可能になる。また、加熱ローラ３１と無端状加熱ベルト５１間の熱伝導がなくなる。

この状態で、制御部４５は、加熱ローラ３１の駆動源であるモータを駆動制御して、待機モードでの規定の回転速度で加熱ローラ３１を回転駆動し、加圧ローラ３２を従動回転させる。

また、制御部４５は、各サーミスタ６１、６２により検出された加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度を監視しつつ、各ローラ３１、３２のヒータランプ４３、４４をオンオフ制御して、各ローラ３１、３２の表面温度を規定の定着温度１８０℃まで上昇させて、この表面温度を維持する。更に、制御部４５は、各サーミスタ６３、６４により検出された無端状加熱ベルト５１の表面温度を監視しつつ、各外部加熱ローラ５２、５３のヒータランプ５４、５５をオンオフ制御して、無端状加熱ベルト５１の表面温度を一定温度（例えば加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２と同じ１８０℃）まで上昇させて、この表面温度を維持する。

従って、待機モードに際しては、図３（ｃ）に示す様に無端状加熱ベルト５１が加熱ローラ３１から離間した状態で、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度が規定の１８０℃に維持され、また無端状加熱ベルト５１の表面温度が一定温度に維持される。この状態では、無端状加熱ベルト５１から受ける加熱ローラ３１の回転抵抗力が無いので、回転機構の負荷が軽くなる。

また、カラーの印字処理が行われるカラーモードに際しては、制御部４５は、変位機構７１の駆動源であるモータを駆動制御して、図３（ｂ）に示す様に偏芯カム７５を回転させて位置決めし、無端状加熱ベルト５１を加熱ローラ３１に接触させ、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）をｚ２に設定する。これにより、無端状加熱ベルト５１が加熱ローラ３１に従動回転することが可能になり、また加熱ローラ３１と無端状加熱ベルト５１間の熱伝導が可能となる。

この状態で、カラーモードでの規定の回転速度で加熱ローラ３１が回転駆動され、加圧ローラ３２及び無端状加熱ベルト５１が従動回転される。このカラーモードでは、先に述べた様に記録用紙の搬送速度が４１枚／分（プロセス速度２２５ｍｍ／ｓｅｃ）に設定されることから、この搬送速度を維持しながら記録用紙が加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２間を通過する様に加熱ローラ３１の回転速度が設定される。

このとき、制御部４５は、各サーミスタ６１、６２により検出された加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度を監視しつつ、各ローラ３１、３２のヒータランプ４３、４４をオンオフ制御して、各ローラ３１、３２の表面温度を定着温度（例えば１８０℃）に調節する。特に、サーミスタ６１は、加熱ローラ３１の回転方向における加熱接触域Ｚよりも下流側に配置されているので、無端状加熱ベルト５１により加熱された直後の加熱ローラ３１周面部分の温度を検出することができ、加熱ローラ３１の表面温度を正確に制御するのに役立つ。

更に、制御部４５は、各サーミスタ６３、６４により検出された無端状加熱ベルト５１の表面温度を監視しつつ、各外部加熱ローラ５２、５３のヒータランプ５４、５５をオンオフ制御して、無端状加熱ベルト５１の表面温度をカラーモードの規定温度範囲（例えば２００℃〜２１０℃）で制御する。このカラーモードの規定温度範囲は、定着温度１８０℃よりも高く設定されている。

例えば、制御部４５は、検出された加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度が定着温度１８０℃よりも低下すると、無端状加熱ベルト５１の表面温度を２００℃〜２１０℃の範囲で上昇させ、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度を定着温度１８０℃まで上昇させて復帰させる。あるいは、制御部４５は、検出された加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度が定着温度１８０℃よりも上昇すると、無端状加熱ベルト５１の表面温度を２００℃〜２１０℃の範囲で下降させ、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度を定着温度１８０℃まで下降させ復帰させる。

また、制御部４５は、検出された加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度に応じて、変位機構７１の偏芯カム７５を回転させ、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）をｚ２の前後で微調整する。

例えば、制御部４５は、検出された加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度が定着温度１８０℃よりも低下すると、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）をｚ２よりも僅かに増大させて、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の熱伝導効率を高め、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度が上昇し易くなる様にする。また、制御部４５は、検出された加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度が定着温度１８０℃よりも上昇すると、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）をｚ２よりも僅かに低減させて、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の熱伝導効率を低くし、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度が下降し易くなる様にする。

従って、カラーモードに際しては、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２のヒータランプ４３、４４のオンオフにより該各ローラ３１、３２の表面温度が制御され、これと同時に無端状加熱ベルト５１の表面温度が定着温度１８０℃よりも高い規定の２００℃〜２１０℃の範囲で調節され、かつ図３（ｂ）に示す様に無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）がｚ２前後で調節される。これにより、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度が定着温度１８０℃に維持される。

カラーモードでは、定着装置３０の加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２間のニップ域Ｎを通過する記録用紙によって該各ローラ３１、３２の熱量が奪われる。そこで、無端状加熱ベルト５１の表面温度を定着温度１８０℃よりも高い規定の２００℃〜２１０℃の範囲で調節して、無端状加熱ベルト５１から加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２への熱量の補給が確実に行われる様にしている。

また、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）をｚ２前後で調節して、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の熱伝導効率を適宜に設定し、無端状加熱ベルト５１から加熱ローラ３１への熱量の適確な直接補給を可能とし、かつ加熱ローラ３１を介して加圧ローラ３２への熱量の間接的な補給も可能としている。

この結果として、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度が定着温度１８０℃に維持され続け、記録用紙上のトナー像の定着不良の発生が防止される。

更に、モノクロの印字処理が行われるモノクロモードに際しては、制御部４５は、変位機構７１の駆動源であるモータを駆動制御して、図３（ａ）に示す様に偏芯カム７５を回転させて位置決めし、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）を最大のｚ１に設定する。このとき、加熱ローラ３１と無端状加熱ベルト５１間の熱伝導効率が最大となる。

この状態で、モノクロモードでの規定の回転速度で加熱ローラ３１が回転駆動され、加圧ローラ３２及び無端状加熱ベルト５１が従動回転される。このモノクロモードでは、先に述べた様に記録用紙の搬送速度が７０枚／分（プロセス速度３５０ｍｍ／ｓｅｃ）に設定されることから、この搬送速度を維持しながら記録用紙が加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２間を通過する様に加熱ローラ３１の回転速度が設定される。

制御部４５は、各サーミスタ６１、６２により検出された加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度を監視しつつ、各ローラ３１、３２のヒータランプ４３、４４をオンオフ制御して、各ローラ３１、３２の表面温度を定着温度１８０℃に維持する。更に、制御部４５は、各サーミスタ６３、６４により検出された無端状加熱ベルト５１の表面温度を監視しつつ、各外部加熱ローラ５２、５３のヒータランプ５４、５５をオンオフ制御して、無端状加熱ベルト５１の表面温度をモノクロモードの規定温度範囲（例えば２１０℃〜２２０℃）まで上昇させて制御する。このモノクロモードの規定温度範囲は、定着温度１８０℃よりも十分に高く設定されている。

また、制御部４５は、検出された加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度に応じて、変位機構７１の偏芯カム７５を回転させ、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）をｚ１前後で微調整し、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の熱伝導率を調節する。

従って、モノクロモードに際しては、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２のヒータランプ４３、４４のオンオフにより該各ローラ３１、３２の表面温度が制御され、これと同時に無端状加熱ベルト５１の表面温度が定着温度１８０℃よりも十分に高い規定の２１０℃〜２２０℃の範囲で調節され、かつ図３（ａ）に示す様に無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）がｚ１前後で調節される。これにより、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度が定着温度１８０℃に維持される。

モノクロモードでは、印字処理速度が高速化されるため、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２間のニップ域を通過する単位時間当たりの記録用紙枚数が多く、各ローラ３１、３２の多くの熱量が記録用紙に奪われる。そこで、無端状加熱ベルト５１の表面温度を定着温度１８０℃よりも十分に高い規定の２１０℃〜２２０℃の範囲で調節して、無端状加熱ベルト５１から加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２への熱量の補給が確実に行われる様にしている。

また、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）をｚ１前後で調節し、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の熱伝導効率を高くかつ適確に調節し、無端状加熱ベルト５１から加熱ローラ３１へと多くの熱量の直接補給を可能とし、かつ加熱ローラ３１を介して加圧ローラ３２への熱量の間接的な補給も可能としている。

この結果として、印字処理速度が高いモノクロモードであっても、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度が定着温度１８０℃に維持され続け、記録用紙上のトナー像の定着不良の発生が防止される。

この様に本実施形態の定着装置３０では、待機モードに際し、無端状加熱ベルト５１を加熱ローラ３１から離間させて、無端状加熱ベルト５１からの回転抵抗を加熱ローラ３１に受けない様にしつつ、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度を定着温度１８０℃に設定している。また、カラーモードに際しては、無端状加熱ベルト５１を加熱ローラ３１に接触させて、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の熱伝導を可能にし、無端状加熱ベルト５１の表面温度を定着温度１８０℃よりも高い規定の２００℃〜２１０℃の範囲で調節して、無端状加熱ベルト５１から加熱ローラ３１へと熱量を補給し、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度を定着温度１８０℃に維持している。更に、モノクロモードに際しては、印字処理される単位時間当たりの記録用紙枚数が多くて、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の多くの熱量が記録用紙に奪われるので、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）を最大のｚ１に設定して、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の熱伝導効率を高くし、無端状加熱ベルト５１の表面温度を定着温度１８０℃よりも十分に高い規定の２１０℃〜２２０℃の範囲で調節して、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２の表面温度を定着温度１８０℃に維持している。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、図６（ａ）及び図７に示す様な変位機構７１Ａを用いることができる。ここでは、アーム７３右端近傍の支軸７３ｂを支点として、アーム７３を回転自在に支持し、また偏芯カム７５をアーム７３の左側下辺に当接させ、更にアーム７３の右端近傍支軸７３ｂと偏芯カム７５との間にバネ７４を配置して、バネ７４によりアーム７３の左側部分を下方に引き付けている。

この様な構成の変位機構７１Ａにおいては、図６（ａ）に示す様にバネ７４によりアーム７３の左側部分が下方に引き付けられ、アーム７３に連結された支持板７２が下方に移動され、各外部加熱ローラ５２、５３間に張架されている無端状加熱ベルト５１が加熱ローラ３１の周面に押し付けられ、またアーム７３の左側下辺が偏芯カム７５の周面に当接している。この状態では、支持板７２が最も下方に移動し、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）が最大のｚ１となる。

図６（ｂ）に示す様に偏芯カム７５が回転されると、偏芯カム７５の周面によりアーム７３の左側下辺が押し上げられて、支軸７３ｂ周りでアーム７３が回転し、アーム７３の中央付近がバネ７４の弾勢力に抗して上昇し、支持板７２も上昇して、各外部加熱ローラ５２、５３が持ち上げられ、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）がｚ２まで減少する。

図８（ａ）は、他の変位機構を示している。この変位機構７１Ｂでは、アーム７３の右端部分の支軸７３ｃと右側の外部加熱ローラ５３の軸とを一致させている。また、偏芯カム７５をアーム７３の左側下辺に当接させ、更にアーム７３の右端部分の支軸７３ｃと偏芯カム７５との間にバネ７４を配置して、バネ７４によりアーム７３の左側部分を下方に引き付けている。

この様な構成の変位機構７１Ｂにおいては、図８（ａ）に示す様にバネ７４によりアーム７３の左側部分が下方に引き付けられて、左側の外部加熱ローラ５２が下方に移動され、無端状加熱ベルト５１が加熱ローラ３１の周面に押し付けられ、またアーム７３の左側下辺が偏芯カム７５の周面に当接している。この状態では、支持板７２が最も下方に移動し、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）が最大のｚ１となる。

図８（ｂ）に示す様に偏芯カム７５が回転されると、偏芯カム７５の周面によりアーム７３の左側下辺が押し上げられて、支軸７３ｃ周りでアーム７３が回転し、左側の外部加熱ローラ５２がバネ７４の弾勢力に抗して上昇し、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）がｚ２まで減少する。

図９は、別の変位機構を示している。この変位機構７１Ｃでは、バネ７４により右側の外部加熱ローラ５３の軸を上方に引き付け、この右側の外部加熱ローラ５３の軸両端にそれぞれの偏芯カム７５を当接させている。偏芯カム７５により右側の外部加熱ローラ５３の軸が最も下方に押し下げられているときには、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）が最大のｚ１となる。また、偏芯カム７５が回転されると、バネ７４により右側の外部加熱ローラ５３の軸が上方に引き上げられて、無端状加熱ベルト５１と加熱ローラ３１間の加熱接触域Ｚの長さ（もしくは面積）が減少する。

これらの変位機構７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃでは、支持板７２の変位量が少なく、無端状加熱ベルト５１が加熱ローラ３１から離間することはない。

また、上記実施形態では、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２のいずれにもヒータランプを設けているが、加熱ローラ３１のみにヒータランプを設けても良い。同様に、各外部加熱ローラ５２、５３のいずれにもヒータランプを設けているが、一方のみにヒータランプを設けても構わない。この場合は、加熱接触域Ｚよりも上流側にある左側の外部加熱ローラ５２にヒータランプを設けると、外部加熱ローラ５２により加熱された無端状加熱ベルト５１の加熱部分が加熱接触域Ｚに直ちに移行するので、加熱ローラ３１を効率的に加熱することができる。更に、サーミスタの個数や位置等を適宜に変更しても良い。

本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置を側方から見て概略的に示す断面図である。 本実施形態の定着装置を側方から見て概略的に示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図２の定着装置における変位機構を示す側面図であり、その動作を示している。 図３（ａ）の変位機構を示す上面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図３の（ａ）〜（ｃ）における無端状加熱ベルトと加熱ローラを抽出して示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、図２の定着装置における変位機構の変形例を示す側面図であり、その動作を示している。 図６（ａ）の変位機構を示す上面図である。 （ａ）、（ｂ）は、図２の定着装置における変位機構の他の変形例を示す側面図であり、その動作を示している。 図２の定着装置における変位機構の別の変形例を示す側面図である。

符号の説明

１ａ〜１ｄ 露光ユニット
２ａ〜２ｄ 現像ユニット
３ａ〜３ｄ 感光体ドラム
４ａ〜４ｄ クリーナ
５ａ〜５ｄ 帯電器
６ａ〜６ｄ 転写ローラ
７ 転写搬送ベルト
８ 転写搬送ベルトユニット
１０ 給紙トレイ
１４ ＰＳローラ
１５、３３ 排紙トレイ
１６ ピックアップローラ
２５ 排紙ローラ
３０ 定着ユニット
３１ 加熱ローラ
３２ 加圧ローラ
３４ 搬送方向切り換えガイド
３５ 搬送ローラ
４１ 外部加熱ユニット
４２ ウェブクリーニング装置
４３、４４、５４、５５ ヒータランプ
４５ 制御部
５１ 無端状加熱ベルト
５２、５３ 外部加熱ローラ
６１〜６４ サーミスタ
７１ 変位機構
１００ 画像形成装置
Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成ステーション
Ｓ 用紙搬送路

Claims (16)

1. 複数の定着ローラ間に記録用紙を挟み込んで搬送しつつ、各定着ローラにより記録用紙の加圧及び加熱を行う定着装置において、
   前記各定着ローラの少なくとも一方に接触して、この接触した定着ローラを加熱する外部加熱部材と、
   前記外部加熱部材を変位させて、該外部加熱部材と該外部加熱部材に接触する定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更する制御手段とを備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記制御手段は、記録用紙の処理速度に応じて前記外部加熱部材を変位させて、該外部加熱部材と該外部加熱部材に接触する定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 複数の定着ローラ間に記録用紙を挟み込んで搬送しつつ、各定着ローラにより記録用紙の加圧及び加熱を行う定着装置において、
   前記各定着ローラの少なくとも一方に接触して、この接触した定着ローラを加熱する外部加熱部材と、
   前記外部加熱部材を変位させて、該外部加熱部材と該外部加熱部材に接触する定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更すると共に、該外部加熱部材の温度を制御する制御手段とを備えることを特徴とする定着装置。
4. 前記制御手段は、定着装置の処理速度に応じて前記外部加熱部材を変位させて、該外部加熱部材と該外部加熱部材に接触する定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更すると共に、該外部加熱部材の温度を制御することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記制御手段は、前記外部加熱部材を変位させて、該外部加熱部材と該外部加熱部材に接触する定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更すると共に、該接触域の面積もしくは長さが増すほど該外部加熱部材の温度を高くすることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
6. 前記外部加熱部材は、無端ベルトと、前記無端ベルトを張架する複数の張架ローラとを備え、前記無端ベルトが前記各定着ローラの少なくとも一方に接触することを特徴とする請求項１又は３に記載の定着装置。
7. 前記外部加熱部材に接触する定着ローラの回転方向における前記無端ベルトと該定着ローラ間の接触域よりも上流側にある前記張架ローラに加熱手段を設けたことを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
8. 前記各張架ローラのうちの少なくとも１つを変位させるカム機構を設け、
   前記制御手段は、前記カム機構を駆動制御し、これにより前記少なくとも１つの張架ローラを変位させて、前記無端ベルトと該外部加熱部材に接触する定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さを段階的に変更することを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
9. 前記カム機構は、前記外部加熱部材に接触する定着ローラの回転方向における前記無端ベルトと該定着ローラ間の接触域よりも下流側にある前記張架ローラを変位させることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
10. 前記制御手段は、定着装置の待機モード、カラーモード、及びモノクロモードに応じて前記外部加熱部材を第１変位位置、第２変位位置、及び第３変位位置に切替え設定することを特徴とする請求項１又は３に記載の定着装置。
11. 前記待機モードに応じて第１変位位置に設定された前記外部加熱部材と該外部加熱部材に接触する定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さが０であることを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
12. 前記カラーモードに応じて第２変位位置に設定された前記外部加熱部材と該外部加熱部材に接触する定着ローラとの間の接触域の面積もしくは長さが、前記モノクロモードに応じて第３変位位置に設定された該外部加熱部材と該定着ローラ間の接触域の面積もしくは長さを下まわることを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
13. 前記カラーモードでの記録用紙の処理速度が、前記モノクロモードでの記録用紙の処理速度よりも遅いことを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
14. 前記制御手段は、前記外部加熱部材を前記第２変位位置又は前記第３変位位置に設定した状態で、該外部加熱部材の位置を微調整することを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
15. 前記制御手段は、前記定着ローラの表面温度に応じて外部加熱部材の位置を微調整することを特徴とする請求項１４に記載の定着装置。
16. 前記定着ローラの表面温度は、前記外部加熱部材に接触する定着ローラの回転方向における該外部加熱部材と該定着ローラ間の接触域よりも下流側に設けられた温度検出手段により検出されることを特徴とする請求項１５に記載の定着装置。

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