JP2004191478A - 定着装置とそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】未定着トナーの定着に必要な所定の温度にまで昇温させる立ち上がり時間を短くし、昇温後の温度を保つ消費電力も低減する。
【解決手段】定着ベルトを加熱する２つの加熱ローラ２，３を、そこに分割して設けているハロゲンヒータ９，１０が用紙の搬送方向に直交する用紙の矢示Ｂの幅方向にそれぞれ異なる加熱位置になるように配置する。加熱ローラ２は、定着ベルトの小サイズの用紙の通過領域Ａｓを加熱し、加熱ローラ３はその通過領域Ａｓの外側の両端部側の領域Ａｃの部分を加熱する。加熱するローラを加熱ローラ２，３に分割したことにより各ローラが小径になると共に、そのローラ間に張架する定着ベルトも短くなって熱容量が小さくなるので、立ち上がり時間を短くできる。また、昇温後の保温に要する消費電力も低減できる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、加熱部材により加熱される無端状ベルトとその無端状ベルトに接する加圧部材との間に形成されるニップ部により記録材上の未定着トナーを定着する定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、転写紙等の記録材上に形成されたトナーによる未定着画像を加熱定着させる定着装置としては、例えば中空の金属ローラ内にハロゲンランプ等の熱源を収納して加熱ローラ（加熱部材）とし、その加熱させた加熱ローラに外周面に弾性層を有する加圧ローラを圧接させ、その加熱ローラと加圧ローラとの圧接部位（ニップ部）にトナーによる未定着画像を静電的に担持した記録材を搬送し、そのトナーを加熱定着するようにした熱ローラ方式のものが知られている。
また、その他の定着装置としては、フラッシュ加熱方式、オーブン加熱方式、熱板加熱方式、高周波加熱方式など種々の方式のものもある。
上述した熱ローラ方式の定着装置の場合には、一般的に加熱ローラの熱容量が大きいため、この加熱ローラを定着に必要な所定の温度にまで上昇させるのにはある程度の時間が必要であり、そのために画像形成装置のウォームアップ時間（待機時間）が長くなってしまうということがあった。また、加熱ローラがその所定の温度にまで上昇した後は、その所定温度を維持するために多くの消費電力を必要とするため、装置全体の消費電力が大幅に増加してしまうという問題点があった。
【０００３】
そこで、近年では装置の立ち上がり時間を短縮するため、熱容量を小さくするために加熱ローラを薄肉にする提案されている。しかしながら、このようにしても、例えば複写機の場合に複写速度が速い高速機では、トナーの定着に必要な加熱時間を確保するためにニップ幅（記録材の搬送方向におけるニップ幅）を広くする必要があるので、そのために加熱ローラのローラ径を大きくすると加熱ローラの小型化が図れないということがあった。
そこで、近年ではこのような問題点を解決するため、ベルト面で記録材上の未定着トナーを加熱定着するようにしたベルト加熱定着方式による定着装置が開発されている。このベルト加熱定着方式の場合には、定着ベルトの熱容量を小さくして昇温の早い加熱体とするため、そのベルトの厚さは比較的薄いものを用いるのが普通である。したがって、定着ベルトを短い時間で定着に必要な所定の温度にまで昇温させることができる。それにより、装置の立ち上がり時間（待機時間）を短くすることができると共に、消費電力も低減することができる。
【０００４】
ところが、このような定着ベルトを使用する定着装置は、その定着ベルトの厚さが薄くて熱容量が小さいため、一般的にベルトの長手方向の熱伝導率が低い。そのため、定着ベルトのベルト幅よりも幅の狭い小サイズの記録材を通紙して定着処理したときには、その記録材が通過しなかったベルト部分（非通紙部）は記録材によって熱が奪われないため、その部分の温度が上昇してしまうという問題が生じた。
例えば、封筒のような小サイズの記録材の定着を行った後に、例えばＡ４サイズの記録材を定着処理した場合には、最初に小サイズの記録材を通紙した後の定着ベルト上の記録材が通過しなかった非通紙部の温度は、トナーのオフセット温度にまで達してしまうことがあるので、そのような場合には次にＡ４サイズの記録材を通紙すると、そのＡ４サイズの記録材上のトナーが定着ベルトにオフセット（付着）してしまい、良好な定着画像を得ることができなくなることがある。
【０００５】
あるいは、上記のような定着ベルトは、一般にその基体にニッケル金属やポリイミド等のポリマー樹脂材料が用いられるが、上述したようにベルトの温度が高くなると基体部分の耐熱性が低下してしまい、脆弱になってしまうという問題点もあった。加えて、定着ベルト上において場所によって温度差があると、それにより加熱定着した記録材の端部に折れやシワが発生しやすいということもあった。
そのため、従来の定着ベルトを使用した定着装置では、上記のような定着ベルト上の記録材の非通紙部の温度を下げるために、一時的に通紙動作を中断させて待機状態にすることにより温度を下げ、その後で再び通紙を開始させたり、記録材の通紙間隔を大きくとるなどして温度の上昇を抑える必要があった。
そこで、このような面倒なことをしなくても済むように、例えば特許文献１に記載されているような定着装置がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２００１−２０１９７８号公報（第４頁、第１図）
【０００７】
上記文献には、一つの加熱ローラ内にそれぞれ配光分布の異なる熱源となるヒータを２本設けると共に、その加熱ローラと定着ローラとの間に無端状の定着ベルトを張架し、その定着ベルトを介して加圧ローラを定着ローラに圧接させ、その加熱した定着ベルトと加圧ローラとの間に送り込んだ記録材上の未定着画像を加熱定着するようにした定着装置が記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載のものは、一つの加熱ローラ内に２本のヒータ（熱源）を配置する構成であるため、その加熱ローラの径が大きくなってしまうので、加熱ローラ自体の熱容量が大きくなり、結果としてそれをトナーの定着に必要な所定の温度にまで昇温させる立ち上がり時間が長くなってしまうということがあった。
また、加熱ローラの径が大きくなると、そこに張架する定着ベルトの長さも長くなるため、それにより定着ベルトの表面積が大きくなって放熱量が多くなるので、定着ベルトをトナーの定着に必要な所定の温度まで昇温した後に定着ベルトの温度をそのまま保つためには多くの消費電力を必要とするということもあった。
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、加熱ローラの熱容量を小さくすると共に定着ベルト等の無端状ベルトの放熱量を小さくして、未定着トナーの定着に必要な所定の温度にまで昇温させる立ち上がり時間を短くすると共に、昇温後の温度を保つ際の消費電力を低減できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、それぞれ加熱手段を有する少なくとも２つの加熱部材の間に張架されてその加熱部材により加熱される無端状ベルトと、その無端状ベルトに接してニップ部を形成する加圧部材とを備え、上記ニップ部に送り込まれる記録材上の未定着トナーを加熱及び加圧することにより上記記録材に定着する定着装置において、
上記少なくとも２つの加熱部材は、そこにそれぞれ設けられている上記各加熱手段が記録材の搬送方向に直交するその記録材の幅方向にそれぞれ異なる加熱位置になるように配置されているようにしたものである。
上記加熱位置が異なる複数の加熱部材は、上記無端状ベルトの予め設定する小サイズの記録材の通過領域を加熱する加熱部材と、その小サイズの記録材の通過領域の外側の端部側の領域を加熱する加熱部材であり、
上記無端状ベルトの小サイズの記録材の通過領域の温度を検知するベルト温度検知手段と、上記無端状ベルトの小サイズの記録材の通過領域の外側の端部側の領域の温度を検知するベルト温度検知手段と、その２つのベルト温度検知手段が検知した温度に応じて上記複数の加熱部材の加熱温度を制御して上記無端状ベルトを所定の温度に制御する温度制御手段とを設けて定着装置を構成するとよい。
【００１０】
また、上記加熱位置が異なる複数の加熱部材は、上記無端状ベルトの予め設定する小サイズの記録材の通過領域を加熱する加熱部材と、上記無端状ベルトの予め設定する大サイズの記録材の通過領域の略全域を加熱する加熱部材であり、
上記無端状ベルトの温度を検知するベルト温度検知手段と、そのベルト温度検知手段が検知した温度に応じて上記複数の加熱部材の加熱温度を制御して上記無端状ベルトを所定の温度に制御する温度制御手段とを設けて定着装置を構成してもよい。
さらに、上記いずれかの定着装置において、上記無端状ベルトの内側で上記加圧部材と対向する位置にその無端状ベルトの一部を上記加圧部材に圧接させてニップ部を形成する定着部材を設けるとよい。そして、その定着部材はローラ形状にするとよい。また、上記無端状ベルトを張架する部材の少なくとも一つを熱伝導性の良い部材で形成するとよい。
さらに、上記いずれかの定着装置を備えた画像形成装置も提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明の一実施形態である定着装置が有する無端状ベルトを加熱する複数の加熱部材の各加熱手段の配置を温度制御系と共に示す概略図、図２は同じくその定着装置の構成を示す概略構成図である。
図２に示す定着装置１は、それぞれ加熱手段であるハロゲンヒータ９，１０を有する２つ（３つ以上としてもよい）の加熱部材である加熱ローラ２，３の間に張架されてその加熱ローラ２，３により加熱される無端状ベルトである定着ベルト７と、その定着ベルト７に接してニップ部Ｎを形成する加圧部材である加圧ローラ４とを備えており、ニップ部Ｎに送り込まれる記録材である用紙Ｐ上の未定着のトナーＴｎを加熱及び加圧することにより用紙Ｐに定着する。
そして、この定着装置１では、２つの加熱ローラ２，３を、そこにそれぞれ設けられているハロゲンヒータ９，１０が用紙Ｐの矢示Ａの搬送方向に直交する用紙Ｐの幅方向（図１の矢示Ｂ方向）にそれぞれ異なる加熱位置（配光分布位置）になるように配置している。
すなわち、その加熱位置が異なる２つの加熱ローラ２，３は、定着ベルト７の予め設定する小サイズの用紙の通過領域Ａｓ（以下単に領域Ａｓとも云う）を加熱するのを加熱ローラ２で行い、その小サイズの記録材の通過領域の外側の両端部側の領域Ａｃ（この例では一部がＡｓとラップする）を加熱するのを加熱ローラ３で行うようにしている。
【００１２】
さらに、この定着装置１は、定着ベルト７（図２）の小サイズの記録材の通過領域Ａｓの温度を検知するベルト温度検知手段であるベルト温度検知器５と、定着ベルト７の小サイズの記録材の通過領域の外側の端部側の領域Ａｃの温度を検知するベルト温度検知手段であるベルト温度検知器６と、その２つのベルト温度検知器５，６が検知した温度に応じて加熱ローラ２，３の加熱温度を制御して定着ベルト７をトナーの定着に適した所定の温度に制御する温度制御手段１１とを設けている。
ベルト温度検知器５は、図２に示したように定着ベルト７の加熱ローラ２側に位置する部分の定着ベルト７の表面温度を検知する位置に設けられていて、ベルト温度検知器６は、定着ベルト７の加熱ローラ３側に位置する部分の定着ベルト７の表面温度を検知する位置に設けられている。
加熱ローラ２，３は、そこに張架した定着ベルト７を介して加圧ローラ４にそれぞれ圧接している。そして、その定着ベルト７の加熱ローラ２，３間に位置する部分と加圧ローラ４との間にニップ部Ｎを形成している。
【００１３】
その加熱ローラ２，３は、例えばアルミ，炭素鋼，ステンレス鋼等の中空薄肉のパイプ状をした共に金属ローラであり、加熱ローラ２はそのパイプ状の内部にハロゲンヒータ９を収納し、加熱ローラ３はその内部にハロゲンヒータ１０を収納しているが、そのパイプの径はその中にハロゲンヒータ９，１０が２本は入らない（１本のみ可）ほどの小径にしている。
それにより、一般的に定着部材の表面積が大きいと放熱量が大きくなるということがあるが、このように定着ベルト７を張架する加熱ローラ２，３のローラ径を小さくすることにより定着ベルト７の長さも短くすることができるので、それにより定着ベルト７の表面積を小さくできるため消費電力の低減が図れる。また、定着ベルト７の熱容量が小さくなるので、そのベルトが所定の温度にまで立ち上がる時間を短くすることができる。さらに、加熱ローラ２，３を同一形状とすれば、それらを同一部品にすることができるので、コスト削減が図れる。
さらにまた、ハロゲンヒータ９を加熱ローラ２内に、ハロゲンヒータ１０を加熱ローラ３内にそれぞれ分けて収納するので、それら熱源の組付け作業も容易になる。
この加熱ローラ２，３は、図示しない駆動源により図２にそれぞれ示した矢印方向に回転駆動され、それに伴って加圧ローラ４が矢示Ｃ方向に従動回転する。なお、定着ローラ２、３を従動側にして加圧ローラ４を駆動側とし、その加圧ローラ４を回転駆動させたときに加熱ローラ２，３が従動回転するようにしてもよい。
【００１４】
定着ベルト７は、例えばニッケル，耐熱性樹脂（ポリイミド等），炭素鋼，ステンレス鋼等により形成するベルトであり、それは例えばニッケル電鋳法により継ぎ目のない無端状ベルトにすることが望ましい。
その定着ベルト７の表層には、フッ素系樹脂，高離型シリコンゴム等からなる耐熱離型層を被覆している。そして、その高離型シリコンゴムで表層を形成した場合には、その表層はゴム硬度を２５〜６５度（ＪＩＳＡ硬度計）として、厚さを１００〜３００μｍの範囲の薄肉状にすると良好な定着性及び熱応答性を得ることができる。
また、定着ベルト７を、ステンレス鋼，鉄系材料の超薄肉厚板（１００μｍ以下）の例えば溶接による精密突き合わせ技術により継ぎ目のある定着ベルトとしたときには、製作した溶接による段差は横すじ等を防止するため１０μｍ以下にするとよい。
【００１５】
加圧ローラ４は、内筒部を芯金とし、その外周部に柔らかい耐熱性材料である例えば、発泡シリコンゴムからなる断熱性弾性部材を被覆し、さらに表層には例えばフッ素系樹脂，高離型シリコンゴム等からなる耐熱性の離型層を被覆した構成になっている。
そして、この加圧ローラ４が、図示しない押圧機構により定着ベルト７側に押圧付勢され、それにより加圧ローラ４が定着ベルト７を介して加熱ローラ２，３に圧接し、加圧ローラ４と定着ベルト７との間にニップ部Ｎを形成している。
この定着装置１は、トナーＴｎによる画像を担持した用紙Ｐが用紙搬送ガイド板等にガイドされてニップ部Ｎ内へ送り込まれると、加熱ローラ２、３により加熱された定着ベルト７の熱により担持しているトナーＴｎによる画像がその用紙Ｐに定着される。
【００１６】
ところで、この定着装置１は、前述したように２つのベルト温度検知器５，６が検知した温度に応じて加熱ローラ２，３の加熱温度を制御して定着ベルト７をトナーの定着に適した所定の温度に制御する図１に示した温度制御手段１１を有している。
その温度制御手段１１は、各種判断及び処理機能を有する中央処理装置（ＣＰＵ）と、各処理プログラム及び固定データを格納したＲＯＭと、処理データを格納するデータメモリであるＲＡＭと、入出力回路（Ｉ／Ｏ）とからなるマイクロコンピュータである。
【００１７】
この温度制御手段１１は、ベルト温度検知器５，６から定着ベルト７の表面温度に対応する信号をそれぞれ所定のタイミングで入力回路１２を介して入力する。そして、そのベルト温度検知器５から入力した温度に応じてＯＮ／ＯＦＦ回路１３にそれをＯＮ／ＯＦＦ制御する信号を出力し、加熱ローラ２のハロゲンヒータ９をＯＮ／ＯＦＦさせて定着ベルト７の領域Ａｓの温度を所定の温度に制御する。
また、この温度制御手段１１は、ベルト温度検知器６から入力した温度に応じてＯＮ／ＯＦＦ回路１４にそれをＯＮ／ＯＦＦ制御する信号を出力し、加熱ローラ３のハロゲンヒータ１０をＯＮ／ＯＦＦさせて定着ベルト７の領域Ａｃの温度を所定の温度に制御する。
このように、この定着装置１では、定着ベルト７上の小サイズの用紙の通過領域Ａｓに対応する領域を加熱ローラ２側のハロゲンヒータ９で加熱し、小サイズの記録材の通過領域の外側の両端部側の領域Ａｃに対応する領域を加熱ローラ３のハロゲンヒータ１０で加熱するようにし、そのハロゲンヒータ９，１０を独立して温度制御手段１１がＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００１８】
したがって、そのハロゲンヒータ９、１０のそれぞれ独立した温度制御により、定着ベルト７の幅方向（ベルトの移動方向に直交する方向）の温度分布を均一にすることができる。それにより、小サイズの用紙を連続して通紙した直後であっても、定着ベルト７の用紙が通過しなかった非通紙領域（端部）の温度が、ベルト中央の通紙領域（この例の装置ではベルト中央を搬送基準としている）の温度に比べて著しく高温になるようなことがない。
したがって、定着ベルト７の幅方向の中央と両端部とに大きな温度差があるときにできやすい画像の光沢ムラの発生を防止することができる。また、大サイズの用紙を通紙してもホットオフセットが発生するのを防止することができる。さらに、定着ベルト７の幅方向の中央と両端部とに大きな温度差があるときにできやすい用紙のシワやジャム等の発生も防止することができる。
また、加熱手段となるハロゲンヒータ９，１０を２つの加熱ローラ２，３に分割して収納させることで各加熱ローラ２，３の小径化が図れ、それにより定着ベルト７の周長も短くできるので、定着ベルト７の熱容量が小さくなり、その定着ベルト７が所定の温度にまで立ち上がる時間を短くすることができる。
【００１９】
図３は、定着ベルト上の小サイズの記録材の通過領域を加熱する加熱部材と大サイズの記録材の通過領域の略全域を加熱する加熱部材とを備えた定着装置の実施形態を示す図１と同様な概略図であり、図１と対応する部分には同一の符号を付してある。
この実施の形態による定着装置２１は、図１で説明した定着装置１に対し、加熱ローラ２側のハロゲンヒータ９が定着ベルト（図示を省略しているが、図２の定着ベルト７と同様なもの）の予め設定する小サイズの記録材の通過領域Ａｓを加熱する点は同じであるが、加熱ローラ３′側のハロゲンヒータ１０′が定着ベルトの予め設定する大サイズの記録材の通過領域Ａｂの略全域を加熱（配光分布）する点が異なる。
そして、この定着装置２１では、定着ベルトの温度を検知するベルト温度検知器５と、そのベルト温度検知器５が検知した温度に応じて２つの加熱ローラ２，３′（正確にはハロゲンヒータ９，１０′）の加熱温度を制御して定着ベルトを所定の温度に制御する温度制御手段１１′を設けている。
【００２０】
その温度制御手段１１′は、図１で説明した温度制御手段１１と同様なマイクロコンピュータであり、ベルト温度検知器５が検知した温度のみによってハロゲンヒータ９，１０′の加熱温度を所定の温度に制御する制御内容のみが異なる。そして、その温度制御手段１１′は、操作パネル２２により選択された用紙サイズ信号も入力する。なお、この用紙サイズは、操作パネル２２からの入力によらずに、それを自動的に検知するようにしても、勿論かまわない。
この定着装置２１では、小サイズ用紙を定着するときには、加熱ローラ２側のハロゲンヒータ９と加熱ローラ３′側のハロゲンヒータ１０′を共に使用する。それにより、定着ベルトを短時間で所定の温度にまで昇温することができるため、大サイズ用のハロゲンヒータ１０′の点灯率が低下して、定着ベルトの両端部の温度上昇を防止できる。また、大サイズの用紙を定着するときにはハロゲンヒータ１０′側のみを使用する。
【００２１】
そして、定着ベルトの温度を検知するのは上述したように加熱ローラ２のローラ軸線方向の略中央に設けているベルト温度検知器５のみであり、そのベルト温度検知器５が検知した温度に応じてハロゲンヒータ９，１０′の温度制御を行う。
そのため、従来の定着装置で使用している大サイズの用紙用のヒータ（この実施形態のハロゲンヒータ１０′に対応するヒータ）に対して、この実施の形態のハロゲンヒータ１０′は、その点灯率を５０％程度にまで低減することができる。また、定着ベルト７の温度検知用の温度検知器が１つで済むためコスト削減も図れる。
なお、この実施の形態による定着装置２１の場合には、定着ベルトの非通紙領域の温度を所定の定着に必要な温度（発熱量）に維持し続けることができる容量のヒータを予め考慮して選定する必要がある。
【００２２】
図４は、定着ベルトの内側に加圧ローラに定着ベルトを介して対向する定着部材を設けた定着装置の実施形態を示す図２と同様な概略構成図であり、図２と対応する部分には同一の符号を付してある。
この実施の形態による定着装置３１は、図２の定着装置１に対し、定着ベルト７の内側で加圧ローラ４と対向する位置に定着ベルト７の一部を加圧ローラ４に圧接させてニップ部Ｎを形成する回転しない定着部材３２を設けた点が異なる。その定着部材３２は、ニップ部Ｎの略中央における加圧ローラ４の法線方向にのみ移動可能に図示しない保持部材により保持されており、それが不図示のバネ等による加圧部材により加圧ローラ４側に付勢され、定着ベルト７を加圧ローラ４に定着に適した所定の加圧力で接触させ、そこに所定幅のニップ部Ｎを形成している。
【００２３】
また、この定着装置３１では、加熱ローラ２，３を共に加圧ローラ４から離れた位置に配置している。したがって、その加熱ローラ２，３が定着ベルト７を介して加圧ローラ４に直接接するようなことがないので、加熱ローラ２，３のハロゲンヒータ９，１０をオン状態にして立上がらせたときに、定着ベルト７のみを定着に必要な温度に加熱するだけで、加圧ローラ４を加熱する必要がないので、定着ベルト７を定着に必要な所定温度に短時間で加熱することができる。
また、定着に必要な定着ベルト７の加熱時間は、用紙Ｐの搬送速度（複写機の場合には複写速度）に応じて変える必要があるが、その場合でもこの実施形態では定着部材３２の搬送方向（図４で左右方向）の幅を調整することで対応することができるので、設計上も有利である。
さらに、この定着部材３２では、定着ベルト７の片寄りに起因する加圧ローラ４や加熱ローラ２，３のローラ軸線方向の平行性や加圧のバランスに対しての位置調整を厳しくしなくても、加圧ローラ４と定着部材３２の調整だけて対応できるため、組付性が向上する。
また、定着部材３２の定着ベルト７と接する面に高離型シリコンゴムのような弾性体を設けるようにすれば、定着部材３２の断熱効果により立ち上げ時間を短くすることができる。さらに、定着部材３２の表層にフッ素系樹脂等の耐熱離型層を形成するようにすれば、定着ベルト７との摺動性がよくなる。
【００２４】
図５はローラ状の定着部材を用いた定着装置の実施形態を示す図４と同様な概略構成図であり、図４と対応する部分には同一の符号を付してある。
この実施の形態による定着装置４１は、図４の定着装置３１に対し、定着ベルト７の内側で加圧ローラ４と対向する位置にその定着ベルト７の一部を加圧ローラ４に圧接させてニップ部Ｎを形成するローラ状の定着部材４２を設けた点が異なる。
このように、定着部材をローラ状にしても、画像形成速度（複写機の場合には複写速度）が遅い機種では、用紙が定着装置４１を通過する時間が遅くなるので、定着ベルト７の温度をトナーＴｎを定着するのに必要な温度を保ち続けることができる加熱時間が得られれば、図４の定着装置３１と同様の効果が得られる。そして、このように定着部材をローラ状にすれば、定着ベルト７との摺動抵抗が小さくなる。
【００２５】
図６は定着ベルトの内側に熱伝導性の良い部材を設けた定着装置の実施形態を示す図４と同様な概略構成図であり、図４と対応する部分には同一の符号を付してある。
この実施の形態による定着装置５１は、図４の定着装置３１に対し、定着ベルト７の内側で加圧ローラ４と対向する位置にその定着ベルト７の一部を加圧ローラ４に圧接させてニップ部Ｎを形成する定着部材として、熱伝導性の良い部材で形成されているヒートパイプ５０を設けるようにした点が異なる。そして、そのヒートパイプ５０は、定着ベルト７を張架する部材の一つとして機能している。このように、定着ベルト７を張架する部材の一つに熱伝導性の良いヒートパイプ５０を使用すれば、それが定着ベルト７の温度を均一にする効果があるので、定着ベルト７がトナーＴｎの定着に適した所定の温度にまで昇温する立ち上がり時間を満足する条件にあれば、定着ベルト７の移動方向に対して直交するベルト幅方向の熱分布が均一化され、それにより定着ベルト７の温度が均一になる。
【００２６】
図７は図２の定着装置を備えた画像形成装置の一例を示す全体構成図である。
このカラーの画像形成装置は、図１及び図２で説明した定着装置１を定着部に備えており、作像部６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋにそれぞれ設けている感光体６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋ上に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の各画像（トナー像）をそれぞれ形成する。
また、この画像形成装置は、用紙Ｐを担持した状態で搬送する無端状の搬送ベルト６２と、用紙Ｐを収容する給紙カセット６３と給紙コロ６４等を有する給紙装置と、レジストローラ６５と、作像部６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋで感光体６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋ上に形成した各色の画像を搬送ベルト６２に担持された用紙Ｐ上に順に重ねて転写していく図示を省略している転写チャージャと、上述した定着装置１等を備えている。
搬送ベルト６２は複数のローラ６７、６８間に張装されていて回動する。感光体６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋは、例えばドラム状の感光体が用いられ、それぞれが感光体駆動部により回転駆動される。
各作像部６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋにおいて、感光体６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋは、それぞれ表面が帯電器６９Ｙ，６９Ｍ，６９Ｃ，６９Ｋにより一様に帯電されて、そこに帯電電位が与えられる。そして、その帯電面にレーザ光学系からなる書き込みユニット７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋにより露光が行われて、そこに色分に対応する静電潜像が形成される。その静電潜像は各現像器７１Ｙ，７１Ｍ，７１Ｃ，７１Ｋによりイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色のトナーで現像されて、それが各色のトナー像となる。
【００２７】
一方、用紙Ｐが給紙カセット６３から給紙コロ６４により１枚ずつレジストローラ６５へ給紙され、レジストローラ６５は感光体６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋ上の各色トナー像にタイミングを合わせて用紙Ｐを搬送ベルト６２へ送り出す。その搬送ベルト６２は、レジストローラ６５から送られて来た用紙Ｐを担持して、それを作像部６１Ｙへ向けて搬送する。
その搬送ベルト６２上の用紙Ｐには、感光体６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋ上の各色トナー像が、図示しない転写チャージャにより順に重ねて転写されていき、それによりフルカラーの画像が形成される。その画像は、搬送ベルト６２から分離されて定着装置１に搬送され、そこで用紙Ｐ上のトナーによる未定着画像が加熱定着され、その後その用紙Ｐは機外の排紙トレイ等に排出される。
そして、トナー像の転写が済んだ感光体６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋの各表面は、感光体クリーニング装置７２Ｙ，７２Ｍ，７２Ｃ，７２Ｋにより残留トナーが清掃回収される。
この画像形成装置では、上述したように図１及び図２で説明した定着装置１を使用しているので、その定着装置１が定着に適した温度にまで昇温する立ち上がり時間が早いので、装置全体としての立ち上がり時間が早い。また、定着ベルト７の損傷や、ベルト端部の昇温に伴う画像の乱れも無い。
【００２８】
なお、図７の画像形成装置は、帯電−露光−現像−転写−定着の電子写真方式による画像形成プロセスを経て用紙上に画像を形成する装置の例であるが、この発明は図８に示すように、トナーＴｎによる画像を各感光体６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋから各一次転写部材８１により中間転写ベルト８２に転写し、その中間転写ベルト８２上のトナー像を矢示Ｅ方向に回動する用紙でない定着部材８４に二次転写部材８３により転写する電子写真装置の変形タイプにも、同様に適用することができる。
また、図７では一例として、定着装置に図１及び図２で説明した定着装置１を使用した場合の例について説明したが、その定着装置１に変えて図３，図４，図５，図６でそれぞれ説明した各定着装置２１，３１，４１，５１のいずれを使用しても、装置全体としての立ち上がり時間が早く、定着ベルトの幅方向端部における昇温に伴う画像の乱れが起きない画像形成装置にすることができる。
以上、この発明による定着装置とそれを備えた画像形成装置の各実施形態について説明してきたが、この発明による定着装置は、電子写真方式の複写機，プリンタ，ファクシミリ等の画像形成装置の他に、搬送されるシート材に加熱した無端ベルトにより熱を供給する装置にも適用することができる。
また、上述した各実施の形態では、内部にハロゲンヒータを収納したローラ部材を加熱部材とする一例を示したが、加熱部材の加熱源はハロゲンヒータに限るものではなく、それ以外の加熱源を使用しても勿論かまわない。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、無端状ベルトを加熱する少なくとも２つの加熱部材は、そこにそれぞれ加熱手段が分割して設けられており、その各加熱手段は記録材の搬送方向に直交する記録材の幅方向にそれぞれ異なる加熱位置になるように配置してあるので、無端状ベルトの幅方向の中央と端部との温度差を少なくすることができながら、加熱手段を分割して配置した分だけ各加熱部材を小さくすることができる。それにより、複数の各加熱部材の熱容量を小さくすることができると共に、その複数の加熱部材間に張架される無端状ベルトの長さも短くすることができるので、無端状ベルトの放熱量を小さくすることができる。
したがって、無端状ベルトを未定着トナーの定着に必要な所定の温度にまで昇温させる立ち上がり時間を短くすることができると共に、加熱に要する消費電力も低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態である定着装置が有する無端状ベルトを加熱する複数の加熱部材の各加熱手段の配置を温度制御系と共に示す概略図である。
【図２】同じくその定着装置の構成を示す概略構成図である。
【図３】定着ベルト上の小サイズの記録材の通過領域を加熱する加熱部材と大サイズの記録材の通過領域の略全域を加熱する加熱部材とを備えた定着装置の実施形態を示す図１と同様な概略図である。
【図４】定着ベルトの内側に加圧ローラに定着ベルトを介して対向する定着部材を設けた定着装置の実施形態を示す図２と同様な概略構成図である。
【図５】ローラ状の定着部材を用いた定着装置の実施形態を示す図４と同様な概略構成図である。
【図６】定着ベルトの内側に熱伝導性の良い部材を設けた定着装置の実施形態を示す図４と同様な概略構成図である。
【図７】図２の定着装置を備えた画像形成装置の一例を示す全体構成図である。
【図８】トナー像を感光体から中間転写ベルトに転写しそれを更に定着部材に二次転写する装置の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１，２１，３１，４１，５１：定着装置
２，３，３′：加熱ローラ（加熱部材）
４：加圧ローラ（加圧部材）
５，６：ベルト温度検知器（ベルト温度検知手段）
７：定着ベルト（無端状ベルト）
９，１０，１０′：ハロゲンヒータ（加熱手段）
１１，１１′：温度制御手段
３２，４２，８４：定着部材
５０：ヒートパイプ

Claims (7)

1. それぞれ加熱手段を有する少なくとも２つの加熱部材の間に張架されてその加熱部材により加熱される無端状ベルトと、該無端状ベルトに接してニップ部を形成する加圧部材とを備え、前記ニップ部に送り込まれる記録材上の未定着トナーを加熱及び加圧することにより前記記録材に定着する定着装置において、
   前記少なくとも２つの加熱部材は、そこにそれぞれ設けられている前記各加熱手段が前記記録材の搬送方向に直交する記録材の幅方向にそれぞれ異なる加熱位置になるように配置されていることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１記載の定着装置において、前記加熱位置が異なる複数の加熱部材は、前記無端状ベルトの予め設定する小サイズの記録材の通過領域を加熱する加熱部材と、その小サイズの記録材の通過領域の外側の端部側の領域を加熱する加熱部材であり、
   前記無端状ベルトの小サイズの記録材の通過領域の温度を検知するベルト温度検知手段と、前記無端状ベルトの小サイズの記録材の通過領域の外側の端部側の領域の温度を検知するベルト温度検知手段と、その２つのベルト温度検知手段が検知した温度に応じて前記複数の加熱部材の加熱温度を制御して前記無端状ベルトを所定の温度に制御する温度制御手段とを設けたことを特徴とする定着装置。
3. 請求項１記載の定着装置において、前記加熱位置が異なる複数の加熱部材は、前記無端状ベルトの予め設定する小サイズの記録材の通過領域を加熱する加熱部材と、前記無端状ベルトの予め設定する大サイズの記録材の通過領域の略全域を加熱する加熱部材であり、
   前記無端状ベルトの温度を検知するベルト温度検知手段と、該ベルト温度検知手段が検知した温度に応じて前記複数の加熱部材の加熱温度を制御して前記無端状ベルトを所定の温度に制御する温度制御手段とを設けたことを特徴とする定着装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着装置において、前記無端状ベルトの内側で前記加圧部材と対向する位置に該無端状ベルトの一部を前記加圧部材に圧接させてニップ部を形成する定着部材を設けたことを特徴とする定着装置。
5. 前記定着部材はローラ形状をしていることを特徴とする請求項４記載の定着装置。
6. 前記無端状ベルトを張架する部材の少なくとも一つを熱伝導性の良い部材で形成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の定着装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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