(57)【要約】【課題】回転するローラとこれに摺接する固定部材で定着ベルトを巻回した構成の定着装置においても、ウォームアップタイムが速く、かつ一段と小型な定着装置を提供する。【解決手段】加熱されながら回転する加熱ローラと、該加熱ローラの外周面に摺接する固定部材と、前記加熱ローラと前記固定部材に掛け回された無端状の定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記固定部材に加圧して定着ニップ部を形成する加圧ローラとを有する定着装置において、前記固定部材の前記加熱ローラとの摺接面に、前記加熱ローラを加熱する熱源を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱されながら回転する加熱回転体と、該加熱回転体の外周面に摺接する固定部材と、前記加熱回転体と前記固定部材に掛け回された無端状のベルトと、該ベルトを介して前記固定部材に加圧して定着ニップ部を形成する加圧回転体とを有する定着装置において、前記固定部材の前記加熱回転体との摺接面に、前記加熱回転体を加熱する熱源を設けることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記熱源が、前記加熱回転体の軸方向に沿って複数配置されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記熱源が、抵抗発熱体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記固定部材に設けられた熱源とは長手方向の加熱出力の分布が異なる熱源を前記加熱回転体の内部に設け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】
前記加熱回転体の内部に設けられた熱源が、赤外線ヒータであることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の定着装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材に画像を定着する定着装置、及び該定着装置を搭載した複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらのうちの少なくとも２つの機能を有する複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体上に形成された静電潜像を現像装置によって現像し、そのトナー像を記録材（記録媒体、用紙ともいう）上に転写して、定着装置により定着して画像形成を行っている。
【０００３】
そのような画像形成を行う画像形成装置、及びそれに用いられる定着装置として、特許文献１に開示された構成のものがある。特許文献１に記載された定着装置は、加熱ローラ、ハロゲンヒータ、加熱ローラの外周面と摺接する固定部材、加熱ローラと固定部材に張架された定着ベルト、及び加圧ローラを有している。加熱ローラは中空パイプ形に形成されており、この加熱ローラの内部に熱源が配置されている。加圧ローラは、定着ベルトを介して固定部材と加圧接触してニップ部を形成している。そのニップ部の圧力は、定着ベルト及び固定部材を介した加熱ローラと加圧ローラの間の加圧力により付与される。
【０００４】
このような様式の定着装置では、剛性の高い加熱ローラと加圧ローラとが固定部材を挟んだ状態となっているため、大きな加圧力によっても固定部材が撓むことなく、幅広で均一なニップ部を形成することができる。
【０００５】
特許文献１に記載された定着装置においては、定着ベルトの表面温度を検知するためのサーモパイルが、定着ベルトに対して非接触で配置され、軸方向における通紙範囲（記録材幅）内に設けられている。このサーモパイルは、定着ベルトの、加熱ローラ側の掛け回しの終端後の位置において、ベルト表面の温度を検知している。即ち、定着ベルトを走行させているときに、サーモパイルによる温度検知に基づき、コントローラにより熱源をオンオフ制御して、定着ベルトの表面温度を所定温度に維持している。この所定温度に維持された定着ベルトが、ニップ部に進入する用紙上のトナー画像を加熱するようになっている。特許文献１に記載された定着装置では、サーモパイルを定着ベルトに非接触で配置しているため、定着ベルトに対して摩耗キズを発生させることもない。
【０００６】
特許文献１に記載された定着装置では、加熱ローラの軸方向の温度を均一にする目的で、加熱範囲が異なる複数のハロゲンヒータを加熱ローラ内側に配置することも可能である。このような、加熱範囲が異なる複数のハロゲンヒータを備えた定着装置においては、各加熱範囲内に対応した位置にそれぞれ、サーモパイルを配置する。各々のハロゲンヒータ加熱範囲に対応したサーモパイルの温度検出によって、コントローラが各ハロゲンヒータへの給電をオンオフし、加熱ローラに掛け回された定着ベルト表面の温度が一定となるように制御する。
【０００７】
特許文献１の定着装置は、省スペースで幅広いニップ幅を得られるため、低速機に対しても適した定着方式である。低速機では、ウォームアップタイムの短縮のため、加熱ローラの薄肉化や小型化が必要である。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された輻射型熱源を備えた定着装置では、下記の課題が未解決のままである。
加熱ローラを薄肉化すると、軸方向の熱移動がしにくくなるために、加熱ローラの軸方向温度が不均一になり易い。加熱ローラの軸方向の温度を均一にする目的で、加熱範囲が異なる複数のハロゲンヒータを加熱ローラ内側に配置すると、加熱ローラを大径化する必要があった。例えば、外径φ１０のハロゲンヒータを２本、加熱ローラ内側に配置するためには、加熱ローラ内径はφ３５以上必要となってしまう。
【０００９】
その内訳を詳述すると、以下の通りである。
ハロゲンヒータと加熱ローラ内周面のクリアランス：５ｍｍ×２＝１０ｍｍ
両ハロゲンヒータ間のクリアランス：５ｍｍ×１＝５ｍｍ
ハロゲンヒータ：１０ｍｍ×２＝２０ｍｍ
【００１０】
加熱ローラが大径化すると、加熱する量が大きくなりウォームアップタイムが長くなる、という問題が発生する。また、定着装置も大型化する。
なお、加熱ローラの内側に熱源を配置する代わりに、定着ベルト外面側に非接触で誘導加熱式熱源を用いることも記載されているが、このような構成では、無端状の定着ベルトの径を抑えることができるにせよ、定着装置そのものが大型化する構造上の問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、特許文献１に記載されたような、回転するローラとこれに摺接する固定部材で定着ベルトを巻回した構成の定着装置においても、ウォームアップタイムが速く、かつ一段と小型な定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、本発明では、加熱されながら回転する加熱回転体と、該加熱回転体の外周面に摺接する固定部材と、前記加熱回転体と前記固定部材に掛け回された無端状のベルトと、該ベルトを介して前記固定部材に加圧して定着ニップ部を形成する加圧回転体とを有する定着装置において、前記固定部材の前記加熱回転体との摺接面に、前記加熱回転体を加熱する熱源を設けることによって、前記課題が解決される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、加熱回転体と共に無端状のベルトを掛け回す固定部材の加熱回転体との摺接面に、加熱回転体を加熱する熱源を設けるので、加熱回転体外側から加熱回転体を接触加熱することができ、複数の輻射型熱源を加熱回転体の内部に設ける従来型の定着装置のように加熱回転体を大型化する必要がなくなり、ウォームアップタイム、装置小型化の点で有利な構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略正面図である。
【図２】第一の実施形態に係る定着装置を拡大して示す概略正面図である。
【図３】図２の定着装置を図２の右方から見た概略側面図である。
【図４】図２の定着装置における加熱ローラの軸方向における熱源の加熱出力の分布を示すグラフである。
【図５】図３に示す定着装置の主要部の一部を破断して示す部分側面図である。
【図６】図２の定着装置における固定部材上の抵抗発熱体を上方から見た平面図である。
【図７】第二の実施形態に係る定着装置を拡大して示す概略正面図である。
【図８】図７の定着装置における加熱ローラの軸方向における熱源の加熱出力の分布を示すグラフである。
【図９】図７の定着装置の主要部の一部を破断して示す部分側面図である。
【図１０】図７の定着装置における係る固定部材上の抵抗発熱体を上方から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
先ず、本発明の第一の実施形態に係る定着装置を有する画像形成装置について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係る定着装置を有する画像形成装置の全体構成を示す概略正面図である。なお、図１から図１０において、同一又は相当する部分には同一の符号を付すことにより、それらの重複した説明を適宜に簡略化し、又は省略する。
【００１６】
画像形成装置として図１に示すカラー複写機１０は、本体２０の最上部にスキャナ３０を配置している。このスキャナ３０の下方には、タンデム作像装置４０、本発明の第一の実施形態に係る定着装置６０、及び収納カセット７０が順次配設されている。
【００１７】
＜スキャナ＞
スキャナ３０は、原稿３１を照射するハロゲンランプ等の光源３２、その反射光を反射するミラー３３、その反射光を集光するレンズ３４、入射した画像を電気信号に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）３５を有している。なお、符号３６は原稿台である。
【００１８】
＜タンデム作像装置＞
タンデム作像装置４０は、後述する中間転写ベルト５０の搬送方向に沿って並列されたブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４つの単色作像ユニットを有して構成されている。なお、符号４１は、単色作像ユニットの上方に配置された露光装置であって、４２はポリゴンミラー、４３はミラーである。
【００１９】
各単色作像ユニットは、ドラム形の像担持体４４の周りに、帯電装置４５、現像装置４６、一次転写装置４７、クリーニング装置４８、除電装置等を適宜配設したものである。帯電装置４５は、本実施形態においては帯電ローラであり、像担持体４４に接触して電圧を印加することによりその像担持体４４の帯電を行うものである。
【００２０】
現像装置４６では、磁性キャリアと非磁性トナーを有する二成分現像剤が使用される。一次転写装置４７は、後述する中間転写ベルト５０を挟んで像担持体４４に押し当てるように設けられている。なお、一次転写装置４７としては、図示したローラ形のものに限られるものではなく、ブラシや非接触のチャージャとしてもよい。
【００２１】
クリーニング装置４８は、像担持体４４上の残留トナーを除去するものであり、像担持体４４に接触するクリーニングブレードやクリーニングブラシ等のクリーニング部材を備えている。除電装置は、例えばランプであり、光を照射して像担持体４４の表面電位を初期化するものである。なお、単色作像ユニットを構成する部分の全部又は一部をプロセスカートリッジとして形成し、本体２０に対して着脱自在とした構成としてもよい。この場合、メンテナンス性を向上させることができる。
【００２２】
以上のような構成からなるタンデム作像装置４０の動作は、次の通りである。像担持体４４を回転させながら、帯電装置４５で像担持体４４の表面を一様に帯電する。次いでスキャナ３０の読み取り内容に応じて、露光装置４１において、レーザやＬＥＤ等による書込み光１をポリゴンミラー４２で反射する。その反射光を更にミラー４３で反射して、像担持体４４に照射し、その像担持体４４上に静電潜像を形成する。
【００２３】
その後、現像装置４６によってトナーを付着させて、その静電潜像を可視像化し、その可視像を一次転写装置４７で中間転写ベルト５０上に転写する。画像転写後の像担持体４４の表面は、クリーニング装置４８で残留トナーを除去して清掃した後、除電装置で除電して再度の画像形成に備える。なお、中間転写ベルト５０を巻回する第２の従動ローラ４９に近接した位置に、画像転写後に中間転写ベルト５０上に残留する残留トナーを除去するベルトクリーニング装置を設けた構成にしてもよい。
【００２４】
＜中間転写ベルト＞
中間転写ベルト５０は、駆動ローラ５１、第１の従動ローラ５２及び第２の従動ローラ４９に張架され、図中時計回りに回転搬送されるようになっている。なお、駆動ローラ等は図示されたものに限らないことは勿論である。例えば、中間転写ベルト５０の片寄りを調整するローラに張架し、また、４つ以上のローラに張架してもよい。更に、中間転写ベルト５０は、図示のように水平に張架されたものに限られず、傾斜して張架されてもよい。
【００２５】
ところで、中間転写ベルト５０の張架（張り渡し）領域の下方には、ローラを用いた二次転写装置５３が配置されている。二次転写装置５３は、画像転写後の用紙２を搬送する媒体搬送機能を有するものであり、従動ローラ５２に押し当てられ、中間転写ベルト５０上の画像を用紙２に転写している。なお、二次転写装置５３として非接触のチャージャを配置してもよいが、その場合には別途媒体搬送機能を設けることが好ましい。
【００２６】
中間転写ベルト５０の下方には、用紙２を収納するための収納カセット７０や、この収納カセット７０から用紙２を搬出する給紙ローラ７１等が設けられている。また、給紙ローラ７１から定着装置６０にかけて搬送路３が形成され、その搬送路３において給紙ローラ７１よりも搬送方向下流側に、用紙２を搬送するための一対のレジストローラ７２が配設されている。ここで、用紙２としては、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。
【００２７】
中間転写ベルト５０の下方で二次転写装置５３の側方では、２つのローラ５４，５４間に、無端状の搬送ベルト５５が張架され、その搬送ベルト５５の図示左側方に、以下に詳述する第一の実施形態に係る定着装置６０が配設され、更に用紙搬送下流側には、定着後の用紙２をスタックする排紙トレイ８７がある。
【００２８】
＜第一の実施形態に係る定着装置＞
図２は、第一の実施形態に係る定着装置６０を拡大して示す概略正面図、図３は、その定着装置６０の概略側面図である。なお、図２は、用紙上のトナー画像を定着する定着動作時のものであり、加圧状態を示している。
【００２９】
定着装置６０は、用紙２上の転写画像を定着させるためのものであり、その詳細は次の通りである。図２に示すように、定着装置６０は、加熱回転体（以下、加熱ローラ６１ともいう）、固定部材６２、無端状の定着ベルト６３、加圧回転体（以下、加圧ローラ６４ともいう）及び熱源６５ａ，６５ｂ（区別しないときは熱源６５とする）を主要の構成としている。この定着装置６０は、加熱ローラ６１と、固定部材６２と、定着ベルト６３と、加圧ローラ６４とを定着ニップ部形成のための加圧方向にこの順番で配列して備え、定着ニップ部の圧力は、定着ベルト６３及び固定部材６２を介した加熱ローラ６１と加圧ローラ６４の間の加圧力により付与される。以下において、各部材を順に説明する。なお、定着ニップ部とは、定着ベルト６３と加圧ローラ６４との接触部をいう。
【００３０】
加熱ローラ６１は、その軸方向両端部が、図３に示すフレーム８４にベアリング６６を介して回転自在に支持されている。本実施形態における加熱ローラ６１は、熱伝導率のよい外径２５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの中空パイプ形のものであり、アルミニウム製である。加熱ローラ６１の表面は、定着ベルト６３との接触や固定部材６２との摺接による摩耗を防止するため、アルマイト処理やフッ素樹脂処理等が施されている。
【００３１】
以上のような構成からなる加熱ローラ６１は、後述するように、固定部材６２の、加熱ローラ側に配設された熱源６５ａ、６５ｂによって加熱され、定着ベルト６３の回転によって従動回転しながら、その定着ベルト６３を加熱するようになっている。また、加熱ローラ６１の端部に駆動ギヤを設けて、周知の駆動手段によって回転させられながら、その定着ベルト６３を加熱するようにしてもよい。なお、加熱ローラ６１は、加圧ローラ６４からの圧接力によっては撓むことがない剛性を有している。
【００３２】
図４は、加熱ローラの軸方向における熱源の加熱出力の分布を示すグラフ、図５は、図３に示す定着装置の主要部の一部を破断して示す部分側面図、図６は、固定部材６２を上方から見た図である。図４に示すように、熱源６５ａは、通紙領域における加熱ローラ６１の軸方向の中央域を加熱する中央側熱源であって、小サイズ用紙（例えばＡ４縦）の通紙領域を主として加熱する。また、熱源６５ｂは、加熱ローラ６１の軸方向の端部を加熱する端部側熱源であって、大サイズ用紙（Ａ３縦）等の通紙時に、熱源６５ａとともに加熱される。これら熱源６５ａ、６５ｂがそれぞれ図４に示す加熱出力を発揮できるように、図６のように、中央側熱源である熱源６５ａは長手方向中央域に厚みを有し、端部側熱源である熱源６５ｂは長手方向端部域に厚みを有している。
【００３３】
固定部材６２は、図２、図３、図５に示すように、加熱ローラ６１の外周面に摺接し、それら図中の上下方向のみにわずかに移動可能に支持されている。図２から分かるように、この固定部材６２には、加熱ローラ６１に面した側に熱源６５ａ、６５ｂが配設されており、加熱ローラ６１の表面を接触加熱している。熱源６５ａ、６５ｂは、接触することにより伝熱するセラミックヒータに代表される抵抗発熱体（接触伝熱型熱源）であり、表層は薄膜ガラスコートにより絶縁処理されている。熱源６５ａの定格出力は６００Ｗ、熱源６５ｂの定格出力は３００Ｗで、合計９００Ｗとなっている。Ａ３縦用紙である大サイズ用紙の通紙領域は、約３０ｃｍであるため、熱源６５のヒータ密度は約３０Ｗ／ｃｍとなる。本例では、熱源６５ａの加熱部と熱源６５ｂの加熱部、と２つの加熱部があるが、更に加熱部を多段化することも可能である。
【００３４】
固定部材６２は、その接触上面６２ｂが加熱ローラ６１と摺接し、接触下面６２ａが定着ベルト６３と摺接するようになっている。固定部材６２の前後方向での寸法、即ち、用紙搬送方向での寸法は、加熱ローラ６１の外径より小さく、かつ定着ニップ部より広くなっている。また、用紙搬送方向と直交する方向での寸法（図中の上下方向）は、定着ベルト６３が加熱ローラ６１と固定部材６２の両方に緩く張られるような寸法に設定されている。
【００３５】
固定部材６２の材料としては、耐熱性に優れ、かつ絶縁性が良好で、熱源６５からの熱移動が少ないものが好ましい。例えばＰＩ（ポリイミド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等の耐熱樹脂や、セラミック材料が考えられる。
【００３６】
また、固定部材６２は加熱ローラ６１との摺接面および定着ベルト６３との摺接面を有しているので、各摺接面には摺動性に優れる樹脂（例えば、フッ素樹脂）をコーティングすることが好ましい。また、各摺動面には摺接性に優れる低摩擦シート（例えば、繊維状フッ素樹脂の織物）を設けてもよい。
【００３７】
図２に示すように、固定部材６２の定着ベルト６３との摺接面（接触下面）６２ａは、その定着ベルト６３を介した加圧ローラ６４の表面に沿う曲面とし、定着ベルト６３と加圧ローラ６４との間に定着ニップ部を形成している。また、固定部材６２の加熱ローラ６１との摺接面（接触上面）６２ｂは、加熱ローラ６１の表面に沿う曲面とし、加圧ローラ６４の圧接力を加熱ローラ６１に伝えるようにしている。なお、接触上面６２ｂは、加熱ローラ６１の表面に沿う曲面に限られるものではなく、例えば平面としてもよい。
【００３８】
ところで、定着ベルト６３は可撓性で、既述のように加熱ローラ６１と固定部材６２の両方に緩く張られており、加熱ローラ６１と固定部材６２との外側に楕円状に掛け回されている。この定着ベルト６３は、固定部材６２に対し、加圧ローラ６４による加圧によって密着するだけでなく、円形に戻ろうとする力（張力）が生じることでも、加熱ローラ６１に密着する。
【００３９】
この定着ベルト６３は、例えば耐熱性の高い、厚さが０．０５〜０．２ｍｍのポリイミド樹脂の基材の表面と裏面に離型層をコーティングしたものである。ここで、表面の離型層は、例えば、シリコーンゴム、フッ素樹脂、シリコーンゴムとフッ素樹脂の２層構造、あるいはシリコーンゴムとフッ素樹脂の混合体等の材質から構成され、弾性を有することで、用紙２上のトナーの凹凸に追従できるようになっている。裏面の離型層は、固定部材６２との摺擦抵抗を低減させるために、フッ素樹脂処理が施されることで構成されている。なお、定着ベルト６３の基材としては、樹脂に限られず、例えばステンレス、ニッケル、銅等の金属や、ゴム等を用いてもよい。
【００４０】
以上のように構成された定着ベルト６３は、固定部材６２の熱源６５ａ、６５ｂによって加熱された加熱ローラ６１に巻きついて加熱され、定着ニップ部で用紙２を加熱加圧することにより、用紙２上のトナー画像を定着させる。
【００４１】
定着ベルト６３の表面温度は、温度検知手段であるサーモパイル９０によって検知される。このサーモパイル９０は、図２から分かるように、加熱ローラ６１に掛け回された定着ベルト６３の掛け回し終わり後の位置に、定着ベルト６３に対して非接触で配置されている。サーモパイル９０は、図３に示すように、定着ベルト６３／加熱ローラ６１の軸方向における通紙範囲内の２箇所（通紙範囲の中央域と端部域）に設けられている（９０ａ、９０ｂ）。
【００４２】
加圧ローラ６４は、定着ベルト６３を介して固定部材６２に対して押し当てられて、定着ニップ部を形成している。この加圧ローラ６４の内部には、図２に示すように、ハロゲンヒータ等の熱源８０が配設され、また、加圧ローラ６４の外周には接触式の温度センサ（サーミスタ）８１が押し当てられている。そして、サーミスタ８１の温度検知に基づき、制御手段としてのコントローラＣにより熱源８０をオンオフ制御し、加圧ローラ６４を所定温度に維持している。なお、熱源８０を必ずしも加圧ローラ６４に設ける必要はない。また、コントローラＣは、定着装置６０に設ける構成としているが、これに限られず、画像形成装置内に設ける構成としてもよい。
【００４３】
加圧ローラ６４には、図２における上向きの加圧力が与えられ、この加圧力は定着ベルト６３、固定部材６２及び加熱ローラ６１に伝達される。これにより、定着ニップ部、固定部材６２と定着ベルト６３との接触部、固定部材６２と加熱ローラ６１との接触部には圧力が生じることになる。
【００４４】
本実施形態において示す加圧ローラ６４は、鋼等の金属パイプに厚さ３ｍｍのシリコーンゴム層を設け、外径が２５ｍｍ、両端のジャーナル部６４ａ（図３）を直径２０ｍｍに絞ったものを用いている。加圧ローラ６４の両端のジャーナル部６４ａには、ベアリング８２が嵌合されているとともにギヤ８６が固定されている。加圧ローラ６４は、フレーム８４に回転可能に設けられた加圧レバー８５とスプリング８３によって、ベアリング８２を介して加熱ローラ６１方向に加圧されている。この構成により、加圧機構部が構成される。そして、画像形成装置の駆動源からの駆動力がギヤ８６に入力されることにより、加圧ローラ６４は図２において反時計回りに回転する。このように構成された加圧ローラ６４が回転することにより、定着ニップ部の定着ベルト６３が従動回転する。ここでは、加圧ローラ６４側に加圧機構部を設ける構成を例示したが、加熱ローラ６１側に加圧機構部を設ける構成にしてもよい。即ち、加圧ローラ６４をフレーム８４に固定し、加熱ローラ６１側から加圧するようにしてもよい。また、固定部材６２を固定して、加熱ローラ６１側及び加圧ローラ６４側の両方向から加圧するようにしてもよい。
【００４５】
なお、定着装置６０の入口側（用紙搬送方向上流側）には、入口ガイド９４が設けられ、その入口ガイド９４により用紙２を定着ニップ部へと導くようになっている。また、定着ベルト６３の定着ニップ部の出口側（用紙搬送方向下流側）には、その定着ベルト６３から用紙２を分離補助するための分離板６９が、この先端部が定着ベルト６３と接触しないように設置されている。分離板６９は、用紙搬送方向下流側に回転支点を有し、その先端近傍の位置決め部（軸方向で見て、用紙２の幅より外側にある）を定着ベルト６３にバネ部材等で付勢している。これにより、分離板６９の先端部と定着ベルト６３とを微小なギャップとなるようにしている。即ち、定着ニップ部の出口側で自然分離した用紙２は、この分離板６９によってガイドされる。これにより、用紙２が定着ベルト６３に巻きつくことはない。
【００４６】
以上のような構成をした定着装置６０によれば、次のような効果を得ることができる。つまり、本実施形態に係る定着装置６０は、小径の加熱ローラ６１と加圧ローラ６４を採用しているにも関わらず、固定部材６２によって幅広いニップ幅を得ることができ、かつ、固定部材に設けられた複数の熱源によって、軸方向の温度分布も均一な定着装置を得ることができる。これにより、ウォームアップタイムの短縮や、装置の小型化が可能となる。
【００４７】
ところで、コントローラＣの入力側には、加圧ローラ６４のためのサーミスタ８１、定着ベルト６３のためのサーモパイル９０ａ、９０ｂが、また出力側には熱源６５ａ，６５ｂ，８０がそれぞれ接続されており、所要のプログラムの実行により次の機能を実現している。即ち、サーモパイル９０ａ、９０ｂによって検知された定着ベルト６３／加熱ローラ６１の外周面の温度に基づき、その定着ベルト６３／加熱ローラ６１の表面温度が所定の温度となるように熱源６５ａ，６５ｂによる加熱温度を調整する機能であり、これを「加熱温度調整手段Ｃａ」という。
【００４８】
具体的には、通紙範囲の中央域用のサーモパイル９０ａの検知温度に基づき、中央側の熱源６５ａを、また、通紙範囲の端部域用のサーモパイル９０ｂの検知温度に基づき、端部側の熱源６５ｂをオンオフ制御して定着ベルト６３全体を所定の温度に維持している。小サイズ通紙中は、熱源６５ａに対応する部分の熱が用紙に与えられるので、中央域用のサーモパイル９０ａの検知温度が所定温度を維持するように、中央側の熱源６５ａが発熱する。また、大サイズ通紙中は、熱源６５ａ、６５ｂの両方に対応する部分の熱が用紙に与えられるので、中央域用のサーモパイル９０ａと端部域用のサーモパイル９０ｂの検知温度が所定温度を維持するように、両方の熱源６５ａ、６５ｂが発熱する。
【００４９】
次に、上述した構成からなるカラー複写機（画像形成装置）の動作について原稿の複写を例にとって説明する。
図１に戻って、スキャナ３０の原稿台３６上に原稿３１をセットし、原稿押えで押さえ、本体２０上のスタートスイッチが押されることでスキャナ３０を駆動し、原稿３１の読み取りを行う。原稿の読み取りは、光源３２で原稿３１を照射し、その反射光をミラー３３で反射してレンズ３４により集光し、ＣＣＤ３５に入射した画像を電気信号に変換することにより行われる。
【００５０】
一方、スタートスイッチが押されることで、駆動モータにより駆動ローラ５１が回転駆動され、中間転写ベルト５０が回転搬送され、従動ローラ４９，５２も従動回転する。個々の単色作像手段の像担持体４４上にそれぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像が形成され、中間転写ベルト５０の搬送回転に伴って、形成された単色画像が一次転写で順次重ねられ、中間転写ベルト５０上に合成カラー画像が形成される。
【００５１】
また、給紙ローラ７１の回転により収納カセット７０から用紙２が繰り出されて、搬送路３に搬送され、レジストローラ７２に突き当たることにより一旦停止する。中間転写ベルト５０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ７２が回転し、中間転写ベルト５０と二次転写装置５３の間に用紙２が送り込まれる。二次転写装置５３で中間転写ベルト５０上の合成カラー画像が二次転写され、用紙２上にカラー画像が形成される。
【００５２】
画像転写後の用紙２は、搬送ベルト５５により定着装置６０に搬送され、定着装置６０で熱と圧力を加えられて転写画像が定着された後、排紙トレイ８７上にスタックされる。画像転写後の中間転写ベルト５０は、タンデム作像装置４０による再度の画像形成に備え、ベルトクリーニング装置により残留する残留トナーが除去される。
【００５３】
＜第二の実施形態に係る定着装置＞
次に、第二の実施形態に係る定着装置６０’について説明する。図７は、第二の実施形態に係る定着装置６０’を拡大して示す概略正面図である。なお、図７は、用紙上のトナー画像を定着する定着動作時のものであり、加圧状態を示している。
【００５４】
定着装置６０’は、図２に示す定着装置６０に比べて、加熱ローラ６１の内側に熱源６７が追加され、固定部材６２の加熱ローラ６１に面した側に端部側の熱源のみが配設され、中央側の熱源が除かれている。
【００５５】
加熱ローラ６１内の熱源６７は、ハロゲンヒータに代表される赤外線ヒータ（輻射型熱源）であり、加熱ローラ６１を内面側から加熱する。熱源６７の外径はφ１０である一方、加熱ローラ６１は、加圧ローラ６４からの圧接力によっては撓むことがない剛性を有し、外径２５ｍｍ、厚み１．５ｍｍの中空パイプ形状となっているため、ローラ径を大きくすることなく、加熱ローラ６１の内面側（加熱ローラ内径φ２２）に非接触で熱源６７を容易に配置することができる。なお、加熱ローラ６１は、内周面に耐熱黒塗装が施され、熱源６７からの熱を吸収し易くしている。
【００５６】
図８は、加熱ローラの軸方向における熱源の加熱出力の分布を示すグラフ、図９は、図７に示す定着装置の主要部の一部を破断して示す部分側面図、図１０は、固定部材６２を上方から見た図である。
【００５７】
図８に示すように、加熱ローラ６１内の熱源６７は、小サイズ用紙の通紙領域を６００Ｗ（ヒータ密度約３０Ｗ／ｃｍ）、大サイズ用紙から小サイズ用紙部分を除いた通紙領域を１５０Ｗ（ヒータ密度約１５Ｗ／ｃｍ）で加熱する。一方、固定部材６２の加熱ローラ６１に面した側に配設された端部用の熱源６５は、セラミックヒータに代表される抵抗発熱体であり、表層は薄膜ガラスコートにより絶縁処理されている。この熱源６５は、図８に示すように、大サイズ用紙から小サイズ用紙部分を除いた通紙領域（端部域）を１５０Ｗで加熱するものである。この熱源６５が図８に示す加熱出力を発揮できるように、図１０のように、熱源６５は大サイズ用紙の通紙領域のうち小サイズ用紙の通紙領域を除いた長手方向端部域に厚みを有している。なお、熱源６５のヒータ密度は約１５Ｗ／ｃｍとなる。即ち、加熱ローラ６１内の熱源６７と固定部材６２の熱源６５の出力は、合計９００Ｗとなっている。小サイズ用紙の通紙領域の加熱のみならず、大サイズ用紙の端部領域の加熱を安価な赤外線ヒータで補助することで、低コスト化することが可能となる。つまり、本実施形態のように、加熱ローラ６１内に、安価で大電力が容易なメインの熱源６７（赤外線ヒータ、端部出力を低下）を配置し、低出力化した端部側用の熱源６５（抵抗発熱体）を、その補助として使用することで、低コストで同等の出力を確保することが可能である。
【００５８】
前述の「加熱温度調整手段Ｃａ」は、通紙範囲の中央域用のサーモパイル９０ａの検知温度に基づき、加熱ローラ６１内の熱源６７を、また、通紙領域の端部域用のサーモパイル９０ｂの検知温度に基づき、固定部材６２の熱源６５をオンオフ制御して定着ベルト６３全体を所定の温度に維持している。小サイズ通紙中は、熱源６７に対応する部分の熱が用紙に与えられるので、中央域用のサーモパイル９０ａの検知温度が所定温度を維持するように、加熱ローラ６１内の熱源６７が発熱する。熱源６７は、非通紙領域（大サイズ用紙から小サイズ用紙部分を除いた通紙領域）にも発熱領域があるため、非通紙領域も同時に加熱されてしまい、非通紙領域が制御温度以上に上昇する可能性がある。しかしながら、この場合の非通紙領域の電力は１５Ｗ／ｃｍと小さいため、定着ベルト６３の耐熱温度まで上昇することはなく、定着ベルト６３が破損する不具合はない。また、大サイズ通紙中は、中央域用のサーモパイル９０ａと端部域用のサーモパイル９０ｂの検出温度が所定温度を維持するように、加熱ローラ６１内の熱源６７と固定部材６２の熱源６５が発熱し、軸方向温度が一様に制御される。
【符号の説明】
【００５９】
２  用紙
３０  スキャナ
３１  原稿
３２  光源
３６  原稿台
４０  タンデム作像装置
４１  露光装置
４２  ポリゴンミラー
４４  像担持体
４５  帯電装置
４６  現像装置
５０  中間転写ベルト
５１  駆動ローラ
５２  従動ローラ
５５  搬送ベルト
６０  定着装置
６１  加熱ローラ
６２  固定部材
６４ａ  ジャーナル部
６５  固定部材上に配置された熱源（抵抗発熱体）
６６  ベアリング
６７  加熱ローラ内に配置された熱源（赤外線ヒータ）
６９  分離板
７０  収納カセット
７１  給紙ローラ
７２  レジストローラ
８０  熱源
８１  サーミスタ（温度検知センサ）
８５  加圧レバー
８６  ギヤ
９０ａ、９０ｂ  サーモパイル
Ｃａ  加熱温度調整手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特許第５６４０４０５号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【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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