JP6257390B2

JP6257390B2 - 定着装置

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Publication number: JP6257390B2
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Inventors: 拓也長谷川
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Description

本発明は、記録材上のトナー像を定着する定着装置に関する。

近年、複写機、プリンタ、複合機等の画像形成装置に対して、高速化、高画質化、カラー化、省エネルギー化等が要求されている。また、厚紙やラフ紙、エンボス紙、コート紙等の様々な記録材（以下、用紙と記す）に対応できるマルチメディア対応性、及び高い生産性（単位時間当たりのプリント枚数）も要求されている。

電子写真方式を適用した画像形成装置において、特に秤量の大きい用紙での生産性を上げるためには、定着装置の加熱性能を向上させることが好ましい。

しかし、秤量が大きい用紙（厚紙）の定着に要する熱量は、秤量が小さい用紙（薄紙）に比べて大幅に多い。そのため、定着時に画像加熱回転体としての定着ローラの熱量が多く奪われてその表面温度が低下し、定着不良が生じる場合がある。よって、厚紙を定着する際には、定着性（トナーと記録材との接着力）を確保するために、用紙が定着装置を通過する速度を遅くして定着処理を行っているのが現状である。

そこで、用紙が定着装置を通過する際の速度を遅くすることなく定着する技術として、定着ローラの表面に外部加熱ベルトを当接させ、定着ローラを外部から加熱する外部加熱構成が知られている（特許文献１）。この構成は、内部に発熱体としてハロゲンランプを備えた複数の加熱ローラに外部加熱ベルトを懸架して定着ローラの表面に押圧する。これにより、ハロゲンランプの熱が加熱ローラを介して、外部加熱ベルト、定着ローラ表面の順に伝わり、定着ローラ表面温度の低下が防止される。

特開２００４−１９８６５９号公報

しかしながら、上記従来例では以下のような課題がある。先ず、外部加熱ベルトを用いた外部加熱装置は、通紙前の定着装置スタンバイ時には定着ローラから離間していることが好ましい。なぜなら、定着装置スタンバイ時に定着ローラに外部加熱装置が当接すると、定着ローラが外部加熱装置によって加熱され、定着ローラ表層が所定の温度に達してしまう。そうすると、定着ローラの内部ヒータによる定着ローラ内部加熱が停止することで定着ローラ内部の温度が低下してしまう。

そのような状態になることで、通紙初期において定着ローラの表面温度が急激に低下してしまい、トナーの定着不良が発生してしまうことになる。よって、外部加熱ベルト構成においても、定着ローラに対して、当接および退避することが可能な構成を採ることが好ましい。

次に、外部加熱ベルト構成では、外部加熱ベルトが定着ローラに当接した際に、定着ローラ表面に外部加熱ベルトを密着させることが好ましい。そのために、外部加熱ベルトを懸架する加熱ローラの間隔を、定着ローラにベルトを当接した際に密着性を維持できる位置に固定した場合、外部加熱ベルトの定着ローラからの退避時には定着ローラの曲率の分だけ外部加熱ベルトが弛むことになる。

このような場合、定着ローラから複数の加熱ローラに懸架された外部加熱ベルトを十分に退避させるために、外部加熱装置の定着ローラからの退避量を非常に大きくする。そのために、定着装置全体の構成が大きくなり、定着ローラを設置するスペースを広く取るという問題が生じ得る。

それを解決するために、外部加熱ベルトを懸架する加熱ローラの間隔を可変にするようにどちらか一方または両方の加熱ローラを移動可能にし、加熱ローラ間隔を広げる方向に加熱ローラを移動付勢して外部加熱ベルトにテンションを与える構成にする。これにより外部加熱装置が定着ローラから退避している際の外部加熱ベルトの弛みを防止でき、外部加熱装置の定着装置からの離間量を小さくできるとともに、定着ローラに外部加熱ベルトが当接した際の密着性を得ることが可能となる。

しかしながら、上記のように加熱ローラをテンションローラにして外部加熱ベルトにテンションを与える構成においては、定着ローラに対する外部加熱ベルトの当接および退避動作に伴って加熱ローラが移動する。それに伴って、外部加熱ベルトを介して加熱ローラに当接し温度を検出するサーミスタの加熱ローラに対する当接位置が変化する。

これにより、外部加熱ベルトが定着ローラに対して当接している場合と、定着ローラから退避している場合とで、外部加熱ベルト表面の実際の温度とサーミスタが検出した温度のかい離量（乖離量）が大きくなってしまう。そのために、安定的に外部加熱ベルトの温度を検知することが困難になる。

本発明の目的は、安定的に外部加熱ベルトの温度を検知することができる定着装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明に係る定着装置の代表的な構成は、記録材上のトナー像をその間のニップ部において定着させる第１及び第２の回転体と、
前記第１の回転体を外部から加熱する外部加熱ベルトと、前記外部加熱ベルトの内面を回転可能に支持するとともに前記外部加熱ベルトを前記第１の回転体に向けて押圧する第１及び第２の支持ローラと、前記第１の支持ローラを前記第２の支持ローラから離れる方向へ付勢する付勢部材と、前記第１及び第２の支持ローラを回転可能に保持するとともに前記付勢部材の付勢力に抗して前記第１の支持ローラが前記第２の支持ローラに対し相対移動するのを許容する保持機構と、前記外部加熱ベルトの温度を検出する温度検出素子と、を備えた外部加熱ユニットと、
前記外部加熱ベルトが前記第１の回転体に当接する第１の位置と前記外部加熱ベルトが前記第１の回転体から離れた第２の位置とを取り得るように前記外部加熱ユニットを移動させる移動機構と、を有し、
前記温度検出素子は、前記第１の支持ローラとともに前記外部加熱ベルトを挟み込むように前記保持機構に片持ちで支持されており、前記外部加熱ユニットが前記第１の位置に位置するときと前記第２の位置に位置するときとで前記温度検出素子と前記第１の支持ローラの位置関係は異なり、
前記温度検出素子は、前記外部加熱ベルトが所定の温度に維持された状態のとき、前記第１の位置と前記第２の位置での検出温度よりも前記第１の位置と前記第２の位置との間の所定の位置での検出温度の方が高くなるように配置されていることを特徴とする。

また、上記の目的を達成するための本発明に係る定着装置の他の代表的な構成は、記録材上のトナー像をその間のニップ部において定着させる第１及び第２の回転体と、
前記第１の回転体を外部から加熱する外部加熱ベルトと、前記外部加熱ベルトの内面を回転可能に支持するとともに前記外部加熱ベルトを前記第１の回転体に向けて押圧する第１及び第２の支持ローラと、前記第１の支持ローラを前記第２の支持ローラから離れる方向へ付勢する付勢部材と、前記第１及び第２の支持ローラを回転可能に保持するとともに前記付勢部材の付勢力に抗して前記第１の支持ローラが前記第２の支持ローラに対し相対移動するのを許容する保持機構と、前記外部加熱ベルトの温度を検出する温度検出素子と、を備えた外部加熱ユニットと、
前記外部加熱ベルトが前記第１の回転体に当接する第１の位置と前記外部加熱ベルトが前記第１の回転体から離れた第２の位置とを取り得るように前記外部加熱ユニットを移動させる移動機構と、を有し、
前記温度検出素子は、前記第１の支持ローラとともに前記外部加熱ベルトを挟み込むように設けられ前記保持機構に片持ちで支持されており、前記外部加熱ユニットが前記第１の位置に位置するときと前記第２の位置に位置するときとで前記温度検出素子と前記第１の支持ローラの位置関係は異なり、
前記温度検出素子は、その検出感度が最大となる部位が、前記外部加熱ユニットが前記第１の位置と前記第２の位置との間の所定の位置にあるとき前記外部加熱ベルトと当接する位置関係となるように配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、安定的に外部加熱ベルトの温度を検知することができる。

実施例にかかる外部加熱構成を有する定着装置の概略構成図実施例にかかる画像形成装置の概略構成図第２の位置（退避位置）に移動した状態の外部加熱ユニットの概略構成図外部加熱ユニットと移動機構の平面略図制御系統のブロック図外部加熱ユニットの分解斜視図外部加熱ユニットの左側面図定着動作のフロー図サーミスタの構成を示す模式図サーミスタの対象物に対する当接位置と検出温度の関係の測定方法を示す図サーミスタの対象物に対する当接位置と検出温度の関係を示す図外部加熱ベルトが定着ローラに当接および退避した各位置における第１の加熱ローラの移動を示す図外部加熱ベルトが定着ローラに当接および退避した各位置における第１の加熱ローラの位置を示す図外部加熱ベルトが定着ローラに当接および退避した際のサーミスタと第１の加熱ローラの当接位置を示す図検証方法を示す図

以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。なお、これらの実施例は、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例により限定されるものではない。

<実施例>
［画像形成装置構成］
図２は本実施例における画像形成装置５０の概略構成図である。この画像形成装置５０は、インライン方式、中間転写ベルト方式の電子写真カラーレーザビームプリンタであり、外部加熱ベルト構成を有する定着装置９を備えている。画像形成装置内には、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが併設され、各々異なった色のトナー像が潜像形成、現像、転写の電子写真プロセスを経て形成される。

各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、それぞれ、専用の像担持体、本例では電子写真感光ドラム３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）を具備している。各感光ドラム３は矢印の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。各感光ドラム３の外周には、それぞれ、ドラム帯電器２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、現像器１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）、１次転写帯電器２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）及びクリーナ４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）が配設されている。各感光ドラム３はそれぞれのドラム帯電器２により所定の極性と電位に一様に帯電される。

また、各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、それぞれ、露光装置（レーザスキャナユニット）５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）を具備している。各露光装置５には光源装置（不図示）およびポリゴンミラー（不図示）が設置されている。光源装置から発せられたレーザー光を、ポリゴンミラーを回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、ｆθレンズにより各感光ドラム３の母線上に集光して露光Ｌ（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ）する。これにより、帯電処理後の各感光ドラム３上に画像信号に応じた潜像が形成される。

現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄには、それぞれ、現像剤としてシアン色、マゼンタ色、イエロー色及びブラック色のトナーが、それぞれ供給装置７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）により所定量充填されている。各現像器１は、それぞれ、各感光ドラム３上の潜像を現像して、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロートナー像及びブラックトナー像として可視化する。

各感光ドラム３の下側には各感光ドラム３に隣接して中間転写ベルト１３０が設置されている。中間転写ベルト１３０は駆動ローラ１３と２次転写対向ローラ１４とテンションローラ１５との間に懸架張設されていて、矢示の時計方向に各感光ドラム３と同じ周速度をもって回転駆動されている。

各感光ドラム３上に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト１３０上に順次に重畳されて１次転写される。これにより中間転写ベルト１３０上にカラートナー像が合成形成される。２次転写対向ローラ１４には中間転写ベルト１３０を介して２次転写ローラ１１が当接している。中間転写ベルト１３０と２次転写ローラ１１の当接ニップ部が２次転写部である。この２次転写部で中間転写ベルト１３０上の合成カラートナー像が記録材（以下、用紙と記す）Ｐ上に一括して２次転写される。

各感光ドラム３から中間転写ベルト１３０へのトナー像の１次転写はそれぞれの１次転写帯電器２４に印加される１次転写バイアスにより形成される電界と１次転写ニップ部の圧力によりなされる。１次転写が終了した各感光ドラム３は、それぞれのクリーナ４により転写残トナーを除去され、引き続き次の潜像の形成以下に備えられる。

中間転写ベルト１３０から用紙Ｐへの合成カラートナー像の２次転写は２次転写ローラ１１に２次転写バイアス源によって所望の２次転写バイアスが印加されることでなされる。２次転写後に中間転写ベルト１３０上に残留したトナー及びその他の異物は、テンションローラ１５のベルト懸架部において中間転写ベルト１３０の表面にクリーナ８のクリーニングウエブ（不織布）８ａを当接して拭い取るようにしている。

２次転写部への用紙Ｐの給送は、上下２段の給紙カセット１０の何れかの給紙機構が動作して用紙Ｐが一枚分離給送され、用紙搬送パス２０を搬送される。そして、用紙Ｐは、レジストローラ１２、転写前ガイド（不図示）を通過して２次転写部に所定のタイミングで給送される。同時に、２次転写ローラ１１に２次転写バイアスがバイアス電源からに印加される。この２次転写バイアスにより中間転写ベルト１３０から用紙Ｐへ合成カラートナー像が２次転写される。２次転写部でトナー像の転写を受けた用紙Ｐは定着装置９へ導入されて加熱及び加圧によりトナー像の定着を受ける。定着装置９の詳細は後述する。

片面プリントモードである場合には、定着装置９を出た用紙Ｐは第１姿勢状態のフラッパー１６の上面側の搬送パスを通って装置外の排紙トレイ６に片面プリントの画像形成物として排出される。

両面プリントモードである場合には、定着装置９を出た片面プリント済み用紙Ｐが第２姿勢に切換えられたフラッパー１６により反転パス１７側に導入され、更にスイッチバックパス１８に導入される。そして、このスイッチバックパス１８から両面パス１９の側にスイッチバック搬送される。

その用紙Ｐが両面パス１９から再び搬送パス２０に導入されて、レジストローラ１２、転写前ガイドを通って表裏反転状態にて２次転写部に所定の制御タイミングで導入される。これにより用紙Ｐの２面目に対するトナー像の２次転写がなされる。そして、その用紙Ｐが再び定着装置９に導入され、第１姿勢に戻されたフラッパー１６の上面側の搬送パスを通って排紙トレイ６に両面プリントの画像形成物として排出される。

［定着装置構成］
次に、本実施例における外部加熱ベルト構成を有する定着装置９の構成について詳細に説明する。ここで、定着装置９に関して、前側（正面側）とは装置を用紙導入側から見た側、後側（背面側）とはその反対側である。左右とは定着装置９を前側から見て左または右、上下とは重力方向において上または下である。また、定着装置９またはこれを構成している部材の長手方向（幅方向）とは、回転体の軸線方向（スラスト方向）、又は用紙搬送路面内において用紙搬送方向に直交する方向又はその方向に実質平行な方向である。短手方向とは用紙搬送方向に実質平行な方向である。

図１は定着装置９の要部の横断面模式図である。この定着装置９は、用紙上（記録材上）のトナー像Ｋをその間のニップ部（定着ニップ部）Ｎにおいて定着させる第１及び第２の回転体としての定着ローラ（画像加熱部材）１０１及び加圧ローラ（加圧部材）１０２を有する。また、定着ローラ１０１を外部から加熱する外部加熱ユニット（外部加熱ベルトユニット）２００を有する。

また、外部加熱ユニット２００が有する外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に当接する第１の位置Ｅと外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１から離れた第２の位置Ｆ（図３）とを取り得るようにユニット２００を移動させる移動機構２３０を有する。

（１）定着ローラ１０１
本実施例における定着ローラ１０１は金属製のパイプ状芯金１０１ａの外周面に耐熱性の弾性層１０１ｂと耐熱性の離型層１０１ｃとを順次に積層した複合層中空ローラである。芯金１０１ａの内部には加熱源（発熱体）としてのハロゲンヒータ１１１が配置されている。定着ローラ１０１は左右の両端部がそれぞれ定着装置筐体（装置シャーシー）の左右の側板２０２Ｌ、２０２Ｒ（図４）間に軸受部材（不図示）を介して回転可能に保持されて実質水平に配設されている。

定着ローラ１０１は駆動源としてのモータＭ１（図５）の駆動力が伝達機構（不図示）を介して伝達されて矢印Ｒ１０１の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転駆動される。モータＭ１は制御部（ＣＰＵ）１４０で制御されるモータコントローラ１４１でモータドライバ１４２がオン／オフされて駆動と駆動停止がなされる。

定着ローラ１０１はハロゲンヒータ１１１にヒータドライバ１４４（図５）から電力が通電経路（不図示）を介して供給されてハロゲンヒータ１１１が発熱することにより内部加熱される。定着ローラ１０１の表面温度は定着ローラ１０１に接触する温度検出素子（温度検知手段）としてのサーミスタ１２１によって検出され、その検出温度に関する電気的情報が制御部１４０に入力する。制御部１４０はその入力情報に基づいて、定着ローラ１０１の表面温度が所定の目標温度に立ち上がって維持されるようにヒータコントローラ１４３を介してヒータドライバ１４４をオン／オフしてハロゲンヒータ１１１に対する供給電力を制御する。

（２）加圧ローラ１０２
本実施例における加圧ローラ１０２は金属製のパイプ状芯金１０２ａの外周面に耐熱性の弾性層１０２ｂと耐熱性の離型層１０２ｃを順次に積層した複合層中空ローラである。芯金１０２ａの内部には加熱源としてのハロゲンヒータ１１２が配置されている。加圧ローラ１０２は定着ローラ１０１の下側において定着ローラ１０１に対して実質平行に配列されており、左右の両端部がそれぞれ定着装置筐体の左右の側板２０２Ｌ、２０２Ｒ間に軸受部材（不図示）を介して回転可能に保持されている。

加圧ローラ１０２の左右の軸受部材はそれぞれ側板２０２Ｌ、２０２Ｒに対して上下方向にスライド移動可能に配設されている。そして、左右の軸受部材はそれぞれ制御部１４０で制御されるシフト機構２４０により上昇移動または下降移動される。

左右の軸受部材がシフト機構２４０により上昇移動されることで加圧ローラ１０２の上面が定着ローラ１０１の下面に対して弾性層１０２ｂの弾性に抗して所定の押圧力で押し当たる。これにより、定着ローラ１０１と加圧ローラ１０２との間に用紙搬送方向ａにおいて所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。また、左右の軸受部材がシフト機構２４０により下降移動されることで加圧ローラ１０２は定着ローラ１０１に対して非接触に離間した状態に保持される。

加圧ローラ１０２は定着ローラ１０１に当接している状態において定着ローラ１０１が回転駆動されることで定着ローラ１０１の回転駆動に伴って矢印Ｒ１０２の反時計方向に定着ローラ１０の周速度と実質同じ周速度で従動して回転する。シフト機構２４０の具体的な構成は図に省略したけれども、例えば、制御部１４０で制御される駆動源あるいは電磁ソレノイド、レバー、ばね、カムなどの部材を用いて構成することができる。

加圧ローラ１０２はハロゲンヒータ１１２にヒータドライバ１４４から電力が通電経路（不図示）を介して供給されてハロゲンヒータ１１２が発熱することにより内部加熱される。加圧ローラ１０２の表面温度は加圧ローラ１０２に接触するサーミスタ１２２によって検出され、その検出温度に関する電気的情報が制御部１４０に入力する。制御部１４０はその入力情報に基づいて、加圧ローラ１０２の表面温度が所定の目標温度に立ち上がって維持されるようにヒータコントローラ１４３を介してヒータドライバ１４４をオン／オフしてヒータ１１２に対する供給電力を制御する。

（３）外部加熱ユニット２００
外部加熱ユニット２００は、図１、図３のように、定着ローラ１０１の上側において移動機構２３０に保持されて配設されている。図４は外部加熱ユニット２００とそれを保持している移動機構２３０の平面図（上面図）である。図６は外部加熱ユニット２００の分解斜視図である。

本実施例における外部加熱ユニット２００は、定着ローラ１０１を外部から加熱する外部加熱ベルト１０５を有する。また、この外部加熱ベルト１０５の内面を回転可能に支持するとともに外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に向けて押圧する第１及び第２の支持ローラとしての第１及び第２の加熱ローラ１０３、１０４を有する。また、第１の加熱ローラ１０３を第２の加熱ローラ１０４から離れる方向へ付勢する付勢部材としての加圧ばね３０１Ｌ、３０１Ｒを有する。

また、外部加熱ユニット２００は、第１及び第２の加熱ローラ１０３、１０４を回転可能に支持するとともに加圧ばね３０１Ｌ、３０１Ｒの付勢力に抗して第１の加熱ローラ１０３が相対移動するのを許容する保持機構としてのユニット枠体２０６を有する。また、第１の加熱ローラ１０３とともに外部加熱ベルト１０５を挟み込むように設けられ外部加熱ベルト１０５の温度を検出する温度検出素子としてのサーミスタ１２３を有する。

外部加熱ユニット２００の有する上記の構成部材はすべて保持機構としてのユニット枠体２０６に組み込まれている。ユニット枠体２０６は、左右方向に長い平板部２０７と、その平板部２０７の左右両端部に固定して配設された前後方向に長い垂直の側板部２０８Ｌ、２０８Ｒを有する。

左右の側板部２０８Ｌ、２０８Ｒには、それぞれ、鏡面対称に、第１の軸受穴２０９Ｌ、２０９Ｒ、第２の軸受穴２１０Ｌ、２１０Ｒが設けられている。第１の軸受穴２０９Ｌ、２０９Ｒは、それぞれ、側板部２０８Ｌ、２０８Ｒの前後方向の後側に設けられており、前後方向に長い長穴とされている。第２の軸受穴２１０Ｌ、２１０Ｒは、それぞれ、側板部２０８Ｌ、２０８Ｒの前後方向の前側に、第１の軸受穴２０９Ｌ、２０９Ｒとは所定の間隔をあけて設けられており、丸穴とされている。

第１の軸受穴２０９Ｌ、２０９Ｒと第２の軸受穴２１０Ｌ、２１０Ｒとの間には前後方向に長い長穴２１１Ｌ、２１１Ｒが設けられている。この長穴２１１Ｌ、２１１Ｒはそれぞれ第１の軸受穴２０９Ｌ、２０９Ｒに連通している。第２の軸受穴２１０Ｌ、２１０Ｒよりも前側にはそれぞれ前後方向に長く、第２の軸受穴２１０Ｌ、２１０Ｒよりも小さい第３の軸受長穴２１２Ｌ、２１２Ｒが設けられている。

側板部２０８Ｌ、２０６Ｒの内面側には、それぞれ、第３の軸受長穴２１２Ｌ、２１２Ｒの上側にピン軸２１３Ｌ、２１３Ｒが設けられている。また、側板部２０８Ｌ、２０６Ｒの外面側には、側板部の前後方向のほぼ中央部で且つ側板部の上部にそれぞれ軸部２１４Ｌ、２１４Ｒが設けられている。

平板部２０７の上面には、平板部２０７の長手方向のほぼ中央部において平板部２０７の短手方向（前後方向）の後側寄りの位置と前側寄りの位置とにそれぞれサーミスタ取付け台座２１５、２１７が設けられている。台座２１５に隣接して台座２１５の後側にはサーミスタ差し込み穴２１６が設けられている。また、台座２１７に隣接して台座２１７の前側にはサーミスタ差し込み穴２１８が設けられている。

第１の加熱ローラ１０３は金属製のパイプ状ローラであり、内部には加熱源としてのハロゲンヒータ１１３が配置されている。第１の加熱ローラ１０３は両端部をそれぞれ軸受部材１０６Ｌ、１０６Ｒを介してユニット枠体２０６の側板部２０８Ｌ、２０８Ｒ間に回転可能に保持されている。

軸受部材１０６Ｌ、１０６Ｒはそれぞれ側板部２０８Ｌ、２０８Ｒの第１の軸受穴２０９Ｌ、２０９Ｒに対して外れ止めされて嵌入されている。軸受部材１０６Ｌ、１０６Ｒはそれぞれ前後方向に長い長穴である第１の軸受穴２０９Ｌ、２０９Ｒにガイドされて前後方向にスライド移動可能である。即ち、第１の加熱ローラ１０３は側板部２０８Ｌ、２０８Ｒ間において前後方向に平行移動可能である。

第２の加熱ローラ１０４も金属製のパイプ状ローラであり、内部には発熱体としてのハロゲンヒータ１１４が配置されている。第２の加熱ローラ１０４は両端部をそれぞれ軸受部材１０７Ｌ、１０７Ｒを介してユニット枠体２０６の側板部２０８Ｌ、２０８Ｒ間に回転可能に保持されている。

軸受部材１０７Ｌ、１０７Ｒはそれぞれ側板部２０８Ｌ、２０８Ｒの第２の軸受穴２１０Ｌ、２１０Ｒに外れ止めされて嵌入されている。第２の軸受穴２１０Ｌ、２１０Ｒは丸穴であり、軸受部材１０７Ｌ、１０７Ｒはこの軸受穴２１０Ｌ、２１０Ｒに外れ止めされて嵌入されることで側板部２０８Ｌ、２０８Ｒに対してそれぞれ位置が固定されて保持されている。即ち、第２の加熱ローラ１０４は側板部２０８Ｌ、２０８Ｒに対して位置が固定されて回転可能に保持されている。

外部加熱ベルト１０５は、本実施例においては、金属製の基材（ステンレスやニッケル等）又は樹脂製の基材（ＰＩ等）の層を有する。そして、トナーとの付着を防止するために、耐熱性の摺動層としてフッ素系樹脂で被覆されている、可撓性を有する無端状ベルトである。外部加熱ベルト１０５は第１と第２の加熱ローラ１０３、１０４間に懸架されている。

側板部２０８Ｌ、２０８Ｒの長穴２１１Ｌ、２１１Ｒにはそれぞれ付勢部材としての加圧ばね３０１Ｌ、３０１Ｒが押し縮められて嵌入されている。本実施例において加圧ばね３０１Ｌ、３０１Ｒは細長いばね板を蛇腹状に折り曲げた形態の部材である。この加圧ばね３０１Ｌ、３０１Ｒの押し縮め反力により軸受部材１０６Ｌ、１０６Ｒには前後方向に長い長穴である第１の軸受穴２０９Ｌ、２０９Ｒに沿って後方へスライド移動する押圧力が常時作用している。

即ち、加圧ばね３０１Ｌ、３０１Ｒは第１の加熱ローラ１０３を第２の加熱ローラ１０４から離れる方向へ常時移動付勢している。これにより、第１の加熱ローラ１０３は第２の加熱ローラ１０４との間において外部加熱ベルト１０５に張りを与えるテンションローラとして機能する。

１０８は外部加熱ベルト１０５の表面をクリーニングするクリーニングローラである。このクリーニングローラ１０８は中心のローラ軸１０８ａの左右両端部がそれぞれユニット枠体２０６の側板部２０８Ｌ、２０８Ｒにおける第３の軸受長穴２１２Ｌ、２１２Ｒに嵌入されて側板部２０８Ｌ、２０８Ｒ間に回転可能に保持されている。

クリーニングローラ１０８は加圧手段としての左右のねじりばね１０９Ｌ、１０９Ｒにより第２の加熱ローラ１０４の外部加熱ベルト懸架部において外部加熱ベルト１０５の表面に所定の圧力で常時押圧されている。そして、クリーニングローラ１０８は外部加熱ベルト１０５の回転に従動して回転する。第２の加熱ローラ１０４の外部加熱ベルト懸架部は第２の加熱ローラ１０４と外部加熱ベルト１０５との接触部である。

ねじりばね１０９Ｌ、１０９Ｒはそれぞれユニット枠体１０６の側板部２０８Ｌ、２０８Ｒのピン軸２１３Ｌ、２１３Ｒに保持されている。そして、各ねじりばね１０９Ｌ、１０９Ｒにおいて、一方のばね腕部がそれぞれその側の側板部２０８Ｌ、２０８Ｒに係止されており、他方のばね腕部がそれぞれその側のローラ軸１０８ａに当接している。これにより、クリーニングローラ１０８が外部加熱ベルト１０５に押圧されている。

サーミスタ１２３は被取り付け座１２３ａにばね板部１２３ｂを介して片持ちで支持されている。そして、平板部２０７の穴２１６にサーミスタ１２３側を第１の加熱ローラ１０３の外部加熱ベルト懸架部に向けて上から下に差し込み、被取り付け座１２３ａを取付け台座２１５に対して固定して配設されている。第１の加熱ローラ１０３の外部加熱ベルト懸架部は第１の加熱ローラ１０３と外部加熱ベルト１０５との接触部である。サーミスタ１２３は第１の加熱ローラ１０３の外部加熱ベルト懸架部においてばね板部１２３ｂのばね性により外部加熱ベルト１０５の表面に弾性的に当接する。

このように、サーミスタ１２３は第１の加熱ローラ１０３とともに外部加熱ベルト１０５を挟み込むように設けられて外部加熱ベルト１０５の温度を検出する。

サーミスタ１２４も被取り付け座１２４ａにばね板部１２４ｂを介して片持ちで支持されている。そして、平板部２０７の穴２１８にサーミスタ１２４側を第２の加熱ローラ１０４の外部加熱ベルト懸架部に向けて上から下に差し込み、被取り付け座１２４ａを取付け台座２１７に対して固定して配設されている。サーミスタ１２４は第２の加熱ローラ１０４の外部加熱ベルト懸架部においてばね板部１２４ｂのばね性により外部加熱ベルト１０５の表面に弾性的に当接する。

このように、サーミスタ１２４は第２の加熱ローラ１０４とともに外部加熱ベルト１０５を挟み込むように設けられて外部加熱ベルト１０５の温度を検出する。

（４）移動機構２３０
移動機構２３０は外部加熱ベルト１０５の定着ローラ１０１に対する当接／退避動作を行なう機構である。即ち、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に当接する第１の位置Ｅ（図１）と外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１から離れた第２の位置Ｆ（図３）とを取り得るように外部加熱ユニット２００を移動させる機構である。

移動機構２３０は、図４のように、定着装置筐体の左右の側板２０２Ｌ、２０２Ｒの前側において側板２０２Ｌ、２０２Ｒ間に配置されたシャフト２０３を有する。このシャフト２０３を中心に回動可能で、側板２０２Ｌ、２０２Ｒの前側から後側に伸びている左右の加圧アーム１１７Ｌ、１１７Ｒを有する。

また、左右の側板２０２Ｌ、２０２Ｒの後側において側板２０２Ｌ、２０２Ｒ間に回転可能に軸受保持されたカム軸２０１と、このカム軸２０１に同じ位相で固着された同一形状の左右のカム２０５Ｌ、２０５Ｒを有する。左右のカム２０５Ｌ、２０５Ｒはそれぞれ左右の加圧アーム１１７Ｌ、１１７Ｒの自由端部の下面側に対応する位置に配設されている。

また、加圧アーム１１７Ｌ、１１７Ｒの自由端部の上面側と定着装置筐体の不動部材２２０との間にはそれぞれ加圧ばね２０４Ｌ、２０４Ｒが縮められて配設されている。従って、加圧アーム１１７Ｌ、１１７Ｒはそれぞれシャフト２０３を中心に定着ローラ１０１の方向に常時付勢されている。

外部加熱ユニット２００はユニット枠２０６の左右の側板部２０８Ｌ、２０８Ｒに設けられた軸部２１４Ｌ、２１４Ｒがそれぞれ左右の加圧アーム１１７Ｌ、１１７Ｒの長手方向の途中部において回転自在に係止されて保持されている。

カム１０５Ｌ、１０５Ｒはカム軸２０１と一体に回転する。カム１０５Ｌ、１０５Ｒは回転することにより、加圧アーム１１７Ｌ、１１７Ｒをシャフト２０３を中心に昇降回動させ、外部加熱ユニット２００における外部加熱ベルト１０５の定着ローラ１０１に対する当接／退避動作を行う。

カム軸２０１は駆動源としてのモータＭ２の駆動力が伝達されて回転し、カム１０５Ｌ、１０５Ｒの大隆起部が図１のように下向きとなった第１回転角と大隆起部が図３のように上向きとなった第２回転角とに半回転間欠駆動制御される。モータＭ２１は制御部１４０で制御されるモータコントローラ１４１でモータドライバ１４２がオン／オフされて駆動と駆動停止がなされる。半回転クラッチ機構を用いることでカム軸２０１の上記の半回転間欠制御を行うこともできる。

カム軸２０１が第１回転角に制御されることで、カム１０５Ｌ、１０５Ｒは図１のように大隆起部が下向きとなり、それぞれ、左右の加圧アーム１１７Ｌ、１１７Ｒに対して非接触となる。この状態において、外部加熱ユニット２００は第１と第２の加熱ローラ１０３と１０４の間において外部加熱ベルト１０５の下側ベルト部分が定着ローラ１０１にローラ当接する第１の位置Ｅに位置する。

このとき、加圧ばね２０４Ｌ、２０４Ｒの圧縮反力による加圧アーム１１７Ｌ、１１７Ｒのシャフト２０３を中心とする押し下げ方向の回動力が軸部２１４Ｌ、２１４Ｒを介して外部加熱ユニット２００のユニット枠体１０６に作用している。そのため、外部加熱ベルト１０５を懸架している第１と第２の加熱ローラ１０３と１０４がそれぞれ定着ローラ１０１に対して押し付けられている。

これにより第１と第２の加熱ローラ１０３、１０４との間に懸架されている外部加熱ベルト１０５の下側ベルト部分が定着ローラ１０１に向けて押圧されて定着ローラ１０１の外周面に対して腹当てに当接して所定のニップ幅の接触面Ｎｅ（図１）を形成する。

上記の下側ベルト部分は定着ローラ１０１の外周面の曲率によって第１と第２の加熱ローラ１０３と１０４との間の内部方向にベルト張力に抗して押し込まれる。そのために、テンションローラとしての第１の加熱ローラ１０３は加圧ばね３０１Ｌ、３０１Ｒの付勢力に抗して第２の加熱ローラ１０４に近づく方向に移動する。

第１の加熱ローラ１０３の移動は図７の（ａ）のように軸受部材１０６Ｌ、１０６Ｒがそれぞれ前後方向に長い長穴である第１の軸受穴２０９Ｌ、２０９Ｒに沿って矢印Ａのように前方へ加圧ばね３０１Ｌ、３０１Ｒの付勢力に抗して移動することでなされる。図７の（ａ）は左側の軸受部材１０６Ｌの移動の様子を示しているが右側の軸受部材１０６Ｒの移動も同様である。

かくして、定着ローラ１０１に外部加熱ベルト１０５を当接させたときに、第２の加熱ローラ１０４はユニット枠体１０６に固定されて動かない。これに対して、第１の加熱ローラは外部加熱ベルト１０５のテンションローラとして前後方向に長い長穴である第１の軸受穴２０９Ｌ、２０９Ｒに沿って前後方向に移動可能にユニット枠体１０６に配設されている。そのため第１の加熱ローラ１０３は定着ローラ１０１に当接した際に第２の加熱ローラ１０４に近づく方向に移動し、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に対して所望のニップ幅で密着する位置に配置される。

上記のように外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に対して所望のニップ幅で当接して良好な密着性を得るために、加圧ばね２０４Ｌ、２０４Ｒによって外部加熱ユニット２００が定着ローラ１０１に対して加圧されている。

上記のように外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に当接された状態において定着ローラ１０１が回転駆動されることで、外部加熱ベルト１０５は図１において矢印の反時計方向に従動して回転する。この外部加熱ベルト１０５の回転に伴って第１と第２の加熱ローラ１０３と１０４も従動して回転する。また、外部加熱ベルト１０５の回転に伴ってクリーニングローラ１０８が従動して回転する。

第１と第２の加熱ローラ１０３と１０４は、それぞれ、ハロゲンヒータ１１３と１１４にヒータドライバ１４４から電力が通電経路（不図示）を介して供給されてハロゲンヒータ１１３、１１４が発熱することにより内部加熱される。そして、外部加熱ベルト１０５はハロゲンヒータ１１３と１１４により内部加熱される第１と第２の加熱ローラ１０３と１０４の熱により加熱される。

第１と第２の加熱ローラ１０３と１０４とにより加熱される外部加熱ベルト１０５の表面温度はサーミスタ１２３と１２４でそれぞれ検出され、それぞれの検出温度に関する電気的情報（出力）が制御部１４０に入力する。

制御部１４０は、サーミスタ１２３による外部加熱ベルト１０５の表面温度が所定の目標温度に立ち上がって維持されるようにヒータコントローラ１４３を介してヒータドライバ１４４をオン／オフしてヒータ１１３に対する供給電力を制御する。また、サーミスタ１２４による外部加熱ベルト１０５の表面温度が所定の目標温度に立ち上がって維持されるようにヒータコントローラ１４３を介してヒータドライバ１４４をオン／オフしてヒータ１１４に対する供給電力を制御する。

かくして、定着ローラ１０１の表面は当接している外部加熱ベルト１０５により外部加熱される。外部加熱ベルト１０５の目標温度は定着ローラ１０１の目標温度よりも高く設定してある。そのため、定着ローラ１０１の表面温度が定着ニップ部Ｎにおける用紙Ｐとの接触により降下することに対してレスポンス（熱の感応精度）良く外部加熱ベルト１０５から定着ローラ１０１に熱が供給される。

また、カム軸２０１が第２回転角に制御されることで、カム１０５Ｌ、１０５Ｒは図３のように大隆起部が上向きとなる。これにより、左右の加圧アーム１１７Ｌ、１１７Ｒがシャフト２０３を中心に加圧ばね２０４Ｌ、２０４Ｒの加圧力に抗して持ち上げ回動される。そして、外部加熱ユニット２００が定着ローラ１０１から持ち上げれて、外部加熱ベルト１０５の下側ベルト部分が定着ローラ１０１から離れた第２の位置Ｆに移動される。

この場合において、第１の加熱ローラ１０３はテンションローラとして第２の加熱ローラ１０４から離れる方向に加圧ばね３０１Ｌ、３０１Ｒで付勢されている。そのため外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１から退避した際には、第１の加熱ローラ１０３は図７の（ｂ）のように軸受部材１０６Ｌ、１０６Ｒが前後方向に長い長穴である第１の軸受穴２０９Ｌ、２０９Ｒに沿って矢印Ｂのように後方へ移動する。これにより、外部加熱ベルト１０５の弛みが吸収される。図７の（ｂ）は左側の軸受部材１０６Ｌの移動の様子を示しているが右側の軸受部材１０６Ｒの移動も同様である。

即ち、図３のように、外部加熱ベルト１０５が第１の加熱ローラ１０３と第２の加熱ローラ１０４の接線方向に引っ張られる方向に張りが付与される。これにより、定着ローラ１０１から外部加熱ベルト１０５を十分に離間させるための、外部加熱ユニット２００の退避量を軽減することが可能になる。本実施例では、第２の加熱ローラ１０４を固定側として、第１加熱ローラ１０３を移動可能な構成にしている。

これにより、定着ローラ１０１に当接した際には外部加熱ベルト１０５と定着ローラ１０１の密着性を向上し、定着ローラ１０１から退避した際は大きな離間量を必要とせずに、外部加熱ベルト１０５を退避することが可能になる。

（５）定着動作
図８のフローチャート、図５の制御系統のブロック図を用いて、定着装置９の定着動作を説明する。画像形成装置１の電源がオフにされている状態時においては、定着装置９において、定着ローラ１０１の駆動は停止している。加圧ローラ１０２は定着ローラ１０１から離間している。外部加熱ユニット２００は定着ローラ１０１から離間している。各ハロゲンヒータ１１１〜１１４への電力供給はオフである。

画像形成装置１の電源がオンされると（ステップＳ１）、制御部１４０において、定着ローラ１０１、加圧ローラ１０２及び外部加熱ベルト１０５の目標温度（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）が設定される（Ｓ２）。定着ローラ１０１、加圧ローラ１０２、第１と第２の加熱ローラ１０３、１０４をそれぞれ加熱するためにそれぞれのハロゲンヒータ１１１、１１２、１１３、１１４に対する通電が開始され、各部材１０１、１０２、１０５の温度が調整される（Ｓ３、Ｓ４）。

上記の目標温度（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）は使用される用紙の種類によって設定される。例えば、画像形成装置１の操作パネル２５０から、ユーザーが使用する用紙の種類情報が入力され、その種類情報を、用紙情報検知手段で検知して、制御部１４０が定着動作を行う用紙の情報を入手する。制御部１４０は、入手した用紙情報に基づいて、定着装置９の各部材１０１、１０２、１０３、１０４の温度を設定し、それぞれのサーミスタ１２１、１２２、１２３、１２４から得られる温度をもとに調整する。

各部材１０１、１０２、１０５が目標温度に達して、目標温度（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）になるように温調された状態（スタンバイ状態）を維持する（Ｓ５）。制御部１４０はプリント信号を受信すると（Ｓ６）、画像形成ジョブを開始させる（Ｓ７）。プリントが開始すると、各部材１０１、１０２、１０５の目標温度が用紙の種類に応じたプリント時の目標温度（Ｔ１´、Ｔ２´、Ｔ３´）に切り替わる。そして、それぞれのサーミスタ１２１、１２２、１２３、１２４から得られる温度をもとに各部材１０１、１０２、１０５の温度が調整される（Ｓ８）。

そして、定着ローラ１０１の駆動と給紙が開始される（Ｓ９）。定着ローラ１０１の駆動はプリント時の所定の周速度でなされる。シフト機構２４０の動作により加圧ローラ１０２が定着ローラ１０１に当接され、また移動機構２３０の動作により外部加熱ユニット２００、即ち外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に当接する（Ｓ１０）。加圧ローラ１０２と外部加熱ベルト１０５は定着ローラ１０１の回転に従動して回転する。

この状態において、定着装置９の定着ニップ部Ｎに画像形成部側から搬送される未定着トナー像を担持した用紙Ｐが導入されて画像定着が実行される。そして、制御部１４０がプリント終了信号を受信するまで定着装置９の上記の定着動作は継続される（Ｓ１１）。画像形成ジョブが終了すると（Ｓ１２）、シフト機構２４０の動作により加圧ローラ１０２が定着ローラ１０１から離間され、また移動機構２３０の動作により外部加熱ユニット２００、即ち外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１から退避する。そして定着ローラ１０１の駆動がオフにされる（Ｓ１３）。

定着ローラ１０１、加圧ローラ１０２及び外部加熱ベルトの目標温度（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）に再度設定され、それぞれのサーミスタ１２１、１２２、１２３、１２４から得られる温度をもとに各部材１０１、１０２、１０５の温度が調整される（Ｓ１４）。

制御部１４０は次のプリント信号を受信するまで、定着装置９を上記の（スタンバイ状態）に維持する（Ｓ５）。なお、定着装置９のスタンバイ状態において、定着ローラ１０１をプリント時よりも低速で回転駆動する制御シーケンスとすることもできる。

（６）温度検出素子
次に、外部加熱ベルト表面に当接して、外部加熱ベルト１０５の表面温度を所定の目標温度になるように制御（温度調節）する温度検出素子としてのサーミスタ１２３（１２４）の構成を図９に示す。サーミスタは温度変化に対してきわめて大きな抵抗変化を示す抵抗器である。温度の上昇に伴って抵抗値が変化するために、抵抗値の変化を温度変化に変換して対象物の温度を測定することが可能になっている。

サーミスタ素子４０１の大きさは様々であるが、高精度に温度を測定するものになるほど小さくなる（１ｍｍ以下）。サーミスタの形状も様々であるが、ステンレスやリン青銅等の薄い金属板４０２にサーミスタ素子４０１を接着剤で張り付ける。そして、対象物に薄い金属板のばね性を利用して当接させることで薄い金属板を介してサーミスタ素子４０１の抵抗値を測定し、対象物の温度を測定する構成が良く知られている。

このように、サーミスタ対象物に対して当接するサーミスタ構成の場合、図９のようにサーミスタ素子４０１が金属板４０２に対して非常に小さい。そのために、金属板４０２が対象物に接触する位置によって、サーミスタ素子４０１の抵抗値の変化量が変化し、実際の対象物の温度とサーミスタが検出する温度に違いがでてくる。

例として、サーミスタと対象物との当接位置の関係を示す。図１０に示すように２００℃に温調された対象物４０３に対して、サーミスタ１２３（１２４）の当接位置を変化させ、各位置におけるサーミスタの検出温度を比較する。サーミスタ１２３（１２４）の当接位置はサーミスタ素子４０１の直下の位置を０とし、その位置からの位置ズレ量とサーミスタが検知した温度の関係を測定した結果を図１１に示す。

図１１に示すように、サーミスタ素子４０１からの位置ズレが０．５ｍｍ程度であれば、実際の対象物４０３の温度とサーミスタ１２３（１２４）の検出温度のかい離が１℃未満である。これに対して、１ｍｍ位置がずれることで対象物４０３の温度とサーミスタ１２３（１２４）の検知温度が４℃程度ずれることがわかる。

このように、サーミスタ素子４０１の直下の位置から対象物４０３の当接位置が離れるほど、検知温度が実温度より低くなり、その検知される温度はサーミス素子４０１の位置を中心に振り分けられた位置で対称的に温度が低下することがわかる。また、サーミスタ素子４０１から離れるほど、実際の対象物４０３の温度に対するサーミスタ１２３（１２４）の検知温度の低下率も大きくなり、検知温度が大きくばらついてしまうことがわかる。

本実施例における定着装置９においては、外部加熱ユニット２００の第１の加熱ローラ１０３が可動のテンションローラとなっている。そして、この第１の加熱ローラ１０３は外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に当接した際には図１２の（ａ）の模式図のように固定側の第２の加熱ローラ１０４に近づく矢印Ａの方向に１ｍｍ程度移動する。また、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１から退避した際には第１の加熱ローラ１０３は図１２の（ｂ）の模式図のように固定側の第２の加熱ローラ１０４から遠ざかる矢印Ｂの方向に１ｍｍ程度移動する。

そのために、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に当接した際には、外部加熱ベルト１０５の表面に当接しているサーミスタ１２３の当接位置が図１３の（ａ）の模式図のようにサーミスタ１２３の取付面根元に近づく方向に変化する。また、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１から退避した際には、外部加熱ベルト１０５の表面に当接しているサーミスタ１２３の当接位置が図１３の（ｂ）の模式図のようにサーミスタ１２３の取付面から遠ざかる方向に変化する。

このような構成になっているために、例えば、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に対して当接した位置において、サーミスタ素子４０１の直下の部分で外部加熱ベルト１０５の表面に当接していた場合を考える。この場合は、定着ローラ１０１に対して当接した位置においてはサーミスタ１２３が検出する温度は外部加熱ベルト１０５の表面の温度に近しい値を検出することが可能になる。しかしながら、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に対して、退避した位置においては、サーミスタ１２３が検出する温度が外部加熱ベルト１０５の実際の温度より大幅に低い温度を検出してしまう。

よって、スタンバイ時の外部加熱ベルト１０５が目標温度Ｔ３になるように、ハロゲンヒータ１１３を点灯させてしまうために、外部加熱ベルト１０５の表面温度が目標温度Ｔ３に対して大幅に高くなってしまう。このような状態になると、プリント開始直後に定着ローラ１０１に外部加熱ベルト１０５が当接した際に、定着ローラ１０１の表面の温度が定着に最適な温度より高くなっている。そのため、用紙Ｐ上のトナー像が過溶融し、定着ローラ１０１にオフセットし、定着画像を汚してしまう「ホットオフセット」と呼ばれる画像不良が発生してしまう。

また、例えば、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に対して退避した位置において、サーミスタ素子４０１の直下の部分で外部加熱ベルト１０５の表面に当接していた場合を考える。この場合は、定着ローラ１０１に対して退避した位置においてはサーミスタ１２３が検出する温度が外部加熱ベルト１０５の表面の温度に近しい値を検出することが可能になる。しかしながら、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に対して、当接した位置においては、サーミスタ１２３が検出する温度が外部加熱ベルト１０５の実際の温度より大幅に低い温度を検出してしまう。

よって、プリント時の外部加熱ベルト１０５の表面が目標温度Ｔ３´になるように、ハロゲンヒータを点灯させてしまうために、外部加熱ベルト１０５の表面温度が目標温度Ｔ３´に対して大幅に高くなってしまう。このような状態になると、プリント開始して外部加熱ベルト１０５が当接することで連続プリントの最中に定着ローラ１０１に与える熱量が想定している熱量より多くなってしまう。そのため、定着ローラ１０１の表面温度が徐々に上昇してしまう。このような状態になると、連続プリント中に「ホットオフセット」が発生してしまう。

そこで、図１４のように、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に対して、退避および当接した位置における、サーミスタ１２３の第１の加熱ローラ１０３に接触する位置をサーミスタの素子４０１からの距離が実質等しくなる位置で当接する構成にする。つまり、図１４で示すａとｂの長さが実質等しくなる位置で当接する構成にする。

即ち、サーミスタ１２３は、外部加熱ベルト１０５が所定の温度に維持された状態のとき、外部加熱ベルトの第１の位置Ｅと第２の位置Ｆでの検出温度よりも第１の位置Ｅと第２の位置Ｆとの間の所定の位置での検出温度の方が高くなるように配置する。あるいは、サーミスタ１２３は、その検出感度が最大となる部位４０１が外部加熱ベルト１０５が第１の位置Ｅと第２の位置Ｆとの間の所定の位置にあるとき外部加熱ベルト１０５と当接する位置関係となるように配置する。

このような構成にすることで、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に当接および退避した位置のどちらか一方のポジションにおいてサーミスタ１２３の当接位置がそれぞれサーミスタ素子４０１から大きく外れることを防止することが可能になる。そのために、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に当接および退避したそれぞれの位置において、サーミスタ１２３が検出する温度と外部加熱ベルト１０５の表面の実際の温度とのズレを非常に小さくすることが可能になる。

よって、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に当接および退避した両ポジションにおいて外部加熱ベルト１０５の表面温度を目標温度に非常に近い温度で調整できるために、外部加熱ベルト表面温度を安定した温度制御が可能になる。そして、定着ローラ１０１の表面温度を想定した温度に温度調整することが可能になり、「ホットオフセット」等の画像弊害の発生を抑制することが可能になる。

次に、本構成と同様な構成になっているかどうかの検証方法を以下に示す。まず、定着装置９を画像形成装置本体から取り出す。次に、外部加熱ユニット２００を着脱する駆動モータを外部から駆動させて着脱するギア列を回転可能にするか、手動で外部加熱ベルトの着脱ギア列を回転可能にする。

そして、外部加熱ユニット２００の着脱ギア列を回転し、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１から退避したポジションにする。そのときの第１の加熱ローラ１０３と第２の加熱ローラ１０４との距離を測定する。さらに、外部加熱ユニット２００の着脱ギア列を回転し、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１から当接したポジションにし、そのときの第１の加熱ローラ１０３と第２の加熱ローラ１０４との距離を測定する。

外部加熱ユニット２００を定着装置９から取り外し、第１の加熱ローラ１０３と第２の加熱ローラ１０４の間隔を可変可能にする固定部材を作製し、第１の加熱ローラ１０３と第２の加熱ローラ１０４に取り付ける。

また、外部加熱ベルト１０５の表面に実機上で取り付いているサーミスタ１２３、１２４を外部で温度検出できるように構成する。これとともに、サーミスタ１２３、１２４の他に、第１の加熱ローラ１０３と第２の加熱ローラ１０４に当接し加熱ローラの移動に追従する熱電対を取り付ける。さらに、外部加熱ベルト１０５の加熱ローラの内部に配置されたハロゲンヒータ１１３、１１４を加熱ローラに当接させた熱電対の検知温度を基に外部から制御可能にする。

このように構成された外部加熱ベルト１０５に対して、加熱ローラに当接した熱電対の検知温度を基に一定温度に制御された加熱ローラに当接されているサーミスタ１２３、１２４の検知温度が以下の関係になるような検知温度Ｔｃが存在することを確認する。

Ｔａ≦Ｔｃ≧Ｔｂ
Ｔａは、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に当接した際の第１の加熱ローラ１０３と第２の加熱ローラ１０４の間隔にしたときに検出される検知温度である。

Ｔｂは、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１から退避した際の第１の加熱ローラ１０３と第２の加熱ローラ１０４の間隔にしたときに検出される検知温度Ｔｂである。

定着ローラ１０１に当接した際の第１の加熱ローラ１０３と第２の加熱ローラ１０４の間隔と定着ローラから退避した際の上記両１０３、１０４の間隔の間の任意の間隔において、上記関係の検知温度Ｔｃが存在することを確認する。

例えば、外部加熱ベルト１０５の表面に当接させた熱電対の検知温度が２００℃になるようにハロゲンヒータ１１３を制御した状態で放置した場合の本実施例の構成における検知温度を図１５に示す。

図１５に示すように、定着ローラ１０１から外部加熱ベルト１０５が退避した位置における第１の加熱ローラ１０３と第２の加熱ローラ１０４の軸間に固定した場合のサーミスタ１２３の検知温度Ｔｂが１９９．０℃であるとする。定着ローラ１０１に外部加熱ベルト１０５が当接した位置における加熱ローラの軸間に固定した場合のサーミスタの検知温度Ｔａが１９９．３℃であるとする。

そして、定着ローラ１０１から外部加熱ベルト１０５が退避したポジションにおける第１の加熱ローラ１０３と第２の加熱ローラ１０４の軸間距離をＬｂとする。定着ローラ１０１に外部加熱ベルト１０５が当接したポジションにおける第１の加熱ローラ１０３と第２の加熱ローラ１０４の軸間距離をＬａとする。そして、軸間距離Ｌｂを軸間距離Ｌａ
に縮めていく間にピークとなる温度Ｔｃがあることが分かる。図１５において温度Ｔｃは２００℃の地点である。

このような構成である場合、サーミスタ１２３は次ぎのように配置されているといえる。即ち、外部加熱ベルト１０５が所定の温度に維持された状態のとき、外部加熱ベルトの前記第１の位置と前記第２の位置での検出温度よりも第１の位置と第２の位置との間の所定の位置での検出温度の方が高くなるように配置されている。あるいは、その検出感度が最大となる部位４０１が、外部加熱ベルト１０５が前記第１の位置Ｅと前記第２の位置Ｆとの間の所定の位置にあるとき外部加熱ベルト１０５と当接する位置関係となるように配置されている。

このようにして、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１へ当接している場合と、退避している場合とで、外部加熱ベルト１０５の実際の温度と検知温度の乖離が生ずることを抑え、安定的に外部加熱ベルト１０５を温度制御することができる。

（７）外部加熱ユニットの接離方向の各位置におけるサーミスタの検出温度
外部加熱ベルトユニット２００が定着ローラ１０１から退避した状態において、サーミスタの検出温度は以下のように設定される。即ち、サーミスタ１２１、１２３、１２４が１８０℃となるように、各々のハロゲンヒータ（１１１、１１３、１１４）を制御部１４０によって、温度調節する。ここで、サーミスタ１２１は定着ローラ１０１の温度、サーミスタ１２３、１２４は外部加熱ベルト１０５（第１加熱ローラ１０３、第２加熱ローラ１０４の領域）の温度を検出する。

各サーミスタ（１２１、１２３、１２４）の検知温度が１８０℃（もしくは１８０℃付近）で安定したことを確認した後に、カム２０５を回転させて、外部加熱ユニット２００を定着ローラ１０１に当接させる。カム２０５が回転を始めて、外部加熱ユニット２００が定着ローラ１０１に当接し、加圧ばね２０４の加圧力によって外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に密着するまでのサーミスタ１２３の温度推移を検出する。

外部加熱ユニット２００が退避した状態（第２の位置Ｆ）から当接する状態（第１の位置Ｅ）になる間（中間の状態）で検出された温度が、退避した状態もしくは当接した状態で検出される温度よりも高い温度を検出していることを確認する。即ち、サーミスタ１２３は、外部加熱ベルト１０５が所定の温度に維持された状態のとき、当接した状態もしくは退避した状態での検出温度よりも、第１の位置と前記第２の位置との間の所定の位置での検出温度の方が高くなるように配置されている。本実施例では、具体的に１８２℃が検出されるようになっている。

退避した状態もしくは当接した状態に対し、退避した状態から当接する状態になる間（中間の状態）で検出される温度を高くしたのは、外部加熱ユニットの接離に伴う温度変化を小さくするためである。

ここで、外部加熱ベルトユニット２００が定着ローラ１０１に対して、当接した位置において検出される温度が退避した位置で検出される温度と等しくなることが好ましい。しかし、部品精度等によって、外部加熱ベルトユニット２００の定着ローラ１０１に対する当接／退避の各位置において、サーミスタ素子４０１からの加熱ローラ１０３とサーミスタ１２３の当接位置との距離が一定にならないことで、差が生じる。また、サーミスタ１０３の当接面における検出温度の精度等によって、差が生じる。この差が大きいと、加熱ローラ１０３の温度制御を安定して行えないために、５℃程度の差にするのが望ましい。

サーミスタ（温度検出素子）において、外部加熱ベルト１０５に当接し、温度を検出する面と一体となっている同材質の部分を温度検出領域と定め、温度検出領域の中で、最も検出温度が高くなる点を温度検出素子の中心部と定義する。サーミスタでは、基本的にサーミスタ素子４０１が接着されている部分が中心部となる。

中心部の位置を特定する方法としては、図１０のように曲率のある対象物１０３を加熱し、放射温度計等で一定の温度（本実施例では２００℃）になるように温度を制御する。その対象物に対して、サーミスタを当接し、検出した温度が最も高い点（図１１の０ｍｍ付近）を中心点と定める。

ここで、外部加熱ユニット２００の接離方向に関し、上述した退避した状態から当接する状態になる間（中間の状態）では、サーミスタの温度検出領域の中心部（最も検出感度が高い）で外部加熱ベルト１０５に接触する。一方、退避した状態もしくは当接した状態では、サーミスタの温度検出領域の中心部と異なる位置で外部加熱ベルト１０５に接触する。

退避した状態もしくは当接した状態に対し、退避した状態から当接する状態になる間（中間の状態）で温度検出感度を高くしたのは、外部加熱ユニットの接離に伴う温度変化を小さくするためである。

本実施例では、外部加熱ユニット２００の接離方向に関し、上述した退避した状態から当接する状態になる間（中間の状態）では、サーミスタ１２３の温度検出領域の中心部（検出感度が最大の部位）で外部加熱ベルト１０５に接触する構成となっている。

上述した退避した状態または、当接した状態のいずれかにおいて、サーミスタの温度検出領域の中心部が接触する構成とした場合を考える。サーミスタ１２３の温度検出領域の中心部が接触しているいずれかの状態においてはサーミスタによって非常に正確な温度を検出することが可能になる。しかし、他方の状態の場合においては、部品精度等によってサーミスタの温度検出領域の中心部から接触位置が大きく離れる構成となる。

図１１のように、サーミスタ中心部と接触位置の距離と検出される温度の実温度とのかい離は線形の関係になく、サーミスタ中心部と接触位置の距離が離れるほど、検出される温度の実温度とのかい離が大きくなることがわかる。よって、本実施例のように、外部加熱ユニットの接離方向に関し、上述した退避した状態から当接する状態になる間（中間の状態）で、サーミスタの温度検出領域の中心部が外部加熱ベルト１０５に接触する構成にすることが好ましい。

［その他の事項］
１）上述した実施例における定着装置９においては、第１および第２の支持ローラ１０３と１０４を共に加熱ローラにしてそれぞれの内部に加熱源としてのハロゲンヒータ１１３、１１４を配設した。第１および第２の支持ローラ１０３と１０４のいずれか一方を加熱ローラにしてその内部に加熱源を配設した装置構成にすることもできる。

２）第１および第２の支持ローラ１０３と１０４を共にテンションローラとして互いに離れる方向に移動付勢した装置構成にすることもできる。

３）外部加熱ベルト１０５を電磁誘導で発熱させる装置構成にすることもできる。

４）実施例では、未定着トナー像Ｋを用紙Ｐに定着する定着装置を例に説明したが、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、用紙に仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置（この場合も定着装置と呼ぶ）にも同様に適用可能である。

９・・定着装置、１０１・・第１の回転体、１０２・・第２の回転体、Ｎ・・ニップ部、２００・・外部加熱ユニット、１０３・・第１の支持ローラ、１０４・・第２の支持ローラ、１０５・・外部加熱ベルト、３０１Ｌ・３０１Ｒ・・付勢部材、２０６・・保持機構、１２３・・温度検出素子、２３０・・移動機構

Claims

記録材上のトナー像をその間のニップ部において定着させる第１及び第２の回転体と、
前記第１の回転体を外部から加熱する外部加熱ベルトと、前記外部加熱ベルトの内面を回転可能に支持するとともに前記外部加熱ベルトを前記第１の回転体に向けて押圧する第１及び第２の支持ローラと、前記第１の支持ローラを前記第２の支持ローラから離れる方向へ付勢する付勢部材と、前記第１及び第２の支持ローラを回転可能に保持するとともに前記付勢部材の付勢力に抗して前記第１の支持ローラが前記第２の支持ローラに対し相対移動するのを許容する保持機構と、前記外部加熱ベルトの温度を検出する温度検出素子と、を備えた外部加熱ユニットと、
前記外部加熱ベルトが前記第１の回転体に当接する第１の位置と前記外部加熱ベルトが前記第１の回転体から離れた第２の位置とを取り得るように前記外部加熱ユニットを移動させる移動機構と、を有し、
前記温度検出素子は、前記第１の支持ローラとともに前記外部加熱ベルトを挟み込むように前記保持機構に片持ちで支持されており、前記外部加熱ユニットが前記第１の位置に位置するときと前記第２の位置に位置するときとで前記温度検出素子と前記第１の支持ローラの位置関係は異なり、
前記温度検出素子は、前記外部加熱ベルトが所定の温度に維持された状態のとき、前記第１の位置と前記第２の位置での検出温度よりも前記第１の位置と前記第２の位置との間の所定の位置での検出温度の方が高くなるように配置されていることを特徴とする定着装置。
前記第１の支持ローラを加熱する加熱源と、
前記温度検出素子の出力に基づいて前記加熱源への通電を制御する制御部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記制御部は、前記外部加熱ユニットが前記第１の位置に位置しているとき、及び、前記外部加熱ユニットが前記第２の位置に位置しているとき、前記温度検出素子の出力に基づいて、前記加熱源への通電を制御することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
前記第１の位置における前記温度検出素子の前記外部加熱ベルトとの当接位置と前記温度検出素子の検出感度が最大となる部位との距離が、前記第２の位置における前記温度検出素子の前記外部加熱ベルトとの当接位置と前記温度検出素子の検出感度が最大となる部位との距離が実質等しくなるように前記温度検出素子が配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
前記付勢部材は、ばねであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置。
前記外部加熱ベルトは、前記外部加熱ユニットが前記第１の位置に位置しているとき、前記第１の回転体に従動回転することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置。
記録材上のトナー像をその間のニップ部において定着させる第１及び第２の回転体と、
前記第１の回転体を外部から加熱する外部加熱ベルトと、前記外部加熱ベルトの内面を回転可能に支持するとともに前記外部加熱ベルトを前記第１の回転体に向けて押圧する第１及び第２の支持ローラと、前記第１の支持ローラを前記第２の支持ローラから離れる方向へ付勢する付勢部材と、前記第１及び第２の支持ローラを回転可能に保持するとともに前記付勢部材の付勢力に抗して前記第１の支持ローラが前記第２の支持ローラに対し相対移動するのを許容する保持機構と、前記外部加熱ベルトの温度を検出する温度検出素子と、を備えた外部加熱ユニットと、
前記外部加熱ベルトが前記第１の回転体に当接する第１の位置と前記外部加熱ベルトが前記第１の回転体から離れた第２の位置とを取り得るように前記外部加熱ユニットを移動させる移動機構と、を有し、
前記温度検出素子は、前記第１の支持ローラとともに前記外部加熱ベルトを挟み込むように設けられ前記保持機構に片持ちで支持されており、前記外部加熱ユニットが前記第１の位置に位置するときと前記第２の位置に位置するときとで前記温度検出素子と前記第１の支持ローラの位置関係は異なり、
前記温度検出素子は、その検出感度が最大となる部位が、前記外部加熱ユニットが前記第１の位置と前記第２の位置との間の所定の位置にあるとき前記外部加熱ベルトと当接する位置関係となるように配置されていることを特徴とする定着装置。
前記第１の支持ローラを加熱する加熱源と、
前記温度検出素子の出力に基づいて前記加熱源への通電を制御する制御部と、
を有することを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
前記制御部は、前記外部加熱ユニットが前記第１の位置に位置しているとき、及び、前記外部加熱ユニットが前記第２の位置に位置しているとき、前記温度検出素子の出力に基づいて、前記加熱源への通電を制御することを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
前記第１の位置における前記温度検出素子の前記外部加熱ベルトとの当接位置と前記温度検出素子の検出感度が最大となる部位との距離が、前記第２の位置における前記温度検出素子の前記外部加熱ベルトとの当接位置と前記温度検出素子の検出感度が最大となる部位との距離が実質等しくなるように前記温度検出素子が配置されていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の定着装置。
前記付勢部材は、ばねであることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の定着装置。
前記外部加熱ベルトは、前記外部加熱ユニットが前記第１の位置に位置しているとき、前記第１の回転体に従動回転することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の定着装置。