JP2013178382A - 定着装置および定着装置を備えた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】定着速度を高速化しても、定着性が安定かつ安全な定着装置を提供すること。
【解決手段】定着ローラと、加圧ローラと、定着ベルトと、加熱部材とを備え、定着ベルトが、定着ローラと加熱部材との間に定着ローラの回転により回転可能なように張架され、加熱部材が接触する定着ベルトを加熱し、加圧ローラが定着ローラに接触する定着ベルトの表面と圧接するように定着ローラに対して対向配置され、加熱部材が、半円筒形状の表面を持つ基材と、基材の表面に格子形状に形成された複数の凹部に埋設された発熱する抵抗発熱体とを備える。定着ベルトは、加熱部材の基材の半円筒形状の表面に接触することにより抵抗発熱体により加熱され、定着ローラと加圧ローラとを回転させ、加熱された定着ベルトによる加熱と定着ローラと加圧ローラとの加圧により、定着ニップ部に搬送された記録紙を定着させることを特徴とする。
【選択図】図３
【解決手段】定着ローラと、加圧ローラと、定着ベルトと、加熱部材とを備え、定着ベルトが、定着ローラと加熱部材との間に定着ローラの回転により回転可能なように張架され、加熱部材が接触する定着ベルトを加熱し、加圧ローラが定着ローラに接触する定着ベルトの表面と圧接するように定着ローラに対して対向配置され、加熱部材が、半円筒形状の表面を持つ基材と、基材の表面に格子形状に形成された複数の凹部に埋設された発熱する抵抗発熱体とを備える。定着ベルトは、加熱部材の基材の半円筒形状の表面に接触することにより抵抗発熱体により加熱され、定着ローラと加圧ローラとを回転させ、加熱された定着ベルトによる加熱と定着ローラと加圧ローラとの加圧により、定着ニップ部に搬送された記録紙を定着させることを特徴とする。
【選択図】図３
Description
本発明は、熱および加圧によってトナー像を記録媒体に定着させる定着装置およびその定着装置を備えた画像形成装置に関する。
複写機、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置として、熱ローラ定着方式の定着装置が多用されている。
従来の熱ローラ定着方式の定着装置は、たとえば、互いに圧接されたローラ対（定着ローラおよび加圧ローラ）を備え、このローラ対の両方あるいはいずれか一方の内部に、ハロゲンヒーターからなる加熱手段を配置する。
画像形成時において、この加熱手段によってローラ対を所定の温度（定着温度）に加熱した後、トナー像が形成された記録媒体（記録紙）をローラ対の圧接部（定着ニップ部）に搬送する。
記録媒体が圧接部を通過させられると、ローラ対の熱と圧力によって、記録媒体上のトナー像が定着させられる。
従来の熱ローラ定着方式の定着装置は、たとえば、互いに圧接されたローラ対（定着ローラおよび加圧ローラ）を備え、このローラ対の両方あるいはいずれか一方の内部に、ハロゲンヒーターからなる加熱手段を配置する。
画像形成時において、この加熱手段によってローラ対を所定の温度（定着温度）に加熱した後、トナー像が形成された記録媒体（記録紙）をローラ対の圧接部（定着ニップ部）に搬送する。
記録媒体が圧接部を通過させられると、ローラ対の熱と圧力によって、記録媒体上のトナー像が定着させられる。
ところで、カラー画像形成装置に備えられる定着装置においては、ローラ対の一方の定着ローラとしては、その定着ローラの表層に、シリコンゴム等からなる弾性層を設けた弾性ローラを用いることが一般的である。
定着ローラを弾性ローラとすることで、定着ローラの表面が、未定着トナー像の凹凸に対応して弾性変形し、トナー像面を覆い包むように接触するため、モノクロに比べてトナー量の多いカラーの未定着トナー像に対して良好に加熱定着を行うことが可能となる。
定着ローラを弾性ローラとすることで、定着ローラの表面が、未定着トナー像の凹凸に対応して弾性変形し、トナー像面を覆い包むように接触するため、モノクロに比べてトナー量の多いカラーの未定着トナー像に対して良好に加熱定着を行うことが可能となる。
また、定着ニップ部での弾性層の歪開放効果によって、モノクロに比べてオフセットしやすいカラートナーに対して離型性を向上させることができる。
さらに、定着ニップ部のニップ形状が上（定着ローラ側）に凸（所謂、逆ニップ形状）となるようにすることにより、ニップ出口での曲率を利用した記録紙の剥離性能を向上させることができ、剥離爪等の剥離手段を用いずとも記録紙の剥離が可能となり、剥離手段に起因する画像欠陥を解消することができる。
さらに、定着ニップ部のニップ形状が上（定着ローラ側）に凸（所謂、逆ニップ形状）となるようにすることにより、ニップ出口での曲率を利用した記録紙の剥離性能を向上させることができ、剥離爪等の剥離手段を用いずとも記録紙の剥離が可能となり、剥離手段に起因する画像欠陥を解消することができる。
また、今日、カラー画像形成装置では、画像形成速度のさらなる高速化が望まれているので、画像形成までの露光、現像、転写、定着などの各工程において、高速化のための種々の工夫がされている。
たとえば、このようなカラー画像形成装置に備えられる定着装置において、高速化に対応するためには、定着ニップ部のニップ幅を広くすることが考えられる。ニップ幅を広くする方法としては、定着ローラの弾性層の層厚を厚くすることや、定着ローラ径を大きくするなどの方法がある。
たとえば、このようなカラー画像形成装置に備えられる定着装置において、高速化に対応するためには、定着ニップ部のニップ幅を広くすることが考えられる。ニップ幅を広くする方法としては、定着ローラの弾性層の層厚を厚くすることや、定着ローラ径を大きくするなどの方法がある。
しかしながら、上記したような従来の弾性層を具備した定着ローラでは、弾性層の熱伝導性が非常に低いので、定着ローラ内部に加熱手段がある場合、プロセス速度を高速化した場合に定着ローラ温度が追従しなくなり、定着不良が発生するという問題があった。
一方、定着ローラ径を大きくした場合には、熱容量が増加するためウオームアップ時間（立ち上がり時間）が長くなり、消費電力が増大するという問題があった。
一方、定着ローラ径を大きくした場合には、熱容量が増加するためウオームアップ時間（立ち上がり時間）が長くなり、消費電力が増大するという問題があった。
また、上記のような定着装置における問題を解決しつつ、画像形成の高速化と安定した定着性の両方に対応可能な定着装置も提案されている。
たとえば、定着ローラと、加熱ローラと、加圧ローラと、無端状の定着ベルトとを備え、定着ローラと加熱ローラとの間に定着ベルトを張架し、加熱ローラによって加熱された定着ベルトを用いて、定着ローラと加圧ローラとの間を搬送される被定着材上のトナー像を加熱して定着させるベルト定着方式の定着装置が提案されている（特許文献１，２参照）。
たとえば、定着ローラと、加熱ローラと、加圧ローラと、無端状の定着ベルトとを備え、定着ローラと加熱ローラとの間に定着ベルトを張架し、加熱ローラによって加熱された定着ベルトを用いて、定着ローラと加圧ローラとの間を搬送される被定着材上のトナー像を加熱して定着させるベルト定着方式の定着装置が提案されている（特許文献１，２参照）。
しかし、上記のような従来のベルト定着方式の定着装置では、熱容量の小さい定着ベルトを加熱するので、立ち上がり時間を短縮することができるが、特許文献１に記載の技術ではハロゲンランプによる間接加熱のため加熱効率が低く、ウオームアップ時間を短くするには加熱ローラの熱容量を小さくすることになるが、ハロゲンヒーターの設置のため小径化に限界があること及び薄肉にすると加熱ローラのたわみが発生するため、限界があった。また特許文献２に記載の技術では、加熱ローラをいくつかの層構成で形成していることなどが原因となり、安全性と長期的な信頼性の点で問題があった。
たとえば、特許文献２のように、加熱ローラが、金属薄板である基体の上に、電気絶縁層と、抵抗発熱層とをこの順に積層して形成されたものでは、基体とその上の２つの層との線膨張係数が異なるので、基体と２つの層との間に剥離が生じることがあった。
この剥離した部分が加熱されると、過熱により発煙する場合もあり、安全上問題となる。
さらに、この剥離等が原因となって、定着ベルトに回転ムラが生じ、定着ベルトおよび加熱ローラの寿命が短くなり、長期的な信頼性が損なわれるという問題もあった。
この剥離した部分が加熱されると、過熱により発煙する場合もあり、安全上問題となる。
さらに、この剥離等が原因となって、定着ベルトに回転ムラが生じ、定着ベルトおよび加熱ローラの寿命が短くなり、長期的な信頼性が損なわれるという問題もあった。
そこで、この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであり、高速印字を行う画像形成装置において安定した定着性を確保するために、立ち上がり時間の短縮と、定着ベルトを加熱した場合の温度分布の均一化を図り、さらに安全性を高め、省エネルギー化を図ることのできる定着装置を提供することを課題とする。
この発明は、定着ローラと、加圧ローラと、定着ベルトと、加熱部材とを備え、前記定着ベルトが、所定の距離だけ離れた位置に配置された前記定着ローラと前記加熱部材との間に、前記定着ローラの回転により回転可能なように張架され、前記加熱部材が、接触する定着ベルトを加熱し、前記加圧ローラが、前記定着ローラに接触する定着ベルトの表面と圧接するように、定着ローラに対して対向配置され、前記加熱部材が、半円筒形状の表面を持つ基材と、前記基材の表面に格子形状に形成された複数の凹部に埋設された発熱する抵抗発熱体とを備え、前記定着ベルトは、前記加熱部材の基材の半円筒形状の表面に接触することにより、前記抵抗発熱体により加熱され、前記定着ローラと加圧ローラとを回転させ、加熱された定着ベルトによる加熱と、定着ローラと加圧ローラとの加圧により、前記定着ベルトと前記加圧ローラとが接触する定着ニップ部に搬送された記録紙を、定着させることを特徴とする定着装置を提供するものである。
これによれば、定着ベルトを加熱する加熱部材が、基材に格子形状に形成された凹部に埋設された抵抗発熱体を備えているので、定着速度を高速化しても、定着ベルトの安定的な加熱と、十分な高速追従性を有することができ、過熱を防止した安全な定着装置を提供でき、記録紙に対する定着温度分布の均一化と、長期的に安定かつ高品質の画像形成をすることができる。
また、前記加熱部材は、前記基材の表面全体を覆うように形成された第１絶縁層を備え、前記基材の凹部の中に、凹部の底面の上に、断熱層と、第２絶縁層と、前記抵抗発熱体とをこの順序で形成したことを特徴とする。
これによれば、断熱層と第２絶縁層によって抵抗発熱体の電気的絶縁性を確保でき、抵抗発熱体が埋設された凹部を含む基材全体を覆うように第１絶縁層を形成しているので、定着ベルトをスムーズに回転させることができ、過熱を防止し、定着ベルトの寿命を長くすることができる。
これによれば、断熱層と第２絶縁層によって抵抗発熱体の電気的絶縁性を確保でき、抵抗発熱体が埋設された凹部を含む基材全体を覆うように第１絶縁層を形成しているので、定着ベルトをスムーズに回転させることができ、過熱を防止し、定着ベルトの寿命を長くすることができる。
また、前記抵抗発熱体は、箔状のステンレスからなることを特徴とする。
これによれば、抵抗発熱体自体の熱容量を小さくすることができ、加熱部材の耐久性を高め、長期的に安定かつ高品質の画像形成ができる。
また、ステンレスは、高耐酸化性を有するので、高温でも酸化されにくく、急速加熱を繰り返しても十分な耐久性を有し、十分な安全性を確保できる。
これによれば、抵抗発熱体自体の熱容量を小さくすることができ、加熱部材の耐久性を高め、長期的に安定かつ高品質の画像形成ができる。
また、ステンレスは、高耐酸化性を有するので、高温でも酸化されにくく、急速加熱を繰り返しても十分な耐久性を有し、十分な安全性を確保できる。
また、前記第１絶縁層は、ＰＴＦＥ樹脂およびＰＦＡ樹脂のいずれか１つを少なくとも含み、熱伝導性の微粒子が充填された材料からなり、前記断熱層は、内部に中空粒子が充填されていることを特徴とする。
これによれば、第１絶縁層が、フッ素樹脂等を含んでいるので、定着ベルトとの間の摩擦力を低減させることができ、定着ベルトの摩耗を防止して高い耐久性を確保することができる。
また、熱伝導性の微粒子を充填することにより、定着ベルトへの熱伝導性を向上させることができる。さらに、断熱層に、中空粒子を充填しているので、基材への熱伝導を低下させることができる。
これによれば、第１絶縁層が、フッ素樹脂等を含んでいるので、定着ベルトとの間の摩擦力を低減させることができ、定着ベルトの摩耗を防止して高い耐久性を確保することができる。
また、熱伝導性の微粒子を充填することにより、定着ベルトへの熱伝導性を向上させることができる。さらに、断熱層に、中空粒子を充填しているので、基材への熱伝導を低下させることができる。
また、前記加熱部材は、前記抵抗発熱体に通電する給電部をさらに備え、前記格子形状に形成された凹部に埋設された抵抗発熱体は、基材のほぼ中央部の所定の領域に配置された第１の面状発熱体と、基材の前記中央部の両方の外側に配置された第２の面状発熱体に分割して構成され、前記給電部は、前記第１および第２の面状発熱体のそれぞれに対して通電するか、あるいは前記第１および第２の面状発熱体の両方に通電するかを選択可能なように、前記抵抗発熱体に接続されていることを特徴とする。
これによれば、抵抗発熱体を形成位置の異なる２つの面状発熱体に分割して構成しているので、記録紙のサイズに対応した加熱が可能となり記録紙のない領域に対する無駄な加熱をしないことにより、省エネルギー化を図ることができる。
また、記録紙のない領域を加熱しないので、その領域に対する過熱が防止でき、安全性を高めることができる。
これによれば、抵抗発熱体を形成位置の異なる２つの面状発熱体に分割して構成しているので、記録紙のサイズに対応した加熱が可能となり記録紙のない領域に対する無駄な加熱をしないことにより、省エネルギー化を図ることができる。
また、記録紙のない領域を加熱しないので、その領域に対する過熱が防止でき、安全性を高めることができる。
この発明によれば、定着ベルトを加熱する加熱部材が基材の表面に格子形状に形成された凹部を有し、その凹部に、発熱する抵抗発熱体を埋設しているので、定着速度を高速化しても、定着ベルトに対する安定的かつ均一した加熱と、十分な高速追従性を実現でき、また、凹部に埋設した抵抗発熱体が基板からはがれることはないので、過熱を防止して安全な定着装置を提供でき、さらに記録紙に対する定着温度分布の均一化と、長期的に安定かつ高品質の画像形成が可能となる。
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。なお、これによって、この発明が限定されるものではない。
＜この発明の画像形成装置の構成＞
図１に、この発明の現像装置を備えた画像形成装置の一実施例の構成図を示す。
この発明の画像形成装置１００は、図１に示すように、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム３と、感光体ドラム３表面を帯電させる帯電器（帯電装置）５と、感光体ドラム３表面に静電潜像を形成する露光ユニット（露光装置）１と、感光体ドラム３表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置２と、現像装置２にトナーを補給するトナー補給装置２２と、感光体ドラム３表面のトナー像を記録媒体に転写する中間転写ベルトユニット（転写装置）８と、トナー像を記録媒体に定着させる定着ユニット（定着装置）１２とを備える。
＜この発明の画像形成装置の構成＞
図１に、この発明の現像装置を備えた画像形成装置の一実施例の構成図を示す。
この発明の画像形成装置１００は、図１に示すように、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム３と、感光体ドラム３表面を帯電させる帯電器（帯電装置）５と、感光体ドラム３表面に静電潜像を形成する露光ユニット（露光装置）１と、感光体ドラム３表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置２と、現像装置２にトナーを補給するトナー補給装置２２と、感光体ドラム３表面のトナー像を記録媒体に転写する中間転写ベルトユニット（転写装置）８と、トナー像を記録媒体に定着させる定着ユニット（定着装置）１２とを備える。
この画像形成装置１００は、外部から伝達される画像データに応じて所定のシート（記録用紙，記録媒体）に多色または単色の画像を形成するものである。なお、画像形成装置１００の上方にスキャナ等を備えてもよい。
まず、画像形成装置１００の全体構成について説明する。
図１に示す画像形成装置１００は、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及び黄（Ｙ）の４つの色成分毎の画像データが取り扱われるものとする。ここでは、黒画像、シアン画像、マゼンタ画像、黄画像が別々に形成され、各々の色成分の画像を重畳することによって１つのカラー画像が形成される。
したがって、画像形成装置１００においては、図１に示すように、各色成分の画像が形成されるように、現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、帯電器５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）がそれぞれ４個ずつ設けられている。言い換えると、現像装置２と感光体ドラム３と帯電器５とクリーナユニット４とを１つずつ含む画像形成ステーション（画像形成部）が４つ設けられる。
図１に示す画像形成装置１００は、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及び黄（Ｙ）の４つの色成分毎の画像データが取り扱われるものとする。ここでは、黒画像、シアン画像、マゼンタ画像、黄画像が別々に形成され、各々の色成分の画像を重畳することによって１つのカラー画像が形成される。
したがって、画像形成装置１００においては、図１に示すように、各色成分の画像が形成されるように、現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、帯電器５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）がそれぞれ４個ずつ設けられている。言い換えると、現像装置２と感光体ドラム３と帯電器５とクリーナユニット４とを１つずつ含む画像形成ステーション（画像形成部）が４つ設けられる。
ここで、上記ａ〜ｄの符号は、ａが黒画像形成用の部材、ｂがシアン画像形成用の部材、ｃがマゼンタ画像形成用の部材、ｄが黄画像形成用の部材であることを示したものである。また、画像形成装置１００には、露光ユニット１、定着ユニット１２、シート搬送路Ｓ、給紙トレイ１０及び排紙トレイ１５が備えられている。
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。
帯電器５としては、図１に示す接触ローラ型の帯電器の他、接触ブラシ型の帯電器、或いは非接触チャージャー型の帯電器などが使用されることもある。
帯電器５としては、図１に示す接触ローラ型の帯電器の他、接触ブラシ型の帯電器、或いは非接触チャージャー型の帯電器などが使用されることもある。
露光ユニット１は、図１に示すように、レーザ照射部及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。但し、レーザスキャニングユニット以外に、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）やＬＥＤ書込みヘッドを露光ユニット１とすることもできる。露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）は、感光体ドラム３に形成された静電潜像をＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのいずれかのトナーにより顕像化する（現像する）ものである。現像装置２の上部には、トナー移送機構１０２（１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ）と、トナー補給装置２２（２２ａ、２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）と、現像槽１１１（１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ）とを備える。
クリーナユニット４は、現像及び画像転写工程後に感光体ドラム３の表面に残留しているトナーを除去し、回収するものである。
感光体ドラム３の上方には中間転写ベルトユニット８が配置されている。中間転写ベルトユニット８は、中間転写ローラ６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３、及び中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。
中間転写ローラ６、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３は、中間転写ベルト７を張架し、図１の矢印Ｂ方向に中間転写ベルト７を回転駆動させるものである。
感光体ドラム３の上方には中間転写ベルトユニット８が配置されている。中間転写ベルトユニット８は、中間転写ローラ６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３、及び中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。
中間転写ローラ６、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３は、中間転写ベルト７を張架し、図１の矢印Ｂ方向に中間転写ベルト７を回転駆動させるものである。
中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構７３における中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。中間転写ローラ６には感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスが印加されている。
中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。中間転写ベルト７上には、感光体ドラム３に形成された各色成分のトナー像が順次重ねて転写されることにより、カラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。中間転写ベルト７は、厚さが例えば１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。
中間転写ローラ６は、直径が例えば８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとして形成され、表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われている。この導電性の弾性材により、中間転写ローラ６は中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施の形態では、転写電極としてローラ形状のもの（中間転写ローラ６）を使用しているが、これ以外にブラシなども用いることが可能である。
中間転写ローラ６は、直径が例えば８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとして形成され、表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われている。この導電性の弾性材により、中間転写ローラ６は中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施の形態では、転写電極としてローラ形状のもの（中間転写ローラ６）を使用しているが、これ以外にブラシなども用いることが可能である。
上述のように各感光体ドラム３上の静電潜像は各色成分に応じたトナーにより顕像化されてそれぞれトナー像となり、これらトナー像は中間転写ベルト７上に重ねて合わされ積層される。このように、積層されたトナー像は、中間転写ベルト７の回転によって、搬送されてきた用紙と中間転写ベルト７との接触位置（転写部）に移動し、この位置に配置されている転写ローラ１１によって用紙上に転写される。この場合、中間転写ベルト７と転写ローラ１１とは所定ニップで互いに圧接されるとともに、転写ローラ１１にはトナー像を用紙に転写させるための電圧が印加される。この電圧は、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧である。
上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方は金属等の硬質材料から形成され、他方は弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）から形成される。
中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、及び中間転写ベルト７から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去され回収される。
中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、及び中間転写ベルト７から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去され回収される。
中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触するクリーニングブレード（クリーニング部材）が備えられている。中間転写ベルト７におけるクリーニングブレードに接触している部分は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２にて支持されている。
給紙トレイ１０は、画像形成に使用するシート（例えば記録用紙）を蓄積しておくためのものであり、画像形成部及び露光ユニット１の下側に設けられている。一方、画像形成装置１００の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのものである。
また、画像形成装置１００には、給紙トレイ１０のシート及び手差しトレイ２０のシートを転写部や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に案内するためのシート搬送路Ｓが設けられている。なお、転写部は中間転写ベルト駆動ローラ７１と転写ローラ１１との間に位置する。
さらに、シート搬送路Ｓには、ピックアップローラ１６（１６ａ，１６ｂ）、レジストローラ１４、転写部、定着ユニット１２、搬送ローラ２５（２５ａ〜２５ｈ）等が配置されている。
さらに、シート搬送路Ｓには、ピックアップローラ１６（１６ａ，１６ｂ）、レジストローラ１４、転写部、定着ユニット１２、搬送ローラ２５（２５ａ〜２５ｈ）等が配置されている。
搬送ローラ２５は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、シート搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６ａは、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。ピックアップローラ１６ｂは、手差しトレイ２０の近傍に備えられ、手差しトレイ２０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。レジストローラ１４は、シート搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持し、中間転写ベルト７上のトナー像の先端とシートの先端とを合わせるタイミングでシートを転写部に搬送するものである。
＜シート搬送動作の説明＞
次に、シート搬送路Ｓによるシート搬送動作について説明する。
図１の画像形成装置１００において、給紙トレイ１０、及び少数枚の印字を行う場合等に使用される手差しトレイ２０に、所定サイズのシートが予め配置される。
両トレイ（１０，２０）の近傍にそれぞれ配置されたピックアップローラ１６（１６ａ，１６ｂ）が、シートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する。
次に、シート搬送路Ｓによるシート搬送動作について説明する。
図１の画像形成装置１００において、給紙トレイ１０、及び少数枚の印字を行う場合等に使用される手差しトレイ２０に、所定サイズのシートが予め配置される。
両トレイ（１０，２０）の近傍にそれぞれ配置されたピックアップローラ１６（１６ａ，１６ｂ）が、シートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する。
片面印字の場合は、給紙トレイ１０から搬送されるシートは、シート搬送路Ｓ中の搬送ローラ２５ａによってレジストローラ１４まで搬送され、レジストローラ１４によりシートの先端と中間転写ベルト７上の積層されたトナー像の先端とが整合するタイミングで転写部（転写ローラ１１と中間転写ベルト７との接触位置）に搬送される。
転写部ではシート上にトナー像が転写され、このトナー像は定着ユニット１２にてシート上に定着される。その後、シートは、搬送ローラ２５ｂを経て排紙ローラ２５ｃから排紙トレイ１５上に排出される。
転写部ではシート上にトナー像が転写され、このトナー像は定着ユニット１２にてシート上に定着される。その後、シートは、搬送ローラ２５ｂを経て排紙ローラ２５ｃから排紙トレイ１５上に排出される。
また、手差しトレイ２０から搬送されるシートは、複数の搬送ローラ２５（２５ｆ，２５ｅ，２５ｄ）によってレジストローラ１４まで搬送される。それ以降のシート搬送動作は、上述した給紙トレイ１０から供給されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される。
一方、両面印字の場合は、上記のようにして片面印字が終了し定着ユニット１２を通過したシートは、後端が排紙ローラ２５ｃにてチャックされる。
次に、シートは、排紙ローラ２５ｃが逆回転することによって搬送ローラ２５ｇ，２５ｈに導かれ、再びレジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に、排紙トレイ１５に排出される。
次に、シートは、排紙ローラ２５ｃが逆回転することによって搬送ローラ２５ｇ，２５ｈに導かれ、再びレジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に、排紙トレイ１５に排出される。
＜この発明の定着装置の構成＞
図２に、この発明の定着装置の一実施例の概略構成図を示す。
定着装置は、後述する定着ローラと加圧ローラとを回転させ、加熱された定着ベルトによる加熱と、定着ローラと加圧ローラとの加圧により、定着ニップ部に搬送されてきた記録紙を定着させるものである。
図２において、この発明の定着装置５０は、主として、定着ローラ５１ａと、加圧ローラ５１ｂと、剥離爪５２と、定着ベルト６４と、加熱部材６０と、クリーニング部材５３と、第１温度センサ６３と、第２温度センサ６５と、ハロゲンヒーター６６とを備える。
図２に、この発明の定着装置の一実施例の概略構成図を示す。
定着装置は、後述する定着ローラと加圧ローラとを回転させ、加熱された定着ベルトによる加熱と、定着ローラと加圧ローラとの加圧により、定着ニップ部に搬送されてきた記録紙を定着させるものである。
図２において、この発明の定着装置５０は、主として、定着ローラ５１ａと、加圧ローラ５１ｂと、剥離爪５２と、定着ベルト６４と、加熱部材６０と、クリーニング部材５３と、第１温度センサ６３と、第２温度センサ６５と、ハロゲンヒーター６６とを備える。
定着ベルト６４は、定着ローラ５１ａと加熱部材６０との間に、定着ローラ５１ａの回転により回転可能なように、張架される。
加圧ローラ５１ｂと定着ローラ５１ａとは、それらの間に定着ベルト６４を介して接触するように、対向配置される。加圧ローラ５１ｂは、定着ローラ５１ａに接触する定着ベルト６４の表面と圧接する。
また、定着ローラ５１ａと、加圧ローラ５１ｂの軸線方向は、同一であり、図２の紙面に垂直な方向である。
加熱部材６０は、接触する定着ベルトを加熱する部材である。加熱部材６０はその表面が略半円孤形状の部材であり、定着ローラ５１ａと加圧ローラ５１ｂの軸線方向に平行な方向（図２の紙面に垂直な方向）に長い長方形状の部材である。
加圧ローラ５１ｂと定着ローラ５１ａとは、それらの間に定着ベルト６４を介して接触するように、対向配置される。加圧ローラ５１ｂは、定着ローラ５１ａに接触する定着ベルト６４の表面と圧接する。
また、定着ローラ５１ａと、加圧ローラ５１ｂの軸線方向は、同一であり、図２の紙面に垂直な方向である。
加熱部材６０は、接触する定着ベルトを加熱する部材である。加熱部材６０はその表面が略半円孤形状の部材であり、定着ローラ５１ａと加圧ローラ５１ｂの軸線方向に平行な方向（図２の紙面に垂直な方向）に長い長方形状の部材である。
定着ベルト６４と加圧ローラ５１ｂとが接触する部分が、定着ニップ部５１ｃである。図２の矢印方向（右方向）に、未定着のトナー像５９が担持されている記録紙である記録紙５９が、図示しない搬送機構により、この定着ニップ部５１ｃに所定の速度で搬送される。
記録紙５９のトナー像が担持されている方の面は、加圧ローラ５１ｂ側に接触し、担持されていない面は定着ベルト６４に接触して搬送される。
記録紙５９のトナー像が担持されている方の面は、加圧ローラ５１ｂ側に接触し、担持されていない面は定着ベルト６４に接触して搬送される。
定着ベルト６４は、定着ローラ５１ａの回転により回転すると、図２の上方にある加熱部材６０に接触したときに、後述する抵抗発熱体により所定の温度に加熱させられる。
その加熱後、定着ベルト６４がさらに回転して加熱された部分が定着ニップ部５１ｃまできたとき、定着ベルト６４の熱と、定着ベルト６４および加圧ローラ５１ｂとの接触圧により、定着ニップ部５１ｃに搬送されてきた記録紙５９上のトナー像５８が、記録紙５９に定着される。この定着速度は、例えば２２０ｍｍ／秒である。
その加熱後、定着ベルト６４がさらに回転して加熱された部分が定着ニップ部５１ｃまできたとき、定着ベルト６４の熱と、定着ベルト６４および加圧ローラ５１ｂとの接触圧により、定着ニップ部５１ｃに搬送されてきた記録紙５９上のトナー像５８が、記録紙５９に定着される。この定着速度は、例えば２２０ｍｍ／秒である。
記録紙上のトナー像５８は、たとえば、非磁性の一成分現像剤（非磁性トナーと呼ぶ）、非磁性の二成分現像剤（非磁性トナーとキャリアとを含む）、あるいは、磁性現像剤（磁性トナーと呼ぶ）などの現像剤によって形成されている。
定着ローラ５１ａは、回転軸を中心にして回転する円柱形部材であり、図示しない回転モータにより、加圧ローラがＹ２方向（右まわり方向）に回転し、定着ローラは加圧ローラとの圧接により従動回転し、たとえば、図２に示すようにＹ１方向（左まわり方向）に回転させられる。
定着ローラ５１ａは、たとえば、直径が３０ｍｍ程度の回転軸方向に長い円柱形部材であり、その内側から順に、芯金、弾性層が形成された２層構造からなる部材である。
芯金には、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層には、たとえばシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料が用いられ、ウオームアップ時間の短縮のために断熱性を有する上記のスポンジゴム材料とすることが好ましい。一つの実施の形態として、定着ローラ５１ａが定着ベルト６４を介して加圧ローラ５１ｂに圧接するときの力は、２１６Ｎ程度である。
芯金には、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層には、たとえばシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料が用いられ、ウオームアップ時間の短縮のために断熱性を有する上記のスポンジゴム材料とすることが好ましい。一つの実施の形態として、定着ローラ５１ａが定着ベルト６４を介して加圧ローラ５１ｂに圧接するときの力は、２１６Ｎ程度である。
加圧ローラ５１ｂは、直径が３０ｍｍ程度の回転軸方向に長い円柱形部材であり、その内側から順に、芯金、弾性層、離型層が形成された３層構造からなる部材である。
芯金には、定着ローラ５１ａと同様に、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層も、定着ローラ５１ａと同様に、シリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料が用いられる。離型層には、たとえば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂が用いられる。
また、加圧ローラ５１ｂの内部には、加圧ローラ５１ｂを加熱するハロゲンヒータ（ヒータランプ）６６が配置されている。図示しない電源回路からヒータランプ６６に電力を供給（通電）させることによって、ヒータランプ６６から赤外線を放射させる。これによって、加圧ローラ５１ｂの内周面が赤外線を吸収して加熱され、加圧ローラ５１ｂ全体が加熱される。
芯金には、定着ローラ５１ａと同様に、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層も、定着ローラ５１ａと同様に、シリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料が用いられる。離型層には、たとえば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂が用いられる。
また、加圧ローラ５１ｂの内部には、加圧ローラ５１ｂを加熱するハロゲンヒータ（ヒータランプ）６６が配置されている。図示しない電源回路からヒータランプ６６に電力を供給（通電）させることによって、ヒータランプ６６から赤外線を放射させる。これによって、加圧ローラ５１ｂの内周面が赤外線を吸収して加熱され、加圧ローラ５１ｂ全体が加熱される。
定着ベルト６４は、定着ニップ５１ｃを通過する未定着のトナー像５８を加熱し、記録紙５９に定着させるものである。定着ベルト６４は、加熱部材６０によって、所定の温度（たとえば１７０℃）に加熱される。
定着ベルト６４は、たとえば直径５０ｍｍ程度の無端状のベルトであり、基材の上に、弾性層と離型層とをこの順に形成した３層構造の部材である。
定着ベルト６４は、たとえば直径５０ｍｍ程度の無端状のベルトであり、基材の上に、弾性層と離型層とをこの順に形成した３層構造の部材である。
定着ベルト６４の基材は、たとえば、ポリイミド等の耐熱性樹脂あるいはステンレスやニッケル等の金属材料からなる中空円筒状の部材である。また、その基材の表面上に、弾性層として、耐熱性および弾性に優れたエラストマー材料（たとえばシリコンゴム）が形成される。さらに、弾性層の表面に、離型層として、耐熱性および離型性に優れた合成樹脂材料（たとえばＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂）が形成される。また、基材となるポリイミドに、フッ素樹脂を内添してもよい。これによって、加熱部材６０との摺動負荷を低減させることができる。さらに、基材となるポリイミド、及び／又はエラストマー材料に、高熱伝導性材料、たとえば、カーボンナノチューブなどを内添してもよい。これにより、加熱部材６０からの熱をより早く定着ベルト表層に伝えることができ、ウオームアップ時間の短縮及び連続印字時の温度追従性が良好となる。
図２において、加熱部材６０の表面近傍であって、定着ベルト６４とは非接触状態で、たとえば、定着ベルトと１ｍｍ程度離れた位置に、第１温度センサ６３を設ける。
この第１温度センサ６３は、加熱部材６０上の定着ベルト６４の表面温度を検出するものである。
第１温度センサ６３は、非接触式の温度検出を行う赤外線検知型のセンサであり、たとえば、サーミスタが用いられる。
第１温度センサ６３によって検出された温度データ（定着ベルト６４の表面温度）に基づいて、定着ベルトの表面温度がほぼ一定値（たとえば、１７０℃）となるように、加熱部材６０への通電が制御される。
この第１温度センサ６３は、加熱部材６０上の定着ベルト６４の表面温度を検出するものである。
第１温度センサ６３は、非接触式の温度検出を行う赤外線検知型のセンサであり、たとえば、サーミスタが用いられる。
第１温度センサ６３によって検出された温度データ（定着ベルト６４の表面温度）に基づいて、定着ベルトの表面温度がほぼ一定値（たとえば、１７０℃）となるように、加熱部材６０への通電が制御される。
また、加圧ローラ５１ｂの表面近傍又は当接して、第２温度センサ６５を設ける。
この第２温度センサ６５は、加圧ローラ５１ｂの表面温度を検出するものである。
第２温度センサ６５としては、非接触式あるいは接触式の赤外線検知型の温度センサ（たとえば、サーミスタ）が用いられる。
この第２温度センサ６５によって検出された温度データ（加圧ローラ５１ｂの表面温度）に基づいて、加圧ローラ５１ｂの表面温度がほぼ一定値（たとえば、１２０℃）となるように、ハロゲンヒータ６６への通電が制御される。
この第２温度センサ６５は、加圧ローラ５１ｂの表面温度を検出するものである。
第２温度センサ６５としては、非接触式あるいは接触式の赤外線検知型の温度センサ（たとえば、サーミスタ）が用いられる。
この第２温度センサ６５によって検出された温度データ（加圧ローラ５１ｂの表面温度）に基づいて、加圧ローラ５１ｂの表面温度がほぼ一定値（たとえば、１２０℃）となるように、ハロゲンヒータ６６への通電が制御される。
図２において、剥離爪５２は、記録紙がローラに巻きつくのを防止するためのものであり、加圧ローラ５１ｂに対して配置され、たとえば、ＰＴＦＥのような材料で形成される。
また、クリーニング部材５３は、記録紙表面に付着したトナー、トナー外部添加材、紙粉などの汚染物質を除去するためのものであり、加圧ローラ５１ｂに配置される。
クリーニング部材５３は、たとえば、汚染物質、特にトナーを捕集する不織布として、耐熱性および耐久性に優れる芳香族ポリアミド系繊維に、不織布の柔軟性を向上させるために適量のポリエチレンテレフタレート系繊維を混合した不織布から構成され、アルミシャフトの周辺に、例えば適当な厚さの弾性層を有するクリーニングローラが加圧ローラに適正圧力で押圧されており、クリーニングローラにより上記不織布を加圧ローラに圧接して、トナー、トナー外部添加材、紙粉などをクリーニングするものである。
クリーニング部材５３は、たとえば、汚染物質、特にトナーを捕集する不織布として、耐熱性および耐久性に優れる芳香族ポリアミド系繊維に、不織布の柔軟性を向上させるために適量のポリエチレンテレフタレート系繊維を混合した不織布から構成され、アルミシャフトの周辺に、例えば適当な厚さの弾性層を有するクリーニングローラが加圧ローラに適正圧力で押圧されており、クリーニングローラにより上記不織布を加圧ローラに圧接して、トナー、トナー外部添加材、紙粉などをクリーニングするものである。
＜加熱部材の構成＞
図３に、この発明の定着装置に備えられる加熱部材の一実施例の概略構成図を示す。
また、図４に、加熱部材の一実施例の断面図を示す。
加熱部材６０は、上記したように、定着ベルト６４に接触して、定着ベルト６４を所定の温度に加熱する部材である。加熱部材６０は、加熱部６１とジャーナル部６７ａとから構成される。
加熱部６１は、定着ベルト６４に接触することにより定着ベルト６４を加熱する部分であり、主として、基材６１ａと、抵抗発熱体６１ｂと、第１絶縁層６１ｃと、断熱層６１ｄと、電極部６１ｅと、第２絶縁層６１ｆとから構成される。
ここで、基材６１ａは、半円筒形状の表面を持つ部材であり、抵抗発熱体６１ｂは、基材の表面に格子形状に形成された複数の凹部に埋設された発熱する部材である。
図３に、この発明の定着装置に備えられる加熱部材の一実施例の概略構成図を示す。
また、図４に、加熱部材の一実施例の断面図を示す。
加熱部材６０は、上記したように、定着ベルト６４に接触して、定着ベルト６４を所定の温度に加熱する部材である。加熱部材６０は、加熱部６１とジャーナル部６７ａとから構成される。
加熱部６１は、定着ベルト６４に接触することにより定着ベルト６４を加熱する部分であり、主として、基材６１ａと、抵抗発熱体６１ｂと、第１絶縁層６１ｃと、断熱層６１ｄと、電極部６１ｅと、第２絶縁層６１ｆとから構成される。
ここで、基材６１ａは、半円筒形状の表面を持つ部材であり、抵抗発熱体６１ｂは、基材の表面に格子形状に形成された複数の凹部に埋設された発熱する部材である。
また、ジャーナル部６７ａは、加熱部６１の両端に形成される部分であり、加熱部材６０を、固定する部分である。
ジャーナル部６７ａには、定着装置５０本体のサイドフレーム６７ｂに固定され、かつ定着ベルト６４の蛇行を防止する蛇行防止用カラー６７ｃが備えられている。
加熱部材６０は、ジャーナル部６７ａをサイドフレーム６７ｂに固定することにより、定着ベルト６４と加熱部６１との摩擦力により回転しないように配置されている。
蛇行防止用カラー６７ｃは、基材６１ａの両端部のジャーナル部６７ａに固定され、２つのカラー６７ｃの間に、定着ベルト６４の端部がちょうど接触する位置に形成される。
このカラー６７ｃにより、定着ベルト６４が回転摺動するときに、定着ベルト６４が蛇行するのを防止する。
ジャーナル部６７ａには、定着装置５０本体のサイドフレーム６７ｂに固定され、かつ定着ベルト６４の蛇行を防止する蛇行防止用カラー６７ｃが備えられている。
加熱部材６０は、ジャーナル部６７ａをサイドフレーム６７ｂに固定することにより、定着ベルト６４と加熱部６１との摩擦力により回転しないように配置されている。
蛇行防止用カラー６７ｃは、基材６１ａの両端部のジャーナル部６７ａに固定され、２つのカラー６７ｃの間に、定着ベルト６４の端部がちょうど接触する位置に形成される。
このカラー６７ｃにより、定着ベルト６４が回転摺動するときに、定着ベルト６４が蛇行するのを防止する。
また、蛇行防止用カラー６７ｃとしては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）からなるカラーを用いることができるが、これに限定されるものではなく、加熱部材６０とは別の部材として独立で回転できるものであってもよい。蛇行防止用カラー６６が独立して設置される場合は、定着ベルト６４が蛇行防止用カラー６７ｃに当接しても負荷がかかることはなく、定着ベルト６４が割れてしまうのを防止して、定着ベルト６４の耐久性を長く維持することができる。
加熱部材６０の基材６１ａは、中空のロール形状であり、円筒の下半分が切断されたほぼ半円筒形状の部材である。
半円筒の外側表面である曲面部分に、抵抗発熱体等からなる加熱部６１が配置され、この加熱部６１が、定着ベルト６４と接触する部分である。定着ベルト６４は、半円筒の外側表面と接触した状態で、回転させられる。
基材６１ａは、高耐熱性の剛性を有する材料で形成され、たとえば、アルミニウム、鉄などの金属で形成される。
半円筒の外側表面である曲面部分に、抵抗発熱体等からなる加熱部６１が配置され、この加熱部６１が、定着ベルト６４と接触する部分である。定着ベルト６４は、半円筒の外側表面と接触した状態で、回転させられる。
基材６１ａは、高耐熱性の剛性を有する材料で形成され、たとえば、アルミニウム、鉄などの金属で形成される。
また、図４に示すように、基材６１ａの一方の表面上には、格子形状（マトリクス状あるいはメッシュ状とも呼ぶ）に凹部（溝）６２が多数形成され、この凹部６２の中に、凹部の底面の上に、断熱層６１ｄと、第２絶縁層６１ｆと、抵抗発熱体６１ｂとが、この順序で形成される。
この凹部６２の上方と、凹部以外の基材６１ａの上方には、第１絶縁層６１ｃが形成され、この第１絶縁層６１ｃと定着ベルト６４とが接触する。すなわち、第１絶縁層６１ｃは、基材６１ａの表面全体を覆うように形成される。
抵抗発熱体６１ｂをその内部に有する凹部６２を格子形状に形成するのは、定着ベルト６４に伝達される熱を均一化するためである。
定着ベルト６４に伝熱された熱が均一化されている場合、定着されるトナー画像の定着性も均一化できる。
抵抗発熱体６１ｂは、電極部６１ｅと接続され、電極からの通電により発熱する部材であり、たとえば、ニクロム、ステンレスのような発熱に適した材料により形成される。
抵抗発熱体６１ｂにより発熱された熱は、第１絶縁層６１ｃを介して定着ベルト６４へ伝達される。
この凹部６２の上方と、凹部以外の基材６１ａの上方には、第１絶縁層６１ｃが形成され、この第１絶縁層６１ｃと定着ベルト６４とが接触する。すなわち、第１絶縁層６１ｃは、基材６１ａの表面全体を覆うように形成される。
抵抗発熱体６１ｂをその内部に有する凹部６２を格子形状に形成するのは、定着ベルト６４に伝達される熱を均一化するためである。
定着ベルト６４に伝熱された熱が均一化されている場合、定着されるトナー画像の定着性も均一化できる。
抵抗発熱体６１ｂは、電極部６１ｅと接続され、電極からの通電により発熱する部材であり、たとえば、ニクロム、ステンレスのような発熱に適した材料により形成される。
抵抗発熱体６１ｂにより発熱された熱は、第１絶縁層６１ｃを介して定着ベルト６４へ伝達される。
ただし、発熱された熱は、凹部６２の側面および底面を介して基材６１ａにも伝達するので、定着ベルト６４の方へ急速かつ安定的に伝熱させるために、凹部６２の側面と底面に、断熱層６１ｄを設け、さらに、基材６１ａも内厚を薄くしておくことが好ましい。たとえば、基材６１ａの厚さは、０．３から１．０ｍｍ程度とすればよい。
凹部６２は、基材６１ａの表面の凹部となる部分以外をマスクして、基材表面をエッチングすることにより形成すればよい。エッチングの方法は公知のエッチング技術を用いればよい。ただし、凹部の形状は、抵抗発熱体が均一に発熱できるために、できるだけ抵抗発熱体のパターン形状に対応した形状であることが好ましく、また凹部の底面は平坦となるように加工することが好ましい。
凹部６２は、基材６１ａの表面の凹部となる部分以外をマスクして、基材表面をエッチングすることにより形成すればよい。エッチングの方法は公知のエッチング技術を用いればよい。ただし、凹部の形状は、抵抗発熱体が均一に発熱できるために、できるだけ抵抗発熱体のパターン形状に対応した形状であることが好ましく、また凹部の底面は平坦となるように加工することが好ましい。
図２に示すように、凹部６２は、加熱の均一化のために、基材６１ａの表面上に格子形状に設けることが好ましいが、これに限るものではなく、この他に、たとえば、凹部６２どうしが直交するのではなく、所定の角度で交差するような網目状に形成してもよい。
凹部６２の中において、基材６１ａの上に断熱層６１ｄを形成する。断熱層６１ｄは、凹部６２の側面の基材も覆うように形成する。
断熱層６１ｄの上に、第２絶縁層６１ｆを形成する。
また、断熱層６１ｂの側面部分も覆うように第２絶縁層６１ｆを形成する。
断熱層６１ｄの上に、第２絶縁層６１ｆを形成する。
また、断熱層６１ｂの側面部分も覆うように第２絶縁層６１ｆを形成する。
さらに、第２絶縁層６１ｆの上に、抵抗発熱体６１ｂを形成し、抵抗発熱体６１ｂの表面と、基材６１ａの凹部以外の表面との高さがほぼ同一となるように形成する。抵抗発熱体６１ｂは、後述するように、例えば、箔状のステンレスによって形成される。
上記凹部６２が形成された基材全体の上に、第１絶縁層６１ｃが形成される。
第１絶縁層６１ｃは、定着ベルト６４と直接接触する部分であり、定着ベルト６４によって摺動されるので、摺動されても摩耗することの少ない材料を用い適当な厚みで被覆することが好ましい。
このように、抵抗発熱体６１ｂは、基材６１ａの凹部６２の中に埋設され、かつその上方を第１絶縁層６１ｃで覆っているので、抵抗発熱体６１ｂが基材６１ａからはがれることはなく、接触する定着ベルト６４を傷つけることもない。したがって、定着ベルト６４の耐久性を向上させることができ、加熱部材６０の高寿命化と、十分な安全性を確保することができる。
第１絶縁層６１ｃは、定着ベルト６４と直接接触する部分であり、定着ベルト６４によって摺動されるので、摺動されても摩耗することの少ない材料を用い適当な厚みで被覆することが好ましい。
このように、抵抗発熱体６１ｂは、基材６１ａの凹部６２の中に埋設され、かつその上方を第１絶縁層６１ｃで覆っているので、抵抗発熱体６１ｂが基材６１ａからはがれることはなく、接触する定着ベルト６４を傷つけることもない。したがって、定着ベルト６４の耐久性を向上させることができ、加熱部材６０の高寿命化と、十分な安全性を確保することができる。
断熱層６１ｄは、抵抗発熱体６１ｂによって発熱される熱を、基材側よりも定着ベルト６４側に高効率で伝達させるために設けるものであり、たとえば、基材側への伝熱を防止するために、ポリイミドの内部に中空粒子が充填された部材として形成することが好ましい。
中空粒子としては、耐熱性の面から無機系の粒子を用いることが好ましく、たとえば、シリカをベースとした中空粒子を充填する。また、中空粒子の粒子径としては、たとえば、約１０ｎｍ〜約３００ｎｍを有するシリカ殻からなる中空粒子を用いることができる。シリカ殻からなる中空粒子はその粒子径が小さいため、充分な断熱効果を得ることができる。さらに、中空粒子の充填量は５．０〜５０重量％であることが好ましい。これは、５．０よりも少ないと充分な断熱効果が得られず、５０よりも多いと断熱層の形成時に粒子の流動性が確保できないからである。
また、凹部に形成される第２絶縁層６１ｆは、基材６１ａと抵抗発熱体６１ｂとの間の電気的絶縁性を確保するためのものであり、たとえば、ポリイミドを用いればよい。
もし、第２絶縁層６１ｆがなければ、断熱層６１ｄの中の中空粒子内および粒子間の空孔により、抵抗発熱体から基材へリークする可能性があるからである。
もし、第２絶縁層６１ｆがなければ、断熱層６１ｄの中の中空粒子内および粒子間の空孔により、抵抗発熱体から基材へリークする可能性があるからである。
基材６１ａの表面上に形成される第１絶縁層６１ｃは、定着ベルト６４と接触するため、熱伝導性と耐久性を有する材料で形成されることが好ましい。たとえば、熱伝導性を向上させることのできる微粒子が内部に充填された樹脂を用いることが好ましい。
この第１絶縁層６１ｃを形成する樹脂としては、たとえば、ＰＴＦＥ樹脂やＰＦＡ樹脂などのフッ素樹脂のいずれか１つを少なくとも含むものを用いることができ、さらに、ＰＴＦＥ樹脂とＰＦＡ樹脂とを混合したものを用いてもよい。
あるいは、ガラス樹脂を用いてもよい。
この第１絶縁層６１ｃを形成する樹脂としては、たとえば、ＰＴＦＥ樹脂やＰＦＡ樹脂などのフッ素樹脂のいずれか１つを少なくとも含むものを用いることができ、さらに、ＰＴＦＥ樹脂とＰＦＡ樹脂とを混合したものを用いてもよい。
あるいは、ガラス樹脂を用いてもよい。
充填する熱伝導性の微粒子としては、たとえば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ＢＮ（窒化ホウ素）、ＡｌＮ（窒化アルミ）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、マグネシア（ＭｇＯ）、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）、結晶性シリカ（ＳｉＯ2）、溶融シリカ（ＳｉＯ2）、及びこれらの材料の表面に官能基などを付与した表面処理物などのいずれかを用いることができる。
また、その充填量は２０〜７０容量％が好ましい。２０容量％よりも少ないと熱伝導性の向上効果が少ないからである。
また、７０容量％よりも多いと、絶縁膜の形成時の溶融粘度が大幅に高まり、レベリング性が低下し平滑性が確保できないばかりでなく、絶縁層の靭性も低下し、製造時に容量分率が少しばらつくだけで熱伝導率が大きく変化するために、定着ベルトに温度分布が生じる可能性があるからである。
また、その充填量は２０〜７０容量％が好ましい。２０容量％よりも少ないと熱伝導性の向上効果が少ないからである。
また、７０容量％よりも多いと、絶縁膜の形成時の溶融粘度が大幅に高まり、レベリング性が低下し平滑性が確保できないばかりでなく、絶縁層の靭性も低下し、製造時に容量分率が少しばらつくだけで熱伝導率が大きく変化するために、定着ベルトに温度分布が生じる可能性があるからである。
第１絶縁層６１ｃによって、加熱部材６０と定着ベルト６４との間の摩擦力を低減することができ、定着ベルト６４が摩耗するのを防止して、定着ベルト６４の高い耐久性を確保することができる。
さらに、定着ベルト６４を駆動する定着ローラ５１ａおよび加圧ローラ５１ｂへの負荷も低減することができ、両ローラ５１ａ，５１ｂの耐久性も確保し、両ローラを低電力で駆動することが可能となる。
さらに、定着ベルト６４を駆動する定着ローラ５１ａおよび加圧ローラ５１ｂへの負荷も低減することができ、両ローラ５１ａ，５１ｂの耐久性も確保し、両ローラを低電力で駆動することが可能となる。
また、定着ベルト６４と加熱部材６０との間には、熱伝導性のグリスなどの潤滑剤を塗布してもよい。この潤滑剤により、定着ベルトのすべり性が良くなり、回転し始めるときの応力が低くなり、定着ベルトの回転がスムースになり、定着ベルトの片寄りの発生を抑制することができる。
＜抵抗発熱体の構成＞
図５に、この発明の加熱部材に用いられる抵抗発熱体の一実施例の全体構成の説明図を示す。ここでは、一方向（図５の紙面の左右方向）に長い長方形状の基材６１ａの表面上に、格子形状に形成した抵抗発熱体６１ｂの構成を示している。
図５において、抵抗発熱体６１ｂは、大きく分類すると、２つの面状発熱体（６１ｂ−１，６１ｂ−２）に分割して構成される。
図５に、この発明の加熱部材に用いられる抵抗発熱体の一実施例の全体構成の説明図を示す。ここでは、一方向（図５の紙面の左右方向）に長い長方形状の基材６１ａの表面上に、格子形状に形成した抵抗発熱体６１ｂの構成を示している。
図５において、抵抗発熱体６１ｂは、大きく分類すると、２つの面状発熱体（６１ｂ−１，６１ｂ−２）に分割して構成される。
第１の面状発熱体６１ｂ−１は、基材６１ａの長手方向のほぼ中央部の所定の領域に配置される抵抗発熱体であり、図５では、格子間隔の狭いパターンとして図示した部分である。
もう１つの第２の面状発熱体６１ｂ−２は、基材６１ａの長手方向の中央部の両方の外側である両端部の領域にそれぞれ配置される抵抗発熱体であり、図５では、格子間隔の広いパターンとして図示した部分である。
もう１つの第２の面状発熱体６１ｂ−２は、基材６１ａの長手方向の中央部の両方の外側である両端部の領域にそれぞれ配置される抵抗発熱体であり、図５では、格子間隔の広いパターンとして図示した部分である。
給電部６１ｂ−３は、抵抗発熱体に通電する部分であり、第１および第２の面状発熱体（６１ｂ−１，６１ｂ−２）の各領域に対して、それぞれ別々に通電する電極である。
給電部６１ｂ−３は、第１および第２の面状発熱体のそれぞれに対して通電するか、あるいは、第１および第２の面状発熱体の両方に通電するかを選択可能なように、抵抗発熱体に接続される。
定着ベルト６４は、図５に示した構成全体の上に接触して配置され、図５の紙面の上下方向に移動させられる。
たとえば、定着させようとする記録紙の幅が狭く、その幅に対応する定着ベルトの幅が、第１面状発熱体６１ｂ−１と一致する場合には、給電部６１ｂ−３は、第１の面状発熱体６１ｂ−１の領域のみに通電を行うようにすればよい。
給電部６１ｂ−３は、第１および第２の面状発熱体のそれぞれに対して通電するか、あるいは、第１および第２の面状発熱体の両方に通電するかを選択可能なように、抵抗発熱体に接続される。
定着ベルト６４は、図５に示した構成全体の上に接触して配置され、図５の紙面の上下方向に移動させられる。
たとえば、定着させようとする記録紙の幅が狭く、その幅に対応する定着ベルトの幅が、第１面状発熱体６１ｂ−１と一致する場合には、給電部６１ｂ−３は、第１の面状発熱体６１ｂ−１の領域のみに通電を行うようにすればよい。
また、定着させようとする記録紙の幅が広く、定着ベルトの全体を加熱させる必要がある場合は、給電部６１ｂ−３は、第１および第２の面状発熱体（６１ｂ−１，６１ｂ−２）の全体に対して通電を行うようにする。
このように、定着する記録紙のサイズに対応させて、抵抗発熱体に通電する領域を変化させることにより、記録紙が通過する領域に対応する定着ベルトの部分のみを加熱させることができる。また、記録紙が通過しない領域に対応する抵抗発熱体の領域に通電しないことにより、記録紙のない領域の過熱を防止でき、十分な安全性を確保でき、加熱が不要な領域に対する通電をしないことにより、省エネルギー化を図ることができる。
給電部６１ｂ−３は、図示しない給電制御部に接続されており、給電制御部は、上記したように定着させる記録紙のサイズに対応させて通電する給電部の領域を決定する。
また、給電制御部は、第１温度センサ６３によって検出された温度と、定着ベルト６４の回転の有無の情報を得て、給電部６１ｂ−３へ出力する給電電力の大きさとタイミングを制御する。
また、給電制御部は、第１温度センサ６３によって検出された温度と、定着ベルト６４の回転の有無の情報を得て、給電部６１ｂ−３へ出力する給電電力の大きさとタイミングを制御する。
図５に示すような面状発熱体を構成する抵抗発熱体６１ｂは、上記したように、基材６１ａの表面に形成された凹部６２の中に形成する。抵抗発熱体６１ｂの材料としては、抵抗値（電力）と寿命の観点から、たとえば高耐酸化性の箔状のステンレスを用いることが好ましい。
また、ステンレスとしては、たとえば、厚さ２０から５００μｍ、好ましくは、４０から１００μｍ程度のステンレス箔を用いることが好ましい。
また、ステンレスとしては、たとえば、厚さ２０から５００μｍ、好ましくは、４０から１００μｍ程度のステンレス箔を用いることが好ましい。
基材６１ａに凹部６２を形成し、その凹部内に、断熱層６１ｄと第２絶縁層６１ｆとを形成した後、上記ステンレス箔を、レーザ加工、打ち抜き法、あるいはエッチング処理などの公知の方法により、凹部に埋設させることにより、抵抗発熱体６１ｂを形成することができる。
ただし、微細加工が容易にできる観点からは、エッチング処理が好ましい。
ただし、微細加工が容易にできる観点からは、エッチング処理が好ましい。
たとえば、エッチング処理は、金属箔や金属薄板を対象とした酸性の腐食液、もしくはアルカリ性の腐食液を使用することで行うことができる。具体的には、ステンレス箔の一面もしくは両面に、所望の格子状パターンに対応させ、基材の所望の領域をエッチングレジストでマスキングして、エッチング液中に浸漬して、エッチング処理すればよい。
このエッチング処理温度や時間などの条件は、一義的に定められるものではなく、適宜選択・設定される。
このエッチング処理温度や時間などの条件は、一義的に定められるものではなく、適宜選択・設定される。
＜この発明の定着装置の一実施例＞
上記に説明したこの発明の定着装置の一つの実施例として、以下に示すような各構成部材を用いて製作した。以下に、この実施例の詳細な部材、条件、数値を示す。
上記に説明したこの発明の定着装置の一つの実施例として、以下に示すような各構成部材を用いて製作した。以下に、この実施例の詳細な部材、条件、数値を示す。
＜定着ローラ５１ａ＞
直径が３０ｍｍで、心金が直径１５ｍｍのステンレス鋼、弾性層が厚さ７．５ｍｍのシリコンスポンジであるものを使用した。
直径が３０ｍｍで、心金が直径１５ｍｍのステンレス鋼、弾性層が厚さ７．５ｍｍのシリコンスポンジであるものを使用した。
＜加圧ローラ５１ｂ＞
直径が３０ｍｍでシリコンソリッドゴムからなり、離型層には厚さ３０μｍのＰＦＡチューブ、内部に定格電力４００Ｗのヒーターランプを配置したものを使用した。
直径が３０ｍｍでシリコンソリッドゴムからなり、離型層には厚さ３０μｍのＰＦＡチューブ、内部に定格電力４００Ｗのヒーターランプを配置したものを使用した。
＜定着ベルト６４＞
ベルト基材に厚さ７０μｍのポリイミド、弾性層に厚さ１５０μｍのシリコンゴム、離型層に厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを使用し、巻きかけ角度θを１８５°とした。
ベルト基材に厚さ７０μｍのポリイミド、弾性層に厚さ１５０μｍのシリコンゴム、離型層に厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを使用し、巻きかけ角度θを１８５°とした。
＜蛇行防止用カラー６７ｃ＞
内径２８ｍｍ、直径３２ｍｍ、幅７ｍｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）カラーを、定着ベルト端部と接するように配置した。
内径２８ｍｍ、直径３２ｍｍ、幅７ｍｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）カラーを、定着ベルト端部と接するように配置した。
＜加熱部材６０＞
基材６１ａ：加熱部およびジャーナル部の直径が２８ｍｍであり、肉厚０．５ｍｍのアルミ製パイプで、周方向において４０％カットされた円弧形状を有するものを用いた。なお、外表面には、図５に示した格子状パターンに対応した深さ０．３ｍｍの溝をレーザー加工により形成した。
第２絶縁層６１ｆ：厚み５０μｍ、ポリイミドからなる絶縁層を、熱圧接着により形成した。
断熱層６１ｄ：厚み１００μｍ、ポリイミドをベースとして粒子径約１０ｎｍ〜約３００ｎｍを有するシリカ殻からなる中空粒子を１５重量％充填したものを、熱圧接着により形成した。
抵抗発熱体６１ｄ：厚み５０μｍの高耐酸化性ステンレス箔を用いて、パターン幅０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ、格子長さ１．６〜１．９ｍｍの格子状のパターンを有する面状発熱体をエッチング法により形成した。
また、発熱体の長手方向の全長は３１０ｍｍ、電力はＡＣ１００Ｖ１２００Ｗ、発熱体の長手方向中央部領域の長さは、全長手方向の中央部を基準にして２２０ｍｍ、ＡＣ１００Ｖ８２５Ｗとした。端部の電力は各々１８７Ｗとした。
電極部６１ｅ：図５に示した配置に、幅５ｍｍの給電部をパターン化し、給電端子部は穴あきラグハトメφ２．０で接続した。
第１絶縁層６１ｃ：厚み５０μｍ、ＰＦＡからなる材料を用いて形成した。
基材６１ａ：加熱部およびジャーナル部の直径が２８ｍｍであり、肉厚０．５ｍｍのアルミ製パイプで、周方向において４０％カットされた円弧形状を有するものを用いた。なお、外表面には、図５に示した格子状パターンに対応した深さ０．３ｍｍの溝をレーザー加工により形成した。
第２絶縁層６１ｆ：厚み５０μｍ、ポリイミドからなる絶縁層を、熱圧接着により形成した。
断熱層６１ｄ：厚み１００μｍ、ポリイミドをベースとして粒子径約１０ｎｍ〜約３００ｎｍを有するシリカ殻からなる中空粒子を１５重量％充填したものを、熱圧接着により形成した。
抵抗発熱体６１ｄ：厚み５０μｍの高耐酸化性ステンレス箔を用いて、パターン幅０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ、格子長さ１．６〜１．９ｍｍの格子状のパターンを有する面状発熱体をエッチング法により形成した。
また、発熱体の長手方向の全長は３１０ｍｍ、電力はＡＣ１００Ｖ１２００Ｗ、発熱体の長手方向中央部領域の長さは、全長手方向の中央部を基準にして２２０ｍｍ、ＡＣ１００Ｖ８２５Ｗとした。端部の電力は各々１８７Ｗとした。
電極部６１ｅ：図５に示した配置に、幅５ｍｍの給電部をパターン化し、給電端子部は穴あきラグハトメφ２．０で接続した。
第１絶縁層６１ｃ：厚み５０μｍ、ＰＦＡからなる材料を用いて形成した。
＜温度センサ６３、６５＞
第１温度センサ６３として非接触式のサーミスタ、第２温度センサ６５として接触式のサーミスタを使用した。
第１温度センサ６３として非接触式のサーミスタ、第２温度センサ６５として接触式のサーミスタを使用した。
＜定着条件＞
定着ニップ部５１ｃの長さ：７ｍｍ（定着ニップ部の記録紙搬送方向の長さ）
定着ニップ部５１ｃの幅：３２５ｍｍ（定着ローラの軸線方向に対応する長さ）
定着速度：２２０ｍｍ／ｓｅｃ
記録紙の最大幅：３００ｍｍ（定着ローラの軸線方向に対応する長さ）
定着ニップ部５１ｃの長さ：７ｍｍ（定着ニップ部の記録紙搬送方向の長さ）
定着ニップ部５１ｃの幅：３２５ｍｍ（定着ローラの軸線方向に対応する長さ）
定着速度：２２０ｍｍ／ｓｅｃ
記録紙の最大幅：３００ｍｍ（定着ローラの軸線方向に対応する長さ）
この実施例の面状発熱体６１ｂから発生する熱は、絶縁層６１ｃまたは基材６１ａを介して定着ベルトに伝わる。
抵抗発熱体６１ｂが格子状にパターン化され、断熱層６１ｄと第２絶縁層６１ｆを介して低熱容量の基材６１ａに埋設されているので、ウオームアップ時間は２９ｓｅｃ、定着ベルト表面の温度分布は、長手方向で１７５℃プラスマイナス５℃以内となってほぼ均一になり、また連続通紙しても温度低下がなかった。
抵抗発熱体６１ｂが格子状にパターン化され、断熱層６１ｄと第２絶縁層６１ｆを介して低熱容量の基材６１ａに埋設されているので、ウオームアップ時間は２９ｓｅｃ、定着ベルト表面の温度分布は、長手方向で１７５℃プラスマイナス５℃以内となってほぼ均一になり、また連続通紙しても温度低下がなかった。
従って、高速印字での追従性を確保しながら、高品質の画像を得ることができた。
さらに、ライフ試験において、３００Ｋ枚通紙後も初期と同等の定着性と画質を得ることができた。
また、異なるサイズの記録紙の連続印刷時に、通電領域を制御することにより、これ以上の定着ベルトの温度の過上昇は抑制できた。
したがって、安全性を確保し、定着ローラの寿命を維持することに加え、省エネ化した状態で、記録紙上への画像形成が可能となった。
さらに、ライフ試験において、３００Ｋ枚通紙後も初期と同等の定着性と画質を得ることができた。
また、異なるサイズの記録紙の連続印刷時に、通電領域を制御することにより、これ以上の定着ベルトの温度の過上昇は抑制できた。
したがって、安全性を確保し、定着ローラの寿命を維持することに加え、省エネ化した状態で、記録紙上への画像形成が可能となった。
５０ 定着装置
５１ａ 定着ローラ
５１ｂ 加圧ローラ
５１ｃ 定着ニップ部
５２ 剥離爪
５３ クリーニング部材
５８ トナー像
５９ 記録紙
６０ 加熱部材
６１ 加熱部
６１ａ 基材
６１ｂ 抵抗発熱体
６１ｂ−１ 第１の面状発熱体（中央部）
６１ｂ−２ 第２の面状発熱体（端部）
６１ｂ−３ 給電部
６１ｃ 第１絶縁層
６１ｄ 断熱層
６１ｅ 電極部
６１ｆ 第２絶縁層
６２ 凹部
６３ 第１温度センサ
６４ 定着ベルト
６５ 第２温度センサ
６６ ハロゲンヒーター
６７ａ ジャーナル部
６７ｂ サイドフレーム
６７ｃ ベルト蛇行防止カラー
５１ａ 定着ローラ
５１ｂ 加圧ローラ
５１ｃ 定着ニップ部
５２ 剥離爪
５３ クリーニング部材
５８ トナー像
５９ 記録紙
６０ 加熱部材
６１ 加熱部
６１ａ 基材
６１ｂ 抵抗発熱体
６１ｂ−１ 第１の面状発熱体（中央部）
６１ｂ−２ 第２の面状発熱体（端部）
６１ｂ−３ 給電部
６１ｃ 第１絶縁層
６１ｄ 断熱層
６１ｅ 電極部
６１ｆ 第２絶縁層
６２ 凹部
６３ 第１温度センサ
６４ 定着ベルト
６５ 第２温度センサ
６６ ハロゲンヒーター
６７ａ ジャーナル部
６７ｂ サイドフレーム
６７ｃ ベルト蛇行防止カラー
Claims (6)
- 定着ローラと、加圧ローラと、定着ベルトと、加熱部材とを備え、
前記定着ベルトが、所定の距離だけ離れた位置に配置された前記定着ローラと前記加熱部材との間に、前記定着ローラの回転により回転可能なように張架され、前記加熱部材が、接触する定着ベルトを加熱し、前記加圧ローラが、前記定着ローラに接触する定着ベルトの表面と圧接するように、定着ローラに対して対向配置され、
前記加熱部材が、半円筒形状の表面を持つ基材と、前記基材の表面に格子形状に形成された複数の凹部に埋設された発熱する抵抗発熱体とを備え、
前記定着ベルトは、前記加熱部材の基材の半円筒形状の表面に接触することにより、前記抵抗発熱体により加熱され、前記定着ローラと加圧ローラとを回転させ、加熱された定着ベルトによる加熱と、定着ローラと加圧ローラとの加圧により、前記定着ベルトと前記加圧ローラとが接触する定着ニップ部に搬送された記録紙を、定着させることを特徴とする定着装置。 - 前記加熱部材は、前記基材の表面全体を覆うように形成された第１絶縁層を備え、前記基材の凹部の中に、凹部の底面の上に、断熱層と、第２絶縁層と、前記抵抗発熱体とをこの順序で形成したことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
- 前記抵抗発熱体は、箔状のステンレスからな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。
- 前記第１絶縁層は、ＰＴＦＥ樹脂およびＰＦＡ樹脂のいずれか１つを少なくとも含み、熱伝導性の微粒子が充填された材料からなり、前記断熱層は、内部に中空粒子が充填されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の定着装置。
- 前記加熱部材は、前記抵抗発熱体に通電する給電部をさらに備え、
前記格子形状に形成された凹部に埋設された抵抗発熱体は、基材のほぼ中央部の所定の領域に配置された第１の面状発熱体と、基材の前記中央部の両方の外側に配置された第２の面状発熱体に分割して構成され、
前記給電部は、前記第１および第２の面状発熱体のそれぞれに対して通電するか、あるいは前記第１および第２の面状発熱体の両方に通電するかを選択可能なように、前記抵抗発熱体に接続されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の定着装置。 - 請求項１ないし５のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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|---|---|---|---|---|
| JP2016156935A (ja) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 富士ゼロックス株式会社 | シート状部材の基材、定着ベルト、面状発熱体、シート状部材の基材の製造方法、定着装置、および画像形成装置 |
| JP2018084457A (ja) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | 株式会社Ihi | ホットフィルムセンサ |
| KR20180065886A (ko) * | 2016-12-08 | 2018-06-18 | 삼성전자주식회사 | 발열체 및 그 제조방법, 발열체 형성용 조성물 및 발열장치 |
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| JP2009259714A (ja) * | 2008-04-18 | 2009-11-05 | Sharp Corp | 面状発熱体およびそれを備えた定着装置ならびに画像形成装置 |
-
2012
- 2012-02-28 JP JP2012042123A patent/JP5899003B2/ja active Active
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| KR102567991B1 (ko) * | 2016-12-08 | 2023-08-18 | 삼성전자주식회사 | 발열체 및 그 제조방법, 발열체 형성용 조성물 및 발열장치 |
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