JP2009186784A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 大きさの異なる記録媒体に対して定着する場合に定着ベルトの温度均一化が可能であり、消費電力の低減が可能であり、またウォームアップ時間およびＦＣＯＴが短く、高速化を実現可能な定着装置、およびこの定着装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 定着ローラ１５ａと、面状発熱体１２２からなり、定着ベルト１１３を加熱し、ロール状の基材から成り、周方向に移動可能に構成される加熱部材１５６と、前記定着ローラ１５ａおよび前記加熱部材１５６の外周に挿入される定着ベルト１１３と、前記定着ベルト１１３を介して前記定着ローラ１５ａに対向する加圧ローラ１５ｂとを備える定着装置１５を備える画像形成装置で画像を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、定着装置および前記定着装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真法に基づいて画像を形成する電子写真方式の画像形成装置は、良好な画質品位を有する画像を容易に形成できることから、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、複合機などに広く利用され、その中でもフルカラー印刷の可能な画像形成装置が、急速に普及しつつある。

電子写真方式の画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」という）は、たとえば感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを含む。画像形成装置は、感光体およびこれらの手段を用いて帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程および定着工程を行い、記録媒体に画像を形成する装置である。

定着工程を行う定着装置として、たとえば熱ローラ定着方式の定着装置を用いる。熱ローラ定着方式の定着装置は、互いに圧接するローラ対である定着ローラおよび加圧ローラを備える。定着ローラおよび加圧ローラの両方あるいはいずれか一方の内部には、たとえばハロゲンヒータなどの加熱手段が配置される。

定着工程において、定着に必要な所定の温度（以下「定着温度」という）までローラ対を加熱手段によって加熱した後、未定着トナー像が形成された記録媒体を定着ローラと加圧ローラとの圧接部である定着ニップ部に供給する。定着ニップ部を通過する未定着トナー像は、定着ローラおよび加圧ローラの両方またはいずれか一方から伝わる熱と、定着ローラおよび加圧ローラの圧力とによって、紙などの記録媒体に定着される。

フルカラー印刷の可能な画像形成装置に備えられる定着装置では、たとえばシリコーンゴムなどからなる弾性層を表面に設けた定着ローラ（以下「弾性ローラ」という）を用いる。弾性ローラを用いると、定着ニップ部において弾性ローラ表面の弾性層が未定着トナー像の凹凸に対応して弾性変形し、トナー像を覆い包むように弾性ローラとトナー像とが接触するので、単色画像に比べてトナー量の多いカラーの未定着トナー像に対して、接着性を良好にすることができる。また、弾性ローラ表面の弾性層の歪み解放効果によって、単色画像に比べてオフセットしやすいカラートナーの離型性を向上させることができる。具体的には、定着ニップ部で圧縮され、歪の生じた弾性層は、定着ニップ部の出口で、その歪が解放されるので、定着ニップ部の出口では、弾性層とトナー像との間にずれが生じ、その結果、弾性層のトナー像に対する付着力が低減され、離型性が向上する。また、定着ニップ部における定着ローラおよび加圧ローラの形状であるニップ形状が、定着ローラ側に凸（逆ニップ形状）となるので、定着ローラと記録媒体との剥離性能を向上させることができる。したがって、定着ローラと記録媒体とを剥離する剥離手段としてたとえば剥離爪を用いることなく記録媒体と定着ローラとの剥離が可能なセルフストリッピングを実現することができるので、剥離手段に起因する画像欠陥を解消することができる。

このようなフルカラー印刷の可能な画像形成装置に備えられる定着装置において、高速化に対応するためには定着ニップ部の幅（以下「ニップ幅」という）を広くする必要がある。ニップ幅を広くする手段として、弾性ローラの弾性層を厚くする、弾性ローラ径を大きくするという２つの方法が挙げられる。しかし、弾性ローラの弾性層の熱伝導性は非常に低いので、弾性ローラの弾性層を厚くすると、従来の弾性ローラのように弾性ローラ内部に加熱手段がある場合、ウォームアップ時間が長くなり、またプロセス速度を高速化した場合に定着ローラの温度が定着温度に追従しなくなる問題がある。また、弾性ローラ径を大きくすると、定着ローラを加熱するための加熱手段の消費電力が増大する問題がある。

このような問題を解決するために、特許文献１では、カラー定着装置として、定着ローラと加熱ローラとの間に定着ベルトを掛け渡し、定着ベルトを介して定着ローラと加圧ローラとを圧接させた構成のベルト定着装置が開示されている。ベルト定着装置では、熱容量が小さい定着ベルトを加熱するのでウォームアップ時間が短く、また定着ローラにハロゲンランプなどの熱源を内蔵する必要がないので、定着ローラ表面にスポンジゴムなどからなる低硬度の弾性層を厚く設けることができ、広いニップ幅を確保することができる。

また特許文献２では、ベルト定着装置において、加熱手段を面状発熱体とした定着装置（以下「面状発熱ベルト定着装置」という）が開示されている。面状発熱ベルト定着装置では、特許文献１に開示の熱源を内蔵した加熱ローラに比べて、加熱手段の熱容量を小さくすることができる。また、加熱手段である面状発熱体が直接発熱するので、定着ローラ内部の熱源を用いて間接的に定着ローラを加熱する特許文献１に開示の定着装置に比べて熱応答性が向上するので、ウォームアップ時間を一層短縮させ、かつ省エネルギー化を達成することができる。

特開平１０−３０７４９６号公報 特開２００２−３３３７８８号公報

特許文献２に開示の定着装置は、小サイズの記録媒体を連続で通紙する場合、定着ベルトにおいて記録媒体が接触しない部分（以下「非通紙部」という）の昇温を抑制するために、面状発熱体を長手方向で分割し、分割した面状発熱体にそれぞれ通電することによって、定着ベルトにおいて記録媒体のサイズに対応した領域のみ発熱するよう構成される。その結果、温度センサおよび安全センサ、たとえばサーモスタットが複数必要となるので、定着装置の構成が複雑となり、定着装置が高価になる問題がある。

また、面状発熱体の熱容量が小さいので面状発熱体が待機状態において保持できる熱エネルギーが少なく、待機状態から連続で定着動作を開始する場合に、定着ベルトへの熱供給が追いつかずにアンダーシュートが発生し、ファーストコピー時間（First Copy Time
；ＦＣＯＴ）が長く必要となる問題がある。アンダーシュートとは、定着ベルトの温度が、定着温度を維持できず、定着温度を下回る現象であり、具体的には、たとえば、定着温度を１８０℃としたとき、定着温度まで定着ベルトの温度を追従できずに、１８０℃を永久に、あるいは一時的に下回ってしまう現象である。

本発明の目的は、大きさの異なる記録媒体に対して定着する場合に定着ベルトの温度均一化が可能であり、消費電力の低減が可能であり、またウォームアップ時間およびＦＣＯＴが短く、高速化を実現可能な定着装置、およびこの定着装置を備えた画像形成装置を提供することである。

本発明は、回転可能に設けられる定着ローラと、
無端状に形成され、定着ローラに巻き掛けられて、定着ローラの回転に伴って回転する定着ベルトと、
定着ベルトを介して定着ローラに圧接可能に設けられる加圧部材と、
定着ベルトを加熱する加熱手段とを備え、
加熱手段は、
定着ベルトに当接可能にして、定着ベルトの周方向に並んで設けられる複数の発熱部であって、少なくとも１つの発熱部は、定着ベルトに離接可能に設けられる複数の発熱部を有する加熱部材と、
定着ベルトの予め定める定着領域の幅方向全体にわたって離接可能に設けられ、定着領域の幅方向全体にわたって定着ベルトの熱分布を均一化する熱均一化部材とを含むことを特徴とする定着装置である。

また本発明は、加熱部材は、定着ベルトの内周面部に当接可能にして、予め定める角変位軸線まわりに角変位可能に設けられ、断面が円弧状に形成される円弧状基材を含み、
円弧状基材には、複数の発熱部のうち、少なくとも１つの発熱部と、熱均一化部材とが設けられ、
熱均一化部材は、円弧状基材の角変位移動に伴って、定着ベルトに対して離接するように形成されることを特徴とする。

また本発明は、熱均一化部材は、円弧状基材の周方向における一端部に設けられ、
円弧状基材の周方向における他端部には、もう１つの発熱部が設けられ、
もう１つの発熱部は、円弧状基材の角変位移動に伴って、定着ベルトに対して離接するように形成されることを特徴とする。

また本発明は、熱均一化部材は、定着ベルトの幅方向に延びるヒートパイプを内蔵することを特徴とする。

また本発明は、発熱部を定着ベルトに対して離接させる発熱部離接手段と、
熱均一化部材を定着ベルトに対して離接させる熱均一化部材離接手段と、
定着ローラと加圧部材との間に供給される記録媒体の寸法に応じて、発熱部および熱均一化部材のうち、少なくともいずれか一方の定着ベルトに対する離接状態を変更するように、発熱部離接手段および熱均一化部材離接手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする。

また本発明は、発熱部を定着ベルトに対して離接させる発熱部離接手段と、
熱均一化部材を定着ベルトに対して離接させる熱均一化部材離接手段と、
動作特性を表す情報に基づいて、発熱部および熱均一化部材のうち、少なくともいずれか一方の定着ベルトに対する離接状態を変更するように、発熱部離接手段および熱均一化部材離接手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする。

また本発明は、回転可能に設けられる定着ローラと、
無端状に形成され、定着ローラに巻き掛けられて、定着ローラの回転に伴って回転する定着ベルトと、
定着ベルトを介して定着ローラに圧接可能に設けられる加圧部材と、
定着ベルトを加熱する加熱手段とを備え、
加熱手段は、
定着ベルトに離接可能に設けられる複数の発熱部であって、定着ベルトの幅方向における寸法が異なる複数の発熱部を有する加熱部材を含むことを特徴とする定着装置である。

また本発明は、加熱部材は、円筒状に形成され、定着ベルトの内周面部に当接可能にして、軸線まわりに回動可能に設けられる円筒状基材を含み、
複数の発熱部は、円筒状基材の周方向に並んで円筒状基材に支持され、円筒状基材の回動に伴って、定着ベルトに対して離接するように形成されることを特徴とする。

また本発明は、各発熱部を定着ベルトに対して離接させる離接手段と、
定着ローラと加圧部材との間に供給される記録媒体の寸法に応じて、各発熱部の定着ベルトに対する離接状態を変更するように、離接手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする。

また本発明は、各発熱部を定着ベルトに対して離接させる離接手段と、
動作特性を表す情報に基づいて、各発熱部の定着ベルトに対する離接状態を変更するように、離接手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする。

また本発明は、記録媒体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録媒体に定着する前記本発明の定着装置とを備えることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、無端状に形成される定着ベルトが定着ローラに巻き掛けられて、定着ローラの回転に伴って回転する。定着ベルトを介して定着ローラと加圧部材とが圧接する部分に、トナー像が形成された記録媒体が供給されるとき、加熱手段によって加熱される定着ベルトによってトナーが加熱され、定着ローラと加圧部材との圧力によって、トナー像が記録媒体に定着される。加熱手段は、複数の発熱部を有する加熱部材と、熱均一化部材とを含む。複数の発熱部は、定着ベルトの周方向に並んで設けられ、少なくとも１つの発熱部は、定着ベルトに離接可能に設けられるので、定着ベルトにおける加熱範囲を変更することができる。これによって、発熱部を定着ベルトに当接させたときに、発熱部を定着ベルトに当接させないときよりも定着ベルトの熱供給量を増加させることができる。したがって、ウォームアップ時に定着ベルトの温度をすばやく上昇させることができ、また普通サイズ紙を通紙するときに温度追従性を確保することができるので、高速化を実現可能な定着装置を実現することができる。

また熱均一化部材は、定着ベルトの定着領域の幅方向全体にわたって離接可能に設けられ、定着領域の幅方向全体にわたって定着ベルトの熱分布を均一化するので、熱均一化部材を定着ベルトに当接させたときに、定着ベルトにおいて温度の高い部分の熱を温度の低い部分に移動させ温度を均一にすることができる。したがって、小サイズ紙を連続で通紙する場合、記録媒体が接触しない定着ベルトの部分（以下「非通紙部」という）の熱が、記録媒体が接触する定着ベルトの部分（以下「通紙部」という）に移動するので、自動的に非通紙部の昇温を抑制し、通紙部の温度の低下を抑制することができ、消費電力を抑えた定着装置とすることができる。熱均一化部材を定着ベルトに当接することによって、大きさの異なる記録媒体に対して定着する場合に定着ベルトの温度均一化が可能であり、消費電力の低減が可能である。

また本発明によれば、加熱部材は、定着ベルトの内周面部に当接可能にして、角変位軸線まわりに角変位可能な円弧状基材を含み、この円弧状基材に少なくとも１つの発熱部と熱均一化部材とが設けられる。熱均一化部材は、円弧状基材の角変位移動に伴って、定着ベルトに対して離接するように形成されるので、熱均一化部材を定着ベルトに対して離接させるための手段を、発熱部を定着ベルトに対して離接させるための手段と別個に設ける必要がない。したがって定着装置の構成を簡単化することができる。

また本発明によれば、円弧状基材の周方向における一端部に熱均一化部材が設けられ、他端部にもう１つの発熱部が設けられ、この発熱部は、円弧状基材の角変位移動に伴って、定着ベルトに対して離接するように形成される。これによって、もう１つの発熱部の離接と熱均一化部材の離接とを同時に行うことができ、定着装置の構成をより簡単化することができる。

また本発明によれば、熱均一化部材は、定着ベルトの幅方向に延びるヒートパイプを内蔵するので、非通紙部の熱を効率的に通紙部に移動させることができる。したがって、熱均一化部材の熱均一化効果を向上させることができ、自動的に非通紙部の昇温を一層抑制し、通紙部の温度の低下を一層抑制することができるので、消費電力を一層抑えた定着装置とすることができる。

また本発明によれば、発熱部離接手段によって発熱部が定着ベルトに対して離接され、熱均一化部材離接手段によって熱均一化部材が定着ベルトに対して離接される。この発熱部離接手段および熱均一化部材離接手段は、制御手段によって、定着ローラと加圧部材との間に供給される記録媒体の寸法に応じて、発熱部および熱均一化部材のうち、少なくともいずれか一方の定着ベルトに対する離接状態を変更するように制御される。これによって、たとえば普通サイズ紙を通紙する際には、発熱部を定着ベルトに当接させることができる。したがって、普通サイズ紙を通紙する際には、定着ベルトへの熱供給量が増加するので、連続通紙時の温度追従性を確保することができる。したがって、消費電力を抑えた高速の定着装置とすることができる。

また本発明によれば、発熱部離接手段によって発熱部が定着ベルトに対して離接され、熱均一化部材離接手段によって熱均一化部材が定着ベルトに対して離接される。この発熱部離接手段および熱均一化部材離接手段は、制御手段によって、動作特性を表す情報に基づいて、発熱部および熱均一化部材のうち、少なくともいずれか一方の定着ベルトに対する離接状態を変更するように制御される。これによって、たとえばウォームアップ時には、発熱部を定着ベルトに当接させ、待機中には、熱均一化部材を定着ベルトに当接させることができる。したがって、ウォームアップ時には、定着ベルトへの熱供給量が増加するので、定着ベルトの温度を定着温度まですばやく立ち上げることができ、待機中は、熱容量の大きな熱均一化部材に熱が溜め込まれるので、待機直後に連続通紙した場合でもアンダーシュートが発生せず、ＦＣＯＴ（ファーストコピー時間）を短縮することができる。したがって、より高速の定着装置とすることができる。

また本発明によれば、無端状に形成される定着ベルトが定着ローラに巻き掛けられて、定着ローラの回転に伴って回転する。定着ベルトを介して定着ローラと加圧部材とが圧接する部分に、トナー像が形成された記録媒体が供給されるとき、加熱手段によって加熱される定着ベルトによってトナーが加熱され、定着ローラと加圧部材との圧力によって、トナー像が記録媒体に定着される。加熱手段は、複数の発熱部を有する加熱部材を含む。複数の発熱部は、定着ベルトの幅方向における寸法（以下「幅」という）が異なり、定着ベルトに離接可能に設けられる。これによって、定着ベルトにおける加熱範囲を変更することができるので、記録媒体の大きさに応じて定着ベルトの発熱領域を変更することができるので、自動的に非通紙部昇温を抑制することができる。また、定着ベルトの温度を検知する温度センサおよび安全センサを設ける場合、それぞれ１つで済むので、温度センサおよび安全センサを複数用いる場合よりも定着装置の構成を簡単にすることができ、コストを削減することができる。

また本発明によれば、加熱部材は、定着ベルトの内周面部に当接可能にして、軸線まわりに回動可能に設けられる円筒状基材を含み、この円筒状基材の周方向に並んで複数の発熱部が円筒状基材に支持され、円筒状基材の回動に伴って、定着ベルトに対して離接するように形成される。これによって複数の発熱部を簡単に定着ベルトに対して離接することができるので、定着装置の構成を簡単化することができる。

また本発明によれば、離接手段によって各発熱部が定着ベルトに対して離接され、この離接手段は、制御手段によって、定着ローラと加圧部材との間に供給される記録媒体の寸法に応じて、各発熱部の定着ベルトに対する離接状態を変更するように制御される。これによって、たとえば普通サイズ紙を通紙する際には、幅の広い発熱部を定着ベルトに当接させることができる。したがって、普通サイズ紙を通紙する際には、定着ベルトへの熱供給量が増加するので、連続通紙時の温度追従性を確保することができる。したがって、消費電力を抑えた高速の定着装置とすることができる。

また本発明によれば、離接手段によって各発熱部が定着ベルトに対して離接され、この離接手段は、制御手段によって、動作特性を表す情報に基づいて、各発熱部の定着ベルトに対する離接状態を変更するように制御される。これによって、たとえばウォームアップ時には、幅の広い発熱部を定着ベルトに当接させることができる。したがって、ウォームアップ時には、定着ベルトへの熱供給量が増加するので、定着ベルトの温度を定着温度まですばやく立ち上げることができる。したがって、より高速の定着装置とすることができる。

また本発明によれば、前述のような優れた本発明の定着装置と、トナー像形成手段とを備えて画像形成装置が構成される。本発明の定着装置は装置構成が単純化されており、コストが削減可能であるので、本発明の定着装置を備えて画像形成装置が構成されることによって、画像形成装置自体の装置構成の単純化およびコスト削減が可能になる。また、本発明の定着装置はウォームアップ時に定着ベルトの温度をすばやく上昇させることができ、また普通サイズ紙を通紙するときに温度追従性を確保することができるので、高速化が実現可能であり、本発明の定着装置を備えて画像形成装置が構成されることによって、高速の画像形成装置とすることができる。

本発明の第１の実施形態である定着装置は、未定着のトナー像が形成された記録媒体に対し熱および圧力を加えることによって、未定着のトナー像を記録媒体に定着させるものである。未定着のトナー像は、非磁性トナーからなる非磁性１成分現像剤、非磁性トナーおよびキャリアからなる非磁性２成分現像剤、または磁性トナーからなる磁性現像剤などの現像剤（以下では、単に「現像剤」と呼ぶ場合がある。）に含まれるトナーで形成される。

図１は、本発明の第１の実施形態の定着装置１５の構成を示す概略断面図である。図２は、図１に示す加熱部材１５６を切断面線Ｓ１４８―Ｓ１４８からみた概略断面図である。図１および図２に示すように、定着装置１５は、定着ローラ１５ａと、加圧ローラ１５ｂと、定着ベルト１１３と、加熱手段１１７と、第１サーミスタ１１８と、第２サーミスタ１１９とを含む。

一対の定着部材である定着ローラ１５ａおよび加圧ローラ１５ｂは、定着ベルト１１３を介して所定の荷重、たとえば２１６Ｎで互いに圧接する。加圧ローラ１５ａは、加圧部材に相当する。定着ローラ１５ａおよび加圧ローラ１５ｂが互いに圧接することによって、それらの間に、定着ローラ１５ａおよび加圧ローラ１５ｂが定着ベルト１１３を介して互いに圧接する部分（以下「定着ニップ部」という）１３８が形成される。

定着ローラ１５ａは、回転可能に設けられ、図示しない駆動手段である駆動モータによって矢符１２１の方向に回転駆動される。定着ローラ１５ａは、定着ローラ１５ａ表面と定着ベルト１１３表面との摩擦力で定着ベルト１１３を矢符１３６の方向に回転させ、さらに定着ベルト１１３表面と加圧ローラ１５ｂ表面との摩擦力で加圧ローラ１５ｂを矢符１３７の方向に回転させる。このように定着ベルト１１３および加圧ローラ１５ｂは、定着ローラ１５ａの回転に従動して回転する。したがって、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとは互いに逆方向に回転する。これによって、記録媒体が定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとに狭持されて搬送され、定着ニップ部１３８を通過し、記録媒体に未定着のトナー像が定着される。記録媒体が定着ニップ部１３８を通過するとき、定着ローラ１５ａは、記録媒体のトナー像が形成されている面に定着ベルト１１３を介して当接し、加圧ローラ１５ｂは記録媒体のトナー像が形成されている面とは反対の面に当接する。

定着ローラ１５ａは、その内側から順に円柱状の芯金１５３、弾性層１５４が形成される２層構造のロール状部材である。芯金１５３の材料としては、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅などの金属およびそれらの合金が挙げられる。弾性層１５４の材料としては、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの耐熱性を有するゴム材料が挙げられる。本実施形態において、定着ローラ１５ａは、芯金として直径１５ｍｍのステンレス鋼から成る芯金を用い、弾性層として厚さ７．５ｍｍのシリコンスポンジゴム層を用いて構成される。定着ローラ１５ａの直径は３０ｍｍである。

加圧ローラ１５ｂの内部には、加圧ローラ１５ｂを加熱するヒータランプ１２０が設けられる。本発明の他の実施形態においては、加圧ローラ１５ｂ内部にヒータランプ１２０などの熱源を含まなくてよいが、加圧ローラ１５ｂ内部に熱源を設け、加圧ローラ１５ｂからの熱を定着に用いることによって、定着を補助することができる。加圧ローラ１５ｂは、図示しない制御回路が図示しない電源回路で電力をヒータランプ１２０に供給することによって、ヒータランプ１２０が発光し、ヒータランプ１２０から赤外線が放射される。加圧ローラ１５ｂは、その内周面がヒータランプ１２０からの赤外線を吸収して加熱され、その熱が伝わることによって加圧ローラ１５ｂ全体が加熱される。本実施形態では、加圧ローラ１５ｂ内部のヒータランプ２００として定格電力４００Ｗのヒータランプを用いる。

加圧ローラ１５ｂは、その内側から順に円筒状の芯金１５１、弾性層１５２、離型層１５５が形成される３層構造のロール状部材である。芯金１５１の半径方向内方側にヒータランプ１２０が設けられる。芯金１５１の材料としては、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅などの金属およびそれらの合金が挙げられる。弾性層１５２の材料としては、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの耐熱性を有するゴム材料が挙げられる。離型層１５５の材料としては、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）、ポリテトラフルオロエチレン（
polytetrafluoroethylene；ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂が挙げられる。本実施形態において、加圧ローラ１５ｂは、芯金１５１として内径２４ｍｍ、肉厚２ｍｍの鉄（ＳＴＫＭ）からなる芯金を用い、弾性層として厚さ３ｍｍのシリコンソリッドゴム層を用い、離型層として厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを用いて構成される。加圧ローラ１５ｂの外径は３０ｍｍである。

本実施形態では、定着ベルト１１３を介して定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとによって形成される定着ニップ部１３８の記録媒体搬送方向における幅（以下「ニップ幅」という）は７ｍｍである。

定着ベルト１１３は、加熱部材１５６によって加熱され、定着ニップ部１３８を通過する未定着トナー画像が形成された記録媒体を加熱する。定着ベルト１１３は、加熱部材１１５と定着ローラ１５ａとによって懸架され、定着ローラ１５ａに所定の角度（以下「巻きかけ角度」という）θで巻きかけられる。

巻きかけ角度θは、定着ローラ１５ａ表面と定着ベルト１１３との２つの接点と、定着ローラ１５ａの軸心とをそれぞれ結ぶ２つの線分の成す角度である。本実施形態において、巻きかけ角度θは１８５°である。

定着ベルト１１３は、ポリイミドなどの耐熱樹脂、またはステンレスおよびニッケルなどの金属材料からなる中空円筒状の基材の表面に、弾性層、離型層が形成される３層構成の無端のベルト状部材である。弾性層の材料としては、耐熱性および弾性に優れたエラストマー材料、たとえばシリコーンゴムが挙げられ、弾性層表面の離型層の材料としては、耐熱性および離型性に優れた合成樹脂材料、たとえばＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素樹脂が挙げられる。基材としてポリイミドを用いる場合、ポリイミドにフッ素樹脂を内添すると、定着ベルトと加熱部材との摺動負荷を更に低減することができる。本実施形態では、定着ベルト１１３は、基材として厚さ７０μｍのポリイミドからなる基材を用い、弾性層として厚さ１５０μｍのシリコーンゴム層を用い、離型層として厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを用いて構成される。定着ベルト１１３の直径は、４５ｍｍである。

加熱手段１１７は、定着ベルト１１３と接して、定着ベルト１１３を定着温度に加熱するロール状部材である加熱部材１５６と熱均一化部材１２４とを含む。図２に示すように、加熱部材１５６は、胴部１２６と、胴部１２６の両側の２つのジャーナル部１２７とからなる中空のロール形状の部材である加熱部材本体１５７と、胴部１２６に設けられる面状発熱体１２２および支持体１２３とを含む。胴部１２６は下半分がカットされた切り欠き部を有する半円弧状の断面形状である。半円弧状の胴部１２６の下部にはスカート部１３９が取り付けられている。

図１に示すように、スカート部１３９は、支持体１２３と、熱均一化部材１２４と、面状発熱体１２２の延長部１２２ａとを含む。支持体１２３は、断面が長方形状の中空の四角柱状に形成されるアルミニウム製の部材であり、支持体１２３内部の片側に熱均一化部材１２４が設けられ、支持体１２３内部の熱均一化部材１２４と反対側に面状発熱体１２２の延長部１２２ａが設けられる。面状発熱体１２２は、発熱部１６６を含み、発熱部１６６は、面状発熱体１２２の延長部１２２ａに形成される延長部発熱部１６６ａと、面状発熱体１２２に形成される発熱部１６６のうち延長部発熱部１６６ａを除いた残りの部分である円弧状発熱部１６６ｃとを含む。

熱均一化部材１２４は、たとえばアルミニウム製または銅製などの熱伝導の高い金属製のブロックからなる。熱均一化部材１２４は、本実施形態では長手方向が加熱部材１５６の回転軸線に平行な直方体状である。熱均一化部材１２４内部には、長手方向に延びるように円筒形状のヒートパイプ１２５を２本内蔵させる。ヒートパイプ１２５の本数は、２本に限定されるのではなく、たとえばヒートパイプ１２５を１本または３本内蔵させてもよい。本発明の他の実施形態では、ヒートパイプ１２５を内蔵させなくてもよい。

図２に示すように、加熱部材１５６は、ジャーナル部１２７が定着装置本体１５０のサイドフレーム１４０に対して軸受け１４１を介して挿入される。ジャーナル部１２７は蛇行防止用カラー１４２に挿入される。蛇行防止用カラー１４２はボールベアリングによって実現され、外輪部１４３が定着ベルト１１３の幅方向における端部と接するような位置関係になる。一方のジャーナル部１２７ａには、ギアチェーン１４４が設けられ、パルスモータ１４５の回転によって、回転駆動される。このギアチェーン１４４の回転駆動が一方のジャーナル部１２７ａに伝わり、加熱部材１５６が周方向に角変位する。ギアチェーン１４４およびパルスモータ１４５は、発熱部離接手段および熱均一化部材離接手段に相当する。

本実施形態において、胴部１２６の直径は、２８ｍｍであり、ジャーナル部１２７の直径は、２０ｍｍである。加熱部材本体１５７は、肉厚１ｍｍのアルミニウム製パイプから作製される。加熱部材本体１５７であるアルミニウム製ホルダー１５７は、端部がローラ形状となっており、ボールベアリング製の蛇行防止用カラー１４２が半径方向外方側からはめ込まれた構成である。蛇行防止用カラー１４２は内径２０ｍｍ、外径３２ｍｍ、幅７ｍｍのボールベアリングからなる。

円弧状基材である加熱部材本体１５７は、たとえばアルミニウム製ホルダーによって実現される。本実施形態では、加熱部材本体１５７であるアルミニウム製ホルダー１５７の外周面にはカーボンが添加されたフッ素樹脂がコーティングされており、定着ベルト１１３の基材であるポリイミドにはフッ素樹脂が内添されているので、加熱部材１５６と定着ベルト１１３との間の摩擦係数が抑制され、スムーズに摺動することができる。

アルミニウム製ホルダー１５７は、端部はローラ形状となっており、ボールベアリング製の蛇行防止用カラー１４２がはめ込まれた構成であるので、定着ベルト１１３の蛇行を抑制することができる。アルミ製ホルダー自身は回転しないものの、蛇行防止用カラー１４２はボールベアリング製であり、独立で回転可能であることから、定着ベルト１１３端部が蛇行防止用カラー１４２に当接しても外輪部１４３は摺動せず、定着ベルト１１３と同期して回転するので、定着ベルト１１３端部に負荷がかからず、定着ベルト１１３端部割れを防止することができる。

図３は、図１に示す加熱部材１５６のセクションＳ１４６ーＳ１４６における拡大断面図である。図３に示すように、面状発熱体１２２は、抵抗発熱層１２８と絶縁層１２９とを含む。支持体１２３は、基材１３０とコート層１３１とを含む。本実施形態において、抵抗発熱層１２８は厚さ１５μｍのステンレス箔であり、絶縁層１２９は厚さ３０μｍのポリイミド層であり、基材１３０は厚さ１ｍｍのアルミニウム製ホルダーであり、コート層１３１は厚さ２０μｍのＰＴＦＥコート層である。前述の図１に示す加熱部材本体１５７の胴部１２６は、支持体１２３と同様に構成され、具体的には、基材とコート層とを含む。

面状発熱体１２２の絶縁層１２９および抵抗発熱層１２８は、この順に支持体１２３の基材１３０および加熱部材本体１５７の表面部に形成される。支持体１２３の基材１３０および加熱部材本体１５７がアルミニウムで形成されることによって、面状発熱体１２２で発生した熱が基材１３０であるアルミニウム製ホルダーを介して定着ベルト１１３に伝わる。熱がアルミニウム製ホルダーを介して伝わることによって、抵抗発熱層１２８の発熱パターン１４７の形状に起因する過熱むらを抑制することができる。また、アルミニウム製ホルダーによって長手方向の熱移動（熱伝導性）が向上するので、小サイズ紙を連続通紙した場合の非通紙部の昇温を抑制することができる。

図４は、面状発熱体１２２の抵抗発熱層１２８の構成を示す平面図である。図４は、面状発熱体１２２を抵抗発熱層１２８側から見た平面図に相当する。面状発熱体１２２は、加熱部材本体１５７の軸線方向における両端部に設けられる給電部１３２と加熱部材本体１５７の軸線方向における両端部間の中間部に設けられる発熱部１６６とを含む。発熱部１６６は、面状発熱体１２２の延長部１２２ａに形成される延長部発熱部１６６ａと、面状発熱体１２２に形成される発熱部１６６のうち延長部発熱部１６６ａを除いた残りの部分である円弧状発熱部１６６ｃとを含む。発熱部１６６の抵抗発熱層１２８は発熱部１６６の両側に形成された給電部１３２から加熱部材本体１５７の軸線方向に一定幅で延びて折り返すことを繰り返す発熱パターン１４７を有する。本実施形態において、発熱パターン１４７の線幅は２．４ｍｍであり、隣り合う発熱パターン１４７の間隔は２．４ｍｍであり、隣り合う発熱パターン１４７の折り返し長さは３２０ｍｍであり、平行な発熱パターン１４７の数は６本である。また給電部１３２間の抵抗は１０Ωである。給電部１３２はＡＣ電源が接続され、発熱部１６６にＡＣ１００Ｖが印加されることで、発熱部１６６では約１０００Ｗの熱エネルギーが発生する。

図１に戻って、本実施形態では、加熱部材１５６の外径、すなわち加熱部材本体１５７の胴部１２６の外径は、定着ローラ１５ａの外径より小さい。本発明の他の実施形態においては加熱部材１５６の外径は、定着ローラ１５ａの外径と等しい、または大きくてもよいが、加熱部材１５６の外径は、定着ローラ１５ａの外径より小さいほうが好ましい。こうすることによって、定着ローラ１５ａに対する定着ベルト１１３の巻きかけ角θを大きくすることができ、定着ローラ１５ａと定着ベルト１１３との接触面積を大きくすることができるので、定着ローラ１５ａによる定着ベルト１１３の回転力を大きくすることができる。また、定着ベルト１１３と加熱部材１５６との接触面積を小さくすることができるので、定着ベルト１１３と、加熱部材１５６とが擦れることによる摺動負荷を低減することができる。本実施形態において、定着ベルト１１３と加熱部材１５６との接触部分の定着ベルト１１３の周方向における幅（以下「加熱ニップ幅」という）は４４ｍｍである。

第１サーミスタ１１８は定着ベルト１１３の外周面温度を検知し、第２サーミスタ１１９は加圧ローラ１５ｂの外周面温度を検知する。第１および第２サーミスタ１１８，１１９によってそれぞれ検出された温度データに基づき、温度制御手段としての制御部１５８が、定着ベルト１１３および加圧ローラ１５ｂの表面温度を所定の温度にするように、面状発熱体１２２、面状発熱体１２２の延長部１２２ａおよびヒータランプ１２０への供給電力（通電）を制御する。本実施形態において、第１サーミスタ１１８は非接触式サーミスタであり、第２サーミスタ１１９は接触式サーミスタである。

次に本実施形態の定着装置１５の動作と本発明の効果について記載する。
定着装置１５の動作としては、定着ニップ部に所定の定着速度および複写速度で未定着トナー像が形成された記録媒体が搬送され、熱と圧力とによって定着が行われる。なお、定着速度とは所謂プロセス速度のことである。また、複写速度とは１分あたりのコピー枚数のことである。これらの速度は特に限定されるものではないが、本実施形態では、定着速度２２０ｍｍ／ｓｅｃとしている。

本実施形態において、無端状に形成される定着ベルト１１３が定着ローラ１５ａに巻き掛けられて、定着ローラ１５ａの回転に伴って回転する。定着ベルト１１３を介して定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとが圧接する部分に、トナー像が形成された記録媒体が供給されるとき、加熱手段１１７によって加熱される定着ベルト１１３によってトナーが加熱され、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとの圧力によって、トナー像が記録媒体に定着される。加熱手段１１７は、複数の発熱部１６６ｃ，１６６ａを有する加熱部材１５６と、熱均一化部材１２４とを含む。複数の発熱部１６６ｃ，１６６ａは、定着ベルト１１３の周方向に並んで設けられ、少なくとも１つの延長部発熱部１６６ａは、定着ベルト１１３に離接可能に設けられるので、定着ベルト１１３における加熱範囲を変更することができる。これによって、延長部発熱部１６６ａを定着ベルト１１３に当接させたときに、延長部発熱部１６６ａを定着ベルト１１３に当接させないときよりも定着ベルト１１３の熱供給量を増加させることができる。したがって、ウォームアップ時に、加熱部材１５６を図１に示す矢符Ａの方向に所定の角度だけ回転移動させ、延長部発熱部１６６ａを定着ベルト１１３に当接させることによって、定着ベルト１１３の温度をすばやく上昇させることができ、また普通サイズ紙を通紙するときに、加熱部材１５６を図１に示す矢符Ａの方向に所定の角度だけ回転移動させ、延長部発熱部１６６ａを定着ベルト１１３に当接させることによって、温度追従性を確保することができるので、高速化を実現可能な定着装置１５を実現することができる。

本実施形態において、熱均一化部材１２４は、定着ベルト１１３の定着領域の幅方向全体にわたって離接可能に設けられ、定着領域の幅方向全体にわたって定着ベルト１１３の熱分布を均一化するので、熱均一化部材１２４を定着ベルト１１３に当接させたときに、定着ベルト１１３において温度の高い部分の熱を温度の低い部分に移動させ温度を均一にすることができる。したがって、小サイズ紙を連続で通紙する場合、加熱部材１５６を図１に示す矢符Ｂの方向に回転移動させ、熱均一化部材１２４を定着ベルト１１３に当接させることによって、記録媒体が接触しない定着ベルト１１３の部分（以下「非通紙部」という）の熱が、記録媒体が接触する定着ベルト１１３の部分（以下「通紙部」という）に移動するので、自動的に非通紙部の昇温を抑制し、通紙部の温度の低下を抑制することができ、消費電力を抑えた定着装置１５とすることができる。熱均一化部材１２４を定着ベルト１１３に当接することによって、大きさの異なる記録媒体に対して定着する場合に定着ベルト１１３の温度均一化が可能であり、消費電力の低減が可能である。

本実施形態において、加熱部材１５６は、定着ベルト１１３の内周面部に当接可能にして、角変位軸線まわりに角変位可能な円弧状基材を含み、この円弧状基材に少なくとも１つの発熱部１６６ａと熱均一化部材１２４とが設けられる。熱均一化部材１２４は、円弧状基材の角変位移動に伴って、定着ベルト１１３に対して離接するように形成されるので、熱均一化部材１２４を定着ベルト１１３に対して離接させるための手段を、延長部発熱部１６６ａを定着ベルト１１３に対して離接させるための手段と別個に設ける必要がない。したがって定着装置１５の構成を簡単化することができる。

本実施形態において、円弧状基材の周方向における一端部に熱均一化部材１２４が設けられ、他端部にもう１つの発熱部１６６ａが設けられ、この延長部発熱部１６６ａは、円弧状基材の角変位移動に伴って、定着ベルト１１３に対して離接するように形成される。これによって、もう１つの発熱部１６６ａの離接と熱均一化部材１２４の離接とを同時に行うことができ、定着装置１５の構成をより簡単化することができる。

本実施形態において、熱均一化部材１２４は、定着ベルト１１３の幅方向に延びるヒートパイプを内蔵するので、非通紙部の熱を効率的に通紙部に移動させることができる。したがって、熱均一化部材１２４の熱均一化効果を向上させることができ、自動的に非通紙部の昇温を一層抑制し、通紙部の温度の低下を一層抑制することができるので、消費電力を一層抑えた定着装置１５とすることができる。

本実施形態において、ギアチェーン１４４およびパルスモータ１４５によって延長部発熱部１６６ａが定着ベルト１１３に対して離接され、ギアチェーン１４４およびパルスモータ１４５によって熱均一化部材１２４が定着ベルト１１３に対して離接される。このギアチェーン１４４およびパルスモータ１４５は、制御手段によって、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとの間に供給される記録媒体の寸法に応じて、延長部発熱部１６６ａおよび熱均一化部材１２４のうち、少なくともいずれか一方の定着ベルト１１３に対する離接状態を変更するように制御される。たとえば普通サイズ紙を通紙する際には、ギアチェーン１４４およびパルスモータ１４５によって、加熱部材１５６を図１に示す矢符Ａの方向に所定の角度だけ回転移動させ、延長部発熱部１６６ａを定着ベルトに当接させることができる。したがって、普通サイズ紙を通紙する際には、定着ベルト１１３への熱供給量が増加するので、連続通紙時の温度追従性を確保することができる。したがって、消費電力を抑えた高速の定着装置１５とすることができる。

本実施形態において、ギアチェーン１４４およびパルスモータ１４５によって延長部発熱部１６６ａが定着ベルト１１３に対して離接され、ギアチェーン１４４およびパルスモータ１４５によって熱均一化部材１２４が定着ベルト１１３に対して離接される。このギアチェーン１４４およびパルスモータ１４５およびギアチェーン１４４およびパルスモータ１４５は、制御手段によって、動作特性を表す情報に基づいて、延長部発熱部１６６ａおよび熱均一化部材１２４のうち、少なくともいずれか一方の定着ベルト１１３に対する離接状態を変更するように制御される。これによって、たとえばウォームアップ時には、ギアチェーン１４４およびパルスモータ１４５によって、加熱部材１５６を図１に示す矢符Ａの方向に所定の角度だけ回転移動させ、延長部発熱部１６６ａを定着ベルト１１３に当接させ、待機中には、ギアチェーン１４４およびパルスモータ１４５によって、加熱部材１５６を図１の矢符Ｂの方向に所定の角度だけ回転移動させ、熱均一化部材１２４を定着ベルト１１３に当接させることができる。したがって、ウォームアップ時には、定着ベルト１１３への熱供給量が増加するので、定着ベルト１１３の温度を定着温度まですばやく立ち上げることができ、待機中は、熱容量の大きな熱均一化部材１２４に熱が溜め込まれるので、待機直後に連続通紙した場合でもアンダーシュートが発生せず、ＦＣＯＴ（ファーストコピー時間）を短縮することができる。したがって、より高速の定着装置１５とすることができる。

以下、本発明の第２の実施形態における定着装置１３５について説明する。本実施形態における定着装置１３５は、本発明の第１実施形態の定着装置１５と加熱手段以外の構成については全く同じであるので、加熱手段以外の構成については説明を省略する。

図５は、本発明の第２の実施形態である定着装置１３５の構成を示す概略断面図である。図６は、図５に示す加熱部材１３４を切断面線Ｓ１４９ーＳ１４９からみた概略断面図である。図５および図６に示すように、本実施形態の加熱部材１３４は、断面が半円弧状の第１面状発熱体１２２と断面が半円弧状の第２面状発熱体１２２ｂとが組み合わさった円筒状の形状となっている。第１面状発熱体１２２は、第１の実施形態において用いられる面状発熱体１２２が、面状発熱体１２２の延長部１２２ａを含んで断面が半円弧状に形成されたものである。第１面状発熱体１２２は、第１の実施形態において用いられる面状発熱体１２２の延長部１２２ａを含んで断面が半円弧状に形成される以外は、面状発熱体１２２と同様の構成である。第２面状発熱体１２２ｂは、抵抗発熱層１２８の形状以外は、第１面状発熱体１２２と同じ構成である。円筒状基材である加熱部材本体１５７ｂは、形状が円筒状であること以外は、第１の実施形態において円弧状基材である加熱部材本体１５７と同様の構成である。

図７は、第２面状発熱体１２２ｂの抵抗発熱層１２８ｂを示す平面図である。抵抗発熱層１２８ｂは、発熱パターン１４７が基材１３０の長手方向に関して両端部間の中央部に密集して、すなわち中央部で折り返されて形成される。この発熱パターン１４７が折り返して形成される部分が発熱部１６６ｂである。第２面状発熱体１２２ｂは、定着ベルト１３３の幅方向における発熱部１６６ｂの寸法（以下「幅」という）が第１面状発熱体１２２の発熱部１６６の幅よりも小さく形成される。本実施形態において、発熱パターン１４７の線幅は４ｍｍであり、隣り合う発熱パターン１４７の間隔は３ｍｍであり、発熱部１６６ｂの幅は２２０ｍｍであり、平行な発熱パターン１４７の数は５本である。２つの給電部１３２間の抵抗は１４．７Ωである。加熱部材１３５と定着ベルト１１３との加熱ニップ幅は４４ｍｍである。

２つの給電部１３２間には図示しないＡＣ電源が接続されている。本実施形態では、発熱部１６６ｂにＡＣ１００Ｖが印加されることで、発熱部１６６ｂでは約６８０Ｗの熱エネルギーが発生する。

本実施形態において、無端状に形成される定着ベルト１１３が定着ローラ１５ａに巻き掛けられて、定着ローラ１５ａの回転に伴って回転する。定着ベルト１１３を介して定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとが圧接する部分に、トナー像が形成された記録媒体が供給されるとき、加熱手段１１７ｂによって加熱される定着ベルト１１３によってトナーが加熱され、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとの圧力によって、トナー像が記録媒体に定着される。加熱手段１１７ｂは、複数の発熱部１６６，１６６ｂを有する加熱部材１３４を含む。複数の発熱部１６６，１６６ｂは、定着ベルト１１３の幅方向における寸法（以下「幅」という）が異なり、定着ベルト１１３に離接可能に設けられる。これによって、定着ベルト１１３における加熱範囲を変更することができるので、記録媒体の大きさに応じて定着ベルト１１３の発熱領域を変更することができるので、自動的に非通紙部昇温を抑制することができる。また、定着ベルト１１３の温度を検知する温度センサおよび安全センサを設ける場合、それぞれ１つで済むので、温度センサおよび安全センサを複数用いる場合よりも定着装置１３５の構成を簡単にすることができ、コストを削減することができる。

本実施形態において、加熱部材１３４は、定着ベルト１１３の内周面部に当接可能にして、軸線まわりに回動可能に設けられる円筒状基材を含み、この円筒状基材の周方向に並んで複数の発熱部１６６，１６６ｂが円筒状基材に支持され、円筒状基材の回動に伴って、定着ベルト１１３に対して離接するように形成される。これによって複数の発熱部１６６，１６６ｂを簡単に定着ベルト１１３に対して離接することができるので、定着装置１３５の構成を簡単化することができる。

本実施形態において、離接手段によって各発熱部１６６，１６６ｂが定着ベルト１１３に対して離接され、この離接手段は、制御手段によって、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとの間に供給される記録媒体の寸法に応じて、各発熱部１６６，１６６ｂの定着ベルト１１３に対する離接状態を変更するように制御される。これによって、たとえば普通サイズ紙を通紙する際には、幅の広い発熱部１６６を定着ベルトに当接させることができる。したがって、普通サイズ紙を通紙する際には、定着ベルト１１３への熱供給量が増加するので、連続通紙時の温度追従性を確保することができる。したがって、消費電力を抑えた高速の定着装置１３５とすることができる。

本実施形態において、離接手段によって各発熱部１６６，１６６ｂが定着ベルト１１３に対して離接され、この離接手段は、制御手段によって、動作特性を表す情報に基づいて、各発熱部１６６，１６６ｂの定着ベルト１１３に対する離接状態を変更するように制御される。これによって、たとえばウォームアップ時には、面状発熱体１２２が定着ベルト１１３に当接するよう、ギアチェーン１４４およびパルスモータ１４５を用いて加熱部材１３４を図５に示す矢符Ａの方向に所定の角度だけ回転移動し、幅の広い発熱部１６６を定着ベルト１１３に当接させることができる。したがって、ウォームアップ時には、定着ベルト１１３への熱供給量が増加するので、定着ベルト１１３の温度を定着温度まですばやく立ち上げることができる。したがって、より高速の定着装置１３５とすることができる。

一方、小サイズ紙を通紙する場合は、加熱部材１３４を図５に示す矢符Ｂの方向に１８０度回転移動させ、幅のせまい発熱部１６６ｂを定着ベルトに当接させる。これにより、非通紙部における定着ベルトの加熱が抑制されるため、自動的に非通紙部昇温を抑制することが可能となる。

図８は、本発明の実施の一形態である定着装置１５を備える画像形成装置１００の構成を模式的に示す概略断面図である。本実施形態では、画像形成装置１００は、カラー複合機である。画像形成装置１００は、たとえばネットワーク上の各端末装置から送信される画像データなどに基づいて、記録媒体に画像を形成する。画像形成装置１００は、４つの可視像形成ユニットｐａ，ｐｂ，ｐｃ，ｐｄと、中間転写ベルト１１と、光学系ユニットＥと、二次転写ユニット１４と、定着ユニット１５と、内部給紙ユニット１６と、給紙ユニット１７とを含む。

４つの可視像形成ユニットｐａ，ｐｂ，ｐｃ，ｐｄは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂ）の４色にそれぞれ対応した画像を形成する。第１可視像形成ユニットｐａは、イエロー（Ｙ）のトナーを用いて画像形成を行い、第２可視像形成ユニットｐｂは、マゼンダ（Ｍ）のトナーを用いて画像形成を行い、第３可視像形成ユニットｐｃは、シアン（Ｃ）のトナーを用いて画像形成を行い、第４可視像形成ユニットｐｄは、ブラック（Ｂ）のトナーを用いて画像形成を行う。以下、４つの可視像形成ユニットｐａ，ｐｂ，ｐｃ，ｐｄの共通の構成について説明する場合、各構成の末尾の参照符号ａ，ｂ，ｃおよびｄを省略する場合がある。

４つの可視像形成ユニットｐａ，ｐｂ，ｐｃ，ｐｄは、それぞれ実質的に同一の構成を有し、それぞれに、感光体ドラム１０１と、帯電ユニット１０３と、現像ユニット１０２と、一次転写ユニット１３と、クリーニングユニット１０４とを含む。一次転写ユニット１３は、中間転写ベルト１１を介して配置される。各可視像形成ユニットｐａ，ｐｂ，ｐｃ，ｐｄは、中間転写ベルト１１に各色トナーを多重転写する。

感光体ドラム１０１は、像担持体であり形成される画像を担持する。感光体ドラム１０１は、まず帯電ユニット１０３によって、感光体ドラム１０１の表面を所定の電位に均一に帯電される。本実施形態では、帯電ユニット１０３は、感光体ドラム１０１表面を一様帯電させ、またオゾンを極力発生させることなく帯電させるために、帯電ローラ方式を用いる。均一に帯電された感光体ドラム１０１は、光学系ユニットＥによって各色の画像情報に応じてレーザ露光され、感光体ドラム１０１表面に静電潜像が形成される。光学系ユニットＥは、光源４からのデータが感光体ドラム１０１表面に届くように配置される。

感光体ドラム１０１の表面に形成された静電潜像は、現像ユニット１０２によって各色のトナーで顕像化される。現像ユニット１０２には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーがそれぞれ収容される。顕像化されたトナー像は、一次転写ユニット１３によって中間転写ベルトにトナーとは逆極性のバイアス電圧を印加され、中間転写ベルト１１に転写させる。

中間転写ベルト１１は、テンションローラ１１ａおよびテンションローラ１１ｂによってたわむことなく配置される。テンションローラ１１ｂ側には廃トナーボックス１２、テンションローラ１１ａ側には二次転写ユニット１４が当接して配置される。二次転写ユニット１４で転写されずに残った中間転写ベルトのトナーは、廃トナーボックス１２に収容される。クリーニングユニット１０４は、感光体ドラム１０１に形成されたトナー像の転写後に、感光体ドラム１０１の表面に残留したトナーを、除去および回収する。以上のような、記録媒体に対するトナー像の転写は、４色について４回繰り返される。

中間転写ベルト１１に転写されたトナー像は、二次転写ユニット１４まで搬送され、内部給紙ユニット１６の給紙ローラ１６ａまたは手差し給紙ユニット１７の給紙ローラ１７ａによって供給された記録媒体に、トナーと逆極性のバイアス電圧を印加することによって記録媒体に転写する。記録媒体に転写されたトナー像は、定着装置１５に搬送される。定着装置１５は、記録媒体に適度な熱と圧力とを与えて、トナーを溶解してトナー像を記録媒体に定着させる。画像が形成された記録媒体は、画像形成装置１００の外部へ排出される。

本実施形態において、前述のような優れた本発明の定着装置１５と、トナー像形成手段とを備えて画像形成装置１００が構成される。本発明の定着装置１５は装置構成が単純化されており、コストが削減可能であるので、本発明の定着装置１５を備えて画像形成装置１００が構成されることによって、画像形成装置１００自体の装置構成の単純化およびコスト削減が可能になる。また、本発明の定着装置１５はウォームアップ時に定着ベルト１１３の温度をすばやく上昇させることができ、また普通サイズ紙を通紙するときに温度追従性を確保することができるので、高速化が実現可能であり、本発明の定着装置１５を備えて画像形成装置１００が構成されることによって、高速の画像形成装置１００とすることができる。

本発明の第１の実施形態の定着装置１５の構成を示す概略断面図である。 図１に示す加熱部材１５６を切断面線Ｓ１４８―Ｓ１４８からみた概略断面図である。 図１に示す加熱部材１５６のセクションＳ１４６ーＳ１４６における拡大断面図である。 抵抗発熱層１２８の構成を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態である定着装置１３５の構成を示す概略断面図である。 図５に示す加熱部材１３４を切断面線Ｓ１４９ーＳ１４９からみた概略断面図である。 第２面状発熱体１２２ｂの抵抗発熱層１２８ｂを示す平面図である。 本発明の実施の一形態である定着装置１５を備える画像形成装置１００の構成を模式的に示す概略断面図である。

符号の説明

１５ 定着装置
１５ａ 定着ローラ
１５ｂ 加圧ローラ
１８ 第１サーミスタ
１９ 第２サーミスタ
１１３ 無端状定着ベルト
１１７ 加熱手段
１２０ ヒータランプ
１２２ 面状発熱体
１２２ａ 面状発熱体の延長部
１２３ 支持体
１２４ 熱均一化部材
１２５ ヒートパイプ
１３９ スカート部
１５６ 加熱部材

Claims (11)

1. 回転可能に設けられる定着ローラと、
   無端状に形成され、定着ローラに巻き掛けられて、定着ローラの回転に伴って回転する定着ベルトと、
   定着ベルトを介して定着ローラに圧接可能に設けられる加圧部材と、
   定着ベルトを加熱する加熱手段とを備え、
   加熱手段は、
   定着ベルトに当接可能にして、定着ベルトの周方向に並んで設けられる複数の発熱部であって、少なくとも１つの発熱部は、定着ベルトに離接可能に設けられる複数の発熱部を有する加熱部材と、
   定着ベルトの予め定める定着領域の幅方向全体にわたって離接可能に設けられ、定着領域の幅方向全体にわたって定着ベルトの熱分布を均一化する熱均一化部材とを含むことを特徴とする定着装置。
2. 加熱部材は、定着ベルトの内周面部に当接可能にして、予め定める角変位軸線まわりに角変位可能に設けられ、断面が円弧状に形成される円弧状基材を含み、
   円弧状基材には、複数の発熱部のうち、少なくとも１つの発熱部と、熱均一化部材とが設けられ、
   熱均一化部材は、円弧状基材の角変位移動に伴って、定着ベルトに対して離接するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 熱均一化部材は、円弧状基材の周方向における一端部に設けられ、
   円弧状基材の周方向における他端部には、もう１つの発熱部が設けられ、
   もう１つの発熱部は、円弧状基材の角変位移動に伴って、定着ベルトに対して離接するように形成されることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 熱均一化部材は、定着ベルトの幅方向に延びるヒートパイプを内蔵することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置。
5. 発熱部を定着ベルトに対して離接させる発熱部離接手段と、
   熱均一化部材を定着ベルトに対して離接させる熱均一化部材離接手段と、
   定着ローラと加圧部材との間に供給される記録媒体の寸法に応じて、発熱部および熱均一化部材のうち、少なくともいずれか一方の定着ベルトに対する離接状態を変更するように、発熱部離接手段および熱均一化部材離接手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の定着装置。
6. 発熱部を定着ベルトに対して離接させる発熱部離接手段と、
   熱均一化部材を定着ベルトに対して離接させる熱均一化部材離接手段と、
   動作特性を表す情報に基づいて、発熱部および熱均一化部材のうち、少なくともいずれか一方の定着ベルトに対する離接状態を変更するように、発熱部離接手段および熱均一化部材離接手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の定着装置。
7. 回転可能に設けられる定着ローラと、
   無端状に形成され、定着ローラに巻き掛けられて、定着ローラの回転に伴って回転する定着ベルトと、
   定着ベルトを介して定着ローラに圧接可能に設けられる加圧部材と、
   定着ベルトを加熱する加熱手段とを備え、
   加熱手段は、
   定着ベルトに離接可能に設けられる複数の発熱部であって、定着ベルトの幅方向における寸法が異なる複数の発熱部を有する加熱部材を含むことを特徴とする定着装置。
8. 加熱部材は、円筒状に形成され、定着ベルトの内周面部に当接可能にして、軸線まわりに回動可能に設けられる円筒状基材を含み、
   複数の発熱部は、円筒状基材の周方向に並んで円筒状基材に支持され、円筒状基材の回動に伴って、定着ベルトに対して離接するように形成されることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. 各発熱部を定着ベルトに対して離接させる離接手段と、
   定着ローラと加圧部材との間に供給される記録媒体の寸法に応じて、各発熱部の定着ベルトに対する離接状態を変更するように、離接手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする請求項７または８に記載の定着装置。
10. 各発熱部を定着ベルトに対して離接させる離接手段と、
    動作特性を表す情報に基づいて、各発熱部の定着ベルトに対する離接状態を変更するように、離接手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする請求項７または８に記載の定着装置。
11. 記録媒体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
    トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録媒体に定着する請求項１〜１０のいずれか１つに記載の定着装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。

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