(57)【要約】【課題】  抵抗発熱体が過熱状態になる温度異常を、過熱防止素子によって誤動作が防止された状態で正確に検知することができ、抵抗発熱体が過熱状態となって発煙や焼損に至ってしまうのを防止し、高い安全性を確保することができるベルト定着方式の定着装置を提供する。【解決手段】  定着ベルト２５を加熱するための発熱源となる発熱部材２１１は、通電によって発熱する抵抗発熱体３０１からなる発熱層２１２を有する。そして、抵抗発熱体３０１は、通紙領域部３０１ａと、発熱部材２１１の軸線方向端部に設けられて、通紙領域部３０１ａと電気的に並列接続される検知部３０１ｂとを含む。また、検知部３０１ｂの近傍には、検知部３０１ｂの温度が予め定める値に到達すると、抵抗発熱体３０１への通電を抑制する過熱防止素子４０が設けられている。【選択図】      図４
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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てい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、
外周面が前記定着ベルトと接触する湾曲した放熱部材と、
通電によって発熱する抵抗発熱体からなる発熱層を有し、前記放熱部材の内側表面に接触して配置される発熱部材とを含み、
前記抵抗発熱体は、
定着ニップ部において記録媒体が接触して通過する前記定着ベルトの通紙領域を加熱するための発熱源部分となる通紙領域部と、
前記定着ベルトにおける記録媒体の非接触領域に対応して設けられ、前記通紙領域部と電気的に並列接続される検知部とを有し、
前記検知部の近傍には、前記検知部の温度が予め定める値に到達すると、前記抵抗発熱体への通電を抑制する過熱防止素子が設けられることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記通紙領域部と前記検知部とは、電力密度が同等であることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記通紙領域部と前記検知部とは、通電による発熱時における昇温速度が同等であることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記通紙領域部と前記検知部とは、比熱容量が同等であることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
前記抵抗発熱体は、全体として一定の形状の面を形成するよう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】
前記発熱部材は、複数の前記抵抗発熱体からなる発熱層を有して、通電によって発熱する発熱部分が複数に分割されるように構成され、
複数の抵抗発熱体は、それぞれ前記通紙領域部と前記検知部とを有す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１〜１０のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項１２】
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１〜１１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１３】
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１〜１１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１４】
請求項１〜１３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】
ところで、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】
金属や無機物質からなる抵抗発熱体で構成される面状発熱体が、基材から剥離したり、浮き上がったりした場合、面状発熱体が過熱状態となって発煙や焼損に至ってしまうおそれがある。そこで、面状発熱ベルト定着方式の定着装置では、面状発熱体が過熱状態となる温度異常を過熱防止素子（サーモスタット、温度フューズ、サーマルプロテクタなど）によって検知し、その検知結果に基づいて面状発熱体への通電を遮断することによって、面状発熱体が過熱状態となって発煙や焼損に至ってしまうのを防止するようにされている。
【０００８】
高電力密度の面状発熱体を用いたベルト定着方式の定着装置では、面状発熱体の昇温速度が高いので、面状発熱体が過熱状態となって発煙や焼損に至ってしまうのを防止するためには、面状発熱体が過熱状態となる温度異常を、より早く検知しなければならない。面状発熱体が過熱状態となる温度異常を、より早く検知するためには、過熱防止素子を定着ベルトや面状発熱体に接触させて配置すればよいが、このような場合には、記録紙上の定着画像に不良が発生するばかりではなく、定着ベルト表面の温度分布が不均一になってしまうおそれがある。また、過熱防止素子を定着ベルトや面状発熱体に接触させて配置した場合には、過熱防止素子の検知感度が鈍くなって、温度異常そのものを検知できなくなるおそれもある。
【０００９】
また、面状発熱ベルト定着方式の定着装置では、定着ニップ部に給紙される記録紙のサイズに応じて定着ベルト表面における非通紙領域幅が異なる。定着ベルト表面における記録紙が接触しない非通紙領域では、面状発熱体から発生した熱が記録紙によって奪われることがないので、非通紙領域に対応する面状発熱体の局所部分が過昇温状態となる。このように、面状発熱体が非通紙領域に対応して局所的に過昇温状態になると、面状発熱体の過熱状態を検知する過熱防止素子が誤動作する場合がある。
【００１０】
このような問題点を解決するために、特許文献３には、通電により発熱する抵抗発熱体が、記録紙の通紙領域に対応する通紙部と、通紙部以外の領域部分であり、サーモプロテクタ（過熱防止素子）が近接配置される非通紙部とを含み、通紙部と非通紙部とが電気的に直列に接続されて構成される加熱装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【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２００３−２８０４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献３に開示される加熱装置を、ベルト定着方式の定着装置における定着ベルトを加熱する加熱手段として用いた場合、抵抗発熱体の非通紙部における通電による温度変化から通紙部の過熱状態を間接検知し、非通紙部の温度が所定の温度に到達すると、サーモプロテクタが通電を遮断するようにすることができる。すなわち、特許文献３に開示される加熱装置を、定着ベルトを加熱する加熱手段として用いることによって、定着ニップ部に給紙される記録紙のサイズに関わらず、常に記録紙が接触しない非通紙領域に対応する抵抗発熱体の非通紙部における温度変化から通紙部の過熱状態を間接検知することができるので、過熱防止素子が誤動作するのを防止することができる。
【００１３】
しかしながら、特許文献３に開示される加熱装置では、通電により発熱する抵抗発熱体の通紙部と非通紙部とが電気的に直列に接続されて構成されているので、通紙部と非通紙部との電力が同一となるように設定すれば、非通紙部の電力密度が通紙部よりも小さくなってしまい、通電による非通紙部の昇温速度が通紙部よりも遅くなる。そのため、通紙部が通電によって温度上昇して過熱状態となっても、非通紙部の温度は通紙部よりも低い値を示すことになり、非通紙部に近接配置される過熱防止素子は、非通紙部における通電による温度変化から通紙部の過熱状態を正確に間接検知することができない。また、通紙部と非通紙部とが電気的に直列接続された構成において、通紙部と非通紙部との電力密度が同一となるように設定した場合、非通紙部の電力が通紙部よりも小さくなってしまい、非通紙部に近接配置される過熱防止素子は、非通紙部における通電による温度変化から通紙部の過熱状態を正確に間接検知することができない。
【００１４】
また、通紙部と非通紙部とが電気的に直列接続された構成は、各部に対する印加電圧のばらつきなどの外乱要因を受けやすく、そのため、各部の温度変化が同一にはならず、非通紙部における通電による温度変化から通紙部の過熱状態を正確に間接検知することができない。
【００１５】
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、抵抗発熱体が過熱状態になる温度異常を、過熱防止素子によって誤動作が防止された状態で正確に検知することができ、抵抗発熱体が過熱状態となって発煙や焼損に至ってしまうのを防止し、高い安全性を確保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】
【００１６】
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てい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、
外周面が前記定着ベルトと接触する湾曲した放熱部材と、
通電によって発熱する抵抗発熱体からなる発熱層を有し、前記放熱部材の内側表面に接触して配置される発熱部材とを含み、
前記抵抗発熱体は、
定着ニップ部において記録媒体が接触して通過する前記定着ベルトの通紙領域を加熱するための発熱源部分となる通紙領域部と、
前記定着ベルトにおける記録媒体の非接触領域に対応して設けられ、前記通紙領域部と電気的に並列接続される検知部とを有し、
前記検知部の近傍には、前記検知部の温度が予め定める値に到達すると、前記抵抗発熱体への通電を抑制する過熱防止素子が設けられることを特徴とする定着装置である。
【００１７】
また本発明は、前記通紙領域部と前記検知部とは、電力密度が同等であることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記通紙領域部と前記検知部とは、通電による発熱時における昇温速度が同等であることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記通紙領域部と前記検知部とは、比熱容量が同等であることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、前記抵抗発熱体は、全体として一定の形状の面を形成するように構成されることを特徴とする。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
また本発明は、前記発熱部材は、複数の前記抵抗発熱体からなる発熱層を有して、通電によって発熱する発熱部分が複数に分割されるように構成され、
複数の抵抗発熱体は、それぞれ前記通紙領域部と前記検知部とを有することを特徴とする。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
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】
【００２８】
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、外周面において定着ベルトと接触する湾曲した放熱部材と、放熱部材の内側表面に接触して配置される発熱部材とを含む。前記発熱部材は、通電によって発熱する抵抗発熱体からなる発熱層を有する。そして、抵抗発熱体は、定着ベルトの通紙領域を加熱するための発熱源部分となる通紙領域部と、定着ベルトにおける記録媒体の非接触領域に対応して設けられ、通紙領域部と電気的に並列接続される検知部とを含む。また、抵抗発熱体の検知部の近傍には、検知部の温度が予め定める値に到達すると、抵抗発熱体への通電を抑制する過熱防止素子が設けられている。
【００２９】
定着装置では、定着ベルトにおける記録媒体の非接触領域に対応して発熱部材の軸線方向端部に配置される検知部の近傍に設けられた過熱防止素子によって抵抗発熱体への通電が制御されるようにされているので、定着ニップ部に供給される記録媒体のサイズに関わらず、常に記録媒体が接触しない定着ベルトの非通紙領域に対応する検知部における温度変化から、通紙領域部の過熱状態を間接検知することができ、過熱防止素子が誤動作するのを防止することができる。
【００３０】
さらに、通紙領域部と検知部とが電気的に並列接続されているので、通電によって発熱する抵抗発熱体は、通紙領域部と検知部とに対する印加電圧のばらつきなどの外乱要因を受けるのが防止される。そのため、抵抗発熱体が通電されたとき、通紙領域部と検知部との温度変化が同一となり、検知部における通電による温度変化から通紙領域部の過熱状態を正確に間接検知することができる。したがって、抵抗発熱体の通紙領域部が過熱状態となって発煙や焼損に至ってしまうのを防止し、高い安全性を確保することができる。
【００３１】
また本発明によれば、通電によって発熱する抵抗発熱体において、通紙領域部と検知部とは、電力密度が同等である。これによって、抵抗発熱体が通電されたとき、通紙領域部と検知部との温度変化が同一となり、検知部における通電による温度変化から通紙領域部の過熱状態を正確に間接検知することができる。
【００３２】
また本発明によれば、通電によって発熱する抵抗発熱体において、通紙領域部と検知部とは、通電による発熱時における昇温速度が同等である。これによって、抵抗発熱体が通電されたとき、通紙領域部と検知部との温度変化が同一となり、検知部における通電による温度変化から通紙領域部の過熱状態を正確に間接検知することができる。
【００３３】
また本発明によれば、通電によって発熱する抵抗発熱体において、通紙領域部と検知部とは、比熱容量が同等である。これによって、抵抗発熱体が通電されたとき、通紙領域部と検知部との温度変化が同一となり、検知部における通電による温度変化から通紙領域部の過熱状態を正確に間接検知することができる。
【００３４】
また本発明によれば、抵抗発熱体は、全体として一定の形状の面を形成するように構成されている。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に伝達するときの伝熱効率を向上させることができる。
【００３５】
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、セラミック発熱体からなる発熱層を有する発熱部材は、放熱部材に対する加熱能力の高いものとなる。
【００３６】
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、抵抗発熱体が通紙領域部と検知部とを有しているので、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、検知部における通電による温度変化から通紙領域部の過熱状態を正確に間接検知することができる。
【００３７】
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、抵抗発熱体が通紙領域部と検知部とを有しているので、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、検知部における通電による温度変化から通紙領域部の過熱状態を正確に間接検知することができる。
【００３８】
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、抵抗発熱体が通紙領域部と検知部とを有しているので、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、検知部における通電による温度変化から通紙領域部の過熱状態を正確に間接検知することができる。
【００３９】
また本発明によれば、発熱部材は、複数の抵抗発熱体からなる発熱層を有して、通電によって発熱する発熱部分が複数に分割されるように構成されている。これによって、複数に分割される各発熱部分を構成する各抵抗発熱体ごとに通電状態を切り替えることができ、定着ベルトと接触する放熱部材の表面における温度分布が所望の温度分布となるように調整することができる。たとえば、異なる大きさ、幅、厚みの記録媒体を定着ニップ部に供給してトナー像を定着させる場合などに、異なる記録媒体のサイズ（大きさ、幅、厚み）に応じて、放熱部材表面における所望の特定領域に対応した抵抗発熱体のみが発熱するように通電状態を切り替えることで、放熱部材の表面が所望の温度分布となるようにすることができる。これによって、定着ベルト表面における記録媒体の非接触部分に対応す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。
【００４０】
さらに、複数の抵抗発熱体は、それぞれ通紙領域部と検知部とを有する。これによって、複数に分割される各発熱部分を構成する各抵抗発熱体ごとで、検知部における通電による温度変化から通紙領域部の過熱状態を正確に間接検知することができる。したがって、各抵抗発熱体の通紙領域部が過熱状態となって発煙や焼損に至ってしまうのを防止し、高い安全性を確保することができる。
【００４１】
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。
【００４２】
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、通紙領域部と検知部とが電気的に並列接続されて構成される抵抗発熱体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、各抵抗発熱体における通紙領域部と検知部との温度変化が同一となる。そのため、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では、検知部における通電による温度変化から通紙領域部の過熱状態を正確に間接検知することができる。したがって、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の通紙領域部が過熱状態となって発煙や焼損に至ってしまうのを防止し、高い安全性を確保することができる。
【００４３】
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、通紙領域部と検知部とが電気的に並列接続される抵抗発熱体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、抵抗発熱体における通紙領域部と検知部との温度変化が同一となる。そのため、第１定着手段が備える抵抗発熱体では、検知部における通電による温度変化から通紙領域部の過熱状態を正確に間接検知することができる。したがって、第１定着手段が備える抵抗発熱体の通紙領域部が過熱状態となって発煙や焼損に至ってしまうのを防止し、高い安全性を確保することができる。
【００４４】
また本発明によれば、画像形成装置は、抵抗発熱体の通紙領域部が過熱状態となって発煙や焼損に至ってしまうのを防止し、高い安全性を確保することができる定着装置を備える。そのため、画像形成装置は、長期間にわたって高い安全性が確保された状態で、画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【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】定着装置１５が備える加熱部材２１の構成を示す図である。
【図４】発熱層２１２に形成される抵抗発熱体３０１の構成を示す図である。
【図５Ａ】抵抗発熱体３０１の検知部３０１ｂ近傍における過熱防止素子４０の配設位置を示す図である。
【図５Ｂ】抵抗発熱体３０１の検知部３０１ｂ近傍における過熱防止素子４０の配設位置を示す図である。
【図６】複数の抵抗発熱体により形成される発熱層３１０の構成を示す図である。
【図７】発熱層における抵抗発熱体の通紙領域部の分割状態を示す図である。
【図８Ａ】通紙領域部の分割状態の他の例を示す図である。
【図８Ｂ】通紙領域部の分割状態の他の例を示す図である。
【図９】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における通紙領域部の分割状態を示す図である。
【図１０】複数の半導体セラミック素子が放熱部材に保持された構造を有する加熱部材の構成を示す図である。
【図１１】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１２】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１３】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】
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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のトナー像担持面とは反対側の面に当接するようになっている。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
図３は、定着装置１５が備える加熱部材２１の構成を示す図である。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、内側固定部材２１８とを含んで構成される。
【００７２】
放熱部材２１０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、定着ベルト２５の表面に沿って湾曲している部材であり、外周面において定着ベルト２５に接触するように配置され、発熱部材２１１から発生する熱を定着ベルト２５に伝導させる。放熱部材２１０を構成する材料は、特に限定されないが、高い熱伝導性を有する金属材料であることが好ましく、その金属材料としては、鉄、アルミニウム、銅などを挙げることができるが、ステンレスを用いることも可能である。そして、放熱部材２１０において、定着ベルト２５と接触する外周面には、コート層２１４が形成されている。
【００７３】
コート層２１４は、発熱部材２１１から発生する熱を定着ベルト２５に伝導するための熱伝導性を有するとともに、定着ベルト２５との間の摩擦力が低減可能な材料から形成する必要がある。このようなコート層２１４が形成されることによって、定着ベルト２５に熱を伝導させるとともに、放熱部材２１０と接触して摺動する定着ベルト２５の摩耗を防止して高い耐久性を確保することができる。また、定着ベルト２５との間の摩擦力が低減可能となるので、定着ベルト２５を駆動する定着ローラ１５ａおよび加圧ローラ１５ｂへの負荷も低減することができ各ローラ１５ａ，１５ｂの耐久性も確保し、より低トルクで駆動することが可能となる。コート層２１４を構成する材料としては、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を挙げることができる。本実施の形態では、コート層２１４は、ＰＴＦＥからなる厚み２０μｍの層である。
【００７４】
内側固定部材２１８は、発熱部材２１１の厚み方向一表面に略線接触または略点接触して、発熱部材２１１を放熱部材２１０に近接する方向に弾発的に押圧し、発熱部材２１１の厚み方向他表面が放熱部材２１０の内側表面に面接触するように、発熱部材２１１を保持する部材である。内側固定部材２１８は、セラミック発熱体や金属抵抗発熱体などの抵抗発熱体からなる発熱層２１２を、内面に対して安定して接触させて、発熱層２１２から発生した熱を効率よく放熱部材２１０に伝熱させ、発熱層２１２の抵抗発熱体だけが局部的に過熱されて破損してしまうのを防止する。
【００７５】
本実施の形態では、内側固定部材２１８は、線材を用いて螺旋状に形成される螺旋状部材である。具体的には、線径１ｍｍのステンレスからなる線材が螺旋状に形成され、静置状態でのコイル外径が２９．５ｍｍであり、各条の間隔が５ｍｍである。線材を構成する材料は、ステンレス以外にも、たとえば銅、鉄、ニッケルやそれらの合金、耐熱樹脂でもよい。内側固定部材２１８を耐熱樹脂によって形成した場合には、金属によって形成した場合に比べて断熱性に優れた部材とすることができ、発熱層２１２で発生した熱が、内側固定部材２１８を伝達して放散してしまうことによる熱損失を抑制する効果を高めることができる。一方、内側固定部材２１８を金属によって形成した場合には、樹脂によって形成した場合に比べて耐熱性に優れ、弾性係数の高い部材とすることができ、発熱部材２１１を放熱部材２１０に近接する方向に弾発的に押圧して所定位置に安定して保持する効果を高めることができる。
【００７６】
また、螺旋状に形成される内側固定部材２１８における線材の線径、コイル外径、螺旋の間隔、構成材料は、上記の構成に限定されず、螺旋状に形成したときに高温環境下でもばね弾性を発揮するように設定すればよい。
【００７７】
放熱部材２１０の内側表面に対する所定位置に、内側固定部材２１８を用いて発熱部材２１１を保持して固定する固定方法は、次のようである。まず、発熱部材２１１の厚み方向他表面が放熱部材２１０の内側表面に対向するように配置する。次に、螺旋状に形成される内側固定部材２１８を、螺旋状部分の各条の径方向外方の外周部分のうち発熱部材２１１の厚み方向一表面に臨む全部分が、発熱部材２１１の周方向（短手方向）の全領域にわたって略線接触するように固定する。このとき、螺旋状に形成される内側固定部材２１８では、螺旋状部分のコイル外径変化によって生じる弾性により復元しようとする力が働き、この復元しようとする復元力が、発熱部材２１１を放熱部材２１０に近接する方向に弾発的に押圧する力となって働く。このように、内側固定部材２１８が有する復元力が、発熱部材２１１を放熱部材２１０の内側表面に保持するように作用するので、発熱部材２１１は、その厚み方向他表面が放熱部材２１０の内側表面に面接触した状態で保持される。
【００７８】
発熱部材２１１が内側固定部材２１８の復元力によって放熱部材２１０に近接する方向に弾発的に押圧されて保持されるので、放熱部材２１０、発熱部材２１１が加熱によって伸縮したり、内側固定部材２１８自身が熱で伸縮しても、その伸縮に応じて内側固定部材２１８の螺旋状部分が移動して、放熱部材２１０の内側表面における所定位置に発熱部材２１１を安定的に保持することができる。また、内側固定部材２１８の螺旋状部分の各条の間隔、配置位置を変化させることによって、放熱部材２１０の内側表面に対する発熱部材２１１の押圧力分布を変化させることができる。
【００７９】
以上のようにして、内側固定部材２１８が発熱部材２１１の厚み方向一表面に略線接触して、発熱部材２１１を放熱部材２１０に近接する方向に弾発的に押圧し、発熱部材２１１が、その厚み方向他表面が放熱部材２１０の内側表面に面接触するように保持された加熱部材２１を得ることができる。
【００８０】
なお、内側固定部材２１８では、断面形状が円形の線材を用いて螺旋状に形成すること以外に、断面形状が楕円形、多角形である極細い板状部材を用いて螺旋状を形成するようにしてもよい。また、螺旋状に形成される内側固定部材２１８を静置した状態で軸線方向から見た場合の各条の形状も、様々な形状に設定することができる。また、本実施の形態では、螺旋状に形成される内側固定部材２１８としたが、これに限定されず、発熱部材２１１の厚み方向一表面に略線接触または略点接触して、発熱部材２１１を放熱部材２１０に近接する方向に弾発的に押圧し、発熱部材２１１の厚み方向他表面が放熱部材２１０の内側表面に面接触するように発熱部材２１１を保持する構成であればよく、様々な形状、材質で構成することができる。
【００８１】
発熱部材２１１は、内側固定部材２１８が厚み方向一表面に略線接触または略点接触して、厚み方向他表面が放熱部材２１０の内側表面に面接触するように保持されている。発熱部材２１１は、第２絶縁体層２１５の表面上に、発熱層２１２、第２良熱伝導体層２１７、第１絶縁体層２１３、第１良熱伝導体層２１６が、この順で積層された積層構造を有し、第２絶縁体層２１５が形成される側の面が内側固定部材２１８と接触する側の面となり、第１良熱伝導体層２１６が形成される側の面が放熱部材２１０の内側表面と接触する側の面となる。そして、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、湾曲した放熱部材２１０の内側表面に沿って面接触するように内側固定部材２１８に保持されている。そして、発熱部材２１１の長手方向（放熱部材２１０の長手方向）両端部には給電端子部２２１が形成されている。
【００８２】
第１絶縁体層２１３および第２絶縁体層２１５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ス材料を挙げることができる。本実施の形態では、第１絶縁体層２１３および第２絶縁体層２１５は、ポリイミド樹脂からなる厚み３０μｍの層である。第１絶縁体層２１３は、発熱層２１２と放熱部材２１０との間に介在して両者間の絶縁を確保し、第２絶縁体層２１５は、発熱層２１２と内側固定部材２１８との間に介在して両者間の絶縁を確保する。このように、第１絶縁体層２１３および第２絶縁体層２１５が、通電によって発熱する抵抗発熱体からなる発熱層２１２を電気的に絶縁するので、安全な加熱部材２１とすることができる。また、本実施の形態では、絶縁体としてポリイミド樹脂からなる厚み３０μｍの層を２層設ける構成としたが、電気絶縁性を向上させるために、厚みを厚く（たとえば、１００μｍ）してもよく、層数を多くしてもよい。また、第１絶縁体層２１３および第２絶縁体層２１５は、高い熱伝導率を有することが好ましく、これによって、加熱部材２１の加熱特性の悪化を防止することができる。
【００８３】
放熱部材２１０と第１絶縁体層２１３との間に介在する第１良熱伝導体層２１６、および発熱層２１２と第１絶縁体層２１３との間に介在する第２良熱伝導体層２１７は、発熱層２１２で発生する熱が放熱部材２１０に伝導する熱伝導性を向上させるために形成する層である。第１良熱伝導体層２１６および第２良熱伝導体層２１７を構成する材料としては、高温環境下でも熱伝導性に優れ、経時変化が生じ難い材料であれば特に限定されないが、たとえば、３００℃以上の耐熱性を有する耐熱シリコングリスを挙げることができる。また、熱伝導性をさらに向上させるために、金、銀、銅、白金、カーボン、グラファイトなどの粉末を耐熱シリコングリスに添加したものを用いてもよいし、ゴムや弾性に富んだ金属など接触部分の空隙に介在して熱伝導を促進する物質であれば材質は特に限定されず、その形態も固体・液体・気体を問わないが、熱容量が小さくかつ熱伝導率が高いほうが望ましい。また、第１良熱伝導体層２１６および第２良熱伝導体層２１７は、発熱部材２１１を構成する他の層のよりも高い熱伝導率を有することが好ましく、これによって、加熱部材２１の加熱特性の悪化を防止することができる。
【００８４】
発熱層２１２と第１絶縁体層２１３との間、および放熱部材２１０の内側表面に接触する側の面における重ね合わせ部分で隙間が開くと、空気層が介在することになり、熱伝導性が悪くなる。そこで、第１および第２良熱伝導体層２１６，２１７を配置することによって、熱抵抗を増加させる空気層を除去し、熱伝動性を向上させることができる。また、発熱層２１２と第１絶縁体層２１３との間に第１良熱伝導体層２１６を配置し、放熱部材２１０の内側表面に接触する側の面に第２良熱伝導体層２１７を配置すると、発熱層２１２で発生した熱が第１および第２良熱伝導体層２１６，２１７を介して放熱部材２１０の内側表面に素早く伝達されるので、ウォームアップ時間の短縮や放熱部材２１０表面における温度分布均一性を短時間のうちに確保することができ、高速印字においても十分な熱量を放熱部材２１０から定着ベルト２５に供給することができる。
【００８５】
次に、発熱部材２１１が有する発熱層２１２について説明する。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。図４は、発熱層２１２に形成される抵抗発熱体３０１の構成を示す図である。発熱層２１２では、１本の抵抗発熱体３０１が屈曲を繰り返して、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抵抗発熱体３０１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。
【００８６】
発熱層２１２を構成する抵抗発熱体３０１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３０１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。
【００８７】
そして、抵抗発熱体３０１は、通紙領域部３０１ａと検知部３０１ｂとを含んで構成される。抵抗発熱体３０１の通紙領域部３０１ａは、発熱層２１２の表面における、定着ベルト２５の通紙領域を加熱するための発熱源部分となる領域に形成されている。抵抗発熱体３０１の検知部３０１ｂは、定着ベルト２５における記録紙３２の非接触領域（最大サイズの記録紙３２であっても接触しない領域）に対応して発熱部材２１１の軸線方向（長手方向）端部に設けられて、通紙領域部３０１ａと電気的に並列接続されている。
【００８８】
なお、発熱層２１２における通紙領域部３０１ａは、放熱部材２１０が定着ベルト２５と接触する接触面積とほぼ等しい面積を有するように形成され、発熱層２１２における検知部３０１ｂは、過熱防止素子４０の受熱面とほぼ等しい面積を有するように形成されている。
【００８９】
そして、抵抗発熱体３０１の検知部３０１ｂの近傍には、過熱防止素子４０が設けられている。過熱防止素子４０は、抵抗発熱体３０１の検知部３０１ｂの温度が予め定める値に到達すると、抵抗発熱体３０１への通電を抑制するものであり、たとえばサーモスタットやサーマルプロテクタである。サーモスタットやサーマルプロテクタからなる過熱防止素子４０は、検知部３０１ｂから放射される熱エネルギを受熱面で受け、検知部３０１ｂの温度が予め定める値に到達すると、内部のバイメタルが作動して接点回路を開放し、抵抗発熱体３０１への通電を遮断する。
【００９０】
図５Ａおよび図５Ｂは、抵抗発熱体３０１の検知部３０１ｂ近傍における過熱防止素子４０の配設位置を示す図である。過熱防止素子４０は、抵抗発熱体３０１の検知部３０１ｂの通電による温度変化を検知できるように、検知部３０１ｂの近傍に設けられる。ここで、過熱防止素子４０に対する対向配置対象物の表面（検知面）の曲率、過熱防止素子４０自身の受熱面の面積、構造および材質、発熱部材２１１の各層の構造および材質などの要素で昇温速度・熱伝導性・輻射条件が異なるので、これらを考慮して、過熱防止素子４０の配設位置を決定する。
【００９１】
過熱防止素子４０は、定着ベルト２５と接触した放熱部材２１０の軸線方向（長手方向）端部であり、抵抗発熱体３０１の検知部３０１ｂが設けられる発熱層２１２の領域部分に対応する第２絶縁体層２１５に対して、図５Ａ（ａ）に示すように、接触して対向配置されていてもよいし、図５Ａ（ｂ）に示すように、非接触で対向配置されていてもよい。
【００９２】
また、過熱防止素子４０は、定着ベルト２５と非接触した放熱部材２１０の軸線方向（長手方向）端部であり、抵抗発熱体３０１の検知部３０１ｂが設けられる発熱層２１２の、第２絶縁体層２１５が形成されていない領域部分に対応して、図５Ｂ（ｃ）に示すように、放熱部材２１０に接触して対向配置されていてもよいし、図５Ｂ（ｄ）に示すように、発熱層２１２に接触して対向配置されていてもよい。また、図５Ｂ（ｅ）に示すように、過熱防止素子４０は、定着ベルト２５と非接触した放熱部材２１０の軸線方向（長手方向）端部であり、抵抗発熱体３０１の検知部３０１ｂが設けられる発熱層２１２の領域部分に対応する第２絶縁体層２１５に非接触で対向配置されていてもよい。
【００９３】
給電端子部２２１から抵抗発熱体３０１に対して電圧を印加することにより発熱層２１２が発熱し、この発生した熱を利用して放熱部材２１０に接触する定着ベルト２５を加熱するとき、制御回路の故障、制御プログラムの暴走、スイッチング素子の故障などで、発熱層２１２を構成する抵抗発熱体３０１への通電制御が行えなくなると、抵抗発熱体３０１が過熱状態になり、発煙、発火、焼損に至る場合がある。
【００９４】
過熱防止素子４０は、抵抗発熱体３０１が過熱状態となる温度異常を検知し、その検知結果に基づいて抵抗発熱体３０１への通電を抑制することによって、抵抗発熱体３０１が発煙、発火、焼損に至るのを防止することができる。
【００９５】
また、高電力密度の抵抗発熱体３０１は、通電による昇温速度が高いので、抵抗発熱体３０１が過熱状態となるのを防止するためには、抵抗発熱体３０１が過熱状態となる温度異常を、より早く検知しなければならない。さらに、抵抗発熱体３０１における昇温速度が高い箇所や電力密度の高い箇所で、過熱防止素子４０による温度異常検知を実施しないと、検知部分よりも大きな温度変化がある部分があれば、抵抗発熱体３０１が発煙、発火、焼損に至るのを防止することができない。
【００９６】
抵抗発熱体３０１が過熱状態となる温度異常を、より早く検知するためには、過熱防止素子４０を定着ベルト２５や加熱部材２１に接触させて配置すればよいが、このような場合には、記録紙３２上の定着画像に不良が発生するばかりではなく、定着ベルト２５表面の温度分布が不均一になってしまうおそれがある。また、過熱防止素子４０を定着ベルト２５や加熱部材２１に接触させて配置した場合には、過熱防止素子４０の検知感度が鈍くなって、温度異常そのものを検知できなくなるおそれもある。
【００９７】
また、定着装置１５では、定着ニップ部１５ｃに給紙される記録紙３２のサイズに応じて定着ベルト２５表面における非通紙領域幅が異なる。定着ベルト２５表面における記録紙３２が接触しない非通紙領域では、発熱層２１２から発生した熱が記録紙３２によって奪われることがないので、非通紙領域に対応する抵抗発熱体３０１の局所部分が過昇温状態となる。このように、抵抗発熱体３０１が非通紙領域に対応して局所的に過昇温状態になると、抵抗発熱体３０１の過熱状態を検知する過熱防止素子４０が誤動作する場合がある。
【００９８】
これに対して、定着装置１５では、定着ベルト２５における記録紙３２の非接触領域に対応して発熱部材２１１の軸線方向端部に配置される検知部３０１ｂの近傍に設けられた過熱防止素子４０によって抵抗発熱体３０１への通電が制御されるように構成されているので、定着ニップ部１５ｃに供給される記録紙３２のサイズに関わらず、常に記録紙３２が接触しない定着ベルト２５の非通紙領域に対応する検知部３０１ｂにおける温度変化から、通紙領域部３０１ａの過熱状態を間接検知することができ、過熱防止素子４０が誤動作するのを防止することができる。
【００９９】
さらに、通紙領域部３０１ａと検知部３０１ｂとが電気的に並列接続されているので、通電によって発熱する抵抗発熱体３０１は、通紙領域部３０１ａと検知部３０１ｂとに対する印加電圧のばらつきなどの外乱要因を受けるのが防止される。そのため、抵抗発熱体３０１が通電されたとき、通紙領域部３０１ａと検知部３０１ｂとの温度変化が同一となり、検知部３０１ｂにおける通電による温度変化から通紙領域部３０１ａの過熱状態を過熱防止素子４０により正確に間接検知することができる。したがって、抵抗発熱体３０１の通紙領域部３０１ａが過熱状態となって発煙、発火、焼損に至ってしまうのを防止し、高い安全性を確保することができる。
【０１００】
また、通電によって発熱する抵抗発熱体３０１において、通紙領域部３０１ａと検知部３０１ｂとは、電力密度が同等であることが好ましい。これによって、抵抗発熱体３０１が通電されたとき、通紙領域部３０１ａと検知部３０１ｂとの温度変化が同一となり、検知部３０１ｂにおける通電による温度変化から通紙領域部３０１ａの過熱状態を過熱防止素子４０により正確に間接検知することができる。
【０１０１】
ここで、通紙領域部３０１ａと検知部３０１ｂとの電力密度が同等である構成とは、通紙領域部３０１ａの電力密度に対する検知部３０１ｂの電力密度が、（通紙領域部の電力密度±１０％）の範囲内に調整されることであり、好ましくは（通紙領域部の電力密度＋１０％）である。通紙領域部３０１ａの電力密度に対する検知部３０１ｂの電力密度を（通紙領域部の電力密度＋１０％）の範囲内に調整することによって、検知部３０１ｂの温度変化が通紙領域部３０１ａに対して同等以上になるので、検知部３０１ｂにおける通電による温度変化から通紙領域部３０１ａの過熱状態を間接検知する際に、より早く通紙領域部３０１ａの過熱状態を検知することができる。
【０１０２】
また、通電によって発熱する抵抗発熱体３０１において、通紙領域部３０１ａと検知部３０１ｂとは、通電による発熱時における昇温速度が同等であるように構成してもよい。これによって、抵抗発熱体３０１が通電されたとき、通紙領域部３０１ａと検知部３０１ｂとの温度変化が同一となり、検知部３０１ｂにおける通電による温度変化から通紙領域部３０１ａの過熱状態を過熱防止素子４０により正確に間接検知することができる。
【０１０３】
ここで、通紙領域部３０１ａと検知部３０１ｂとの昇温速度が同等である構成とは、通紙領域部３０１ａの昇温速度に対する検知部３０１ｂの昇温速度が、（通紙領域部の昇温速度±１０％）の範囲内に調整されることであり、好ましくは（通紙領域部の昇温速度＋１０％）である。通紙領域部３０１ａの昇温速度に対する検知部３０１ｂの昇温速度を、（通紙領域部の昇温速度＋１０％）の範囲内に調整することによって、検知部３０１ｂの温度変化が通紙領域部３０１ａに対して同等以上になるので、検知部３０１ｂにおける通電による温度変化から通紙領域部３０１ａの過熱状態を間接検知する際に、より早く通紙領域部３０１ａの過熱状態を検知することができる。
【０１０４】
また、通電によって発熱する抵抗発熱体３０１において、通紙領域部３０１ａと検知部３０１ｂとは、比熱容量が同等であるように構成してもよい。これによって、抵抗発熱体３０１が通電されたとき、通紙領域部３０１ａと検知部３０１ｂとの温度変化が同一となり、検知部３０１ｂにおける通電による温度変化から通紙領域部３０１ａの過熱状態を過熱防止素子４０により正確に間接検知することができる。
【０１０５】
ここで、通紙領域部３０１ａと検知部３０１ｂとの比熱容量が同等である構成とは、通紙領域部３０１ａの比熱容量に対する検知部３０１ｂの比熱容量が、（通紙領域部の比熱容量±１０％）の範囲内に調整されることであり、好ましくは（通紙領域部の比熱容量＋１０％）である。通紙領域部３０１ａの比熱容量に対する検知部３０１ｂの比熱容量を、（通紙領域部の比熱容量＋１０％）の範囲内に調整することによって、検知部３０１ｂの温度変化が通紙領域部３０１ａに対して同等以上になるので、検知部３０１ｂにおける通電による温度変化から通紙領域部３０１ａの過熱状態を間接検知する際に、より早く通紙領域部３０１ａの過熱状態を検知することができる。
【０１０６】
前述のように、通紙領域部３０１ａと検知部３０１ｂとの温度変化が同一となる、電力密度が同等である構成、昇温速度が同等である構成、比熱容量が同等である構成は、過熱防止素子４０が配設される周囲環境を考慮して、通紙領域部３０１ａに対する検知部３０１ｂの発熱量、電気抵抗値、材質、厚み、面積などを調整することによって実現できる。また、検知部３０１ｂの表面（検知面）に熱伝導性の調整可能（上昇または低下）な材料をコーティング（または貼り付け）して、過熱防止素子４０による検知部３０１ｂの温度検知能力を調整するようにしてもよい。
【０１０７】
また、抵抗発熱体３０１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３０１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３０１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３０１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３０１が通紙領域部３０１ａと検知部３０１ｂとを有しているので、抵抗発熱体３０１が正の抵抗温度特性を有する発熱体であっても、検知部３０１ｂにおける通電による温度変化から通紙領域部３０１ａの過熱状態を正確に間接検知することができる。
【０１０８】
また、抵抗発熱体３０１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３０１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３０１が通紙領域部３０１ａと検知部３０１ｂとを有しているので、抵抗発熱体３０１が負の抵抗温度特性を有する発熱体であっても、検知部３０１ｂにおける通電による温度変化から通紙領域部３０１ａの過熱状態を正確に間接検知することができる。
【０１０９】
また、抵抗発熱体３０１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３０１が通紙領域部３０１ａと検知部３０１ｂとを有しているので、抵抗発熱体３０１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、検知部３０１ｂにおける通電による温度変化から通紙領域部３０１ａの過熱状態を正確に間接検知することができる。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３０１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。
【０１１０】
図６は、複数の抵抗発熱体により形成される発熱層３１０の構成を示す図である。発熱部材２１１が有する発熱層は、通電によって発熱する発熱部分が複数に分割される発熱層３１０のように構成することができる。図６に示す発熱層３１０は、複数の抵抗発熱体３１１，３１２，３１３からなる。各抵抗発熱体３１１，３１２，３１３は、複数回にわたって屈曲を繰り返して、全体として一定の面を形成するようにされている。そして、発熱層３１０は、放熱部材２１０表面の複数領域に対応して、抵抗発熱体３１２の通紙領域部３１２ａからなる第１発熱領域と、抵抗発熱体３１３の通紙領域部３１３ａからなる第２発熱領域と、抵抗発熱体３１１の通紙領域部３１１ａからなる第３発熱領域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発熱領域および第２発熱領域が、放熱部材２１０の長手方向両端部にそれぞれ対応し、第３発熱領域が、放熱部材２１０の長手方向中央部に対応している。
【０１１１】
そして、抵抗発熱体３１２の通紙領域部３１２ａと電気的に並列接続される検知部３１２ｂ、および、抵抗発熱体３１３の通紙領域部３１３ａと電気的に並列接続される検知部３１３ｂは、定着ベルト２５における記録紙３２の非接触領域に対応して発熱部材２１１の軸線方向（長手方向）他端部に設けられている。なお、本実施の形態では、検知部３１２ｂと検知部３１３ｂとは共通である。また、抵抗発熱体３１１の通紙領域部３１１ａと電気的に並列接続される検知部３１１ｂは、定着ベルト２５における記録紙３２の非接触領域に対応して発熱部材２１１の軸線方向（長手方向）一端部に設けられている。そして、抵抗発熱体３１２および抵抗発熱体３１３に共通の検知部３１２ｂ，３１３ｂと、抵抗発熱体３１１の検知部３１１ｂとの近傍には、過熱防止素子４０がそれぞれ設けられている。
【０１１２】
抵抗発熱体３１１は給電端子部２２１ａに接続され、抵抗発熱体３１２および抵抗発熱体３１３は給電端子部２２１ｂに接続されており、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、複数に分割される各発熱部分を構成する各抵抗発熱体３１１，３１２，３１３ごとに通電状態を切り替えることができ、定着ベルト２５と接触する放熱部材２１０の表面における温度分布が所望の温度分布となるように調整することができる。たとえば、異なる大きさ、幅、厚みの記録紙３２を定着ニップ部１５ｃに供給してトナー像３１を定着させる場合などに、異なる記録紙３２のサイズ（大きさ、幅、厚み）に応じて、放熱部材２１０表面における所望の特定領域に対応した抵抗発熱体のみが発熱するように通電状態を切り替えることで、放熱部材２１０の表面が所望の温度分布となるようにすることができる。これによって、定着ベルト２５表面における記録紙３２の非接触部分に対応す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。
【０１１３】
さらに、複数の抵抗発熱体３１１，３１２，３１３は、それぞれ電気的に並列接続される通紙領域部と検知部とを有する。これによって、複数に分割される各発熱部分を構成する各抵抗発熱体３１１，３１２，３１３ごとで、検知部における通電による温度変化から通紙領域部の過熱状態を過熱防止素子４０により正確に間接検知することができる。したがって、各抵抗発熱体３１１，３１２，３１３の通紙領域部が過熱状態となって発煙や焼損に至ってしまうのを防止し、高い安全性を確保することができる。
【０１１４】
発熱部材２１１の発熱層における抵抗発熱体の通紙領域部の構成は、前述の構成に限定されるものではなく、たとえば、以下のように構成されていてもよい。図７〜図１０を用いて具体的に説明するが、以下に示す発熱層の構成は通紙領域部の変形例を示すものであり、その他の構成は前述した発熱層２１２と同様である。
【０１１５】
図７は、発熱層における抵抗発熱体の通紙領域部の分割状態を示す図である。図７（ａ）に示す発熱層３１５では、放熱部材２１０の長手方向に延びる複数の抵抗発熱体に対応する通紙領域部３１５ａが、放熱部材２１０の周方向（短手方向）に相互に間隔をあけて配列されている。そして、給電端子部２２１に電圧が印加されると、複数の通紙領域部３１５ａがそれぞれ個別に発熱する。つまり、発熱層３１５の表面における発熱部分は、個別に発熱する各通紙領域部３１５ａに対応して分割された状態となる。このように個別に発熱する各通紙領域部３１５ａから発生した熱が放熱部材２１０に伝達され、さらに放熱部材２１０から定着ベルト２５に伝達されて定着ベルト２５が加熱される。
【０１１６】
また、図７（ｂ）に示す発熱層３２０では、放熱部材２１０の短手方向に延びる複数の抵抗発熱体に対応する通紙領域部３２０ａが、放熱部材２１０の長手方向に相互に間隔をあけて配列されている。そして、給電端子部２２１に電圧が印加されると、複数の通紙領域部３２０ａがそれぞれ個別に発熱する。
【０１１７】
図８Ａおよび図８Ｂは、通紙領域部の分割状態の他の例を示す図である。図８Ａ（ａ）に示す発熱層３２１は、放熱部材２１０表面の複数領域に対応して、第１発熱領域３２１ａと、第２発熱領域３２１ｂと、第３発熱領域３２１ｃ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３２１の第１発熱領域３２１ａおよび第２発熱領域３２１ｂ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３２１ｃが、放熱部材２１０の長手方向中央部に対応している。
【０１１８】
第１発熱領域３２１ａ内には、放熱部材２１０の長手方向に延びる複数の抵抗発熱体に対応する通紙領域部３２１１ａが放熱部材２１０の短手方向に相互に間隔をあけて配列して設けられ、各通紙領域部３２１１ａの長手方向両端部は一対の給電端子部２２１ｃに接続されている。第２発熱領域３２１ｂ内には、放熱部材２１０の長手方向に延びる複数の抵抗発熱体に対応する通紙領域部３２１１ｂが放熱部材２１０の短手方向に相互に間隔をあけて配列して設けられ、各通紙領域部３２１１ｂの長手方向両端部は一対の給電端子部２２１ｄに接続されている。第３発熱領域３２１ｃ内には、放熱部材２１０の長手方向に延びる複数の抵抗発熱体に対応する通紙領域部３２１１ｃが放熱部材２１０の短手方向に相互に間隔をあけて配列して設けられ、各通紙領域部３２１１ｃの長手方向両端部は一対の給電端子部２２１ｅに接続されている。
【０１１９】
つまり、第１発熱領域３２１ａ内の各通紙領域部３２１１ａと、第２発熱領域３２１ｂ内の各通紙領域部３２１１ｂと、第３発熱領域３２１ｃ内の各通紙領域部３２１１ｃとは、それぞれ異なる給電端子部２２１ｃ，２２１ｄ，２２１ｅ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３２１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３２１ａ，３２１ｂ，３２１ｃごとに通電状態を切り替えて、発熱層３２１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の通紙領域部の局部的な異常昇温を抑制することができる。このように、分割された発熱領域ごとに通電状態を切り替えて加熱副制御し、抵抗発熱体の通紙領域部の局部的な異常昇温を抑制することによって、定着不良、定着画像劣化を防止することができるとともに、抵抗発熱体自身の破損を防止し、消費電力の増大を防止することができる。また、定着ベルト２５表面における加熱の必要な領域に対応して、分割される発熱領域の通電状態を切り替えて、異なる動作モードごとに加熱副制御を行うことができるので、温度リップルや動作モード移行後の急激な温度低下を抑えることができる。
【０１２０】
図８Ａ（ｂ）に示す発熱層３２２は、放熱部材２１０表面の複数領域に対応して、第１発熱領域３２２ａと、第２発熱領域３２２ｂと、第３発熱領域３２２ｃ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３２２の第１発熱領域３２２ａおよび第２発熱領域３２２ｂ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３２２ｃが、放熱部材２１０の長手方向中央部に対応している。
【０１２１】
第１発熱領域３２２ａ内には、放熱部材２１０の短手方向に延びる複数の抵抗発熱体に対応する通紙領域部３２２１ａが放熱部材２１０の長手方向に相互に間隔をあけて配列して設けられ、各通紙領域部３２２１ａの短手方向両端部は一対の給電端子部２２１ｆに接続されている。第２発熱領域３２２ｂ内には、放熱部材２１０の短手方向に延びる複数の抵抗発熱体に対応する通紙領域部３２２１ｂが放熱部材２１０の長手方向に相互に間隔をあけて配列して設けられ、各通紙領域部３２２１ｂの短手方向両端部は一対の給電端子部２２１ｇに接続されている。第３発熱領域３２２ｃ内には、放熱部材２１０の短手方向に延びる複数の抵抗発熱体に対応する通紙領域部３２２１ｃが放熱部材２１０の長手方向に相互に間隔をあけて配列して設けられ、各通紙領域部３２２１ｃの短手方向両端部は一対の給電端子部２２１ｈに接続されている。
【０１２２】
つまり、第１発熱領域３２２ａ内の各通紙領域部３２２１ａと、第２発熱領域３２２ｂ内の各通紙領域部３２２１ｂと、第３発熱領域３２２ｃ内の各通紙領域部３２２１ｃとは、それぞれ異なる給電端子部２２１ｆ，２２１ｇ，２２１ｈ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３２２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３２２ａ，３２２ｂ，３２２ｃごとに通電状態を切り替えて、発熱層３２２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の抵抗発熱体の通紙領域部の局部的な異常昇温を抑制することができる。
【０１２３】
図８Ｂ（ｃ）に示す発熱層３２３は、放熱部材２１０表面の複数領域に対応して、第１発熱領域３２３ａと、第２発熱領域３２３ｂと、第３発熱領域３２３ｃ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３２３の第１発熱領域３２３ａおよび第２発熱領域３２３ｂ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３２３ｃが、放熱部材２１０の長手方向中央部に対応している。
【０１２４】
第１発熱領域３２３ａ内には、放熱部材２１０の長手方向に延びる複数の抵抗発熱体に対応する通紙領域部３２３１ａが放熱部材２１０の短手方向に相互に間隔をあけて配列して設けられ、各通紙領域部３２３１ａの短手方向両端部は一対の給電端子部２２１ｉに接続されている。このとき、端部側の給電端子部２２１ｉは放熱部材２１０の短手方向に延びて形成され、中央側の給電端子部２２１ｉは放熱部材２１０の長手方向に所定の角度で傾斜する方向に延びて形成されている。第２発熱領域３２３ｂ内には、放熱部材２１０の長手方向に延びる複数の抵抗発熱体に対応する通紙領域部３２３１ｂが放熱部材２１０の短手方向に相互に間隔をあけて配列して設けられ、各通紙領域部３２３１ｂの短手方向両端部は一対の給電端子部２２１ｊに接続されている。このとき、端部側の給電端子部２２１ｊは放熱部材２１０の短手方向に延びて形成され、中央側の給電端子部２２１ｊは放熱部材２１０の長手方向に所定の角度で傾斜する方向に延びて形成されている。第３発熱領域３２３ｃ内には、放熱部材２１０の長手方向に延びる複数の抵抗発熱体に対応する通紙領域部３２３１ｃが放熱部材２１０の短手方向に相互に間隔をあけて配列して設けられ、各通紙領域部３２３１ｃの短手方向両端部は一対の給電端子部２２１ｋに接続されている。このとき、給電端子部２２１ｋは、給電端子部２２１ｉおよび給電端子部２２１ｊの中央側端子と平行になるように設けられている。
【０１２５】
つまり、第１発熱領域３２３ａ内の各通紙領域部３２３１ａと、第２発熱領域３２３ｂ内の各通紙領域部３２３１ｂと、第３発熱領域３２３ｃ内の各通紙領域部３２３１ｃとは、それぞれ異なる給電端子部２２１ｉ，２２１ｊ，２２１ｋ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３２３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３２３ａ，３２３ｂ，３２３ｃごとに通電状態を切り替えて、発熱層３２３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の抵抗発熱体の通紙領域部の局部的な異常昇温を抑制することができる。
【０１２６】
図８Ｂ（ｄ）に示す発熱層３２４は、放熱部材２１０表面の複数領域に対応して、第１発熱領域３２４ａと、第２発熱領域３２４ｂと、第３発熱領域３２４ｃとに分割されている。本実施の形態では、放熱部材２１０表面が、長手方向一端側に２つの領域と、残領域との３つの領域に分割されている。そして、発熱層３２４の第１発熱領域３２４ａが放熱部材２１０の残領域に対応し、第２発熱領域３２４ｂが放熱部材２１０の長手方向一端側の２つの領域のうち中央側の領域に対応し、第３発熱領域３２４ｃが放熱部材２１０の長手方向一端側の２つの領域のうち端部側の領域に対応している。
【０１２７】
第１発熱領域３２４ａ内には、放熱部材２１０の長手方向に延びる複数の抵抗発熱体に対応する通紙領域部３２４１ａが放熱部材２１０の短手方向に相互に間隔をあけて配列して設けられ、各通紙領域部３２４１ａの短手方向両端部は一対の給電端子部２２１ｌに接続されている。第２発熱領域３２４ｂ内には、放熱部材２１０の長手方向に延びる複数の抵抗発熱体に対応する通紙領域部３２４１ｂが放熱部材２１０の短手方向に相互に間隔をあけて配列して設けられ、各通紙領域部３２４１ｂの短手方向両端部は一対の給電端子部２２１ｍに接続されている。第３発熱領域３２４ｃ内には、放熱部材２１０の長手方向に延びる複数の抵抗発熱体に対応する通紙領域部３２４１ｃが放熱部材２１０の短手方向に相互に間隔をあけて配列して設けられ、各通紙領域部３２４１ｃの短手方向両端部は一対の給電端子部２２１ｎに接続されている。
【０１２８】
つまり、第１発熱領域３２４ａ内の各通紙領域部３２４１ａと、第２発熱領域３２４ｂ内の各通紙領域部３２４１ｂと、第３発熱領域３２４ｃ内の各通紙領域部３２４１ｃとは、それぞれ異なる給電端子部２２１ｌ，２２１ｍ，２２１ｎ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、発熱層３２４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３２４ａ，３２４ｂ，３２４ｃごとに通電状態を切り替えて、発熱層３２４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することができる。
【０１２９】
以上の実施形態では、複数の抵抗発熱体に対応する通紙領域部が同一層に形成された発熱層の表面における発熱部分の分割状態について説明したが、以下では、図９を用いて、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の表面における発熱部分の分割状態について説明する。
【０１３０】
図９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における通紙領域部の分割状態を示す図である。図９（ａ）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３２５の構成を示し、図９（ｂ）は、発熱層３２５における抵抗発熱体の積層構造を平面視した場合の各抵抗発熱体の通紙領域部の配置状態を示す。
【０１３１】
図９に示す発熱層３２５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３２５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３２５は、急速加熱を行うことができ、さらに、発熱層３２５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。
【０１３２】
発熱層３２５は、放熱部材２１０表面の複数領域に対応して、第１発熱領域３２５ａと、第２発熱領域３２５ｂと、第３発熱領域３２５ｃ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３２５の第１発熱領域３２５ａおよび第２発熱領域３２５ｂ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３２５ｃが、放熱部材２１０の長手方向中央部に対応している。
【０１３３】
発熱層３２５は、第１発熱領域３２５ａと第２発熱領域３２５ｂとは同一層内に形成され、第３発熱領域３２５ｃは別の層に形成された積層構造を有する。第１発熱領域３２５ａ内には、放熱部材２１０の短手方向に波状に延びる抵抗発熱体に対応する通紙領域部３２５１ａが設けられ、通紙領域部３２５１ａの短手方向両端部は一対の給電端子部２２１ｏに接続されている。第２発熱領域３２５ｂ内には、放熱部材２１０の短手方向に波状に延びる抵抗発熱体に対応する通紙領域部３２５１ｂが設けられ、通紙領域部３２５１ｂの短手方向両端部は一対の給電端子部２２１ｐに接続されている。第３発熱領域３２５ｃ内には、放熱部材２１０の短手方向に波状に延びる抵抗発熱体に対応する通紙領域部３２５１ｃが設けられ、通紙領域部３２５１ｃの短手方向両端部は一対の給電端子部２２１ｑに接続されている。
【０１３４】
つまり、第１発熱領域３２５ａ内の通紙領域部３２５１ａと、第２発熱領域３２５ｂ内の通紙領域部３２５１ｂと、第３発熱領域３２５ｃ内の通紙領域部３２５１ｃとは、それぞれ異なる給電端子部２２１ｏ，２２１ｐ，２２１ｑ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３２５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３２５ａ，３２５ｂ，３２５ｃごとに通電状態を切り替えて、発熱層３２５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の抵抗発熱体の通紙領域部の局部的な異常昇温を抑制することができる。
【０１３５】
図１０は、複数の半導体セラミック素子が放熱部材に保持された構造を有する加熱部材の構成を示す図である。
【０１３６】
図１０（ａ）に示す加熱部材３２６は、複数の半導体セラミック素子３２６ａが２つの放熱部材３２６ｂに狭持された構造を有する。各半導体セラミック素子３２６ａは、通電によって発熱する抵抗発熱体である。本実施の形態では、抵抗発熱体における検知部は、各半導体セラミック素子３２６ａと電気的に並列接続されて設けられている。各放熱部材３２６ｂは、湾曲した湾曲部３２６ｃと、湾曲部３２６ｃの周方向一端部から屈曲して形成される屈曲部３２６ｄとを有する。加熱部材３２６では、２つの放熱部材３２６ｂにおける屈曲部３２６ｄ同士で半導体セラミック素子３２６ａを狭持した状態で、２つの放熱部材３２６ｂにおける湾曲部３２６ｃが、全体として半円筒状となるようにされている。そして、全体として半円筒状にされた湾曲部３２６ｃの表面が定着ベルト２５に接触する面となる。各半導体セラミック素子３２６ａは、チタン酸バリウムを主成分とする無機粉末を薄いブロック形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３２６ａ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。
【０１３７】
図１０（ｂ）に示す加熱部材３２７は、複数の半導体セラミック素子３２７ａが放熱部材３２７ｂに嵌め込まれた構造を有する。各半導体セラミック素子３２７ａは、通電によって発熱する抵抗発熱体である。本実施の形態では、抵抗発熱体における検知部は、各半導体セラミック素子３２７ａと電気的に並列接続されて設けられている。放熱部材３２７ｂは、湾曲して半円筒状に形成される湾曲部３２７ｃと、湾曲部３２７ｃの内周面から突出し凹部を有する突出部３２７ｄとを含んで構成される。加熱部材３２７では、放熱部材３２７ｂにおける突出部３２７ｄが有する凹部に各半導体セラミック素子３２７ａが嵌め込まれている。そして、放熱部材３２７ｂにおける湾曲部３２７ｃの外周面が定着ベルト２５に接触する面となる。
【０１３８】
図１１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、通紙領域部と検知部とが電気的に並列接続されて構成される抵抗発熱体からなる発熱層を有す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。
【０１３９】
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、各抵抗発熱体における通紙領域部と検知部との温度変化が同一となる。そのため、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では、検知部における通電による温度変化から通紙領域部の過熱状態を正確に間接検知することができる。したがって、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の少なくともいずれか一方の通紙領域部が過熱状態になるのを過熱防止素子４０により正確に検知して、発煙や焼損に至ってしまうのを防止し、高い安全性を確保することができる。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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３１０を有する発熱部材と、前述した内側固定部材２１８とを含む。
【０１４３】
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、断面径が４０ｍｍで開口部の開口角度が１２５°となるように湾曲させて作製されたものであり、外周面において第１定着ベルト４５４と接触して発熱層３１０で発生した熱を第１定着ベルト４５４に伝達する。
【０１４４】
発熱層３１０は、前述したように、放熱部材２１０の長手方向両端部に対応する第１発熱領域３１０ａおよび第２発熱領域３１０ｂと、放熱部材２１０の長手方向中央部に対応する第３発熱領域３１０ｃ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３１０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３１０は１１００Ｗの発熱量で発熱し、第３発熱領域３１０ｃが６００Ｗ、第１発熱領域３１０ａおよび第２発熱領域３１０ｂがそれぞれ２５０Ｗである。
【０１４５】
内側固定部材２１８は、前述したように、螺旋状に形成される螺旋状部材から構成されており、発熱層３１０の厚み方向一表面側に略線接触して放熱部材２１０に近接する方向に弾発的に押圧し、発熱層３１０の厚み方向他表面側が放熱部材２１０の内側表面に面接触するように、発熱層３１０を有する発熱部材を保持する。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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４５４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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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３１０を有する発熱部材と、前述した内側固定部材２１８とを含む。
【０１５７】
放熱部材２１０は、外周面において第２定着ベルト４６４と接触して発熱層３１０で発生した熱を第２定着ベルト４６４に伝達する。
【０１５８】
発熱層３１０は、前述したように、放熱部材２１０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３１０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３１０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。
【０１５９】
内側固定部材２１８は、前述したように、螺旋状に形成される螺旋状部材から構成されており、発熱層３１０の厚み方向一表面側に略線接触して放熱部材２１０に近接する方向に弾発的に押圧し、発熱層３１０の厚み方向他表面側が放熱部材２１０の内側表面に面接触するように、発熱層３１０を有する発熱部材を保持する。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
図１２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、通紙領域部と検知部とが電気的に並列接続されて構成される抵抗発熱体からなる発熱層を有す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４７０では、第１定着手段４８０が備える各抵抗発熱体が通電されたとき、各抵抗発熱体における通紙領域部と検知部との温度変化が同一となる。そのため、第１定着手段４８０が備える各抵抗発熱体では、検知部における通電による温度変化から通紙領域部の過熱状態を正確に間接検知することができる。したがって、第１定着手段４８０が備える抵抗発熱体の通紙領域部が過熱状態になるのを過熱防止素子４０により正確に検知して、発煙や焼損に至ってしまうのを防止し、高い安全性を確保することができる。また、第１定着手段４８０と第２定着手段４９０とは、加熱方式が異なる定着手段であるが、一方の定着手段のみが過熱状態の検出が困難であったり、検出が遅いという問題が発生することなく、安全に過熱状態を検出することができる。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
図１３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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
加熱手段５４１は、前述した加熱部材２１を有する。加熱手段５４１が有する加熱部材２１は、前述した放熱部材２１０と、発熱層３１０を有する発熱部材と、内側固定部材２１８とを含む。放熱部材２１０は、外周面において定着ベルト５４３と接触して発熱層３１０で発生した熱を定着ベルト５４３に伝達する。発熱層３１０は、前述したように、通紙領域部と検知部とが電気的に並列接続された抵抗発熱体からなる。
【０１８２】
内側固定部材２１８は、前述したように、螺旋状に形成される螺旋状部材から構成されており、発熱層３１０の厚み方向一表面側に略線接触して放熱部材２１０に近接する方向に弾発的に押圧し、発熱層３１０の厚み方向他表面側が放熱部材２１０の内側表面に面接触するように、発熱層３１０を有する発熱部材を保持する。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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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】
【０１９６】
１５，４４０，４７０，５３０  定着装置
１５ａ  定着ローラ
１５ｂ  加圧ローラ
２１，３２６，３２７  加熱部材
２５  定着ベルト
４０  過熱防止素子
１００  画像形成装置
２１０  放熱部材
２１１  発熱部材
２１２，３１０，３１５，３２０，３２１，３２２，３２３，３２４，３２５  発熱層
【図１】
2010276729.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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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