(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有し回転する無端ベルト状の定着部材と、
前記定着部材の外周側で前記定着部材を押圧可能に配置される加圧部材と、
前記定着部材の内周側に配置され、前記定着部材と接触する面が平面状に形成されていて、前記加圧部材の押圧により前記定着部材を介して該加圧部材と当接し平面状の定着ニップ部を形成して記録媒体を搬送する当接部材と、
前記定着部材の内周側に配置され、前記当接部材を前記加圧部材の押圧方向に対して保持する保持部材と、
前記定着部材を加熱する加熱手段と、
前記定着部材の両端部に配置され、前記定着部材の内周面に直接または間接的に摺接して前記定着部材の形状を維持する形状維持手段と、
を備え、
前記形状維持手段は、前記定着ニップ部の搬送方向下流側に第１のフラット面部を有し、
さらに、前記形状維持手段は、前記定着部材の前記定着ニップ部に対応する部分を平面状に形状維持するよう第２のフラット面部を有し、かつ、前記第２のフラット面部よりも搬送方向上流側部分では、前記定着部材が前記定着ニップ部に一致して一平面となるよう前記フラット面部が搬送方向上流側に延びており、前記定着部材の前記定着ニップ部の下流端では、前記定着部材が該定着ニップ部の下流端以外の部分の曲率半径よりも小さい曲率半径を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加圧部材は、断面方向における搬送方向と垂直方向の第１の中心軸を有し、
前記形状維持手段は、前記第２のフラット面部の上流側で前記定着部材と略同一半径の円弧を備え、断面方向における搬送方向と垂直方向であって、前記円弧の円弧軸を通る第２の軸を有し、
前記定着部材の前記第１の中心軸より搬送方向上流側の前記定着ニップ部の直前の領域までを昇温させる領域として前記加熱手段を設け、前記第２の軸より搬送方向下流側に前記保持部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記加熱手段は、輻射熱を発するハロゲンヒータによって構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着部材の内周側に配置され、該定着部材の回転を支持するパイプ形状の回転支持部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記定着部材の内周面が黒色であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記加熱手段は、前記定着部材と摺接する面状の発熱部材である面状発熱体と、前記面状発熱体を前記定着部材に押し当てる押し当て部材と、前記面状発熱体が前記定着部材に密着するよう前記押し当て部材を加圧する加圧部材と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
【請求項７】
前記加熱手段は、前記定着部材の軸方向中央部分を加熱する中央部加熱部と、前記定着部材の軸方向端部を加熱する端部加熱部とを有し、
前記中央部加熱部の温度を検出する中央部温度検出部と、前記端部加熱部の温度を検出する端部温度検出部とを有し、
前記中央部温度検出部および前記端部温度検出部は、前記中央部加熱部および端部加熱部がそれぞれ最も発熱する箇所に配置されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
前記定着部材は、前記形状維持手段と摺動する部分にコーティングを施したことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の定着装置。
【請求項９】
前記定着部材は、前記面状発熱体と摺動する部分にコーティングを施したことを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか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、無端ベルトの定着部材を有する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】
従来から、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、像担特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（用紙、記録媒体ともいう) 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て前述したトナー像を記録紙上に定着することを行っている。
【０００４】
前記定着装置の一例を挙げると、複数のローラ部材に張架された定着ベルトを定着部材として用いる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。) 。このような定着ベルトを用いた装置は、定着部材としての定着ベルト（無端状ベルト) 、定着ベルトを張架・支持する複数のローラ部材、複数のローラ部材のうち１つのローラ部材に内設されたヒータ、加圧ローラ（加圧部材) 等で構成されている。ヒータは、ローラ部材を介して定着ベルトを加熱する。そして、定着ベルトと加圧ローラとの間に形成されたニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される（ベルト定着方式) 。
【０００５】
また、上述した画像形成装置に用いられる定着装置において、回転体である定着部材の内面に摺接する固定部材を有している定着装置がある。
例えば、特許文献２では、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、前記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、また、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。このフィルム加熱方式の定着装置は、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。
【０００６】
また、特許文献３ 、４では、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ロールと、前記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（加圧ベルト) と、前記エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置されて、前記エンドレスベルトを前記加熱定着ロールに圧接させ、前記エンドレスベルトと前記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、前記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画像定着装置が提案されている。この定着方式によれば、下の加圧部材をベルトにし、用紙とロールの接触面積を広げることで熱伝導効率を大幅に向上させ、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っている。
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１記載の定着装置は、定着ローラを用いた装置に比べて装置の高速化に適しているものの、ウォームアップ時間（プリント可能な温度に達するまでに要する時間である。) やファーストプリント時間（プリント要求を受けた後にプリント準備を経てプリント動作を行い排紙が完了するまでの時間である。) の短縮化に限界があった。
【０００８】
これに対して、特許文献２記載の定着装置は、低熱容量化によりウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化が可能になるとともに、装置の小型化も可能になる。しかし、特許文献２記載の定着装置では、耐久性の問題と、ベルト温度安定性の問題があった。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という不具合が発生した（課題１) 。
また、フィルム加熱方式の定着装置では、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と) 定着不良が出やすいという問題があった（課題２) 。
【０００９】
一方、特許文献３では、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、ベルト内面と固定部材の摺動性の問題を改善する手段が開示されている。しかし、このような加圧ベルト方式の定着装置（特許文献３、４) 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（課題３) 。
【００１０】
以上のような課題１〜３に対して、特許文献５、６では、無端状の定着ベルトの内周側に配置される略パイプ状の対向部材（金属熱伝導体) と、前記対向部材の内周側に配置され該対向部材を加熱するセラミックヒータ等の抵抗発熱体とを設けることにより、定着ベルト全体を温めることを可能にし、ウォームアップ時間やファーストプリント時間を短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することのできる定着装置が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献５、６記載の定着装置において、定着部材の内周面に対向するように配置された金属熱伝導体が略真円形状であるため、その内部にハロゲンヒータ等の熱源を設けると、定着部材の円周長が大きくなってしまう。このため、定着装置が大型化するばかりか、定着装置全体の熱容量も大きくなるので消費電力も大きくなるといった問題があった。また、さらに消費電力を低減させるためにハロゲンヒータより熱効率のよい面状発熱体を設けることも考えられるが、このような面状発熱体を定着部材もしくは金属熱伝導体に均一な面圧で密着させるために面状発熱体を加圧する加圧機構をその内部に設ける必要がある。このため、ハロゲンヒータに代えて面状発熱体を用いる場合でも、定着部材もしくは金属熱伝導体の内部に面状発熱体を含む加圧機構を設ける必要があり、前述したものと同様に定着部材の円周長が大きくなってしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は、以上のように従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、小型化できるとともに、消費電力を減少させることができる定着装置及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】
【００１３】
本発明に係る定着装置は、上記目的達成のため、可撓性を有し回転する無端ベルト状の定着部材と、前記定着部材の外周側で前記定着部材を押圧可能に配置される加圧部材と、前記定着部材の内周側に配置され、前記定着部材と接触する面が平面状に形成されていて、前記加圧部材の押圧により前記定着部材を介して該加圧部材と当接し平面状の定着ニップ部を形成して記録媒体を搬送する当接部材と、前記定着部材の内周側に配置され、前記当接部材を前記加圧部材の押圧方向に対して保持する保持部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段と、前記定着部材の両端部に配置され、前記定着部材の内周面に直接または間接的に摺接して前記定着部材の形状を維持する形状維持手段と、を備え、前記形状維持手段は、前記定着ニップ部の搬送方向下流側に第１のフラット面部を有し、さらに、前記形状維持手段は、前記定着部材の前記定着ニップ部に対応する部分を平面状に形状維持するよう第２のフラット面部を有し、かつ、前記第２のフラット面部よりも搬送方向上流側部分では、前記定着部材が前記定着ニップ部に一致して一平面となるよう前記フラット面部が搬送方向上流側に延びており、前記定着部材の前記定着ニップ部の下流端では、前記定着部材が該定着ニップ部の下流端以外の部分の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する構成である。
【００１４】
この構成により、定着部材の内周側で当接部材の上流側の空間を大きくすることができるので熱源を最適な位置に配置できるともに、定着部材の円周長を小さくすることができる。このため、従来と比較して定着装置を小型化することができるので、定着装置全体の消費電力を減少させることができる。さらに、形状維持手段により定着部材の両端部に蓋をして定着部材を回転摺動させることができ、定着部材の円筒形状を形状維持手段に応じた形状に維持することができる。
【００１５】
また、本発明に係る定着装置は、前記加熱手段は、輻射熱を発するハロゲンヒータによって構成されている。
【００１６】
この構成により、輻射熱を利用して定着部材を直接加熱することができるので、効率良く定着部材を温めることができる。
【００１７】
また、本発明に係る定着装置は、前記定着部材の内周側に配置され、該定着部材の回転を支持するパイプ形状の回転支持部材をさらに備えるよう構成されている。
【００１８】
この構成により、定着部材を回転可能に支持することができ、定着部材の形状を維持することができ、結果として定着部材の撓みを抑制することができる。
【００１９】
また、本発明に係る定着装置は、前記定着部材の内周面が黒色であるよう構成されている。
【００２０】
この構成により、輻射熱の吸収率を向上させることができるので、より効率良く設定された温度に制御することが可能になる。
【００２１】
また、本発明に係る定着装置は、前記加熱手段は、前記定着部材と摺接する面状の発熱部材である前記面状発熱体と、前記面状発熱体を前記定着部材に押し当てる押し当て部材と、前記面状発熱体が前記定着部材に密着するよう押し当て部材を加圧する加圧部材と、を有するよう構成されている。
【００２２】
この構成により、輻射熱を利用して定着部材を直接加熱するハロゲンヒータよりも省スペース化を図ることができ、熱効率もハロゲンヒータよりも良好で、効率良く定着部材を温めることができる。また、面状発熱体および押し当て部材が定着部材に接しているため、定着部材が回転しているときでもその形状を維持することができるので、定着部材の安定した回転を得ることができる。
【００２３】
また、本発明に係る定着装置は、前記加熱手段は、前記定着部材の軸方向中央部分を加熱する中央部加熱部と、前記定着部材の軸方向端部を加熱する端部加熱部とを有し、前記中央部加熱部の温度を検出する中央部温度検出部と、前記端部加熱部の温度を検出する端部温度検出部とを有し、前記中央部温度検出部および前記端部温度検出部は、前記中央部加熱部および端部加熱部がそれぞれ最も発熱する箇所に配置されるよう構成されている。
【００２４】
この構成により、各加熱部の発熱する箇所にそれぞれ設置しているので、精度良く各発熱部を温度検出することができる。
【００２５】
また、本発明に係る定着装置は、前記定着部材は、前記形状維持手段と摺動する部分にコーティングを施している。
【００２６】
この構成により、形状維持手段に対して定着部材が回転するので、摺動抵抗を低減することができ、加圧部材を介して前記定着部材を回転させるための駆動モータの消費電力を低減させることができ、従来と比較して定着装置全体の消費電力を減少させることができる。しかも、摺動抵抗が大きいことに起因した加圧部材に対するスリップを抑制することができる。
【００２７】
また、本発明に係る定着装置は、前記定着部材は、前記面状発熱体と摺動する部分にコーティングを施している。
【００２８】
この構成により、定着部材の内周面と面状発熱体の表面とが摺動することによる摩擦抵抗を低減することができ、経時摩耗を低減することができる。したがって、従来と比較して耐久性に優れた定着装置を提供することが可能となる。
【００２９】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記定着装置を備えるよう構成されている。
【００３０】
この構成により、従来と比較して定着装置を小さくすることができるので、画像形成装置全体の消費電力を減少させることができるとともに、ウォームアップ時間を短縮することができる。したがって、ユーザビリティの高い画像形成装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、小型化できるとともに、消費電力を減少させ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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す全体構成図である。
【図２】本発明に係る第１の実施の形態に係る定着装置の一部断面図である。
【図３】本発明に係る第１の実施の形態に係る定着装置を構成する定着スリーブの（ａ）斜視図と（ｂ）側面図である。
【図４】本発明に係る第１の実施の形態に係る定着装置を構成するフランジの斜視図である。
【図５】本発明に係る第１の実施の形態に係る定着装置の加圧ローラを除いた一部断面図である。
【図６】本発明に係る第１の実施の形態に係る定着装置の定着スリーブとフランジの概略図である。
【図７】本発明に係る第１の実施の形態に係る定着装置を構成するニップ形成部材の斜視図である。
【図８】本発明に係る第１の実施の形態に係る定着装置を構成する定着スリーブの内部部品の斜視図である。
【図９】本発明に係る第２の実施の形態に係る定着装置の加熱部材の斜視図である。
【図１０】本発明に係る第２の実施の形態に係る定着装置の一部断面図の斜視図である。
【図１１】本発明に係る第２の実施の形態に係る定着装置を構成する定着スリーブの内部部品の斜視図である。
【図１２】本発明に係る第３の実施の形態に係る定着装置の一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
まず、図１を参照して本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。
図１に示すように、画像形成装置１は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体１の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック) に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在に設置されている。このため、これらの４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋは、ユーザ等によって交換自在になっている。
【００３４】
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック) に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。
【００３５】
各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、不図示の除電部等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程) が行われて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。
【００３６】
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、不図示の駆動モータによって図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程である。) 。
【００３７】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程である。) 。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８および第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される(第１転写工程である。) 。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００３８】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程である。) 。
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で行われる、一連の作像プロセスが終了する。
【００３９】
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成されるここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８の４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。
【００４０】
４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。
【００４１】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト７８上で行われる、一連の転写プロセスが終了する。
【００４２】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。詳しくは、給紙部１２には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。
【００４３】
レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００４４】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着スリーブ２１および加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００４５】
次に、図２を参照して、定着装置２０の構成について詳細に説明する。
定着装置２０は、図２に示すように、定着装置２０は、定着スリーブ２１、ニップ形成部材２２、保持部材２３、ヒータ３３、第１の板金２９、第２の板金４１、加圧部材しての加圧ローラ３１、温度センサ２７およびフランジ３５を備えている。
【００４６】
定着スリーブ２１は、図３に示すように、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトにより形成されており、図２に示す矢印Ａ方向に走行する。図２に戻り、定着スリーブ２１は、ニップ形成部材２２との摺接面となる内周面２１ａ側から、基材層、弾性層、離型層が順次積層され、全体の厚さが１ｍｍ以下となるよう形成されている。
【００４７】
定着スリーブ２１の基材層は、層厚が２５〜３５μｍであり、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により形成されている。
定着スリーブ２１の弾性層は、層厚が１００〜３００μｍであり、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等のゴム材料で形成されている。この弾性層が設けられることにより、定着ニップ部３８における定着スリーブ２１の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。
【００４８】
定着スリーブ２１の離型層は、層厚が１０〜５０μｍであって、ＰＦＡ（４フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）、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）、等により形成されている。この離型層が設けられることにより、トナー像Ｔに対する離型性（剥離性）が担保される。
【００４９】
また、定着スリーブ２１の直径は１５〜１２０ｍｍに設定されると好適である。本実施の形態においては、定着スリーブ２１の直径は３０ｍｍ程度に設定されている。
【００５０】
また、定着スリーブ２１は、本発明に係る定着部材を構成している。なお、ニッケルやＳＵＳ等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料を用いたフィルムでもよい。
【００５１】
定着スリーブ２１の内周面側には、ニップ形成部材２２、保持部材２３、ヒータ３３、第１の板金２９および第２の板金４１が設けられている。
【００５２】
ニップ形成部材２２は、定着スリーブ２１の内周面に摺接するように固定されている。このニップ形成部材２２が定着スリーブ２１を介して加圧ローラ３１に圧接することにより、記録媒体Ｐを搬送する定着ニップ部３８が形成される。したがって、ニップ形成部材２２は、定着スリーブ２１の内周側に配置され、加圧ローラ３１の押圧により定着スリーブ２１を介して加圧ローラ３１と当接して定着ニップ部３８を形成するようになっている。
【００５３】
ニップ形成部材２２は、幅方向の両端部が定着装置２０の後述するフランジ３５に固定支持されている。なお、ニップ形成部材２２の構成については、後でさらに詳しく説明する。
【００５４】
図２に示すように熱源としてのヒータ３３は、公知のハロゲンヒータにより構成されており、定着スリーブ２１を輻射熱により加熱するようになっている。またヒータ３３は、第１のヒータ３３Ａおよび第２のヒータ３３Ｂを含んで構成されており、それぞれの両端部がフランジ３５の開口部より突出して定着装置２０の本体（例えば、側板など）に固定されている。
【００５５】
第１のヒータ３３Ａは、定着スリーブ２１の軸方向の中央領域である中央部分を加熱するようになっており、定着スリーブ２１の長手方向の中央領域に強い発光分布を有する。第２のヒータ３３Ｂは、定着スリーブ２１の軸方向の端部領域である端部を加熱するようになっており、定着スリーブ２１の長手方向の端部領域に強い発光分布を有する。また、第１のヒータ３３Ａおよび第２のヒータ３３Ｂは、定着スリーブ２１を直接加熱しているので、本発明に係る加熱手段を構成している。
【００５６】
また、ヒータ３３は、ＩＨであってもよいし、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であってもよいが、ベルトを昇温させる領域は図２中下側でニップ直前の領域とする方が効率良く加熱できる。
【００５７】
温度センサ２７は、定着スリーブ２１の表面に対向するように設けられており、公知のサーミスタ等により構成されている。温度センサ２７は、定着スリーブ２１の長手方向の中央領域に設置され、第１のヒータ３３Ａの温度を検出する第１の温度センサ２７Ａと、定着スリーブ２１の長手方向の端部領域に設置され、第２のヒータ３３Ｂの温度を検出する第２の温度センサ２７Ｂとを含んで構成されている。第１の温度センサ２７Ａは、本発明に係る中央部温度検出部を構成し、第２の温度センサ２７Ｂは、本発明に係る端部温度検出部を構成している。
【００５８】
第１の温度センサ２７Ａおよび第２の温度センサ２７Ｂは、熱容量の小さな薄い定着スリーブ２１を高精度に温度制御するためには定着スリーブ２１の長手方向でそれぞれヒータ３３が最も発熱する箇所に近接させて設置することが最も望ましい。
【００５９】
前述したように、中央部および端部のそれぞれ、最も近接した位置に第１の温度センサ２７Ａおよび第２の温度センサ２７Ｂがあるため、より高精度に温度検知することができ、温度制御することが可能となるのでより高品質な画像を得られる。第１の温度センサ２７Ａおよび第２の温度センサ２７Ｂは定着スリーブ２１と非接触にした方がその表面を摺動により傷つけることがないのでより好ましい。非接触式のものとしては、サーモパイルや非接触式のサーミスタが挙げられる。接触式のものとしては、接触タイプのサーミスタが挙げられる。
【００６０】
また、第１のヒータ３３Ａおよび第２のヒータ３３Ｂは、装置本体１の電源部から電力が供給されており、図示しない本体制御部により、出力制御されている。本体制御部は、第１の温度センサ２７Ａおよび第２の温度センサによる定着スリーブ２１の表面温度の検出結果を表す信号を取得し、この信号に応じて第１のヒータ３３Ａおよび第２のヒータ３３Ｂの出力を制御するようになっている。また、本体制御部は、第１のヒータ３３Ａおよび第２のヒータ３３Ｂを消点灯させる制御により、定着スリーブ２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。
【００６１】
また、定着スリーブ２１は、ヒータ３３によって定着ニップ部３８を除く位置、かつ定着ニップ部３８の近傍で記録媒体Ｐの上流側が特に加熱された状態で定着ニップ部を通過する。これにより、加熱された定着スリーブ２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。
【００６２】
このように、本実施の形態における定着装置２０は、ヒータ３３によって定着スリーブ２１が定着ニップ部３８よりも回転方向上流側近傍の位置を中心にして周方向にわたって広範囲に加熱されるので、記録媒体Ｐの搬送を高速化した場合においても定着スリーブ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。したがって、比較的簡易な構成で効率良く定着スリーブ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。
【００６３】
保持部材２３は、定着ニップ部３８を形成するニップ形成部材２２を保持するようになっており、定着スリーブ２１の内周面側に配置されている。保持部材２３は、定着スリーブ２１の内周側に配置され、ニップ形成部材２２を加圧ローラ３１の押圧方向に対して保持しているので、本発明に係る保持部材を構成している。
【００６４】
また、保持部材２３は、ニップ形成部材２２と略同じ長さを有しており、その幅方向両端部がフランジ３５を介して定着装置２０の本体（例えば、側板）に固定されている。また、保持部材２３は、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成されている。この構成により、保持部材２３がニップ形成部材２２および定着スリーブ２１を介して加圧ローラ３１に当接するため、ニップ形成部材２２が定着ニップ部３８において加圧ローラ３１から加圧力を受けて大きく変形することを抑止できる。このように、保持部材２３は、ニップ形成部材２２を加圧ローラ３１の押圧方向に対して保持するようになっている。また、保持部材２３には、図８に示すように、ニップ形成部材２２と当接する突部２３ａを有している。
【００６５】
保持部材２３は、ヒータ３３の輻射熱等により加熱されてしまうので、表面に断熱もしくは鏡面処理が施されている。このため、保持部材２３が、加熱されることを防止することで、無駄なエネルギー消費を抑制することができる。
【００６６】
図２に戻り、加圧ローラ３１は、定着スリーブ２１の外周面に加圧回転体として圧接し、双方の部材間に所望の定着ニップ部３８を形成するようになっている。本実施の形態においては、加圧ローラ３１は、直径が３０ｍｍに設定されており、中空構造の芯金３４上に弾性層３６が形成されている。加圧ローラ３１の弾性層３６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により形成されている。なお、加圧ローラ３１は、弾性層３６の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる薄肉の離型層を設けていてもよい。加圧ローラ３１は、図示しないスプリング等により定着スリーブ２１側に押し付けられており、ゴム層が押しつぶされて変形することにより、所定のニップ幅を有している。加圧ローラ３１は中実のローラであってもよいが、中空のほうが熱容量は少なくてよい。
【００６７】
加圧ローラ３１は、図示しない駆動機構により、加圧ローラ３１は図２の矢印Ｂ方向に回転駆動される。また、加圧ローラ３１は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板５１（図６に示す）にベアリングを介して回転自在に支持されている。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てもよい。
【００６８】
加圧ローラ３１の弾性層３６が発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成される場合には、定着ニップ部３８に作用する加圧力を減ずることができるために、ニップ形成部材２２に生じる撓みを軽減することができる。また、加圧ローラ３１の断熱性が高まり定着スリーブ２１の熱が加圧ローラ３１に移動しにくくなるため、定着スリーブ２１の加熱効率が向上する。なお、弾性層３６は、ソリッドゴムでもよい。
ここで、加圧ローラ３１は、定着スリーブ２１の外周側で定着スリーブ２１を押圧可能に配置されているので、本発明に係る加圧部材を構成している。
【００６９】
ニップ形成部材２２は、平板形状で定着スリーブ２１の軸方向に長さを有し、少なくとも定着スリーブ２１を介して加圧ローラ３１と圧接する部分がＬＣＰ（液晶ポリマー）やＰＡＩ（ポリアミドイミド樹脂）やＰＩ（ポリイミド樹脂）などの耐熱性を有する樹脂部材からなるものであり、保持部材２３により定着スリーブ２１の内周側の所定位置に保持された状態で固定されている。
【００７０】
また、図７に示すように、ニップ形成部材２２の定着スリーブ２１の内周面と接する部分は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の繊維を編み込んだメッシュ状シートや、テフロン(登録商標) シート等の摺動性及び耐磨耗性の優れたシート材料２２ａからなるものとするとよい。このため、ニップ形成部材２２は、シート材料２２ａが端部２２ｃを除く中央部分に巻きつけられており、板状の固定プレート２２ｄにより固定されている。この固定プレート２２ｄは、シート材料２２ａを巻きつけた状態でボルト２２ｆにより固定プレート２２ｄを介してニップ形成部材２２に固定されている。これにより、シート材料２２ａは、ニップ形成部材２２に定着スリーブ２１が摺接した状態でもニップ形成部材２２に対しズレを防止することができる。
【００７１】
また、ニップ形成部材２２は、突部２２ｅが複数設けられており、保持部材２３の突起部２３ａと当接するようになっている。このため、シート材料２２ａは、突部２２ｅが露出するように所定の間隔で図示しない穴が形成されていると好ましい。
【００７２】
図２に戻り、ニップ形成部材２２は、定着スリーブ２１の内周側に配置され、加圧ローラ３１の押圧により定着スリーブ２１を介して加圧ローラ３１と当接して定着ニップ部３８を形成するので、本発明に係る当接部材を構成している。このように、定着スリーブ２１は、ニップ形成部材２２と加圧ローラ３１との間に挟み込まれて回転するが、定着ニップ部３８の上流側はベルトの張り側となり、定着ニップ部３８に記録媒体Ｐが案内される。
【００７３】
また、定着ニップ部３８の下流側における記録媒体Ｐの分離性能は、加圧ローラ３１の最下流部の形状に依存する。このため、ニップ形成部材２２の最下流部をラウンド形状とした場合、曲率Ｒが大きく設定すると分離性能は高い。一方、曲率Ｒの値を小さくすれば一般的には加圧ローラ３１と接触する面積が小さくなるため、定着ニップ部３８のニップ幅が小さくなる。
【００７４】
ニップ形成部材２２は、その形状が平板形状であるが，凹形状やその他の形状であってもよい。ニップ形成部材２２の形状が凹形状の方が、記録媒体Ｐ先端の排出方向が加圧ローラ３１寄りになり、定着スリーブ２１との分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。また、平板形状としてニップ出口形状のみを凹形状にして分離性を向上させるような、組み合わせの形状であってもよい。
【００７５】
第１の板金２９は、厚さが１．５ｍｍのステンレス板をコの字状に形成したものであって、図８に示すように、保持部材２３の突起部２３ａがニップ形成部材２２と当接するように複数の溝４３が形成されている。
【００７６】
また、第２の板金４１は、第１の板金２９よりも薄いステンレス板をコの字状に形成したものであって、保持部材２３の突起部２３ａがニップ形成部材２２と当接するように第１の板金２９と同様に複数の溝４３が形成されている。第２の板金４１は、定着スリーブ２１の内周面側からニップ形成部材２２を覆うようになっている。このため、第２の板金４１の下流側側面部４１ａおよび上流側側面部４１ｂは、少なくともニップ形成部材２２を図８中矢印Ｃで示す方向に移動させてコの字部分に嵌め込んだ際に、ニップ形成部材２２の上面部（定着ニップ部３８を形成する面である）が定着スリーブ２１に接触するように、ニップ形成部材２２の上面部より低い位置になるように設定させる。
【００７７】
第１の板金２９および第２の板金４１には、ボルト穴が形成されており、第１の板金２９および第２の板金４１は、ボルト締めによって固定される。また、第１の板金２９には、定着スリーブ２１の軸方向に延びる板状突起２９ａが形成されており、この板状突起２９ａはフランジ３５（図４に示す）に形成された溝穴に嵌まるようになっている。このため、第１の板金２９は、フランジ３５を介して定着装置２０の側板５１（図６に示す）に固定され、同様に第２の板金４１も定着装置２０の側板５１（図６に示す）に固定される。
【００７８】
また、ニップ形成部材２２は、第２の板金４１のコの字状の部分に嵌まるようになっているので、第２の板金４１、第１の板金２９およびフランジ３５を介して定着装置２０の側板５１（図６に示す）に固定される。
【００７９】
図４に示すように、フランジ３５は、定着スリーブ２１の両端部でその内周面部と摺接する第１フランジ部３５ａと、定着スリーブ２１の両端エッジ部と摺接して軸方向の位置決めを行う第２フランジ部３５ｆと、を有しており、図６に示すように第２フランジ部３５ｆの外側で側板５１に固定されている。
【００８０】
さらに、フランジ３５は、保持部材２３の両端部を収容する開口部３５ｄが形成され、このフランジ３５には、保持部材２３の位置決めを可能にする溝３５ｅが形成されている。これにより、フランジ３５は、保持部材２３の周方向の回転を規制することが可能になり、結果として、ニップ形成部材２２を安定して保持することが可能になっている。また、フランジ３５は、図示していないが、保持部材２３の軸方向への移動を規制する溝が形成されている。
【００８１】
また、フランジ３５には、第１の板金２９の端部２９ａおよびニップ形成部材２２の端部２２ｂを挿入する開口部３５ｂが形成されており、ニップ形成部材２２の端部２２ｂに形成されたＵ字溝２２ｃと係合する突起３５ｃが形成されている。このため、第１の板金２９およびニップ形成部材２２が、定着装置２０の組み付け時に、本体１に固定されるようになっている。
【００８２】
図５に示すように、フランジ３５の第１フランジ部３５ａは、定着スリーブ２１の両端部でその内周面と摺接することで、定着スリーブ２１の形状を維持するようになっている。また、第１フランジ部３５ａは、定着スリーブ２１の略同一半径の円弧を定着ニップ部３８の上流側で有しており、その円弧軸を３５ｇで表している。一方、第１フランジ部３５ａは、円弧軸３５ｇの上側半分の領域は、特に保持部材２３を収容できるスペースを確保できればよいので、円弧軸３５ｇの下側半分の領域の方が、大きい断面積を有するように形成されている。
【００８３】
さらに、フランジ部３５ａは、円弧軸３５ｇの上側半分の領域で、円形状ではなくフラットな形状のフラット面部３５ｈを有している。このような形状により定着スリーブ２１の円周長が同一でも、円弧軸３５ｇの下側半分の領域を大きくすることができる。しかも、第１フランジ部３５ａは、フラット面部３５ｈを有しているので、定着ニップ部３８より下流側で、定着スリーブ２１を第１フランジ部３５ａから分離させることができ、定着スリーブ２１は、第１フランジ部３５ａから熱を奪われることを抑制することができる。
【００８４】
ここで、フランジ３５は、定着スリーブ２１の両端部に配置され、定着スリーブ２１の内周面に直接または間接的に摺接して定着スリーブ２１の形状を維持しているので、本発明に係る形状維持手段を構成している。
【００８５】
図５に示すように、フランジ３５の外形線は複数の円弧形状を組み合わせた形状としてもよい。また、定着スリーブ２１のうち、一部はニップ形成部材２２により定着ニップ部３８となるため、定着スリーブ２１の周長に応じてフランジ３５の一部を円ではない異形状とすることも可能である。定着スリーブ２１の形状はフランジ３５の外形線で作り出される形状に沿う形となる。
【００８６】
図６に示すように、定着スリーブ２１の内周面部２１ａには、フランジ部３５ａと摺接しない部分に、定着スリーブ２１の内部に配置された熱源からの輻射熱を効率良くかつすばやくベルト表面まで伝えるために熱吸収率の高い黒色にすべく黒色に塗装されている。これにより、定着スリーブ２１の長手方向の中央付近、すなわち定着ニップ部３８において未定着トナーを永久定着する箇所において熱源からの熱を効率良く定着スリーブ２１の表面に伝達することができる。前述したように、定着スリーブ２１の内周面部２１ａを黒色に塗装する場合について説明したがこれに限らず内周面部が黒色の定着スリーブを用いてもよい。この場合、塗装する工程を削減することができる。
【００８７】
一方、定着スリーブ２１の内周面部２１ａのうち、両端部でしかもフランジ部３５ａと摺接する箇所（図６中ハッチングで示す）にコーティングが施されている。コーティングの一例としては、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系コーティングが挙げられる。このような構成により、定着スリーブ２１のフランジ３５ａに対する摺動抵抗を削減することができる。特に、加圧ローラ３１の回転駆動により連れ回りする定着スリーブ２１は、摺動抵抗の増大によるその回転姿勢の変化を抑制することができ、安定した定着スリーブ２１の回転を維持することができる。ここで、定着スリーブ２１にコーティングを施す場合について説明したが、これに限らずグリスを塗布する方法も一例として挙げられる。
【００８８】
また、前述したように、定着スリーブ２１の端部のコーティングと中央部の黒色塗装を施す場合について説明したが、摩擦係数の低い黒色のコーティングをベルト内周面部の一面に施す方法も挙げられ、この場合には、伝達効率向上及び摺動抵抗低減の二つの効果を同時に得ることが可能となる上に、加工費も安く済むといったメリットもある。
【００８９】
このように、定着スリーブ２１の摺動抵抗を低減することができ、加圧ローラ３１を介して定着スリーブ２１を回転させるための駆動モータの消費電力を低減させることができ、従来と比較して定着装置２０全体の消費電力を減少させることができる。しかも、摺動抵抗が大きいことに起因した加圧ローラ３１に対するスリップを抑制することができる。
【００９０】
再び図２に戻り、加圧ローラ３１の第１の中心軸線Ｘ（図２上では水平方向の線に相当する）は、定着スリーブ２１の第２の中心軸線Ｙ（図２上では水平方向の線に相当する）と一直線上にはない。すなわち、定着スリーブ２１の中心軸線Ｙは、加圧ローラ３１の第１の中心軸線Ｘより所定間隔Ｄの分だけニップ上流側にある。この中心軸ズレ量を図２中Ｄで表している。
【００９１】
ここで、加圧ローラ３１は、その回転中心である中心軸３１ａを有しており、第１の中心軸線Ｘは、中心軸３１ａから延びる加圧ローラ３１の断面方向における記録媒体Ｐの搬送方向と垂直方向の線を表している。
【００９２】
一方、フランジ３５は、その円弧軸である３５ｇを有しており、第２の中心軸線Ｙは、円弧軸３５ｇから延びるフランジ３５の断面方向における記録媒体Ｐの搬送方向と垂直方向の線を表している。ここで、本実施形態では第１フランジ部３５ａのうち定着ニップ部３８の上流側に位置する一部が一定の曲率を有する円弧形状であり、円弧軸３５ｇとはこの円弧形状の中心を意味している。なお、第１フランジ部３５ａが一定の円弧形状を有さない場合には、記録媒体搬送方向における第１フランジ部３５ａの最大長さの中間の位置を３５ｇとして定義するようにすればよい。
【００９３】
したがって、加圧ローラ３１の中心軸３１ａと定着ニップ部３８の略中心３１ｂとを結ぶ第１の中心軸線Ｘは、円弧軸３５ｇと、定着ニップ部３８と反対側で第１フランジ部３５ａの円弧が終了する部分３５ｉ（図５に示す）と、を結ぶ第２の中心軸線Ｙより変位Ｄだけ離隔している。
【００９４】
このため、第１の中心軸線Ｘより搬送方向上流側にヒータ３３を設け、第２の中心軸線Ｙより搬送方向下流側に保持部材２３を設けている。
【００９５】
このように、フランジ３５のフランジ部３５ａにより定着スリーブ２１の形状を維持することができるとともに、その形状によって定着スリーブ２１の多彩な形状を作り出すことができる。したがって、熱源のレイアウトを従来と比較してより最適な場所に配置することができるとともに、定着スリーブ２１の円周長を小さくすることができ、結果として小型化が可能となる。
【００９６】
しかも、ニップ形成部材２２は、定着スリーブ２１内で図２上方に偏っているため、定着ニップ部３８の上流側には、ヒータ３３を配置するためのスペースを広く取ることができる。よって、ヒータ３３（熱源）を２本に限らず３本以上配置したりすることも可能となる。複数本配置できれば、それぞれのヒータに、定着スリーブ２２の例えば軸方向に複数配列させることが可能で、より高精度にベルト軸方向を加熱することができる。図２ではヒータを２本配置しているがこの限りではなく、１本でもよいし、また３本以上でもよい。
【００９７】
次に、図２を参照して、定着装置２０の動作について説明する。
まず、画像形成装置が出力信号を受けると（例えばユーザの操作パネルの操作あるいはパソコンからの通信等により画像形成装置に印刷要求があると) 、定着装置２０において、加圧脱圧手段により加圧ローラ３１が定着スリーブ２１を介してニップ形成部材２２を押圧し、定着ニップ部３８を形成する。
【００９８】
ついで、不図示の駆動装置によって、加圧ローラ３１が図２の時計回り方向（矢印Ｂ方向）に回転駆動されると、定着スリーブ２１も連れ回りして反時計回り方向（矢印Ａ方向）に回転する。このとき、定着スリーブ２１は、定着ニップ部３８とフランジ３５の位置関係により所定領域（図２ではＹ軸より下半分側） に張力が付与されており、少なくとも定着ニップ部３８の上流側の領域で所定の圧力でニップ形成部材２２と当接し摺動する状態となる。
【００９９】
そして、それと同期して外部電源または内部の蓄電装置からヒータ３３に電力が供給され、定着スリーブ２１はヒータ３３から周方向、軸方向全幅において効率的に熱が伝達され、急速に加熱される。なお、駆動装置の動作とヒータ３３による加熱は同時刻に同時に開始する必要はなく、適宜時間差を設けて開始してもよい。
【０１００】
このとき、定着ニップ部３８の上流側であって、定着スリーブ２１に対して接触又は非接触に配置された温度センサ２７で検知される温度により、定着ニップ部３８が所定の温度となるように、ヒータ３３による加熱制御が行われており、定着に必要な温度まで昇温された後、保持され、記録媒体Ｐの通紙が開始される。
【０１０１】
このように、定着装置２０では、定着スリーブ２１およびヒータ３３の熱容量が小さいため、省エネを図りつつウォームアップ時間やファーストプリント時間を短くすることができる。
【０１０２】
また、画像形成装置への出力信号がない場合、通常は消費電力を抑えるために加圧ローラ３１および定着スリーブ２１は非回転で、ヒータ３３は通電を停止されているが、すぐに再出力を開始したい(復帰させたい) 場合は、加圧ローラ３１及び定着スリーブ２１が非回転の状態でもヒータ３３に通電しておくことが可能である。この場合は、ヒータ３３に定着スリーブ２１の全体を保温させておく程度の通電を行う。
【０１０３】
以上説明したように、本実施の形態に係る定着装置は、定着スリーブ２１の内周側で当接部材２３の上流側の空間を大きくすることができるので熱源を最適な位置に配置できるともに、定着スリーブ２１の円周長を小さくすることができる。このため、従来と比較して定着装置２０を小型化することができるので、定着装置２０全体の消費電力を減少させることができる。
さらに、フランジ３５により定着スリーブ２１の両端部に蓋をして定着部材２０を回転摺動させることができ、定着スリーブ２１の円筒形状を維持することができる。
【０１０４】
また、本実施の形態に係る定着装置は、ヒータ３３が輻射熱を発するハロゲンヒータによって構成されているので、輻射熱を利用して定着スリーブ２１を直接加熱することができるので、効率良く定着スリーブ２１を温めることができる。
【０１０５】
また、本実施の形態に係る定着装置は、定着スリーブ２１の内周面が黒色であるので、輻射熱の吸収率を向上させることができ、より効率良く設定された温度に制御することが可能になる。
【０１０６】
また、本実施の形態に係る定着装置は、ヒータ３３は、定着スリーブ２１の軸方向中央部分を加熱する第１のヒータ３３Ａと、定着スリーブ２１の軸方向端部を加熱する第２のヒータ３３Ｂとを有し、第１のヒータ３３Ａの温度を検出する第１の温度センサ２７Ａと、第２のヒータ３３Ｂの温度を検出すると第２の温度センサ２７Ｂを有し、第１の温度センサ２７Ａおよび第２の温度センサ２７Ｂは、第１のヒータ３３Ａおよび第２のヒータ３３Ｂがそれぞれ最も発熱する箇所に配置されているので、各加熱部の発熱する箇所にそれぞれ設置しているので、精度良く各発熱部を温度検出することができる。
【０１０７】
また、本実施の形態に係る画像形成装置は、前述した定着装置２０を備えているので、従来と比較して定着装置を小さくすることができるので、画像形成装置全体の消費電力を減少させることができるとともに、ウォームアップ時間を短縮することができる。しかも、良好な定着性及び均一な画像光沢を得ることが可能となる。したがって、ユーザビリティの高い画像形成装置を提供することができる。
【０１０８】
以上説明した第１の実施の形態に係る定着装置に代えて、以下に説明する第２の実施の形態のように、金属製の熱伝導部材を具備した定着装置を含む画像形成装置でもよい。
【０１０９】
（第２の実施の形態）
次に、図９〜図１１を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。
本実施の形態に係る画像形成装置においては、第１の実施の形態に係る画像形成装置とは、定着装置が金属製の熱伝導部材を有する点でその構成が異なるが、他の構成は略同様に構成されている。したがって、図１〜図８に示した第１の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点のみ詳述する。
【０１１０】
図９に示すように、加熱部材３９は、肉厚が０．１ｍｍの鉄製の断面略Ｃ字形状のパイプ状部材により形成されている。加熱部材３９は、定着ニップ部３８を除く位置で定着スリーブ２１の内周面に直接的に対向するように形成されている。また、加熱部材３９は、定着ニップ部３８の位置において内部４１に凹状に形成されるとともに開口部４９を有している。この凹状に形成された位置に、ニップ形成部材２２がクリアランスをあけて嵌め込まれるようになっている。
【０１１１】
加熱部材３９は、図１０に示すように、幅方向両端部がフランジ３５の第１フランジ部３５ａを介して定着装置２０に固定支持されている。
【０１１２】
また、加熱部材３９は、内周側に設置されているヒータ３３の輻射熱により加熱され、この加熱された加熱部材３９により定着スリーブ２１が加熱されるようになっている。すなわち、加熱部材３９がヒータ２５より直接的に加熱され、定着スリーブ２１がヒータ３３によって加熱部材３９を介して間接的に加熱される。
【０１１３】
加熱部材３９は、アルミニウム、鉄、ステンレス等の熱伝導性を有する金属により構成されている。ここで、加熱部材３９の肉厚を０．２ｍｍ以下に設定した場合には、加熱部材３９の加熱効率が向上するため、定着スリーブ２１の加熱効率も向上することとなり好適である。本実施の形態においては、加熱部材３９は、ステンレスにより構成されている。
【０１１４】
定着スリーブ２１と加熱部材３９とは、加熱領域（本実施の形態の場合には定着ニップ部３８の上流側の領域であって、ヒータ３３から加熱部材３９への輻射熱が保持部材２３により遮蔽されない領域）において接触して摺動する構成、もしくは０．３ｍｍ以下のギャップδを有する構成としている。これにより、定着スリーブ２１を加熱部材３９により効率的に加熱することが可能となるが、加熱領域において両者が接触して摺動する構成とした方が加熱効率が高くより望ましい。但し、加熱領域において定着スリーブ２１と加熱部材３９とを密着させる場合には、加熱領域における定着スリーブ２１と加熱部材３９との圧接力が大きくなりすぎても定着スリーブ２１のトルクが増大し、磨耗を加速する恐れがある。そこで、かかる場合には定着スリーブ２１と加熱部材３９との圧接力は０．３ｋｇｆ／ｃｍ２以下になるようにすることが好ましい。
【０１１５】
このように、加熱部材３９は、定着スリーブ２１の内周側に配置され、定着スリーブ２１の回転を支持するパイプ形状のものであり、定着スリーブ２１の回転を支持するようになっており、本発明に係る回転支持部材を構成している。これにより、定着スリーブ２１を回転可能に支持することができ、定着スリーブ２１の形状を維持することができ、結果として定着スリーブ２１の撓みを抑制することができる。
【０１１６】
また、定着スリーブ２１は、加熱部材３９と摺動するようになっている。
【０１１７】
加熱部材３９は、図９に示すように、Ｃ型のパイプ形状となっており、一端にニップ形成部材２２を収納するニップ凹部４１を有している。
【０１１８】
このニップ凹部４１は、加熱部材３９の内側に向けて平行に延びる一対の側壁４７と、各側壁４７の先端を結ぶ底壁４８と、底壁４８に形成された開口４９とを備えている。図１０および図１１に示すように、ニップ凹部４１には、ニップ凹部４１の外側、すなわち加熱部材３９の内側に設けられた略コの字形状の第２の板金４１と、ニップ凹部４１の内側に設けられた略コの字形状の第１の板金２９とが装着されている。これら第２の板金４１と第１の板金２９とは、加熱部材３９のニップ凹部４１の側壁４７および底壁４８を挟持してねじ止めされている。これら第２の板金４１と第１の板金２９との装着により、ニップ凹部４１の形状が維持される。
【０１１９】
また、加熱部材３９の外周部には、定着スリーブ２１の磨耗が軽減されるよう潤滑剤としてのフッ素グリスが塗布されている。なお、加熱部材３９と定着スリーブ２１との摺動抵抗を低下させるために、加熱部材３９の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成したり、定着スリーブ２１の内周面２１ａにフッ素を含む材料からなる表面層を形成してもよい。
【０１２０】
また、本実施の形態では、図１０に示すように、加熱部材３９は、その両端部の内周面がフランジ部３５ａの外周面と摺接するように、少なくともフランジ３５のフランジ部３５ａと同様の形状に成型される。このため、加熱部材３９は、その端部でフランジ３５に固定される。また、加熱部材３９の外周面に摺接する定着スリーブ２１も加熱部材３９の形状に依存するので、定着スリーブ２１も第１の実施の形態で示した形状に略同一の形状となる。
【０１２１】
以上説明したように、本実施の形態に係る定着装置は、第１の実施の形態の定着装置の作用効果に加えて、回転支持部材としても機能する加熱部材３９を備えているので、定着スリーブ２１を回転可能に支持することができ、定着スリーブ２１の形状を維持することができ、結果として定着スリーブ２１の撓みを抑制することができる。
【０１２２】
以上説明した第１の実施の形態に係る定着装置に代えて、以下に説明する第３の実施の形態のように、ハロゲンヒータではなく面状発熱体を用いた定着装置を含む画像形成装置でもよい。
【０１２３】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。
本実施の形態に係る画像形成装置においては、第１の実施の形態に係る画像形成装置とは、定着装置がハロゲンヒータに代えて面状発熱体を備えている点でその構成が異なるが、他の構成は略同様に構成されている。したがって、図１〜図８に示した第１の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点のみ詳述する。
なお、以下の説明においては、図１２を用いて主に定着装置について説明し、第１の実施の形態に係る定着装置の説明で用いた図４〜図８を適宜参照しながら説明する。
【０１２４】
図１２に示すように熱源としての面状発熱体５３は、面状の発熱部材で構成されており、定着スリーブ２１と摺接してその熱を伝達することにより、定着スリーブ２１を加熱するようになっている。また面状発熱体５３は、第１の面状発熱体５３Ａおよび第２の面状発熱体５３Ｂを有しており、それぞれの両端部がフランジ３５の開口部より突出して定着装置２０の本体に固定されている。加圧機構５２は、面状発熱体５３を定着スリーブ２１の方向に加圧されており、第１の面状発熱体５３Ａおよび第２の面状発熱体５３Ｂをそれぞれ加圧する第１の加圧機構５２Ａおよび第２の加圧機構５３Ｂを備えている。この加圧機構５２は、面状発熱体５３を定着スリーブ２１に押し当てる押し当て部材５４Ａ、５４Ｂと、面状発熱体５３が定着スリーブ２１に密着するように押し当て部材５４Ａ、５４Ｂを加圧する加圧部材としてのバネ部材５６Ａ、５６Ｂと、を有している。なお、バネ部材５６Ａ、５６Ｂは、本発明に係る加圧部材を構成している。
【０１２５】
第１の面状発熱体５３Ａは、定着スリーブ２１の軸方向の中央領域である中央部分を加熱するようになっており、定着スリーブ２１の長手方向の中央領域に強い発熱分布を有する。第２のヒータ３３Ｂは、定着スリーブ２１の軸方向の端部領域である端部を加熱するようになっており、定着スリーブ２１の長手方向の端部領域に強い発熱分布を有する。また、第１の面状発熱体５３Ａおよび第２の面状発熱体５３Ｂは、定着スリーブ２１を直接加熱しているので、本発明に係る加熱手段を構成している。
【０１２６】
温度センサ２７は、定着スリーブ２１の表面に対向するように設けられており、公知のサーミスタ等により構成されている。温度センサ２７は、定着スリーブ２１の長手方向の中央領域に設置され、第１の面状発熱体５３Ａの温度を検出する第１の温度センサ２７Ａと、定着スリーブ２１の長手方向の端部領域に設置され、第２の面状発熱体５３Ｂの温度を検出する第２の温度センサ２７Ｂとを含んで構成されている。第１の温度センサ２７Ａは、本発明に係る中央部温度検出部を構成し、第２の温度センサ２７Ｂは、本発明に係る端部温度検出部を構成している。
【０１２７】
第１の温度センサ２７Ａおよび第２の温度センサ２７Ｂは、熱容量の小さな薄い定着スリーブ２１を高精度に温度制御するためには定着スリーブ２１の長手方向でそれぞれ面状発熱体５３が最も発熱する箇所に近接させて設置することが最も望ましい。
【０１２８】
前述したように、中央部および端部のそれぞれ、最も近接した位置に第１の温度センサ２７Ａおよび第２の温度センサ２７Ｂがあるため、より高精度に温度検知することができ、温度制御することが可能となるのでより高品質な画像を得られる。第１の温度センサ２７Ａおよび第２の温度センサ２７Ｂは定着スリーブ２１と非接触にした方がその表面を摺動により傷つけることがないのでより好ましい。非接触式のものとしては、サーモパイルや非接触式のサーミスタが挙げられる。接触式のものとしては、接触タイプのサーミスタが挙げられる。
【０１２９】
また、第１の面状発熱体５３Ａおよび第２の面状発熱体５３Ｂは、装置本体１の電源部から電力が供給されており、図示しない本体制御部により、出力制御されている。本体制御部は、第１の温度センサ２７Ａおよび第２の温度センサによる定着スリーブ２１の表面温度の検出結果を表す信号を取得し、この信号に応じて第１の面状発熱体５３Ａおよび第２の面状発熱体５３Ｂの出力を制御するようになっている。また、本体制御部は、第１の面状発熱体５３Ａおよび第２の面状発熱体５３Ｂを消点灯させる制御により、定着スリーブ２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。
【０１３０】
また、面状発熱体５３の定着スリーブ２１と接する側とは対抗する側に押し当て部材５４が設けられている。この押し当て部材５４は、第１の面状発熱体５３Ａを定着スリーブ２１に押し当てる第１の押し当て部材５４Ａと、第１の面状発熱体５３Ｂを定着スリーブ２１に押し当てる第２の押し当て部材５４Ｂと、を有している。
【０１３１】
この押し当て部材５４は、面状発熱体５３を定着スリーブ２１に押し当てるようになっており、面状発熱体５３の面を定着スリーブ２１に均一に密着させるために、発砲シリコーンスポンジ、もしくはシリコーンゴムであることが望ましい。弾性体であれば、面状発熱体５３の全域を均一な面圧に保つことができ、面状発熱体５３からの熱を効率良く定着スリーブ２１に伝達することが可能となる。その他、この押し当て部材５４の材質としては、前述したものの他に耐熱性および弾性の特徴を持つものが望ましく、フッ素ゴムであってもよい。さらにこの押し当て部材５４は、熱電動率の低いものであれば、面状発熱体５３から押し当て部材５４への熱伝達を抑制することができるので、より効率良く面状発熱体５３から定着スリーブ２１のほうへ熱伝達することができ、省エネになる。
【０１３２】
バネ部材５６Ａ、５６Ｂは、一端が押し当て部材５４Ａ、５４Ｂにそれぞれ固定されており、その他端が図示しない支持部材にそれぞれ固定されている。支持部材は、バネ部材５６Ａ、５６Ｂを所望の位置で支持するようになっており、定着装置２０に固定されている。
【０１３３】
また、押し当て部材５４と加圧部材としてのバネ部材５６との間に、より安定した圧力分布を定着スリーブ２１と面状発熱体５３との間に得られるよう、図示しない剛体を設けてもよい。この剛体の一例としては板金や金属体が挙げられる。これらを設けることで、バネ部材５６から加わる力を押し当て部材５４に均一に分布させることが可能になる。
【０１３４】
これらの面状発熱体５３、押し当て部材５、バネ部材５６および剛体を定着スリーブ２１の内部に設けるために、後述する第１の中心軸Ｘと第２の中心軸Ｙとを搬送方向でずらして設置することでスペースを確保することができる。従来のように、第１の中心軸Ｘと第２の中心軸Ｙとを搬送方向でずらして設置しない場合と比較して定着スリーブ２１の周長を小さくすることができるので、熱容量を減少させることができ、省エネ効果を得ることができる。
【０１３５】
また、定着スリーブ２１は、面状発熱体５３によって定着ニップ部３８を除く位置、かつ定着ニップ部３８の近傍で記録媒体Ｐの上流側が特に加熱された状態で定着ニップ部を通過する。これにより、加熱された定着スリーブ２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。
【０１３６】
このように、本実施の形態における定着装置２０は、面状発熱体５３によって定着スリーブ２１が定着ニップ部３８よりも回転方向上流側近傍の位置を中心にして周方向にわたって全体的に加熱されるので、記録媒体Ｐの搬送を高速化した場合においても定着スリーブ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。したがって、比較的簡易な構成で効率良く定着スリーブ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。
【０１３７】
保持部材２３は、定着ニップ部３８を形成するニップ形成部材２２を保持するようになっており、定着スリーブ２１の内周面側に配置されている。保持部材２３は、定着スリーブ２１の内周側に配置され、ニップ形成部材２２を加圧ローラ３１の押圧方向に対して保持しているので、本発明に係る保持部材を構成している。
【０１３８】
また、保持部材２３は、ニップ形成部材２２と略同じ長さを有しており、その幅方向両端部がフランジ３５を介して定着装置２０の本体に固定されている。また、保持部材２３は、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成されている。この構成により、保持部材２３がニップ形成部材２２および定着スリーブ２１を介して加圧ローラ３１に当接するため、ニップ形成部材２２が定着ニップ部３８において加圧ローラ３１から加圧力を受けて大きく変形することを抑止できる。このように、保持部材２３は、ニップ形成部材２２を加圧ローラ３１の押圧方向に対して保持するようになっている。また、保持部材２３には、図８に示すように、ニップ形成部材２２と当接する突部２３ａを有している。
【０１３９】
保持部材２３は、面状発熱体５３の輻射熱等により加熱されてしまうので、表面に断熱もしくは鏡面処理が施されている。このため、保持部材２３が、加熱されることを防止することで，無駄なエネルギー消費を抑制することができる。
【０１４０】
図１２に戻り、加圧ローラ３１は、定着スリーブ２１の外周面に加圧回転体として圧接し、双方の部材間に所望の定着ニップ部３８を形成するようになっている。本実施の形態においては、加圧ローラ３１は、直径が３０ｍｍに設定されており、中空構造の芯金３４上に弾性層３６が形成されている。加圧ローラ３１の弾性層３６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により形成されている。なお、加圧ローラ３１は、弾性層３６の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる薄肉の離型層を設けていてもよい。加圧ローラ３１は、図示しないスプリング等により定着スリーブ２１側に押し付けられており、ゴム層が押しつぶされて変形することにより、所定のニップ幅を有している。加圧ローラ３１は中身がローラであってもよいが、中空のほうが熱容量は少なくてよい。
【０１４１】
加圧ローラ３１は、図示しない駆動機構により、加圧ローラ３１は図１２の矢印Ｂ方向に回転駆動される。また、加圧ローラ３１は、その幅方向両端部が定着装置２０に回転自在に支持されている。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てもよい。
【０１４２】
加圧ローラ３１の弾性層３６が発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成される場合には、定着ニップ部３８に作用する加圧力を減ずることができるために、ニップ形成部材２２に生じる撓みを軽減することができる。また、加圧ローラ３１の断熱性が高まり定着スリーブ２１の熱が加圧ローラ３１に移動しにくくなるため、定着スリーブ２１の加熱効率が向上する。なお、弾性層３６は、ソリッドゴムでもよい。
ここで、加圧ローラ３１は、定着スリーブ２１の外周側で定着スリーブ２１を押圧可能に配置されているので、本発明に係る加圧部材を構成している。
【０１４３】
ニップ形成部材２２は、平板形状で定着スリーブ２１の軸方向に長さを有し、少なくとも定着スリーブ２１を介して加圧ローラ３１と圧接する部分がフッ素系ゴムなどの耐熱性を有する弾性体からなるものであり、保持部材２３により定着スリーブ２１の内周側の所定位置に保持された状態で固定されている。
【０１４４】
また、図７に示すように、ニップ形成部材２２の定着スリーブ２１の内周面と接する部分は、テフロン(登録商標) シート等の摺動性及び耐磨耗性の優れたシート材料２２ａからなるものとするとよい。このため、ニップ形成部材２２は、シート材料２２ａが端部２２ｃを除く中央部分に巻きつけられており、板状の固定プレート２２ｄにより固定されている。この固定プレート２２ｄは、シート材料２２ａを巻きつけた状態でボルト２２ｆにより固定プレート２２ｄを介してニップ形成部材２２に固定されている。これにより、シート材料２２ａは、ニップ形成部材２２に定着スリーブ２１が摺接した状態でもニップ形成部材２２に対しズレを防止することができる。
【０１４５】
また、ニップ形成部材２２は、突部２２ｅが複数設けられており、保持部材２３の突起部２３ａと当接するようになっている。このため、シート材料２２ａは、突部２２ｅが露出するように所定の間隔で図示しない穴が形成されていると好ましい。
【０１４６】
図１２に戻り、ニップ形成部材２２は、定着スリーブ２１の内周側に配置され、加圧ローラ３１の押圧により定着スリーブ２１を介して加圧ローラ３１と当接して定着ニップ部３８を形成するので、本発明に係る当接部材を構成している。このように、定着スリーブ２１は、ニップ形成部材２２と加圧ローラ３１との間に挟み込まれて回転するが、定着ニップ部３８の上流側はベルトの張り側となり、定着ニップ部３８に記録媒体Ｐが案内される。
【０１４７】
また、定着ニップ部３８の下流側における記録媒体Ｐの分離性能は、加圧ローラ３１の最下流部の形状に依存する。このため、ニップ形成部材２２の最下流部をラウンド形状とした場合、曲率Ｒが大きく設定すると分離性能は高い。一方、曲率Ｒの値を小さくすれば一般的には加圧ローラ３１と接触する面積が小さくなるため、定着ニップ部３８のニップ幅が小さくなる。
【０１４８】
ニップ形成部材２２は、その形状が平板形状であるが，凹形状やその他の形状であってもよい。ニップ形成部材２２の形状が凹形状の方が、記録媒体Ｐ先端の排出方向が加圧ローラ３１寄りになり、定着スリーブ２１との分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。また、平板形状としてニップ出口形状のみを凹形状にして分離性を向上させるような、組み合わせの形状であってもよい。
【０１４９】
第１の板金２９は、厚さが１．５ｍｍのステンレス板をコの字状に形成したものであって、図８に示すように、保持部材２３の突起部２３ａがニップ形成部材２２と当接するように複数の溝４３が形成されている。
【０１５０】
また、第２の板金４１は、第１の板金２９よりも薄いステンレス板をコの字状に形成したものであって、保持部材２３の突起部２３ａがニップ形成部材２２と当接するように第１の板金２９と同様に複数の溝４３が形成されている。第２の板金４１は、定着スリーブ２１の内周面側からニップ形成部材２２を覆うようになっている。このため、第２の板金４１の下流側側面部４１ａおよび上流側側面部４１ｂは、少なくともニップ形成部材２２を図８中矢印Ｃで示す方向に移動させてコの字部分に嵌め込んだ際に、ニップ形成部材２２の上面部が定着スリーブ２１に接触するように、ニップ形成部材２２の上面部より低い位置になるように設定させる。
【０１５１】
第１の板金２９および第２の板金４１には、ボルト穴が形成されており、第１の板金２９および第２の板金４１は、ボルト締めによって固定される。また、第１の板金２９には、定着スリーブ２１の軸方向に延びる板状突起２９ａが形成されており、この板状突起２９ａはフランジ３５（図４に示す）に形成された溝穴に嵌まるようになっている。このため、第１の板金２９は、フランジ３５を介して定着装置２０に固定され、同様に第２の板金４１も定着装置２０に固定される。
【０１５２】
また、ニップ形成部材２２は、第２の板金４１のコの字状の部分に嵌まるようになっているので、第２の板金４１、第１の板金２９およびフランジ３５を介して定着装置２０に固定される。
【０１５３】
図４に示すように、フランジ３５は、定着スリーブ２１の両端部でその内周面部と摺接する第１フランジ部３５ａと、定着スリーブ２１の両端エッジ部と摺接して軸方向の位置決めを行う第２フランジ部３５ｆと、を有している。
【０１５４】
さらに、フランジ３５は、保持部材２３の両端部を収容する開口部３５ｄが形成され、このフランジ３５には、保持部材２３の位置決めを可能にする溝３５ｅが形成されている。これにより、フランジ３５は、保持部材２３の周方向の回転を規制することが可能になり、結果として、ニップ形成部材２２を安定して保持することが可能になっている。また、フランジ３５は、図示していないが、保持部材２３の軸方向への移動を規制する溝が形成されている。
【０１５５】
また、フランジ３５には、第１の板金２９の端部２９ａおよびニップ形成部材２２の端部２２ｂを挿入する開口部３５ｂが形成されており、ニップ形成部材２２の端部２２ｂに形成されたＵ字溝２２ｃと係合する突起３５ｃが形成されている。このため、第１の板金２９およびニップ形成部材２２が、定着装置２０の組み付け時に、本体１に固定されるようになっている。
【０１５６】
図５に示すように、フランジ３５の第１フランジ部３５ａは、定着スリーブ２１の両端部でその内周面と摺接することで、定着スリーブ２１の形状を維持するようになっている。また、第１フランジ部３５ａは、定着スリーブ２１の略同一半径の円弧を定着ニップ部３８の上流側で有しており、その円弧軸を３５ｇで表している。一方、第１フランジ部３５ａは、円弧軸３５ｇの上側半分の領域は、特に保持部材２３を収容できるスペースを確保できればよいので、円弧軸３５ｇの下側半分の領域の方が、大きい断面積を有するように形成されている。
【０１５７】
さらに、フランジ部３５ａは、円弧軸３５ｇの上側半分の領域で、円形状ではなくフラットな形状のフラット面部３５ｈを有している。このような形状により定着スリーブ２１の円周長が同一でも、円弧軸３５ｇの下側半分の領域を大きくすることができる。しかも、第１フランジ部３５ａは、フラット面部３５ｈを有しているので、定着ニップ部３８より下流側で、定着スリーブ２１を第１フランジ部３５ａから分離させることができ、定着スリーブ２１は、第１フランジ部３５ａから熱を奪われることを抑制することができる。
【０１５８】
ここで、フランジ３５は、定着スリーブ２１の両端部に配置され、定着スリーブ２１の内周面に直接または間接的に摺接して定着スリーブ２１の形状を維持しているので、本発明に係る形状維持手段を構成している。
【０１５９】
図５に示すように、フランジ３５の外形線は複数の円弧形状を組み合わせた形状としてもよい。また、定着スリーブ２１のうち、一部はニップ形成部材２２により定着ニップ部３８となるため、定着スリーブ２１の周長に応じてフランジ３５の一部を円ではない異形状とすることも可能である。定着スリーブ２１の形状はフランジ３５の外形線で作り出される形状に沿う形となる。
【０１６０】
なお、図５においては、ハロゲンヒータを用いた構成が図示されているが、面状発熱体５３が設けられている構成については図１２を参照する。
【０１６１】
図６に示すように、定着スリーブ２１の内周面部２１ａには、フランジ部３５ａと摺接しない部分であり、面状発熱体５３と摺接する部分に、摺動性を高め、かつ面状発熱体５３から定着スリーブ２１への熱伝達を高めるためのコーティングが施されている。これにより、定着スリーブ２１の長手方向の中央付近、すなわち定着ニップ部３８において未定着トナーを永久定着する箇所において面状発熱体５３からの熱を効率良く定着スリーブ２１の表面に伝達することができ、また、経時での摩耗を低減させることができる。なお、第１の実施の形態における定着装置において、黒色に塗装されている部分が、本実施の形態における定着装置におけるコーディングが施されている部分であり、図６を引用して図示することを割愛する。
【０１６２】
一方、定着スリーブ２１の内周面部２１ａのうち、両端部でしかもフランジ部３５ａと摺接する箇所（図６中ハッチングで示す）にコーティングが施されている。コーティングの一例としては、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系コーティングが挙げられる。このような構成により、定着スリーブ２１のフランジ３５ａに対する摺動抵抗を削減することができる。特に、加圧ローラ３１の回転駆動により連れ回りする定着スリーブ２１は、摺動抵抗の増大によるその回転姿勢の変化を抑制することができ、安定した定着スリーブ２１の回転を維持することができる。ここで、定着スリーブ２１にコーティングを施す場合について説明したが、これに限らずグリスを塗布する方法も一例として挙げられる。
【０１６３】
また、前述したように、定着スリーブ２１の端部のコーティングと中央部のコーティングを施す場合について説明したが、両者は別の材質、特性を持つコーティングでもよい。摩擦係数の低いコーティングをベルト内周面部の一面に施す方法も挙げられ、この場合には、伝達効率向上及び摺動抵抗低減の二つの効果を同時に得ることが可能となる上に、加工費も安く済むといったメリットもある。
【０１６４】
このように、定着スリーブ２１の摺動抵抗を低減することができ、加圧ローラ３１を介して定着スリーブ２１を回転させるための駆動モータの消費電力を低減させることができ、従来と比較して定着装置２０全体の消費電力を減少させることができる。しかも、摺動抵抗が大きいことに起因した加圧ローラ３１に対するスリップを抑制することができる。
【０１６５】
再び図１２に戻り、加圧ローラ３１の第１の中心軸線Ｘ（図１２上では水平方向の線に相当する）は、定着スリーブ２１の第２の中心軸線Ｙ（図１２上では水平方向の線に相当する）と一直線上にはない。すなわち、定着スリーブ２１の中心軸線Ｙは、加圧ローラ３１の第１の中心軸線Ｘより所定間隔Ｄの分だけニップ上流側にある。この中心軸ズレ量を図１２中Ｄで表している。
【０１６６】
ここで、加圧ローラ３１は、その回転中心である中心軸３１ａを有しており、第１の中心軸線Ｘは、中心軸３１ａから延びる加圧ローラ３１の断面方向における記録媒体Ｐの搬送方向と垂直方向の線を表している。
【０１６７】
一方、フランジ３５は、その円弧軸である３５ｇを有しており、第２の中心軸線Ｙは、円弧軸３５ｇから延びるフランジ３５の断面方向における記録媒体Ｐの搬送方向と垂直方向の線を表している。ここで、本実施形態では第１フランジ部３５ａのうち定着ニップ部３８の上流側に位置する一部が一定の曲率を有する円弧形状であり、円弧軸３５ｇとはこの円弧形状の中心を意味している。なお、第１フランジ部３５ａが一定の円弧形状を有さない場合には、記録媒体搬送方向における第１フランジ部３５ａの最大長さの中間の位置を３５ｇとして定義するようにすればよい。
【０１６８】
したがって、加圧ローラ３１の中心軸３１ａと定着ニップ部３８の略中心３１ｂとを結ぶ第１の中心軸線Ｘは、円弧軸３５ｇと、定着ニップ部３８と反対側で第１フランジ部３５ａの円弧が終了する部分３５ｉ（図５に示す）と、を結ぶ第２の中心軸線Ｙより変位Ｄだけ離隔している。
【０１６９】
このため、第１の中心軸線Ｘより搬送方向上流側に面状発熱体５３を設け、第２の中心軸線Ｙより搬送方向下流側に保持部材２３を設けている。
【０１７０】
このように、フランジ３５のフランジ部３５ａにより定着スリーブ２１の形状を維持することができるとともに、その形状によって定着スリーブ２１の多彩な形状を作り出すことができる。したがって、熱源のレイアウトを従来と比較してより最適な場所に配置することができるとともに、定着スリーブ２１の円周長を小さくすることができ、結果として小型化が可能となる。
【０１７１】
しかも、ニップ形成部材２２は、定着スリーブ２１内で図１２上方に偏っているため、定着ニップ部３８の上流側には、面状発熱体５３を配置するためのスペースを広く取ることができる。よって、面状発熱体５３を（熱源）を２本に限らず３本以上配置したりすることも可能となる。複数本配置できれば、それぞれの発熱体に、定着スリーブ２２の例えば軸方向に複数配列させることが可能で、より高精度にベルト軸方向を加熱することができる。図１２ではヒータを２本配置しているがこの限りではなく、１本でもよいし、また３本以上でもよい。
【０１７２】
次に、図１２を参照して、定着装置２０の動作について説明する。
まず、画像形成装置が出力信号を受けると（例えばユーザの操作パネルの操作あるいはパソコンからの通信等により画像形成装置に印刷要求があると) 、定着装置２０において、加圧脱圧手段により加圧ローラ３１が定着スリーブ２１を介してニップ形成部材２２を押圧し、定着ニップ部３８を形成する。
【０１７３】
ついで、不図示の駆動装置によって、加圧ローラ３１が図１２の時計回り方向（矢印Ｂ方向）に回転駆動されると、定着スリーブ２１も連れ回りして反時計回り方向（矢印Ａ方向）に回転する。このとき、定着スリーブ２１は、定着ニップ部３８とフランジ３５の位置関係により所定領域（図１２ではＹ軸より下半分側） に張力が付与されており、少なくとも定着ニップ部３８の上流側の領域で所定の圧力でニップ形成部材２２と当接し摺動する状態となる。
【０１７４】
そして、それと同期して外部電源または内部の蓄電装置から面状発熱体５３に電力が供給され、定着スリーブ２１は面状発熱体５３から周方向、軸方向全幅において効率的に熱が伝達され、急速に加熱される。なお、駆動装置の動作と面状発熱体５３による加熱は同時刻に同時に開始する必要はなく、適宜時間差を設けて開始してもよい。
【０１７５】
このとき、定着ニップ部３８の上流側であって、定着スリーブ２１に対して接触又は非接触に配置された温度センサ２７で検知される温度により、定着ニップ部３８が所定の温度となるように、面状発熱体５３による加熱制御が行われており、定着に必要な温度まで昇温された後、保持され、記録媒体Ｐの通紙が開始される。
【０１７６】
このように、定着装置２０では、定着スリーブ２１および面状発熱体５３の熱容量が小さいため、省エネを図りつつウォームアップ時間やファーストプリント時間を短くすることができる。
【０１７７】
また、画像形成装置への出力信号がない場合、通常は消費電力を抑えるために加圧ローラ３１および定着スリーブ２１は非回転で、面状発熱体５３は通電を停止されているが、すぐに再出力を開始したい（復帰させたい) 場合は、加圧ローラ３１及び定着スリーブ２１が非回転の状態でも面状発熱体５３に通電しておくことが可能である。この場合は、面状発熱体５３に定着スリーブ２１の全体を保温させておく程度の通電を行う。
【０１７８】
以上説明したように、本実施の形態に係る定着装置は、定着スリーブ２１の内周側で当接部材２３の上流側の空間を大きくすることができるので熱源を最適な位置に配置できるともに、定着スリーブ２１の円周長を小さくすることができる。このため、従来と比較して定着装置２０を小型化することができるので、定着装置２０全体の消費電力を減少させることができる。
さらに、フランジ３５により定着スリーブ２１の両端部に蓋をして定着部材２０を回転摺動させることができ、定着スリーブ２１の円筒形状を維持することができる。
【０１７９】
また、本実施の形態に係る定着装置は、加熱手段が面状発熱体５３によって構成されており、面状発熱体３３と定着スリーブ２１と直接接触して定着スリーブ２１を直接加熱することができるので、効率良く定着スリーブ２１を温めることができる。
【０１８０】
また、本実施の形態に係る定着装置は、定着スリーブ２１の内周面にコーティングを施すことで、面状発熱体との摺動抵抗を低減させて熱伝達効率を向上させることができるので、より効率良く設定された温度に制御することが可能になる。
【０１８１】
また、本実施の形態に係る定着装置は、面状発熱体５３は、定着スリーブ２１の軸方向中央部分を加熱する第１の面状発熱体５３Ａと、定着スリーブ２１の軸方向端部を加熱する第２の面状発熱体５３Ｂとを有し、第１の面状発熱体５３Ａの温度を検出する第１の温度センサ２７Ａと、第２の面状発熱体５３Ｂの温度を検出すると第２の温度センサ２７Ｂを有し、第１の温度センサ２７Ａおよび第２の温度センサ２７Ｂは、第１の面状発熱体５３Ａおよび第２の面状発熱体５３Ｂがそれぞれ最も発熱する箇所に配置されているので、各加熱部の発熱する箇所にそれぞれ設置しているので、精度良く各発熱部を温度検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１８２】
以上説明したように、本発明に係る定着装置は、小型化できるとともに、消費電力を減少させることができ、画像形成装置等に有用である。
【符号の説明】
【０１８３】
１  画像形成装置
２０  定着装置
２１  定着スリーブ（定着部材）
２２  ニップ形成部材（当接部材）
２３  保持部材
２７  温度センサ
２７Ａ  第１の温度センサ（中央部温度検出部）
２７Ｂ  第２の温度センサ（端部温度検出部）
２９  第１の板金
３１  加圧ローラ（加圧部材）
３１ａ  中心軸
３３  ヒータ（加熱手段）
３３Ａ  第１のヒータ（中央加熱部）
３３Ｂ  第２のヒータ（端部加熱部）
３５  フランジ（形状維持手段）
３５ｇ  円弧軸
３８  定着ニップ部
３９  加熱部材（回転支持部材）
４１  第２の板金
５２  加圧機構
５３  面状発熱体
５４  押し当て部材
５６  バネ部材（加圧部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１８４】
【特許文献１】特開平１１−２９８２号公報
【特許文献２】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献３】特開平８−２９２９０３号公報
【特許文献４】特開平１０−２１３９８４号公報
【特許文献５】特開２００７−３３４２０５号公報
【特許文献６】特開２００８−１５８４８２号公報
【図１】
0005747502.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005747502.tif 000004
【図４】
0005747502.tif 000005
【図５】
0005747502.tif 000006
【図６】
0005747502.tif 000007
【図７】
0005747502.tif 000008
【図８】
0005747502.tif 000009
【図９】
0005747502.tif 000010
【図１０】
0005747502.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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