(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な定着部材と、前記定着部材に対向配置されて回転可能な加圧部材を備え、
前記定着部材の内側に、前記定着部材を加熱する複数の熱源と、前記定着部材を介して前記加圧部材との間でニップ部を形成するニップ形成部材と、前記ニップ形成部材を支持する支持部材が配置された、
記録材上のトナー像を前記ニップ部において定着する定着装置において、
前記複数の熱源は、通電時に加熱する配熱部であって長手方向中央部又は長手方向端部に分布した配熱部をそれぞれ有し、前記支持部材を挟んだ別々な領域に配置され、
前記複数の熱源のうちの少なくとも１つの前記配熱部に対向する前記支持部材の位置に、穴が形成され、
前記複数の熱源のうちの少なくとも１つの前記配熱部からの輻射が、前記穴を通過して前記定着部材の内面に当り、かつ、前記複数の熱源の前記配熱部からの全ての輻射が前記穴を通して他の全ての熱源に直接当らないように、前記複数の熱源が配置される、ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記複数の熱源のうちの発熱量の多い熱源からの輻射が前記穴を通過することにより、前記発熱量の多い熱源からの輻射の照射角が広げられる、ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記穴は前記配熱部の長さに対応して前記配熱部と平行に形成されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記複数の熱源と前記支持部材の間に反射部材を備え、前記反射部材は前記穴に対応する穴を有する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記穴は、前記複数の熱源の全ての前記配熱部に対向する前記支持部材の位置に形成される、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】
前記複数の熱源のうちの１つは前記支持部材に対して他の熱源と対称位置に配置されず、ずれている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記穴は前記支持部材を貫通する１つの長穴として形成され、該長穴は前記配熱部の領域全体にわたって長手方向に形成される、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記複数の熱源のうちの発熱量の多い熱源は前記領域のうちの広い領域に配置され、発熱量の少ない熱源は前記領域のうちの狭い領域に配置される、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項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、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの静電記録式画像形成装置に使用される定着装置、より具体的には無端状の定着部材と加圧部材間にニップ部を形成し、該ニップ部を通る記録材に対し定着処理を行う定着装置に関する。また本発明は、その定着装置を搭載した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ・複写機・ファクシミリ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高まってきている。
画像形成装置では、電子写真記録・静電記録・磁気記録等の画像形成プロセスにより、画像転写方式または直接方式により未定着トナー画像が記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙などの記録材に形成される。未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。
【０００３】
このような定着装置の一例として、ベルト方式の定着装置（例えば特許文献１）やセラミックヒータを用いたサーフ定着（フィルム定着）の定着装置（例えば特許文献２）が知られている。
【０００４】
ベルト方式の定着装置では、近年、さらなるウォームアップ時間（電源投入時など、常温状態から印刷可能な所定の温度（リロード温度）までに要する時間）や、ファーストプリント時間（印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間）の短縮化が望まれている（課題１）。また、画像形成装置の高速化に伴い、単位時間あたりの通紙枚数が増え、必要熱量が増大しているため、特に連続印刷のはじめに熱量が不足すること（所謂、温度落ち込み）が問題となっている（課題２）。
【０００５】
前記課題１の問題を解決する方法として、セラミックヒータを用いたサーフ定着が提案されている。この方式により、ベルト方式の定着装置に比べ、低熱容量化や小型化が可能となったが、ニップ部のみを局所加熱するため、その他の部分は加熱されず、ニップ部入口においてベルトは最も冷えた状態にあり、定着不良が発生しやすくなるという問題がある。特に、高速機においては、ベルトの回転が速く、ニップ部以外でのベルトの放熱が多くなるため、より定着不良が発生しやすくなるという問題がある（課題３）。
【０００６】
前記課題１〜３を解決すべく、無端ベルト全体を温めることを可能にし、ファーストプリントタイムを短縮でき、かつ高速回転時の熱量不足を解消して、高生産の画像形成装置に搭載されても、良好な定着性が得られる定着装置が提案されている（特許文献３）。
【０００７】
特許文献３に記載の定着装置では、無端ベルトの内部にパイプ状の金属熱伝導体を、無端ベルトの移動をガイドすることが可能に固定し、金属熱伝導体内の熱源により金属熱伝導体を介して無端ベルトを加熱する。さらに無端ベルトを介して金属熱伝導体に接してニップ部を形成する加圧ローラを備え、該加圧ローラの回転に連れ回りするようにして無端ベルトを周方向に移動させる。この構成により、定着装置を構成する無端ベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイム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が可能となっている。
【０００８】
しかしながら、更なる省エネルギー性およびファーストプリントタイム向上のためには熱効率を更に向上させる必要があり、金属熱伝導体を介して無端ベルトを間接的に加熱する構成から、金属熱伝導体を介さずに無端ベルトを直接加熱する構成が考案された。この構成では、伝熱効率を大幅に向上させて消費電力を低減すると共に、ファーストプリントタイムを更に短縮することができる。また、金属熱伝導体がないためコストダウンが可能となる。
【０００９】
ところで、このような定着装置では、各サイズの記録材にトナー像を定着させるために、異なった配熱分布（配光分布）を有するハロゲンヒータを複数本用いることが一般的である。例えば、定着装置は、Ａ４縦通紙幅（２１０ｍｍ）に対応する配熱分布を持つヒータと、Ａ４縦通紙幅とＡ３縦通紙幅間（２１０ｍｍ〜２９７ｍｍ）の配熱分布を持つヒータを有する。
【００１０】
一方で、定着装置の小型化に伴い、無端ベルトが小径化され、定着装置の横断面におけるハロゲンヒータ間の距離が短くなってきている。例えば、異なった配熱分布を有する２本のハロゲンヒータを並列して用いた場合、一方のハロゲンヒータの輻射熱が他方のハロゲンヒータを加熱してしまい、輻射効率が低下してしまう。
【００１１】
そこで、複数あるハロゲンヒータを反射部材を挟んだ両側に配置することで、複数のハロゲンヒータが互いに加熱し合うことなく、加熱ローラを効率良く加熱してウォームアップタイムを短縮することができる定着装置が提案されている（特許文献４，５）。
【００１２】
また、補強部材（支持部材）に穴を開け、ハロゲンヒータからの輻射熱が穴を通して反対側の加熱ベルト内面を加熱することで、補強部材（支持部材）に吸われるエネルギーを低減し、補強部材（支持部材）や反射部材での反射による輻射効率低下を防止する定着装置が提案されている（特許文献６，７）。しかし、さらなる加熱効率向上の要求がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明では、異なった配熱分布（配光分布）を有する複数の熱源を用いる定着装置において、従来よりもさらに加熱効率を向上させ、ファーストプリントタイムの短縮と良好な定着性を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この課題を解決するために、回転可能な定着部材と、前記定着部材に対向配置されて回転可能な加圧部材を備え、前記定着部材の内側に、前記定着部材を加熱する複数の熱源と、前記定着部材を介して前記加圧部材との間でニップ部を形成するニップ形成部材と、前記ニップ形成部材を支持する支持部材が配置された、記録材上のトナー像を前記ニップ部において定着する定着装置において、前記複数の熱源は、通電時に加熱する配熱部であって長手方向中央部又は長手方向端部に分布した配熱部をそれぞれ有し、前記支持部材を挟んだ別々な領域に配置され、前記複数の熱源のうちの少なくとも１つの前記配熱部に対向する前記支持部材の位置に、穴が形成され、前記複数の熱源のうちの少なくとも１つの前記配熱部からの輻射が、前記穴を通過して前記定着部材の内面に当り、かつ、前記複数の熱源の前記配熱部からの全ての輻射が前記穴を通して他の全ての熱源に直接当らないように、前記複数の熱源が配置される、ことを特徴とする定着装置を提案する。
【発明の効果】
【００１５】
熱源の配熱部から放射される輻射が穴を通過して定着部材の内面を加熱することで、定着部材の内面に対する照射範囲が広がるため、定着部材の加熱効率が向上する。さらに、複数の熱源から放射される全ての輻射が穴を通して他の全ての熱源に直接当らないように複数の熱源を配置したことで、穴を通過した輻射が他の熱源を加熱することに浪費されないため、定着部材の加熱効率が低下しない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態にかかる画像形成装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態にかかる定着装置の概略断面図である。
【図３】図２の定着装置の定着ベルト内部の概略斜視図である。
【図４】第２実施形態にかかる定着装置の概略断面図である。
【図５】図４の定着装置の定着ベルト内部の概略斜視図である。
【図６】第３実施形態にかかる定着装置の概略断面図である。
【図７】図６の定着装置の定着ベルト内部の概略斜視図である。
【図８】第４実施形態にかかる定着装置の概略断面図である。
【図９】図８の定着装置の定着ベルト内部の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図１を用いて本発明の実施形態にかかる画像形成装置の構成を説明する。
図１に示した画像形成装置１００は、複数の色画像を形成する作像部がベルトの展張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ある。だが、本発明はこの方式に限られず、またプリンタだけではなく複写機やファクシミリ装置などを対象とすることも可能である。
【００１８】
画像形成装置１００は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に分解された色にそれぞれ対応する像としての画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を並設したタンデム構造が採用されている。
【００１９】
画像形成装置１００では、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに形成された可視像が、各感光体ドラムに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能な無端ベルトである中間転写体（以下、転写ベルトという）１１に対して１次転写される。この１次転写行程の実行によってそれぞれの色の画像が重畳転写され、その後、記録シートなどが用いられる記録材Ｓに対して２次転写行程を実行することで一括転写される。
【００２０】
各感光体ドラムの周囲には、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。ブラック画像形成を行う感光体ドラム２０Ｂｋを代表として説明すると、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およびクリーニング装置５０Ｂｋが配置されている。帯電後に行われる書き込み光Ｌｂを用いた書き込みには、光書き込み装置８が用いられる。
【００２１】
転写ベルト１１に対する重畳転写では、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに形成された可視像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写される。このために、転写は、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに対向して配設された１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋ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。
【００２２】
各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋは、Ａ１方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋは、イエロー、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。
【００２３】
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２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋの上方に対向して配設され、転写ベルト１１及び１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋを備えた転写ベルトユニット１０と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１に従動し、連れ回りする２次転写ローラ５と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１をクリーニングするベルトクリーニング装置１３と、これら４つの画像ステーションの下方に対向して配設された光書き込み装置８とを有している。
【００２４】
光書き込み装置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、折り返しミラーおよび偏向手段としての回転多面鏡などを装備している。光書き込み装置８は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに対して色毎に対応した書き込み光Ｌｂを出射して感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに静電潜像を形成するよう構成されている。書き込み光Ｌｂは、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符号が付けてあるが、その他の画像ステーションも同様である。
【００２５】
画像形成装置１００には、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋと転写ベルト１１との間に向けて搬送される記録材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。また、シート給送装置６１から搬送されてきた記録材Ｓを、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、各感光体ドラムと転写ベルト１１との間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対４が設けられている。また、記録材Ｓの先端がレジストローラ対４に到達したことを検知するセンサが設けられている。
【００２６】
また、画像形成装置１００には、トナー像が転写された記録材Ｓにトナー像を定着させるためのローラ定着方式の定着ユニットとしての定着装置２００と、定着済みの記録材Ｓを画像形成装置１００の本体外部に排出する排出ローラ７が備えられている。また、画像形成装置１００の本体上部には、排出ローラ７により画像形成装置１００の本体外部に排出された記録材Ｓを積載する排紙トレイ１７が備えられている。また、排紙トレイ１７の下側には、イエロー、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。
【００２７】
転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋの他に、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。
【００２８】
従動ローラ７３は、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、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。このような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、クリーニング装置１３とで転写装置７１が構成されている。
【００２９】
シート給送装置６１は、画像形成装置１００の本体下部に配設されており、最上位の記録材Ｓの上面に当接する給送ローラ３を有している。給送ローラ３が図中反時計回りに回転駆動されることにより、最上位の記録材Ｓをレジストローラ対４に向けて給送するようになっている。
【００３０】
転写装置７１に装備されているクリーニング装置１３は、詳細な図示を省略するが、転写ベルト１１に対向、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。クリーニング装置１３は、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り、除去して、転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。
【００３１】
クリーニング装置１３はまた、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。
【００３２】
図２は、第１実施形態にかかる定着装置を示す概略構成図である。
定着装置２００は、回転可能な定着部材としての定着ベルト２０１と、これに対向配置されて回転可能な加圧部材としての加圧ローラ２０３とを有し、複数の熱源としてのハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂにより定着ベルト２０１が内周側から輻射熱で直接加熱される。このとき、図２の定着ベルト２０１内には、定着ベルト２０１を介して加圧ローラ２０３との間でニップ部を形成するニップ形成部材２０６があり、定着ベルト内面と直接または摺動シートを介して間接的に摺動するようになっている。記録材Ｓ上のトナー像はニップ部において加熱・加圧により定着される。
【００３３】
図２ではニップ部の形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状であっても良い。凹形状のニップ部の場合、記録材先端の排出方向が加圧ローラ寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。
【００３４】
定着ベルト２０１は、ニッケルやＳＵＳなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端ベルトまたはフィルムで構成される。ベルトの表層はＰＦＡまたはＰＴＦＥ層などの離型層を有し、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層の間にはシリコーンゴムの層などで形成された弾性層があっても良い。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させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ（ユズ肌画像）が残るという不具合が生じ得る。これを改善するにはシリコーンゴム層を１００［μｍ］以上設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微小な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。
【００３５】
定着ベルト２０１の内部にはニップ形成部材２０６とニップ部Ｎを支持するための支持部材としてのステー２０７を設け、加圧ローラ２０３により圧力を受けるニップ形成部材２０６の撓みを防止し、軸方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。このステー２０７は両端部で保持部材としてのフランジに保持固定され位置決めされている。また、ハロゲンヒータ２０２とステー２０７の間に反射部材２０９を備え、ハロゲンヒータ２０２からの輻射熱などによりステー２０７が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギー消費を抑制している。ここで反射部材２０９を備える代わりに、ステー２０７表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可能となる。
【００３６】
加圧ローラ２０３は芯金２０５に弾性ゴム層２０４があり、離型性を得るために表面に離型層（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ層）が設けてある。加圧ローラ２０３は、画像形成装置に設けられたモータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ２０３は、スプリングなどにより定着ベルト２０１側に押し付けられており、弾性ゴム層２０４が押し潰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２０３は中空のローラであっても良く、加圧ローラ２０３にハロゲンヒータなどの加熱源を有していても良い。弾性ゴム層２０４はソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ２０３内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルトの熱が奪われにくくなるので、より望ましい。
【００３７】
定着ベルト２０１は加圧ローラ２０３により連れ回り回転する。図２の場合は加圧ローラ２０３が駆動源により回転し、ニップ部Ｎでベルトに駆動力が伝達されることにより定着ベルト２０１が回転する。定着ベルト２０１はニップ部Ｎで挟み込まれて回転し、ニップ部以外では両端部でフランジ２０８にガイドされ、走行する。
【００３８】
上記のような構成により安価で、ウォームアップが速い定着装置を実現することが可能となる。
【００３９】
ここで、従来構成の定着装置について説明する。
特許文献４の定着装置では、２本のハロゲンヒータの間にステーが配置されている。一方のハロゲンヒータからの輻射が他方のハロゲンヒータに直接当らないため、輻射熱は他方のハロゲンヒータの加熱（ガラス管等の加熱）に消費されず、定着ベルトの加熱効率が向上する。
【００４０】
また、特許文献６の定着装置でも２本のハロゲンヒータの間にステーが配置されている。ステーに穴を開け、ハロゲンヒータからの輻射が穴を通して反対側の加熱ベルト内面を加熱することで、ステーに消費されるエネルギーを低減し、ステーでの反射による輻射効率低下を防止している。しかし、一方のハロゲンヒータからの輻射が他方のハロゲンヒータに直接当るため、加熱ベルト内面に輻射が当る前にハロゲンヒータの加熱（ガラス管等の加熱）にエネルギーが使われることになり、加熱ベルトの加熱効率はそれほど向上しない。
【００４１】
そこで、本発明では以下のように定着装置を構成した。
図２を参照して、ステー２０７は、断面がそれぞれ略Ｌ字型の第１部材２０７Ａと第２部材２０７Ｂからなる。第１部材２０７Ａは、２本のハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂを仕切るための第１仕切り部２０７ｃと、ニップ形成部材２０６を固定するための第１固定部２０７ｄを有する。第２部材２０７Ｂは、２本のハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂを仕切るための第２仕切り部２０７ｅと、ニップ形成部材２０６を固定するための第２固定部２０７ｆを有する。長手方向（紙面垂直方向）全体にわたり、第１仕切り部２０７ｃと第２仕切り部２０７ｅは略同じ長さを有する。第１仕切り部２０７ｃと第２仕切り部２０７ｅはヒータの長手方向に直線的に延在している。よって、第１仕切り部２０７ｃと第２仕切り部２０７ｅが接触することで、ステー２０７の断面はＴ字型に構成され、定着ベルト２０１内では第１領域２１１と第２領域２１２は同じ大きさを有する。
【００４２】
このように２本のハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂをステー２０７を挟んだ上下の別々な領域に配置したことで、ヒータ点灯時に互いのガラス管を加熱することがないため、加熱効率が下がらない。
【００４３】
また、ハロゲンヒータ２０２Ａの配熱部２０２ｃに対向するステー２０７の位置に穴２４０Ａが形成され、反射部材２０９は該穴２４０Ａに対応する穴２４０Ａを有する。ステー２０７及び反射部材２０９を貫通する穴２４０Ａがハロゲンヒータ２０２Ａの略真下に形成されているため、ステー２０７に対して上側に配置されたハロゲンヒータ２０２Ａからの輻射の一部は、穴２４０Ａを通して定着ベルト内面に当る（図２）。これは、ハロゲンヒータ２０２Ａからの輻射が定着ベルト２０１に直接当る角度である照射角が広がったことを意味する。
【００４４】
一方、ハロゲンヒータ２０２Ｂはステー２０７に対してハロゲンヒータ２０２Ａと対称位置に配置されず、ずれているため、ハロゲンヒータ２０２Ｂからの輻射は穴２４０Ａを通して定着ベルト内面に当らない。よって、下側のハロゲンヒータ２０２Ｂの照射角は広がらない。だが、ハロゲンヒータ２０２Ｂは、上側のハロゲンヒータ２０２Ａからの輻射が直接当らない位置に配置されているため、定着ベルト２０１の加熱効率は低下しない。
【００４５】
図３は図２の定着装置の定着ベルト内部の概略斜視図である。なお、図２は図３におけるＸ−Ｘ線における便宜的な断面図であり、反射部材２０９は簡略化して図示している。
第１領域２１１に配置されたハロゲンヒータ２０２Ａは、定着ベルト２０１の長手方向中央部を加熱する中央ヒータであり、通電時に加熱する配熱部２０２ｃを長手方向中央部に有する。第２領域２１２に配置されたハロゲンヒータ２０２Ｂは、定着ベルト２０１の長手方向端部を加熱する端部ヒータであり、通電時に加熱する配熱部２０２ｄを長手方向端部に有する。配熱部２０２ｃ，２０２ｄ以外の部分（非配熱部）は通電時に加熱しない。ハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂは長手方向に異なる分布の配熱部をそれぞれ有し、配熱部２０２ｃと配熱部２０２ｄは長手方向において重ならないように配置されている。ハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂの配熱部２０２ｃ，２０２ｄとステー２０７の間には反射部材２０９が備えられている。
【００４６】
例えば、配熱部２０２ｃは２１７ｍｍの長さであってハロゲンヒータ２０２Ａは７７０Ｗの電力量を有し、配熱部２０２ｄはそれぞれ６３ｍｍ（合計１２６ｍｍ）の長さであってハロゲンヒータ２０２Ｂは４４０Ｗの電力量を有する。よって、Ａ４横やＡ３縦（２９７ｍｍ）を印刷する際は、ハロゲンヒータ２０２Ａとハロゲンヒータ２０２Ｂの両方を点灯する必要がある。
【００４７】
このように、中央ヒータの発熱量・電力量は端部ヒータの発熱量・電力量より大きい。ただし、ハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂの単位長さ当りの発熱量・電力量はどちらも、例えば３．５Ｗ／ｍｍである。これは、記録材上のトナーの定着性や画像の光沢度を一定に保つために、トナーや記録材に与える熱量を一定にするためである。
【００４８】
図２，３において、ハロゲンヒータ２０２Ｂを穴２４０Ａの下に配置したうえでハロゲンヒータ２０２Ａを穴２４０Ａの上からずらして配置していない。これは、広めの配熱部２０２ｃを有する中央ヒータからの輻射の一部を穴２４０Ａを通過させることにより中央ヒータの照射角を実質的に広くさせる方が、効果的に定着ベルト２０１の加熱効率を向上させられるからである。言い換えれば、ヒータの長手方向と直交する断面（図２）において、発熱量の多いハロゲンヒータ２０２Ａの配熱部２０２ｃからの輻射が定着ベルト２０１に直接当たる照射角が、発熱量の少ないハロゲンヒータ２０２Ｂの配熱部２０２ｄからの輻射が定着ベルト２０１に直接当たる照射角より大きいと好ましい。
【００４９】
穴２４０Ａの形成により、例えばハロゲンヒータ２０２Ａの照射角が５％広くなり、ハロゲンヒータ２０２Ｂの照射角の増減が無かった場合、穴を有しない従来の定着装置の電力量を基準とした電力量Ｐは理論上以下のように計算できる。
Ｐ（ハロゲンヒータ２０２Ａ）＝７７０×１．０５＝８０８．５Ｗ
Ｐ（ハロゲンヒータ２０２Ｂ）＝４４０×１＝４４０Ｗ
Ｐ（全体）＝８０８．５＋４４０＝１２４８．５Ｗ
【００５０】
一方、穴を有しない従来の定着装置の電力量Ｐは以下のように計算できる。
Ｐ（ハロゲンヒータ２０２Ａ）＝７７０Ｗ
Ｐ（ハロゲンヒータ２０２Ｂ）＝４４０Ｗ
Ｐ（全体）＝７７０＋４４０＝１２１０Ｗ
【００５１】
このように、本実施形態によれば発熱量・電力量のより多いハロゲンヒータの照射角を実質的に広くすることができ、加熱効率が従来よりも向上する。
【００５２】
ステー２０７及び反射部材２０９に形成される穴２４０Ａの形状に関して、穴２４０Ａは長手方向においてハロゲンヒータ２０２Ａの配熱分布・配光分布に合わせて形成されることが望ましい。つまり、穴２４０Ａは発熱する配熱部２０２ｃの長さに対応してこれと平行に形成されていると好ましい。また、穴２４０Ａを短手方向（長手方向と直交する方向であって、仕切り部の延在方向）に広げれば、輻射の通過量が増大するため、反射による輻射効率低減を抑制できる。しかし、穴２４０Ａを短手方向に大きくしすぎると、ステー２０７の剛性が弱まり、ニップ部を形成するニップ形成部材２０６が撓んで、適正なニップ形状が得られなくなる虞がある。従って、穴２４０Ａの短手方向の大きさのために、輻射効率とステー２０７の剛性のバランスを考慮する必要がある。
【００５３】
なお、穴２４０Ａをステー２０７及び反射部材２０９に形成する方法は、プレス加工により穴あけすればよい。
【００５４】
図４，５は、第２実施形態にかかる定着装置を示す図である。なお、図４は図５におけるＸ−Ｘ線における便宜的な断面図であり、反射部材２０９は簡略化して図示している。
２本のハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂをステー２０７を挟んだ上下の別々な領域に配置したことで、ヒータ点灯時に互いのガラス管を加熱することがないため、加熱効率が下がらない。第１実施形態にかかる定着装置との違いは、端部ヒータであるハロゲンヒータ２０２Ｂの上方に、ステー２０７及び反射部材２０９を貫通する穴２４０Ｂがさらに形成されている点である。これにより、ステー２０７に対して下側に配置されたハロゲンヒータ２０２Ｂからの輻射の一部も穴２４０Ｂを通して定着ベルト内面に当る（図４）。よって、ハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂからの輻射が定着ベルト２０１に直接当る角度である照射角が共に広くなるため、両者の輻射効率が向上する。そのため、定着ベルトの加熱効率はさらに向上する。
【００５５】
穴２４０Ａと穴２４０Ｂは、長手方向において重複せず、かつ短手方向にずれて形成されている。穴２４０Ａは穴２４０Ｂよりも長手方向に長い。穴２４０Ａと穴２４０Ｂの短手方向の幅は等しい。ここで、輻射効率とステーの剛性のバランスを考慮し、発熱量の多いハロゲンヒータ２０２Ａに対応する穴２４０Ａの幅を短手方向に大きめに形成し、発熱量の少ないハロゲンヒータ２０２Ｂに対応する穴２４０Ｂの幅を短手方向に小さめに形成すると好ましい。
【００５６】
また、ハロゲンヒータ２０２Ｂはステー２０７に対してハロゲンヒータ２０２Ａと対称位置に配置されず、ずれているため、ハロゲンヒータ２０２Ｂからの輻射は穴２４０Ａを通して定着ベルト内面に当らない。同様に、ハロゲンヒータ２０２Ａはステー２０７に対してハロゲンヒータ２０２Ｂと対称位置に配置されず、ずれているため、ハロゲンヒータ２０２Ａからの輻射は穴２４０Ｂを通して定着ベルト内面に当らない。ハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂは、互いからの輻射が直接当らない位置にそれぞれ配置されているため、定着ベルト２０１の加熱効率は低下しない。
【００５７】
図４，５の構成に代えて、穴２４０Ｂの短手方向位置に穴２４０Ａを形成したうえでその上方にハロゲンヒータ２０２Ａを配置し、穴２４０Ａの短手方向位置に穴２４０Ｂを形成したうえでその下方にハロゲンヒータ２０２Ｂを配置してもよい。
【００５８】
例えば、配熱部２０２ｃは２１７ｍｍの長さであってハロゲンヒータ２０２Ａは７７０Ｗの電力量を有し、配熱部２０２ｄはそれぞれ６３ｍｍ（合計１２６ｍｍ）の長さであってハロゲンヒータ２０２Ｂは４４０Ｗの電力量を有する。
【００５９】
ただし、ハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂの単位長さ当りの発熱量・電力量はどちらも、例えば３．５Ｗ／ｍｍである。これは、記録材上のトナーの定着性や画像の光沢度を一定に保つために、トナーや記録材に与える熱量を一定にするためである。
【００６０】
よって、穴２４０Ａ，２４０Ｂの形成により、ハロゲンヒータ２０２Ａとハロゲンヒータ２０２Ｂの照射角がともに５％広くなる場合、穴を有しない従来の定着装置の電力量（１２１０Ｗ）を基準とした電力量Ｐは理論上以下のように計算できる。
【００６１】
Ｐ（ハロゲンヒータ２０２Ａ）＝７７０×１．０５＝８０８．５Ｗ
Ｐ（ハロゲンヒータ２０２Ｂ）＝４４０×１．０５＝４６２Ｗ
Ｐ（全体）＝８０８．５＋４６２＝１２７０．５Ｗ
【００６２】
このように、本実施形態によれば穴２４０Ａ，２４０Ｂの形成によって２本のハロゲンヒータの配熱部２０２ｃ，２０２ｄの照射角を広くすることで加熱効率が前記第１実施形態よりもさらに向上する。
【００６３】
図６，７は、第３実施形態にかかる定着装置を示す図である。なお、図６は図７におけるＸ−Ｘ線における便宜的な断面図であり、反射部材２０９は簡略化して図示している。
第１実施形態にかかる定着装置と異なり、ステー２０７及び反射部材２０９を貫通する１つの長穴（穴）２４０Ｃが、配熱部２０２ｃ，２０２ｄの領域全体にわたって長手方向に形成されている。また、ハロゲンヒータ２０２Ａは長穴２４０Ｃとステー２０７の境界部の上方に配置され、ハロゲンヒータ２０２Ｂは長穴２４０Ｃとステー２０７の境界部の下方に配置されている。ハロゲンヒータ２０２Ａと２０２Ｂはステー２０７に対して略対称位置に配置されており、ハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂからの輻射はそれぞれ、長穴２４０Ｃを通して定着ベルト内面に当るが、互いのガラス管には当らない。ゆえに、ハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂからの輻射が定着ベルト２０１に直接当る角度である照射角が共に広くなるため、両者の輻射効率が向上し、そのため定着ベルトの加熱効率はさらに向上する。
本実施形態においても、第２実施形態（図４，５）と同様に、第１実施形態（図２，３）よりも定着ベルトの加熱効率が向上する。
【００６４】
図８，９は、第４実施形態にかかる定着装置を示す図である。なお、図８は図９におけるＸ−Ｘ線における便宜的な断面図であり、反射部材２０９は簡略化して図示している。本実施形態は、図６，７に示す第３実施形態からの変形例であり、以下では主に第３実施形態との差異を説明する。
図８を参照して、ステー２０７は、断面がそれぞれ略Ｌ字型の第１部材２０７Ａと第２部材２０７Ｂからなる。第１部材２０７Ａは、２本のハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂを仕切るための第１仕切り部２０７ｃと、ニップ形成部材２０６を固定するための第１固定部２０７ｄを有する。第２部材２０７Ｂは、２本のハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂを仕切るための第２仕切り部２０７ｅと、ニップ形成部材２０６を固定するための第２固定部２０７ｆを有する。長手方向（紙面垂直方向）全体にわたり、第１仕切り部２０７ｃと第２仕切り部２０７ｅは略同じ長さを有するが、前記実施形態と異なって第１固定部２０７ｄは第２固定部２０７ｆよりも長い。第１仕切り部２０７ｃと第２仕切り部２０７ｅはヒータの長手方向に直線的に延在している。よって、第１仕切り部２０７ｃと第２仕切り部２０７ｅが接触することで、ステー２０７の断面は略Ｔ字型に構成されるが、前記実施形態と異なって定着ベルト２０１内では第１領域２１１が第２領域２１２よりも広くなっている（図８，９）。
【００６５】
よって、２本のハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂをステー２０７を挟んだ上下の別々な領域に配置したことで、ヒータ点灯時に互いのガラス管を加熱することがないため、加熱効率が下がらない。さらに、発熱量・電力量の多いハロゲンヒータ２０２Ａを定着ベルト２０１内の広い第１領域２１１に配置し、発熱量・電力量の少ないハロゲンヒータ２０２Ｂを定着ベルト２０１内の狭い第２領域２１２に配置している。そして定着ベルト内の領域が均等に分けられている定着装置に比べて、発熱量・電力量の多いハロゲンヒータ２０２Ａの照射角αが広くなる分、加熱効率が向上する。逆に、発熱量・電力量の少ないハロゲンヒータ２０２Ｂの照射角βが狭くなる分、加熱効率が低下する。結局、定着装置２００全体としては、定着ベルト内の領域が均等に分けられている定着装置に比べて加熱効率が向上する。熱量の少ない熱源が配置される領域が狭くなるため、熱量の少ない熱源から定着部材へ当る輻射の照射角が小さくなる分、熱効率は低下するが、定着装置としての熱効率が向上する。
【００６６】
ここで、配熱部２０２ｄが狭いハロゲンヒータ２０２Ｂの照射角を広くするよりも、配熱部２０２ｃが広いハロゲンヒータ２０２Ａの照射角を広くした方が、合計の加熱効率は向上する。言い換えれば、ヒータの長手方向と直交する断面（図８）において、発熱量の多いハロゲンヒータ２０２Ａの配熱部２０２ｃからの輻射が定着ベルト２０１に直接当る照射角αが、発熱量の少ないハロゲンヒータ２０２Ｂの配熱部２０２ｄからの輻射が定着ベルト２０１に直接当る照射角βより大きいと好ましい。
【００６７】
例えば、ハロゲンヒータ２０２Ａの照射角αが５％広くなり、その分ハロゲンヒータ２０２Ｂの照射角βが５％狭くなる場合、定着ベルト内の領域が均等に分けられている定着装置の電力量を基準とした電力量Ｐは理論上以下のように計算できる。ただし、ここでは長穴２４０Ｃは考慮していない。
Ｐ（ハロゲンヒータ２０２Ａ）＝７７０×１．０５＝８０８．５Ｗ
Ｐ（ハロゲンヒータ２０２Ｂ）＝４４０×０．９５＝４１８Ｗ
Ｐ（全体）＝８０８．５＋４１８＝１２２６．５Ｗ
【００６８】
一方、各ヒータが同じ領域に配置されて同じ照射角を有する場合、基準となる電力量Ｐは以下のように計算できる。
Ｐ（ハロゲンヒータ２０２Ａ）＝７７０Ｗ
Ｐ（ハロゲンヒータ２０２Ｂ）＝４４０Ｗ
Ｐ（全体）＝７７０＋４４０＝１２１０Ｗ
【００６９】
さらに、ステー２０７及び反射部材２０９を貫通する１つの長穴２４０Ｃが、配熱部２０２ｃ，２０２ｄの領域全体にわたって長手方向に形成されている。ハロゲンヒータ２０２Ａと２０２Ｂはステー２０７に対して略対称位置に配置されており、ハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂからの輻射はそれぞれ、長穴２４０Ｃを通して定着ベルト内面に当るが、互いのガラス管には当らない。ゆえに、ハロゲンヒータ２０２Ａ，２０２Ｂからの輻射が定着ベルト２０１に直接当る角度である照射角が共に広くなるため、両者の輻射効率が向上し、そのため定着ベルトの加熱効率はさらに向上する。
【００７０】
従って、長穴２４０Ｃを形成した分、Ｐ（全体）は、長穴２４０Ｃを考慮せずに先に計算した１２２６．５Ｗよりも大きくなる。
【００７１】
ゆえに、本実施形態によれば配熱部２０２ｃが広いハロゲンヒータ２０２Ａの加熱効率向上量がハロゲンヒータ２０２Ｂの加熱効率低下量を上回り、かつ長穴２４０Ｃの寄与のため、ヒータの配置領域を均等に分割し、穴を設けない構成よりも加熱効率が向上する。
【符号の説明】
【００７２】
２０１  定着ベルト（定着部材）
２０２Ａ，２０２Ｂ  ハロゲンヒータ（熱源）
２０３  加圧ローラ（加圧部材）
２０６  ニップ形成部材
２０７  支持部材
２４０Ａ，２４０Ｂ  穴
２４０Ｃ  長穴（穴）
Ｎ  ニップ部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７３】
【特許文献１】特開２００４−２８６９２２号公報
【特許文献２】特許第２８６１２８０号公報
【特許文献３】特開２００７−３３４２０５号公報
【特許文献４】特開２０１０−７８８３９号公報
【特許文献５】特許４９６１０４７号公報
【特許文献６】特開２００７−３１０２２０号公報
【特許文献７】特開２０１４−０５６１４６号公報
【図１】
0006492945.tif 000002
【図２】
0006492945.tif 000003
【図３】
0006492945.tif 000004
【図４】
0006492945.tif 000005
【図５】
0006492945.tif 000006
【図６】
0006492945.tif 000007
【図７】
0006492945.tif 000008
【図８】
0006492945.tif 000009
【図９】
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