JP2016200665A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度均一性を保つことができると共に電流リークの発生を防止することが可能な熱源を有する定着装置を提供する。
【解決手段】可撓性を有する無端状のベルト部材８０と、ベルト部材８０と対向配置された加圧部材８４と、ベルト部材８０を介して加圧部材８４に加圧されることでニップを形成するニップ形成部材８８と、ベルト部材８０の軸方向において最大用紙サイズよりも狭い領域を加熱する第１の熱源８２ａ，８２ｂと、ベルト部材８０の軸方向において最大用紙サイズに対応した領域を加熱する第２の熱源１１２とを有し、ニップ形成部材８８は、第２の熱源１１２からの熱を均一化させる均熱部材１１０と、第２の熱源１１２と均熱部材１１０との間に配設された絶縁部材１１５とを有する定着装置１５０。
【選択図】図７

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の画像形成装置はヒータを備えた定着装置を具備しており、画像形成には様々なサイズの用紙が用いられる。このため、定着装置のヒータ長さを最大サイズの用紙に対応した長さとすると、小サイズの用紙を通紙した際に非通紙部である端部の温度上昇が大きくなるため、用紙の搬送速度を落として生産性を下げる必要がある。この問題点に対処すべく、定着ローラの内部に中央部の配光分布が密な第１のハロゲンヒータと端部付近の配光分布が密な第２のハロゲンヒータとを配設し、小サイズの用紙を用いる場合には第１のハロゲンヒータのみを点灯させる定着装置が知られている。

また、用紙全体における使用頻度はごく少ないものの、Ａ３サイズよりも一回り大きいＡ３ノビや１３インチといった特殊な大サイズの用紙が使用される場合がある。このような大サイズの用紙に対応した配光分布を有するハロゲンヒータを別途設けようとしても、小型化に基づいた定着ローラの直径サイズが制約されているために困難であるという問題点がある。

そこで、定着温度への立ち上がりが速い薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材の内部にニップ形成ユニットを設け、ベルト部材とこれを加圧する加圧ローラとニップ形成ユニットとの当接圧によってニップを形成する定着装置が知られている（例えば「特許文献１」参照）。この定着装置では、ベルト部材の内部に配光分布が異なる複数のハロゲンヒータが配設され、ベルト部材の幅方向両端部であってベルト部材の回転方向におけるニップ上流側の位置には、大サイズの用紙に対応可能な端部熱源が、ベルト部材の内面または外面に接触する態様で配置されている。この端部熱源を配置することにより、大サイズ専用のハロゲンヒータを追加することなく、簡単な構成で大サイズの用紙にも対応することが可能となる。

「特許文献１」に記載された構成において、端部熱源はその名の通り端部のみに配設されているため、端部熱源が他のハロゲンヒータと共に駆動された際に温度均一性が保てず、用紙の幅方向において定着温度がばらついてしまうという問題点がある。また、端部熱源からの電流リークが発生してしまうという問題点もある。
本発明は、上述した問題点を解決し、温度均一性を保つことができると共に電流リークの発生を防止することが可能な熱源を有する定着装置の提供を目的とする。

本発明は、可撓性を有する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材と対向配置された加圧部材と、前記ベルト部材を介して前記加圧部材に加圧されることでニップを形成するニップ形成部材と、前記ベルト部材の軸方向において最大用紙サイズよりも狭い領域を加熱する第１の熱源と、前記ベルト部材の軸方向において最大用紙サイズに対応した領域を加熱する第２の熱源とを有し、前記ニップ形成部材は、第２の熱源からの熱を均一化させる均熱部材と、第２の熱源と前記均熱部材との間に配設された絶縁部材とを有することを特徴とする。

本発明によれば、使用頻度が低い大サイズ用紙は均熱部材を介して加熱するので、温度均一性や温度追従性を向上することができ、用紙の幅方向において定着温度のばらつきを抑えて良好な画像を提供することができる。また、均熱部材と第２の熱源との間に絶縁部材を有するので、第２の熱源からの電流リークを確実に防止することができる。

本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置の概略図である。 本発明の一実施形態に用いられる定着装置の概略図である。 本発明の一実施形態に用いられる定着装置のニップ部近傍における概略図である。 本発明の一実施形態に用いられる定着ベルトの支持構造を説明する概略図である。 本発明の一実施形態に用いられるハロゲンヒータの配光分布及びヒータの位置関係を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態に用いられるニップ形成ユニットを示す概略図である。 本発明の第１の実施形態に用いられるニップ形成部材を説明する概略図である。 本発明の第１の実施形態に用いられるＰＴＣ特性を有するヒータの加熱特性を説明する線図である。 本発明の第１の実施形態に用いられるハロゲンヒータ及び端部ヒータの回路構成図である。 本発明の第２の実施形態に用いられるニップ形成部材を説明する概略図である。 本発明の第２の実施形態の変形例に用いられるニップ形成部材を説明する概略図である。 本発明の第３の実施形態に用いられるニップ形成部材を説明する概略図である。

以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。先ず、本実施形態を説明する前に、上述した「特許文献１」に記載された技術が提案された経緯について説明する。記録媒体が小サイズの場合は中央部の配光分布が密なハロゲンヒータを点灯させ、大サイズの場合は端部付近の配光分布が密なハロゲンヒータを一緒にかつ適当なオンオフ配分で点灯させることで、様々なサイズの用紙に対応している。

ここで用紙サイズと使用頻度について言及すると、通常使用される用紙は最大Ａ３サイズまでがほとんどであり、Ａ３サイズの用紙は縦方向に通紙される。特に使用頻度が高いＡ４またはＬＴサイズの用紙に関しても、生産性を上げるため横方向に通紙されることが多い。このことから、定着装置の加熱幅として約３００ｍｍを確保しておけば、ほとんどの場合、機種によっては９９％以上の記録媒体を網羅することができる。一方で、全体に対する使用頻度はごく少ないが、Ａ３ノビや１３インチといったＡ３幅よりも大サイズの用紙対応が要求されている。

ハロゲンヒータによる加熱方式の場合、直径３０ｍｍ程度の定着ローラ内部に小サイズ用紙に対応した複数のヒータを設けるため、ヒータ本数を容易に増やすことができない。このため、Ａ３幅よりも大サイズの用紙幅に合わせて端部配光分布が密なハロゲンヒータを長くせざるを得ない。上述のように、使用頻度で考えると３００ｍｍ幅程度の加熱が圧倒的に多いが、上述の長いハロゲンヒータを用いた場合には３３０ｍｍ幅近辺まで加熱されてしまい、差分の消費エネルギが無駄になる。さらには、Ａ３またはＡ４横（Ａ４Ｙ）サイズでの通紙時において３３０ｍｍ幅の端部付近が温度上昇してしまい、これを冷やすために生産性を落としたり、またはファンを設けたりする必要があった。反射板を設けた場合には、ヒータ端部が異常に温度上昇するといった不具合も発生していた。このような問題に対処すべく、特許文献１に記載の装置が提案された経緯となっている。

以下に、上述した従来技術の問題点を解消することが可能な本発明の第１の実施形態を説明する。先ず、図１に基づいて、本実施形態を適用可能な画像形成装置の構成の概要を説明する。画像形成装置１００は、複数の色画像を形成する作像部が中間転写ベルトの移動方向に沿って並設されたタンデム方式のカラープリンタである。

画像形成装置１００は、イエロ（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色に分解された色にそれぞれ対応する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を有している。各感光体ドラム２０に形成された可視像としてのトナー像は、各感光体ドラム２０に対向しつつ矢印Ａ１方向に走行移動可能な中間転写体としての中間転写ベルト１１に重ね合わせて１次転写される。その後、記録媒体としての用紙Ｓに対して２次転写工程により一括転写される。各感光体ドラム２０の周囲には、各感光体ドラム２０の回転に従い画像形成処理を行うための装置が配置されている。

ブラック画像の形成を行う感光体ドラム２０Ｂｋを代表して、画像形成処理を行うための装置を説明する。感光体ドラム２０Ｂｋの周囲には、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及びクリーニング装置５０Ｂｋが順に配置されている。帯電装置３０Ｂｋによる帯電後、光書込装置８により感光体ドラム２０Ｂｋの表面に対して画像情報に基づいた光書き込みが行われて静電潜像が形成される。静電潜像は現像装置４０Ｂｋによりトナー像として可視化される。

各感光体ドラム２０に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、中間転写ベルト１１の同じ位置に重ねて１次転写される。この１次転写は、中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０に対向して配設された各１次転写ローラ１２による電圧印加により、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。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋは、中間転写ベルト１１の移動方向の上流側からこの色順で並んでいる。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋは、イエロ、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。

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２０の上方に対向して配設され、中間転写ベルト１１及び各１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋを備えた中間転写ベルトユニット１０とを有している。また画像形成装置１００は、中間転写ベルト１１に対向して配設され中間転写ベルト１１に従動して連れ回りする２次転写手段としての２次転写ローラ５を有している。また画像形成装置１００は、中間転写ベルト１１に対向して配設され中間転写ベルト１１上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置１３を有している。光書込装置８は、これらに対向して４つの画像ステーションの下方に配設されている。

光書込装置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、折り返しミラー及び偏向手段としての回転多面鏡などを装備している。光書込装置８は、各感光体ドラム２０に対して色毎に対応した書き込み光Ｌｂを出射し、各感光体ドラム２０上に静電潜像を形成する。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書き込み光に符号Ｌｂを付けているが、その他の画像ステーションにおいても同様である。

画像形成装置１００の下部には、各感光体ドラム２０と中間転写ベルト１１との間に向けて搬送される用紙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。シート給送装置６１から搬送されてきた用紙Ｓは、レジストローラ対４により、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、中間転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間の２次転写部に向けて繰り出される。用紙Ｓの先端がレジストローラ対４に到達したことは、図示しないセンサによって検知される。

トナー像が転写された用紙Ｓは定着装置１５０に送られ、ここで熱と圧力を加えられて用紙Ｓ上にトナー像が定着される。定着済みの用紙Ｓは排紙ローラ対７により排紙トレイとしての画像形成装置本体の上面に排出される。画像形成装置本体の上面の下方には、イエロ、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。

中間転写ベルトユニット１０は、中間転写ベルト１１、各１次転写ローラ１２の他に、中間転写ベルト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。従動ローラ７３は、中間転写ベルト１１に対する張力付与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、バネ等を用いた付勢手段が設けられている。中間転写ベルトユニット１０と、各１次転写ローラ１２と、２次転写ローラ５と、中間転写ベルトクリーニング装置１３とで転写装置７１が構成されている。
シート給送装置６１は、最上位の用紙Ｓの上面に当接する給送ローラ３を有しており、給送ローラ３が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の用紙Ｓをレジストローラ対４に向けて給送する。

転写装置７１に装備されている中間転写ベルトクリーニング装置１３は、中間転写ベルト１１に対向及び当接すべく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。中間転写ベルトクリーニング装置１３は、中間転写ベルト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って除去する。中間転写ベルトクリーニング装置１３はまた、中間転写ベルト１１から除去した残留トナーを搬出して廃棄するための図示しない排出手段を有している。

図２に示すように定着装置１５０は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材としての定着ベルト８０と、定着ベルト８０に対向して配置された加圧部材としての加圧ローラ８４とを有している。定着ベルト８０の内部には、定着ベルト８０と加圧ローラ８４との間に記録媒体である用紙Ｓを挟持して搬送するニップ部Ｎを形成するためのニップ形成ユニット８６が設けられている。ニップ形成ユニット８６は、加圧ローラ８４に対向して定着ベルト８０の内側に配置されたニップ形成部材８８と、ニップ形成部材８８を加圧ローラ８４からの加圧力に対抗して保持するステー部材９０とを有している。ニップ形成部材８８は、摺動シートとしての低摩擦シートを介して定着ベルト８０の内面と摺動する。また、摺動シートにフッ素グリースやシリコーンオイル等の潤滑剤を塗布することで、摺動トルクを低減することができる。さらに、ニップ形成部材８８が定着ベルト８０の内面に直接接触する構成としてもよい。ニップ形成部材８８のさらに詳細な構成に関しては後述する。

ステー部材９０はニップ部Ｎ側とは反対側が開口されたボックス形状を呈しており、その内部には第１の熱源としてのハロゲンヒータ８２ａ，８２ｂが配置されている。定着ベルト８０は、ステー部材９０の開口側において、ハロゲンヒータ８２ａ、８２ｂにより内面側から輻射熱で直接加熱される。ハロゲンヒータ８２ａ、８２ｂによる加熱効率を上げるため、ステー部材９０の内面には、ハロゲンヒータ８２ａ、８２ｂから放射される光を定着ベルト８０へ反射させる板状の反射部材９４が設けられている。反射部材９４は、ハロゲンヒータ８２ａ、８２ｂからの輻射熱等によりステー部材９０が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギ消費を抑制すべく設けられている。反射部材９４に代えて、ステー部材９０の内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できる。

加圧ローラ８４は、図３に示すように、中空の金属ローラ８４ａにシリコーンのゴム層８４ｂを設けた構成を有している。離型性を得るためにゴム層８４ｂの表面には、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）またはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなる層厚５〜５０μｍの離型層が設けられている。加圧ローラ８４は、画像形成装置１００に設けられたモータ等の駆動源からギヤを介して駆動力が伝達されて回転する。また、加圧ローラ８４はスプリング等により定着ベルト８０側に押圧されており、ゴム層８４ｂが押し潰されて変形することにより用紙搬送方向に所定のニップ幅Ｎｗが形成される。加圧ローラ８４は中実のローラであってもよいが、中空の方が熱容量は少なくより好ましい。加圧ローラ８４は内部にハロゲンヒータ等の加熱源を有していてもよい。ゴム層８４ｂはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ内部にヒータがない場合に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８０の熱が奪われにくくなるので、より好ましい。

定着ベルト８０は、層厚が３０〜５０μｍのニッケルやＳＵＳなどの金属ベルトやポリイミド等の樹脂材料を用いた無端ベルト、もしくはフィルムである。それらの基材上に、誘導加熱の場合は銅や銀等の発熱層を設ける。ベルトの表層はＰＦＡまたはＰＴＦＥ層等の離型層を有し、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層との間には、他にシリコーンゴムの層等で形成された弾性層を有していてもよい。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するときにベルト表面の微妙な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の跡が残るという不具合が生じる。

上述の不具合を改善するには、シリコーンゴム層を１００μｍ以上設ける必要がある。これにより、シリコーンゴム層が変形することで微妙な凹凸が吸収されてユズ肌画像が改善される。定着ベルト８０は、加圧ローラ８４の回転により接触摩擦で連れ回りする。定着ベルト８０はニップ部Ｎで挟み込まれて回転するが、ニップ部Ｎ以外では両端部を円筒状のまま保持されており、定着ベルト８０の断面形状は安定的に円形状に維持される。また図２に示すように、ニップ部Ｎの用紙搬送方向下流側には、定着ベルト８０から用紙Ｓを分離する分離部材３２が設けられている。

本実施形態では、図１及び図３に示すようにニップ部Ｎの形状を平坦状にしているが、加圧ローラ８４側から見て定着ベルト８０側に凸となる凹形状やその他の形状であってもよい。ニップ部Ｎの形状は、凹形状の方が用紙先端の排出方向が加圧ローラ８４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。この場合、ニップ形成部材８８のニップ形成面が凹形状に形成されるが、この場合にはニップ形成部材８８と一体に設けられた後述する第２の熱源である発熱ヒータ１１２の接触面もニップ形成面に沿った形状としてもよい。また、ニップ部Ｎの形状がストレートであると、封筒の通紙性が向上する。

ステー部材９０の働きにより、加圧ローラ８４から圧力を受けるニップ形成部材８８の撓みを防止し、用紙幅方向である定着ベルト８０の軸方向で均一なニップ幅を得ることができる。本実施形態では、加圧ローラ８４を定着ベルト８０側へ押圧してニップ部Ｎを形成する構成としたが、ニップ形成ユニット８６を加圧ローラ８４側へ押圧してニップ部Ｎを形成する構成としてもよい。ステー部材９０は、ニップ形成部材８８を支持するために十分な撓み強度を備えている。材質としては、ステンレスや鉄といった金属材料、セラミックス等の金属酸化物等が挙げられる。

図４に示すように定着ベルト８０は、上述した軸方向における両端側を、側板３４から軸方向に突出する支持部材としてのフランジ３６により回転可能に支持されている。図４では定着ベルト８０の軸方向における一方側の支持構成を示しているが、他方側も同様の構成である。定着ベルト８０の両端部をガイドするフランジ３６は、定着ベルト８０の内径とほぼ同等の外径を有し、定着ベルト８０の両端から内側に５〜１０ｍｍ入り込む長さを有している。定着ベルト８０はフランジ３６によってガイドされることにより、走行中（回転中）においてもその断面形状を円形状に維持される。フランジ３６のニップ部Ｎに対応する部分は、ニップ形成ユニット８６を所定の位置に配置するために開口されている。ステー部材９０は定着ベルト８０の軸方向全体にわたって延びる長さを有しており、その両側を側板３４にそれぞれ固定されて位置決めされた状態で支持されている。

図５に示すように、ハロゲンヒータ８２ａは定着ベルト８０の軸方向である長手方向における中央部の配光分布が密な小サイズの用紙Ｓに対応したハロゲンヒータである。ハロゲンヒータ８２ｂは、同長手方向における両端部の配光分布が密なＡ３サイズ等の用紙Ｓに対応したハロゲンヒータである。用紙Ｓが小サイズのときはハロゲンヒータ２８ａのみが点灯され、非通紙部が無駄に過熱されることが防止される。

また、定着ベルト８０の外周面近傍には、各ハロゲンヒータ８２ａ，８２ｂの発熱を制御するセンサ１２５ａ，１２５ｂと、各ヒータ暴走時の安全回路１２６ａ，１２６ｂが配設されている。センサ１２５ａ，１２５ｂとしては非接触のサーモパイルを用いることが応答性の観点から好ましく、安全回路１２６ａ，１２６ｂとしてはサーモスタットを用いて回路を遮断することがコストの観点から好ましい。しかし、センサ１２５及び安全回路１２６としてはこれに限られず、例えばセンサ１２５として接触式のものを用いてもよい。また、温度制御方法は従来と同様に行われる。

図６に示すように、ステー部材９０の加圧ローラ８４側の側面９０ａには定着ベルト８０の長手方向に延びる２つの凸条９０ｂ，９０ｃが形成されている。直方体状のニップ形成部材８８は、凸条９０ｂ，９０ｃ間に収容されて位置決めされ、接着等の手段により側面９０ａに固定されている。ニップ形成部材８８は、図７にも示すように、ニップ形成パッド８７、ニップ形成パッド８７に保持された第２の熱源としてのヒータ１１２、ヒータ１１２を覆うように定着ベルト８０の内側に設けられた均熱部材１１０等を有している。また、ヒータ１１２と均熱部材１１０との間には絶縁部材１１５が設けられている。

ニップ形成パッド８７は、ＰＰＳや液晶ポリマのような耐熱性の樹脂によって形成されており、その定着ベルト８０の軸方向である用紙幅方向における長さが、最大用紙サイズよりも大きくなるように形成されている。ニップ形成パッド８７の定着ベルト８０の走行方向中央部には、ヒータ１１２が嵌入される凹部がその全幅にわたって形成されている。ヒータ１１２は、セラミックヒータやガラス基板上に抵抗がパターニングされた抵抗発熱体であり、電源及びスイッチ素子と接続される図示しない端子がその両端部に設けられている。ヒータ１１２は、図５に示すように、Ａ３ノビサイズや１３インチサイズといった最大サイズの用紙領域が加熱可能となる長さに形成されている。

均熱部材１１０としては厚み０．５ｍｍ程度の銅板が用いられ、ニップ形成パッド８７を覆うように折り曲げることによって均熱部材１１０が形成されている。絶縁部材１１５は、四フッ化エチレン樹脂やポリイミド等が用いられるが、均熱部材１１０上に直接絶縁部材１１５が塗布によって形成されてもよい。図７で示すように絶縁部材１１５をシート部材で構成することにより、均熱部材１１０の凹部にニップ形成パッド８７及びヒータ１１２及び絶縁部材１１５がはまり込むことにより、省スペース化及び押圧の安定化が図られる。

Ａ３ノビや１３インチ等の大サイズの用紙Ｓを通紙する場合には、ハロゲンヒータ８２ａ，８２ｂには通電せず、ヒータ１１２にのみ通電する。Ａ３サイズ以下の用紙を通紙する場合には、ハロゲンヒータ８２ａ及び８２ｂ、あるいはハロゲンヒータ８２ａのみ通電し、ヒータ１１２には通電しない。ハロゲンヒータ８２ｂをＡ３ノビ等の大サイズの用紙Ｓに対応可能な加熱構成とすると、大サイズの用紙Ｓを通紙しない場合にもその部分を加熱することになって無駄なエネルギを消費することになる。本実施形態の構成によれば、最大用紙サイズに対応したヒータ１１２を追加するという簡単な構成の付加によってＡ３サイズから１３インチサイズへと用紙対応幅が広がるので、上記問題を解消することができる。

本実施形態において、ヒータ１１２としてＰＴＣ特性を有するものを用いてもよい。これにより、設定温度以上で抵抗値が増加するため設定温度以上に昇温することがなく、燃焼やベルト破損の虞がない安全な定着装置を実現することができる。ＰＴＣ特性を有するヒータは、図８に示すように、ある一定温度で飽和する加熱特性を有している。

ヒータ１１２としてＰＴＣ特性を有するヒータを用いた場合、通常、ハロゲンヒータに比べ昇温時間が長くかかる。このため、ヒータ１１２とハロゲンヒータ８２ａ，８２ｂとを同じタイミングで加熱すると中央部側の内側だけ先に加熱されてしまい、無駄なエネルギを消費することになる。また、通紙により熱が奪われると、ＰＴＣの特性上、端部ヒータ１１２ａ，１１２ｂはハロゲンヒータ８２ａ，８２ｂよりも目標温度に復帰するための加熱時間が長くかかる。

このため、ヒータ１１２はハロゲンヒータ８２ａ，８２ｂとは同時に駆動させず、ヒータ１１２の加熱能力に合わせて生産性を落として対応することで、温度バラツキのない加熱制御を行うことができるようになる。また、ヒータ１１２を使用するサイズ（例えばＡ３ノビサイズ）の用紙Ｓを搬送する場合の搬送速度を、それ以外の定型サイズ（例えばＡ３Ｔ）の用紙Ｓの搬送速度よりも遅くする。このようにして使用頻度の低い大サイズの用紙Ｓの生産性を落とすことで、ヒータ１１２を簡略化及び低コスト化でき効率化を図ることができる。本実施形態では、第１の熱源としてのハロゲンヒータを２本有する構成を示したが、本発明はこれに限定されず、小サイズ紙対応のための３本以上のハロゲンヒータを有する構成でもよい。

本実施形態において、各ハロゲンヒータ８２ａ，８２ｂ及びヒータ１１２の駆動回路は、図９に示すように構成されている。図９において、スイッチＳ１によりハロゲンヒータ８２ｂが、スイッチＳ２によりハロゲンヒータ８２ａが、スイッチＳ３によりヒータ１１２がそれぞれオンオフされる。この駆動回路によれば、ヒータ１１２の駆動をハロゲンヒータ８２ａ，８２ｂとは切り離しており、温度センサ１２５及びサーモスタット１２６は端部における発熱領域が近いハロゲンヒータ８２ｂと共用とすることも可能となる。温度センサ１２５及びサーモスタット１２６がハロゲンヒータ８２ｂとヒータ１１２とで共用されることにより、駆動回路の低コスト化を実現することができる。

さらに本実施形態では、ヒータ１１２を定着ベルト８０の内方に設ける構成としたので、定着ベルト８０の走行移動を妨げることがなく内側から最大用紙サイズに対応した領域を、均熱部材１１０を介して加熱することができる。そして、均熱部材１１０のベルト接触面を滑らかな材料からなる別部材で構成することにより、摺動抵抗を低減してベルト走行を安定化させることができる。均熱部材１１０に摺動性が良好なシートを貼り付ける構成としてもよい。

また、ヒータ１１２による定着ベルト８０に対する加熱部位がニップ領域内に存在するので、特許文献１のようにニップ部Ｎとは異なる部位で加熱することによる未転写トナーの再溶融の問題が生じることはない。さらに、伝熱性を向上させるためにヒータ１１２と定着ベルト８０とを密着させるための付勢手段を加圧ローラ８４が兼ねるので、ヒータ１１２のみを加圧する構成が不要となり従来に比して構成を簡易化できる。換言すれば、ニップ部Ｎを形成するための加圧力を利用してヒータ１１２と定着ベルト８０とを密着させているので、特許文献１に開示された構成における走行性と伝熱不良とのトレードオフの問題が生じることもない。

本実施形態では、ヒータ１１２をニップ形成部材８８に一体形成する構成としたので、ヒータ１１２を定着ベルト８０の内側に配置でき省スペース化を図ることができる。さらに、ニップ形成パッド８７の凹部にヒータ１１２を配設しているので、加圧ローラ８４による十分な加圧力が定着ベルト８０と均熱部材１１０とヒータ１１２とニップ形成パッド８７との間に加わる。これにより、定着ベルト８０が均熱部材１１０に対して隙間なく走行駆動するので、ヒータ１１２の表面から定着ベルト８０の内面への伝熱を良好に保つことができ、最適な加熱効率を維持することができる。

上述した構成より本発明によれば、使用頻度が低い大サイズ用紙は均熱部材１１０を介して加熱するので、温度均一性や温度追従性を向上することができ、用紙の幅方向において定着温度のばらつきを抑えて良好か画像を提供することができる。また、均熱部材１１０とヒータ１１２との間に絶縁部材を有するので、ヒータ１１２からの電流リークを確実に防止することができる。

図１０は、本発明の第２の実施形態を示している。この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態と比較すると、ニップ形成パッド８７及び均熱部材１１０に代えて、第１の部材である均熱部材１１３及び第２の部材である均熱部材１１４を用いる点においてのみ相違しており、他の構成は同一である。均熱部材１１３は厚さ２ｍｍの銅板を折り曲げて形成されており、均熱部材１１３の凹部にヒータ１１２が配設され、均熱部材１１３とでヒータ１１２を挟み込むように厚さ２ｍｍの銅板からなる均熱部材１１４が設けられている。この構成により、第１の実施形態よりも大きな均熱断面積を確保することができ、高生産性に対応することが可能となる。

第２の実施形態において、ヒータ１１２の厚みと均熱部材１１４の厚みと絶縁部材１１５の厚みとの和よりも均熱部材１１３の凹部の深さが浅くなるように構成してもよい。これにより、図１１に示すように均熱部材１１４が荷重を受け、ヒータ１１２を介してその荷重を均熱部材１１３に伝えることとなる。これにより、均熱部材１１３への接触熱抵抗を減らすことができると共に、荷重を均一に保持してニップ部Ｎにおいて加圧力を印可することが可能となる。さらに、均熱部材１１３の曲げ部に片当たりすること等による圧力の不均一を防止しつつ、曲げ部によりヒータ１１２及び絶縁部材１１５を確実に固定することができる。

図１２は、本発明の第３の実施形態を示している。この第３の実施形態は、上述した第１の実施形態と比較すると、ニップ形成パッド８７及び均熱部材１１０に代えて、第１の部材である均熱部材１１６及び第２の部材である均熱部材１１７を用いる点においてのみ相違しており、他の構成は同一である。均熱部材１１６は厚さ２ｍｍの銅板を折り曲げて形成されており、均熱部材１１６の折り曲げによって形成されたあたかも切欠に見える切欠部にヒータ１１２が配設されている。そして、均熱部材１１６とでヒータ１１２を挟み込むように厚さ２ｍｍの銅板からなる均熱部材１１７が設けられている。この構成により、絶縁部材１１５をヒータ１１２に巻き付けただけの状態で均熱部材１１７が荷重を受け、ヒータ１１２を介してその荷重を均熱部材１１６に伝えることとなる。これにより、均熱部材１１６への接触熱抵抗を減らすことができると共に、荷重を均一に保持してニップ部Ｎにおいて加圧力を印可することが可能となる。さらに、ヒータ１１２からの電流リークの発生を防止する絶縁部材１１５の構成を簡易化することが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

８０ ベルト部材（定着ベルト）
８２ａ，８２ｂ 第１の熱源（ハロゲンヒータ）
８４ 加圧部材（加圧ローラ）
８８ ニップ形成部材
１００ 画像形成装置
１１０ 均熱部材
１１２ 第２の熱源（ヒータ）
１１３ 第１の部材（均熱部材）
１１４ 第２の部材（均熱部材）
１１５ 絶縁部材
１１６ 第１の部材（均熱部材）
１１７ 第２の部材（均熱部材）
１５０ 定着装置
Ｓ 記録媒体（用紙）

特開２０１４−１７８３７０号公報

Claims (6)

1. 可撓性を有する無端状のベルト部材と、
   前記ベルト部材と対向配置された加圧部材と、
   前記ベルト部材を介して前記加圧部材に加圧されることでニップを形成するニップ形成部材と、
   前記ベルト部材の軸方向において最大用紙サイズよりも狭い領域を加熱する第１の熱源と、
   前記ベルト部材の軸方向において最大用紙サイズに対応した領域を加熱する第２の熱源とを有し、
   前記ニップ形成部材は、第２の熱源からの熱を均一化させる均熱部材と、第２の熱源と前記均熱部材との間に配設された絶縁部材とを有する定着装置。
2. 請求項１記載の定着装置において、
   前記絶縁部材がシート状であることを特徴とする定着装置。
3. 請求項１または２記載の定着装置において、
   前記均熱部材は第１の部材と第２の部材とを有し、前記各部材により第２の熱源を挟持して保持することを特徴とする定着装置。
4. 請求項３記載の定着装置において、
   第１の部材は第２の熱源が嵌入する凹部を有し、該凹部の深さは第２の熱源の厚みと前記絶縁部材の厚みと第２の部材の厚みとの和よりも浅くなるように形成されていることを特徴とする定着装置。
5. 請求項３記載の定着装置において、
   第１の部材は第２の熱源が所定位置で載置される切欠部を有し、該切欠部の深さは第２の熱源の厚みと前記絶縁部材の厚みと第２の部材の厚みとの和よりも浅くなるように形成されていることを特徴とする定着装置。
6. 請求項１ないし５の何れか一つに記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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