JP2011123195A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向の大型化を抑制又は防止しつつ、記録媒体の幅が閾値以上の場合に、定着ベルトの幅方向の温度分布を狙いの分布に近づける。
【解決手段】内部加熱ロール９０の軸方向両端部側の配熱を下げて軸方向中央領域部を重点的に加熱することで、内部加熱ロール９０の両端部の温度上昇を抑え、内部加熱ロール９０の両端部を支持するベアリングに不具合が生じることを防止する。一方、外部加熱ロール９２は、軸方向両側部を高温にする配熱として、定着ベルト８４における通紙部の両端部の温度を十分に上げている。
【選択図】図３

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

外側から加圧ロールが押し付けられた定着ベルトの内側に配置され定着ベルトを巻き掛けると共に定着ベルトを内側から加熱する定着ロールと、定着ベルトの内側に配置され定着ベルトを巻き掛けると共に定着ベルトを内側から加熱する内部加熱ロールと、定着ベルトの外側に配置され定着ベルトを外側から加熱する外部加熱ロールと、を備える定着装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００８−１７０６４9号公報

本発明は、軸方向の大型化を抑制又は防止しつつ、記録媒体の幅が閾値以上の場合に、定着ベルトの幅方向の温度分布を狙いの分布に近づけることが目的である。

請求項１の発明は、外周面に加圧ロールが押し付けられ、現像剤像が形成された記録媒体を前記加圧ロールとで挟み込んで搬送しながら、前記記録媒体に前現像剤像を定着させる無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内周面に接触し、前記定着ベルトを挟んで前記加圧ロールが押し付けられ、軸方向の端部が回転可能に軸受で支持された第一加熱ロールと、前記定着ベルトの内周面に接触し、前記第一加熱ロールとで前記定着ベルトを巻き掛け、軸方向の端部が回転可能に軸受で支持された第二加熱ロールと、前記定着ベルトの外周面に接触し、軸方向の端部が回転可能に軸受で支持され、前記第二加熱ロールよりも熱伝導率が低い材料で構成された一つ又は複数の第三加熱ロールと、前記記録媒体の軸方向の幅が閾値以上の場合に、前記第二ロールは軸方向中央領域部で軸方向端部側よりも前記定着ベルトの加熱量が大きくなる設定をすると共に、前記第三加熱ロールは軸方向端部側で軸方向中央領域部よりも前記定着ベルトの加熱量が大きくなる設定をする制御手段と、を備える。

請求項２の発明は、請求項１に記載の定着装置と、記録媒体に現像剤像を形成し前記定着装置に搬送する画像形成部と、を備える。

請求項１に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較し、軸方向の大型化を抑制又は防止しつつ、記録媒体の幅が閾値以上の場合に、定着ベルトの幅方向の温度分布を狙いの分布に近づけることができる。

請求項２に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較し、記録媒体の幅が閾値以上の場合に、定着ベルトの幅方向の温度分布を狙いの分布に近づけることができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を模式的に示す全体構成図である。 本発明の実施形態に係る画像形成ユニットの構成を模式的に示す構成図である。 本発明の実施形態に係る定着ユニットの構成を模式的に示す構成図である。 本発明の実施形態に係る定着ユニットの構成を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る定着ユニットを構成する定着ロール、内部加熱ロール、及び外部加熱ロールの両端部の支持構造を説明すると共に、定着ロール、内部加熱ロール、及び外部加熱ロールと、定着ベルト及びシート部材と、の幅方向の位置関係を説明する説明図である。 （Ａ）は定着ロールにおける用紙幅と点灯させるランプとの関係を示す表であり、（Ｂ）は外部加熱ロールにおける用紙幅と点灯させるランプとの関係を示す表であり、（Ｃ）は内部加熱ロールにおける用紙幅と点灯させるランプとの関係を示す表である。 （Ａ）は定着ロールにおける各ランプの軸方向の配熱分布を示すグラフであり、（Ｂ）は外部加熱ロールにおける各ランプの軸方向の配熱分布を示すグラフであり、（Ｃ）は内部加熱ロールにおける各ランプの軸方向の配熱分布を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る他の例としての定着ユニットの構成を模式的に示す構成図である。 用紙幅を分類した表である。

本発明の実施形態に係る定着装置及び画像形成装置の一例について説明する。

＜全体構成＞
先ず、本実施形態に係る画像形成装置１０の全体構成について説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１０は、記録媒体の一例としてのシート部材Ｐにカラー画像又は白黒画像を形成するものであり、図１において正面視で左側に配置された第１処理部１０Ａと、第１処理部１０Ａと着脱可能とされ右側に配置された第２処理部１０Ｂと、を有している。第１処理部１０Ａ及び第２処理部１０Ｂの筐体は、複数のフレーム材１１で構成されている。

第２処理部１０Ｂの内部であって鉛直方向上側には、画像形成装置１０の各部の各種制御を行う制御手段の一例としての制御部１３が設けられている。
制御部１３は、コンピュータから送られてくる画像データに画像処理を施す画像信号処理部や後述する定着ユニット８２の温度制御などを行なう
また、制御部１３の下側には、電源ユニット２３０が設けられている。電源ユニット２３０は、外部から取り込んだ交流電流を直流電流に変えて、画像形成装置１０の各部へ給電を行っている。

一方、第１処理部１０Ａの内部であって鉛直方向上側には、第１特別色（Ｖ）、第２特別色（Ｗ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーを収容するトナーカートリッジ１４Ｖ、１４Ｗ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋが水平方向に並んで交換可能に設けられている。なお、第１特別色及び第２特別色には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック以外の特別色（透明を含む）から選択されて収容されている。また、以後の説明では、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別する場合は、数字の後にＶ、Ｗ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのいずれかの英字を付して説明し、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別しない場合は、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。

トナーカートリッジ１４の下側には、各色のトナーに対応する６つの画像形成ユニット１６が、各色のトナーカートリッジ１４と対応して水平方向に並んで設けられている。これら各トナーカートリッジ１４の下側には、各色の画像形成ユニット１６毎に露光ユニット４０が設けられている。露光ユニット４０は、前述した制御部１３から画像処理を施された画像データを受け取り、半導体レーザ（図示省略）を色材階調データに応じて変調して、これらの半導体レーザから露光光Ｌを出射するように構成されている。詳細には、後述する感光体１８（図２参照）の表面に各色に対応した露光光Ｌを照射して感光体１８上に静電潜像を形成するように構成されている。

図２に示すように、各画像形成ユニット１６は、矢印Ａ方向（図２を参照、時計回り方向）に回転駆動される感光体１８を備えている。そして、感光体１８の周囲には、感光体１８を帯電するコロナ放電方式（非接触帯電方式）のスコロトロン帯電器２０と、露光ユニット４０によって出射された露光光Ｌにより感光体１８上に形成された静電潜像を各色の現像剤（トナー）Ｇで現像する現像装置２２と、転写後の感光体１８の表面をクリーニングするクリーニングブレード２４と、転写後の感光体１８の表面に光を照射して除電を行うイレーズランプ２６と、が設けられている。
そして、これらスコロトロン帯電器２０、現像装置２２、クリーニングブレード２４、及びイレーズランプ２６は、感光体１８の表面と対向して、感光体１８の回転方向上流側から下流側へ向けて、この順番で配置されている。

また、現像装置２２は、画像形成ユニット１６の側方（本実施形態では図１の紙面右側）に配置され、現像剤の一例としてのトナーＧが充填された現像剤収容部材２２Ａと、現像剤収容部材２２Ａに充填された現像剤Ｇを感光体１８の表面に移動させる現像ロール２２Ｂとを含んで構成されている。そして、現像剤収容部材２２Ａは、現像剤カートリッジ１４（図１参照）とトナー供給路（図示省略）を通して接続されており、現像剤カートリッジ１４からトナーＧが供給されるように構成されている。

図１に示すように、各画像形成ユニット１６の下側には、転写部３２が設けられている。転写部３２は、各感光体１８と接触する無端状の中間転写ベルト３４と、中間転写ベルト３４の内側に配置され、各感光体１８上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト３４に多重転写させる６つの１次転写部材としての１次転写ロール３６とを含んで構成されている。中間転写ベルト３４は、図示しないモータで駆動される駆動ロール３８と、中間転写ベルト３４の張力を調整する張力付与ロール４１と、後述する２次転写ロール６２と対向配置された支持ロール４２と、複数個の支持ロール４４とに巻き掛けられており、駆動ロール３８により、図１の矢印Ｂ方向（反時計回り方向）に循環移動されるように構成されている。

詳細には、各１次転写ロール３６は、中間転写ベルト３４を挟んでそれぞれの各画像形成ユニット１６の感光体１８と対向配置されている。また、１次転写ロール３６は、給電ユニット（図示省略）によって、トナー極性とは逆極性の転写バイアス電圧が印加されるように構成されている。この構成により感光体１８上に形成されたトナー画像が中間転写ベルト３４に転写されるように構成されている。また、駆動ロール３８と中間転写ベルト３４を挟んで反対側には、先端部が中間転写ベルト３４と接触するクリーニングブレード４６が設けられおり、このクリーニングブレード４６は、循環移動する中間転写ベルト３４上の残留トナーや紙粉等を除去するように構成されている。

一方、転写部３２の下方で第１処理部１０Ａの下側には、記録媒体の一例としてのシート部材Ｐが収納される大型の給紙カセット４８が水平方向に並んで２個設けられており、シート部材Ｐが大量に収納可能とされている。なお、２個の給紙カセット４８は、同様の構成とされているため、一方の給紙カセット４８について説明し、他方の給紙カセット４８については説明を省略する。

また、２個の給紙カセット４８は、異なるサイズのシート部材Ｐを収容可能とされている。本実施形態では、Ａ３、Ａ４、Ｂ４，Ｂ５、レターサイズ、リーガルサイズ、及び横幅１２インチサイズのシート部材Ｐが収容可能とされている。更に、Ａ４サイズの場合は、所謂Ａ４縦送りとＡ４横送りとが可能とされている（図９の表を参照）。

給紙カセット４８は、第１処理部１０Ａから引き出し自在とされている。給紙カセット４８を第１処理部１０Ａから引き出すと、給紙カセット４８内に設けられシート部材Ｐが載せられるボトムプレート５０が、制御部１３の指示によって下降する。ボトムプレート５０が下降することで、ユーザーがシート部材Ｐを補充可能となる。

また、給紙カセット４８を第１処理部１０Ａに取り付けると、ボトムプレート５０が、制御手段の指示によって上昇する。給紙カセット４８の一端側の上方には、給紙カセット４８からシート部材Ｐを搬送経路６０へ送り出す送出ロール５２が設けられており、上昇するボトムプレート５０に載せられた最上位のシート部材Ｐと送出ロール５２が接触するように構成されている。更に、送出ロール５２のシート部材搬送方向下流側（以下単に「下流側」という）には、シート部材Ｐの重送を防止する分離ロール５６が設けられ、分離ロール５６の下流側には、シート部材Ｐを搬送方向下流側に搬送する複数個の搬送ロール５４が設けられている。

給紙カセット４８の上側に設けられる搬送経路６０は、給紙カセット４８から送り出されたシート部材Ｐを第１折返部６０Ａで反対側（図示の左側）に折り返し、更に、第２折返部６０Ｂで反対側（図示の右側）に折り返して、２次転写ロール６２と支持ロール４２で挟まれた転写位置Ｔに向けて延びている。

第２折返部６０Ｂと転写位置Ｔとで挟まれる部位には、搬送されるシート部材Ｐの傾き等を修正するアライナー（図示省略）が設けられている。このアライナーと転写位置Ｔとで挟まれる部位には、中間転写ベルト３４上のトナー画像の移動タイミングとシート部材Ｐの搬送タイミングを合わせるための位置合せロール６４が設けられている。

また、２次転写ロール６２は、給電ユニット（図示省略）によって、トナー極性とは逆極性の転写バイアス電圧が印加される。そして、中間転写ベルト３４上に多重転写された各色のトナー画像が、２次転写ロール６２によって、搬送経路６０に沿って搬送されてきたシート部材Ｐに２次転写される。
更に、搬送経路６０の第２折返部６０Ｂへ合流するように、第１処理部１０Ａの側面から延びる予備経路６６が設けられており、第１処理部１０Ａに隣接して配置された外付けの大容量集積部（図示省略）から送り出されたシート部材Ｐが、予備経路６６を通って搬送経路６０に入り込めるように構成されている。

一方、転写位置Ｔの下流側には、トナー画像が転写されたシート部材Ｐを第２処理部１０Ｂに向けて搬送する複数個の搬送装置７０が設けられている。搬送装置７０は、図示しない駆動ロールと従動ロールに巻き掛けられる複数本のベルト部材が備えられており、駆動ロールを回転駆動させてベルト部材を回転させることで、シート部材Ｐを下流側に向けて搬送する。

搬送装置７０の下流側は、第１処理部１０Ａから第２処理部１０Ｂへ延びており、搬送装置７０によって送り出されたシート部材Ｐが、第２処理部１０Ｂに設けられた搬送装置８０によって受取られ、更に下流側に搬送されるように構成されている。
また、搬送装置８０の下流側には、シート部材Ｐの表面に転写されたトナー画像を、シート部材Ｐに熱と圧力で定着させる定着装置の一例としての定着ユニット８２（詳細は後述する）が設けられている。そして、定着ユニット８２の周囲には、定着ユニット８２を囲むようにして、排気装置１００が設けられている。

また、図４に示すように、定着ユニット８２におけるシート部材Ｐの排出側で支持ロール９８の近くには、シート部材Ｐの搬送経路の天井部を構成する天板９７が、搬送装置１０８と対向配置されており、天板９７と搬送装置１０８で挟まれた空間が、シート部材Ｐが送り出される送出部９５となっている。

図１に示すように、定着ユニット８２の下流側には、定着ユニット８２から送り出されたシート部材Ｐを下流側へ搬送する搬送装置１０８が設けられ、搬送装置１０８の下流側には、定着ユニット８２によって加熱されたシート部材Ｐを冷却する冷却ユニット１１０が設けられている。
冷却ユニット１１０は、搬送経路６０を挟んで上側にシート部材Ｐの熱を吸収する吸収装置１１２が設けられ、下側には、搬送されるシート部材Ｐを吸収装置１１２に押し付ける押付装置１１４が設けられている。また、冷却ユニット１１０の下流側には、シート部材Ｐの反りを矯正するデカール処理ユニット１４０が設けられている。

吸収装置１１２には、シート部材Ｐと接触し、シート部材Ｐの熱を吸収する無端状の吸収ベルト１１６が設けられており、吸収ベルト１１６を支持する複数個の支持ロール１１８と、吸収ベルト１１６へ駆動力を伝達する駆動ロール１２０が、吸収ベルト１１６の内側に設けられている。更に、吸収ベルト１１６の内側には、吸収ベルト１１６と面状に接触して吸収ベルト１１６が吸収した熱を放熱させるアルミニウム材料で形成されたヒートシンク１２２が設けられている。

押付装置１１４には、シート部材Ｐと接触し、シート部材Ｐを吸収装置１１２へ押し付ける無端状の押付ベルト１３０と、押付ベルト１３０が巻き掛けられると共に回転可能に支持される複数個の支持ロール１３２が設けられている。これらの構成により、シート部材Ｐの熱が奪われ、シート部材Ｐが冷却される。

デカール処理ユニット１４０の下流には、片面に画像が形成されたシート部材Ｐを第２処理部１０Ｂの側面に取り付けられた排出部１９６に排出する排出ロール１９８が設けられている。また、デカール処理ユニット１４０の上方には、第２処理部１０Ｂの内部温度及び湿度、又は外部温度及び湿度を測定して制御部１３へ温度及び湿度のデータを出力する温湿度測定手段の一例としての温湿度センサ１１９が設けられている。ここで、シート部材Ｐの両面に画像を形成させる場合は、デカール処理ユニット１４０の下流に設けられた反転ユニット２００へシート部材Ｐが搬送される。

反転ユニット３００には、反転経路３０２が設けられている。反転経路３０２には、搬送経路６０から分岐する分岐パス３０２Ａと、分岐パス３０２Ａに沿って搬送されるシート部材Ｐを第１処理部１０Ａ側に向けて搬送する用紙搬送パス３０２Ｂと、用紙搬送パス３０２Ｂに沿って搬送されるシート部材Ｐを逆方向に向けて折返してスイッチバック搬送させ表裏を反転させる反転パス３０２Ｃとが設けられている。この構成により、反転パス３０２Ｃでスイッチバック搬送されたシート部材Ｐは、第１処理部１０Ａに向けて搬送され、更に、給紙カセット４８の上方に設けられた搬送経路６０に入り込み、転写位置Ｔへ再度送り込まれる。

＜定着ユニット＞
つぎに、本実施形態に係る定着ユニット８２について説明する。
図３に示すように、定着ユニット８２は、定着ベルト８４を備える定着ベルトモジュール８６と、定着ベルトモジュール８６に押し付けられるように配置された加圧ロール８８と、が主要な構成要素とされている。そして、後述する定着ベルト８４（定着ベルトモジュール８６）と加圧ロール８８とが接触するニップ部Ｎが形成されている。このニップ部Ｎをシート部材Ｐが通過する際に、加圧及び加熱されることによって、シート部材Ｐにトナー画像が定着される。

定着ベルトモジュール８６は、無端状の定着ベルト８４と、加圧ロール８８側で定着ベルト８４を巻き掛かけてモータ（図示省略）の回転力で回転駆動する定着ロール８９と、該定着ロール８９と異なる位置で内側から定着ベルト８４を巻き掛ける内部加熱ロール９０と、を備えている。また、定着ベルト８４の外側に配置されてその周回経路を規定する外部加熱ロール９２と、定着ロール８９から内部加熱ロール９０までの定着ベルト８４の内周面に巻き掛けられている支持ロール９４と、を備えている。

なお、本実施形態においては、内部加熱ロール９０は定着ベルト８４の回転方向と交差する方向に移動して定着ベルト８４の蛇行調整を行うステアリングロールを兼ねている。更に、内部加熱ロール９０には、定着ベルト８４の張力を一定に保つテンショナー（図示略）が備えられている。

また、定着ロール８９、内部加熱ロール９０、及び外部加熱ロール９２の内部には、加熱源の一例としての複数のハロゲンランプ（詳細は後述する）が設けられている。
そして、定着ロール８９と内部加熱ロール９０とが定着ベルト８４の内周面８４Ｃに接触して定着ベルト８４を内側から加熱し、外部加熱ロール９２が定着ベルト８４の外周面８４Ｂに接触し定着ベルト８４を外側から加熱する構成となっている。

定着ベルトモジュール８６を構成する定着ベルト８４と加圧ロール８８とが押し付けられた領域であるニップ部Ｎの下流側領域で且つ定着ベルト８４の内側には、定着ロール８９の近傍位置に配置され定着ロール８９の外周面から定着ベルト８４を剥離する剥離パッド９６と、ニップ部Ｎの下流側において定着ベルト８４が巻き掛けられる支持ロール９８と、が設けられている。

図５に模式的に示すように、定着ロール８９、内部加熱ロール９０、及び外部加熱ロール９２の、それぞれ両端部８９Ａ，９０Ａ，９２Ａは、定着ユニット８２の筐体７８に軸受の一例としてのボールベアリング７６によって回転可能に支持されている。また、ボールベアリング７６の内部はグリス（図示略）が封入されている。

つぎに、定着ユニット８２に設けられた各ロール等について説明する。

「定着ロール」
図３に示すように、定着ロール８９は、アルミニウムで形成された円筒状のロールとされている。なお、本実施形態においては、ロール表面の金属磨耗を防止する保護層として、ロール表面に厚さ約２００μｍのフッ素樹脂皮膜が形成されたハードロールとされている。

定着ロール８９の内部には、加熱源としての第一メインランプ２０２と第二メインランプ２０４とサブランプ２０６とが設けられている。これにより、定着ベルト８４を内面側から加熱する。なお、本実施形態においては、定着ロール８９の内部に設けられた第一メインランプ２０２、第二メインランプ２０４、サブランプ２０６は、ハロゲンランプとされている。

図７（Ａ）には、定着ロール８９の内部に設けられた第一メインランプ２０２、第二メインランプ２０４、サブランプ２０６の軸方向の配熱分布が示されている。なお、Ｍａｉｎ１が第一メインランプ２０２を示し、Ｍａｉｎ２が第二メインランプ２０４を示し、Ｓｕｂがサブランプ２０６を示している。また、Ｈ／Ｒｏｌｌが定着ロール８９の略号である（後述する図６も同様）。

第一メインランプ２０２は、軸方向中央領域部の約１００〜−１００ｍｍが１００％とすると、軸方向両側部の約２００ｍｍ〜約１００ｍｍ及び約−２００ｍｍ〜約−１００ｍｍが２５０％となるように設定されている。つまり、第一メインランプ２０２は定着ロール８９の軸方向両端部側を重点して加熱するランプとされている。

第二メインランプ２０４は、軸方向中央領域部の約１５０ｍｍ〜約−１５０ｍｍが略１００％となるように設定されている。サブランプ２０６は、軸方向中央領域部の約１００ｍｍ〜約−１００ｍｍが１００％となるように設定されている。つまり、第二メインランプ２０４とサブランプ２０６は定着ロール８９の軸方向両端部側よりも軸方向中央領域部を重点して加熱するランプとされている。

「内部加熱ロール」
図３に示すように、内部加熱ロール９０は、アルミニウムで形成された円筒状のロールとされている。

内部加熱ロール９０の内部には加熱源として第一メインランプ２１２と第二メインランプ２１４と第一サブランプ２１６と第二サブランプ２１８とが設けられている。これにより、定着ベルト８４を内面側から加熱する。なお、本実施形態においては、内部加熱ロール９０の内部に設けられた第一メインランプ２１２、第二メインランプ２１４、第一サブランプ２１６、第二サブランプ２１８は、ハロゲンランプとされている。

図７（Ｃ）には、内部加熱ロール９０の内部に設けられた第一メインランプ２１２、第二メインランプ２１４、第一サブランプ２１６、第二サブランプ２１８の軸方向の配熱分布が示されている。なお、Ｍａｉｎ１が第一メインランプ２１２を示し、Ｍａｉｎ２が第二メインランプ２１４を示し、Ｓｕｂ１が第一サブランプ２１６を示し、Ｓｕｂ２が第二サブランプ２１８を示している。また、Ｉ／Ｒｏｌｌは内部加熱ロール９０の略号である（後述する図６も同様）。

第一メインランプ２１２は、軸方向中央領域部の約９０〜−９０ｍｍが１００％とすると、軸方向両側部の約１６０ｍｍ〜約９０ｍｍ及び約−１６０ｍｍ〜約−９０ｍｍが２２０％となるように設定とされている。つまり、第一メインランプ２１２は内部加熱ロール９０の軸方向両端部側を重点して加熱するランプとされている。

第二メインランプ２１４は、軸方向中央領域部の約１４０ｍｍ〜約−１４０ｍｍが略１００％となるように設定されている。第一サブランプ２１６は、軸方向中央領域部の約９０ｍｍ〜約−９０ｍｍが１００％となるように設定されている。第二サブランプ２１８は、軸方向中央領域部の約１６０ｍｍ〜約−１６０ｍｍが１００％となるように設定されている。つまり、第二メインランプ２１４、第一サブランプ２１６、及び第二サブランプ２１８は内部加熱ロール９０の軸方向両端部側よりも軸方向中央領域部を重点して加熱するランプとされている。

「外部加熱ロール」
図３に示すように、外部加熱ロール９２は、アルミニウムよりも熱伝導率の低いステンレスで形成された円筒状のロールとされている。外部加熱ロール９２の表面には厚さ約２０μｍのフッ素樹脂からなる離型層が形成されている。この離型層は、定着ベルト８４の外周面からの僅かなオフセットトナーや紙粉が外部加熱ロール９２に堆積するのを防止するために形成されるものである。

この外部加熱ロール９２の内部には、加熱源として第一メインランプ２２２と第二メインランプ２２４とサブランプ２２６とが設けられている。これにより、定着ベルト８４を外面側から加熱する。なお、本実施形態においては、部加熱ロール９２の内部に設けられた第一メインランプ２２２、第二メインランプ２２４、サブランプ２２６は、ハロゲンランプとされている。

図７（Ｂ）には、外部加熱ロール９２の内部に設けられた第一メインランプ２２２、第二メインランプ２２４、サブランプ２２６の軸方向の配熱分布が示されている。外部加熱ロール９２の内部に設けられた第一メインランプ２１２、第二メインランプ２１４、第一サブランプ２１６、第二サブランプ２１８の軸方向の配熱分布が示されている。なお、Ｍａｉｎ１が第一メインランプ２２２を示し、Ｍａｉｎ２が第二メインランプ２２４を示し、Ｓｕｂ１がサブランプ２２６を示している。また、Ｅ／Ｒｏｌｌは外部加熱ロール９２の略号である（後述する図６も同様）。

第一メインランプ２２２は、軸方向中央領域部の約８０〜−８０ｍｍが１００％とすると、軸方向両外側の約１２０ｍｍ〜約１７０ｍｍ及び約−１２０ｍｍ〜約−１７０ｍｍが２００％となるように設定とされている。第二メインランプ２２４は、軸方向中央領域部の約１０〜−１００ｍｍが１００％とすると、軸方向両端部側の約１００ｍｍ〜約１６０ｍｍ及び約−１００ｍｍ〜約−１６０ｍｍが１５０％となるように設定されている。つまり、第一メインランプ２２２と第二メインランプ２２４は外部加熱ロール９２の軸方向両端部側を重点して加熱するランプとされている。

サブランプ２２６は、軸方向中央領域部の約１００ｍｍ〜約−１００ｍｍが１００％となるように設定されている。つまり、サブランプ２２６は外部加熱ロール９２の軸方向両端部側よりも軸方向中央領域部を重点して加熱するランプとされている。

「加圧ロール」
加圧ロール８８は、アルミニウムからなる円柱状のロール８８Ａを基体として、基体側から順に、シリコーンゴムからなる弾性層８８Ｂと、膜厚１００μｍのフッ素系樹脂からなる剥離層とが積層された構成となっている。また、加圧ロール８８は、回転自在に支持されると共に、図示しないスプリング等の付勢手段によって定着ベルト８４が定着ロール８９に巻き回された部位に押し付けられている。これにより、定着ベルトモジュール８６の定着ロール８９が矢印Ｃ方向へ回転移動するのに伴って、定着ロール８９に従動して矢印Ｅ方向に回転移動する。

「支持ロール」
支持ロール９４は、アルミニウムで形成された円柱状のロールとされている。

「剥離パッド」
剥離パッド９６は、一例として、鉄系の金属や樹脂等の剛体で形成された定着ロール８９と対応する長さを有するブロック状の部材である。剥離パッド９６の断面形状は、定着ロール８９に面する湾曲した内側面９６Ａと、定着ベルト８４を加圧ロール８８に向けて押圧する押圧面９６Ｂと、押圧面９６Ｂに対して決められた角度を有して定着ベルト８４を屈曲させる外側面９６Ｃとを備えて構成される略円弧状を呈している。詳細には、押圧面９６Ｂと外側面９６Ｃから構成される角部Ｕは、加圧ロール８８によって角部Ｕに押し付けられた定着ベルト８４を屈曲させ、角部Ｕをシート部材Ｐの先端が通過する際に、シート部材Ｐの先端と定着ベルト８４を剥離させる。

＜画像構成工程＞
次に、画像形成装置１０の画像形成工程について説明する。
図１に示すように、画像形成装置１０の各ユニットが作動状態になると、制御部１３で画像処理が施された画像データは、各色の色材階調データに変換され、露光ユニット４０に順次出力される。各露光ユニット４０では、各色の色材階調データに応じて各露光光Ｌを出射して、スコロトロン帯電器２０（図２参照）によって帯電した各感光体１８に走査露光を行い、静電潜像が形成される。そして、感光体１８（図２参照）上に形成された静電潜像は、現像装置２２によってそれぞれ第１特別色（Ｖ）、第２特別色（Ｗ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像（現像剤像の一例）として顕在化され現像が行われる。

続いて、各画像形成ユニット１６Ｖ、１６Ｗ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋの感光体１８上に形成された各色のトナー画像は、６つの１次転写ロール３６Ｖ、３６Ｗ、３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｋによって中間転写ベルト３４上に順次多重転写される。そして、中間転写ベルト３４上に多重転写された各色のトナー画像は、２次転写ロール６２によって、給紙カセット４８から搬送されてきたシート部材Ｐ上に２次転写される。

トナー画像が転写されたシート部材Ｐは、搬送装置７０によって第２処理部１０Ｂの内部に設けられた定着ユニット８２に向けて搬送される。

続いて、シート部材Ｐ上の各色のトナー画像が定着ユニット８２により加熱、加圧されることでシート部材Ｐに定着される（定着処理工程の詳細は後述する）。更に、トナー画像が定着されたシート部材Ｐは、冷却ユニット１１０を通過して冷却された後、デカール処理ユニット１４０に送り込まれ、シート部材Ｐに生じた反りが矯正される。そして、反りが矯正されたシート部材Ｐは、排出ロール１９８によって排出部１９６に排出される。

一方、画像が形成されていない非画像面に画像を形成させる場合（所謂両面印刷の場合）は、切替部材（図示省略）によってシート部材Ｐを反転ユニット２００に送り出す。反転ユニット２００へ送り出されたシート部材Ｐは、反転経路２０２を通過して反転され、給紙カセット４８の上方に設けられた搬送経路６０に送り込まれて、前述した手順で裏面にトナー画像が形成される。

なお、制御部１３は、給紙カセット４８に収容されたシート部材Ｐのサイズを検知しており、給紙カセット４８から送り出されたシート部材Ｐのサイズの情報を得るように構成されている。よって、制御部１３は画像形成を行なうシート部材Ｐの搬送方向の長さや搬送方向と直交する用紙幅の情報を得ている（図９の表を参照）。そして、制御部１３は、シート部材Ｐの搬送方向と直交する幅の情報に基づいて、後述する定着温度の制御を行う。

＜定着処理工程＞
つぎに、定着処理工程について図３と図４とを用いて説明する。
搬送装置８０（図４参照）によって、現像剤像の一例としてのトナー画像が保持されたシート部材Ｐがニップ部Ｎに導入される。

定着ロール８９は、モータなどの駆動源（不図示）からの駆動力を受けて、回転している。また、定着ベルト８４は、定着ロール８９が回転するのに伴い、従動して矢印Ｃ方向に回転している。更に、加圧ロール８８も、定着ベルト８４の回転に従動して矢印Ｅ方向する。

ニップ部Ｎに導入されたシート部材Ｐは、この回転している定着ベルト８４及び加圧ロール８８により下流方向に搬送されて行く。シート部材Ｐは、このニップ部Ｎにおいて定着ベルト８４及び加圧ロール８８から加圧、及び加熱作用を受ける。この結果、シート部材Ｐに対しトナー画像の定着がなされる。なお、シート部材Ｐへの加熱は、定着ロール８９、内部加熱ロール９０、及び外部加熱ロール９２によって加熱される定着ベルト８４により行われる。

ニップ部Ｎを通過した定着ベルト８４は、剥離パッド９６の押圧面９６Ｂと外側面９６Ｃから構成される角部Ｕに押し付けられ屈曲する。そして、この角部Ｕをシート部材Ｐの先端が通過する際に、シート部材Ｐの所謂「コシ」によって定着ベルト８４から剥離する（図３参照）。

このようにして、定着ベルト８４から分離されたシート部材Ｐは、搬送装置１０８（図４参照）により、冷却ユニット１１０（図１参照）に搬送される。

＜定着温度の制御＞
ところで、制御部１３は、定着処理が行われる際、トナー画像をシート部材Ｐに適切に定着させるため、定着ロール８９、内部加熱ロール９０、外部加熱ロール９２で点灯させるランプを調整（変更）し、定着ベルト８４が予め定められた温度分布となるように制御している。

そして、本実施形態では、制御部１３は、シート部材Ｐの搬送方向と直交する方向の幅（以降、「用紙幅」と記す）によって点灯させるランプを調整している。

具体的には、図９の表に示すように、
幅Ａ：大幅：２９７≦用紙幅
幅Ｂ：中幅：１１０＜用紙幅＜２９７
幅Ｃ：小幅：用紙幅≦１１０

の三つの場合で、定着ロール８９、内部加熱ロール９０、外部加熱ロール９２で点灯させるランプを変えている。
なお、一般的な定着装置と同様に、常にランプを点灯させているのではなく、予め定められた温度範囲（仕様値）となるように、点灯と消灯とを繰り返す制御がなされている。

図６（Ａ）に示すように、定着ロール８９は、幅Ａ、幅Ｂ、幅Ｃのいずれの場合も、第二メインランプ２０４とサブランプ２０６と点灯させている。なお、第一メインランプ２０２は画像形成中（定着中）には点灯させないが、ＷａｒｍＵｐ時（起動時）や待機時等で点灯させる。

図６（Ｂ）に示すように、外部加熱ロール９２は、幅Ａの場合が、軸方向端部側を重点して加熱する第一メインランプ２２２と、同じく軸方向端部側を重点して加熱する第二メインランプ２２４とを点灯させている。幅Ｂと幅Ｃの場合は、軸方向端部側を重点して加熱する第二メインランプ２２４と軸方向中央領域部を重点して加熱するサブランプ２２６と点灯させている。よって、幅Ａの場合は、軸方向両端部側の定着ベルト８４への加熱量が幅Ｂ及び幅Ｃの場合よりも大きくなる。

図６（Ｃ）に示すように、内部加熱ロール９０は、幅Ａの場合が、軸方向中央領域部を重点して加熱する第一サブランプ２１６と、同じく軸方向中央領域部を重点して加熱する第二サブランプ２１８と点灯させている。幅Ｂと幅Ｃの場合は、軸方向中央領域部を重点して加熱する第二メインランプ２１４と、同じく軸方向中央領域部を重点加熱する第一サブランプ２１６と点灯させている。よって、幅Ｂ及び幅Ｃの場合よりも幅Ａの方が内部加熱ロール９０の表面温度を上げる領域が軸方向に広い。しかし、いずれの場合も軸方向両側部を重点して加熱する第一メインランプ２１２は点灯させていないので、軸方向の中央部領域部が重点して加熱される。なお、第一メインランプ２１２は画像形成中（定着中）には点灯させないが、ＷａｒｍＵｐ時（起動時）や待機時等で点灯させる。

幅Ａの場合、内部加熱ロール９０の軸方向両端部側の定着ベルト８４への加熱量は、外部加熱ロール９２の軸方向両端部側の定着ベルト８４への加熱量よりも、小さくなる。
言い換えると、幅Ａの場合、外部加熱ロール９２の軸方向両端部側の定着ベルト８４への加熱量は、内部加熱ロール９０の軸方向両端部側の定着ベルト８４への加熱量よりも、大きくなる。
また、内部加熱ロール９０は、定着ベルト８４との巻き掛け角度（接触面積）が大きいので、ニップ部Ｎでの定着ベルト８４の温度（定着温度）への影響（寄与）が大きい。

＜作用及び効果＞
つぎに本実施形態の作用及び効果について説明する。

図５に示すように、定着ベルト８４における幅方向（各ロールの軸方向）のシート部材Ｐが接触する部分(中央部分)を通紙部Ｎ１、シート部材Ｐが接触しない部分(両端部)を非通紙部Ｎ２とする。この通紙部Ｎ１と非通紙部Ｎ２とはシート部材Ｐの幅によって範囲が異なる。
よって、幅Ａ（図９参照、用紙幅が２９７ｍｍ以上幅広）の場合は、定着ベルト８４の略全幅に亘ってシート部材Ｐが接触するため、通紙部Ｎ１は定着ベルト８４の両端部８４Ａを含む略全域となり、非通紙部Ｎ２は定着ベルト８４の両端部８４Ａにおける端面８４Ｄの近傍領域のみとなる。

シート部材Ｐを連続して定着すると、定着ベルト８４におけるシート部材Ｐが接触する通紙部Ｎ１はシート部材Ｐに熱を奪われるために温度が下がる。これに対して、定着ベルト８４における非通紙部Ｎ２は熱が奪われないので殆ど温度が下がらない。

幅Ａ（用紙幅が２９７ｍｍ以上幅広）の場合は、定着ベルト８４の略全幅に亘ってシート部材Ｐが接触するため、定着ベルト８４の略全域に亘って温度が低下し、非通紙部Ｎ２である定着ベルト８４の両端部８４Ａにおける端面８４Ｄの近傍領域のみが温度が低下しない。

そこで、定着ベルト８４における通紙部Ｎ１の温度低下を補うために内部加熱ロール９０の温度を軸方向全体で高くするように配熱すると、非通紙部Ｎ２の温度が上がりすぎる。この結果、内部加熱ロール９０の両端部９０Ａの温度が上がりすぎ、このため、内部加熱ロール９０の両端部９０Ａを支持するベアリング７６の温度が上がり高温となる。このようにベアリング７６が高温になると、不具合が生じる虞がある。特に、ベアリング７６に封入されたグリスに不具合が生じやすい。

よって、本実施形態では、これを防止するために、＜定着温度の制御＞で説明したように、内部加熱ロール９０の軸方向両端部側の配熱を下げて軸方向中央領域部を重点的に加熱することで、内部加熱ロール９０の両端部９０Ａの温度上昇を抑え、ベアリング７６に不具合が生じることを防止している。

しかし、このように内部加熱ロール９０の軸方向両端部側の配熱を下げて軸方向中央領域部を重点的に加熱すると、定着ベルト８４の両端部８４Ａの温度が十分に上がらないことが懸念される。つまり、通紙部Ｎ１の両端部の温度が十分に上がらないことが懸念される。

そこで、＜定着温度の制御＞で説明したように、外部加熱ロール９２は、軸方向両側部を高温にする配熱として、定着ベルト８４における両端部８４Ａ（通紙部Ｎ１の両端部）の温度を十分に上げている。

なお、外部加熱ロール９２は、熱伝導率の低いステンレスとされているので、外部加熱ロール９２の端部９２Ａの温度がアルミと比較して高温になりにくい。よって、外部加熱ロール９２の軸方向両側部を高温とする配熱としても、ベアリング７６に伝わる熱が少なく、ベアリング７６の温度上昇が抑えられるので、不具合が生じにくい。

また、幅Ａの定着温度の制御で幅Ｂと幅Ｃとで画像形成すると（幅Ａと、幅Ｂ及び幅Ｃと、で同じ定着温度の制御とした場合）、非通紙部Ｎ２の温度が上がりすぎる虞がある。
これに対して、本実施形態では、前述したように、幅Ａと、幅Ｂ及び幅Ｃと、で定着温度の制御を変えているので、非通紙部Ｎ２の過熱が防止される。

なお、内部加熱ロール９０の軸方向の全長を長くし、定着ベルト８４の端部８４Ａと外部加熱ロール９０の両端部９０Ａ（ベアリング７６）とを十分離すと、内部加熱ロール９０の温度を上げ定着ベルト８４の両端部８４Ａの温度の低下を防止することはできる。しかし、このような方法（内部加熱ロール９０を長くすること）は機器全体の大型化を招く。

これに対して、本実施形態では、前述したように、幅Ａと幅Ｂ及び幅Ｃとで定着温度の制御を変えると共に、外部加熱ロール９２の材料を熱伝導率が小さいステンレスとすることで、内部加熱ロール９０を軸方向に長くすることなく、定着ベルト８４の両端部８４Ａの温度の低下を防止している。
また、内部加熱ロール９０が軸方向に長くならないので、ステアリング動作時に伴う内部加熱ロール９０の可動範囲も小さい。

このように、本実施形態の構成及び制御とすることで、軸方向の大型化を抑制又は防止しつつ、シート部材Ｐの幅が閾値（本実施形態では２９７ｍｍ）以上の場合に、定着ベルト８４の幅方向の端部８４Ａの温度の低下を抑制又は防止することができ、その結果、定着ベルト８４の幅方向の温度分布が狙いの分布に近づけられる。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない

例えば、本実施形態では、外部加熱ロール９２はステンレス製で構成されていたが、これに限定されない。ステンレス以外の熱伝導率の低い材料で構成されていてもよい。

また、例えば、本実施形態では、定着ベルト８４は、定着ロール８９、内部加熱ロール９０、外部加熱ロール９２の三本のロールで巻き掛けていたが、これに限定されない。四以上のロールで巻き掛けた構成であってもよい。

例えば、図８に示すように、定着ロール８９と支持ロール９４との間の定着ベルト８４の外周面９４Ｂに接触するように第二の外部加熱ロール９３を設けてもよい。この場合の第二の外部加熱ロール９２も、第一の外部加熱ロール９２と同様の構成及びランプの点灯仕様とされる。

また、シート部材Ｐの閾値は２９７ｍｍであったが、これに限定されない。閾値は定着装置及び画像形成装置の仕様によって適宜設定される。

また、上記実施形態では、定着ロール８９、内部加熱ロール９０、及び外部加熱ロール９２の、それぞれ両端部８９Ａ，９０Ａ，９２Ａは、定着ユニット８２の筐体７８にボールベアリング７６によって回転可能に支持されていたが、これに限定されない。ボールベアリング以外の軸受で支持されていてもよい。例えば、ローラベアリングなどの他の転がり軸受であってもよい。更に、転がり軸受以外の軸受、例えば、すべり軸受や流体軸受であってもよい。

１０ 画像形成装置。
１０Ａ 第１処理部（画像形成部の一例）
１３ 制御部（制御手段の一例）
８４ 定着ベルト
８４Ａ 端部
８４Ｂ 内周面
８４Ｃ 外周面
８８ 加圧ロール
７６ ベアリング（軸受の一例）
８２ 定着ユニット（定着装置の一例）
８９ 定着ロール（第一加熱ロールの一例）
８９Ａ 端部
９０ 内部加熱ロール（第二加熱ロールの一例）
９０Ａ 端部
９２ 外部加熱ロール（第三加熱ロールの一例）
９２Ａ 端部
Ｎ ニップ部
Ｐ シート部材（記録媒体の一例）

Claims (2)

1. 外周面に加圧ロールが押し付けられ、現像剤像が形成された記録媒体を前記加圧ロールとで挟み込んで搬送しながら、前記記録媒体に前現像剤像を定着させる無端状の定着ベルトと、
   前記定着ベルトの内周面に接触し、前記定着ベルトを挟んで前記加圧ロールが押し付けられ、軸方向の端部が回転可能に軸受で支持された第一加熱ロールと、
   前記定着ベルトの内周面に接触し、前記第一加熱ロールとで前記定着ベルトを巻き掛け、軸方向の端部が回転可能に軸受で支持された第二加熱ロールと、
   前記定着ベルトの外周面に接触し、軸方向の端部が回転可能に軸受で支持され、前記第二加熱ロールよりも熱伝導率が低い材料で構成された一つ又は複数の第三加熱ロールと、
   前記記録媒体の軸方向の幅が閾値以上の場合に、前記第二ロールは軸方向中央領域部で軸方向端部側よりも前記定着ベルトの加熱量が大きくなる設定をすると共に、前記第三加熱ロールは軸方向端部側で軸方向中央領域部よりも前記定着ベルトの加熱量が大きくなる設定をする制御手段と、
   を備える定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置と、
   記録媒体に現像剤像を形成し前記定着装置に搬送する画像形成部と、
   を備える画像形成装置。

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