JP2004021081A

JP2004021081A - 定着装置

Info

Publication number: JP2004021081A
Application number: JP2002178381A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Nagase; 永瀬　久喜
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】ベルト部材を用いる定着装置において、高速度での定着時の熱効率を良好とし、またベルト部材の耐久性を高耐久とする定着装置を提供すること。
【解決手段】張架ローラ部材を１本としてベルト部材の内周面の一方を張架すると共に、ベルト部材の内周面の他方を、ベルト部材を摺動する表層または表層近傍に面状発熱体を設けた加熱部材により張架することを特徴とする定着装置。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられるベルト式の定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式を用いる高速のカラー画像形成装置に用いられる定着装置においては、熱ローラ定着方式の定着装置が多く用いられているが、該熱ローラ定着方式の定着装置を用いるとニップ部の幅を稼ぐために熱ローラの径が大きくなりすぎて、ウォームアップに時間がかかるようになり、省エネルギー化の障害となるという問題が生じる。また、装置が大型化されてしまうという問題も生じる。
【０００３】
これらの問題を解決するため、無端状のベルト部材（定着ベルト）を用い、複数のローラ部材により定着ベルトを張架し、内部に定着ベルトを加熱する発熱体を有した、定着ベルトと対向する発熱ローラと、定着ベルトを挟んで発熱ローラと対向するローラ部材（加圧ローラ）とを設け、発熱ローラと加圧ローラとの間の定着ニップ部と、発熱ローラにより加熱された定着ベルトと加圧ローラとにより形成されるベルトニップ部とにて記録紙上のトナー画像（トナー像）を定着するベルト定着方式を用いた画像形成装置が、特開平１０−３１９７７２号公報等により開示されている。上記特開平１０−３１９７７２号公報等にて開示のベルト定着方式を用いた定着装置において、加熱部材（熱源）の主流はハロゲンランプだが、発熱効率は７０％位である。
【０００４】
また最近、定着ベルトの加熱部材として効率の良い電磁誘導加熱を用いたものが、例えば特開２００１−１０９２８９公報等にて開示されているが、発熱効率は８５％位である。
【０００５】
また、瞬時加熱が可能なクイックスタート定着用の定着装置として、例えば特開平６−２８９７３９号公報や特開２００１−１０９３１８公報等にて開示されているサーフ定着においては、ニップ部が加熱摺動部となるため、強い定着圧力（加圧圧力）を必要とするが、摺動部の耐久性が確保できず高速化が困難であるという問題が起こる。
【０００６】
また加熱部材による熱供給幅もニップ部（定着ニップ部）の幅以下となるため、定着ベルト内の熱勾配が大きくなり、定着ベルト（ベルト部材）の寿命が低下するという問題がある。
【０００７】
この点、例えば特開平１０−１６１４６３号公報や特開２０００−６６５３９公報等にて開示の、加熱部材として面状発熱体を用いたベルト定着装置では発熱効率はほぼ１００％で効率の点で非常に優れており、定着の高速化（高速度の定着）が可能となる。
【０００８】
近来、係る面状発熱体を円筒状とし定着ベルト（ベルト部材）の内部に設けて定着ベルト（ベルト部材）を加熱するようなものが多々用いられてきている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加熱部材として面状発熱体をローラ状とし、定着ベルト（ベルト部材）の内部に設けて定着ベルトを加熱するような定着装置においては、加熱部材として用いるローラ状の面状発熱体とベルト部材（定着ベルト）との接触部が回転してしまい電力供給が難しく使用電力も大きいため、加熱部材として用いるローラ状の面状発熱体に安定した電力を供給することが困難である。特に、高速度での定着時の熱効率を良好としたり、定着ベルトの耐久性を向上させることが困難であるという問題が起こる。
【００１０】
本発明は上記の問題点を解決し、ベルト部材を用いる定着装置において、高速度での定着時の熱効率を良好とし、またベルト部材の耐久性を高耐久とする定着装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的は下記の構成により達成される。
【００１２】
（１）無端状のベルト部材と、前記ベルト部材の内部に設けられる加熱部材と、前記ベルト部材を張架する張架ローラ部材と、前記張架ローラ部材と対向する加圧ローラ部材とを備え、前記ベルト部材と前記加圧ローラ部材とで転写材を把持搬送し、転写材上のトナー像を加熱、加圧して定着する定着装置において、前記張架ローラ部材を１本として前記ベルト部材の内周面の一方を張架すると共に、前記ベルト部材の内周面の他方を、前記ベルト部材を摺動する表層または表層近傍に面状発熱体を設けた加熱部材により張架することを特徴とする定着装置（第１の発明）。
【００１３】
（２）無端状のベルト部材と、前記ベルト部材の内部に設けられ、前記ベルト部材を摺動する加熱部材と、前記ベルト部材を張架する張架ローラ部材と、前記張架ローラ部材と対向する加圧ローラ部材とを備え、前記ベルト部材と前記加圧ローラ部材とで転写材を把持搬送し、転写材上のトナー像を加熱、加圧して定着する定着装置において、前記張架ローラ部材と前記加圧ローラ部材との間に定着ニップ部を形成すると共に、前記定着ニップ部の前記張架ローラ部材の回転方向上流側にベルトニップ部を形成するもので、前記ベルト部材の内面に潤滑油塗布部材を設けて前記ベルト部材に潤滑油を塗布することを特徴とする定着装置（第２の発明）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１５】
本発明に係わる定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態の画像形成プロセスおよび各機構について、図１ないし図３を用いて説明する。図１は、本発明に係わる定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図２は、本発明に係わる定着装置を示す概要断面構成図であり、図３は、図２の定着装置に潤滑油塗布部材を設けた例を示す図である。
【００１６】
図１によれば、画像形成装置ＧＳは、画像形成装置本体ＧＨと画像形成装置本体ＧＨの上部に設けられる画像読取装置ＳＣとから構成される。
【００１７】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、中間転写体の移動方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒色の各カラートナー像を形成する画像形成ユニットを配置し、各画像形成ユニットの像担持体上に形成したカラートナー像を中間転写体上に多重転写して重ね合わせた後、転写材上に一括転写するものである。
【００１８】
図において、画像形成装置本体ＧＨの上部に配設される画像読取装置ＳＣ上に載置された原稿画像が光学系により走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれ、ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像書込手段としての露光光学系３に画像データ信号を送る。
【００１９】
また図において、中間転写体である中間転写ベルト６の周縁部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）の各色毎の画像形成用として４組のプロセスユニット１００がカラートナー像の形成手段として、図の矢印で示す鉛直方向の中間転写ベルト６の回転方向に対して、中間転写ベルト６に沿って垂直方向に縦列配置され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に配置されている。
【００２０】
４組のプロセスユニット１００は何れも共通した構造であり、それぞれ、像担持体である感光体ドラム１と、帯電手段としての帯電器２と、画像書込手段としての露光光学系３と、現像手段としての現像器４と像担持体クリーニング手段としての感光体クリーニング装置１９０とからなっている。
【００２１】
像担持体である感光体ドラム１は、例えば外径が４０〜１００ｍｍ程度のアルミニウム等の金属性の部材によって形成される円筒状の基体の外周に、感光体層厚として層厚（膜厚）２０〜４０μｍ程度の有機感光体層（ＯＰＣ）の光導電層を形成したものである。感光体ドラム１は、図示しない駆動源からの動力により、導電層を接地された状態で矢印で示す方向に、例えば８０〜２８０ｍｍ／ｓｅｃ程度の線速度で回転される。
【００２２】
感光体ドラム１の周りには、帯電手段としての帯電器２、画像書込手段としての露光光学系３、現像手段としての現像器４を１組とした画像形成部が、図の矢印にて示す感光体ドラム１の回転方向に対して配置される。
【００２３】
帯電手段としての帯電器２は、感光体ドラム１の移動方向に対して直交する方向（図において紙面垂直方向）に感光体ドラム１と対峙し近接して取り付けられる。帯電器２は、感光体ドラム１の有機感光体層に対し所定の電位を与えるコロナ放電電極としての放電ワイヤを備え、トナーと同極性のコロナ放電によって帯電作用（本実施形態においてはマイナス帯電）を行い、感光体ドラム１に対し一様な電位を与える。
【００２４】
画像書込手段である露光光学系３は、不図示の半導体レーザ（ＬＤ）光源から発光されるレーザ光を、回転多面鏡（符号なし）により主走査方向に回転走査し、ｆθレンズ（符号なし）、反射ミラー（符号なし）等を経て感光体ドラム１上を画像信号に対応する電気信号による露光（画像書込）を行い、感光体ドラム１の表面の感光体層に原稿画像に対応する静電潜像を形成する。
【００２５】
現像手段としての現像器４は、感光体ドラム１の帯電極性と同極性に帯電されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）若しくは黒色（Ｋ）の各色の２成分現像剤をそれぞれ収容し、例えば厚み０．５〜１ｍｍ、外径１５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像剤担持体である現像ローラ４ａを備えている。現像ローラ４ａは、突き当てコロ（不図示）により感光体ドラム１と所定の間隙、例えば１００〜１０００μｍをあけて非接触に保たれ、感光体ドラム１の回転方向と順方向に回転するようになっており、現像時、現像ローラ４ａに対してトナーと同極性（本実施形態においてはマイナス極性）の直流電圧或いは直流電圧に交流電圧を重畳する現像バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１上の露光部に対して反転現像が行われる。
【００２６】
中間転写体である中間転写ベルト６は、体積抵抗率が１Ｅ＋７〜１Ｅ＋９Ω・ｃｍ程度で、表面抵抗率が１Ｅ＋１０〜１Ｅ＋１２Ω／□程度の半導電性の無端状（シームレス）の樹脂ベルト部材が用いられ、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した厚さ０．０５〜０．５ｍｍの半導電性の樹脂フィルム基体である。中間転写ベルト６の基体としては、この他に、シリコンゴム或いはウレタンゴム等に導電材料を分散した厚さ０．５〜２．０ｍｍの半導電性ゴムベルトを使用することもできる。中間転写ベルト６はテンションローラ６ａを含む複数のローラ部材により巻回され、鉛直方法に回動可能に支持されている。中間転写体としてはドラム状のものを用いることも可能である。
【００２７】
各色毎の第１の転写手段としての１次転写ローラ７は、例えばシリコンやウレタン等の発泡ゴムを用いたローラ状の導電性部材からなり、中間転写ベルト６を挟んで各色毎の感光体ドラム１に対向して設けられ、中間転写ベルト６の背面を押圧して感光体ドラム１との間に転写域を形成する。１次転写ローラ７には定電流制御によりトナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の直流定電流が印加され、転写域に形成される転写電界によって、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト６上に転写される。
【００２８】
画像形成工程（画像形成プロセス）について以下に説明する。
画像記録のスタートにより不図示の感光体駆動モータの始動によりＹの感光体ドラム１が図の矢印で示す方向へ回転され、Ｙの帯電器２によってＹの感光体ドラム１に電位が付与される。Ｙの感光体ドラム１は電位を付与された後、Ｙの露光光学系３によって第１の色信号すなわちＹの画像データに対応する電気信号による露光（画像書込）が行われ、Ｙの感光体ドラム１上にイエロー（Ｙ）の画像に対応する静電潜像が形成される。この潜像はＹの現像器４により反転現像され、Ｙの感光体ドラム１上にイエロー（Ｙ）のトナーからなるトナー像が形成される。Ｙの感光体ドラム１上に形成されたＹのトナー像は１次転写手段としての１次転写ローラ７により中間転写ベルト６上に転写される。
【００２９】
次いで、Ｍの帯電器２によってＭの感光体ドラム１に電位が付与される。Ｍの感光体ドラム１は電位を付与された後、Ｍの露光光学系３によって第１の色信号すなわちＭの画像データに対応する電気信号による露光（画像書込）が行われ、Ｍの感光体ドラム１上にマゼンタ（Ｍ）の画像に対応する静電潜像が形成される。この潜像はＭの現像器４により反転現像され、Ｍの感光体ドラム１上にイエロー（Ｍ）のトナーからなるトナー像が形成される。Ｍの感光体ドラム１上に形成されたＭのトナー像は、１次転写手段としての１次転写ローラ７によりＹのトナー像の重ね合わせて中間転写ベルト６上に転写される。
【００３０】
同様のプロセスにより、Ｃの感光体ドラム１上に形成されたシアン（Ｃ）のトナーからなるトナー像と、Ｋの感光体ドラム１上に形成された黒色（Ｋ）のトナーからなるトナー像が順次中間転写ベルト６上に重ね合わせて形成され、中間転写ベルト６の周面上に、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのトナーからなる重ね合わせのカラートナー像が形成される。
【００３１】
転写後のそれぞれの感光体ドラム１の周面上に残ったトナーは像担持体クリーニング手段としての感光体クリーニング装置１９０によりクリーニングされる。
【００３２】
一方、給紙カセット２０内に収容された転写材としての記録紙Ｐは、給紙カセット２０に設けられる送り出しローラ２１および給紙ローラ２２Ａにより給紙され、搬送ローラ２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、トナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の電圧が印加される２次転写手段としての２次転写ローラ７Ａに搬送され、２次転写ローラ７Ａの転写域において、中間転写ベルト６上に形成された重ね合わせのカラートナー像（カラー画像）が記録紙Ｐ上に一括して転写される。
【００３３】
カラー画像が転写された記録紙Ｐは、後段において詳述する定着装置１７により定着処理され、排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００３４】
また、２次転写手段としての２次転写ローラ７Ａにより記録紙Ｐ上にカラー画像が転写された後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト６は、中間転写体クリーニング手段としての中間転写体クリーニング装置１９０ａにより残留トナーが除去される。
【００３５】
一方、２次転写ローラ７Ａにより記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト６は、中間転写体クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。
【００３６】
なお、上記画像形成装置の説明においては、カラー画像形成にて説明したが、モノクロ画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。
【００３７】
図２によれば、本発明の定着装置１７は、無端状のベルト部材として定着ベルト２７を用い、張架ローラ部材として張架ローラ１７ａを用い、加圧ローラ部材として加圧ローラ１７ｂを用い、加熱部材として面状発熱体ＭＨａを用いるもので、張架ローラ１７ａを１本として定着ベルト２７の回転方向の下流側で定着ベルト２７の内周面の一方において、張架ローラ１７ａにより定着ベルト２７を張架し、また定着ベルト２７の回転方向の上流側で定着ベルト２７の内周面の他方において、面状発熱体ＭＨａにより定着ベルト２７を張架、摺動し、また、定着ベルト２７を挟んで張架ローラ１７ａと対向、当接する加圧ローラ１７ｂを備えたものである。
【００３８】
定着ベルト２７としては、基体として内径７０〜１２０ｍｍ程度で厚さ２０〜８０μｍ程度の、例えばニッケル電鋳ベルトを用いた金属ベルトや、厚さ４０〜１５０μｍ程度のポリイミドやポリアミド等を用いた耐熱性の樹脂ベルトの外側（外周面）に、厚さ１００〜３００μｍ程度の絶縁性のシリコンゴムを被覆したものに、離型層として表面に厚さ３０〜５０μｍ程度のフッ素樹脂（ＰＦＡ）コーティング加工を施したものを用いる。
【００３９】
張架ローラ１７ａは、例えばＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼管）を用いた、肉厚２〜５ｍｍ程度の円筒状の金属パイプ１７１ａと、該金属パイプ１７１ａの外周面に例えばシリコン材を用い、厚さが（肉厚）３〜１０ｍｍ厚で、ゴム硬度が５〜３０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）程度のシリコンのゴム部材からなる弾性層１７２ａと、弾性層１７２ａ表面の厚さ１５〜３０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブを用いた離型層１７３ａとからなり、外径４０〜６０ｍｍ程度の軟らかめソフトローラとして形成される。
【００４０】
加圧ローラ１７ｂとしては、例えばＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼管）を用いた、肉厚２〜５ｍｍ程度の円筒状の金属パイプ１７１ｂと、該金属パイプ１７１ｂの外周面に例えばシリコン材を用い、厚さ（肉厚）１〜５ｍｍ厚の薄肉で、ゴム硬度が４０Ｈｓ〜７０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）のやや硬めのゴム層よりなるゴムローラ層１７２ｂと、該ゴムローラ層１７２ｂの表面に厚さ１５〜５０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブを被覆した離型層１７３ｂとを形成した、外径４０〜６０ｍｍ程度のやや硬めのハードローラとして構成される。
【００４１】
表層または表層近傍に設けられる加熱部材としての面状発熱体ＭＨａは、ポリイミド樹脂とステンレス箔ヒータエレメントとを一体成型した、厚さが０．１〜１．０ｍｍ程度の薄層の部材として形成される。該面状発熱体ＭＨａの外周面には、フッ素樹脂からなる離型層ＲＬａが設けられ、定着ベルト２７を摺動、張架する。係る面状発熱体ＭＨａは、被加熱面に対する接触面積が大きく高い加熱効率を有し、またシーズヒータに比べて均一な温度分布を有し、また薄層により熱効率が小さく昇温温度の早いレスポンスを有する。
【００４２】
定着ベルト２７と加圧ローラ１７ｂとの間に形成されるベルトニップ部Ｎａと、ソフトローラである張架ローラ１７ａとハードローラである加圧ローラ１７ｂとの間に形成させる定着ニップ部Ｎｂとにより記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）が定着される。
【００４３】
また、面状発熱体ＭＨａに定着ベルト２７を挟んで接触または非接触の温度センサＴＳ１を設け、面状発熱体ＭＨａおよび定着ベルト２７の温度制御を行う。
【００４４】
上記の如き構成のベルト部材を用いる定着装置により、２つのローラ部材の押圧力（加圧圧力）、即ち定着ベルト２７を挟んで定着ニップ部Ｎｂを形成する張架ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとによる定着ニップ部Ｎｂでの押圧力（加圧圧力）が大きくとれ、例えばサーフ定着と異なり、定着ベルト２７の走行が安定するので、温度分布が一様となり定着むらが生じない。またトナーが良好に溶融されて、記録紙Ｐに含浸され、記録紙Ｐに良好に固着され（トナーのアンカー効果が生じ）、定着性が良好となる。またモノクロ画像形成時よりトナーが多いカラー画像形成時の場合でもカラートナーが潰れて光沢の向上が図られる。さらに面状発熱体ＭＨａの熱容量も小さく、高速度での定着時の熱効率を良好としてウォーミングアップ時間（ＷＵＴ）を短縮し、また定着ベルト２７の耐久性を向上させることが可能となる。
【００４５】
さらに上記定着装置において以下の条件を設定することが好ましい。
先ず、図に示す、面状発熱体ＭＨａと張架ローラ１７ａとにより定着ベルト２７を張架する力（ベルトテンション）をＦ１、加圧ローラ１７ｂの加圧圧力をＦ２とするとき、
Ｆ１＜１／２・Ｆ２
と設定することが好ましい。ベルトテンションＦ１が、加圧ローラ１７ｂの加圧圧力Ｆ２の１／２より強いと、定着ベルト２７に滑りが発生するようになり、光沢むらの原因となる。
【００４６】
次に、張架ローラ１７ａと定着ベルト２７との摩擦係数をμ１、面状発熱体ＭＨａと定着ベルト２７との摩擦係数をμ２とするとき、
μ１＞μ２
と設定することが好ましい。張架ローラ１７ａと定着ベルト２７との摩擦係数μ１を、面状発熱体ＭＨａと定着ベルト２７との摩擦係数μ２より大きくしないと、定着ベルト２７が滑ることが生じ、光沢むらの原因となる。
【００４７】
また図３に示す定着装置は、上記図２にて説明したと同様な構成の定着装置１７を用いるもので、定着ベルト２７の内周に、例えばシリコーンオイルを潤滑油として定着ベルト２７に塗布する潤滑油塗布部材であるオイル塗布ローラＴＲａを設けて、定着ベルト２７の内面に潤滑油、例えばシリコーンオイルを塗布するようにしたものである。オイル塗布ローラＴＲａとしては、例えばシリコンやウレタン等のゴム部材の発泡体にシリコーンオイルを含浸させたものを用いる。また定着ベルト２７の内面に塗布する潤滑油（オイル）の粘度としては、定着装置１７の使用温度、例えば１４０〜２００℃において、粘度が２０００〜６０００ｍＰａ・ｓ程度のものを用いることが好ましい。粘度のあるオイルを塗布することで、面状発熱体ＭＨａの加熱部の摺動抵抗が上がり、ベルトニップ部Ｎａ周辺のみテンション（張架力）が上がりベルトニップ部Ｎａでの定着ベルト２７の加圧ローラ１７ｂへの押圧力が上がる。これにより、ベルトニップ部Ｎａでトナーの熱伝導が良好となり定着速度の高速化が可能となる。またベルトニップ部Ｎａ側のみテンションが上げられるので、定着ベルト２７の耐久性をあまり下げることなくベルトニップ部Ｎａでの押圧力を上げることが可能となる。加えてまた、定着装置１７にオイル塗布ローラＴＲａを用いることにより、高速度での定着時の熱効率を良好とし、またベルト部材の耐久性を高耐久とすることが可能となる。
【００４８】
潤滑油（オイル）の粘度が２０００ｍＰａ・ｓ未満で小さいと、上記効果が小さく、６０００ｍＰａ・ｓを越えて大きいと、定着ベルト２７と張架ローラ１７ａとの、或いは定着ベルト２７と面状発熱体ＭＨａとの摺動抵抗が上がり過ぎて定着ベルト２７の駆動の負荷が大きくなり過ぎ、定着ベルト２７や張架ローラ１７ａの耐久性にも影響が生じる。
【００４９】
上記定着装置１７の使用温度において、潤滑油（オイル）の粘度を２０００ｍＰａ・ｓおよび６０００ｍＰａ・ｓと設定し、図２の定着装置１７に、上記オイル塗布ローラＴＲａを適用して５万コピーを行い評価を行ったところ、定着ベルト２７の耐久性をあまり下げることなくベルトニップ部Ｎａでの押圧力を上げることが実証され、本発明の課題の効果を見いだすことができた。さらに潤滑油（オイル）の粘度が４０００ｍＰａ・ｓのときにも更によい効果が見いだされた。ところが、潤滑油（オイル）の粘度が１９００ｍＰａ・ｓ或いは６１００ｍＰａ・ｓのときでは、本発明の課題を越え本発明の効果を見いだすことができなかった。
【００５０】
さらに上記オイル塗布ローラＴＲａを用いる定着装置において以下の条件を設定することが好ましい。
【００５１】
先ず、図に示す、面状発熱体ＭＨａと張架ローラ１７ａとにより定着ベルト２７を張架する力（ベルトテンション）をＦ３、加圧ローラ１７ｂの加圧圧力をＦ４とするとき、
Ｆ３＜１／３・Ｆ４
と設定することが好ましい。ベルトテンションＦ３が、加圧ローラ１７ｂの加圧圧力Ｆ４の１／３より強いと、定着ベルト２７に滑りが発生するようになり、光沢むらの原因となる。図２にて説明した面状発熱体ＭＨａと張架ローラ１７ａとにより定着ベルト２７を張架する力（ベルトテンション）と、加圧ローラ１７ｂの加圧圧力との条件の違いは、オイルを塗布することによるためである。
【００５２】
次に、定着ベルト２７の内面または面状発熱体ＭＨａの定着ベルト２７との摺動面の、一方の面の算術平均粗さを０．２〜０．６μｍＲａ（ＪＩＳ、Ｂ０６０１）とし、他方の面の算術平均粗さを０〜１．６μｍＲａ（ＪＩＳ、Ｂ０６０１）と設定することが好ましい。オイル塗布時、定着ベルト２７の内面と面状発熱体ＭＨａの一方の面或いは他方の面の算術平均粗さが０．２或いは０μｍＲａ未満で平滑過ぎると、油膜が薄くなって定着ベルト２７と面状発熱体ＭＨａとの摺動抵抗が大きくなり過ぎてしまう。また定着ベルト２７の内面と面状発熱体ＭＨａの一方の面或いは他方の面の算術平均粗さが０．６或いは１．６μｍＲａを越えて荒すぎると、熱伝導の効率が下がり定着ベルト２７に面状発熱体ＭＨａの熱が良好に伝わらない。
【００５３】
上記定着装置１７において、定着ベルト２７の内面または面状発熱体ＭＨａの定着ベルト２７との摺動面の、一方の面の算術平均粗さを０．２μｍＲａとし、他方の面の算術平均粗さを０μｍＲａと設定し、図３の定着装置１７に、前記オイル塗布ローラＴＲａを適用して５万コピーを行い評価を行ったところ、定着ベルト２７と面状発熱体ＭＨａとの摺動抵抗が良好とされて、熱伝導の効率が適正に保たれ、面状発熱体ＭＨａの熱が良好に定着ベルト２７に伝達されることが実証され、本発明の課題の効果を見いだすことができた。さらに定着ベルト２７の内面または面状発熱体ＭＨａの定着ベルト２７との摺動面の、一方の面の算術平均粗さを０．６μｍＲａとし、他方の面の算術平均粗さを１．６μｍＲａと設定したときにも更によい効果が見いだされた。ところが、定着ベルト２７の内面または面状発熱体ＭＨａの定着ベルト２７との摺動面の、一方の面の算術平均粗さを０．２μｍＲａとし、他方の面の算術平均粗さを０μｍＲａと設定したときでは、本発明の課題を越え本発明の効果を見いだすことができなかった。また定着ベルト２７の内面または面状発熱体ＭＨａの定着ベルト２７との摺動面の、一方の面の算術平均粗さを０．２μｍＲａとし、他方の面の算術平均粗さを０μｍＲａと設定したときでは、本発明の課題を越え本発明の効果を見いだすことができなかった。
【００５４】
さらに図２にて述べたように、面状発熱体ＭＨａの表面層をフッ素樹脂とすることにより、定着ベルト２７や面状発熱体ＭＨａの摩耗が防止され、オイル塗布時も微細に見ると、油膜が切れて擦れる部分も存在するが、フッ素樹脂を用いているので摩耗も防ぐことができる。
【００５５】
【発明の効果】
上記の如く、本発明によれば、加熱部材のベルト部材との摺動幅を大きくして、ベルト部材への加熱部材の加熱部での熱勾配が緩くされ、また、張架ローラ部材と加圧ローラ部材とで形成される定着ニップ部では、張架ローラ部材と加圧ローラ部材とでベルト部材を挟むことにより、定着時の加圧圧力を大きくできる構造とされるので、高速度での定着時の熱効率が良好とされ、且つ、ベルト部材の耐久性が高耐久とされる定着装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる定着装置を用いる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図である。
【図２】本発明に係わる定着装置を示す概要断面構成図である。
【図３】図２の定着装置に潤滑油塗布部材を設けた例を示す図である。
【符号の説明】
１　感光体ドラム
２　帯電器
３　露光光学系
４　現像器
６　中間転写ベルト
７　１次転写ローラ
７Ａ　２次転写ローラ
１７　定着装置
１７ａ　張架ローラ
１７ｂ　加圧ローラ
２７　定着ベルト
１００　プロセスユニット
ＭＨａ　面状発熱体
Ｎａ　ベルトニップ部
Ｎｂ　定着ニップ部
ＲＬａ　離型層
ＴＲａ　オイル塗布ローラ
Ｐ　記録紙

Claims

無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材の内部に設けられる加熱部材と、
前記ベルト部材を張架する張架ローラ部材と、
前記張架ローラ部材と対向する加圧ローラ部材とを備え、
前記ベルト部材と前記加圧ローラ部材とで転写材を把持搬送し、転写材上のトナー像を加熱、加圧して定着する定着装置において、
前記張架ローラ部材を１本として前記ベルト部材の内周面の一方を張架すると共に、
前記ベルト部材の内周面の他方を、前記ベルト部材を摺動する表層または表層近傍に面状発熱体を設けた加熱部材により張架することを特徴とする定着装置。
前記加熱部材と前記張架ローラ部材とによりベルト部材を張架する力をＦ１、前記加圧ローラ部材の加圧圧力をＦ２とするとき、
Ｆ１＜１／２・Ｆ２
とすることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記張架ローラ部材と前記ベルト部材との摩擦係数をμ１、前記加熱部材と前記ベルト部材との摩擦係数をμ２とするとき、
μ１＞μ２
とすることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材の内部に設けられ、前記ベルト部材を摺動する加熱部材と、
前記ベルト部材を張架する張架ローラ部材と、
前記張架ローラ部材と対向する加圧ローラ部材とを備え、
前記ベルト部材と前記加圧ローラ部材とで転写材を把持搬送し、転写材上のトナー像を加熱、加圧して定着する定着装置において、
前記張架ローラ部材と前記加圧ローラ部材との間に定着ニップ部を形成するもと共に、
前記定着ニップ部の前記張架ローラ部材の回転方向上流側にベルトニップ部を形成するもので、
前記ベルト部材の内面に潤滑油塗布部材を設けて前記ベルト部材に潤滑油を塗布することを特徴とする定着装置。
前記定着装置の使用温度において、前記ベルト部材の内面に塗布する潤滑油の粘度を２０００〜６０００ｍＰａ・ｓとすることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
前記加熱部材と前記張架ローラ部材とによりベルト部材を張架する力をＦ３、前記加圧ローラ部材の加圧圧力をＦ４とするとき、
Ｆ３＜１／３・Ｆ４
とすることを特徴とする請求項４または５に記載の定着装置。
前記ベルト部材の内面または前記加熱部材のベルト部材との摺動面の、一方の面の算術平均粗さを０．２〜０．６μｍＲａとし、他方の面の算術平均粗さを０〜１．６μｍＲａとすることを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の定着装置。
前記加熱部材の表面層はフッ素樹脂であることを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載の定着装置。