JP2023096787A - 加熱装置、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱装置における温度のばらつきを抑制する。【解決手段】ヒータ２３の基材５５の長手方向Ｘの一方側の端５５ａと発熱領域６０の基材一方側の端６０ａとの間の長さＬａが、基材５５の長手方向Ｘの他方側の端５５ｂと発熱領域６０の他方側の端６０ｂとの間の長さＬｂよりも長く、発熱領域６０の一方側の端６０ａと加圧ローラ２２の一方側の端２２ａとの間の長さＧａが、発熱領域６０の他方側の端６０ｂと加圧ローラ２２の他方側の端２２ｂとの間の長さＧｂよりも短い。【選択図】図７

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。

複写機又はプリンタなどの画像形成装置に搭載される加熱装置の一例として、未定着画像が担持されたシートを加熱して、未定着画像をシートに定着させる定着装置が知られている。

定着装置においては、シートを均一に加熱できるように、シートが通過するシート通過領域の中央を基準にヒータなどの加熱源が対称に配置されている。しかしながら、定着装置を構成する他の部材については、種々の事情により必ずしもシート通過領域の中央を基準に対称に配置されない場合がある。その場合、加熱源が有する発熱体から周囲の部材に移動する熱の移動量が、シート通過領域の中央を基準に加熱源の一端側と他端側において同じではなくなる。このため、特に熱の移動量が多い側においては、シートを加熱する熱が不足し、反対に熱の移動量が少ない側においては、温度上昇が顕著になる問題がある。

このような問題に対して、特許文献１（特開２００８－７６８５７号公報）においては、発熱体の単位面積当たりの発熱量を加熱源の一端側と他端側とにおいて異ならせる構成が提案されている。この場合、温度が高くなる側の発熱量を、温度が低くなる側の発熱量よりも下げることにより、定着装置における温度のばらつきを抑制している。

しかしながら、上記のように、発熱体の単位面積当たりの発熱量を加熱源の一端側と他端側において異ならせると、発熱体を最大限に発熱させた場合に、定着装置における温度のばらつきが顕著となる。特に発熱量が多い部分においては、加熱源及び加熱される部材の熱膨張が局部的に顕著になり、部品が破損する虞がある。このため、定着装置などの加熱装置における温度のばらつきを抑制する対策として、発熱量を異ならせる方法は好ましくなく、別の対策が求められる。

上記課題を解決するため、回転可能な第１回転体と、前記第１回転体の外周面に接触してニップ部を形成する回転可能な第２回転体と、前記第１回転体を加熱する加熱源を備える加熱装置であって、前記加熱源は、基材と、前記基材に設けられる発熱体を有し、前記基材は、前記発熱体が配置される発熱領域を有し、前記基材の長手方向の一方側の端と前記発熱領域の前記一方側の端との間の長さが、前記基材の長手方向の他方側の端と前記発熱領域の前記他方側の端との間の長さよりも長く、前記発熱領域の前記一方側の端と前記第２回転体の前記一方側の端との間の長さが、前記発熱領域の前記他方側の端と前記第２回転体の前記他方側の端との間の長さよりも短いことを特徴とする。

本発明によれば、加熱装置における温度のばらつきを抑制できる。

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。 本実施形態に係る定着装置の概略構成図である。 本実施形態に係る定着ベルトの断面図である。 本実施形態に係るヒータの平面図である。 本実施形態に係るヒータに給電部材としてのコネクタが接続された状態を示す斜視図である。 本実施形態に係るヒータの平面図である。 本発明の第１実施形態に係る構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る構成を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る構成を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る構成を示す図である。 中央側発熱体が複数の抵抗発熱体により構成される例を示す図である。 基材の両端側に電極部が設けられている例を示す図である。 上記実施形態とは異なる定着装置の構成を示す図である。 上記実施形態とは異なる定着装置の構成を示す図である。 上記実施形態とは異なる定着装置の構成を示す図である。 上記実施形態とは異なる定着装置の構成を示す図である。 上記実施形態とは異なる画像形成装置の構成を示す図である。 図１７に示される定着装置の構成を示す図である。 図１８に示されるヒータの平面図である。 図１８に示されるヒータ及びヒータホルダの斜視図である。 図１８に示されるヒータに対するコネクタの取付方法を示す図である。 図１７に示される定着装置が備える温度センサとサーモスタットの配置を示す図である。 図２１に示されるフランジの溝部を示す図である。 上記実施形態とは異なる定着装置の構成を示す図である。 図２４に示されるヒータ、第１高熱伝導部材、ヒータホルダの斜視図である。 第１高熱伝導部材の配置を示すヒータの平面図である。 第１高熱伝導部材の配置の他の例を示すヒータの平面図である。 第１高熱伝導部材の配置のさらに別の例を示すヒータの平面図である。 拡大分割領域を示すヒータの平面図である。 上記実施形態とは異なる定着装置の構成を示す図である。 図３０に示されるヒータ、第１高熱伝導部材、第２高熱伝導部材、ヒータホルダの斜視図である。 第１高熱伝導部材及び第２高熱伝導部材の配置を示すヒータの平面図である。 第１高熱伝導部材及び第２高熱伝導部材の配置の他の例を示すヒータの平面図である。 第２高熱伝導部材の配置のさらに別の例を示すヒータの平面図である。 上記実施形態とは異なる定着装置の構成を示す図である。 グラフェンの原子結晶構造を示す図である。 グラファイトの原子結晶構造を示す図である。

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及び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。ここで、本明細書中における「画像形成装置」には、プリンタ、複写機、ファクシミリ、印刷機、又は、これらのうちの二つ以上を組み合わせた複合機などが含まれる。また、以下の説明で使用する「画像形成」とは、文字及び図形などの意味を持つ画像を形成するだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を形成することも意味する。まず、図１を参照して、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。

図１に示されるように、本実施形態に係る画像形成装置１００は、用紙などのシート状の記録媒体に画像を形成する画像形成部２００と、記録媒体に画像を定着させる定着部３００と、記録媒体を画像形成部２００へ供給する記録媒体供給部４００と、記録媒体を装置外へ排出する記録媒体排出部５００を備えている。

画像形成部２００には、作像ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋと、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが備える感光体２に静電潜像を形成する露光装置６と、記録媒体に画像を転写する転写装置８が設けられている。

各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、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トナー（現像剤）を収容している以外、基本的に同じ構成である。具体的に、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、表面に画像を担持する像担持体としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電部材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の表面を清掃するクリーニング部材５を備えている。

転写装置８は、中間転写ベルト１１と、一次転写ローラ１２と、二次転写ローラ１３を備えている。中間転写ベルト１１は、無端状のベルト部材であり、複数の支持ローラによって張架されている。一次転写ローラ１２は、中間転写ベルト１１の内側に４つ設けられている。各一次転写ローラ１２が中間転写ベルト１１を介して各感光体２に接触することにより、中間転写ベルト１１と各感光体２との間に一次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ１３は、中間転写ベルト１１の外周面に接触し、二次転写ニップを形成している。

定着部３００においては、定着装置２０が設けられている。定着装置２０は、無端状のベルトから成る定着ベルト２１と、定着ベルト２１に対向する対向部材としての加圧ローラ２２などを備えている。定着ベルト２１と加圧ローラ２２は、それぞれの外周面において互いに接触し、ニップ部（定着ニップ）を形成する。

記録媒体供給部４００には、記録媒体としての用紙Ｐを収容する給紙カセット１４と、給紙カセット１４から用紙Ｐを送り出す給紙ローラ１５が設けられている。以下、「記録媒体」を「用紙」として説明するが、「記録媒体」は紙（用紙）に限定されない。「記録媒体」は、紙（用紙）だけでなくＯＨＰシート又は布帛、金属シート、プラスチックフィルム、あるいは炭素繊維にあらかじめ樹脂を含浸させたプリプレグシートなども含む。また、「用紙」には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙及びアート紙など）、トレーシングペーパなども含まれる。

記録媒体排出部５００には、用紙Ｐを画像形成装置外に排出する一対の排紙ローラ１７と、排紙ローラ１７によって排出された用紙Ｐを載置する排紙トレイ１８が設けられている。

次に、図１を参照しつつ本実施形態に係る画像形成装置１００の印刷動作について説明する。

画像形成装置１００において印刷動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体２及び転写装置８の中間転写ベルト１１が回転を開始する。また、給紙ローラ１５が、回転を開始し、給紙カセット１４から用紙Ｐが送り出される。送り出された用紙Ｐは、一対のタイミングローラ１６に接触することにより静止し、用紙Ｐに転写される画像が形成されるまで用紙Ｐの搬送が一旦停止される。

各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおいては、まず、帯電部材３によって、感光体２の表面を均一な高電位に帯電させる。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画像情報に基づいて、露光装置６が、各感光体２の表面（帯電面）に露光する。これにより、露光された部分の電位が低下して各感光体２の表面に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がトナーを供給し、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、回転する中間転写ベルト１１上に順次重なり合うように転写される。かくして、中間転写ベルト１１上にフルカラーのトナー画像が形成される。なお、画像形成装置１００においては、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのいずれか一つを使用して単色画像を形成したり、いずれか２つ又は３つのプロセスユニットを用いて２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。また、感光体２から中間転写ベルト１１へトナー画像が転写された後は、クリーニング部材５によって各感光体２上の残留トナーなどが除去される。

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、タイミングローラ１６によって搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。その後、用紙Ｐは、定着装置２０へと搬送され、定着ベルト２１と加圧ローラ２２によって用紙Ｐ上のトナー画像が加熱及び加圧されることにより、トナー画像が用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、記録媒体排出部５００へ搬送され、排紙ローラ１７によって排紙トレイ１８へ排出される。これにより、一連の印刷動作が終了する。

続いて、図２に基づき、本実施形態に係る定着装置の構成について詳しく説明する。

図２に示されるように、本実施形態に係る定着装置２０は、定着ベルト２１及び加圧ローラ２２のほか、ヒータ２３と、ヒータホルダ２４と、ステー２５と、ガイド部材２６、温度センサ２７などを備えている。

定着ベルト２１は、用紙Ｐの未定着トナー担持面に接触して未定着トナー（未定着画像）を用紙Ｐに定着する回転体（第１回転体又は定着部材）であり、可撓性を有する無端状のベルトにより構成される。定着ベルト２１の直径は、例えば１５～１２０ｍｍになるように設定されている。本実施形態においては、定着ベルト２１の内径が２５ｍｍに設定されている。

図３に示されるように、定着ベルト２１は、例えば、内周面側から外周面側に向かって順に、基材２１０、弾性層２１１、離型層２１２が積層され、その全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。基材２１０は、層厚が３０～５０μｍであって、ニッケル、ステンレスなどの金属材料、あるいはポリイミドなどの樹脂材料により形成されている。弾性層２１１は、層厚が１００～３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴムなどのゴム材料により形成されている。定着ベルト２１が弾性層２１１を有していることにより、ニップ部における定着ベルト２１表面の微小な凹凸が形成されなくなるため、用紙Ｐ上のトナー画像に熱が均一に伝わりやすくなる。離型層２１２は、層厚が１０～５０μｍであって、ＰＦＡ（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）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）などの材料により形成されている。定着ベルト２１が、離型層２１２を有していることにより、トナー（トナー画像）に対する離型性（剥離性）が確保される。

図２に示されるように、加圧ローラ２２は、定着ベルト２１の外周面に対向して配置される回転体(第２回転体又は対向部材)である。加圧ローラ２２は、定着ベルト２１を介してヒータ２３に接触し定着ベルト２１との間にニップ部Ｎを形成する。

加圧ローラ２２は、例えば、外径が２５ｍｍに設定されたローラであり、中空の鉄製芯材２２０と、この芯材２２０の外周面に設けられる弾性層２２１と、弾性層２２１の外周面に設けられる離型層２２２を有している。弾性層２２１は、例えば厚みが３．５ｍｍであり、シリコーンゴムなどにより形成される。離型層２２２は、例えば厚みが４０μｍ程度であり、フッ素樹脂などにより形成される。

ヒータ２３は、定着ベルト２１をその内側から加熱する加熱源である。ヒータ２３は、定着ベルト２１の長手方向（用紙搬送方向に交差する用紙幅方向）に渡って長手状に延在する面状又は板状のヒータであり、定着ベルト２１の内周面に接触するように配置されている。本実施形態に係るヒータ２３は、基材５５と、基材５５上に設けられた抵抗発熱体５６と、抵抗発熱体５６を覆う絶縁層５７などを有している。

図２に示されるように、本実施形態においては、抵抗発熱体５６が、基材５５の加圧ローラ２２側（ニップ部Ｎ側）の面に設けられているが、これとは反対側の面に設けられていてもよい。その場合、各抵抗発熱体５６の熱が基材５５を介して定着ベルト２１に伝達されるため、基材５５は窒化アルミニウムなどの熱伝導率の高い材料によって構成されることが好ましい。

ヒータホルダ２４は、定着ベルト２１の内側に配置され、ヒータ２３を保持する加熱源保持部材である。ヒータホルダ２４は、ヒータ２３の熱によって高温になりやすいため、耐熱性の材料によって構成されることが好ましい。例えば、ヒータホルダ２４が、ＬＣＰ又はＰＥＥＫなどの低熱伝導性の耐熱性樹脂によって構成される場合は、ヒータホルダ２４の耐熱性を確保しつつ、ヒータ２３からヒータホルダ２４への伝熱が抑制されるので、定着ベルト２１を効率的に加熱できる。

ステー２５は、ヒータホルダ２４を支持する支持部材である。ステー２５によってヒータホルダ２４の加圧ローラ２２側の面とは反対の面が定着ベルト２１の長手方向に渡って支持されることにより、ヒータホルダ２４が加圧ローラ２２の加圧力によって撓むのが抑制され、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間に均一な幅のニップ部Ｎが形成される。ステー２５は、その剛性を確保するため、ＳＵＳ又はＳＥＣＣなどの鉄系金属材料によって構成されることが好ましい。

ガイド部材２６は、定着ベルト２１を内側からガイドする部材である。ガイド部材２６は、定着ベルト２１の内周面に倣って円弧状の断面形状を有し、定着ベルト２１の回転方向（図２中の矢印方向）におけるヒータ２３の上流側及び下流側にそれぞれ配置されている。本実施形態においては、各ガイド部材２６が、ヒータホルダ２４と一体に構成されているが、別体に構成されてもよい。

温度センサ２７は、ヒータ２３の温度を検知する温度検知部材である。温度センサ２７としては、サーモパイル、サーモスタット、サーミスタ、又はＮＣセンサなどの公知の温度センサを適用可能である。本実施形態においては、ヒータ２３の加圧ローラ２２側とは反対側の面に接触して温度を検知する接触式の温度センサが用いられている。また、温度センサ２７は、接触式の温度センサに限らず、ヒータ２３に対して非接触に配置され、ヒータ２３近傍の雰囲気温度を検知する非接触式の温度センサであってもよい。

本実施形態に係る定着装置２０は、次のように動作する。

図２に示されるように、加圧ローラ２２が回転駆動すると、その駆動力が定着ベルト２１に伝達されることにより、定着ベルト２１が従動回転する。そして、定着ベルト２１がヒータ２３によって加熱され、定着ベルト２１が加熱される。また、このときのヒータ２３の温度が温度センサ２７によって検知され、その検知された温度に基づきヒータ２３の発熱量が制御される。これにより、定着ベルト２１の温度が画像を定着可能な温度（定着温度）に維持される。そして、未定着画像を担持する用紙Ｐが、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間（ニップ部Ｎ）に搬送されると、定着ベルト２１と加圧ローラ２２によって用紙Ｐ上のトナー画像が加熱及び加圧され、画像が用紙Ｐに定着される。

図４は、本実施形態に係るヒータの平面図である。

図４に示されるように、本実施形態に係るヒータ２３は、一方向（図４中の矢印Ｘ方向）に伸びる板状の基材５５を有している。基材５５は、その長手方向Ｘが定着ベルト２１の長手方向又は加圧ローラ２２の軸方向を向くように配置される。基材５５の表面には、２つの抵抗発熱体５６が、基材５５の長手方向Ｘへ伸び、基材５５の短手方向Ｙに並んで配置されている。なお、この「短手方向」とは、基材５５の抵抗発熱体５６が設けられる面に沿って長手方向Ｘとは直交する方向を意味する。

図４に示されるように、基材５５の長手方向Ｘの一方側には、一対の電極部５８が設けられている。各電極部５８は、給電線５９を介して各抵抗発熱体５６に接続されている。また、各抵抗発熱体５６の電極部５８に接続される端とは反対側の端は、別の給電線５９を介して互いに接続されている。各抵抗発熱体５６及び各給電線５９は、絶縁性を確保するため、絶縁層５７によって覆われている。これに対し、各電極部５８は、後述の給電端子としてのコネクタが接続できるように、絶縁層５７によって覆われておらず露出している。

基材５５は、アルミナ又は窒化アルミなどのセラミック、ガラス、マイカ、ポリイミドなどの耐熱性と絶縁性に優れる材料によって構成される。また、基材５５は、ステンレス（ＳＵＳ）、鉄又はアルミニウムなどの金属材料（導電性材料）の上に絶縁層を形成したものであってもよい。特に、基材５５の材料が、アルミニウム、銅、銀、グラファイト、グラフェンなどの高熱伝導材料である場合は、ヒータ２３の均熱性が向上し、画像品質を高めることができる。絶縁層５７は、アルミナ又は窒化アルミなどのセラミック、ガラス、マイカ、ポリイミドなどの耐熱性と絶縁性に優れる材料によって構成される。抵抗発熱体５６は、例えば、銀パラジウム（ＡｇＰｄ）及びガラス粉末などを調合したペーストを基材５５の表面にスクリーン印刷などにより塗工し、その後、基材５５を焼成することによって形成される。また、抵抗発熱体５６の材料として、銀合金（ＡｇＰｔ）又は酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）などの抵抗材料を用いることも可能である。また、電極部５８及び給電線５９は、銀（Ａｇ）もしくは銀パラジウム（ＡｇＰｄ）をスクリーン印刷するなどにより形成される。

図５は、ヒータ２３に給電部材としてのコネクタ４０が接続された状態を示す斜視図である。

図５に示されるように、コネクタ４０は、樹脂製のハウジング４１と、ハウジング４１に設けられた複数のコンタクト端子４２と、各コンタクト端子４２に接続された給電用のハーネス４３を有している。各コンタクト端子４２は、板バネなどの弾性変形可能な部材によって構成されている。

図５に示されるように、コネクタ４０は、ヒータ２３及びヒータホルダ２４を一緒に挟むようにして取り付けられる。これにより、ヒータ２３及びヒータホルダ２４は、コネクタ４０によって一緒に保持される。また、この状態において、コネクタ４０の各コンタクト端子４２の先端（接触部４２ａ）が、それぞれ対応する電極部５８に弾性的に接触（圧接）することにより、各コンタクト端子４２と各電極部５８とが電気的に接続される。これにより、コネクタ４０を介して画像形成装置に設けられた電源からヒータ２３（各抵抗発熱体５６）へ給電可能な状態となる。

ところで、本実施形態に係るヒータにおいては、図６に示されるように、基材５５の長手方向Ｘの一方側のみに電極部５８が設けられ、これとは反対の他方側には電極部５８が設けられていない。このため、基材５５の一方側に、電極部５８を配置するスペースを確保する必要があり、電極部５８を配置するスペースを確保すると、基材５５が一方側へ長くなる。すなわち、本実施形態においては、電極部５８が、基材５５の一方側のみに配置されているため、各抵抗発熱体５６が配置される発熱領域６０の電極部側の端６０ａと基材５５の電極部側の端５５ａとの間の長さＬａが、発熱領域６０の電極部側とは反対側（以下、「反電極部側」という。）の端６０ｂと基材５５の反電極部側の端５５ｂとの間の長さＬｂよりも長くなる。なお、ここでいう「発熱領域」とは、１つの抵抗発熱体５６が配置される領域ではなく、基材５５上の全ての抵抗発熱体５６の端から端までの領域を意味する。また、以下の説明中の「発熱領域」についても同じである。

このように、ヒータ２３の基材５５が長手方向Ｘの片側へ長く形成された構成においては、ヒータ２３を発熱させた場合に、基材５５へ移動する熱の量が基材５５の短い端側よりも長い端側において多くなる。すなわち、電極部５８が設けられている端側へ移動する熱の量が多くなる。このため、電極部側においては、反電極部側に比べてヒータの温度が相対的に低くなりやすい傾向にある。特に、画像形成装置の電源投入後、最初に定着装置の立ち上げ動作を行う際は、定着装置の温度が低くなっているため、電極部側におけるヒータの温度が上がりにくい。これにより、定着ベルトの温度にばらつきが生じると、ニップ部を通過する用紙を均一に加熱することができなくなる虞がある。そのため、本実施形態においては、このような定着装置の温度のばらつきを抑制するため、次のような対策を講じている。

図７に、本実施形態に係る定着装置の構成を示す。図７においては、定着装置が備えるヒータ２３及び加圧ローラ２２と、最大幅の用紙Ｐが通過する最大通紙領域（最大シート通過領域）Ｗが示されており、定着ベルトなどは省略されている。

図７に示されるように、ヒータ２３の発熱領域６０は、いずれのサイズの用紙であってもその幅方向（紙面に沿って通紙方向と直交する方向）に渡って均一に加熱できるように、最大通紙領域Ｗ以上の範囲で、かつ、最大通紙領域Ｗの幅方向中央ｍを基準に左右対称に配置されている。すなわち、最大通紙領域Ｗの幅方向中央ｍから発熱領域６０の電極部側の端６０ａまでの長さＥａと、最大通紙領域Ｗの幅方向中央ｍから発熱領域６０の反電極部側の端６０ｂまでの長さＥｂは、同じ長さに設定されている（Ｅａ＝Ｅｂ）。なお、本実施形態においては、各種幅サイズの用紙がそれぞれの幅方向中央を基準に合わせて搬送される、いわゆる中央基準搬送方式が採用されている。従って、最大通紙領域Ｗの幅方向中央ｍは、最大幅の用紙以外の用紙の通紙領域の幅方向中央でもある。

一方、ヒータ２３の基材５５は、電極部側において長く形成されているため、最大通紙領域Ｗの幅方向中央ｍを基準に非対称に配置されている。すなわち、最大通紙領域Ｗの幅方向中央ｍから基材５５の電極部側の端５５ａまでの長さＤａは、最大通紙領域Ｗの幅方向中央ｍから基材５５の反電極部側の端５５ｂまでの長さＤｂよりも長く設定されている（Ｄａ＞Ｄｂ）。このため、上述の通り、発熱領域６０から基材５５の電極部側へ移動する熱量が、反電極部側へ移動する熱量に比べて多くなる。

ここで、発熱領域６０において生じる熱の一部は、基材５５へ移動するほか、定着ベルト２１を介して加圧ローラ２２にも移動する。このため、加圧ローラ２２へ移動する熱の量は、ヒータ２３及び定着ベルト２１の温度分布に影響を与える。従って、加圧ローラ２２へ移動する熱の量を電極部側と反電極部側において調整できれば、ヒータ２３及び定着ベルト２１の温度分布を調整することが可能である。この点に着目し、本実施形態においては、加圧ローラ２２を、反電極部側に比べて電極部側において短くしている。

すなわち、図７に示されるように、最大通紙領域Ｗの幅方向中央ｍから加圧ローラ２２の電極部側の端２２ａまでの長さＦａを、最大通紙領域Ｗの幅方向中央ｍから加圧ローラ２２の反電極部側の端２２ｂまでの長さＦｂよりも短くしている（Ｆａ＜Ｆｂ）。なお、この「加圧ローラの端」とは、軸受などにより支持される加圧ローラ２２の軸部６１（芯材２２０）の端ではなく、弾性層などから成るローラ部６２の端を意味する。

このように、本実施形態においては、加圧ローラ２２が電極部側において短く形成されているため、図７に示されるように、発熱領域６０の電極部側の端６０ａと加圧ローラ２２の電極部側の端２２ａとの間の長さＧａが、発熱領域６０の反電極部側の端６０ｂと加圧ローラ２２の反電極部側の端２２ｂとの間の長さＧｂよりも短くなる。このため、電極側においてヒータ２３から加圧ローラ２２へ移動する熱の量が反電極部側に比べて少なくなり、電極部側における温度低下を抑制できる。すなわち、本実施形態においては、基材５５が電極部側へ長く形成されている分（Ｌａ＞Ｌｂ）、基材５５の電極部側へ移動する熱量が多くなるのに対して、発熱領域６０に対する加圧ローラ２２の電極部側への突出量を小さくすることにより（Ｇａ＜Ｇｂ）、加圧ローラ２２の電極部側へ移動する熱量を少なくし、電極部側と反電極部側における熱の均衡を図っている。これにより、本実施形態においては、定着装置における温度のばらつきを抑制できるようになり、電極部側における温度低下及び反電極部側における過剰な温度上昇を抑制できるようになるため、定着品質を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、上記特許文献１のように、発熱量をヒータ長手方向の一端側と他端側において異ならせなくても、定着装置における温度のばらつきを抑制できる。このため、発熱量を異ならせることによる弊害（発熱体を最大限に発熱させた場合の温度のばらつき、及び局部的な熱膨張に伴う部品の破損）も回避できる。従って、本実施形態によれば、装置としての信頼性も向上する。

続いて、上述の実施形態（第１実施形態）とは異なる本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、主に上記実施形態とは異なる部分について説明し、それ以外の部分については基本的に同じ構成であるので適宜説明を省略する。

図８は、本発明の第２実施形態に係る構成を示す図である。

図８に示される第２実施形態においては、加圧ローラ２２の反電極部側に、高摩擦部６３が設けられている。このように、本実施形態においては、加圧ローラ２２の反電極部側に高摩擦部６３が設けられているため、最大通紙領域Ｗの幅方向中央ｍよりも反電極部側（高摩擦部６３側）における定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間の摩擦力が、最大通紙領域Ｗの幅方向中央ｍよりも電極部側における定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間の摩擦力に比べて大きくなる。言い換えれば、基材５５の長手方向Ｘにおける定着ベルト２１の中央（図８中のｍの位置）よりも反電極部側（高摩擦部６３側）における定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間の摩擦力が、基材５５の長手方向Ｘにおける定着ベルト２１の中央よりも電極部側における定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間の摩擦力に比べて大きくなる。それ以外は、上記第１実施形態と同じ構成である。なお、定着ベルトと加圧ローラとの間の摩擦力（Ｆ）は、定着ベルトと加圧ローラとの間の摩擦係数（μ）と、定着ベルトに対する加圧ローラの接触圧（Ｎ）とを用いて下記式（１）により求められる。

（数１）
Ｆ＝μ×Ｎ・・・・・（１）

本実施形態においても、上記第１実施形態と同じように、基材５５が電極部側へ長く形成されている分（Ｌａ＞Ｌｂ）、加圧ローラ２２を電極部側へ短く形成することにより（Ｇａ＜Ｇｂ）、電極部側と反電極部側における熱の均衡を図っている。しかしながら、加圧ローラ２２を電極部側へ短くすると、電極部側における加圧ローラ２２と定着ベルト２１の接触面積（長手方向の接触範囲）が少なくなるため、加圧ローラ２２と定着ベルト２１の間における回転伝達力が低下する。その結果、定着ベルト２１が加圧ローラ２２に対して良好に従動回転できず、用紙がニップ部を通過する際に、定着ベルト２１がスリップする虞がある。

そこで、第２実施形態においては、加圧ローラ２２の反電極部側に、定着ベルト２１に対する摩擦力が大きい高摩擦部６３を設けることにより、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間におけるグリップ力を向上させている。これにより、電極部側において加圧ローラ２２を短くしたことによる回転伝達力の低下を補填でき、加圧ローラ２２から定着ベルト２１へ回転を良好に伝達できるようになる。

具体的に、本実施形態においては、加圧ローラ２２が有する弾性層２２１の外周面の一部に表層としての離型層２２２（図２参照）を設けず、弾性層２２１の一部を露出させて、高摩擦部６３を構成している。高摩擦部６３の位置は、いずれのサイズの用紙が通紙されたとしても高摩擦部６３が定着ベルト２１に対して接触できるように、最大通紙領域Ｗよりも外側（反電極部側）であることが好ましい（図８参照）。また、高摩擦部６３は、加圧ローラ２２の表面に設けられる場合に限らず、定着ベルト２１の表面の一部に設けられていてもよい。

図９は、本発明の第３実施形態に係る構成を示す図である。

図９に示される第３実施形態においては、上記各実施形態と同じように、電極部側と反電極部側における熱の均衡を図るため、基材５５が電極部側へ長く形成されている分（Ｌａ＞Ｌｂ）、加圧ローラ２２を電極部側へ短く形成している（Ｇａ＜Ｇｂ）。

さらに、本実施形態においては、温度低下しがちな電極部側の温度を上げるため、発熱領域６０を電極部側へ長くしている。従って、発熱領域６０は、最大通紙領域Ｗの幅方向中央ｍを基準に左右対称には配置されていない。すなわち、本実施形態においては、最大通紙領域Ｗの幅方向中央ｍから発熱領域６０の電極部側の端６０ａまでの長さＥａが、最大通紙領域Ｗの幅方向中央ｍから発熱領域６０の反電極部側の端６０ｂまでの長さＥｂよりも長く設定されている（Ｅａ＞Ｅｂ）。このため、最大通紙領域Ｗの電極部側の端Ｐａと発熱領域６０の電極部側の端６０ａとの間の長さＨａは、最大通紙領域Ｗの反電極部側の端Ｐｂと発熱領域６０の反電極部側の端６０ｂとの間の長さＨｂよりも長く設定されている（Ｈａ＞Ｈｂ）。なお、ここでは、発熱領域６０の左右の長さの関係を、最大通紙領域Ｗを基準に説明しているが、本実施形態においては、中央基準搬送方式であるので、それ以外の幅サイズの通紙領域を基準とした場合の発熱領域６０の左右の長さの関係も同じである。

このように、本実施形態においては、発熱領域６０が電極部側へ長く形成されているため、電極部側における温度低下をより効果的に抑制できる。また、このような構成は、上記各実施形態のように、加圧ローラ２２を電極部側へ短くしても、電極部側における温度低下を効果的に抑制できない場合に特に好適である。すなわち、本実施形態によれば、加圧ローラ２２を電極部側へ短くすることに加え（Ｇａ＜Ｇｂ）、発熱領域６０を電極部側へ長くすることにより（Ｈａ＞Ｈｂ）、電極部側における温度低下をより効果的に抑制できるようになる。

図１０は、本発明の第４実施形態に係る構成を示す図である。

図１０に示される第４実施形態においては、上記各実施形態とは抵抗発熱体の構成及び配置が異なっている。具体的に、第４実施形態に係るヒータ２３は、長手方向Ｘの中央側に配置される中央側発熱体６５と、中央側発熱体６５よりも長手方向Ｘの一方側（図１０における右側）に配置される一方側発熱体６６と、中央側発熱体６５よりも長手方向Ｘの他方側（図１０における左側）に配置される他方側発熱体６７を有している。ここで、一方側発熱体６６は、電極部５８が設けられている側に配置されているため、以下「電極部側発熱体」と称し、他方側発熱体６７は、電極部側とは反対側に配置されているため、以下「反電極側発熱体」と称する。なお、各発熱体６５，６６，６７は、各電極部５８に対して電気的に接続されているが、図１０においては、各発熱体６５，６６，６７と各電極部５８を接続する給電線は省略されている。

本実施形態においては、基材５５の長手方向Ｘに並ぶ３つの発熱体６５，６６，６７のうち、中央側発熱体６５と両側の各発熱体６６，６７が互いに独立して発熱可能に構成されている。このため、用紙の幅サイズに応じて発熱範囲を変更することが可能である。例えば、中央側発熱体６５と同じ幅、あるいはそれ以下の幅の用紙が通紙される場合は、中央側発熱体６５のみを発熱させ、中央側発熱体６５よりも大きい幅の用紙が通紙される場合は、中央側発熱体６５に加え、電極部側発熱体６６及び反電極部側発熱体６７も発熱させる。このように、通紙される用紙の幅サイズに応じて発熱範囲を変更することにより、特に小さい幅サイズの用紙が通紙された場合の非通紙領域における過剰な温度上昇を抑制できる。

ここで、本実施形態においては、上記各実施形態と同じように、電極部側と反電極部側における熱の均衡を図るため、基材５５が電極部側へ長く形成されている分（Ｌａ＞Ｌｂ）、加圧ローラ２２が電極部側へ短く形成されている（Ｇａ＜Ｇｂ）。

また、本実施形態においては、温度低下しがちな電極部側の温度を上げるため、発熱領域６０を電極部側へ長くしている（Ｅａ＞Ｅｂ）。具体的には、基材５５の長手方向Ｘにおける、電極部側発熱体６６の長さＪａを、反電極部側発熱体６７の長さＪｂよりも長くすることにより（Ｊａ＞Ｊｂ）、発熱領域６０を電極部側へ長くしている（Ｅａ＞Ｅｂ）。

一方、中央側発熱体６５は、最大通紙領域Ｗの中央ｍを基準に電極部側と反電極部側へ同じ長さＫａ，Ｋｂに設定されている（Ｋａ＝Ｋｂ）。すなわち、中央側発熱体６５は、最大通紙領域Ｗの中央ｍを基準に電極部側と反電極部側へ対称に配置されている。このように、本実施形態においては、中央側発熱体６５が最大通紙領域Ｗの中央ｍを基準に対称に配置されているため、中央側発熱体６５よりも小さい幅の用紙が通紙された場合に、左右の非通紙領域における加熱幅が同じとなる。このため、一方の非通紙領域が他方の非通紙領域に比べて過剰に温度上昇するのを抑制でき、局部的な温度上昇による定着ベルトの損傷を回避できる。

また、図１１に示される例のように、中央側発熱体６５は、複数の抵抗発熱体５６によって構成されていてもよい。この場合も、中央側発熱体６５を構成する各抵抗発熱体５６が、最大通紙領域Ｗの中央ｍを基準に電極部側と反電極部側に対称に配置されているため、中央側発熱体６５よりも小さい幅の用紙が通紙された場合の非通紙領域における過剰な温度上昇を抑制できる。

以上のように、本発明によれば、電極部が基材の長手方向の一方側のみに配置されることにより、基材が一方側へ長く形成された構成においても、一方側と他方側における加圧ローラの長さのバランスを調整したり、さらに発熱領域の長さのバランスを調整したりすることにより、一方側と他方側における熱の均衡を図れるようになる。また、本発明は、基材の一方側のみに電極部が配置される構成に限らず、図１２に示されるような基材５５の一方側と他方側の両方にそれぞれ電極部５８が配置される構成においても適用可能である。

図１２に示される例においては、電極部５８が、基材５５の長手方向Ｘの両端側にそれぞれ配置されている。すなわち、電極部５８は、基材５５の一方側の端５５ａと発熱領域６０の一方側の端６０ａとの間、及び、基材５５の他方側の端５５ｂと発熱領域６０の他方側の端６０ｂとの間にそれぞれ配置されている。ただし、基材５５の一方側と他方側に配置される電極部５８の数が異なっている。この場合、基材５５の一方側の端５５ａと発熱領域６０の一方側の端６０ａとの間には、２つの電極部５８が配置され、これに対して、基材５５の他方側の端５５ｂと発熱領域６０の他方側の端６０ｂとの間には、１つの電極部５８が配置されている。

このように、図１２に示される例においては、基材５５の一方側と他方側に配置される電極部５８の数が異なるため、電極部５８が相対的に多く配置される基材５５の一方側においては、他方側に比べて電極部５８を配置するスペースを多く確保する必要がある。このため、図１２に示される例においては、基材５５の一方側の端５５ａと発熱領域６０の一方側の端６０ａとの間の長さＬａが、基材５５の他方側の端５５ｂと発熱領域６０の他方側の端６０ｂとの間の長さＬｂよりも長く設定されている。

従って、図１２に示されるヒータ２３においても、上記各実施形態に係るヒータと同じように、ヒータ２３を発熱させると、基材５５へ移動する熱の量が基材５５の短い端側よりも長い端側において多くなる問題がある。このため、本発明を適用することが好ましい。本発明を適用することにより、長手方向の一方側と他方側における熱の均衡を図れるようになり、ヒータ及び定着ベルトの温度のばらつきを抑制できるようになる。

また、本発明は、図１３～図１６に示されるような構成の定着装置にも適用可能である。以下、図１３～図１６に示される各定着装置の構成について説明する。

図１３に示される定着装置２０は、上記図２に示される定着装置２０と比べて、ヒータ２３の温度を検知する温度センサ２７の位置が異なる。それ以外の部分は、同じ構成である。図１３に示される定着装置２０においては、通紙方向におけるニップ部Ｎの中央Ｍよりも通紙方向上流側（ニップ入口側）に配置されている。一方、図２に示される定着装置２０においては、温度センサ２７が、ニップ部Ｎの中央Ｍに配置されている。図１３に示されるように、温度センサ２７がニップ部Ｎの中央Ｍよりも通紙方向上流側に配置されている場合は、温度センサ２７によってニップ入口側の温度を精度良く検知できる。ニップ入口側においては、ニップ部Ｎに進入する用紙Ｐによって定着ベルト２１の熱が特に奪われやすい領域であるため、温度センサ２７によってニップ入口側の温度を精度良く検知することにより、画像の定着性を確保でき、定着オフセット（トナー画像を十分に加熱できない状態）の発生を効果的に抑制できる。

次に、図１４に示される実施形態においては、ヒータ２３によって定着ベルト２１を加熱する加熱用のニップ部Ｎ１と、用紙Ｐを通過させる定着用のニップ部Ｎ２が、それぞれ別の位置に形成されている。具体的に、本実施形態においては、定着ベルト２１の内側に、ヒータ２３のほかニップ形成部材６８が配置され、ヒータ２３とニップ形成部材６８に対してそれぞれ加圧ローラ６９，７０が定着ベルト２１を介して押し当てられることにより、加熱用のニップ部Ｎ１と定着用のニップ部Ｎ２が形成されている。この場合、加熱用のニップ部Ｎ１において定着ベルト２１が加熱され、定着用のニップ部Ｎ２において定着ベルト２１の熱が用紙Ｐへ付与されることにより、未定着画像が用紙Ｐに定着される。

続いて、図１５に示される定着装置２０は、上記図１４に示される定着装置において、ヒータ２３側の加圧ローラ６９が省略され、ヒータ２３が定着ベルト２１の曲率に合わせて円弧状に形成された例である。それ以外は、図１４に示される構成と同じである。この場合、ヒータ２３が円弧状に形成されていることにより、定着ベルト２１とヒータ２３とのベルト回転方向の接触長さを確保し、定着ベルト２１を効率良く加熱できる。

続いて、図１６に示される定着装置２０は、一対のベルト７１，７２の間に、ローラ７３が配置された例である。この例においては、図１６における左側のベルト７１内にヒータ２３が配置され、右側のベルト７２内にニップ形成部材７４が配置されている。ヒータ２３が左側のベルト７１を介してローラ７３に接触し、ニップ形成部材７４が右側のベルト７２を介してローラ７３に接触することにより、加熱用のニップ部Ｎ１と定着用のニップ部Ｎ２が形成されている。

また、本発明に係る画像形成装置は、図１に示されるカラー画像形成装置に限らず、図１７に示されるような構成の画像形成装置にも適用可能である。以下、本発明を適用可能な他の実施形態に係る画像形成装置の構成について説明する。

図１７に示される画像形成装置１００は、感光体ドラムなどから成る画像形成手段８０と、一対のタイミングローラ８１などから成る用紙搬送部と、給紙装置８２と、定着装置８３と、排紙装置８４と、読取部８５を備えている。給紙装置８２は複数の給紙トレイを備え、それぞれの給紙トレイが異なるサイズの用紙を収容する。

読取部８５は原稿Ｑの画像を読み取る。読取部８５は、読み取った画像から画像データを生成する。給紙装置８２は、複数の用紙Ｐを収容し、搬送路へ用紙Ｐを送り出す。タイミングローラ８１は搬送路上の用紙Ｐを画像形成手段８０へ搬送する。

画像形成手段８０は、用紙Ｐにトナー画像を形成する。具体的には、画像形成手段８０は、感光体ドラムと、帯電ローラと、露光装置と、現像装置と、補給装置と、転写ローラと、クリーニング装置と、除電装置を含む。定着装置８３は、トナー画像を加熱及び加圧して、用紙Ｐにトナー画像を定着させる。トナー画像の定着された用紙Ｐは、搬送ローラなどにより排紙装置８４へ搬送される。排紙装置８４は、画像形成装置１００の外部に用紙Ｐを排出する。

次に、図１８に基づき、本実施形態に係る定着装置８３について説明する。なお、図１８に示される構成において、図２に示される上記実施形態の定着装置２０と共通する構成の部分については、同一の符号を付すことによりその説明を省略する。

図１８に示されるように、定着装置８３は、定着ベルト２１と、加圧ローラ２２と、ヒータ２３と、ヒータホルダ２４と、ステー２５と、温度センサ２７などを備えている。

定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間にニップ部Ｎが形成される。ニップ部Ｎのニップ幅は１０ｍｍ、定着装置８３の線速は２４０ｍｍ／ｓである。

定着ベルト２１は、ポリイミドの基体と離型層とを備え、弾性層を有していない。離型層は、例えばフッ素樹脂から成る耐熱性のフィルム材によって形成される。定着ベルト２１の外径は約２４ｍｍである。

加圧ローラ２２は、芯金と弾性層と離型層とを含む。加圧ローラ２２の外径は２４～３０ｍｍであり、弾性層の厚みは３～４ｍｍである。

ヒータ２３は、基材と、断熱層と、抵抗発熱体などを含む導体層と、絶縁層とを含み、全体の厚みが１ｍｍに設定される。また、ヒータ２３の用紙搬送方向の幅は１３ｍｍである。

図１９に示されるように、ヒータ２３の導体層は、複数の抵抗発熱体５６と、給電線５９と、電極部５８Ａ～５８Ｃを備えている。複数の抵抗発熱体５６は、ヒータ２３の長手方向（矢印Ｘ方向）に互いに間隔をあけて配置されている。ここで、各抵抗発熱体５６同士の間の部分を、「分割領域」と称すると、図１９の拡大図に示されるように、各抵抗発熱体５６の間は、それぞれ分割領域Ｂが形成されている（図１９においては、拡大図の範囲のみで分割領域Ｂを図示しているが、実際は全ての抵抗発熱体５６同士の間に分割領域Ｂが設けられている）。また、図１９において、矢印Ｙ方向は、ヒータ２３の長手方向Ｘに交差又は直交する方向（長手交差方向）で、基材５５の厚み方向と異なる方向である。また、矢印Ｙ方向は、複数の抵抗発熱体５６の配列方向に交差する方向（配列交差方向）、又は、基材５５の抵抗発熱体５６が設けられた面に沿う方向でヒータ２３の短手方向、あるいは、定着装置に通紙される用紙の搬送方向と同じ方向でもある。

また、複数の抵抗発熱体５６により、中央の発熱部３５Ｂと、これとは独立して発熱可能な両端側の発熱部３５Ａ，３５Ｃが構成されている。例えば、３つの電極部５８Ａ～５８Ｃのうち、図１９の左端の電極部５８Ａと中央の電極部５８Ｂに通電すると、両端側の発熱部３５Ａ，３５Ｃが発熱する。また、両端の電極部５８Ａ，５８Ｃに通電すると、中央の発熱部３５Ｂが発熱する。例えば、小サイズ用紙に定着動作を行う場合は、中央の発熱部３５Ｂのみを発熱させ、大サイズ用紙に定着動作を行う場合は、全ての発熱部３５Ａ～３５Ｃを発熱させることにより、用紙のサイズに応じた加熱が可能である。

また、図２０に示されるように、本実施形態に係るヒータホルダ２４は、ヒータ２３を収容して保持する凹部２４ａを有している。凹部２４ａは、ヒータホルダ２４のヒータ２３側に形成されている。また、凹部２４ａは、ヒータ２３とほぼ同じサイズの矩形（長方形）に形成された面（底面）２４ｆと、その面２４ｆの外郭を形成する４つの辺に沿って面２４ｆと交差するように設けられた４つの壁部（側面）２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅにより構成されている。なお、図２０において、右側の壁部２４ｅは、図示省略されている。また、ヒータ２３の長手方向Ｘ（抵抗発熱体５６の配列方向）に対して交差する一対（左右）の壁部２４ｄ，２４ｅのうち、一方の壁部を省略し、凹部２４ａがヒータ２３の長手方向の一端部において開口するように構成してもよい。

図２１に示されるように、本実施形態に係るヒータ２３及びヒータホルダ２４は、コネクタ８６によって保持される。コネクタ８６は、樹脂製（例えばＬＣＰ）のハウジングと、ハウジング内に設けられた複数のコンタクト端子などを有している。

コネクタ８６は、ヒータ２３及びヒータホルダ２４に対して、ヒータ２３の長手方向Ｘ（抵抗発熱体５６の配列方向）とは交差する方向に取り付けられる（図２１のコネクタ８６からの矢印方向参照）。また、コネクタ８６は、ヒータ２３の長手方向Ｘ（抵抗発熱体５６の配列方向）におけるいずれか一方の端部側であって、加圧ローラ２２の駆動モータが設けられる側とは反対側において、ヒータ２３及びヒータホルダ２４に取り付けられる。なお、コネクタ８６のヒータホルダ２４に対する取り付け時に、コネクタ８６とヒータホルダ２４のうちの一方に設けられた凸部が、他方に設けられた凹部に係合し、凸部が凹部内を相対移動する構成としてもよい。

コネクタ８６が取り付けられた状態においては、ヒータ２３とヒータホルダ２４がその表側と裏側からコネクタ８６によって挟まれるようにして保持される。この状態において、各コンタクト端子がヒータ２３の各電極部に接触（圧接）されることにより、コネクタ８６を介して各抵抗発熱体５６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る。これにより、電源から各抵抗発熱体５６へ電力が供給可能な状態となる。

また、図２１に示されるフランジ８７は、定着ベルト２１の長手方向における両端部に設けられ、定着ベルト２１の両端部を内側から保持するベルト保持部材である。フランジ８７は、ステー２５の両端に挿入され、定着装置のフレーム部材である一対の側板に固定される。

図２２は、本実施形態に係る温度センサ２７と、通電遮断部材であるサーモスタット８８の配置を示す図である。

図２２に示されるように、本実施形態に係る温度センサ２７は、定着ベルト２１の長手方向Ｘにおける中央Ｘｍ側と端部側のそれぞれの内周面に対向するように配置されている。また、これらの温度センサ２７のうちいずれか一方は、ヒータ２３の抵抗発熱体同士間の上記分割領域Ｂ（図１９参照）に対応する位置に配置される。

また、定着ベルト２１の中央Ｘｍ側と端部側においては、通電遮断部材としてのサーモスタット８８が定着ベルト２１の内周面に対向するように配置されている。各サーモスタット８８は、定着ベルト２１の内周面の温度又は内周面近傍の雰囲気温度を検知する。サーモスタット８８によって検知された温度があらかじめ設定された閾値を超えた場合は、ヒータ２３への通電が遮断される。

また、図２２及び図２３に示されるように、定着ベルト２１の両端部を保持するフランジ８７には、スライド溝８７ａが設けられている。スライド溝８７ａは、定着ベルト２１の加圧ローラ２２に対する接離方向に延在する。スライド溝８７ａには定着装置の筐体の係合部が係合する。この係合部がスライド溝８７ａ内を相対移動することにより、定着ベルト２１は加圧ローラ２２に対する接離方向へ移動可能に構成されている。

また、本発明は、次のような構成の定着装置にも適用可能である。

図２４は、本発明を適用可能な別の実施形態に係る定着装置の概略構成図である。

図２４に示すように、本実施形態に係る定着装置２０は、回転体あるいは定着部材としての定着ベルト２１と、対向回転体あるいは加圧部材としての加圧ローラ２２と、加熱源としてのヒータ２３と、加熱源保持部材としてのヒータホルダ２４と、支持部材としてのステー２５と、温度検知部材としての温度センサ（サーミスタ）２７と、第１高熱伝導部材８９を備えている。定着ベルト２１は、無端状のベルトから成る。加圧ローラ２２は、定着ベルト２１の外周面に接触して、定着ベルト２１との間にニップ部Ｎを形成する。ヒータ２３は、定着ベルト２１を加熱する。ヒータホルダ２４は、ヒータ２３を保持する。ステー２５は、ヒータホルダ２４を支持する。温度センサ２７は、第１高熱伝導部材８９の温度を検知する。すなわち、本実施形態に係る定着装置２０は、上記図２に示される定着装置と比べて、第１高熱伝導部材８９を備えている以外、基本的に同じ構成である。なお、図２４の紙面に直交する方向は、定着ベルト２１、加圧ローラ２２、ヒータ２３、ヒータホルダ２４、ステー２５、第１高熱伝導部材８９の長手方向であり、以下、この方向を単に長手方向と呼ぶ。また、この長手方向は搬送される用紙の幅方向、定着ベルト２１のベルト幅方向、そして、加圧ローラ２２の軸方向でもある。

ここで、本実施形態におけるヒータ２３は、上記図１９に示されるヒータと同じように、複数の抵抗発熱体５６が、ヒータ２３の長手方向に互いに間隔をあけて配置されている。しかしながら、複数の抵抗発熱体５６が互いに間隔をあけて配置される構成においては、抵抗発熱体５６同士の間隔である分割領域Ｂにおけるヒータ２３の温度が、抵抗発熱体５６が配置される部分に比べて低くなる傾向にある。このため、分割領域Ｂにおいては、定着ベルト２１の温度も低くなり、定着ベルト２１の温度が長手方向に渡って不均一になる虞がある。

そのため、本実施形態においては、分割領域Ｂにおける温度落ち込みを抑制して、定着ベルト２１の長手方向の温度ムラを抑制するために、上記第１高熱伝導部材８９を設けている。以下、第１高熱伝導部材８９についてより詳細に説明する。

図２４に示されように、第１高熱伝導部材８９は、図の左右方向において、ヒータ２３とステー２５との間に配置され、特にヒータ２３とヒータホルダ２４との間に挟まれる。つまり、第１高熱伝導部材８９の一方の面は、ヒータ２３の基材５５の裏面に当接し、第１高熱伝導部材８９の他方の面（一方の面とは反対側の面）は、ヒータホルダ２４に当接している。

ステー２５は、ヒータ２３などの厚み方向に延在する二つの垂直部２５ａの当接面２５ａ１をヒータホルダ２４に当接させ、ヒータホルダ２４、第１高熱伝導部材８９、ヒータ２３を支持する。長手交差方向（図２４の上下方向）において、当接面２５ａ１は抵抗発熱体５６が設けられる範囲よりも外側に設けられる。これにより、ヒータ２３からステー２５への伝熱を抑制でき、ヒータ２３が定着ベルト２１を効率よく加熱できる。

図２５に示されるように、第１高熱伝導部材８９は、一定の厚みを有する板状の部材であり、例えば、その厚みが０．３ｍｍ、長手方向方向の長さが２２２ｍｍ、長手交差方向の幅が１０ｍｍに設定される。本実施形態においては、第１高熱伝導部材８９が単一の板材により構成されるが、複数の部材からなってもよい。なお、図２５においては、図２４に記載のガイド部材２６が省略されている。

第１高熱伝導部材８９は、ヒータホルダ２４の凹部２４ａに嵌め込まれ、その上からヒータ２３が取り付けられることで、ヒータホルダ２４とヒータ２３とに挟み込まれて保持される。本実施形態においては、第１高熱伝導部材８９の長手方向の幅がヒータ２３の長手方向の幅と略同じに設定されている。第１高熱伝導部材８９及びヒータ２３は、凹部２４ａの長手方向と交差する方向に配置される両側壁（長手方向規制部）２４ｄ，２４ｅによって、長手方向の移動が規制される。このように、第１高熱伝導部材８９の定着装置内における長手方向の位置ずれが規制されることにより、長手方向の狙いの範囲に対して熱伝導効率を向上させることができる。また、第１高熱伝導部材８９及びヒータ２３は、凹部２４ａの長手方向に配置される両側壁（配列交差方向規制部）２４ｂ，２４ｃによって、長手交差方向の移動が規制される。

第１高熱伝導部材８９が配置される長手方向（矢印Ｘ方向）の範囲は、図２５に示される範囲に限らない。例えば、図２６に示されるように、抵抗発熱体５６が配置される長手方向の範囲のみに第１高熱伝導部材８９が配置されてもよい（図２６におけるハッチング部参照）。また、図２７に示される例のように、長手方向（矢印Ｘ方向）の間隔（分割領域）Ｂに対応する位置で、その全域のみに第１高熱伝導部材８９を配置することもできる。なお、図２７においては、便宜上、抵抗発熱体５６と第１高熱伝導部材８９が図２７の上下方向にずらして示されているが、両者は長手交差方向（矢印Ｙ方向）のほぼ同じ位置に配置される。また、第１高熱伝導部材８９は、抵抗発熱体５６の長手交差方向（矢印Ｙ方向）の一部に渡って配置されてもよいし、図２８に示される例のように、第１高熱伝導部材８９が抵抗発熱体５６の長手交差方向（矢印Ｙ方向）の全体に渡って配置されていてもよい。さらに、図２８に示されるように、第１高熱伝導部材８９を、長手方向の間隔Ｂに対応する位置に加えて、その間隔Ｂを間にはさむ両側の抵抗発熱体５６にまたがって配置することもできる。この「第１高熱伝導部材８９を両側の抵抗発熱体５６にまたがって配置する」とは、第１高熱伝導部材８９が両側の抵抗発熱体５６と長手方向の位置が少なくとも一部重なることを意味する。また、第１高熱伝導部材８９は、ヒータ２３の全ての間隔Ｂに対応する位置に配置されてもよいし、図２８に示される例のように、一部の間隔Ｂ（この場合１箇所）に対応する位置だけ配置されてもよい。ここで、「第１高熱伝導部材８９が間隔Ｂに対応する位置に配置される」とは、間隔Ｂと第１高熱伝導部材８９の少なくとも一部が長手方向において重なることを意味する。

加圧ローラ２２の加圧力により、第１高熱伝導部材８９はヒータ２３とヒータホルダ２４との間に挟み込まれてこれらの部材に密着する。第１高熱伝導部材８９がヒータ２３に接触することにより、ヒータ２３の長手方向の熱伝導効率が向上する。そして、第１高熱伝導部材８９が、長手方向において、ヒータ２３の間隔Ｂに対応する位置に配置されることにより、間隔Ｂにおける熱伝導効率を向上させることができ、間隔Ｂへ伝達される熱量を増やし、間隔Ｂにおける温度を上昇させることができる。これにより、ヒータ２３の長手方向の温度ムラを抑制でき、定着ベルト２１の長手方向の温度ムラを抑制できる。その結果、用紙に定着される画像の定着ムラ及び光沢ムラを抑制できる。また、間隔Ｂにおいて十分な定着性能を確保するために、ヒータ２３の発熱量を多くする必要が無くなり、定着装置の省エネ化を実現できる。特に、抵抗発熱体５６が配置される長手方向全域に渡って第１高熱伝導部材８９が配置される場合は、ヒータ２３による主な加熱領域（つまり、通紙される用紙の画像形成領域）全域において、ヒータ２３の伝熱効率を向上させ、ヒータ２３ひいては定着ベルト２１の長手方向の温度ムラを抑制できる。

さらに、第１高熱伝導部材８９とＰＴＣ特性を有する抵抗発熱体５６との組み合わせにより、小サイズ用紙通紙時の非通紙領域による過昇温をより効果的に抑制できる。この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。すなわち、抵抗発熱体５６がＰＴＣ特性を有していることにより、非通紙領域における抵抗発熱体５６の発熱量を効果的に抑制できると共に、第１高熱伝導部材８９によって、温度が上昇した非通紙領域の熱量を通紙領域へ効率的に伝達できるので、これらの相乗効果により非通紙領域による過昇温を効果的に抑制できる。

また、間隔Ｂの周辺においても、間隔Ｂの発熱量が小さいことによりヒータ２３の温度が低くなるため、第１高熱伝導部材８９を配置することが好ましい。例えば、図２９に示される間隔Ｂの周辺の領域を含む拡大分割領域Ｃに対応する位置に、第１高熱伝導部材８９を配置することにより、間隔Ｂ及びその周辺における長手方向の熱伝達効率を向上させ、ヒータ２３の長手方向の温度ムラをより効果的に抑制できる。また、第１高熱伝導部材８９が、全ての抵抗発熱体５６が配置される領域の長手方向全体に渡って配置されている場合は、ヒータ２３（定着ベルト２１）の長手方向の温度ムラをより確実に抑制できる。

続いて、定着装置のさらに別の実施形態について説明する。

図３０に示される定着装置２０は、ヒータホルダ２４と第１高熱伝導部材８９との間に第２高熱伝導部材９０を有している。第２高熱伝導部材９０は、ヒータホルダ２４、ステー２５、第１高熱伝導部材８９などの部材の積層方向（図３０における左右方向）において、第１高熱伝導部材８９と異なる位置に設けられる。より詳しくは、第２高熱伝導部材９０は、第１高熱伝導部材８９に重ね合わせされて設けられる。また、本実施形態においては、上記図２４に示される実施形態と同じように、温度センサ（サーミスタ）２７が設けられているが、図３０は、温度センサ２７が配置されていない断面を示している。

第２高熱伝導部材９０は、基材５５よりも熱伝導率の高い部材、例えばグラフェン又はグラファイトにより構成される。本実施形態においては、第２高熱伝導部材９０が、厚み１ｍｍのグラファイトシートにより構成される。また、第２高熱伝導部材９０は、アルミニウム、銅、銀などの板材により構成されてもよい。

図３１に示されるように、第２高熱伝導部材９０は、ヒータホルダ２４の凹部２４ａに複数配置され、各第２高熱伝導部材９０同士の間には長手方向の間隔が介在している。ヒータホルダ２４の第２高熱伝導部材９０が設けられる部分には、その他の部分よりも一段深い窪みが形成されている。第２高熱伝導部材９０は、長手方向の両側において、ヒータホルダ２４との間に隙間が設けられている。これにより、第２高熱伝導部材９０からヒータホルダ２４への伝熱が抑制され、ヒータ２３によって定着ベルト２１が効率的に加熱される。なお、図３１においては、図２４に記載のガイド部材２６が省略されている。

図３２に示されるように、第２高熱伝導部材９０（ハッチング部参照）は、長手方向（矢印Ｘ方向）において、間隔Ｂに対応する位置で、隣り合う抵抗発熱体５６の少なくとも一部に重なる位置に配置されている。特に、本実施形態においては、第２高熱伝導部材９０が、間隔Ｂ全域に渡って配置されている。なお、図３２（および後述の図３４）においては、第１高熱伝導部材８９が、全ての抵抗発熱体５６が配置される領域の長手方向全体に渡って配置されている場合を示しているが、第１高熱伝導部材８９の配置範囲はこれに限らない。

本実施形態のように、第１高熱伝導部材８９に加えて、長手方向の間隔Ｂに対応する位置で、隣り合う抵抗発熱体５６の少なくとも一部に重なる位置に第２高熱伝導部材９０が配置されていることにより、間隔Ｂにおける長手方向の熱伝達効率をより一層向上させ、ヒータ２３の長手方向の温度ムラをより効果的に抑制できる。また、最も好ましくは、図３３に示されるように、間隔Ｂに対応する位置でその全域にのみ第１高熱伝導部材８９及び第２高熱伝導部材９０を設ける。これにより、間隔Ｂに対応する位置において、その他の領域と比較して特に熱伝達効率を向上させることができる。なお、図３３においては、便宜上、抵抗発熱体５６と第１高熱伝導部材８９及び第２高熱伝導部材９０が、図の上下方向にそれぞれずらして示されているが、これらは長手交差方向（矢印Ｙ方向）のほぼ同じ位置に配置される。ただし、これに限るものではなく、第１高熱伝導部材８９及び第２高熱伝導部材９０は、抵抗発熱体５６の長手交差方向の一部に配置されていてもよいし、長手交差方向の全体を覆うようにして配置されていてもよい。

また、第１高熱伝導部材８９及び第２高熱伝導部材９０の両方が上記グラフェンシートにより構成されてもよい。この場合、グラフェンの面に沿う所定の方向、つまり、厚み方向ではなく長手方向に熱伝導率の高い第１高熱伝導部材８９及び第２高熱伝導部材９０を形成できる。このため、ヒータ２３及び定着ベルト２１の長手方向の温度ムラを効果的に抑制できる。

グラフェンは薄片状の粉体である。グラフェンは、図３６に示されるように、炭素原子の平面状の六角形格子構造から成る。グラフェンシートとは、シート状のグラフェンであり、通常、単層である。また、グラフェンシートは、炭素の単一層に不純物を含んでいてもよいし、フラーレン構造を有するものであってもよい。フラーレン構造は、一般的に、同数の炭素原子が５員環および６員環でかご状に縮環した多環体を形成して成る化合物として認識されており、例えば、Ｃ６０、Ｃ７０およびＣ８０フラーレン又は３配位の炭素原子を有する他の閉じたかご状構造である。

グラフェンシートは、人工物であり、例えば化学気相蒸着（ＣＶＤ）法により作製され得る。

グラフェンシートには市販品を用いることができる。グラフェンシートの大きさ、厚み、あるいは後述するグラファイトシートの層数などは、例えば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定される。

また、グラフェンを多層化したグラファイトは大きな熱伝導異方性を持つ。グラファイトは、図３７に示すように、炭素原子の縮合六員環層面が平面状に広がった層を有し、この層が何重にも重なった結晶構造を有する。この結晶構造における炭素原子間は、層内での隣接する炭素原子同士は共有結合をなし、層間の炭素原子同士はファン・デル・ワールス結合をなす。そして、共有結合はファン・デル・ワールス結合に比べてその結合力が大きく、層内での結合と層間での結合とでは大きな異方性を持つ。つまり、第１高熱伝導部材８９あるいは第２高熱伝導部材９０をグラファイトにより構成することにより、第１高熱伝導部材８９あるいは第２高熱伝導部材９０における長手方向の伝熱効率が厚み方向（つまり、部材の積層方向）に比べて大きくなり、ヒータホルダ２４への伝熱を抑制できる。従って、ヒータ２３の長手方向の温度ムラを効率よく抑制するとともに、ヒータホルダ２４側へ流出する熱を最小限に抑えることができる。また第１高熱伝導部材８９あるいは第２高熱伝導部材９０をグラファイトにより構成することにより、７００度程度まで酸化しない優れた耐熱性を第１高熱伝導部材８９あるいは第２高熱伝導部材９０に持たせることができる。

グラファイトシートの物性や寸法は、第１高熱伝導部材８９あるいは第２高熱伝導部材９０に求められる機能に応じて適宜変更できる。例えば、高純度のグラファイトあるいは単結晶グラファイトを用いる、あるいは、グラファイトシートの厚みを大きくすることにより、その熱伝導の異方性を高めることができる。また、定着装置を高速化するために、厚みの小さいグラファイトシートを用いて定着装置の熱容量を小さくしてもよい。また、ニップ部Ｎ及びヒータ２３の幅が大きい場合には、それに合わせて第１高熱伝導部材８９あるいは第２高熱伝導部材９０の長手方向の幅を大きくしてもよい。

機械的強度を高める観点から、グラファイトシートの層数は１１以上であることが好ましい。またグラファイトシートは部分的に単層と多層の部分とを含んでいてもよい。

第２高熱伝導部材９０は、長手方向において、間隔Ｂ（さらに拡大分割領域Ｃ）に対応する位置で、隣り合う抵抗発熱体５６の少なくとも一部に重なる位置に設けられればよく、図３２の配置に限らない。例えば、図３４に示される例のように、第２高熱伝導部材９０Ａは、長手交差方向（矢印Ｙ方向）において、基材５５よりも長手交差方向の両側へ飛び出して設けられていてもよい。また、第２高熱伝導部材９０Ｂは、長手交差方向において、抵抗発熱体５６が設けられる範囲に設けられていてもよい。また、第２高熱伝導部材９０Ｃは、間隔Ｂの一部に設けられていてもよい。

また、図３５に示される別の実施形態においては、第１高熱伝導部材８９とヒータホルダ２４との間に厚み方向（図３５における左右方向）の隙間が設けられている。つまり、ヒータ２３、第１高熱伝導部材８９、及び第２高熱伝導部材９０が配置されるヒータホルダ２４の凹部２４ａ（図３１参照）の一部の領域に、断熱層としての逃げ部２４ｇが設けられている。逃げ部２４ｇは、第２高熱伝導部材９０（図３５においては図示省略）が設けられる部分以外の長手方向の一部の領域に設けられる。また、逃げ部２４ｇは、ヒータホルダ２４の凹部２４ａの深さをその他の部分よりも深くすることにより形成されている。これにより、ヒータホルダ２４と第１高熱伝導部材８９との接触面積を最小限にとどめることができるので、第１高熱伝導部材８９からヒータホルダ２４への伝熱が抑制され、ヒータ２３によって定着ベルト２１を効率的に加熱できるようになる。なお、長手方向の第２高熱伝導部材９０が設けられる断面においては、上記図３０に示される実施形態のように、第２高熱伝導部材９０がヒータホルダ２４に当接する。

また、本実施形態においては、逃げ部２４ｇが、長手交差方向（図３５における上下方向）において、抵抗発熱体５６が設けられた範囲全域に渡って設けられている。これにより、第１高熱伝導部材８９からヒータホルダ２４への伝熱が効果的に抑制され、ヒータ２３による定着ベルト２１の加熱効率が向上する。なお、断熱層として、逃げ部２４ｇのように空間を設ける構成の他、ヒータホルダ２４よりも熱伝導率の低い断熱部材を設ける構成であってもよい。

また、本実施形態においては、第２高熱伝導部材９０を第１高熱伝導部材８９とは異なる部材として設けたが、これに限らない。例えば、第１高熱伝導部材８９の間隔Ｂに対応する部分を、その他の部分よりも厚みを大きくすることにより、第１高熱伝導部材８９が第２高熱伝導部材９０の機能を兼ねるようにしてもよい。

以上、本発明を適用可能な他の定着装置及び画像形成装置の構成について説明したが、斯かる構成の定着装置及び画像形成装置においても本発明を適用することにより、上記実施形態と同様の効果を得られる。すなわち、本発明を適用することにより、ヒータ及びベルトの温度のばらつきを抑制でき、定着品質を向上させることができる。

また、以上の説明においては、本発明を、加熱装置の一例である定着装置に適用する場合を例に説明した。しかしながら、本発明は、定着装置に限らず、用紙に塗布されたインクなどの液体を乾燥させる乾燥装置、被覆部材としてのフィルムを用紙などのシートの表面に熱圧着させるラミネータ、包材のシール部を熱圧着するヒートシーラーなどの加熱装置にも適用可能である。

２０ 定着装置（加熱装置）
２１ 定着ベルト（第１回転体）
２２ 加圧ローラ（第２回転体）
２３ ヒータ（加熱源）
５５ 基材
５５ａ 一方側の端
５５ｂ 他方側の端
５６ 抵抗発熱体
５８ 電極部
６３ 高摩擦部
６５ 中央側発熱体
６６ 電極部側発熱体（一方側発熱体）
６７ 反電極部側発熱体（他方側発熱体）
１００ 画像形成装置
Ｎ ニップ部
Ｘ 長手方向

特開２００８－７６８５７号公報

Claims (8)

1. 回転可能な第１回転体と、
   前記第１回転体の外周面に接触してニップ部を形成する回転可能な第２回転体と、
   前記第１回転体を加熱する加熱源を備える加熱装置であって、
   前記加熱源は、基材と、前記基材に設けられる発熱体を有し、
   前記基材は、前記発熱体が配置される発熱領域を有し、
   前記基材の長手方向の一方側の端と前記発熱領域の前記一方側の端との間の長さが、前記基材の長手方向の他方側の端と前記発熱領域の前記他方側の端との間の長さよりも長く、
   前記発熱領域の前記一方側の端と前記第２回転体の前記一方側の端との間の長さが、前記発熱領域の前記他方側の端と前記第２回転体の前記他方側の端との間の長さよりも短いことを特徴とする加熱装置。
2. 前記基材の前記一方側の端と前記発熱領域の前記一方側の端との間に、前記発熱体に接続される電極部が設けられ、
   前記基材の前記他方側の端と前記発熱領域の前記他方側の端との間に、前記電極部が設けられていない請求項１に記載の加熱装置。
3. 前記長手方向における前記第１回転体の中央よりも前記他方側における第１回転体と前記第２回転体との間の摩擦力が、前記中央よりも前記一方側における第１回転体と前記第２回転体との間の摩擦力に比べて大きい請求項１又は２に記載の加熱装置。
4. 前記第２回転体は、弾性層と、前記弾性層の外周面に設けられる表層を有し、
   前記中央よりも前記他方側において、前記弾性層の外周面の少なくとも一部に前記表層が設けられておらず、前記弾性層が露出している請求項３に記載の加熱装置。
5. 前記ニップ部をシートが通過するシート通過領域の前記一方側の端と前記発熱領域の前記一方側の端との間の長さが、前記シート通過領域の前記他方側の端と前記発熱領域の前記他方側の端との間の長さよりも長い請求項１から４のいずれか１項に記載の加熱装置。
6. 前記加熱源は、中央側発熱体と、前記中央側発熱体よりも前記一方側に配置される一方側発熱体と、前記中央側発熱体よりも前記他方側に配置される他方側発熱体を有し、
   前記一方側発熱体の前記長手方向の長さは、前記他方側発熱体の前記長手方向の長さよりも長い請求項１から４のいずれか１項に記載の加熱装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の加熱装置を用いて未定着画像をシートに定着させることを特徴とする定着装置。
8. 請求項１から６のいずれか１項に記載の加熱装置、又は請求項７に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
   

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