(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられた加熱部材および加圧部材と、前記加熱部材を加熱するランプ部と、前記加熱部材の温度を検知する温度検知部と、前記ランプ部に供給する電力を制御する温度制御部とを備え、前記加熱部材と前記加圧部材とによって、互いの間に挿入された用紙を挟持しながら搬送し、該用紙上の未定着トナー画像を加熱および加圧して該用紙上に定着させる定着装置であって、
搬送される用紙の幅に沿った方向を幅方向とするとき、
前記ランプ部は、前記加熱部材の前記幅方向の中央部を加熱し、ガラス管とフィラメントとを有する第１ランプと、
前記加熱部材の前記幅方向の端部を加熱し、ガラス管とフィラメントとを有する第２ランプとを備え、
前記第１ランプおよび前記第２ランプは、前記ガラス管の前記幅方向での両端部の外径が中央部の外径よりも大きく形成され、互いの前記ガラス管が接近して配置されており、前記幅方向での両端部において、互いの前記ガラス管を接触させるように配置されていること
を特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置であって、
前記第１ランプおよび前記第２ランプのうち、互いの前記ガラス管が接触している領域は、前記加熱部材と前記加圧部材とによって搬送される用紙のうち、前記幅方向のサイズが最大である用紙における非通紙領域を含むこと
を特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の定着装置であって、
前記第１ランプおよび前記第２ランプは、前記幅方向に対し、非通紙領域内であり、且つ、前記フィラメントが存在している領域において、互いの前記ガラス管が接触していること
を特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の定着装置であって、
前記温度制御部は、複数の用紙に対し連続して定着を行う場合、前記ランプ部によって加熱される前記加熱部材の温度を通紙温度に設定し、該通紙温度を維持するように前記ランプ部に供給する電力を制御し、最後に定着を行う用紙が前記加熱部材と前記加圧部材とが当接するニップ部を通過し終わる前に、定着する温度の設定を該通紙温度よりも低い温度に設定すること
を特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項４に記載の定着装置であって、
前記温度制御部は、用紙を通紙する前および通紙した後において、前記加熱部材を所定の温度に維持して保温するため、前記通紙温度よりも低い温度とされた待機温度が設定されており、最後に定着を行う用紙が前記加熱部材と前記加圧部材とが当接するニップ部を通過し終わる前に、定着する温度の設定を該待機温度に設定すること
を特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載された定着装置であって、
前記温度制御部は、連続して定着を行う用紙の枚数に基づく通紙枚数情報、定着を行う用紙の種類に基づく用紙情報、または設置された環境に基づく環境情報に応じて、前記加熱部材の設定温度を下げるタイミングおよび該設定温度を変更すること
を特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１つに記載の定着装置であって、
少なくともシリコーンゴムで形成された弾性層を含む前記加熱部材を備え、
前記ランプ部の輻射熱と厚み方向での熱伝導とによって前記弾性層を加熱可能な前記加熱部材の内側領域に対して、前記第１ランプからの距離および前記第２ランプからの距離が等しい、または、前記第２ランプからの距離より前記第１ランプからの距離のほうが短いこと
を特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１つに記載の定着装置であって、
前記加熱部材は、フッ素樹脂で形成された表層と、シリコーンゴムで形成された弾性層と、ポリイミド樹脂で形成された基材とを有する定着ベルトと、内部に前記ランプ部が設けられた金属製円筒ローラとを備え、前記金属製円筒ローラのうち前記定着ベルトに巻きかけられた部分の内側領域に対して、前記第１ランプからの距離および前記第２ランプからの距離が等しい、または、前記第２ランプからの距離より前記第１ランプからの距離のほうが短いこと
を特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか１つに記載の定着装置であって、
前記第１ランプおよび前記第２ランプは、それぞれのガラス管が接触するように、前記幅方向の両端のそれぞれ一方に設けられた碍子によって、所定の間隔を保つように支持されていること
を特徴とする定着装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか１つに記載の定着装置であって、
前記第１ランプは、少なくとも非通紙領域に存在する第２ランプのフィラメントに対向する領域において、フィラメントが短絡されていること
を特徴とする定着装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか１つに記載の定着装置であって、
前記加熱部材を加熱する第３ランプを備え、
前記第３ランプは、少なくとも前記第２ランプのガラス管と接触可能であること
を特徴とする定着装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれか１つに記載の定着装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙を加圧および加熱して、用紙上に形成された未定着画像を定着させる定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置には、熱ローラ定着方式が多用されている。熱ローラ定着方式を用いた定着装置は、互いに圧接されたローラ対（定着ローラおよび加圧ローラ）を備え、加熱手段によってローラ対の圧接部（定着ニップ部）を加熱した後、未定着トナー画像が形成された用紙をローラ対の圧接部に給紙して通過させることで、熱および圧力によってトナー画像の定着を行っている。
【０００３】
上述した加熱手段としては、様々なサイズの用紙に対応するために、加熱する領域（加熱領域）がそれぞれ異なるハロゲンヒータを複数組み合わせて用いられている。例えば、用紙の幅方向における中央部に加熱領域が設けられ、小サイズ紙の加熱に対応したメインランプと、幅方向における端部に加熱領域が設けられたサブランプとの２つのハロゲンランプを加熱部材に収容して内部から加熱する方法がある。
【０００４】
ハロゲンランプは、透明石英ガラスで構成された直管状のガラス管の中に、タングステンフィラメントと不活性ガスと微量のハロゲンとが収容され、ガラス管の端部が封止されている。ハロゲンランプでは、フィラメントが通電によって発熱して発光し、ガラス管を透過した輻射線によって加熱部材が加熱される。サブランプのフィラメントは、用紙全体を加熱するために、用紙が通過する範囲の外側まで加熱領域が延伸されており、用紙が通過しない領域も若干加熱するようにされている。
【０００５】
ハロゲンランプを用いた加熱手段によって定着を行う場合、連続して処理する用紙の枚数が多くなると、用紙が通過する領域（通紙領域）では用紙に熱を奪われるのに対して、用紙が通過しない領域（非通紙領域）では、熱が蓄積されて端部が部分的に昇温するという課題があった。その結果、軸受けなどの端部に設けられた部品が、熱によって劣化することがあった。
【０００６】
また、加熱部材は、省エネルギー化や即熱性能向上のため、低熱容量化が進められており、加熱された際の変化（昇温）が大きくなっている。そのため、ガラス管といったフィラメントの周辺部品についても、加熱部材に対する熱源として考慮する必要がある。つまり、フィラメントを収容するガラス管は、フィラメントからの輻射線を概ね透過させるが、連続して通紙した際には、徐々に加熱されて５００℃以上の高温となる。その後、ランプを消灯すると、フィラメントからの輻射線は放射されないが、高温となったガラス管は、輻射線を放射して加熱部材を過剰に加熱し、温度のオーバーシュートを生じさせることがあった。
【０００７】
特に、通紙している際の非通紙領域では、加熱部材の温度が高くなっているため、ガラス管から加熱部材への輻射線による熱移動が少なくなり、ガラス管は温度が高い状態を維持する。ガラス管と加熱部材との距離によって異なるが、高温となったガラス管からの輻射線は、幅方向で広がるように放射されるため、非通紙領域に隣接する通紙領域にも影響を与える。従って、通紙領域の端部から非通紙領域にかかる範囲において、オーバーシュートが大きくなる傾向があった。上述した構成では、オーバーシュートによって、加熱部材が高温となっている際に通紙を行うと、高温オフセット等の画質低下が生じるため、待機させて加熱部材の冷却を行っており、利便性が低下するといった問題があった。
【０００８】
このような問題に対し、従来では、連続通紙が終了した後、定着部材を所定の時間の間回転させる後回転動作によって、加熱部材の熱を他の接触している部材へ移動させて、加熱部材を冷却させる制御を行っていた。ところで、画像形成装置では、主システムをシャットダウンして待機するスリープモードによって、電力の消費を節約しているが、後回転動作を行うことで、スリープモードへの移行までの時間が長くなり、さらに、余分な回転駆動電力が必要となるため、省エネルギー化の妨げとなっていた。そこで、通紙後のオーバーシュートを防止するため、通紙中に熱源をＯＦＦにして異常昇温を防止する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−７６１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載の定着装置では、一連のジョブにおける最終記録媒体（用紙）の後端が、定着ローラと加圧ローラとを圧接させた定着位置を通過する時点よりも所定時間前に熱源をＯＦＦにすることで、連続通紙後の定着ローラの過昇温を抑制している。しかしながら、熱源を強制的にＯＦＦにしているので、再加熱までの時間を必要としており、定着ローラの温度が過剰に低下すると、次の通紙の際に、昇温のための待ち時間が生じる虞があった。また、特許文献１では、非通紙領域での過昇温が考慮されておらず、定着ローラに温度ムラが生じる虞があった。
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ハロゲンランプの局所的な過熱によるオーバーシュートを防ぐ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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る定着装置は、回転可能に設けられた加熱部材および加圧部材と、前記加熱部材を加熱するランプ部と、前記加熱部材の温度を検知する温度検知部と、前記ランプ部に供給する電力を制御する温度制御部とを備え、前記加熱部材と前記加圧部材とによって、互いの間に挿入された用紙を挟持しながら搬送し、該用紙上の未定着トナー画像を加熱および加圧して該用紙上に定着させる定着装置であって、搬送される用紙の幅に沿った方向を幅方向とするとき、前記ランプ部は、前記加熱部材の前記幅方向の中央部を加熱し、ガラス管とフィラメントとを有する第１ランプと、前記加熱部材の前記幅方向の端部を加熱し、ガラス管とフィラメントとを有する第２ランプとを備え、前記第１ランプおよび前記第２ランプは、前記ガラス管の前記幅方向での両端部の外径が中央部の外径よりも大きく形成され、互いの前記ガラス管が接近して配置されており、前記幅方向での両端部において、互いの前記ガラス管を接触させるように配置されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る定着装置では、前記第１ランプおよび前記第２ランプのうち、互いの前記ガラス管が接触している領域は、前記加熱部材と前記加圧部材とによって搬送される用紙のうち、前記幅方向のサイズが最大である用紙における非通紙領域を含む構成としてもよい。
【００１４】
本発明に係る定着装置では、前記第１ランプおよび前記第２ランプは、前記幅方向に対し、非通紙領域内であり、且つ、前記フィラメントが存在している領域において、互いの前記ガラス管が接触している構成としてもよい。
【００１５】
本発明に係る定着装置では、前記温度制御部は、複数の用紙に対し連続して定着を行う場合、前記ランプ部によって加熱される前記加熱部材の温度を通紙温度に設定し、該通紙温度を維持するように前記ランプ部に供給する電力を制御し、最後に定着を行う用紙が前記加熱部材と前記加圧部材とが当接するニップ部を通過し終わる前に、定着する温度の設定を該通紙温度よりも低い温度に設定する構成としてもよい。
【００１６】
本発明に係る定着装置では、前記温度制御部は、用紙を通紙する前および通紙した後において、前記加熱部材を所定の温度に維持して保温するため、前記通紙温度よりも低い温度とされた待機温度が設定されており、最後に定着を行う用紙が前記加熱部材と前記加圧部材とが当接するニップ部を通過し終わる前に、定着する温度の設定を該待機温度に設定する構成としてもよい。
【００１７】
本発明に係る定着装置では、前記温度制御部は、連続して定着を行う用紙の枚数に基づく通紙枚数情報、定着を行う用紙の種類に基づく用紙情報、または設置された環境に基づく環境情報に応じて、前記加熱部材の設定温度を下げるタイミングおよび該設定温度を変更する構成としてもよい。
【００１８】
本発明に係る定着装置では、少なくともシリコーンゴムで形成された弾性層を含む前記加熱部材を備え、前記ランプ部の輻射熱と厚み方向での熱伝導とによって前記弾性層を加熱可能な前記加熱部材の内側領域に対して、前記第１ランプからの距離および前記第２ランプからの距離が等しい、または、前記第２ランプからの距離より前記第１ランプからの距離のほうが短い構成としてもよい。
【００１９】
本発明に係る定着装置では、前記加熱部材は、フッ素樹脂で形成された表層と、シリコーンゴムで形成された弾性層と、ポリイミド樹脂で形成された基材とを有する定着ベルトと、内部に前記ランプ部が設けられた金属製円筒ローラとを備え、前記金属製円筒ローラのうち前記定着ベルトに巻きかけられた部分の内側領域に対して、前記第１ランプからの距離および前記第２ランプからの距離が等しい、または、前記第２ランプからの距離より前記第１ランプからの距離のほうが短い構成としてもよい。
【００２０】
本発明に係る定着装置では、前記第１ランプおよび前記第２ランプは、それぞれのガラス管が接触するように、前記幅方向の両端のそれぞれ一方に設けられた碍子によって、所定の間隔を保つように支持されている構成としてもよい。
【００２１】
本発明に係る定着装置では、前記第１ランプは、少なくとも非通紙領域に存在する第２ランプのフィラメントに対向する領域において、フィラメントが短絡されている構成としてもよい。
【００２２】
本発明に係る定着装置では、前記加熱部材を加熱する第３ランプを備え、前記第３ランプは、少なくとも前記第２ランプのガラス管と接触可能である構成としてもよい。
【００２３】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る定着装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、隣接するハロゲンランプを接触させることで、端部を介して接触熱伝導による熱移動が生じ、熱量が分散される。それによって、ハロゲンランプの局所的な過熱によるオーバーシュートを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る定着装置の概略断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る定着装置のランプ部を示す側面図である。
【図４Ａ】図３における矢符Ａ−Ａの断面図である。
【図４Ｂ】図３における矢符Ｂ−Ｂの断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るランプ部の変形例を示す側面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る定着装置の概略断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る定着装置のランプ部を示す側面図である。
【図８Ａ】図７における矢符Ｃ−Ｃの断面図である。
【図８Ｂ】図７における矢符Ｄ−Ｄの断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る定着装置の概略断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る定着装置の概略断面図である。
【図１１】定着の際における加熱部材の温度変化を示す特性図である。
【図１２】クラウドサービスに接続された画像形成装置およびサーバを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（画像形成装置）
以下、本発明の実施の形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略側面図である。
【００３０】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置１は、露光装置１１、現像装置１２、感光体ドラム１３、クリーナ装置１４、帯電器１５、中間転写ベルト装置１６、定着装置１７、給紙トレイ１８、排紙トレイ１９、手差し給紙トレイ３８、および用紙搬送経路Ｓを備える構成とされており、外部から伝達された画像データに応じて、所定の用紙に対して多色及び単色の画像を形成する。
【００３１】
画像形成装置１において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像装置１２、感光体ドラム１３、帯電器１５、クリーナ装置１４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが構成されている。
【００３２】
感光体ドラム１３は、画像形成装置１の略中央に配置されている。帯電器１５は、感光体ドラム１３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。露光装置１１は、感光体ドラム１３の表面を露光して静電潜像を形成する。現像装置１２は、感光体ドラム１３の表面の静電潜像を現像して、感光体ドラム１３の表面にトナー像を形成する。上述した一連の動作によって、各感光体ドラム１３の表面に各色のトナー像が形成される。クリーナ装置１４は、現像および画像転写の後に感光体ドラム１３の表面の残留トナーを除去および回収する。露光装置１１は、光源であるレーザ照射部や光を反射する反射ミラーなどを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）が用いられている。なお、露光装置１１として、発光素子をアレイ状に並べたＬＥＤ書込みヘッドなどを用いてもよい。
【００３３】
中間転写ベルト装置１６は、感光体ドラム１３の上側に配置され、中間転写ベルト２１、中間転写ベルト駆動ローラ２２、中間転写ベルト従動ローラ２３、中間転写ローラ２４、および中間転写ベルトクリーニング装置２５を備えている。なお、中間転写ローラ２４は、ＹＭＣＫ用の各色の画像ステーションに対応して４本設けられている。
【００３４】
中間転写ベルト駆動ローラ２２、中間転写ベルト従動ローラ２３、および中間転写ローラ２４は、中間転写ベルト２１を張架して、中間転写ベルト２１の表面を所定方向（図中矢符Ｍ方向）に移動させるように構成されている。
【００３５】
中間転写ベルト２１は、矢符Ｍの方向へ周回移動し、中間転写ベルトクリーニング装置２５によって残留トナーを除去および回収され、各感光体ドラム１３の表面に形成された各色のトナー像が順次転写して重ね合わされて、中間転写ベルト２１の表面にカラーのトナー像が形成される。
【００３６】
画像形成装置１は、転写ローラ２６ａを含む２次転写装置２６をさらに備えている。転写ローラ２６ａは、中間転写ベルト２１との間にニップ域が形成されており、用紙搬送経路Ｓを通じて搬送されて来た用紙をニップ域に挟み込んで搬送する。用紙は、ニップ域を通過する際に、中間転写ベルト２１の表面のトナー像が転写される。
【００３７】
給紙トレイ１８は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておくためのトレイであり、露光装置１１の下側に設けられている。また、排紙トレイ１９は、画像形成装置１の上側に設けられており、画像形成済みの用紙を載置するためのトレイである。手差し給紙トレイ３８は、画像形成装置１の側面に開閉自在に取り付けられたトレイであり、開くことで画像形成に使用する用紙を積載することができる。
【００３８】
用紙搬送経路Ｓは、Ｓ字状に設けられた主経路Ｓ１と、主経路Ｓ１の途中で分岐して再合流する反転経路Ｓ２とを備え、主経路Ｓ１に沿って、ピックアップローラ３１、手差しピックアップローラ３９、レジスト前ローラ３３、レジストローラ３２、２次転写装置２６、定着装置１７、および排紙ローラ３４が配置されている。反転経路Ｓ２は、定着装置１７と排紙ローラ３４との間から分岐し、複数の搬送ローラ３５を経由してレジスト前ローラ３３とレジストローラ３２との間に再合流する。
【００３９】
ピックアップローラ３１は、給紙トレイ１８の端部近傍に備えられ、給紙トレイ１８から用紙を１枚ずつ用紙搬送経路Ｓに供給する呼び込みローラである。手差しピックアップローラ３９は、手差し給紙トレイ３８の端部近傍に備えられ、手差し給紙トレイ３８から用紙を１枚ずつ用紙搬送経路Ｓに供給する呼び込みローラである。レジストローラ３２は、給紙トレイ１８から搬送されている用紙を一旦保持し、感光体ドラム１３上のトナー像の先端と用紙の先端とを合わせるタイミングで用紙を転写ローラ２６ａに搬送する。レジスト前ローラ３３は、用紙の搬送を促進補助するための小型のローラである。
【００４０】
定着装置１７では、未定着のトナー像を用紙に定着させる。定着後の用紙は、排紙ローラ３４によって排紙トレイ１９上に排出される。なお、定着装置１７については、後述する図２を参照して詳細を説明する。
【００４１】
また、用紙の表面だけでなく、裏面に画像形成を行う場合は、用紙を排紙ローラ３４から反転経路Ｓ２へと逆方向に搬送して、用紙の表裏を反転させ、用紙をレジストローラ３２へと再度導き、表面と同様にして裏面に画像形成を行い、用紙を排紙トレイ１９へと搬出する。
【００４２】
なお、画像形成装置１によって画像形成される用紙は、普通紙だけに限定されず、ハガキ、封筒、厚紙、およびＯＨＰフィルムなどの多様な記録材を用いることができる。
【００４３】
（定着装置）
本発明に係る定着装置１７では、それぞれ異なる構成とされた４つの実施形態を備えている。以下では、本発明の第１実施形態ないし第４実施形態に係る定着装置１７のそれぞれについて、図面を参照して説明する。
【００４４】
（第１実施形態）
図２は、本発明の第１実施形態に係る定着装置の概略断面図である。
【００４５】
本発明の第１実施形態に係る定着装置１７は、ベルト定着方式とされており、定着ローラ８１および加熱ローラ７１に定着ベルト５１が巻き掛けられている。定着装置１７では、定着ベルト５１を介して定着ローラ８１に加圧ローラ４０（加圧部材の一例）が押圧されており、定着ベルト５１と加圧ローラ４０とで用紙Ｐを挟持して搬送する。定着ローラ８１および加圧ローラ４０は、荷重を付与するバネ等によって、互いに圧接されており、荷重は４００Ｎとされている。これによって、定着ローラ８１と加圧ローラ４０との間には、用紙Ｐの搬送方向での長さが約７ｍｍの定着ニップ部Ｎｆが形成されている。用紙Ｐは、定着ニップ部Ｎｆを通過する際に、トナーＴで形成された未定着トナー像が、加圧および加熱されて定着される。なお、以下では説明のため、用紙Ｐの幅と平行な方向を幅方向Ｘ（後述する図３参照）と呼ぶ。幅方向Ｘは、定着ローラ８１、加圧ローラ４０、および加熱ローラ７１の軸方向に対して平行とされている。
【００４６】
定着装置１７では、用紙Ｐを搬送する際、モータやギアなどで形成された回転駆動手段（図示しない）によって、加圧ローラ４０を回転駆動させる構成とされ、定着ローラ８１、定着ベルト５１、および加熱ローラ７１は、加圧ローラ４０の駆動に従動して回転する。なお、本実施の形態では、加圧ローラ４０に回転駆動手段を接続しているが、定着ローラ８１や加熱ローラ７１に回転駆動手段を接続して回転駆動させる構成としてもよい。
【００４７】
定着ローラ８１は、円柱状の定着芯金８１ａの周囲に定着弾性層８１ｂが形成された２層構造とされている。定着芯金８１ａは、中空または中実シャフトであって、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、および銅等の金属または合金で形成されている。定着弾性層８１ｂは、シリコーンゴムやフッ素ゴム、あるいはそれらを発泡させたスポンジゴムを材料として形成されている。
【００４８】
本実施の形態において、定着芯金８１ａは、鉄で形成され、外径がφ２０ｍｍの中実シャフトであって、定着弾性層８１ｂは、厚みが５ｍｍで、アスカーＣ硬度が４０度とされたシリコンスポンジゴムで形成されている。なお、定着芯金８１ａは、幅方向Ｘで用紙Ｐよりも充分に長く形成されており、定着弾性層８１ｂは、定着芯金８１ａよりも短く、幅方向Ｘで設けられた範囲が３３０ｍｍとされている。
【００４９】
加圧ローラ４０は、円柱状の加圧芯金４１の周囲に加圧弾性層４２が形成され、加圧弾性層４２の表面に加圧離型層４３が設けられた３層構造とされている。加圧芯金４１は、中空または中実シャフトであって、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、および銅等の金属または合金で形成されている。加圧弾性層４２は、シリコーンゴムやフッ素ゴム、あるいはそれらを発泡させたスポンジゴムを材料として形成されている。加圧離型層４３は、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂で形成されている。
【００５０】
本実施の形態において、加圧芯金４１は、鉄で形成され、外径がφ２６ｍｍで、厚みが１ｍｍの中空シャフトであって、加圧弾性層４２は、厚みが２ｍｍで、アスカーＣ硬度が５０度とされたシリコンスポンジゴムで形成されており、加圧離型層４３は、厚みが５０μｍとされたＰＦＡチューブで形成されている。なお、加圧ローラ４０では、定着ローラ８１と同様に、加圧弾性層４２（加圧離型層４３）が加圧芯金４１の一部に設けられ、幅方向Ｘで設けられた範囲が３３０ｍｍとされている。
【００５１】
定着ベルト５１は、３層構造の無端状のベルトであって、基材と、基材の表面に形成された弾性層と、弾性層の表面に形成された離型層とで構成されている。基材は、例えば、ポリイミド、ポリアミド、およびアラミド樹脂等の耐熱樹脂、あるいはステンレスやニッケル等の圧延や電鋳によって製作された金属材料に、銅層を付加して形成されている。弾性層は、材質として、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどのエラストマー材料が用いられている。離型層は、材質として、例えば、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂が用いられている。熱容量の小さいベルト構造を用いることで、効率よく短時間で昇温することができる。
【００５２】
本実施の形態において、定着ベルト５１は、幅方向Ｘの長さが３２０ｍｍで、内径がφ４０ｍｍで、厚みが５０μｍとされたポリイミド製の基材を用い、厚みが１５０μｍのシリコーンゴムで形成された弾性層と、厚みが１２μｍのＰＦＡで形成された離型層とで基材がコーティングされている。
【００５３】
加熱ローラ７１は、金属製円筒ローラであって、円筒状とされた芯金と、芯金の内側に設けられた熱吸収層と、加熱芯金の外側に設けられた樹脂層とを備えた３層構造とされている。加熱ローラ７１の芯金は、定着芯金８１ａや加圧芯金４１と同様の材料で形成すればよい。樹脂層は、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂で形成され、定着ベルト５１との摩擦力を低減している。加熱ローラ７１の内側には、ハロゲンランプを備えるランプ部６０が挿入されており、ハロゲンランプから放射される輻射線によって加熱される。ところで、加熱ローラ７１の芯金に用いられる金属材料は、一般的に放射率が低く、ハロゲンランプからの輻射線を反射するため、良好な加熱効率を得られない場合が多い。そこで、本実施の形態では、例えば、シリコン樹脂、フッ素樹脂、イミド樹脂、金属酸化物、およびカーボン等の放射率の高い材料で形成された熱吸収層を芯金の内側に設けることで、輻射線を吸収しやすくしている。なお、ランプ部６０については、後述する図３ないし図４Ｂを参照して、詳細に説明する。
【００５４】
本実施の形態において、加熱ローラ７１は、外径が２０ｍｍで、厚みが０．１ｍｍとされたステンレス製の芯金を用いている。また、樹脂層は、芯金にＰＴＦＥコートを施して形成され、厚みが２０μｍとされている。熱吸収層は、金属酸化物塗料を塗布し焼成して形成されている。なお、加熱ローラ７１では、樹脂層が芯金の一部に設けられ、幅方向Ｘで設けられた範囲が３２５ｍｍとされている。
【００５５】
定着装置１７は、さらに、２つのサーミスタ（中央サーミスタ９１ａおよび端部サーミスタ９１ｂ）と、通紙センサ９２と、剥離爪９３とを備えている。本実施の形態において、２つのサーミスタは、定着ベルト５１を介して加熱ローラ７１に対向する位置に設けられており、定着ベルト５１の温度を検知する。なお、２つのサーミスタについては、後述する図３を参照して、詳細に説明する。
【００５６】
通紙センサ９２は、用紙Ｐの搬送方向で定着ニップ部Ｎｆの下流側に設けられ、通過する用紙Ｐを検知する。通紙センサ９２は、既知の機械式、光学式、および電気式センサを用いればよい。通紙センサ９２の検知結果では、用紙Ｐを検知している状態と、用紙Ｐを検知していない状態とに変化することに基づいて、通紙センサ９２を通過したものが、用紙Ｐの先端および後端のいずれであるかを判別することができる。
【００５７】
剥離爪９３は、定着ニップ部Ｎｆより定着ローラ８１の回転方向下流側であって、定着ベルト５１（定着ローラ８１）の周面に近接するように設けられ、定着ニップ部Ｎｆを通過した用紙Ｐの先端に当接して、定着ベルト５１から用紙Ｐを剥離させる。
【００５８】
次に、ランプ部６０を示す図面に基づいて、詳細に説明する。
【００５９】
図３は、本発明の第１実施形態に係る定着装置のランプ部を示す側面図であって、図４Ａは、図３における矢符Ａ−Ａの断面図であって、図４Ｂは、図３における矢符Ｂ−Ｂの断面図である。
【００６０】
図３に示す通紙領域ＰＷは、画像形成装置１で搬送される用紙Ｐのうち、幅方向Ｘのサイズが最大の用紙Ｐを示している。通紙領域ＰＷは、幅方向Ｘで定着ベルト５１よりも狭い幅とされている。なお、画像形成装置１では、通紙領域ＰＷより幅の狭い用紙Ｐに対して画像形成を行ってもよい。この際、用紙Ｐは、幅方向Ｘの中心が通紙領域ＰＷの中心と略一致するように搬送される。第１実施形態において、ランプ部６０に加熱される被加熱部ＨＫは加熱ローラ７１であって、加熱ローラ７１を介して定着ベルト５１が加熱される。つまり、幅方向Ｘにおいて、定着ベルト５１が加熱される領域は、ランプ部６０によって加熱ローラ７１が加熱される領域と略一致し、加熱ローラ７１および定着ベルト５１が、ランプ部６０によって加熱される加熱部材ＴＢに相当する。
【００６１】
ランプ部６０は、熱源として複数のハロゲンランプ（メインランプ１１０およびサブランプ１２０）が設けられている。複数のハロゲンランプは、長手方向（幅方向Ｘ）の両端部の外径が中央部の外径よりも大きく形成され、隣接するハロゲンランプの両端部同士が接触している。具体的に、ランプ部６０は、メインランプ１１０（第１ランプ）、サブランプ１２０（第２ランプ）、碍子６１、およびリード線６２を備えた構成とされている。つまり、ランプ部６０（２本ランプ構造６０ａ）は、メインランプ１１０とサブランプ１２０との２つのハロゲンランプを備えた構造とされている。なお、以下では説明のために、メインランプ１１０とサブランプ１２０とを併せて、ハロゲンランプと呼ぶことがある。
【００６２】
メインランプ１１０およびサブランプ１２０は、透明石英ガラスで形成されたガラス管（バルブ）の中に、タングステンで形成されたフィラメント、不活性ガス、および微量のハロゲンが収容されて封止されたハロゲンランプである。メインランプ１１０およびサブランプ１２０は、両端部が碍子６１に保持されて一体化されている。メインランプ１１０およびサブランプ１２０の両端部には、リード線６２が接続されており、リード線６２を介してフィラメントに電力が供給される。碍子６１は、外径が約φ１３ｍｍとされている。なお、以下ではそれぞれを区別するために、メインランプ１１０のガラス管およびフィラメントを、メインバルブ１１１およびメインフィラメント１１２と呼び、サブランプ１２０のガラス管およびフィラメントをサブバルブ１２１およびサブフィラメント１２２と呼ぶことがある。
【００６３】
メインランプ１１０は、小サイズの用紙Ｐの加熱に対応し、幅方向Ｘの中央に加熱領域ＲＨが設けられている。具体的に、フィラメントは、螺旋状に巻かれて形成されており、加熱領域ＲＨでは、単位長さ当たりの巻き数を多くすることで発熱量を増加させている。つまり、メインフィラメント１１２は、幅方向Ｘの中央（メインフィラメント中央部１１２ｂ）において、密に巻かれており、幅方向Ｘの両端部（メインフィラメント端部１１２ａ）において、疎に巻かれている。メインランプ１１０の加熱領域ＲＨは、幅方向Ｘで通紙領域ＰＷよりも狭い範囲とされている。
【００６４】
サブランプ１２０は、メインランプ１１０と異なり、幅方向Ｘの両端部に加熱領域ＲＨが設けられている。つまり、サブフィラメント１２２は、幅方向Ｘの中央（サブフィラメント中央部１２２ｂ）において、疎に巻かれており、幅方向Ｘの両端部（サブフィラメント端部１２２ａ）において、密に巻かれている。サブランプ１２０の加熱領域ＲＨは、通紙領域ＰＷの端部に設けられており、通紙領域ＰＷの範囲外まで延伸されている。つまり、サブランプ１２０は、加熱部材ＴＢと用紙Ｐとが接しない非通紙領域の一部（非通紙加熱域ＲＫ）を加熱する。
【００６５】
メインフィラメント中央部１１２ｂの両端は、幅方向Ｘでサブフィラメント端部１２２ａの一部と重複している。従って、メインランプ１１０およびサブランプ１２０は、互いの加熱領域ＲＨを併せることで通紙領域ＰＷの全域を覆い、通紙領域ＰＷより広い範囲を加熱する。
【００６６】
メインバルブ１１１は、幅方向Ｘの両端部（メインバルブ端部１１１ａ）の外径が中央部（メインバルブ中央部１１１ｂ）の外径よりも大きく形成されている。具体的に、メインバルブ中央部１１１ｂは、幅方向Ｘの中心が最も細く形成されており、外側に向かうに従って、メインバルブ端部１１１ａの外径と同じになるように、徐々に太くなっている。メインバルブ中央部１１１ｂとメインバルブ端部１１１ａとは、境界に段差などを設けること無く繋がっている。サブバルブ１２１は、メインバルブ１１１と同じ形状とされており、幅方向Ｘの両端部（サブバルブ端部１２１ａ）の外径が中央部（サブバルブ中央部１２１ｂ）の外径よりも大きく形成されている。具体的に、メインバルブ中央部１１１ｂおよびサブバルブ中央部１２１ｂは、幅方向Ｘの長さが２６０ｍｍとされ、外径がφ６．１〜６．１５ｍｍとされている。メインバルブ端部１１１ａおよびサブバルブ端部１２１ａは、外径がφ６．１５〜６．２５ｍｍとされている。
【００６７】
メインランプ１１０およびサブランプ１２０は、碍子６１に保持されることで、メインバルブ端部１１１ａとサブバルブ端部１２１ａとが接触した接触領域ＢＳが設けられている。図４Ａに示すように、メインバルブ端部１１１ａとサブバルブ端部１２１ａとは接触している。これに対し、図４Ｂに示すように、メインバルブ中央部１１１ｂとサブバルブ中央部１２１ｂとは離間している。本実施の形態において、接触領域ＢＳは、碍子６１の近傍に設けられており、一部がサブランプ１２０の加熱領域ＲＨおよび通紙領域ＰＷの端部と重複している。従って、接触領域ＢＳは、サブランプ１２０の加熱領域ＲＨであって、通紙領域ＰＷの範囲外である部分（非通紙加熱域ＲＫ）と重複している。なお、本発明はこれに限定されず、接触領域ＢＳは、全体が通紙領域ＰＷの範囲外に設けられていてもよく、非通紙加熱域ＲＫと重複しない範囲としてもよい。
【００６８】
中央サーミスタ９１ａは、幅方向Ｘで通紙領域ＰＷの略中央であって、メインランプ１１０の加熱領域ＲＨに対向する位置に設けられている。端部サーミスタ９１ｂは、通紙領域ＰＷの端部であって、サブランプ１２０の加熱領域ＲＨに対向する位置に設けられている。中央サーミスタ９１ａおよび端部サーミスタ９１ｂで検知した結果は、温度制御部２０３ａ（後述する図１２参照）に伝達される。本実施の形態では、中央サーミスタ９１ａおよび端部サーミスタ９１ｂとして非接触式サーミスタを用いているが、非通紙領域の温度を検知する場合には、接触式サーミスタを用いてもよい。
【００６９】
ハロゲンランプを点灯した際、フィラメントは、２０００℃以上の高温となって輻射線を放射し、加熱ローラ７１の内側面（特に、熱吸収層）を加熱しており、加熱領域ＲＨ近傍において発熱量が大きくなる。ガラス管は、フィラメントからの輻射線の一部を吸収するため、特に、加熱領域ＲＨ近傍（メインバルブ中央部１１１ｂおよびサブバルブ端部１２１ａ）において５００℃以上の高温となるが、それ以外の部分（メインバルブ端部１１１ａおよびサブバルブ中央部１２１ｂ）では、比較的低温となる。ハロゲンランプを消灯した後、フィラメントからの放射は無くなるが、高温となったガラス管からは輻射線が放射される。このとき、従来の構成では、ガラス管からの輻射線によって加熱ローラが加熱され、温度が上昇するオーバーシュートが生じる虞があった。
【００７０】
しかしながら、本実施の形態では、メインバルブ端部１１１ａとサブバルブ端部１２１ａとが接触した構成とされており、高温のサブバルブ端部１２１ａに対し、低温のメインバルブ端部１１１ａが近接している。一般的に、フィラメントからの放射は、波長約１μｍをピークとしており、ガラス管を概ね透過する。これに対し、約５００℃程度の高温となったガラス管からの輻射は、波長約３．５μｍをピークとしており、ガラス管を透過しにくく、近接する低温のガラス管に吸収される。すなわち、サブバルブ端部１２１ａから加熱ローラ７１への輻射は、メインバルブ端部１１１ａに遮られて減少し、加熱ローラ７１のオーバーシュートが抑制される。
【００７１】
また、隣接するハロゲンランプを接触させることで、端部を介して接触熱伝導による熱移動が生じ、熱量が分散される。それによって、ハロゲンランプの局所的な過熱によるオーバーシュートを防ぐことができる。
【００７２】
メインランプ１１０およびサブランプ１２０のうち、接触領域ＢＳは、通紙領域ＰＷの範囲外（非通紙領域）の一部と重なっている。非通紙領域でガラス管を接触させ、通紙領域ＰＷでガラス管を離間させることで、ハロゲンランプの立ち上げ時には、隣接するハロゲンランプに熱が奪われにくくなるので、素早い立ち上げが可能となり、オーバーシュート抑制と昇温時間短縮の両立が可能となる。
【００７３】
非通紙領域でのオーバーシュートは、非通紙加熱域ＰＫでのサブフィラメント端部１２２ａによるサブバルブ端部１２１ａが大きな要因の１つである。従って、非通紙領域内でフィラメントが存在している部分において、メインランプ１１０およびサブランプ１２０のガラス管を接触させてもよい。ハロゲンランプを用いた構造では、立ち上げ時間の短縮やフィラメントの劣化を防ぐため、ガラス管の温度を高めて、封入されたガスにハロゲンサイクルを生じさせる必要がある。そこで、ガラス管が接触する範囲を必要最小限な範囲とすることで、過剰な冷却を防いでガラス管の温度を高めつつ、局所的な温度上昇を防ぐことができる。
【００７４】
本実施の形態では、碍子６１によって複数のハロゲンランプを一体化することで、ハロゲンランプ同士の間隔を維持しつつ、確実に両端部が接触した状態としている。また、ガラス管を封止している端部の温度を低減させることで、封止部の破損を防ぎ、ハロゲンランプを長期に亘って用いることができる。なお、碍子６１は、製法上の都合から、メインランプ１１０とサブランプ１２０とを完全に固定せずに、僅かな隙間（遊び）を設けてもよい。
【００７５】
次に、ランプ部６０（２本ランプ構造６０ａ）の変形例について説明する。
【００７６】
図５は、本発明の第１実施形態に係るランプ部の変形例を示す側面図である。
【００７７】
変形例は、図３に示すランプ部６０に対して、フィラメントの一部を短絡させて、発熱量を低減させた構成とされている。具体的に、変形例におけるランプ部６０（短絡ランプ構造６０ｂ）は、図３に示すランプ部６０（２本ランプ構造６０ａ）と略同様の構造とされ、加熱領域ＲＨ以外の部分が低発熱領域ＲＴとされている。低発熱領域ＲＴでは、フィラメントを短絡させて実質的な巻き数を無くしており、発熱量を無視できる程度まで低減させている。メインランプ１１０では、メインフィラメント端部１１２ａが低発熱領域ＲＴとされており、サブランプ１２０では、サブフィラメント中央部１２２ｂが低発熱領域ＲＴとされている。低発熱領域ＲＴを設けることで、部分的に加熱するハロゲンランプとして、加熱する部分と、温度上昇を抑制したい部分とを明確に区分することができる。なお、低発熱領域ＲＴは、フィラメントを短絡させるだけでなく、単位長さ当たりの巻き数を少なくするなどして、発熱量を低減させた構成としてもよい。
【００７８】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る定着装置の概略断面図である。なお、第１実施形態と機能が実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７９】
第２実施形態は、第１実施形態に対して、加熱部材ＴＢが異なっており、加圧ローラ４０と加熱ローラ７１とによって、用紙Ｐを挟持して搬送する構成とされている。つまり、第１実施形態では、定着ベルト５１を用いたベルト定着方式とされていたのに対して、第２実施形態では、加圧ローラ４０を加熱ローラ７１に圧接させたローラ定着方式とされている。
【００８０】
具体的に、第２実施形態における定着装置１７では、加圧ローラ４０、加熱ローラ７１、ランプ部６０、２つのサーミスタ（中央サーミスタ９１ａおよび端部サーミスタ９１ｂ）、通紙センサ９２、および剥離爪９３を備えた構成とされており、それぞれの構造については、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００８１】
加熱ローラ７１は、内部にランプ部６０が挿入された被加熱部ＨＫであって、用紙Ｐを圧接する加熱部材ＴＢであり、加圧ローラ４０との間に定着ニップ部Ｎｆが形成される。２つのサーミスタは、加熱ローラ７１に対向する位置に設けられており、加熱ローラ７１の温度を検知する。通紙センサ９２は、用紙Ｐの搬送方向で定着ニップ部Ｎｆの下流側に設けられている。剥離爪９３は、加熱ローラ７１の周面に近接するように設けられている。
【００８２】
図７は、本発明の第２実施形態に係る定着装置のランプ部を示す側面図であって、図８Ａは、図７における矢符Ｃ−Ｃの断面図であって、図８Ｂは、図７における矢符Ｄ−Ｄの断面図である。
【００８３】
図３に示すランプ部６０では、ハロゲンランプが２つであったのに対して、図７に示すランプ部６０では、ハロゲンランプが３つとされている。具体的に、ランプ部６０（３本ランプ構造６０ｃ）は、メインランプ１１０およびサブランプ１２０に加えて、さらにアシストランプ１３０を備えた構造とされている。
【００８４】
アシストランプ１３０のガラス管（アシストバルブ１３１）は、メインバルブ１１１およびサブバルブ１２１と同様の形状とされており、幅方向Ｘの両端部（アシストバルブ端部１３１ａ）の外径が中央部（アシストバルブ中央部１３１ｂ）の外径よりも大きく形成されている。アシストランプ１３０のフィラメント（アシストフィラメント１３２）は、幅方向Ｘに対して、単位長さ当たりの巻き数が一様に形成されており、発熱量が一定とされている。図８Ａに示すように、アシストバルブ端部１３１ａは、メインバルブ端部１１１ａおよびサブバルブ端部１２１ａに接触している。また、図８Ｂに示すように、アシストバルブ中央部１３１ｂは、メインバルブ中央部１１１ｂおよびサブバルブ中央部１２１ｂに対して離間している。
【００８５】
アシストランプ１３０は、初期立ち上げ時や省電力設定からの復帰時など、非点灯とされたハロゲンランプを点灯させる際、メインランプ１１０およびサブランプ１２０に併せて点灯させることで、立ち上げ時間の短縮化を図っている。また、通紙中において、アシストランプ１３０は、非点灯とされていてもよいし、画像形成装置１の最大許容電流を超えない程度に出力を抑えて点灯させることで、メインランプ１１０およびサブランプ１２０の補助的な熱源として用いてもよい。つまり、温度制御部２０３ａは、用紙Ｐへの定着の際、ハロゲンランプのうちいずれか１つ（特に、アシストランプ１３０）を非点灯もしくは低出力とする制御を行う。その結果、定着の際には、アシストランプ１３０が低温となるので、メインランプ１１０やサブランプ１２０からの熱移動効果を促進させ、ガラス管からの輻射線を遮蔽することができ、ハロゲンランプのオーバーシュートをさらに防ぐことができる。また、ランプ部６０端部でのオーバーシュートを防ぐために、アシストランプ１３０は、少なくともサブランプ１２０のガラス管と接触していることが望ましい。
【００８６】
（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態に係る定着装置の概略断面図である。なお、第１実施形態および第２実施形態と機能が実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８７】
第３実施形態は、第２実施形態に対して、加熱部材ＴＢが異なっており、加圧ローラ４０と加熱ベルト５２とによって、用紙Ｐを挟持して搬送する構成とされている。つまり、第３実施形態では、加熱ローラ７１に換えて、加熱ベルト５２を用いた構成とされている。
【００８８】
具体的に、第３実施形態における定着装置１７では、加圧ローラ４０、加熱ベルト５２、押圧ローラ８２、ランプ部６０、２つのサーミスタ（中央サーミスタ９１ａおよび端部サーミスタ９１ｂ）、通紙センサ９２、および剥離爪９３を備えた構成とされており、それぞれの構造については、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００８９】
押圧ローラ８２は、円柱状のローラであって、定着ローラ８１と同じ材質とされており、定着ローラ８１より外径が小さく形成されている。加熱ベルト５２は、無端状のベルトであって、ＮｉやＣｕ、ＳＵＳ等の金属スリーブの表面に、シリコーンゴムで形成された弾性層とフッ素樹脂で形成された表層とが設けられている。加熱ベルト５２の内側には、ランプ部６０と押圧ローラ８２とが配置されている。押圧ローラ８２は、加熱ベルト５２を介して加圧ローラ４０に圧接され、加圧ローラ４０に応じて従動し、加圧ローラ４０との間に定着ニップ部Ｎｆが形成される。ランプ部６０は、加熱ベルト５２の内側面を加熱する。つまり、第３実施形態では、加熱ベルト５２が加熱部材ＴＢおよび被加熱部ＨＫに相当する。
【００９０】
２つのサーミスタは、加熱ベルト５２に対向する位置に設けられており、加熱ベルト５２の温度を検知する。通紙センサ９２は、用紙Ｐの搬送方向で定着ニップ部Ｎｆの下流側に設けられている。剥離爪９３は、加熱ベルト５２の周面に近接するように設けられている。
【００９１】
本実施の形態において、ランプ部６０は、加熱ベルト５２に対して、メインランプ１１０からの距離およびサブランプ１２０からの距離が等しい、または、サブランプ１２０からの距離よりメインランプ１１０からの距離が短くなるように配置されていることが望ましい。加熱ベルト５２の弾性層は、耐熱性に劣るため、オーバーシュートが生じやすい非通紙領域で層間の剥がれ等の不具合が生じる虞がある。そこで、本実施の形態では、サブランプ１２０をメインランプ１１０よりも弾性層から離れた位置に配置することで、非通紙領域でのオーバーシュートを抑制している。
【００９２】
なお、上述した第１実施形態では、定着ベルト５１の端部に規制部材を付き当てて、定着ベルト５１の幅方向Ｘでの移動（蛇行）を抑制している。ここで、定着ベルト５１の基材にポリイミドが用いた場合には、オーバーシュートでの加熱によって基材が軟化し、蛇行した定着ベルト５１が規制部材を乗り越えてしまう不具合が懸念される。このような課題を解決するためには、サブランプ１２０をメインランプ１１０よりも、定着ベルト５１の内側面から離れた位置に配置することが望ましい。
【００９３】
（第４実施形態）
図１０は、本発明の第４実施形態に係る定着装置の概略断面図である。なお、第１実施形態ないし第３実施形態と機能が実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００９４】
第４実施形態は、第３実施形態に対して、押圧ローラ８２に換えて、押圧パッド８３を用いた構造とされている。なお、他の部材については、第３実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００９５】
押圧パッド８３は、幅方向Ｘに延伸されて長板状に形成されており、加熱ベルト５２を介して加圧ローラ４０に圧接され、加圧ローラ４０との間に定着ニップ部Ｎｆが形成される。押圧パッド８３は、加圧ローラ４０および加熱ベルト５２が回転するのに拘わらず、従動しない構成とされ、加熱ベルト５２に対して同じ部分が当接する。したがって、押圧パッド８３の加熱ベルト５２に接する面は、加熱ベルト５２の回転を阻害しないように、曲面とされていてもよい。
【００９６】
上述したように、ランプ部６０として、２本ランプ構造６０ａ、短絡ランプ構造６０ｂ、および３本ランプ構造６０ｃの３つの構造を説明したが、第１実施形態ないし第４実施形態に係る定着装置１７では、いずれの構造が適用されていてもよい。また、画像形成装置１では、第１実施形態ないし第４実施形態に係る定着装置１７のうち、いずれの定着装置１７が適用されていてもよい。
【００９７】
次に、複数の用紙に対し連続して定着を行う際の温度制御について、図面を参照して説明する。
【００９８】
図１１は、定着の際における加熱部材の温度変化を示す特性図である。
【００９９】
図１１では、時間の経過に対する加熱部材ＴＢの温度変化を示しており、実測温度ＢＴは、サーミスタによって検知された加熱部材ＴＢの温度を示している。画像形成装置１では、温度制御部２０３ａによって、加熱部材ＴＢが予め設定された定着温度ＳＴとなるように、ランプ部６０の出力が制御される。出力の制御方法は、例えば、ＯＮ／ＯＦＦ制御、Ｄｕｔｙ制御、位相制御、および波数制御などを用いることができる。以下では、加熱部材ＴＢを静止して待機させた待機モードから、連続通紙を行う場合の制御について説明する。連続通紙を行う期間は、画像形成を実行する指示を受けたとき（時間Ｔ１）から、最後に定着を行う用紙Ｐ（以下では、説明のため、最終紙と呼ぶことがある。）が排紙トレイ１９に排出されるとき（時間Ｔ２）までであって、その後は、待機モードとなり、次の画像形成の指示を待つ。
【０１００】
図１１では、開始時において、待機モードとされており、定着温度ＳＴが低温の温度Ｋ１（待機温度）に設定されており、実測温度ＢＴも温度Ｋ１付近で推移している。加熱部材ＴＢは、用紙Ｐを通紙する前や通紙した後において、定着時よりも低い待機温度を維持するように保温されている。つまり、加熱部材ＴＢを保温しておくことで、定着の際の昇温に要する時間を短縮することができる。温度Ｋ１は、例えば、１６０℃とされている。
【０１０１】
時間Ｔ１では、画像形成を実行する指示を受け、温度制御部２０３ａは、定着温度ＳＴを高温の温度Ｋ２（通紙温度）に設定する。定着温度ＳＴの設定を上げ、ランプ部６０の出力を上げることで、加熱部材ＴＢは加熱され、実測温度ＢＴは、温度Ｋ２に到達した後、その付近を推移する。温度Ｋ２は、例えば、１７０℃とされている。
【０１０２】
時間Ｔｄでは、通紙センサ９２によって、最後に定着を行う用紙Ｐの先端が定着ニップ部Ｎｆを通過したことが検知される。ここで、温度制御部２０３ａは、定着温度ＳＴの設定を低温の温度Ｋ１に変更する。定着温度ＳＴの設定を下げたことで、ランプ部６０の出力が下がり、実測温度ＢＴは、温度Ｋ１に近づくように低下する。
【０１０３】
時間Ｔ２では、最後に定着を行う用紙Ｐの後端が定着ニップ部Ｎｆを通過し、排紙トレイ１９に排出される。用紙Ｐが定着ニップ部Ｎｆを通過し終わると、用紙Ｐへ供給されていた熱によって、加熱部材ＴＢが加熱される。その結果、低温の温度Ｋ１に近づいていた実測温度ＢＴは、一時的に上昇して、再度、温度Ｋ１に近づくように低下する。
【０１０４】
従来では、図１１に示す一点鎖線のように、用紙Ｐを排出するまで、定着温度ＳＴを高温の温度Ｋ２で維持させていた。すると、用紙Ｐが排出されてから加熱部材ＴＢが加熱されるため、実測温度ＢＴは、温度Ｋ２からさらに上昇してオーバーシュートしていた。つまり、定着中は、用紙Ｐに熱量を与えているため、ハロゲンランプからの熱量が分散されているが、用紙Ｐがなくなると、加熱部材ＴＢに熱量が集中して温度が急激に上昇する。しかしながら、本発明では、時間Ｔｄから時間Ｔ２までの温度変更時間ΔＴにおいて、定着温度ＳＴの設定を下げることで、ハロゲンランプの点灯が抑制されて温度上昇が緩やかになり、定着が完了した後のオーバーシュートを防ぐことができる。
【０１０５】
図１１に示すように、温度変更時間ΔＴでは、待機モードと同じ温度Ｋ１に設定されていたが、異なる温度に設定してもよく、定着中の温度Ｋ２より低い温度（抑制温度）とされていればよい。つまり、抑制温度は、待機温度と異なるように設定されていてもよい。なお、待機モードと共通する温度に設定されていれば、複数の温度を記憶させる必要がない。
【０１０６】
また、最後に定着を行う用紙Ｐの先端が、定着ニップ部Ｎｆを通過した時間Ｔｄを、定着温度ＳＴの設定を下げるタイミング（温度変更タイミング）としたが、これに限定されず、他の用紙Ｐが定着ニップ部Ｎｆを通過したタイミングとしてもよい。さらに、定着ニップ部Ｎｆの上流側に用紙検知センサを設けて、用紙Ｐが定着ニップ部Ｎｆを通過する前を、定着温度ＳＴの設定を下げるタイミングとしてもよい。定着温度ＳＴの設定を下げるタイミングを変更する際には、温度変更時間ΔＴなどを変更すればよい。
【０１０７】
また、温度制御部２０３ａは、連続して定着を行う用紙Ｐの枚数に基づいて、定着温度ＳＴの設定を下げるように制御してもよい。つまり、定着を行う時間が長くなると、ハロゲンランプの温度が上昇する傾向であるため、定着を行う枚数に応じて定着温度ＳＴの設定を制御することが望ましい。
【０１０８】
また、温度制御部２０３ａは、定着を行う用紙Ｐの種類に基づいて、定着温度ＳＴの設定を下げるように制御してもよい。つまり、用紙Ｐの種類によって厚みやサイズが異なり、ランプ部６０の出力が調節されて、温度が上昇する程度が変化するため、それぞれに応じて定着温度ＳＴの設定を制御することが望ましい。
【０１０９】
また、画像形成装置１が設置された環境の温度を環境温度として検知する環境温度検知センサを設けてもよい。そして、温度制御部２０３ａは、環境温度に基づいて、定着温度ＳＴの設定を下げるように制御する。つまり、設置された環境によって、温度が上昇する程度が変化するため、環境温度に応じて定着温度ＳＴの設定を制御することが望ましい。
【０１１０】
図１２は、クラウドサービスに接続された画像形成装置およびサーバを示す概略構成図である。
【０１１１】
図１２に示すように、ネットワーク４００には、複数の画像形成装置１と、サーバ３００とが接続されている。画像形成装置１は、画像形成部２０１、定着装置１７、温度検知部２０２、通信部２０５、ＣＰＵ２０３、および記憶装置２０４を備えた構成とされている。画像形成部２０１は、例えば、中間転写ベルト装置１６や２次転写装置２６など、用紙Ｐに画像形成を行う部分である。温度検知部２０２は、中央サーミスタ９１ａ、端部サーミスタ９１ｂ、および環境温度検知センサなどを含み、画像形成装置１に関する温度を検知する。通信部２０５は、ネットワーク４００を介して外部のサーバ３００に接続されており、情報を送受信する。ＣＰＵ２０３は、温度制御部２０３ａ、および履歴蓄積部２０３ｂを予め組み込まれたプログラムとして記憶しており、記憶したプログラムを実行することにより、後述する処理を実行する。なお、ＣＰＵ２０３によって、定着装置１７を制御する構成としてもよい。つまり、画像形成装置１と定着装置１７とで共通のＣＰＵ２０３を用いてもよい。記憶装置２０４は、通信部２０５によって送受信される情報を記憶する。
【０１１２】
サーバ３００は、サーバ通信部３０１、サーバ記憶装置３０２、およびＣＰＵ３０３を備えた構成とされている。サーバ通信部３０１およびサーバ記憶装置３０２は、画像形成装置１における通信部２０５および記憶装置２０４と略同様であって、情報を送受信して、それらを記憶する。ＣＰＵ３０３は、情報蓄積部３０３ａおよび設定算出部３０３ｂを予め組み込まれたプログラムとして記憶しており、記憶したプログラムを実行することにより、後述する処理を実行する。
【０１１３】
画像形成装置１では、最終紙の後端における定着の画質を確保されるように、温度変更タイミングと抑制温度とが最適化されていることが望ましい。また、ハロゲンランプ同士の接触状態については、画像形成装置１ごとの個体差があり、制御と連携させることで、より安定化させることができる。
【０１１４】
そこで、画像形成装置１において、履歴蓄積部２０３ｂは、温度検知部２０２によって検知した実測温度ＢＴの履歴（温度履歴情報）や、中央サーミスタ９１ａと端部サーミスタ９１ｂとの温度差に基づく加熱部材ＴＢの温度分布（温度分布情報）や、環境温度センサによって検知した温度（環境温度情報）などを記憶装置２０４に記憶させる。記憶装置２０４に蓄積された情報は、通信部２０５によってサーバ３００に送られる。
【０１１５】
サーバ３００では、情報蓄積部３０３ａによって、受信した情報をサーバ記憶装置３０２に記憶させる。設定算出部３０３ｂは、サーバ記憶装置３０２に蓄積された情報に基づいて、状況に応じた適切な温度変更タイミングおよび抑制温度を算出し、画像形成装置１に送信する。画像形成装置１では、サーバ３００によって算出された情報に基づいて、温度変更タイミングおよび抑制温度を変更するなど、蓄積された情報を温度の制御にフィードバックさせている。上述したように、画像形成装置１は、クラウドサービスに接続されており、ネットワーク４００を介してサーバ３００から様々な情報が提供され、提供された情報を温度の制御などに反映している。サーバ３００では、複数の画像形成装置１から送信された情報を蓄積しており、それぞれの画像形成装置１に応じた制御方法を提供することによって、温度制御の最適化を図るようなシステムを構築することができる。
【０１１６】
なお、今回開示した実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【０１１７】
１  画像形成装置
１７  定着装置
４０  加圧ローラ（加圧部材の一例）
５１  定着ベルト
６０  ランプ部
６１  碍子
６２  リード線
７１  加熱ローラ
８１  定着ローラ
９１ａ  中央サーミスタ
９１ｂ  端部サーミスタ
９２  通紙センサ
９３  剥離爪
１１０  メインランプ
１１１  メインバルブ
１１１ａ  メインバルブ端部
１１１ｂ  メインバルブ中央部
１１２  メインフィラメント
１１２ａ  メインフィラメント端部
１１２ｂ  メインフィラメント中央部
１２０  サブランプ
１２１  サブバルブ
１２１ａ  サブバルブ端部
１２１ｂ  サブバルブ中央部
１２２  サブフィラメント
１１２ａ  サブフィラメント端部
１１２ｂ  サブフィラメント中央部
ＢＳ  接触領域
ＨＫ  被加熱部
ＰＷ  通紙領域
ＲＨ  加熱領域
ＲＫ  非通紙加熱域
ＲＴ  低発熱領域
ＴＢ  加熱部材
Ｘ  幅方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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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