(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に走行してトナー像を加熱、溶融するとともに可撓性を有する無端状の定着部材と、
前記定着部材の内周面側に固設され前記定着部材を介して対向する加圧部材に当接してニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記ニップ部を除く位置で定着部材の内周面側に所定距離以下の隙間を有する、または所定圧力以下で接触するように固設された発熱体と、を有する定着装置において、
前記定着部材の幅方向端部側であって、前記発熱体の前記定着部材の内周面に対向する面と反対側の面に当接して配置される第１温度検知手段と、
前記定着部材の幅方向中央側であって、前記定着部材の内周面に当接して配置される第２温度検知手段と、を有し、
かつ、前記発熱体は前記定着部材の幅方向における発熱分布を可変するように設置され、
前記定着部材の非回転時は、前記第１温度検知手段の検知結果に基づいて、
前記定着部材の回転時は、前記第２温度検知手段の検知結果に基づいて前記定着部材の温度制御を行うことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第２温度検知手段の前記定着部材の周方向における当接位置は、前記定着部材の走行方向における前記発熱体から前記ニップ部までの間であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記第１温度検知手段による検知結果としての温度が、所定値以下の時は前記定着部材を非回転状態とし、所定値以上となった時に前記定着部材の回転を開始することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の定着装置。
【請求項４】
前記発熱体は抵抗発熱体であることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記発熱体を、電磁誘導加熱手段により発熱させることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記加圧部材の駆動回転による前記定着部材の従動回転をガイドし、かつ、前記発熱体が固設される支持手段を備えることを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及び該定着装置を備える電子写真方式、静電記録方式等を利用したＦＡＸ、プリンタ、複写機またはそれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。
【０００３】
この定着装置では、対向するローラもしくはベルトもしくはそれらの組み合わせにより構成された定着部材及び加圧部材が当接してニップ部を形成するように配置されており、該ニップ部に記録紙を挟みこみ、熱および圧力を加え、トナー像を記録紙上に定着させる。
【０００４】
このような定着装置として様々な方式のものが提案されており、例えば、内部に熱源を備えた定着ローラの外周に加圧ローラを圧接させ、その状態で両ローラのニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させ、それによって該トナー像を加熱、加圧して定着させるヒートローラ方式や、無端状の定着ベルト（定着回転体）を熱ローラ及び定着ローラで張架し、定着ベルトの外表面から加圧ローラを定着ローラへ押圧させたベルト定着方式などが知られている。
【０００５】
また、定着回転体の内面に摺接する固定部材を有する定着装置が開示されている。例えば、特許文献１には、発熱体としてのセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム（定着フィルム）を挟ませて定着ニップ部を形成させ、定着ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入して、フィルムと一緒に挟持搬送させることで、ニップ部においてセラミックヒータの熱がフィルムを介して被記録材に与えられ、定着ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるフィルム加熱方式の定着装置が開示されている。
【０００６】
特許文献１に記載のフィルム加熱方式の定着装置によれば、セラミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができるとともに、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点がある。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、耐久性及びベルト温度の安定性の面で問題があった。すなわち、熱源であるセラミックヒータとベルト内面の摺動による耐磨耗性が不十分であり、長時間運転すると連続摩擦を繰り返す面が荒れて摩擦抵抗が増大し、ベルトの走行が不安定になる、もしくは、定着装置の駆動トルクが増大する等の現象が生じ、その結果、画像を形成する転写紙のスリップが生じ画像のずれが生じる、または、駆動ギヤに係る応力が増大し、ギヤの破損を引き起こすおそれがあるという問題があった。また、ベルトをニップ部で局所的に加熱しているため、回転するベルトがニップ入り口に戻ってくる際に、ベルト温度は最も冷えた状態になり、特に高速回転を行う場合等に定着不良が出やすいという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２には、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ロールと、加熱定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置されて、エンドレスベルトを加熱定着ロールに圧接させ、エンドレスベルトと加熱定着ロールとの間に記録紙が通過させられるベルトニップを設けると共に、加熱定着ロールの表面を弾性変形させる加圧パッドとを具備してなる加圧ベルト方式の定着装置が開示されている。他に、加圧ベルト方式の定着装置として、特許文献３が開示されている。
【０００９】
特許文献２，３に記載に技術によれば、用紙と加熱定着ロールとの接触面積を広げることで熱伝導効率を向上させ、エネルギー消費を抑制すると同時に小型化を実現することが可能となる。また、特許文献２には、ベルト内面と固定部材の摺動性の問題を改善する手段として、圧力パッドの表層に低摩擦シート（シート状摺動材）としてＰＴＦＥを含浸させたガラス繊維シート（ＰＴＦＥ含浸ガラスクロス）を用いる方法が開示され、この方法によれば、摺動性が向上することが示されている。
【００１０】
しかしながら、特許文献２，３に記載の加圧ベルト方式の定着装置では、定着ローラの熱容量が大きく、昇温が遅いため、ウォームアップにかかる時間が長いという問題があった。
【００１１】
特許文献１〜３の上記課題を解決するものとして、特許文献４〜６に記載の発明が開示されている。特許文献４には、定着ベルトの内部にパイプ状の金属熱伝導体を、定着ベルトの移動をガイドすることが可能に固定し、パイプ状の金属熱伝導体内の熱源により金属熱伝導体を介して定着ベルトを加熱する定着装置の発明が開示されている。
【００１２】
特許文献４に記載の発明によれば、ウォームアップにかかる時間を短縮し、かつ、パイプ状の金属熱伝導体が熱を拡散し、定着ベルト全体に均質な熱を与えることによりベルト全体の温度が安定する定着装置を実現することが可能となる。また、特許文献５には、加熱源として抵抗発熱体を用いること、および特許文献６には、定着部材と抵抗発熱体が微小ギャップ（直径差で０＜δ≦１ｍｍ）で設置されることが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、低熱容量のベルトを定着部材として用いる場合、熱の授受により温度が急激に変化してしまうため、ベルトの温度を均一に制御することが難しいという問題がある。上記特許文献１に記載の技術では、加熱体の温度を検知してベルト温度を制御しているが、加熱体を介する分だけベルト温度変化に対する応答性が悪くなり、ベルト温度を均一に制御することが難しい。また、上記特許文献２，３に記載の技術では、ベルトの外側から温度検知を行っているが、ベルト表面に傷をつけず、また温度検知手段にトナーなどの異物が付着することを防止するためには、非接触センサを用いる必要があるためコストが高くなるという問題がある。
【００１４】
また、特許文献７には、セラミックヒータの温度を検知する温度検知手段が、どのような用紙が通紙される場合でも通紙領域内になる位置である中央部と、大きいサイズの用紙を通紙する場合に通紙領域内になる端部と、に配置された定着装置が開示されている。
【００１５】
しかしながら、特許文献７に記載の技術では、定着部材の温度はセラミックヒータの裏面温度を制御することで間接的に制御されることとなるため、定着部材の温度リップルが大きくなりやすく、定着部材の温度を適正に制御することが難しいという問題があった。
【００１６】
このような定着部材の温度リップルを小さくするには、第一に定着部材の温度を直接検知して制御することが望ましい。また、例えば、回転停止時に、発熱体から離れた箇所を測定していると温度検知が遅くなり過昇温となるおそれがあるので、発熱体の温度を測定することが安全面から重要である。さらに、温度制御したい定着部材の温度を発熱体の温度を制御することで間接的に制御すると、熱伝導の時間遅れが発生し温度リップルが大きくしまうため、発熱体と定着部材の両方の温度を測定することが望ましい。
【００１７】
また、定着部材を加熱する発熱体との接触位置以外で定着部材の温度を検知する場合、定着部材の非回転時に検知遅れが発生する。すなわち、定着部材は熱容量を小さくするため薄肉化されており、このため、周方向の熱伝導は少なく、発熱体との接触位置と接触位置以外で大きな温度差が発生する。よって、定着部材の非回転時の定着部材温度を検知するため、発熱体との接触位置にも温度検知手段を配置することが好ましい。
【００１８】
また、幅方向の小さなサイズの紙が通紙されると、非通紙部のベルト温度が過昇温してしまうため、例えば、中央部加熱用と端部加熱用のように、定着部材の幅方向の発熱分布を可変にするように複数の発熱体を設置することが望ましい。この場合、発熱体の各発熱領域に対応するには、独立に制御できる発熱領域ごとに温度検知手段がないと発熱体の異常を検知できない。
【００１９】
以上より、例えば、上記特許文献７に記載の技術において、幅方向の中央部と端部、周方向で発熱体位置と発熱体以外の位置について、それぞれ温度検知を行うこととすると、温度検知手段が少なくとも４つ必要になり、必要な温度検知手段数が多くなるという問題があった。
【００２０】
そこで本発明は、定着部材の幅方向端部側であって、発熱体の定着部材と接する面と反対側の面に当接して配置される第１温度検知手段と、定着部材の幅方向中央側であって、定着部材の内周面に当接して配置される第２温度検知手段と、を有し、かつ、発熱体は定着部材の幅方向における発熱分布を可変するように設置され、定着部材の非回転時は、第１温度検知手段の検知結果に基づいて、定着部材の回転時は、第２温度検知手段の検知結果に基づいて定着部材の温度制御を行うことにより、必要最低限の接触式の温度検知手段を用いて、温度リップルを低減し、安定した定着品質を供給することができる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
かかる目的を達成するため、請求項１に記載の定着装置は、所定方向に走行してトナー像を加熱、溶融するとともに可撓性を有する無端状の定着部材と、定着部材の内周面側に固設され定着部材を介して対向する加圧部材に当接してニップ部を形成するニップ形成部材と、ニップ部を除く位置で定着部材の内周面側に所定距離以下の隙間を有する、または所定圧力以下で接触するように固設された発熱体と、を有する定着装置において、定着部材の幅方向端部側であって、発熱体の定着部材の内周面に対向する面と反対側の面に当接して配置される第１温度検知手段と、定着部材の幅方向中央側であって、定着部材の内周面に当接して配置される第２温度検知手段と、を有し、かつ、発熱体は定着部材の幅方向における発熱分布を可変するように設置され、定着部材の非回転時は、第１温度検知手段の検知結果に基づいて、定着部材の回転時は、第２温度検知手段の検知結果に基づいて定着部材の温度制御を行うものである。
【００２２】
したがって、定着部材の幅方向における中央部と端部の温度検知手段の取り付け位置を周方向で異ならせて、定着部材と発熱体をそれぞれ温度検知し、かつ、定着部材の回転／非回転の動作状態によりいずれの温度検知手段からの情報に基づいて制御を行うかを変える、すなわち、定着部材が非回転状態のときには、発熱体の温度検知情報を用いて間接的に定着部材の温度を制御し、回転状態のときには、定着部材の温度検知情報を用いて温度制御を行うようにしている。
【００２３】
なお、「周方向」とは、定着部材の回転方向（定着ベルトの長手方向）をいい、「幅方向（軸方向）」とは、定着部材の回転軸方向（定着ベルトの短手方向）をいう。また、幅方向における「中央部」とは、どのようなサイズの用紙が通紙される場合でも通紙領域内になる部分をいい、「端部」とは、大きいサイズの用紙を通紙する場合に通紙領域内になる部分（用紙サイズによっては通紙領域外となる部分）をいう。
【００２４】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、第２温度検知手段の定着部材の周方向における当接位置は、定着部材の走行方向における発熱体からニップ部までの間であるものである。
【００２５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載の定着装置において、第１温度検知手段による検知結果としての温度が、所定値以下の時は定着部材を非回転状態とし、所定値以上となった時に定着部材の回転を開始するものである。
【００２６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３までのいずれかに記載の定着装置において、発熱体は抵抗発熱体であるものである。
【００２７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から４までのいずれかに記載の定着装置において、発熱体を、電磁誘導加熱手段により発熱させるものである。
【００２８】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から５までのいずれかに記載の定着装置において、加圧部材の駆動回転による定着部材の従動回転をガイドし、かつ、発熱体が固設される支持手段を備えるものである。
【００２９】
また、請求項７に記載の画像形成装置は、請求項１から６までのいずれかに記載の定着装置を備えるものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、温度リップルを低減し、安定した定着品質を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る定着装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】中央温度検知センサと端部温度検知センサ、それぞれにより温度制御した場合におけるニップ直前の定着ベルト表面温度プロフィールの一例を示すグラフである。
【図４】電磁誘導加熱手段を有する定着装置の一例を示す概略構成図である。
【図５】定着ベルト内周側に構造体を有する定着装置の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る構成を図１から図５に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００３３】
（画像形成装置）
図１に、本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置の位置実施形態であるカラー複写機の全体概略構成を示す。
【００３４】
図１において、１は画像形成装置としての複写機の装置本体、２は原稿Ｄの画像情報を光学的に読み込む原稿読込部、３は原稿読込部２で読み込んだ画像情報に基づいた露光光Ｌを感光体ドラム５上に照射する露光部、４は感光体ドラム５上にトナー像（画像）を形成する作像部、７は感光体ドラム５上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する転写部、１０はセットされた原稿Ｄを原稿読込部２に搬送する原稿搬送部、１２〜１４は転写紙等の記録媒体Ｐが収納された給紙部、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置、２１は定着装置２０に設置された定着部材としての定着ベルト、３１は定着装置２０に設置された加圧部材としての加圧ローラ、を示す。
【００３５】
この画像形成装置１による、通常の画像形成時の動作について説明する。先ず、原稿Ｄは、原稿搬送部１０の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部２上を通過する。このとき、原稿読込部２では、上方を通過する原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
【００３６】
そして、原稿読込部２で読み取られた光学的な画像情報は、電気信号に変換された後に、露光部３（書込部）に送信される。そして、露光部３からは、その電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、作像部４の感光体ドラム５上に向けて発せられる。
【００３７】
一方、作像部４において、感光体ドラム５は図中の時計方向に回転しており、所定の作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）を経て、感光体ドラム５上に画像情報に対応した画像（トナー像）が形成される。
【００３８】
その後、感光体ドラム５上に形成された画像は、転写部７で、レジストローラにより搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。
【００３９】
一方、転写部７に搬送される記録媒体Ｐは、次のように動作する。先ず、画像形成装置本体１の複数の給紙部１２、１３、１４のうち、１つの給紙部が自動又は手動で選択される（例えば、最上段の給紙部１２が選択されたものとする。）。そして、給紙部１２に収納された記録媒体Ｐの最上方の１枚が、搬送経路Ｋの位置に向けて搬送される。
【００４０】
その後、記録媒体Ｐは、搬送経路Ｋを通過してレジストローラの位置に達する。そして、レジストローラの位置に達した記録媒体Ｐは、感光体ドラム５上に形成された画像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部７に向けて搬送される。
【００４１】
そして、転写工程後の記録媒体Ｐは、転写部７の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置２０に達する。定着装置２０に達した記録媒体Ｐは、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との間に送入されて、定着ベルト２１から受ける熱と双方の部材２１、３１から受ける圧力とによって画像が定着される。画像が定着された記録媒体Ｐは、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との間（ニップ部）から送出された後に、画像形成装置本体１から排出される。こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００４２】
（定着装置の構成）
本発明に係る定着装置は、所定方向に走行してトナー像を加熱、溶融するとともに可撓性を有する無端状の定着部材（定着ベルト２１）と、定着部材の内周面側に固設され定着部材を介して対向する加圧部材（加圧ローラ３１）に当接してニップ部を形成するニップ形成部材（ニップ形成部材２３）と、ニップ部を除く位置で定着部材の内周面側に所定距離以下の隙間を有する、または所定圧力以下で接触するように固設された発熱体（発熱体２５）と、を有する定着装置（定着装置２０）において、定着部材の幅方向端部側であって、発熱体の定着部材と接する面と反対側の面に当接して配置される第１温度検知手段（端部温度検知センサ３７）と、定着部材の幅方向中央側であって、定着部材の内周面に当接して配置される第２温度検知手段（中央温度検知センサ３５）と、を有し、かつ、発熱体は定着部材の幅方向における発熱分布を可変するように設置され（発熱体２５ａ，２５ｂ）、定着部材の非回転時は、第１温度検知手段の検知結果に基づいて、定着部材の回転時は、第２温度検知手段の検知結果に基づいて定着部材の温度制御を行うものである。
【００４３】
以下、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成およびその動作について詳述する。図２は、定着装置２０を示す構成図であって、図２（ａ）は周方向、図２（ｂ）は幅方向から見た概略構成図である。図２に示すように、定着装置２０は、定着部材としての定着ベルト２１、ニップ形成部材２３、補強部材２４、発熱体２５、加圧部材としての加圧ローラ３１、中央温度検知センサ３５、端部温度検知センサ３７等から構成される。 
【００４４】
[定着ベルト]
定着部材としての定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図２中の矢印方向（反時計方向）に回転する。定着ベルト２１は、基材上に弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。また、定着ベルト２１の基材は、例えば、層厚が３０〜５０μｍであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。
【００４５】
また、定着ベルト２１の弾性層は、例えば、層厚が１００〜３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。このように、弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト２１表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。 
【００４６】
定着ベルト２１の離型層は、例えば、層厚が１０〜５０μｍであって、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）等の材料で形成されている。このように、離型層を設けることで、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保される。
【００４７】
なお、本実施形態では、定着ベルト２１の直径が３０ｍｍに設定されている。定着ベルト２１の内部（内周面側）には、発熱体２５、ニップ形成部材２３、補強部材２４、等が固設されている。
【００４８】
[ニップ形成部材]
ニップ形成部材２３は、定着ベルト２１の内周面側に固設されていて、定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に当接してニップ部を形成する。
【００４９】
ニップ形成部材２３は、加圧ローラ３１との対向面が、加圧ローラ３１の曲率に倣うように形成されている。これにより、記録媒体Ｐは加圧ローラ３１の曲率にならうようにニップ部から送出されるために、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１に吸着して分離しない不具合を抑止することができる。なお、ニップ形成部材２３と定着ベルト２１とが摺接しても定着ベルト２１の磨耗が軽減されるように、ニップ形成部２３の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成することが好ましい。
【００５０】
[補強部材]
また、ニップ部におけるニップ形成部材２３の強度を補強する補強部材２４が、定着ベルト２１の内周面側に固設されている。補強部材２４は、幅方向の長さがニップ形成部材２３とほぼ同じに形成されていて、その幅方向両端部が定着装置２０の側板に固定支持されている。そして、補強部材２４がニップ形成部材２３、および定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に当接することで、ニップ部においてニップ形成部材２３が加圧ローラ３１の加圧力を受けて変形する（撓む）不具合を抑止している。
【００５１】
なお、補強部材２４は、上述した機能を満足するために、ステンレスや鉄等の剛性が高い金属材料で形成することが好ましい。さらには、加圧ローラ３１による加圧方向に沿って横長の断面を有するように補強部材２４を形成することで、断面係数が大きくなって補強部材２４の剛性を高めることができる。
【００５２】
[発熱体および温度検知手段]
本実施形態では、発熱体２５として抵抗発熱体を用いている。ここで、発熱体２５は定着ベルト２１の幅方向における発熱分布を、少なくとも２パターン以上、変化させることが可能なものである。
【００５３】
本実施形態では、発熱体２５は定着ベルト２１の幅方向で分割されており、Ａ４Ｔ（縦）サイズ（幅２１０ｍｍ）の通紙範囲で発熱する中央発熱体２５ａとその両外側で発熱する端部発熱体２５ｂにより構成されている。
【００５４】
また、各発熱体２５ａ，２５ｂの幅方向両端には、それぞれ電極５１ａ，５１ｂを介して電源５０ａ，５０ｂが接続されている。このような構成により、各電源５０ａ，５０ｂから各発熱体２５ａ，２５ｂへの給電がおこなわれて、発熱体２５ａ，２５ｂに電流が流れると、発熱体２５ａ，２５ｂ自身の電気抵抗によって発熱体２５ａ，２５ｂが昇温する。
【００５５】
さらに、加熱された発熱体２５ａ，２５ｂにより定着ベルト２１が加熱されることになる。すなわち、定着ベルト２１が発熱体２５ａ，２５ｂによって、ニップ形成部材２３が設けられているニップ部を除く位置で広範囲に加熱されて、加熱された定着ベルト２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像に熱が加えられるものである。
【００５６】
また、第１温度検知手段としての端部温度検知センサ３７は、定着ベルト２１の幅方向端部側であって、発熱体２５の定着ベルト２１と反対側の面（発熱体裏面）に当接されている。さらに、第２温度検知手段としての中央温度検知センサ３５は、定着ベルト２１幅方向中央側であって、発熱体２５の配置位置を除く位置、すなわち、定着ベルト２１の内周面に当接されている。
【００５７】
ここで、中央温度検知センサ３５の周方向の取り付け位置は、図２（ａ）に示すように、定着ベルト２１の走行方向における発熱体２５からニップ部までの間であることが好ましい。このような当接位置とすることにより、定着ベルト２１が発熱体２５から熱を受けてから、ニップ部に到達するまでの間で、温度検知を行うことができるので、ニップ部に到達する定着ベルト２１の温度を高精度に制御することができ、定着品質の安定化を図ることが可能となる。
【００５８】
また、発熱体２５とニップ形成部材２３との間であって、ニップ形成部材２３に近接する位置に配置することにより、定着ベルト２１が回転してニップ部に到達する直前の温度を検知することができるので、トナー像に接触する直前の定着ベルト２１の温度を制御することができる。
【００５９】
このように構成した定着装置２０によれば、端部温度検知センサ３７による検知結果に基いて電源５０ｂの出力制御を行い、中央温度検知センサ３５による検知結果に基いて電源５０ａの出力制御を行うことで、中央発熱体２５ａと端部発熱体２５ｂとは、それぞれ独立に給電制御を行うことができる。また、当該電源５０ａ，５０ｂの出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することが可能となる。
【００６０】
したがって、例えば、図２に示すように、記録媒体Ｐの幅方向の大きさがＡ４Ｔサイズ以下のときは中央発熱体２５ａのみを発熱させ、端部発熱体２５ｂは発熱させずに通紙動作を行うことで、定着ベルト２１非通紙部の過度の温度上昇を防止することができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、中央発熱体２５ａの両側に端部発熱体２５ｂを備えるようにしているが、発熱体２５をさらに細かい範囲に分けて配置して、より多くの発熱分布パターンに変化可能とし、記録媒体Ｐの大きさ等に応じて、最適な発熱分布パターンとなるように、電源の出力制御を行うようにすることも好ましい。
【００６２】
また、発熱体２５の幅方向両端部は、定着装置２０の側板（フレーム）に保持部材（図示せず）を介して固定支持されている。しかしながら、発熱体２５の支持方法は、特に限られるものではなく、後述するように（図５）、パイプ状の構造体等を用いて発熱体２５を支持するようにしても良い。
【００６３】
また、温度検知手段として、発熱体２５が温度によって抵抗が変わる抵抗発熱体を用いた場合には、通常用いられる接触式サーミスタのほかに、発熱体２５に流れる電流を測定することで発熱体２５の温度を推定するようにしても良い。
【００６４】
また、定着ベルト２１と発熱体２５とのギャップδは、例えば、０ｍｍ≦δ≦１ｍｍ以内とすることが好ましい。これにより、発熱体２５と定着ベルト２１とが離れ過ぎて定着ベルト２１の加熱効率が低下する不具合を抑止することができ、かつ、軽接触に保つことで摺動抵抗が大きくなることを防止できる。
【００６５】
また、発熱体２５と定着ベルト２１とが摺接しても定着ベルト２１の磨耗が軽減されるように、発熱体２５の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成することも好ましい。例えば、ギャップが０ｍｍとなる範囲では、発熱体２５と定着ベルト２１の当接圧は０．３ｋｇｆ／ｃｍ２以下に設定すればよい。
【００６６】
[加圧ローラ]
また、加圧部材としての加圧ローラ３１は、直径が３０ｍｍであって、中空構造の芯金３２上に弾性層３３を形成したものである。加圧ローラ３１の弾性層３３は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。加圧ローラ３１は定着ベルト２１に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。また、加圧ローラ３１は図２中の矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。なお、加圧ローラ３１の内部に、ハロゲンヒータ等の熱源を設けることもできる。
【００６７】
なお、本実施形態では、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径と同等になるように形成しているが、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径よりも小さくなるように形成することも好ましい。このようにすることにより、ニップ部における定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ３１の曲率よりも小さくなるために、ニップ部から送出される記録媒体Ｐが定着ベルト２１から分離され易くなる。
【００６８】
（定着装置の制御）
以上説明した定着装置２０の基本動作について説明する。まず、装置本体１の電源スイッチが投入されると、発熱体２５に電力が供給されるとともに、加圧ローラ３１の回転駆動（図２中の矢印方向）が開始される。これにより、加圧ローラ３１との摩擦力によって、定着ベルト２１も従動回転する（図２中の矢印方向）。
【００６９】
その後、給紙部１２〜１４から記録媒体Ｐが給送されて、作像部４にて記録媒体Ｐ上に未定着画像が担持される。こうして未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、図示しないガイド板に案内されながら搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。
【００７０】
そして、発熱体２５によって加熱された定着ベルト２１による加熱と、補強部材２４によって補強されたニップ形成部材２３と加圧ローラ３１との押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着されるものである。
【００７１】
さらに、本実施形態に係る定着装置は、定着装置の制御手段（図示せず）により、以下のような制御が行われるものである。
【００７２】
先ず、定着ベルト２１の非回転時には、中央温度検知センサ３５では定着ベルト２１の加熱部の温度を検知できないため、端部温度検知センサ３７を用いて中央発熱体２５ａおよび端部発熱体２５ｂ双方の電源５０ａ，５０ｂの出力制御を行う。出力制御としては、例えば、端部温度検知センサ３７の検知温度が所定値未満のときはオン、所定値以上のときはオフにするオンオフ制御を行うようにすればよい。なお、定着ベルト２１を非回転状態で加熱する場合としては、例えば、ウォームアップ動作開始時等があげられる。
【００７３】
ここで、ニップ形成部材２３との摺動性能を向上させるため定着ベルト２１の内周面側には、グリス等の潤滑剤が塗布されることも好ましい。このような内周面にグリスが塗布された定着ベルト２１を用いる場合、グリスが少し温まった状態の方が、グリスが軟化して粘度が低くなり、摺動抵抗が小さくなるためトルク異常が発生しない。したがって、定着ベルト２１を非回転状態で、ある程度加熱したのちに回転開始することが好ましい。このようにすることにより、ウォームアップの初期では、非回転状態で加熱を行うことで加圧部材への熱拡散を少なくし、ウォームアップ時間を短縮することができる。
【００７４】
また、定着ベルト２１を、端部温度センサ３７位置を通過してから中央温度検知センサ３５位置までくるのに数秒を要するような極低速（例えば、周速１０〜２０ｍｍ／ｓｅｃ以下）で回転させるような場合も、非回転状態とみなし、同様に、端部温度検知センサ３７で制御を行うことが好ましい。
【００７５】
これに対し、定着ベルト２１の回転時には、中央温度検知センサ３５を用いて中央発熱体２５ａおよび端部発熱体２５ｂ双方の電源５０ａ，５０ｂの出力制御を行う。これにより、定着ベルト２１の温度を直接測定することができ、定着ベルト２１の温度の制御性がよくなり、トナー像に与えられる熱量が安定し、定着品質が安定する。この際、幅方向サイズがＡ４Ｔ以下の通紙の場合には、中央温度検知センサ３５の検知温度にかかわらず、端部発熱体２５ｂへの給電をオフにすればよい。
【００７６】
また、通紙中の端部温度検知手段３７の検知温度が定着ベルト２１の耐熱温度等で決まる所定値以上になった場合には、紙間を広げて生産性を低下させ、定着ベルト２１の更なる温度上昇を防止する制御を行うことも好ましい。
【００７７】
以上説明した、本実施形態に係る定着装置２０によれば、定着ベルト２１の一部のみが局所的に加熱されることなく、発熱体２５によって定着ベルト２１が周方向広範囲にわたって加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト２１が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。すなわち、比較的簡易な構成で効率よく定着ベルト２１を加熱できるために、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化されるとともに、装置の小型化が達成される。
【００７８】
また、中央温度検知センサ３５と端部温度検知センサ３７の２つのセンサの周方向、軸方向取り付け位置をそれぞれ変えることで、定着ベルト２１が回転している時は、定着ベルト２１の温度を直接検知して制御に用い、定着ベルト２１が非回転時は、加熱体２５の温度を検知することで定着ベルト２１の温度を制御し、安全かつ温度リップルを小さくすることができる。
【００７９】
また、トナー像に接触する直前の定着ベルト２１の温度を制御することができることで、安定した定着品質を供給することができる。
【００８０】
また、幅方向の小さなサイズの紙が通紙された場合の端部温度上昇時にも、幅方向端部のセンサ情報を用いて、生産性ダウン等の制御を行うことができる。また、幅方向における中央部と端部に、それぞれ温度検知手段が配置されているため、それぞれ対応する発熱体の断線などの異常の検知も可能となる。
【００８１】
以上のような制御を必要最小限のセンサ個数である２個の温度検知手段でおこなうことができ、装置の簡略化および低コスト化を図ることができる。また、定着ベルト２１の内周面側から温度検知を行うことで、接触式の温度検知手段を用いることを可能とし、低コスト化を図ることができる。
【００８２】
また、定着ベルト２１の加熱源として抵抗発熱体２５を用いているので、比較的低コストで、効率的に定着ベルト２１を加熱することができる。
【００８３】
図３は、Ａ４Ｙ（横）サイズ（幅２９７ｍｍ）の通紙時に、中央温度検知センサ３５で温度制御した場合と端部温度検知センサ３７で温度制御した場合の定着ベルト２１のニップ直前の表面温度プロフィールの一例を示す。発熱体２５を介して定着ベルト２１温度を制御することになる端部温度検知センサ３７で制御した場合には温度リップルが、１５度発生したが、定着ベルト２１を直接温度制御できる中央温度検知センサ３５を温度制御に用いることで温度リップルが８度に低減できることを示している。
【００８４】
（その他の実施形態）
上記の実施形態では、加圧部材として加圧ローラ３１を用いた定着装置を例に説明したが、加圧部材は、加圧ローラに限られるものではなく、例えば、加圧ベルトや加圧パッド等を用いても良い。
【００８５】
また、定着部材として複層構造の定着ベルト２１を用いた定着装置を例に説明したが、定着部材は、定着ベルトに限られるものではなく、例えば、ポリイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、金属等からなる無端状の定着フィルム等を用いても良い。
【００８６】
また、発熱体２５は、所定のキューリー点（抵抗発熱体の抵抗値が急激に変化して、それ以上昇温しなくなる温度）を有するものを用いることも好ましい。この場合において、発熱体２５の温度がキューリー点に達していないとき（通常時）には、発熱体２５に電流が流されると発熱体２５が昇温して、定着ベルト２１（発熱体２５）が所定の温度に昇温される。これに対して、発熱体２５の温度がキューリー点に達したときには、発熱体２５の抵抗値が急激に大きくなって発熱体２５に電流が流れにくくなり、発熱体２５の発熱鈍化にともない定着ベルト２１（発熱体２５）の過昇温が抑止される。これにより、小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても、定着ベルト２１（発熱体２５）の局所的な過昇温が抑止される。なお、発熱体２５のキューリー点は、出力画像上にオフセットが生じない最大温度（例えば、１８０℃）に設定することが好ましい。このように、発熱体２５を幅方向で分割し、かつ、キューリー点を有するものを使用することで、より様々な用紙幅サイズ、生産性に対応することが可能となる。
【００８７】
また、図４に示すように、電源５０による給電に替え、またはこれに併せて、電磁誘導加熱手段としてのＩＨコイル２８を用いて発熱体２５を発熱させるようにすることも好ましい。このようにすることにより、さらに効率よく発熱させることが可能となる。
【００８８】
また、図５に示すように、定着ベルト２１の内周面近傍に発熱体２５を支持する支持手段としてのパイプ状の構造体２９を設けることも好ましい。この場合、中央温度検知センサ３５は、構造体２９におけるセンサ配置位置を一部切り欠いた構成として、定着ベルト２１の裏面に直接当接するように配置すれば良い。なお、端部温度検知センサ３７については、同様に、発熱体２５の裏面に当接するように配置すれば良い。
【００８９】
また、構造体２９を断熱材で形成することが好ましい。これにより、発熱体２５の熱が構造体２９内部へ逃げることを防止し、発熱体２５の熱を効率よく定着ベルト２１に伝えることができるからである。
【００９０】
また、構造体２９は、パイプ状の構造体となって発熱体を支持しているため、発熱体２５自身に強度を持たせる必要が無く、発熱体２５の熱容量を小さくすることが可能となり、昇温を早くすることが可能となる。
【００９１】
また、構造体２９は、軸方向中央部の通紙が行われる領域においては、ニップ形成部材２３が取り付けられるように開口を有し、ニップ形成部材２３は補強部材２４にのみ固定する構成とし、構造体２９には固定させないことが好ましい。これにより、加圧ローラ３１によりニップ形成部材２３が押圧された時にニップ形成部材２３は弾性変形を起こすが、パイプ状構造体２９までもが弾性変形することを防止することができる。
【００９２】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１  画像形成装置（装置本体）
２  原稿読込部
３  露光部
４  作像部
５  感光体ドラム
７  転写部
１０  原稿搬送部
１２〜１４  給紙部
２０  定着装置
２１  定着ベルト（定着部材）
２３  ニップ形成部材
２４  補強部材
２５，２５ａ，２５ｂ  発熱体
２８  ＩＨコイル（電磁誘導加熱手段）
２９  構造体（支持手段）
３１  加圧ローラ（加圧部材）
３２  芯金
３３  弾性層
３５  中央温度検知センサ（第２温度検知手段）
３７  端部温度検知センサ（第１温度検知手段）
５０，５０ａ，５０ｂ  電源
５１，５１ａ，５１ｂ  電極
Ｄ  原稿
Ｋ  搬送経路
Ｌ  露光光
Ｐ  記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９４】
【特許文献１】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献２】特開平８−２６２９０３号公報
【特許文献３】特開平１０−２１３９８４公報
【特許文献４】特開２００７−３３４２０５号公報
【特許文献５】特開２００８−１５８４８２号公報
【特許文献６】特開２００８−２１６９２８号公報
【特許文献７】特開２００２−１８２５２４号公報
【図１】
0005471634.tif 000002
【図３】
0005471634.tif 000003
【図２】
0005471634.tif 000004
【図４】
0005471634.tif 000005
【図５】
0005471634.tif 000006