JP3929942B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、定着ローラとそれに対向する加圧ローラとが接するニップ部を加熱するための加熱手段を備え、そのニップ部に送り込まれた記録媒体上の画像を加熱定着させる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば電子写真方式の画像形成装置には、記録媒体である用紙上に静電的に担持したトナー画像に熱と加圧力を加えることにより、それを紙面に定着させる定着装置が設けられている。
このような定着装置は、例えば定着ローラとそれに圧接する加圧ローラとを有していて、その定着ローラと加圧ローラの少なくともいずれかがヒータ等の加熱手段により加熱されることにより、定着ローラと加圧ローラとが接するニップ部を加熱し、そのニップ部を通過する用紙上に形成されたトナー画像を紙面に加熱定着させるようにしている。
【０００３】
このような定着装置は、定着ローラの軸方向の例えば中央部分に温度検知手段を設けていて、用紙が上記ニップ部を通過することにより定着ローラの熱を奪ってニップ部の温度が低下すると、その奪われた熱を補うためにヒータに通電することによって設定温度を保つようにしている。
この場合、定着ローラ上において用紙が通過しなかった端部は、用紙により熱が奪われないので、連続的な通紙が行われたときにはその端部の温度は次第に上昇していく。そこで、連続通紙時のことを考慮して定着ローラの端部の発熱量を予め低く設定すると、今度は逆に通紙をしていない待機時には定着ローラの熱が定着ローラの軸受や、その定着ローラの軸部に固定されているギヤ等を介して側板に逃げていくことにより定着ローラ端部の温度が下がるため、通紙を開始したときに定着ローラの軸方向の端部に対応する部分の定着性が低下してしまうようになる。
そこで、従来の定着装置には、例えば特許文献１に記載されているものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１３４５７５号公報（第２〜３頁、第２図）
【０００５】
この特許文献１には、定着ローラとその定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧ローラとを備え、定着ローラ内部には共にハロゲンランプからなる第１ヒータと第２ヒータが配設されていて、それらのヒータにより加熱された定着ローラ表面の温度を温度制御素子により検知するようにした熱ローラ定着装置が記載されている。そして、その第１ヒータは、通紙する用紙の搬送基準と反対側になる非通紙基準側の配熱量が、他の部分より小さくなるように設定してある。また、第２ヒータは、逆に非通紙基準側の配熱量が、他の部分より大きくなるように設定してある。
【０００６】
この熱ローラ定着装置は、電源が投入されると第１ヒータと第２ヒータに共に電力を供給する。そして、その第１，第２ヒータにより定着ローラが加熱されていき、温度制御素子が予め決められた所定の温度に達したことを検知すると、第１ヒータをオフし、第２ヒータのみで加熱を続ける。これが、通紙を開始する前の待機状態となる。
コピーボタンが押されると、第２ヒータがオフとなり、今度は第１ヒータがオンとなる。それにより、コピー中は第１ヒータのみにより定着ローラが加熱されて所定の温度にまで制御される。そして、コピーが終了すると、再び待機状態になって定着ローラは第２ヒータのみで加熱されるようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、定着装置の中には、定着ローラが定着ベルトを介して加圧ローラに接触し、その定着ベルトと加圧ローラとの間にニップを形成しているタイプの定着装置があり、そのような定着装置の場合には問題が生じることがあった。
例えば、このような定着装置を装着した画像形成装置が待機状態にあるときは、定着ローラと加圧ローラは前述した定着装置の場合と同様に、それらを支持している軸受部からそれを支持している側板に熱が逃げることにより各ローラの端部の温度が一般的に低下するものであり、ここで加熱ローラ及び定着ベルトが共に熱伝導性の良い（熱容量が小）材料で形成されているときには、その定着ベルトや加熱ローラを通しても熱が逃げていくようになる。
【０００８】
したがって、このような状態で通紙を開始すると、定着ベルトの端部温度が良好な定着性を得るために必要な温度よりも低い温度になってしまい、端部の定着性が悪化する。
そこで、その対策として加熱ローラ内のヒータのローラ端部に対応する部分の発熱量を大きくすると、今度は連続通紙時に定着ベルトの用紙が接した部分の温度は低下しても、その用紙よりも幅方向で外側に位置する端部のベルト温度は更に上昇してしまうようになる。
【０００９】
また、用紙が通過するニップ部の中央部分の温度を連続通紙時においても定着に必要な温度に保つことができるようにするためには、それに必要な発熱量を得るために加熱ローラ内のヒータのワット数を上げなければならないので、そのためには多くの電力を消費してしまうようになるということもあった。
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、待機状態から通紙を開始しても、ニップ部の端部までが良好な定着性を得るのに必要な温度に保たれていて、良好な定着ができるようにすることを目的とする。
また、低消費電力化が図れるようにすることも目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明はまた、上記の目的を達成するため、定着ローラと、その定着ローラから間隔を置いて配設された加熱ローラと、その加熱ローラと定着ローラとの間に張装された定着ベルトと、上記定着ローラに定着ベルトを介して接してニップ部を形成する加圧ローラと、そのニップ部を加熱するための加熱手段とを備え、
その加熱手段は上記ニップ部の上記定着ローラの回転軸方向の端部と中央部とを少なくとも加熱可能に配設されて、その端部と中央部の加熱量の比率を変更可能であり、
上記加熱手段は、上記定着ローラの内部に設けられた発熱源であって、上記中央部に対して端部の加熱量が大きく形成されて上記定着ローラを介して上記ニップ部を加熱する第１の加熱部と、上記加熱ローラの内部に設けられた発熱源であって、上記中央部に対して端部の加熱量が小さく形成されて上記加熱ローラ及び定着ベルトを介して上記ニップ部を加熱する第２の加熱部とを備え、
上記定着ローラは熱容量が大きく熱伝導率が低い部材であり、上記加熱ローラ及び定着ベルトは熱容量が小さく熱伝導率が良い部材であって、
上記ニップ部に記録媒体が送り込まれないときは上記第１の加熱部による加熱を行って上記端部を上記中央部に対して加熱量の比率が大きくなるように制御し、上記ニップ部に記録媒体が送り込まれるときには上前記第２の加熱部のみによる加熱を行って上記中央部よりも上記端部の加熱量の比率が小さくなるように制御する加熱量制御手段を設けたものである。
上記加熱手段が、上記第１の加熱部として、上記加圧ローラの内部に設けられた発熱源であって、上記中央部に対して端部の加熱量が大きく形成されて上記加圧ローラを介して上記ニップ部を加熱する加熱部も備え、上記加熱ローラも熱容量の大きい部材であるようにしてもよい。
【００１２】
また、上記第２の加熱部の有効発熱領域を、発熱量が立ち上がりを終えて安定発熱域に入った領域で、且つ最大通紙用紙幅よりも広い領域にするとよい。
さらに、上記第１の加熱部の有効発熱領域を、発熱量が立ち上がりを終えて安定発熱域に入った領域で、且つ最大通紙用紙幅よりも広い領域にするとよい。
また、上記第２の加熱部を、上記加熱ローラのローラ軸方向の温度分布で一方の側の端部の温度が他方の側の端部の温度に比べて低下するときには、その温度が低下する側に有効発熱領域の中心位置をずらして配置するとよい。
この発明はまた、これらの定着装置のいずれかを装着した画像形成装置も提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明による定着装置の一実施形態例を示す概略構成図、図２は同じくその定着装置を構成する定着ローラと加圧ローラと加熱ローラを各ヒータと共に説明の都合上並べて示す平面図、図３は同じくその定着装置の各ローラにそれぞれ設けるヒータを並べて示す平面図である。
【００１４】
図１に示す定着装置は、回転体である定着ローラ１と、その定着ローラ１に対向する対向部材である加圧ローラ２と、その定着ローラ１と加圧ローラ２とが定着ベルト３を介して接するニップ部５を加熱するための加熱手段とを備えている。そして、この実施の形態では、その加熱手段としては、定着ローラ１内に設けた発熱源であるヒータ６と、加圧ローラ２内に設けた発熱源であるヒータ７と、加熱ローラ８内に設けた発熱源であるヒータ１１，１２とが機能する。
加熱ローラ８は、定着ローラ１から若干距離を置いた位置に回転可能に配設されていて、その加熱ローラ８と定着ローラ１との間に定着ベルト３を張装している。
【００１５】
定着ローラ１は、表層にフッソ樹脂を設けた熱容量の大きい部材であるゴム材（例えばシリコーンゴム）１３により外周が被覆されている。加圧ローラ２も、表層にフッソ樹脂を設けた熱容量の大きい部材であるゴム材（例えばシリコーンゴム）１４により外周が被覆されている。
これに対し、加熱ローラ８は、内部にヒータ１１，１２を有する例えばニッケル（Ｎｉ），ステンレス（ＳＵＳ）等からなる熱容量の小さい部材である金属パイプ９で形成されていて、その外周面にはゴム材による表層は設けていない。
そして、定着ローラ１と加熱ローラ８との間に、上述したように定着ベルト３を張装している。その定着ベルト３は、例えばニッケルやステンレス等の金属フィルムや、樹脂フィルム（例えばＰＩ，ＰＡＩ）で形成した基材上にシリコーンゴムを設け、その外側に表層としてフッソ樹脂を設けたものであり、熱容量は小さい。
この定着ベルト３は、定着ローラ１が図示しない駆動源により図１の矢示Ａ方向に回転されることにより、同方向に回動される。
【００１６】
加熱手段として機能する定着ローラ１内のヒータ６と、加圧ローラ２内のヒータ７は、いずれも図３に示すようにローラ軸線方向の端部に高加熱部６ａ，７ａを、中央部に低加熱部６ｂ，７ｂをそれぞれ設けることにより、端部の加熱量が中央部の加熱量よりも大きくなるようにしている。
また、同様に加熱手段として機能する加熱ローラ８内のヒータ１１，１２は、各加熱部１１ａ，１２ａをローラ軸線方向の端部に配置しないようにすることにより、逆にローラ軸方向（回転軸方向）の中央部よりも端部の加熱量の方が小さくなるようにしている。したがって、これらのヒータを内部に収納した各ローラの軸線方向の各位置における加熱温度の分布は図５に示すようになる。
このように、各ヒータ６，７，１１，１２は、それぞれローラ軸方向の位置において加熱量が異なるように形成されているので、図１に示したニップ部５の定着ローラ１の回転軸方向の端部と中央部とを少なくとも加熱可能であって、その端部と中央部の加熱量の比率も、各ヒータ６，７，１１，１２のオン・オフにより変更が可能である。
【００１７】
この実施の形態による加熱手段は、ローラの回転軸方向の中央部に対して端部の加熱量が大きく形成されて熱容量の大きい部材であるゴム材１３，１４を介してそれぞれニップ部５を加熱する第１の加熱部となるヒータ６，７と、上記中央部に対して端部の加熱量が小さく形成されて熱容量の小さい部材である金属パイプ９を介して定着ベルト３を温めることによりニップ部５を加熱する第２の加熱部となるヒータ１１，１２とを備えている。
また、定着ローラ１の外周面に近接する位置には、図２にも示すように定着ローラ１上に張架された定着ベルト３の表面温度を検知するための温度センサ１５を、加圧ローラ２の外周面に近接する位置には温度センサ１６を、加熱ローラ８の外周面に近接する位置には、その加熱ローラ８上に張架された部分の定着ベルト３の表面温度を検知するための温度センサ１７をそれぞれ配設している。そして、それらの温度センサ１５，１６、１７は、ローラ軸方向の略中央にそれぞれ配置してある。
【００１８】
さらに、この定着装置は、ニップ部５に記録媒体である用紙Ｐが送り込まれないときは上述した加熱手段の加熱を、図１に示したようにニップ部５に用紙Ｐが送り込まれるときに比べて上記端部を中央部に対して加熱量の比率が大きくなるようにヒータ６，７（第１の加熱部）とヒータ１１，１２（第２の加熱部）を制御する加熱量制御手段として機能する制御装置５０を設けている。
その制御装置５０は、各種判断及び処理機能を有する中央処理装置（ＣＰＵ）と、各処理プログラム及び固定データを格納したＲＯＭと、処理データを格納するデータメモリであるＲＡＭと、入出力回路(Ｉ/Ｏ）とからなるマイクロコンピュータを備えている。
【００１９】
この制御装置５０は、温度センサ１５，１６，１７から検知温度に対応する信号をそれぞれ入力する。そして、その入力した信号から各検知温度を検出し、その検出した温度が予め設定している所定の温度になるように、各ヒータ６，７，１１，１２をオン・オフ制御する。
なお、この実施の形態では、定着ローラ１と加圧ローラ２のいずれにもヒータを設けた場合の例について説明したが、そのヒータは定着ローラ１にあるだけでもよい。
この定着装置は、定着ローラ１と加圧ローラ２とが定着ベルト３を介して圧接する部分にゴム部１３，１４の互いの変形により形成されるニップ部５に、画像形成により形成されたトナー画像を静電的に担持した用紙Ｐが送り込まれる。
【００２０】
その際、定着ベルト３は、定着ローラ１及び加圧ローラ２により暖められた状態にあるので、ニップ部５を通過する用紙Ｐは加熱されながら加圧され、そこにトナー画像が定着される。
このように用紙Ｐが、暖められた状態にある定着ベルト３に接したときには、定着ベルト３は定着ローラ１と加圧ローラ２の各ゴム部１３，１４に共に接しているが、そのゴム部１３，１４は熱容量が大きくて熱伝導性が低いので、定着ベルト３の熱のほとんどは用紙Ｐに奪われる。
一方、装置が画像形成動作を停止している待機状態から通紙を開始したときには、定着ローラ１や加圧ローラ２の温度が低くても、それらの各ローラの外周を覆っているゴム材１３，１４の熱伝導性は低いので、定着ローラ１や加圧ローラ２の熱容量は大きい。
【００２１】
そして、定着ベルト３や加熱ローラ８は、熱伝導性の良い部材で形成されていて熱容量が小さいので、定着ベルト３の回動を開始させた直後にはその定着ベルト３は定着ローラ１や加圧ローラ２の影響強く受ける、そのため、定着ローラ１や加圧ローラ２の温度が低下していると、定着ベルト３の温度低下を招きやすい（図４の線図の破線部参照）。
ところで、画像形成を停止している待機状態では、定着ローラ１，加圧ローラ２，加熱ローラ８の各ローラは、それを回転可能に支持している各軸受や、ローラ軸の端部に固定されているギャ等を介して熱が側板に逃げていくということがある、そのため、ニップ部５のローラ軸方向の両端部における温度低下が通紙開始時に発生し、それにより定着性が悪化しやすい。
【００２２】
しかしながら、この実施の形態による定着装置では、前述したように制御装置５０が、定着装置のニップ部５に用紙が送り込まれない待機状態（待機時）にあるときは、ニップ部５に用紙が送り込まれるときに比べてニップ部５のローラ軸方向の各端部を中央部に対して加熱量の比率が大きくなるようにヒータ６，７とヒータ１１，１２を制御するので、図４に実線で示した線図のように、通紙開始時における定着ベルト３のニップ部５のローラ軸方向の両端部における温度低下を防止することができる。
すなわち、待機時には定着ローラ１のヒータ６と、加圧ローラ２のヒータ７の少なくともいずれか一方（例えば熱容量の多きい方）をオン状態にして、ローラ軸方向の両端部の加熱量を中央より大きくすることにより、熱容量の小さい定着ベルト３や加熱ローラ８の影響をあまり受けずに、通紙開始後にニップ部５の両端部が、定着性が悪化する温度にまで低下しないようにしている。
【００２３】
次に、通紙開始後に制御装置５０が行う加熱量制御について説明する。
この定着装置を装着した画像形成装置では、図２に示したように使用可能な最大サイズの用紙を通紙した際の通紙方向に対する幅は、最大通紙用紙幅Ｗである。したがって、仮にこの使用可能な最大サイズの用紙が通紙されたとしても（搬送基準がローラ軸方向の中央基準の場合）、定着ベルト３の最大通紙用紙幅Ｗよりも外側となる部分に用紙は接しない。
したがって、この定着装置に用紙が搬送されて、その用紙が暖められた定着ベルト３に接することにより、その定着ベルト３から熱を奪っても、定着ベルト３の最大通紙用紙幅Ｗよりも外側の部分（両側）は熱が奪われないので高い温度が維持される。
【００２４】
ところで、この定着装置では、ニップ部５に用紙が送り込まれる通紙時には加熱ローラ８内のヒータ１１，１２が共にオン状態になって、定着ローラ１内のヒータ６と加圧ローラ２内ヒータ７は共にオフ状態になる。
そして、その通紙された用紙が定着ベルト３のニップ部５の中央部に接すると、その暖められた状態にある定着ベルト３のニップ部５は、定着ローラ１のゴム部１３（正確には定着ベルト３を介して）と加圧ローラ２のゴム部１４に共に接しているが、そのゴム部１３，１４は熱容量が大きいので、定着ベルト３の熱のほとんどは用紙Ｐに奪われる。
その際、仮にヒータ１１，１２により定着ベルト３の最大通紙用紙幅Ｗよりも外側の部分までも加熱するようにしていた場合には、その外側の部分は用紙により熱が奪われない部分となるので、特に連続通紙が行われたときにはその最大通紙用紙幅Ｗよりも外側の部分の温度は次第に上昇していくようになるので問題となる。
【００２５】
一方、定着ベルト３の幅方向の中央部のベルト温度について連続通紙時について考えると、仮に定着ローラ１内と加圧ローラ２内の各ヒータ６，７を共に加熱状態にし続けたとしても、定着ローラ１と加圧ローラ２の各ゴム材１３，１４の熱伝導性は極めて低いので、ヒータ６，７が発生させた熱は定着ベルト３には素早くは伝達されない。
したがって、定着ベルト３の幅方向の中央部は、加熱されるよりも接触した用紙により奪われる熱の方が多くなるため、連続通紙時には定着ベルト３の中央部の表面温度（ニップ部５の温度）が、トナーの定着に必要な温度よりも低下してしまう虞があり、そのようになったときには定着不良が発生する。
【００２６】
そこで、この実施の形態による定着装置では、ニップ部５に用紙が送り込まれるときには、制御装置５０がヒータ６，７を共にオフ状態にして、加熱ローラ８内にあるヒータ１１，１２を共にオン状態にする制御を行う。
このようにすれば、ヒータ１１，１２は図３で説明したように、各加熱部１１ａ，１２ａをローラ軸方向の中央側に配置して両端部には配置しないようにして、ローラ軸方向の中央部よりも端部の加熱量が小さくなるように設定してあるので、定着ベルト３の加熱はベルト幅方向の端部に対して中央部の加熱量の比率が大きくなる。
したがって、通紙時に定着ベルト３の両端部の加熱は小さくなるため、連続通紙が行われたとしても、定着ベルト３の両端部の温度上昇を抑えることができる。そして、ヒータ１１，１２を内部に設けている加熱ローラ８は、前述したように熱伝導性の良い金属パイプ９で形成されていて、その表面は熱容量の大きな（熱伝導性の低い）ゴム材で覆っているわけではないので、ヒータ１１，１２がそれぞれ発生させた熱は金属パイプ９を介してすぐに定着ベルト３に伝達される。
【００２７】
したがって、連続通紙された用紙により定着ベルト３の最大通紙用紙幅Ｗ内の熱が奪われたとしても、その奪われた熱の分を、すぐにヒータ１１，１２が発生させた熱で補うことができる。それにより、定着ベルト３のニップ部５の温度を、トナーの定着に必要な温度（設定温度）に保つことができるので、定着不良を防止することができる。
また、このように通紙時に加熱ローラ８内のヒータ１１，１２のみをオン状態にし、定着ローラ１のヒータ６と加圧ローラ２のヒータ７を共にオフ状態にすることで、通紙時における定着装置のヒータ加熱に要する電力を加熱ローラ８内のヒータ１１，１２のみにすることができる。そして、そのようにしてもヒータ１１，１２が発生させた熱は熱伝導性の良い金属パイプ９を介して効率良く定着ベルト３に伝えられるので、ヒータ１１，１２の発熱に伴う消費電力（定着トータルワット数）を少なくすることができる。
このように、この実施の形態による定着装置によれば、通紙開始時におけるニップ部５のローラ軸方向の端部の定着性改善と、通紙時における定着装置の低消費電力化が図れる。
【００２８】
図６は定着ローラと加圧ローラのうち熱容量の大きい方のローラ内に第１の加熱部を設けた定着装置の実施形態を示す図１と同様な概略構成図であり、図１と対応する部分には同一の符号を付してある。
この実施形態による定着装置は、定着ローラ１′と加圧ローラ２のうち熱容量の大きい方のローラ（この例では定着ローラ）内に第１の加熱部として機能するヒータ６を設けている。そして、このヒータ６は、前述した実施形態の図３で説明したように、ローラ軸線方向の端部の発熱量が中央部の発熱量よりも大きくなるようにしてある。
【００２９】
この図６に示した例では、定着ローラ１′のゴム材１３′の体積が加圧ローラ２のゴム材１４の体積よりも大きい場合を示しており、そのゴム材１３′とゴム材１４は同一の熱伝導性を有する例えばシリコーンゴムを使用している。したがって、この場合には、定着ローラ１′は加圧ローラ２に対してゴム材１３′の体積が大きい分（層圧が厚くなる分）だけ熱容量が大きくなる。
そして、この定着ローラ１′内には、上述したように端部の発熱量が中央部の発熱量よりも大きくなるヒータ６を設けているので、ニップ部５に用紙が送り込まれない装置の待機時にヒータ６により加熱される定着ローラ１′は、ローラ軸方向の中央部よりも端部の温度の方が高くなる温度分布となる。しかも、その定着ローラ１′は熱容量が加圧ローラ２に比べて大きいので、上記端部の温度は保たれる。
【００３０】
したがって、このように熱容量が大きい側の定着ローラ１′に、ローラ軸線方向の端部の発熱量が中央部の発熱量よりも大きくなるヒータ６を設ければ、加圧ローラ２内には、ローラ軸線方向の端部の発熱量が中央部の発熱量よりも小さなヒータ７′を設けて消費電力（ワット数）を小さくしても、通紙開始時におけるニップ部５のローラ軸方向の両端部における温度低下を防止して、定着性の悪化を防止することができる。
このように、この実施の形態によれば、通紙開始時のニップ部５の両端部における定着性改善と、通紙時における低消費電力化が図れる。
【００３１】
図７は第２の加熱部の有効発熱領域を特定した定着装置の実施形態を示す説明図である。
この実施形態による定着装置は、第２の加熱部である加熱ローラ８内に設けるヒータ１１′，１２′の有効発熱領域Ｗｈを、発熱量が立ち上がりを終えて安定発熱域に入った領域で、且つ最大通紙用紙幅Ｗよりも広い領域としている。
そのヒータ１１′，１２′としては、共にハロゲンヒ−タを使用している。そして、そのヒータ１１′，１２′は、何れもローラ軸方向の端部の中央部に対する発熱量を小さくしている。
【００３２】
ところで、このようなハロゲンヒ−タの場合には、長手方向（ローラ軸方向）の異なる位置で発熱量が小さくなる部分を作るときには、一般的に巻いているタングステンの巻きピッチを広げることにより対応している。そして、そのハロゲンヒータの長手方向の各位置での発熱量は、ハロゲンヒータの配光を測定することにより代用することが一般的に行われている。
そのため、このようなハロゲンヒータで、長手方向の両端部においてタングステンの巻きピッチを広げて、その両端部の発熱量が中央部の発熱量よりも小さくなるようにしているときには、ヒータの両端部における配光が中央部と異なるようになるため、製造したハロゲンヒータは配光分布の確認等が必要となり、その作業が面倒である。
【００３３】
そこで、この実施の形態では、図７に示すようにヒータ１１′，１２′として使用した各ハロゲンヒータの配光を測定したところ、両端部にそれぞれ２０ｍｍの配光立ち上がり（発熱量立ち上がりに対応）が見られ、その配光立ち上がりを終えて安定発熱域に入った領域に有効発熱領域Ｗｈを設け、その有効発熱領域Ｗｈが最大通紙用紙幅Ｗよりも広い領域になるようにしている。
具体的には、最大通紙用紙幅Ｗに両側の各配光立ち上り分としてそれぞれ実験結果から得た２０ｍｍを加算した長さよりも短くなる領域内に、有効発熱領域Ｗｈが存在する。
このように、ヒータ１１′，１２′の有効発熱領域Ｗｈを、発熱量が立ち上がりを終えて安定発熱域に入った領域で、且つ最大通紙用紙幅Ｗよりも広い領域にすることで、そのヒータ１１′，１２′の有効発熱領域Ｗｈ内の各両端部の配光が中央部の配光と略同じになるので、わざわざ配光分布を確認する必要がなくなる。
このようにしても、通紙開始時におけるニップ部端部の定着性悪化を防止して、通紙時の低消費電力化も、上述した簡易な方法で実現することができる。
【００３４】
図８は第１の加熱部の有効発熱領域を特定した定着装置の実施形態を示す図７と同様な説明図である。
この実施形態による定着装置では、第１の加熱部である定着ローラ１（図１参照）内に設けるヒータ６′（加圧ローラ側にするときにはヒータ７″）の有効発熱領域Ｗｈ′を、発熱量が立ち上がりを終えて安定発熱域に入った領域で、且つ最大通紙用紙幅Ｗよりも広い領域としている。
そのヒータ６′としては、ハロゲンヒータを使用し、そのローラ軸方向の端部の中央部に対する発熱量を大きくしている。
【００３５】
そして、そのハロゲンヒータの端部の発熱量を大きくするため、タングステンの巻きピッチを狭める（密にする）ことにより対応している。したがって、このハロゲンヒータの場合にも、ヒータの両端部における配光が中央部と異なるため、製造したハロゲンヒータについて配光分布の確認等が必要となる。
そこで、この実施の形態においても、図８に示すようにヒータ６′として使用した各ハロゲンヒータの配光を測定したところ、両端部にそれぞれ４０ｍｍの配光立ち上りが見られ、その配光（発熱量に対応）が立ち上がりを終えて安定発熱域に入った領域に有効発熱領域Ｗｈ′を設け、その有効発熱領域Ｗｈ′が最大通紙用紙幅Ｗよりも広い領域になるようにしている。
【００３６】
具体的には、最大通紙用紙幅Ｗに両側の各配光立ち上り分として、それぞれ実験結果から得た４０ｍｍを加算した長さよりも短くなる領域内に、有効発熱領域Ｗｈ′が存在する。
このように、ヒータ６′（ヒータ７″としてもよい）の有効発熱領域Ｗｈ′を、発熱量が立ち上がりを終えて安定発熱域に入った領域で、且つ最大通紙用紙幅Ｗよりも広い領域にすることで、そのヒータ６′の有効発熱領域Ｗｈ′内の両端部の配光が中央部の配光と略同じになるので、ヒータ６′の製造後に配光分布を確認する必要がなくなる。
この実施の形態においても、通紙開始時におけるニップ部端部の定着性悪化を防止して、通紙時の低消費電力化も、上述した簡易な方法で実現することができる。
【００３７】
図９は第２の加熱部の有効発熱領域の中心位置をローラ軸方向にずらした定着装置の実施形態を示す説明図である。
この実施形態による定着装置は、図９に示すように加熱ローラ８のローラ軸方向の温度分布で一方の側の端部の温度が他の側の端部の温度に比べて低下するときにはその温度が低下する側に、加熱ローラ８内に設ける第２の加熱部であるヒータ１１，１２の有効発熱領域の中心位置をずらして配置するようにしている。
すなわち、図９に実線で示した例の場合には、加熱ローラ８の同図で左側の端部の温度が右側の端部の温度に比べて低い値を示している。これは、例えば加熱ローラ８の一方の端部側（図９で左方側）にギヤ等が固定されていたりしたときに、一方の端部が他方の端部に比べて放熱が著しくなること等によって生じる。
【００３８】
そこで、この実施の形態による定着装置では、上述したような加熱ローラ８の温度分布に片寄りがある場合には、その加熱ローラ８内に設けるヒータ１１，１２の各有効発熱領域の中心位置を図９で左方（温度の低下側）にずらして、同図に破線で示す温度分布になるようにして、加熱ローラ８の両端部の温度が略同一になるようにしている。
このように、ヒータ１１，１２の各有効発熱領域の中心位置を温度の低い側にずらすことで、ヒータ１１，１２のローラ軸方向の端部の配光を中央部と同じにすることができる効果が得られる。
そして、この実施の形態による定着装置を使用しても、前述した各実施の形態と同様に、通紙開始時の端部定着性改善と連続通紙時の低消費電力維持の簡易的な対応が出来る。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による定着装置およびそれを装着した画像形成装置によれば、加熱手段が定着ローラの回転軸方向の中央部に対して端部の加熱量が大きく形成されて熱容量の大きい部材（定着ローラ又は加圧ローラ）を介してニップ部を加熱する第１の加熱部と、中央部に対して端部の加熱量が小さく形成されて熱容量の小さい部材（加熱ローラ及び定着ベルト）を介してニップ部を加熱する第２の加熱部とを備え、ニップ部に記録媒体が送り込まれないとき待機時には、加熱手段の加熱をニップ部に記録媒体が送り込まれる通紙時に比べて上記端部を中央部に対して加熱量の比率が大きくなるように制御するので、第１の加熱部を低消費電力にしても、装置が待機状態にあるときに上記端部の温度を定着に必要な温度に維持することができる。それにより、待機状態から通紙を開始しても、記録媒体の両端部まで画像を良好に定着することができる。
また、通紙時には、中央部に対して端部の加熱量が小さく形成されて熱伝導性の良い部材を介してニップ部を加熱する第２の加熱部のみが有効に機能するので、低消費電力でありながら上記中央部に対して熱を効率的に供給して定着に必要な熱量を供給し続けることにより良好な定着性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による定着装置の一実施形態例を示す概略構成図である。
【図２】同じくその定着装置を構成する定着ローラと加圧ローラと加熱ローラを各ヒータと共に説明の都合上並べて示す平面図である。
【図３】同じくその定着装置の各ローラにそれぞれ設けるヒータを並べて示す平面図である。
【図４】図１の定着装置の定着ベルト温度の変化を従来の定着装置と比較して示す線図である。
【図５】同じくその図１の定着装置が有する各ローラの軸線方向の各位置における加熱温度の分布を示す線図である。
【図６】定着ローラと加圧ローラのうち熱容量の大きい方のローラ内に第１の加熱部を設けた定着装置の実施形態を示す図１と同様な概略構成図である。
【図７】第２の加熱部の有効発熱領域を特定した定着装置の実施形態を示す説明図である。
【図８】第１の加熱部の有効発熱領域を特定した定着装置の実施形態を示す図７と同様な説明図である。
【図９】第２の加熱部の有効発熱領域の中心位置をローラ軸方向にずらした定着装置の実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１′：定着ローラ（回転体）
２：加圧ローラ（対向部材） ３：定着ベルト
５：ニップ部
６，６′，７，７′，７″，１１，１２，１１′，１２′：ヒータ（加熱手段）
９：金属パイプ（熱容量の小さい部材）
１３，１３′，１４：ゴム材（熱容量の大きい部材）
５０：制御装置（加熱量制御手段）

Claims (6)

1. 定着ローラと、該定着ローラから間隔を置いて配設された加熱ローラと、該加熱ローラと前記定着ローラとの間に張装された定着ベルトと、前記定着ローラに前記定着ベルトを介して接してニップ部を形成する加圧ローラと、該ニップ部を加熱するための加熱手段とを備え、
   該加熱手段は前記ニップ部の前記定着ローラの回転軸方向の端部と中央部とを少なくとも加熱可能に配設されて、その端部と中央部の加熱量の比率を変更可能であり、
   前記加熱手段は、前記定着ローラの内部に設けられた発熱源であって、前記中央部に対して端部の加熱量が大きく形成されて前記定着ローラを介して前記ニップ部を加熱する第１の加熱部と、前記加熱ローラの内部に設けられた発熱源であって、前記中央部に対して端部の加熱量が小さく形成されて前記加熱ローラ及び定着ベルトを介して前記ニップ部を加熱する第２の加熱部とを備え、
   前記定着ローラは熱容量の大きい部材であり、前記加熱ローラ及び定着ベルトは熱容量の小さい部材であって、
   前記ニップ部に記録媒体が送り込まれないときは前記第１の加熱部による加熱を行って前記端部を前記中央部に対して加熱量の比率が大きくなるように制御し、前記ニップ部に記録媒体が送り込まれるときには前記第２の加熱部のみによる加熱を行って前記中央部よりも前記端部の加熱量の比率が小さくなるように制御する加熱量制御手段を設けたことを特徴とする定着装置。
2. 請求項１記載の定着装置において、
   前記加熱手段は、前記第１の加熱部として、前記加圧ローラの内部に設けられた発熱源であって、前記中央部に対して端部の加熱量が大きく形成されて前記加圧ローラを介して前記ニップ部を加熱する加熱部も備え、
   前記加熱ローラも熱容量の大きい部材であることを特徴とする定着装置。
3. 前記第２の加熱部の有効発熱領域を、発熱量が立ち上がりを終えて安定発熱域に入った領域で、且つ最大通紙用紙幅よりも広い領域としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記第１の加熱部の有効発熱領域を、発熱量が立ち上がりを終えて安定発熱域に入った領域で、且つ最大通紙用紙幅よりも広い領域としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着装置。
5. 前記第２の加熱部を、前記加熱ローラのローラ軸方向の温度分布で一方の側の端部の温度が他方の側の端部の温度に比べて低下するときには、その温度が低下する側に有効発熱領域の中心位置をずらして配置したことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の定着装置を装着した画像形成装置。

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