JP2000330403A - 加熱装置及び加熱装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着装置を構成する加熱装置において、設定
された温度への立ち上げ時間の短縮及び消費電力の低減
を行う。 【解決手段】 加熱ローラ３１は、回転される芯材に耐
熱ガラス等の光透過性支持部材の表面にトナー像Ｔとの
離型性のよいフッ素樹脂等からなる被覆層３１ｂを形成
して構成され、その内部にハロゲンランプからなるヒー
タランプ３３を設ける。加熱ローラ３１に対して加圧ロ
ーラ３６とテンションローラ３７との間にエンドレスベ
ルト３５を張架してなる加圧手段３２を設け、エンドレ
スベルト３５を所定のニップ幅Ｗｎで接触させて定着装
置３を構成している。ヒータランプ３３からの光は直接
支持部材３１ａを透過し被覆層３１ｂを加熱でき、立ち
上がりの時間を短縮でき、所定温度に達した後に画像形
成動作にて回転駆動されても、加熱効率がよいため、大
きく温度度低下することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電子写真
方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画
像形成装置に備えられる記録媒体であるシート上の未定
着像を加熱し定着する加熱装置、また直接記録媒体にト
ナーやインク等を飛翔させて像を加熱し、定着あるいは
乾燥する加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を利用してなる画像形成装
置は、像担持体である光導電層を有する感光体上に形成
され静電潜像を、粉体トナー又は液体トナーにて顕像化
し、該顕像化したトナー像を記録媒体であるシート状の
用紙上に転写しており、該トナー像が未定着であること
から、用紙上に定着するため、熱によりトナーを溶融さ
せて加圧することで用紙上に融着あるいは乾燥させてい
る。そのため、画像形成領域を通過する用紙の搬送経路
中の下流側、例えば用紙の排出部の手前に加熱装置であ
る定着装置が設けられいる。

【０００３】この定着装置の一例としては、例えば図８
に示すように、加熱源であるハロゲンランプからなるヒ
ータランプ８１を内部に有したヒートローラ８２と、該
ヒートローラ８２に、所定の加圧力でもって加圧されて
なる加圧ローラ８３とから定着装置８０が構成されてい
る。

【０００４】上記ヒートローラ８２は、アルミニウムや
炭素鋼からなる金属製の円筒形状の芯材８２ａに、トナ
ーに対して離型性のよい材質よりなる被覆層８２ｂを設
ける構成である。ヒートローラ８２表面は、サーミスタ
等の温度検知素子８４にて検知され、図示しない温度制
御回路によりトナーを定着できる温度になるように上記
ヒータランプ８１を駆動制御されるようになっている。

【０００５】このような構成の定着装置８０において、
ヒートローラ８２と加圧ローラ８３との圧接部Ｗｎ（ニ
ップ部）に、未定着のトナー像Ｔを担持したシートＰを
通過させることにより、トナー像ＴをシートＰ上に溶融
させ加圧も含めて定着するようにしている。このような
構成によれば、画像形成装置の高速化に伴い、定着装置
８０自身の熱容量が大きいものを利用する必要性に逼ら
れ、電源の投入時点から定着装置自身が定着可能な状態
に立ち上がるまでのウォームアップ時間が非常に長くな
る。また、消費電力についても、当然多くなり、画像形
成装置の待機時、つまり画像形成可能であっても画像形
成動作を行っていない状態の待ち時間が長ければ、無駄
な消費電力を多量に消費することにもなる。

【０００６】そこで、このような環境問題、つまり消費
電力の増大の問題から、定着装置における消費電力の削
減が大きな課題にもなっている。そのため、熱容量等を
できるだけ小さいものを利用し、ウォームアップ時間を
短く、また無駄な消費電力を省くことが可能となる。そ
のような要望に答えるものとして、例えば特開平７−１
２１０４１号公報記載の加熱装置であるトナー像を加熱
定着する定着装置が提案されている。

【０００７】この公報記載の定着装置は、図８において
ヒートローラ８２の芯材８２ａとして、金属製のもので
はなく、ガラス等の透明部材からなる基材を使用してい
る。そのためヒータランプ８１としてハロゲンランプを
用いることで、赤外光をヒートローラ８２の被覆層８２
ｂに直接伝え、加熱する構成となっている。そのためウ
ォームアップ時間を短縮でき、待機時のヒートローラの
予熱温度等も低く抑えることも可能となり、無駄な消費
電力の削減も可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した公報に記載の
定着装置によれば、優れた利点があるものの、以下に示
すような問題も、同時に合わせ持っている。

【０００９】特に従来の金属製の基材（芯材）に比べ、
ガラス構成の基材では機械的に脆いため、加圧ローラの
加圧力を低く抑える必要がある。そのため、定着性に問
題が生じ、高速機器には不向きで、このような構成のも
のをそのまた適用できない。そのため、高速機器におい
ては、消費電力等の軽減、無駄な消費電力の低減も望め
なくなる。

【００１０】また、加圧ローラ８３を強くヒートローラ
８２へと圧接できないため、ニップＷｎの幅を大きくで
きないため、上述したように良好なる定着性が望めず、
その定着性を確保するために、定着温度を高く設定する
必要がある。このようにすれば、消費電力の増大、また
無駄な消費電力も増大する結果となり、好ましとはいえ
ない。定着温度を高く設定すれば、被覆層８２ｂと芯材
８２ａとの接着が高熱により剥離することが考えられ
る。

【００１１】これらとは別に、ガラスは溝加工等の機械
加工が非常に困難である。そのため、ヒートローラを長
手方向に位置決めするために、金属製の基材ではＣリン
グやＥリング用の加工溝を設け、その溝にＣリングやＥ
リングを嵌め込んで規制するようにしている。しかし、
そのような溝を設けることが困難で、また設けることが
できたとしても、強度面で脆いため、溝加工部で破断す
る。

【００１２】また、ヒートローラ８２を駆動するための
ギアを固着するために、接着固定する必要があるが、そ
の場合にも熱により接着剤が劣化し、ギアが外れること
が考えられる。

【００１３】本発明は、上述した問題点を解消すべく、
光透過性の耐熱性の基材を芯材として用い、上述した定
着性の問題を解消し、かつ電力量の消費を低減すること
を第１の目的とした加熱装置を提供することにある。

【００１４】また、本発明の目的は、高速処理にも対応
でき、これによる消費電力の抑制、ウォームアップ時間
の短縮、定着性の問題を合わせて解消することになる。

【００１５】さらに、本発明の他の目的は、上述した目
的を達成する加熱装置を用いて好適な画像形成装置を提
供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明による第１の加熱装置は、記録媒体に担持さ
れた未定着像を加熱し乾燥あるいは定着する加熱装置で
あって、加熱源からの光が照射され表面が所定温度に加
熱される被加熱部材と、該被加熱部材に加圧され送られ
てくる未定着像を担持してなる記録媒体を上記被加熱部
材側へと密着させるように構成してなる加圧部材とから
なり、上記被加熱部材は、光透過性の耐熱性部材を芯材
とし、該芯材表面に加熱源からの光を熱として変換し加
熱される被覆層を設けられ、上記加圧部材は、少なくと
も２個のローラ間に張架され上記被加熱部材に所定の幅
で接触させるように設けられたエンドレスベルトを備え
た構成を特徴とする。

【００１７】このような構成によれば、被加熱部材の芯
材が円筒形状の耐熱性ガラス等から構成されていても、
加圧部材によるエンドレスベルトを所定の幅で被加熱部
材に接触させることができる。そのため、機械的な強度
に耐える圧接力でも、十分に上述した接触幅（ニップ
幅）を確保でき、定着性を良好に確保でき、また同時に
被加熱を直接加熱源にて加熱でき消費電力の低下にもな
る。しかも、熱効率が上がるため、高速処理にて温度低
下を抑えることができ、高速対応も可能となる。

【００１８】上述した構成を特徴とする本発明の第１の
加熱装置において、上記加圧部材側が回転駆動され、被
加熱部材側が従動回転されるように構成することで、駆
動用の部材を被加熱部材側に設ける必要をなくしてい
る。これにより、被加熱部材が高温になることによる駆
動部材が外れることなく、良好なる駆動を行える。

【００１９】また、上述した構成を特徴とする本発明の
第１の加熱装置において、上記加圧部材の温度が最大の
状態で記録媒体を搬送する速度Ｖｈを、加熱装置の上流
側に配置され記録媒体に像を形成する位置での搬送速度
Ｖｆが、Ｖｈ≦Ｖｆの関係になるように上記加圧部材の
搬送速度を設定したことを特徴とする。このような構成
としていおくことで、加圧部材側が駆動されていても、
熱膨張にて搬送速度が変動しても、その搬送速度Ｖｈ
は、記録媒体に像形成する位置での搬送速度Ｖｆ以上に
なることはく、記録媒体への像形成に影響を与えること
はない。

【００２０】また上述した本発明の目的と達成するため
の第２の加熱装置は、記録媒体に担持された未定着像を
加熱し乾燥あるいは定着する加熱装置であって、加熱源
からの光が照射され表面が所定温度に加熱される被加熱
部材と、該被加熱部材に加圧され送られてくる未定着像
を担持してなる記録媒体を上記被加熱部材側へと密着さ
せるように構成してなる加圧部材とからなり、上記被加
熱部材は、光透過性の耐熱性部材からなる加熱ローラ
と、該加熱ローラに巻回され加熱ローラを介して上記加
熱源からの光を熱として変換し加熱される加熱ベルト
と、該加熱ベルトを上記加熱ローラとの間で張架してな
るバックアップローラとを設けて構成され、上記加圧部
材を上記加熱ローラを介してバックアップローラへと圧
接させる構成を特徴とする。

【００２１】以上のような構成によれば、加圧部材を被
加熱部材を構成するバックアップローラ側に被加熱部材
を構成する加熱ベルトを介して十分に圧力にて圧接でき
る。これにより、十分なニップ幅を確保でき、定着性が
上がる。しかも、加熱ベルトは加熱ローラに対して分離
可能であり、熱による接着性等の問題が解消でき、加熱
温度を高くできる。従って、高速処理に対しても十分に
対処できる。

【００２２】上述した本発明の第２の加熱装置の構成に
おいて、上記加熱ベルトは、耐熱性樹脂表面に未定着像
に対して離型性のより離型層を形成することで、加熱ベ
ルトに要求される強度、光熱変換性、離型性等を満足で
きる。

【００２３】また、上述した本発明の第２の加熱装置の
構成において、上記耐熱性樹脂は、加熱ローラと接触す
る内面を粗面化処理することで、光吸収面積を広くでき
る。これにより接触熱抵抗が大きくなり熱効率をさらに
上げることができる。

【００２４】さらに、本発明の目的を達成するための加
熱装置を備える画像形成装置は、上述した第１又は第２
の発明による加熱装置を備え、上記記録媒体に直接未定
着像を形成してなる画像形成装置に備えられることを特
徴とする画像形成装置である。そのため、加熱装置の加
熱源から漏れる光が、画像形成時に画像を乱すことがな
い。そのため、本発明による加熱装置を設ける画像形成
装置としては好適なものといえる。

【００２５】さらに、本発明の目的を達成するための加
熱装置を備える画像形成装置は、上述した第１又は第２
の発明による加熱装置を備え、上記記録媒体に未定着像
を形成するために、強誘電体層からなる像担持体に画像
に応じた潜像を形成し、これをトナーにて現像し、この
トナー像を上記記録媒体に転写して形成する画像形成装
置である。このような構成によれば、加熱源からの光漏
れにて画像が乱されることもなく、良好な画像形成と共
に形成された画像の定着又は乾燥を行える。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、以
下に図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明によ
る第１の実施形態における加熱装置であるトナー像を加
熱定着する定着装置の全体構成を示す側断面図、図２は
図１に示す定着装置を構成する加熱ローラ部分を破断し
た状態を示す平面図である。また、図３は図１及び２の
定着装置を備えてなる画像形成装置の一例を示す全体の
構成図である。

【００２７】まず図３に従って、本発明の加熱装置であ
る定着装置を備えてなる画像形成装置の全体構造につい
て説明する。

【００２８】図３に示す画像形成装置は、最終的にトナ
ーによる画像が形成される記録媒体としてのシートをス
トックし供給する給紙部１、上記シートにトナー像を転
写して形成する現像装置等を備える画像形成部２、およ
びシートに転写されたトナー像を溶融させて融着させて
定着させる本発明による加熱装置である定着装置３から
構成されている。

【００２９】上記給紙部１には、図１において画像形成
装置本体の右側に傾斜状態で配置された給紙トレイ４、
給紙トレイ４に充填された多数のシートＰを給紙するた
めの給紙ローラ５、給紙されるシートの下部のものを規
制し１枚給紙を可能にする分離部材６等が設けられてい
る。この給紙部１にて給紙されるシートＰは、画像形成
部２の転写位置へとガイド等を介して送り込まれる。転
写位置へと送り込まれる途中には、シートＰの給送を検
知するために検知センサ７が設けられている。

【００３０】検知センサ７は、シート先端を検知した時
点で、その検出信号が、画像形成部２における画像形成
動作を開始させる信号として処理される。これは、画像
形成部２にて形成されるトナー像の開始先端とシート先
端とが一致させるための制御処理であり、そのタイミン
グに合わせて給紙ローラ５等の駆動制御が実行される。

【００３１】画像形成部２には、トナー像を形成し、担
持するための像担持体であるドラム形状の感光体８が設
けられている。この感光体８は、一般的に導電性の円筒
ドラム表面に光導電層を被覆して構成されている。感光
体８はドラム形状だけでなく、エンドレスベルト形状に
形成される場合もある。この感光体８の周囲には帯電器
９、レーザ走査装置１０からの画像データに応じた光像
のビームを照射する露光位置１０ａ、光像の照射により
形成された静電潜像を可視像としてトナーＴにて現像す
る現像装置１１、搬送されてくるシートＰを感光体８面
へと圧接させ形成されたトナー像をシート側へと転写す
る転写ローラ１２、転写後に感光体８表面に残留するト
ナーをクリーニングするクリーニング装置１３等が、そ
の順序で配置されている。

【００３２】上記転写ローラ１２と感光体８とが圧接さ
れる部位が転写位置であり、上述した給紙部１から給紙
されるシートＰがタイミング制御されて送り込まれる。

【００３３】また、上記レーザ走査装置１０は、画像形
成装置本体に他の外部装置から入力される画像データに
応じて半導体レーザを点灯駆動制御することで光像、つ
まりレーザビーム２０を感光体８の露光位置で照射す
る。そのために、レーザ走査装置１０は、画像データに
応じて半導体レーザを点灯駆動制御する発光ユニット１
４、走査ミラー１５、走査ミラーモータ１６、及び反射
ミラー１７，１８，１９を備えている。

【００３４】上記走査ミラー１５は、ミラーモータ１６
により高速かつ定速に回転される。発光ユニット１４か
ら照射されたレーザ光２０は、反射ミラー１７，１８，
１９を介して感光体８に照射される。このレーザ光２０
は、画像データに応じた光像として、感光体８表面を選
択的に露光する。これにより、帯電器９にて均一帯電さ
れた感光体８表面には、照射されたレーザ光に応じた静
電潜像が形成される。

【００３５】形成された感光体８表面に静電潜像は、次
の現像装置１１にてトナーにて可視像として現像されト
ナー像となる。このトナー像は、先に説明した給紙部１
から給紙されるシートＰが転写位置へと搬送されてくる
ことで、転写ローラ１２の作用によりシートＰに転写さ
れる。シートＰは先に説明した通り、検知センサ７にて
検知され、それに応じて感光体８に形成されるトナー像
の開始先端とシート先端とが一致するようにタイミング
制御され、感光体８と転写ローラ１２とが圧接する転写
位置へと搬送される。

【００３６】転写後、感光体８にてシートＰに転写され
なかった一部のトナーざ残留する。その残留トナーは、
クリーニング装置１３にて除去される。これにより感光
体８は次の像形成に備えられる。

【００３７】一方、転写後のシートＰは、感光体８より
剥離され、その搬送方向下流側に配置されている定着装
置３へと送り込まれる。この定着装置３の構成において
は後に詳細に説明する。シートＰの転写されたトナー像
は、定着装置３を通過し、搬送されることで、トナーが
溶解し、シート表面に定着され堅牢な画像となる。

【００３８】定着装置８を通過するシートＰは、次に排
出経路に沿って配置されている排出ローラ２１，２２を
介して画像形成装置の機外に排出され。その位置には、
排出トレイ２３が設けられており、画像形成面が下にな
った状態でシートＰが排出される。なお矢印Ｅは、シー
トＰの経路を示すものであって、給紙部１、転写位置、
展着装置８、排出ローラ２１，２２を経由するようにな
っている。

【００３９】（本発明の第１の実施形態）以上のように
本発明にかかる定着装置３を備えた画像形成装置の構成
の一例を図３に従って説明した。この画像形成装置は、
レーザプリンタであり、外部から入力される画像データ
をハードコピーとして出力するものである。また、ファ
クリミリにおいては、図３に示す基本構成の画像形成装
置に加え、原稿の画像を読取るためのスキャナ（読取装
置）、及び画像データ等の送受信装置が備えられてい
る。また、複写機においては、原稿の画像を読み取るた
めのスキャナが備えられている。なお、アナルグ複写機
のスキャナは、直接原稿からの画像を感光体３に照射し
ており、レーザ走査装置１０に代わって備えれててい
る。

【００４０】本発明の定着装置３は、その詳細を図１及
び図２に従って説明すれば、シートＰ上のトナー像Ｔと
接触し定着を行う被加熱部材を構成してなる加熱ローラ
３１、該加熱ローラ３１にシートＰを圧接させるための
加圧部材３２、加熱ローラ３１内部に設けられ該加熱ロ
ーラ３１表面の温度をトナーを融着し定着可能な温度
（所定温度）に加熱するための加熱源であるヒータラン
プ３３、加熱ローラ３１表面の温度を検知する温度検知
センサ３４等を備えて構成されている。

【００４１】上記加圧部材３２は、エンドレス構成のベ
ルト３５、該ベルト３５を張架するための加圧ローラ３
６及びテンションローラ３７とから構成されている。ヒ
ートローラ３１と加圧ローラ３６とはベルト３５を介し
て、所定の圧力（例えば線圧０．２Ｎ／ｍｍ）で圧接さ
れている。そして、ベルト３５は、加圧ローラ３６とテ
ンションローラ３７とで、所定の張力（例えば３０Ｎ）
で張架されている。

【００４２】加熱ローラ３１は加圧部材３２に対して圧
接され、特にエンドレスベルト３５にて、加熱ローラ３
１にシートＰを所定の間隔Ｗｎを持って密接させるよう
にしている。この間隔Ｗｎは、定着ニップ幅（接触幅）
であり、エンドレスベルト３５をヒートローラ３１にニ
ップ幅Ｗｎで巻き付くように設定されている。この幅Ｗ
ｎは、例えば８ｍｍ程度に設定されており、図１におい
てテンションローラ３７の上下位置関係にて任意に設定
可能である。

【００４３】上記加圧ローラ３２は、図示しない駆動手
段を介して矢印Ａ方向に回転駆動される。これによりベ
ルト３５は矢印Ｂ方向に走行され、テンションローラ３
７が矢印Ｃ方向に従動回転される。そして、エンドレス
ベルト３５及び従動ローラ３６の走行及び回転により加
熱ローラ３１は矢印Ｄ方向に従動回転される。

【００４４】エンドレスのベルト３５は、耐熱性、弾性
及び離型性を有する材料で構成されている。例えばエン
ドレスベルト３５は、厚さ１ｍｍのシリコーンゴムから
構成され、円形状態における直径を５０ｍｍ程度に設定
している。

【００４５】また、本発明にかかる加熱ローラ３１は、
石英ガラス、あるいはパイレックスガラス等の耐熱ガラ
スからなる厚さ１ｍｍ程度の円筒形状に形成され、例え
ば直径が３０ｍｍ程度のものからなる光透過性の耐熱支
持部材（芯材）３１ａの表面に、トナーに対して離型性
のよい材質からなる部材を被覆した被覆層３１ｂから構
成されている。被覆層３１ｂは、ポリテトラフルオロエ
チレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂等の材料で構成され
ている。

【００４６】なお、加熱ローラ３１を構成する耐熱支持
部材３１ａについては、耐熱ガラスに限定されるもので
はなく、例えば光透過性の耐熱性樹脂等も使用可能であ
る。しかし、耐熱性、光透過性、さらに価格等の点で耐
熱性ガラスの方がより好ましい。

【００４７】円筒形状の加熱ローラ３１の内部には、特
に従動回転される加熱ローラ３１の回転中心に設けられ
ている。このヒータランプ３３は、加熱源を構成し、例
えばハロゲンランプ等が用いられる。ハロゲンランプか
ら放出される光エネルギーは、分光分布特性から５００
ｎｍから２５００ｎｍの範囲に分布している。そして、
加熱ローラ３１を構成する耐熱性支持部材３１ａの材質
として、石英ガラスやパイレックスガラス等の耐熱ガラ
スを選択すれば、その耐熱ガラスの光透過率は、５００
ｎｍから２５００ｎｍの波長域で、９０％以上である。
そのため、ハロゲンランプからなるヒータランプ３３か
らの光エネルギーは、直接被覆層３１ｂに達し、直接加
熱して被覆層３１ｂを発熱させることができる。

【００４８】本発明によれば、加熱ローラ３１は、その
芯材としてガラスを用いているため、従来のような金属
による芯材と比較し、高度的に脆い。そのため、加圧部
材３２による加圧力を機械的強度に耐える状態に低くす
る。特に加圧ローラ３６による加熱ローラ３１への加圧
力を低く設定している。その低い加圧力であっても、十
分な定着性能を確保するために、上述したようにエンド
レスベルト３５を設けて加圧部材３２を構成し、そのエ
ンドレスベルト３５を加熱ローラ３１の周囲に所定のニ
ップ幅Ｗｎを確保するようにして構成している。

【００４９】また、加熱ローラ３１の両端面には、図２
に示すように加熱ローラ５１の長手方向の移動を規制す
るための規制部材３８が設けられている。従来の加熱ロ
ーラの長手方向の移動を規制する方法としては、加熱ロ
ーラ３１の芯材３１ａを軸受を介して支持する部分に隣
接して、周方向に溝を形成し、その溝にＣリンブ又はＥ
リングを嵌め込み、規制する方法が採られている。しか
し、本発明によれば、加熱ローラ３１を構成する芯材３
１ａとしてガラス等からなる耐熱性支持部材の場合、機
械的な加工が困難であり、たとえ加工できたとしても強
度的に脆いため、その溝加工部分で破断する。従って、
図２に示すように、規制部材３８を設けて、加熱ローラ
３１の長手方向の規制を行うようにし、加熱ローラ３１
の位置決めを行うように構成している。

【００５０】この規制部材３８としては、例えばフェノ
ール樹脂等の耐熱性樹脂を用いることができる。また、
規制部材３８は、加熱ローラ３１の熱膨張を加味し、多
少のクリアランス（間隔）を設けて配置しておくことが
好適である。

【００５１】一方、加圧部材３２を構成する加圧ローラ
３６は、その外径が例えば２５ｍｍ程度になるように、
ステンレス製の直径１０ｍｍの芯金（回転軸）３６ａに
厚さ７．５ｍｍ程度のＬＴＶ（Ｌow Ｔemperaure Ｖul
canizing）のシリコーンゴム層３６ｂを被覆して構成し
ている。また加圧ローラ３６とでエンドレスベルト３５
を張架するためのテンションローラ３７は、外径（直
径）２０ｍｍ程度のアルミニウム製の中空芯金（例えば
肉厚２ｍｍ程度）の上（表面）に、厚さ３０μｍのフッ
素ゴム層（図示せず）が被覆されて構成されている。

【００５２】上記加圧ローラ３６の芯材である回転軸３
６ａの一端部には、図示しない駆動手段からの回転が伝
達される駆動ギア３９が設けられている。これにより加
圧ローラ３６は、所定の回転数（一定速度）で回転駆動
される。

【００５３】従来の定着装置においては、加熱ローラ側
に駆動ギアが固着されており、加圧ローラ側を従動回転
させる構成としている。しかし、本発明においては、上
述したように加圧ローラ３６を回転駆動させ、加熱ロー
ラ３１側を従動回転させるように構成している。

【００５４】ここで、加熱ローラ３１を駆動側とするよ
うに構成する場合には、機械加工が困難であるため、芯
材である耐熱性支持部材３１ａに直接駆動ギアを接着剤
を介して固着する必要がある。しかし、加熱ローラ３１
がトナーを定着するために１５０℃〜２００℃で常時駆
動制御されているため、駆動ギアとの接着部が熱的に劣
化し、剥離し、ギアが外れる。このような不具合を解消
するために、上述したように加熱ローラ３１を従動回転
されるように設けてきる。

【００５５】なお、図２においては、加圧ローラ３６及
び加熱ローラ３１については、図示していないが、定着
装置３を構成するフレーム等にて軸受を介して回転可能
に設けられている。特に加圧ローラ３６の回転軸３６ａ
は、それぞれ端部に軸受を設け、それを図示しない支持
フレームに支持されている。そして、その支持フレーム
の一方より突出した回転軸３９ａ端部に駆動ギア３９が
固着され、駆動ギア３９が駆動手段のギアに噛み合う構
成である。

【００５６】ここで、定着装置３におけるシートＰの搬
送速度、つまりシートＰ上のトナー像Ｔを定着するため
に定着装置３にて搬送する速度Ｖｈは、定着装置３の上
流側の画像形成位置である転写位置におけるシートの搬
送速度Ｖｆに対してＶｈ≦Ｖｆに設定する。この速度関
係の設定条件としては、駆動ローラである加圧ローラ３
６の温度が最大の場合を想定して設定する。これは、実
際に定着装置３を組み立て、実際に動作させて加圧ロー
ラ３６が最大温度になる時に、その時の搬送速度Ｖｈが
設定される。

【００５７】また、転写位置の搬送とは、感光体８と転
写ローラ１２とで挟持されたシートＰが搬送されるシー
ト搬送速度である。この場合、転写位置と定着装置３と
の間には、他の搬送手段が存在しないため、転写位置で
の速度としているが、その間にエアーにてシートＰ背面
（トナー像を担持した面とは反対面）を吸引して搬送す
るような手段が設けられている場合には、その搬送速度
である。

【００５８】このような速度設定する理由としては、加
圧ローラ３６は一定温度に制御できないため温度により
加圧ローラ３６の径が変化する虞れがある。その結果、
定着装置３によるシートＰの搬送速度Ｖｈは、加圧ロー
ラ５３の温度により変動する。この時、もしＶｈ＞Ｖｆ
になれば、転写ローラ１２の位置でのシートＰの搬送に
影響を与え、転写不良、画像の伸び等の画質劣化を生じ
る。そのため、Ｖｈ≦Ｖｆに設定することで、温度変化
に関係なく、常に速度差の関係は変化しない。

【００５９】しかも、定着装置３と転写ローラ１２の搬
送速度の差にて、シートＰは、定着装置３へと送り込ま
れる搬送経路中で多少たわむことで吸収される。これに
より、シートＰを定着装置３側で引っ張り、転写不良や
画像の伸びによる画質劣化を防止できる。

【００６０】以上のような構成の定着装置３において、
画像形成装置本体の電源が投入されれば、加熱ローラ３
１のヒータランプ３３への通電が行われ、ヒートローラ
３１表面の温度が決められた温度（トナーを定着できる
定着温度）になるように制御される。そのため、加熱ロ
ーラ３１の被覆層３１ｂの温度が温度検知センサ３４に
て検知され、その検知出力に応じて、ヒータランプ３３
への電力供給の制御が図示しない温度制御回路を介して
行われる。

【００６１】この電源投入による立ち上げ、つまりウォ
ームアップ時に、加熱ローラ３１を含む加圧手段３２の
動作、つまり回転は停止された状態で、上述したヒータ
ランプ３３への通電制御が実行される。そして、加熱ロ
ーラ３１の被覆層３１ｂの表面温度が定着温度（所定温
度）、例えば１８０℃に上昇するまで通電制御される。
そして、ヒートローラ３１が目的の定着温度に加熱され
れば、その温度を維持するために加熱ランプ３３へのＯ
Ｎ−ＯＦＦを繰り返す通電制御が実行され、ウォームア
ップが終了する。

【００６２】ウォームアップ終了により、画像形成装置
による画像形成の開始が指令されれば、この時点で定着
装置３による回転駆動が開始される。この場合、駆動ロ
ーラである加圧ローラ３６が回転駆動され、これに従動
してエンドレスベルト３５及び加熱ローラ３１が回転さ
れる。そして、画像形成部２にて画像形成されたシート
Ｐが、その上面にトナー像Ｔを担持した状態で図１に示
すようにエンドレスベルト３５上に支持され搬送され、
ニップ部Ｗｎへと送り込まれる。

【００６３】シートＰは、加圧部材３２を構成するエン
ドレスベルト３５にて、加熱ローラ３１側にニップ幅Ｗ
ｎの範囲で圧接され、その上面に担持されたトナー像Ｔ
を熱及び圧力にて定着する。この定着は、比較的に広く
設定されているニップ幅Ｗｎにてトナー像の定着を行
い、その定着が良好に行える。また、加熱ローラ３１に
エンドレスベルト３５を大きな加圧力にて圧接しなくて
も、比較的低圧力でもって、ニップ幅Ｗｎを広く設定で
きるため、定着効率を上げることができ、加熱ローラ３
１が耐熱ガラスにて構成されていても、機械的な強度に
十分に対応あっせて定着可能となる。

【００６４】また、本発明においては、定着装置３は、
ウォームアップ完了後で、画像形成動作が開始された後
に回転駆動される構成としているため、ウォームアップ
時間の大幅な短縮が可能で、電源投入後のファーストコ
ピーまでの時間を速めることができ、上述したように即
座に画像形成動作を開始しても、定着不良等の発生もな
く、良好なる定着が可能となる。

【００６５】そこで、本発明による上述した事例による
加熱ローラ３１、加圧部材３２の加圧ローラ３６、エン
ドレスベルト３５等の径や材質にて構成した場合におけ
るウォームアップ時間等の特性について図４及び図５に
示した。ここで、加熱ローラ３１の表面温度について
は、１８０℃を定着温度として設定した。また、本発明
とを対比するために、図８に示す従来による定着装置８
０において、ヒートローラ８２及び加圧ローラ８３の径
を、本発明による加熱ローラ３１及び加圧ローラ３６の
径と同一として、特にヒートローラ８２の芯材８２ａに
ついては、アルミニウムの芯金にて構成している。その
他の材質については、同一とした。

【００６６】図４は、定着装置が電源投入に応じてヒー
タランプ３３への通電を開始され、、定着装置を回転駆
動させた時に、定着可能な温度１８０℃に達するまでの
ウォームアップ時間（Ｗ．Ｕ．Ｔ．）との関係を示すも
のである。この特性を示す測定においては、トナーが定
着装置等に付着していない状態として、常温からの温度
上昇状態を示す。

【００６７】この図４から、ウォームアップまでの時間
は、本発明による定着装置３の方が時間短縮されている
ことが分かる。つまり、図４において、定着ローラ温度
は、本発明の加熱ローラ３１の表面温度であり、図８の
従来のものはヒートローラ８２の表面温度である。本発
明のものにおいて、実線でしめすように、立ち上げ時間
（Ｗ．Ｕ．Ｔ．）は、６６秒であり、従来のＷ．Ｕ．
Ｔ．は７５秒で、ウォームアップ時間が短縮される。

【００６８】また、図５は、ウォームアップにおいて
は、定着装置の回転駆動を停止させ、定着可能温度の１
８０℃に達した時点で、定着装置の回転を開始した時の
状態を示す。この図５から分かるように、従来のアルミ
構成のローラ構成による定着装置８０においては、１８
０℃に達した後、回転させた場合、加圧ローラ８３側に
奪われる熱量が非常に多く、１８０℃を維持できず、図
４と同様のウォームアップ時間（Ｗ．Ｕ．Ｔ．）を必要
とする結果となっている。

【００６９】この点、本発明による構成の定着装置３に
よれば、定着温度が１８０℃に達し時点で回転させられ
た時点で、加圧部材３２側に熱が奪われ温度低下するも
のの、耐熱ガラス構成であるため、効率よくヒータラン
プ３３の光が被覆層３１ｂに達して熱に変換され、ヒー
トローラ３１側への熱供給が非常に速いため、加圧部材
３１に奪われる熱量を即座に供給でき、温度低下が低
く、そのままた定着動作を実行できることが分かる。

【００７０】そのため、従来の定着装置８０において
は、加圧ローラを十分に加熱した時点がウォームアップ
終了であり、その時間が７５秒となる。しかし、本発明
による定着装置３によれば、ウォームアップ中の回転を
停止させ、その後に回転駆動させてもヒートローラ３１
の表面温度が１７０℃以下に低下することなく、１８０
℃に維持でき、ウォームアップ時間が３２秒といった具
合に、大幅な時間短縮が可能となる。

【００７１】従って、ウォームアップ時間の大幅な短縮
と同時に、その温度を維持するために無駄な電力消費を
無くし、電力消費の軽減を可能にできる。

【００７２】以上説明したように、本発明のように定着
装置３の構成において、ヒートローラ３１を構成する芯
材として光透過性の耐熱性ガラスを用い、かつ加圧部材
３２としてエンドレスベルト３５を設けることで、定着
不良を防止し、ウォームアップ時間の短縮、かつ消費電
力の低減を可能にできる。しかも、加熱ローラ３１の機
械的な脆さを補うために、加圧手段３２側を駆動するよ
うにし、またエンドレスベルト３５を合わせて設けるこ
とで、圧接力を低くしても定着を十分に行うためのニッ
プ幅を確保でき、画像形成動作に応じて回転駆動される
構成であるため、駆動のための動力や機械的な負担を軽
減でき、寿命等の点でも有利になる。

【００７３】（第１の実施形態による他の態様）以上の
ような構成の定着装置３におよれば、ウォームアップ時
間の短縮に加え、さらなる消費電力の低減を行うための
態様を以下に説明する。これは、画像形成装置において
は、ウォームアップ完了により待機状態に設定される。
この時、加熱ローラ３１は、定着可能な温度を維持する
ための電力供給の制御が実行されている。そのため、待
機時間が長ければ、その温度を維持するための無駄な電
力供給が非常に多くなる。

【００７４】これを解消するために、従来では定着装置
３の予熱モードへと以降させ、無駄な電力消費を低減す
るようにしている。この予熱モードとは、定着可能な温
度より低い温度で加熱ローラ３１の表面温度を維持して
おき、該予熱モードを解除して、画像形成動作を実行で
きる待ち時間を短縮するようにしている。

【００７５】ここで、本発明においては、その予熱モー
ドによる加熱ローラ３１の設定温度を、さらに低く設定
し、そのための電力消費をさらに低減させることが可能
となる。特に、従来の定着装置によれば、予熱モードを
解除し、画像形成可能な待機状態に復帰させる時間を速
くするために、定着可能温度の１８０℃に対して２０℃
〜５０℃程度低く設定している。

【００７６】しかし、本発明によれば、１８０℃が定着
可能な温度とした場合、予熱モードにおける設定温度を
１００℃以下に設定したも、上述した通り、加熱ローラ
３１への熱供給が速いため、その待機状態に達するまで
の時間を短くできる。また定着装置３の回転駆動を行う
必要がなくなるため、大幅な低下を可能とし、これによ
る消費電力の低減が望める。

【００７７】（本発明の第２の実施形態）以上説明した
第１の実施形態においては、定着装置３を被加熱部材と
して構成される加熱ローラ３１と加圧部材３２とを備
え、その加圧部材３２の構成としてエンドレスベルト３
５及び加圧ローラ３６を設けて、加熱ローラ３１へとエ
ンドレスベルト３５を所定のニップ幅に設定して圧接さ
せるように構成している。

【００７８】この実施形態によれば、特に加熱ローラ３
１への加圧力を小さく抑え、それによりニップ幅の低減
を、エンドレスベルト３５にて補うようにしている。

【００７９】これに対して、本発明の第２の実施形態に
おける定着装置３０の構成は、被加熱部材側にエンドレ
ス形状の加熱ベルトを設け、加圧部材側での圧接力を十
分に確保できるようにし、被加熱部材側の機械的な脆さ
を回避できるように構成したものである。

【００８０】図６はその一例を示す定着装置３０の構成
を示す断面図である。ここで、定着装置３０は、シート
Ｐに担持されたトナー像Ｔに接して溶融させて定着を行
うための被加熱部材４１と、該被加熱部材４１側にシー
トＰを圧接させるための加圧部材を構成する加圧ローラ
４２とから構成されている。

【００８１】被加熱部材４１は、加熱ローラ４３とバッ
クアップローラ４４との間に張架されたエンドレス形状
に形成された加熱ベルト４５とから構成されている。そ
して、加圧ローラ４２は、単体で構成され、上記バック
アップローラ４４に加熱ベルト４５を介して所定の加圧
力で圧接されるように設けられている。また、加熱ロー
ラ４２は、円筒形に形成され、その内部の回転中心部に
加熱源であるヒータランプ４６が設けられている。

【００８２】加熱ベルト４５は、加熱ローラ４３とバッ
クアップローラ４４との間に張架されており、その張力
等を調整するためのテンションローラ４７が両ローラ４
３，４４の間に配置され、特に加熱ローラ４３の外周面
に少なくとも１８０゜以上の角度で巻き付けられるよう
に設けられている。この加熱ベルト４５の加熱ローラ４
２への巻き付け角をＸとして示している。

【００８３】また、加熱ベルト４５が加熱ローラ４３に
巻き付けられている部分には、加熱ベルト４５表面の温
度を検知する図１にて説明したものと同様の温度検知セ
ンサ３４が当接されている。この温度検知センサ３４の
温度検知に応じて、上記ヒータランプ４６の通電制御が
実行され、トナー像を定着できる定着温度、例えば１８
０℃に維持制御される。

【００８４】加圧ローラ４２は、図示しない加圧ばねに
より加熱ベルト４５を介してバックアップローラ４４に
対して、例えば線圧０．４Ｎ／ｍｍで圧接されている。
これにより、例えば定着部のニップ幅Ｗｎを４．５ｍｍ
程度に設定している。さらにバックアップローラ４４
は、図示しない駆動手段にて回転駆動される構成であ
り、加熱ベルト４５、加熱ローラ４３、及び加圧ローラ
４２は従動回転されるように構成されている。

【００８５】上記加熱ローラ４３は、例えば厚さ１ｍｍ
程度の光透過性の耐熱支持部材であって、石英ガラス、
あるいはパイレックスガラス等の耐熱ガラスを円筒形状
に形成したものである。その加熱ローラ４３の回転中心
位置に上述したようにハロゲンランプからなる加熱源で
あるヒータランプ４６を設け、該加熱ローラ４３に巻き
付けられたエンドレスベルト４５を加熱ローラ４３を介
して加熱している。

【００８６】バックアップローラ４４は、例えば直径１
５ｍｍのアルミニウム（アルミ）製の芯材４４ａに、厚
さ７．５ｍｍ程度の発泡シリコーンゴムからなる弾性体
層４４ｂを被覆して構成されている。このバックアップ
ローラ４４と上記加熱ローラ４３との間に加熱ベルト４
５が張架されている。そして、加圧ローラ４２にて、加
熱ベルト４５を介してバックアップローラ４４に圧接さ
れ、これにより４．５ｍｍ程度のニップ幅Ｗｎを得るた
めに、加圧ローラ４２は直径１５ｍｍ程度の回転軸を兼
ねるアルミ製の芯材４２ａに、厚さ７．５ｍｍ程度のシ
リコーンゴムからなる弾性体層４２ｂを被覆して構成さ
れている。

【００８７】また、加熱ベルト４５は、例えば暑さ７０
μｍのポリイミドからなる耐熱性樹脂からなる基材の外
表面（トナーと接する面）側に、ポリテロラフルオロエ
チレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂からなる離型層を設
けて構成されている。この加熱ベルト４５の基材として
は、ポリイミドに限定されることではなく、耐熱性を有
し、光エネルギーの吸収率の高い（例えば黒色に近い）
材料であれば使用可能となる。

【００８８】同様に離型層としては、フッ素樹脂に限定
されるものではなく、例えばシリコーンゴム等を適用可
能である。特にカラー用定着装置として使用する場合
は、シリコーンゴムを被覆する方が好ましい。即ち、カ
ラー画像は、３色又は４色のトナー像を定着するため、
トナーとの離型性を向上させるためにシリコーンオイル
等のオフセット防止液を塗布することが多い。そのた
め、シリコーンオイルと馴染みのシリコーンゴムの方が
好ましい。しかも、カラーによるトナー像は、少なくと
も３色のトナーを使用するため、シートＰ上に形成され
るトナー量が多くなり、画像領域と非画像領域とで段差
が大きくなる。これんいよりトナー像を定着するには、
弾性に優れるシリコーンゴムの方が好ましい。これは、
あくまでも例であり、使用においては適宜選択すればよ
いことである。

【００８９】さらに、ポリイミドフィルムの表面粗さＲ
ａ（ＪＩＳ規格Ｂ０６０１）は、通常は０．１μｍ程度
であり、非常に表面性に富んでいる。そこで、本発明で
は、ポリイミド製基材の裏面側（加熱ローラ４３と接す
る内面側）を、粗面化処理している。例えば、基材裏面
の表面粗さＲａを１μｍ程度に設定している。このよう
な構成とすることで、ハロゲンランプを加熱源としたヒ
ータランプ４６からの光エネルギーの吸熱面積をより広
くでき、ウォームアップ時間のさらなる短縮を可能にで
きる。しかも、加熱ベルト４５と加熱ローラ４３との間
の接触熱抵抗を大きくえきるので、加熱ベルト４５から
加熱ローラ４３への伝熱による放熱ロスが小さくなり、
熱効率を向上できる。

【００９０】また、図６に示すようにテンションローラ
４７を設けることで、加熱ベルト４５は、加熱ローラ４
３への巻き付き角度Ｘを１８０゜以上、例えば２５０゜
に巻回できる。これにより、加熱ローラ４３側から、ヒ
ータランプ４６の光の漏洩を極力抑えることが可能とな
る。

【００９１】以上のような構成の定着装置３０におい
て、その動作を説明すれば、画像形成装置の電源投入に
よるウォームアップ時に、ヒータランプ４６への通電が
開始され、バックアップローラ４４を回転駆動させる。
これより加熱ベルト４５及び加熱ローラ４３、さらに加
圧ローラ４２を従動回転させる。

【００９２】そして、加熱ベルト４５の表面温度は、温
度検知センサ３４にて検知され、その表面温度が定着温
度（例えば１８０℃）になれば、ウォームアップを完了
する。ウォームアップが完了すれば、ヒータランプ４６
は、定着可能温度を維持するために通電制御（ＯＮ−Ｏ
ＦＦの繰り返し）が常時行われる。

【００９３】この第２の実施形態においては、加熱ロー
ラ４３にヒータランプ４６を設け、加熱ベルト４５を定
着可能温度に加熱しているため、その加熱ベルト４５全
周を定着可能温度に加熱させる必要があるために、回転
駆動させている。

【００９４】次に、画像形成動作の実行によりトナー像
Ｔが転写されシートＰが転写位置から定着装置３０側へ
と送り込まれると、該シートＰは被加熱部材４１と加圧
部材である加圧ローラ４２との間のニップ部Ｗｎへと案
内され、その部分でトナー像が定着される。定着された
シートＰは定着装置３０による搬送作用にて図３に示す
ように排出トレイ２３へと排出処理される。

【００９５】先に説明した第１の実施形態によれば、光
透過性耐熱支持部材である加熱ローラ３１の基材３１ａ
表面に、光熱変換部材であるフッ素樹脂からなる被覆層
３１ｂが形成されているが、フッ素樹脂とガラスとの接
着性は、金属に対する接着性と比較し、良好とはいえ
ず、被覆層３１ｂの剥離が懸念されるような場合には、
本発明の実施形態２の定着装置３０を用いることで解消
できる。つまり、加熱ローラ４３から分離可能に加熱ス
ベルト４６を走行駆動して巻回する構成としているた
め、剥離といった問題は全く生じない。

【００９６】その結果、定着装置３０における定着可能
温度を２００℃以上に設定し、高速処理、つまりシート
Ｐの搬送速度上げても十分な定着性を確保することが可
能となる。

【００９７】また、加熱ベルト４６は、加熱ローラ４３
に巻き付けられる構成であり、強く圧接させる必要はな
く、バックアップローラ４４と加圧ローラ４２との間で
十分な圧力を確保しても、上記加熱ローラ４３の機械的
な脆さによる配慮は必要なくなる。よって、十分にシー
トＰを加熱ベルト４５に圧接させることが可能となり、
十分なニップ幅Ｗｎも確保でき、高速処理による加熱ベ
ルト４６の加熱温度を上げても剥離性の問題もなく実施
可能となる。

【００９８】ここで、被加熱部材４１である加熱ベルト
４５は、加熱ローラ４３と接触する位置で加熱され、加
圧ローラ４２と圧接させる位置へと送られてトナー像Ｔ
の定着を行うことになる。この場合、温度調整された位
置から離れたニップ部Ｗｎまでの間での温度低下が懸念
される。しかし、その温度低下を見越し、加熱ベルト４
５加熱調整しておけばよい。

【００９９】例えば、加熱ベルト４５として、７０μｍ
の厚さのポリイミドフィルムに、ＬＴＶのシリコーンゴ
ムを厚さ３０μｍに被覆して構成した時に、例えば雰囲
気温度が２５℃で、加熱ローラ４３部分ての加熱温度を
２００℃に温度調整し、搬送速度（プロセス速度）を１
２０ｍｍ／ｓｅｃとした場合、加圧ローラ４２部分での
温度低下は１１℃程度である。この場合、加熱ローラ４
３から加熱ベルトが離れ、ニップ部Ｗｎに達するまでの
距離として５０ｍｍとした。

【０１００】このように、温度低下するにしても１０℃
程度であり、その分を見越して加熱ベルト４５の調整温
度、つまり定着可能な所定温度を設定しておけば、十分
な熱量によるトナーの定着を可能にできる。

【０１０１】（本発明の定着装置を適用する画像形成装
置）上述した第１及び第２の実施形態において説明した
定着装置３及び３０は、光透過性の耐熱ガラス等から構
成される加熱ローラ３１あるいは加熱ローラ４３を設け
ることで、光が外部へと漏洩することが考えられる。こ
の漏洩した光が露光部分に達すれば、当然形成される静
電潜像が乱れることが考えられる。

【０１０２】この点、第１の実施形態においては、加熱
ローラ３１の耐熱性ガラスからのなる円筒形状の芯材３
１ａの被覆層３１ｂを全周に被覆しておけば、その部分
からの光の漏洩を防止できる。また、第２の実施形態に
おいて加熱ローラ４３にエンドレスベルト４５を大きな
角度Ｘで巻回しており、光の漏洩を極力抑えることがで
きる。

【０１０３】従って、加熱ローラ３１や加熱ローラ４３
の表面からの光の漏洩については、上述したように極力
抑制できる。しかし、図２に示すように円筒形状の加熱
ローラ４１については、その両端面側より長手方向への
漏洩が生じる。その部分には図示しない支持フレーム等
が設けられており、この支持フレーム等を黒塗りしてお
く等することで、その部分での光の漏洩を吸収するなど
し、感光体８側へと光漏洩がないように調整できる。

【０１０４】しかし、このような光漏洩等を考慮するこ
となく、本発明の第１及び第２の実施形態において説明
した定着装置３や３０を用いて画像形成する場合、非常
に好適な画像形成装置の例を以下に説明する。

【０１０５】図３に示す画像形成装置は、先に説明した
ように光導電層を有するドラム形状の感光体８を像担持
体として用いたものである。そのため、感光体８表面を
帯電器９にて均一帯電させ、その光導電層にレーザによ
る光像２０を照射することで帯電された電荷を光照射部
分でキャンセルさせ静電像による潜像を形成するように
している。そのため、他の光が露光位置１０ａに照射さ
れると潜像が乱される。その光が本発明の定着装置３や
３０からのヒータランプ３３や４６からの光の場合に問
題が生じることにもなる。

【０１０６】しかし、図３に示す画像形成装置におい
て、像担持体として感光体ではなく、その像を担持する
表面層が強誘電体層からなる構成の像担持体８とし、そ
の強誘電体層を分極させるための分極手段を帯電器９に
代えて設ける。これにより、上記光漏洩による影響を皆
無にできる。このような画像形成装置においては、例え
ば特開平６−１７５４４１号公報に記載されている通り
である。

【０１０７】図７には、像担持体８として光導電層を用
いることなく、強誘電体層を用いた画像形成プロセス、
つまり画像形成部を説明するものであり、上述した公報
記載の構成について図７を参照に簡単に説明する。この
画像形成装置における像担持体８は、アルミ等の金属製
の導電性をドラム形状の基材８ａ（図７では説明を簡単
にするために平面形状に図示している）表面に、強誘電
体層８ｂを形成して構成されている。

【０１０８】この強誘電体層８ｂに使用される強誘電体
材料としては、例えばチラン酸バリウム等の無機材料、
ポリ弗化ビニリデン系や強誘電性液晶ポリマー等の有機
材料が挙げられる。このような強誘電体層８ｂを備える
像担持体８の周面には、導電性ローラからなる分極手段
９が当接されている。この導電性ローラの分極手段９
は、金属製の芯材９ａに、カーボン等の導電性粒子を分
散したポリウレタンの導電性ゴム層（例えば比抵抗１０
ＭΩ程度）９ｂにて構成される。この分極手段９の芯材
９ａに、所定の電圧を供給する電源２５が接続されてい
る。

【０１０９】そこで、像担持体８にトナー像Ｔを形成す
るための動作を説明する。像担持体８の強誘電体層８ｂ
は、まず分極手段９によって一様に矢印方向に示す方向
に分極される。像担持体８が回転され、次にレーザ走査
装置１０から、所望のレーザビーム２０による光像が露
光位置１０ａにて照射される。この時、強誘電体層８ｂ
は、その照射部分が、強誘電体材料のもつキュリー点以
上に加熱され、脱分極が行われる。そのため、分極状態
による潜像が像担持体８表面に形成され、現像装置１１
を構成するトナーを担持してなる現像ローラ１１ａにて
現像され、トナー像Ｔとして可視像化される。

【０１１０】このようなトナー像の形成装置を備える画
像形成装置においては、通常の光、例えば定着装置３や
３０に備えられるヒータランプ３４や４６からの光につ
いては反応することなく、画像が漏洩された光にて乱さ
れることはない。つまり、図３に示す画像形成装置にお
いて、像担持体８が、光導電層を有する感光体から構成
されるような場合、定着装置３，３０から漏洩するヒー
タランプ３３，４６からの光が潜像形成時に画像が乱さ
れることになる。しかしながら、このような不具合は、
図７に示すような画像形成プロセスを備えた画像形成装
置においては、全く生じない。よって、本発明の実施形
態における定着装置３及び３０を備える画像形成装置と
しては非常に大きな利点を奏することにもなり、非常に
好適な適用ともなる。

【０１１１】上述した画像形成装置においては、一例と
して特開平６−１７５４４１号公報記載のような画像形
成方式を用いるものに限定されるもではなく、他の像担
持体を用いる画像形成プロセス、例えば同様に誘電体層
を備える像担持体に対してイオンにより画像情報を書き
込む、つまり画像に応じた帯電電荷の潜像が形成され、
これをトナーにて現像するようにもできる。この場合に
も、同様にヒータランプ３４や４６からの光による影響
を全く受けない。

【０１１２】なお、本発明における定着装置３及び３０
は、要するにトナーを融着させて定着するために、被加
熱部材である加熱ローラ３１やエンドレス形状の加熱ベ
ルト４５を加熱しており、その熱量にてトナーを定着す
るようにした事例について説明した。そのために、像担
持体に一旦トナー像を形成し、これをシートＰに転写し
ており、シートＰに担持されたトナー像を熱にて溶融さ
せて堅牢な画像として定着している。そのため、トナー
像を直接シートＰ等の記録媒体に形成し、これを定着す
る装置にも適用できることは勿論である。

【０１１３】このような装置は、例えば特開平６−１５
５７９８号公報に記載されたトナー通過口（ゲート）を
介して選択的にトナー飛翔（ジェット）させ、記録媒体
であるシートＰに直接付着させるようにして画像形成す
るものである。このような画像形成装置の定着装置にも
適用でき、また適用することで、上述した図７に示す画
像形成プロセス同様に定着装置からの漏洩する光にて画
像が乱されることは全くない。

【０１１４】さらに、本発明の定着装置は、要するに加
熱源より加熱される上述した加熱ローラ３１や加熱ベル
ト４６にて、形成された未定着像を定着できるものであ
る。しかし、トナーを融着するものではなく、シートＰ
上に直接インクを噴射して画像形成するインクジエット
方式によるインクの乾燥により堅牢な画像とする乾燥装
置としても適用できる。つまり乾燥装置は、熱を利用し
てインクを乾燥するもので、図３や図６に示す構成の定
着装置３及び３０を、そのまま用いて乾燥装置として適
用できる。この場合にも、当然光漏れによる画像形成不
良が問題になることもない。

【０１１５】本発明の実施形態において説明した定着装
置３又は３０は、乾燥装置をも含むものであり、形成さ
れた画像を永久像として扱えるようにした定着手段でも
あり、総合的に見て加熱源を備え、その加熱源にて被加
熱部材である加熱ローラ３１、加熱ベルト４６を加熱す
る加熱装置である。

【０１１６】なお、本発明の実施形態においては、トナ
ーが粉体として説明したが、このトナーが液体トナーの
場合もある。このような場合には、シートＰが液体トナ
ー、特に現像液にて濡れるため、定着及び乾燥を含めた
装置として上述した定着装置３や３０を加熱装置として
用いることができる。しかも、画像を書き込み消去可能
なリライタブルメデアシートにおいて、その画像消去を
目的とした消去装置における加熱装置にも適用できるこ
とは勿論である。

【０１１７】

【発明の効果】本発明の加熱装置及びその加熱装置を備
える画像形成装置においては、画像形成できる状態への
立ち上げ、つまりウォームアップ時間が大幅に短縮可能
であり、特に記録媒体を搬送ための回転駆動をウォーム
アップ時に行う必要もなく、さらにウォームアップ時間
の短縮を可能にできる。

【０１１８】これにより、消費電力の軽減、高速処理可
能な画像形成装置への適用が可能となる。しかも、画像
形成装置の待機状態での消費電力の更なる削減のため
に、被加熱部材の予熱時の温度をさらに低下でき、さら
なる大幅な消費電力の低下が可能となる。

【０１１９】また、画像形成装置として、直接記録媒体
に画像形成するもの、加熱源の光にて露光画像が乱され
ることのない像担持体を備える画像形成装置等に加熱装
置を適用することで有効活用が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱装置であるトナー像の定着を行う
第１の実施形態における定着装置の構造を示す断面図で
ある。

【図２】図１における定着装置の被加熱部材を構成する
加熱ローラ部分を断面で示す平面図である。

【図３】図１に示す構成の定着装置を備える画像形成装
置の全体の構成を説明するための構成図だある。

【図４】本発明の定着装置と従来の定着装置における電
源投入時点から所定温度までの立ち上げ（ウォームアッ
プ）時間にかかる特性を示すもので、電源投入時点から
回転駆動させた場合の特性図である。

【図５】本発明の定着装置と従来の定着装置における電
源投入時点から所定温度までの立ち上げ（ウォームアッ
プ）時間にかかる特性を示すもので、所定温度後に回転
させた場合の特性図である。

【図６】本発明の加熱装置を構成する定着装置におい
て、第２の実施形態による定着装置の構成を示す断面図
である。

【図７】本発明の加熱装置である定着装置を備える画像
形成装置の他の例を説明するための説明図である。

【図８】従来の加熱装置であるトナー像の定着を行う定
着装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 給紙部 ２ 画像形成部 ３ 定着装置（加熱装置） ３１ 加熱ローラ（被加熱部材） ３１ａ 光透過性支持部材 ３１ｂ 被覆層 ３２ 加圧ローラ（加圧部材） ３３ ヒータランプ（加熱源） ３４ 温度検知センサ ３５ エンドレスベルト ３６ 加圧ローラ ３７ テンションローラ ４ 給紙部 ８ 感光体（像担持体） ９ 帯電器（又は分極手段） １０ レーザ走査装置 １１ 現像装置 １２ 転写ローラ ３０ 定着装置（加熱装置） ４１ 被加熱部材 ４２ 加圧ローラ（加圧部材） ４３ 加熱ローラ ４４ バックアップローラ ４５ 加熱ベルト（被加熱部材） Ｔ トナー像 Ｐ シート（記録媒体）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体に担持された未定着像を加熱し
   乾燥あるいは定着する加熱装置であって、 加熱源からの光が照射され表面が所定温度に加熱される
   被加熱部材と、該被加熱部材に加圧され送られてくる未
   定着像を担持してなる記録媒体を上記被加熱部材側へと
   密着させるように構成してなる加圧部材とからなり、 上記被加熱部材は、光透過性の耐熱性部材を芯材とし、
   該芯材表面に加熱源からの光を熱として変換し加熱され
   る被覆層を設けられ、 上記加圧部材は、少なくとも２個のローラ間に張架され
   上記被加熱部材に所定の幅で接触させるように設けられ
   たエンドレスベルトを備えた構成を特徴とする加熱装
   置。
2. 【請求項２】 上記加圧部材側が回転駆動され、被加熱
   部材側が従動回転されるように構成されたことを特徴と
   する請求項１記載の加熱装置。
3. 【請求項３】 上記加圧部材の温度が最大の状態で記録
   媒体を搬送する速度Ｖｈを、加熱装置の上流側に配置さ
   れ記録媒体に像を形成する位置での搬送速度Ｖｆが、Ｖ
   ｈ≦Ｖｆの関係になるように上記加圧部材の搬送速度を
   設定したことを特徴とする請求項２記載の加熱装置。
4. 【請求項４】 記録媒体に担持された未定着像を加熱し
   乾燥あるいは定着する加熱装置であって、 加熱源からの光が照射され表面が所定温度に加熱される
   被加熱部材と、該被加熱部材に加圧され送られてくる未
   定着像を担持してなる記録媒体を上記被加熱部材側へと
   密着させるように構成してなる加圧部材とからなり、 上記被加熱部材は、光透過性の耐熱性部材からなる加熱
   ローラと、該加熱ローラに巻回され加熱ローラを介して
   上記加熱源からの光を熱として変換し加熱される加熱ベ
   ルトと、該加熱ベルトを上記加熱ローラとの間で張架し
   てなるバックアップローラとを設けて構成され、 上記加圧部材を上記加熱ローラを介してバックアップロ
   ーラへと圧接させる構成を特徴とする加熱装置。
5. 【請求項５】 上記加熱ベルトは、耐熱性樹脂表面に未
   定着像に対して離型性のより離型層を形成したことを特
   徴とする請求項４記載の加熱装置。
6. 【請求項６】 上記耐熱性樹脂は、加熱ローラと接触す
   る内面を粗面化処理されていることを特徴とする請求項
   ５記載の加熱装置。
7. 【請求項７】 請求項１又は４記載の加熱装置は、上記
   記録媒体に直接未定着像を形成してなる画像形成装置に
   備えられることを特徴とする加熱装置を備えた画像形成
   装置。
8. 【請求項８】 請求項１又は４記載の加熱装置は、上記
   記録媒体に未定着像を形成するために、強誘電体層から
   なる像担持体に画像に応じた潜像を形成し、これをトナ
   ーにて現像し、このトナー像を上記記録媒体に転写して
   形成する画像形成装置に備えられたことを特徴とする加
   熱装置を備えた画像形成装置。