JP2020086278A - 加熱装置、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤の温度を精度良く検知する。【解決手段】ニップ部に特定幅の加熱対象部材Ｐ１を通過させて加熱対象部材Ｐ１を加熱する際に、発熱部６０Ａにおける一部の領域が、加熱対象部材Ｐ１が通過する通過領域Ｗ１となり、その他の領域が、加熱対象部材Ｐ１が通過しない非通過領域となる加熱装置であって、発熱部６０Ａの非通過領域に対応する領域で、ベルト部材の温度を検知する非通過領域温度検知手段２７を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、加熱装置、定着装置及び画像形成装置に関する。

複写機、プリンタなどの画像形成装置に用いられる加熱装置として、用紙上のトナーを熱により定着させる定着装置や、用紙上のインクを乾燥させる乾燥装置などが知られている。

例えば、特許文献１（特許第６３３６０２６号公報）には、面状ヒータを備える定着装置が開示されている。この定着装置においては、温度検知素子としてのサーミスタをヒータ基板の裏面側に接触させて、ヒータの温度を検出するようにしている。

ところで、面状ヒータを回転するベルト部材に接触させてベルト部材を加熱する加熱装置においては、ベルト部材の回転に伴ってベルト部材がヒータに対して摺動する。そのため、斯かる加熱装置においては、ベルト部材が円滑に回転できるように、ベルト部材と面状ヒータとの間に耐熱性を有するグリースなどの潤滑剤を介在させる手法が採用されている。

しかしながら、加熱対象部材が通過しない非通過領域においては、ヒータやベルト部材の熱が加熱対象部材に吸収されにくいため、温度が過度に上昇する場合がある。このような場合、サーミスタなどの温度検知手段によって潤滑剤の温度を精度良く検知することができなければ、潤滑剤の温度がその耐熱温度を越えて、潤滑性能が低下する虞があった。

上記課題を解決するため、本発明は、互いに独立して発熱制御可能な複数の発熱部を有する面状の加熱部材と、回転可能に設けられた無端状のベルト部材と、前記ベルト部材の外周面に接触してニップ部を形成する加圧回転体と、前記ベルト部材と前記加熱部材との間に介在する潤滑剤と、を備え、前記ニップ部に特定幅の加熱対象部材を通過させて前記加熱対象部材を加熱する際に、前記発熱部における一部の領域が、前記加熱対象部材が通過する通過領域となり、その他の領域が、前記加熱対象部材が通過しない非通過領域となる加熱装置であって、前記発熱部の前記非通過領域に対応する領域で、前記ベルト部材の温度を検知する非通過領域温度検知手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、非通過領域温度検知手段が、発熱部の非通過領域に対応する領域で、ベルト部材の温度を検知するように配置されていることで、非通過領域温度検知手段によって潤滑剤の温度を精度良く検知することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本実施形態に係る定着装置の概略構成図である。 ヒータの平面図である。 ヒータの分解斜視図である。 ヒータ及びヒータホルダにコネクタを装着した状態を示す図である。 サーミスタと、発熱部と、通紙領域と、の位置関係を示す図である。 第１サーミスタ及び第２サーミスタの構成の一例を示す図である。 第３サーミスタの構成の一例を示す図である。 第３サーミスタを定着ベルトの内周面に対して直接接触させた例を示す図である。 ヒータの裏面と、ベルト内周面及びベルト外周面の各温度を測定したグラフである。 接触式サーミスタの構成の一例を示す図である。 絶縁シートの取付方法を説明するための図である。 絶縁シートの接着面の範囲を示す図である。 ヒータの他の例を示す図である。 ヒータの別の例を示す図である。 ヒータのさらに別の例を示す図である。 第４サーミスタを備える構成を示す図である。 第４サーミスタを備える構成を示す図である。 誤セット用紙通紙時の非通紙領域の温度を検知可能な構成を示す図である。 サーモスタットを備える構成を示す図である。 他の定着装置の構成を示す図である。 別の定着装置の構成を示す図である。 さらに別の定着装置の構成を示す図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明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など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。

図１は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。なお、画像形成装置としては、プリンタのほか、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機などであってもよい。

図１に示す画像形成装置１００は、画像形成部である４つの作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを備える。各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、画像形成装置本体１０３に対して着脱可能に構成され、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック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。具体的には、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、像担持体としてのドラム状の感光体２と、感光体２の表面を帯電する帯電装置３と、感光体２の表面に現像剤としてのトナーを供給してトナー画像を形成する現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング装置５と、を備える。

また、画像形成装置１００は、各感光体２の表面を露光し静電潜像を形成する露光装置６と、記録媒体としての用紙Ｐを供給する給紙装置７と、各感光体２に形成されたトナー画像を用紙Ｐに転写する転写装置８と、用紙Ｐに転写されたトナー画像を定着する定着装置９と、用紙Ｐを装置外に排出する排紙装置１０と、を備える。

転写装置８は、複数のローラによって張架された中間転写体としての無端状の中間転写ベルト１１と、各感光体２上のトナー画像を中間転写ベルト１１へ転写する一次転写部材としての４つの一次転写ローラ１２と、中間転写ベルト１１上に転写されたトナー画像を用紙Ｐへ転写する二次転写部材としての二次転写ローラ１３と、を有する。複数の一次転写ローラ１２は、それぞれ、中間転写ベルト１１を介して感光体２に接触している。これにより、中間転写ベルト１１と各感光体２とが互いに接触し、これらの間に一次転写ニップが形成されている。一方、二次転写ローラ１３は、中間転写ベルト１１を介して中間転写ベルト１１を張架するローラの１つに接触している。これにより、二次転写ローラ１３と中間転写ベルト１１との間には二次転写ニップが形成されている。

また、画像形成装置１００内には、給紙装置７から送り出された用紙Ｐが搬送される用紙搬送路１４が形成されている。この用紙搬送路１４における給紙装置７から二次転写ニップ（二次転写ローラ１３）に至るまでの途中には、一対のタイミングローラ１５が設けられている。

次に、図１を参照して上記画像形成装置の印刷動作について説明する。

印刷動作開始の指示があると、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおいては、感光体２が図１の時計回りに回転駆動され、帯電装置３によって感光体２の表面が均一な高電位に帯電される。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント情報に基づいて、露光装置６が各感光体２の表面を露光することで、露光された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像装置４からトナーが供給され、各感光体２上にトナー画像が形成される。

各感光体２上に形成されたトナー画像は、各感光体２の回転に伴って一次転写ニップ（一次転写ローラ１２の位置）に達すると、図１の反時計回りに回転駆動する中間転写ベルト１１に順次重なり合うように転写される。そして、中間転写ベルト１１上に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト１１の回転に伴って二次転写ニップ（二次転写ローラ１３の位置）へ搬送され、二次転写ニップにおいて搬送されてきた用紙Ｐに転写される。この用紙Ｐは、給紙装置７から供給されたものである。給紙装置７から供給された用紙Ｐは、タイミングローラ１５によって一旦停止された後、中間転写ベルト１１上のトナー画像が二次転写ニップに至るタイミングに合わせて二次転写ニップへ搬送される。かくして、用紙Ｐ上にフルカラーのトナー画像が担持される。また、トナー画像が転写された後、各感光体２上に残留するトナーは各クリーニング装置５によって除去される。

トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置９へと搬送され、定着装置９によって用紙Ｐにトナー画像が定着される。その後、用紙Ｐは排紙装置１０によって装置外に排出されて、一連の印刷動作が完了する。

続いて、定着装置９の構成について説明する。

図２に示すように、本実施形態に係る定着装置９は、定着部材としての無端状のベルト部材から成る定着ベルト２０と、定着ベルト２０の外周面に接触してニップ部Ｎを形成する加圧回転体としての加圧ローラ２１と、定着ベルト２０を加熱する加熱装置１９と、を備えている。加熱装置１９は、加熱部材としての面状のヒータ２２と、ヒータ２２を保持する保持部材としてのヒータホルダ２３と、ヒータホルダ２３を長手方向に渡って補強する補強部材としてのステー２４と、温度検知手段としての複数のサーミスタ２５，２６，２７と、を備えている。

定着ベルト２０は、例えば外径が２５ｍｍで厚みが４０〜１２０μｍのポリイミド（ＰＩ）製の筒状基体を有している。定着ベルト２０の最表層には、耐久性を高めて離型性を確保するために、ＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂による厚みが５〜５０μｍの離型層が形成される。基体と離型層の間に厚さ５０〜５００μｍのゴムなどからなる弾性層を設けてもよい。また、定着ベルト２０の基体はポリイミドに限らず、ＰＥＥＫなどの耐熱性樹脂やニッケル（Ｎｉ）、ＳＵＳなどの金属基体であってもよい。定着ベルト２０の内周面に摺動層としてポリイミドやＰＴＦＥなどをコートしてもよい。

加圧ローラ２１は、例えば外径が２５ｍｍであり、中実の鉄製芯金２１ａと、この芯金２１ａの表面に形成された弾性層２１ｂと、弾性層２１ｂの外側に形成された離型層２１ｃとで構成されている。弾性層２１ｂはシリコーンゴムで形成されており、厚みは例えば３．５ｍｍである。弾性層２１ｂの表面は離型性を高めるために、厚みが例えば４０μｍ程度のフッ素樹脂層による離型層２１ｃを形成するのが望ましい。なお、定着ベルト２０に加圧される加圧回転体として、加圧ローラ２１に代えて無端状の加圧ベルトなどの部材を適用することも可能である。

ヒータ２２は、定着ベルト２０の幅方向に渡って長手状に設けられ、定着ベルト２０の内周面に接触するように配置されている。ヒータ２２は、定着ベルト２０に対して非接触、あるいは低摩擦シートなどを介して間接的に接触する場合であってもよいが、ヒータ２２を定着ベルト２０に対して直接接触させる方が定着ベルト２０への熱伝達効率がよくなる。また、ヒータ２２を定着ベルト２０の外周面に接触させることもできるが、定着ベルト２０の外周面がヒータ２２との接触により傷付くと定着品質が低下する虞があるため、ヒータ２２は定着ベルト２０の内周面に接触している方がよい。ヒータ２２は、基材層５０と、発熱部６０を有する導体層５１と、絶縁層５２と、がヒータホルダ２３側からニップ部Ｎ側に向かって順次積層されて構成されている。

ヒータホルダ２３及びステー２４は、定着ベルト２０の内周側に配置されている。ステー２４は、金属製のチャンネル材で構成され、その両端部分が定着装置９の両側壁部に支持されている。ステー２４によってヒータホルダ２３のヒータ２２側とは反対側の面が支持されていることで、ヒータ２２及びヒータホルダ２３は加圧ローラ２１の加圧力に対して大きく撓むことなく保たれ、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間にニップ部Ｎが形成される。

ヒータホルダ２３は、ヒータ２２の熱によって高温になりやすいため、耐熱性の材料で形成されることが望ましい。例えば、ヒータホルダ２３をＬＣＰやＰＥＥＫなどの低熱伝導性の耐熱性樹脂で形成した場合は、ヒータ２２からヒータホルダ２３への伝熱が抑制され効率的に定着ベルト２０を加熱することが可能である。

加圧ローラ２１と定着ベルト２０は、付勢部材としてのバネによって互いに圧接されている。これにより、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間にニップ部Ｎが形成される。また、加圧ローラ２１は、画像形成装置本体１０３に設けられた駆動手段から駆動力が伝達されて回転駆動する駆動ローラとして機能する。一方、定着ベルト２０は、加圧ローラ２１の回転に伴って従動回転するように構成されている。回転時、定着ベルト２０はヒータ２２に対して摺動するので、定着ベルト２０の摺動性を高めるため、ヒータ２２と定着ベルト２０との間にオイルやグリースなどの潤滑剤を介在させている。潤滑剤としては、フッ素グリース、シリコーングリース、フッ素オイル、シリコーンオイルなどがよい。特に、フッ素グリースは、耐熱温度が高く、高温になっても粘性を維持することができるため、定着ベルト２０の端部からの潤滑剤の流出を抑制できる。

印刷動作が開始されると、加圧ローラ２１が回転駆動され、定着ベルト２０が従動回転を開始する。また、ヒータ２２に電力が供給されることで、定着ベルト２０が加熱される。そして、定着ベルト２０の温度が所定の目標温度（定着温度）に到達した状態で、図２に示すように、未定着トナー画像が担持された用紙Ｐが、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間（ニップ部Ｎ）に搬送されることで、未定着トナー画像が加熱及び加圧されて用紙Ｐに定着される。

図３は、ヒータ２２の平面図、図４は、その分解斜視図である。
なお、以下の説明において、ヒータ２２に対する、定着ベルト２０側（ニップ部Ｎ側）を「表側」と称し、ヒータホルダ２３側を「裏側」と称して説明する。

図４に示すように、ヒータ２２は、板状の基材層５０と、基材層５０の表側に設けられた導体層５１と、導体層５１の表側を被覆する絶縁層５２との、複数の構成層が積層されて構成されている。導体層５１は、面状の抵抗発熱体で構成された複数の発熱部６０と、基材層５０の長手方向両端部側に設けられた複数の電極部６１と、電極部６１と発熱部６０とを接続する複数の給電線６２と、で構成されている。また、図３に示すように、各電極部６１は、後述のコネクタとの接続を確保するため、少なくとも一部が絶縁層５２によって被覆されておらず露出した状態となっている。

基材層５０は、アルミナや窒化アルミナなどのセラミック、ガラスなど絶縁材料で構成されている。また、基材層５０を、ステンレス（ＳＵＳ）や鉄、銅、アルミニウムなどの金属材料で構成し、基材層５０と導体層５１との間に別途絶縁層を設けて絶縁性を確保してもよい。金属材料は、急速加熱に対する耐久性に優れ、加工もしやすいため、低コスト化を図るのに好適である。中でも、アルミニウムや銅は熱伝導性が高く、温度ムラが発生しにくい点で好ましい。また、ステンレスはこれらに比べて安価に製造できる利点がある。

絶縁層５２は、耐熱性ガラスで構成されている。その他に、絶縁層５２の材料として、セラミックあるいはポリイミド（ＰＩ）などを用いることも可能である。

各発熱部６０は、例えば、銀パラジウム（ＡｇＰｄ）やガラス粉末などを調合したペーストをスクリーン印刷などにより基材層５０に塗工し、その後、当該基材層５０を焼成することによって形成することができる。発熱部６０の材料として、これら以外に、銀合金（ＡｇＰｔ）や酸化ルテニウム（ＲｕＯ₂）の抵抗材料を用いてもよい。

給電線６２は、発熱部６０よりも小さい抵抗値の導体で構成されている。給電線６２や電極部６１の材料としては、銀（Ａｇ）もしくは銀パラジウム（ＡｇＰｄ）などを用いることができる。このような材料をスクリーン印刷するなどによって給電線６２や電極部６１を形成することが可能である。

本実施形態では、発熱部６０や電極部６１及び給電線６２に銀やパラジウムなどの合金を用い、ＰＴＣ特性（正の抵抗温度係数）を有するものとした。ＰＴＣ特性とは、温度が高くなると抵抗値が高くなる（一定電圧をかけた場合に、ヒータ出力が下がる）特性である。ＰＴＣ特性を有する発熱部６０とすることで、低温では高出力によって高速で立ち上がり、高温では低出力により過昇温を抑制することができる。例えば、ＰＴＣ特性のＴＣＲ係数を３００〜４０００ｐｐｍ／度程度にすれば、ヒータに必要な抵抗値を確保しながら、低コスト化を図れる。より好ましくは、ＴＣＲ係数を５００〜２０００ｐｐｍ／度とするのがよい。ＴＣＲ係数は、２５度と１２５度とで抵抗値を測定することにより算出することができる。例えば、１００度温度上昇して抵抗値が１０％上昇していれば、ＴＣＲ係数は１０００ｐｐｍ／度である。

また、本実施形態では、発熱部６０が、基材層５０の長手方向に渡って３つ設けられている。３つの発熱部６０のうちの１つは、基材層５０の長手方向中央に配置された第１発熱部としての中央発熱部６０Ａであり、残りの２つは、中央発熱部６０Ａの長手方向両側に配置された第２発熱部としての端部発熱部６０Ｂである。中央発熱部６０Ａと端部発熱部６０Ｂとは、互いに独立して発熱制御可能に構成されている。

図３において、複数の電極部６１を、左から順に、第１電極部６１Ａ、第２電極部６１Ｂ、第３電極部６１Ｃ、第４電極部６１Ｄとすると、第２電極部６１Ｂ及び第４電極部６１Ｄに電圧を印加した場合、中央発熱部６０Ａのみが発熱する。また、第１電極部６１Ａ及び第２電極部６１Ｂに電圧を印加した場合は、図３の左側の端部発熱部６０Ｂのみが発熱し、第２電極部６１Ｂと第３電極部６１Ｃに電圧を印加した場合は、図３の右側の端部発熱部６０Ｂのみが発熱する。また、第１電極部６１Ａと第３電極部６１Ｃとを外部で並列に接続し同時に電圧を印加できるようにしておけば、これらの電極部６１Ａ，６１Ｃと第２電極部６１Ｂとに電圧を印加することで、両方の端部発熱部６０Ｂを同時に発熱させることが可能である。なお、図３中の矢印は、各発熱部６０Ａ，６０Ｂの長手方向に流れる電流の方向を示す。

通紙する用紙の幅が、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１以下である場合は、中央発熱部６０Ａのみ発熱させ、また、通紙する用紙の幅が、中央発熱部６０の幅Ｌ１よりも大きい幅である場合は、中央発熱部６０Ａに加えて各端部発熱部６０Ｂをそれぞれ発熱させることで、通紙領域の大きさに応じて発熱領域の大きさを変更することができる。さらに、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１を、小サイズの用紙幅（例えば、Ａ４紙幅：２１５ｍｍ）に合わせ、一方の端部発熱部６０Ｂから他方の端部発熱部６０Ｂまでを含む発熱領域の幅Ｌ２を、大サイズの用紙幅（例えば、Ａ３紙幅：３０１ｍｍ）に合わせることで、これらの用紙を通紙する際は、非通紙領域における過度な温度上昇が生じにくくなるので（発熱部６０Ａ，６０Ｂ上の非通紙領域がほとんど生じないので）、印刷生産性を高めることができる。

また、図３に示すように、本実施形態において、各発熱部６０Ａ，６０Ｂは、それぞれの両端部において、通紙方向（図３の上下方向）に対して傾斜する傾斜部６０１を有している。また、互いに隣り合う傾斜部６０１の少なくとも一部は、ヒータ２２の長手方向（図３の左右方向）に渡って互いにオーバーラップしており、長手方向の同じ領域Ａ（図３の拡大図参照）内に配置されている。このように、傾斜部６０１同士がオーバーラップして配置されていることで、発熱部６０Ａ，６０Ｂ同士の間での温度の低下を抑制でき、紙幅方向の定着ムラを低減できる。

図５は、ヒータ２２及びヒータホルダ２３にコネクタ７０を装着した状態を示す斜視図である。

図５に示すように、コネクタ７０は、樹脂製のハウジング７１と、ハウジング７１に固定された板バネのコンタクト端子７２と、を有している。コンタクト端子７２はヒータ２２の各電極部６１に接触する一対の接点部７２ａを有する。また、コネクタ７０（コンタクト端子７２）には、給電用の配線（ハーネス）７３が接続されている。

図５に示すように、コネクタ７０は、ヒータ２２とヒータホルダ２３とを表側と裏側とから一緒に挟むようにして取り付けられる。これにより、コンタクト端子７２の各接点部７２ａがヒータ２２の電極部６１に対して弾性的に接触（圧接）することで、コネクタ７０を介して発熱部６０と画像形成装置に設けられた電源とが電気的に接続され、電源から発熱部６０へ電力が供給可能な状態となる。なお、図５に示すヒータ２２の端部側とは反対の端部側にも、同様にコネクタ７０が装着される。

図６は、サーミスタ２５，２６，２７と、発熱部６０Ａ，６０Ｂと、通紙領域Ｗ１，Ｗ２と、の位置関係を示す図である。

図６中の、Ｗ１で示される通紙領域は、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１よりも小さい幅サイズの用紙Ｐ１がニップ部Ｎを通過する際の幅方向の通過領域であり、同図中のＷ２で示される通紙領域は、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１よりも大きい幅サイズの用紙Ｐ２がニップ部Ｎを通過する際の幅方向の通過領域である。

ここで、サーミスタ２５、サーミスタ２６、サーミスタ２７を、以下便宜的に、第１サーミスタ２５、第２サーミスタ２６、第３サーミスタ２７と称すると、第１サーミスタ２５の温度検知部２５ａは、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１内であって、さらに、小サイズ通紙領域Ｗ１内に配置されている。このように、第１サーミスタ２５の温度検知部２５ａが、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１内で、さらに、小サイズ通紙領域Ｗ１内に配置されていることで、小サイズの用紙Ｐ１やこれより幅の大きい各幅の用紙を通紙した際の、中央発熱部６０Ａにおける通紙領域の温度を第１サーミスタ２５によって検知することができる。また、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１よりも小さい幅サイズの用紙が複数種類ある場合は、その中でも最小幅用紙の通紙領域内に、第１サーミスタ２５の温度検知部２５ａを配置することで、中央発熱部６０Ａ上を通過するあらゆるサイズの通紙領域の温度を第１サーミスタ２５によって検知することができるようになる。

第２サーミスタ２６の温度検知部２６ａは、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１よりも外側で、大サイズ通紙領域Ｗ２内に配置されている。すなわち、第２サーミスタ２６の温度検知部２６ａは、大サイズの用紙Ｐ２を通紙する際に、当該用紙Ｐ２が端部発熱部６０Ｂ上を通過する通紙領域に対応して配置されている。このように、第２サーミスタ２６の温度検知部２６ａが、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１よりも外側で、大サイズ通紙領域Ｗ２内に配置されていることで、大サイズの用紙Ｐ２を通紙した際の、端部発熱部６０Ｂにおける通紙領域の温度を第２サーミスタ２６によって検知することができる。また、端部発熱部６０Ｂ上を通過する用紙が複数種類ある場合は、その中でも最小幅用紙の通紙領域内に、第２サーミスタ２６の温度検知部２６ａを配置することで、端部発熱部６０Ｂ上を通過するあらゆるサイズの通紙領域の温度を第２サーミスタ２６によって検知することができるようになる。

第３サーミスタ２７の温度検知部２７ａは、小サイズ通紙領域Ｗ１の外側で、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１内に配置されている。すなわち、第３サーミスタ２７の温度検知部２７ａは、小サイズの用紙Ｐ１を通紙する際に、当該用紙Ｐ１が中央発熱部６０Ａ上を通過しない非通紙領域（非通過領域）に対応して配置されている。このように、第３サーミスタ２７の温度検知部２７ａが、小サイズ通紙領域Ｗ１の外側で、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１内に配置されていることで、小サイズの用紙Ｐ１を通紙した際の、中央発熱部６０Ａにおける非通紙領域の温度を第３サーミスタ２７によって検知することが可能である。

各サーミスタ２５，２６，２７によって検知された温度情報は、各発熱部６０Ａ，６０Ｂの発熱を制御する制御部へ送られ、送られた温度情報に基づき各発熱部６０Ａ，６０Ｂが個別に制御される。これにより、ニップ部Ｎの温度が予め設定された目標の温度（定着温度）となるように制御される。しかしながら、小サイズの用紙を続けて通紙した場合など、非通紙領域におけるヒータ２２の熱があまり消費されない場合は、温度が過剰に上昇することがある。このような場合、非通紙領域における温度が所定の温度以上となったことを第３サーミスタ２７が検知することで、ヒータ２２の発熱量を低下させる制御がなされる。さらに、用紙の搬送速度を下げる、用紙の搬送間隔を広げる、あるいは画像形成を停止することで、非通紙領域における温度上昇が抑制される。

本実施形態では、中央発熱部６０Ａ及び端部発熱部６０が、それぞれの長手方向端部側に、傾斜部６０１を有しているが、傾斜部６０１では、それ以外の部分（各発熱部６０Ａ，６０Ｂの長手方向中央側）に比べて発熱量が低下する。従って、傾斜部６０１に対応する領域に第２サーミスタ２６や第３サーミスタ２７の各温度検知部２６ａ，２７ａが配置されていると、温度の検知精度が低下する可能性がある。そのため、図６に示すように、第２サーミスタ２６及び第３サーミスタ２７の各温度検知部２６ａ，２７ａは、中央発熱部６０Ａの傾斜部６０１又は端部発熱部６０Ｂの傾斜部６０１以外の部分（例えば、発熱部６０Ａ，６０Ｂの長手方向中央側）に配置されることが好ましい。これにより、第２サーミスタ２６及び第３サーミスタ２７の温度検知精度を向上させることができる。

また、本実施形態では、第２サーミスタ２６が一方の端部発熱部６０Ｂ側だけに配置されているが、他方の端部発熱部６０Ｂ側にも第２サーミスタ２６を配置してもよい。ただし、本実施形態のように、各サイズの用紙Ｐ１，Ｐ２がそれぞれの幅方向中央位置Ｍを揃えて搬送される、いわゆる中央搬送基準方式の画像形成装置の場合は、定着ベルトの温度分布が基本的に用紙の幅方向中央位置Ｍを基準に左右対称になるので、一方の端部発熱部６０Ｂ側だけに第２サーミスタ２６を配置すれば、他方の端部発熱部６０Ｂの制御も同様に行うことができる。

ところで、通紙領域に対応して配置される通紙領域センサ（通過領域温度検知手段）としての、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６は、通紙領域の温度を適正な値に制御するため、ニップ部Ｎにおける温度推移を応答性良く正確に検知できることが望ましい。そのため、図２に示すように、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６は、ヒータ２２の裏面（ニップ部Ｎ側とは反対側の面）に接触するように配置されている。このように、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６がヒータ２２の裏面に接触するように配置されていることで、発熱源であってニップ部Ｎに近いヒータ２２の温度を直接検知することができ、その検知結果に基づいて通紙領域の温度を適正な温度に制御することができる。

一方、非通紙領域に対応して配置される非通紙領域センサ（非通過領域温度検知手段）としての、第３サーミスタ２７は、潤滑剤の温度を精度良く検知するため、図２に示すように、定着ベルト２０の外周面に対向するように配置されている。潤滑剤の温度は、ヒータ２２の温度よりも定着ベルト２０の温度に近いため、第３サーミスタ２７によって定着ベルト２０の外周面の温度を検知することで、潤滑剤の温度を精度良く検知することができるようになる。これにより、非通紙領域において過昇温が生じた場合（例えば、定着ベルト２０の温度が２２０℃を超えた場合）に、第３サーミスタ２７の検知結果に基づき、ヒータの発熱量を低下させたり、印刷生産性を低下させたりするなどの、非通紙領域における温度上昇を抑制する制御がなされることで、熱による潤滑剤の劣化を高度に抑制することができ、ひいては潤滑機能を長期に亘って良好に維持することができるようになる。

また、第３サーミスタ２７は、発熱源であるヒータ２２から離れた定着ベルト２０の近傍に配置されていることで、第３サーミスタ２７自体の温度上昇を、第１サーミスタ２５や第２サーミスタ２６に比べて抑制することができる。このため、第３サーミスタ２７の熱による劣化や破損を抑制することができるようになる。また、第３サーミスタ２７がヒータ２２の熱に曝されにくいことで、第３サーミスタ２７として、第１サーミスタ２５や第２サーミスタ２６よりも耐熱性の低い安価なサーミスタを用いることができるようになる。

図７に、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６の構成の一例を示し、図８に、第３サーミスタ２７の構成の一例を示す。

図７に示すように、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６は、ホルダ３０と、弾性部材３１と、温度検知部２５ａ，２６ａとしての温度検知素子３２と、付勢部材としてのバネ３３と、絶縁シート３４と、を有している。ホルダ３０は、ＬＣＰなどの樹脂材料で構成されており、ヒータ２２側の面に弾性部材３１を介して温度検知素子３２が設けられている。弾性部材３１は、ホルダ３０よりも熱伝導率及び剛性の低い材料で構成されており、弾性を有すると共に断熱性も有する。絶縁シート３４は、ＰＩ（ポリイミド）などの絶縁材料で構成され、ホルダ３０、弾性部材３１、及び温度検知素子３２を覆うように設けられている。ホルダ３０はバネ３３によってヒータ２２側に付勢されており、これによって、温度検知素子３２が絶縁シート３４を介してヒータ２２に接触している。また、ホルダ３０からは、温度検知素子３２に接続されている配線（リード線）３５が２本伸びており、各配線３５は絶縁性の被膜で被覆されている。配線３５の被膜は、耐熱性を考慮し、厚さが例えば０．４ｍｍ以上であることが望ましい。また、被膜の厚さが０．４ｍｍ以下の場合は、被膜を複数枚重ねてもよい。

一方、図８に示すように、第３サーミスタ２７は、ホルダ３６と、温度検知部２７ａとしての温度検知素子３７と、絶縁シート３８と、を有している。温度検知素子３７は、ホルダ３６に設けられ、絶縁シート３８を介して定着ベルト２０の外周面と対向している。また、ホルダ３６からは、温度検知素子３７に接続されている配線（リード線）３９が２本伸びており、各配線３９は絶縁性の被膜で被覆されている。

第３サーミスタ２７は、第１サーミスタ２５や第２サーミスタ２６に比べて耐熱性が低くてもよいので、断熱効果を有する弾性部材を有していない。また、第３サーミスタ２７においては耐熱性を低くできるため、ホルダ３６を、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６のホルダ３０よりも耐熱性の低い材料で構成することもできる。また、第３サーミスタ２７の配線３９の被膜も、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６の配線３５の被膜に比べて、耐熱性の低い材料で構成したり、薄くしたり、膜数を少なくしたりすることが可能である。さらに、この例では、第３サーミスタ２７が定着ベルト２０に対して非接触で温度検知するタイプであるので、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６が有する付勢部材を備える必要が無く、安価に構成できる。

上述の実施形態では、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６として、ヒータ２２に接触する接触式のサーミスタを用いているが、ヒータ２２に対して非接触で温度検知する非接触式のサーミスタを用いてもよい。また、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６を、ヒータ２２に対して部材を介して接触させてもよい。例えば、ヒータ２２の裏面（ヒータホルダ２３側の面）に、ヒータホルダ２３より熱伝導率の小さい断熱部材を設け、この断熱部材を介して第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６をヒータ２２に接触させてもよい。このような断熱部材を設けることで、ヒータ２２からヒータホルダ２３への不要な熱伝達が抑制されるので、定着ベルト２０を効果的に加熱できるようになり、省エネを図れる。反対に、ヒータ２２の裏面に、ヒータ２２の基材層５０よりも熱伝導率のよい高熱伝導部材を設け、この熱伝導部材を介して第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６をヒータ２２に接触させてもよい。このような高熱伝導部材を設けることで、ヒータ２２の長手方向や短手方向における温度ムラを抑制できる。特に、ヒータ２２の長手方向における温度ムラを抑制できることで、小サイズ用紙を通紙した際の非通紙領域における温度上昇が緩和されるため、小サイズ用紙の印刷生産性を向上させることができる。また、ヒータ２２の短手方向の温度ムラを抑制できることで、ヒータ２２の裏面の温度上昇のピーク値を低くすることができ、第１サーミスタ２５や第２サーミスタ２６に安価で耐熱性の低いサーミスタを用いることができるようになる。

ただし、第１サーミスタ２５及び第２サーミスタ２６を、ヒータ２２に対して非接触又は部材を介して間接的に接触させる構成では、これらをヒータ２２に対して直接接触させる構成に比べて、各サーミスタ２５，２６で検知される温度と実際の定着ベルト２０の温度との差が大きくなるので、熱による潤滑剤の劣化が懸念される。従って、このような構成においては、本発明の構成を適用し、第３サーミスタ２７によって定着ベルト２０の非通紙領域の温度を検知することで、潤滑剤の劣化を高度に抑制することができるようになる。

本実施形態では、図２に示すように、第３サーミスタ２７が、定着ベルト２０の外周面に対して非接触に配置されている。さらに、第３サーミスタ２７は、定着ベルト２０の外周面上の、定着ベルト２０の回転方向におけるニップ部Ｎよりも上流側（以下、「ニップ入口側」という。）に配置されている。

これに対して、図９に示す例のように、第３サーミスタ２７を、定着ベルト２０の内周面に対して直接（潤滑剤以外の部材を介することなく）接触させ、さらに、定着ベルト２０の回転方向におけるニップ部Ｎよりも下流側（以下、「ニップ出口側」という。）に配置してもよい。

ここで、図１０に基づき、第３サーミスタ２７の配置と、第３サーミスタ２７によって検知される温度との関係について説明する。図１０において、Ｔ１は、第３サーミスタ２７がヒータ２２の裏面に接触するように配置された場合のヒータ裏面の検知温度、Ｔ２は、第３サーミスタ２７が図９に示す位置に配置された場合のベルト内周面の検知温度、Ｔ３は、第３サーミスタ２７が図２に示す位置に配置された場合のベルト外周面の検知温度である。なお、いずれの場合も、ヒータ２２の長手方向における第３サーミスタ２７の位置は、全て同じ位置（図６に示す小サイズ通紙領域Ｗ１の外側で、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１内の位置）である。

第３サーミスタ２７によって温度を検知するにあたって、いずれの場合も、ヒータ２２の長手方向中央側に配置された第１サーミスタ２５の検知温度のピーク値が２００℃となるように制御し、Ａ６サイズの普通紙を、１分あたり３０枚、縦方向に通紙して定着処理を行った。図１０において、αは、ヒータ加熱開始から通紙開始までの立ち上げ時間、βは、通紙中の時間、γは、通紙が終了しヒータ２２の発熱が停止された後の時間を示す。

図１０に示すように、ヒータ裏面の検知温度Ｔ１は、ベルト内周面の検知温度Ｔ２やベルト外周面の検知温度Ｔ３に比べて全体的に高くなった。これは、定着ベルト２０はその回転によって空気中への放熱が促進されるのに対し、ヒータ２２はそのような回転に伴う放熱の促進はないため温度が高いまま維持されたからである。また、通紙中は、ヒータ裏面の検知温度Ｔ１が、通紙時間βの半分程度で温度が飽和しているのに対して、ベルト内周面の検知温度Ｔ２やベルト外周面の検知温度Ｔ３は、ヒータ裏面の検知温度Ｔ１が飽和した後も徐々に温度上昇している。これは、定着ベルト２０がヒータ２２よりも熱容量が大きいため、温度が飽和するまでに時間を要したからである。また、通紙終了後は、いずれの場合も時間の経過に伴って次第に温度が低下するが、ヒータ裏面の検知温度Ｔ１は、ベルト内周面の検知温度Ｔ２やベルト外周面の検知温度Ｔ３に比べて温度低下の勾配が緩やかであった。これは、ヒータ２２は定着ベルト２０を介して熱容量の大きい加圧ローラ２１と対向しているため、加圧ローラ２１に蓄積された熱によりヒータ裏面の検知温度Ｔ１は低下しにくいからである。一方、ベルト内周面の検知温度Ｔ２やベルト外周面の検知温度Ｔ３の検知箇所では加圧ローラ２１のような蓄熱された対向部材はないため、これらの検知温度Ｔ２，Ｔ３の低下はヒータ裏面の検知温度Ｔ１に比べて早くなった。

このように、ヒータ裏面の検知温度Ｔ１は、ベルト内周面の検知温度Ｔ２やベルト外周面の検知温度Ｔ３に比べて、温度の絶対値が異なることに加えて、通紙中の温度飽和までの時間や通紙終了後の温度低下速度も異なる。従って、従来のようなヒータの裏面に配置されたサーミスタの検知温度だけでは、潤滑剤の温度に近い定着ベルト２０の内周面温度を正確に予測することは困難である。これに対して、本発明に係る実施形態においては、図２や図９に示すように、第３サーミスタ２７によって定着ベルト２０の温度を検知することで、潤滑剤の温度により近い温度及びその推移を把握することができ、熱による潤滑剤の劣化を高度に抑制することができるようになる。

また、ベルト内周面の検知温度Ｔ２とベルト外周面の検知温度Ｔ３とを比べた場合、ベルト外周面の検知温度Ｔ３は、ベルト内周面の検知温度Ｔ２よりも全体的に低い温度となっている。これは、定着ベルト２０の熱が内周面から外周面に熱伝達される際の定着ベルト２０の熱抵抗に加えて、図２に示す例では第３サーミスタ２７が定着ベルト２０の外周面に対して非接触に配置されているためである。また、定着ベルト２０の温度は、ヒータ２２による加熱直後のニップ出口側で高くなり、その後、加熱箇所がニップ入口側に至るまでに定着ベルト２０の回転に伴う放熱により温度低下が生じるため、図９に示すニップ出口側での検知温度Ｔ２よりは、図２に示すニップ入口側の検知温度Ｔ３の方が低くなる。このように、ベルト外周面の検知温度Ｔ３は、ベルト内周面の検知温度Ｔ２に比べて、全体的に低く、温度推移のタイミングも若干遅れ傾向にある。

このことから鑑みれば、潤滑剤の温度をより正確に検知するには、図２に示す例のような定着ベルト２０の外周側に第３サーミスタ２７を配置するよりも、図９に示す例のような定着ベルト２０の内周側に第３サーミスタ２７を配置する方が好ましいと言える。特に、定着ベルト２０が、基材と、基材の外周に設けられた弾性層と、を有する場合は、弾性層があることで、定着ベルト２０の内周面と外周面との温度差が大きくなるので、定着ベルト２０の内周面の温度を検知することで、潤滑剤の温度を精度良く検知することができるようになる。また、潤滑剤の温度推移をより応答性良く検知するには、第３サーミスタ２７が定着ベルト２０に対して非接触に配置されている例（図２）よりは、第３サーミスタ２７が定着ベルト２０に対して直接接触して配置されている例（図９）の方が好ましい。さらに好ましくは、図９に示す例のように、定着ベルト２０の温度がより高くなるニップ出口側の温度を検知するのがよいと言える。

なお、第３サーミスタ２７の配置は、定着装置５を構成する他の部材との関係やレイアウト上の都合などに応じて適宜変更可能である。従って、第３サーミスタ２７の配置は、定着ベルト２０の内周又は外周、ニップ入口側又はニップ出口側あるいはそれ以外の箇所、さらに、定着ベルト２０に対して接触するか非接触かのいずれか、を適宜組み合せて決定すればよい。

図９に示す接触式の第３サーミスタ２７としては、例えば、図１１に示すような構成を採用することができる。

図１１に示すサーミスタは、弾性を有する一対の導体４４と、導体４４の間に電気的に接続された温度検知素子４５と、温度検知素子４５及び導体４４を被覆する絶縁シート４６と、導体４４を保持するホルダ４７と、ホルダ４７内で導体４４に対して電気的に接続された配線（リード線）４８と、を有している。温度検知素子４５及び導体４４は、絶縁シート４６を介して定着ベルト２０の内周面に接触する。ホルダ４７は、上記ヒータホルダ２３などに対して位置決め可能な形状に形成されていてもよい。また、ホルダ４７の材料としては、ＬＣＰなどの耐熱性樹脂が好ましい。

絶縁シート４６は、耐熱性を有し、かつ、摺動性に優れるポリイミドやＰＴＦＥなどで構成されることが好ましい。特に、潤滑剤に導電材料が含まれる場合は、温度検知素子４５や導体４４に潤滑剤が付着すると、絶縁状態が維持できなくなる（絶縁破壊を起こす）虞があるため、このような絶縁シート４６によって温度検知素子４５や各導体４４を覆うことが望ましい。また、潤滑剤に導電材料が含まれない場合であっても、定着ベルト２０の内周面やこれに接触するヒータ２２の表面を形成する材料に導電材料が含まれる場合は、定着ベルト２０がヒータ２２に対して摺動する際に導電性の摩耗粉が発生し、それが潤滑剤中に混入する可能性が考えられる。そのため、この場合も同様に、温度検知素子４５や各導体４４は絶縁シート４６に被覆されていることが望ましい。

絶縁シート４６は、例えば、図１２に示すように、半分に折り曲げられて、温度検知素子４５と各導体４４とを挟むようにして取り付けられる。この場合、絶縁シート４６の合わせ面同士の間に導電性の潤滑剤や摩耗粉が侵入しないように、合わせ面同士を耐熱性の接着剤で接着しておくのがよい。また、図１３に示すように、絶縁シート４６の接着面４９（図中の斜線で示す部分）は、少なくとも温度検知素子４５の周囲２ｍｍ以上の範囲、さらに望ましくは導体４４の周囲２ｍｍ以上の範囲（図中の距離Ｅが２ｍｍ以上）であるのがよい。

本発明が適用されるヒータ２２の構成は、上述の例のほか、図１４、図１５、又は図１６に示す構成であってもよい。

図１４に示す例では、中央発熱部６０Ａが、その長手方向に渡って複数の発熱ブロック５９に分割されている。このように、中央発熱部６０Ａを、１つの長い発熱ブロックではなく、複数の短い発熱ブロック５９に分割することで、発熱ブロック５９と端部発熱部６０Ｂとのそれぞれの幅がほぼ同じとなり、これらの抵抗値をほぼ同じにすることができる。例えば、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１がＡ４紙幅（２１５ｍｍ）で、両端部発熱部６０Ｂを含む発熱領域の幅Ｌ２がＡ３紙幅（３０１ｍｍ）である場合は、中央発熱部６０Ａを５つの発熱ブロック５９に分割することで、発熱ブロック５９と端部発熱部６０Ｂとのそれぞれの幅を同じ幅（４３ｍｍ）にすることができる。これにより、各発熱ブロック５９と各端部発熱部６０Ｂとのそれぞれの抵抗値がほぼ同じとなり、定着ベルト２０を幅方向に渡って均一に加熱することができるようになる。

さらに、図１５に示す例では、中央発熱部６０Ａの各発熱ブロック５９と、各端部発熱部６０Ｂとが、それぞれ折り返しパターンに形成されている。この場合、折り返しパターンに沿って電流が流れる。

また、図１６に示す例では、各発熱部６０Ａ，６０Ｂが、それぞれの短手方向の端部にて給電線６２と接続されている。この場合、図１６中の矢印で示すように、各発熱部６０Ａ，６０Ｂの長手方向及び短手方向（斜め方向）に電流が流れるようになる。

以下、上述の実施形態とは異なる実施形態について説明する。主に異なる部分について説明し、それ以外の部分は基本的に上述の実施形態と同様であるので説明を省略する。

図１７に示す実施形態では、定着装置９が、第１サーミスタ２５、第２サーミスタ２６、及び第３サーミスタ２７に加え、端部発熱部６０Ｂの非通紙領域（非通過領域）の温度を検知する非通紙領域センサ（非通過領域温度検知手段）として、第４サーミスタ２８を備えている。第４サーミスタ２８の温度検知部２８ａは、大サイズ通紙領域Ｗ２の外側で、端部発熱部６０Ｂの幅内（両方の端部発熱部６０Ｂを含む幅Ｌ２内）に配置されている。これにより、第４サーミスタ２８によって、大サイズの用紙Ｐ２を通紙した際の、端部発熱部６０Ｂの非通紙領域の温度を検知することができる。また、第４サーミスタ２８の温度検知精度を向上させるため、第２サーミスタ２６や第３サーミスタ２７と同様に、第４サーミスタ２８の温度検知部２８ａは、端部発熱部６０Ｂの傾斜部６０１以外の部分（端部発熱部６０Ｂの長手方向中央側）に対応して配置されていることが望ましい。

このような非通紙領域の温度を検知する第４サーミスタ２８は、第３サーミスタ２７と同様、潤滑剤の温度を精度良く検知するため、図１８に示すように、定着ベルト２０の外周面に対向して配置されている。これにより、端部発熱部６０Ｂの非通紙領域において過昇温が生じた場合でも、そのときの温度を第４サーミスタ２８が検知することで、熱による潤滑剤の劣化を高度に抑制することが可能となる。

図１８に示す例では、第４サーミスタ２８が定着ベルト２０に対して非接触に配置されているが、図９に示す第３サーミスタ２７と同様に、第４サーミスタ２８も、定着ベルト２０の内周面に対して直接接触して配置されてもよい。また、第４サーミスタ２８を、ニップ入口側に配置するほか、ニップ出口側に配置することも可能である。

次に、図１９に示す実施形態では、用紙が誤セットされた場合でも、そのときの非通紙領域における温度上昇を第３サーミスタ２７によって検知できるようにしている。具体的には、第３サーミスタ２７の温度検知部２７ａが、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１内であって、さらに、誤セットがあった場合の通紙領域Ｗ３´よりも外側に配置されている。この誤セットがあった場合の通紙領域Ｗ３´とは、用紙Ｐ３が誤って片方の幅方向端部側に寄せられて、正規位置（図１９の実線で示す位置）から幅方向にずれてセットされた場合に、その用紙Ｐ３がずれ修正されることなくそのまま搬送された際の通紙領域である。このように、本実施形態では、第３サーミスタ２７の温度検知部２７ａが、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１内であって、さらに、誤セットがあった場合の通紙領域Ｗ３´よりも外側に配置されていることで、誤セットされた用紙Ｐ３が通紙された際の、中央発熱部６０Ａにおける非通紙領域の温度を第３サーミスタ２７によって検知することができるようになる。

また、図１９に示す例では、中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１が、用紙Ｐ３と同じ幅サイズに設定されている。この場合、用紙Ｐ３が図１９の実線で示される正規位置で通紙されると、第３サーミスタ２７は中央発熱部６０Ａにおける通紙領域の温度を検知する。一方、用紙Ｐ３が図１９の二点鎖線で示される誤セット位置で通紙されると、第３サーミスタ２７は中央発熱部６０Ａにおける非通紙領域の温度を検知することになる。このように、誤セットがあった場合は、第３サーミスタ２７が非通紙領域の温度を検知するようになり、誤セットの無い場合に検知される通紙領域の温度よりも基本的に高い温度が検知されるので、このときの第３サーミスタ２７による検知温度の違いを確認することで、誤セットの有無を判別できるようになる。そして、誤セットであると判断された場合は、画像形成を停止し、誤セットであることを音や画面表示などでユーザに知らせることで、誤セット状態を解消することが可能となる。なお、このような誤セットの有無を判別する構成は、用紙Ｐ３の幅と中央発熱部６０Ａの幅Ｌ１とが同じサイズである場合に限らない。誤セットの有無に応じて第３サーミスタ２７が配置されている領域が通紙領域と非通紙領域とに変化する紙種であれば、同様に第３サーミスタ２７による検知温度の違いを確認することで、誤セットの有無を判別することが可能である。

続いて、図２０に示す実施形態では、定着装置９が、３つのサーミスタ２５，２６，２７のほかに、２つのサーモスタット４１，４２を備えている。２つのサーモスタット４１，４２は、発熱部６０Ａ，６０Ｂの温度が所定温度以上であることを検知した場合に発熱部６０Ａ，６０Ｂへの通電を遮断する通電遮断手段として機能する。具体的に、各サーモスタット４１，４２は、いずれもヒータ２２の裏面に接触して配置されている。また、一方のサーモスタット４１は、中央発熱部６０Ａに給電する電極部６１Ｄに対して電気的に接続され、他方のサーモスタット４２は、端部発熱部６０Ｂに給電する電極部６１Ａに対して電気的に接続されている。サーモスタット４１，４２が発熱部６０Ａ，６０Ｂにおける過昇温を検知すると、発熱部６０Ａ，６０Ｂへの通電を遮断することで、それ以上のヒータ２２の発熱が停止される。なお、通電遮断手段として、サーモスタットに代えて、ヒューズを用いてもよい。

また、図２０に示す例のように、中央発熱部６０Ａが互いに並列に接続された複数の発熱ブロック５９で構成されている場合、中央発熱部６０Ａに配置されるサーモスタット４１は、第１サーミスタ２５が配置される発熱ブロック５９と同じ発熱ブロック５９に配置されることが望ましい。このように、同じ発熱ブロック５９にサーモスタット４１と第１サーミスタ２５とを配置することで、万が一、この発熱ブロック５９が断線して、サーモスタット４１では過昇温を検知することができない状況になっても、第１サーミスタ２５が断線に起因する異常な温度低下を検知することで、ヒータ２２の故障を把握することができるようになる。

図２０に示す例では、第３サーミスタ２７の温度検知部２７ａを、これに対して近い方のサーモスタット４１から定着ベルト２０の幅方向に所定間隔Ｇあけて配置している。各サーモスタット４１，４２は、その金属面がヒータ２２の裏面に直接接触するように配置されているため、各サーモスタット４１，４２の接触箇所及びその近傍では、ヒータの２２の熱が各サーモスタット４１，４２に吸収され、温度が低下する。このため、各サーモスタット４１，４２の接触箇所及びその近傍に第３サーミスタ２７が配置されていると、第３サーミスタ２７によって非通紙領域における最高温度を検知しにくくなる。

そこで、図２０に示す例においては、第３サーミスタ２７の温度検知部２７ａを、これに対して近い方のサーモスタット４１から定着ベルト２０の幅方向に離して配置し、第３サーミスタ２７がサーモスタット４１による温度低下の影響を受けにくくなるようにしている。第３サーミスタ２７とサーモスタット４１との間の距離Ｇは、温度低下の影響を緩和する観点から１０ｍｍ以上であることが好ましく、レイアウト上の観点から３０ｍｍ以下であることが好ましい。また、サーモスタットが定着ベルト２０の一端部側のみに配置されている場合、これとは反対の端部側に第３サーミスタ２７を配置してもよい。また、サーモスタットが接触することによる温度低下を抑制するため、サーモスタットよりも熱伝導率の小さい部材を介してサーモスタットをヒータに対して接触させてもよい。

また、図２０に示す例では、定着ベルト２０の内周に、第１サーミスタ２５、第２サーミスタ２６、第３サーミスタ２７に加えて、２つのサーモスタット４１，４２が収容されるため、定着ベルト２０内に配置される配線の数が多くなっている。このような場合、制御部又は電源部などの外部装置８０に接続される全ての配線を定着ベルト２０の片方の端部から外部に露出させると、特に径の小さい定着ベルト２０においては配線作業が行いにくくなり、作業性が低下する虞がある。また、配線を通すスペースを確保しなければならないため、定着ベルト２０の小径化を妨げることにもなる。

そのため、図２０に示す例では、第１サーミスタ２５、第２サーミスタ２６、第３サーミスタ２７及び各サーモスタット４１，４２に接続される複数の配線うち、一部の配線ｋ１，ｋ２，ｋ３を、定着ベルト２０の一端部２１ａ側から外部に露出させ、その他の配線ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４，ｍ５を、定着ベルト２０の他端部２１ｂ側から外部に露出させている。このように、配線を、定着ベルト２０の一端部側と他端部側とに分けて露出させることで、配線が１つの端部に集中することによる配線作業の低下や定着ベルト２０の小径化の妨げを回避することが可能となる。

以上のように、上述の各実施形態に係る定着装置においては、ニップ部に特定幅の用紙を通過させた際に、発熱部における一部の領域が通紙領域となり、その他の領域が非通紙領域となる構成において、その非通紙領域の温度を検知するサーミスタ（第３サーミスタ２７又は第４サーミスタ２８）が定着ベルトの温度を検知することで、潤滑剤の温度を精度良く検知することでき、熱による潤滑剤の劣化を高度に抑制することが可能である。また、サーミスタが定着ベルトの温度を検知する位置に配置されることで、ヒータの温度を検知するように配置されたサーミスタに比べて、サーミスタの温度上昇が抑制され、劣化や破損の虞を低減できるようになる。また、サーミスタの温度上昇が抑制されることで、耐熱性の低いサーミスタを用いることができるようになり、低コスト化も図れるようになる。

また、本発明に係る構成は、ＰＴＣ特性を有するヒータに適用された場合、より大きな効果を期待できる。すなわち、ヒータがＰＴＣ特性を有する場合は、非通紙領域で温度上昇すると、その部分の抵抗値が上昇し、ますます発熱量が多くなるので、温度上昇が顕著となり、潤滑剤が温度上昇しやすくなる。従って、このようなＰＴＣ特性を有するヒータを用いる構成においては、非通紙領域の温度を検知するサーミスタによって定着ベルトの温度を検知することで、潤滑剤の温度を正確かつ応答性良く検知することができ、熱による潤滑剤の劣化を高度に抑制することが可能となる。なお、上述のＰＴＣ特性に起因する非通紙領域の温度上昇は、図３に示すヒータ２２のほか、図１４〜図１６に示す各ヒータ２２など、少なくとも長手方向（用紙幅方向）に電流が流れる構成であれば同様に発生する。

また、本発明は、上述の定着装置のほか、図２１〜図２３に示すような定着装置にも適用可能である。以下、図２１〜図２３に示す各定着装置の構成について簡単に説明する。

まず、図２１に示す定着装置９は、定着ベルト２０に対して加圧ローラ２１側とは反対側に、押圧ローラ９０が配置されており、この押圧ローラ９０とヒータ２２とによって定着ベルト２０を挟んで加熱するように構成されている。一方、加圧ローラ２１側では、定着ベルト２０の内周にニップ形成部材９１が配置されている。ニップ形成部材９１は、ステー２４によって支持されており、ニップ形成部材９１と加圧ローラ２１とによって定着ベルト２０を挟んでニップ部Ｎを形成している。

次に、図２２に示す定着装置９では、前述の押圧ローラ９０が省略されており、定着ベルト２０とヒータ２２との周方向接触長さを確保するために、ヒータ２２が定着ベルト２０の曲率に合わせて円弧状に形成されている。その他は、図２１に示す定着装置９と同じ構成である。

最後に、図２３に示す定着装置９では、定着ベルト２０のほかに加圧ベルト９２が設けられ、加熱ニップ（第１ニップ部）Ｎ１と定着ニップ（第２ニップ部）Ｎ２とを分けて構成している。すなわち、加圧ローラ２１に対して定着ベルト２０側とは反対側に、ニップ形成部材９１とステー９３とを配置し、これらニップ形成部材９１とステー９３を内包するように加圧ベルト９２を回転可能に配置している。そして、加圧ベルト９２と加圧ローラ２１との間の定着ニップＮ２に用紙Ｐを通紙して加熱及び加圧して画像を定着する。その他は、図２に示す定着装置９と同じ構成である。

以上、種々の定着装置の構成について説明したが、本発明に係る加熱装置は、定着装置に適用される場合に限らない。例えば、本発明に係る加熱装置は、用紙に塗布されたインクを乾燥させるために、インクジェット方式の画像形成装置に搭載される乾燥装置にも適用可能である。さらに、本発明に係る加熱装置は、用紙を加熱対象部材として加熱する加熱装置に限らない。例えば、シートの表面に被覆部材としてのフィルムを重ねて、これらを加熱して圧着する被覆装置（ラミネータ）にも適用可能である。

９ 定着装置
１９ 加熱装置
２０ 定着ベルト（ベルト部材）
２１ 加圧ローラ（加圧回転体）
２２ ヒータ（加熱部材）
２５ 第１サーミスタ（通過領域温度検知手段）
２６ 第２サーミスタ（通過領域温度検知手段）
２７ 第３サーミスタ（非通過領域温度検知手段）
２８ 第４サーミスタ（非通過領域温度検知手段）
４１ サーモスタット（通電遮断手段）
４２ サーモスタット（通電遮断手段）
４５ 温度検知素子
４６ 絶縁シート
４９ 接着面
６０ 発熱部
６０Ａ 中央発熱部
６０Ｂ 端部発熱部
Ｐ 用紙（記録媒体、加熱対象部材）
Ｎ ニップ部

特許第６３３６０２６号公報

Claims (17)

1. 互いに独立して発熱制御可能な複数の発熱部を有する面状の加熱部材と、
   回転可能に設けられた無端状のベルト部材と、
   前記ベルト部材の外周面に接触してニップ部を形成する加圧回転体と、
   前記ベルト部材と前記加熱部材との間に介在する潤滑剤と、
   を備え、
   前記ニップ部に特定幅の加熱対象部材を通過させて前記加熱対象部材を加熱する際に、前記発熱部における一部の領域が、前記加熱対象部材が通過する通過領域となり、その他の領域が、前記加熱対象部材が通過しない非通過領域となる加熱装置であって、
   前記発熱部の前記非通過領域に対応する領域で、前記ベルト部材の温度を検知する非通過領域温度検知手段を備えることを特徴とする加熱装置。
2. 前記発熱部は、幅方向の中央側よりも端部側で発熱量が低く、
   前記非通過領域温度検知手段は、前記発熱部の幅方向の中央側に対応して配置されている請求項１に記載の加熱装置。
3. 前記非通過領域温度検知手段は、前記ベルト部材の回転方向における前記ニップ部よりも下流側に配置されている請求項１又は２に記載の加熱装置。
4. 前記非通過領域温度検知手段は、前記ベルト部材の内周面の温度を検知する請求項１から３のいずれか１項に記載の加熱装置。
5. 前記非通過領域温度検知手段は、前記ベルト部材の内周面に接触して温度を検知する請求項４に記載の加熱装置。
6. 前記ベルト部材は、基材と、前記基材の外周に設けられた弾性層と、を有する請求項４又は５に記載の加熱装置。
7. 前記非通過領域温度検知手段は、温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子と前記ベルト部材との間に介在する絶縁シートと、を有する請求項１から６のいずれか１項に記載の加熱装置。
8. 前記温度検知素子は、前記絶縁シートによって覆われ、
   前記温度検知素子の周囲に渡って前記絶縁シート同士が接着されている請求項７に記載の加熱装置。
9. 前記加熱部材に直接又は間接的に接触すると共に、前記発熱部の温度が所定温度以上である場合に前記発熱部への通電を遮断する通電遮断手段を備え、
   前記非通過領域温度検知手段の位置は、前記通電遮断手段の位置に対して前記ベルト部材の幅方向に１０ｍｍ以上離れている請求項１から８のいずれか１項に記載の加熱装置。
10. 前記加熱部材に直接又は間接的に接触すると共に、前記発熱部の温度が所定温度以上である場合に前記発熱部への通電を遮断する通電遮断手段を備え、
    前記非通過領域温度検知手段と前記通電遮断手段とは、互いに前記ベルト部材の反対の端部側に配置されている請求項１から８のいずれか１項に記載の加熱装置。
11. 前記特定幅の加熱対象部材は、前記ニップ部を通過する複数種類の幅の加熱対象部材のうち、最小幅の加熱対象部材である請求項１から１０のいずれか１項に記載の加熱装置。
12. 前記非通過領域温度検知手段は、前記特定幅よりも大きい幅の加熱対象部材が正規位置から幅方向にずれて前記ニップ部を通過する際に、前記特定幅よりも大きい幅の加熱対象部材が通過しない非通過領域に対応して配置されている請求項１から１１のいずれか１項に記載の加熱装置。
13. 前記発熱部の前記通過領域に対応する領域で、前記加熱部材の温度を検知する通過領域温度検知手段を備える請求項１から１２のいずれか１項に記載の加熱装置。
14. 前記通過領域温度検知手段は、前記加熱部材に対して非接触又は部材を介して接触して温度を検知する請求項１３に記載の加熱装置。
15. 前記発熱部は、ＰＴＣ特性を有し、
    前記発熱部の少なくとも一部において前記加熱部材の長手方向に電流が流れるように構成されている請求項１から１４のいずれか１項に記載の加熱装置。
16. 請求項１から１５のいずれか１項に記載の加熱装置を用いて、前記加熱対象部材としての記録媒体上の画像を定着することを特徴とする定着装置。
17. 請求項１から１５のいずれか１項に記載の加熱装置、請求項１６に定着装置のいずれかと、
    画像を形成する画像形成部と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。

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