(57)【要約】      （修正有）【課題】定着部材の安定した走行を維持しながら良好な加熱効率を得ることが可能な定着装置を提供する。【解決手段】可撓性を有し回転可能に支持された無端状の定着部材１４と、定着部材１４に対向する対向部材１６と、定着部材１４の長手方向における通紙領域の少なくとも中央部を加熱する定着熱源２８と、定着部材１４の内部に設けられ、定着部材１４と対向部材１６との間に記録媒体Ｓを挟持して搬送するニップＮを形成するニップ形成部材２２と、定着部材１４の周方向におけるニップＮの範囲内に位置し、定着部材１４の長手方向における端部を加熱する端部熱源２４と、定着部材１４と端部熱源２４とに接触する熱移動補助部材とを有し、熱移動補助部材は端部熱源２４と接触する面の端部熱源２４と接触する接触領域の熱伝導率が端部熱源と接触する面の他の領域である非接触領域の熱伝導率よりも高い定着装置１５０。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有し回転可能に支持された無端状の定着部材と、
前記定着部材の外部に配置され、該定着部材に対向する対向部材と、
前記定着部材の長手方向における通紙領域の少なくとも中央部を加熱する定着熱源と、
前記定着部材の内部に設けられ、前記定着部材と前記対向部材との間に記録媒体を挟持して搬送するニップを形成するニップ形成部材と、
前記定着部材の周方向における前記ニップの範囲内に位置し、前記定着部材の前記長手方向における端部を加熱する端部熱源と、
前記定着部材と前記端部熱源とに接触する熱移動補助部材とを有し、
前記熱移動補助部材は前記端部熱源と接触する面の前記端部熱源と接触する接触領域の熱伝導率が前記端部熱源と接触する面の他の領域である非接触領域の熱伝導率よりも高い定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、
前記非接触領域には凹凸が設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の定着装置において、
前記非接触領域には、該熱移動補助部材及び前記ニップ形成部材よりも熱伝導率の低い被覆部材が設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項３記載の定着装置において、
前記被覆部材の表面粗さは前記非接触領域の表面粗さよりも粗く形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１記載の定着装置において、
前記熱移動補助部材と前記ニップ形成部材との間であって前記非接触領域と対応する部位には、前記熱移動補助部材及び前記ニップ形成部材よりも熱伝導率の低い中間部材が配設されていることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一つに記載の定着装置において、
前記接触領域には、その熱伝導率が前記非接触領域の熱伝導率よりも高い熱伝導部材が設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一つに記載の定着装置において、
前記熱移動補助部材は、前記定着部材と接触する面の前記接触領域と対応する領域である第１の領域の表面粗さが前記定着部材と接触する面の他の領域である第２の領域の表面粗さよりも平滑に形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項７記載の定着装置において、
前記第２の領域には、前記熱移動補助部材と前記定着部材との摺動性を向上させる滑性部材が設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項７または８記載の定着装置において、
前記第２の領域に潤滑剤を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れか一つに記載の定着装置を有す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、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の画像形成装置では様々なサイズの用紙が用いられている。
定着装置のヒータの長さを最大サイズの用紙に対応した長さとすると、小サイズの用紙を通紙した際に非通紙部である端部の温度上昇が大きくなるため、用紙の搬送速度を落として生産性を下げる必要がある。
この問題点に対処すべく、定着ローラの内部に中央部の配光分布が密なハロゲンヒータと端部付近の配光分布が密なハロゲンヒータとを配設し、小サイズの用紙を用いる場合には中央部の配光分布が密なハロゲンヒータのみを点灯させる定着装置が知られている。
【０００３】
また、用紙全体における使用頻度はごく少ないものの、Ａ３サイズよりも一回り大きいＡ３ノビや１３インチといった特殊な大サイズの用紙が使用される場合がある。このような大サイズの用紙に対応した配光分布を有するハロゲンヒータを別途設けようとしても、小型化に基づいた定着ローラの直径サイズが制約されているために困難であるという問題点がある。
【０００４】
そこで、定着温度への立ち上がりが早い薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材の内部にニップ形成ユニットを設け、ベルト部材とこれを加圧する加圧ローラとの間に、ニップ形成ユニットと加圧ローラとの当接圧によってニップを形成する定着装置が知られている（例えば「特許文献１」参照）。この定着装置では、ベルト部材の内部に配光分布が異なる複数のハロゲンヒータが配設され、ベルト部材の長手方向両端部であってベルト部材の回転方向におけるニップ上流側の位置には、大サイズの用紙に対応可能な端部熱源が、ベルト部材の内面または外面に接触する態様で配置されている。この端部熱源を配置することにより、大サイズ専用のハロゲンヒータを追加することなく、簡単な構成で大サイズの用紙にも対応することが可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
「特許文献１」に記載された構成では、ニップ部よりもベルト走行方向上流側の位置において定着ベルトの端部を端部ヒータで加熱しており、定着ベルトは走行時にその端部がばたついて端部ヒータとの接触が不確実であることから、ベルト端部と端部ヒータとを所定の圧接力で圧接させる構成を採用している。このため、ニップ部の他の箇所でも定着ベルトに対して圧力が作用する構成であることから、定着ベルトが走行不良となる虞が高いという問題点がある。
本発明は、上述した問題点を解決し、定着部材の安定した走行を維持しながら良好な加熱効率を得ることが可能な定着装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、可撓性を有し回転可能に支持された無端状の定着部材と、前記定着部材の外部に配置され、該定着部材に対向する対向部材と、前記定着部材の長手方向における通紙領域の少なくとも中央部を加熱する定着熱源と、前記定着部材の内部に設けられ、前記定着部材と前記対向部材との間に記録媒体を挟持して搬送するニップを形成するニップ形成部材と、前記定着部材の周方向における前記ニップの範囲内に位置し、前記定着部材の前記長手方向における端部を加熱する端部熱源と、前記定着部材と前記端部熱源とに接触する熱移動補助部材とを有し、前記熱移動補助部材は前記端部熱源と接触する面の前記端部熱源と接触する接触領域の熱伝導率が前記端部熱源と接触する面の他の領域である非接触領域の熱伝導率よりも高いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、定着部材の安定した走行を維持しながら良好な加熱効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態を適用可能な画像形成装置としてのカラープリンタの概要構成図である。
【図２】ニップ部位の概要断面図である。
【図３】ニップ幅を示すニップ部位の概要断面図である。
【図４】定着ベルトの支持構成を示す要部斜視図である。
【図５】ニップ形成ユニットの分解斜視図である。
【図６】ハロゲンヒータの配光分布と端部ヒータとの位置関係を示す図である。
【図７】ハロゲンヒータの配熱出力を示す図で、（ａ）は従来のハロゲンヒータの端部の温度低下を説明するための図、（ｂ）は本実施形態による効果を示す図である。
【図８】大サイズ用紙対応のハロゲンヒータの配光分布と端部ヒータとの位置関係を示す図である。
【図９】ニップ形成ユニットと定着ベルトとの接触状態を示す要部断面図で、（ａ）は本実施形態の図、（ｂ）は変形例の図である。
【図１０】ニップ形成ユニットと定着ベルトとの接触状態を示す他例の要部断面図である。
【図１１】本実施形態におけるハロゲンヒータと端部ヒータの通電構成を示す図である。
【図１２】図１１の通電構成における通電パターンを示す図である。
【図１３】ハロゲンヒータと端部ヒータの通電構成の変形例を示す図である。
【図１４】図１３の通電構成における通電パターンを示す図である。
【図１５】従来のハロゲンヒータの配光分布とその問題点を説明するための図である。
【図１６】第１の実施形態に用いられる摺動シートを説明する図である。
【図１７】第１の実施形態に用いられる端部ヒータを説明する図である。
【図１８】第１の実施形態に用いられる抵抗発熱体と定着ベルトとの位置関係を説明する図である。
【図１９】第１の実施形態の変形例に用いられるニップ形成ユニットを示す図である。
【図２０】第１の実施形態の他の変形例に用いられるハロゲンヒータと端部ヒータの通電構成を示す図である。
【図２１】第１の実施形態に用いられる金属製の定着ベルトを説明する図である。
【図２２】第２の実施形態に用いられる熱移動補助部材を説明する図である。
【図２３】第３の実施形態に用いられる熱移動補助部材を説明する図である。
【図２４】第４の実施形態に用いられる熱移動補助部材を説明する図である。
【図２５】第５の実施形態に用いられる熱移動補助部材を説明する図である。
【図２６】各実施形態の他の変形例に用いられるニップ形成ユニットを示す図である。
【図２７】各実施形態の他の変形例に用いられるニップ形成ユニットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。
先ず、本実施形態を説明する前に従来の構成及びその問題点について詳細に説明する。
用紙がＢ５等の小サイズの場合は、図１５（ａ）に示すように、中央部の配光分布が密なハロゲンヒータ２８ａのみを点灯し、Ａ３サイズ等の大サイズの場合にはハロゲンヒータ２８ａと、端部付近の配光分布が密なハロゲンヒータ２８ｂとを一緒に、かつ適当なオン・オフ配分で点灯することで様々なサイズの用紙に対応している。
【００１０】
ここで用紙サイズと使用頻度について言及すると、通常使用される用紙は最大Ａ３サイズまでがほとんどであり、Ａ３サイズの用紙は縦方向に通紙される。特に使用頻度が高いＡ４またはＬＴサイズの用紙に関しても生産性を上げるべく横方向に通紙されることが多い。このため定着の加熱幅としては、約３００ｍｍを確保しておけばほとんどの場合、機種によっては９９％以上を網羅することができる。
一方で、用紙全体に対する使用頻度はごく少ないが、Ａ３ノビサイズや１３インチサイズといったＡ３幅よりも大サイズの用紙対応性も要求されている。
【００１１】
ハロゲンヒータによる加熱方式の場合、直径３０ｍｍ程度の定着ローラ内部に小サイズの用紙に対応した複数のヒータを設けるため、ヒータ本数を容易に増やせない。このため、Ａ３幅よりも大サイズの用紙幅に合わせて端部配光分布が密な範囲を長くしたハロゲンヒータを用いざるを得ない。
上述のように、使用頻度で考えると３００ｍｍ幅程度の加熱が圧倒的に多いが、このような加熱幅が必要なときに上記発光幅の長いハロゲンヒータを用いた場合には３３０ｍｍ幅近辺まで加熱されてしまい、差分の消費エネルギが無駄になる。さらには、Ａ３またはＡ４横サイズでの通紙時に３３０ｍｍ幅の端部付近が温度上昇してしまい、これを冷やすために生産性を落としたりファンを設けたりする必要があった。また、反射板を設けた場合には、ヒータ端部が異常に温度上昇するといった不具合も発生していた。
このような問題に対処すべく、特許文献１に記載の定着装置が提案されている。
【００１２】
ハロゲンヒータにて加熱する方式の場合、図７（ａ）に示すように、長手方向におけるヒータの最端部は配熱出力が狙いの配熱量に対して１００％の配熱出力とはならず、端部については熱量の低下により配熱出力が５０％となるところまで台形状に低下するという特有の加熱特性となる。このため、長手方向最端部まで必要十分に加熱するためには、図１５（ｂ）に破線で示すように、端部付近の配光分布が密なハロゲンヒータ２８ｂの発光部長さを用紙幅よりも長くする必要がある。
しかしながら、実際の用紙幅はＡ３であるのに対し、加熱幅はこれよりも広いＡ３’となり、結果として連続通紙した場合に非通紙部の温度上昇を来たすこととなる。この課題解決のために、非通紙部にハロゲンヒータの長くした部分から発光される余分な光を遮光するための部材を設ける対策等も見られるが、連続通紙中に遮光部材の過度の温度上昇が発生する問題がある。
また、非通紙部までハロゲンヒータを発光させなければならないことは、必要以上にエネルギを要していることとなり、省エネルギの観点からも望ましくない。
【００１３】
上述した特許文献１の問題点及びハロゲンヒータ特有の加熱特性に基づく問題を解消できる本発明の一実施形態を説明する。
まず、図１に基づいて、本実施形態に係る画像形成装置の構成の概要を説明する。
画像形成装置１００は、複数の色画像を形成する作像部が中間転写ベルトの移動方向に沿って並置されたタンデム方式のカラープリンタである。
【００１４】
画像形成装置１００は、イエロ（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色に分解された色にそれぞれ対応する像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋを有している。
【００１５】
各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに形成された可視像としてのトナー像は、各感光体ドラムに対向しながら矢印Ａ１方向に移動可能な中間転写体としての中間転写ベルト１１に重ね合わせて１次転写される。その後、記録媒体としての用紙Ｓに対して２次転写工程によりトナー像が一括転写される。各感光体ドラム２０の周囲には、感光体ドラムの回転に従い画像形成処理するための装置が配置されている。
【００１６】
ブラック画像の形成を行う感光体ドラム２０Ｂｋを代表して、画像形成処理するための装置を説明する。
感光体ドラム２０Ｂｋの周囲には、感光体ドラム２０Ｂｋの回転方向に沿って、画像形成処理を行う帯電装置３０Ｂｋ、現像装置４０Ｂｋ、１次転写ローラ１２Ｂｋ及びクリーニング装置５０Ｂｋが順に配置されている。帯電装置３０Ｂｋによる帯電後、感光体ドラム２０Ｂｋの表面に光書込装置８により画像情報に基づく光書き込みが行われ、静電潜像が形成される。静電潜像は現像装置４０Ｂｋによりトナー像として可視化される。
【００１７】
各感光体ドラム２０に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、中間転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写される。上記１次転写は、中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０に対向して配設された１次転写ローラ１２による電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋは、中間転写ベルト１１の移動方向の上流側からこの色順で並んでいる。各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋは、イエロ、シアン、マゼンタ、ブラックの画像をそれぞれ形成するための画像ステーションに備えられている。
【００１８】
画像形成装置１００は、色毎の画像形成処理を行う４つの画像ステーションと、各感光体ドラム２０の上方に対向して配設され、中間転写ベルト１１及び１次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋを備えた中間転写ベルトユニット１０とを有している。
また、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１１に対向して配設され中間転写ベルト１１に従動して連れ回りする２次転写手段としての２次転写ローラ５を有している。また、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１１に対向して配設され中間転写ベルト１１上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置１３を有している。光書込装置８は、４つの画像ステーションの下方に、これらに対向して配設されている。
【００１９】
光書込装置８は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラー及び偏向手段としての回転多面鏡等を装備しており、各感光体ドラム２０に対して色毎に対応した書き込み光Ｌｂを出射して、各感光体ドラム２０に静電潜像を形成する。
図１では、便宜上、ブラック画像の画像ステーションのみを対象として書き込み光に符号Ｌｂを付けているが、その他の画像ステーションにおいても同様である。
【００２０】
画像形成装置１００の下部には、各感光体ドラム２０と中間転写ベルト１１との間に向けて搬送される用紙Ｓを積載した給紙カセットとしてのシート給送装置６１が設けられている。シート給送装置６１から搬送されてきた用紙Ｓは、画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、レジストローラ対４により中間転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間の２次転写部に向けて繰り出される。用紙Ｓの先端がレジストローラ対４に到達したことは、図示しないセンサによって検知される。
【００２１】
トナー像が転写された用紙Ｓは定着装置１５０に送られ、ここで熱と圧力を加えられてトナー像を定着される。定着済みの用紙Ｓは排紙ローラ対７により排紙トレイとしての画像形成装置本体の上面に排出される。
画像形成装置本体の上面の下方には、イエロ、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋが備えられている。
【００２２】
中間転写ベルトユニット１０は、中間転写ベルト１１、１次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋの他に、中間転写ベルト１１が掛け回されている駆動ローラ７２及び従動ローラ７３を有している。従動ローラ７３は、中間転写ベルト１１に対する張力付勢手段としての機能も備えており、このため従動ローラ７３にはバネ等を用いた付勢手段が設けられている。中間転写ベルトユニット１０と、１次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋと、２次転写ローラ５と、中間転写ベルトクリーニング装置１３とで転写装置７１が構成されている。
シート給送装置６１は、最上位の用紙Ｓの上面に当接する給送ローラ３を有しており、給送ローラ３が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の用紙Ｓをレジストローラ対４に向けて給送する。
【００２３】
転写装置７１に装備されている中間転写ベルトクリーニング装置１３は、中間転写ベルト１１に対向及び当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有している。中間転写ベルトクリーニング装置１３は、中間転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取って除去する。中間転写ベルトクリーニング装置１３はまた、中間転写ベルト１１から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための排出手段を有している。
【００２４】
以下に定着装置１５０の構成を詳細に説明する。
図２に示すように、定着装置１５０は、薄肉で可撓性を有する無端状の定着部材としての定着ベルト１４と、定着ベルト１４の外部において定着ベルト１４に対向して配置された対向部材としての加圧ローラ１６とを有している。定着ベルト１４は筒状（円筒状）に形成されている。
定着ベルト１４の内部には、定着ベルト１４と加圧ローラ１６との間に用紙Ｓを挟持して搬送するニップＮを形成するためのニップ形成ユニット１８が設けられている。ニップ形成ユニット１８は、加圧ローラ１６に対向して定着ベルト１４の内側に配置されたニップ形成部材２２と、ニップ形成部材２２の両端部に一体に設けられた端部熱源としての端部ヒータ２４と、ニップ形成部材２２と端部ヒータ２４の定着ベルト１４の内面に対向する面を覆う熱移動補助部材２５と、ニップ形成部材２２を加圧ローラ１６からの加圧力に対抗して保持するステー部材２６とを有している。
【００２５】
ニップ形成部材２２、熱移動補助部材２５及びステー部材２６は、何れも定着ベルト１４の軸方向（以下、「長手方向」という）に延びる長さを有している。熱移動補助部材２５は、端部ヒータ２４の熱が局所的に留まることを防止し、積極的に熱を拡散移動させて端部ヒータ２４の加熱による温度不均一性を低減するために設けられている。このため、熱移動補助部材２５は短時間で熱移動が可能な材料であることが望ましく、熱伝導率の高い銅やアルミニウム、銀といった部材であることが望ましい。コスト、入手性、熱伝導率特性、加工性を総合的に考慮すると、銅を用いることが最も望ましい。
【００２６】
本実施形態では、熱移動補助部材２５の定着ベルト１４の内面に対向する面はニップ形成面となる。熱移動補助部材２５は、図１６に示すように摺動シートとしての低摩擦シート６を介して定着ベルト１４の内面と摺動する。低摩擦シート６にフッ素グリースやシリコーンオイル等の潤滑剤を塗布することで、摺動トルクを低減することができる。低摩擦シート６を設けることなく、熱移動補助部材２５が定着ベルト１４の内面に直に接触する構成としてもよい。
【００２７】
ステー部材２６は、ニップＮ側と反対側が開口されたボックス形状を有し、その内部には定着熱源としてのハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂが配置されている。定着ベルト１４は、ステー部材２６の開口側、換言すればニップＮと反対側において、ハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂにより内面側から輻射熱で直接加熱される。
【００２８】
ハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂによる加熱効率を上げるために、ステー部材２６の内面には、ハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂから放射される光を定着ベルト１４へ反射する板状の反射部材３１が設けられている。反射部材３１は、ハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂからの輻射熱等によりステー部材２６が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギ消費を抑制するために設けられている。反射部材３１を設ける代わりに、ステー部材２６の内面に断熱もしくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることができる。
【００２９】
加圧ローラ１６は、図３に示すように、中空の金属ローラ１６ａにシリコーンのゴム層１６ｂを設けた構成を有している。離型性を得るためにゴム層１６ｂの表面には、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）またはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなる層厚が５〜５０μｍの離型層が設けてある。
加圧ローラ１６は、画像形成装置に設けられたモータ等の駆動源からギヤを介して駆動力が伝達されて回転する。また、加圧ローラ１６はスプリング等により定着ベルト１４側に付勢されており、加圧ローラ１６のゴム層１６ｂが押し潰されて変形することにより、用紙搬送方向に所定のニップ幅Ｎｗが形成される。
【００３０】
加圧ローラ１６は中実のローラであってもよいが、中空の方が熱容量は少なくなる。加圧ローラ１６は内部にハロゲンヒータ等の加熱源を有していてもよい。ゴム層１６ｂはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ内部にヒータがない場合はスポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト１４の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。
【００３１】
定着ベルト１４は、層厚３０〜５０μｍのニッケルやステンレス等の金属ベルトやポリイミド等の樹脂材料を用いた無端ベルトもしくはフィルムである。ベルトの表層はＰＦＡまたはＰＴＦＥ層等の離型層を有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。ベルトの基材とＰＦＡまたはＰＴＦＥ層との間には、他にシリコーンゴムの層等で形成する弾性層があってもよい。シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着するときにベルト表面の微妙な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に含む定着ムラ（光沢ムラ）が残るという不具合が生じる。これを改善するには、シリコーンゴム層を１００μｍ以上設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微妙な凹凸が吸収され定着ムラが改善する。
【００３２】
定着ベルト１４は、加圧ローラ１６の回転により接触摩擦で連れ回り回転する。定着ベルト１４はニップＮで挟み込まれて回転するが、ニップＮ以外では両端部を円筒状のまま保持されており、定着ベルト１４の断面形状は安定的に円形状に維持される。また、図２に示すようにニップＮの用紙搬送方向下流側には、定着ベルト１４から用紙Ｓを分離する分離部材３２が設けられている。
【００３３】
本実施形態では、図２及び図３に示すようにニップＮの形状を平坦状にしているが、加圧ローラ１６側から見て定着ベルト１４側に凸となる形状やその他の形状であってもよい。ニップＮの形状は、定着ベルト１４側が凹む凹形状の方が用紙先端の排出方向が加圧ローラ１６寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。この場合、ニップ形成部材２２の定着ベルト１４に対向する面を凹状とし、熱移動補助部材２５を薄肉としてこれに沿わせるように形成してもよい。
【００３４】
ステー部材２６は、加圧ローラ１６から圧力を受けるニップ形成部材２２の撓みを防止し、長手方向で均一なニップ幅が得られる働きをしている。本実施形態では、加圧ローラ１６を定着ベルト１４側へ押圧してニップＮを形成する構成としたが、ニップ形成ユニット１８を加圧ローラ１６側へ押圧してニップＮを形成する構成としてもよい。
ステー部材２６は、ニップ形成部材２２を支持するために十分な撓み強度を備えており、材質としてはステンレスや鉄といった金属材料、セラミックス等の金属酸化物が用いられる。
【００３５】
図４に示すように、定着ベルト１４はその軸方向における両端側を、側板３４から軸方向に突出する支持部材としてのフランジ３６により回転可能に支持されている。図４では定着ベルト１４の軸方向における一方側の支持構成を示しているが、他方側も同様に構成されている。定着ベルト１４の両端部をガイドするフランジ３６は、定着ベルト１４の内径とほぼ同等の外径を有し、定着ベルト１４の両端から内側に５〜１０ｍｍ入り込む長さを有している。
定着ベルト１４は、フランジ３６によりガイドされることにより、走行中（回転中）においてもその断面形状を円形状に維持される。フランジ３６のニップＮに対応する部分は、ニップ形成ユニット１８を所定の位置に配置するために開口されている。
【００３６】
ステー部材２６は、定着ベルト１４の軸方向全体にわたって延びる長さを有し、両側を側板３４に固定され位置決めされた状態で支持されている。図５に示すように、ステー部材２６の加圧ローラ１６側の側面２６ａには定着ベルト１４の長手方向に延びる２つの突条２６ｂ，２６ｃが形成されている。
熱移動補助部材２５は、直方体状のニップ形成部材２２の定着ベルト１４の内面に対向する面を覆うように嵌合されて一体化され、突条２６ｂ，２６ｃ間に収容されて位置決めされる。熱移動補助部材２５とニップ形成部材２２との一体構成は、接着等の手段により側面２６ａに固定される。
ニップ形成部材２２の長手方向の両端部には、段差部としての凹部２２ａ，２２ｂが形成され、これらには端部ヒータ２４ａ，２４ｂが収容されて接着等の手段により固定されている。
熱移動補助部材２５の加圧ローラ１６に対向する面はニップ形成面２５ａとして機能するが、機械的強度上、実質的にニップ形成面として機能するのはニップ形成部材２２の加圧ローラ１６に対向する接触面２２ｃである。
【００３７】
ここで、端部ヒータ２４ａ，２４ｂについて説明する。本実施形態に用いられる端部ヒータ２４ａ，２４ｂはそれぞれ同じものであり、図１７に端部ヒータ２４ａを代表して示す。
端部ヒータ２４ａは、外形が１０ｍｍ×２０ｍｍ程度のセラミック基材５１に発熱部材である抵抗発熱体５２をパターニングし、その上に薄膜のガラス層による絶縁層５３を積層して構成されている。端部ヒータ２４ａの端部には、電源及びスイッチング素子と接続される端子５４が設けられている。
【００３８】
上述のように、端部ヒータ２４ａ，２４ｂはその一方の面側に抵抗発熱体５２を有しており、抵抗発熱体５２を有する一方の面側が主に発熱して他方の面側にはあまり熱が届かないように構成されている。本実施形態に用いられる端部ヒータ２４ａ，２４ｂは、凹部２２ａ，２２ｂと接する側に抵抗発熱体５２を有しており、その面側にそれぞれ端子５４が設けられている。
端部ヒータ２４ａ，２４ｂは、図１８に示すように、定着ベルト１４と接しない側に抵抗発熱体５２を配置することにより、万が一絶縁層５３が破損しても供給される電力が定着ベルト１４に到達しないように構成されている。特に定着ベルト１４が後述のように金属で構成されている場合には、定着ベルト内の金属を通じて画像形成装置内の他の部品、一例として公知の定着ベルトに対する接触サーミスタに悪影響が及ぶ可能性が高まる。従って、定着ベルト１４と抵抗発熱体５２との沿面距離確保のために、上述した構成がより好適となる。
【００３９】
図６に示すように、ハロゲンヒータ２８ａは定着ベルト１４の長手方向における中央部の配光分布が密なＢ５等の小サイズ用紙対応のハロゲンヒータである。ハロゲンヒータ２８ｂは、長手方向における両端部の配光分布が密なＡ３サイズ等の用紙に対応したハロゲンヒータである。用紙Ｓが小サイズのときはハロゲンヒータ２８ａのみが点灯され、長手方向端部の非通紙部が無駄に加熱されることや、連続通紙による端部の過昇温が防止される。
端部ヒータ２４ａ，２４ｂは、長手方向における加熱範囲の少なくとも一部がハロゲンヒータ２８ｂの加熱範囲の同方向における端部と重なるように配置されている。換言すれば、端部ヒータ２４ａ，２４ｂは、ハロゲンヒータ２８ｂの用紙幅の最端部に対応する位置の配熱出力の低下を補完するように配置されている。
【００４０】
この構成によれば、図７（ｂ）にハッチングで示すように、ハロゲンヒータ２８ｂの配熱出力の低下部分が端部ヒータ２４ａ，２４ｂの加熱で補完される。端部ヒータ２４ａ，２４ｂは、ハロゲンヒータ２８ｂの最端部における配熱出力の低下部分を補完するためのヒータであるため、その長さは２０ｍｍ程度の小型なヒータで済む。
本実施形態の構成によれば、定着ベルト１４の周方向におけるニップの範囲内で、長手方向の両端部ないし端部近傍に端部ヒータ２４ａ，２４ｂを追加するという簡単な構成の付加によって、ハロゲンヒータ特有の加熱特性に基づく端部の温度低下問題を解消することができる。
なお、端部ヒータ２４ａ，２４ｂにおいてもハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂと同様に長手方向端部において配熱出力の低下が発生する。このため、ハロゲンヒータ２８ｂと端部ヒータ２４ａ，２４ｂとの境界部で配熱出力の落ち込みが発生すると、特にノビサイズ紙等の定型サイズよりも幅が広い用紙の端部で定着不良が発生する虞があるため、ハロゲンヒータ２８ｂ及び端部ヒータ２４ａ，２４ｂの配熱出力が１００％となる端部同士を長手方向の境界位置とすることが望ましい。
【００４１】
定着ベルト１４や加圧ローラ１６がまだ十分に温まっていないようなウォームアップ直後の連続通紙における最初のある程度の時間といった場合には、ハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂ及び端部ヒータ２４ａ，２４ｂにそれぞれ通電する。
定着ベルト１４及び加圧ローラ１６が十分温まり、ハロゲンヒータ特有の加熱特性に基づく端部の温度低下が減少してきた場合には、ハロゲンヒータ２８ａ及び２８ｂあるいはハロゲンヒータ２８ａのみに通電を行い、端部ヒータ２４ａ，２４ｂには通電しない。これにより、非通紙部における端部温度上昇現象を最小限にすることができ、必要以上に定着ベルトを加熱することがないので効率的で省エネルギ化を実現できる。
本実施形態によれば、図１５（ｂ）で示した、発光部長さを用紙幅よりも長くしたハロゲンヒータ２８ｂを用いることによる無駄なエネルギ消費を防止することができる。
【００４２】
図８に示すように、端部ヒータ２４ａ，２４ｂの長手方向の幅を長手方向外側に向かって大きくすれば、ハロゲンヒータ特有の加熱特性に基づく端部の温度低下を抑制できるとともに、Ａ３Ｎサイズや１３ＩＮサイズ等の大サイズ紙にまで対応でき、用紙対応性が向上する。Ａ３サイズの幅やＡ４サイズを横向きにしたＡ４横の幅と、Ａ３Ｎ（ノビ）サイズ（３２９ｍｍ）及び１３ＩＮ（インチ）サイズ（３３０ｍｍ）との差は３２〜３３ｍｍである。
従って、定着ベルト１４の長手方向両端部のみを加熱する方式の場合、上記の半分である１６〜１６．５ｍｍの幅だけ端部を加熱できれば、Ａ３サイズからＡ３Ｎサイズ等へ用紙対応幅が広がる。換言すれば、ハロゲンヒータ２８ｂの端部における配光分布が密でない部分や温度低下が起こる部分を部分的に加熱できれば、ハロゲンヒータ２８ｂの発光幅を延ばしたのと同等の機能が得られ、Ａ３Ｎサイズ等の大サイズの用紙にも対応可能となる。
【００４３】
Ａ３Ｎサイズや１３ＩＮサイズ等の大サイズの用紙を通紙する場合には、ハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂ及び端部ヒータ２４ａ，２４ｂに通電する。Ａ３サイズ以下の用紙を通紙する場合には、ハロゲンヒータ２８ａ及び２８ｂ、あるいはハロゲンヒータ２８ａのみ通電し、端部ヒータ２４ａ，２４ｂには通電しない。ハロゲンヒータ２８ｂをＡ３Ｎサイズ等の大サイズの用紙に対応可能な加熱構成とすると、大サイズの用紙を通紙しない場合にもその部分を加熱することになって無駄なエネルギを消費することになる。
本実施形態の構成によれば、ニップ領域において定着ベルト１４の両端部ないし両端近傍に対応する位置に端部ヒータ２４ａ，２４ｂを追加するという簡単な構成の付加によって上記問題を解消することができる。
【００４４】
端部ヒータ２４ａ，２４ｂはごく狭い局所的な部分を加熱するヒータのため温度制御が難しく、加熱する定着ベルト１４の長手方向の温度均一化が困難である。すなわち、端部ヒータ２４ａ，２４ｂを単に設けるだけではその部分だけが局所的に昇温し、定着ベルト１４の長手方向の温度均一性が確保できずに定着むらが生じる可能性がある。
そこで、定着ベルト１４全体の温度均一性を確保すべく、伝熱性の良好な熱移動補助部材２５が設けられている。端部ヒータ２４ａ，２４ｂで生じた熱は熱移動補助部材２５を介して定着ベルト１４の全体にわたって移動し、これにより定着ベルト１４全体の温度均一化（温度勾配の均し）が促進される。熱移動補助部材２５の伝熱性は、ハロゲンヒータ特有の加熱特性に基づく端部の温度低下の抑制にも寄与する。
【００４５】
図９（ａ）に示すように、定着ベルト１４の内面に対向する端部ヒータ２４ａ，２４ｂの面と、定着ベルト１４の内面に対向するニップ形成部材２２の接触面２２ｃとは、定着ベルト１４の内面に当接する方向である矢印Ｆ方向（加圧ローラ１６に対する抗力方向）の高さが同一となっている。換言すれば、端部ヒータ２４ａ，２４ｂの定着ベルト１４の内面に対向する面は、ニップ形成部材２２の定着ベルト１４の内面に対向する接触面２２ｃの長手方向の延長面としてなり、同一平面上に位置する。
定着ベルト１４の内面に対向する端部ヒータ２４ａ，２４ｂの面は熱移動補助部材２５に密着しているため、端部ヒータ２４ａ，２４ｂの熱は熱移動補助部材２５により全体的に移動する。熱移動補助部材２５の高熱伝導率の効果により、端部ヒータ２４ａ，２４ｂの加熱幅よりも定着ベルト１４の内面を幅広かつ滑らかなに加熱することができる。この構成により、局所的に加熱しすぎることなく広範囲にわたって緩やかに加熱することができ、温度制御を簡単に行うことができる。
【００４６】
本実施形態では、ニップ形成部材２２に形成する端部熱源の収容凹部の形状を軸方向の端部が開放された形状としたが、図９（ｂ）に示すように、四方が囲まれた形状としてもよい。さらに、軸方向の前後が塞がれて軸方向と直交する両側が開放された構成としてもよい。
【００４７】
図１０に示すように、熱移動補助部材２５は必ずしも長手方向全体にわたる長さとする必要はなく、端部ヒータ２４ａ，２４ｂの定着ベルト１４の内面に対向する面を個別に覆い、かつ、その近傍に延びる大きさとしてもよい。
定着ベルト１４の内面に対向するニップ形成部材２２の接触面２２ｃと熱移動補助部材２５の定着ベルト１４の内面に対向する面２５ａとは、矢印Ｆ方向の高さが同一となるように構成されている。
【００４８】
この場合、定着ベルト１４の内面に対向するニップ形成部材２２の接触面２２ｃと熱移動補助部材２５の定着ベルト１４の内面に対向する面２５ａとは共にニップ形成面としてなり、平滑であることが望ましい。
定着ベルト１４の内面に接触するこれらの面は、摺動性を高めるために摩擦係数を低減するような施しを行うことが望ましく、例えばＰＦＡ、ＰＴＦＥといったフッ素系の塗装やコーティングを施すことが望ましい。
【００４９】
本実施形態では、端部ヒータ２４ａ，２４ｂを、ニップを形成するために必要なニップ形成部材２２に一体に設ける構成としたので、端部ヒータ２４ａ，２４ｂを定着ベルト１４の内側に省スペースで配置できる。
【００５０】
定着ベルト１４の内面に対向する端部ヒータ２４ａ，２４ｂの面と定着ベルト１４に対向するニップ形成部材２２の接触面２２ｃとは同一高さ（同一平面上）に位置するので、加圧ローラ１６による充分な加圧力が熱移動補助部材２５を介して定着ベルト１４と端部ヒータ２４ａ，２４ｂとの間に加えられる。これにより、定着ベルト１４と端部ヒータ２４ａ，２４ｂとが間接的に密着した状態でのベルト走行を実現でき、伝熱性の向上によって端部ヒータ２４ａ，２４ｂによる良好な加熱効率を維持できる。
また、端部ヒータ２４ａ，２４ｂによる定着ベルト１４に対する加熱部位がニップ領域内に存在するので、特許文献１のようにニップとは異なる部位で加熱することによる未転写トナーの再溶融の問題も生じない。
【００５１】
また、伝熱性を向上させるために端部ヒータ２４ａ，２４ｂと定着ベルト１４とを密着させるための付勢手段を加圧ローラ１６が兼ねる構成であるので、端部ヒータ２４ａ，２４ｂのみを加圧する構成が不要となり、特許文献１の構成に比べて構成が簡易となる。
換言すれば、ニップを形成するための加圧力を利用して端部ヒータ２４ａ、２４ｂと定着ベルト１４とを密着させるようにしているので、特許文献１のような構成における走行性と伝熱不良とのトレードオフの問題も生じない。
【００５２】
本実施形態における端部ヒータ２４ａ，２４ｂはＰＴＣ特性を有していてもよい。ＰＴＣ特性を有していれば、設定温度以上で抵抗値が増加するため設定温度以上に上がることがない。これにより、燃焼やベルト破損の虞がなく安全な定着装置を実現できる。
また本実施形態では、端部ヒータ２４ａ，２４ｂを定着ベルト１４の内方に設ける構成としたので、定着ベルト１４の回転を妨げることなく内側からベルト端部を加熱することができる。
さらに、端部ヒータ２４ａ，２４ｂの定着ベルト１４の内面に接触する部分を別な滑らかな材料で構成すれば、摺動抵抗を低く抑えることができベルト走行を安定に保つことができる。端部ヒータ２４ａ，２４ｂについては、長手方向における両端１対の配置構成にとどまらず、例えば様々な用紙サイズに応じて複数対あってもよい。
端部ヒータ２４ａ，２４ｂはハロゲンヒータ２８ｂよりもさらに軸方向外側に設けてもよい。このような場合にはより多くの紙サイズに対応することができ、また高精度に加熱することが可能となり、より望ましい。
【００５３】
上述の構成によれば、定着ベルト１４の内部に設けられたニップ形成ユニット１８がニップ形成部材２２と定着ベルト１４の長手方向における通紙領域の少なくとも中央部を加熱するハロゲンヒータ２８ａ，２６ｂとを有し、ニップ形成部材２２が定着ベルト１４の長手方向端部の内面を加熱する端部ヒータ２４ａ，２４ｂを有している。
この構成により、定着ベルト１４が圧力を受けるニップＮに端部ヒータ２４ａ，２４ｂが設けられていることから定着ベルト１４が圧力を受ける箇所を１箇所とすることができ、定着ベルトが走行不良となる虞を低減することが可能なニップ形成ユニットを提供することができる。これにより良好な画像形成動作を継続して行うことが可能な定着装置、及び画像形成装置を提供することができる。
【００５４】
端部ヒータ２４ａ，２４ｂとしてＰＴＣ特性を有するヒータを用いた場合には、通常、ハロゲンヒータを用いた場合に比べ昇温時間が長くかかる。このため、端部ヒータ２４ａ，２４ｂとハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂを一緒のタイミングで加熱すると中央部側の内側だけ先に加熱されてしまい、無駄なエネルギを消費することになる。また、通紙により熱が奪われると、ＰＴＣの特性上、目標温度に復帰するための加熱時間が端部ヒータ２４ａ，２４ｂはハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂよりも長くかかる。
【００５５】
このため、端部ヒータ２４ａ，２４ｂの加熱サイクルに合わせて生産性を落として対応することで、中央部と端部で温度バラツキのない加熱制御を行うことができる。すなわち、定着ベルト１４の両端部ないし両端近傍を加熱する端部ヒータ２４ａ、２４ｂを使用するときは、端部の温度上昇に合わせてその他の通常サイズ紙に対応したハロゲンヒータ２８ａ、２８ｂを加熱制御する。
これにより、端部ヒータ２４ａ、２４ｂの発熱量が低い場合、通常サイズ紙に対応したヒータ加熱部のみ先に昇温されてしまい、必要以上にエネルギが消費されることを防ぐことができる。
また、端部ヒータを使用するサイズの用紙を搬送する場合の搬送速度を、それ以外のサイズの用紙の搬送速度よりも遅くする。このようにして使用頻度の低い大サイズの用紙の生産性を落とすことで、両端部の加熱ヒータ（端部ヒータ２４ａ，２４ｂ）を簡略化ないし低コスト化でき、効率的となる。
【００５６】
本実施形態では、定着熱源としてのハロゲンヒータを二本有する構成を示したが、これに限定される趣旨ではなく、小サイズ紙対応のための三本以上のハロゲンヒータを有する構成でも構わない。端部ヒータ２４ａ，２４ｂは、ハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂを制御するために検知した温度に基づいて加熱制御するようにしてもよい。このようにすれば、端部ヒータ２４ａ，２４ｂの専用の温度検知手段を必要としないため、コストダウンとなる。
【００５７】
図１９は、ニップ形成ユニットの変形例を示している。
ニップ形成ユニット６３は、ニップ形成部材２２と、端部ヒータ２４ａ，２４ｂと、ニップ形成部材２２を加圧ローラ１６からの加圧力に対抗して保持するステー部材６４とを有している。ステー部材６４は、ニップ形成部材２２を受けるべくステー部材２６と同様に構成された受け部６４ａと、ほぼ三角形の断面形状を呈した脚部６４ｂとを一体的に有している。
脚部６４ｂと定着ベルト１４との間には、輻射熱により定着ベルト１４をその内面側から直接加熱する定着熱源としてのハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂが配置されている。ハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂによる加熱効率を上げるため、ハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂから放射される光を定着ベルト１４へ反射する円弧形状の板材からなる反射部材６５が、脚部６４ｂとハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂとの間に設けられている。
【００５８】
上述のニップ形成ユニット６３をニップ形成ユニット１８に代えて用いても、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、反射部材６５を設ける代わりに、脚部６４ｂの外面に断熱もしくは鏡面処理を行ってもよい。この場合は、反射部材６５を設ける場合に比して加熱効率が若干低下することとなる。
【００５９】
図２６、図２７は、ニップ形成ユニットの他の変形例を示している。
ニップ形成ユニット１７は、ニップ形成部材２２と、端部ヒータ２４ａ，２４ｂと、ニップ形成部材２２を加圧ローラ１６からの加圧力に対抗して保持するステー部材１９とを有している。ステー部材１９は、断面がそれぞれほぼＬ字形状を呈する第１部材１９Ａと第２部材１９Ｂとから構成されている。
第１部材１９Ａ及び第２部材１９Ｂは各ハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂを仕切っており、それぞれニップ形成部材２２に固定されている。第１部材１９Ａ及び第２部材１９Ｂはハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂの長手方向に直線的に延在しており、ステー部材１９の断面はほぼＴ字形状に形成されている。
【００６０】
このように２本のハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂをステー部材１９で挟み互いに異なる領域に配置したことにより、従来の構成のようにハロゲンヒータ転倒時において互いのガラス管を加熱することがないため、加熱効率が低下しない。
また、各ハロゲンヒータ２８とステー部材１９との間に反射部材２１を備え、各ハロゲンヒータ２８からの輻射熱等によりステー部材１９が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギ消費を抑制することができる。反射部材２１に代えて、ステー部材１９の表面に断熱または鏡面処理を行っても、同様の作用効果を得ることができる。
【００６１】
ここで、金属製の定着ベルトについて説明する。図２、図１６、図１８、図１９に示した定着ベルト１４は、その外周面に接する加圧ローラ１６の回転に従動回転して熱源からの熱をニップＮに向けて搬送する。このような構成の定着装置では定着ベルト１４に掛かる負荷が大きく、ポリイミド等の樹脂材料では強度が不足する場合がある。このため、強度に優れたステンレス、ニッケル、アルミニウム、銅等の金属材料が定着ベルト１４の基材材料として用いられる場合が多い。
【００６２】
図２１にモデル的に示すように、金属材料を含む基材４６を用い、その外周面に弾性層４７を、さらにその外周面に離型層４８を周知の方法によって形成し、本実施形態で示した定着ベルト１４を構成することができる。ここで基材４６に求められる性能としては、定着ベルト１４を構成した際の耐久性、柔軟性、及び定着温度での使用に耐え得る耐熱性が挙げられ、弾性層４７、離型層４８もこれ等の性能を満足するように形成する。
さらに、定着ベルト１４の基材４６としては、ステンレスよりもニッケルの方が適している。これは、強度が高く、耐久性にも優れ、また電鋳プロセスにより無端状ベルトの製造が容易であるためである。
【００６３】
上述したハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂと端部ヒータ２４との電気的接続構成を図１１ないし図１４に示す。
用紙をセンター基準で搬送する場合、端部ヒータ２４ａ，２４ｂは常に同時に通電するので、図１１に示すように、端部ヒータ２４ａ，２４ｂは電源４４に直列に電気接続されている。このような接続構成とすることで、端部ヒータ２４ａ，２４ｂを個別にオン・オフする構成に比べて電気制御が簡単になる。また、片側の端部ヒータが故障したときとき、両者の電気接続を同時に絶つことができて安全性を確保できる。
ハロゲンヒータ２８ａはスイッチＳＷ１により、ハロゲンヒータ２８ｂはスイッチＳＷ２により、端部ヒータ２４ａ，２４ｂはスイッチＳＷ３により通電をオン・オフされる。
【００６４】
小サイズの用紙を通紙する場合には、図１２（ａ）に示すようにハロゲンヒータ２８ａのみが通電される。Ａ３サイズの用紙を通紙する場合には、図１２（ｂ）に示すようにハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂが共に通電される。Ａ３サイズより大きいサイズの用紙を通紙する場合には、図１２（ｃ）に示すようにハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂ及び端部ヒータ２４ａ，２４ｂが同時に通電される。
【００６５】
ニップ部の反対側を加熱する非ニップ部の熱源としてのハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂと、端部ヒータ２４ａ，２４ｂとを独立に加熱制御することで、長手方向の最端部の温度制御をより高精度に行うことができる。また、非通紙部の温度上昇も回避することが可能となる。
【００６６】
端部ヒータ２４ａ，２４ｂによる加熱は、Ａ３サイズより大きいサイズの用紙を通紙する場合であり、そのときは両端部を加熱するハロゲンヒータ２８ｂが同時に点灯される。従って、図１３に示すように、ハロゲンヒータ２８ｂを端部ヒータ２４ａ，２４ｂと直列に繋ぐ配線を施し、スイッチＳＷ１，ＳＷ４によって経路を切り換えながら電力供給を制御しても同様の効果を発揮することができる。このようにすれば制御装置をさらに簡素化することができる。
ここでは、ハロゲンヒータ２８ｂと端部ヒータ２４ａ，２４ｂとは温度特性が異なるので、経路の切り換えで両者の温度を調整している。
【００６７】
小サイズの用紙を通紙する場合には、図１４（ａ）に示すようにハロゲンヒータ２８ａのみが通電される。この場合、ＳＷ４はハロゲンヒータ２８ｂと端部ヒータ２４ａ，２４ｂのいずれの端子にも接触しない位置に設定される。Ａ３サイズの用紙を通紙する場合には、図１４（ｂ）に示すようにハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂが共に通電される。Ａ３サイズより大きいサイズの用紙を通紙する場合には、図１４（ｃ）に示すようにハロゲンヒータ２８ａ，２８ｂ及び端部ヒータ２４ａ，２４ｂが同時に通電される。
図１１、図１３において、ハロゲンヒータ２８ｂと端部ヒータ２４とを直列に繋ぐ配線を例示したが、大サイズの用紙のときはハロゲンヒータ２８aも同時に点灯しているので、ハロゲンヒータ２８aと端部ヒータ２４とを直列に繋ぐ配線でも同様の効果を発揮できる。
【００６８】
図２０は、上記実施形態の他の変形例に用いられるハロゲンヒータ２８と端部ヒータ２４の電気的接続構成を示す回路図である。
図２０に示した構成では、端部ヒータ２４ａと端部ヒータ２４ｂとは並列に接続されている。このため、スイッチＳＷ３がオフの場合、端部ヒータ２４ａ，２４ｂにはマイナス電極のみが接続されているので電流は流れない。スイッチＳＷ３をオンに切り替えると端部ヒータ２４ａ，２４ｂにはプラス電極がそれぞれ接続され、電源４４からの電力が端部ヒータ２４ａ，２４ｂにそれぞれ供給されて端部ヒータ２４ａ，２４ｂが発熱する。
このような構成とすれば、一方の端部ヒータがショートした場合には、図示しないヒューズを加えることによって過電流による熱暴走を阻止することができ、安全性を向上することができる。
【００６９】
上述した構成において、熱移動補助部材２５は定着ベルト１４の内側から加熱された定着ベルト１４内の長手方向において生じた温度ムラを接触熱伝達により解消させることを目的としている。上述した構成のように、定着ベルト１４の内側に熱源２４，２８が設けられ、ニップＮ以外の箇所で定着ベルト１４の内面を直接加熱する構成の場合、熱移動補助部材２５における定着ベルト１４の内面と接触する箇所は良好な熱伝達性を確保する必要がある。
【００７０】
一方、熱移動補助部材２５における定着ベルト１４の内面と接触する側とは反対側の面は、ニップ形成部材２２の樹脂パッドやステーに接触している。定着ベルト１４の内部から熱移動補助部材２５に伝達された熱は、長手方向に伝達させることが目的であって反対側の面に熱が逃げることは効率が悪い。これにより、定着ベルト１４（ひいては用紙）が暖められず熱損失となってＴＥＣ値が高くなる等の悪影響を及ぼしてしまう。上述より、熱移動補助部材２５が定着ベルト１４の内面と接触する側とは反対側の面は、熱伝達がしにくいようにニップ形成部材２２に接触させる必要がある。
【００７１】
また、ニップＮの範囲内に位置して用紙の両端部を加熱する端部ヒータ２４を設ける場合、端部ヒータ２４と熱移動補助部材２５との界面（上述した反対側の面の接触に相当）は熱伝達が行われ易いように接触させる必要がある。
このような問題点を解決すべく、定着ベルト１４の内部から熱移動補助部材２５に伝達された熱をニップ形成部材２２の樹脂パッドやステー等の反対側の面に逃がすことなく長手方向に伝達させつつ、端部ヒータ２４から熱伝達し易く省エネ効果が高い熱伝達補助部材を、本発明の第２の実施形態として以下に説明する。
【００７２】
第１の実施形態で示したように、熱移動補助部材は銅やアルミニウム等の熱伝導率の高い材質を用い、ハロゲンヒータ２８及び端部ヒータ２４の熱が局所的に留まることを防止し、積極的に熱を長手方向に移動させることにより長手方向における温度の不均一性を低減している。しかし、熱移動補助部材と定着ベルトの内面とは摺動しており、金属材料をそのまま定着ベルトの内面と摺擦させると摩擦係数が大きく、ユニットトルクが上昇するといった問題点がある。このため、熱移動補助部材における定着ベルトとの対向面は平滑であることが望ましく、さらに摺動性を高めるために摩擦係数を低減させることが望ましい。
【００７３】
図２２は、本発明の第２の実施形態に用いられる熱移動補助部材を示している。同図において熱移動補助部材２５に代えて用いられる熱移動補助部材８０は、端部熱源２４と接触する面である裏面８０ａのうち、端部ヒータ２４ａ，２４ｂが接触する箇所である接触領域８０ｂの熱伝導率が、裏面８０ａの他の領域である非接触領域８０ｃよりも熱伝導率が高くなるように形成されている。
具体的には、接触領域８０ｂを非接触領域８０ｃよりも熱伝導率の高い他の材質で作成し、接触領域８０ｂと非接触領域８０ｃとを一体化して熱移動補助部材８０を形成する。
この構成により、端部ヒータ２４と接触する接触領域８０ｂからの熱が伝わり易く、非接触領域８０ｃは定着ベルト１４から伝達された熱がニップ形成部材２２側に逃げることを防止できるので、長手方向に熱を拡散させることで用紙を効率的に暖めることができ、熱効率がよく省エネ性に優れた定着装置を提供することができる。
【００７４】
図２３は、本発明の第３の実施形態に用いられる熱移動補助部材８１を示している。この熱移動補助部材８１は、端部熱源２４と接触する面である裏面８１ａのうち、端部ヒータ２４ａ，２４ｂが接触する箇所である接触領域８１ｂの熱伝導率が、裏面８０ａの他の領域である非接触領域８１ｃよりも熱伝導率が高くなるように形成されている。また、非接触領域８１ｃは、その表面粗さがＲａ５μｍ以上となるように表面加工（例えばエンボス加工やサンドブラスト加工）が施されており、実質的に凹凸が設けられている。
この構成により、形成された凹凸により非接触領域８１ｃとニップ形成部材２２との接触部に空隙を増加させることができ、空気層は熱伝導率が低いことから定着ベルト１４から伝達された熱がニップ形成部材２２に逃げることを防止でき、熱効率がよく省エネ性に優れた定着装置を提供することができる。また、非接触領域８１ｃに表面加工を施すだけで簡単に熱伝導率を変化させることができ、熱移動補助部材８１を簡単に作製することができる。
【００７５】
第３の実施形態の変形例として、非接触領域８１ｃに代えて、例えばＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系材料のようなニップ形成部材２２及び熱移動補助部材８１よりも熱伝導率が低い材質で非接触領域を構成、例えばコーティングすることにより、第３の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、このような熱伝導率が低い材質で構成された非接触領域の表面粗さをＲａ５μｍ以上となるように構成することにより、材質と粗さとの相乗効果によって非接触領域におけるより一層大きな熱伝導率の低下を期待でき、さらに熱効率がよく省エネ性に優れた定着装置を提供することができる。
【００７６】
図２４は、本発明の第４の実施形態に用いられる熱移動補助部材８２を示している。この熱移動補助部材８２は、端部熱源２４と接触する面である裏面８２ａのうち、端部ヒータ２４ａ，２４ｂが接触する箇所である接触領域８２ｂを除いた裏面８０ａの他の領域である非接触領域に、ニップ形成部材２２及び熱移動補助部材８１よりも熱伝導率が低くて薄い、例えばアルミナ板、セラミック板、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系耐熱樹脂シート等からなる板材からなる中間部材８２ｃを有している。また、ニップ形成部材２２側には、中間部材８２ｃが嵌入可能な凹部が形成されている。
この構成により、中間部材８２ｃによって定着ベルト１４から伝達された熱がニップ形成部材２２側に逃げることを防止できるので、第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７７】
第２ないし第４の実施形態において、各接触領域８０ｂ、８１ｂ、８２ｂに、端部ヒータ２４ａ，２４ｂとの密着性を向上させ、さらに各非接触領域よりも熱伝導率が高く、熱伝達性及び流動性が良好な熱伝導部材としての塗布部材１５を塗布してもよい。塗布部材１５としては、例えば伝熱グリースが挙げられる。
この構成により、端部ヒータ２４ａ，２４ｂの熱を熱移動補助部材８０，８１，８２に効率よく伝達することができ、効果的な加熱効果、すなわち無駄な熱のない省エネ性能を得ることができる。
【００７８】
図２５は、本発明の第５の実施形態に用いられる熱移動補助部材８３を示している。この熱移動補助部材８３は、定着ベルト１４と接触する面である表面８３ａのうち、第２ないし第４の実施形態で示した端部ヒータ２４ａ，２４ｂが接触する箇所である接触領域と対応する領域である第１の領域８３ｂの表面粗さが、第２ないし第４の実施形態で示した非接触領域と対応する第２の領域８３ｃの表面粗さよりも平滑となるように構成されている。具体的には、第１の領域８３ｂの表面粗さがＲａ０．５μｍ以下、第２の領域８３ｃの表面粗さがＲａ０．５〜５μｍとなるように構成されている。各領域８３ｂ，８３ｃは、フッ素系樹脂の塗装やコーティングを長手方向にわたって粗さを変えて施工されることにより形成されている。
【００７９】
この構成により、熱移動補助部材８３の端部と走行する定着ベルト１４との密着性が向上し、両者間の空隙が減少することにより端部ヒータ２４からの熱を定着ベルト１４に効率よく伝達することができ、上述した効果的な加熱効果を得ることができる。また、両端部以外の摺動面を適度な粗さとすることにより、定着ベルト１４と熱移動補助部材８３との摺動抵抗を低減することができ、定着ベルト１４の駆動性及び耐久性を向上することができる。
【００８０】
第５の実施形態の変形例として、第２の領域８３ｃに熱移動補助部材８３と定着ベルト１４との摺動性を向上させる滑性部材を設けてもよい。滑性部材としては、ＰＦＡやＰＴＦＥのようなフッ素系樹脂の塗装やコーティングが挙げられ、この滑性部材により熱移動補助部材８３と定着ベルト１４の内面との摺動を良好に維持することができ、定着ベルト１４の駆動性及び耐久性をさらに向上することができる。
【００８１】
第５の実施形態及びその変形例のさらに他の変形例として、第２の領域８３ｃに潤滑剤を塗布してもよい。潤滑剤としてはフッ素グリースやシリコーンオイル等が挙げられこれにより摺動トルクを低減することができ、定着ベルト１４の駆動性及び耐久性をより一層向上することができる。
熱移動補助部材の定着ベルト１４との接触点と定着ベルト１４を移動させたときの潤滑剤通過量について評価すると、熱移動補助部材の表面粗さは粗い方が潤滑剤の通過量が多く、圧力が高くなればなるほど通過量が減少する。結果として、接触点における表面粗さを粗く、圧力を低くすることにより潤滑剤のニップ内流入量が増大して低トルクを維持することができる。接触点における表面粗さは、粗すぎると定着ベルト１４との摩擦係数である摺動トルクが増加するので、具体的にはＲａ０．５〜５μｍ程度が望ましい。
【００８２】
上述した実施形態では、画像が形成される被記録媒体として用紙Ｓを示したが用紙Ｓとは記録紙には限定されず、厚紙、ハガキ、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ等も含まれる。また用紙以外の記録媒体として、ＯＨＰシート、ＯＨＰフィルム、樹脂フィルム等、シート状を呈し画像形成可能な物質であればどのようなものを用いてもよい。
【００８３】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８４】
１４  定着部材（定着ベルト）
１５  熱伝導部材（塗布部材）
１６  対向部材（加圧ローラ）
２２  ニップ形成部材
２４ａ，２４ｂ  端部熱源（端部ヒータ）
２５，８０，８１，８２，８３  熱移動補助部材
２８ａ，２８ｂ  定着熱源（ハロゲンヒータ）
８０ａ，８１ａ，８２ａ  端部熱源と接触する面（裏面）
８０ｂ，８１ｂ，８２ｂ  接触領域
８０ｃ，８１ｃ  非接触領域
８２ｃ  中間部材
８３ａ  定着部材と接触する面（表面）
８３ｂ  第１の領域
８３ｃ  第２の領域
１００  画像形成装置
１５０  定着装置
Ｓ  記録媒体（用紙）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８５】
【特許文献１】特開２０１４−１７８３７０号公報
【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７】
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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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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