(57)【要約】【課題】ウォームアップタイムの短縮及び連続通紙による定着部材の温度低下が抑制された定着装置を提供する。【解決手段】金属層を有する定着ベルト６１と、定着ベルト６１との間に押圧部を形成し回転駆動される加圧ロール６２と、定着ベルト６１の金属層に渦電流を発生させ定着ベルト６１を発熱させる電磁誘導加熱部材８５と、電磁誘導加熱部材８５に対し定着ベルト６１を介して対向すると共に定着ベルト６１の内側に接触して配置され、磁界により発熱する発熱体６３とを有し、定着ベルト６１と定着ベルト６１の内側に配置された発熱体６３との間に熱伝導性潤滑剤を具備することを特徴とする定着装置６０。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属層を有する定着部材と、
前記定着部材との間に押圧部を形成し回転駆動される加圧部材と、
前記定着部材の前記金属層を発熱させる電磁誘導加熱部材と、
前記電磁誘導加熱部材に対し前記定着部材を介して対向すると共に当該定着部材の内側に接触して配置され、磁界により発熱する発熱体と、を有し、
前記定着部材と当該定着部材の内側に配置された前記発熱体との間に熱伝導性潤滑剤を具備することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記熱伝導性潤滑剤は、耐熱性オイルからなる基油と熱伝導性粉末を含むことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記熱伝導性潤滑剤に含まれる耐熱性オイルは、フッ素系オイルを含むことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記熱伝導性潤滑剤の熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記発熱体は、前記電磁誘導加熱部材により発熱する磁性金属材料を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
トナー像を形成する像形成部と、
前記トナー像を記録材に転写する転写部と、
前記記録材に転写されたトナー像を当該記録材に定着する定着部と、を備え、
前記定着部は、
磁界により発熱する金属層を有する定着部材と、
前記定着部材との間に押圧部を形成し回転駆動される加圧部材と、
磁界により発熱し、前記定着部材の内側に接触して配置され且つ当該定着部材との間に熱伝導性潤滑剤を具備する発熱体と、
前記発熱体に対し前記定着部材を介して対向して配置され、交流電流により生じる磁界によって当該発熱体と当該定着部材を発熱させる電磁誘導加熱部材と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記発熱体が具備する熱伝導性潤滑剤は、基油に対し熱伝導性粉末２０重量％〜６０重量％を含むことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記定着部の前記発熱体は、非磁性金属材料から構成された支持部材により前記定着部の内側に配置されることを特徴とする請求項６または７に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁誘導加熱方式を採用する定着装置は、誘導コイルの磁界の作用によって導電層に発生した渦電流により回転体を発熱させるものである。例えば、特許文献１には、外表面に導電性離型層が形成された定着ベルトと、定着ベルトを電磁誘導加熱する磁場発生ユニットとを備えた定着装置が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１６２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ウォームアップタイムの短縮及び連続通紙による定着部材の温度低下が抑制された定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、金属層を有する定着部材と、前記定着部材との間に押圧部を形成し回転駆動される加圧部材と、前記定着部材の前記金属層を発熱させる電磁誘導加熱部材と、前記電磁誘導加熱部材に対し前記定着部材を介して対向すると共に当該定着部材の内側に接触して配置され、磁界により発熱する発熱体と、を有し、前記定着部材と当該定着部材の内側に配置された前記発熱体との間に熱伝導性潤滑剤を具備することを特徴とする定着装置である。
請求項２に係る発明は、前記熱伝導性潤滑剤は、耐熱性オイルからなる基油と熱伝導性粉末を含むことを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
請求項３に係る発明は、前記熱伝導性潤滑剤に含まれる耐熱性オイルは、フッ素系オイルを含むことを特徴とする請求項２に記載の定着装置である。
請求項４に係る発明は、前記熱伝導性潤滑剤の熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする請求項２に記載の定着装置である。
請求項５に係る発明は、前記発熱体は、前記電磁誘導加熱部材により発熱する磁性金属材料を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置である。
【０００６】
請求項６に係る発明は、トナー像を形成する像形成部と、前記トナー像を記録材に転写する転写部と、前記記録材に転写されたトナー像を当該記録材に定着する定着部と、を備え、前記定着部は、磁界により発熱する金属層を有する定着部材と、前記定着部材との間に押圧部を形成し回転駆動される加圧部材と、磁界により発熱し、前記定着部材の内側に接触して配置され且つ当該定着部材との間に熱伝導性潤滑剤を具備する発熱体と、前記発熱体に対し前記定着部材を介して対向して配置され、交流電流により生じる磁界によって当該発熱体と当該定着部材を発熱させる電磁誘導加熱部材と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
請求項７に係る発明は、前記発熱体が具備する熱伝導性潤滑剤は、基油に対し熱伝導性粉末２０重量％〜６０重量％を含むことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置である。
請求項８に係る発明は、前記定着部の前記発熱体は、非磁性金属材料から構成された支持部材により前記定着部の内側に配置されることを特徴とする請求項６または７に記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に係る発明によれば、定着部材と定着部材の内側に配置された発熱体との間に熱伝導性潤滑剤を具備しない場合に比べて、電磁誘導加熱方式を採用する定着装置において、ウォームアップタイムの短縮と連続通紙による定着部材の温度低下が抑制される。
【０００８】
請求項２に係る発明によれば、熱伝導性粉末を含まない場合に比べて、発熱体と定着部材との熱伝導性が向上する。
【０００９】
請求項３に係る発明によれば、フッ素系オイルを使用しない場合に比べて、定着温度における潤滑剤としての潤滑効果が保持される。
【００１０】
請求項４に係る発明によれば、本発明を採用しない場合に比べて、発熱体から定着部材への熱伝導性が良好となる。
【００１１】
請求項５に係る発明によれば、磁性金属材料を含まない場合に比べて、定着部材の温度低下が抑制される。
【００１２】
請求項６に係る発明によれば、本発明を採用しない場合に比べて、電磁誘導加熱方式を採用する定着装置を使用する場合、連続通紙可能速度が増大する。
【００１３】
請求項７に係る発明によれば、本発明を採用しない場合に比べて、より確実に連続通紙可能速度が増大する。
【００１４】
請求項８に係る発明によれば、本発明を採用しない場合に比べて、他部材への熱伝導が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさを現すものではない。
【００１６】
（画像形成装置）
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置の概略構成図である。ここでは、一般にタンデム型と呼ぶ中間転写方式の画像形成装置を例に挙げ説明する。図１に示す画像形成装置１００は、像形成部として、電子写真方式により各色成分のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを備える。次に、転写部として、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにより形成する各色成分トナー像を中間転写ベルト（像保持体）１５に順次転写（一次転写）する一次転写部１０と、中間転写ベルト１５上に転写した重畳トナー画像を記録材である用紙に一括転写（二次転写）する二次転写部２０を有する。さらに、定着部として、二次転写された画像を用紙上に定着する定着装置６０を備える。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有する。
【００１７】
図１に示すように、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２と、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３と、各色成分トナーを収容し感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４とを有する。また、感光体ドラム１１上に形成する各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６と、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７と、を有する。これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に略直線状に配置されている。
【００１８】
中間転写ベルト１５は、各種ロールにより、図１に示す矢印Ｂ方向に循環駆動する。各種ロールとして、中間転写ベルト１５を駆動する駆動ロール３１と、中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２と、中間転写ベルト１５に一定の張力を与え蛇行を防止するテンションロール３３と、二次転写部２０に設けるバックアップロール２５と、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けるクリーニングバックアップロール３４とを有している。
【００１９】
一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟み感光体ドラム１１に対向する一次転写ロール１６を有する。二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像保持面側に配置する二次転写ロール（転写部材）２２と、二次転写ロール２２の対向電極として中間転写ベルト１５の裏面側に配置されたバックアップロール２５と、バックアップロール２５に二次転写バイアスを印加する給電ロール２６とを有する。
【００２０】
二次転写部２０の下流側に、中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去する中間転写ベルトクリーナ３５を設ける。イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側に、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２を配設する。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３を配設する。
【００２１】
用紙搬送系には、用紙収容部５０と、用紙収容部５０中の用紙を取り出して搬送するピックアップロール５１と、用紙を搬送する搬送ロール５２と、用紙を二次転写部２０へと送る搬送シュート５３と、二次転写ロール２２により二次転写された用紙を定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５と、用紙を定着装置６０に導く定着入口ガイド５６とを有する。
【００２２】
次に、画像形成装置１００の基本的な作像プロセスについて説明する。
図１に示すような画像形成装置１００では、画像読取装置（ＩＩＴ）（図示せず）等から出力される画像データに画像処理を施した後、画像データをＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換し、レーザ露光器１３に出力する。レーザ露光器１３は、入力される色材階調データに応じ、例えば、半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの矢印Ａ方向に回転する各感光体ドラム１１に照射する。各感光体ドラム１１の表面を帯電器１２によって帯電した後、レーザ露光器１３によって表面を走査露光し、静電潜像を形成する。形成した静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像する。
【００２３】
つぎに、感光体ドラム１１上に形成するトナー像を、一次転写部１０において中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写を行う。中間転写ベルト１５は矢印Ｂ方向に移動してトナー像を二次転写部２０に搬送する。用紙搬送系は、トナー像を二次転写部２０に搬送するタイミングに合わせて、用紙収容部５０から用紙を供給する。
二次転写部２０では、中間転写ベルト１５上に保持された未定着トナー像を、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれた用紙上に静電転写する。その後、トナー像を静電転写した用紙を搬送ベルト５５により定着装置６０まで搬送し、定着装置６０は、用紙上の未定着トナー像を熱および圧力で処理し用紙上に定着する。定着画像を形成した用紙は、画像形成装置１００の排出部に設けた排紙載置部に搬送する。
【００２４】
（定着装置）
近年、電磁誘導加熱方式を採用する定着装置では、導電層を有するベルト部材の厚さを極力薄くすることにより、ベルト部材を定着操作に必要な温度にまで短時間で昇温させ、ウォームアップタイムを短縮する改善が行われている。この場合、ウォームアップタイムが短縮されるが、反面、連続通紙によりベルト部材の温度が低下する傾向にある。この対策としては、連続通紙の際に、発熱層を有する発熱体をベルト部材に接触させることにより、ベルト部材の温度低下を補うことが考えられる。この場合、ベルトガイド部材とベルト部材との間の良好な摺動性が必要である。
しかし、発熱体とベルト部材との間の摺動性を得るために使用される潤滑材は、通常、耐熱性オイル等を含み、熱伝導性が低いものが多い。このため、発熱体とベルト部材との間に潤滑剤が介在すると、連続通紙の際に、ベルト部材の温度が低下しやすいという事実を本発明者はつきとめた。
【００２５】
以下、定着装置について説明する。図２は、本実施の形態が適用される定着装置の一例を説明する図である。図２に示すように、定着装置６０は、一方向（矢印Ｄ方向）へ回転する無端状の定着ベルト６１（定着部材）と、定着ベルト６１の周面に接し、一方向（矢印Ｅ方向）へ回転する加圧ロール６２（加圧部材）と、定着ベルト６１の加圧ロール６２との圧接面とは反対の外周面に対向すると共に離間して配置される磁界発生装置８５（電磁誘導加熱部材）と、磁界発生装置８５に対し定着ベルト６１を介して対向すると共に、定着ベルト６１との間に熱伝導性潤滑剤を具備して定着ベルト６１部材の内側に接触して配置され、磁界により発熱する発熱体６３と、を備えている。
【００２６】
定着ベルト６１の内周側には、加圧ロール６２とで接触部を形成する固定部材（圧力パッド）６４と、固定部材６４を支持する支持部材６５と、を備えている。発熱体６３は、支持部材６５により支持されている。尚、定着ベルト６１の両端部には、定着ベルト６１を回転駆動するために、その回転動力を伝達するための駆動伝達部材（図示せず）が設けられている。
定着ベルト６１と加圧ロール６２との接触部の用紙の搬送方向（矢印Ｆ方向）下流側には、剥離部材７０が設けられている。剥離部材７０は、一端が固定支持された支持部７２と、これに支持されている剥離シート７１とからなり、剥離シート７１の先端が定着ベルト６１に近接又は接触するように配置されている。
【００２７】
定着ベルト６１は、円筒形状を有し、例えば、直径２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度、厚さ３０μｍ〜１５０μｍのエンドレスベルトである。本実施の形態では、少なくとも磁界の作用により自己発熱する金属層を有するものが好ましい。例えば、ステンレススチール、パーマロイやセンダスト等の軟質磁性材料、Ｆｅ−Ｎｉ−ＣｏやＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ合金等の硬質磁性材料で構成された金属ベルト、ポリイミド等を基材として金属層と離型層を積層した樹脂ベルト等が挙げられる。
本実施の形態では、金属層に非磁性金属材料が含まれている。非磁性金属材料としては、例えば、銅、アルミニウム、銀等が挙げられる。金属層は、厚さ２μｍ〜２０μｍを有する。定着ベルト６１は、金属層の外周面に、例えば、厚さ１μｍ〜３０μｍの表面離型層（例えば、フッ素樹脂層）が形成されている。尚、例えば、２個のステンレスチール基材に金属層を挟んだベルトも適用し得る。
【００２８】
加圧ロール６２は、例えば、金属製の円筒状の芯材６２１と、芯材６２１の表面に設けられた弾性層６２２（例えば，シリコーンゴム層、フッ素ゴム層等）とを備えたロールが適用し得る。また、加圧ロール６２には、必要に応じて最表面に表面離型層（フッ素樹脂層）を備えてもよい。加圧ロール６２は、両端部がバネ部材（図示せず）により定着ベルト６１を介して固定部材６４に押圧して配置されている。尚、予備加熱（定着可能状態になるまでの加熱）の際には、定着ベルト６１と離間するように移動する。
【００２９】
発熱体６３は、定着ベルト６１の内周面に倣った形状に構成され、定着ベルト６１内周面に接触すると共に磁界発生装置８５に定着ベルト６１を介し対向して配置されている。発熱体６３は、支持部材６５のバネ部材６５Ｂにより、支持部材本体６５Ａとは非接触で定着ベルト６１を円筒形状に維持させつつ、非押圧で定着ベルト６１の内周面に接して配置されている。発熱体６３と定着ベルト６１との間に、後述するように熱伝導性潤滑剤が備えられている。
【００３０】
発熱体６３は、磁界発生装置８５から発生する磁界の作用により電磁誘導されて発熱し、厚さが表皮深さを超え且つ磁性金属材料を含んで構成されている。発熱体６３の形状は、厚さが表皮深さを超え（例えば、０．０５〜１．０ｍｍ）、例えば、円筒の中心角の範囲（例えば、３０°〜１８０°）に相当する部分を切り出した形状等が挙げられる。
ここで表皮深さδ（ｍ）は、励磁回路の周波数ｆ（Ｈｚ）と、比透磁率μｒと、固有抵抗ρ（Ωｍ）により次式で表される。
δ＝５０３（ρ／（ｆ×μｒ））１／２
上式は、電磁誘導で使われる電磁波の吸収の深さを示し、これより深いところでは電磁波の強度は１／ｅ以下になる。即ち、ほとんどのエネルギーはこの深さまで吸収されていること意味する。従って、表皮深さδ（ｍ）以上であることで、磁界の作用により発熱すると共に、熱が発熱体内部に蓄熱され、温度低下が生じ難くなる。
【００３１】
発熱体６３に含まれる磁性金属材料としては、例えばネオジウム（Ｎｄ）−鉄（Ｆｅ）−ボロン（Ｂ）を主成分とした希土類系の磁性金属材料、サマリウム（Ｓｍ）−コバルト（Ｃｏ）を主成分とした磁性金属材料、アルミ（Ａｌ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）を主成分としたアルニコ系の磁性金属材料、バリウム（Ｂａ）又はストロンチウム（Ｓｒ）と酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を主成分としたフェライト系の磁性金属材料、軟質磁性材料、酸化物軟質磁性材料、整磁合金等が挙げられる。
本実施の形態では、磁性金属材料としては、例えば、その比透磁率が１００以上、望ましくは５００以上の強磁性体が好ましい。
【００３２】
また、本実施の形態では、磁性金属材料としては、キューリー点を持つ感温磁性金属材料も適用することができる。このキューリー点は、定着ベルト６１の設定温度以上、定着ベルト６１の耐熱温度以下の範囲であることが好ましく、具体的には、例えば、１７０℃〜２５０℃であることが望ましく、より望ましくは１９０℃〜２３０℃である。感温磁性金属材料としては、例えば、Ｎｉ−Ｆｅ系、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系の整磁合金が挙げられる。
【００３３】
固定部材６４は、定着ベルト６１の軸方向に軸線を有する棒状部材で構成され、加圧ロール６２から作用する押圧力に抵抗するものとなっている。定着ベルト６１を介して加圧ロール６２が固定部材６４に押圧されることで、定着ベルト６１はその内周面側に変形される。固定部材６４の材料としては、加圧ロール６２から押圧力を受けたときの支持部材６５と組み合わせたときのたわみ量が０．５ｍｍ以下になる程度の材料であれば、特に制限はない。具体的には、例えば、シリコーンゴム等の弾性体、ガラス繊維入りＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、フェノール、ポリイミド、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂等が挙げられる。
【００３４】
支持部材６５は、支持部材本体６５Ａと、発熱体６３を支持するためのバネ部材６５Ｂとから構成されている。支持部材本体６５Ａは、例えば金属材料、樹脂材料等により構成することができる、また、支持部材本体６５Ａは、発熱体６３が上記感温磁性材料で構成する場合、非磁性金属材料（例えば、銅、アルミ、銀等）で構成することが好ましい。バネ部材６５Ｂは、発熱体６３と支持部材本体６５Ａとの連結部材であり、発熱体６３を直接支持する。バネ部材６５Ｂは、発熱体６３をその幅方向両端部にて連結されている。
また、バネ部材６５Ｂは、例えば湾曲した板バネ（例えば、金属製）で構成される。このバネ部材６５Ｂにより、発熱体６３は、支持されると共に、定着ベルト６１が偏心して回転して、定着ベルト６１が半径方向へ変位しても、その変位に対して追従し、定着ベルト６１の内周面に接触状態が維持される。
【００３５】
磁界発生装置８５は、定着ベルト６１の外周面に倣った形状に構成され、発熱体６３と定着ベルト６１を介して対向すると共に、定着ベルト６１の外周面との間隙が例えば１〜３ｍｍとなるように配置されている。また、磁界発生装置８５には、複数回巻き回されている励磁コイル（磁界発生手段）８５１が、定着ベルト６１の軸方向へ沿って配置されている。励磁コイル８５１には、励磁コイル８５１に交流電流を供給する励磁回路（図示せず）が接続されている。励磁コイル８５１の表面上には磁性体部材８５２が、長さ方向（定着ベルト６１の軸方向）に沿って延在して配置されている。
【００３６】
磁界発生装置８５の出力は、例えば、キューリー点未満での発熱体６３を磁束（磁界）によって発熱させる範囲で行われる。具体的には、例えば、１９０〜２３０の範囲が挙げられる。なお、磁性発生装置８５は、定着ベルト６１の内周面側に定着ベルト６１と離間して設けられもよい。この場合、発熱体６３は定着ベルト６１の外周面に接して設けられる。
【００３７】
（熱伝導性潤滑剤）
本実施の形態が適用される定着装置６０は、定着ベルト６１と発熱体６３との間に熱伝導性潤滑剤を具備している。ここで、熱伝導性潤滑剤とは、定着操作の際に、定着ベルト６１の温度低下が抑制されるように、発熱体６３から定着ベルト６１へ熱が移動する程度の熱伝導性を有し、且つ、回転する定着ベルト６１とこれに接触する発熱体６３との間の摺動性を向上させる潤滑剤である。
熱伝導性潤滑剤の熱伝導率は、通常、０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは、０．２５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、より好ましくは、０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。但し、熱伝導性潤滑剤の熱伝導率は、通常、１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。熱伝導性潤滑剤の熱伝導率が過度に小さいと、本来必要としている熱伝導性が得られない傾向がある。熱伝導性潤滑剤の熱伝導率が過度に大きい純金属フィラーを用いた場合は、溶質イオンの影響でベースオイルの粘度変化（ゲル化）発生の傾向がある。
定着装置６０の定着ベルト６１とこれに接して配置された発熱体６３の間に熱伝導性潤滑剤を存在させると、熱伝導性が向上することにより加熱準備時間の短縮と連続コピー時の温度低下の減少が抑制されると共に、摺動性が改善されることにより、連続コピー可能速度を増大させることができる。
【００３８】
本実施の形態において、熱伝導性潤滑剤は、耐熱性オイルからなる基油と、これに配合する熱伝導性粉末とを含むものである。耐熱性オイルとしては、フッ素系オイル、変性フッ素系オイル、シリコーンオイル等が挙げられる。
フッ素系オイルとしては、例えば、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）系オイル、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）系オイル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）系オイル等が挙げられる。これらのフッ素系オイルは公知のオイルとして市販され、例えば、ダイキン株式会社製フッ素系潤滑剤デムナムＳ−６５、ダイフロイル＃５０等が挙げられる。
変性フッ素系オイルとしては、例えば、フッ素置換アルキル変性シリコーンオイル等が挙げられる。
シリコーンオイルとしては、例えば、メチルフェニルシリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、アミン変性シリコーンオイル等が挙げられる。
これらの中でも、フッ素系オイルが好ましい。
耐熱性オイルは、１種または２種以上を混合して使用することができる。
【００３９】
熱伝導性潤滑剤に配合する熱伝導性粉末としては、例えば、平均粒径５０μｍ以下の金属化合物等が挙げられる。具体的には、アルミナ粉末、窒化アルミニウム粉末、窒化ホウ素粉末、窒化珪素粉末、粉砕石英粉末、酸化マグネシウム粉末、酸化亜鉛粉末、酸化錫粉末等が挙げられる。さらに、グラファイト系粉末、マイカ粉末等も使用することができる。
これらの中でも、アルミナ粉末、酸化マグネシウム粉末が好ましい。また、熱伝導性粉末の熱伝導率は、０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。
熱伝導性粉末は、１種又は２種以上を混合して使用することができる。
【００４０】
尚、本実施の形態で使用する熱伝導性潤滑剤には、上述した耐熱性オイルと熱伝導性粉末以外に、他の添加物又は配合材を含むことができる。このような他の添加物又は配合材としては、例えば、安定剤、酸化防止剤、脂肪族系オイル、芳香族系オイル、充填材等が挙げられる。
【００４１】
本実施の形態で使用する熱伝導性潤滑剤における耐熱性オイルと熱伝導性粉末との割合は特に限定されないが、通常、耐熱性オイルに対し熱伝導性粉末が２０重量％以上、好ましくは、２５重量％以上、より好ましくは、３０重量％以上の割合で含まれている。但し、熱伝導性粉末の割合は、通常、５０重量％以下である。
熱伝導性潤滑剤における耐熱性オイルに対する熱伝導性粉末の割合が過度に少ないと、本来必要としている熱伝導性が得られない傾向がある。熱伝導性潤滑剤における耐熱性オイルに対する熱伝導性粉末の割合が過度に多いと、潤滑剤の粘度が過度に上昇する傾向がある。
【００４２】
本実施の形態において、熱伝導性潤滑剤は、発熱体６３の定着ベルト６１と接触する面に予め塗布した後、発熱体６３の定着ベルト６１を組み立てることが好ましい。また、熱伝導性潤滑剤を定着ベルト６１の内周面に予め塗布した後、発熱体６３の定着ベルト６１を組み立てることもできる。
本実施の形態において、熱伝導性潤滑剤の使用量は、特に限定されないが、定着ベルト６１の内周面の面積に対し、通常、５％〜５０％、好ましくは、１０％〜４０％、より好ましくは、２０％〜３０％の範囲で使用される。
熱伝導性潤滑剤の使用量が過度に少ないと、潤滑性の確保が困難になる傾向がある。熱伝導性潤滑剤の使用量が過度に多いと、潤滑剤自身が熱伝導性を妨げる傾向がある。
【００４３】
次に、本実施の形態が適用される定着装置６０の動作について説明する。
定着装置６０では、画像形成装置１００におけるトナー画像形成動作が開始されると、定着ベルト６１と加圧ロール６２とが離間した状態でモータ（図示せず）により駆動伝達部材（図示せず）が回転駆動され、これに伴い定着ベルト６１が矢印Ｄ方向へ、例えば、周速２００ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。定着ベルト６１の回転駆動がなされると共に、励磁回路（図示せず）から磁界発生装置８５に含まれる励磁コイル８５１に交流電流が供給される。励磁コイル８５１に交流電流が供給されると、励磁コイル８５１の周囲に磁束（磁界）が生成消滅を繰り返す。この磁束（磁界）が発熱体６３を横切るとき、その磁界の変化を妨げる磁界が生じるように、発熱体６３に渦電流が発生し、発熱体６３の表皮抵抗及び発熱体６３を流れる電流の大きさに二乗に比例して発熱する。
【００４４】
ここで、定着ベルト６１が非磁性金属材料を含む発熱層を有する場合、定着ベルト６１は磁束（磁界）が貫通すると共に、磁束（磁界）の作用によって発熱層が発熱する。
発熱体６３は、定着ベルト６１の内周面に擦られながら定着ベルト６１を加熱する。本実施の形態では、定着ベルト６１の内周面と発熱体６３の間に、熱伝導性潤滑剤が塗布されている。熱伝導性潤滑剤により定着ベルト６１の摺動による抵抗が軽減されると共に、発熱体６３の加熱により、定着ベルト６１の温度低下が抑制される。これにより、定着ベルト６１は、例えば、１０秒程度で設定温度（例えば、１５０℃）まで加熱される。
【００４５】
次に、定着ベルト６１に対し加圧ロール６２を押圧した状態で、用紙が定着ベルト６１と加圧ロール６２との間の接触部に送り込まれ、発熱体６３により加熱された定着ベルト６１と加圧ロール６２とによって加熱押圧される。そして、トナー画像が用紙の表面に溶融圧着され、用紙表面に定着される。
【００４６】
ここで、定着ベルト６１及び加圧ロール６２による定着の際、発熱体６３は、厚みが表皮深さを超え且つ磁性金属材料を含んで構成されているので、発熱すると共に蓄熱する。そのため、定着ベルト６１と加圧ロール６２との間の接触部を通過する用紙により定着ベルト６１の熱が消費されても、発熱体６３が蓄熱部材として機能し、発熱体６３から定着ベルト６１への熱の移動が発生する。
【００４７】
また、例えば、定着ベルト６１の定着領域幅（軸方向長さ）よりも小さいサイズの用紙を連続して定着すると、定着ベルト６１における通紙部では熱が消費されるのに対し、非通紙部では熱の消費がなされない。このため、定着ベルト６１の非通紙部では昇温する。
【００４８】
これに対し、発熱体６３を感温磁性金属材料で構成すると、温度が上昇する定着ベルト６１の非通紙領域と接する発熱体６３領域も温度が上昇する。このとき、定着ベルト６１の非通紙部の温度が、発熱体６３を構成する感温磁性金属材料のキューリー点以上となると、発熱体６３の定着ベルト６１の非通紙部と接触する領域が非磁性化され、磁束（磁界）を貫通するようになる。このように磁束（磁界）が貫通した発熱体６３の領域では、磁束（磁界）が乱れ渦電流の発生が抑制され発熱量の低下が生じる。
このとき、非磁性金属材料で構成された支持部材本体６５Ａが存在すると、磁束（磁界）が支持部材本体６５Ａに及び、支持部材本体６５Ａに渦電流が主に流れ、定着ベルト６１に流れる渦電流がより抑制される。また、発熱体６３を貫通した磁束（磁界）は、非磁性金属材料で構成された支持部材本体６５Ａにより導かれて磁界発生装置８５に戻る。さらに、支持部材本体６５Ａは、発熱体６３と非接触で設けられ、定着ベルト６１の熱を伝達しない。
【００４９】
一方、定着ベルト６１及び加圧ロール６２による定着の際、定着ベルト６１は、その内周面の形状に倣った形状の発熱体６３に非押圧で接触されて、支持されつつ回転し、摺動抵抗を抑制しつつ、定着ベルト６１内周面の凹凸等の吸収と電磁力（コイルから磁界を妨げる方向）を受け止め、円筒形状を維持して定着が行われる。
そして、用紙は、定着ベルト６１と加圧ロール６２との接触部から送り出されたとき、その剛性によって送り出された方向に直進しようとし、曲げ回される定着ベルト６１から先端が剥離され、その用紙の先端と定着ベルト６１との間に剥離部材７０が入り込み、用紙を定着ベルト６１表面から剥離する。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明をより具体的に説明する。尚、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【００５１】
（実施例１〜実施例１０、比較例１，２）
以下、図２に示す定着装置６０を備えた画像形成装置１００を使用し、連続通紙試験を行った。定着装置６０の各部材は以下のものを用いた。
・定着ベルト６１：金属層として直径３０ｍｍ、幅３６０ｍｍ、厚さ５５μｍのステンレススチール（ＳＵＳ３０４）基材と、その外周面に厚さ３０μｍのＰＦＡ層（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）とで構成されたベルト（耐熱温度２５０℃程度）を使用した。
・加圧ロール６２：直径約３０ｍｍ、幅３５０ｍｍ、直径２０ｍｍのステンレス製シャフトに、弾性層として肉厚５ｍｍのシリコーンゴム（ゴム硬度３０°：ＪＩＳ−Ａ）を被覆し、さらに、その上に肉厚３０μｍのＰＦＡチューブを被覆した弾性体ロールを使用した。
・発熱体６３：厚さ０．３５ｍｍ、長さ３１０ｍｍ、直径３０ｍｍの円筒の中心角１２５°に相当する部分を切り出した形状をした湾曲板形状であり、比透磁率５００の炭素鋼の強磁性体で構成された発熱体を使用した。この構成の発熱体の表皮深さは、０．１ｍｍ以下である。
・支持部材本体６５Ａ：アルミニウムからなる支持部材本体を使用した。
【００５２】
上記構成の定着装置６０の定着ベルト６１とこれに接して配置された発熱体６３の間に、表１に記載した熱伝導性潤滑剤を塗布し、定着試験を行った。定着試験の条件は以下の通りである。
磁界発生装置８５の出力１０００Ｗ、設定温度１８５℃、プロセススピード２１０ｍｍ／ｓ（可変）の条件で、サイズＢ５の用紙を用いた。用紙の給紙方向は、用紙の短手部分を先頭に給紙した。コピースピード毎分３５枚（可変）、用紙坪量１１０ｇｓｍである。
画像の定着は、連続して５００枚行った。その際に、室温から設定温度までの加熱準備時間（Ｗａｒｍ−Ｕｐ  Ｔｉｍｅ）、その後の通紙領域における連続コピー時の温度低下（℃）（初期は、用紙が定着ベルト６１から熱を急激に奪うために温度が低下するが、発熱体６３から熱エネルギーが定着ベルト６１に供給されるために戻る）、連続コピー可能速度（枚／分）、その際の最大駆動トルク（摺動トルク）（Ｎ・ｍ）を測定した。結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2010181491.tif 000003
【００５４】
表１に示す結果から、電磁誘導加熱方式を利用した定着装置において、定着装置６０の定着ベルト６１とこれに接して配置された発熱体６３の間に耐熱性オイルと熱伝導性粉末を含む熱伝導性潤滑剤を存在させると（実施例１〜実施例１０）、熱伝導性が向上することにより加熱準備時間の短縮と連続コピー時の温度低下の減少が抑制されると共に、摺動性が改善されることにより、連続コピー可能速度が増大することが分かる。
一方、熱伝導性粉末を含まない潤滑剤を用いた場合は（比較例１，２）、熱伝導性が向上しないことから、加熱準備時間の短縮と連続コピー時の温度低下の減少が見られず、さらに、連続コピー可能速度が増大しないことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本実施の形態が適用される定着装置の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…レーザ露光器、１４…現像器、１５…中間転写ベルト、１６…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…二次転写部、２２…二次転写ロール、３１…駆動ロール、４０…制御部、５０…用紙収容部、６０…定着装置、６１…定着ベルト（定着部材）、６２…加圧ロール、６３…発熱体、６４…固定部材（圧力パッド）、６５…支持部材、６５Ａ…支持部材本体、６５Ｂ…バネ部材、７０…剥離部材、７１…剥離シート、７２…支持部、８５…磁界発生装置（電磁誘導加熱部材）、１００…画像形成装置、６２１…芯材、６２２…弾性層、８５１…励磁コイル（磁界発生手段）、８５２…磁性体部材
【図１】
2010181491.tif 000004
【図２】
2010181491.tif 000005