(57)【要約】【課題】  定着ベルトの幅方向および周方向の温度分布が均一にされて高品位の定着画像を得ることができるとともに、抵抗発熱体の発熱が安定して行われて発熱効率の低下が防止され、ウォームアップ時間を短縮することができる定着装置を提供する。【解決手段】  定着装置１５は、定着ベルト２５を加熱する加熱部材２１が、通電によって発熱する発熱層２１２を有する発熱部材２１１と、放熱部材２１０とを備える。この放熱部材２１０は、第１放熱部２１０１の受熱片２１０１ｂと第２放熱部２１０３の受熱片２１０３ｂとが組み合わされて受熱部が形成され、第１放熱部２１０１の伝熱片２１０１ａと第２放熱部２１０３の伝熱片２１０３ａとが組み合わされて伝熱部が形成されている。そして、第１放熱部２１０１および第２放熱部２１０３の内部には、蛇行細管式ヒートパイプであるヒートパイプ２１０２，２１０４が形成されている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１定着部材と、加熱部材と、第１定着部材と加熱部材との間に張架されて回転可能な無端状ベルト部材である定着ベルトと、第２定着部材とを備え、前記加熱部材が前記定着ベルトと接触して定着ベルトを加熱し、前記定着ベルトと前記第２定着部材とで形成する定着ニップ部において、記録媒体上に担持されるトナー像を加熱加圧して記録媒体上に定着させる定着装置であって、
前記加熱部材は、通電によって発熱する抵抗発熱体からなる発熱層を含む発熱部材と、前記発熱部材から発生する熱を前記定着ベルトに放熱する放熱部材とを含み、
前記放熱部材は、
前記発熱部材の複数の面に当接して設けられ、前記発熱部材から発生する熱を受け取る受熱部と、
前記定着ベルトの内周面に沿うように湾曲して設けられ、前記受熱部で受熱した熱を前記定着ベルトに伝達する伝熱部とを有し、
前記受熱部および前記伝熱部の内部には、前記受熱部が受熱した熱を、前記定着ベルトの幅方向および周方向に沿って前記伝熱部に向けて輸送する、熱輸送手段が設けられることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記熱輸送手段は、熱輸送流体が封入された細管が屈曲を繰り返して一定の面を形成する蛇行細管式ヒートパイプで構成され、
前記細管は、直線状に延びる線状部と、隣接する前記線状部の延在方向端部同士を１本の線路となるように接続する接続部とを含むことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記受熱部は、前記発熱部材の構成面のうち、面積の大きな順から２つの面に当接して、前記発熱部材を挟み込むように設けられることを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項４】
前記放熱部材は、前記熱輸送手段を有する複数の放熱部を含み、
前記複数の放熱部は、
前記発熱部材の異なる面にそれぞれ当接して設けられ、前記発熱部材から発生する熱を受け取る受熱片と、
前記定着ベルトの内周面に沿うようにそれぞれ湾曲して設けられ、前記受熱片で受熱した熱を前記定着ベルトに伝達する伝熱片と、を含んで構成され、
前記放熱部材は、前記複数の放熱部のそれぞれの前記受熱片が組み合わされて前記受熱部が形成され、かつ、前記複数の放熱部のそれぞれの前記伝熱片が組み合わされて前記伝熱部が形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項５】
前記抵抗発熱体による発熱領域は、面状に構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項６】
前記抵抗発熱体は、セラミック発熱体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項７】
前記抵抗発熱体は、温度が上昇するにつれて電気抵抗値が上昇する正の抵抗温度特性を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項８】
前記抵抗発熱体は、温度が上昇するにつれて電気抵抗値が低下する負の抵抗温度特性を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項９】
前記抵抗発熱体は、正の抵抗温度特性および負の抵抗温度特性の両方の特性を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項１０】
前記発熱層は、矩形板状の複数の抵抗発熱体が定着ベルトの幅方向に整列して形成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項１１】
前記発熱部材は、矩形板状の複数の抵抗発熱体が定着ベルトの幅方向に整列して形成される発熱層が中間層を介して複数設けられて構成され、
前記複数の発熱層を構成する各抵抗発熱体は、定着ベルトの幅方向と直交する方向から見た場合に、交互に設けられることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項１２】
前記熱輸送手段は、前記線状部の延在方向が前記定着ベルトの幅方向に平行である蛇行細管式ヒートパイプ、前記線状部の延在方向が前記定着ベルトの幅方向と直交する方向である蛇行細管式ヒートパイプ、および、前記線状部の延在方向が前記定着ベルトの幅方向に所定の角度で傾斜する方向である蛇行細管式ヒートパイプ、から選ばれる２種以上の蛇行細管式ヒートパイプが複数組み合わされて構成されることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項１３】
前記伝熱部の前記定着ベルトと接触する側の表面には、前記定着ベルトとの摩擦抵抗を低減させる摺動緩和層が設けられることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項１４】
前記摺動緩和層は、低摩擦係数および良熱伝導性を有する材料からなることを特徴とする請求項１３記載の定着装置。
【請求項１５】
前記第２定着部材は、加圧部材と支持部材との間に張架されて回転可能な無端状ベルト部材である加圧ベルトを含んで構成され、
前記加圧部材は、前記定着ベルトおよび前記加圧ベルトを介して前記第１定着部材と対向するように設けられることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項１６】
搬送される記録媒体上に担持されているトナー像を記録媒体上に加熱加圧して１次定着させる第１定着手段と、
前記第１定着手段よりも記録媒体の搬送方向下流側に配置されて、１次定着後のトナー像を記録媒体上に加熱加圧して２次定着させる第２定着手段とを含み、
前記第１定着手段および前記第２定着手段が、請求項１〜１５のいずれか１つに記載の定着装置であることを特徴とする２段階定着方式の定着装置。
【請求項１７】
搬送される記録媒体上に担持されているトナー像を記録媒体上に加熱加圧して１次定着させる第１定着手段と、
内部に加熱手段が配設される一対の加熱加圧ローラが相互に圧接して構成され、前記第１定着手段よりも記録媒体の搬送方向下流側に配置されて、１次定着後のトナー像を記録媒体上に加熱加圧して２次定着させる第２定着手段とを含み、
前記第１定着手段が、請求項１〜１５のいずれか１つに記載の定着装置であることを特徴とする２段階定着方式の定着装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１つに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱および加圧によってトナー像を記録媒体に定着させる定着装置および該定着装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置として、熱ローラ定着方式の定着装置が多用されている。熱ローラ定着方式の定着装置は、互いに圧接されたローラ対（定着ローラおよび加圧ローラ）を備え、このローラ対の両方あるいはいずれか一方の内部に配置されたハロゲンヒータ等からなる加熱手段によってローラ対を所定の温度（定着温度）に加熱した後、未定着トナー像が形成された記録紙などの記録媒体をローラ対の圧接部（定着ニップ部）に給紙し、圧接部を通過させることで、熱と圧力とによって記録紙にトナー像の定着を行うようになっている。
【０００３】
ところで、カラー画像形成装置に備えられる定着装置においては、定着ローラ表層にシリコンゴム等からなる弾性層を設けた弾性ローラを用いることが一般的である。定着ローラを弾性ローラとすることで、定着ローラ表面が、未定着トナー像の凸凹に対応して弾性変形し、トナー像面を覆い包むように接触するため、モノクロに比べてトナー量の多いカラーの未定着トナー像に対して良好に加熱定着を行うことが可能となる。また、定着ニップ部での弾性層の歪開放効果によって、モノクロに比べてオフセットしやすいカラートナーに対して離型性を向上することができる。さらに、定着ニップのニップ形状が上（定着ローラ側）に凸（所謂、逆ニップ形状）となることから、記録紙の剥離性能を向上させることができ、剥離爪等の剥離手段を用いずとも記録紙の剥離が可能となり（セルフストリッピング）、剥離手段に起因する画像欠陥を解消することができる。
【０００４】
このようなカラー画像形成装置に備えられる定着装置において、高速化に対応するには、定着ニップ部のニップ幅を広くする必要がある。ニップ幅を広くする方法としては、定着ローラの弾性層の層厚を厚くすることや、定着ローラ径を大きくするなどの方法がある。しかしながら、弾性層を具備した定着ローラでは、弾性層の熱伝導性が非常に低いので、定着ローラ内部に加熱手段がある場合、プロセス速度を高速化した場合に定着ローラ温度が追従しなくなる問題がある。一方、定着ローラ径を大きくした場合には、ウォームアップ時間が長くなる問題や、消費電力が増大するといった問題が発生する。
【０００５】
このような問題を解決するカラー画像形成装置に備えられる定着装置として、特許文献１には、定着ローラと加熱ローラとの間に定着ベルトを掛け渡し、定着ベルトを介して定着ローラと加圧ローラとを圧接させた構成のベルト定着方式の定着装置が開示されている。このベルト定着方式の定着装置では、熱容量が小さい定着ベルトを加熱するため、ウォームアップ時間が短く、また定着ローラにハロゲンランプ等の熱源を内蔵する必要がないので、スポンジゴム等からなる低硬度の弾性層を厚く設けることができ、広いニップ幅を確保することができる。
【０００６】
さらに、特許文献２には、ベルト定着方式の定着装置において、加熱手段を面状発熱体（抵抗発熱体が全体として一定の形状の面を形成するようにされた発熱体）とした面状発熱ベルト定着方式の定着装置が開示されている。この面状発熱ベルト定着方式の定着装置では、加熱手段の熱容量が小さくなると同時に、加熱手段としての面状発熱体が直接発熱することから、ハロゲンランプ等を用いて間接的に加熱ローラを加熱する方式に比べて熱応答速度も向上し、ウォームアップ時間の更なる短縮や更なる省エネ化が達成できる。
【０００７】
また、特許文献３には、定着ローラと加熱部材との間に定着ベルトを掛け渡し、定着ベルトを介して定着ローラと加圧ローラとを圧接させた構成のベルト定着方式の定着装置であって、加熱部材が発熱部材と、発熱部材で発生した熱を定着ベルトに伝達して定着ベルトを加熱する放熱部材とを含み、放熱部材には熱輸送機能を有するヒートパイプが当接配置されたことを特徴とする定着装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３０７４９６号公報
【特許文献２】特開２００２−３３３７８８号公報
【特許文献３】特開２００６−７２１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献３に開示される定着装置では、小幅サイズの記録紙が定着ニップ部を連続通紙して、定着ベルトにおける非通紙領域部の温度が上昇したとき、昇温した定着ベルトの非通紙領域部に対応する放熱部材の領域部分の熱をヒートパイプにて輸送して、放熱部材表面における軸線方向の温度差を解消し、局部的な過熱を抑制して安定した画像品質を確保することができる。すなわち、特許文献３に開示される定着装置では、放熱部材に当接配置されたヒートパイプは、放熱部材の軸線方向の温度差について、ヒートパイプの熱輸送機能にて温度の高い非通紙領域部の熱を、温度の低い領域に移送する。これによって、放熱部材表面における軸線方向の温度差が解消されて、定着ベルトの幅方向の温度分布が均一にされ、温度差に起因する紙シワ、光沢ムラ等の画質不良を抑制することができる。
【００１０】
しかしながら、特許文献３に開示される定着装置では、放熱部材表面における軸線方向の温度差を解消することは可能であるが、発熱部材が、放熱部材全面を加熱するものでない場合には、放熱部材の周方向（定着ベルトの回転方向）の温度差は解消できず、放熱部材の定着ベルトに対する加熱効率は低下してしまう。また、放熱部材の周方向の温度差が解消されないので、定着ベルトの放熱部材と接触する領域における周方向の温度分布が不均一となり、定着不良が発生して光沢ムラ等の画質不良の原因となる。
【００１１】
また、定着装置におけるウォームアップ時間を短縮するために、放熱部材を低熱容量化し、高電力密度の発熱部材を用いる構成とした場合、発熱部材の昇温速度が高くなるので、放熱部材表面における軸線方向だけではなく、周方向の温度分布の不均一化が顕著となり、定着不良の発生が助長されてしまう。
【００１２】
また、セラミック発熱体に代表される、高電力密度の抵抗発熱体からなる発熱部材を用いる構成とした場合、抵抗発熱体（発熱部材）自身の温度と、放熱部材や定着ベルトの温度との温度差が大きくなる傾向にあり、極端に温度差が付きすぎると、抵抗発熱体の電気抵抗値の上昇によって抵抗発熱体に通電自己抑制が働いたり、熱衝撃で抵抗発熱体が破損したりすることがある。
【００１３】
また、特許文献３に開示される定着装置では、抵抗発熱体が一定の面を形成するようにされた発熱部材を用いる場合、放熱部材は、発熱部材の複数の面のうち、厚み方向一方の面に接触して配置されている。そのため、発熱部材は、放熱部材と接触していない他の面から熱が奪われることがないので、抵抗発熱体が過熱状態となりやすい。このように、抵抗発熱体が過熱状態になると、抵抗発熱体の電気抵抗値の上昇によって抵抗発熱体に通電自己抑制が働いて発熱部材の継続的な発熱が行われなくなり、発熱部材の発熱が不安定になるとともに、発熱効率が低下する。このように、発熱部材の発熱効率が低下すると、定着装置におけるウォームアップ時間が長くなってしまう。
【００１４】
したがって本発明の目的は、通電により発熱する抵抗発熱体の熱を利用して定着ベルトを加熱するように構成されるベルト定着方式の定着装置において、定着ベルトの幅方向および周方向の温度分布が均一にされて高品位の定着画像を得ることができるとともに、抵抗発熱体の発熱が安定して行われて発熱効率の低下が防止され、ウォームアップ時間を短縮することができる定着装置、および該定着装置を備える画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、第１定着部材と、加熱部材と、第１定着部材と加熱部材との間に張架されて回転可能な無端状ベルト部材である定着ベルトと、第２定着部材とを備え、前記加熱部材が前記定着ベルトと接触して定着ベルトを加熱し、前記定着ベルトと前記第２定着部材とで形成する定着ニップ部において、記録媒体上に担持されるトナー像を加熱加圧して記録媒体上に定着させる定着装置であって、
前記加熱部材は、通電によって発熱する抵抗発熱体からなる発熱層を含む発熱部材と、前記発熱部材から発生する熱を前記定着ベルトに放熱する放熱部材とを含み、
前記放熱部材は、
前記発熱部材の複数の面に当接して設けられ、前記発熱部材から発生する熱を受け取る受熱部と、
前記定着ベルトの内周面に沿うように湾曲して設けられ、前記受熱部で受熱した熱を前記定着ベルトに伝達する伝熱部とを有し、
前記受熱部および前記伝熱部の内部には、前記受熱部が受熱した熱を、前記定着ベルトの幅方向および周方向に沿って前記伝熱部に向けて輸送する、熱輸送手段が設けられることを特徴とする定着装置である。
【００１６】
また本発明は、前記熱輸送手段は、熱輸送流体が封入された細管が屈曲を繰り返して一定の面を形成する蛇行細管式ヒートパイプで構成され、
前記細管は、直線状に延びる線状部と、隣接する前記線状部の延在方向端部同士を１本の線路となるように接続する接続部とを含むことを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記受熱部は、前記発熱部材の構成面のうち、面積の大きな順から２つの面に当接して、前記発熱部材を挟み込むように設けられることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記放熱部材は、前記熱輸送手段を有する複数の放熱部を含み、
前記複数の放熱部は、
前記発熱部材の異なる面にそれぞれ当接して設けられ、前記発熱部材から発生する熱を受け取る受熱片と、
前記定着ベルトの内周面に沿うようにそれぞれ湾曲して設けられ、前記受熱片で受熱した熱を前記定着ベルトに伝達する伝熱片と、を含んで構成され、
前記放熱部材は、前記複数の放熱部のそれぞれの前記受熱片が組み合わされて前記受熱部が形成され、かつ、前記複数の放熱部のそれぞれの前記伝熱片が組み合わされて前記伝熱部が形成されることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記抵抗発熱体による発熱領域は、面状に構成されることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、前記抵抗発熱体は、セラミック発熱体であることを特徴とする。
また本発明は、前記抵抗発熱体は、温度が上昇するにつれて電気抵抗値が上昇する正の抵抗温度特性を有することを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、前記抵抗発熱体は、温度が上昇するにつれて電気抵抗値が低下する負の抵抗温度特性を有することを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、前記抵抗発熱体は、正の抵抗温度特性および負の抵抗温度特性の両方の特性を有することを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、前記発熱層は、矩形板状の複数の抵抗発熱体が定着ベルトの幅方向に整列して形成されることを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、前記発熱部材は、矩形板状の複数の抵抗発熱体が定着ベルトの幅方向に整列して形成される発熱層が中間層を介して複数設けられて構成され、
前記複数の発熱層を構成する各抵抗発熱体は、定着ベルトの幅方向と直交する方向から見た場合に、交互に設けられることを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、前記熱輸送手段は、前記線状部の延在方向が前記定着ベルトの幅方向に平行である蛇行細管式ヒートパイプ、前記線状部の延在方向が前記定着ベルトの幅方向と直交する方向である蛇行細管式ヒートパイプ、および、前記線状部の延在方向が前記定着ベルトの幅方向に所定の角度で傾斜する方向である蛇行細管式ヒートパイプ、から選ばれる２種以上の蛇行細管式ヒートパイプが複数組み合わされて構成されることを特徴とする。
【００２６】
また本発明は、前記伝熱部の前記定着ベルトと接触する側の表面には、前記定着ベルトとの摩擦抵抗を低減させる摺動緩和層が設けられることを特徴とする。
【００２７】
また本発明は、前記摺動緩和層は、低摩擦係数および良熱伝導性を有する材料からなることを特徴とする。
【００２８】
また本発明は、前記第２定着部材は、加圧部材と支持部材との間に張架されて回転可能な無端状ベルト部材である加圧ベルトを含んで構成され、
前記加圧部材は、前記定着ベルトおよび前記加圧ベルトを介して前記第１定着部材と対向するように設けられることを特徴とする。
【００２９】
また本発明は、搬送される記録媒体上に担持されているトナー像を記録媒体上に加熱加圧して１次定着させる第１定着手段と、
前記第１定着手段よりも記録媒体の搬送方向下流側に配置されて、１次定着後のトナー像を記録媒体上に加熱加圧して２次定着させる第２定着手段とを含み、
前記第１定着手段および前記第２定着手段が、前記定着装置であることを特徴とする２段階定着方式の定着装置である。
【００３０】
また本発明は、搬送される記録媒体上に担持されているトナー像を記録媒体上に加熱加圧して１次定着させる第１定着手段と、
内部に加熱手段が配設される一対の加熱加圧ローラが相互に圧接して構成され、前記第１定着手段よりも記録媒体の搬送方向下流側に配置されて、１次定着後のトナー像を記録媒体上に加熱加圧して２次定着させる第２定着手段とを含み、
前記第１定着手段が、前記定着装置であることを特徴とする２段階定着方式の定着装置である。
【００３１】
また本発明は、前記定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、定着装置は、定着ベルトを加熱する加熱部材が、通電によって発熱する抵抗発熱体からなる発熱層を有する発熱部材と、熱輸送手段を有する放熱部材とを備える。放熱部材は、発熱部材の複数の面に当接して設けられ、発熱部材から発生する熱を受け取る受熱部と、受熱部で受熱した熱を定着ベルトに伝達する伝熱部とを含んで構成される。
【００３３】
このように構成される定着装置では、発熱部材の複数面に当接して設けられる放熱部材の受熱部で受熱した熱が、熱輸送手段によって定着ベルトの幅方向および周方向に沿って輸送されて、放熱部材の伝熱部から定着ベルトに伝達され、定着ベルトが加熱される。そのため、定着ベルトの幅方向および周方向の温度分布が均一にされて高品位の定着画像を得ることができる。
【００３４】
また、放熱部材の受熱部は、発熱部材の複数面に当接して設けられて発熱部材から発生する熱を受け取るので、受熱効率が高くなり、発熱層を構成する抵抗発熱体が過熱状態になるのを抑制することができる。そのため、抵抗発熱体に通電自己抑制が働くのが防止されて、抵抗発熱体の発熱が継続的に安定して行われて発熱効率の低下が防止され、定着装置のウォームアップ時間を短縮することができる。
【００３５】
また本発明によれば、放熱部材が有する熱輸送手段は、熱輸送流体が封入された細管が屈曲を繰り返して一定の面を形成する蛇行細管式ヒートパイプで構成されている。蛇行細管式ヒートパイプからなる熱輸送手段は、受熱部で受熱した熱を高効率で定着ベルトの幅方向および周方向に沿って輸送することができる。また、蛇行細管式ヒートパイプは、一般的なヒートパイプに比べて、配置位置やヒートパイプの延在方向（熱輸送方向）の違いによる熱輸送能力が増減しにくく、安定した熱輸送を行うことができる。そのため、蛇行細管式ヒートパイプからなる熱輸送手段は、熱輸送経路が複雑な場合や屈曲が多い場合においても、安定して熱輸送を行うことができ、放熱部材への熱輸送が効率よく行われ、定着ベルトに対する加熱効率を向上することができる。
【００３６】
また本発明によれば、放熱部材の受熱部は、発熱部材の構成面のうち、面積の大きな順から２つの面に当接して、発熱部材を挟み込むように設けられる。これによって、受熱部による、発熱部材から発生する熱を受け取る受熱効率を高めることができ、抵抗発熱体の発熱が継続的に安定して行われるとともに、抵抗発熱体が過熱状態となって破損・焼損するのを防止することができる。
【００３７】
また本発明によれば、放熱部材は、熱輸送手段を有する複数の放熱部で構成される。複数の放熱部は、発熱部材の異なる面にそれぞれ当接して設けられ、発熱部材から発生する熱を受け取る受熱片と、受熱片で受熱した熱を定着ベルトに伝達する伝熱片とを含む。そして、放熱部材は、複数の放熱部の各受熱片が組み合わされて受熱部が形成され、かつ、各伝熱片が組み合わされて伝熱部が形成される。これによって、発熱部材の複数面に当接して設けられる受熱部と、定着ベルトの内周面に沿うように湾曲して設けられる伝熱部とを備える放熱部材を、簡単な構成で形成することができる。
【００３８】
また本発明によれば、抵抗発熱体による発熱領域は、面状に構成されている。これによって、通電により発熱した抵抗発熱体の熱が放熱部材の受熱部に伝達するときの伝熱効率を向上させることができる。
【００３９】
また本発明によれば、抵抗発熱体は、セラミック発熱体である。セラミック発熱体は、高電力密度が実現可能な発熱体であるので、セラミック発熱体を含んで構成される発熱部材は、放熱部材の受熱部に対する加熱能力の高いものとなる。
【００４０】
また本発明によれば、抵抗発熱体は、正の抵抗温度特性を有する。正の抵抗温度特性を有する抵抗発熱体は、温度が上昇するにつれて電気抵抗値が上昇する。このような、正の抵抗温度特性を有する抵抗発熱体は、自身の温度が所定の温度以上になると急激に電気抵抗値が上昇して電流値が小さくなり、過熱状態になるのが防止される。また、正の抵抗温度特性を有する抵抗発熱体は、温度が上昇するにつれて電流値が小さくなるので、消費電力量を低減することができ、省エネ化を実現することができる。また、抵抗発熱体を含んで構成される発熱部材は、構成面のうちの複数面が、熱輸送手段を有する放熱部材の受熱部に当接して設けられているので、抵抗発熱体が正の抵抗温度特性を有する発熱体であっても、放熱部材の伝熱部表面の温度分布が均一になって定着ベルトの幅方向および周方向の温度分布が均一にされるとともに、抵抗発熱体の発熱が安定して行われて発熱効率の低下が防止される。
【００４１】
また本発明によれば、抵抗発熱体は、負の抵抗温度特性を有する。負の抵抗温度特性を有する抵抗発熱体は、温度が上昇するにつれて電気抵抗値が低下する。ここで、抵抗発熱体を含んで構成される発熱部材は、構成面のうちの複数面が、熱輸送手段を有する放熱部材の受熱部に当接して設けられているので、抵抗発熱体が負の抵抗温度特性を有する発熱体であっても、放熱部材の伝熱部表面の温度分布が均一になって定着ベルトの幅方向および周方向の温度分布が均一にされるとともに、抵抗発熱体の発熱が安定して行われて発熱効率の低下が防止される。
【００４２】
また本発明によれば、抵抗発熱体は、正の抵抗温度特性および負の抵抗温度特性を有する。ここで、抵抗発熱体を含んで構成される発熱部材は、構成面のうちの複数面が、熱輸送手段を有する放熱部材の受熱部に当接して設けられているので、抵抗発熱体が正の抵抗温度特性および負の抵抗温度特性を有する発熱体であっても、放熱部材の伝熱部表面の温度分布が均一になって定着ベルトの幅方向および周方向の温度分布が均一にされるとともに、抵抗発熱体の発熱が安定して行われて発熱効率の低下が防止される。
【００４３】
また本発明によれば、発熱部材が有する発熱層は、矩形板状の複数の抵抗発熱体が定着ベルトの幅方向に整列して形成されている。これによって、全体として一定の形状の発熱面を有する発熱層を、簡単な構成で形成することができる。
【００４４】
また本発明によれば、発熱部材は、矩形板状の複数の抵抗発熱体が定着ベルトの幅方向に整列して形成される複数の発熱層を含んで構成される。そして、複数の発熱層を構成する各抵抗発熱体は、定着ベルトの幅方向と直交する方向から見た場合に、交互に設けられている。これによって、発熱部材の表面における発熱分布が所望の分布となるように調整可能となり、定着ベルトの特定領域に対する放熱部材の加熱能力を制御することが可能となる。
【００４５】
また本発明によれば、熱輸送手段は、複数の蛇行細管式ヒートパイプが組み合わされて構成されている。そして、熱輸送手段を構成する蛇行細管式ヒートパイプは、線状部の延在方向が定着ベルトの幅方向に平行であるヒートパイプ、線状部の延在方向が定着ベルトの幅方向と直交する方向であるヒートパイプ、および、線状部の延在方向が定着ベルトの幅方向に所定の角度で傾斜する方向であるヒートパイプ、から選ばれる２種以上である。このように、線状部の延在方向が異なる２種以上の蛇行細管式ヒートパイプを複数組み合わせて熱輸送手段を構成することによって、発熱部材の抵抗発熱体における点、線、または小さい面で発熱した熱を、定着ベルトの幅方向および周方向に効率よく輸送することができ、放熱部材の定着ベルトに対する加熱効率を向上することができる。
【００４６】
また本発明によれば、放熱部材の伝熱部の定着ベルトと接触する側の表面には、定着ベルトとの摩擦抵抗を低減させる摺動緩和層が設けられている。これによって、伝熱部と定着ベルトとの間の摩擦力を低減することができ、定着ベルトの回転をスムースにすることができる。
【００４７】
また本発明によれば、前記摺動緩和層は、低摩擦係数および良熱伝導性を有する材料からなる。これによって、伝熱部の定着ベルトに対する伝熱効率が低下するのを防止した上で、定着ベルトの回転をスムースにすることができる。
【００４８】
また本発明によれば、第２定着部材は、加圧部材と支持部材との間に張架されて回転可能な無端状ベルト部材である加圧ベルトを含んで構成される。そして、前記加圧部材は、定着ベルトおよび加圧ベルトを介して第１定着部材と対向するように設けられ、定着ベルトと加圧ベルトとが接触する部分に定着ニップ部が形成される。これによって、装置を大型化することなく幅広い定着ニップ領域を得ることができ、定着不良を抑制することができる。
【００４９】
また本発明によれば、２段階定着方式の定着装置は、搬送される記録媒体上に担持されているトナー像を記録媒体上に加熱加圧して１次定着させる第１定着手段と、第１定着手段よりも記録媒体の搬送方向下流側に配置されて、１次定着後のトナー像を記録媒体上に加熱加圧して２次定着させる第２定着手段とを含む。そして、第１定着手段および第２定着手段は、熱輸送手段を有する放熱部材が発熱部材の複数面に当接して設けられる加熱部材を備える前記定着装置である。このように構成された２段階定着方式の定着装置では、第１定着手段および第２定着手段が備える各抵抗発熱体が通電されたとき、第１および第２定着手段が備える各放熱部材の伝熱部表面の温度分布が均一になって各定着ベルトの幅方向および周方向の温度分布が均一にされるとともに、各抵抗発熱体の発熱が安定して行われて発熱効率の低下が防止される。そのため、２段階定着方式の定着装置は、高品位の定着画像を得ることができるとともに、ウォームアップ時間を短縮することができる。
【００５０】
また本発明によれば、２段階定着方式の定着装置は、搬送される記録媒体上に担持されているトナー像を記録媒体上に加熱加圧して１次定着させる第１定着手段と、内部に加熱手段が配設される一対の加熱加圧ローラが相互に圧接して構成され、第１定着手段よりも記録媒体の搬送方向下流側に配置されて、１次定着後のトナー像を記録媒体上に加熱加圧して２次定着させる第２定着手段とを含む。そして、第１定着手段は、熱輸送手段を有する放熱部材が発熱部材の複数面に当接して設けられる加熱部材を備える前記定着装置である。このように構成された２段階定着方式の定着装置では、第１定着手段が備える抵抗発熱体が通電されたとき、第１定着手段が備える放熱部材の伝熱部表面の温度分布が均一になって定着ベルトの幅方向および周方向の温度分布が均一にされるとともに、抵抗発熱体の発熱が安定して行われて発熱効率の低下が防止される。そのため、２段階定着方式の定着装置は、高品位の定着画像を得ることができるとともに、ウォームアップ時間を短縮することができる。
【００５１】
また本発明によれば、画像形成装置は、定着ベルトの幅方向および周方向の温度分布が均一にされるとともに、抵抗発熱体の発熱が安定して行われて発熱効率の低下が防止される定着装置を備える。そのため、画像形成装置は、高速化に対応可能で、高品位の画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の一形態である画像形成装置１００の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態である定着装置１５の構成を示す図である。
【図３】加熱部材２１の構成を拡大して示す図である。
【図４】放熱部材２１０の内部に設けられるヒートパイプの構成を示す図である。
【図５】加熱部材２１が有する発熱部材２１１の発熱層２１２の構成を示す図である。
【図６】複数の抵抗発熱体が積層された積層構造を有する発熱層３１０の構成を示す図である。
【図７Ａ】加熱部材の他の例である加熱部材３１１の構成を示す図である。
【図７Ｂ】加熱部材３１１の構成を示す図である。
【図８】加熱部材の他の例である加熱部材３１３の構成を示す図である。
【図９】加熱部材の他の例である加熱部材３２０の構成を示す図である。
【図１０】加熱部材の他の例である加熱部材３３０の構成を示す図である。
【図１１】加熱部材の他の例である加熱部材３４０の構成を示す図である。
【図１２】加熱部材の他の例である加熱部材３６０の構成を示す図である。
【図１３】放熱部材３７０の内部に設けられるヒートパイプの構成を示す図である。
【図１４】放熱部材３７０の内部に設けられるヒートパイプの他の構成例を示す図である。
【図１５】本発明の第２実施形態である定着装置４４０の構成を示す図である。
【図１６】本発明の第３実施形態である定着装置４７０の構成を示す図である。
【図１７】本発明の第４実施形態である定着装置５３０の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
図１は、本発明の実施の一形態である画像形成装置１００の構成を示す図である。画像形成装置１００は、読み取った原稿の画像データやネットワーク等を介して送信された画像データに基づいて、記録媒体である記録紙に対して多色および単色の画像を形成する装置である。画像形成装置１００は、露光ユニット１０、感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）、現像装置１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）、帯電ローラ１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）、クリーニングユニット１０４（１０４ａ〜１０４ｄ）、中間転写ベルト１１、一次転写ローラ１３（１３ａ〜１３ｄ）、二次転写ローラ１４、定着装置１５、用紙搬送路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、給紙カセット１６、手差し給紙トレイ１７および排紙トレイ１８を備えている。
【００５４】
画像形成装置１００は、ブラック（Ｋ）およびカラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色の各色相に対応した画像データを用いて、各色相に対応した画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて画像形成を行う。各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、同様の構成であり、たとえば、ブラック（Ｋ）の画像形成部Ｐａは、感光体ドラム１０１ａ、現像装置１０２ａ、帯電ローラ１０３ａ、一次転写ローラ１３ａおよびクリーニングユニット１０４ａ等から構成される。この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、中間転写ベルト１１の移動方向（副走査方向）に一列に配列されている。
【００５５】
帯電ローラ１０３は、感光体ドラム１０１の表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。帯電ローラ１０３に代えて、帯電ブラシを用いた接触方式の帯電器、または、帯電ワイヤを用いた非接触方式の帯電器を用いることもできる。
【００５６】
露光ユニット１０は、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー４、第１反射ミラー７、第２反射ミラー８等を備えており、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の各色相の画像データによって変調されたレーザビーム等の光ビームのそれぞれを感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに照射する。各感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の各色相の画像データによる静電潜像を形成する。
【００５７】
現像装置１０２は、静電潜像が形成された感光体ドラム１０１の表面に現像剤であるトナーを供給し、静電潜像をトナー像に現像する。現像装置１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の各色相のトナーを収納しており、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに形成された各色相の静電潜像を、各色相のトナー像に顕像化する。クリーニングユニット１０４は、現像・画像転写後における感光体ドラム１０１上の表面に残留したトナーを除去・回収する。
【００５８】
中間転写ベルト１１は、感光体ドラム１０１の上方に配置されており、駆動ローラ１１ａと従動ローラ１１ｂとの間に張架されてループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト１１の外周面は、感光体ドラム１０１ｄ、感光体ドラム１０１ｃ、感光体ドラム１０１ｂおよび感光体ドラム１０１ａにこの順に対向する。この中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに対向する位置に、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが配置されている。中間転写ベルト１１が感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに対向する位置のそれぞれが一次転写位置である。また、中間転写ベルト１１は、厚さ１００〜１５０μｍ程度のフィルムで形成されている。
【００５９】
一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄには、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト１１上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに形成された各色相のトナー像は、中間転写ベルト１１の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト１１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。
【００６０】
ただし、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の色相の一部のみの画像データが入力された場合には、４つの感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部の感光体ドラム１０１のみにおいて静電潜像およびトナー像の形成が行われる。たとえば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム１０１ａのみにおいて静電潜像の形成およびトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト１１の外周面にはブラックのトナー像のみが転写される。
【００６１】
各一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、直径８〜１０ｍｍのステンレスなどの金属を基材とする軸の表面を導電性の弾性材（たとえばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）によって被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト１１に均一に高電圧を印加する。
【００６２】
各一次転写位置において中間転写ベルト１１の外周面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト１１の回転によって、二次転写ローラ１４との対向位置である二次転写位置に搬送される。二次転写ローラ１４は、画像形成時において、内周面が駆動ローラ１１ａの周面に接触する中間転写ベルト１１の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。給紙カセット１６または手差し給紙トレイ１７から給紙された記録紙が、二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間を通過する際に、二次転写ローラ１４にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト１１の外周面から記録紙の表面にトナー像が転写される。
【００６３】
なお、感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１１に付着したトナーのうち、記録紙上に転写されずに中間転写ベルト１１上に残存したトナーは、次工程での混色を防止するために、転写クリーニングユニット１２によって回収される。
【００６４】
トナー像が転写された記録紙は、後述する本発明に係る定着装置１５に導かれ、定着ニップ部を通過して加熱および加圧を受ける。これによって、トナー像が、記録紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した記録紙は、排紙ローラ１８ａによって排紙トレイ１８上に排出される。
【００６５】
また、画像形成装置１００には、給紙カセット１６に収納されている記録紙を、二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間および定着装置１５を経由して、排紙トレイ１８に送るための略垂直方向に延びる用紙搬送路Ｐ１が設けられている。用紙搬送路Ｐ１には、給紙カセット１６内の記録紙を一枚ずつ用紙搬送路Ｐ１内に繰り出すピックアップローラ１６ａ、繰り出された記録紙を上方に向けて搬送する搬送ローラ１６ｂ、搬送されてきた記録紙を所定のタイミングで二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導くレジストローラ１９、記録紙を排紙トレイ１８に排出する排紙ローラ１８ａが配置されている。
【００６６】
また、画像形成装置１００の内部には、手差し給紙トレイ１７からレジストローラ１９に至る間に、ピックアップローラ１７ａおよび搬送ローラ１６ｂを配置した用紙搬送路Ｐ２が形成されている。さらに、排紙ローラ１８ａから用紙搬送路Ｐ１におけるレジストローラ１９の上流側に至る間には、用紙搬送路Ｐ３が形成されている。
【００６７】
排紙ローラ１８ａは、正逆両方向に回転自在にされており、記録紙の片面に画像を形成する片面画像形成時、および、記録紙の両面に画像を形成する両面画像形成における第２面画像形成時に正転方向に駆動されて記録紙を排紙トレイ１８に排出する。一方、両面画像形成における第１面画像形成時には、排紙ローラ１８ａは、用紙の後端が定着装置１５を通過するまで正転方向に駆動された後、記録紙の後端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて記録紙を用紙搬送路Ｐ３内に導く。これによって、両面画像形成時に片面のみに画像が形成された記録紙は、表裏面および前後端を反転した状態で用紙搬送路Ｐ１に導かれる。
【００６８】
レジストローラ１９は、給紙カセット１６または手差し給紙トレイ１７から給紙され、または、用紙搬送路Ｐ３を経由して搬送された記録紙を、中間転写ベルト１１の回転に同期したタイミングで二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導く。このため、レジストローラ１９は、感光体ドラム１０１や中間転写ベルト１１の動作開始時には回転を停止しており、中間転写ベルト１１の回転に先立って給紙または搬送された記録紙は、前端をレジストローラ１９に当接させた状態で用紙搬送路Ｐ１内における移動を停止する。この後、レジストローラ１９は、二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１とが圧接する位置で、記録紙の前端部と中間転写ベルト１１上に形成されたトナー像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。
【００６９】
なお、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの全てにおいて画像形成が行われるフルカラー画像形成時には、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの全てに圧接させる。一方、画像形成部Ｐａのみにおいて画像形成が行われるモノクロ画像形成時には、一次転写ローラ１３ａのみを中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１ａに圧接させる。
【００７０】
図２は、本発明の第１実施形態である定着装置１５の構成を示す図である。定着装置１５は、第１定着部材である定着ローラ１５ａと、第２定着部材である加圧ローラ１５ｂと、無端状ベルト部材である定着ベルト２５と、加熱部材２１とを含んで構成される。定着装置１５においては、定着ベルト２５が定着ローラ１５ａと加熱部材２１との間に張架され、加圧ローラ１５ｂが定着ベルト２５を介して定着ローラ１５ａに対向するように配置されている。そして、定着ローラ１５ａと加熱部材２１とは、定着ローラ１５ａの軸線方向において、略平行となるように配置されている。そのため、定着ローラ１５ａと加熱部材２１との間に張架される定着ベルト２５が摺動するとき、蛇行するのを防止して、定着ベルト２５の耐久性を高く維持することができる。
【００７１】
定着装置１５は、加熱部材２１が定着ベルト２５と接触して定着ベルト２５を加熱し、定着ベルト２５と加圧ローラ１５ｂとで形成する定着ニップ部１５ｃを、所定の定着速度および複写速度で記録媒体である記録紙３２が通過したとき、記録紙３２上に担持されている未定着のトナー像３１を記録紙３２上に加熱加圧して定着するベルト定着方式の定着装置である。このようなベルト定着方式の装置である定着装置１５は、熱容量が小さい定着ベルト２５を高電力密度の発熱層２１２を有する加熱部材２１で加熱する構成であるので、ウォームアップ時間が短く、かつ、消費電力の増大を抑えて省エネ化が達成できる。
【００７２】
なお、未定着のトナー像３１は、たとえば、非磁性一成分現像剤（非磁性トナー）、非磁性二成分現像剤（非磁性トナーおよびキャリア）、磁性現像剤（磁性トナー）などの現像剤（トナー）によって形成される。また、定着速度とは所謂プロセス速度であり、複写速度とは１分あたりのコピー枚数のことである。また、記録紙３２が定着ニップ部１５ｃを通過するときには、定着ベルト２５は、記録紙３２のトナー像担持面に当接するようになっている。
【００７３】
定着ローラ１５ａは、定着ベルト２５を介して加圧ローラ１５ｂに圧接することで定着ニップ部１５ｃを形成すると同時に、図示しない駆動モータ（駆動手段）により回転軸線まわりに回転方向Ａ方向に回転駆動することによって、定着ベルト２５を搬送する。定着ローラ１５ａは、直径が３０ｍｍで、その内側から順に芯金、弾性層が形成された２層構造からなり、芯金には、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層にはシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料が適している。なお、本実施の形態では、定着ローラ１５ａが定着ベルト２５を介して加圧ローラ１５ｂに圧接するときの力は、２１６Ｎ程度である。
【００７４】
加圧ローラ１５ｂは、定着ベルト２５を介して定着ローラ１５ａに対向しかつ圧接し、回転軸線まわりに回転自在に設けられている。加圧ローラ１５ｂは、定着ローラ１５ａの回転に従動して回転方向Ｂ方向に回転する。加圧ローラ１５ｂは、その内側から順に芯金、弾性層、離型層が形成された３層構造からなっている。芯金には、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層にはシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料が適しており、離型層にはＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂が適している。加圧ローラ１５ｂは、たとえば、ローラ直径が３０ｍｍで、芯金に直径２４ｍｍ（肉厚２ｍｍ）の鉄（ＳＴＫＭ）パイプ、弾性層に厚みが３ｍｍのシリコンソリッドゴム、離型層に厚みが３０μｍのＰＦＡチューブからなるローラを用いることができる。
【００７５】
また、加圧ローラ１５ｂの内部には、加圧ローラ１５ｂを加熱するヒータランプ２６（たとえば、定格電力４００Ｗ）が配置されている。制御回路（不図示）が電源回路（不図示）からヒータランプ２６に電力を供給（通電）させることによって、ヒータランプ２６が発光し、ヒータランプ２６から赤外線が放射される。これによって、加圧ローラ１５ｂの内周面が赤外線を吸収して加熱され、加圧ローラ１５ｂ全体が加熱される。なお、上述したヒータランプ２６は、加圧ローラ１５ｂの内面より加熱するものであるが、これとは別に外周面加熱用のローラにて、加圧ローラ１５ｂの表面より加熱する方法も構成可能である。
【００７６】
定着ベルト２５は、加熱部材２１によって所定の温度に加熱され、定着ニップ部１５ｃを通過する未定着トナー像３１が形成された記録紙３２を加熱する。定着ベルト２５は、無端状のベルトで、加熱部材２１と定着ローラ１５ａによって懸架され、定着ローラ１５ａに所定の角度で巻きかかっている。定着ベルト２５は、定着ローラ１５ａの回転時には、定着ローラ１５ａに従動して回転方向Ａ方向に回転するようになっている。定着ベルト２５は、ポリイミド等の耐熱性樹脂あるいはステンレスやニッケル等の金属材料からなる中空円筒状の基材の表面に、弾性層として耐熱性および弾性に優れたエラストマー材料（たとえばシリコンゴム）が形成され、さらにその表面に離型層として耐熱性および離型性に優れた合成樹脂材料（たとえばＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂）が形成された３層構造となっている。また、基材のポリイミドにフッ素樹脂を内添してもよい。これによって、加熱部材２１との摺動負荷を低減することができる。
【００７７】
加熱部材２１は、定着ベルト２５に接触して、定着ベルト２５を所定の温度に加熱するためのものである。また、定着装置１５においては、温度検知手段として、加熱部材２１に接触する定着ベルト２５の周面には発熱体側サーミスタ２４ａ、加圧ローラ１５ｂの周面には加圧ローラ側サーミスタ２４ｂが配設されており、それぞれの表面温度を検出するようになっている。
【００７８】
図３は、加熱部材２１の構成を拡大して示す図である。加熱部材２１は、半円筒状に形成され、放熱部材２１０と、発熱部材２１１とを含んで構成される。
【００７９】
放熱部材２１０は、後述する発熱部材２１１の複数の面に当接して設けられ、発熱部材２１１から発生する熱を受け取る受熱部と、受熱部で受熱した熱を定着ベルト２５に伝達する伝熱部とを含んで構成される。さらに、放熱部材２１０の内部には、発熱部材２１１から発生する熱を定着ベルト２５の幅方向および周方向に沿って輸送する熱輸送手段が設けられている。本実施の形態では、放熱部材２１０は、第１放熱部２１０１と第２放熱部２１０３とを含む。第１放熱部２１０１と第２放熱部２１０３とは、アルミニウム、銅、マグネシウム、鉄、チタンなどの金属材料やそれらの合金材料、高純度グラファイトなど、熱伝導性に優れた材料で形成されている。
【００８０】
第１放熱部２１０１は、伝熱片２１０１ａと受熱片２１０１ｂとを含んで構成される。受熱片２１０１ｂは、定着ベルト２５の幅方向（定着ローラ１５ａの軸線方向）に延びて、放熱部材２１０が定着ベルト２５と接触する接触領域中央部から延びる垂直方向に平行な表面が形成される部分であり、発熱部材２１１の厚み方向一表面に当接して設けられ、発熱部材２１１から発生する熱を受け取る部分である。伝熱片２１０１ａは、受熱片２１０１ｂの一端部から連なって定着ベルト２５の幅方向に延びて形成される部分であり、定着ベルト２５の内周面に沿うように湾曲して設けられ、受熱片２１０１ｂで受熱した熱を定着ベルト２５に伝達する部分である。
【００８１】
第２放熱部２１０３は、伝熱片２１０３ａと受熱片２１０３ｂとを含んで構成される。受熱片２１０３ｂは、定着ベルト２５の幅方向に延びて、放熱部材２１０が定着ベルト２５と接触する接触領域中央部から延びる垂直方向に平行な表面が形成される部分であり、発熱部材２１１の厚み方向他表面に当接して設けられ、発熱部材２１１から発生する熱を受け取る部分である。伝熱片２１０３ａは、受熱片２１０３ｂの一端部から連なって定着ベルト２５の幅方向に延びて形成される部分であり、定着ベルト２５の内周面に沿うように湾曲して設けられ、受熱片２１０３ｂで受熱した熱を定着ベルト２５に伝達する部分である。
【００８２】
以上のような第１放熱部２１０１と第２放熱部２１０３とで構成される放熱部材２１０では、第１放熱部２１０１の受熱片２１０１ｂと、第２放熱部２１０３の受熱片２１０３ｂとは対向して配置されている。そして、放熱部材２１０では、第１放熱部２１０１の受熱片２１０１ｂと第２放熱部２１０３の受熱片２１０３ｂとが組み合わされて、発熱部材２１１の構成面のうち、面積の大きな順から２つの面である厚み方向両面に当接して、発熱部材２１１を狭持する受熱部が形成され、第１放熱部２１０１の伝熱片２１０１ａと第２放熱部２１０３の伝熱片２１０３ａとが組み合わされて、半円筒状の伝熱部が形成されている。このように、面積の大きな順から２つの面に当接する受熱部が形成されることによって、受熱部による、発熱部材２１１から発生する熱を受け取る受熱効率を高めることができ、抵抗発熱体の発熱が継続的に安定して行われるとともに、抵抗発熱体が過熱状態となって破損・焼損するのを防止することができる。
【００８３】
そして、放熱部材２１０を構成する第１放熱部２１０１および第２放熱部２１０３の内部には、熱輸送手段が設けられている。熱輸送手段は、各放熱部２１０１，２１０３の各受熱片２１０１ｂ，２１０３ｂが発熱部材２１１から受け取った熱を、定着ベルト２５の幅方向および周方向に沿って輸送するものである。
【００８４】
本実施の形態では、第１放熱部２１０１の内部に設けられる熱輸送手段は、蛇行細管式ヒートパイプ（ヒートレーン（登録商標））２１０２（以下、単に「ヒートパイプ２１０２」と呼ぶ）で構成されており、第１放熱部２１０１の内部の全領域、すなわち、伝熱片２１０１ａおよび受熱片２１０１ｂの内部の全領域にわたって形成されている。また、第２放熱部２１０３の内部に設けられる熱輸送手段は、蛇行細管式ヒートパイプ２１０４（以下、単に「ヒートパイプ２１０４」と呼ぶ）で構成されており、第２放熱部２１０３の内部の全領域、すなわち、伝熱片２１０３ａおよび受熱片２１０３ｂの内部の全領域にわたって形成されている。
【００８５】
ヒートパイプ２１０２，２１０４は、熱輸送流体が封入された細管が屈曲を繰り返して（蛇行して）一定の面を形成するようにされたものであり、細管は、直線状に延びる線状部と、隣接する線状部の延在方向端部同士を１本の線路となるように接続する接続部とを含む。なお、熱輸送流体としては、たとえば、水、ブタン、アルコール、不活性ガスなどを挙げることができる。
【００８６】
ヒートパイプ２１０２，２１０４は、細管内に封入される熱輸送流体が高温部で蒸発し、低温部で凝縮して、熱を輸送する。そして、ヒートパイプ２１０２，２１０４は、熱輸送流体が蛇行して配置される細管内で蒸発・凝縮を繰り返すことで、金属材料などの熱伝導のみによる熱輸送に比べて、多くの熱を短時間で輸送することができる。すなわち、熱伝導のみによる熱輸送では、熱の移動そのものは受動的で温度差に基づいた熱の移動であるが、ヒートパイプ２１０２，２１０４は、熱輸送流体の蒸発・凝縮による能動的な熱輸送で、熱輸送流体が吸熱および放熱する熱量が多く、蒸発・凝縮を繰り返すことでより多くの熱を輸送することができる。
【００８７】
以上のように構成される放熱部材２１０を有する加熱部材２１を備える定着装置１５では、発熱部材２１１の厚み方向一表面に当接して設けられる受熱片２１０１ｂと、発熱部材２１１の厚み方向他表面に当接して設けられる受熱片２１０３ｂとで受熱した熱が、第１放熱部２１０１および第２放熱部２１０３を熱伝導にて移動するとともに、ヒートパイプ２１０２，２１０４によって定着ベルト２５の幅方向および周方向に輸送されて、伝熱片２１０１ａおよび伝熱片２１０３ａから定着ベルト２５に伝達され、定着ベルト２５が加熱される。そのため、定着ベルト２５の幅方向および周方向の温度分布が均一にされて高品位の定着画像を得ることができる。
【００８８】
また、放熱部材２１０の内部には熱輸送能力の高いヒートパイプ２１０２，２１０４が設けられているので、発熱部材２１１を構成する抵抗発熱体として高電力密度の発熱体を用いても、抵抗発熱体から発生した熱を素早く輸送でき、放熱部材２１０を短時間で昇温させることができる。
【００８９】
また、放熱部材２１０では、受熱片２１０１ｂが発熱部材２１１の厚み方向一表面に当接して設けられて発熱部材２１１から発生する熱を受け取り、受熱片２１０３ｂが発熱部材２１１の厚み方向他表面に当接して設けられて発熱部材２１１から発生する熱を受け取るので、受熱効率が高くなり、発熱部材２１１を構成する抵抗発熱体が過熱状態になるのを抑制することができる。そのため、抵抗発熱体に通電自己抑制が働くのが防止されて、抵抗発熱体の発熱が継続的に安定して行われて発熱効率の低下が防止され、ウォームアップ時間を短縮することができる。
【００９０】
第１放熱部２１０１および第２放熱部２１０３の内部に設けられる熱輸送手段は、複数の蛇行細管式ヒートパイプを組み合わせて構成してもよい。
【００９１】
図４は、放熱部材２１０の内部に設けられるヒートパイプの構成を示す図である。図４は、第１放熱部２１０１の内部に設けられる複数のヒートパイプ２１０２の構成を示すものであるが、第２放熱部２１０３の内部に設けられる複数のヒートパイプ２１０４の構成は、第１放熱部２１０１のヒートパイプ２１０２の構成と同様である。以下では、第１放熱部２１０１の内部に設けられる複数のヒートパイプ２１０２の構成について説明する。
【００９２】
ヒートパイプ２１０２は、前述したように、熱輸送流体が封入された細管が屈曲を繰り返して（蛇行して）一定の面を形成するようにされたものであり、細管は、直線状に延びる線状部と、隣接する線状部の延在方向端部同士を１本の線路となるように接続する接続部とを含む。この線状部の延在方向を調整することによって、ヒートパイプ２１０２における定着ベルト２５の幅方向および周方向への熱輸送効率を制御することができる。たとえば、線状部の延在方向が定着ベルト２５の幅方向に平行であるヒートパイプ２１０２が設けられた第１放熱部２１０１は、定着ベルト２５の幅方向への熱輸送効率が特に向上されたものとなる。また、線状部の延在方向が定着ベルト２５の幅方向に直交する方向であるヒートパイプ２１０２が設けられた第１放熱部２１０１は、定着ベルト２５の周方向への熱輸送効率が特に向上されたものとなる。また、線状部の延在方向が定着ベルト２５の幅方向に所定の角度で傾斜する方向であるヒートパイプ２１０２が設けられた第１放熱部２１０１は、定着ベルト２５の幅方向および周方向の両方向に熱輸送効率が向上されたものとなる。
【００９３】
図４（ａ）に示す第１放熱部２１０１の内部に設けられる熱輸送手段は、複数のヒートパイプ２１０２ａ，２１０２ｂ，２１０２ｃ，２１０２ｄ，２１０２ｅが組み合わされて構成されており、第１放熱部２１０１の内部の全領域、すなわち、伝熱片２１０１ａおよび受熱片２１０１ｂの内部の全領域にわたって形成されている。
ヒートパイプ２１０２ａ，２１０２ｂ，２１０２ｃ，２１０２ｄ，２１０２ｅのそれぞれは、線状部の延在方向が定着ベルト２５の幅方向に直交する方向である蛇行細管式ヒートパイプであり、各ヒートパイプは、所定の間隔をあけて第１放熱部２１０１の長手方向（定着ベルト２５の幅方向）に配列されている。各ヒートパイプ２１０２ａ，２１０２ｂ，２１０２ｃ，２１０２ｄ，２１０２ｅ同士の間隔は、各ヒートパイプ間での熱伝導による熱移動が可能となるように設定される。
【００９４】
このような、ヒートパイプ２１０２ａ，２１０２ｂ，２１０２ｃ，２１０２ｄ，２１０２ｅが内部に設けられる第１放熱部２１０１では、発熱部材２１１の厚み方向一表面に当接して設けられる受熱片２１０１ｂで受熱した熱が、第１放熱部２１０１を熱伝導にて移動するとともに、各ヒートパイプ２１０２ａ，２１０２ｂ，２１０２ｃ，２１０２ｄ，２１０２ｅによって定着ベルト２５の幅方向および周方向に輸送されて、伝熱片２１０１ａから定着ベルト２５に伝達され、定着ベルト２５が加熱される。そのため、定着ベルト２５の幅方向および周方向の温度分布が均一にされて高品位の定着画像を得ることができる。また、第１放熱部２１０１の内部に設けられる熱輸送手段を、複数の蛇行細管式ヒートパイプを組み合わせて構成することによって、より広い面積の第１放熱部２１０１を素早く均熱化することができる。
【００９５】
また、図４（ｂ）に示すように、線状部の延在方向が異なる複数のヒートパイプを組み合わせて熱輸送手段として用いることもできる。図４（ｂ）に示す第１放熱部２１０１の内部に設けられる熱輸送手段は、複数のヒートパイプ２１５２ａ，２１５２ｂ，２１５２ｃ，２１５２ｄ，２１５２ｅが組み合わされて構成されており、第１放熱部２１０１の内部の全領域、すなわち、伝熱片２１０１ａおよび受熱片２１０１ｂの内部の全領域にわたって形成されている。
【００９６】
定着ベルト２５の幅方向両端部に対応する第１放熱部２１０１の長手方向両端部に配置されるヒートパイプ２１５２ａ，２１５２ｂ，２１５２ｄ，２１５２ｅのそれぞれは、線状部の延在方向が定着ベルト２５の幅方向に所定の角度で傾斜する方向である蛇行細管式ヒートパイプである。また、定着ベルト２５の幅方向中央部に対応する第１放熱部２１０１の長手方向中央部に配置されるヒートパイプ２１５２ｃは、線状部の延在方向が定着ベルト２５の幅方向に直交する方向である蛇行細管式ヒートパイプである。そして、各ヒートパイプ２１５２ａ，２１５２ｂ，２１５２ｃ，２１５２ｄ，２１５２ｅは、所定の間隔をあけて第１放熱部２１０１の長手方向（定着ベルト２５の幅方向）に配列されている。各ヒートパイプ２１５２ａ，２１５２ｂ，２１５２ｃ，２１５２ｄ，２１５２ｅ同士の間隔は、各ヒートパイプ間での熱伝導による熱移動が可能となるように設定される。
【００９７】
小幅サイズの記録紙３２が定着ニップ部１５ｃを連続通紙した場合、定着ベルト２５の幅方向両端部（非通紙領域部）の温度が上昇しやすい。これに対して、定着ベルト２５の幅方向両端部に対応する第１放熱部２１０１の長手方向両端部に配置されるヒートパイプ２１５２ａ，２１５２ｂ，２１５２ｄ，２１５２ｅのそれぞれは、線状部の延在方向が定着ベルト２５の幅方向に所定の角度で傾斜する方向である蛇行細管式ヒートパイプであるので、定着ベルト２５の幅方向および周方向に素早く熱輸送することができ、定着ベルト２５の幅方向および周方向の温度分布を均一にすることができる。すなわち、定着ベルト２５の非通紙領域部に対応する発熱部材２１１の抵抗発熱体が非通電状態となる場合、非通紙領域部の熱収支バランスがプラスであれば温度が上昇して定着ベルト２５の温度分布が不均一となるが、第１放熱部２１０１の長手方向両端部に配置されるヒートパイプ２１５２ａ，２１５２ｂ，２１５２ｄ，２１５２ｅの熱輸送能力によって高温部から低温部への熱輸送が行われて、定着ベルト２５の温度分布を均一にすることができる。
【００９８】
また、定着装置１５の定着動作時において、定着ベルト２５の幅方向中央部は、温度変化が小さいものの、記録紙３２の通過で熱量が多く必要である。これに対して、定着ベルト２５の幅方向中央部に対応する第１放熱部２１０１の長手方向中央部に配置されるヒートパイプ２１５２ｃは、線状部の延在方向が定着ベルト２５の幅方向に直交する方向である蛇行細管式ヒートパイプであり、定着ベルト２５の周方向への熱輸送効率が特に優れたものである。これによって、熱量が多く必要な定着ベルト２５の幅方向中央部に対する第１放熱部２１０１の温度追従性を高い状態で維持することができる。
【００９９】
次に、図２および図３を再び参照して、加熱部材２１が有する発熱部材２１１について説明する。発熱部材２１１は、放熱部材２１０の長手方向（定着ベルト２５の幅方向）に延びる矩形板状の部材であり、第１放熱部２１０１の受熱片２１０１ｂと、第２放熱部２１０３の受熱片２１０３ｂとの間に挟み込まれた状態で、ねじ部材などの固定部材２１４によって固定されている。
【０１００】
発熱部材２１１は、通電によって発熱する抵抗発熱体からなる発熱層２１２の厚み方向両面に、絶縁体からなる絶縁体層２１３が形成された積層構造を有する。そして、発熱部材２１１では、発熱層２１２の厚み方向一表面に形成される絶縁体層２１３が第１放熱部２１０１の受熱片２１０１ｂに面接触して設けられ、発熱層２１２の厚み方向他表面に形成される絶縁体層２１３が第２放熱部２１０３の受熱片２１０３ｂに面接触して設けられている。すなわち、発熱部材２１１は、面積の大きな順から２つの面である厚み方向両表面が、放熱部材２１０の受熱部を構成する受熱片２１０１ｂおよび受熱片２１０３ｂに面接触している。
【０１０１】
絶縁体層２１３は、耐熱性と電気絶縁性とを兼ね備えた材料によって形成される層である。耐熱性と電気絶縁性とを兼ね備えた材料としては、特に限定されないが、ポリイミド樹脂などの耐熱性ポリマー材料、アルミナなどのセラミック材料、マイカなどを挙げることができる。
【０１０２】
発熱層２１２は、給電端子部２２１に電圧が印加されて通電することにより、ジュール熱が発生して発熱する抵抗発熱体からなる層である。発熱層２１２を構成する抵抗発熱体としては、ニッケル−クロムの合金を主成分とした金属材料やステンレス鋼からなる電気抵抗成分を有する金属抵抗体や、銀−パラジウム系などの抵抗材料で形成されたものを挙げることができる。また、幅１２ｍｍのセラミック基板上に幅１ｍｍ前後の抵抗線をスクリーン印刷により形成したセラミック発熱体、薄膜セラミックシートを複数積層し該シートの間に細い抵抗線を形成して焼成したセラミック発熱体、チタン酸バリウム系の半導体セラミックを主成分とした無機材料を焼成したセラミック発熱体を、抵抗発熱体とすることができる。セラミック発熱体は、高電力密度が実現可能な発熱体であるので、セラミック発熱体からなる発熱層２１２を有する発熱部材２１１は、熱応答速度が高くてウォームアップ時間を短縮することができるとともに、放熱部材２１０に対する加熱能力の高いものとなる。
【０１０３】
また、抵抗発熱体は、正の抵抗温度特性（Positive Temperature Coefficient、略称ＰＴＣ特性）を有するものを用いるのが好ましい。正の抵抗温度特性を有する抵抗発熱体は、温度が上昇するにつれて電気抵抗値が上昇する。このような、正の抵抗温度特性を有する抵抗発熱体は、自身の温度が所定の温度以上になると急激に電気抵抗値が上昇して電流値が小さくなり、過熱状態になるのが防止される。また、正の抵抗温度特性を有する抵抗発熱体は、温度が上昇するにつれて電流値が小さくなるので、消費電力量を低減することができ、省エネ化を実現することができる。また、抵抗発熱体を含んで構成される発熱部材２１１は、構成面のうちの複数面が、熱輸送手段を有する放熱部材２１０の受熱部に当接して設けられているので、抵抗発熱体が正の抵抗温度特性を有する発熱体であっても、放熱部材２１０の伝熱部表面の温度分布が均一になって定着ベルト２５の幅方向および周方向の温度分布が均一にされるとともに、抵抗発熱体の発熱が安定して行われて発熱効率の低下が防止される。
【０１０４】
また、抵抗発熱体は、負の抵抗温度特性（Negative Temperature Coefficient、略称ＮＴＣ特性）を有するものを用いてもよい。負の抵抗温度特性を有する抵抗発熱体は、温度が上昇するにつれて電気抵抗値が低下する。ここで、抵抗発熱体を含んで構成される発熱部材２１１は、構成面のうちの複数面が、熱輸送手段を有する放熱部材２１０の受熱部に当接して設けられているので、抵抗発熱体が負の抵抗温度特性を有する発熱体であっても、放熱部材２１０の伝熱部表面の温度分布が均一になって定着ベルト２５の幅方向および周方向の温度分布が均一にされるとともに、抵抗発熱体の発熱が安定して行われて発熱効率の低下が防止される。
【０１０５】
また、抵抗発熱体は、正の抵抗温度特性および負の抵抗温度特性を有するものを用いてもよい。ここで、抵抗発熱体を含んで構成される発熱部材２１１は、構成面のうちの複数面が、熱輸送手段を有する放熱部材２１０の受熱部に当接して設けられているので、抵抗発熱体が正の抵抗温度特性および負の抵抗温度特性を有する発熱体であっても、放熱部材２１０の伝熱部表面の温度分布が均一になって定着ベルト２５の幅方向および周方向の温度分布が均一にされるとともに、抵抗発熱体の発熱が安定して行われて発熱効率の低下が防止される。正の抵抗温度特性および負の抵抗温度特性を有する抵抗発熱体とは、たとえば、常温付近では負の抵抗温度特性を有し、所定の温度付近からは正の抵抗温度特性を有し、さらに温度が上昇すると、正の抵抗温度特性でも電気抵抗値の変化率が大きな発熱体（ＰＴＣセラミックヒータとも言う）である。
【０１０６】
図５は、加熱部材２１が有する発熱部材２１１の発熱層２１２の構成を示す図である。発熱層２１２は、放熱部材２１０の長手方向に対応して、通電によって発熱する発熱部分が第１発熱領域２１２ａ、第２発熱領域２１２ｂ、第３発熱領域２１２ｃに分割されている。本実施の形態では、異なる大きさの記録紙３２を通紙させて印字する場合を想定して、記録紙３２と接触する定着ベルト２５を加熱する放熱部材２１０の伝熱部表面が、長手方向両端部と中央部との３つの領域に分割されている。そして、発熱層２１１の第１発熱領域２１２ａおよび第２発熱領域２１２ｂが、放熱部材２１０の長手方向両端部にそれぞれ対応し、第３発熱領域２１２ｃが、放熱部材２１０の長手方向中央部に対応している。
【０１０７】
第１発熱領域２１２ａ内には、全体として一定の面を形成するように屈曲を繰り返す１本の抵抗発熱体２１２１ａがセラミックシート２１２ｄ上に設けられ、抵抗発熱体２１２１ａの両端部は一対の給電端子部２２１ａに接続されている。第２発熱領域２１２ｂ内には、全体として一定の面を形成するように屈曲を繰り返す１本の抵抗発熱体２１２１ｂがセラミックシート２１２ｄ上に設けられ、抵抗発熱体２１２１ｂの両端部は一対の給電端子部２２１ｂに接続されている。第３発熱領域２１２ｃ内には、全体として一定の面を形成するように屈曲を繰り返す１本の抵抗発熱体２１２１ｃがセラミックシート２１２ｄ上に設けられ、抵抗発熱体２１２１ｃの両端部は一対の給電端子部２２１ｃに接続されている。
【０１０８】
つまり、第１発熱領域２１２ａ内の抵抗発熱体２１２１ａと、第２発熱領域２１２ｂ内の抵抗発熱体２１２１ｂと、第３発熱領域２１２ｃ内の抵抗発熱体２１２１ｃとは、それぞれ異なる給電端子部２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃに接続されて、各発熱領域ごとに区別された状態で通電可能となっている。これによって、異なる大きさの記録紙３２を通紙させて印字する場合には、異なる通紙サイズに対応して発熱層２１２の表面において所望の温度分布が得られるように、各発熱領域２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃごとに通電状態を切り替えて、発熱層２１２表面における所望の特定領域のみが発熱するように加熱副制御し、記録紙３２の通紙幅両端部に対応する発熱領域内における抵抗発熱体の局部的な異常昇温を抑制することができる。
【０１０９】
また、発熱層２１２を構成する各抵抗発熱体２１２１ａ，２１２１ｂ，２１２１ｃは、前述したように、全体として一定の面を形成するようにされている。これによって、通電により発熱した各抵抗発熱体２１２１ａ，２１２１ｂ，２１２１ｃの熱が放熱部材２１０に伝達するときの伝熱効率を向上させることができる。
【０１１０】
また、発熱部材２１１の発熱層は、複数の抵抗発熱体が積層された積層構造とすることもできる。図６は、複数の抵抗発熱体が積層された積層構造を有する発熱層３１０の構成を示す図である。
【０１１１】
図６に示す発熱層３１０は、放熱部材２１０の周方向に対応する幅が１２ｍｍのセラミックシートを複数枚積層して形成され、各セラミックシートの合わせ面には、銀−パラジウム系の薄膜抵抗発熱体を線幅１ｍｍで２．５往復折り返すようにスクリーン印刷して設け、その後、焼成して形成したものである。なお、各セラミックシートの大きさ、薄膜抵抗発熱体の材質、幅、厚み、印刷時の折り返しパターンなどは、発熱層３１０に求められる発熱能力に応じて適宜設定される。また、セラミックシートを積層したセラミック発熱体からなる発熱層３１０は、急速加熱を行うことができ、さらに、発熱層３１０自信が過熱状態になったとしても、破損はするけれども発煙、発火には至らない安全性も有している。
【０１１２】
発熱層３１０は、放熱部材２１０の長手方向に対応して、第１発熱領域３１０ａと、第２発熱領域３１０ｂと、第３発熱領域３１０ｃとに分割されている。本実施の形態では、異なる大きさの記録紙３２を通紙させて印字する場合を想定して、記録紙３２と接触する定着ベルト２５を加熱する放熱部材２１０の伝熱部表面が、長手方向両端部と中央部との３つの領域に分割されている。そして、発熱層３１０の第１発熱領域３１０ａおよび第２発熱領域３１０ｂが、放熱部材２１０の長手方向両端部にそれぞれ対応し、第３発熱領域３１０ｃが、放熱部材２１０の長手方向中央部に対応している。
【０１１３】
発熱層３１０は、第１発熱領域３１０ａと第２発熱領域３１０ｂとは同一のセラミックシート３１０ｄに形成され、第３発熱領域３１０ｃは別のセラミックシート３１０ｄに形成された積層構造を有する。第１発熱領域３１０ａ内には、全体として一定の面を形成するように屈曲を繰り返す１本の抵抗発熱体３１０１ａが設けられ、抵抗発熱体３１０１ａの両端部は一対の給電端子部２２１ｄに接続されている。第２発熱領域３１０ｂ内には、全体として一定の面を形成するように屈曲を繰り返す１本の抵抗発熱体３１０１ｂが設けられ、抵抗発熱体３１０１ｂの両端部は一対の給電端子部２２１ｅに接続されている。第３発熱領域３１０ｃ内には、全体として一定の面を形成するように屈曲を繰り返す１本の抵抗発熱体３１０１ｃが設けられ、抵抗発熱体３１０１ｃの両端部は一対の給電端子部２２１ｆに接続されている。
【０１１４】
つまり、第１発熱領域３１０ａ内の抵抗発熱体３１０１ａと、第２発熱領域３１０ｂ内の抵抗発熱体３１０１ｂと、第３発熱領域３１０ｃ内の抵抗発熱体３１０１ｃとは、それぞれ異なる給電端子部２２１ｄ，２２１ｅ，２２１ｆに接続されて、各発熱領域ごとに区別された状態で通電可能となっている。これによって、異なる大きさの記録紙３２を通紙させて印字する場合には、異なる通紙サイズに対応して発熱層３１０の表面において所望の温度分布が得られるように、各発熱領域３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃごとに通電状態を切り替えて、発熱層３１０表面における所望の特定領域のみが発熱するように加熱副制御し、記録紙３２の通紙幅両端部に対応する発熱領域内における抵抗発熱体の局部的な異常昇温を抑制することができる。
【０１１５】
定着装置１５が備える加熱部材としては、前述した加熱部材２１の構成に限定されるものではなく、図７〜図１２に示す加熱部材を用いることができる。
【０１１６】
図７Ａおよび図７Ｂは、加熱部材の他の例である加熱部材３１１の構成を示す図である。図７Ａは、加熱部材３１１の斜視図であり、図７Ｂ（ａ）は、加熱部材３１１の平面図であり、図７Ｂ（ｂ）は、加熱部材３１１の幅方向に直交する面で切断したときの断面図である。
【０１１７】
加熱部材３１１は、前述した加熱部材２１と類似しており、加熱部材２１が備える放熱部材と同様に構成される放熱部材２１０と、発熱部材３１２を含む。発熱部材３１２は、放熱部材２１０の長手方向（定着ベルト２５の幅方向）に延びる矩形板状の部材であり、第１放熱部２１０１の受熱片２１０１ｂと、第２放熱部２１０３の受熱片２１０３ｂとの間に挟み込まれた状態で、ねじ部材などの固定部材２１４によって固定されている。
【０１１８】
発熱部材３１２は、通電によって発熱する抵抗発熱体からなる発熱層３１２ａの厚み方向両面に、絶縁体からなる絶縁体層２１３が形成された積層構造を有する。そして、発熱部材３１２では、発熱層３１２ａの厚み方向一表面に形成される絶縁体層２１３が第１放熱部２１０１の受熱片２１０１ｂに面接触して設けられ、発熱層３１２ａの厚み方向他表面に形成される絶縁体層２１３が第２放熱部２１０３の受熱片２１０３ｂに面接触して設けられている。すなわち、発熱部材３１２は、面積の大きな順から２つの面である厚み方向両表面が、放熱部材２１０の受熱部を構成する受熱片２１０１ｂおよび受熱片２１０３ｂに面接触している。
【０１１９】
発熱層３１２ａは、給電端子部２２１に電圧が印加されて通電することにより、ジュール熱が発生して発熱する抵抗発熱体からなる層である。発熱層３１２ａは、矩形板状の抵抗発熱体である半導体セラミック素子３１２１が複数個、定着ベルト２５の幅方向に対応する放熱部材２１０の長手方向に間隔をあけて整列して形成されている。このようにして、全体として一定の形状の発熱面を有する発熱層３１２ａを、簡単な構成で形成することができる。
【０１２０】
各半導体セラミック素子３１２１は、チタン酸バリウムを主成分とする無機粉末を薄い矩形板状に成形して焼成したものである。各半導体セラミック素子３１２１は、１つあたり十数Ｗから数百Ｗの発熱量が得られるようにされている。
【０１２１】
図８は、加熱部材の他の例である加熱部材３１３の構成を示す図である。図８（ａ）は、加熱部材３１３の平面図であり、図８（ｂ）は、加熱部材３１３の幅方向に直交する面で切断したときの断面図である。
【０１２２】
加熱部材３１３は、前述した加熱部材２１と類似しており、加熱部材２１が備える放熱部材と同様に構成される放熱部材２１０と、発熱部材３１４とを含む。発熱部材３１４は、放熱部材２１０の長手方向（定着ベルト２５の幅方向）に延びる矩形板状の部材であり、第１放熱部２１０１の受熱片２１０１ｂと、第２放熱部２１０３の受熱片２１０３ｂとの間に挟み込まれた状態で、狭持部材などの固定部材３１３ａによって固定されている。
【０１２３】
発熱部材３１４は、第１絶縁体層２１３ａと、第１発熱層３１４ａと、第２絶縁体層２１３ｂと、第２発熱層３１４ｂと、第３絶縁体層２１３ｃとが、この順で積層された積層構造を有する。この場合、第２絶縁層２１３ｂが、第１発熱層３１４ａと第２発熱層３１４ｂとの間に介在する中間層となる。そして、発熱部材３１４では、第１発熱層３１４ａの厚み方向一表面に形成される第１絶縁体層２１３ａが第２放熱部２１０３の受熱片２１０３ｂに面接触して設けられ、第２発熱層３１４ｂの厚み方向他表面に形成される第３絶縁体層２１３ｃが第１放熱部２１０１の受熱片２１０１ｂに面接触して設けられている。すなわち、発熱部材３１４は、面積の大きな順から２つの面である厚み方向両表面が、放熱部材２１０の受熱部を構成する受熱片２１０１ｂおよび受熱片２１０３ｂに面接触している。
【０１２４】
第１絶縁体層２１３ａ、第２絶縁体層２１３ｂおよび第３絶縁体層２１３ｃは、耐熱性と電気絶縁性とを兼ね備えた材料によって形成される層である。耐熱性と電気絶縁性とを兼ね備えた材料としては、特に限定されないが、ポリイミド樹脂などの耐熱性ポリマー材料、アルミナなどのセラミック材料を挙げることができる。
【０１２５】
第１発熱層３１４ａは、矩形板状の複数の抵抗発熱体である半導体セラミック素子３１４１が、定着ベルト２５の幅方向に対応する放熱部材２１０の長手方向に間隔をあけて整列して形成される。また、第２発熱層３１４ｂは、矩形板状の複数の抵抗発熱体である半導体セラミック素子３１４２が、定着ベルト２５の幅方向に対応する放熱部材２１０の長手方向に間隔をあけて整列して形成される。そして、第１発熱層３１４ａを構成する半導体セラミック素子３１４１と、第２発熱層３１４ｂを構成する半導体セラミック素子３１４２とは、定着ベルト２５の幅方向と直交する方向から見た場合に、交互に設けられている。
【０１２６】
このように構成された発熱部材３１４は、発熱部材３１４の表面における発熱分布が所望の分布となるように調整可能となり、定着ベルト２５の特定領域に対する放熱部材２１０の加熱能力を制御することが可能となる。また、３つの給電端子部２２１に電圧を印加することで半導体セラミック素子３１４１，３１４２に通電することができ、より多くの半導体セラミック素子を設けることが可能で、高電力密度の発熱部材とすることができる。
【０１２７】
図９は、加熱部材の他の例である加熱部材３２０の構成を示す図である。加熱部材３２０は、前述した加熱部材２１と類似しており、放熱部材３２１と、加熱部材２１が備える発熱部材と同様に構成される発熱部材２１１とを含む。
【０１２８】
放熱部材３２１は、前述した加熱部材２１が備える放熱部材２１０と同様の材料から形成される。そして、放熱部材３２１は、発熱部材２１１の複数の面に当接して設けられ、発熱部材２１１から発生する熱を受け取る受熱部３２１ｂと、受熱部３２１ｂで受熱した熱を定着ベルト２５に伝達する伝熱部３２１ａとを含んで構成される。さらに、放熱部材３２１の内部には、発熱部材２１１から発生する熱を定着ベルト２５の幅方向および周方向に沿って輸送する熱輸送手段が設けられている。なお、放熱部材３２１の内部に設けられる熱輸送手段は、前述した放熱部材２１０の内部に形成される熱輸送手段と同様に、蛇行細管式ヒートパイプ３２１１（以下、単に「ヒートパイプ３２１１」と呼ぶ）で構成されており、放熱部材３２１の内部の全領域、すなわち、伝熱部３２１ａおよび受熱部３２１ｂの内部の全領域にわたって形成されている。
【０１２９】
伝熱部３２１ａは、定着ベルト２５の幅方向に延びて形成され、定着ベルト２５の内周面に沿うように湾曲する半円筒状の部分であり、受熱部３２１ｂで受熱した熱を定着ベルト２５に伝達する部分である。受熱部３２１ｂは、定着ベルト２５の周方向中央部に対応する伝熱部３２１ａの周方向中央部から垂直方向下方に屈曲して形成される部分であり、伝熱部３２１ａが定着ベルト２５と接触する接触領域中央部から延びる垂直方向に平行な内表面に囲まれる凹部が形成されている。放熱部３２１では、受熱部３２１ｂに形成される凹部に発熱部材２１１が嵌め込まれて固定されるようになっている。そして、発熱部材２１１は、受熱部３２１ｂの凹部に嵌め込まれた状態で、厚み方向両表面が凹部の内表面に面接触して設けられている。
【０１３０】
以上のように構成される加熱部材３２０では、凹部の内表面において発熱部材２１１の厚み方向両表面に面接触して設けられる受熱部３２１ｂで受熱した熱が、放熱部材３２１を熱伝導にて移動するとともに、ヒートパイプ３２１１によって定着ベルト２５の幅方向および周方向に輸送されて、伝熱部３２１ａから定着ベルト２５に伝達され、定着ベルト２５が加熱される。そのため、定着ベルト２５の幅方向および周方向の温度分布が均一にされて高品位の定着画像を得ることができる。
【０１３１】
また、加熱部材３２０では、放熱部材３２１における伝熱部３２１ａと受熱部３２１ｂとが接合する部分の熱容量が、２つの放熱部で構成される前述した放熱部材２１０よりも大きくなってしまう。しかしながら、加熱部材３２０が備える放熱部材３２１は、伝熱部３２１ａと受熱部３２１ｂとが一体形成されているので、放熱部材自身の強度を高くすることができ、かつ定着ベルト２５との加熱ニップ幅を広くすることができ、高速印字にも対応可能である。
【０１３２】
図１０は、加熱部材の他の例である加熱部材３３０の構成を示す図である。加熱部材３３０は、前述した加熱部材２１と類似しており、定着ベルト２５の内周面と接触する伝熱片２１０１ａの外表面および伝熱片２１０３ａの外表面に摺動緩和層３３１が設けられていること以外は、加熱部材２１と同様に構成される。なお、摺動緩和層３３１は、前述した加熱部材３１１，３１３の伝熱片２１０１ａの外表面および伝熱片２１０３ａの外表面、加熱部材３２０の伝熱部３２１ａの外表面に形成してもよい。
【０１３３】
摺動緩和層３３１は、定着ベルト２５との摩擦抵抗を低減させるための層である。これによって、放熱部材２１０の伝熱部を構成する伝熱片２１０１ａおよび伝熱片２１０３ａと、定着ベルト２５との間の摩擦力を低減することができ、定着ベルト２５の回転をスムースにすることができる。
【０１３４】
また、摺動緩和層３３１は、低摩擦係数および良熱伝導性を有する材料によって構成されるのが好ましい。これによって、放熱部材２１０の伝熱部を構成する伝熱片２１０１ａおよび伝熱片２１０３ａにおける、定着ベルト２５に対する伝熱効率が低下するのを防止した上で、定着ベルト２５の回転をスムースにすることができる。
【０１３５】
摺動緩和層３３１を構成する材料としては、ＰＴＦＥやＰＦＡなどのフッ素樹脂を挙げることができ、複数のフッ素樹脂材料を混合して用いてもよい。また、摺動緩和層３３１は、前記フッ素樹脂材料にマイカなどの充填剤を添加した層としてもよく、これによって、層を高強度化して耐久性を向上させることができる。また、摺動緩和層３３１には、良熱伝導性材料として、グラファイトの微粉末、無機または有機の導電フィラー、アルミニウムやマグネシウムなどの金属粉を添加してもよい。なお、摺動緩和層３３１中に添加される良熱伝導性材料としては、層中における分散性を向上させるために表面処理が施された材料を用いることもできる。
【０１３６】
また、摺動緩和層３３１の厚みは、熱伝導性と耐久性との両立を考慮して、１５〜１００μｍ（本実施の形態では３０μｍ）に設定される。
【０１３７】
図１１は、加熱部材の他の例である加熱部材３４０の構成を示す図である。加熱部材３４０は、前述した加熱部材２１と類似しており、放熱部材３５０と、加熱部材２１が備える発熱部材と同様に構成される発熱部材２１１とを含む。
【０１３８】
放熱部材３５０は、前述した加熱部材２１が備える放熱部材２１０と同様の材料から形成される。そして、放熱部材３５０は、発熱部材２１１の複数の面に当接して設けられ、発熱部材２１１から発生する熱を受け取る受熱部と、受熱部で受熱した熱を定着ベルト２５に伝達する伝熱部とを含んで構成される。さらに、放熱部材３５０の内部には、発熱部材２１１から発生する熱を定着ベルト２５の幅方向および周方向に沿って輸送する熱輸送手段が設けられている。本実施の形態では、放熱部材３５０は、第１放熱部３５０１と第２放熱部３５０３とを含む。
【０１３９】
第１放熱部３５０１は、伝熱片３５０１ａと、接続部３５０１ｂと、受熱片３５０１ｃとを含んで構成される。受熱片３５０１ｃは、定着ベルトの幅方向（定着ローラ１５ａの軸線方向）に延びて、放熱部材３５０が定着ベルト２５と接触する接触領域中央部から延びる垂直方向に直交する表面が形成される部分であり、発熱部材２１１の厚み方向一表面に当接して設けられ、発熱部材２１１から発生する熱を受け取る部分である。伝熱片３５０１ａは、定着ベルト２５の幅方向に延びて形成される部分であり、定着ベルト２５の内周面に沿うように湾曲して設けられ、受熱片３５０１ｃで受熱した熱を定着ベルト２５に伝達する部分である。接続部３５０１ｂは、伝熱片３５０１ａの周方向一端部と受熱片３５０１ｃの一端部とを接続する部分であり、受熱片３５０１ｃで受熱した熱を伝熱片３５０１ａに伝達する部分である。
【０１４０】
第２放熱部３５０３は、伝熱片３５０３ａと、接続部３５０３ｂと、受熱片３５０３ｃとを含んで構成される。受熱片３５０３ｃは、定着ベルトの幅方向（定着ローラ１５ａの軸線方向）に延びて、放熱部材３５０が定着ベルト２５と接触する接触領域中央部から延びる垂直方向に直交する表面が形成される部分であり、発熱部材２１１の厚み方向他表面に当接して設けられ、発熱部材２１１から発生する熱を受け取る部分である。伝熱片３５０３ａは、定着ベルト２５の幅方向に延びて形成される部分であり、定着ベルト２５の内周面に沿うように湾曲して設けられ、受熱片３５０３ｃで受熱した熱を定着ベルト２５に伝達する部分である。接続部３５０３ｂは、伝熱片３５０３ａの周方向一端部と受熱片３５０３ｃの一端部とを接続する部分であり、受熱片３５０３ｃで受熱した熱を伝熱片３５０３ａに伝達する部分である。
【０１４１】
以上のような第１放熱部３５０１と第２放熱部３５０３とで構成される放熱部材３５０では、第１放熱部３５０１の受熱片３５０１ｃと、第２放熱部３５０３の受熱片３５０３ｃとは対向して配置されている。そして、放熱部材３５０では、第１放熱部３５０１の受熱片３５０１ｃと第２放熱部３５０３の受熱片３５０３ｃとが組み合わされて、発熱部材２１１の構成面のうち、面積の大きな順から２つの面である厚み方向両面に当接して、発熱部材２１１を狭持する受熱部が形成され、第１放熱部３５０１の伝熱片３５０１ａと第２放熱部３５０３の伝熱片３５０３ａとが組み合わされて、半円筒状の伝熱部が形成されている。
【０１４２】
そして、放熱部材３５０を構成する第１放熱部３５０１および第２放熱部３５０３の内部には、熱輸送手段が設けられている。熱輸送手段は、各放熱部３５０１，３５０３の各受熱片３５０１ｃ，３５０３ｃが発熱部材２１１から受け取った熱を、定着ベルト２５の幅方向および周方向に沿って輸送するものである。
本実施の形態では、第１放熱部３５０１の内部に設けられる熱輸送手段は、前述した放熱部２１０の内部に形成される熱輸送手段と同様に、蛇行細管式ヒートパイプ３５０２（以下、単に「ヒートパイプ３５０２」と呼ぶ）で構成されており、第１放熱部３５０１の内部の全領域、すなわち、伝熱片３５０１ａ、接続部３５０１ｂおよび受熱片３５０１ｃの内部の全領域にわたって形成されている。また、第２放熱部３５０３の内部に設けられる熱輸送手段も、蛇行細管式ヒートパイプ３５０４（以下、単に「ヒートパイプ３５０４」と呼ぶ）で構成されており、第２放熱部３５０３の内部の全領域、すなわち、伝熱片３５０３ａ、接続部３５０３ｂおよび受熱片３５０３ｃの内部の全領域にわたって形成されている。
【０１４３】
なお、定着ベルト２５の内周面と接触する伝熱片３５０１ａの外表面および伝熱片３５０３ａの外表面には、前述した加熱部材３３０が有する摺動緩和層３３１を設けてもよい。
【０１４４】
以上のように構成される加熱部材３４０では、発熱部材２１１の厚み方向両表面に面接触して設けられる、受熱片３５０１ｃおよび受熱片３５０３ｃで受熱した熱が、放熱部材３５０を熱伝導にて移動するとともに、ヒートパイプ３５０２，３５０４によって定着ベルト２５の幅方向および周方向に輸送されて、接続部３５０１ｂ，３５０３ｂを介して伝熱片３５０１ａ，３５０３ａに伝達され、定着ベルトが加熱される。そのため、定着ベルト２５の幅方向および周方向の温度分布が均一にされて高品位の定着画像を得ることができる。
【０１４５】
図１２は、加熱部材の他の例である加熱部材３６０の構成を示す図である。加熱部材３６０は、前述した加熱部材２１と類似しており、放熱部材３７０と、加熱部材２１が備える発熱部材と同様に構成される発熱部材２１１とを含む。
【０１４６】
放熱部材３７０は、前述した加熱部材２１が備える放熱部材２１０と同様の材料から形成される。そして、放熱部材３７０は、第１放熱領域３７０１と第２放熱領域３７０６とを含む。
【０１４７】
第１放熱領域３７０１は、互いに当接して設けられる２つの放熱部である第１放熱部３７０２と第２放熱部３７０３とを含んで構成される。第１放熱部３７０２は、伝熱片３７０２ａと受熱片３７０２ｂとを含んで構成される。受熱片３７０２ｂは、定着ベルト２５の幅方向（定着ローラ１５ａの軸線方向）に延びて、放熱部材３７０が定着ベルト２５と接触する接触領域中央部から延びる垂直方向に平行な表面が形成される部分であり、発熱部材２１１の厚み方向一表面に当接して設けられ、発熱部材２１１から発生する熱を受け取る部分である。伝熱片３７０２ａは、受熱片３７０２ｂの一端部から連なって定着ベルト２５の幅方向に延びて形成される部分であり、定着ベルト２５の内周面に沿うように湾曲して設けられ、受熱片３７０２ｂで受熱した熱を定着ベルト２５に伝達する部分である。第２放熱部３７０３は、伝熱片３７０３ａと受熱片３７０３ｂとを含んで構成される。受熱片３７０３ｂは、定着ベルト２５の幅方向（定着ローラ１５ａの軸線方向）に延びて、放熱部材３７０が定着ベルト２５と接触する接触領域中央部から延びる垂直方向に平行な表面が形成される部分であり、受熱片３７０２ｂに当接して設けられ、受熱片３７０２ｂで受熱した熱を、第２放熱部３７０３の内部に取り込む部分である。伝熱片３７０３ａは、受熱片３７０３ｂの一端部から連なって定着ベルト２５の幅方向に延びて形成される部分であり、伝熱片３７０２ａの内表面に沿うように湾曲して設けられ、受熱片３７０３ｂで取り込んだ熱を伝熱片３７０２ａに伝達する部分である。
【０１４８】
第２放熱領域３７０６は、互いに当接して設けられる２つの放熱部である第３放熱部３７０７と第４放熱部３７０８とを含んで構成される。第３放熱部３７０７は、伝熱片３７０７ａと受熱片３７０７ｂとを含んで構成される。受熱片３７０７ｂは、定着ベルト２５の幅方向（定着ローラ１５ａの軸線方向）に延びて、放熱部材３７０が定着ベルト２５と接触する接触領域中央部から延びる垂直方向に平行な表面が形成される部分であり、発熱部材２１１の厚み方向他表面に当接して設けられ、発熱部材２１１から発生する熱を受け取る部分である。伝熱片３７０７ａは、受熱片３７０７ｂの一端部から連なって定着ベルト２５の幅方向に延びて形成される部分であり、定着ベルト２５の内周面に沿うように湾曲して設けられ、受熱片３７０７ｂで受熱した熱を定着ベルト２５に伝達する部分である。第４放熱部３７０８は、伝熱片３７０８ａと受熱片３７０８ｂとを含んで構成される。受熱片３７０８ｂは、定着ベルト２５の幅方向（定着ローラ１５ａの軸線方向）に延びて、放熱部材３７０が定着ベルト２５と接触する接触領域中央部から延びる垂直方向に平行な表面が形成される部分であり、受熱片３７０７ｂに当接して設けられ、受熱片３７０７ｂで受熱した熱を、第４放熱部３７０８の内部に取り込む部分である。伝熱片３７０８ａは、受熱片３７０８ｂの一端部から連なって定着ベルト２５の幅方向に延びて形成される部分であり、伝熱片３７０７ａの内表面に沿うように湾曲して設けられ、受熱片３７０８ｂで取り込んだ熱を伝熱片３７０７ａに伝達する部分である。
【０１４９】
以上のような第１放熱領域３７０１と第２放熱領域３７０６とで構成される放熱部材３７０では、第１放熱領域３７０１の受熱片３７０２ｂ，３７０３ｂと、第２放熱領域３７０６の受熱片３７０７ｂ，３７０８ｂとは対向して配置されている。そして、加熱部材３６０では、第１放熱領域３７０１の受熱片３７０２ｂ，３７０３ｂと第２放熱領域３７０６の受熱片３７０７ｂ，３７０８ｂとが組み合わされて、発熱部材２１１の厚み方向両面に当接して発熱部材２１１を狭持する受熱部が形成され、第１放熱領域３７０１の伝熱片３７０２ａ，３７０３ａと第２放熱領域３７０６の伝熱片３７０７ａ，３７０８ａとが組み合わされて、半円筒状の伝熱部が形成されている。
【０１５０】
そして、第１放熱領域３７０１を構成する第１放熱部３７０２および第２放熱部３７０３、第２放熱領域３７０６を構成する第３放熱部３７０７および第４放熱部３７０８の内部には、熱輸送手段が設けられている。
【０１５１】
本実施の形態では、第１放熱部３７０２の内部に設けられる熱輸送手段は、前述した放熱部材２１０の内部に形成される熱輸送手段と同様に、蛇行細管式ヒートパイプ３７０４（以下、単に「ヒートパイプ３７０４」と呼ぶ）で構成されており、第１放熱部３７０２の内部の全領域、すなわち、伝熱片３７０２ａおよび受熱片３７０２ｂの内部の全領域にわたって形成されている。第２放熱部３７０３の内部に設けられる熱輸送手段は、前述した放熱部材２１０の内部に形成される熱輸送手段と同様に、蛇行細管式ヒートパイプ３７０５（以下、単に「ヒートパイプ３７０５」と呼ぶ）で構成されており、第２放熱部３７０３の内部の全領域、すなわち、伝熱片３７０３ａおよび受熱片３７０３ｂの内部の全領域にわたって形成されている。第３放熱部３７０７の内部に設けられる熱輸送手段は、前述した放熱部材２１０の内部に形成される熱輸送手段と同様に、蛇行細管式ヒートパイプ３７０９（以下、単に「ヒートパイプ３７０９」と呼ぶ）で構成されており、第３放熱部３７０７の内部の全領域、すなわち、伝熱片３７０７ａおよび受熱片３７０７ｂの内部の全領域にわたって形成されている。第４放熱部３７０８の内部に設けられる熱輸送手段は、前述した放熱部材２１０の内部に形成される熱輸送手段と同様に、蛇行細管式ヒートパイプ３７１０（以下、単に「ヒートパイプ３７１０」と呼ぶ）で構成されており、第４放熱部３７０８の内部の全領域、すなわち、伝熱片３７０８ａおよび受熱片３７０８ｂの内部の全領域にわたって形成されている。
【０１５２】
第１放熱領域３７０１の第１放熱部３７０２、および、第２放熱領域３７０６の第３放熱部３７０７の内部に形成される各ヒートパイプ３７０４，３７０９は、各放熱部３７０２，３７０７の各受熱片３７０２ｂ，３７０７ｂが発熱部材２１１から受け取った熱を、定着ベルト２５の幅方向および周方向に沿って輸送する。また、第１放熱領域３７０１の第２放熱部３７０３、および、第２放熱領域３７０６の第４放熱部３７０８の内部に形成される各ヒートパイプ３７０５，３７１０は、各放熱部３７０３，３７０８の各受熱片３７０３ｂ，３７０８ｂが受熱片３７０２ｂ，３７０７ｂから取り込んだ熱を、定着ベルト２５の幅方向に対応する伝熱片３７０２ａ，３７０７ａの長手方向、および、定着ベルト２５の周方向に対応する伝熱片３７０２ａ，３７０７ａの短手方向に輸送する。
【０１５３】
以上のように構成される加熱部材３６０では、発熱部材２１１の厚み方向一表面に当接して設けられる受熱片３７０２ｂと、発熱部材２１１の厚み方向他表面に当接して設けられる受熱片３７０７ｂとで受熱した熱が、第１放熱部３７０２および第３放熱部３７０７を熱伝導にて移動するとともに、ヒートパイプ３７０４，３７０９によって定着ベルト２５の幅方向および周方向に輸送されて、伝熱片３７０２ａおよび伝熱片３７０７ａから定着ベルト２５に伝達され、定着ベルト２５が加熱される。さらに、受熱片３７０２ｂに当接して設けられる受熱片３７０３ｂと、受熱片３７０７ｂに当接して設けられる受熱片３７０８ｂとで取り込んだ熱が、第２放熱部３７０３および第４放熱部３７０８を熱伝導にて移動するとともに、ヒートパイプ３７０５，３７１０によって伝熱片３７０２ａ，３７０７ａの長手方向および短手方向に輸送されて、伝熱片３７０３ａ，３７０８ａから伝熱片３７０２ａ，３７０７ａを介して定着ベルト２５に伝達され、定着ベルト２５が加熱される。そのため、定着ベルト２５の幅方向および周方向の温度分布が均一にされて高品位の定着画像を得ることができる。
【０１５４】
次に、加熱部材３６０が備える放熱部材３７０の内部に設けられるヒートパイプの構成について、図１３を用いて詳細に説明する。図１３は、放熱部材３７０の内部に設けられるヒートパイプの構成を示す図である。図１３（ａ）は、第１放熱領域３７０１の第１放熱部３７０２の内部に設けられる複数のヒートパイプ３７０４の構成を示すものであるが、第２放熱領域３７０６の第３放熱部３７０７の内部に設けられる複数のヒートパイプ３７０９の構成は、第１放熱部３７０２のヒートパイプ３７０４の構成と同様である。また、図１３（ｂ）は、第１放熱領域３７０１の第２放熱部３７０３の内部に設けられる複数のヒートパイプ３７０５の構成を示すものであるが、第２放熱領域３７０６の第４放熱部３７０８の内部に設けられる複数のヒートパイプ３７１０の構成は、第２放熱部３７０３のヒートパイプ３７０５の構成と同様である。以下では、第１放熱部３７０２の内部に設けられる複数のヒートパイプ３７０４の構成、および、第２放熱部３７０３の内部に設けられる複数のヒートパイプ３７０５の構成について説明する。
【０１５５】
図１３（ａ）に示すように、第１放熱部３７０２の内部に設けられる熱輸送手段は、複数のヒートパイプ３７０４ａ，３７０４ｂ，３７０４ｃ，３７０４ｄ，３７０４ｅが組み合わされて構成されており、第１放熱部３７０２の内部の全領域、すなわち、伝熱片３７０２ａおよび受熱片３７０２ｂの内部の全領域にわたって形成されている。
【０１５６】
ヒートパイプ３７０４ａ，３７０４ｂ，３７０４ｃ，３７０４ｄ，３７０４ｅのそれぞれは、線状部の延在方向が定着ベルト２５の幅方向に直交する方向である蛇行細管式ヒートパイプであり、各ヒートパイプは、所定の間隔をあけて第１放熱部３７０２の長手方向（定着ベルト２５の幅方向）に配列されている。各ヒートパイプ３７０４ａ，３７０４ｂ，３７０４ｃ，３７０４ｄ，３７０４ｅ同士の間隔は、各ヒートパイプ間での熱伝導による熱移動が可能となるように設定される。
【０１５７】
このような、ヒートパイプ３７０４ａ，３７０４ｂ，３７０４ｃ，３７０４ｄ，３７０４ｅが内部に設けられる第１放熱部３７０２では、定着ベルト２５の周方向への熱輸送効率が特に向上されたものとなる。
【０１５８】
また、図１３（ｂ）に示すように、第２放熱部３７０３の内部に設けられる熱輸送手段は、複数のヒートパイプ３７０５ａ，３７０５ｂ，３７０５ｃ，３７０５ｄが組み合わされて構成されており、第２放熱部３７０３の内部の全領域、すなわち、伝熱片３７０３ａおよび受熱片３７０３ｂの内部の全領域にわたって形成されている。
【０１５９】
ヒートパイプ３７０５ａ，３７０５ｂ，３７０５ｃ，３７０５ｄのそれぞれは、線状部の延在方向が定着ベルト２５の幅方向に平行な方向である蛇行細管式ヒートパイプであり、各ヒートパイプは、所定の間隔をあけて第２放熱部３７０３の長手方向（定着ベルト２５の幅方向）に配列されている。各ヒートパイプ３７０５ａ，３７０５ｂ，３７０５ｃ，３７０５ｄ同士の間隔は、各ヒートパイプ間での熱伝導による熱移動が可能となるように設定される。
【０１６０】
このような、ヒートパイプ３７０５ａ，３７０５ｂ，３７０５ｃ，３７０５ｄが内部に設けられる第２放熱部３７０３では、定着ベルト２５の幅方向への熱輸送効率が特に向上されたものとなる。
【０１６１】
また、放熱部材３７０の内部に設けられるヒートパイプは、図１４に示すように構成してもよい。図１４は、放熱部材３７０の内部に設けられるヒートパイプの他の構成例を示す図である。図１４（ａ）は、第１放熱領域３７０１の第１放熱部３７０２の内部に設けられる複数のヒートパイプ３８０４の構成を示すものであるが、第２放熱領域３７０６の第３放熱部３７０７の内部に設けられる複数のヒートパイプの構成は、第１放熱部３７０２のヒートパイプ３８０４の構成と同様である。また、図１４（ｂ）は、第１放熱領域３７０１の第２放熱部３７０３の内部に設けられる複数のヒートパイプ３８０５の構成を示すものであるが、第２放熱領域３７０６の第４放熱部３７０８の内部に設けられる複数のヒートパイプの構成は、第２放熱部３７０３のヒートパイプ３８０５の構成と同様である。以下では、第１放熱部３７０２の内部に設けられる複数のヒートパイプ３８０４の構成、および、第２放熱部３７０３の内部に設けられる複数のヒートパイプ３８０５の構成について説明する。
【０１６２】
図１４（ａ）に示すように、第１放熱部３７０２の内部に設けられる熱輸送手段は、複数のヒートパイプ３８０４ａ，３８０４ｂ，３８０４ｃ，３８０４ｄ，３８０４ｅが組み合わされて構成されており、第１放熱部３７０２の内部の全領域、すなわち、伝熱片３７０２ａおよび受熱片３７０２ｂの内部の全領域にわたって形成されている。
【０１６３】
定着ベルト２５の幅方向両端部に対応する第１放熱部３７０２の長手方向両端部に配置されるヒートパイプ３８０４ａ，３８０４ｂ，３８０４ｄ，３８０４ｅのそれぞれは、線状部の延在方向が定着ベルト２５の幅方向に所定の角度で傾斜する方向である蛇行細管式ヒートパイプである。また、定着ベルト２５の幅方向中央部に対応する第１放熱部３７０２の長手方向中央部に配置されるヒートパイプ３８０４ｃは、線状部の延在方向が定着ベルト２５の幅方向に直交する方向である蛇行細管式ヒートパイプである。そして、各ヒートパイプ３８０４ａ，３８０４ｂ，３８０４ｃ，３８０４ｄ，３８０４ｅは、所定の間隔をあけて第１放熱部３７０２の長手方向（定着ベルト２５の幅方向）に配列されている。各ヒートパイプ３８０４ａ，３８０４ｂ，３８０４ｃ，３８０４ｄ，３８０４ｅ同士の間隔は、各ヒートパイプ間での熱伝導による熱移動が可能となるように設定される。
【０１６４】
小幅サイズの記録紙３２が定着ニップ部１５ｃを連続通紙した場合、定着ベルト２５の幅方向両端部（非通紙領域部）の温度が上昇しやすい。これに対して、定着ベルト２５の幅方向両端部に対応する第１放熱部３７０２の長手方向両端部に配置されるヒートパイプ３８０４ａ，３８０４ｂ，３８０４ｄ，３８０４ｅのそれぞれは、線状部の延在方向が定着ベルト２５の幅方向に所定の角度で傾斜する方向である蛇行細管式ヒートパイプであるので、定着ベルト２５の幅方向および周方向に素早く熱輸送することができ、定着ベルト２５の幅方向および周方向の温度分布を均一にすることができる。すなわち、定着ベルト２５の非通紙領域部に対応する発熱部材２１１の抵抗発熱体が非通電状態となる場合、非通紙領域部の熱収支バランスがプラスであれば温度が上昇して定着ベルト２５の温度分布が不均一となるが、第１放熱部３７０２の長手方向両端部に配置されるヒートパイプ３８０４ａ，３８０４ｂ，３８０４ｄ，３８０４ｅの熱輸送能力によって高温部から低温部への熱輸送が行われて、定着ベルト２５の温度分布を均一にすることができる。
【０１６５】
また、定着装置１５の定着動作時において、定着ベルト２５の幅方向中央部は、温度変化が小さいものの、記録紙３２の通過で熱量が多く必要である。これに対して、定着ベルト２５の幅方向中央部に対応する第１放熱部３７０２の長手方向中央部に配置されるヒートパイプ３８０４ｃは、線状部の延在方向が定着ベルト２５の幅方向に直交する方向である蛇行細管式ヒートパイプであり、定着ベルト２５の周方向への熱輸送効率が特に優れたものである。これによって、熱量が多く必要な定着ベルト２５の幅方向中央部に対する第１放熱部３７０２の温度追従性を高い状態で維持することができる。
【０１６６】
また、図１４（ｂ）に示すように、第２放熱部３７０３の内部に設けられる熱輸送手段は、複数のヒートパイプ３８０５ａ，３８０５ｂ，３８０５ｃ，３８０５ｄが組み合わされて構成されており、第２放熱部３７０３の内部の全領域、すなわち、伝熱片３７０３ａおよび受熱片３７０３ｂの内部の全領域にわたって形成されている。
【０１６７】
ヒートパイプ３８０５ａ，３８０５ｂ，３８０５ｃ，３８０５ｄのそれぞれは、線状部の延在方向が定着ベルト２５の幅方向に平行な方向である蛇行細管式ヒートパイプであり、各ヒートパイプは、所定の間隔をあけて第２放熱部３７０３の長手方向（定着ベルト２５の幅方向）に配列されている。各ヒートパイプ３８０５ａ，３８０５ｂ，３８０５ｃ，３８０５ｄ同士の間隔は、各ヒートパイプ間での熱伝導による熱移動が可能となるように設定される。
【０１６８】
このような、ヒートパイプ３８０５ａ，３８０５ｂ，３８０５ｃ，３８０５ｄが内部に設けられる第２放熱部３７０３では、定着ベルト２５の幅方向への熱輸送効率が特に向上されたものとなる。
【０１６９】
なお、定着ベルト２５の内周面と接触する第１放熱部３７０２の伝熱片３７０２ａの外表面、および、第３放熱部３７０７の伝熱片３７０７ａの外表面には、前述した加熱部材３３０が有する摺動緩和層３３１を設けてもよい。
【０１７０】
図１５は、本発明の第２実施形態である定着装置４４０の構成を示す図である。定着装置４４０は、２段階定着方式の定着装置であって、未定着トナー像３１を記録紙３２上に加熱加圧して１次定着させる第１定着手段４５０と、第１定着手段４５０よりも記録紙３２の搬送方向下流側に配置されて、１次定着後のトナー像３１を記録紙３２上に加熱加圧して２次定着させる第２定着手段４６０とが、水平方向に並んで配置されるように構成されている。そして、定着装置４４０における第１定着手段４５０および第２定着手段４６０は、蛇行細管式ヒートパイプを有する放熱部材が発熱部材の複数面に当接して設けられる加熱部材を備える、前述した本実施形態の定着装置１５である。
【０１７１】
このように構成された２段階定着方式の定着装置４４０では、第１定着手段４５０および第２定着手段４６０が備える各抵抗発熱体が通電されたとき、第１定着手段４５０および第２定着手段４６０が備える各放熱部材の伝熱部表面の温度分布が均一になって各定着ベルト４５４，４６４の幅方向および周方向の温度分布が均一にされるとともに、各抵抗発熱体の発熱が安定して行われて発熱効率の低下が防止される。そのため、２段階定着方式の定着装置４４０は、高品位の定着画像を得ることができるとともに、ウォームアップ時間を短縮することができる。
【０１７２】
第１定着手段４５０と第２定着手段４６０との間には、搬送ガイド板または搬送ローラなどのガイド部材が設けられており、第１定着手段４５０の定着ニップ部で定着処理された記録紙３２は、ガイド部材に沿って搬送されて、第２定着手段４６０の定着ニップ部で定着処理されて排出されるようになっている。定着装置４４０は、定着装置１５に代えて画像形成装置１００に搭載可能である。
【０１７３】
第１定着手段４５０は、第１加熱手段４５１と、第１定着ローラ４５２と、第１加圧ローラ４５３と、前述した定着ベルト２５と同様に構成される第１定着ベルト４５４とを含んで構成される。第１定着手段４５０においては、第１定着ベルト４５４が第１定着ローラ４５２と第１加熱手段４５１との間に張架され、第１加圧ローラ４５３が第１定着ベルト４５４を介して第１定着ローラ４５２に対向するように配置されている。
【０１７４】
第１加熱手段４５１は、前述した加熱部材２１を有する。第１加熱手段４５１が有する加熱部材２１は、前述した放熱部材２１０と、発熱領域が放熱部材２１０の長手方向両端部と中央部とに３分割された前述の発熱層２１２を有する発熱部材２１１とを含む。
【０１７５】
放熱部材２１０は、本実施の形態では、肉厚０．５ｍｍのアルミニウムからなる金属薄板を用いて作製された第１放熱部と第２放熱部とで構成され、第１放熱部の伝熱部と第２放熱部の伝熱部とで形成される第１定着ベルト４５４に対する接触部分は、断面径が４０ｍｍで開口部の開口角度が１２５°とされ、この接触部分において発熱層２１２で発生した熱を第１定着ベルト４５４に伝達する。
【０１７６】
発熱層２１２は、前述したように、放熱部材２１０の伝熱部の長手方向両端部に対応する第１発熱領域２１２ａおよび第２発熱領域２１２ｂと、放熱部材２１０の伝熱部の長手方向中央部に対応する第３発熱領域２１２ｃとに分割されており、各発熱領域は、それぞれ区別された状態で通電可能となっている。発熱層２１２は、通紙する記録紙３２の通紙サイズや厚みに応じて、各発熱領域が適宜通電制御されて、発熱する。本実施の形態では、発熱層２１２は１１００Ｗの発熱量で発熱し、第３発熱領域２１２ｃが６００Ｗ、第１発熱領域２１２ａおよび第２発熱領域２１２ｂがそれぞれ２５０Ｗである。
【０１７７】
また、第１加熱手段４５１に巻き掛けられた第１定着ベルト４５４の周面近傍には、その周面温度を非接触で検出する第１発熱体側サーミスタ４５５が配置されている。
【０１７８】
第１定着ローラ４５２は、第１定着ベルト４５４を介して第１加圧ローラ４５３に圧接することで定着ニップ部を形成すると同時に、図示しない駆動モータにより回転軸線まわりに回転方向Ｇ方向に回転駆動することによって、第１定着ベルト４５４を搬送する。第１定着ローラ４５２は、その内側から順に芯金４５２ａ、弾性層４５２ｂが形成された２層構造からなり、芯金４５２ａには、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられ、本実施の形態では芯金４５２ａは、アルミニウムからなる外径４０ｍｍの部材である。また、弾性層４５２ｂにはシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料が適しており、本実施の形態では弾性層４５２ｂは、熱伝導率が小さいシリコン発泡スポンジからなる厚さ５ｍｍの部材である。こうして構成された第１定着ローラ４５２の表面硬さは６８度（アスカーＣ硬度）である。
【０１７９】
また、第１定着ローラ４５２の第１定着ベルト４５４の巻き掛け部分（加熱ニップ部）の周面近傍には、第１定着ローラ４５２に巻き掛けた第１定着ベルト４５４の周面温度を非接触で検出する第１定着ローラ側サーミスタ４５６が配置されている。
【０１８０】
第１加圧ローラ４５３は、第１定着ベルト４５４を介して第１定着ローラ４５２に対向しかつ圧接し、図示しない駆動モータにより回転軸線まわりに回転方向Ｈ方向に回転駆動するように設けられている。第１定着ベルト４５４および第１定着ローラ４５２と第１加圧ローラ４５３とは、互いに逆方向に回転する。第１加圧ローラ４５３は、その内側から順に芯金４５３ａ、弾性層４５３ｂ、離型層４５３ｃが形成された３層構造からなっている。芯金４５３ａには、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられ、本実施の形態では芯金４５３ａは、アルミニウムからなる外径４６ｍｍの部材である。また、弾性層４５３ｂにはシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料が適しており、本実施の形態では弾性層４５３ｂは、シリコンゴムからなる厚さ２ｍｍの部材である。また、離型層４５３ｃにはＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂が適しており、本実施の形態では離型層４５３ｃはＰＦＡからなる厚さ約３０μｍの部材である。こうして構成された第１加圧ローラ４５３の表面硬さは７５度（アスカーＣ硬度）である。
【０１８１】
また、第１加圧ローラ４５３の内部には、第１加圧ローラ４５３を加熱する第１ヒータランプ４５３ｄ（たとえば、定格電力４００Ｗ）が配置されている。制御回路（不図示）が電源回路（不図示）から第１ヒータランプ４５３ｄに電力を供給（通電）させることによって、第１ヒータランプ４５３ｄが発光し、第１ヒータランプ４５３ｄから赤外線が放射される。これによって、第１加圧ローラ４５３の内周面が赤外線を吸収して加熱され、第１加圧ローラ４５３全体が加熱される。また、第１加圧ローラ４５３の周面には、第１加圧ローラ４５３の周面温度を接触で検出する第１加圧ローラ側サーミスタ４５７が配置されている。また、第１加圧ローラ４５３には、第１加圧ローラ４５３表面を素早く加熱する外部加熱装置やクリーニングローラ、オイル塗布ローラを設けた構成としてもよい。
【０１８２】
第１定着ローラ４５２および第１加圧ローラ４５３は、外径が５０ｍｍであり、図示していない弾性部材（バネ部材）によって、所定の荷重（ここでは、６００Ｎ）で互いに圧接される。これにより、第１定着ローラ４５２と第１加熱手段４５１とに架け渡された第１定着ベルト４５４の周面と第１加圧ローラ４５３周面との間に定着ニップ部が形成される。当該定着ニップ部は、第１定着ベルト４５４と第１加圧ローラ４５３とが互いに当接する部分であり、本実施の形態では、９ｍｍである。第１定着ローラ４５２が所定の温度（ここでは、１８０℃）に加熱され、記録紙３２は、この定着ニップ部を通過することで、未定着トナー像３１が加熱溶融し画像が定着されるようになっている。記録紙３２が定着ニップ部を通過するときには、第１定着ベルト４５４は記録紙３２のトナー画像形成面に当接する一方、第１加圧ローラ４５３は記録紙３２におけるトナー画像形成面とは反対の面に当接するようになっている。
【０１８３】
第１定着ローラ４５２および第１加圧ローラ４５３の回転速度に応じて、所定の定着速度および複写速度で、定着ニップ部に記録紙３２が搬送され、未定着トナー像３１が記録紙３２に熱および圧力により定着される。ここで、定着速度とは、いわゆるプロセス速度のことで、たとえば、モノクロ印字を行う場合には３５５ｍｍ／ｓｅｃでありカラー印字を行う場合には２２０ｍｍ／ｓｅｃで回転し、複写速度とは、１分あたりのコピー枚数のことで、たとえば、モノクロ印字では７０枚／分、カラー印字では６０枚／分である。
【０１８４】
また、第１定着手段４５０には、第１定着ベルト４５４の表面をクリーニングする図示しないウェブクリーニング装置が配置されている。
【０１８５】
温度制御手段としての制御回路は、各サーミスタ４５５，４５６，４５７により検出された温度データに基づいて、第１加熱手段４５１が有する放熱部材２１０、第１定着ベルト４５４、第１加圧ローラ４５３が所定の温度になるように、電源回路を介して発熱層３１０および第１ヒータランプ４５３ｄへの通電を制御する。
【０１８６】
次に、第２定着手段４６０について説明する。第２定着手段４６０は、第２加熱手段４６１と、第２定着ローラ４６２と、第２加圧ローラ４６３と、前述した定着ベルト２５と同様に構成される第２定着ベルト４６４とを含んで構成される。第２定着手段４６０においては、第２定着ベルト４６４が第２定着ローラ４６２と第２加熱手段４６１との間に張架され、第２加圧ローラ４６３が第２定着ベルト４６４を介して第２定着ローラ４６２に対向するように配置されている。第２定着手段４６０は、基本構成は、第１定着手段４５０と同じであるが、第２加熱手段４６１が第１加熱手段４５１の構成とは異なり、第２定着ローラ４６２が第１定着ローラ４５２の構成とは異なっている。
【０１８７】
第２加熱手段４６１は、前述した加熱部材２１を有する。第２加熱手段４６１が有する加熱部材２１は、前述した放熱部材２１０と、発熱領域が放熱部材２１０の伝熱部の長手方向両端部と中央部とに対応して３分割され、かつ放熱部材２１０の伝熱部の短手方向に対応して２分割された合計６分割された発熱層２１２を有する発熱部材とを含む。
【０１８８】
放熱部材２１０は、伝熱部において第２定着ベルト４６４と接触して発熱層２１２で発生した熱を第２定着ベルト４６４に伝達する。
【０１８９】
発熱層２１２は、前述したように、放熱部材２１０の伝熱部の長手方向両端部であり、かつ第２定着ベルト４６４の回転方向下流側に対応する第１発熱領域および第２発熱領域と、放熱部材２１０の伝熱部の長手方向両端部であり、かつ第２定着ベルト４６４の回転方向上流側に対応する第３発熱領域および第４発熱領域と、放熱部材２１０の伝熱部の長手方向中央部であり、かつ第２定着ベルト４６４の回転方向下流側に対応する第５発熱領域と、放熱部材２１０の伝熱部の長手方向中央部であり、かつ第２定着ベルト４６４の回転方向上流側に対応する第６発熱領域とに分割されており、各発熱領域は、それぞれ区別された状態で通電可能となっている。発熱層２１２は、通紙する記録紙３２の通紙サイズや厚みに応じて、各発熱領域が適宜通電制御されて、発熱する。本実施の形態では、発熱層２１２は９００Ｗの発熱量で発熱し、第５発熱領域が４００Ｗ、第６発熱領域が２００Ｗ、第１発熱領域および第２発熱領域がそれぞれ１００Ｗ、第３発熱領域および第４発熱領域がそれぞれ５０Ｗである。
【０１９０】
また、第２加熱手段４６１に巻き掛けられた第２定着ベルト４６４の周面近傍には、その周面温度を非接触で検出する第２発熱体側サーミスタ４６５が配置されている。
【０１９１】
第２定着ローラ４６２は、第２定着ベルト４６４を介して第２加圧ローラ４６３に圧接することで定着ニップ部を形成すると同時に、図示しない駆動モータにより回転軸線まわりに回転方向Ｉ方向に回転駆動することによって、第２定着ベルト４６４を搬送する。第２定着ローラ４６２は、その内側から順に芯金４６２ａ、弾性層４６２ｂが形成された２層構造からなり、芯金４６２ａには、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられ、本実施の形態では芯金４６２ａは、アルミニウムからなる外径４６ｍｍの部材である。また、弾性層４６２ｂにはシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料が適しており、本実施の形態では弾性層４６２ｂは、シリコンゴムからなる厚さ２ｍｍの部材である。こうして構成された第２定着ローラ４６２の表面硬さは６８度（アスカーＣ硬度）である。
【０１９２】
また、第２定着ローラ４６２の第２定着ベルト４６４の巻き掛け部分（加熱ニップ部）の周面近傍には、第２定着ローラ４６２に巻き掛けた第２定着ベルト４６４の周面温度を非接触で検出する第２定着ローラ側サーミスタ４６６が配置されている。
【０１９３】
第２加圧ローラ４６３は、第２定着ベルト４６４を介して第２定着ローラ４６２に対向しかつ圧接し、図示しない駆動モータにより回転軸線まわりに回転方向Ｊ方向に回転駆動するように設けられている。第２定着ベルト４６４および第２定着ローラ４６２と第２加圧ローラ４６３とは、互いに逆方向に回転する。第２加圧ローラ４６３は、その内側から順に芯金４６３ａ、弾性層４６３ｂ、離型層４６３ｃが形成された３層構造からなっている。芯金４６３ａには、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられ、本実施の形態では芯金４６３ａは、アルミニウムからなる外径４６ｍｍの部材である。また、弾性層４６３ｂにはシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料が適しており、本実施の形態では弾性層４６３ｂは、シリコンゴムからなる厚さ２ｍｍの部材である。また、離型層４６３ｃにはＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂が適しており、本実施の形態では離型層４６３ｃはＰＦＡからなる厚さ約３０μｍの部材である。こうして構成された第２加圧ローラ４６３の表面硬さは７５度（アスカーＣ硬度）である。
【０１９４】
また、第２加圧ローラ４６３の内部には、第２加圧ローラ４６３を加熱する第２ヒータランプ４６３ｄ（たとえば、定格電力４００Ｗ）が配置されている。制御回路（不図示）が電源回路（不図示）から第２ヒータランプ４６３ｄに電力を供給（通電）させることによって、第２ヒータランプ４６３ｄが発光し、第２ヒータランプ４６３ｄから赤外線が放射される。これによって、第２加圧ローラ４６３の内周面が赤外線を吸収して加熱され、第２加圧ローラ４６３全体が加熱される。また、第２加圧ローラ４６３の周面には、第２加圧ローラ４６３の周面温度を接触で検出する第２加圧ローラ側サーミスタ４６７が配置されている。
【０１９５】
第２定着ローラ４６２および第２加圧ローラ４６３は、外径が５０ｍｍであり、図示していない弾性部材（バネ部材）によって、所定の荷重（ここでは、５５０Ｎ）で互いに圧接される。これにより、第２定着ローラ４６２と第２加熱手段４６１とに架け渡された第２定着ベルト４６４の周面と第２加圧ローラ４６３周面との間に定着ニップ部が形成される。当該定着ニップ部は、第２定着ベルト４６４と第２加圧ローラ４６３とが互いに当接する部分であり、本実施の形態では、８ｍｍである。
【０１９６】
温度制御手段としての制御回路は、各サーミスタ４６５，４６６，４６７により検出された温度データに基づいて、第２加熱手段４６１が有する放熱部材２１０、第２定着ベルト４６４、第２加圧ローラ４６３が所定の温度になるように、電源回路を介して発熱層３１０および第２ヒータランプ４６３ｄへの通電を制御する。
【０１９７】
以上のような第１定着手段４５０および第２定着手段４６０を含んで構成される定着装置４４０においては、特開２００５−３５２３８９号公報に記載されているように、第１定着手段４５０の温度変動を補償するように第２定着手段４６０の温度を制御して（グロス補償モードと称する）、連続通紙（連続定着処理）における画像の光沢がほぼ均一とするように制御を行う。
【０１９８】
まず、出力される複数の画像の光沢がほぼ均一となるように、第１定着ベルト４５４と第２定着ベルト４６４との温度の関係式を予め求めておく。すなわち、第１定着ベルト４５４の温度変化に対して、上記関係式で求められる温度になるように第２定着ベルト４６４の温度の制御を行うことで、第１定着ローラ４５２の温度によらず、一定の光沢を有する画像を得るものである。
【０１９９】
第１定着手段４５０の温度制御手段は、第１定着ローラ側サーミスタ４５６により検知された第１定着ベルト４５４の表面温度Ｔ１と、第１定着ベルト４５４の目標温度設定値Ｔ２との差分（Ｔ１−Ｔ２）を第１定着ベルト４５４の温度変動値αとして求め、この温度変動値αが第１定着ベルト４５４の非通紙時の温調における温度リップルを超えたとき、グロス補正温調モードによる制御を行う。第２定着ベルト４６４の状態での目標設定温度をＴ４とすると、グロス補正温調モードにおいては、第２定着ベルト４６４の目標設定温度Ｔ４に第２定着ベルト４６４の温度補正値βを加算した値（Ｔ４＋β）で第２定着ベルト４６４の温度制御を行う。第２定着手段４６０の温度制御手段は、第１定着ベルト４５４の表面温度（Ｔ２＋α）を上記関係式に代入して第２定着ベルト４６４の制御温度（Ｔ４＋β）を求めて温度制御を行う。グロス補正温調モードは、連続定着処理が終了するか、あるいは、第１定着ベルト４５４の温度変動値αが所定値以下になると終了し、通常のモードによる制御が行われる。
【０２００】
図１６は、本発明の第３実施形態である定着装置４７０の構成を示す図である。定着装置４７０は、２段階定着方式の定着装置であって、未定着トナー像３１を記録紙３２上に加熱加圧して１次定着させる第１定着手段４８０と、内部に加熱手段が配設される一対の加熱加圧ローラ４９１が相互に圧接して構成され、第１定着手段４８０よりも記録紙３２の搬送方向下流側に配置されて、１次定着後のトナー像３１を記録紙３２上に加熱加圧して２次定着させる第２定着手段４９０とが、水平方向に並んで配置されるように構成されている。そして、定着装置４７０における第１定着手段４８０は、蛇行細管式ヒートパイプを有する放熱部材が発熱部材の複数面に当接して設けられる加熱部材を備える、前述した本実施形態の定着装置１５である。
【０２０１】
このように構成された２段階定着方式の定着装置４７０では、第１定着手段４８０が備える抵抗発熱体が通電されたとき、第１定着手段４８０が備える放熱部材の伝熱部表面の温度分布が均一になって定着ベルト４５４の幅方向および周方向の温度分布が均一にされるとともに、抵抗発熱体の発熱が安定して行われて発熱効率の低下が防止される。そのため、２段階定着方式の定着装置４７０は、高品位の定着画像を得ることができるとともに、ウォームアップ時間を短縮することができる。
【０２０２】
第１定着手段４８０と第２定着手段４９０との間には、搬送ガイド板または搬送ローラなどのガイド部材が設けられており、第１定着手段４８０の定着ニップ部で定着処理された記録紙３２は、ガイド部材に沿って搬送されて、第２定着手段４９０の定着ニップ部で定着処理されて排出されるようになっている。定着装置４７０は、定着装置１５に代えて画像形成装置１００に搭載可能である。
【０２０３】
定着装置４７０が備える第１定着手段４８０は、前述した定着装置４４０が備える第１定着手段４５０と同様に構成されているので、説明は省略する。定着装置４７０が備える第２定着手段４９０は、ローラ定着方式の定着手段であり、一対の加熱加圧ローラ４９１が相互に圧接して定着ニップ部を形成し、各ローラは逆方向に回転駆動している。
【０２０４】
一対の加熱加圧ローラ４９１は、それぞれ、その内側から順に芯金４９１ａ、弾性層４９１ｂ、離型層４９１ｃが形成された３層構造からなっている。芯金４９１ａには、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層４９１ｂにはシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料が適しており、離型層４９１ｃにはＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂が適している。
【０２０５】
また、一対の加熱加圧ローラ４９１の内部には、加熱加圧ローラ４９１を加熱するヒータランプ４９１ｄが配置されている。制御回路（不図示）が電源回路（不図示）からヒータランプ４９１ｄに電力を供給（通電）させることによって、ヒータランプ４９１ｄが発光し、ヒータランプ４９１ｄから赤外線が放射される。これによって、加熱加圧ローラ４９１の内周面が赤外線を吸収して加熱され、加熱加圧ローラ４９１全体が加熱される。なお、加熱加圧ローラ４９１を加熱する構成は上記に限らず、誘導加熱を利用した誘導加熱方式としてもよく、またヒータランプと誘導加熱方式とを適宜組み合わせた構成としてもよい。
【０２０６】
以上のような第１定着手段４８０および第２定着手段４９０を含んで構成される定着装置４７０においては、第１定着手段４８０は、素早い加熱を行うことができる機構を有しており、第２定着手段４９０は、大きな熱容量を有する。
【０２０７】
このように構成された定着装置４７０では、第１定着手段４８０を予めウォームアップさせておき、立ち上がりがよく、複写動作を素早く行いたい場合には、第１定着手段４８０の定着ニップ部に記録紙３２を通過させて定着処理した後、記録紙３２をガイド部材を介して迂回経路４８５に搬送させ、迂回経路４８５に配設される複数の搬送ローラ４８５ａによって記録紙３２を排出させる。つまり、この場合には、記録紙３２は、第１定着手段４８０のみによって定着処理される。また、記録紙３２が薄手の紙である場合にも、上記と同様にして、第１定着手段４８０のみによって定着処理されるようにすればよい。
【０２０８】
一方、記録紙３２が厚手の紙である場合、画像の光沢を向上させたい場合、定着速度を向上させたい場合には、第１定着手段４８０の定着ニップ部で定着処理された記録紙３２を、ガイド部材に沿って搬送させて、第２定着手段４９０の定着ニップ部でさらに定着処理されるようにすればよい。このように、第１定着手段４８０および第２定着手段４９０の各定着ニップ部で定着処理することによって、定着性能および画像の光沢を向上することができる。
【０２０９】
図１７は、本発明の第４実施形態である定着装置５３０の構成を示す図である。定着装置５３０は、定着部５４０と加圧部５５０とを含んで構成されている。定着装置５３０は、未定着トナー像３１が担持される記録紙３２を、定着部５４０と加圧部５５０との間で形成される定着ニップ部で定着処理する。定着装置５３０は、定着装置１５に代えて画像形成装置１００に搭載可能である。
【０２１０】
定着部５４０は、加熱手段５４１と、定着ローラ５４２と、無端状ベルトである定着ベルト５４３とを含んで構成される。定着部５４０においては、定着ベルト５４３が定着ローラ５４２と加熱手段５４１との間に張架されている。
【０２１１】
加熱手段５４１は、蛇行細管式ヒートパイプを有する放熱部材が発熱部材の複数面に当接して設けられる、前述した加熱部材２１を有する。加熱部材２１の放熱部材は、伝熱部において定着ベルト５４３と接触して発熱層２１２で発生した熱を定着ベルト５４３に伝達する。
【０２１２】
また、加熱手段５４１に巻き掛けられた定着ベルト５４３の周面近傍には、その周面温度を非接触で検出する発熱体側サーミスタ５４５が配置されている。
【０２１３】
定着ローラ５４２は、図示しない駆動モータにより回転軸線まわりに回転方向Ｘ方向に回転駆動することによって、定着ベルト５４３を搬送する、外径３０ｍｍのローラ状部材である。定着ローラ５４２は、その内側から順に芯金５４２ａ、弾性層５４２ｂ、表面層５４２ｃが形成された３層構造からなり、芯金５４２ａには、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の熱伝導性の高い金属あるいはそれらの合金等が用いられる。芯金５４２ａの形状としては、円筒状、円柱状などが挙げられるけれども、芯金５４２ａからの放熱量が少ない円筒状の方が好ましい。また、弾性層５４２ｂにはシリコンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等の耐熱性を有するゴム材料が適しており、これらの中でも、特にゴム弾性に優れるシリコンゴムが好ましい。
【０２１４】
表面層５４２ｃを構成する材料としては、耐熱性および耐久性に優れ、摺動性が高いものであれば特に制限されず、たとえば、ＰＦＡ、ＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂材料、フッ素ゴム等を使用してもよい。また、表面層を設けないで、２層構造とすることも可能である。また、定着ローラ５４２の内部に、定着ローラ５４２を加熱する加熱手段を設けてもよい。これは、画像形成装置１００の電源ＯＮから画像形成可能になるまでの立ち上げ時間の短縮、トナー像定着時に記録紙３２に熱が移行することに起因する定着ローラ５４２の表面温度の低下などを防止するためである。
【０２１５】
定着ベルト５４３は、加熱手段５４１によって所定の温度に加熱され、定着ベルト５４３に接触して搬送される未定着トナー像３１が形成された記録紙３２を加熱する。定着ベルト５４３は、無端状のベルトで、加熱手段５４１と定着ローラ５４２によって懸架され、定着ローラ５４２に所定の角度で巻きかかっている。定着ベルト５４３は、定着ローラ５４２の回転時には、定着ローラ５４２に従動して回転方向Ｘ方向に回転するようになっている。また、定着ベルト５４３は、定着ローラ５４２と後述する加圧ローラ５５１との圧接部で加圧ベルト５５３に接触するように設けられている。
【０２１６】
定着ベルト５４３は、基材層と弾性層と離型層とを含む３層構造よりなり、直径６０ｍｍの円筒形状に形成された厚さ２７０μｍの無端状ベルトである。基材層を構成する材料としては、耐熱性および耐久性に優れるものであれば特に制限されないけれども、耐熱性合成樹脂を挙げることができ、中でも、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などが好ましい。これらの樹脂は、高強度、高耐熱性の材料であるばかりでなく、低価格である。基材層の厚さは、特に制限されないけれども好ましくは、３０〜２００μｍである。本実施の形態では、基材層はポリイミドからなり、厚さは１００μｍである。
【０２１７】
弾性層を構成する材料としては、ゴム弾性を有するものであれば特に制限はないけれども、さらに耐熱性にも優れるものが好ましい。このような材料の具体例としては、たとえば、シリコンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムなどが挙げられる。これらの中でも、特にゴム弾性に優れ、耐熱性も良好なシリコンゴムが好ましい。弾性層の表面硬さは、ＪＩＳ−Ａ硬さで１〜６０度であることが好ましい。このＪＩＳ−Ａ硬さの範囲であれば、弾性層の強度の低下、密着性の不良を防止しつつ、トナーの定着性の不良を防止できる。このような特性を有するシリコンゴムとしては具体的には、１成分系、２成分系または３成分系以上のシリコンゴム、ＬＴＶ型、ＲＴＶ型またはＨＴＶ型のシリコンゴム、縮合型または付加型のシリコンゴム等が挙げられる。また、弾性層の厚さは、３０〜５００μｍであることが好ましい。この厚さ範囲であれば、弾性層の弾性効果を維持しつつ、断熱性を低く抑えることができて省エネルギー効果を発揮できる。本実施の形態では、弾性層は、ＪＩＳ−Ａ硬さが５度、厚さ１５０μｍのシリコンゴムからなる。
【０２１８】
離型層は、フッ素樹脂チューブからなる。定着ベルト５４３の外周側に形成される離型層が、フッ素樹脂チューブより構成されているので、フッ素樹脂を含有する樹脂を塗布し、これを焼成することにて形成された離型層よりも耐久性に優れている。また、塗布・焼成にて離型層を形成する場合、寸法精度の高い離型層を得ようとすると、高精度で高価な金型が必要となるが、チューブを用いることで、上述のような金型を用いずとも、寸法精度の高い離型層が得られている。離型層の厚さは、５〜５０μｍであることが好ましい。この厚さ範囲であれば、適度な強度を持ち、弾性層の弾性を活かしながら、記録紙３２の微小な凹凸に追従することが可能である。本実施の形態では、離型層は、厚さ約２０μｍのＰＴＦＥチューブを使用する。
【０２１９】
次に、加圧部５５０について説明する。加圧部５５０は、加圧ローラ５５１と、テンションローラ５５２と、無端状ベルトである加圧ベルト５５３とを含んで構成される。加圧部５５０においては、加圧ベルト５５３が加圧ローラ５５１とテンションローラ５５２との間に張架されている。加圧ローラ５５１とテンションローラ５５２とはそれぞれ定着装置５３０の不図示の左右の側板間に回転自在に軸受されて支持されている。
【０２２０】
加圧ベルト５５３は、前述した定着ベルト５４３と同様に構成されており、接触する定着ベルト５４３に従動して回転する。
【０２２１】
加圧ローラ５５１は、定着ベルト５４３の回転に従動して回転する加圧ベルト５５３の回転に伴って回転軸線まわりに回転方向Ｙ方向に回転する、外径３０ｍｍのローラ状部材である。加圧ローラ５５１は、その内側から順に芯金５５１ａ、弾性層５５１ｂ、表面層５５１ｃが形成された３層構造からなる。加圧ローラ５５１の芯金５４２ａ、弾性層５５１ｂ、表面層５５１ｃを構成する材料は、前述した定着ローラ５４２の芯金５４２ａ、弾性層５４２ｂ、表面層５４２ｃと同様のものを挙げることができる。また、加圧ローラ５５１の内部には、加圧ローラ５５１を加熱する加熱手段５５１ｄが設けられている。これは、画像形成装置１００の電源ＯＮから画像形成可能になるまでの立ち上げ時間の短縮、トナー像定着時に記録紙３２に熱が移行することに起因する加圧ローラ５５１の表面温度の急激な低下などを防止するためである。本実施の形態では、加熱手段５５１ｄにはハロゲンランプが用いられる。
【０２２２】
テンションローラ５５２は、外径が３０ｍｍで、内径が２６ｍｍである鉄合金製の芯金５５２ａに、熱伝導率を小さくして加圧ベルト５５３からの熱伝導を少なくするためにシリコーンスポンジ層５５２ｂを設けている。
【０２２３】
定着装置５３０は、定着ベルト５４３と加圧ベルト５５３とが接触する部分に定着ニップ部が形成され、該定着ニップ部にて定着処理が行われる、いわゆるツインベルト定着方式の定着装置である。定着装置５３０においては、定着ローラ５４２と加圧ローラ５５１とが、定着ベルト５４３および加圧ベルト５５３を介して圧接する圧接部が定着ニップ部の最下流部分となり、定着ベルト５４３と加圧ベルト５５３とが接触する部分に形成される定着ニップ部の全領域の中で、前記最下流部分が、記録紙搬送方向における圧力分布が最大となる部分である。このように、定着ニップ部の最下流部分における圧力分布が最大となるように構成することによって、定着ベルト５４３と加圧ベルト５５３とが回転時にスリップすることを防止することができる。
【０２２４】
また、定着装置５３０には、装置を大型化することなく幅広い定着ニップ領域を得るために、定着ベルト５４３を加圧ベルト５５３に向けて加圧する第１の加圧パッドとしての定着パッド５４４と、加圧ベルト５５３を定着ベルト５４３に向けて加圧する第２の加圧パッドとしての加圧パッド５５４とが設けられている。定着パッド５４４および加圧パッド５５４は、定着装置５３０の不図示の左右の側板間に支持させて配設している。加圧パッド５５４は、不図示の加圧機構により定着パッド５４４に近接する方向Ｚに所定の加圧力にて定着パッド５４４に向けて加圧されている。定着パッド５４４および加圧パッド５５４を構成する材料としては、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）などを挙げることができる。
【０２２５】
また、回転体ではない定着パッド５４４と加圧パッド５５４とで定着ニップ部を形成すると、定着ベルト５４３および加圧ベルト５５３の内周面は各パッドに摺擦され、各ベルト５４３，５５３の内周面と各パッド５４４，５５４との摩擦係数が大きいと、摺動抵抗が大きくなる。その結果として、画像のずれ、ギア破損、駆動モータの消費電力アップ等の問題が発生し、特にツインベルト方式において、この問題が顕著である。そのために、定着パッド５４４および加圧パッド５５４における各ベルト５４３，５５３との接触面には、低摩擦シート層が設けられている。これにより、各ベルト５４３，５５３との摺擦による各パッド５４４，５５４の摩耗が防止され、摺動抵抗も低減できるので、良好なベルト走行性、ベルト耐久性が得られる。
【符号の説明】
【０２２６】
１５，４４０，４７０，５３０  定着装置
１５ａ  定着ローラ
１５ｂ  加圧ローラ
２１，３１１，３１３，３２０，３３０，３４０，３６０  加熱部材
２５  定着ベルト
１００  画像形成装置
２１０，３２１，３５０，３７０  放熱部材
２１１，３１２，３１４  発熱部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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