(57)【要約】【課題】定着ベルトに温度斑や座屈破壊が発生することがなく、定着ベルトとニップ形成ユニットとが摺擦することもない定着装置を提供する。【解決手段】可撓性を有する無端状のベルトと、前記ベルトの外側に設けられ、前記ベルトに対向する加圧部材と、前記ベルトの内側に設けられ、前記ベルトと前記加圧部材との間に定着ニップを形成するニップ形成ユニットと、前記ベルトを加熱する熱源と、前記ベルトの温度を検知する温度検知部とを有する定着装置において、前記温度検知部により検知される温度が第一の所定温度に達しない点灯条件で前記熱源が発熱し、前記検知される温度が第二の所定温度に達した時点で前記ベルトの回転を開始する。【選択図】図７
2018092020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する無端状のベルトと、
前記ベルトの外側に設けられ、前記ベルトに対向する加圧部材と、
前記ベルトの内側に設けられ、前記ベルトと前記加圧部材との間に定着ニップを形成するニップ形成ユニットと、
前記ベルトを加熱する熱源と、
前記ベルトの温度を検知する温度検知部と
を有し、前記温度検知部により検知される温度が第一の所定温度に達しない点灯条件で前記熱源が発熱し、前記検知される温度が第二の所定温度に達した時点で前記ベルトの回転を開始することを特徴とする、定着装置。
【請求項２】
前記熱源が、長手方向に異なる配光分布を有する複数の輻射型熱源であり、これら複数の輻射型熱源がそれぞれ、前記ベルトが前記第二の所定温度に達するまで均一な温度になるような点灯条件で制御され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】
前記ニップ形成ユニットが、ニップ形成部材と、該ニップ形成部材の、前記ベルトの内周面に対向する面を覆うように配された熱移動補助部材とを有していて、更に前記ニップ形成部材の、前記熱移動補助部材に対向する面の長手方向両端部に設けられ、前記ベルトの幅方向の端部をそれぞれ加熱する複数の接触伝熱型熱源を備え、前記複数の接触伝熱型熱源の点灯条件が、輻射型熱源である前記熱源の点灯制御開始時での前記ベルトの温度により決定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記輻射型熱源による前記ベルトの第二の所定温度に達するタイミングに合わせて、前記接触伝熱型熱源も前記第二の所定温度に達するように点灯条件を制御されることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記ベルトが複数の回転線速を有し、少なくともリロード温度に達するまでは前記ベルトを低い回転線速で回転させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の定着装置を備える画像形成装置。
【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、ファクシミリ、又はそれらのうちの少なくとも２つの機能を有する複合機などの画像形成装置に対し、近年、省エネルギー化、高速化についての市場要求が強くなってきている。
【０００３】
画像形成装置のなかでも定着装置は消費電力量が多く、省エネルギー化の余地が大きいため、様々な提案がなされており、例えば特許文献１において、低熱容量でフィルム状に薄肉で可撓性を有する無端状のベルトの内部（ループ内）に、ニップ形成ユニットを固定配置させ、ベルトと加圧回転体との間に、ニップ形成ユニットと加圧回転体との当接圧によって定着ニップを形成する定着装置が知られている。
【０００４】
このような構成の定着装置において、様々なサイズの記録材に対応しながら、小サイズ紙を通紙する場合のベルト端部の過昇温を防止するために、ベルトの幅方向（用紙幅方向）で配光分布が異なる複数のハロゲンヒータ（輻射型熱源）をベルト内部に設けると共に、ニップ形成ユニットを構成するニップ形成部材の、ベルトに対向する面を、ベルトの長手方向に熱を移動する熱移動補助部材で覆うことが、特許文献２に開示されている。
【０００５】
薄肉の無端状ベルトを備えた上記構成の定着装置では、該定着ベルトをハロゲンヒータなどの輻射型熱源で直接加熱するため、むやみに加熱すると定着ベルトの、ヒータとの対向箇所は、ヒータによって直接加熱され、急速に温度が上昇する。一方、定着ベルトのヒータと対向していない箇所は、ヒータによって直接加熱されないため温度が相対的に低いままである。このように薄肉のベルトを部分的、局所的に加熱すると、定着ベルトの周方向や長手方向に温度差が発生することがある。このような温度差は定着ベルト周方向の「温度斑」となり、温度差の大きな温度斑が生じてしまうと、定着ベルトの局所的な熱膨張（他の箇所との膨張量の差）によって定着ベルトの表面に歪みが発生するおそれがある。更に、その歪みが定着ベルトの降伏応力を超えると、定着ベルトに座屈破壊（キンク）が生じる場合がある。特にフィルム状の定着ベルトでは、昇温が急であるため、ベルト温度の検知にしたがって加熱制御しても実際のベルト温度が必要以上に上がってしまうおそれがある。そして、定着ベルト表面に歪みが発生すると、良好な定着ニップが形成されず、品質の劣化した画像が形成されてしまうという課題がある。
【０００６】
また上記構成の定着装置では、ベルトが定着ニップで加圧回転体とニップ形成ユニットに挟み込まれて回転し、定着ニップ以外では両端部に配されたフランジにガイドされ、走行するようになっているため、ベルトの安定した走行性の確保も問題である。特に、定着装置の小型化のためにベルトを小径化すると、回転時にニップ形成ユニットの周方向入口及び出口でベルト内周と摺擦して、ベルトの耐久性を低下させる事態が発生する。そして、低温状態で定着ベルトを回転させようとすると定着ニップでの摺擦抵抗が大きく、走行するベルトの軌跡の変動が大きくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、定着ベルトに温度斑や座屈破壊が発生することがなく、定着ベルトとニップ形成ユニットとが摺擦することもない定着装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題は、可撓性を有する無端状のベルトと、前記ベルトの外側に設けられ、前記ベルトに対向する加圧部材と、前記ベルトの内側に設けられ、前記ベルトと前記加圧部材との間に定着ニップを形成するニップ形成ユニットと、前記ベルトを加熱する熱源と、前記ベルトの温度を検知する温度検知部とを有し、前記温度検知部により検知される温度が第一の所定温度に達しない点灯条件で前記熱源が発熱し、前記検知される温度が第二の所定温度に達した時点で前記ベルトの回転を開始する、定着装置によって解決される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、温度斑やキンクを引き起こすほどベルトの周方向や長手方向において温度差を生じない第一の所定温度を目標温度とする点灯条件として熱源を発熱させ、ベルトが第二の所定温度に達した時点でベルト回転を開始するので、ベルトとニップ形成ユニットとが摺擦することもない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】定着装置の一実施形態を示す概略的な断面構成図である。
【図２】ニップ形成ユニットの基本構成を示す斜視図である。
【図３】回転中のベルト軌跡を測定する際のレーザー変位計のレイアウトを概略的に示す図である。
【図４】測定結果から得られたベルト軌跡を示す図である。
【図５】定着ニップ付近の拡大図である。
【図６】定着ベルトのベルト温度とベルト変位量の関係を示すグラフである。
【図７】定着ベルトの加温制御を示すフローチャートである。
【図８】ヒータの点灯率と点灯時間、定着ベルト温度の関係の一例を示したグラフである。
【図９】セラミックヒータの印加電圧による昇温特性の一例を示すグラフである。
【図１０】定着装置の動作開始時の定着ベルトの温度に応じて端部ヒータ昇温を変更する場合の昇温プロフィールの一例を示すグラフであり、図１０ａは定着装置が冷間時から動作開始する場合、図１０ｂは冷間時よりも温度が高い状態から動作開始する場合を示す。
【図１１】ベルト線速が速いとベルト軌道の変位量も相対的に増大することを示すグラフである。
【図１２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る定着装置２０を示す概略的な断面構成図である。定着装置２０は、薄肉で可撓性を有する筒状の定着部材である無端状の定着ベルト２１と、この定着ベルト２１の外周側から当接する加圧部材である加圧ローラ２２とを有している。定着ベルト２１は、その内部（ループ内）に配された複数の定着熱源としてのハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂ（以下、第１ハロゲンヒータ２３Ａ、第２ハロゲンヒータ２３Ｂともいう）の輻射熱によって加熱される。なお、ハロゲンヒータは、主たる熱源である定着熱源としての、輻射型熱源を代表するものである。
【００１２】
更に定着ベルト２１の内部には、定着ベルト２１を介して加圧ローラ２２とで定着ニップＮを形成するニップ形成部材２４と、ニップ形成部材２４を支持するステー部材２５（支持部材）とが配されている。定着ベルト２１の幅方向に渡って配されたニップ形成部材２４が、ステー部材２５によって固定支持されることで、加圧ローラ２２からの圧力によってニップ形成部材２４に撓みが生じることを防止し、加圧ローラ２２の軸方向（長手方向）に渡って均一なニップ幅が得られるようになっている。なお、ニップ形成部材２４は、機械的強度が高く耐熱温度２００℃以上の耐熱性部材、特に耐熱性樹脂、例えばポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、それらをガラス繊維で強化したもので構成されている。これにより、トナー定着温度域で、熱によるニップ形成部材２４の変形を防止し、安定した定着ニップの状態を確保し、出力画質の安定化を図っている。また、ステー部材２５やハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂは、その長手方向両端を、定着装置２０の側板あるいは別途設けられたホルダに固定保持されている。
【００１３】
定着ベルトの長手方向における熱移動を容易にする均熱部材とも称される熱移動補助部材２７が、ニップ形成部材２４の、定着ベルト２１の内周面に対向する面を覆うように配されており、小サイズ紙通紙時に定着ベルト２１の端部領域に熱が留まることを防止して、積極的に定着ベルト２１の幅方向、即ち、熱移動補助部材２７の長手方向に熱を移動させて、長手方向の温度不均一を解消させる。そのため、熱移動補助部材２７は短時間で熱移動が可能となる熱伝導率の高い材料、例えば銅（３９８Ｗ／ｍｋ）やアルミニウム（２３６Ｗ／ｍｋ）などで形成されている。図２の描写では、熱移動補助部材２７の、定着ベルト２１の内周面に対向する面が定着ベルト２１に直接接触する面であり、ニップ形成面となっており、平坦状に形成されているが、凹形状やその他の形状であってもよい。凹形状のニップ形成面であると、記録材たる用紙の先端の排出方向が加圧ローラ寄りになり、分離性が向上してジャムの発生が抑制される。ここで、記録材には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙など）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシートなどが含まれる。
【００１４】
定着ベルト２１の外周側の適切な位置、例えばハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂに対向する位置には、ベルト温度を検知する温度検知部である温度センサ２９Ａ、２９Ｂが設けられており、定着装置２０の用紙搬送方向下流側には、定着ベルト２１から用紙Ｐを分離する分離部材４１が配されている。更に、周知のように、加圧ローラ２２を定着ベルト２１へ加圧する解除可能な加圧手段が設けられている。
【００１５】
低熱容量化を図るため、フィルムのように薄肉で小径化した無端状の定着ベルト２１は、ニッケルやＳＵＳなどの金属材料やポリイミドなどの樹脂材料で形成された内周側の基材と、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などで形成された外周側の離型層によって構成されている。基材と離型層の間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、あるいはフッ素ゴムなどのゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。この弾性層の厚さを１００μｍ程度にすれば、未定着トナーを押し潰して定着させるときに弾性層の弾性変形により、ベルト表面の微小な凹凸を吸収でき、光沢ムラの発生を回避できる。低熱容量化の観点から、定着ベルト２１は、全体として厚さ１ｍｍ以下に、直径２０〜４０ｍｍに設定されている。そして、定着ベルト２１を構成する基材、弾性層、離型層のそれぞれの厚さは、２０〜５０μｍ、１００〜３００μｍ、１０〜５０μｍの範囲に設定されている。更に低熱容量化を図るためには、望ましくは、定着ベルト２１全体の厚さを０．２ｍｍ以下にするのがよく、更に望ましくは、０．１６ｍｍ以下の厚さとするのがよく、直径は３０ｍｍ以下とするのが望ましい。
【００１６】
断面Ｔ字状のステー部材２５は定着ニップＮ側と反対側が起立した起立部２５ａを有しており、主たる熱源としてのハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂが起立部２５ａによって隔てられるように配置されている。ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂは、一方が小サイズ紙に対応した長手方向中央部に発熱部を有するものであり、他方が大サイズ紙に対応して長手方向両端部に発熱部を有するものである。断面Ｔ字状のステー部材２５により２本のハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂを互いに隔てて配置することで、複数のハロゲンヒータを並置する従来の定着装置に比べて、ヒータの相互加熱の問題を回避でき、加熱効率を上げることができる。ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂは、後述する画像形成装置のプリンタ本体に設けられた電源部により出力制御されて発熱するように構成されており、その出力制御は、定着ベルト２１の外周に設けられた温度センサ２９Ａ、２９Ｂによるベルト表面の温度検知結果に基づいて行われる。このようなヒータ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できるようになっている。
【００１７】
また、ステー部材２５とハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂの間には反射部材２８Ａ、２８Ｂが配されている。これにより、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂの定着ベルト２１に対する加熱効率を上げると共に、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂからの輻射熱によりステー部材２５が加熱されることによる無駄なエネルギー消費を抑制できる。反射部材２８Ａ、２８Ｂを備える代わりに、ステー部材２５表面に断熱若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。
【００１８】
加圧ローラ２２は、芯金と、芯金の表面に設けられた発泡性シリコーンゴムやフッ素ゴムなどから成る弾性層と、弾性層の表面に設けられたＰＦＡやＰＴＦＥなどから成る離型層によって構成されている。バネなどの加圧手段により加圧ローラ２２が定着ベルト２１に押し付けられ定着ベルト２１と圧接する箇所では、加圧ローラ２２の弾性層が押し潰されることで、所定幅の定着ニップＮが形成される。加圧ローラ２２は、プリンタ本体に設けられたモータなどの駆動源によって回転駆動する。加圧ローラ２２が回転駆動すると、その駆動力が定着ニップＮで定着ベルト２１に伝達され、定着ベルト２１が従動回転する。定着ベルト２１は定着ニップＮで挟み込まれて回転し、定着ニップＮ以外では両端部に配された側板フランジにガイドされ、走行する。
【００１９】
本実施形態では、加圧ローラ２２を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ２２の内部にハロゲンヒータなどの熱源を配設してもよい。弾性層はソリッドゴムでもよいが、加圧ローラの内部に熱源が無い場合は、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２１の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。
【００２０】
図２は、ニップ形成ユニットの基本構成を示す斜視図である。図２に示すように、ニップ形成ユニットは、ニップ形成部材２４、ステー部材２５、熱移動補助部材２７によって構成される。ニップ形成ユニットでは、ニップ形成部材２４の、定着ニップＮ側と反対側の面が、ステー部材２５の定着ニップＮ側の平面と一体化される。この際、それぞれの面にボスとピンのような凹凸形状を形成させて、これらを形状拘束的に嵌め合わせるようにしてもよい。熱移動補助部材２７は略直方体状のニップ形成部材２４の、定着ベルト２１の内周面に対向する面を覆うように嵌め合わされて一体化される。熱移動補助部材２７とニップ形成部材２４の一体構成は爪などを設けて噛み合わせればよいが、接着などを用いてもよい。
【００２１】
ニップ形成部材２４の長手方向の両端部には、段差部としての凹部２４ａ、２４ｂが形成され、これらの箇所には、主たる熱源（定着熱源）とは別の端部熱源としての端部ヒータ２６ａ、２６ｂが収容され、一体に取り付けられ、最大定形サイズより大きいノビサイズ紙幅の両端部を加熱するのに用いられる。端部ヒータとしては、一般的に、セラミックヒータのような抵抗発熱体である接触伝熱型熱源が用いられる。
【００２２】
熱移動補助部材２７の、定着ベルト２１の内周面に対向する面は、ベルト摺接面２７ａとして構成されるが、機械的強度上、実質的にニップ形成面となるのはニップ形成部材２４の、加圧ローラ２２に対向する面２４ｃである。
【００２３】
このように、本実施形態では、端部ヒータ２６ａ、２６ｂを、定着ニップを形成するために必要なニップ形成部材２４に一体に設ける構成としたので、端部ヒータ２６ａ、２６ｂを定着ベルト２１の内側に省スペースで配置できる。また端部ヒータ２６ａ、２６ｂの、定着ベルト２１の内面に対向する面は、ニップ形成部材２４の、定着ベルト２１に対向する面と同一の高さ（同一平面上）に位置するように構成され、加圧ローラ２２による十分な加圧力が熱移動補助部材２７を介して与えることが可能である。これにより、定着ベルト２１は、端部ヒータ２６ａ、２６ｂと間接的に密着した状態となり、安定したベルト走行ができる。また、定着ベルト２１と端部ヒータ２６ａ、２６ｂは、十分な接触圧で接しており、良好な加熱が維持される。
【００２４】
ところで、本実施形態の定着装置２０では、既述のように、定着ベルト２１が定着ニップＮで挟み込まれて回転し、定着ニップＮ以外では両端部に配された側板フランジにガイドされ、走行するようになっており、定着ベルト２１の温度が変わると、ベルトの走行軌道が変化することが確認された。図３に、回転中のベルト軌跡を測定した際の測定器のレイアウトを概略的に示す。測定器としては、キーエンス製の高速・高精度レーザー変位計L-KG3000を用い、定着ベルトの温度に対するベルト外周の変位量を測定した。レーザー変位計による測定結果から得られたベルト軌跡を図４に示す。図中、２１ａ（実線）は狙いの制御温度で通紙した場合のベルト軌跡であり、２１ｂはベルト温度が低い場合のベルト軌跡、２１ｃはベルト温度が高い場合のベルト軌跡である。ベルト温度が変化しても、定着ニップＮの出口近傍では大きな変位はなく、定着ニップＮを進むうちに定着ニップＮの入口近郷の変位量が吸収されているのが分かった。
【００２５】
図５は、定着ニップＮ付近の拡大図である。狙いの定着温度で通紙した場合のベルト軌跡２１ａでは、定着ベルト内周とニップ形成ユニット（図では熱移動補助部材２７）はニップ幅以外では摺擦しない関係となっている。しかしながら、ベルト温度が低い場合のベルト軌跡２１ｂでは、ベルト温度が低いことでベルト自体の剛性が高くなり、真円に近くなろうとすることから、図５から分かるように、定着ニップＮの入口側では、ベルトの内周がニップ形成ユニットと摺擦する場合がある。
【００２６】
図６は定着ベルトのベルト温度とベルト変位量の関係を示すものである。ここで変位量の「＋（プラス）」側は、図５から分かるように、熱移動補助部材２７側（ベルト内周側）への変位であり、「−（マイナス）」側はベルト外周側への変位である。定着プロセスに実用的な定着ベルトの温度範囲では、ほぼ線形に変位しており、５０deg当たり０．３ｍｍ程度の変位をしていることが分かる。
【００２７】
熱移動補助部材２７表面と定着ベルト２１の内周面の間にはフッ素グリスなどの潤滑剤を介在させて摺動性を向上させているが、ニップ入口などの定着ニップＮ以外の領域では潤滑剤を積極的に保持する機構を有していないため、定着ベルト２１が低温状態で回転すると熱移動補助部材２７と接触して磨耗を発生することとなり、定着装置の寿命を短くする原因となっている。そこで、そのような事態を回避するために、定着ベルト２１の加熱や回転を制御する。定着ベルト２１の内周と熱移動補助部材２７が定着ニップＮ以外の部分で接触することがなければ定着装置の高寿命化が実現可能となる。
【００２８】
まず、本実施形態に係る定着装置の構成では、定着ベルト２１を輻射型熱源であるハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂにより直接加熱するため、むやみに加熱すると定着ベルト２１の、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂとの対向面（内周面）が、ヒータによって部分的に非常に高温となる。これにより、定着ベルト２１の周方向や長手方向（幅方向）に温度差が発生し、このような温度差は定着ベルト周方向の「温度斑」の原因となり、温度差が大きな状態で温度斑が生じると、定着ベルトの局所的な熱膨張量の差によって定着ベルト表面に歪みが発生するおそれがある。更に、その歪みが定着ベルトの降伏応力を超えると、定着ベルトに座屈破壊（キンク）が生じる場合がある。定着ベルト表面に歪みが発生すると、良好な定着ニップが形成されず、品質の劣化した画像を形成することになる。
【００２９】
本実施形態では、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂを低い点灯率で点灯して、「温度斑やキンクを引き起こすほど定着ベルト２１の周方向や長手方向において温度差を生じない温度」（「第一の所定温度」という）以下に制御しながら昇温することで、温度斑や座屈破壊（キンク）の発生を回避することが可能となる。
【００３０】
図７において、定着ベルトが第一の所定温度に達しない点灯条件のもと、低い点灯率でハロゲンヒータ２３Ａ（小サイズ紙）、あるいはハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂ（大サイズ紙）を発熱させて定着ベルト２１を加熱する（ステップ１）。定着ベルト２１が第一の所定温度に近づくまで加温される途上で、「定着ベルト２１の内周と熱移動補助部材２７が定着ニップＮ以外の部分で接触することがない（ベルトの剛度が所定以下になる）」第二の所定温度となる（第二の所定温度＜第一の所定温度）ので、温度センサ２９Ａ、２９Ｂにより検知される温度が第二の所定温度より高いか否かを判断して（ステップ２）、定着ベルト２１が第二の所定温度に到達した後は、定着ベルト２１を所定の回転速度で回転させる（ステップ３）。定着ベルト２１の回転開始後は、より高い点灯率（所定の点灯率）で定着ベルト２１を加熱する（ステップ４）。定着ベルト２１が第一の所定温度に達すれば、作像準備が完了し、あるいはウォームアップ動作が完了したこととなる。
【００３１】
図８は、ヒータの点灯率と点灯時間、定着ベルト温度の関係の一例を示したグラフである。５０［msec］ごとに点灯率１０％で点灯した場合には緩やかな昇温カーブ（実線）を示し、温度斑が発生しないような制御を行うことができる。一方、点灯率を３０％とすると急激な昇温カーブ（点線）となり、温度コントロールが難しくなり、温度斑や座屈破壊（キンク）が発生する可能性がある。そこで、図７のフローでの「低い点灯率での加熱」段階での昇温制御では、非常に低い点灯率を短時間に繰り返す方法が有効である。
【００３２】
なお既述のとおり、定着ベルト２１全体が均一な温度であるほど温度斑や座屈破壊（キンク）が発生し難いので、大サイズ紙を通紙する際、各ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂをそれぞれ低点灯率で点灯するに当たり、それぞれに対応する温度センサ２９Ａ、２９Ｂでベルト温度を検知して、個別に各ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂの点灯率を制御することで、定着ベルト２１全体の温度が均一な状態で第二の所定温度まで昇温することが望ましい。但し、この場合でも温度斑や座屈破壊（キンク）を発生させない第一の所定温度以下で温度制御することが必要である。
【００３３】
また本実施形態では、最大定形サイズより大きいノビサイズ紙幅の両端部を加熱するために接触伝熱型熱源である端部ヒータ２６ａ、２６ｂが設けられている。接触伝熱型熱源であるセラミックヒータは、印加電圧に対してほぼリニアな昇温特性を有しており、ハロゲンヒータのようなオーバーシュートをほとんど生じない。図９に１００［Ｖ］、８０［Ｖ］、６０［Ｖ］をそれぞれ印加した場合のセラミックヒータの昇温特性を示す。発熱量は印加電圧の二乗に比例したものであることが分かる。ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂにより定着ベルトを緩やかに温度上昇させるには図８に示したように低い点灯率を短時間で繰り返す必要があるが、セラミックヒータである端部ヒータ２６ａ、２６ｂは印加電圧で温度上昇率を制御可能である。
【００３４】
そこで、端部ヒータ２６ａ、２６ｂへの印加電圧を決定することで、定着ベルト２１が第二の所定温度に達するタイミングに合わせて端部ヒータ２６ａ、２６ｂを第二の所定温度に到達させることが可能となる。したがって、ノビサイズ紙を定着する場合、第二の所定温度までの昇温時にハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂに加え、端部ヒータ２６ａ、２６ｂも同時点灯することで、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂで加熱し難い、定着ベルト２１の定着ニップＮ近傍、特にベルト端部も、加熱することができ、定着ベルト２１の全周で均一な温度となるように制御が可能である。但し、この場合でも温度斑や座屈破壊（キンク）を発生させない第一の所定温度以下で温度制御することが必要である。
【００３５】
なお、印加電圧に対するセラミックヒータのリニアな昇温特性のため、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂの点灯開始時における温度センサ２９Ａ、２９Ｂによりベルト温度を検知する結果から、端部ヒータ２６ａ、２６ｂに対する最適な印加電圧が推定できる。図１０ａに、定着装置が冷間時から動作開始する場合（したがってハロゲンヒータの点灯制御開始時）の定着ベルトの昇温カーブを、図１０ｂに、通紙後などで冷間時よりも温度が高い状態から定着装置が動作開始する場合の昇温カーブを示す。動作開始時の定着ベルト２１の温度が第二の所定温度以下である場合には端部ヒータ２６ａ、２６ｂも同時点灯することでハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂで加熱し難い、定着ベルト２１の定着ニップＮ近傍も、加熱することができる。ここで、動作開始時のベルト温度に応じて端部ヒータ２６ａ、２６ｂへの印加電圧を決定することにより、決定された電圧を、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂに対向する温度センサ２９Ａ、２９Ｂの検知温度が第二の所定温度に昇温するまで、端部ヒータ２６ａ、２６ｂに印加すれば、定着ベルト２１の全周、全幅を第二の所定温度まで均一に昇温することが可能となる。
【００３６】
既述のように、定着ベルト２１の温度によりベルト軌道が変動するが、図３に示すレーザー変位計のレイアウトで回転中のベルト軌跡を測定する際、ベルトの回転線速が速いとベルト軌道の変位量も相対的に増大することも明らかになった(図１１)。そのため、定着ベルト２１のベルト軌道の変動量を少なくするためには、第二の所定温度に到達した後、リロード温度（定着可能な所定の温度）に達するまでは、ベルト線速を低く設定することも有効である。
【００３７】
なお、本実施形態では複数の温度センサによって定着ベルトの温度が検知されるが、両センサによる検知温度にズレがある場合には、先に第二の所定温度に到達したベルト部分に対応するハロゲンヒータへの印加電圧の点灯率を更に下げるか、オフすることで該ベルト部分の温度を第二の所定温度近傍に保ちながら、他方のハロゲンヒータに対応するベルト部分が第二の所定温度に到達するのを待つ。そして、各温度センサの検知温度がいずれも第二の所定温度になった時点で定着ベルトの回転を開始する。この際、端部ヒータについては、画像形成装置から作像開始の指令が出た時点で、いずれか高いほうの検知温度を基準に印加電圧を制御される。
【００３８】
最後に本発明の一実施形態に係る画像形成装置を説明する。図１２は、上記した定着装置を装着する、本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す模式図である。この画像形成装置１は、カラーレーザープリンタであり、そのプリンタ本体の中央には、中間転写ベルト３０の展張方向に沿って４つの作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが並置して設けられている。各作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容する以外は、同じ構成である。
【００３９】
具体的に、それぞれ画像ステーションを構成する各作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８などを備えている。なお、図１２では、ブラックの作像部４Ｋが備える感光体５、帯電装置６、現像装置７、クリーニング装置８のみに色用符号を付し、その他の作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍにおいては符号を省略している。
【００４０】
作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配設されている。露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて各感光体５の表面へレーザー光を照射するようになっている。
【００４１】
作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、転写体としての中間転写ベルト３０と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ３１と、二次転写手段としての二次転写ローラ３６とを備える。更に、転写装置３は二次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３、テンションローラ３４、及びベルトクリーニング装置３５を備えている。
【００４２】
中間転写ベルト３０は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３及びテンションローラ３４によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ３２が回転駆動することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。
【００４３】
４つの一次転写ローラ３１は、それぞれ、各感光体５との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ３１には、プリンタ本体の電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。
【００４４】
二次転写ローラ３６は、二次転写バックアップローラ３２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６にもプリンタ本体の電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。
【００４５】
ベルトクリーニング装置３５は、中間転写ベルト３０に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を有する。
【００４６】
プリンタ本体の上部には、ボトル収容部２が設けられており、ボトル収容部２には補給用のトナーを収容した４つのトナーボトル２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋと各現像装置７との間には、周知のように補給路が設けられ、この補給路を介して各トナーボトル２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋから各現像装置７へトナーが補給されるようになっている。
【００４７】
一方、プリンタ本体の下部には、記録材としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１１などが設けられている。周知のように、手差し給紙機構が設けられていてもよい。
【００４８】
プリンタ本体内には、用紙Ｐを給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Ｐを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ１２が配設されている。
【００４９】
また、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、既に詳述した定着装置２０が配設され、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着する。更に、定着装置２０よりも搬送路Ｒの用紙搬送方向下流側には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ１４が設けられている。
【００５０】
本実施形態に係るプリンタの基本的動作は次のようである。作像動作が開始されると、各作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋにおける各感光体５が図の時計回りに回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体５の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体５に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体５上に形成された静電潜像に、各現像装置７によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。
【００５１】
また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ３２が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト３０を図の矢印で示す方向に周回走行させる。そして、各一次転写ローラ３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ３１と各感光体５との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
【００５２】
その後、各感光体５の回転に伴い、感光体５上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体５上のトナー画像が中間転写ベルト３０上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト３０の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト３０に転写しきれなかった各感光体５上のトナーは、クリーニング装置８によって除去される。各感光体５の表面は、その後、除電され、表面電位が初期化される。
【００５３】
画像形成装置の下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１０から用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１２によってタイミングを計られ、二次転写ローラ３６と二次転写バックアップローラ３２との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ３６には、中間転写ベルト３０上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。
【００５４】
その後、中間転写ベルト３０の周回走行に伴って、中間転写ベルト３０上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、そのニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト３０上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、このとき用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト３０上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置３５によって除去され、除去されたトナーはプリンタ本体内に置かれた廃トナー収容器へと搬送され、回収される。
【００５５】
その後、用紙Ｐは定着装置２０へと搬送され、定着装置２０によって用紙Ｐ上のトナー画像が当該用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、排紙ローラ１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１４上にストックされる。
【００５６】
以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００５７】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明した。本発明は実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で適宜変更可能である。また、本発明の定着装置を備える画像形成装置としては複写機あるいはプリンタに限らず、ファクシミリや複数の機能を備える複合機であってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１  画像形成装置
２  ボトル収容部
２Ｃ、２Ｋ、２Ｍ、２Ｙ  トナーボトル
３  転写装置
４Ｃ、４Ｋ、４Ｍ、４Ｙ  作像部
５  感光体
６  帯電装置
７  現像装置
８  クリーニング装置
９  露光装置
１０  給紙トレイ
１１  給紙ローラ
１２  レジストローラ
１３  排紙ローラ
１４  排紙トレイ
２０  定着装置
２１  定着ベルト
２２  加圧ローラ
２３Ａ、２３Ｂ  ハロゲンヒータ
２４  ニップ形成部材
２４ａ、２４ｂ  凹部
２４ｃ  面
２５  ステー部材
２５Ａ  第１部材
２５Ｂ  第２部材
２５ａ  起立部
２６ａ、２６ｂ  端部ヒータ
２７  熱移動補助部材
２７ａ  ニップ形成面
２８Ａ、２８Ｂ  反射部材
２９Ａ、２９Ｂ  温度センサ（温度検知部）
３０  中間転写ベルト
３１  一次転写ローラ
３２  二次転写バックアップローラ
３３  クリーニングバックアップローラ
３４  テンションローラ
３５  ベルトクリーニング装置
３６  二次転写ローラ
４１  分離部材
Ｎ  定着ニップ
Ｐ  用紙
α  β  照射角
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５９】
【特許文献１】特開２０１０−３２６３１号公報
【特許文献２】特開２０１６−１４５９６１号公報
【図１】
2018092020.tif 000003
【図２】
2018092020.tif 000004
【図３】
2018092020.tif 000005
【図４】
2018092020.tif 000006
【図５】
2018092020.tif 000007
【図６】
2018092020.tif 000008
【図７】
2018092020.tif 000009
【図８】
2018092020.tif 000010
【図９】
2018092020.tif 000011
【図１０】
2018092020.tif 000012
【図１１】
2018092020.tif 000013
【図１２】
2018092020.tif 000014