JP5582455B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着部材と加圧部材間のニップ部において記録媒体を加熱加圧することによって記録媒体上の形成画像に対する定着を行う定着装置、および該定着装置を備える画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を利用した画像形成装置は広く知られている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光体ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナーによって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録媒体に転写してトナー像を担持させる。その後、記録媒体上の未定着のトナー像を定着装置によって加圧／加熱し、記録媒体上のトナー像を定着するものである。

定着装置には、対向するローラまたはベルトあるいはそれらの組み合わせにより構成された定着回転体が設けられており、記録媒体である記録紙をニップ部にて挟み込み、加圧／加熱して、トナー像を記録紙上に定着する。

この種の定着装置には、従来より各種方式のものがある。

図７は従来のベルト定着方式の定着装置を示す概略構成図であって、ベルト定着方式の定着装置は、加熱ヒータ２０１を有する加熱ローラ２０２と、表層にゴム層が設けられた定着ローラ２０３と、加熱ローラ２０２と定着ローラ２０３とに架設された定着ベルト２０４と、定着ベルト２０４を介して定着ローラ２０３に圧接して定着ニップＮを形成する加圧ローラ２０５とを具備するものである。

そしてトナー像が転写された記録媒体の記録紙Ｐが、定着ベルト２０４と加圧ローラ２０５間の定着ニップＮに搬送されると、記録紙Ｐが定着ニップＮを通過する過程において記録紙Ｐ上のトナー像が加熱および加圧されて、記録紙Ｐに定着される。

図８は従来のフィルム加熱方式の定着装置を示す概略構成図であって、フィルム加熱方式の定着装置は、特許文献１に記載されているように、一般的に、セラミックヒータ２１１と加圧ローラ２１２との間に、耐熱性フィルム（定着ベルト）２１３を挟むようにして定着ニップＮを形成する構成のものである。

そして、定着ニップＮの耐熱性フィルム２１３と加圧ローラ２１２との間に記録紙を導入して、記録紙を挟持して耐熱性フィルム２１３と共に搬送させる。このとき定着ニップＮにおいて、記録紙に対してセラミックヒータ２１１からの熱が耐熱性フィルム２１３を介して加えられると共に加圧されて、記録紙上のトナー像が定着される。

前記フィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータと、フィルムからなる低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができると共に、画像形成装置の画像形成実行時のみ、セラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く、かつスタンバイ時の消費電力も大幅に小さいなどの利点がある。

また、特許文献２に記載されているような加圧ベルト方式の定着装置では、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ロールと、加熱定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置され、エンドレスベルトを加熱定着ロールに圧接させてエンドレスベルトと加熱定着ロールとの間に記録紙が通過するベルトニップを設ける加圧パッドとを備えている。

前記加圧ベルト方式の定着装置によれば、加圧パッドの押圧により加熱定着ロールの表面を弾性変形させ、用紙と加熱定着ロールとの接触面積を広げることにより、熱伝導効率を大幅に向上させ、エネルギ消費を抑制すると同時に小型化を実現することが可能となる。

しかし、前記従来技術において、特許文献１に記載されているフィルム加熱方式の定着装置では、定着部材である定着ベルト（耐熱性フィルム）における耐久性と温度の安定性とに問題があった。

すなわち、加熱部材であるセラミックヒータと、定着部材である耐熱性フィルムからなる定着ベルトとの摺動面の耐磨耗性が不十分であり、長時間運転すると連続摩擦を繰り返す面が荒れて摩擦抵抗が増大し、定着ベルトの走行が不安定になるか、もしくは、定着装置の駆動トルクが増大するなどの現象が生じる（課題１）。

その結果、画像を形成する記録紙のスリップが生じて形成画像のずれが生じる。あるいは、駆動ギヤに加わる応力が増大し、ギヤの破損を引き起こすという不具合が発生する。

また、フィルム加熱方式の定着装置では、定着ベルトを定着ニップにおいて局所的に加熱しているため、回転する定着ベルトが定着ニップの入口に戻ってくる際に、ベルト温度は最も冷えた状態になり、特に、高速回転を行う場合、定着不良が生じやすいという問題がある（課題２）。

前記のような定着ベルトとセラミックヒータなどの固定部材との摺動性の問題を改善する手段として、特許文献２には、圧力パッドの表層に低摩擦シート（シート状摺動材）としてＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）を含浸させたガラス繊維シート（ＰＴＦＥ含浸ガラスクロス）を用いる方法が記載されている。

しかし、特許文献２，３に記載の加圧ベルト方式の定着装置では、定着ローラの熱容量が大きく昇温が遅いため、ウォームアップにかかる時間が長いという問題がある（課題３）。

そこで、課題１〜３を同時に解決する手段として、特許文献４に記載の技術が公開されており、さらに、それを発展させた形態の装置として、加熱源として抵抗発熱体を用いることが特許文献５に記載されている。

また、特許文献６には、抵抗発熱体を加熱源として特化した構成が公開されており、定着ベルトと抵抗発熱体とが微小ギャップδ（直径差で０＜δ≦１ｍｍ）に設定されている。

しかしながら、特許文献６に記載の定着装置の定着ベルトを回転させると、前記微小ギャップが定着ニップにおける記録媒体搬送方向の下流側に集中して弛みとなって現れ、定着ベルトと抵抗発熱体の距離が局部的に離れる領域が生じる。

しかし、特許文献６に記載の定着装置では、定着ベルトの円周上の発熱分布が一定であるため、ニップ下流側おいて定着ベルトから局部的に離れる領域に抵抗発熱体を配置すると、定着ベルトへの熱移動が部分的に遅れ、発熱体表面が異常昇温してしまうという問題がある。

本発明は、前記従来技術の問題を解決し、定着部材と加熱部材とが微小隙間あるいは接触している構成であっても、従来のような熱部材表面の異常昇温を防ぐため、加熱部材の発熱制御を可能にした定着装置、および該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、円筒状をなし、かつ可撓性を有する無端状の定着部材と、該定着部材を加熱する加熱部材と、前記定着部材を介して加圧部材に対向設置されて前記定着部材と前記加圧部材間に定着ニップを形成するニップ形成部材を具備し、前記定着部材が移動駆動されることにより、定着対象の記録媒体が前記定着ニップを搬送される構成の定着装置において、前記加熱部材を、前記定着ニップ部分を除く位置で、円弧形状を複数個に分割する形態で、前記定着部材の内側面に沿って、前記定着ニップ部分を挟んで複数個並設し、前記複数の加熱部材のうち、前記定着ニップの記録媒体下流側に位置する加熱部材を、上流側に位置する加熱部材とは独立して、オフまたは低温となるように制御可能としたことを特徴とする。
また前記目的を達成するため、請求項２に記載の発明は、円筒状をなし、かつ可撓性を有する無端状の定着部材と、該定着部材を加熱する加熱部材と、前記定着部材を介して加圧部材に対向設置されて前記定着部材と前記加圧部材間に定着ニップを形成するニップ形成部材を具備し、前記定着部材が移動駆動されることにより、定着対象の記録媒体が前記定着ニップを搬送される構成の定着装置において、前記加熱部材を、前記定着ニップ部分を除く位置で、円弧形状を複数個に分割する形態で、前記定着部材の内側面に対して、前記定着ベルトを加熱可能な所定距離の隙間をもって固定し、または所定圧力以下で接触させ、かつ前記定着部材の内側面に沿って、前記定着ニップ部分を挟んで複数個並設し、前記複数の加熱部材のうち、前記定着ニップの記録媒体下流側に位置する加熱部材を、上流側に位置する加熱部材とは独立して、オフまたは低温となるように制御可能としたことを特徴とし、この構成によって、加熱部材を定着部材の内側面に沿って複数個に分割させて配設すると共に、定着ニップの記録媒体下流側に位置する加熱部材を、上流側に位置する加熱部材とは独立して、オフまたは低温となるように制御可能とすることにより、加熱部材表面の異常昇温を防止することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の定着装置において、各加熱部材に温度検出部材と温度制御部材とを備えたことを特徴とし、この構成によって、定着部材の周部全域の温度分布を任意に制御可能とすることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の定着装置において、各加熱部材における発熱分布を、定着部材の移動駆動時と非移動駆動時とにおいて可変にしたことを特徴とし、この構成によって、移動駆動時には定着部材と接触する加熱部材のみを発熱させることにより異常昇温を防止し、また、非移動駆動時には全ての加熱部材を発熱させて定着部材の定着ニップ以外の領域全体を均一に温め、短時間で定着処理を開始することができるなど、必要に応じて発熱分布を変えることが可能になる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の定着装置において、定着部材の移動駆動時に発熱する加熱部材は、定着ニップにおける記録媒体搬送方向上流側におけるニップ直前の部位に設けられることを特徴とし、この構成によって、定着部材と加熱部材が密着しやすいニップ直前に位置する加熱部材を発熱させることにより、加熱部材の熱を効率よく定着部材に伝達することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５記載の定着装置において、ニップ直前に設けられる加熱部材の温度検出部材は、ニップ直前における加熱部材と定着ニップとの間に設置され、定着部材裏側の温度を検出することを特徴とし、この構成によって、定着部材裏側の温度を検出して温度制御することにより、記録媒体搬送に影響なく定着ニップ内温度を高精度に制御することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項記載の定着装置において、定着部材の非移動駆動時に発熱する加熱部材の温度検出部材は、定着部材に対向している加熱部材の側面とは反対面側に設置されていることを特徴とし、この構成によって、温度検出部材の設置位置が、定着部材が加熱部材から離れる位置であるため、加熱部材が異常に昇温することを防止できる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項記載の定着装置において、加熱部材と定着部材とが所定圧力以下で接触し、該所定圧力が０．３ｋｇｆ／ｃｍ^２であることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項記載の定着装置において、前記加熱部材と前記定着部材が所定の隙間δをもって対向し、該隙間δが、０ｍｍ＜δ≦１ｍｍであることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項記載の定着装置において、加熱部材と定着部材とが対向している側面側とは反対面側に、断熱部材を設置したことを特徴とし、この構成によって、加熱部材の熱を効率よく定着部材に伝達することができる。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０記載の定着装置において、断熱部材は加熱部材を支持するように構成されていることを特徴とし、この構成によって、加熱部材自体に強度を持たせる必要がなくなり、低熱容量化により昇温速度や省エネ性を向上させることができる。

請求項１２に記載の発明は、請求項１０または１１記載の定着装置において、加熱部材を支持する断熱部材は、略パイプ形状であることを特徴とし、この構成によって、安価に断熱部材の強度を上げることができる。

請求項１３に記載の発明は、請求項１０〜１２のいずれか１項記載の定着装置において、断熱部材は、ニップ形成部材あるいは該ニップ形成部材を支持する支持部材に対して固定されないことを特徴とし、この構成によって、加圧部材の押圧力が断熱部材に伝わらないようにすることができて、断熱部材の変形を防止することができる。

請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１３のいずれか１項記載の定着装置において、加熱部材を抵抗発熱部材により構成したことを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、請求項１〜１３のいずれか１項記載の定着装置において、加熱部材を電磁誘導加熱部材により構成したことを特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、記録媒体に対して画像を形成する画像形成部と、該画像形成部にて画像が形成された記録媒体に対して定着処理を行う定着部とを備えた画像形成装置において、前記定着部として請求項１〜１５のいずれか１項記載の定着装置を搭載したことを特徴とし、この構成によって、ウォームアップ時間短縮と省エネ性を向上させた画像形成装置が実現する。

本発明に係る定着装置によれば、加熱部材を定着部材の内側面に沿って複数個並設すると共に、定着ニップの記録媒体下流側に位置する加熱部材を、上流側に位置する加熱部材とは独立して、オフまたは低温となるように制御可能とすることにより、加熱部材表面の異常昇温を防止することができる。

また、本発明に係る定着装置を搭載した画像形成装置によれば、安定した定着処理による高品位な画像形成が実現する。

本発明の実施形態を説明するための画像形成装置全体を正面から見た概略構成図 本発明の定着装置の実施形態１における非駆動時の要部を示す正面断面図 本発明の定着装置の実施形態１における駆動時の要部を示す正面断面図 本発明の定着装置の実施形態２における要部を示す正面断面図 本発明の定着装置の実施形態３における要部を示す正面断面図であって、（ａ）は端部部分の断面図、（ｂ）は中央部分の断面図 本発明の定着装置の実施形態３における断熱材の全体斜視図 従来の定着装置を示す概略構成図 従来の他の定着装置を示す概略構成図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態を説明するための画像形成装置全体を正面から見た概略構成図である。本例では画像形成装置としてタンデム型カラープリンタを示す。

図１において、画像形成装置本体１の上方に設置されたボトル収容部１０１には、各色（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。

ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。中間転写ユニット８５に設置された中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）に対応した作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが並設されている。

各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋには、それぞれ感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５，現像部７６，クリーニング部７７，除電部（図示せず）などが配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは回転し、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ上に対して、下記の作像プロセス（帯電工程，露光工程，現像工程，転写工程，クリーニング工程）が行われて、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ上に各色の画像が形成される。

以下に感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋに対する作像プロセスについて説明する。

感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、図示しない駆動モータによって、図１において時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５（図１には感光体ドラム５Ｋに対応したもののみを示している）において感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程）。

帯電された後、感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの表面は、露光部３から発せられるレーザ光により照射・露光され、各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程）。潜像が形成された感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、現像装置７６（図１には感光体ドラム５Ｋに対応したもののみを示している）により静電潜像がトナー現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程）。

感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト７８および第１転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋにより、中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程）。このようにして中間転写ベルト７８上に重ねてトナー像が転写されることにより、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。

前記転写の後、感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、クリーニング部７７（図１には感光体ドラム５Ｋに対応したもののみを示している）に達して、感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの表面に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程）。この後、除電部により感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの表面の残留電位が除去される。

こうして、感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋに対する一連の作像プロセスが終了する。

次に、中間転写ベルト７８上で行われる一連の転写プロセスについて説明する。

中間転写ユニット８５は、無端状の中間転写ベルト７８と、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋと、２次転写バックアップローラ８２と、クリーニングバックアップローラ８３と、テンションローラ８４と、中間転写クリーニング部８０などにより構成されている。

中間転写ベルト７８は、２次転写バックアップローラ８２とクリーニングバックアップローラ８３とテンションローラ８４とに張架・支持され、２次転写バックアップローラ８２の回転駆動によって、図１における矢印方向に移動される。

１次転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋは、それぞれ中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋとで挟み込むようにして１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋには、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。

中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、中間転写ベルト７８と感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ間の１次転写ニップを順次通過する。こうして感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写が行われる。

１次転写後、中間転写ベルト７８は２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置で２次転写バックアップローラ８２は、２次転写ローラ８９とで中間転写ベルト７８を挟み込むようにして２次転写ニップを形成している。２次転写ニップにおいて、中間転写ベルト７８上に形成されている４色のトナー像が、搬送されてくる記録媒体Ｐ上に転写される。転写後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０に達して、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。

こうして、中間転写ベルト７８上で行われる一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送される記録媒体Ｐは、画像形成装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７およびレジストローラ９８を経由して搬送されるものである。

すなわち、給紙部１２には、転写紙などの記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納される。そして、給紙ローラ９７が図１において反時計方向に回転駆動されると、最上位の記録媒体Ｐから順にレジストローラ９８に給送される。

レジストローラ９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のトナー像にタイミングを合わせて、レジストローラ９８が回転駆動されることにより、記録媒体Ｐが前記２次転写ニップに向けて搬送される。このようにして、記録媒体Ｐ上にトナー像が転写される。

２次転写ニップでカラー画像が転写された記録媒体Ｐは定着装置２０に搬送される。そして、記録媒体Ｐは、定着装置２０において定着ベルト２１と加圧ローラ３１による加熱および加圧を受けて、表面に転写されたトナー像が記録媒体Ｐ上に定着される。

その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ９９を経て装置本体１外へと排出され、スタック部１００上に順次スタックされる。

このようにして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。

図２，図３は本発明の定着装置の実施形態１における要部を示す正面断面図である。図２は実施形態１の定着装置の非回転移動駆動時の状態を示し、図３が実施形態１の定着装置の回転移動駆動時の状態を示している。

図２，図３において、定着装置２０内に、定着部材としての無端状のベルト状部材からなる定着ベルト２１と、定着ベルト２１を介して加圧部材としての加圧ローラ３１に圧接するニップ形成部材２２と、ニップ形成部材２２を介して加圧ローラ３１側からの押圧力を受けてニップ形成部材２２の変形を防止する支持部材２３と、定着ベルト２１の内部に、後述するように、定着ベルト２１の内側面に沿って複数個（本例では２つ）が並設された加熱部材としての発熱体２４，２５が設置されている。

定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１は、対向するニップ形成部材２２との間に定着ニップＮを形成する。ニップ形成部材２２におけるニップ形成面と反対側に、支持部材２３が固定されており、支持部材２３が加圧ローラ３１側からの押圧力を受けることにより、加圧ローラ３１によりニップ形成部材２２が加圧されても大きく変形しないように支持している。

定着ベルト２１の内面における定着ニップＮ以外の領域には、発熱体２４，２５が定着ベルト２１に対して微小ギャップδ（本例では、０＜δ≦１ｍｍ）を持って固定されている。あるいは、前記領域において、発熱体２４，２５が定着ベルト２１に対して所定圧力以下で接触するようにしてもよい。具体的には、０．３ｋｇｆ／ｃｍ^２以下の圧力で接触させるようにすることが好ましい。

発熱体２４，２５は、本例では断面円弧状のものを、定着ベルト２１の軸方向（図面垂直方向）に、定着ベルト２１の円周方向に沿って分離して２つ並設しているが、発熱体の設置個数は３つ以上にしてもよい。

また、ニップ形成部材２２と支持部材２３の間に断熱材を配置することにより、ニップ形成部材２２の熱が支持部材２３に伝達して、定着ニップＮの温度が落ち込むことを防止する構成にすることも考えられる。

発熱体２４，２５は面発熱するものであって、例えば、抵抗発熱体や電磁誘導加熱（Induction Heating：ＩＨ）を利用することにより、短時間で効率よく定着ベルト２１を加熱することが可能である。

次に、前記構成の実施形態１の動作について説明する。

本定着装置が設置されている画像形成装置が出力信号を受けると、加圧ローラ３１などを駆動するモータなどの駆動装置（図示せず）が動作を開始し、それと同期して発熱体２４，２５が加熱を開始する。駆動装置の動作と発熱体２４，２５の加熱は、必ずしも同時刻に同時に開始する必要はなく、適宜時間差を設けて開始するようにしてもよい。

駆動装置の駆動力は、駆動伝達装置（図示せず）により加圧ローラ３１に伝達されて加圧ローラ３１が回転駆動される。加圧ローラ３１の回転力は接触している定着ベルト２１に伝達されることにより、定着ベルト２１が加圧ローラ３１と連れ周りを始める。

定着ニップＮの記録媒体搬送方向の上流側の定着ベルト２１は、図３に示す回転移動駆動時には張り側となるため、定着ベルト２１の内周面は下部の発熱体２５と摺動する。下部の発熱体２５と定着ベルト２１が接触することにより、下部の発熱体２５の熱が効率よく定着ベルト２１へと伝達される。

逆に、定着ベルト２１が弛み側となる定着ニップＮの記録媒体搬送方向の下流側の定着ベルト２１は、定着ベルト２１と上部の発熱体２４とが非接触となる箇所Ａが形成されるため、上部の発熱体２４がオフまたは低温となるように制御することにより、上部の発熱体２４の表面の異常昇温を防止している。

定着ベルト２１が所定温度に到達すると記録媒体Ｐが給紙搬送され、記録媒体Ｐは、定着ニップＮを通過することにより、定着ニップＮにおいて定着ベルト２１と加圧ローラ３１からの熱と圧力が加わり、未定着画像が記録媒体Ｐ上に定着することになる。

画像形成装置の出力信号がない場合、通常は消費電力を抑えるために非回転移動駆動状態になり、定着ベルト２１は非回転状態になって発熱体２４，２５もオフしている。しかしながら、即座に再出力を開始したい（復帰させたい）場合は、非回転状態にあっても、発熱体２４，２５を通電させておくとよい。この場合、発熱体２４，２５とも通電させることにより、定着ベルト２１全体を保温させておくことができる。

図４は本発明の定着装置の実施形態２における要部を示す正面断面図である。

なお、以下の実施形態の説明において、基本構成は実施形態１の構成と同様であるため、前記実施形態１にて説明した部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

図４において、上部の発熱体２４と下部の発熱体２５とに対応させて、それぞれサーミスタなどからなる温度検知部材３１，３２が設置され、各発熱体２４，２５はそれぞれ駆動部３３，３４により発熱のオン／オフ駆動されるようになっており、温度検知部材３１，３２の検知信号が、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）などからなる温度制御部材としての制御部３５へ送信され、制御部３５からの制御出力により駆動部３３，３４を介して発熱体２４，２５がそれぞれオン／オフ制御（発熱制御）される構成になっている。

下部の発熱体２５は、定着ベルト２１の内側で、かつ下部の発熱体２５と定着ニップＮ間に配置された温度検知部材３２による温度検知により温度制御される。これにより記録媒体である用紙の通紙時（加熱時）におけるニップ内温度を高精度に制御することが可能になる。

非回転時に加熱する場合は、定着ベルト２１の温度検知により温度制御を行うと、下部の発熱体２５が過度に昇温するため、非回転時用に温度検出手段を別途設けるようにしてもよい。また、回転時の温度制御の高精度化を必要としない場合には、下部の発熱体２５上に温度検出部材３２を配置し，回転時・非回転時との両条件下において温度検知を行うようにしてもよい。

上部の発熱体２４は、該発熱体２４の内側に配置した温度検知手段３１により、表面温度が検知されて、非回転時の温度制御が行われる。

図５は本発明の定着装置の実施形態３における要部を示す正面断面図であって、（ａ）は定着ベルトと加圧ローラなどの軸方向における端部部分の断面図、（ｂ）は定着ベルトと加圧ローラなどの軸方向における中央部分の断面図を示す。

実施形態３では、発熱体２４，２５の内側に断熱部材である断熱材４０を設け、発熱体２４，２５の熱が内部へ放出することを抑制している。このため、発熱体２４，２５から効率よく熱を定着ベルト２１に伝えることができるようになる。

また、断熱材４０は、パイプ状の構造体として発熱体２４，２５を支持する構成にしているため、発熱体２４，２５自体に強度を持たせる必要がなくなり、さらに、発熱体２４，２５の熱容量を小さくすることが可能となるため、昇温を早くすることが可能になる。

また、断熱材４０は、図６の斜視図に示すように、定着ニップＮ側が一部平坦状をなす略パイプ状をなし、軸方向の中央部における記録媒体の通過領域では、ニップ形成部材２２の取り付けに支障を与えないように、側壁を貫通する開口４０ａが形成されている。

また、ニップ形成部材２２は支持部材２３のみに支持されるようにし、断熱材４０はニップ形成部材２２および支持部材２３に対して固定支持関係にない構成にしている。これは、加圧ローラ３１によりニップ形成部材２２が押圧されたときに、ニップ形成部材２２は弾性変形を起こすが、このときにパイプ状の断熱材４０までも弾性変形してしまうことを防止するためである。

なお、本実施形態では、加圧部材として加圧ローラ３１を用いた定着装置に対して本発明を適用したが、加圧部材として加圧ベルトや加圧パッドを用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。そして、その場合にも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、定着部材として複層構造の定着ベルトや、ポリイミド樹脂，ポリアミド樹脂，フッ素樹脂、あるいは薄板状金属などからなる無端状の定着フィルムを用いることもできる。

また、本実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置によれば、ウォームアップ時間の短縮化と省エネ性の向上を図ることができる共に、良好で安定した定着処理による高品位な画像形成が実現する。

本発明は、電子写真方式，静電記録方式などの画像形成において形成画像の定着処理を行う定着装置、および該定着装置を備える複写機，プリンタ，ファクシミリ装置、およびこれらの複合機などの画像形成装置における定着部に適用可能である。

１ 画像形成装置本体
２０ 定着装置
２１ 定着ベルト（定着部材）
２２ ニップ形成部材
２３ 支持部材
２４，２５ 発熱体（加熱部材）
３１，３２ 温度検知部材
３３，３４ 駆動部
３５ 制御部
４０ 断熱材（断熱部材）
３１ 加圧ローラ（加圧部材）
Ｎ ニップ部

特開平４−４４０７５号公報 特開平８−２６２９０３号公報 特開平１０−２１３９８４号公報 特開２００７−３３４２０５号公報 特開２００８−１５８４８２号公報 特開２００８−２１６９２８号公報

Claims (16)

1. 円筒状をなし、かつ可撓性を有する無端状の定着部材と、該定着部材を加熱する加熱部材と、前記定着部材を介して加圧部材に対向設置されて前記定着部材と前記加圧部材間に定着ニップを形成するニップ形成部材を具備し、前記定着部材が移動駆動されることにより、定着対象の記録媒体が前記定着ニップを搬送される構成の定着装置において、
   前記加熱部材を、前記定着ニップ部分を除く位置で、円弧形状を複数個に分割する形態で、前記定着部材の内側面に沿って、前記定着ニップ部分を挟んで複数個並設し、前記複数の加熱部材のうち、前記定着ニップの記録媒体下流側に位置する加熱部材を、上流側に位置する加熱部材とは独立して、オフまたは低温となるように制御可能としたことを特徴とする定着装置。
2. 円筒状をなし、かつ可撓性を有する無端状の定着部材と、該定着部材を加熱する加熱部材と、前記定着部材を介して加圧部材に対向設置されて前記定着部材と前記加圧部材間に定着ニップを形成するニップ形成部材を具備し、前記定着部材が移動駆動されることにより、定着対象の記録媒体が前記定着ニップを搬送される構成の定着装置において、
   前記加熱部材を、前記定着ニップ部分を除く位置で、円弧形状を複数個に分割する形態で、前記定着部材の内側面に対して、前記定着ベルトを加熱可能な所定距離の隙間をもって固定し、または所定圧力以下で接触させ、かつ前記定着部材の内側面に沿って、前記定着ニップ部分を挟んで複数個並設し、前記複数の加熱部材のうち、前記定着ニップの記録媒体下流側に位置する加熱部材を、上流側に位置する加熱部材とは独立して、オフまたは低温となるように制御可能としたことを特徴とする定着装置。
3. 前記各加熱部材に温度検出部材と温度制御部材とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
4. 前記各加熱部材における発熱分布を、前記定着部材の移動駆動時と非移動駆動時とにおいて可変にしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の定着装置。
5. 前記定着部材の移動駆動時に発熱する前記加熱部材は、前記定着ニップにおける記録媒体搬送方向上流側におけるニップ直前の部位に設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の定着装置。
6. 前記ニップ直前に設けられる前記加熱部材の前記温度検出部材は、前記ニップ直前における前記加熱部材と前記定着ニップとの間に設置され、前記定着部材裏側の温度を検出することを特徴とする請求項５記載の定着装置。
7. 前記定着部材の非移動駆動時に発熱する前記加熱部材の前記温度検出部材は、前記定着部材に対向している前記加熱部材の側面とは反対面側に設置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の定着装置。
8. 前記加熱部材と前記定着部材とが所定圧力以下で接触し、該所定圧力が０．３ｋｇｆ／ｃｍ ^２ であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の定着装置。
9. 前記加熱部材と前記定着部材が所定の隙間δをもって対向し、該隙間δが、０ｍｍ＜δ≦１ｍｍであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の定着装置。
10. 前記加熱部材と前記定着部材とが対向している側面側とは反対面側に、断熱部材を設置したことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の定着装置。
11. 前記断熱部材は前記加熱部材を支持するように構成されていることを特徴とする請求項１０記載の定着装置。
12. 前記加熱部材を支持する前記断熱部材は、略パイプ形状であることを特徴とする請求項１０または１１記載の定着装置。
13. 前記断熱部材は、前記ニップ形成部材あるいは該ニップ形成部材を支持する支持部材に対して固定されないことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項記載の定着装置。
14. 前記加熱部材を抵抗発熱部材により構成したことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項記載の定着装置。
15. 前記加熱部材を電磁誘導加熱部材により構成したことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項記載の定着装置。
16. 記録媒体に対して画像を形成する画像形成部と、該画像形成部にて画像が形成された記録媒体に対して定着処理を行う定着部とを備えた画像形成装置において、前記定着部として請求項１〜１５のいずれか１項記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。

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