(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの幅方向中央側に発熱部を有する第１加熱源と、
前記定着ベルトの幅方向端部側に発熱部を有する第２加熱源と、
前記定着ベルトの内周側に配置されたニップ形成部材と、
前記定着ベルトの外周側から前記ニップ形成部材に当接して前記定着ベルトとの間にニップ部を形成する対向部材と、
前記第２加熱源の発熱部に対応する位置で前記定着ベルトの温度を検知する温度検知手段とを備え、
前記ニップ形成部材は、基材と、前記基材の前記ニップ部側に配置され前記基材よりも大きい熱伝導率の高熱伝導部材とを有し、
前記定着ベルトの幅方向中央側を幅方向内側とし、幅方向端部側を幅方向外側としたとき、前記温度検知手段の検知領域の幅方向中央位置から前記第２加熱源の発熱部の幅方向内側端部までの長さに対する、前記検知領域の幅方向中央位置から前記第２加熱源の発熱部の幅方向外側端部までの長さの比が、７／３より大きく、
前記高熱伝導部材の熱伝導部は、前記第２加熱源の発熱部の幅方向外側端部よりも幅方向内側に配置されることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記検知領域の幅方向中央位置から前記第２加熱源の発熱部の幅方向内側端部までの長さに対する、前記検知領域の幅方向中央位置から前記第２加熱源の発熱部の幅方向外側端部までの長さの比が、１０／３より小さい請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
最大記録媒体通過領域の幅方向端部は、前記検知領域の幅方向中央位置よりも幅方向外側であって、前記第２加熱源の発熱部の幅方向外側端部よりも幅方向内側に位置する請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
回転可能な無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの幅方向中央側に発熱部を有する第１加熱源と、
前記定着ベルトの幅方向端部側に発熱部を有する第２加熱源と、
前記定着ベルトの内周側に配置されたニップ形成部材と、
前記定着ベルトの外周側から前記ニップ形成部材に当接して前記定着ベルトとの間にニップ部を形成する対向部材と、
前記第２加熱源の発熱部に対応する位置で前記定着ベルトの温度を検知する温度検知手段とを備え、
前記ニップ形成部材は、基材と、前記基材の前記ニップ部側に配置され前記基材よりも大きい熱伝導率の高熱伝導部材とを有し、
前記定着ベルトの幅方向中央側を幅方向内側とし、幅方向端部側を幅方向外側としたとき、前記温度検知手段の幅方向中央位置から前記第２加熱源の発熱部の幅方向内側端部までの長さに対する、前記温度検知手段の幅方向中央位置から前記第２加熱源の発熱部の幅方向外側端部までの長さの比が、７／３より大きく、
前記高熱伝導部材の熱伝導部は、前記第２加熱源の発熱部の幅方向外側端部よりも幅方向内側に配置されることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
前記温度検知手段の幅方向中央位置から前記第２加熱源の発熱部の幅方向内側端部までの長さに対する、前記温度検知手段の幅方向中央位置から前記第２加熱源の発熱部の幅方向外側端部までの長さの比が、１０／３より小さい請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
最大記録媒体通過領域の幅方向端部は、前記温度検知手段の幅方向中央位置よりも幅方向外側であって、前記第２加熱源の発熱部の幅方向外側端部よりも幅方向内側に位置する請求項４又は５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記第２加熱源の発熱長は、５１．５ｍｍより大きい請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
最大記録媒体通過領域の幅は、２９７ｍｍより大きい請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項９】
前記高熱伝導部材の熱伝導率は、２３６Ｗ／ｍＫ以上である請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記高熱伝導部材は、前記定着ベルトの幅方向における両端側に開口部を有し、
前記高熱伝導部材の記録媒体搬送方向長さをＬ１、前記開口部の記録媒体搬送方向長さをＬ２とすると、Ｌ２はＬ１の半分以上の長さである請求項１から９のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記開口部は、前記基材に対する前記高熱伝導部材の位置決め部である請求項１０に記載の定着装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１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、記録媒体に画像を定着させる定着装置、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、又はこれらの複合機等の画像形成装置に設置される定着装置として、定着処理される記録媒体の幅サイズに応じて加熱領域を変更できるように複数の加熱源を備えたものが知られている。
【０００３】
例えば、長手方向の中央部側に発熱領域を有する中央ヒータと、長手方向の両端部側に発熱領域を有する端部ヒータとを備えるものがある｛特許文献１（特開２０１２−２３０２９３号公報）参照｝。斯かる定着装置においては、中央ヒータの発熱領域に対応する箇所と端部ヒータの発熱領域に対応する箇所のそれぞれで定着部材の温度を検知するサーミスタ等の温度検知手段が配置されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、定着処理される記録媒体の最大幅が例えばＡ３サイズからＡ３ノビサイズへ大きくなると、これに応じてヒータの最大発熱領域の幅も変更する必要がある。この場合、温度検知手段の配置について新たに検討する必要が生じる。具体的には、画像形成装置の仕様をＡ３ノビ紙にまで対応できるようにしようとすると、Ａ３ノビ紙のノビ部分でコールドオフセットが生じないように、ノビ部分の温度を計測するための温度検知手段が別途必要になる。しかしながら、温度検知手段を別途設けるとコストアップに繋がるため、従来は、ノビ部分の温度を計測する温度検知手段を追加せず、コールドオフセットが生じないように高めに温度設定していた。すなわち、温度検知手段の数はＡ３サイズ対応機と同じにしていた。しかしながら、高めの温度設定は、省エネ性の観点からは好ましくない。また、高めに温度設定すると、非通紙領域の過昇温が生じやすくなる。この過昇温の課題に対しては、従来、加熱源の熱を遮蔽する可動遮蔽板を設けることで対応していたが、可動遮蔽板を設けることでコストアップの課題が発生する。そこで、省エネ性と低コスト（可動遮蔽板を設けず、別途温度検知手段を追加しない構成）を両立したうえでＡ３ノビのノビ部分の温度を検知できるようにするため、新たな検討が必要になった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、回転可能な無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトの幅方向中央側に発熱部を有する第１加熱源と、前記定着ベルトの幅方向端部側に発熱部を有する第２加熱源と、前記定着ベルトの内周側に配置されたニップ形成部材と、前記定着ベルトの外周側から前記ニップ形成部材に当接して前記定着ベルトとの間にニップ部を形成する対向部材と、前記第２加熱源の発熱部に対応する位置で前記定着ベルトの温度を検知する温度検知手段とを備え、前記ニップ形成部材は、基材と、前記基材の前記ニップ部側に配置され前記基材よりも大きい熱伝導率の高熱伝導部材とを有し、前記定着ベルトの幅方向中央側を幅方向内側とし、幅方向端部側を幅方向外側としたとき、前記温度検知手段の検知領域の幅方向中央位置から前記第２加熱源の発熱部の幅方向内側端部までの長さに対する、前記検知領域の幅方向中央位置から前記第２加熱源の発熱部の幅方向外側端部までの長さの比が、７／３より大きく、前記高熱伝導部材の熱伝導部は、前記第２加熱源の発熱部の幅方向外側端部よりも幅方向内側に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ニップ形成部材が高熱伝導部材を有することで、温度検知手段によって検知可能な範囲を実質的に拡大させることができる。その結果、検知領域の幅方向中央位置から第２加熱源の発熱部の幅方向内側端部までの長さに対する、検知領域の幅方向中央位置から第２加熱源の発熱部の幅方向外側端部までの長さの比が、７／３より大きくなるような位置に、温度検知手段を配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】定着装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】ヒータの概略構成と温度センサの配置を示す図である。
【図４】端部ヒータと中央ヒータの詳細な構成を示す図である。
【図５】端部センサの配置と課題を説明するための図である。
【図６】本実施形態に係る定着装置における定着ベルト、加圧ローラ、各ヒータ、高熱伝導部材、端部センサのそれぞれの位置、及び各用紙サイズの通紙領域の関係を示す図である。
【図７】高熱伝導部材の平面図である。
【図８】他の実施形態の高熱伝導部材の平面図である。
【図９】高熱伝導部材の他の配置例を示す図である。
【図１０】参考例としてのニップ形成部材の断面図である。
【図１１】高熱伝導部材の長さを説明するためのニップ形成部材の断面図である。
【図１２】ニップ形成部材の他の参考例の構成を示す図である。
【図１３】ニップ形成部材のさらに他の参考例の構成を示す図である。
【図１４】ニップ形成部材の別の参考例の構成を示す図である。
【図１５】ニップ形成部材のさらに別の参考例の構成を示す図である。
【図１６】図１５に示すニップ形成部材の分解斜視図である。
【図１７】図１５及び図１６に示すニップ形成部材のさらに詳細な構成を示す分解斜視図である。
【図１８】図１５及び図１６に示すニップ形成部材のさらに詳細な構成を示す分解斜視図である。
【図１９】ニップ形成部材の端部の構成を示す図である。
【図２０】ニップ形成部材のさらに別の参考例の構成を示す分解斜視図である。
【図２１】参考例に係る画像形成装置の概略構成を示す側面図である。
【図２２】参考例に係る定着装置の概略構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【０００９】
まず、図１を参照して、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図１に示す画像形成装置１は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが設けられている。各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
【００１０】
具体的に、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，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などを備える。なお、図１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のみに符号を付しており、その他の作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃにおいては符号を省略している。
【００１１】
各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配置されている。露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、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。
【００１２】
また、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの上方には、転写装置３が配置されている。転写装置３は、中間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、二次転写バックアップローラ３２と、クリーニングバックアップローラ３３と、テンションローラ３４と、ベルトクリーニング装置３５とを備える。
【００１３】
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を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。
【００１４】
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、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。
【００１５】
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、上記一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６にも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。
【００１６】
画像形成装置本体の上部には、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する４つのトナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと上記各現像装置７との間に設けた補給路を介して、各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋから各現像装置７にトナーが補給される。
【００１７】
一方、画像形成装置本体の下部には、記録媒体としての用紙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等が設けられている。なお、記録媒体には、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等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、手差し給紙機構が設けてあってもよい。
【００１８】
画像形成装置本体内には、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が形成されている。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、搬送タイミングを計って用紙Ｐを二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ１２が配置されている。
【００１９】
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、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着装置２０が配置されている。さらに、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が配置されている。また、装置本体の上面部には、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が設けてある。
【００２０】
続いて、図１を参照して、本実施形態に係るプリンタの基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，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、マゼンタ、シアン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。
【００２１】
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。また、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とによって、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。
【００２２】
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、上記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。
【００２３】
プリンタの下部では、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によって搬送が一旦停止される。
【００２４】
その後、所定のタイミングでレジストローラ１２の回転駆動を開始し、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するタイミングに合わせて、用紙Ｐを二次転写ニップへ搬送する。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。そして、この転写電界によって、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によって除去される。
【００２５】
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。
【００２６】
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，４Ｍ，４Ｃ，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。
【００２７】
図２は、本実施形態に係る定着装置の概略構成を示す側面図である。
以下、図２に基づき、定着装置２０の基本構成について説明する。
図２に示すように、定着装置２０は、定着部材としての定着ベルト２１と、定着ベルト２１に対向して配置される対向部材としての加圧ローラ２２と、定着ベルト２１を加熱する加熱源としての２本のヒータ２３ａ，２３ｂと、定着ベルト２１を介して加圧ローラ２２と対向する位置に配置されたニップ形成部材２４と、ニップ形成部材２４を支持する支持部材としてのステー２５と、ヒータ２３ａ，２３ｂから放射される光又は熱を定着ベルト２１へ反射する反射部材２６と、定着ベルト２１の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ２７と、定着ベルト２１から用紙を分離する分離部材２８とを備える。
【００２８】
定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む）で構成されている。詳しくは、定着ベルト２１は、ニッケルもしくはＳＵＳ等の金属材料又はポリイミド（ＰＩ）等の樹脂材料で形成された内周側の基材と、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（ＰＦＡ）又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等で形成された外周側の離型層によって構成されている。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。
【００２９】
加圧ローラ２２は、芯金２２ａと、芯金２２ａの表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等から成る弾性層２２ｂと、弾性層２２ｂの表面に設けられたＰＦＡ又はＰＴＦＥ等から成る離型層２２ｃによって構成されている。加圧ローラ２２は、バネ等を有する加圧手段によって定着ベルト２１側へ加圧され、定着ベルト２１を介してニップ形成部材２４に当接している。加圧ローラ２２とニップ形成部材２４とが当接する箇所では、加圧ローラ２２の弾性層２２ｂが押しつぶされることで、加圧ローラ２２と定着ベルト２１との間に所定幅のニップ部Ｎが形成されている。また、加圧ローラ２２は、プリンタ本体に設けられたモータ等の駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ２２が回転駆動すると、その駆動力がニップ部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。
【００３０】
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の内部にヒータを配置してもよい。また、弾性層が無い場合は、熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着トナーを押しつぶ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光沢ムラが生じる可能性がある。これを防止するには、厚さ１００μｍ以上の弾性層を設けることが望ましい。厚さ１００μｍ以上の弾性層を設けることで、弾性層の弾性変形により微小な凹凸を吸収することができるので、光沢ムラの発生を回避することができるようになる。弾性層２２ｂはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ２２の内部にヒータが無い場合は、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。また、定着部材と対向部材は、互いに圧接する場合に限らず、加圧を行わず単に接触させるだけの構成とすることも可能である。
【００３１】
２本のヒータ２３ａ，２３ｂは、定着ベルト２１の内周側に配置され、それぞれの両端部が定着装置２０の側板に固定されている。本実施形態では、ヒータ２３ａ，２３ｂによって定着ベルト２１を直接加熱する直接加熱方式を採用している。直接加熱方式では、定着ベルト２１を効率良く加熱できるため、省エネルギー性に優れ、目標温度に達するまでの立ち上げ時間等の短縮化を図れる。各ヒータ２３ａ，２３ｂの出力制御は、上記温度センサ２７による定着ベルト２１の表面温度の検知結果に基づいて行われる。これにより、定着ベルト２１の温度（定着温度）が所望の温度となるように制御される。温度センサ２７は、サーモパイル、サーモスタット、サーミスタ、ＮＣセンサ等、温度を検知できるものであれば何であってもよい。
【００３２】
ニップ形成部材２４は、加圧ローラ２２と対向するように定着ベルト２１の内周側に配置され、定着ベルト２１の軸方向に延びる長手状の部材である。このように形成されたニップ形成部材２４に加圧ローラ２２が当接することで、ニップ部Ｎが軸方向に渡って連続して形成される。また、ニップ形成部材２４は、ステー２５によって固定支持されている。これにより、加圧ローラ２２による圧力でニップ形成部材２４に撓みが生じるのを防止し、加圧ローラ２２の軸方向に渡って均一なニップ幅が得られるようにしている。
【００３３】
また、ニップ形成部材２４は、定着ベルト２１と接触する表面に低摩擦シート２９を有している。定着ベルト２１が回転する際、この低摩擦シート２９に対し定着ベルト２１が摺動することで、定着ベルト２１に生じる駆動トルクが低減され、定着ベルト２１への摩擦力による負荷が軽減される。また、ニップ形成部材２４のニップ出口側には突出部４５が形成されている。突出部４５は、定着ベルト２１を介して加圧ローラ２２と接触しておらず、加圧ローラ２２との接触により形成されるものではない。このような突出部４５が形成されていることで、ニップ部Ｎでの定着後の用紙Ｐを定着ベルト２１から浮かすことができ、分離性が高められる。
【００３４】
ニップ形成部材２４の材料としては、耐熱温度２００℃以上の耐熱性部材を用いることが望ましい。具体的には、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の一般的な耐熱性樹脂が挙げられる。このような耐熱性部材でニップ形成部材２４を形成することで、トナー定着温度域で、熱によるニップ形成部材２４の変形を防止することができるため、安定したニップ部Ｎの状態が確保でき、出力画質の安定化を図れる。
【００３５】
ステー２５は、定着ベルト２１の内周側に配置され、その両端部が定着装置２０の側板に固定されている。ステー２５の材料としては、ニップ形成部材２４の撓み防止機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料を用いることが望ましい。しかし、必要な強度が得られるのであれば、ステー２５を樹脂製とすることも可能である。
【００３６】
反射部材２６は、ステー２５とヒータ２３ａ，２３ｂとの間に配置され、ステー２５によって固定支持されている。このように反射部材２６を配置することで、ヒータ２３ａ，２３ｂからステー２５側に放射された光又は熱が定着ベルト２１へ反射され、定着ベルト２１を効率良く加熱することができる。また、反射部材２６によって熱がステー２５等に伝達されるのを抑制することができ、省エネルギー化も図れる。反射部材２６は、ヒータ２３ａ，２３ｂによって直接加熱されるため、高融点の金属材料等で形成されることが望ましい。なお、本実施形態のような反射部材２６を設けずに、ステー２５のヒータ２３ａ，２３ｂ側の面を研磨又は塗装等の鏡面処理をし、反射面を形成してもよい。また、このようなステー２５の反射面、上記反射部材２６の反射率は、９０％以上であることが望ましい。
【００３７】
また、本実施形態では、定着ベルト２１の低熱容量化を図るために、定着ベルト２１を薄くかつ小径化している。具体的には、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を、２０〜５０μｍ、１００〜３００μｍ、１０〜５０μｍの範囲に設定し、全体としての厚さを１ｍｍ以下に設定している。また、定着ベルト２１の直径は、２０〜４０ｍｍに設定している。さら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、さらに望ましくは、０．１６ｍｍ以下の厚さとするのがよい。また、定着ベルト２１の直径は、３０ｍｍ以下とするのが望ましい。
【００３８】
また、本実施形態では、加圧ローラ２２の直径を２０〜４０ｍｍに設定しており、定着ベルト２１の直径と加圧ローラ２２の直径を同等となるように構成している。これに限らず、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ２２の直径よりも小さくなるように形成してもよい。この場合、ニップ部Ｎにおける定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ２２の曲率よりも大きくなるため、ニップ部Ｎから排出される用紙Ｐが定着ベルト２１から分離されやすくなる。
【００３９】
上述のように構成された定着装置２０の基本動作について簡単に説明する。
プリンタの電源スイッチが投入されると、ヒータ２３ａ，２３ｂに電力が供給されると共に、加圧ローラ２２と定着ベルト２１との回転が開始される。その後、定着ベルト２１の温度が所定の目標温度に達すると、給紙トレイ１０から用紙Ｐが給送されて、二次転写ローラ３６の位置で、用紙Ｐ上に未定着のカラー画像が担持（転写）される。未定着画像Ｔ（トナー画像）が担持された用紙Ｐは、図２中の矢印Ａ１方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間のニップ部Ｎに送入される。そして、定着ベルト２１の熱と加圧ローラ２２の加圧力とによって、用紙Ｐの表面にトナー画像Ｔが定着される。その後、用紙Ｐは、ニップ部Ｎから送り出され、分離部材２８によって定着ベルト２１から分離された後、図２中の矢印Ａ２方向に搬送される。
【００４０】
以下、上記各ヒータ２３ａ，２３ｂの構成について詳しく説明する。
図３に示すように、各ヒータ２３ａ，２３ｂは、それぞれの長手方向（用紙幅方向）に渡って互いに異なる領域に発熱部２３１を有する。本実施形態では、定着ベルト２１の回転方向の下流側に配置される第１の加熱源としてのヒータ２３ｂは、主に定着ベルト２１の幅方向中央側を加熱する中央ヒータであり、その長手方向の中央側（定着ベルト２１の幅方向中央側）に発熱部２３１を有する。一方、第１の加熱源よりも上流側に配置される第２の加熱源としてのヒータ２３ａは、主に定着ベルト２１の幅方向両端部側を加熱する端部ヒータであり、その長手方向の両端部側（定着ベルト２１の幅方向両端部側）に発熱部２３１を有する。
【００４１】
端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂのそれぞれの発熱部２３１以外の部分は、ほとんど発熱しない非発熱部２３２である。図３に示すように、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂは、互いの発熱部２３１と非発熱部２３２が対向するように配置されている。
【００４２】
本実施形態に係る定着装置２０においては、定着処理される用紙の幅が中央ヒータ２３ｂの発熱部２３１の長さ以下のサイズである場合は、主に中央ヒータ２３ｂを発熱させる。これにより、定着ベルト２１の中央部側が加熱され、そこを通過する用紙が定着処理される。なお、この場合、端部ヒータ２３ａは、中央ヒータ２３ｂの発熱部２３１の端部で温度低下が生じないようにある程度発熱している。ただし、あくまでも温度低下の防止を目的としており、定着処理する目的ではないので、端部ヒータ２３ａに関して精密な温度制御は行われない。一方、定着処理される用紙の幅が中央ヒータ２３ｂの発熱部２３１の長さよりも大きいサイズである場合は、中央ヒータ２３ｂと端部ヒータ２３ａの両方を発熱させる。なお、このときの端部ヒータ２３ａの発熱は、精密な温度制御が行われる。これにより、定着ベルト２１の中央部側から端部側に渡る広範囲が加熱され、大きい幅サイズの用紙を定着処理することができる。
【００４３】
また、図３に示すように、本実施形態では、温度センサ２７として、定着ベルト２１の軸方向中央部（中央ヒータ２３ｂの発熱部２３１）に対応する位置に配置された中央センサ（第１温度検知手段）２７ａと、定着ベルト２１の軸方向端部側（端部ヒータ２３ａの発熱部２３１）に対応する位置に配置された端部センサ（第２温度検知手段）２７ｂとが１つずつ設けられている。これらのセンサ２７ａ，２７ｂによって定着ベルト２１の中央と端部とで別個に温度が検知され、それぞれの検知結果に基づき定着ベルト２１の温度が所定の温度範囲に維持されるように制御される。
【００４４】
図４に、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂの詳細な構成を示す。
図４に示すように、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂは、いずれもフィラメントランプであり、石英ガラス等で構成された円筒状のガラス管４０内にタングステン等から成るフィラメント４１が設けられている。しかしながら、本実施形態では、端部ヒータ２３ａ、中央ヒータ２３ｂとして、性質の異なるフィラメントランプを用いている。
【００４５】
具体的に、端部ヒータ２３ａは、その発熱部２３１の全体に渡って、フィラメント４１が螺旋状に密に巻かれた発熱部（発光部）４１１を有する。一方、端部ヒータ２３ａの非発熱部２３２では、フィラメント４１が略直線状に形成されている。しかしながら、非発熱部２３２においても、フィラメント４１が密に巻かれた密巻部が部分的に存在する。この非発熱部２３２におけるフィラメント４１の密巻部は、「捨て巻」と呼ばれ、フィラメント４１の形状を維持するために環状のサポータ４２によって保持される部分である。サポータ４２は、タングステン等で構成され、発熱部２３１にも配置されている。
【００４６】
中央ヒータ２３ｂは、端部ヒータ２３ａと同様に、その発熱部２３１の全体に渡って、フィラメント４１が螺旋状に密に巻かれた発熱部（発光部）４１１を有する。また、発熱部４１１は、部分的にサポータ４２によって保持されている。一方、中央ヒータ２３ｂの非発熱部２３２は、端部ヒータ２３ａの非発熱部２３２とは構成が異なっている。中央ヒータ２３ｂの非発熱部２３２では、モリブデン等の金属材料で構成された短絡用芯棒４３が設けられ、この短絡用芯棒４３にフィラメント４１が巻き付けられている。また、非発熱部２３２では、フィラメント４１が密に巻かれた密巻部が部分的に形成されており、この密巻部をサポータ４２によって保持している。
【００４７】
上述のように、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂは、非発熱部２３２において短絡用芯棒４３があるかないかという点で大きく異なっている。非発熱部２３２に短絡用芯棒４３を設けることで、非発熱部２３２におけるフィラメント４１の密巻部の発熱を抑制することが可能である。すなわち、中央ヒータ２３ｂの非発熱部２３２では、短絡用芯棒４３が設けられていることで、フィラメント４１の密巻部における電気抵抗が小さくなり、端部ヒータ２３ａの密巻部（捨て巻）に比べて発熱が抑制される。
【００４８】
このように、本実施形態では、中央ヒータ２３ｂに短絡用芯棒４３を有するヒータを用いることで、端部側での中央ヒータ２３ｂの部分的な発熱を抑制することができる。これにより、定着ベルト２１の温度のばらつきが生じにくくなり、温度制御性が向上する。また、中央ヒータ２３ｂでは、非発熱部２３２における不必要な発熱を抑制できるため、ヒータ消費電力を低減することができ、照明器具等がヒータと共通の電源系統に接続されている場合に生じ得るフリッカ（ちらつき現象）を抑制することができる。また、フリッカは、ヒータの消費電力が高くなること以外に、ヒータの制御周期（点灯周期）が短くなることでも生じやすくなるが、本実施形態では、ヒータの消費電力を低減できる分、ヒータの制御周期を短くすることができるため、温度制御性が向上する。
【００４９】
ここで、図５を参照しつつ、端部センサの配置と課題について説明する。
端部センサ２７ｂを設置する目的は大きく２つある。１つは、中央ヒータ２３ｂの発熱長より大きい用紙サイズ（定着処理のために端部ヒータ２３ａを精密に制御しながら発熱させる必要がある用紙サイズ）のうち、小さいサイズ用紙を通紙する際に非通紙領域で生じる定着ベルト２１の温度上昇を検知するためである。このため、端部センサ２７ｂは、中央ヒータ２３ｂの発熱長より大きい用紙サイズの中で特に最小サイズ｛図５（ａ）の通紙領域Ｗａ｝の非通紙領域の箇所｛図５（ａ）の破線Ｈａで示す箇所｝で生じる温度上昇を検知できる位置に配置される必要がある。端部センサ２７ｂが精度良く温度検知できる検知領域Ｓはある程度幅｛図５（ａ）の矢印で示す範囲｝があるので、この検知領域Ｓ内に温度上昇の生じる箇所Ｈａが含まれるように端部センサ２７ｂを配置しなければならない。
【００５０】
もう１つの目的は、大きいサイズの用紙を通紙する際に通紙領域端部で生じる定着ベルト２１の温度低下を検知することである。このため、端部センサ２７ｂは、特に最大サイズ｛図５（ａ）の通紙領域Ｗｂ｝の通紙領域端部｛図５（ａ）の破線Ｊｂで示す箇所｝で生じる温度低下を検知できる位置に配置される必要がある。すなわち、端部センサ２７ｂの検知領域Ｓ内に温度低下の生じる箇所Ｊｂが含まれるように端部センサ２７ｂを配置しなければならない。
【００５１】
ところで、図５（ｂ）に示すように、定着処理可能な最大用紙サイズを、同図（ａ）に示す最大用紙サイズ（通紙領域Ｗｂ）よりも大きいサイズ（通紙領域Ｗｃ）にすると、これに伴って、最大サイズ通紙時の温度低下が生じる箇所｛図５（ｃ）の破線Ｊｃで示す箇所｝が定着ベルト２１の幅方向中央位置から遠くなる。この場合、仮に、端部センサ２７ｂの位置を図５（ａ）の場合と同様の位置に配置すると、最大サイズの用紙を通紙する際に温度低下の生じる箇所Ｊｃが端部センサ２７ｂの検知領域Ｓ内に含まれなくなるため、最大サイズ通紙時の温度低下を検知しにくくなる。
【００５２】
一方、これを改善するために、図５（ｃ）に示すように、端部センサ２７ｂを幅方向外側寄りに配置すると、中央ヒータ２３ｂの発熱長よりも大きい最小サイズの用紙を通紙する際の温度上昇箇所Ｈａが端部センサ２７ｂの検知領域Ｓ内に含まれなくなるため、最小サイズ通紙時の温度上昇を検知しにくくなる。
【００５３】
このように、定着処理可能な用紙の最大サイズが大きくなると、検知しなければならない範囲が広がるため、１つの端部センサ２７ｂでは、小サイズの非通紙領域における温度上昇と大サイズの通紙領域端部における温度低下の両方を精度良く検知することが困難となる。斯かる課題に対し、本実施形態に係る定着装置では、以下のような対策を講じている。
【００５４】
まず、本実施形態では、図２に示すように、ニップ形成部材２４に高熱伝導部材５１を設けている。詳しくは、ニップ形成部材２４は、ニップ部Ｎとは反対側に配置される基材５０と、基材５０のニップ部Ｎ側に配置される高熱伝導部材５１とを有する。なお、本実施形態では、高熱伝導部材５１のニップ部Ｎ側の面に、低摩擦シート２９が取り付けられているが、低摩擦シート２９を省略することも可能である。
【００５５】
高熱伝導部材５１は、基材５０よりも熱伝導率の高い材料で構成される。例えば、高熱伝導部材５１は、カーボンナノチューブ（熱伝導率：３０００〜５５００Ｗ／ｍＫ）、グラファイトシート（熱伝導率：７００〜１７５０Ｗ／ｍＫ）、銀（熱伝導率：４２０Ｗ／ｍＫ）、銅（熱伝導率：３９８Ｗ／ｍＫ）、アルミニウム（熱伝導率：２３６Ｗ／ｍＫ）、又はＳＥＣＣ（電気亜鉛メッキ鋼）等で形成される。高熱伝導部材５１の熱伝導率は２３６Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい。一方、基材５０は、耐熱性に富む樹脂材料、例えばポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等で形成される。
【００５６】
次に、図６に、本実施形態に係る定着装置における定着ベルト２１、加圧ローラ２２、各ヒータ２３ａ，２３ｂ、高熱伝導部材５１、端部センサ２７ｂのそれぞれの位置、及び各用紙サイズの通紙領域（記録媒体通過領域）Ｗα，Ｗβ，Ｗγの関係を示す。なお、図６中のカッコ書きで示す数値は、各部材に関する定着ベルト２１の幅方向中央位置からの距離又は長さである。また、以下の説明において、定着ベルト２１の幅方向中央側を「幅方向内側」と称し、定着ベルト２１の幅方向端部側を「幅方向外側」と称することにする。
【００５７】
図６に示す通紙領域Ｗαは、中央ヒータ２３ｂの発熱長よりも僅かに大きい最小サイズの通紙領域である。また、通紙領域Ｗβは、前記通紙領域Ｗαよりは大きいサイズの通紙領域であって、例えばＡ３用紙の通紙領域である。また、通紙領域Ｗγは、最大サイズの通紙領域であって、例えばＡ３ノビ用紙の通紙領域である。ただし、ここで挙げる用紙の種類は一例であって、他の種類の用紙であってもよい。
【００５８】
端部ヒータ２３ａは、最大サイズであるＡ３ノビ幅（通紙領域Ｗγ）に対応するため、発熱部２３１の幅方向外側端部２３１ｏｕｔがＡ３ノビの通紙領域Ｗγの端部よりも幅方向外側に位置するように配置されている。一方、端部ヒータ２３ａの発熱部２３１の幅方向内側端部２３１ｉｎは、中央ヒータ２３ｂの発熱部２３１の幅方向外側端部と同じ又はほぼ同等の位置に配置されている。
【００５９】
本実施形態において、端部センサ２７ｂは、その検知領域Ｓの幅方向中央位置（又は端部センサ２７ｂの幅方向中央位置）ｇが定着ベルトの幅方向中央から１２５ｍｍ離れた位置になるように配置されている。このような位置に端部センサ２７ｂが配置されている場合、図６に示すように、端部センサ２７ｂの検知領域Ｓ内に、最小サイズ紙（通紙領域Ｗα）の非通紙領域で生じる温度上昇箇所Ｈαと、Ａ３サイズ（通紙領域Ｗβ）の通紙領域で生じる温度低下箇所Ｊβは含まれる。しかしながら、Ａ３ノビサイズ（通紙領域Ｗγ）の通紙領域で生じる温度低下箇所Ｊγは、端部センサ２７ｂの検知領域Ｓ内に含まれない。すなわち、本実施形態では、見た目上、Ａ３ノビサイズ通紙時の温度低下箇所Ｊγが、端部センサ２７ｂによって精度良く検知できる範囲から外れている。
【００６０】
しかしながら、本実施形態では、上記高熱伝導部材５１を定着ベルト２１の幅方向に渡って連続して配置しているため、Ａ３ノビサイズ通紙時の温度低下の影響を端部センサ２７ｂの検知領域Ｓ内にまで及ぼすことができる。すなわち、高熱伝導部材５１によって定着ベルト２１の熱が幅方向に渡って伝達されやすくなるため、Ａ３ノビサイズ通紙時に生じる温度低下が素早く周囲に拡散する。これにより、温度低下箇所Ｊγが検知領域Ｓの外側であっても、温度低下の影響がその後素早く検知領域Ｓ内に現れるため、端部センサ２７ｂによって温度低下の発生を検知することができる。
【００６１】
このように、最大通紙領域（最大記録媒体通過領域）の端部側で生じる温度低下を端部センサ２７ｂの検知領域Ｓ内へ伝達できるようにするため、高熱伝導部材５１は、最大通紙領域であるＡ３ノビ通紙領域Ｗγの幅方向端部から端部センサ２７ｂの検知領域Ｓ内へ向かって幅方向に連続して配置されることが望ましい。図６に示す本実施形態では、高熱伝導部材５１の幅方向外側端部５１ｏｕｔが、Ａ３ノビ通紙領域Ｗγの幅方向端部よりも幅方向外側に位置し、そこから幅方向中央位置まで高熱伝導部材５１が連続して延びている。
【００６２】
ここで、本実施形態では、高熱伝導部材５１の幅方向外側端部５１ｏｕｔを、高熱伝導部材５１全体の幅方向の最も外側に位置する端部ではなく、高熱伝導部材５１の両端部側に形成された開口部５１ａの幅方向内側端部の位置に規定している。以下、このように規定している理由について説明する。
【００６３】
高熱伝導部材５１に設けられた各開口部５１ａは、高熱伝導部材５１をニップ形成部材２４の基材５０に対して位置決めするためのものである。各開口部５１ａに対して基材５０に設けられた位置決め部としての突起が挿入されることで、基材５０に対する高熱伝導部材５１の幅方向の位置決めがなされる。
【００６４】
開口部５１ａが形成された箇所では、高熱伝導部材５１が定着ベルト２１に対して接触する面積が少なくなるため、開口部５１ａが形成された箇所から幅方向外側への熱伝導機能は低くなる。特に、本実施形態では、図７に示すように、開口部５１ａの用紙搬送方向長さ（記録媒体搬送方向長さ）Ｌ２が高熱伝導部材５１の用紙搬送方向長さ（記録媒体搬送方向長さ）Ｌ１の半分以上であるため、開口部５１ａから幅方向外側への熱伝導量は少なくなる。すなわち、本実施形態では、高熱伝導部材５１の幅方向領域のうち、幅方向中央位置から開口部５１ａに至るまでの領域Ｑが、主に熱伝導部として機能が期待される部分である。これに対し、開口部５１ａから幅方向外側の領域Ｚは、熱伝導機能を多少有するものの前記熱伝導部に比べて熱伝導機能が低く、主に位置決め部として機能のために設けられた部分である。
【００６５】
このため、本実施形態では、高熱伝導部材５１を構成する部分のうち、高熱伝導部材としての本来の機能が期待される熱伝導部（領域Ｑ）の幅方向外側端部、すなわち開口部５１ａの幅方向内側端部を、高熱伝導部材５１の幅方向外側端部５１ｏｕｔと規定している。なお、本実施形態とは異なり、開口部５１ａの用紙搬送方向長さＬ２が高熱伝導部材５１の用紙搬送方向長さＬ１の半分未満である場合は、開口部５１ａから幅方向外側の部分（領域Ｚ）も主に熱伝導部として機能するものと判断する。従って、この場合は、開口部５１ａから幅方向外側の部分（領域Ｚ）も含めた高熱伝導部材５１全体における幅方向外側端部を高熱伝導部材５１の幅方向外側端部５１ｏｕｔと規定する。
【００６６】
また、図８に示すように、高熱伝導部材５１は、その幅方向外側端部側に上記のような位置決め部としての開口部を有しない構成であってもよい。この場合、高熱伝導部材５１は、その幅方向全体に渡って定着ベルト２１に対する接触幅（用紙搬送方向の幅）が同じとなるため、全体が熱伝導部として機能する。従って、この場合は、図８に示すように、高熱伝導部材５１全体における幅方向外側端部を上記高熱伝導部材５１の幅方向外側端部５１ｏｕｔと規定する。
【００６７】
また、上記高熱伝導部材５１によって拡散される温度低下を端部センサ２７ｂが確実に検知できるようにするため、端部センサ２７ｂは、温度低下の発生箇所と高熱伝導部材５１の熱伝達可能な範囲とを考慮して配置されることが望ましい。例えば、高熱伝導部材５１の熱伝達可能な範囲が定着ベルト２１の幅方向に２０ｍｍである場合は、温度低下が最も顕著に生じるＡ３ノビ通紙領域Ｗγの幅方向端部から内側へ２０ｍｍに渡る領域が端部センサ２７ｂの検知領域Ｓの少なくとも一部と重なるように端部センサ２７ｂを配置するのが望ましい。なお、高熱伝導部材５１の熱伝達可能な範囲は、高熱伝導部材５１の厚さや素材によって変化する。本実施形態では、高熱伝導部材５１の厚さが０．４ｍｍ、熱伝導率が２３６Ｗ／ｍＫ以上の素材を用いているので、熱伝達可能な範囲が２０ｍｍであるが、高熱伝導部材５１の厚さや素材を変更することで、熱伝達可能な範囲は適宜変更可能である。また、高熱伝導部材５１はニップ形成部材２４の幅方向全体に渡って配置されている場合に限らない。図９に示すように、Ａ３ノビ通紙領域Ｗγの幅方向端部から内側へ少なくとも２０ｍｍ（高熱伝導部材５１の熱伝達可能な範囲）に渡る領域で、かつ、端部センサ２７ｂの検知領域Ｓと重なる領域に配置されていればよい。
【００６８】
以上のように、本実施形態では、高熱伝導部材５１を用いることで、端部センサの数を増やすことなしに、端部センサ２７ｂによって検知可能な範囲を実質的に拡大させることができる。すなわち、端部ヒータ２３ａが長くなったことで検知する領域が増えても、１つの端部センサ２７ｂで温度を検知することが可能である。これにより、最大通紙幅がＡ３サイズであった機種を、Ａ３ノビサイズにまで対応できるように端部ヒータ２３ａの発熱部２３１を長くしても、端部センサ２７ｂをこれまでよりも幅方向外側寄りに配置する必要はなく、最大通紙領域の幅方向端部から離れた位置に端部センサ２７ｂを配置することができる。具体的には、端部センサ２７ｂを、最大通紙領域Ｗγの幅方向端部から幅方向内側へ２５ｍｍ以上離れた位置に配置することができる。
【００６９】
また、端部センサ２７ｂを最大通紙領域の幅方向端部から離れた位置に配置できるため、図６に示す端部センサ２７ｂの検知領域Ｓの幅方向中央位置ｇから端部ヒータ２３ａの発熱部２３１の幅方向内側端部２３１ｉｎまでの長さＬｂに対する、端部センサ２７ｂの検知領域Ｓの幅方向中央位置ｇから端部ヒータ２３ａの発熱部２３１の幅方向外側端部２３１ｏｕｔまでの長さＬａの比（Ｌａ／Ｌｂ）を、７／３より大きく設定することができる。なお、この数値（７／３）は、最大通紙幅がＡ３サイズであった機種において、上記長さＬｂに対する上記長さＬａの比（Ｌａ／Ｌｂ）が７／３であったことを根拠としている。すなわち、本実施形態では、Ａ３サイズ対応の機種よりも端部センサ２７ｂの位置を最大通紙領域の幅方向端部から遠ざけて配置することができること意味する。
【００７０】
ただし、上記長さＬａを大きくしすぎると、端部センサ２７ｂが高熱伝導部材５１によって熱伝達できる範囲から遠くなって、最大サイズ通紙時の温度低下を精度良く検知しにくくなる。このため、上記長さＬｂに対する上記長さＬａの比（Ｌａ／Ｌｂ）は１０／３より小さいことが好ましい。
【００７１】
また、本実施形態では、端部センサ２７ｂを最大通紙領域の幅方向端部から離れた位置に配置できることで、図６に示す端部センサ２７ｂの検知領域Ｓの幅方向中央位置ｇから最大通紙領域Ｗγの幅方向端部までの長さＬｄを、端部センサ２７ｂの検知領域Ｓの幅方向中央位置ｇから端部ヒータ２３ａの発熱部２３１の幅方向内側端部２３１ｉｎまでの長さＬｃよりも長くすることができる。具体的には、長さＬｃに対する長さＬｄの比（Ｌｄ／Ｌｃ）が２．０６より大きくなる位置に、端部センサ２７ｂを配置することができる。なお、この数値（２．０６）は、最大通紙幅がＡ３サイズであった機種において、上記長さＬｃが１６．５ｍｍ、上記長さＬｄが３３．９９ｍｍであったことから、これらの比（Ｌｄ／Ｌｃ）が２．０５４・・・（＝３３．９／１６．５）となることを根拠としている。
【００７２】
ただし、上記長さＬｃに対する上記長さＬｄの比（Ｌｄ／Ｌｃ）を大きくしすぎると、端部センサ２７ｂが高熱伝導部材５１によって熱伝達できる範囲から遠くなって、最大サイズ通紙時の温度低下を精度良く検知しにくくなるので、長さＬｃに対する長さＬｄの比（Ｌｄ／Ｌｃ）は２．５０以下であることが好ましい。
【００７３】
また、本発明は、端部ヒータ２３ａの発熱長が長い構成、すなわち、定着処理のために端部ヒータ２３ａを精密に制御しながら発熱させる必要がある用紙サイズが幅広いサイズを含む場合に大きな効果を期待できる。具体的には、端部ヒータ２３ａの発熱長（各発熱部２３１の発熱長）が５１．５ｍｍより大きい構成に適用された場合に大きな効果を期待できる。なお、この数値（５１．５ｍｍ）は、最大通紙幅がＡ３サイズであった機種において、端部ヒータの発熱長が５１．５ｍｍであったことを根拠としている。
【００７４】
また、定着処理のために端部ヒータ２３ａを精密に制御しながら発熱させる必要がある用紙サイズが幅広いサイズを含む場合、すなわち、中央ヒータ２３ｂの発熱長より大きい用紙サイズの中で最小サイズと最大サイズの差が大きい場合にも、本発明は大きな効果を期待できる。具体的には、中央ヒータ２３ｂの発熱長とほぼ同等のサイズ（２１７ｍｍ）を最小サイズとし、Ａ３ノビサイズ（３２０ｍｍ）を最大サイズとすると、最大用紙サイズ（３２０ｍｍ）が最小用紙サイズ（２１７ｍｍ）の１．４８倍より大きい場合に大きな効果を期待できる。同様の理由で、定着装置が定着処理できる最大用紙サイズは、Ａ３（通紙幅２９７ｍｍ）より大きい場合に大きな効果を期待できる。
【００７５】
上述の説明では、定着装置として定着ベルトを直接加熱するタイプを例に挙げたが、本発明は、このような定着装置に限らず、定着ベルト内部に設けられた金属パイプを介して定着ベルトを間接的に加熱する定着装置にも適用可能である。また、上述の実施形態では、中央ヒータに短絡用芯棒を有するヒータを用いているが、同様のヒータを端部ヒータ２３に用いてもよい。また、本発明は、複数の加熱源のいずれもが短絡用芯棒を有しないヒータである定着装置にも適用可能である。また、定着ベルトを加熱する加熱源は、３つ以上であってもよい。また、上述の実施形態では、用紙サイズにかかわらず用紙の幅方中央を基準にして用紙を搬送する、所謂センター基準方式を採用しているが、本発明は、用紙の幅方向片側の端部を基準にして用紙を搬送する、所謂端部基準方式を採用する画像形成装置に対しても適用可能である。また、本発明に係る定着装置を搭載する画像形成装置は、図１に示すようなカラープリンタに限らず、モノクロプリンタや、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。
【００７６】
以下、上記本発明とは別の参考例の構成について説明する。
【００７７】
上記実施形態のように、中央ヒータ２３ｂに短絡用芯棒４３を有するヒータを用いた場合、非発熱領域における温度リップルを低減し、温度制御の向上を図ることが可能となる。しかしながら、短絡用芯棒４３を有するヒータは、捨て巻部分における発熱がほとんど生じないため、短絡用芯棒４３を有しないヒータに比べて、発熱領域と非発熱領域との境界における温度低下が急峻となる性質がある。
【００７８】
このため、ヒータの取付誤差あるいは寸法公差などによって端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂの配置が長手方向にずれが生じ、各発熱部２３１の互いに対応して配置される端部同士（図３中の破線で囲む箇所の端部同士）のオーバーラップ量が少なくなったり、端部同士が互いに離れたりすると、これらの間の箇所で温度が低下してしまう。このような課題に対して、以下のような解決手段を提案する。
【００７９】
まず、図１を参照して、参考例を適用する画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図１に示す画像形成装置１は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが設けられている。各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
【００８０】
具体的に、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，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などを備える。なお、図１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のみに符号を付しており、その他の作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃにおいては符号を省略している。
【００８１】
各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配置されている。露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、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。
【００８２】
また、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの上方には、転写装置３が配置されている。転写装置３は、中間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、二次転写バックアップローラ３２と、クリーニングバックアップローラ３３と、テンションローラ３４と、ベルトクリーニング装置３５とを備える。
【００８３】
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を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。
【００８４】
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、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。
【００８５】
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、上記一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６にも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。
【００８６】
画像形成装置本体の上部には、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する４つのトナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと上記各現像装置７との間に設けた補給路を介して、各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋから各現像装置７にトナーが補給される。
【００８７】
一方、画像形成装置本体の下部には、記録媒体としての用紙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等が設けられている。なお、記録媒体には、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等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、手差し給紙機構が設けてあってもよい。
【００８８】
画像形成装置本体内には、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が形成されている。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、搬送タイミングを計って用紙Ｐを二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ１２が配置されている。
【００８９】
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、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着装置２０が配置されている。さらに、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が配置されている。また、装置本体の上面部には、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が設けてある。
【００９０】
続いて、図１を参照して、参考例に係るプリンタの基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，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、マゼンタ、シアン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。
【００９１】
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。また、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とによって、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。
【００９２】
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、上記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。
【００９３】
プリンタの下部では、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によって搬送が一旦停止される。
【００９４】
その後、所定のタイミングでレジストローラ１２の回転駆動を開始し、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するタイミングに合わせて、用紙Ｐを二次転写ニップへ搬送する。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。そして、この転写電界によって、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によって除去される。
【００９５】
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。
【００９６】
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，４Ｍ，４Ｃ，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。
【００９７】
図２１は、参考例に係る定着装置の概略構成を示す側面図である。
以下、図２１に基づき、定着装置２０の基本構成について説明する。
図２１に示すように、定着装置２０は、定着部材としての定着ベルト２１と、定着ベルト２１に対向して配置される対向部材としての加圧ローラ２２と、定着ベルト２１を加熱する加熱源としての２本のヒータ２３ａ，２３ｂと、定着ベルト２１を介して加圧ローラ２２と対向する位置に配置されたニップ形成部材２４と、ニップ形成部材２４を支持する支持部材としてのステー２５と、ヒータ２３ａ，２３ｂから放射される光又は熱を定着ベルト２１へ反射する反射部材２６と、定着ベルト２１の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ２７と、定着ベルト２１から用紙を分離する分離部材２８とを備える。
【００９８】
定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む）で構成されている。詳しくは、定着ベルト２１は、ニッケルもしくはＳＵＳ等の金属材料又はポリイミド（ＰＩ）等の樹脂材料で形成された内周側の基材と、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（ＰＦＡ）又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等で形成された外周側の離型層によって構成されている。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。
【００９９】
加圧ローラ２２は、芯金２２ａと、芯金２２ａの表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等から成る弾性層２２ｂと、弾性層２２ｂの表面に設けられたＰＦＡ又はＰＴＦＥ等から成る離型層２２ｃによって構成されている。加圧ローラ２２は、バネ等を有する加圧手段によって定着ベルト２１側へ加圧され、定着ベルト２１を介してニップ形成部材２４に当接している。加圧ローラ２２とニップ形成部材２４とが当接する箇所では、加圧ローラ２２の弾性層２２ｂが押しつぶされることで、加圧ローラ２２と定着ベルト２１との間に所定幅のニップ部Ｎが形成されている。また、加圧ローラ２２は、プリンタ本体に設けられたモータ等の駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ２２が回転駆動すると、その駆動力がニップ部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。
【０１００】
参考例では、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の内部にヒータを配置してもよい。また、弾性層が無い場合は、熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着トナーを押しつぶ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光沢ムラが生じる可能性がある。これを防止するには、厚さ１００μｍ以上の弾性層を設けることが望ましい。厚さ１００μｍ以上の弾性層を設けることで、弾性層の弾性変形により微小な凹凸を吸収することができるので、光沢ムラの発生を回避することができるようになる。弾性層２２ｂはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ２２の内部にヒータが無い場合は、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。また、定着部材と対向部材は、互いに圧接する場合に限らず、加圧を行わず単に接触させるだけの構成とすることも可能である。
【０１０１】
２本のヒータ２３ａ，２３ｂは、定着ベルト２１の内周側に配置され、それぞれの両端部が定着装置２０の側板に固定されている。参考例では、ヒータ２３ａ，２３ｂによって定着ベルト２１を直接加熱する直接加熱方式を採用している。直接加熱方式では、定着ベルト２１を効率良く加熱できるため、省エネルギー性に優れ、目標温度に達するまでの立ち上げ時間等の短縮化を図れる。各ヒータ２３ａ，２３ｂの出力制御は、上記温度センサ２７による定着ベルト２１の表面温度の検知結果に基づいて行われる。これにより、定着ベルト２１の温度（定着温度）が所望の温度となるように制御される。
【０１０２】
ニップ形成部材２４は、加圧ローラ２２と対向するように定着ベルト２１の内周側に配置され、定着ベルト２１の軸方向に延びる長手状の部材である。このように形成されたニップ形成部材２４に加圧ローラ２２が当接することで、ニップ部Ｎが軸方向に渡って連続して形成される。また、ニップ形成部材２４は、ステー２５によって固定支持されている。これにより、加圧ローラ２２による圧力でニップ形成部材２４に撓みが生じるのを防止し、加圧ローラ２２の軸方向に渡って均一なニップ幅が得られるようにしている。
【０１０３】
また、ニップ形成部材２４は、定着ベルト２１と接触する表面に低摩擦シートを有している。定着ベルト２１が回転する際、この低摩擦シートに対し定着ベルト２１が摺動することで、定着ベルト２１に生じる駆動トルクが低減され、定着ベルト２１への摩擦力による負荷が軽減される。また、ニップ形成部材２４のニップ出口側には突出部４５が形成されている。突出部４５は、定着ベルト２１を介して加圧ローラ２２と接触しておらず、加圧ローラ２２との接触により形成されるものではない。このような突出部４５が形成されていることで、ニップ部Ｎでの定着後の用紙Ｐを定着ベルト２１から浮かすことができ、分離性が高められる。
【０１０４】
ニップ形成部材２４の材料としては、耐熱温度２００℃以上の耐熱性部材を用いることが望ましい。具体的には、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の一般的な耐熱性樹脂が挙げられる。このような耐熱性部材でニップ形成部材２４を形成することで、トナー定着温度域で、熱によるニップ形成部材２４の変形を防止することができるため、安定したニップ部Ｎの状態が確保でき、出力画質の安定化を図れる。
【０１０５】
ステー２５は、定着ベルト２１の内周側に配置され、その両端部が定着装置２０の側板に固定されている。ステー２５の材料としては、ニップ形成部材２４の撓み防止機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料を用いることが望ましい。しかし、必要な強度が得られるのであれば、ステー２５を樹脂製とすることも可能である。
【０１０６】
反射部材２６は、ステー２５とヒータ２３ａ，２３ｂとの間に配置され、ステー２５によって固定支持されている。このように反射部材２６を配置することで、ヒータ２３ａ，２３ｂからステー２５側に放射された光又は熱が定着ベルト２１へ反射され、定着ベルト２１を効率良く加熱することができる。また、反射部材２６によって熱がステー２５等に伝達されるのを抑制することができ、省エネルギー化も図れる。反射部材２６は、ヒータ２３ａ，２３ｂによって直接加熱されるため、高融点の金属材料等で形成されることが望ましい。なお、参考例のような反射部材２６を設けずに、ステー２５のヒータ２３ａ，２３ｂ側の面を研磨又は塗装等の鏡面処理をし、反射面を形成してもよい。また、このようなステー２５の反射面、上記反射部材２６の反射率は、９０％以上であることが望ましい。
【０１０７】
また、参考例では、定着ベルト２１の低熱容量化を図るために、定着ベルト２１を薄くかつ小径化している。具体的には、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を、２０〜５０μｍ、１００〜３００μｍ、１０〜５０μｍの範囲に設定し、全体としての厚さを１ｍｍ以下に設定している。また、定着ベルト２１の直径は、２０〜４０ｍｍに設定している。さら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、さらに望ましくは、０．１６ｍｍ以下の厚さとするのがよい。また、定着ベルト２１の直径は、３０ｍｍ以下とするのが望ましい。
【０１０８】
また、参考例では、加圧ローラ２２の直径を２０〜４０ｍｍに設定しており、定着ベルト２１の直径と加圧ローラ２２の直径を同等となるように構成している。これに限らず、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ２２の直径よりも小さくなるように形成してもよい。この場合、ニップ部Ｎにおける定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ２２の曲率よりも大きくなるため、ニップ部Ｎから排出される用紙Ｐが定着ベルト２１から分離されやすくなる。
【０１０９】
上述のように構成された定着装置２０の基本動作について簡単に説明する。
プリンタの電源スイッチが投入されると、中央ヒータ２３ｂのみ、又は中央ヒータ２３ｂと端部ヒータ２３ａの両方に電力が供給されると共に、加圧ローラ２２と定着ベルト２１との回転が開始される。その後、定着ベルト２１の温度が所定の目標温度に達すると、給紙トレイ１０から用紙Ｐが給送されて、二次転写ローラ３６の位置で、用紙Ｐ上に未定着のカラー画像が担持（転写）される。未定着画像Ｔ（トナー画像）が担持された用紙Ｐは、図２１中の矢印Ａ１方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間のニップ部Ｎに送入される。そして、定着ベルト２１の熱と加圧ローラ２２の加圧力とによって、用紙Ｐの表面にトナー画像Ｔが定着される。その後、用紙Ｐは、ニップ部Ｎから送り出され、分離部材２８によって定着ベルト２１から分離された後、図２１中の矢印Ａ２方向に搬送される。
【０１１０】
以下、上記各ヒータ２３ａ，２３ｂの構成について詳しく説明する。
図３に示すものと同様に、各ヒータ２３ａ，２３ｂは、それぞれの長手方向（用紙幅方向）に渡って互いに異なる領域に発熱領域２３１を有する。参考例では、定着ベルト２１の回転方向の上流側に配置される第１の加熱源としてのヒータ２３ａは、主に定着ベルト２１の軸方向両端部を加熱する端部ヒータであり、その長手方向の両端部側に発熱領域２３１を有する。一方、第１の加熱源よりも下流側に配置される第２の加熱源としてのヒータ２３ｂは、主に定着ベルト２１の軸方向中央部側を加熱する中央ヒータであり、その長手方向の中央部側に発熱領域２３１を有する。
【０１１１】
端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂのそれぞれの発熱領域２３１以外の部分は、ほとんど発熱しない非発熱領域２３２である。図３に示すように、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂは、互いの発熱領域２３１と非発熱領域２３２が対向するように配置されている。
【０１１２】
参考例に係る定着装置２０においては、定着処理される用紙の幅が中央ヒータ２３ｂの発熱領域２３１よりも小さいサイズである場合は、中央ヒータ２３ｂのみに通電する。これにより、定着ベルト２１の中央部側が加熱され、そこを通過する用紙が定着処理される。また、この場合、定着処理に必要のない端部側は加熱されないため、無駄なエネルギー消費を低減することができる。一方、定着処理される用紙の幅が中央ヒータ２３ｂの発熱領域２３１よりも大きいサイズである場合は、中央ヒータ２３ｂと端部ヒータ２３ａの両方に通電する。これにより、定着ベルト２１の中央部側から端部側に渡る広範囲が加熱され、大きい幅サイズの用紙を定着処理することができる。
【０１１３】
また、図３に示すように、参考例では、温度センサ２７として、定着ベルト２１の軸方向中央部に対向して配置された中央センサ２７ａと、定着ベルト２１の軸方向端部側に対向して配置された端部センサ２７ｂとが設けられている。これらのセンサ２７ａ，２７ｂによって定着ベルト２１の中央と端部とで別個に温度が検知され、それぞれの検知結果に基づき定着ベルト２１の温度が所定の温度範囲に維持されるように制御される。
【０１１４】
図４に、参考例に係る端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂの詳細な構成を示す。
図４に示すように、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂは、いずれもフィラメントランプであり、石英ガラス等で構成された円筒状のガラス管４０内にタングステン等から成るフィラメント４１が設けられている。しかしながら、参考例では、端部ヒータ２３ａ、中央ヒータ２３ｂとして、性質の異なるフィラメントランプを用いている。
【０１１５】
具体的に、端部ヒータ２３ａは、その発熱領域２３１の全体に渡って、フィラメント４１が螺旋状に密に巻かれた発熱部（発光部）４１１を有する。一方、端部ヒータ２３ａの非発熱領域２３２では、フィラメント４１が略直線状に形成されている。しかしながら、非発熱領域２３２においても、フィラメント４１が密に巻かれた密巻部が部分的に存在する。この非発熱領域２３２におけるフィラメント４１の密巻部は、「捨て巻」と呼ばれ、フィラメント４１の形状を維持するために環状のサポータ４２によって保持される部分である。サポータ４２は、タングステン等で構成され、発熱領域２３１にも配置されている。
【０１１６】
中央ヒータ２３ｂは、端部ヒータ２３ａと同様に、その発熱領域２３１の全体に渡って、フィラメント４１が螺旋状に密に巻かれた発熱部（発光部）４１１を有する。また、発熱部４１１は、部分的にサポータ４２によって保持されている。一方、中央ヒータ２３ｂの非発熱領域２３２は、端部ヒータ２３ａの非発熱領域２３２とは構成が異なっている。中央ヒータ２３ｂの非発熱領域２３２では、モリブデン等の金属材料で構成された短絡用芯棒４３が設けられ、この短絡用芯棒４３にフィラメント４１が巻き付けられている。また、非発熱領域２３２では、フィラメント４１が密に巻かれた密巻部が部分的に形成されており、この密巻部をサポータ４２によって保持している。
【０１１７】
上述のように、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂは、非発熱領域２３２において短絡用芯棒４３があるかないかという点で大きく異なっている。非発熱領域２３２に短絡用芯棒４３を設けることで、非発熱領域２３２におけるフィラメント４１の密巻部の発熱を抑制することが可能である。すなわち、中央ヒータ２３ｂの非発熱領域２３２では、短絡用芯棒４３が設けられていることで、フィラメント４１の密巻部における電気抵抗が小さくなり、端部ヒータ２３ａの密巻部（捨て巻）に比べて発熱が抑制される。
【０１１８】
このように、参考例では、中央ヒータ２３ｂに短絡用芯棒４３を有するヒータを用いることで、端部側での中央ヒータ２３ｂの部分的な発熱を抑制することができる。これにより、定着ベルト２１の温度のばらつきが生じにくくなり、温度制御性が向上する。また、中央ヒータ２３ｂでは、非発熱領域２３２における不必要な発熱を抑制できるため、ヒータ消費電力を低減することができ、照明器具等がヒータと共通の電源系統に接続されている場合に生じ得るフリッカ（ちらつき現象）を抑制することができる。また、フリッカは、ヒータの消費電力が高くなること以外に、ヒータの制御周期（点灯周期）が短くなることでも生じやすくなるが、参考例では、ヒータの消費電力を低減できる分、ヒータの制御周期を短くすることができるため、温度制御性が向上する。
【０１１９】
ところで、中央ヒータ２３ｂと端部ヒータ２３ａの両方を発熱させる際、両ヒータ２３ａ，２３ｂの各発熱領域２３１の間で温度が低くなる部分が生じないように、各発熱領域２３１の対応する端部同士（図３中の破線で囲む箇所の端部同士）は多少オーバーラップするように配置されている。
【０１２０】
しかしながら、ヒータの取付誤差あるいは寸法公差などによって端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂの配置が長手方向にずれが生じ、各発熱領域２３１の互いに対応して配置される端部同士のオーバーラップ量が少なくなったり、端部同士が互いに離れたりすると、これらの間の箇所で温度が低下してしまう。特に参考例のように、中央ヒータ２３ｂに短絡用芯棒４３を有するヒータを用いている場合は、短絡用芯棒４３を有しないヒータを用いる場合に比べて、発熱領域２３１と非発熱領域２３２との境界での温度低下が急峻となる。このため、上記のような両ヒータ２３ａ，２３ｂ同士の配置のずれが生じた場合に、各発熱領域２３１の互いに対応して配置される端部同士の間で温度低下が顕著に現れる。そこで、このような発熱領域端部間における温度低下の問題に対して、参考例に係る定着装置２０では、以下のような対策を講じている。
【０１２１】
図２２に示すように、参考例に係るニップ形成部材２４は、低熱伝導部材としての基材５０と、基材５０のニップ部Ｎ側に配置された高熱伝導部材（均熱部材）５１とを有する。高熱伝導部材５１は、ニップ部Ｎが形成された状態で、定着ベルト２１の内周面に接触する。
【０１２２】
高熱伝導部材５１は、基材５０よりも熱伝導率の高い材料で構成されている。具体的には、カーボンナノチューブ、グラファイトシート、銀、銅、アルミニウム、ＳＥＣＣ（電気亜鉛メッキ鋼）等を用いることができる。一方、基材５０は、耐熱性に富む樹脂材料、例えばポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が挙げられる。
【０１２３】
図１０に示す参考例では、高熱伝導部材５１を、端部ヒータ２３ａの発熱部２３１と中央ヒータ２３ｂの発熱部２３１との互いに対応して配置される端部位置Ｄ，Ｅに対応して配置している。すなわち、高熱伝導部材５１は、端部ヒータ２３ａの発熱部２３１における長手方向内側の端部位置Ｄと、中央ヒータ２３ｂの発熱部２３１における長手方向両外側の端部位置Ｅとを含む範囲に配置されている。
【０１２４】
このように高熱伝導部材５１を配置することで、万が一、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂの配置が長手方向にずれたとしても、高熱伝導部材５１によって定着ベルト２１の温度の高い箇所から低い箇所への軸方向の熱移動を促進することができ、各発熱部２３１の対応する端部Ｄ，Ｅ間における温度低下を緩和することができる。これにより、ヒータの設定温度を高くしたり、温度検知センサを別途設けたりしなくてもよいので、省エネ性の向上や低コスト化を図れるようになる。
【０１２５】
また、図１１に示すように、高熱伝導部材５１の長さＬは、端部ヒータ２３ａ又は中央ヒータ２３ｂが長手方向にずれたとしても、高熱伝導部材５１が各発熱部２３１の対応する端部位置Ｄ，Ｅを含む範囲に配置されるように設定されることが望ましい。特に、本参考例では、中央ヒータ２３ｂの発熱部２３１の端部位置Ｅにおいて温度低下が急峻となるため、ずれが生じても当該端部位置Ｅが含まれる範囲に高熱伝導部材５１が配置されることが望ましい。
【０１２６】
また、ニップ形成部材２４に高熱伝導部材５１を設けることに加え、さらに、定着ベルト２１における上記発熱部２３１の端部位置Ｄ，Ｅに対応する部分を、熱伝導率５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料で構成してもよい。これにより、定着ベルト２１自体の軸方向の熱移動が促進されるようになるので、両ヒータ２３ａ，２３ｂの相対的位置がずれた場合の温度低下をさらに効果的に緩和することができるようになる。
【０１２７】
図１０及び図１１の参考例では、高熱伝導部材５１が、ニップ形成部材２４の長手方向（用紙幅方向）の範囲の一部に配置されているが、図１２に示す例のように、高熱伝導部材５１は、ニップ形成部材２４の長手方向の全体に渡って配置されていてもよい。この場合、定着ベルト２１の軸方向全体に渡って軸方向の熱移動を促進させ、表面温度を均一化させることができる。また、高熱伝導部材５１を長手方向の全体に渡って配置する場合は、ニップ形成部材２４のニップ形成面（ニップ部Ｎ側の面）に段差が生じるのを回避することができ、ニップ部Ｎにおける加圧力のばらつきが生じにくくなる点で好ましい。
【０１２８】
ここで、図１２において、符号Ｗ１で示す範囲は、最小幅の用紙が通過する範囲を示す。一方、同図中の符号Ｗ２で示す範囲は、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂによって加熱可能な範囲Ｘにおける最小幅の用紙が通過しない非通過領域である。最小幅の用紙を連続通紙して定着処理を行う際、中央ヒータ２３ｂを発熱させると、最小幅の用紙が通過しない範囲では用紙によって定着ベルト２１の熱があまり奪われないため、次第に温度が上昇する、いわゆる端部温度上昇の問題が発生する。そこで、図１２に示すように、最小幅の用紙が通過しない非通過領域Ｗ２全体にも高熱伝導部材５１を配置することで、非通過領域Ｗ２の熱量が軸方向へ移動して端部温度上昇の問題を緩和することができるようになる。
【０１２９】
また、図１３に示す参考例のように、高熱伝導部材５１を、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂの各発熱部２３１の互いに対応して配置される端部位置Ｄ，Ｅと、端部ヒータ２３ａの発熱部２３１の幅方向外側端部とのそれぞれに対応する位置に、部分的に配置してもよい。特に、この場合は、各発熱部２３１の対応する端部Ｄ，Ｅ間における温度低下を緩和することに加え、端部ヒータ２３ａの発熱部２３１の幅方向外側端部における温度低下を緩和することができる。
【０１３０】
図１４は、ニップ形成部材２４の別の参考例の構成を示す図である。
図１４に示す参考例では、ニップ形成部材２４が、第１の高熱伝導部材である上記高熱伝導部材５１のほか、基材５０よりも熱伝導率の高い第２の高熱伝導部材としての吸熱部材５２と、基材５０よりも熱伝導率の高い第３の高熱伝導部材としての吸熱部材５３とを有する。各吸熱部材５２，５３の材料としては、上述の高熱伝導部材５１に用いる材料を適用可能である。
【０１３１】
第２の高熱伝導部材としての吸熱部材５２は、高熱伝導部材５１のニップ部Ｎ側とは反対側に接触するように配置されている。また、この吸熱部材５２は、ニップ形成部材２４の長手方向（用紙幅方向）の一部に配置され、吸熱部材５２が配置されていない部分は、基材５０で構成されている。具体的に、吸熱部材５２は、最小幅の用紙を通紙した際に端部温度上昇が生じやすい箇所、すなわち、最小幅の用紙の非通過領域Ｗ２における通過領域Ｗ１側に配置されている。
【０１３２】
第３の高熱伝導部材としての吸熱部材５３は、上記吸熱部材５２及び基材５０で構成される層の高熱伝導部材５１側とは反対側に接触するように配置されている。また、この吸熱部材５３は、ニップ形成部材２４の長手方向（用紙幅方向）全体に渡って配置されている。
【０１３３】
本参考例では、吸熱部材５２が最小幅の用紙を通紙した際に端部温度上昇が生じやすい箇所に配置されていることで、この箇所で定着ベルト２１の局部的な温度上昇が生じたとしても、吸熱部材５２が熱を吸収することで、温度上昇を抑制することができる。そして、吸熱部材５２によって吸収された熱は、吸熱部材５３へと伝達される。要するに、各吸熱部材５２，５３は、高熱伝導部材５１で吸収しきれない熱を吸収し、ニップ形成部材２４の厚み方向への熱移動を促進させるために設けられている。ただし、各吸熱部材５２，５３の機能は、厚み方向への熱の移動に限らない。吸熱部材５２，５３も、高熱伝導部材５１と同様に軸方向に幅があることからすれば、軸方向への熱移動機能も有するのは当然である。また、高熱伝導部材５１も、軸方向への熱移動機能に限らず、厚み方向への熱移動機能も有する。
【０１３４】
図１４に示す参考例では、部分的に吸熱部材５２を配置することで、非通過領域Ｗ２における定着ベルト２１の局部的な温度上昇を抑制することができる。しかしながら、吸熱部材５２が配置される箇所を用紙が通過する場合に、必要以上に熱が吸収されることで、反対に局部的な温度低下が生じることも考えられる。
【０１３５】
そのような場合は、図１５及び図１６に示す参考例のように、吸熱部材５２と高熱伝導部材５１との間に、吸熱部材５２よりも低い熱伝導率の樹脂層５４を配置することで、高熱伝導部材５１から吸熱部材５２への熱の移動を低減することができる。これにより、非通過領域Ｗ２における定着ベルト２１の局部的な温度低下を緩和することができる。なお、図１５及び図１６に示す参考例において、樹脂層５４を設けている以外は、図１４に示す参考例と同様の構成であるので、同様の構成の部分についての説明は省略する。
【０１３６】
図１７と図１８に、図１５及び図１６に示すニップ形成部材２４のさらに詳細な構成を示す。
図１７は、ニップ部側から見たニップ形成部材２４の分解斜視図、図１８は、ステー側から見たニップ形成部材２４の分解斜視図である。
【０１３７】
高熱伝導部材５１は、その幅方向（用紙搬送方向）の両端部においてステー２５側へ折り曲げられた一対の壁部６２を有し、断面略Ｕ字型に形成されている。このように形成された高熱伝導部材５１の一対の壁部６２の間に、基材５０、各吸熱部材５２，５３及び樹脂層５４が収容される。このように、高熱伝導部材５１が壁部６２を有することで、高熱伝導部材５１が定着ベルト２１の摺接によりベルト回転方向に力を受けた際に、壁部６２が基材５０や吸熱部材５３に当接することで高熱伝導部材５１のベルト回転方向のずれを規制することができる。
【０１３８】
また、各吸熱部材５２，５３には穴５６，５７，５８が形成され、基材５０及び樹脂層５４にはこれらの穴５６，５７，５８に挿入される突起５９，６０，６１が設けられている（図１８参照）。穴５６は、樹脂層５４の突起５９が挿入されて吸熱部材５２を保持するためのものである。また、穴５７，５８は、基材５０の突起６０，６１が挿入されて吸熱部材５３を保持するためのものである。さらに、基材５０の突起６１は、他の突起５９，６０よりも長く形成されており、ステー２５に設けられた嵌合穴に嵌合し、ニップ形成部材２４全体をステー２５に固定する機能を有する。
【０１３９】
この構成では、図１９（ａ）に示すように、高熱伝導部材５１のニップ部側に配置される低摩擦シート２９の用紙搬送方向Ａの端部が、高熱伝導部材５１の壁部６２に巻きつけられ、壁部６２と基材５０との間に挟まれるようにして固定される。また、図１９（ｂ）に示すように、高熱伝導部材５１が壁部６２を有しない構成であってもよい。この場合は、低摩擦シート２９の用紙搬送方向Ａの端部を基材５０あるいは吸熱部材５３に固定する。
【０１４０】
また、図１７、図１８に示すように、各壁部６２の先端部（ステー２５側の端部）には、鋸歯状部６３が長手方向に渡って部分的に設けられている。この鋸歯状部６３によって、低摩擦シート２９の端部が確実に保持されるため、低摩擦シート２９は、定着ベルト２１が回転してもその回転方向にずれにくくなる。また、鋸歯状部６３が設けられていない部分は、低摩擦シート２９を組み付けるために用いられる治具を当接させる平坦部となっている。図１７及び図１８に示す例では、両方の壁部６２に鋸歯状部６３を設けているが、定着ベルト２１の回転に伴う低摩擦シート２９のずれを防止するには、少なくとも用紙搬送方向Ａの上流側に配置される壁部６２にのみ鋸歯状部６３があればよい。
【０１４１】
上述の図１５〜図１９に示す参考例では、樹脂層５４を吸熱部材５２と高熱伝導部材５１との間に介在させているが、図２０に示す参考例のように、基材５０の一部を吸熱部材５２と高熱伝導部材５１との間に介在させてもよい。すなわち、図２０に示す参考例では、基材５０の高熱伝導部材５１側とは反対側の面に開口する凹部５５が設けられており、この凹部５５内に吸熱部材５２が嵌め込まれている。凹部５５は、基材５０を厚さ方向に貫通していないため、凹部５５の底面を形成する部分（基材５０）が吸熱部材５２と高熱伝導部材５１との間に介在している。
【０１４２】
このように、低熱伝導部材である基材５０が吸熱部材５２と高熱伝導部材５１との間に介在することで、上記樹脂層５４を有する参考例と同様に、高熱伝導部材５１から吸熱部材５２への熱移動を低減することができる。すなわち、上述の図１５〜図１９に示す参考例では、吸熱部材５２と高熱伝導部材５１との間に介在させる低熱伝導部材を基材５０とは別体の樹脂層５４で構成しているのに対し、図２０に示す参考例では、吸熱部材５２と高熱伝導部材５１との間に介在させる低熱伝導部材を基材５０と一体的に構成しているといえる。また、凹部５５の厚み（深さ）や用紙搬送方向Ａの幅を適宜変更することで、高熱伝導部材５１から吸熱部材５２への熱移動量を調整することができる。例えば、吸熱すべき熱量が多い場合は、凹部５５の厚さを小さくしたり、凹部５５の用紙搬送方向Ａの幅を大きくしたりすればよい。
【０１４３】
以上、参考例について説明したが、各参考例において種々の変更を加えてもよい。上述の図１４〜図２０に示す参考例では、高熱伝導部材５１をニップ形成部材２４の長手方向全体に渡って配置しているが、図１０に示す参考例と同様に、高熱伝導部材５１を、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂとのそれぞれの発熱部２３１の互いに対応して配置される端部位置Ｄ，Ｅにのみ対応するように配置してもよい。
【符号の説明】
【０１４４】
２０    定着装置
２１    定着ベルト（定着部材）
２２    加圧ローラ（対向部材）
２３ａ  端部ヒータ（第２加熱源）
２３ｂ  中央ヒータ（第１加熱源）
２４    ニップ形成部材
２７ａ  中央センサ（第１温度検知手段）
２７ｂ  端部センサ（第２温度検知手段）
５０    基材
５１    高熱伝導部材
２３１  発熱部
２３２  非発熱部
ｇ      検知領域の幅方向中央位置
Ｐ      用紙（記録媒体）
Ｓ      検知領域
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４５】
【特許文献１】特開２０１２−２３０２９３号公報
【図１】
0006687890.tif 000002
【図２】
0006687890.tif 000003
【図３】
0006687890.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006687890.tif 000006
【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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