JP2017021325A - 定着装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明では、より適切に定着部材の表面温度を制御し、装置の省エネルギー化を実現できる定着装置を提供することを課題としている。【解決手段】定着ベルト２１の幅方向において、温度センサ２８を、端部ヒータ２３ａの非主発熱領域２３２におけるサポータ２３６とサポータ２３６の中間位置で、端部ヒータ２３ａの中央位置付近（定着ベルト２１の中央位置付近）に配置する。つまり、温度センサ２８を、定着ベルト２１の軸方向において、定着ベルト２１の表面温度が最も低くなりやすい位置に配置する。温度センサ２８は、定着ベルト２１の周方向において、定着ニップＮよりも回転方向下流側で、加熱位置α１よりも回転方向の上流側の加熱位置α１近傍に設けられる。【選択図】図８

Description

本発明は、定着装置および定着装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置においては、未定着の現像剤像を記録媒体表面に定着させるための定着装置が設けられ、当該定着装置には、定着部材を加熱するための加熱源が設けられる。

加熱源は、長手方向の中央部に強発熱領域（主発熱領域）を有する中央ヒータと、長手方向の両端部に強発熱領域を有する端部ヒータを備えるものがある。当該加熱源を有する定着装置では、中央ヒータの発熱領域以下の幅を有する小サイズの記録媒体の定着を行う場合には中央ヒータを用い、中央ヒータの発熱領域より大きい幅を有する大サイズの記録媒体の定着を行う場合には、中央ヒータと端部ヒータの両方を用いる。

上記の加熱源としてはハロゲンヒータが多く用いられ、円筒状のガラス管内部に挿入されたフィラメントを有する。そして、このハロゲンヒータには、定着部材を加熱するための強発熱領域と、それ以外の領域である弱発熱領域（例えば、端部ヒータの幅方向中央領域）が設けられる。

強発熱領域では、フィラメントが螺旋状に密に巻かれている。そして、この密巻部が、ガラス管に取り付けられた保持部材（例えば、環状のサポータ）によって保持されることで、フィラメントを間接的にガラス管に保持させ、その形状をガラス管内で維持している。

一方、弱発熱領域では、主にフィラメントが略直線状に形成されることで、その発熱を防止している（以下、このフィラメントが略直線状に形成された部分を弱発熱部あるいは非発熱部とする）。しかしながら、弱発熱領域においても、保持部材によってフィラメントを保持させてその形状を維持する必要があり、保持部材に保持させるための「捨て巻」とよばれるフィラメント巻部が設けられる。つまり、上記の略直線状のフィラメントでは、保持部材に保持させるだけの十分な太さがないため、保持部材に保持させるためのフィラメント巻部を弱発熱領域に設ける必要があり、この捨て巻の部分で少なからず発熱がある。

このため、弱発熱領域においては、この捨て巻の部分で温度が高くなり、反対に捨て巻同士の間では温度が低くなるため、記録媒体の軸方向に渡って温度リップル（温度差）が生じる。また、温度リップルは、ハロゲンヒータの点灯状態に応じて変化する。

以上の様な構成のハロゲンヒータとして、例えば特許文献１（特開２０１４−２３２６４５号公報）や特許文献２（特開２００２−２５８６４６号公報）のようなものがある。

従来では、上記の様な加熱源を用いた定着装置において、定着部材の温度管理を行う上で、その温度が最も高くなる部分で温度を検知して温度制御を行っていた。

しかしながら、温度が高い部分を検知して温度制御すると、定着部材の温度が定着に必要な温度を下回らない様に、設定温度を実際に必要な温度よりも高めに設定しなければならず、エネルギー消費の増加を招いていた。

この様な事情から、本発明では、より適切に定着部材の表面温度を制御し、省エネルギー化を実現できる定着装置を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明は、回転可能な定着部材と、前記定着部材に当接して定着ニップを形成する対向部材と、前記定着部材を介して前記対向部材と対向し、前記定着ニップを形成するためのニップ形成部材と、前記定着部材を加熱するための加熱源と、前記定着部材の温度を検知する温度検知手段とを有し、記録媒体の表面上の現像剤を定着させる定着装置において、前記加熱源は、発熱部と、非発熱部とが、前記定着部材の軸方向に交互に設けられ、前記温度検知手段が、前記定着部材の軸方向において、前記非発熱部の位置に設けられ、かつ、前記定着部材の回転方向において、前記定着ニップの下流端よりも下流側で、前記加熱源と前記定着部材の距離が最も近い位置である、当該定着部材上の加熱位置よりも上流側に設けられる定着装置を特徴とする。

本発明の定着装置では、温度検知手段が、定着部材の軸方向において、加熱源の加熱量が小さくなる、発熱部同士の間の非発熱部（弱発熱部）の位置の温度を検知する。温度が低くなる位置を基準として定着部材の温度を制御するので、定着部材の温度が必要な定着温度を下回らない様に加熱する事が容易にできる。このため、定着部材の高い温度の位置を検知して温度制御を行う場合の様に、温度設定を高めにして余分な加熱量が発生してしまう事がなく、定着装置の省エネルギー化を実現する事ができる。

画像形成装置の概略構成図である。 定着装置の概略構成図である。 定着ベルトの斜視図である。 本発明の第一実施形態に係るハロゲンヒータの構成を示す概略図である。 サポータの構成について説明する図で、（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は軸方向視の断面図である。 サポータの数が多い場合の温度リップルについて示す図である。 サポータの数が少ない場合の温度リップルについて示す図である。 実施形態の温度センサの配置を示す概略図である。 密巻部が断続的に設けられた構成のハロゲンヒータを示す図である。 均熱部材の平面図である。 他の実施形態の均熱部材の平面図である。 ３層のニップ形成部材の構成を示す断面図である。 ３層のニップ形成部材の構成を示す斜視図である。 ニップ形成部材とハロゲンヒータの位置関係を示す概略図である。 ニップ形成部材の軸方向端部の構成を示す断面図である。 本発明の第二実施形態に係るニップ形成部材の構成を示す概略図である。 本発明の第三実施形態に係るハロゲンヒータの構成を示す概略図である。 本発明の第四および第九実施形態に係るニップ形成部材の構成を示す斜視図である。 本発明の第四および第九実施形態に係るニップ形成部材の構成を示す斜視図である。 本発明の第五および第十実施形態に係るニップ形成部材の構成を示す斜視図である。 定着装置の概略構成図である。 本発明の第六実施形態に係るハロゲンヒータの構成を示す概略図である。 サポータの数が多い場合の温度リップルについて示す図である。 サポータの数が少ない場合の温度リップルについて示す図である。 実施形態の温度センサの配置を示す概略図である。 ニップ形成部材とハロゲンヒータの位置関係を示す概略図である。 本発明の第七実施形態に係るニップ形成部材の構成を示す概略図である。 本発明の第八実施形態に係るハロゲンヒータの構成を示す概略図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

まず、図１を参照して、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の全体構成および動作について説明する。
図１に示す画像形成装置１は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが設けられている。各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。

具体的に、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８などを備える。なお、図１では、ブラックの作像部４Ｋが備える感光体５、帯電装置６、現像装置７、クリーニング装置８のみに符号を付しており、その他の作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃにおいては符号を省略している。

各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配設されている。露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体５の表面へレーザー光を照射するようになっている。

また、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、中間転写体としての中間転写ベルト３０と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ３１と、二次転写手段としての二次転写ローラ３６と、二次転写バックアップローラ３２と、クリーニングバックアップローラ３３と、テンションローラ３４と、ベルトクリーニング装置３５とを備える。

中間転写ベルト３０は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３およびテンションローラ３４によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ３２を回転駆動することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。

４つの一次転写ローラ３１は、それぞれ、各感光体５との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ３１には、電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）および／又は交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。

二次転写ローラ３６は、二次転写バックアップローラ３２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、上記一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６にも電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）および／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。

ベルトクリーニング装置３５は、中間転写ベルト３０に当接するように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を有する。このベルトクリーニング装置３５で回収された廃トナーは、廃トナー移送ホースを介して廃トナー収容器に収容される。

画像形成装置本体の上部には、ボトル収容部２が設けられており、ボトル収容部２には、補給用のトナーを収容する４つのトナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと上記各現像装置７との間に設けた補給路を介して、各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋから各現像装置７にトナーが補給される。

一方、画像形成装置本体の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１１等が設けられている。なお、記録媒体には、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。また、手差し給紙機構が設けてあってもよい。

画像形成装置本体内には、用紙Ｐを給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向上流側には、搬送タイミングを計って用紙Ｐを二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ１２が配設されている。

また、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着装置２０が配設されている。さらに、定着装置２０よりも搬送路Ｒの用紙搬送方向下流側には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。また、装置本体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ１４が設けてある。

続いて、図１を参照して、本実施形態に係るプリンタの基本的動作について説明する。 作像動作が開始されると、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにおける各感光体５が図の時計回りに回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体５の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体５に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体５上に形成された静電潜像に、各現像装置７によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ３２が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト３０を図の矢印で示す方向に周回走行させる。また、各一次転写ローラ３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ３１と各感光体５との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。

その後、各感光体５の回転に伴い、感光体５上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体５上のトナー画像が中間転写ベルト３０上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト３０の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト３０に転写しきれなかった各感光体５上のトナーは、クリーニング装置８によって除去される。そして、各感光体５の表面が除電装置によって除電され、表面電位が初期化される。

プリンタの下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１０から用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１２によって搬送が一旦停止される。

その後、所定のタイミングでレジストローラ１２の回転駆動を開始し、中間転写ベルト３０上のトナー画像が二次転写ニップに達するタイミングに合わせて、用紙Ｐを二次転写ニップへ搬送する。このとき、二次転写ローラ３６には、中間転写ベルト３０上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、この転写電界によって、中間転写ベルト３０上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、このとき用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト３０上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置３５によって除去され、廃トナー収容器へと搬送される。

その後、用紙Ｐは定着装置２０へと搬送され、定着装置２０によって用紙Ｐ上のトナー画像が当該用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、排紙ローラ１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１４上にストックされる。

以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

図２および図２１は、本実施形態の定着装置の断面図である。
以下、図２（あるいは図２１）に基づき、定着装置２０の構成について説明する。
図２（あるいは図２１）に示すように、定着装置２０は、反時計回りの方向へ回転可能な定着部材としての定着ベルト２１と、定着ベルト２１の外周面に当接し、時計回りの方向へ回転可能な対向部材としての加圧ローラ２２と、定着ベルト２１を加熱する加熱源としてのハロゲンヒータ２３と、定着ニップＮを形成するニップ形成部材２４と、ニップ形成部材２４を支持する支持部材としてのステー２５と、ハロゲンヒータ２３からの熱を定着ベルト２１へ反射する反射部材２６と、ハロゲンヒータ２３からの熱を遮蔽する遮蔽部材２７と、定着ベルト２１の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ２８とを備える。

上記定着ベルト２１は、可撓性を有するフィルム状の無端ベルトで形成される。詳しくは、定着ベルト２１は、ニッケルもしくはＳＵＳ等の金属材料又はポリイミド（ＰＩ）などの樹脂材料で形成された内周側の基材と、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などで形成された外周側の離型層によって構成されている。基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。

弾性層が無い場合は、熱容量が小さくなり定着性の向上を達成できるが、未定着トナーを押しつぶして定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に光沢ムラを生じる可能性がある。これを防止するには、厚さ１００μｍ以上の弾性層を設けることが望ましい。厚さ１００μｍ以上の弾性層を設けることで、弾性層の弾性変形により微小な凹凸を吸収することができるので、光沢ムラの発生を回避することができるようになる。

本実施形態では、定着ベルト２１の低熱容量化を図るために、定着ベルト２１を薄くかつ小径化している。具体的には、定着ベルト２１を構成する基材、弾性層、離型層のそれぞれの厚さを、２０〜５０μｍ、１００〜３００μｍ、１０〜５０μｍの範囲に設定し、全体としての厚さを１ｍｍ以下に設定している。また、定着ベルト２１の直径は、２０〜４０ｍｍに設定している。さらに低熱容量化を図るためには、望ましくは、定着ベルト２１全体の厚さを０．２ｍｍ以下にするのがよく、さらに望ましくは、０．１６ｍｍ以下の厚さとするのがよい。また、定着ベルト２１の直径は、３０ｍｍ以下とするのが望ましい。

なお、本実施形態では、加圧ローラ２２の直径を２０〜４０ｍｍに設定しており、定着ベルト２１の直径と加圧ローラ２２の直径が同等となるように構成している。ただし、この構成に限定されるものではなく、例えば定着ベルト２１の直径が加圧ローラ２２の直径よりも小さくなるように構成してもよい。

図３に示すように、定着ベルト２１の両端部の内周には、ベルト保持部材４０が挿入されている。定着ベルト２１は、その軸方向（加圧ローラ２２の軸方向と同方向）の両端部に設けられたベルト保持部材４０で回転自在に支持されており、基本的にベルト保持部材４０以外に定着ベルト２１を支持する部材は存在しない。つまり、定着ベルト２１は、ローラ等に架け渡されていない無張架の状態にある。ベルト保持部材４０は、ハロゲンヒータ２３、およびステー２５と共に、定着装置２０の軸方向の両側に設けられた一対の側板に固定されている。ステー２５の全長は、ハロゲンヒータ２３よりも長く設けられる。

定着ベルト２１の端面とそれに対向するベルト保持部材４０の対向面との間には、定着ベルト２１の端部を保護するスリップリングが設けられている。これにより、定着ベルト２１に軸方向の寄りが生じた場合に、定着ベルト２１の端部がベルト保持部材４０に直接当接するのを防止することができ、端部の摩耗や破損を防ぐことができる。また、スリップリングは、ベルト保持部材４０に外周に対し余裕を持って嵌められている。このため、定着ベルト２１の端部がスリップリングに接触した際に、スリップリングは定着ベルト２１と連れ回り可能となっているが、スリップリングが連れ回りせず、静止していても構わない。スリップリングの材料としては、耐熱性に優れたいわゆるスーパーエンプラ、例えば、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ＰＡＩ、ＰＴＦＥ等を適用することが好ましい。

図２（あるいは図２１）に示す様に、加圧ローラ２２は、芯金２２ａと、芯金２２ａの表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴムといったゴム材料等から成る弾性層２２ｂと、弾性層２２ｂの表面に設けられたＰＦＡ又はＰＴＦＥ等から成る離型層２２ｃとによって構成されている。加圧ローラ２２は、加圧力付与手段によって定着ベルト２１側へ加圧され、定着ベルト２１を介してニップ形成部材２４に当接している。この加圧ローラ２２と定着ベルト２１とが圧接する箇所では、加圧ローラ２２の弾性層２２ｂが押しつぶされることで、所定の幅の定着ニップＮが形成されている。

また、加圧ローラ２２は、装置本体に設けられた定着モータ等の駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ２２が回転すると、その駆動力が定着ニップＮで定着ベルト２１に伝達され、定着ベルト２１が従動回転するようになっている。

本実施形態では、加圧ローラ２２を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ２２の内部にハロゲンヒータ等の加熱源を配設してもよい。また、弾性層２２ｂはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ２２の内部に加熱源が無い場合は、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２１の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。

図２（あるいは図２１）に示す様に、ハロゲンヒータ２３は、定着ベルト２１の定着ニップＮ以外の箇所を加熱できるように、定着ベルト２１の内周側で、かつ、定着ニップＮの用紙搬送方向の上流側に配設されている。ハロゲンヒータ２３は、装置本体に設けられた電源部により出力制御されて発熱するように構成されており、その出力制御は、温度センサ２８による定着ベルト２１の表面温度の検知結果に基づいて行われる。このようなハロゲンヒータ２３の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定できるようになっている。なお、定着ベルト２１の温度を検知する温度センサの代わりに、加圧ローラ２２の温度を検知する温度センサを設け、その温度センサで検知した温度により、定着ベルト２１の温度を予測するようにしてもよい。温度センサ２８は、定着ベルト２１の軸方向の中央に設けられるが、この他、軸方向の端部付近にも、定着ベルト２１の表面温度を検知する温度センサが設けられる。

ハロゲンヒータ２３は、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂの２本のヒータを有しており、中央ヒータ２３ｂは、定着ベルト２１の周方向において、端部ヒータ２３ａよりも定着ニップＮの入口側に配置されている。本実施形態では、ハロゲンヒータ２３には２本のヒータが設けられているが、プリンタで使用する用紙のサイズ等に応じて、ハロゲンヒータ２３の本数を３本以上としてもよい。また、定着ベルト２１を加熱する加熱源として、ハロゲンヒータ以外に、ＩＨ、抵抗発熱体、又はカーボンヒータ等を用いることも可能である。

反射部材２６は、ハロゲンヒータ２３と対向するようにステー２５に固定支持されている。この反射部材２６によって、ハロゲンヒータ２３からの輻射熱を定着ベルト２１へ反射することで、熱がステー２５等に伝達されるのを抑制し、定着ベルト２１を効率良く加熱できるようにして省エネルギー化を図っている。反射部材２６の材料としては、アルミニウムやステンレス等が用いられる。特に、アルミニウム製の基材に輻射率の低い（反射率の高い）銀を蒸着したものを用いた場合、定着ベルト２１の加熱効率を向上させることが可能である。

遮蔽部材２７は、厚さ０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの金属板を、定着ベルト２１の内周面に沿った円弧状の断面形状に形成して構成されている。また、遮蔽部材２７は、定着ベルト２１とハロゲンヒータ２３の間を周方向に移動可能となっている。本実施形態では、定着ベルト２１の周方向領域に、ハロゲンヒータ２３と対向し、ハロゲンヒータ２３に直接加熱される被加熱領域αと、ハロゲンヒータ２３との間に、側板等に固定された他部材（反射部材２６、ステー２５、ニップ形成部材２４等）が介在し、ハロゲンヒータ２３に直接加熱されない非加熱領域βとが形成される。熱遮蔽の必要がない場合は、遮蔽部材２７を非加熱領域β側に移動させ、熱遮蔽する必要がある場合は、遮蔽部材２７を被加熱領域α側に移動させることが可能となっている。なお、図２（あるいは図２１）で示すα、βは領域の一例である。

このように遮蔽部材２７を回転させることで、定着ベルト２１の被加熱領域αの面積を変更して、ハロゲンヒータ２３から定着ベルト２１に照射される輻射熱の熱量を調整するようになっている。これにより、連続通紙時の定着ベルト２１の非通紙領域における過剰な温度上昇を抑制することができ、定着ベルト２１の熱による劣化や損傷を防止することができる。遮蔽部材２７は耐熱性を要するため、その素材には、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属材料、又はセラミックを用いることが好ましい。

ニップ形成部材２４は、定着ベルト２１の内側でかつ定着ベルト２１を介して加圧ローラ２２と対向する位置に配置されている。

ニップ形成部材２４はステー２５で支持される。これにより、加圧ローラ２２による加圧力でニップ形成部材２４に撓みが生じるのを防止し、定着ベルト２１と加圧ローラ２２の対向領域の軸方向全体で均一なニップ幅を形成することができる。ステー２５は、ニップ形成部材２４の撓み防止機能を満足するために、ステンレス等の鋼材をはじめとする金属材料で形成されるが、撓み防止に十分な効果があれば樹脂材料でステー２５を形成することもできる。

ニップ形成部材２４の定着ベルト２１と摺動する面には、低摩擦シートが取り付けられる。定着ベルト２１が回転すると、この低摩擦シートに対して定着ベルト２１の内面が摺動することで、定着ベルト２１に作用する摩擦抵抗の低減が図られる。

次に、実施形態のハロゲンヒータ２３の構成についてより詳しく説明する。

図４に示す様に、ハロゲンヒータ２３は、第一加熱源としての端部ヒータ２３ａと、第二加熱源としての中央ヒータ２３ｂを有する。

端部ヒータ２３ａは、例えばタングステンからなる一本の素線（以下、フィラメント素線とも呼ぶ。）が、例えば石英ガラスからなる、発光管としてのガラス管２３３の中に設けられたフィラメントランプである。

端部ヒータ２３ａは、ハロゲンヒータ２３の軸方向（前述の定着ベルト２１の軸方向と同方向である。以下、単に軸方向とも呼ぶ。）の両端部側に、定着ベルト２１を加熱するための領域である第一強発熱領域２３１ａを有する。第一強発熱領域２３１ａは、フィラメント素線がコイル状に密に巻回されてなる強発熱部（強発光部）としての密巻部２３７と、密巻部２３７を保持するサポータ（詳しくは後述する）からなる。

端部ヒータ２３ａは、軸方向の中央部に、定着ベルト２１の加熱を目的とする領域以外の領域である第一弱発熱領域２３２ａを有する。第一弱発熱領域２３２ａは、フィラメント素線がそのままの状態で直線状に設けられ、強発熱部よりも素線が疎に設けられた、弱発熱部（弱発光部）としての素線部２３４と、素線部２３４の間に一定の間隔で設けられ、フィラメント素線が密に巻回されてなる部分である、強発熱部としての被保持部２３５が設けられる。それぞれの被保持部２３５には、保持部としてのサポータが設けられる。素線部２３４は、フィラメント素線が螺旋状に延びる形状等、フィラメント素線が被保持部２３５や密巻部２３７よりも疎に巻回された疎巻部であってもよい。

図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、端部ヒータ２３ａのサポータ２３６は、例えばタングステンからなる一本の素線（以下、サポータ素線とも呼ぶ。）によって形成され、バネ性を有する。サポータ２３６は、ガラス管２３３に当接する大径環状部２３６ａと、フィラメントを保持する小径環状部２３６ｂと、これらの環状部をつなぐ延出部２３６ｃからなる。

サポータ２３６は、大径環状部２３６ａがガラス管２３３の内周壁に沿う様に設けられることで、ガラス管２３３に取り付けられる。またサポータ２３６は、小径環状部２３６ｂによって被保持部２３５を保持する。これらにより、端部ヒータ２３ａ内部のフィラメント素線が、間接的にガラス管２３３に保持される。

第一弱発熱領域２３２ａは、定着ベルト２１の加熱を目的とする領域ではないため、その全てを素線部２３４によって構成し、第一弱発熱領域２３２ａにおける発熱量を最小限に抑える構成とすることも考えられる。しかし、この場合、サポータ２３６が保持するだけの十分な太さが素線部２３４にはないため、サポータ２３６によってフィラメントを保持することができず、ガラス管２３３内でフィラメントが垂れ下がってしまう等、ガラス管２３３内でのフィラメントの形状を維持することができない。このため、上記の様に、第一弱発熱領域２３２ａに、「捨て巻」と呼ばれるフィラメント巻部よりなる被保持部２３５を設けてサポータ２３６に保持させ、ガラス管２３３内でのフィラメントの形状を維持している。これにより、ガラス管２３３の内部でのフィラメントの形状を維持する事ができ、軸方向視で、ガラス管２３３の中央にフィラメントを安定して位置させることができる。図５では、被保持部２３５を保持するサポータ２３６を用いて説明したが、端部ヒータ２３ａおよび中央ヒータ２３ｂの強発熱領域２３１においても、密巻部２３７を保持するサポータが同様に設けられる。

図４に示すように、中央ヒータ２３ｂは、軸方向の中央部に第二強発熱領域２３１ｂを有し、両端部に第二弱発熱領域２３２ｂを有する。中央ヒータ２３ｂは、第二弱発熱領域２３２ｂにおいて、被保持部２３５に代えて、フィラメント素線の形状維持のために金属製の短絡用芯棒を設けたパーシャルヒータである。

第二強発熱領域２３１ｂにおいては、端部ヒータ２３ａの第一強発熱領域２３１ａと同様に、密巻部２３７が軸方向に設けられ、それを保持するサポータが間隔を置いて設けられる。

第二弱発熱領域２３２ｂにおいては、その軸方向に渡って上記の芯棒が設けられ、この芯材にフィラメント素線が螺旋状に巻き付けられている。また、ガラス管２３３の内周壁に沿う様に設けられたサポータが芯棒を保持することにより、フィラメント素線が間接的にガラス管２３３に保持され、ガラス管２３３内でその形状を維持している。なお、１本の短絡用芯棒をガラス管２３３の軸方向にわたって設け、第二強発熱領域２３１ｂにおいては、この芯棒にフィラメントを密に巻回してなる密巻部を設けた構成とすることもできる。

なお、図４および以下の図では、適宜、端部ヒータ２３ａおよび中央ヒータ２３ｂに設けられるサポータ２３６の記載を省略している。

前述の通り、端部ヒータ２３ａは、フィラメント素線が密に巻回された密巻部２３７を有する第一強発熱領域２３１ａが定着ベルト２１を主に加熱する。しかしながら、第一弱発熱領域２３２ａに設けられた被保持部２３５のフィラメント素線等も発熱しており、少なからず定着ベルト２１を加熱する。

さらに、第一弱発熱領域２３２ａは、素線部２３４と被保持部２３５とからなっており、フィラメント素線の密度が軸方向に一定ではない。このため、第一弱発熱領域２３２ａにおける発熱量は、その軸方向に沿って変化し、定着ベルト２１に対する加熱量も一定ではない。以下、第一弱発熱領域２３２ａにおける軸方向の発熱量の違い（定着ベルト２１の加熱量の違い）について詳しく説明する。

図６は、端部ヒータ２３ａの第一弱発熱領域２３２ａが配置された軸方向の位置（範囲Ｃ）における、定着ベルト２１の軸方向の温度Ｔの分布を示す図で、図６（ｂ）の横軸が定着ベルト２１の軸方向の各位置を示し、縦軸が定着ベルト２１の温度Ｔを示す。

図６（ａ）および図６（ｂ）に示す様に、第一弱発熱領域２３２ａの軸方向において、被保持部２３５では、フィラメント素線が密に巻回され、サポータが取り付けられているため、当該部分に対応する定着ベルト２１の温度Ｔは、素線部２３４に対応する定着ベルト２１の温度Ｔに比べて高くなっている。このため、第一弱発熱領域２３２ａの軸方向において、定着ベルト２１の温度Ｔ（つまり、定着ベルト２１の加熱量）には温度差Ｔ１（以下、温度リップルＴ１とも呼ぶ）が生じ、定着ベルト２１の表面温度は図６（ｂ）の波線の様な温度分布となる。

ここで、図７（ａ）に示す様に、第一弱発熱領域２３２ａに設けられるサポータおよび被保持部２３５の数を減らすことにより、第一弱発熱領域２３２ａにおける捨て巻の量を減らす事ができる。これにより、第一弱発熱領域２３２ａからの余分な発熱量を減らす事ができ、装置の省エネルギー化につながる。

しかし一方で、図７（ｂ）に示す様に、捨て巻を減らすことにより、捨て巻同士（サポータ同士、あるいは被保持部２３５同士）の間隔が大きくなって素線部２３４における温度落ち込みが大きくなり、被保持部２３５と素線部２３４の温度差が広がるため、温度リップルＴ１は、図６（ｂ）と比較して大きくなる。

以上のように、被保持部２３５の数を減らし、被保持部２３５同士の間隔を広げることにより、捨て巻の数を減らして無駄な発熱を減らすことができるが、一方で、被保持部２３５同士の間隔が広がることで、温度リップルが大きくなったり、フィラメントを保持するサポータの同士の間隔が広がることによりガラス管２３３の内部でフィラメントの形状を維持することが難しくなったりしてしまう。このため、被保持部２３５の間隔（素線部２３４の幅）を、ガラス管２３３内部でのフィラメントの形状を維持できる範囲において、無駄な発熱量を極力減らし、かつ、温度リップルを大きくし過ぎない間隔で設定する必要がある。

被保持部２３５同士の間隔は、弱発熱領域に設ける被保持部２３５の数と各被保持部２３５の幅により変化するため、被保持部２３５の幅を適切な幅で設けることが必要である。この点、被保持部２３５の幅は、サポータ２３６によって保持させるために一定の太さ（密度）で設けると共に、一定の幅をもって設ける必要がある。つまり、被保持部２３５の幅をできるだけ小さくして捨て巻の部分を減らし、不要な発熱を減らすことが望ましいが、一方で、被保持部２３５をサポータ２３６によって確実に保持させるための製造時の取り付け公差等を考慮すると、被保持部２３５を一定の幅で設けることが必要である。これらを考慮して、被保持部２３５は４〜７ｍｍの幅で設けることが好ましく、本実施形態では６ｍｍの幅で設けている。

本実施形態では、第一弱発熱領域２３２ａの幅が、Ａ４縦サイズの用紙幅に対応する幅である２１４ｍｍで設けている。また、被保持部２３５同士の間隔（図４の間隔Ｄ）は、温度リップルが大きくなり過ぎず、フィラメントの形状を維持できる間隔として、１１ｍｍに設定している。２１４ｍｍの幅の第一弱発熱領域２３２ａにおいて、６ｍｍの幅の被保持部２３５をそれぞれ１１ｍｍの間隔で、１２個設けている。ただし、それぞれの被保持部２３５の幅および間隔Ｄ（素線部２３４の幅）には部品公差などの若干の誤差があり、厳密にこの幅で設けられているわけではない。また、被保持部２３５を保持するサポータがそれぞれの被保持部２３５に設けられており、サポータ同士の間隔は約１６〜１７ｍｍである。ただし、被保持部２３５の幅や密度、フィラメントの太さ等に応じて、サポータ同士の間隔を適切な距離に適宜設定することができる。

それぞれの被保持部２３５の幅および間隔Ｄ（素線部２３４の幅）を等間隔に設けることにより、温度リップルの変化を軸方向に均等にすることができる。ただし、これに限るものではなく、被保持部２３５の幅および間隔Ｄ（素線部２３４の幅）を部分的に小さくしたり、逆に大きくしたりすることもできる。

前述の様に、発熱量の無駄を減らし、温度リップルを大きくし過ぎない等の観点から、定着ベルト２１の軸方向において、被保持部２３５が第一弱発熱領域２３２ａに対して占める割合は３０％以上３５％以下の範囲に設定される。特に本実施形態では、前述の様に、第一弱発熱領域２３２ａの幅２１４ｍｍに対して、幅６ｍｍの被保持部２３５が１２個設けられており、定着ベルト２１の軸方向において、被保持部２３５が、第一弱発熱領域２３２ａに対して占める割合は、約３４％に設定されている。なお、本実施形態では、Ａ４縦サイズに対応する幅である２１４ｍｍで第二強発熱領域２３１ｂの幅を設け、それに対応するように、１２個の被保持部２３５を第一弱発熱領域２３２ａに設けたが、対応する用紙の幅に応じて第二強発熱領域２３１ｂの幅（および第一弱発熱領域２３２ａの幅）を設け、それに応じて、上記の被保持部２３５の第一弱発熱領域２３２ａに対して占める割合の条件を満たす範囲で、第一弱発熱領域２３２ａに設ける被保持部２３５の個数を変更することができる。

弱発熱領域における発熱量を減らすとともに、温度リップルを大きくし過ぎない範囲として、被保持部２３５同士の間隔は、被保持部２３５の幅の１．５０倍以上１．９０倍以下に設定される。より好ましくは、本実施形態のように、被保持部２３５同士の間隔を被保持部２３５の幅の１．８３倍で設けることで、上記の弱発熱領域における発熱量と温度リップルのバランスを取る事ができる。

本実施形態とは異なる第一弱発熱領域の各部の間隔として、２１０ｍｍ程度の第一弱発熱領域に対して、５．５ｍｍの被保持部（捨て巻）２３５を、８ｍｍ間隔で１５個設けた構成がある（ただし、それぞれの被保持部２３５の幅および被保持部２３５の間隔に誤差があることはもちろんである）。この場合、定着ベルト２１の軸方向において、被保持部２３５が第一弱発熱領域に対して占める割合は約３９％で、被保持部２３５同士の間隔は、被保持部２３５の幅の約１．４５倍となる。この第一弱発熱領域と比較すると、本実施形態の第一弱発熱領域は、より被保持部２３５同士の幅を大きく設けることで、第一弱発熱領域における無駄な発熱量を減らし、かつ、温度リップルをできる限り大きくしない範囲で設定したものである。

ここで、本実施形態の定着装置２０では、定着ベルト２１の回転方向において、定着ニップＮの下流端よりも下流側で、ハロゲンヒータ２３の加熱位置α１の上流側近傍に設けられた温度センサ２８（図２参照）により、ハロゲンヒータ２３によって加熱される前の定着ベルト２１の表面温度を検知し、その結果に基づいて、ハロゲンヒータ２３による定着ベルト２１の加熱量を決定している。

しかし、前述の様に温度リップルＴ１が大きくなると、温度センサ２８が定着ベルト２１のいずれの位置を検知するかによって、検知される表面温度が大きく異なり、適切な加熱量を設定する事が困難になる。例えば、定着ベルト２１の表面温度が高い位置を温度センサ２８が検知すると、ハロゲンヒータ２３による加熱量が、適切な加熱量よりも小さく設定され、定着ベルト２１が十分に加熱されずにコールドオフセットの原因となる。また、ハロゲンヒータ２３による加熱量を大きくすることにより、コールドオフセットを防止する事はできるが、余分な加熱によるエネルギーの無駄が生じてしまい、装置の省エネルギー性を犠牲にしてしまう。

そこで、本実施形態では、図８に示す様に、定着ベルト２１の幅方向において、温度センサ２８を、端部ヒータ２３ａの第一弱発熱領域２３２ａにおけるサポータとサポータの中間位置（被保持部２３５と被保持部２３５の中間位置）で、端部ヒータ２３ａの中央位置付近（定着ベルト２１の中央位置付近）に配置する。

被保持部２３５と被保持部２３５の中間位置は、定着ベルト２１の加熱量が小さくなり、図６等で示した温度曲線の谷間の位置である。本実施形態では、定着装置２０に通紙される用紙Ｐは、軸方向の中央位置を基準として、その軸方向の通紙位置が設定されているため、端部ヒータ２３ａの中央位置付近は、通紙される用紙Ｐの幅方向の中央位置付近であり、定着ベルト２１表面の熱量が用紙Ｐに流れ込み、最もその表面温度が低くなりやすい位置である。

この様に、定着ベルト２１の軸方向において、定着ベルト２１の表面温度が最も低くなりやすい位置に配置された温度センサ２８により、定着ベルト２１の温度を検知する。そして、定着ベルト２１の軸方向に生じる温度リップルＴ１をあらかじめ実測などによって求め、この温度リップルＴ１により、検知された温度の位置でも十分な定着温度が得られ、かつ、最高温度の位置でも定着温度が大きくなり過ぎない温度になる様に、ハロゲンヒータ２３の加熱量を決定する。

以上の様に、定着ベルト２１の最低温度を基準に加熱量を決定する事により、定着ベルト２１の最低温度の位置において十分な定着温度とする事を保証できるので、コールドオフセットの問題が生じない。また、コールドオフセットが生じない様に余分な加熱をする必要もないので、装置の省エネルギー化を実現する事ができる。

なお、定着ベルト２１の加熱位置α１は、遮蔽部材２７等によって遮蔽される事無くハロゲンヒータ２３によって加熱することができる位置で、ハロゲンヒータ２３に最も近い定着ベルト２１表面上の位置を指す。

温度センサ２８を上記の様に配置する事により、定着ニップＮで用紙Ｐによって熱量を奪われた後で、ハロゲンヒータ２３によって加熱される直前の定着ベルト２１の表面温度を検知することができる。これにより、ハロゲンヒータ２３の定着ベルト２１に対する必要な加熱量をより適切に設定する事ができる。

ハロゲンヒータ２３による必要な加熱量を検知するためには、より好ましくは加熱の直前の位置である本実施形態の位置に温度センサ２８を配置する事が好ましいが、定着ニップＮの下流側で、加熱位置α１の上流側であれば、いずれの位置にも温度センサ２８を配置する事ができる。ただし、本実施形態では、加熱位置α１の近傍でハロゲンヒータ２３の近傍に設ける事により、定着装置２０の安全装置としての機能を果たす事ができる。つまり、ハロゲンヒータ２３による加熱量が何らかの不具合によって大きくなり過ぎた場合に、温度センサ２８がその異常を検知し、装置の電源を落とす等の処理をすることができる。

本実施形態では、軸方向において、端部ヒータ２３ａの中央位置付近に温度センサ２８を配置するとしたが、温度センサ２８の配置は必ずしもこれに限らず、定着装置２０に通紙される用紙Ｐの中央位置付近であればよい。さらに、通紙される用紙Ｐの中央位置付近に温度センサ２８を配置する事が好ましいが、それ以外の位置であっても、被保持部２３５と被保持部２３５の間に配置する事により、本発明の効果を得る事ができる。例えば、用紙Ｐの通紙位置が端部揃えで設定される定着装置２０においては、用紙Ｐの中央位置は通紙される用紙Ｐの大きさによって異なるため、温度センサ２８の配置を、いずれかの用紙Ｐの中央位置付近にする等、適宜変更が可能である。

図４等では、第一強発熱領域２３１ａおよび第二強発熱領域２３１ｂにおいて、密巻部２３７が幅方向に連続して設けられる構成を説明したが、例えば図９に示すように、密巻部２３７と密巻部２３７の間に小さな幅で素線部２３８が設けられ、断続的に密巻部２３７が設けられた構成であってもよい。また密巻部２３７と密巻部２３７の間に素線部２３８が設けられる構成の他、密巻部２３７と密巻部２３７の間に、密巻部２３７よりもフィラメントの巻きの密度が薄い疎巻部が設けてあってもよい。

強発熱領域２３１に素線部や疎巻部を設けることにより、強発熱領域２３１におけるフィラメント素線の重量を軽減し、サポータによって支持するフィラメントの重量を軽減する事ができるので、強発熱領域２３１において、サポータ同士の間隔を広げる事ができる。

この様にして強発熱領域２３１に素線部や疎巻部を設けた場合であっても、その幅が密巻部２３７に比べて十分に小さい場合には、素線部や疎巻部によって温度リップルはほとんど生じない。さらに、図９に示すように、中央ヒータ２３ｂの素線部２３８に対向して端部ヒータ２３ａの被保持部２３５を設けることにより、定着ベルト２１の幅方向の温度リップルを、いくらか低減することができるため好ましい。つまり、端部ヒータ２３ａの第一弱発熱領域２３２ａにおいて温度が高くなる部分である被保持部２３５に対向して、中央ヒータ２３ｂの第二強発熱領域２３１ｂにおいて温度が低くなる部分である素線部２３８を配置することにより、幅方向の温度差を一部相殺することができ、定着ベルト２１の軸方向の温度リップルを低減することができる。

次に、中央ヒータ２３ｂの幅方向端部における温度落ち込みについて説明する。中央ヒータ２３ｂにおいては、第二弱発熱領域２３２ｂに被保持部２３５が設けられていないため、第二弱発熱領域２３２ｂにおける発熱がほとんどなく、第二弱発熱領域２３２ｂにおける温度リップルがほとんど生じない。一方で、第二弱発熱領域２３２ｂにおける加熱がほとんどないため、第二弱発熱領域２３２ｂと第二強発熱領域２３１ｂの境目での温度落ち込みが急峻となる。このため、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂともに非パーシャルヒータを用いた場合と比べて、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂのそれぞれの強発熱領域２３１の境目に対応する位置で定着ベルト２１が十分に加熱されず、用紙Ｐが十分に加熱定着されない場合がある。つまり、組み立ての誤差や部品の寸法のばらつき等により、軸方向において、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂの第二強発熱領域２３１ｂのつなぎ目に隙間が生じると、この部分の加熱量がそれ以外の部分に比べて大きく低下してしまうという問題がある。

上記の端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂの強発熱領域２３１のつなぎ目部分における加熱量の低下や、用紙Ｐの端部に対応する位置における定着ベルト２１の温度上昇の問題等を解決するために、本実施形態では、ニップ形成部材２４に均熱部材が設けられる。以下、ニップ形成部材２４の構成について説明する。

図２に示すように、ニップ形成部材２４は、低熱伝導部材としての基材５１と、基材５１よりも定着ニップＮの側に設けられた高熱伝導部材としての均熱部材４１からなる。

均熱部材４１は、基材５１よりも熱伝導率の高い部材によって構成され、定着ベルト２１の側（図２の右側）に配置される。均熱部材４１が定着ベルト２１に軸方向にわたって当接することにより、定着ベルト２１表面の熱量を軸方向に移動させ、定着ベルト２１の表面温度を均一化させる事ができる。

均熱部材４１は、例えば、カーボンナノチューブ（熱伝導率：３０００〜５５００Ｗ／ｍＫ）、グラファイトシート（熱伝導率：７００〜１７５０Ｗ／ｍＫ）、銀（熱伝導率：４２０Ｗ／ｍＫ）、銅（熱伝導率：３９８Ｗ／ｍＫ）、アルミニウム（熱伝導率：２３６Ｗ／ｍＫ）、ＳＥＣＣ（電気亜鉛メッキ鋼）等を用いる事ができる。均熱部材４１の熱伝導率は２３６Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい。また、基材５１は、耐熱性に富む樹脂材料、例えばポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等で形成されている。

本実施形態では、図１０に示すように、均熱部材４１の幅方向外側端部４１ｏｕｔを、均熱部材４１全体の幅方向の最も外側に位置する端部ではなく、均熱部材４１の両端部側に形成された開口部４１ａの幅方向内側端部の位置に規定している。以下、このように規定している理由について説明する。

均熱部材４１に設けられた各開口部４１ａは、均熱部材４１をニップ形成部材２４の基材５１に対して位置決めするためのものである。各開口部４１ａに対して基材５１に設けられた位置決め部としての突起が挿入されることで、基材５１に対する均熱部材４１の幅方向の位置決めがなされる。

開口部４１ａが形成された箇所では、均熱部材４１が定着ベルト２１に対して接触する面積が少なくなるため、開口部４１ａが形成された箇所から幅方向外側への熱伝導機能は低くなる。特に、本実施形態では、図１０に示すように、開口部４１ａの用紙搬送方向長さ（記録媒体搬送方向長さ）Ｌ２が均熱部材４１の用紙搬送方向長さ（記録媒体搬送方向長さ）Ｌ１の半分以上であるため、開口部４１ａから幅方向外側への熱伝導量は少なくなる。すなわち、本実施形態では、均熱部材４１の幅方向領域のうち、幅方向中央位置から開口部４１ａに至るまでの領域Ｑが、主に熱伝導部として機能が期待される部分である。これに対し、開口部４１ａから幅方向外側の領域Ｚは、熱伝導機能を多少有するものの前記熱伝導部に比べて熱伝導機能が低く、主に位置決め部として機能のために設けられた部分である。

このため、本実施形態では、均熱部材４１を構成する部分のうち、均熱部材としての本来の機能が期待される熱伝導部（領域Ｑ）の幅方向外側端部、すなわち開口部４１ａの幅方向内側端部を、均熱部材４１の幅方向外側端部４１ｏｕｔと規定している。なお、本実施形態とは異なり、開口部４１ａの用紙搬送方向長さＬ２が均熱部材４１の用紙搬送方向長さＬ１の半分未満である場合は、開口部４１ａから幅方向外側の部分（領域Ｚ）も主に熱伝導部として機能するものと判断する。従って、この場合は、開口部４１ａから幅方向外側の部分（領域Ｚ）も含めた均熱部材４１全体における幅方向外側端部を均熱部材４１の幅方向外側端部４１ｏｕｔと規定する。

また、図１１に示すように、均熱部材４１は、その幅方向外側端部側に上記のような位置決め部としての開口部を有しない構成であってもよい。この場合、均熱部材４１は、その幅方向全体に渡って定着ベルト２１に対する接触幅（用紙搬送方向の幅）が同じとなるため、全体が熱伝導部として機能する。従って、この場合は、図１１に示すように、均熱部材４１全体における幅方向外側端部を上記均熱部材４１の幅方向外側端部４１ｏｕｔと規定する。

また、ニップ形成部材２４の構成として、上記の様な基材５１と均熱部材４１の２層構成の他、３層構成のニップ形成部材２４とすることもできる。以下、この３層構成のニップ形成部材２４について説明する。

ニップ形成部材２４は、図１２および図１３に示す様に、高熱伝導部材としての均熱部材４１と、吸熱部材４２，４３と、樹脂部材４４および低熱伝導部材としての基材５１を有する。

吸熱部材４２、４３は、基材５１よりも熱伝導率の高い部材によって構成され、例えば、均熱部材４１の材料として使用される、前述のカーボンナノチューブなどを使用する事ができる。吸熱部材４３は、後述する端部温度上昇の問題が発生する位置に対応して設けられる。吸熱部材４２、４３を設ける事により、ニップ形成部材２４の厚み方向（図１２の上下方向で図２の左右方向）の熱移動を促進することができる。これにより、軸方向において、吸熱部材４３が設けられている位置では、基材５１が設けられている位置と比較して、熱量が厚み方向へ移動しやすくなり、定着ベルト２１のこの位置での温度上昇を抑制する事ができる。吸熱部材４２，４３は、均熱部材４１の熱容量不足を補うものであるが、厚みを大きくしすぎる事により、熱移動が過剰になる場合もあるため、図１２の構成よりも軸方向に長く設ける事もできるし、定着ベルト２１の周方向に飛び出す構成としてもよい。

樹脂部材４４は、均熱部材４１と吸熱部材４３の間に設けられる、均熱部材４１および吸熱部材４２，４３よりも熱伝導率の低い部材である。吸熱部材４２，４３を設ける事により、厚み方向へ熱を移動させる事ができるが、熱移動が過剰になり、特に軸方向の吸熱部材４２が設けられた部分で、定着ベルト２１の温度が低くなり過ぎてしまう。そこで、樹脂部材４４を均熱部材４１と吸熱部材４３の間に設けることにより、厚み方向の熱移動が過剰にならない様に抑制している。

以上の様に、ニップ形成部材２４は、熱伝導率の異なる複数の部材が厚み方向に設けられている。

図１３に示す様に、定着ベルト２１の軸方向において、二つの吸熱部材４３によって囲まれた基材５１の幅が、矢印Ａの方向へ通紙される最小の大きさの用紙Ｐ_A（例えばＡ６サイズの用紙）の幅と略同じに設けられている。

図１４は、３層のニップ形成部材２４とハロゲンヒータ２３の位置関係について説明する図である。

図１４に示す様に、軸方向において、均熱部材４１および吸熱部材４２は、ハロゲンヒータ２３の強発熱領域２３１が設けられる発熱幅Ｅの全域にわたって設けられる。また、軸方向において、吸熱部材４３は、端部ヒータ２３ａの第一強発熱領域２３１ａと、中央ヒータ２３ｂの第二強発熱領域２３１ｂのつなぎ目の位置を中心に設けられる。これにより、前述のつなぎ目部分での加熱量の急激な低下を抑制する事ができる。

通紙される用紙Ｐよりも定着ベルト２１の軸方向の外側では、定着ベルト２１の熱量が用紙Ｐに移動せず、定着ベルト２１の温度が上昇する、いわゆる端部温度上昇の問題が発生する。

ここで、端部温度上昇が発生する定着ベルト２１の非通紙領域は、最小幅の用紙Ｐ_Aが通紙される際に最大幅となり、この最大非通過領域としての最大非通紙領域（用紙Ｐ_Aの幅よりも外側で、発熱幅Ｅの内側の領域）の全域にわたって、均熱部材４１が設けられる。これにより、非通紙領域の熱量が軸方向および厚み方向へ移動して端部温度上昇の問題を緩和する事ができる。

また均熱部材４１の通紙方向両端部に、上方へ突出する枠部が軸方向にわたって形成されていてもよい。これにより、均熱部材４１の断面はＵ字状となり、均熱部材４１上に載置される基材５１、樹脂部材４４、吸熱部材４２、吸熱部材４３を確実に受容することができる。また、均熱部材４１の上面に突起を形成し、基材５１、樹脂部材４４、吸熱部材４３等に該突起が嵌合する穴部を形成してもよい。

このとき、吸熱部材４２と吸熱部材４３を１つの部材として製造せず、別個に製造することでコストの削減になる。これを１つの部材として製造する場合、基材５１を受容するための凹部を削り加工により形成する必要があるからである。

また、ニップ形成部材２４を構成する各部材の厚みとしては、ニップ幅１０ｍｍ程度の時に、均熱部材４１は０．２〜０．６ｍｍ、吸熱部材４２は１．８〜６．０ｍｍ、吸熱部材４３は１．０〜２．０ｍｍ、樹脂部材４４は０．５〜１．５ｍｍ、基材５１は１．５〜３．５ｍｍであると好ましい。しかし、これらの範囲に限らない。

図１５は、軸方向に見たニップ部出口部分の概略断面図である。
図１５（ａ）の例では、ニップ形成部材２４の基材５１のニップ部側に設けられた均熱部材４１のニップ出口側に、下方に突出した突出部４５が形成されている。このように突出部４５を形成することで、ニップ部Ｎでの定着後の用紙Ｐを定着ベルト２１から浮かすことができ、分離性が高められる。また、ニップ形成部材２４の周囲には低摩擦シート５９が巻きつけられており、具体的には、低摩擦シート５９は均熱部材４１、基材５１及び吸熱部材４２を覆っている。
図１５（ｂ）の例では、均熱部材４１のニップ出口側に下方に突出した突出部４５が形成され、突出部４５の上部４６はニップ形成部材２４の基材５１の側面に沿って上方に延在している。これにより、定着ベルト２１や用紙Ｐから一定の力を受ける均熱部材４１が周方向へずれ難くなる。また、ニップ形成部材２４の周囲には低摩擦シート５９が巻きつけられており、具体的には、低摩擦シート５９は均熱部材４１を覆っており、その端部は基材５１と上部４６の間に挟まれ、固定されている。

次に、図１６を用いて、本発明の第二実施形態の定着装置について、ニップ形成部材２４の構成を説明する。図１６に示す様に、本実施形態では、軸方向において、端部ヒータ２３ａの第一弱発熱領域２３２ａの被保持部２３５およびサポータが設けられる位置において、吸熱部材４２に基材５１の側への突出部４２１を設け、当該部分における吸熱部材４２の厚みを大きくする。これにより、端部ヒータ２３ａの第一弱発熱領域２３２ａにおいて、発熱量の大きい当該部分に対応して吸熱部材４２の厚みを大きくすることができるので、定着ベルト２１の軸方向の温度をより均一化する事ができる。

また、本実施形態の構成では、樹脂部材４４をニップ形成部材２４の全幅にわたって設けた。また、突出部４２１の突出分を吸収するために、突出部４２１に対応する位置で、樹脂部材４４の厚みを薄くする、一部を切り抜くなどして、その部分に空隙を設けた。

本実施形態では、吸熱部材４２の厚みを大きくするとしたが、軸方向において、被保持部２３５およびサポータが設けられる位置における均熱部材４１の厚みを厚くすることにより、当該位置における熱容量を大きくして、定着ベルト２１の軸方向の温度の均一化を図ってもよい。特に、均熱部材４１は、そのニップ入口においてストレート形状、ニップ出口に向かって傾斜した形状とすると、用紙Ｐの搬送性を確保し、用紙Ｐのしわ防止に効果的である。

次に、図１７を用いて、本発明の第三実施形態の定着装置のハロゲンヒータ２３の構成について説明する。図１７に示す様に、本実施形態では、中央ヒータ２３ｂに、端部ヒータ２３ａと同じく非パーシャルのヒータが用いられ、軸方向に一定間隔で、サポータ２３６が設けられており、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂのサポータ２３６が、軸方向において交互に設けられている。

具体的には、中央ヒータ２３ｂのサポータ２３６は、端部ヒータ２３ａの素線部２３４の位置に設けられ、また逆に、端部ヒータ２３ａの被保持部２３５およびサポータ２３６は、中央ヒータ２３ｂのサポータ２３６が配置されていない位置（サポータ２３６が配置される位置よりも相対的に発熱量の小さい位置）に設けられている。これにより、それぞれのヒータの温度分布が山となる位置と谷になる位置を重ね合わせ、定着ベルト２１の軸方向の加熱量（定着ベルト２１の軸方向の温度分布）をより均一化する事ができる。特に、一方のヒータの被保持部２３５（およびサポータ２３６）の数を奇数とし、他方のヒータの被保持部２３５（およびサポータ２３６）の数を偶数にする事により、交互に一方の温度分布の山と他方の温度分布の谷の数を合わせる事ができる。なお、図１７では、軸方向の中央位置のみを用いて説明したが、軸方向の端部側でも同様の関係になっている。また、軸方向中央および端部のいずれかの位置でサポータが交互に配置さていてもよい。

本実施形態においても、温度センサ２８は、端部ヒータ２３ａの第一弱発熱領域２３２ａの領域内で、第一弱発熱領域２３２ａのサポータ２３６とサポータ２３６の中間位置（被保持部２３５と被保持部２３５の中間位置）であって、端部ヒータ２３ａの幅方向の中央位置付近（定着ベルト２１の中央位置付近）に配置される。ハロゲンヒータ２３の幅方向中央側において、中央ヒータ２３ｂの温度リップルは、端部ヒータ２３ａの温度リップルに比べて小さいため、温度センサ２８を上記配置とする事により、温度センサ２８を定着ベルト２１の表面温度が最も低くなる位置に配置する事ができる。

また、温度センサ２８を端部ヒータ２３ａの中央付近に設けるため、端部ヒータ２３ａの第一弱発熱領域２３２ａにおける被保持部２３５（およびサポータ２３６）の数を偶数にする。

図では、軸方向の中央位置における被保持部２３５のみを示したが、端部位置においても、同様に被保持部２３５が交互に設けられる。

次に、図１８を用いて第四実施形態の定着装置の構成を説明する。図１８はニップ部構成の概略分解斜視図である。
本実施形態では、上記実施形態と同様の長手方向位置に、均熱部材４１と吸熱部材４２の間に吸熱部材４３を設けているが、吸熱部材４３は基材５１に形成された凹部５２に嵌めこまれている。よって、本例では、ニップ形成部材２４は、基材５１、均熱部材４１、吸熱部材４２及び吸熱部材４３を有する。凹部５２は基材５１を貫通しておらず、凹部５２の厚みは凹部が形成されていない基材５１の部分の厚みより薄い。均熱部材４１から吸熱部材４３を介する吸熱部材４２への熱移動量を調節するため、凹部５２の厚みは適宜選択することができる。さらに、吸熱すべき熱量の大きさに応じて凹部５２の通紙方向の幅も適宜選択することができる。吸熱すべき熱量が大きい場合には凹部５２の通紙方向の幅を大きく、吸熱すべき熱量が小さい場合には凹部５２の通紙方向の幅を小さくすればよい。吸熱部材４３と基材５１の上面は面一になっている。凹部５２は基材５１を貫通していて、凹部５２の厚みは凹部が形成されていない基材５１の部分の厚みと等しくてもよい。

次に、図１９，２０を用いて、第五実施形態の定着装置の構成を説明する。図１９は、ニップ部側から見たニップ部構成の概略分解斜視図、図２０は、ステー側から見たニップ部構成の概略分解斜視図である。
以下では主に、本実施形態の他の実施形態と異なる部分を説明する。先ず、均熱部材４１の断面がＵ字状になるように均熱部材４１の通紙方向両端部が上方に折り曲げられている。これにより、均熱部材４１上に載置される基材５１、樹脂部材４４、吸熱部材４２、吸熱部材４３を確実に受容することができる。また、均熱部材４１の通紙方向両端部の上部は鋸歯状部５６を有する。鋸歯状部５６は長手方向に連続的に形成されておらず、鋸歯状部の無い平坦部が所要の間隔で形成されている。組み立てられたニップ形成部材２４の周面に巻きつけられる低摩擦シートは鋸歯状部５６によって確実に保持され、定着ベルト２１の回転に伴いずれにくくなる。平坦部は低摩擦シートを取り付けるためのジグが当接する箇所である。図示の例では、均熱部材４１の通紙方向両端部の上部に鋸歯状部５６が形成されているが、鋸歯状部５６はニップ入口部（図中下方の端部）にのみ形成されてもよい。定着ベルト２１はニップ入口部からニップ出口部に向かって回転するため、低摩擦シートがニップ入口部側でしっかり固定されていればニップ出口部は必ずしも鋸歯状部５６で固定される必要がないからである。

また、吸熱部材４２，４３に穴５３，５４，５５が形成され、基材５１及び樹脂部材４４はその内面にこれら穴に挿入される突起５７，５８（図２０）を備えている。穴５３は、樹脂部材４４の突起５７が挿入して吸熱部材４３を保持するためのものであり、穴５４は、基材５１の突起５７が挿入して吸熱部材４２を保持するためのものである。穴５５には基材５１の突起５８が挿入して吸熱部材４２が保持されるだけでなく、該突起５８は他の突起５７より長く形成されており、ステー２５の嵌合穴に嵌合し、ニップ形成部材２４全体をステー２５に固定する機能を有する。

均熱部材４１のニップ出口側には下方に突出した突出部４５が形成されている。具体的には、均熱部材４１は、１枚の銅板で形成され、ニップ入口側からニップ出口側にかけて（図中下方から上方に）平坦な形状を有するが、均熱部材４１はニップ出口側では加圧ローラ２２側に屈曲され、屈曲部が突出部４５として形成されている。

以上で説明した実施形態と異なる各実施形態の定着装置について以下に説明する。なお、以下の説明では、以上で示したハロゲンヒータの強発熱領域を主発熱領域、弱発熱領域を非主発熱領域、強発熱部を発熱部、弱発熱部を非発熱部と呼ぶ。

図２２に示す第６実施形態の定着装置では、ハロゲンヒータ２３は、端部加熱源としての端部ヒータ２３ａと、中央部加熱源としての中央ヒータ２３ｂを有する。

端部ヒータ２３ａは、例えばタングステンからなる一本の素線（以下、フィラメント素線とも呼ぶ。）が、例えば石英ガラスからなる、発光管としてのガラス管２３３の中に設けられたフィラメントランプである。

端部ヒータ２３ａは、ハロゲンヒータ２３の軸方向（前述の定着ベルト２１の軸方向と同方向である。以下、単に軸方向とも呼ぶ。）の両端部側に、主発熱領域２３１を有する。主発熱領域２３１は、フィラメント素線がコイル状に密に巻回されてなる発熱部（発光部）としての密巻部２３７からなる。

端部ヒータ２３ａは、軸方向の中央部に、非主発熱領域２３２を有する。非主発熱領域２３２は、フィラメント素線がそのままの状態で直線状に設けられ、発熱部よりも素線が疎に設けられた、非発熱部（非発光部）としての素線部２３４と、素線部２３４の間に一定の間隔で設けられる、発熱部としての被保持部２３５と、被保持部２３５上に設けられる、保持部としてのサポータ２３６を有する。素線部２３４は、フィラメント素線が螺旋状に延びる形状であってもよい。

中央ヒータ２３ｂは、軸方向の中央部に主発熱領域２３１を有し、両端部に非主発熱領域２３２を有する。中央ヒータ２３ｂは、後述するパーシャルヒータであり、被保持部２３５やサポータ２３６が設けられていない。

端部ヒータ２３ａのサポータ２３６は、例えばタングステンからなる一本の素線（以下、サポータ素線とも呼ぶ。）によって形成される環状部分で、ガラス管２３３の内周面に当接する。被保持部２３５は、フィラメント素線が密に巻回されてなる部分で、この被保持部２３５にサポータ２３６が取り付けられる。これにより、端部ヒータ２３ａ内部のフィラメント素線が、間接的にガラス管２３３に保持され、ガラス管２３３の内部での形状を維持する事ができる。

図２２では、便宜上、端部ヒータ２３ａの主発熱領域２３１に設けられるサポータ２３６の記載を省略しているが、非主発熱領域２３２と同様、主発熱領域２３１においても、サポータ２３６が等間隔に設けられ、サポータ２３６により、主発熱領域２３１におけるフィラメント素線の形状を維持する事ができる。

前述の通り、端部ヒータ２３ａは、フィラメント素線が密に巻回された密巻部２３７を有する主発熱領域２３１が定着ベルト２１を主に加熱する。しかしながら、非主発熱領域２３２に設けられた被保持部２３５のフィラメント素線等も発熱しており、少なからず定着ベルト２１を加熱する。

つまり、非主発熱領域２３２は、素線部２３４と、フィラメント素線が密に巻回され、サポータ２３６に保持された被保持部２３５とからなっており、フィラメント素線の密度が軸方向に一定ではない。このため、非主発熱領域２３２における発熱量は、その軸方向に沿って変化し、定着ベルト２１の加熱量も一定ではない。以下、非主発熱領域２３２における軸方向の発熱量の違い（定着ベルト２１の加熱量の違い）について詳しく説明する。

図２３は、端部ヒータ２３ａの非主発熱領域２３２が配置された軸方向の位置における、定着ベルト２１の軸方向の温度Ｔの分布を示す図で、図２３（ｂ）の横軸が定着ベルト２１の軸方向の各位置を示し、縦軸が定着ベルト２１の温度Ｔを示す。

図２３（ａ）および図２３（ｂ）に示す様に、非主発熱領域２３２の軸方向において、被保持部２３５では、フィラメント素線が密に巻回され、サポータ２３６が取り付けられているため、当該部分に対応する定着ベルト２１の温度Ｔは、素線部２３４に対応する定着ベルト２１の温度Ｔに比べて高くなっている。このため、非主発熱領域２３２の軸方向において、定着ベルト２１の温度Ｔ（つまり、定着ベルト２１の加熱量）には温度差Ｔ１（以下、温度リップルＴ１とも呼ぶ）が生じ、定着ベルト２１の表面温度は図２３の波線の様な温度分布となる。

ここで、図２４（ａ）に示す様に、非主発熱領域２３２に設けられるサポータ２３６および被保持部２３５の数を減らすことにより、非主発熱領域２３２における捨て巻の量を減らす事ができる。これにより、非主発熱領域２３２からの余分な発熱量を減らす事ができ、装置の省エネルギー化につながる。

しかし一方で、図２４（ｂ）に示す様に、捨て巻を減らすことにより、捨て巻同士（サポータ２３６同士、あるいは被保持部２３５同士）の間隔が大きくなって素線部２３４における温度落ち込みが大きくなり、被保持部２３５と素線部２３４の温度差が広がるため、温度リップルＴ１は、図２３（ｂ）と比較して大きくなる。

ここで、本実施形態の定着装置２０では、定着ベルト２１の回転方向において、定着ニップＮの下流端よりも下流側で、ハロゲンヒータ２３の加熱位置α１の上流側近傍に設けられた温度センサ２８（図２１参照）により、ハロゲンヒータ２３によって加熱される前の定着ベルト２１の表面温度を検知し、その結果に基づいて、ハロゲンヒータ２３による定着ベルト２１の加熱量を決定している。

しかし、前述の様に温度リップルＴ１が大きくなると、温度センサ２８が定着ベルト２１のいずれの位置を検知するかによって、検知される表面温度が大きく異なり、適切な加熱量を設定する事が困難になる。例えば、定着ベルト２１の表面温度が高い位置を温度センサ２８が検知すると、ハロゲンヒータ２３による加熱量が、適切な加熱量よりも小さく設定され、定着ベルト２１が十分に加熱されずにコールドオフセットの原因となる。また、ハロゲンヒータ２３による加熱量を大きくすることにより、コールドオフセットを防止する事はできるが、余分な加熱によるエネルギーの無駄が生じてしまい、装置の省エネルギー性を犠牲にしてしまう。

そこで、本実施形態では、図２５に示す様に、定着ベルト２１の幅方向において、温度センサ２８を、端部ヒータ２３ａの非主発熱領域２３２におけるサポータ２３６とサポータ２３６の中間位置（被保持部２３５と被保持部２３５の中間位置）で、端部ヒータ２３ａの中央位置付近（定着ベルト２１の中央位置付近）に配置する。

サポータ２３６とサポータ２３６の中間位置は、定着ベルト２１の加熱量が小さくなり、図２３等で示した温度曲線の谷間の位置である。本実施形態では、定着装置２０に通紙される用紙Ｐは、軸方向の中央位置を基準として、その軸方向の通紙位置が設定されているため、端部ヒータ２３ａの中央位置付近は、通紙される用紙Ｐの幅方向の中央位置付近であり、定着ベルト２１表面の熱量が用紙Ｐに流れ込み、最もその表面温度が低くなりやすい位置である。

この様に、定着ベルト２１の軸方向において、定着ベルト２１の表面温度が最も低くなりやすい位置に配置された温度センサ２８により、定着ベルト２１の温度を検知する。そして、定着ベルト２１の軸方向に生じる温度リップルＴ１をあらかじめ実測などによって求め、この温度リップルＴ１により、検知された温度の位置でも十分な定着温度が得られ、かつ、最高温度の位置でも定着温度が大きくなり過ぎない温度になる様に、ハロゲンヒータ２３の加熱量を決定する。

以上の様に、定着ベルト２１の最低温度を基準に加熱量を決定する事により、定着ベルト２１の最低温度の位置において十分な定着温度とする事を保証できるので、コールドオフセットの問題が生じない。また、コールドオフセットが生じない様に余分な加熱をする必要もないので、装置の省エネルギー化を実現する事ができる。

なお、定着ベルト２１の加熱位置α１は、遮蔽部材２７等によって遮蔽される事無くハロゲンヒータ２３によって加熱することができる位置で、ハロゲンヒータ２３に最も近い定着ベルト２１表面上の位置を指す。

温度センサ２８を上記の様に配置する事により、定着ニップＮで用紙Ｐによって熱量を奪われた後で、ハロゲンヒータ２３によって加熱される直前の定着ベルト２１の表面温度を検知することができる。これにより、ハロゲンヒータ２３の定着ベルト２１に対する必要な加熱量をより適切に設定する事ができる。

ハロゲンヒータ２３による必要な加熱量を検知するためには、より好ましくは加熱の直前の位置である本実施形態の位置に温度センサ２８を配置する事が好ましいが、定着ニップＮの下流側で、加熱位置α１の上流側であれば、いずれの位置にも温度センサ２８を配置する事ができる。ただし、本実施形態では、加熱位置α１の近傍でハロゲンヒータ２３の近傍に設ける事により、定着装置２０の安全装置としての機能を果たす事ができる。つまり、ハロゲンヒータ２３による加熱量が何らかの不具合によって大きくなり過ぎた場合に、温度センサ２８がその異常を検知し、装置の電源を落とす等の処理をすることができる。

本実施形態では、軸方向において、端部ヒータ２３ａの中央位置付近に温度センサ２８を配置するとしたが、温度センサ２８の配置は必ずしもこれに限らず、定着装置２０に通紙される用紙Ｐの中央位置付近であればよい。さらに、通紙される用紙Ｐの中央位置付近に温度センサ２８を配置する事が好ましいが、それ以外の位置であっても、サポータ２３６とサポータ２３６の間に配置する事により、本発明の効果を得る事ができる。例えば、用紙Ｐの通紙位置が端部揃えで設定される定着装置２０においては、用紙Ｐの中央位置は通紙される用紙Ｐの大きさによって異なるため、温度センサ２８の配置を、いずれかの用紙Ｐの中央位置付近にする等、適宜変更が可能である。

中央ヒータ２３ｂは、軸方向の中央に主発熱領域２３１を有する。中央ヒータ２３ｂは、サポータ２３６に代えて、フィラメント素線の形状維持のために銅線を設けたパーシャルヒータである。当該銅線は中央ヒータ２３ｂの軸方向にわたって設けられ、螺旋状に設けられたフィラメント素線が銅線に巻回されることで、フィラメント素線の形状を維持することができる。

パーシャルヒータにおいては、被保持部２３５が非パーシャルヒータに比べて少ないため、非主発熱領域２３２における発熱がほとんどない。このため、非主発熱領域２３２における温度リップルがほとんど生じない。一方で、非主発熱領域２３２における加熱がほとんどないため、非主発熱領域２３２と主発熱領域２３１の境目での温度落ち込みが急峻となる。このため、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂともに非パーシャルヒータを用いた場合と比べて、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂのそれぞれの主発熱領域２３１の境目に対応する位置で定着ベルト２１が十分に加熱されず、用紙Ｐが十分に加熱定着されない場合がある。つまり、組み立ての誤差や部品の寸法のばらつき等により、軸方向において、端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂの主発熱領域２３１のつなぎ目に隙間が生じると、この部分の加熱量がそれ以外の部分に比べて大きく低下してしまうという問題がある。

上記の端部ヒータ２３ａと中央ヒータ２３ｂの主発熱領域２３１のつなぎ目部分における加熱量の低下や、用紙Ｐの端部に対応する位置における定着ベルト２１の温度上昇の問題等を解決するために、本実施形態では、ニップ形成部材２４に均熱部材が設けられる。以下、ニップ形成部材２４の構成について説明する。

ニップ形成部材２４は、図１２および図１３に示す様に、高熱伝導部材としての均熱部材４１と、吸熱部材４２，４３と、樹脂部材４４および低熱伝導部材としての基材５１を有する。

均熱部材４１は、基材５１よりも熱伝導率の高い部材によって構成され、定着ベルト２１の側（図２１の右側）に配置される。均熱部材４１が定着ベルト２１に軸方向にわたって当接することにより、定着ベルト２１表面の熱量を軸方向に移動させ、定着ベルト２１の表面温度を均一化させる事ができる。

吸熱部材４２、４３は、基材５１よりも熱伝導率の高い部材によって構成される。吸熱部材４３は、後述する端部温度上昇の問題が発生する位置に対応して設けられる。吸熱部材４２、４３を設ける事により、ニップ形成部材２４の厚み方向（図１２の上下方向で図２１の左右方向）の熱移動を促進することができる。これにより、軸方向において、吸熱部材４３が設けられている位置では、基材５１が設けられている位置と比較して、熱量が厚み方向へ移動しやすくなり、定着ベルト２１のこの位置での温度上昇を抑制する事ができる。吸熱部材４２，４３は、均熱部材４１の熱容量不足を補うものであるが、厚みを大きくしすぎる事により、熱移動が過剰になる場合もあるため、図１２の構成よりも軸方向に長く設ける事もできるし、定着ベルト２１の周方向に飛び出す構成としてもよい。

樹脂部材４４は、均熱部材４１と吸熱部材４３の間に設けられる、均熱部材４１および吸熱部材４２，４３よりも熱伝導率の低い部材である。吸熱部材４２，４３を設ける事により、厚み方向へ熱を移動させる事ができるが、熱移動が過剰になり、特に軸方向の吸熱部材４２が設けられた部分で、定着ベルト２１の温度が低くなり過ぎてしまう。そこで、樹脂部材４４を均熱部材４１と吸熱部材４３の間に設けることにより、厚み方向の熱移動が過剰にならない様に抑制している。

以上の様に、ニップ形成部材２４は、熱伝導率の異なる複数の部材が厚み方向に設けられている。

均熱部材４１および吸熱部材４２，４３は、例えば、カーボンナノチューブ、グラファイトシート、銀、銅、アルミニウム、ＳＥＣＣ（電気亜鉛メッキ鋼）等を用いる事ができる。また、基材５１は、耐熱性に富む樹脂材料、例えばポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等で形成されている。

図１３に示す様に、定着ベルト２１の軸方向において、二つの吸熱部材４３によって囲まれた基材５１の幅が、矢印Ａの方向へ通紙される最小の大きさの用紙Ｐ_A（例えばＡ６サイズの用紙）の幅と略同じに設けられている。

図２６は、ニップ形成部材２４とハロゲンヒータ２３の位置関係について説明する図である。

図２６に示す様に、軸方向において、均熱部材４１および吸熱部材４２は、ハロゲンヒータ２３の主発熱領域２３１が設けられる発熱幅Ｅの全域にわたって設けられる。また、軸方向において、吸熱部材４３は、端部ヒータ２３ａの主発熱領域２３１と、中央ヒータ２３ｂの主発熱領域２３１のつなぎ目の位置を中心に設けられる。これにより、前述のつなぎ目部分での加熱量の急激な低下を抑制する事ができる。

通紙される用紙Ｐよりも定着ベルト２１の軸方向の外側では、定着ベルト２１の熱量が用紙Ｐに移動せず、定着ベルト２１の温度が上昇する、いわゆる端部温度上昇の問題が発生する。

ここで、端部温度上昇が発生する定着ベルト２１の非通紙領域は、最小幅の用紙Ｐ_Aが通紙される際に最大幅となり、この最大非通過領域としての最大非通紙領域（用紙Ｐ_Aの幅よりも外側で、発熱幅Ｅの内側の領域）の全域にわたって、均熱部材４１が設けられる。これにより、非通紙領域の熱量が軸方向および厚み方向へ移動して端部温度上昇の問題を緩和する事ができる。

また均熱部材４１の通紙方向両端部に、上方へ突出する枠部が軸方向にわたって形成されていてもよい。これにより、均熱部材４１の断面はＵ字状となり、均熱部材４１上に載置される基材５１、樹脂部材４４、吸熱部材４２、吸熱部材４３を確実に受容することができる。また、均熱部材４１の上面に突起を形成し、基材５１、樹脂部材４４、吸熱部材４３等に該突起が嵌合する穴部を形成してもよい。

このとき、吸熱部材４２と吸熱部材４３を１つの部材として製造せず、別個に製造することでコストの削減になる。これを１つの部材として製造する場合、基材５１を受容するための凹部を削り加工により形成する必要があるからである。

また、ニップ形成部材２４を構成する各部材の厚みとしては、ニップ幅１０ｍｍ程度の時に、均熱部材４１は０．２〜０．６ｍｍ、吸熱部材４２は１．８〜６．０ｍｍ、吸熱部材４３は１．０〜２．０ｍｍ、樹脂部材４４は０．５〜１．５ｍｍ、基材５１は１．５〜３．５ｍｍであると好ましい。しかし、これらの範囲に限らない。

図１５は、軸方向に見たニップ部出口部分の概略断面図である。
図１５（ａ）の例では、ニップ形成部材２４の基材５１のニップ部側に設けられた均熱部材４１のニップ出口側に、下方に突出した突出部４５が形成されている。このように突出部４５を形成することで、ニップ部Ｎでの定着後の用紙Ｐを定着ベルト２１から浮かすことができ、分離性が高められる。また、ニップ形成部材２４の周囲には低摩擦シート５９が巻きつけられており、具体的には、低摩擦シート５９は均熱部材４１、基材５１及び吸熱部材４２を覆っている。
図１５（ｂ）の例では、均熱部材４１のニップ出口側に下方に突出した突出部４５が形成され、突出部４５の上部４６はニップ形成部材２４の基材５１の側面に沿って上方に延在している。これにより、定着ベルト２１や用紙Ｐから一定の力を受ける均熱部材４１が周方向へずれ難くなる。また、ニップ形成部材２４の周囲には低摩擦シート５９が巻きつけられており、具体的には、低摩擦シート５９は均熱部材４１を覆っており、その端部は基材５１と上部４６の間に挟まれ、固定されている。

次に、図２７を用いて、本発明の第七実施形態の定着装置について、ニップ形成部材２４の構成を説明する。図２７に示す様に、本実施形態では、軸方向において、端部ヒータ２３ａの非主発熱領域２３２の被保持部２３５およびサポータ２３６が設けられる位置において、吸熱部材４２に基材５１の側への突出部４２１を設け、当該部分における吸熱部材４２の厚みを大きくする。これにより、端部ヒータ２３ａの非主発熱領域２３２において、発熱量の大きい当該部分に対応して吸熱部材４２の厚みを大きくすることができるので、定着ベルト２１の軸方向の温度をより均一化する事ができる。

また、本実施形態の構成では、樹脂部材４４をニップ形成部材２４の全幅にわたって設けた。また、突出部４２１の突出分を吸収するために、突出部４２１に対応する位置で、樹脂部材４４の厚みを薄くする、一部を切り抜くなどして、その部分に空隙を設けた。

本実施形態では、吸熱部材４２の厚みを大きくするとしたが、軸方向において、被保持部２３５およびサポータ２３６が設けられる位置における均熱部材４１の厚みを厚くすることにより、当該位置における熱容量を大きくして、定着ベルト２１の軸方向の温度の均一化を図ってもよい。特に、均熱部材４１は、そのニップ入口においてストレート形状、ニップ出口に向かって傾斜した形状とすると、用紙Ｐの搬送性を確保し、用紙Ｐのしわ防止に効果的である。

次に、図２８を用いて、本発明の第八実施形態の定着装置のハロゲンヒータ２３の構成について説明する。図２８に示す様に、本実施形態では、中央ヒータ２３ｂに、端部ヒータ２３ａと同じく非パーシャルのヒータが用いられ、軸方向に一定間隔で、被保持部２３５およびサポータ２３６が設けられる。

中央ヒータ２３ｂの被保持部２３５およびサポータ２３６は、端部ヒータ２３ａの素線部２３４の位置に設けられ、また逆に、端部ヒータ２３ａの被保持部２３５およびサポータ２３６は、中央ヒータ２３ｂの素線部２３４の位置に設けられている。つまり、互いの被保持部２３５およびサポータ２３６が軸方向に交互に設けられる。これにより、それぞれのヒータの温度分布が山となる位置と谷になる位置を重ね合わせ、定着ベルト２１の軸方向の加熱量（定着ベルト２１の軸方向の温度分布）をより均一化する事ができる。特に、一方のヒータの被保持部２３５（およびサポータ２３６）の数を奇数とし、他方のヒータの被保持部２３５（およびサポータ２３６）の数を偶数にする事により、交互に一方の温度分布の山と他方の温度分布の谷の数を合わせる事ができる。

本実施形態においても、温度センサ２８は、端部ヒータ２３ａの非主発熱領域２３２の領域内で、サポータ２３６とサポータ２３６の中間位置（被保持部２３５と被保持部２３５の中間位置）であって、端部ヒータ２３ａの幅方向の中央位置付近（定着ベルト２１の中央位置付近）に配置される。ハロゲンヒータ２３の幅方向中央側において、中央ヒータ２３ｂの温度リップルは、端部ヒータ２３ａの温度リップルに比べて無視できるほど小さいため、温度センサ２８を上記配置とする事により、温度センサ２８を定着ベルト２１の表面温度が最も低くなる位置に配置する事ができる。

また、温度センサ２８を端部ヒータ２３ａの中央付近に設けるため、端部ヒータ２３ａの非主発熱領域２３２における被保持部２３５（およびサポータ２３６）の数を偶数にする。

図では、軸方向の中央位置における被保持部２３５およびサポータ２３６のみを示し、端部位置における記載を省略したが、端部位置においても、同様に被保持部２３５およびサポータ２３６が交互に設けられる。

次に、図１８を用いて第九実施形態の定着装置の構成を説明する。図１８はニップ部構成の概略分解斜視図である。
本実施形態では、上記実施形態と同様の長手方向位置に、均熱部材４１と吸熱部材４２の間に吸熱部材４３を設けているが、吸熱部材４３は基材５１に形成された凹部５２に嵌めこまれている。よって、本例では、ニップ形成部材２４は、基材５１、均熱部材４１、吸熱部材４２及び吸熱部材４３を有する。凹部５２は基材５１を貫通しておらず、凹部５２の厚みは凹部が形成されていない基材５１の部分の厚みより薄い。均熱部材４１から吸熱部材４３を介する吸熱部材４２への熱移動量を調節するため、凹部５２の厚みは適宜選択することができる。さらに、吸熱すべき熱量の大きさに応じて凹部５２の通紙方向の幅も適宜選択することができる。吸熱すべき熱量が大きい場合には凹部５２の通紙方向の幅を大きく、吸熱すべき熱量が小さい場合には凹部５２の通紙方向の幅を小さくすればよい。吸熱部材４３と基材５１の上面は面一になっている。凹部５２は基材５１を貫通していて、凹部５２の厚みは凹部が形成されていない基材５１の部分の厚みと等しくてもよい。

次に、図１９，２０を用いて、第十実施形態の定着装置の構成を説明する。図１９は、ニップ部側から見たニップ部構成の概略分解斜視図、図２０は、ステー側から見たニップ部構成の概略分解斜視図である。
以下では主に、本実施形態の他の実施形態と異なる部分を説明する。先ず、均熱部材４１の断面がＵ字状になるように均熱部材４１の通紙方向両端部が上方に折り曲げられている。これにより、均熱部材４１上に載置される基材５１、樹脂部材４４、吸熱部材４２、吸熱部材４３を確実に受容することができる。また、均熱部材４１の通紙方向両端部の上部は鋸歯状部５６を有する。鋸歯状部５６は長手方向に連続的に形成されておらず、鋸歯状部の無い平坦部が所要の間隔で形成されている。組み立てられたニップ形成部材２４の周面に巻きつけられる低摩擦シートは鋸歯状部５６によって確実に保持され、定着ベルト２１の回転に伴いずれにくくなる。平坦部は低摩擦シートを取り付けるためのジグが当接する箇所である。図示の例では、均熱部材４１の通紙方向両端部の上部に鋸歯状部５６が形成されているが、鋸歯状部５６はニップ入口部（図中下方の端部）にのみ形成されてもよい。定着ベルト２１はニップ入口部からニップ出口部に向かって回転するため、低摩擦シートがニップ入口部側でしっかり固定されていればニップ出口部は必ずしも鋸歯状部５６で固定される必要がないからである。

また、吸熱部材４２，４３に穴５３，５４，５５が形成され、基材５１及び樹脂部材４４はその内面にこれら穴に挿入される突起５７，５８（図２０）を備えている。穴５３は、樹脂部材４４の突起５７が挿入して吸熱部材４３を保持するためのものであり、穴５４は、基材５１の突起５７が挿入して吸熱部材４２を保持するためのものである。穴５５には基材５１の突起５８が挿入して吸熱部材４２が保持されるだけでなく、該突起５８は他の突起５７より長く形成されており、ステー２５の嵌合穴に嵌合し、ニップ形成部材２４全体をステー２５に固定する機能を有する。

均熱部材４１のニップ出口側には下方に突出した突出部４５が形成されている。具体的には、均熱部材４１は、１枚の銅板で形成され、ニップ入口側からニップ出口側にかけて（図中下方から上方に）平坦な形状を有するが、均熱部材４１はニップ出口側では加圧ローラ２２側に屈曲され、屈曲部が突出部４５として形成されている。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
本発明に係る画像形成装置は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。

以上の実施形態では、無端状の定着ベルトを加熱源が直接加熱する定着装置について説明した。この他、ローラ形状の定着部材や定着ベルト内部に金属パイプを用いた定着装置等にも本発明を適用する事ができる。ただし、本実施形態のような低熱容量の定着ベルトが直接加熱される定着装置では、定着ベルトの軸方向の温度リップルが大きくなりやすく、本発明の効果をより発揮する事ができる。

１ 画像形成装置
２０ 定着装置
２１ 定着ベルト（定着部材）
２２ 加圧ローラ（対向部材）
２３ ハロゲンヒータ（加熱源）
２３ａ 端部ヒータ（端部加熱源）
２３ｂ 中央ヒータ（中央部加熱源）
２３１ 強発熱領域あるいは主発熱領域
２３２ 弱発熱領域あるいは非主発熱領域
２３３ ガラス管（発光管）
２３４ 素線部（弱発熱部あるいは非発熱部）
２３５ 被保持部（強発熱部あるいは発熱部）
２３６ サポータ（保持部）
２３７ 密巻部（強発熱部あるいは発熱部）
２４ ニップ形成部材
２８ 温度センサ（温度検知手段）
４１ 均熱部材（高熱伝導部材）
４２、４３ 吸熱部材
４４ 樹脂部材
５１ 基材（低熱伝導部材）
α１ 加熱位置

特開２０１４−２３２６４５号公報 特開２００２−２５８６４６号公報

Claims (14)

1. 回転可能な定着部材と、
   前記定着部材に当接して定着ニップを形成する対向部材と、
   前記定着部材を介して前記対向部材と対向し、前記定着ニップを形成するためのニップ形成部材と、
   前記定着部材の軸方向において、端部側に第一強発熱領域を有し、中央側に第一弱発熱領域を有する第一加熱源と、
   前記定着部材の軸方向において、中央側に第二強発熱領域を有し、端部側に第二弱発熱領域を有する第二加熱源と、
   前記定着部材の温度を検知する温度検知手段とを有し、
   記録媒体の表面上の現像剤を定着させる定着装置において、
   前記第一弱発熱領域には、発熱量の多い強発熱部と、強発熱部よりも発熱量の少ない弱発熱部とが、前記軸方向にそれぞれ設けられ、
   前記定着部材の軸方向において、前記温度検知手段は、前記第一弱発熱領域の前記弱発熱部に対向する位置に設けられ、
   前記定着部材の軸方向において、前記強発熱部の幅が、前記第一弱発熱領域の幅に対して３０％以上３５％以下の割合で設けられることを特徴とする定着装置。
2. 前記第一弱発熱領域において、前記弱発熱部の幅が、前記強発熱部の幅の１．５０倍以上１．９０倍以下で設けられる請求項１記載の定着装置。
3. 前記加熱源は、フィラメントが発光管内部に保持されて設けられたフィラメントランプであって、
   前記強発熱部は、フィラメントが密に巻回されてなる密巻部で、前記弱発熱部は、フィラメントが前記密巻部よりも疎に巻回されてなる疎巻部、あるいは、フィラメントが略直線状に設けられた素線部である請求項１または２いずれか記載の定着装置。
4. 前記第二強発熱領域は、Ａ４縦サイズの用紙幅に対応する幅で設けられ、
   前記第一弱発熱領域には強発熱部が１２個設けられる請求項１から３いずれか１項に記載の定着装置。
5. 回転可能な定着部材と、
   前記定着部材に当接して定着ニップを形成する対向部材と、
   前記定着部材を介して前記対向部材と対向し、前記定着ニップを形成するためのニップ形成部材と、
   前記定着部材の軸方向において、端部側に第一強発熱領域を有し、中央側に第一弱発熱領域を有する第一加熱源と、
   前記定着部材の軸方向において、中央側に第二強発熱領域を有し、端部側に第二弱発熱領域を有する第二加熱源と、
   前記定着部材の温度を検知する温度検知手段とを有し、
   記録媒体の表面上の現像剤を定着させる定着装置において、
   前記第一弱発熱領域において、前記弱発熱部の幅が、前記強発熱部の幅の１．５０倍以上１．９０倍以下で設けられることを特徴とする定着装置。
6. 回転可能な定着部材と、
   前記定着部材に当接して定着ニップを形成する対向部材と、
   前記定着部材を介して前記対向部材と対向し、前記定着ニップを形成するためのニップ形成部材と、
   前記定着部材を加熱する加熱源と、
   前記定着部材の温度を検知する温度検知手段とを有し、
   記録媒体の表面上の現像剤を定着させる定着装置において、
   前記加熱源は、発熱部と、非発熱部とが、前記定着部材の軸方向に交互に設けられ、
   前記温度検知手段が、前記定着部材の軸方向において、前記非発熱部の位置に設けられ、かつ、前記定着部材の回転方向において、前記定着ニップの下流端よりも下流側で、前記加熱源と前記定着部材の距離が最も近い位置である、当該定着部材上の加熱位置よりも上流側に設けられることを特徴とする定着装置。
7. 前記温度検知手段が、前記定着部材の軸方向において、二つの前記発熱部の中間位置に設けられる請求項６記載の定着装置。
8. 前記温度検知手段が、前記定着部材の軸方向において、搬送される記録媒体の中央位置付近に設けられる請求項６または７いずれか記載の定着装置。
9. 前記ニップ形成部材は、低熱伝導部材と、低熱伝導部材よりも熱伝導率の高い高熱伝導部材を有し、前記高熱伝導部材が、前記定着部材の軸方向にわたって設けられる請求項６から８いずれか１項に記載の定着装置。
10. 前記加熱源には、前記定着部材を加熱する領域である主発熱領域が設けられ、
    前記定着部材の軸方向において、前記主発熱領域が設けられた領域で、装置に使用される記録媒体として最小幅の記録媒体が前記定着ニップを通過する場合の、前記定着部材の記録媒体が通過しない領域を、最大非通過領域とすると、
    前記高熱伝導部材は、前記定着部材の軸方向において、前記最大非通過領域の全域にわたって設けられる請求項９記載の定着装置。
11. 前記加熱源は、フィラメントが発光管内部に保持されて設けられたフィラメントランプであって、当該加熱源は、当該発光管に当接し、当該フィラメントを保持する保持部を有し、
    前記定着部材の軸方向において、前記高熱伝導部材は、前記保持部が設けられる位置で、その厚みがその他の部分よりも大きい請求項９または１０いずれか記載の定着装置。
12. 前記加熱源は、前記定着部材の軸方向端部を加熱する端部加熱源と、前記定着部材の軸方向中央部を加熱する中央部加熱源とを少なくとも有する請求項６から１１いずれか１項に記載の定着装置。
13. 前記加熱源は、フィラメントが発光管内部に保持されて設けられたフィラメントランプであって、当該加熱源は、当該発光管に当接し、当該フィラメントを保持する保持部を有し、
    前記定着部材の軸方向において、前記端部加熱源が有する前記保持部と前記中央部加熱源が有する保持部が交互に設けられる請求項１２記載の定着装置。
14. 請求項１から１３いずれか１項に記載の定着装置を有する画像形成装置。