定着装置および画像形成装置
【課題】ベルトの非通紙領域の過昇温を抑制するとともに、画像ノイズの発生を抑制できる定着装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着ベルト５１の外周面に設けられた一対の電極層５１５ａ，５１５ｂに接触して、外部電源５００からの電力を抵抗発熱体層５１２に給電する一対の給電部材５４ａ，５４ｂと、定着ベルト５１の一対の電極層５１５ａ，５１５ｂ間の発熱域５１ａにおける非通紙領域を、加圧ローラー５３を介して間接的に冷却する冷却手段８０（冷却ダクト８１，８２）を備える。そして、加圧ローラー５３の外周面５３ａの回転軸Ｊ方向の長さを、一対の電極層５１５ａ，５１５ｂの距離以上、一対の給電部材５４ａ，５４ｂ間の距離未満とし、かつ、当該外周面５３ａが、回転軸Ｊ方向において、一対の給電部材５４ａ，５４ｂ間にあって定着ベルト５１の発熱域５１ａ全体と接するように構成した。
【解決手段】定着ベルト５１の外周面に設けられた一対の電極層５１５ａ，５１５ｂに接触して、外部電源５００からの電力を抵抗発熱体層５１２に給電する一対の給電部材５４ａ，５４ｂと、定着ベルト５１の一対の電極層５１５ａ，５１５ｂ間の発熱域５１ａにおける非通紙領域を、加圧ローラー５３を介して間接的に冷却する冷却手段８０（冷却ダクト８１，８２）を備える。そして、加圧ローラー５３の外周面５３ａの回転軸Ｊ方向の長さを、一対の電極層５１５ａ，５１５ｂの距離以上、一対の給電部材５４ａ，５４ｂ間の距離未満とし、かつ、当該外周面５３ａが、回転軸Ｊ方向において、一対の給電部材５４ａ，５４ｂ間にあって定着ベルト５１の発熱域５１ａ全体と接するように構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および当該定着装置を用いた画像形成装置に関し、特に、抵抗発熱体層を含むベルトを用いた定着装置において、ベルトの非通紙領域における過昇温を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンター、複写機等の画像形成装置の定着装置として、ジュール発熱する抵抗発熱体の層を含むベルトを用いた定着装置が利用されている。
特許文献１には、抵抗発熱体層を含む無端状のベルトと、ベルトの外周面を押圧してニップ部を形成する加圧ローラーとを備え、ニップ部に未定着画像が形成されたシートを通紙して熱定着させる定着装置が開示されている。ベルト外周面には、その幅方向（回転軸方向）両端に金属製の環状電極が設けられ、各環状電極に、外部電源に接続された給電部材を摺接させることにより抵抗発熱体層に給電がなされる構成となっている。給電された電流は、抵抗発熱体層の環状電極間をベルト幅方向に流れ、ジュール発熱し、ベルトが加熱される。
【０００３】
このような定着装置では、通紙時において、ベルトのシートが通過する通紙領域では、シートにベルトの熱が奪われるが、シートが通過しない非通紙領域では熱が奪われないので通紙領域よりも温度が高くなる。通常、通紙領域の温度が定着温度になるようにベルトの加熱が行われるため、連続印刷時には、シートに熱が奪われない非通紙領域の温度が、許容範囲を超えて過昇温となる怖れがある。
【０００４】
そこで、定着装置のハウジング内にダクトを配し、ダクトを介して外気などの冷却媒体をベルトの非通紙領域に当てて冷却することが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０９９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者らが確認したところ、上記構成の定着装置では、ベルトの非通紙領域に当てた外気の一部が、非通紙領域近傍の通紙領域に流れ込み、そのために当該近傍における通紙領域の温度が低下して、定着不良が生じることが判明した。
そこで、本発明者らは、このような定着不良が発生するのを抑制しつつベルトの非通紙領域を冷却するため、まず外気などにより加圧ローラーの非通紙領域を冷却し、冷却した加圧ローラーを介してベルトの非通紙領域の熱を奪い冷却する構成を考案している。
【０００７】
この場合、冷却により加圧ローラーの通紙領域の一部の温度が低下したとしても、ベルトと加圧ローラーとの間に通紙されるシートが断熱材の役割を果たすため、当該温度低下に伴いベルトの通紙領域の温度が低下するのが抑制され、定着不良の発生を抑制することができる。また、加圧ローラーは、シートの未定着画像が形成された面の裏側と接するので、その温度低下が未定着画像の熱定着に与える影響は小さく、加圧ローラーの温度低下そのものにより定着不良が発生する可能性は低い。
【０００８】
ところが、このような構成の場合、加圧ローラーの外周面（以下、「ローラー周面」という。）の回転軸方向の長さがベルトの環状電極間の距離よりも短いと、ベルトの給電により発熱する領域（環状電極間の領域）の回転軸方向の端部に、ローラー周面と接しない部分が生じるため、当該接しない部分において過昇温が発生する怖れがある。
逆に、ローラー周面の当該長さが環状電極間の距離より長い場合でも、給電部材間の距離よりも長くなり過ぎると、環状電極との接触により発生した給電部材の摩耗粉が、ローラー周面に付着して画像ノイズを引き起こす恐れがあることが判明した。給電部材の摩耗粉は、まず環状電極に付着し、ニップ部においてローラー周面側に移動（付着）する。さらにニップ部内で受ける圧により回転軸方向内側の通紙領域側へと押しやられ、ベルトの外周面にも付着する。こうしてベルトの通紙領域まで移動した摩耗粉が、シートに擦り付けられて画像ノイズを引き起こすのである。特に、ローラー形状が回転軸方向中心に向かうほど縮径された逆クラウン形状の場合、当該問題が顕著となることも分かった。
【０００９】
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたものであって、ベルトの非通紙領域の過昇温を抑制するとともに、画像ノイズの発生を抑制できる定着装置および画像形成装置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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、抵抗発熱体層を含み、回転走行する無端状のベルトの外周面に加圧回転体を押圧してニップ部を形成し、当該ニップ部に未定着画像が形成されたシートを通紙して熱定着させるものであって、前記ベルトの外周面に設けられた一対の環状電極に接触して、外部電源からの電力を前記抵抗発熱体層に給電する一対の給電部材と、前記ベルトの一対の環状電極間の領域であり、かつシートが通過しない非通紙領域を、前記加圧回転体を介して間接的に冷却する冷却手段と、を備え、前記加圧回転体の外周面の回転軸方向の長さが、一対の環状電極間の距離以上、一対の給電部材間の距離未満であり、かつ、当該外周面が、回転軸方向において、一対の給電部材間にあって前記ベルトの環状電極間の領域全体と接していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成の定着装置によれば、加圧回転体の外周面の回転軸方向の長さが、ベルトの一対の環状電極間の距離以上あり、当該外周面がベルトの環状電極間の領域全体と接しているので、冷却手段により加圧回転体を冷却することによって、加圧回転体を介して、ベルトの給電により発熱する環状電極間の領域内の、非通紙領域全体を冷却することができる。これにより、ベルトの非通紙領域における過昇温を抑制することができる。
【００１２】
また、加圧回転体の外周面の回転軸方向の長さは、一対の給電部材間の距離未満であって、当該外周面が、回転軸方向において一対の給電部材間にある。このため、環状電極に擦りつけられた給電部材の摩耗粉が、加圧回転体の外周面に接触して付着し難い。したがって、給電部材の摩耗粉が加圧回転体の外周面を介して通紙領域まで移動しなくなるので、画像ノイズの発生を抑制することができる。
【００１３】
ここでの冷却手段は、加圧回転体の外周面の、ベルトの環状電極間における非通紙領域に対応する領域を冷却するのが望ましい。また、加圧回転体の外周面における回転軸方向の少なくとも一方の端縁が、ベルトの環状電極間の領域よりも回転軸方向外側に延びている場合には、冷却手段は、さら加圧回転体の環状電極と重なる領域も合わせて冷却するのが望ましい。
【００１４】
冷却手段は、冷却媒体を供給する供給ダクトで構成され、供給ダクトの冷却媒体の排出口が、特定サイズのシートを通紙したときの加圧回転体の外周面の非通紙領域に対向して配され、通紙されるシートのサイズに応じて、供給ダクトの排出口の開口幅を調整する調整手段が設けられているのが望ましい。
この調整手段が、シャッターと、シャッターを駆動するシャッター駆動手段と、シャッター駆動手段を介してシャッターを開閉制御する開閉制御手段とで構成されているのが望ましい。または、調整手段が、ルーバーと、ルーバーを駆動するルーバー駆動手段と、ルーバー駆動手段を介してルーバーの角度を制御する角度制御手段とで構成されているのが望ましい。
【００１５】
また、ここでは、供給ダクトから、冷却媒体が加圧回転体の外周面に沿うように供給されるのが望ましく、より望ましは、冷却媒体が、加圧回転体の回転方向と逆方向に向けて供給される構成である。
ここでの冷却媒体は、装置外から取り込まれた空気であるのが望ましい。
また、本発明は、上記構成の定着装置を備えた画像形成装置であってもよく、これにより上記構成の定着装置と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプリンターの構成を示す概略図である。
【図２】上記プリンターが有する定着部の主要部の構成を示す斜視図である。
【図３】図２の定着部を仮想面Ｖで切断したときのＹ´方向から見た断面図である。
【図４】定着ベルトの積層構造を説明するための部分断面図である。
【図５】冷却部の構成を説明するための斜視図である。
【図６】ダクトと定着ベルトおよび加圧ローラーとの回転軸方向における位置関係を模式的に示す図である。
【図７】（ａ）は、シートサイズＢの記録シートが通紙されたときの、シャッターおよびダクトの排出口の状態を示す図であり、（ｂ）は、シートサイズＡの記録シートが通紙されたときの、シャッターおよびダクトの排出口の状態を示す図である。
【図８】制御部の構成と、制御部による制御対象となる主構成要素との関係を示すブロック図である。
【図９】第２の実施の形態に係る定着部が有する冷却部の構成を示す斜視図である。
【図１０】通紙される記録シートのサイズと、ルーバー制御との関係を説明するための図である。
【図１１】ダクトの変形例を示す断面図である。
【図１２】定着ベルトの変形例を示す部分断面図である。
【図１３】定着ベルトの変形例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る画像形成装置の第１の実施の形態について、タンデム型カラープリンター（以下、単に「プリンター」という）を例にして図面に基づき説明する。
＜プリンターの全体構成＞
図１は、プリンターの構成を示す概略図である。
【００１８】
同図に示すように、プリンター１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着部５および制御部６０を備えている。このプリンター１は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続されていて、外部の端末装置（不図示）からのプリントジョブの実行指示を受付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンダ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成し、これらを多重転写してカラー画像の形成を行う。
【００１９】
以下、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各再現色をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを添字として付加する。
画像プロセス部３は、Ｙ〜Ｋ色のそれぞれに対応する作像部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、光学部１０、中間転写ベルト１１などを備えている。
作像部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙ、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、一次転写ローラー３４Ｙ、感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナー３５Ｙなどを備え、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。他の作像部３Ｍ〜３Ｋについても、トナーの色が異なる以外は作像部３Ｙと同様の構成になっており、同図では符号を省略している。
【００２０】
中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラー１２と従動ローラー１３に張架されて矢印Ａ方向に循環走行される。
光学部１０は、レーザーダイオードなどの発光素子を備え、制御部６０からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザー光Ｌを発し、帯電器３２Ｙ〜３２Ｋにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上を露光走査する。この露光走査により、感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上に静電潜像が形成される。
【００２１】
各静電潜像は現像器３３Ｙ〜３３Ｋにより現像されて、感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上にＹ〜Ｋ色のトナー像が作像される。
中間転写ベルト１１には、各作像部において作像されたトナー像が多重転写される。
給紙部４は、記録シートＳを収容する給紙カセット４１、給紙カセット４１内の記録シートＳを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す給紙ローラー４２、繰り出された記録シートＳを二次転写位置４６に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラー対４４などを備えている。給紙部４から給送された記録シートＳには、二次転写位置４６において二次転写ローラー４５による静電力の作用により、中間転写ベルト１１上のトナー像が二次転写される。二次転写位置４６を通過した記録シートＳは、さらに定着部５に搬送され、記録シートＳ上のトナー像（未定着画像）が定着部５における加熱、加圧により記録シートＳに定着された後、排出ローラー対７１を介して排出トレイ７２上に排出される。
【００２２】
制御部６０は、これら画像プロセス部３、給紙部４および定着部５などを制御するものであり、詳細については後述する。
＜定着部の構成＞
次に、定着部５の構成について、図２および図３を参照しながら説明する。
図２は、定着部５の主要部の構成を示す斜視図であり、図３は、図２の仮想面Ｖで切断したときのＹ´方向から見た断面図である。
【００２３】
定着部５は、抵抗発熱体層５１２を有する無端状の定着ベルト５１、定着ベルト５１の内側に遊嵌された押圧ローラー５２、定着ベルト５１外側の加圧ローラー５３、抵抗発熱体層５１２に電力供給する給電部材５４ａ，５４ｂ、温度センサー５５，５６、冷却部８０などを備える。
加圧ローラー５３は、定着ベルト５１を介して押圧ローラー５２に押圧され、定着ベルト５１との間に定着ニップ部Ｎが形成されている。また、加圧ローラー５３は、モータ（不図示）を動力源とし、歯車ギアやベルトなどの動力伝達機構を介して回転駆動される。押圧ローラー５２および定着ベルト５１は、加圧ローラー５３の回転に従動して回転駆動され、互いに連動している。加圧ローラー５３が矢印Ｃ方向に、押圧ローラー５２および定着ベルト５１が矢印Ｂ方向にそれぞれ回転する。
【００２４】
以下、定着部５における各構成要素について詳しく説明する。
（定着ベルト）
定着ベルト５１は、円筒状の弾性変形可能なベルトであり、その内部に抵抗発熱体層５１２が形成され、外周面の幅方向（回転軸Ｊ方向）両端には、抵抗発熱体層５１２に給電するための電極層５１５ａ，５１５ｂが設けられている。
【００２５】
この電極層５１５ａ，５１５ｂに、リード線５０１を介して交流電源５００に電気的に接続された給電部材５４ａ，５４ｂが摺接され、それにより、交流電源５００の電力が抵抗発熱体層５１２に供給される構成となっている。
図４は、定着ベルト５１の積層構造を説明するための断面図である。
図４に示すように、電極層５１５ａ，５１５ｂは、絶縁層５１１上に形成されていて、絶縁層５１１上の電極層５１５ａ，５１５ｂ間の領域５１ａでは、抵抗発熱体層５１２、弾性層５１３および離型層５１４がこの順で積層されている。抵抗発熱体層５１２は、電極層５１５ａ，５１５ｂの一部に被さるように設けられ、さらにその上から弾性層５１３が覆い被さるように設けられている。こうして、抵抗発熱体層５１２と電極層５１５ａ，５１５ｂとの接着性を良くなるようにしている。
【００２６】
絶縁層５１１は、抵抗発熱体層５１２および電極層５１５ａ，５１５ｂの内周面を絶縁するとともに、ベルトの強度を確保する層である。絶縁層５１１の構成材料として、例えば、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等の耐熱性の絶縁樹脂を用いることができる。
抵抗発熱体層５１２は、電力供給を受けてジュール熱を発生させる層であり、耐熱性の絶縁樹脂に、導電性フィラーを均一に分散して構成されている。抵抗発熱体層５１２において、絶縁樹脂中の導電性フィラーの体積含有率を変えることで、単位体積当たりの電気抵抗率を調整することができ、所望の発熱量が得られる電気抵抗値に設定されている。
【００２７】
抵抗発熱体層５１２を構成する耐熱性の絶縁樹脂として、ＰＩ，ＰＰＳ，ＰＥＥＫ等を用いることができる。好ましくは、耐熱性および耐圧性の点で最も優れているＰＩを用いるのがよい。よって、本実施の形態では、ＰＩを用いている。また、導電性フィラーとしては、銀、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル等の金属粉末や、グラファイト、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンマイクロコイル等の炭素化合物粉末、およびこれらのうち２種類以上混合したものを用いることができる。導電性フィラーの形状は、繊維状、フレーク状または球状が好ましい。より好ましくは、導電性フィラー同士の接触確率が高くなるとともに、パーコレーションしやすい繊維状である。抵抗発熱体層５１２の導電性フィラーの含有率が、体積分率で４０〜５０ｖｏｌ％であることが好ましい。体積分率が５０ｖｏｌ％を超えると、抵抗発熱体層５１２の電気抵抗が小さくなり過ぎて過電流が流れる恐れがあり、体積分率が４０ｖｏｌ％未満だと、電気抵抗が大きくなり過ぎて流れる電流が少なくなり所望の発熱量が得られなくなる恐れがあるからである。また、抵抗発熱体層５１２の電気抵抗率は、１．０×１０−６〜１．０×１０−２Ωｍが望ましい。より望ましくは１．０×１０−５〜５．０×１０−３Ωｍである。このような抵抗発熱体層５１２は、例えば、芳香族テトラカルボン酸二無水物と、芳香族ジアミンとを有機溶媒中で重合して得られるポリイミドワニスに導電フィラーを均一分散させてから金型に塗布しイミド転化させて製造することができる。
【００２８】
弾性層５１３は、耐熱性、弾性および絶縁性を有するゴム材や樹脂材、例えばシリコーンゴムまたはフッ素ゴムなどからなる。この弾性層５１３を設けることにより、トナー像が押しつぶされたり、トナー像が不均一に溶融されたりするのを防止し、画像ノイズの発生を防止している。また、カラー画像の光沢ムラなども防止することができる。
離型層５１４は、定着後の記録シートＳとの離型性を高めるための層であり、例えばＰＦＡ（パーフルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（ポリエチレン・テトラフルオロエチレン共重合体）等のフッ素系チューブ、フッ素系コーティングなどの離型性を有する材料からなる。導電性としても良い。フッ素系チューブの例としては、三井・デュポンフロロケミカル（株）製ＰＦＡ３５０−Ｊ、４５１ＨＰ−Ｊ、９５１ＨＰ Ｐｌｕｓなどがある。水との接触角は９０度以上が良く、より望ましくは１１０度以上が良い。表面粗さは、Ｒａ：０．０１〜５０μｍ程度が望ましい。
【００２９】
電極層５１５ａ，５１５ｂは、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、真鍮、リン青銅等の金属材料からなる金属層である。このような電極層５１５ａ，５１５ｂは、例えば、抵抗発熱体層の表面に、まず化学メッキを施して金属層の下地を形成し、その後、所定の厚みになるまで電気メッキを施すことにより形成することができる。また、抵抗発熱体層の表面に、金属箔を導電性接着剤で接着して形成する、または導電性インクやペーストを塗布して形成することもできる。
【００３０】
電極層５１５ａ，５１５ｂの単位体積当たりの電気抵抗率は、抵抗発熱体層５１２よりも低いので、給電部材５４ａ，５４ｂを介して供給される電流ｉは、電極層５１５ａ，５１５ｂを回転軸Ｊ方向（Ｙ軸方向）に流れ、抵抗発熱体層５１２内においては電極層５１５ａ，５１５ｂ間の最短経路を流れるようになる。したがって、電極層５１５ａ，５１５ｂ間においてジュール熱が発生し、ベルトが加熱される。つまり、定着ベルト５１の電極層５１５ａ，５１５ｂ間の領域５１ａが発熱域となる（以下、「発熱域５１ａ」という。）。
【００３１】
上記各層の厚みは、全周に亘って均一である。具体的には、絶縁層５１１が５〜１００μｍ、抵抗発熱体層５１２が３０〜１５０μｍ、弾性層５１３が１００〜３００μｍ、離型層５１４が５〜１００μｍ、電極層５１５ａ，５１５ｂが５〜５０μｍである。定着ベルト５１の内径は、３０ｍｍに設定されている。
定着ベルト５１の幅寸法は、最大サイズの記録シートＳの通紙幅（Ａ３縦通し）および電極層５１５ａ，５１５ｂの幅を合算した値よりも大きい３７０ｍｍに設定されている。
【００３２】
（押圧ローラー）
図３に戻って、押圧ローラー５２は、長尺で円柱状の芯金５２１の周囲に弾性層５２２が形成されてなる。芯金５２１は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等からなり、その軸方向両端に、定着部５のハウジング５０に設けられた軸受部（不図示）に回転自在に支持される軸部５２１ａ，５２１ｂが設けられている（図２）。
【００３３】
弾性層５２２は、耐熱性および断熱性の高い、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の発泡弾性体などの材料からなる。この弾性層５２２を設けることにより、押圧ローラー５２と定着ベルト５１とが弾性接触するようにして、できるだけ接触圧の偏りを無くし、接触状態が良好になるようにしている。また、この弾性層５２２が断熱材としても機能するので、定着ベルト５１で発生した熱が、押圧ローラー５２を介して放熱されるのを抑制することができる。弾性層５２２の厚みは１〜１０ｍｍが好ましい。
【００３４】
例えば、芯金５２１（軸部５２１ａ，５２１ｂを除く）の外径が約１８ｍｍ、弾性層５２２の厚みが約５ｍｍに設定され、これらを合わせた押圧ローラー５２の外径は、定着ベルト５１の内径よりも小さい。また、押圧ローラー５２の軸部５２１ａ，５２１ｂを除いた長さは定着ベルト５１の幅寸法と等しい。
（加圧ローラー）
加圧ローラー５３は、長尺で中空円柱状の芯金５３１の周囲に、弾性層５３２と離型層５３３とがこの順に積層されている。芯金５３１は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等からなり、その軸方向両端に、ハウジング５０に設けられた軸受部（不図示）に回転自在に支持される軸部５３１ａ，５３１ｂが設けられている。弾性層５３２は、例えば、シリコーンゴムからなり、離型層５３３は、例えば、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素系チューブ、フッ素系コーティングなどの離型性を有する材料からなる。なお、離型層５３３は導電性としても良い。弾性層５３２を設けることにより、加圧ローラー５３と定着ベルト５１とが弾性接触するようにして、できるだけ接触圧の偏りを無くし、接触状態が良好になるようにしている。弾性層５３２の厚みは１〜２０ｍｍ、離型層５３３の厚みは５〜５０μｍ、これらを含む加圧ローラー５３の外径は、２０〜１００ｍｍが好ましい。例えば、加圧ローラー５３の外径が約３０ｍｍに設定される。
【００３５】
また、図２に示すように、加圧ローラー５３のローラー周面（外周面）５３ａの端縁Ｔ１，Ｔ２は、それぞれ定着ベルト５１の発熱域５１ａよりも回転軸Ｊ方向外側に延出され、ローラー周面５３ａの回転軸Ｊ方向の長さＬが、定着ベルト５１の電極層５１５ａ，５１５ｂ間の距離Ｄ１以上、給電部材５４ａ，５４ｂ間の距離Ｄ２未満に設定されている（距離Ｄ１，Ｄ２は図４参照）。そして、ローラー周面５３ａが、回転軸Ｊ方向において、給電部材５４ａ，５４ｂ間において、定着ベルト５１の発熱域５１ａ全体と接するように配されている。
【００３６】
（給電部材）
給電部材５４ａ，５４ｂは、ブロック状のカーボンブラシであって、摺動性および電導性を有する銅黒鉛質や炭素黒鉛質等の材料からなる。
給電部材５４ｂは、不図示のガイド部材により矢印Ｅ方向（図３参照）に移動可能に保持され、かつバネなどの付勢部材（不図示）により定着ベルト５１に向けて付勢されている。これにより、給電部材５４ｂが、定着ベルト５１の電極層５１５ｂに摺接される。給電部材５４ａも、同様に保持、付勢され、電極層５１５ａに摺接される。
【００３７】
給電部材５４ａ，５４ｂの大きさは、例えば、縦１０ｍｍ（Ｙ軸方向）、横５ｍｍ（Ｘ軸方向）、高さ１１ｍｍ（Ｚ軸方向）に設定されている。
交流電源５００は、例えば、電圧１００Ｖ、周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの家庭用電源である。なお、リード線５０１には、制御部６０の制御を受けて電力供給をオン・オフする公知の継電器（リレースイッチ）（不図示）が挿設されている。
【００３８】
（温度センサー）
温度センサー５５，５６は、例えば赤外線検知型のサーモパイルからなる。
温度センサー５５は、定着ベルト５１の回転軸Ｊ方向の略中央付近に配され、定着ベルト５１の通紙領域の表面温度を検出して制御部６０に出力する。制御部６０は、温度センサー５５の検出結果に基づき、定着ベルト５１の通紙領域の表面温度が所定の定着温度（例えば、１７０℃）になるように、交流電源５００から抵抗発熱体層５１２に供給する電力を制御する。
【００３９】
また、温度センサー５６は、定着ベルト５１の回転軸Ｊ方向の一方の端部付近に配され、定着ベルト５１の非通紙領域の表面温度を検出して制御部６０に出力する。制御部６０は、温度センサー５６の検出結果に基づき、定着ベルト５１の非通紙領域が過昇温しないように、後述する冷却部８０を制御する。
温度センサー５５，５６のそれぞれは、不図示の保持部材により保持されている。
【００４０】
（冷却部）
冷却部８０は、送風により加圧ローラー５３の記録シートＳが通過しない非通紙領域Ｒ１，Ｒ２を冷却するものであり、定着ベルト５１に回転接触する加圧ローラー５３を利用して、定着ベルト５１の非通紙領域を間接的に冷却するためのものである。
図５は、この冷却部８０の構成を説明するための斜視図である。
【００４１】
同図に示すように、冷却部８０は、Ｌ字状のダクト８１，８２を有する。ダクト８１が非通紙領域Ｒ１に対応し、ダクト８２が非通紙領域Ｒ２に対応する。
ダクト８１内には、吸入ファン８３が設けられており、吸入ファン８３の駆動により、吸入口８１１から装置外部の空気が吸入され、排出口８１２から排出される。
ダクト８１の排出口８１２には、排出空気を加圧ローラー５３のローラー周面５３ａの回転方向に沿った方向に導く案内板８５と、シャッター８７とが設けられている。
【００４２】
ダクト８２も、同様であり、内部に吸入ファン８４が設けられ、排出口８２２に、案内板８６と、シャッター８８とが設けられている。
シャッター８７，８８は、それぞれ排出口８１２、８２２に対して加圧ローラー５３の回転軸と平行な方向（以下、単に「軸方向」という。）にスライド可能であって、これらを内側に移動させることにより、軸方向における冷却範囲を増加させることができるように構成されている。
【００４３】
シャッター８７，８８の移動機構として、本実施の形態では、ラックアンドピニオン機構９０が採用されている。
シャッター８７の上部とシャッター８８の下部のそれぞれには、ラック９２，９３が軸方向に平行で、かつ、その歯列を対向させた状態で付設されており、両方のラック９２、９３にピニオン９１が噛合している。
【００４４】
制御部６０は、モーター９４の駆動制御により上記ピニオン９１を回転させて、ラック９２，９３をＹ軸方向に互いに近接または離間するように移動させてシャッター８７，８８の開閉制御を行う。これにより、排出口８１２，８２２の開口幅がそれぞれ調整される。また、制御部６０は、吸入ファン８３，８４の駆動制御を行う（詳細は後述する）。
モーター９４は、例えばステッピングモーターからなり、定着部５のハウジング５０（図３）の外側に配され、その駆動軸９４１が、ハウジング５０を貫通してピニオン９１に連結されている。ラック９２，９３は、不図示のガイド部材によりＹ軸方向に移動自在に保持されている。
【００４５】
図３に戻って、ダクト８１の排出口８１２を含む一部分が、ハウジング５０の記録シートＳの搬送方向（矢印Ｈ方向）上流側の側壁５０１内に挿通され、排出口８１２が加圧ローラー５３のローラー周面５３ａ付近に配されている。他端の吸入口８１１は、プリンター１の筐体（図１参照）に形成された不図示の貫通孔を介してプリンター１外側の空気（以下、「外気」ともいう。）を吸入できるようになっている。ハウジング５０の搬送方向下流側の側壁５０２には、ダクト８１を介して供給された外気を排出する排出口５０３と、流入した空気を排出口５０３に向けて導く排出案内板８９が設けられている。
【００４６】
吸入ファン８３の駆動によりダクト８１内に流入した外気は、排出口８１２からハウジング５０内に供給される。この際、外気は、案内板８５により、同図の矢印で示すように、定着ニップ部Ｎから離れる方向かつローラー周面５３ａに沿う方向に導かれ、ローラー周面５３ａに沿うようにして流れた後、排出案内板８９により排出口５０３に導かれ、ハウジング５０の外に排出される。こうして流れる外気によってローラー周面５３ａが冷却される。
【００４７】
ダクト８２側も同じ構成であり、排出口５０３および排出案内板８９は、ダクト８２側にも設けられている。
図６は、ダクト８１，８２と、定着ベルト５１および加圧ローラー５３との、回転軸Ｊ方向における位置関係を模式的に示す図である。同図では、シャッター８７，８８を開けて、ダクト８１，８２の排出口８１２，８２２が全開された状態で示されている。なお、簡単のため、排出口８１２，８２２の案内板８５，８６を省略している。
【００４８】
また、同図には、特定サイズ（ここでは、シートサイズＣ）の記録シートＳを通紙したときの、定着ベルト５１の発熱域５１ａにおける非通紙領域がＲｈ１，Ｒｈ２、加圧ローラー５３の非通紙領域がＲ１ｃ，Ｒ２ｃで示されている。
加圧ローラー５３の非通紙領域Ｒ１ｃは、発熱域５１ａの非通紙領域Ｒｈ１に対応する第１の領域Ｒ１１と、第１の領域Ｒ１１からローラー周面５３ａの端縁Ｔ１までの第２の領域Ｒ１２とからなる。領域Ｒ１２は、加圧ローラー５３の、定着ベルト５１における電極層５１５ａの領域と重なる領域である。また、非通紙領域Ｒ２ｃは、発熱域５１ａの非通紙領域Ｒｈ２に対応する第１の領域Ｒ２１と、第１の領域Ｒ２１からローラー周面５３ａの端縁Ｔ２までの第２の領域Ｒ２２とからなる。領域Ｒ２２は、加圧ローラー５３の、定着ベルト５１における電極層５１５ｂの領域と重なる領域である。
【００４９】
記録シートの例として示されたシートサイズＡ〜Ｃの大きさは、例えば、シートサイズＡがＡ３縦通し、シートサイズＢがＡ４縦通し、シートサイズＣがＡ５縦通しである。ここでは、プリンター１に使用される最大サイズがシートサイズＡとなっている。
ダクト８１の排出口８１２の全開したときの開口幅Ｗ１ｃは、加圧ローラー５３の非通紙領域Ｒ１ｃの回転軸Ｊ方向の長さと等しく、排出口８１２が非通紙領域Ｒ１ｃに対向して配置されている。同様に、ダクト８２の排出口８２２の全開時の開口幅Ｗ２ｃは、加圧ローラー５３の非通紙領域Ｒ２ｃの回転軸Ｊ方向の長さと等しく、排出口８１２が非通紙領域Ｒ２ｃに対向して配置されている。
【００５０】
このような構成により、加圧ローラー５３の非通紙領域Ｒ１ｃ，Ｒ２ｃに外気を当てて冷却することができる。また、こうして冷却される加圧ローラー５３が、定着ベルト５１と回転接触することにより、発熱域５１ａの非通紙領域Ｒｈ１，Ｒｈ２の熱を奪って冷却することができるので、非通紙領域Ｒｈ１，Ｒｈ２の過昇温を抑制することができる。
なお、この場合、加圧ローラー５３の非通紙領域Ｒ１ｃ，Ｒ２ｃに当てた外気の一部が、通紙領域Ｒ３ｃの非通紙領域近傍の領域Ｒ３１，Ｒ３２にも流れ込むと、領域Ｒ３１，Ｒ３２が冷却されてその温度が低下する。しかしながら、加圧ローラー５３の通紙領域Ｒ３ｃと定着ベルト５１の通紙領域Ｒｈ３との間には記録シートＳが通紙され、記録シートＳがいわば断熱材の役割を果たすので、通紙中の、加圧ローラー５３の領域Ｒ３１，Ｒ３２により定着ベルト５１の通紙領域Ｒｈ３の熱が奪われるのを抑制することができる。したがって、定着ベルトを直接冷却する構成を採る場合よりも、冷却に起因する通紙領域の温度低下を抑制でき、定着不良を抑制することができる。
【００５１】
図７（ａ）は、シートサイズＢの記録シートＳが通紙されたときの、シャッター８７，８８およびダクト８１，８２の排出口８１２，８２２の状態を示している。
同図に示すシャッター８７，８８は、図６の開いた状態から、ピニオン９１を所定角回転させて所定量α１閉じた状態となっている。所定量α１は、シートサイズＢとシートサイズＣとの幅の差の半分の大きさである。こうして、排出口８１２，８２２の開口幅Ｗ１ｂ，Ｗ２ｂを、加圧ローラー５３の非通紙領域の大きさに合わせている。
【００５２】
図７（ｂ）は、シートサイズＡの記録シートＳが通紙されたときの、シャッター８７，８８およびダクト８１，８２の排出口８１２，８２２の状態を示している。
同図に示すシャッター８７，８８は、図６の開いた状態から、ピニオン９１を所定角回転させて所定量α２閉じた状態となっている。所定量α２は、シートサイズＡとシートサイズＣとの幅の差の半分の大きさである。こうして、排出口８１２，８２２の開口幅Ｗ１ａ，Ｗ２ａを、加圧ローラー５３の非通紙領域の大きさに合わせている。
【００５３】
上記シートサイズＡ，Ｂ，Ｃ以外の記録シートであっても、当該記録シートを通紙したときの加圧ローラー５３の非通紙領域の大きさに合わせて、シャッター８７，８８を移動させ、ダクト８１，８２の排出口８１２，８２２の開口幅を調整すればよい。非通紙領域の大きさは、シートサイズと、加圧ローラー５３の寸法などを用いて計算により求めることができる。
【００５４】
このように通紙されるシートサイズに応じて、シャッター８７，８８を開閉制御することにより、加圧ローラー５３の非通紙領域を冷却することができ、当該加圧ローラー５３を介して、定着ベルト５１の発熱域５１ａの非通紙領域全体を冷却することができる。
＜制御部＞
図８は、制御部６０の構成と、制御部６０による制御対象となる主構成要素との関係を示すブロック図である。
【００５５】
同図に示されるように、制御部６０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）６０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６０３、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部６０４および画像データ記憶部６０５などを備えている。
ＣＰＵ６０１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着部５、操作パネル６等を制御するためのプログラムを実行する。ＲＯＭ６０２は、ＣＰＵ６０１により実行される各種プログラムを格納するストレージである。ＲＡＭ６０３は、ＣＰＵ６０１がプログラムを実行するときのワークエリアである。通信Ｉ／Ｆ部６０４は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮに接続するためのインターフェースである。
【００５６】
画像データ記憶部６０５は、通信Ｉ／Ｆ部６０４や不図示の画像読取部を介して入力された、印刷用の画像データを記憶する。
操作パネル６は、プリンター１の上部の操作しやすい位置に配設され、印刷設定のための操作画面や印刷結果等の情報を表示する液晶ディスプレイ、液晶ディスプレイに積層されたタッチパネルや各種指示を入力するための操作ボタン等から構成され、ユーザーから各種指示の入力を受付ける。
【００５７】
また、ＣＰＵ６０１は、例えば、外部の端末からプリントジョブを受け付けると、当該プリントジョブのデータのヘッダに含まれているシートサイズに関する情報を抽出して、記録シートＳのサイズに基づきモーター９４の駆動を制御し、それによりラックアンドピニオン機構９０を介してシャッター８７，８８を開閉制御して、ダクト８１，８２の排出口８１２，８２２の開口幅を調整する。また、ＣＰＵ６０１は、温度センサー５５の検出結果が示す温度が定着温度になるように、抵抗発熱体層５１２への電力供給を制御する。温度センサー５５の検出結果が示す温度が定着温度に達すれば、プリントジョブより抽出したシートサイズに関する情報に基づき、画像形成時に当該サイズの記録シートＳを給紙させる。
【００５８】
ここで、給紙カセット４１内の記録シートＳが指定サイズでない場合には、ＣＰＵ６０１が、プリントジョブを発信した外部の端末にエラー情報を返す。そして、給紙カセット４１に指定サイズの記録シートＳがセットされると、ＣＰＵ６０１は、記録シートＳを給紙する。なお、給紙カセット４１に収納されている記録シートＳのサイズは、公知のサイズ検出センサーで検出することにより、もしくは記録シートＳを給紙カセットにセットする際にユーザーが操作パネル６から入力することにより得られる。
【００５９】
また、ここで仮に、プリンター１が有する給紙カセットが複数あって、それぞれに異なるサイズの記録シートが収容されている場合には、ＣＰＵ６０１は、プリントジョブのシートサイズに関する情報により、該当する記録シートが収容される給紙カセットを選択して、画像形成時に記録シートを給紙させる。
プリントジョブ中、ＣＰＵ６０１は、常に、温度センサー５５の検出結果を監視し、定着ベルト５１の通紙領域の表面温度が定着温度に維持されるように抵抗発熱体層５１２への電力供給を制御する。
【００６０】
また、ＣＰＵ６０１は、この間、定着ベルト５１の非通紙領域が過昇温とならないように、温度センサー５６の検出結果を監視する。温度センサー５６の検出結果が示す温度が定着温度を大幅に超える第１の温度（例えば、２２０℃）に達すれば、ＣＰＵ６０１は、吸入ファン８３，８４を駆動して、ダクト８１，８２内に吸入した外気を、加圧ローラー５３の非通紙領域に供給し、冷却を開始する。こうして冷却された加圧ローラー５３が回転して、定着ベルト５１に接触することで、定着ベルト５１の非通紙領域が冷却される。
【００６１】
この後、冷却により定着ベルト５１の非通紙領域の表面温度が低下し、温度センサー５６の検出結果が示す温度が、定着温度よりも少し高い第２の温度（例えば、１８０℃）まで低下すれば、ＣＰＵ６０１は、吸入ファン８３，８４の駆動を停止する。また、ＣＰＵ６０１は、プリントジョブの終了時点において、吸入ファン８３，８４が駆動している場合には、駆動を停止させる。
【００６２】
なお、「第１の温度」は、定着ベルト５１の非通紙領域の過昇温を抑制可能な温度であればよい。また、「第２の温度」は、定着ベルト５１の非通紙領域の温度が定着温度よりも低下することがないような温度であればよい。非通紙領域の温度が定着温度より低下すると、通紙領域の、非通紙領域近傍の領域の温度がその影響により下がってしまうため、定着不良が生じるおそれがあるからである。これら、第１および第２の温度は、冷却部８０の冷却能力や、定着部５の仕様などに基づき設定される。
【００６３】
上記構成の定着部５によれば、冷却部８０により、まず加圧ローラー５３の非通紙領域Ｒ１ｃ，Ｒ２ｃを冷却し、冷却した加圧ローラー５３を介して、定着ベルト５１の発熱域５１ａの非通紙領域Ｒｈ１，Ｒｈ２全体を冷却することができるので、定着ベルト５１の過昇温を抑制することができる。
また、加圧ローラー５３のローラー周面５３ａが、回転軸Ｊ方向において、給電部材５４ａ，５４ｂ間の内側に配されているので、給電部材５４ａ，５４ｂにより電極層５１５ａ，５１５ｂの表面に擦り付けられたカーボンの摩耗粉が、ローラー周面５３ａに接触して付着するようなことがない。これにより、摩耗粉に起因する画像ノイズの発生を抑制することができる。
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態は、第１の実施の形態におけるシャッターに代えて、ダクト排出口の奥側に、回動扉、具体的にはルーバーを配し、ルーバーの角度を変えることによりダクトの開口幅を調整する構成となっている点で、第１の実施の形態と相違する。
【００６４】
その他の構成については、基本的に第１の実施の形態のプリンター１と同様であるので、同じ構成については、同じ符号で示し、その説明を省略する。
図９は、第２の実施の形態に係る定着部が有する冷却部の構成を示す斜視図である。同図では、ダクト８１，８２内のルーバー１８１，１８２を示すため、各ダクトの紙面上側の側板や案内板を取り外した状態が示されている。
【００６５】
図９に示すように、ダクト８１の排出口８１２奥側の内部空間８１ａに、ルーバー１８１が配され、ダクト８２の排出口８２２奥側の内部空間８２ａに、ルーバー１８２が配されている。
各ルーバー１８１，１８２は長板部材からなり、それぞれの長手方向一端が揺動軸１８１ａ，１８２ａとなっている。揺動軸１８１ａは、ダクト８１の内壁に設けられた軸受部（不図示）により揺動自在に支持され、かつモーター１９１の駆動軸１９１ａが連結されている。同様に、揺動軸１８２ａもダクト８２内の軸受部（不図示）により揺動自在に支持され、モーター１９２の駆動軸１９２ａが連結されている。ルーバー１８１，１８２は、モーター１９１，１９２の駆動により互いに逆方向に揺動可能に構成されている。
【００６６】
揺動軸方向（Ｘ軸方向）において、ルーバー１８１とダクト８１の内壁との間、およびルーバー１８２とダクト８２の内壁との間には、ルーバーが揺動可能な程度の隙間が設けられている。
各モーター１９１，１９２は、例えばステッピングモーターからなり、第１の実施の形態におけるモーター９４と同様、定着部５のハウジング５０（図３参照）の外側に配されている。
【００６７】
制御部６０は、各モーター１９１，１９２の回転を制御して、ルーバー１８１，１８２の揺動角を変化させることにより、ダクト８１，８２の開口幅を調整する。
図１０は、通紙される記録シートＳのサイズと、ルーバー制御との関係を説明するための図である。
ルーバー１８１，１８２は、例えば、同図の実線で示す第１の姿勢Ｓ１と、長破線で示す第２の姿勢Ｓ２と、短破線で示す第３の姿勢Ｓ３とに切り替え可能に構成されている。
【００６８】
第１の姿勢Ｓ１は、ルーバーを全開にした姿勢であり、このときのダクト８１，８２の開口幅がＷ１ｃ，Ｗ２ｃであり、シートサイズＣの記録シートＳが通紙されたときの、加圧ローラー５３の非通紙領域Ｒ１ｃ，Ｒ２ｃの大きさに対応している。
第２の姿勢Ｓ２は、第１の姿勢Ｓ１から角度Θ１揺動させた姿勢であり、このときのダクト８１，８２の開口幅がＷ１ｂ，Ｗ２ｂであり、シートサイズＢの記録シートＳが通紙されたときの、加圧ローラー５３の非通紙領域の大きさに対応している。
【００６９】
第３の姿勢Ｓ３は、第１の姿勢Ｓ１から角度Θ２揺動させた姿勢であり、このときのダクト８１，８２の開口幅がＷ１ａ，Ｗ２ａであり、シートサイズＡの記録シートＳが通紙されたときの、加圧ローラー５３の非通紙領域の大きさに対応している。
また、上記シートサイズＡ，Ｂ，Ｃ以外の記録シートであっても、当該記録シートを通紙したときの加圧ローラー５３の非通紙領域の大きさに合わせて、ルーバー１８１，１８２を揺動させ、ダクト８１，８２の開口幅を調整することができる。
【００７０】
本実施の形態においても、通紙されるシートサイズに応じて、ルーバー１８１，１８２を制御することにより、加圧ローラー５３の非通紙領域を冷却することができ、加圧ローラー５３を介して定着ベルト５１の発熱域５１ａの非通紙領域を冷却することができるので、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができ、定着ベルト５１の過昇温を抑制することができる。
［変形例］
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
【００７１】
（１）上記実施の形態では、加圧ローラー５３の非通紙領域全体に外気を当てて冷却する構成としているが、これに限定するものではない。
例えば、図６を参照して、シートサイズＣの記録シートが通紙された場合において、加圧ローラー５３の非通紙領域Ｒ１ｃのうち、発熱域５１ａの非通紙領域Ｒｈ１に対応する第１の領域Ｒ１１、および非通紙領域Ｒ２ｃのうち、発熱域５１ａの非通紙領域Ｒｈ２に対応する第１の領域Ｒ２１のみを冷却する構成としてもよい。
【００７２】
もっとも、上記実施の形態で示したように、加圧ローラー５３の第２の領域Ｒ１２，Ｒ２２を含め、非通紙領域ｃ１，ｃ２全体を冷却した場合には、第１の領域Ｒ１１，Ｒ２１のみを冷却する場合よりも、当該第１の領域Ｒ１１，Ｒ２１の冷却を安定させることができるという利点がある。よって、好ましくは、加圧ローラーの、定着ベルトの発熱域における非通紙領域および電極層の領域と重なる領域、つまり非通紙領域全体を冷却する構成である。
【００７３】
さらに、第１の領域Ｒ１１，Ｒ２１と回転軸Ｊ方向内側で隣接する通紙領域Ｒ３ｃの領域Ｒ３１，Ｒ３２を含めて冷却する構成としても構わない。なお、この場合には、第１の実施の形態で説明したような、外気の一部が領域Ｒ３１，Ｒ３２に流れ込むことにより冷却してしまうのとは異なり、外気を直接当てて冷却するので、その分、領域Ｒ３１，Ｒ３２の温度が低下する。そのため、記録シートＳの通紙と通紙の間の紙間において、冷却された領域Ｒ３１，Ｒ３２の発熱域５１ａ（通紙領域）から奪う熱量が増えて、定着不良が生じる可能性が高くなることから、定着不良が生じるのを抑制するため、冷却する領域Ｒ３１，Ｒ３２の幅を定着部５の仕様に応じて適宜設定するのが好ましい。具体的には、例えば、予めシートサイズ毎に設定された非印字領域（画像が印字されない領域）の幅と同じ寸法に設定するのがよい。
【００７４】
加圧ローラー５３の冷却する領域の大きさおよび配置等は、加圧ローラー５３を介して発熱域５１ａの非通紙領域Ｒｈ１，Ｒｈ２全体を冷却することができる限り、特に限定されるものではない。
（２）上記実施の形態では、赤外線検知型のサーモパイルからなる温度センサー５５，５６を用いた構成を示したが、これに限定するものではない。例えば、温度センサーとして、非接触型サーミスター、複数のサーモパイルからなるサーモパイルアレイ等を用いることができる。
【００７５】
（３）上記実施の形態では、冷却部８０の吸入ファン８３，８４をオン・オフするだけの制御例を示したが、これに限定するものではない。例えば、定着ベルト５１の非通紙領域の表面温度に応じて吸入ファン８３，８４の回転速度を調整する構成にすれば、より効果的に非通紙領域を冷却することができ、過昇温を抑制することができるようになる。
さらに、通紙されるシートサイズによって変動する非通紙領域に対応するため、複数個所の温度を検出する構成とするのが好ましい。非通紙領域の温度を細かく見ることにより、より確実に冷却することができるようになる。この場合において、サーモパイルアレイは、視野角が広く、複数個所の温度測定が可能なので、配置する個数を減らすことができ、温度センサー５６として有用である。
【００７６】
また、冷却部８０の冷却能力や、定着部５の仕様によっては、プリントジョブ実行中、常に、吸入ファン８３，８４を駆動させる構成とすることも可能である。この場合、非通紙領域の表面温度の検出結果に基づく制御が不要になる分、構成が簡単になる。
（４）上記実施の形態では、ダクト８１，８２のシャッター８７，８８の開閉制御を行うタイミングとして、プリントジョブを受け付け、シートサイズに関する情報を抽出した後に行う例を示したが、これに限定するものではない。例えば、定着ベルト５１の非通紙領域の温度が上記第１の温度に達した後の、吸入ファン８３，８４の駆動を開始する前に、シャッター８７，８８の開閉制御を行う構成としても構わない。
【００７７】
（５）上記実施の形態では、ダクト８１，８２からの外気が、加圧ローラー５３のローラー周面５３ａに沿うように、かつローラーの回転方向（矢印Ｃ方向）と逆方向に向けて供給される構成を示したが（図３参照）、これに限定するものではない。
例えば、ダクト８１，８２を、ハウジング５０の搬送方向（矢印Ｈ方向）下流側に配し、排出口５０３を搬送方向上流側に設け、ダクト８１，８２からの外気を、ローラー周面５３ａに沿うように、かつ回転方向（矢印Ｃ方向）に向けて供給する構成としても構わない。もっとも、外気を回転方向と逆方向に向けて供給する方が、ローラー周面５３ａに接する外気の実質的な流量を増加させることができるので、より効率的に冷却することができる。
【００７８】
（６）上記実施の形態では、ハウジング５０に、ダクト８１，８２から供給された外気を排出する排出口５０３だけを設けた構成を示したが、これに限定するものではない。
例えば、排出口５０３に外気をプリンター１の外側まで排出させる排出ダクトを嵌め込んだ構成としても構わない。
また、各排出口５０３に、第１の実施の形態で示したシャッター８７，８８と同様のシャッターを設け、設けたシャッターをそれぞれシャッター８７，８８と連動させて、加圧ローラー５３の非通紙領域の大きさに合わせて、各排出口５０３の開口幅を調整するのが望ましい。これにより、ローラー周面５３ａに沿って流れる外気の拡がりを抑制することができるようになるので、通紙領域に外気が流れ込むのを抑制することができる。
【００７９】
（７）上記実施の形態では、Ｌ字状のダクト８１，８２を用いた構成を示したが、ダクトの形状は特に限定されるものではなく、ダクトの排出口が、加圧ローラーの非通紙領域に対向して配置された構成であれば構わない。
また、上記実施の形態では、ダクト８１，８２を介して、定着部５のハウジング５０内に外気を供給する構成を示したが、これに限定するものではない。
【００８０】
例えば、図１１に示すように、ダクトを加圧ローラー５３のローラー周面５３ａに沿うように形成し、ダクト内に冷却媒体としての外気を流すことによりローラー周面５３ａの非通紙領域を冷却する構成とすることもできる。同図のダクト２８０は、Ｌ字管２８１と、ローラー周面５３ａに沿って形成された円弧管２８２と、排出口５０３に連接された管２８３からなり、円弧管２８２の上流側に、第１の実施の形態と同様のシャッター２８７が設けられた構成となっている。よって、シャッター２８７を開閉制御することにより、加圧ローラー５３の非通紙領域に対応することができる。
【００８１】
（８）上記実施の形態では、冷却媒体として、外気（空気）を用いた構成を示したが、冷却媒体を限定するものではない。例えば、冷却媒体として冷却用の不活性ガスを使用しても構わない。この場合には、ガスタンクとガスを循環させるポンプが必要となる。
（９）上記実施の形態では、定着ベルト５１が、絶縁層５１１、抵抗発熱体層５１２、弾性層５１３および離型層５１４がこの順で積層され、電極層５１５ａ，５１５ｂが絶縁層５１１上に積層された構成を示したが、これに限定するものではなく、定着部の仕様に応じて、定着ベルトの構成や各層の厚みを適宜決定することができる。
【００８２】
例えば、ベルトの内周面側の絶縁性が確保されている場合には、図１２に示すように、ベルトの強度を確保するための絶縁層５１１を、抵抗発熱体層５１２の外周側に積層した構成としても構わない。この場合、電極層５１５ａ，５１５ｂの厚みは、図４に示す構成の場合よりも厚い方が望ましく、例えば、３０〜１００μｍに設定される。この定着ベルト２５１においても、電極層５１５ａ，５１５ｂ間が発熱域２５１ａとなる。
【００８３】
また、抵抗発熱体層５１２および電極層５１５ａ，５１５ｂの強度が十分である場合には、絶縁層を設けなくても構わない。
さらに、図１３に示すように、抵抗発熱体層５１２上に電極層５１５ａ，５１５ｂが積層された構成としても構わない。この場合にも、給電部材５４ａ，５４ｂを介して供給される電流ｉは、抵抗発熱体層５１２内において電極層５１５ａ，５１５ｂ間の最短経路を流れるようになる。よって、定着ベルト１５１の電極層５１５ａ，５１５ｂ間が発熱域１５１ａとなる。
【００８４】
また、抵抗発熱体層５１２の構成材料として、例えば、電気抵抗率の調整を目的として金属合金、金属間化合物などの導電性粒子を適度に入れても構わないし、機械的強度の向上のため、ガラスファイバー、酸化チタン、チタン酸カリウムなどのウィスカを入れても構わない。また、熱伝導率の向上のため、窒化アルミ、アルミナなどを入れても構わない。さらに、製造安定性を考慮して、イミド化剤、カップリング剤、界面活性剤、消泡剤を入れても構わない。
【００８５】
（１０）上記実施の形態では、定着ベルト５１の内側に押圧ローラー５２が遊嵌され、押圧ローラー５２が定着ベルト５１を介して加圧ローラー５３から押圧される構成を示したが、これに限定するものではない。例えば、押圧ローラー５２に代えて、定着ベルト５１の内周面に接触する長尺状のパッド部材を配し、当該パッド部材が定着ベルト５１を介して加圧ローラー５３から押圧される構成としても構わない。
【００８６】
（１１）上記実施の形態では、中空円柱状の加圧ローラー５３を用いた構成を示したが、これに限定するものではない。例えば、加圧ローラーが中実であっても良いし、断面が三ツ矢形状などの異型のものを用いるとしても良い。
（１２）第２の実施の形態では、ルーバー１８１，１８２を２つのモーター１９１，１９２を用いて互いに逆方向に揺動させる構成を示したが、これに限定するものではない。
【００８７】
例えば、１つのモーターと、歯車ギアやベルトなどの動力伝達機構を介して、ルーバー１８１，１８２を互いに逆方向に揺動させるように構成しても構わない。
（１３）上記実施の形態では、画像形成装置として、タンデム型カラープリンターを用いて説明したが、本発明の適用範囲は、これに限らず、抵抗発熱体を用いた定着部を有する複写機、ファクシミリ装置、プリンターなどに適用することができる。
【００８８】
また、上記実施の形態及び変形例の内容は、可能な限り組み合わせても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、定着装置および当該定着装置を用いた画像形成装置に関し、特に、抵抗発熱体層を含むベルトを用いた定着装置において、ベルトの非通紙領域における過昇温を抑制する技術として利用できる。
【符号の説明】
【００９０】
１ プリンター
３ 画像プロセス部
４ 給紙部
５ 定着部
６ 操作パネル
５１ 定着ベルト
５１ａ 発熱域
５２ 押圧ローラー
５３ 加圧ローラー
５３ａ ローラー周面
５４ａ，５４ｂ 給電部材
５５ 温度センサー
６０ 制御部
８０ 冷却部
８１，８２ ダクト（供給ダクト）
８７，８８ シャッター
９０ ラックアンドピニオン機構
９４ モーター
１８１，１８２ ルーバー
１９１，１９２ モーター
５１１ 絶縁層
５１２ 抵抗発熱体層
５１３ 弾性層
５１４ 離型層
５１５ａ，５１５ｂ 電極層
８１１，８２１ 吸入口（ダクト）
８１２，８２２ 排出口（ダクト）
Ｄ１ 距離（電極層間の距離）
Ｄ２ 距離（給電部材間の距離）
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ１ｃ，Ｒ２ｃ 非通紙領域（加圧ローラー）
Ｒ１１，Ｒ２１ 第１の領域（加圧ローラー）
Ｒ１２，Ｒ２２ 第２の領域（加圧ローラー）
Ｒｈ１，Ｒｈ２ 非通紙領域（定着ベルトの発熱域）
Ｔ１，Ｔ２ 端縁（ローラー周面）
Ｗ１ａ，Ｗ１ｂ，Ｗ１ｃ，Ｗ２ａ，Ｗ２ｂ，Ｗ２ｃ 開口幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および当該定着装置を用いた画像形成装置に関し、特に、抵抗発熱体層を含むベルトを用いた定着装置において、ベルトの非通紙領域における過昇温を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンター、複写機等の画像形成装置の定着装置として、ジュール発熱する抵抗発熱体の層を含むベルトを用いた定着装置が利用されている。
特許文献１には、抵抗発熱体層を含む無端状のベルトと、ベルトの外周面を押圧してニップ部を形成する加圧ローラーとを備え、ニップ部に未定着画像が形成されたシートを通紙して熱定着させる定着装置が開示されている。ベルト外周面には、その幅方向（回転軸方向）両端に金属製の環状電極が設けられ、各環状電極に、外部電源に接続された給電部材を摺接させることにより抵抗発熱体層に給電がなされる構成となっている。給電された電流は、抵抗発熱体層の環状電極間をベルト幅方向に流れ、ジュール発熱し、ベルトが加熱される。
【０００３】
このような定着装置では、通紙時において、ベルトのシートが通過する通紙領域では、シートにベルトの熱が奪われるが、シートが通過しない非通紙領域では熱が奪われないので通紙領域よりも温度が高くなる。通常、通紙領域の温度が定着温度になるようにベルトの加熱が行われるため、連続印刷時には、シートに熱が奪われない非通紙領域の温度が、許容範囲を超えて過昇温となる怖れがある。
【０００４】
そこで、定着装置のハウジング内にダクトを配し、ダクトを介して外気などの冷却媒体をベルトの非通紙領域に当てて冷却することが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０９９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者らが確認したところ、上記構成の定着装置では、ベルトの非通紙領域に当てた外気の一部が、非通紙領域近傍の通紙領域に流れ込み、そのために当該近傍における通紙領域の温度が低下して、定着不良が生じることが判明した。
そこで、本発明者らは、このような定着不良が発生するのを抑制しつつベルトの非通紙領域を冷却するため、まず外気などにより加圧ローラーの非通紙領域を冷却し、冷却した加圧ローラーを介してベルトの非通紙領域の熱を奪い冷却する構成を考案している。
【０００７】
この場合、冷却により加圧ローラーの通紙領域の一部の温度が低下したとしても、ベルトと加圧ローラーとの間に通紙されるシートが断熱材の役割を果たすため、当該温度低下に伴いベルトの通紙領域の温度が低下するのが抑制され、定着不良の発生を抑制することができる。また、加圧ローラーは、シートの未定着画像が形成された面の裏側と接するので、その温度低下が未定着画像の熱定着に与える影響は小さく、加圧ローラーの温度低下そのものにより定着不良が発生する可能性は低い。
【０００８】
ところが、このような構成の場合、加圧ローラーの外周面（以下、「ローラー周面」という。）の回転軸方向の長さがベルトの環状電極間の距離よりも短いと、ベルトの給電により発熱する領域（環状電極間の領域）の回転軸方向の端部に、ローラー周面と接しない部分が生じるため、当該接しない部分において過昇温が発生する怖れがある。
逆に、ローラー周面の当該長さが環状電極間の距離より長い場合でも、給電部材間の距離よりも長くなり過ぎると、環状電極との接触により発生した給電部材の摩耗粉が、ローラー周面に付着して画像ノイズを引き起こす恐れがあることが判明した。給電部材の摩耗粉は、まず環状電極に付着し、ニップ部においてローラー周面側に移動（付着）する。さらにニップ部内で受ける圧により回転軸方向内側の通紙領域側へと押しやられ、ベルトの外周面にも付着する。こうしてベルトの通紙領域まで移動した摩耗粉が、シートに擦り付けられて画像ノイズを引き起こすのである。特に、ローラー形状が回転軸方向中心に向かうほど縮径された逆クラウン形状の場合、当該問題が顕著となることも分かった。
【０００９】
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたものであって、ベルトの非通紙領域の過昇温を抑制するとともに、画像ノイズの発生を抑制できる定着装置および画像形成装置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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、抵抗発熱体層を含み、回転走行する無端状のベルトの外周面に加圧回転体を押圧してニップ部を形成し、当該ニップ部に未定着画像が形成されたシートを通紙して熱定着させるものであって、前記ベルトの外周面に設けられた一対の環状電極に接触して、外部電源からの電力を前記抵抗発熱体層に給電する一対の給電部材と、前記ベルトの一対の環状電極間の領域であり、かつシートが通過しない非通紙領域を、前記加圧回転体を介して間接的に冷却する冷却手段と、を備え、前記加圧回転体の外周面の回転軸方向の長さが、一対の環状電極間の距離以上、一対の給電部材間の距離未満であり、かつ、当該外周面が、回転軸方向において、一対の給電部材間にあって前記ベルトの環状電極間の領域全体と接していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成の定着装置によれば、加圧回転体の外周面の回転軸方向の長さが、ベルトの一対の環状電極間の距離以上あり、当該外周面がベルトの環状電極間の領域全体と接しているので、冷却手段により加圧回転体を冷却することによって、加圧回転体を介して、ベルトの給電により発熱する環状電極間の領域内の、非通紙領域全体を冷却することができる。これにより、ベルトの非通紙領域における過昇温を抑制することができる。
【００１２】
また、加圧回転体の外周面の回転軸方向の長さは、一対の給電部材間の距離未満であって、当該外周面が、回転軸方向において一対の給電部材間にある。このため、環状電極に擦りつけられた給電部材の摩耗粉が、加圧回転体の外周面に接触して付着し難い。したがって、給電部材の摩耗粉が加圧回転体の外周面を介して通紙領域まで移動しなくなるので、画像ノイズの発生を抑制することができる。
【００１３】
ここでの冷却手段は、加圧回転体の外周面の、ベルトの環状電極間における非通紙領域に対応する領域を冷却するのが望ましい。また、加圧回転体の外周面における回転軸方向の少なくとも一方の端縁が、ベルトの環状電極間の領域よりも回転軸方向外側に延びている場合には、冷却手段は、さら加圧回転体の環状電極と重なる領域も合わせて冷却するのが望ましい。
【００１４】
冷却手段は、冷却媒体を供給する供給ダクトで構成され、供給ダクトの冷却媒体の排出口が、特定サイズのシートを通紙したときの加圧回転体の外周面の非通紙領域に対向して配され、通紙されるシートのサイズに応じて、供給ダクトの排出口の開口幅を調整する調整手段が設けられているのが望ましい。
この調整手段が、シャッターと、シャッターを駆動するシャッター駆動手段と、シャッター駆動手段を介してシャッターを開閉制御する開閉制御手段とで構成されているのが望ましい。または、調整手段が、ルーバーと、ルーバーを駆動するルーバー駆動手段と、ルーバー駆動手段を介してルーバーの角度を制御する角度制御手段とで構成されているのが望ましい。
【００１５】
また、ここでは、供給ダクトから、冷却媒体が加圧回転体の外周面に沿うように供給されるのが望ましく、より望ましは、冷却媒体が、加圧回転体の回転方向と逆方向に向けて供給される構成である。
ここでの冷却媒体は、装置外から取り込まれた空気であるのが望ましい。
また、本発明は、上記構成の定着装置を備えた画像形成装置であってもよく、これにより上記構成の定着装置と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプリンターの構成を示す概略図である。
【図２】上記プリンターが有する定着部の主要部の構成を示す斜視図である。
【図３】図２の定着部を仮想面Ｖで切断したときのＹ´方向から見た断面図である。
【図４】定着ベルトの積層構造を説明するための部分断面図である。
【図５】冷却部の構成を説明するための斜視図である。
【図６】ダクトと定着ベルトおよび加圧ローラーとの回転軸方向における位置関係を模式的に示す図である。
【図７】（ａ）は、シートサイズＢの記録シートが通紙されたときの、シャッターおよびダクトの排出口の状態を示す図であり、（ｂ）は、シートサイズＡの記録シートが通紙されたときの、シャッターおよびダクトの排出口の状態を示す図である。
【図８】制御部の構成と、制御部による制御対象となる主構成要素との関係を示すブロック図である。
【図９】第２の実施の形態に係る定着部が有する冷却部の構成を示す斜視図である。
【図１０】通紙される記録シートのサイズと、ルーバー制御との関係を説明するための図である。
【図１１】ダクトの変形例を示す断面図である。
【図１２】定着ベルトの変形例を示す部分断面図である。
【図１３】定着ベルトの変形例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る画像形成装置の第１の実施の形態について、タンデム型カラープリンター（以下、単に「プリンター」という）を例にして図面に基づき説明する。
＜プリンターの全体構成＞
図１は、プリンターの構成を示す概略図である。
【００１８】
同図に示すように、プリンター１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着部５および制御部６０を備えている。このプリンター１は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続されていて、外部の端末装置（不図示）からのプリントジョブの実行指示を受付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンダ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成し、これらを多重転写してカラー画像の形成を行う。
【００１９】
以下、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各再現色をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを添字として付加する。
画像プロセス部３は、Ｙ〜Ｋ色のそれぞれに対応する作像部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、光学部１０、中間転写ベルト１１などを備えている。
作像部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙ、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、一次転写ローラー３４Ｙ、感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナー３５Ｙなどを備え、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。他の作像部３Ｍ〜３Ｋについても、トナーの色が異なる以外は作像部３Ｙと同様の構成になっており、同図では符号を省略している。
【００２０】
中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラー１２と従動ローラー１３に張架されて矢印Ａ方向に循環走行される。
光学部１０は、レーザーダイオードなどの発光素子を備え、制御部６０からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザー光Ｌを発し、帯電器３２Ｙ〜３２Ｋにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上を露光走査する。この露光走査により、感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上に静電潜像が形成される。
【００２１】
各静電潜像は現像器３３Ｙ〜３３Ｋにより現像されて、感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上にＹ〜Ｋ色のトナー像が作像される。
中間転写ベルト１１には、各作像部において作像されたトナー像が多重転写される。
給紙部４は、記録シートＳを収容する給紙カセット４１、給紙カセット４１内の記録シートＳを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す給紙ローラー４２、繰り出された記録シートＳを二次転写位置４６に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラー対４４などを備えている。給紙部４から給送された記録シートＳには、二次転写位置４６において二次転写ローラー４５による静電力の作用により、中間転写ベルト１１上のトナー像が二次転写される。二次転写位置４６を通過した記録シートＳは、さらに定着部５に搬送され、記録シートＳ上のトナー像（未定着画像）が定着部５における加熱、加圧により記録シートＳに定着された後、排出ローラー対７１を介して排出トレイ７２上に排出される。
【００２２】
制御部６０は、これら画像プロセス部３、給紙部４および定着部５などを制御するものであり、詳細については後述する。
＜定着部の構成＞
次に、定着部５の構成について、図２および図３を参照しながら説明する。
図２は、定着部５の主要部の構成を示す斜視図であり、図３は、図２の仮想面Ｖで切断したときのＹ´方向から見た断面図である。
【００２３】
定着部５は、抵抗発熱体層５１２を有する無端状の定着ベルト５１、定着ベルト５１の内側に遊嵌された押圧ローラー５２、定着ベルト５１外側の加圧ローラー５３、抵抗発熱体層５１２に電力供給する給電部材５４ａ，５４ｂ、温度センサー５５，５６、冷却部８０などを備える。
加圧ローラー５３は、定着ベルト５１を介して押圧ローラー５２に押圧され、定着ベルト５１との間に定着ニップ部Ｎが形成されている。また、加圧ローラー５３は、モータ（不図示）を動力源とし、歯車ギアやベルトなどの動力伝達機構を介して回転駆動される。押圧ローラー５２および定着ベルト５１は、加圧ローラー５３の回転に従動して回転駆動され、互いに連動している。加圧ローラー５３が矢印Ｃ方向に、押圧ローラー５２および定着ベルト５１が矢印Ｂ方向にそれぞれ回転する。
【００２４】
以下、定着部５における各構成要素について詳しく説明する。
（定着ベルト）
定着ベルト５１は、円筒状の弾性変形可能なベルトであり、その内部に抵抗発熱体層５１２が形成され、外周面の幅方向（回転軸Ｊ方向）両端には、抵抗発熱体層５１２に給電するための電極層５１５ａ，５１５ｂが設けられている。
【００２５】
この電極層５１５ａ，５１５ｂに、リード線５０１を介して交流電源５００に電気的に接続された給電部材５４ａ，５４ｂが摺接され、それにより、交流電源５００の電力が抵抗発熱体層５１２に供給される構成となっている。
図４は、定着ベルト５１の積層構造を説明するための断面図である。
図４に示すように、電極層５１５ａ，５１５ｂは、絶縁層５１１上に形成されていて、絶縁層５１１上の電極層５１５ａ，５１５ｂ間の領域５１ａでは、抵抗発熱体層５１２、弾性層５１３および離型層５１４がこの順で積層されている。抵抗発熱体層５１２は、電極層５１５ａ，５１５ｂの一部に被さるように設けられ、さらにその上から弾性層５１３が覆い被さるように設けられている。こうして、抵抗発熱体層５１２と電極層５１５ａ，５１５ｂとの接着性を良くなるようにしている。
【００２６】
絶縁層５１１は、抵抗発熱体層５１２および電極層５１５ａ，５１５ｂの内周面を絶縁するとともに、ベルトの強度を確保する層である。絶縁層５１１の構成材料として、例えば、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等の耐熱性の絶縁樹脂を用いることができる。
抵抗発熱体層５１２は、電力供給を受けてジュール熱を発生させる層であり、耐熱性の絶縁樹脂に、導電性フィラーを均一に分散して構成されている。抵抗発熱体層５１２において、絶縁樹脂中の導電性フィラーの体積含有率を変えることで、単位体積当たりの電気抵抗率を調整することができ、所望の発熱量が得られる電気抵抗値に設定されている。
【００２７】
抵抗発熱体層５１２を構成する耐熱性の絶縁樹脂として、ＰＩ，ＰＰＳ，ＰＥＥＫ等を用いることができる。好ましくは、耐熱性および耐圧性の点で最も優れているＰＩを用いるのがよい。よって、本実施の形態では、ＰＩを用いている。また、導電性フィラーとしては、銀、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル等の金属粉末や、グラファイト、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンマイクロコイル等の炭素化合物粉末、およびこれらのうち２種類以上混合したものを用いることができる。導電性フィラーの形状は、繊維状、フレーク状または球状が好ましい。より好ましくは、導電性フィラー同士の接触確率が高くなるとともに、パーコレーションしやすい繊維状である。抵抗発熱体層５１２の導電性フィラーの含有率が、体積分率で４０〜５０ｖｏｌ％であることが好ましい。体積分率が５０ｖｏｌ％を超えると、抵抗発熱体層５１２の電気抵抗が小さくなり過ぎて過電流が流れる恐れがあり、体積分率が４０ｖｏｌ％未満だと、電気抵抗が大きくなり過ぎて流れる電流が少なくなり所望の発熱量が得られなくなる恐れがあるからである。また、抵抗発熱体層５１２の電気抵抗率は、１．０×１０−６〜１．０×１０−２Ωｍが望ましい。より望ましくは１．０×１０−５〜５．０×１０−３Ωｍである。このような抵抗発熱体層５１２は、例えば、芳香族テトラカルボン酸二無水物と、芳香族ジアミンとを有機溶媒中で重合して得られるポリイミドワニスに導電フィラーを均一分散させてから金型に塗布しイミド転化させて製造することができる。
【００２８】
弾性層５１３は、耐熱性、弾性および絶縁性を有するゴム材や樹脂材、例えばシリコーンゴムまたはフッ素ゴムなどからなる。この弾性層５１３を設けることにより、トナー像が押しつぶされたり、トナー像が不均一に溶融されたりするのを防止し、画像ノイズの発生を防止している。また、カラー画像の光沢ムラなども防止することができる。
離型層５１４は、定着後の記録シートＳとの離型性を高めるための層であり、例えばＰＦＡ（パーフルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（ポリエチレン・テトラフルオロエチレン共重合体）等のフッ素系チューブ、フッ素系コーティングなどの離型性を有する材料からなる。導電性としても良い。フッ素系チューブの例としては、三井・デュポンフロロケミカル（株）製ＰＦＡ３５０−Ｊ、４５１ＨＰ−Ｊ、９５１ＨＰ Ｐｌｕｓなどがある。水との接触角は９０度以上が良く、より望ましくは１１０度以上が良い。表面粗さは、Ｒａ：０．０１〜５０μｍ程度が望ましい。
【００２９】
電極層５１５ａ，５１５ｂは、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、真鍮、リン青銅等の金属材料からなる金属層である。このような電極層５１５ａ，５１５ｂは、例えば、抵抗発熱体層の表面に、まず化学メッキを施して金属層の下地を形成し、その後、所定の厚みになるまで電気メッキを施すことにより形成することができる。また、抵抗発熱体層の表面に、金属箔を導電性接着剤で接着して形成する、または導電性インクやペーストを塗布して形成することもできる。
【００３０】
電極層５１５ａ，５１５ｂの単位体積当たりの電気抵抗率は、抵抗発熱体層５１２よりも低いので、給電部材５４ａ，５４ｂを介して供給される電流ｉは、電極層５１５ａ，５１５ｂを回転軸Ｊ方向（Ｙ軸方向）に流れ、抵抗発熱体層５１２内においては電極層５１５ａ，５１５ｂ間の最短経路を流れるようになる。したがって、電極層５１５ａ，５１５ｂ間においてジュール熱が発生し、ベルトが加熱される。つまり、定着ベルト５１の電極層５１５ａ，５１５ｂ間の領域５１ａが発熱域となる（以下、「発熱域５１ａ」という。）。
【００３１】
上記各層の厚みは、全周に亘って均一である。具体的には、絶縁層５１１が５〜１００μｍ、抵抗発熱体層５１２が３０〜１５０μｍ、弾性層５１３が１００〜３００μｍ、離型層５１４が５〜１００μｍ、電極層５１５ａ，５１５ｂが５〜５０μｍである。定着ベルト５１の内径は、３０ｍｍに設定されている。
定着ベルト５１の幅寸法は、最大サイズの記録シートＳの通紙幅（Ａ３縦通し）および電極層５１５ａ，５１５ｂの幅を合算した値よりも大きい３７０ｍｍに設定されている。
【００３２】
（押圧ローラー）
図３に戻って、押圧ローラー５２は、長尺で円柱状の芯金５２１の周囲に弾性層５２２が形成されてなる。芯金５２１は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等からなり、その軸方向両端に、定着部５のハウジング５０に設けられた軸受部（不図示）に回転自在に支持される軸部５２１ａ，５２１ｂが設けられている（図２）。
【００３３】
弾性層５２２は、耐熱性および断熱性の高い、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の発泡弾性体などの材料からなる。この弾性層５２２を設けることにより、押圧ローラー５２と定着ベルト５１とが弾性接触するようにして、できるだけ接触圧の偏りを無くし、接触状態が良好になるようにしている。また、この弾性層５２２が断熱材としても機能するので、定着ベルト５１で発生した熱が、押圧ローラー５２を介して放熱されるのを抑制することができる。弾性層５２２の厚みは１〜１０ｍｍが好ましい。
【００３４】
例えば、芯金５２１（軸部５２１ａ，５２１ｂを除く）の外径が約１８ｍｍ、弾性層５２２の厚みが約５ｍｍに設定され、これらを合わせた押圧ローラー５２の外径は、定着ベルト５１の内径よりも小さい。また、押圧ローラー５２の軸部５２１ａ，５２１ｂを除いた長さは定着ベルト５１の幅寸法と等しい。
（加圧ローラー）
加圧ローラー５３は、長尺で中空円柱状の芯金５３１の周囲に、弾性層５３２と離型層５３３とがこの順に積層されている。芯金５３１は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等からなり、その軸方向両端に、ハウジング５０に設けられた軸受部（不図示）に回転自在に支持される軸部５３１ａ，５３１ｂが設けられている。弾性層５３２は、例えば、シリコーンゴムからなり、離型層５３３は、例えば、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素系チューブ、フッ素系コーティングなどの離型性を有する材料からなる。なお、離型層５３３は導電性としても良い。弾性層５３２を設けることにより、加圧ローラー５３と定着ベルト５１とが弾性接触するようにして、できるだけ接触圧の偏りを無くし、接触状態が良好になるようにしている。弾性層５３２の厚みは１〜２０ｍｍ、離型層５３３の厚みは５〜５０μｍ、これらを含む加圧ローラー５３の外径は、２０〜１００ｍｍが好ましい。例えば、加圧ローラー５３の外径が約３０ｍｍに設定される。
【００３５】
また、図２に示すように、加圧ローラー５３のローラー周面（外周面）５３ａの端縁Ｔ１，Ｔ２は、それぞれ定着ベルト５１の発熱域５１ａよりも回転軸Ｊ方向外側に延出され、ローラー周面５３ａの回転軸Ｊ方向の長さＬが、定着ベルト５１の電極層５１５ａ，５１５ｂ間の距離Ｄ１以上、給電部材５４ａ，５４ｂ間の距離Ｄ２未満に設定されている（距離Ｄ１，Ｄ２は図４参照）。そして、ローラー周面５３ａが、回転軸Ｊ方向において、給電部材５４ａ，５４ｂ間において、定着ベルト５１の発熱域５１ａ全体と接するように配されている。
【００３６】
（給電部材）
給電部材５４ａ，５４ｂは、ブロック状のカーボンブラシであって、摺動性および電導性を有する銅黒鉛質や炭素黒鉛質等の材料からなる。
給電部材５４ｂは、不図示のガイド部材により矢印Ｅ方向（図３参照）に移動可能に保持され、かつバネなどの付勢部材（不図示）により定着ベルト５１に向けて付勢されている。これにより、給電部材５４ｂが、定着ベルト５１の電極層５１５ｂに摺接される。給電部材５４ａも、同様に保持、付勢され、電極層５１５ａに摺接される。
【００３７】
給電部材５４ａ，５４ｂの大きさは、例えば、縦１０ｍｍ（Ｙ軸方向）、横５ｍｍ（Ｘ軸方向）、高さ１１ｍｍ（Ｚ軸方向）に設定されている。
交流電源５００は、例えば、電圧１００Ｖ、周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの家庭用電源である。なお、リード線５０１には、制御部６０の制御を受けて電力供給をオン・オフする公知の継電器（リレースイッチ）（不図示）が挿設されている。
【００３８】
（温度センサー）
温度センサー５５，５６は、例えば赤外線検知型のサーモパイルからなる。
温度センサー５５は、定着ベルト５１の回転軸Ｊ方向の略中央付近に配され、定着ベルト５１の通紙領域の表面温度を検出して制御部６０に出力する。制御部６０は、温度センサー５５の検出結果に基づき、定着ベルト５１の通紙領域の表面温度が所定の定着温度（例えば、１７０℃）になるように、交流電源５００から抵抗発熱体層５１２に供給する電力を制御する。
【００３９】
また、温度センサー５６は、定着ベルト５１の回転軸Ｊ方向の一方の端部付近に配され、定着ベルト５１の非通紙領域の表面温度を検出して制御部６０に出力する。制御部６０は、温度センサー５６の検出結果に基づき、定着ベルト５１の非通紙領域が過昇温しないように、後述する冷却部８０を制御する。
温度センサー５５，５６のそれぞれは、不図示の保持部材により保持されている。
【００４０】
（冷却部）
冷却部８０は、送風により加圧ローラー５３の記録シートＳが通過しない非通紙領域Ｒ１，Ｒ２を冷却するものであり、定着ベルト５１に回転接触する加圧ローラー５３を利用して、定着ベルト５１の非通紙領域を間接的に冷却するためのものである。
図５は、この冷却部８０の構成を説明するための斜視図である。
【００４１】
同図に示すように、冷却部８０は、Ｌ字状のダクト８１，８２を有する。ダクト８１が非通紙領域Ｒ１に対応し、ダクト８２が非通紙領域Ｒ２に対応する。
ダクト８１内には、吸入ファン８３が設けられており、吸入ファン８３の駆動により、吸入口８１１から装置外部の空気が吸入され、排出口８１２から排出される。
ダクト８１の排出口８１２には、排出空気を加圧ローラー５３のローラー周面５３ａの回転方向に沿った方向に導く案内板８５と、シャッター８７とが設けられている。
【００４２】
ダクト８２も、同様であり、内部に吸入ファン８４が設けられ、排出口８２２に、案内板８６と、シャッター８８とが設けられている。
シャッター８７，８８は、それぞれ排出口８１２、８２２に対して加圧ローラー５３の回転軸と平行な方向（以下、単に「軸方向」という。）にスライド可能であって、これらを内側に移動させることにより、軸方向における冷却範囲を増加させることができるように構成されている。
【００４３】
シャッター８７，８８の移動機構として、本実施の形態では、ラックアンドピニオン機構９０が採用されている。
シャッター８７の上部とシャッター８８の下部のそれぞれには、ラック９２，９３が軸方向に平行で、かつ、その歯列を対向させた状態で付設されており、両方のラック９２、９３にピニオン９１が噛合している。
【００４４】
制御部６０は、モーター９４の駆動制御により上記ピニオン９１を回転させて、ラック９２，９３をＹ軸方向に互いに近接または離間するように移動させてシャッター８７，８８の開閉制御を行う。これにより、排出口８１２，８２２の開口幅がそれぞれ調整される。また、制御部６０は、吸入ファン８３，８４の駆動制御を行う（詳細は後述する）。
モーター９４は、例えばステッピングモーターからなり、定着部５のハウジング５０（図３）の外側に配され、その駆動軸９４１が、ハウジング５０を貫通してピニオン９１に連結されている。ラック９２，９３は、不図示のガイド部材によりＹ軸方向に移動自在に保持されている。
【００４５】
図３に戻って、ダクト８１の排出口８１２を含む一部分が、ハウジング５０の記録シートＳの搬送方向（矢印Ｈ方向）上流側の側壁５０１内に挿通され、排出口８１２が加圧ローラー５３のローラー周面５３ａ付近に配されている。他端の吸入口８１１は、プリンター１の筐体（図１参照）に形成された不図示の貫通孔を介してプリンター１外側の空気（以下、「外気」ともいう。）を吸入できるようになっている。ハウジング５０の搬送方向下流側の側壁５０２には、ダクト８１を介して供給された外気を排出する排出口５０３と、流入した空気を排出口５０３に向けて導く排出案内板８９が設けられている。
【００４６】
吸入ファン８３の駆動によりダクト８１内に流入した外気は、排出口８１２からハウジング５０内に供給される。この際、外気は、案内板８５により、同図の矢印で示すように、定着ニップ部Ｎから離れる方向かつローラー周面５３ａに沿う方向に導かれ、ローラー周面５３ａに沿うようにして流れた後、排出案内板８９により排出口５０３に導かれ、ハウジング５０の外に排出される。こうして流れる外気によってローラー周面５３ａが冷却される。
【００４７】
ダクト８２側も同じ構成であり、排出口５０３および排出案内板８９は、ダクト８２側にも設けられている。
図６は、ダクト８１，８２と、定着ベルト５１および加圧ローラー５３との、回転軸Ｊ方向における位置関係を模式的に示す図である。同図では、シャッター８７，８８を開けて、ダクト８１，８２の排出口８１２，８２２が全開された状態で示されている。なお、簡単のため、排出口８１２，８２２の案内板８５，８６を省略している。
【００４８】
また、同図には、特定サイズ（ここでは、シートサイズＣ）の記録シートＳを通紙したときの、定着ベルト５１の発熱域５１ａにおける非通紙領域がＲｈ１，Ｒｈ２、加圧ローラー５３の非通紙領域がＲ１ｃ，Ｒ２ｃで示されている。
加圧ローラー５３の非通紙領域Ｒ１ｃは、発熱域５１ａの非通紙領域Ｒｈ１に対応する第１の領域Ｒ１１と、第１の領域Ｒ１１からローラー周面５３ａの端縁Ｔ１までの第２の領域Ｒ１２とからなる。領域Ｒ１２は、加圧ローラー５３の、定着ベルト５１における電極層５１５ａの領域と重なる領域である。また、非通紙領域Ｒ２ｃは、発熱域５１ａの非通紙領域Ｒｈ２に対応する第１の領域Ｒ２１と、第１の領域Ｒ２１からローラー周面５３ａの端縁Ｔ２までの第２の領域Ｒ２２とからなる。領域Ｒ２２は、加圧ローラー５３の、定着ベルト５１における電極層５１５ｂの領域と重なる領域である。
【００４９】
記録シートの例として示されたシートサイズＡ〜Ｃの大きさは、例えば、シートサイズＡがＡ３縦通し、シートサイズＢがＡ４縦通し、シートサイズＣがＡ５縦通しである。ここでは、プリンター１に使用される最大サイズがシートサイズＡとなっている。
ダクト８１の排出口８１２の全開したときの開口幅Ｗ１ｃは、加圧ローラー５３の非通紙領域Ｒ１ｃの回転軸Ｊ方向の長さと等しく、排出口８１２が非通紙領域Ｒ１ｃに対向して配置されている。同様に、ダクト８２の排出口８２２の全開時の開口幅Ｗ２ｃは、加圧ローラー５３の非通紙領域Ｒ２ｃの回転軸Ｊ方向の長さと等しく、排出口８１２が非通紙領域Ｒ２ｃに対向して配置されている。
【００５０】
このような構成により、加圧ローラー５３の非通紙領域Ｒ１ｃ，Ｒ２ｃに外気を当てて冷却することができる。また、こうして冷却される加圧ローラー５３が、定着ベルト５１と回転接触することにより、発熱域５１ａの非通紙領域Ｒｈ１，Ｒｈ２の熱を奪って冷却することができるので、非通紙領域Ｒｈ１，Ｒｈ２の過昇温を抑制することができる。
なお、この場合、加圧ローラー５３の非通紙領域Ｒ１ｃ，Ｒ２ｃに当てた外気の一部が、通紙領域Ｒ３ｃの非通紙領域近傍の領域Ｒ３１，Ｒ３２にも流れ込むと、領域Ｒ３１，Ｒ３２が冷却されてその温度が低下する。しかしながら、加圧ローラー５３の通紙領域Ｒ３ｃと定着ベルト５１の通紙領域Ｒｈ３との間には記録シートＳが通紙され、記録シートＳがいわば断熱材の役割を果たすので、通紙中の、加圧ローラー５３の領域Ｒ３１，Ｒ３２により定着ベルト５１の通紙領域Ｒｈ３の熱が奪われるのを抑制することができる。したがって、定着ベルトを直接冷却する構成を採る場合よりも、冷却に起因する通紙領域の温度低下を抑制でき、定着不良を抑制することができる。
【００５１】
図７（ａ）は、シートサイズＢの記録シートＳが通紙されたときの、シャッター８７，８８およびダクト８１，８２の排出口８１２，８２２の状態を示している。
同図に示すシャッター８７，８８は、図６の開いた状態から、ピニオン９１を所定角回転させて所定量α１閉じた状態となっている。所定量α１は、シートサイズＢとシートサイズＣとの幅の差の半分の大きさである。こうして、排出口８１２，８２２の開口幅Ｗ１ｂ，Ｗ２ｂを、加圧ローラー５３の非通紙領域の大きさに合わせている。
【００５２】
図７（ｂ）は、シートサイズＡの記録シートＳが通紙されたときの、シャッター８７，８８およびダクト８１，８２の排出口８１２，８２２の状態を示している。
同図に示すシャッター８７，８８は、図６の開いた状態から、ピニオン９１を所定角回転させて所定量α２閉じた状態となっている。所定量α２は、シートサイズＡとシートサイズＣとの幅の差の半分の大きさである。こうして、排出口８１２，８２２の開口幅Ｗ１ａ，Ｗ２ａを、加圧ローラー５３の非通紙領域の大きさに合わせている。
【００５３】
上記シートサイズＡ，Ｂ，Ｃ以外の記録シートであっても、当該記録シートを通紙したときの加圧ローラー５３の非通紙領域の大きさに合わせて、シャッター８７，８８を移動させ、ダクト８１，８２の排出口８１２，８２２の開口幅を調整すればよい。非通紙領域の大きさは、シートサイズと、加圧ローラー５３の寸法などを用いて計算により求めることができる。
【００５４】
このように通紙されるシートサイズに応じて、シャッター８７，８８を開閉制御することにより、加圧ローラー５３の非通紙領域を冷却することができ、当該加圧ローラー５３を介して、定着ベルト５１の発熱域５１ａの非通紙領域全体を冷却することができる。
＜制御部＞
図８は、制御部６０の構成と、制御部６０による制御対象となる主構成要素との関係を示すブロック図である。
【００５５】
同図に示されるように、制御部６０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）６０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６０３、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部６０４および画像データ記憶部６０５などを備えている。
ＣＰＵ６０１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着部５、操作パネル６等を制御するためのプログラムを実行する。ＲＯＭ６０２は、ＣＰＵ６０１により実行される各種プログラムを格納するストレージである。ＲＡＭ６０３は、ＣＰＵ６０１がプログラムを実行するときのワークエリアである。通信Ｉ／Ｆ部６０４は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮに接続するためのインターフェースである。
【００５６】
画像データ記憶部６０５は、通信Ｉ／Ｆ部６０４や不図示の画像読取部を介して入力された、印刷用の画像データを記憶する。
操作パネル６は、プリンター１の上部の操作しやすい位置に配設され、印刷設定のための操作画面や印刷結果等の情報を表示する液晶ディスプレイ、液晶ディスプレイに積層されたタッチパネルや各種指示を入力するための操作ボタン等から構成され、ユーザーから各種指示の入力を受付ける。
【００５７】
また、ＣＰＵ６０１は、例えば、外部の端末からプリントジョブを受け付けると、当該プリントジョブのデータのヘッダに含まれているシートサイズに関する情報を抽出して、記録シートＳのサイズに基づきモーター９４の駆動を制御し、それによりラックアンドピニオン機構９０を介してシャッター８７，８８を開閉制御して、ダクト８１，８２の排出口８１２，８２２の開口幅を調整する。また、ＣＰＵ６０１は、温度センサー５５の検出結果が示す温度が定着温度になるように、抵抗発熱体層５１２への電力供給を制御する。温度センサー５５の検出結果が示す温度が定着温度に達すれば、プリントジョブより抽出したシートサイズに関する情報に基づき、画像形成時に当該サイズの記録シートＳを給紙させる。
【００５８】
ここで、給紙カセット４１内の記録シートＳが指定サイズでない場合には、ＣＰＵ６０１が、プリントジョブを発信した外部の端末にエラー情報を返す。そして、給紙カセット４１に指定サイズの記録シートＳがセットされると、ＣＰＵ６０１は、記録シートＳを給紙する。なお、給紙カセット４１に収納されている記録シートＳのサイズは、公知のサイズ検出センサーで検出することにより、もしくは記録シートＳを給紙カセットにセットする際にユーザーが操作パネル６から入力することにより得られる。
【００５９】
また、ここで仮に、プリンター１が有する給紙カセットが複数あって、それぞれに異なるサイズの記録シートが収容されている場合には、ＣＰＵ６０１は、プリントジョブのシートサイズに関する情報により、該当する記録シートが収容される給紙カセットを選択して、画像形成時に記録シートを給紙させる。
プリントジョブ中、ＣＰＵ６０１は、常に、温度センサー５５の検出結果を監視し、定着ベルト５１の通紙領域の表面温度が定着温度に維持されるように抵抗発熱体層５１２への電力供給を制御する。
【００６０】
また、ＣＰＵ６０１は、この間、定着ベルト５１の非通紙領域が過昇温とならないように、温度センサー５６の検出結果を監視する。温度センサー５６の検出結果が示す温度が定着温度を大幅に超える第１の温度（例えば、２２０℃）に達すれば、ＣＰＵ６０１は、吸入ファン８３，８４を駆動して、ダクト８１，８２内に吸入した外気を、加圧ローラー５３の非通紙領域に供給し、冷却を開始する。こうして冷却された加圧ローラー５３が回転して、定着ベルト５１に接触することで、定着ベルト５１の非通紙領域が冷却される。
【００６１】
この後、冷却により定着ベルト５１の非通紙領域の表面温度が低下し、温度センサー５６の検出結果が示す温度が、定着温度よりも少し高い第２の温度（例えば、１８０℃）まで低下すれば、ＣＰＵ６０１は、吸入ファン８３，８４の駆動を停止する。また、ＣＰＵ６０１は、プリントジョブの終了時点において、吸入ファン８３，８４が駆動している場合には、駆動を停止させる。
【００６２】
なお、「第１の温度」は、定着ベルト５１の非通紙領域の過昇温を抑制可能な温度であればよい。また、「第２の温度」は、定着ベルト５１の非通紙領域の温度が定着温度よりも低下することがないような温度であればよい。非通紙領域の温度が定着温度より低下すると、通紙領域の、非通紙領域近傍の領域の温度がその影響により下がってしまうため、定着不良が生じるおそれがあるからである。これら、第１および第２の温度は、冷却部８０の冷却能力や、定着部５の仕様などに基づき設定される。
【００６３】
上記構成の定着部５によれば、冷却部８０により、まず加圧ローラー５３の非通紙領域Ｒ１ｃ，Ｒ２ｃを冷却し、冷却した加圧ローラー５３を介して、定着ベルト５１の発熱域５１ａの非通紙領域Ｒｈ１，Ｒｈ２全体を冷却することができるので、定着ベルト５１の過昇温を抑制することができる。
また、加圧ローラー５３のローラー周面５３ａが、回転軸Ｊ方向において、給電部材５４ａ，５４ｂ間の内側に配されているので、給電部材５４ａ，５４ｂにより電極層５１５ａ，５１５ｂの表面に擦り付けられたカーボンの摩耗粉が、ローラー周面５３ａに接触して付着するようなことがない。これにより、摩耗粉に起因する画像ノイズの発生を抑制することができる。
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態は、第１の実施の形態におけるシャッターに代えて、ダクト排出口の奥側に、回動扉、具体的にはルーバーを配し、ルーバーの角度を変えることによりダクトの開口幅を調整する構成となっている点で、第１の実施の形態と相違する。
【００６４】
その他の構成については、基本的に第１の実施の形態のプリンター１と同様であるので、同じ構成については、同じ符号で示し、その説明を省略する。
図９は、第２の実施の形態に係る定着部が有する冷却部の構成を示す斜視図である。同図では、ダクト８１，８２内のルーバー１８１，１８２を示すため、各ダクトの紙面上側の側板や案内板を取り外した状態が示されている。
【００６５】
図９に示すように、ダクト８１の排出口８１２奥側の内部空間８１ａに、ルーバー１８１が配され、ダクト８２の排出口８２２奥側の内部空間８２ａに、ルーバー１８２が配されている。
各ルーバー１８１，１８２は長板部材からなり、それぞれの長手方向一端が揺動軸１８１ａ，１８２ａとなっている。揺動軸１８１ａは、ダクト８１の内壁に設けられた軸受部（不図示）により揺動自在に支持され、かつモーター１９１の駆動軸１９１ａが連結されている。同様に、揺動軸１８２ａもダクト８２内の軸受部（不図示）により揺動自在に支持され、モーター１９２の駆動軸１９２ａが連結されている。ルーバー１８１，１８２は、モーター１９１，１９２の駆動により互いに逆方向に揺動可能に構成されている。
【００６６】
揺動軸方向（Ｘ軸方向）において、ルーバー１８１とダクト８１の内壁との間、およびルーバー１８２とダクト８２の内壁との間には、ルーバーが揺動可能な程度の隙間が設けられている。
各モーター１９１，１９２は、例えばステッピングモーターからなり、第１の実施の形態におけるモーター９４と同様、定着部５のハウジング５０（図３参照）の外側に配されている。
【００６７】
制御部６０は、各モーター１９１，１９２の回転を制御して、ルーバー１８１，１８２の揺動角を変化させることにより、ダクト８１，８２の開口幅を調整する。
図１０は、通紙される記録シートＳのサイズと、ルーバー制御との関係を説明するための図である。
ルーバー１８１，１８２は、例えば、同図の実線で示す第１の姿勢Ｓ１と、長破線で示す第２の姿勢Ｓ２と、短破線で示す第３の姿勢Ｓ３とに切り替え可能に構成されている。
【００６８】
第１の姿勢Ｓ１は、ルーバーを全開にした姿勢であり、このときのダクト８１，８２の開口幅がＷ１ｃ，Ｗ２ｃであり、シートサイズＣの記録シートＳが通紙されたときの、加圧ローラー５３の非通紙領域Ｒ１ｃ，Ｒ２ｃの大きさに対応している。
第２の姿勢Ｓ２は、第１の姿勢Ｓ１から角度Θ１揺動させた姿勢であり、このときのダクト８１，８２の開口幅がＷ１ｂ，Ｗ２ｂであり、シートサイズＢの記録シートＳが通紙されたときの、加圧ローラー５３の非通紙領域の大きさに対応している。
【００６９】
第３の姿勢Ｓ３は、第１の姿勢Ｓ１から角度Θ２揺動させた姿勢であり、このときのダクト８１，８２の開口幅がＷ１ａ，Ｗ２ａであり、シートサイズＡの記録シートＳが通紙されたときの、加圧ローラー５３の非通紙領域の大きさに対応している。
また、上記シートサイズＡ，Ｂ，Ｃ以外の記録シートであっても、当該記録シートを通紙したときの加圧ローラー５３の非通紙領域の大きさに合わせて、ルーバー１８１，１８２を揺動させ、ダクト８１，８２の開口幅を調整することができる。
【００７０】
本実施の形態においても、通紙されるシートサイズに応じて、ルーバー１８１，１８２を制御することにより、加圧ローラー５３の非通紙領域を冷却することができ、加圧ローラー５３を介して定着ベルト５１の発熱域５１ａの非通紙領域を冷却することができるので、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができ、定着ベルト５１の過昇温を抑制することができる。
［変形例］
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
【００７１】
（１）上記実施の形態では、加圧ローラー５３の非通紙領域全体に外気を当てて冷却する構成としているが、これに限定するものではない。
例えば、図６を参照して、シートサイズＣの記録シートが通紙された場合において、加圧ローラー５３の非通紙領域Ｒ１ｃのうち、発熱域５１ａの非通紙領域Ｒｈ１に対応する第１の領域Ｒ１１、および非通紙領域Ｒ２ｃのうち、発熱域５１ａの非通紙領域Ｒｈ２に対応する第１の領域Ｒ２１のみを冷却する構成としてもよい。
【００７２】
もっとも、上記実施の形態で示したように、加圧ローラー５３の第２の領域Ｒ１２，Ｒ２２を含め、非通紙領域ｃ１，ｃ２全体を冷却した場合には、第１の領域Ｒ１１，Ｒ２１のみを冷却する場合よりも、当該第１の領域Ｒ１１，Ｒ２１の冷却を安定させることができるという利点がある。よって、好ましくは、加圧ローラーの、定着ベルトの発熱域における非通紙領域および電極層の領域と重なる領域、つまり非通紙領域全体を冷却する構成である。
【００７３】
さらに、第１の領域Ｒ１１，Ｒ２１と回転軸Ｊ方向内側で隣接する通紙領域Ｒ３ｃの領域Ｒ３１，Ｒ３２を含めて冷却する構成としても構わない。なお、この場合には、第１の実施の形態で説明したような、外気の一部が領域Ｒ３１，Ｒ３２に流れ込むことにより冷却してしまうのとは異なり、外気を直接当てて冷却するので、その分、領域Ｒ３１，Ｒ３２の温度が低下する。そのため、記録シートＳの通紙と通紙の間の紙間において、冷却された領域Ｒ３１，Ｒ３２の発熱域５１ａ（通紙領域）から奪う熱量が増えて、定着不良が生じる可能性が高くなることから、定着不良が生じるのを抑制するため、冷却する領域Ｒ３１，Ｒ３２の幅を定着部５の仕様に応じて適宜設定するのが好ましい。具体的には、例えば、予めシートサイズ毎に設定された非印字領域（画像が印字されない領域）の幅と同じ寸法に設定するのがよい。
【００７４】
加圧ローラー５３の冷却する領域の大きさおよび配置等は、加圧ローラー５３を介して発熱域５１ａの非通紙領域Ｒｈ１，Ｒｈ２全体を冷却することができる限り、特に限定されるものではない。
（２）上記実施の形態では、赤外線検知型のサーモパイルからなる温度センサー５５，５６を用いた構成を示したが、これに限定するものではない。例えば、温度センサーとして、非接触型サーミスター、複数のサーモパイルからなるサーモパイルアレイ等を用いることができる。
【００７５】
（３）上記実施の形態では、冷却部８０の吸入ファン８３，８４をオン・オフするだけの制御例を示したが、これに限定するものではない。例えば、定着ベルト５１の非通紙領域の表面温度に応じて吸入ファン８３，８４の回転速度を調整する構成にすれば、より効果的に非通紙領域を冷却することができ、過昇温を抑制することができるようになる。
さらに、通紙されるシートサイズによって変動する非通紙領域に対応するため、複数個所の温度を検出する構成とするのが好ましい。非通紙領域の温度を細かく見ることにより、より確実に冷却することができるようになる。この場合において、サーモパイルアレイは、視野角が広く、複数個所の温度測定が可能なので、配置する個数を減らすことができ、温度センサー５６として有用である。
【００７６】
また、冷却部８０の冷却能力や、定着部５の仕様によっては、プリントジョブ実行中、常に、吸入ファン８３，８４を駆動させる構成とすることも可能である。この場合、非通紙領域の表面温度の検出結果に基づく制御が不要になる分、構成が簡単になる。
（４）上記実施の形態では、ダクト８１，８２のシャッター８７，８８の開閉制御を行うタイミングとして、プリントジョブを受け付け、シートサイズに関する情報を抽出した後に行う例を示したが、これに限定するものではない。例えば、定着ベルト５１の非通紙領域の温度が上記第１の温度に達した後の、吸入ファン８３，８４の駆動を開始する前に、シャッター８７，８８の開閉制御を行う構成としても構わない。
【００７７】
（５）上記実施の形態では、ダクト８１，８２からの外気が、加圧ローラー５３のローラー周面５３ａに沿うように、かつローラーの回転方向（矢印Ｃ方向）と逆方向に向けて供給される構成を示したが（図３参照）、これに限定するものではない。
例えば、ダクト８１，８２を、ハウジング５０の搬送方向（矢印Ｈ方向）下流側に配し、排出口５０３を搬送方向上流側に設け、ダクト８１，８２からの外気を、ローラー周面５３ａに沿うように、かつ回転方向（矢印Ｃ方向）に向けて供給する構成としても構わない。もっとも、外気を回転方向と逆方向に向けて供給する方が、ローラー周面５３ａに接する外気の実質的な流量を増加させることができるので、より効率的に冷却することができる。
【００７８】
（６）上記実施の形態では、ハウジング５０に、ダクト８１，８２から供給された外気を排出する排出口５０３だけを設けた構成を示したが、これに限定するものではない。
例えば、排出口５０３に外気をプリンター１の外側まで排出させる排出ダクトを嵌め込んだ構成としても構わない。
また、各排出口５０３に、第１の実施の形態で示したシャッター８７，８８と同様のシャッターを設け、設けたシャッターをそれぞれシャッター８７，８８と連動させて、加圧ローラー５３の非通紙領域の大きさに合わせて、各排出口５０３の開口幅を調整するのが望ましい。これにより、ローラー周面５３ａに沿って流れる外気の拡がりを抑制することができるようになるので、通紙領域に外気が流れ込むのを抑制することができる。
【００７９】
（７）上記実施の形態では、Ｌ字状のダクト８１，８２を用いた構成を示したが、ダクトの形状は特に限定されるものではなく、ダクトの排出口が、加圧ローラーの非通紙領域に対向して配置された構成であれば構わない。
また、上記実施の形態では、ダクト８１，８２を介して、定着部５のハウジング５０内に外気を供給する構成を示したが、これに限定するものではない。
【００８０】
例えば、図１１に示すように、ダクトを加圧ローラー５３のローラー周面５３ａに沿うように形成し、ダクト内に冷却媒体としての外気を流すことによりローラー周面５３ａの非通紙領域を冷却する構成とすることもできる。同図のダクト２８０は、Ｌ字管２８１と、ローラー周面５３ａに沿って形成された円弧管２８２と、排出口５０３に連接された管２８３からなり、円弧管２８２の上流側に、第１の実施の形態と同様のシャッター２８７が設けられた構成となっている。よって、シャッター２８７を開閉制御することにより、加圧ローラー５３の非通紙領域に対応することができる。
【００８１】
（８）上記実施の形態では、冷却媒体として、外気（空気）を用いた構成を示したが、冷却媒体を限定するものではない。例えば、冷却媒体として冷却用の不活性ガスを使用しても構わない。この場合には、ガスタンクとガスを循環させるポンプが必要となる。
（９）上記実施の形態では、定着ベルト５１が、絶縁層５１１、抵抗発熱体層５１２、弾性層５１３および離型層５１４がこの順で積層され、電極層５１５ａ，５１５ｂが絶縁層５１１上に積層された構成を示したが、これに限定するものではなく、定着部の仕様に応じて、定着ベルトの構成や各層の厚みを適宜決定することができる。
【００８２】
例えば、ベルトの内周面側の絶縁性が確保されている場合には、図１２に示すように、ベルトの強度を確保するための絶縁層５１１を、抵抗発熱体層５１２の外周側に積層した構成としても構わない。この場合、電極層５１５ａ，５１５ｂの厚みは、図４に示す構成の場合よりも厚い方が望ましく、例えば、３０〜１００μｍに設定される。この定着ベルト２５１においても、電極層５１５ａ，５１５ｂ間が発熱域２５１ａとなる。
【００８３】
また、抵抗発熱体層５１２および電極層５１５ａ，５１５ｂの強度が十分である場合には、絶縁層を設けなくても構わない。
さらに、図１３に示すように、抵抗発熱体層５１２上に電極層５１５ａ，５１５ｂが積層された構成としても構わない。この場合にも、給電部材５４ａ，５４ｂを介して供給される電流ｉは、抵抗発熱体層５１２内において電極層５１５ａ，５１５ｂ間の最短経路を流れるようになる。よって、定着ベルト１５１の電極層５１５ａ，５１５ｂ間が発熱域１５１ａとなる。
【００８４】
また、抵抗発熱体層５１２の構成材料として、例えば、電気抵抗率の調整を目的として金属合金、金属間化合物などの導電性粒子を適度に入れても構わないし、機械的強度の向上のため、ガラスファイバー、酸化チタン、チタン酸カリウムなどのウィスカを入れても構わない。また、熱伝導率の向上のため、窒化アルミ、アルミナなどを入れても構わない。さらに、製造安定性を考慮して、イミド化剤、カップリング剤、界面活性剤、消泡剤を入れても構わない。
【００８５】
（１０）上記実施の形態では、定着ベルト５１の内側に押圧ローラー５２が遊嵌され、押圧ローラー５２が定着ベルト５１を介して加圧ローラー５３から押圧される構成を示したが、これに限定するものではない。例えば、押圧ローラー５２に代えて、定着ベルト５１の内周面に接触する長尺状のパッド部材を配し、当該パッド部材が定着ベルト５１を介して加圧ローラー５３から押圧される構成としても構わない。
【００８６】
（１１）上記実施の形態では、中空円柱状の加圧ローラー５３を用いた構成を示したが、これに限定するものではない。例えば、加圧ローラーが中実であっても良いし、断面が三ツ矢形状などの異型のものを用いるとしても良い。
（１２）第２の実施の形態では、ルーバー１８１，１８２を２つのモーター１９１，１９２を用いて互いに逆方向に揺動させる構成を示したが、これに限定するものではない。
【００８７】
例えば、１つのモーターと、歯車ギアやベルトなどの動力伝達機構を介して、ルーバー１８１，１８２を互いに逆方向に揺動させるように構成しても構わない。
（１３）上記実施の形態では、画像形成装置として、タンデム型カラープリンターを用いて説明したが、本発明の適用範囲は、これに限らず、抵抗発熱体を用いた定着部を有する複写機、ファクシミリ装置、プリンターなどに適用することができる。
【００８８】
また、上記実施の形態及び変形例の内容は、可能な限り組み合わせても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、定着装置および当該定着装置を用いた画像形成装置に関し、特に、抵抗発熱体層を含むベルトを用いた定着装置において、ベルトの非通紙領域における過昇温を抑制する技術として利用できる。
【符号の説明】
【００９０】
１ プリンター
３ 画像プロセス部
４ 給紙部
５ 定着部
６ 操作パネル
５１ 定着ベルト
５１ａ 発熱域
５２ 押圧ローラー
５３ 加圧ローラー
５３ａ ローラー周面
５４ａ，５４ｂ 給電部材
５５ 温度センサー
６０ 制御部
８０ 冷却部
８１，８２ ダクト（供給ダクト）
８７，８８ シャッター
９０ ラックアンドピニオン機構
９４ モーター
１８１，１８２ ルーバー
１９１，１９２ モーター
５１１ 絶縁層
５１２ 抵抗発熱体層
５１３ 弾性層
５１４ 離型層
５１５ａ，５１５ｂ 電極層
８１１，８２１ 吸入口（ダクト）
８１２，８２２ 排出口（ダクト）
Ｄ１ 距離（電極層間の距離）
Ｄ２ 距離（給電部材間の距離）
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ１ｃ，Ｒ２ｃ 非通紙領域（加圧ローラー）
Ｒ１１，Ｒ２１ 第１の領域（加圧ローラー）
Ｒ１２，Ｒ２２ 第２の領域（加圧ローラー）
Ｒｈ１，Ｒｈ２ 非通紙領域（定着ベルトの発熱域）
Ｔ１，Ｔ２ 端縁（ローラー周面）
Ｗ１ａ，Ｗ１ｂ，Ｗ１ｃ，Ｗ２ａ，Ｗ２ｂ，Ｗ２ｃ 開口幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗発熱体層を含み、回転走行する無端状のベルトの外周面に加圧回転体を押圧してニップ部を形成し、当該ニップ部に未定着画像が形成されたシートを通紙して熱定着させる定着装置であって、
前記ベルトの外周面に設けられた一対の環状電極に接触して、外部電源からの電力を前記抵抗発熱体層に給電する一対の給電部材と、
前記ベルトの一対の環状電極間の領域であり、かつシートが通過しない非通紙領域を、前記加圧回転体を介して間接的に冷却する冷却手段と、を備え、
前記加圧回転体の外周面の回転軸方向の長さが、一対の環状電極間の距離以上、一対の給電部材間の距離未満であり、かつ、当該外周面が、回転軸方向において、一対の給電部材間にあって前記ベルトの環状電極間の領域全体と接している
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記冷却手段が、前記加圧回転体の外周面の、前記ベルトの環状電極間における非通紙領域に対応する領域を冷却する
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記加圧回転体の外周面における回転軸方向の少なくとも一方の端縁が、前記ベルトの環状電極間の領域よりも回転軸方向外側に延びており、
前記冷却手段は、前記加圧回転体の前記環状電極と重なる領域も合わせて冷却する
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記冷却手段が、冷却媒体を供給する供給ダクトで構成され、
前記供給ダクトの冷却媒体の排出口が、特定サイズのシートを通紙したときの前記加圧回転体の外周面の非通紙領域に対向して配され、
通紙されるシートのサイズに応じて、供給ダクトの排出口の開口幅を調整する調整手段が設けられている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記調整手段が、シャッターと、シャッターを駆動するシャッター駆動手段と、シャッター駆動手段を介してシャッターを開閉制御する開閉制御手段とで構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記調整手段が、ルーバーと、ルーバーを駆動するルーバー駆動手段と、ルーバー駆動手段を介してルーバーの角度を制御する角度制御手段とで構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項７】
前記供給ダクトから、冷却媒体が前記加圧回転体の外周面に沿うように供給される
ことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記冷却媒体が、前記加圧回転体の回転方向と逆方向に向けて供給される
ことを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記冷却媒体が、装置外から取り込まれた空気である
ことを特徴とする請求項４から８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
抵抗発熱体層を含み、回転走行する無端状のベルトの外周面に加圧回転体を押圧してニップ部を形成し、当該ニップ部に未定着画像が形成されたシートを通紙して熱定着させる定着装置であって、
前記ベルトの外周面に設けられた一対の環状電極に接触して、外部電源からの電力を前記抵抗発熱体層に給電する一対の給電部材と、
前記ベルトの一対の環状電極間の領域であり、かつシートが通過しない非通紙領域を、前記加圧回転体を介して間接的に冷却する冷却手段と、を備え、
前記加圧回転体の外周面の回転軸方向の長さが、一対の環状電極間の距離以上、一対の給電部材間の距離未満であり、かつ、当該外周面が、回転軸方向において、一対の給電部材間にあって前記ベルトの環状電極間の領域全体と接している
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記冷却手段が、前記加圧回転体の外周面の、前記ベルトの環状電極間における非通紙領域に対応する領域を冷却する
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記加圧回転体の外周面における回転軸方向の少なくとも一方の端縁が、前記ベルトの環状電極間の領域よりも回転軸方向外側に延びており、
前記冷却手段は、前記加圧回転体の前記環状電極と重なる領域も合わせて冷却する
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記冷却手段が、冷却媒体を供給する供給ダクトで構成され、
前記供給ダクトの冷却媒体の排出口が、特定サイズのシートを通紙したときの前記加圧回転体の外周面の非通紙領域に対向して配され、
通紙されるシートのサイズに応じて、供給ダクトの排出口の開口幅を調整する調整手段が設けられている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記調整手段が、シャッターと、シャッターを駆動するシャッター駆動手段と、シャッター駆動手段を介してシャッターを開閉制御する開閉制御手段とで構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記調整手段が、ルーバーと、ルーバーを駆動するルーバー駆動手段と、ルーバー駆動手段を介してルーバーの角度を制御する角度制御手段とで構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項７】
前記供給ダクトから、冷却媒体が前記加圧回転体の外周面に沿うように供給される
ことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記冷却媒体が、前記加圧回転体の回転方向と逆方向に向けて供給される
ことを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記冷却媒体が、装置外から取り込まれた空気である
ことを特徴とする請求項４から８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−１１３９６４（Ｐ２０１３−１１３９６４Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５８７１７（Ｐ２０１１−２５８７１７）
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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