JP6155034B2 - 定着装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。

複写機、プリンターなど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、定着ローラと加熱ローラとの間に定着ベルトをかけ渡し、定着ベルトを介して定着ローラと加圧ローラとを圧接させるベルト定着方式の定着装置が提案されている。

ベルト定着方式の定着装置の場合、定着ローラに比べて熱容量が小さい定着ベルトを加熱するため、定着ローラと加圧ローラとを直接当接させる構成の定着装置に比べてウォームアップ時間が短くなるという利点がある。また、定着ローラの内部にハロゲンランプなどの熱源を内蔵する必要がないため、定着ローラの外面にスポンジゴムといった低硬度の弾性層を厚肉に設けることが可能となり、広いニップ幅を確保することができるという利点もある。

近年では、従来のハロゲンランプよりも高加熱効率の熱源として抵抗発熱体などを用いた平面状ヒータを用いて定着ベルトを加熱するベルト定着方式の定着装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２５７４５５号公報

特許文献１の定着装置では、回転する定着ベルトに平面状ヒータが接触して摩耗してしまわないように、湾曲板状の熱伝導部材の外面に定着ベルトをかけ渡し、熱伝導部材の内面にヒータを接触させて加熱することにより、熱伝導部材を介して定着ベルトを加熱する。
このとき、熱伝導部材の曲率が大きいほど、熱伝導部材の厚みを薄くして熱容量を最小限に留めることが可能となるが、熱伝導部材両端のエッジが立つため、定着ベルトの摺動性が損なわれて回転不良を引き起こし易くなると共に、定着ベルトの摩耗による耐久性の低下が懸念される。

一方、熱伝導部材の曲率が小さいほど、ベルト摺動性が向上して良好な回転性能と耐久性を得ることができるが、熱伝導部材が厚肉になるため熱容量が増大し、加熱効率の著しい低下が懸念される。また、熱伝導部材の曲率を最小限でかつ薄肉化しようとすれば、ヒータ幅を狭くせねばならず、十分な加熱幅が確保できないことによる加熱効率の低下が懸念される。

本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであり、熱効率に優れ、消費電力が小さく、かつ、多種多様な記録紙に対してトナーを良好に定着することができる定着装置を提供することを目的とする。

かくして、本発明によれば、回転可能な定着ローラと、前記定着ローラの外周近傍に配置された加熱部と、前記定着ローラと前記加熱部とに回転可能に懸架された定着ベルトと、前記定着ローラに対向する位置に回転可能に配置されて前記定着ベルトを介して前記定着ローラとニップ部を形成する加圧ローラとを備え、前記加熱部は、フィルム状の発熱体と、前記発熱体を円弧状に挟み込む伝熱板とを有してなり、
前記伝熱板は、バネ性を有する金属板からなると共に、前記発熱体を円弧状に挟み込む円弧板部を有し、前記円弧板部にて前記定着ベルトの内周面を外周面側へ付勢するように構成され、
前記伝熱板は、前記定着ローラの回転軸方向から見て、相互に離間した両端に一対の前記円弧板部を有し、かつ前記両端の間の中間に前記一対の円弧板部を連結する連結板部を有し、前記一対の円弧板部の自由端の間が開放した形状に形成されており、
前記伝熱板上を摺動しながら回転する前記定着ベルトに前記発熱体の熱が前記伝熱板を介して伝達されると共に、未定着トナー像を有する記録用紙が前記ニップ部に搬送されることにより、未定着トナー像を記録用紙に定着させるように構成され、
前記定着ベルトの内周面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部をさらに備えた定着装置が提供される。

また、本発明の別の観点によれば、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、該感光体ドラムの表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記感光体ドラムの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と、前記感光体ドラムの表面のトナー像を記録用紙に転写する転写装置と、記録用紙に転写された未定着トナー像を記録用紙に定着させる前記定着装置とを備えた画像形成装置が提供される。

本発明の定着装置において、定着ベルトを加熱する加熱部は、シート状の発熱体を伝熱板にて挟み込む構造であるため、伝熱板の熱容量を大きくすることなく容易に加熱幅を広くすることができ、その結果、高い昇温性能と小さい接触熱抵抗が得られる。そのため、発熱体から定着ベルトへ伝わる熱の伝熱効率が向上し、発熱体単体での必要以上の昇温を抑制することができる。
よって、本発明の定着装置およびそれを備えた画像形成装置によれば、消費電力が小さく、多種多様な記録用紙に対してトナーを良好に定着することができる。また、伝熱効率の向上により発熱体の過熱による周辺部材の破損が防止されると共に、周辺部材の材料として耐熱性能が低い安価な材料を用いることができてコストダウンに繋がる。

本発明の定着装置を備えた画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。 図１の画像形成装置に備えられた本発明の定着装置を示す構成図である。 実施形態１における定着ベルトが取り外された加熱部を示す側面図である。 実施形態１における加熱部の部分的な拡大断面図である。 実施形態１の定着装置の制御方法を説明する図である。 実施形態２における定着ベルトが取り外された加熱部を示す側面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の定着装置およびそれを備えた画像形成装置の実施形態を説明する。なお、画像形成装置の全体構成を説明した後、本発明の特徴である定着装置について詳しく説明する。

＜実施形態１＞
（画像形成装置について）
図１は本発明の定着装置を備えた画像形成装置の実施形態１を示す構成図である。
図１に示された画像形成装置１００は、４つの画像形成ユニットＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙと、中間転写ベルトユニット８と、定着装置１２と、記録用紙搬送路Ｓと、給紙トレイ１０と、排紙トレイ１５と、図示しない制御部とを備え、外部から伝達された画像データに応じて、所定の記録用紙に対して多色または単色の画像を形成する。

本画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、画像形成ユニットＫではブラック、画像形成ユニットＣではシアン、画像形成ユニットＭではマゼンタ、画像形成ユニットＹではイエローについての画像形成処理が実行される。

画像形成ユニットＫは、露光ユニット１、現像器２ａ、感光体ドラム３ａ、クリーナユニット４ａ、帯電器５ａおよびトナー補給装置２２ａを備えている。画像形成ユニットＣ、Ｍ、Ｙも同様である。なお、図１において、画像形成ユニットＣの各構成要素は２ｂ〜５ｂ、２２ｂで表記され、画像形成ユニットＭの各構成要素は２ｃ〜５ｃ、２２ｃで表記され、画像形成ユニットＹの各構成要素は２ｄ〜５ｄ、２２ｄで表記されている。

画像形成装置１００では、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの色成分毎の画像データに基づいて、各感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に、ブラックトナー画像、シアントナー画像、マゼンタトナー画像およびイエロートナー画像が選択的に形成され、形成された各トナー画像が中間転写ベルトユニット８上で重ねられ、記録用紙上にカラー画像が形成されるように構成されている。

以下、各色に対応する感光体ドラム３ａ〜３ｄは同じ構成であるため、それらの構成の説明では符号を３に統一し、これと同様に、現像器は符号を２、クリーナユニットは符号を４、帯電器は符号を５に統一して説明する。
感光体ドラム３は、画像形成装置１００の上部に配設されている。
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ための帯電手段であり、ここではローラ型の帯電器が用いられている。ただし、帯電器５として、ブラシ型の帯電器や、チャージャー型の帯電器を用いてもよい。

露光ユニット１は、入力された画像データに応じて帯電された感光体ドラム３を露光することにより、感光体ドラム表面に画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。ここでは、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）が露光ユニット１として用いられる。ただし、露光ユニット１として、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いてもよい。
現像器２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像をトナーにより顕像化する。
クリーナユニット４は、トナー画像の転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去し回収する。

感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット８は、中間転写ベルト７と、中間転写ベルト駆動ローラ７１と、中間転写ベルトテンション機構（図示省略）と、中間転写ベルト従動ローラ７２と、中間転写ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）と、中間転写ベルトクリーニングユニット９とを備えている。
中間転写ベルト７は、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンションローラ、中間転写ローラ６および中間転写ベルト従動ローラ７２に張架され、図１の矢印Ｂ方向に回転駆動される。

中間転写ローラ６は、中間転写ベルトテンション機構の中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されており、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電源装置からの転写バイアスが印加される。
中間転写ベルト７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されており、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。また、中間転写ベルト７は、その表面に多色トナー像を担持する機能を有しており、各色のトナー像が各感光体ドラム３から順次転写される。

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の内周面に接触し、かつ高電圧の転写バイアスが印加された中間転写ローラ６によって行われる。実施形態１では、トナーの帯電極性が負極性であるため、正極性の高電圧が転写バイアスとして用いられる。
中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属軸（例えば、ステンレス製）をベースとし、その表面は、導電性弾性材（例えば、ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性弾性材は、中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加するために用いられている。また、本実施の形態では、転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなどを用いてもよい。

中間転写ベルト７を介して中間転写ベルト駆動ローラ７１に当接するように転写ローラ１１が配置されている。このとき、中間転写ベルト７と転写ローラ１１とは、所定量のニップが形成されるように圧接する。
各感光体３上で各色相に応じて形成されたトナー像（現像剤像）は中間転写ベルト７で積層される。続いて、積層されたトナー像は、中間転写ベルト７の回転によって記録用紙と中間転写ベルト７の接触位置に導かれ、転写ローラ１１に印加される転写バイアスによって記録用紙上に転写される。なお、転写バイアスは、トナーの帯電極性とは逆極性の正極性である。

さらに、転写ローラ１１は前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の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方には、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々）が用いられる。
転写ローラ１１によって記録用紙上に転写が行われず中間転写ベルト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、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去・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が備えられている。なお、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト７は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２で支持されている。

画像形成装置１００の下部に配設される給紙トレイ１０は、画像形成に使用する記録用紙を蓄積しておくためのトレイであり、露光ユニット１の下方に設けられている。
画像形成装置１００の側面に配設される手差しトレイ１７は、給紙トレイ１０内の記録用紙以外の記録用紙に印刷したい場合に用いられる。
本画像形成装置１００の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みの記録用紙をフェイスダウンで載置するためのトレイである。
本画像形成装置１００には、給紙トレイ１０の記録用紙を転写ローラ１１や定着装置１２を経由させて排紙トレイ１５に送るための、略垂直方向に延びる記録用紙搬送路Ｓが形成されている。

さらに、この記録用紙搬送路Ｓに沿って、ピックアップローラ１６ａ、レジストローラ１６ｂ、転写ローラ１１、定着装置１２、記録用紙を搬送する搬送ローラ２５ａ〜２５ｆ等が配設されている。これらの搬送ローラ２５ａ〜２５ｆは、記録用紙の搬送を促進および補助するための小型のローラであり、記録用紙搬送路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から記録用紙を１枚ずつ記録用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。
レジストローラ１６ｂは、記録用紙搬送路Ｓを搬送されている記録用紙を一旦保持し、感光体ドラム３上のトナー像の先端と記録用紙の先端を合わせるタイミングで記録用紙を転写ローラ１１と中間転写ベルト駆動ローラ７１との間に搬送する。

（定着装置について）
図２は図１の画像形成装置に備えられた本発明の定着装置を示す構成図である。
図１および図２に示すように、定着装置１２は、回転可能な定着ローラ１２１と、定着ローラ１２１の外周近傍に配置された加熱部１２２と、定着ローラ１２１と加熱部１２２とに回転可能に懸架された定着ベルト１２３と、定着ローラ１２１に対向する位置に回転可能に配置されて定着ベルト１２３を介して定着ローラ１２１とニップ部Ｎを形成する加圧ローラ１２４とを備える。
加熱部１２２は、フィルム状の発熱体１２２ａと、発熱体１２２ａを円弧状に挟み込む伝熱板１２２ｂとを有する。

この定着装置１２は、伝熱板１２２ｂ上を摺動しながら回転する定着ベルト１２３に発熱体１２２ａの熱が伝熱板１２２ｂを介して伝達されると共に、未定着トナー像Ｔを有する記録用紙Ｐがニップ部Ｎに搬送されることにより、未定着トナー像Ｔを記録用紙Ｐに定着させるように構成されている。このとき、図示しない温度検出器からの信号が前記制御部に入力されると、制御部にて定着装置１２は所定の定着温度となるように制御される。定着ベルト１２３を介して定着ローラ１２１と加圧ローラ１２４とで記録用紙Ｐを熱圧着することにより、記録用紙Ｐに転写された未定着トナー像Ｔを記録用紙Ｐに対して熱定着させる。

定着ローラ１２１は、中空あるいは中実の金属製芯金（例えば、ステンレス鋼製）と、その外周面を覆う発泡性のゴム材などからなる弾性層とを有してなる。実施形態１では、直径２０ｍｍの中実の芯金に厚さ２．５ｍｍのスポンジ層にて被覆している。なお、後述する潤滑剤の汚染を防ぐため、スポンジ層をＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）チューブにて被覆することが好ましい。
加圧ローラ１２４は、中空の金属製芯金（例えば、ステンレス鋼製）と、その外周面を覆うシリコンゴムなどの弾性層と、その外周面を覆うＰＦＡチューブなどの離型層とを有してなる。実施形態１では、直径２８ｍｍの中空の芯金に厚さ１ｍｍのシリコンゴムおよび厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを被覆している。
なお、定着ローラ１２１および加熱ローラ１２４は、画像形成装置１００の図示しないフレームに回転可能に支持され、加熱ローラ１２４のみ図示しないモータに連結されている。

定着ベルト１２３は、可撓性の中空円筒状の基材と、基材表面に積層された弾性層と、弾性層上に積層された離型層としてのフッ素樹脂層とを有する３層構造である。
基材には、ポリイミドといった樹脂材料、ステンレスやニッケルなどの金属材料等を用いることができる。なお、基材としてのポリイミドにはカーボンブラックなどが内添されていてもよい。
弾性層としては、耐熱性および弾性に優れたエラストマー材料（例えば、シリコンゴム）を用いることができる。

フッ素樹脂層としては、耐熱性および離型性に優れた、ＰＦＡやＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂を用いることができる。なお、フッ素樹脂層はチューブとして形成されてもよく、基材と弾性層との積層体全体をフッ素樹脂チューブにて被覆することにより、安定した離型性を確保できると共に、耐久性および耐擦り傷性が向上して長寿命化が可能となる。フッ素樹脂により、定着ベルトの帯電を防止し、静電オフセットを低減することができる。実施形態１では、厚さ５０μｍのニッケル基材の表面に厚さ２００μｍのシリコンゴム層が積層された積層体が、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブにて被覆されてなる定着ベルト１２３が用いられている。

図３は実施形態１における定着ベルトが取り外された加熱部１２２を示す側面図であり、図４は加熱部１２２の部分的な拡大断面図である。
ヒータユニットとしての加熱部１２２において、前記発熱体１２２ａとしては、例えば、厚さ約３０μｍのステンレス鋼箔などからなる発熱フィルム（抵抗発熱体）を厚さ約２５μｍのポリイミドフィルムで挟んだ構成のフィルムヒータが用いることができる。なお、前記発熱フィルムの代わりに、銀・パラジウム系の合金やカーボンナノチューブを配合したペーストなどを用いることもできる。

伝熱板１２２ｂとしては、例えば、対称位置に一対の円弧板部を有する形状にバネ性を有する金属板を湾曲加工したものを用いることができる。実施形態１の場合、定着ローラ１２１の回転軸方向から視て両端（自由端）側に円弧板部１２２ｂ₁₁を有するように金属板を略Ｃ字形に湾曲加工してなる第１部材１２２ｂ₁と、第１部材１２２ｂ₁の一対の円弧板部１２２ｂ₁₁の内面側に配置される金属板にて形成された一対の円弧状第２部材１２２ｂ₂とから、伝熱板１２２ｂが構成されている。そして、第１部材１２２ｂ₁の各円弧板部１２２ｂ₁₁と各第２部材１２２ｂ₂とでフィルム状の発熱体１２２ａを円弧状に挟み込んで固定している。このとき、金属板としては、例えば、ステンレス鋼板、リン青銅板、ベリリウム銅板等を用いることができ、第２部材１２２ｂ₂の端部を第１部材１２２ｂ₁の内面に溶接または接着剤にて接着して固定している。

さらに、第１部材１２２ｂ₁は、前記定着ローラの回転軸方向から見て、中間に前記一対の円弧板部１２２ｂ₁₁を直線的に連結する連結板部１２２ｂ₁₂を有し、一対の円弧板部１２２ｂ₁₁の自由端の間が開放した形状に形成されている。なお、連結板部１２２ｂ₁₂の外面には、後述する潤滑剤塗布部１２５が設けられていてもよい。
このように構成された第１部材１２２ｂ₁によれば、金属板のしなり（バネ性）を利用して定着ベルト１２３にテンションを付与することができる。これにより、個別のベルトテンション機構を定着装置１２に設ける必要がなく簡素化できるため、定着装置１２の小型化や低コスト化が可能となる。なお、第１部材１２２ｂ₁において、例えば、連結板部１２２ｂ₁₂および／または上の円弧板部１２２ｂ₁₁が画像形成装置１００の図示しないフレームに支持部材を介して固定されている。

第１部材１２２ｂ₁を構成する金属板の厚みとしては、例えば、０．１ｍｍ程度が適当であるが、それより薄くてもよい。金属板の厚みが厚くなると熱容量が増し接触熱抵抗が大きくなるため、発熱体１２２ａの伝熱速度に対して昇温速度が上回り、発熱体１２２ａが異常過熱を引き起こし易くなる。よって、第１部材１２２ｂ₁として必要な強度が確保されるのであれば、第１部材１２２ｂ₁の厚さは薄いほど好ましい。
また、この第１部材１２２ｂ₁によれば、の円弧板部１２２ｂ₁₁の周方向の長さおよび／または曲率を変更すれば容易に加熱幅Ｌを調整することが可能であり、狭いスペースであっても広い加熱幅Ｌを得ることも容易である。実施形態１では、各第１部材１２２ｂ₁の加熱幅Ｌを２３ｍｍに設定している。

加熱部１２２において、第１部材１２２ｂ₁の円弧板部１２２ｂ₁₁と発熱体１２２ａとの間、および、第２部材１２２ｂ₂と発熱体１２２ａとの間には、耐熱性を有する熱伝導グリス１２２ｃが塗布されていてもよい。このとき、熱伝導グリス１２２ｃの膜厚としては、例えば、約３０μｍが適当である。これにより、発熱体１２２ａと伝熱板１２２ｂとの密着性が増すため伝熱効率が向上し、発熱体１２２ａ単体の過熱を抑制することができる。
さらに、伝熱板１２２ｂにおける定着ベルト１２３との接触面、すなわち、第１部材１２２ｂ₁の円弧板部１２２ｂ₁₁の外面は、低摩擦材料１２２ｄにてコーティングされていてもよい。この低摩擦材料１２２ｄとしては、例えば、ＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素樹脂を用いることができる。

前記潤滑剤塗布部１２５は、加熱部１２２と定着ベルト１２３との間の摩擦抵抗を低減するために設けられる。潤滑剤塗布部１２５としては、例えば、潤滑剤を含浸させた弾性塗布部材を用いることができる。潤滑剤としては、例えば、粘度１００〜１０００ｃｓ程度の粘度シリコンオイルなどを用いることができる。弾性塗布部材としては、例えば、フェルト、スポンジなどを用いることができる。

図２に示すように、定着ローラ１２１と加熱部１２２とに定着ベルト１２３を懸架することにより、略Ｃ字形の伝熱板１２２ｂの第１部材１２２ｂ₁の両端の円弧板部１２２ｂ₁₁が相互に接近する方向に押圧される。一方、第１部材１２２ｂ₁のバネ性により、一対の円弧板部１２２ｂ₁₁にて定着ローラ１２１の内周面は外周面側へ弾発的に付勢される。このとき、定着ベルト１２３の曲率が定着ローラ１２１の曲率より小さくなるように（円形に近づくように）、定着ベルト１２３が定着ローラ１２１と加熱部１２２とに懸架される。さらに、定着ベルト１２３の内周面が、一対の円弧板部１２２ｂ₁₁と潤滑剤塗布部１２５と定着ローラ１２１とに密着する。

（定着装置の制御方法）
図５は実施形態１の定着装置の制御方法を説明する図である。この場合、定着ベルト１２３を中心角度３０°毎に第１〜１２領域に分け、各発熱体１２２ａの加熱幅をそれぞれ３領域分加熱できる幅（中心角度９０°の範囲）に設定している。
定着装置１２を立ち上げる際、省エネ化およびウォームアップ短縮を図るために、画像形成装置１００の前記制御部は、定着ベルト１２３が静止と回転を繰り返しながら１回転する間にウォームアップ温度まで加熱されるよう、加圧ローラ１２４と発熱体１２２ａを制御することができる。

具体的に説明すると、まず、発熱体１２２ａを通電して発熱させ、第１部材１２２ｂ₁の一対の円弧板部１２２ｂ₁₁に接触している部分である定着ベルト１２３の第１〜３領域と第６〜第８領域を加熱する。そして、定着ベルト１２３の第１〜３領域と第６〜第８領域が第１の温度（例えば、約２００℃）に達すると、加圧ローラ１２４を回転させることによって定着ベルト１２３を９０°回転させることにより、第３〜５領域と第１０〜１２領域を各発熱体１２２ａの位置に移動させて加熱する。このとき、加圧ローラ１２４と定着ベルト１２３との摩擦力により、定着ベルト１２３は加熱部１２２を摺動しながら回転する。

その後、定着ベルト１２３の第３〜５領域と第１０〜１２領域が第２の温度（例えば、約１６０℃）に達した時点で、ウォームアップが完了する。
このように、前記第１の制御方法では、定着ベルト１２３全体を均一にウォームアップ温度まで加熱するために、定着ベルト１２３を１回移動させる。なお、その後は、加圧ローラ１２４を回転させて記録用紙Ｐをニップ部Ｎに通して未定着トナーの定着を行う。
すなわち、この第１の制御方法において、制御部は、定着ベルト１２３の第１〜３領域と第６〜第９領域が第１の温度まで加熱された後、定着ベルト１２３が移動し、定着ベルト１２３の第３〜５領域と第１０〜１２領域が第２の温度まで加熱されることにより、定着装置１２のウォームアップを完了させるよう制御する。このとき、最初の加熱温度（第１の温度）を後の加熱温度（第２の温度）よりも高く設定することにより、ウォームアップ完了時点で定着ベルト１２３全体がウォームアップ温度に達することができ、ウォームアップ時間の短縮化に繋がる。

第２の制御方法では、定着ベルト１２３を中心角度６０°毎に回転させる。この場合、まず、定着ベルト１２３の第１〜３領域と第６〜第９領域を加熱し、加熱温度が約２００℃に達すると定着ベルト１２３を６０°回転させることにより、第４〜６領域と第１１〜１領域を各発熱体１２２ａの位置に移動させて加熱し、加熱温度が約１８０℃に達すると定着ベルト１２３を６０°回転させることにより、第２〜４領域と第９〜１１領域を各発熱体１２２ａの位置に移動させて加熱し、加熱温度が約１６０℃に達したところでウォームアップを完了させる。
前記第２の制御方法では、定着ベルト１２３全体を均一にウォームアップ温度まで加熱するために、定着ベルト１２３を２回移動させる。

第３の制御方法では、定着ベルト１２３を中心角度３０°毎に回転させる。この場合、まず、定着ベルト１２３の第１〜３領域と第６〜第９領域を加熱し、加熱温度が約２００℃に達すると定着ベルト１２３を３０°回転させることにより、第５〜７領域と第１２〜２領域を各発熱体１２２ａの位置に移動させて加熱し、加熱温度が約１９０℃に達すると定着ベルト１２３を３０°回転させることにより、第４〜６領域と第１１〜１領域を各発熱体１２２ａの位置に移動させて加熱し、加熱温度が約１８０℃に達すると定着ベルト１２３を３０°回転させることにより、第３〜５領域と第１０〜１２領域を各発熱体１２２ａの位置に移動させて加熱し、加熱温度が約１７０℃に達すると定着ベルト１２３を３０°回転させることにより、第２〜４領域と第９〜１１領域を各発熱体１２２ａの位置に移動させて加熱し、加熱温度が約１６０℃に達したところでウォームアップを完了させる。
前記第１の制御方法では、定着ベルト１２３全体を均一にウォームアップ温度まで加熱するために、定着ベルト１２３を４回移動させる。

（実施形態２）
図６は実施形態２における定着ベルトが取り外された加熱部２２２を示す側面図である。なお、図６において、図３中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態２の場合、加熱部２２２の伝熱板２２２ｂは、実施形態１の伝熱板１２２ｂにおける第１部材１２２ｂ₁の一対の円弧板部１２２ｂ₁₁と一対の第２部材１２２ｂ₂とが連結一体化した構成であり、実施形態２におけるその他の構成は実施形態１と同様である。
実施形態２の伝熱板２２２ｂは、一対の発熱体１２２ａを挟み込むように湾曲加工した金属板の両端を折り返して形成される。

（実施形態３：参考例）
実施形態１および２における加熱体１２２、２２２の一対の発熱体１２２ａのうち、いずれか一方を省略してもよい。この場合、図５に示された定着ベルト１２３の第６〜８領域に位置する下の発熱体１２２ａよりも、第１〜３領域に位置する上の発熱体１２２ａを省略する方がよい。

実施形態３における定着装置の制御方法（第４の制御方法）では、発熱体１２２ａにて定着ベルト１２３の第６〜第９領域を加熱し、加熱温度が約２００℃に達すると定着ベルト１２３を９０°回転させることにより、第３〜５領域を発熱体１２２ａの位置に移動させて加熱し、加熱温度が約１９０℃に達すると定着ベルト１２３を９０°回転させることにより、第１２〜２領域を発熱体１２２ａの位置に移動させて加熱し、加熱温度が約１８０℃に達すると定着ベルト１２３を９０°回転させることにより、第９〜１１領域を発熱体１２２ａの位置に移動させて加熱し、加熱温度が約１６０℃に達したところでウォームアップを完了させる。
このように、第４の制御方法では、定着ベルト１２３全体を均一にウォームアップ温度まで加熱するために、定着ベルト１２３を３回移動させる。

（まとめ）
本発明の定着装置は、回転可能な定着ローラと、前記定着ローラの外周近傍に配置された加熱部と、前記定着ローラと前記加熱部とに回転可能に懸架された定着ベルトと、前記定着ローラに対向する位置に回転可能に配置されて前記定着ベルトを介して前記定着ローラとニップ部を形成する加圧ローラとを備え、前記加熱部は、フィルム状の発熱体と、前記発熱体を円弧状に挟み込む伝熱板とを有してなり、
前記伝熱板は、バネ性を有する金属板からなると共に、前記発熱体を円弧状に挟み込む円弧板部を有し、前記円弧板部にて前記定着ベルトの内周面を外周面側へ付勢するように構成され、
前記伝熱板は、前記定着ローラの回転軸方向から見て、相互に離間した両端に一対の前記円弧板部を有し、かつ前記両端の間の中間に前記一対の円弧板部を連結する連結板部を有し、前記一対の円弧板部の自由端の間が開放した形状に形成されており、
前記伝熱板上を摺動しながら回転する前記定着ベルトに前記発熱体の熱が前記伝熱板を介して伝達されると共に、未定着トナー像を有する記録用紙が前記ニップ部に搬送されることにより、未定着トナー像を記録用紙に定着させるように構成され、
前記定着ベルトの内周面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部をさらに備えている。
この構成によれば、前記効果に加えて、次の効果を奏する。
すなわち、個別のベルトテンション機構を設ける必要がなく、定着装置を簡素化できるため、定着装置の小型化および低コスト化が可能となる。
また、フィルム状の発熱体を挟み込んだバネ性を有する金属板（伝熱板）を略対称位置に配置することができ、それによりバランス良くベルトテンションをかけることが可能となる。この結果、金属板に対する定着ベルトの片当たりや浮きを防止できると共に、定着ベルトと金属板との密着性が向上して伝熱効率が向上する。
さらに、伝熱板と定着ベルトとの摩擦抵抗が低減するため、定着ベルトの良好な回転性能を得ることができると共に、定着ベルトの摩耗が低減してロングライフ化を図ることができる。

本発明の定着装置は、次のように構成されてもよく、それらが適宜組み合わされてもよい。
（１）定着ベルト１２３の曲率が定着ローラ１２１の曲率より小さくなるように、定着ベルト１２３が定着ローラ１２１と加熱部１２２とに懸架されてもよい。
このようにすれば、加熱部の伝熱板が受ける単位面積当たりの定着ベルトからの圧力が減少するため、伝熱板を薄くすることができ、その結果、伝熱板の伝熱効率を向上させることができる。その上、定着ベルトと伝熱板との摩擦抵抗が減少するため、定着ベルトの寿命を延ばすことができて好都合である。

（２）発熱体１２２ａと伝熱板１２２ｂとの間に、耐熱性を有する熱伝導グリス１２２ｃが塗布されていてもよい。
このようにすれば、発熱体と伝熱板との密着度が増すため、伝熱板の伝熱効率が向上すると共に、発熱体単体の過熱を防ぐことができる。

（３）伝熱板１２２ｂにおける定着ベルト１２３との接触面が、低摩擦材料１２２ｄにてコーティングされていてもよい。
このようにすれば、伝熱板と定着ベルトとの摩擦抵抗が低減するため、定着ベルトの良好な回転性能を得ることができると共に、定着ベルトの摩耗が低減してロングライフ化を図ることができる。

（４）前記潤滑剤塗布部が、回転する前記定着ベルトの内周面に摺接するように前記伝熱板の前記連結板部の外面に設けられてもよい。

本発明の画像形成装置１００は、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の表面を帯電させる帯電装置５と、感光体ドラム３の表面に静電潜像を形成する露光装置１と、感光体ドラム３の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、感光体ドラム３の表面のトナー像を記録用紙に転写する転写装置８と、記録用紙に転写された未定着トナー像を記録用紙に定着させる定着装置１２とを備える。

本発明の画像形成装置１００は、次のように構成されてもよく、それらが適宜組み合わされてもよい。
（I）定着装置１２の動作を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、定着ベルト１２３が静止と回転を繰り返しながら１回転する間にウォームアップ温度まで加熱されるよう、加圧ローラ１２４と発熱体１２２ａを制御してもよい。
このようにすれば、発熱体が対称位置にあってもなくても、定着ベルト全周を均等にムラ無く加熱することができるため、未定着トナーの記録用紙への良好な定着性を得ることができる。

(II) 前記制御部は、定着ベルト１２３の所定部分が第１の温度まで加熱された後、定着ベルト１２３が移動し、定着ベルト１２３の未加熱の部分が第２の温度まで加熱されることにより、定着装置１２のウォームアップを完了させるよう制御してもよい。
このような立ち上げ制御を行うことにより、定着ローラおよび加圧ローラへの不要な伝熱を防ぐことができると共に、定着ベルトの広い範囲を加熱するため、ウォームアップ時間の大幅な短縮に繋がる。

(III)前記第１の温度が前記第２の温度よりも高く設定されてもよい。
このようにすれば、第１の加熱温度を高くして定着ベルトの最初の部分を加熱することで、残りの部分を加熱している間であっても最初の部分は定着に必要な温度が保持されるため、良好な定着性を得ることができる。

なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 露光装置
２ａ〜２ｄ 現像装置（現像器）
３ａ〜３ｄ 感光体ドラム
４ａ〜４ｄ 帯電装置（帯電器）
８ 転写装置（中間転写ベルトユニット）
１２ 定着装置
１２１ 定着ローラ
１２２ 加熱部
１２２ａ 発熱体
１２２ｂ 伝熱板
１２２ｂ₁₁ 円弧板部
１２２ｂ₁₂ 連結板部
１２２ｃ 熱伝導グリス
１２２ｄ 低摩擦材料
１２３ 定着ベルト
１２４ 加圧ローラ
１２５ 潤滑剤塗布部
Ｎ ニップ部
Ｐ 記録用紙
Ｔ 未定着トナー像

Claims (5)

1. 回転可能な定着ローラと、前記定着ローラの外周近傍に配置された加熱部と、前記定着ローラと前記加熱部とに回転可能に懸架された定着ベルトと、前記定着ローラに対向する位置に回転可能に配置されて前記定着ベルトを介して前記定着ローラとニップ部を形成する加圧ローラとを備え、前記加熱部は、フィルム状の発熱体と、前記発熱体を円弧状に挟み込む伝熱板とを有してなり、
   前記伝熱板は、バネ性を有する金属板からなると共に、前記発熱体を円弧状に挟み込む円弧板部を有し、前記円弧板部にて前記定着ベルトの内周面を外周面側へ付勢するように構成され、
   前記伝熱板は、前記定着ローラの回転軸方向から見て、相互に離間した両端に一対の前記円弧板部を有し、かつ前記両端の間の中間に前記一対の円弧板部を連結する連結板部を有し、前記一対の円弧板部の自由端の間が開放した形状に形成されており、
   前記伝熱板上を摺動しながら回転する前記定着ベルトに前記発熱体の熱が前記伝熱板を介して伝達されると共に、未定着トナー像を有する記録用紙が前記ニップ部に搬送されることにより、未定着トナー像を記録用紙に定着させるように構成され、
   前記定着ベルトの内周面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部をさらに備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記定着ベルトの曲率が前記定着ローラの曲率より小さくなるように、前記定着ベルトが前記定着ローラと前記加熱部とに懸架されている請求項１に記載の定着装置。
3. 前記潤滑剤塗布部が、回転する前記定着ベルトの内周面に摺接するように前記伝熱板の前記連結板部の外面に設けられている請求項１または２に記載の定着装置。
4. 表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、該感光体ドラムの表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記感光体ドラムの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と、前記感光体ドラムの表面のトナー像を記録用紙に転写する転写装置と、記録用紙に転写された未定着トナー像を記録用紙に定着させる請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置とを備えた画像形成装置。
5. 前記定着装置の動作を制御する制御部をさらに備え、
   前記制御部は、前記定着ベルトが静止と回転を繰り返しながら１回転する間にウォームアップ温度まで加熱されるよう、前記加圧ローラと前記発熱体を制御するように構成された請求項４に記載の画像形成装置。