(57)【要約】【課題】トナーが効率良く照射エネルギーを取り込み、短時間での昇温定着ができるトナー及び、それを用いた省エネ化した実用性のある画像形成装置を提供すること。【解決手段】本発明のトナーは、コア材と該コア材を被覆する第１のシェル（又は被覆殻）材とからなるカプセルを有するトナーであり、該コア材は水、尿素、及びトナーを構成する樹脂を溶解又は膨潤させる溶剤を含む溶液であり、トナーの定着の際にマイクロ波が照射されて該溶液が発熱して該シェルから溶出させて、該トナーを被記録媒体上に定着させることを特徴とし、画像形成装置は、マイクロ波の照射装置を具備し、上記トナーを用いるものである。【選択図】図１
2010026386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア材と該コア材を被覆する第１のシェルとからなるカプセルを有するトナーであり、
該コア材は水、尿素及びトナーを構成する樹脂を溶解又は膨潤させる溶剤を含む溶液であり、トナーの定着の際にマイクロ波が照射されて該溶液が発熱して該シェルから溶出して、該トナーを構成する樹脂を被記録媒体上に定着させることを特徴とするトナー。
【請求項２】
上記トナー中に少なくとも１又は２以上のカプセルを一緒に被覆する第２のシェルが設けられ、トナーを構成する樹脂が、第２のシェル材に含まれる請求項１記載のトナー。
【請求項３】
上記カプセルを構成する第１のシェル材は、架橋構造を有した樹脂を含むことを特徴とする請求項１又は２の何れかの項に記載のトナー。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかの項に記載のトナーを使用する画像装置であって、
上記マイクロ波を照射する照射装置が設けられる画像形成装置。
【請求項５】
上記マイクロ波が照射される室内に強制排気を行う排気ファンが設置されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
上記トナーが被記録媒体上に定着させる際に、上記照射装置と共に、
定着部材と、加熱部材と、これらの間に張架されて周回する無端状定着ベルトと、該定着ベルトを挟んで該定着部材に対向する加圧部材と、を設け、上記加熱部材が上記定着ベルトを加熱し、上記定着ベルトを介して定着部材と上記加圧部材とで形成する定着ニップ部で被記録媒体上にトナー像を定着させるベルト式定着装置を具備する請求項４又は５の何れかの項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
上記加熱部材において上記定着ベルトと接触して定着ベルトを加熱する加熱部には面状発熱体が配置されている請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカプセルを有したトナー、及びそれを用いた画像形成装置に関するものであり、より詳細には、そのトナーによって定着性が改善される複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等に用いられる電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、光導電性物質を含む感光層を形成した感光体を有し、その感光体表面には電荷を付与して均一に帯電させた後、種々の作像プロセスにて画像情報に対応する静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像手段から供給されるトナーまたはトナーとキャリアよりなる現像剤によりトナー像に現像される。トナー像は紙などの被記録媒体に直接転写、又は中間転写媒体にいったん転写した後に被記録媒体に転写して画像が形成される。被記録媒体上に転写されたトナー像を被記録媒体上に定着させるため、画像形成装置には加熱手段と加圧手段を含む熱定着方式の定着手段が設けられる。被記録媒体を加熱および加圧して、トナーを定着させることが一般的である。
【０００３】
近年、地球温暖化対策として省エネ化が志向されている。電子写真方式の画像形成装置においても、トナー像を被記録媒体上に定着させる際の消費電力の低減が求められている。また、熱定着方式では、定着部分が所定の温度まで上昇しないと定着を行えないので、所定の温度まで到達する時間、すなわちウオームアップ時間が必要となる。特に熱源にハロゲンランプを用いた間接加熱により定着ローラを加熱する方式では、長いウオームアップ時間が必要となり不経済である。さらに、熱定着方式では、多色トナー像の記録媒体への定着が、単色トナー像の定着に比べ、時間を要するという問題もある。したがって多色トナー像の定着時間の短縮化も要望される。
【０００４】
トナーを外部から加熱する従来の定着方法では熱伝導により定着部材及びトナーの温度を上げているが、誘電体は熱伝導が悪いためトナー内部の温度を上げようとすると長い時間がかかる。また、トナーを速く加熱しようとして熱源である加熱手段の温度を高くすると温度傾度が大きくなり、トナー内部の温度が十分上がらないまま、各部材の温度が上がりすぎて、部材表面を熱劣化させる。またトナー表面のみを溶融させるため十分な溶融フローができず画像品質が低下する。従って、外部から温度を上げずにトナー内部を十分に加熱しようとすると加熱時間が長くなる。さらにトナーが付着している被記録媒体全体の温度を上げる必要もある。
【０００５】
このような要望に鑑み、マイクロ波加熱などの技術が検討されている。マイクロ波加熱は、加熱対象物質自体を発熱させるため、短時間で内部より加熱することができ、エネルギーを必要部分に集中することができるため効率の良い加熱とすることができる。また余熱が必要ないため始動が早いなどの特徴を有している。従来、これを利用した水分子を含有するカプセルからなるトナーによる定着方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。内部に水を含み、着色剤を含む結着樹脂で水を覆ったカプセルからなるトナーを用いて、定着させる場合に、マイクロ波をトナーに照射することで、水分子の運動による熱エネルギーにより、カプセルのトナーを熱溶解又は溶融させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開平２−２６２１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、マイクロ波を照射した水分子の発熱エネルギーのみの加熱定着では、被記録媒体上にトナーを十分に定着させるには未だ時間がかかり、実用可能な昇温定着を実現するには多大な照射エネルギーが必要となる。高電力化及び過大化照射装置になり問題が生じる。
したがって、本発明の目的はかかる課題に鑑み、トナーが効率良く照射エネルギーを吸収し、短時間での昇温定着ができるトナー及び、それを用いた省エネ化した実用性のある画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のトナーが、コア材と該コア材を被覆する第１のシェル（又は被覆殻）とからなるカプセルを有するトナーであり、該コア材は水、尿素、及びトナーを構成する樹脂を溶解又は膨潤させる溶剤を含む溶液であり、トナーの定着の際にマイクロ波が照射されて該溶液が発熱して該シェルから溶出させて、該トナーを被記録媒体上に定着させることを特徴とするものである。コア材がマイクロ波の照射により発熱し、周囲のトナーを構成する樹脂（以下、トナー樹脂という。）、即ち結着樹脂、その他の添加樹脂に熱エネルギーを付与し、トナー樹脂を溶解溶融して定着させるものである。
【０００８】
本発明のトナーにおいて、上記カプセルを更に被覆するシェルが複数であっても良く、第２のシェル以降の材料に、トナー樹脂を用いることが好ましい。ここで、第２シェル以降は、トナー中の１個のカプセルのみを被覆しても良く、またカプセルの大きさにもよるが２個以上のカプセルを一緒に分散した状態で被覆するものであっても良い。第１のシェルは厚いほど安定になるが、第１のシェルを破壊する際に、膜厚が厚すぎると溶液を第１のシェルから溶出することが難しくなる。したがって第１のシェルの膜厚はできるだけ薄いことが望ましい。
更に、本発明のトナーにおいて、上記カプセルの第１のシェル材は、架橋構造を有した樹脂を含むことを特徴とする。この場合、第２のシェル材と異ならせることができ、上記カプセルを安定化できる一方、トナー樹脂の選択自由度が広がる。
【０００９】
本発明の画像形成装置は、上記トナーが用いられ、そのトナーにマイクロ波を照射する照射装置が設けられることを特徴とするものである。
また、上記マイクロ波が照射される室内に強制排気を行う排気ファンが設置されていることが好ましい。
更に、本発明の画像装置は、上記トナーが被記録媒体上に定着させる際に、上記照射装置と共に、定着部材と、加熱部材と、これらの間に張架されて周回する無端状定着ベルトと、該定着ベルトを挟んで該定着部材に対向する加圧部材と、を設け、上記加熱部材が上記定着ベルトを加熱し、上記定着ベルトを介して定着部材と上記加圧部材とで形成する定着ニップ部で被記録媒体上にトナー像を定着させるベルト式定着装置を併用することが好ましい。この場合、上記加熱部材において上記定着ベルトと接触して定着ベルトを加熱する加熱部には面状発熱体が配置されていることを特徴とすべきである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のトナーによれば、水分子を含有するカプセルを含むトナーを定着させる場合、水分子の発熱エネルギーのみでなく、カプセル内に、水に加えて尿素及びトナー樹脂を溶解又は膨潤させる溶剤を含有させることにより、マイクロ波を照射すると、水分子だけでなく、マイクロ波に対する応答性が高い尿素分子が誘起されトナーを内部から急速に発熱する。また、コア材中で尿素により分散安定化されているトナー樹脂を溶解又は膨潤させる溶剤を含むため、発熱してコア材が崩壊した際には、その溶剤が溶出して、トナー樹脂である結着樹脂を溶解、膨潤させ、加熱及び膨潤の同時進行により被記録媒体である紙等に迅速に定着する。これまで高速印字では定着部材の熱追従性を確保するために高エネルギーを使用して定着を行っているが、トナーを内部から応答性の速い溶液で発熱及び膨潤させることにより、定着速度を上げることができるため、省エネでの高速印字が可能となる。
【００１１】
本発明のトナーにおいて、カプセルを被覆するシェルが複数である場合、トナーカートリッジ及び現像装置内で長期にわたりトナーを安定に保存することができる。即ち、コア材に対して不溶な第１のシェルとその外にトナー樹脂からなる第２のシェル以降を形成することで、保存中は安定な状態を保持することができる。そして、定着時に定着液に不溶な第１のシェルを内部の発熱膨張破壊及び機械的破壊させ、定着液を第２のシェル材であるトナー樹脂と接触させ、保存安定性と易定着及び即定着（省エネ定着）とを両立することが可能となる。
更に、この場合、カプセルの第１のシェル材は、架橋構造を有した樹脂を含むことを特徴とすることよって、第１のシェル自身の熱膨張を防止し、第１のシェルの易破壊が容易となる。
【００１２】
本発明の画像形成装置によれば、上記照射装置を具備し、上記トナーを用いることにより、定着速度を高め、省エネでの高速印字ができる。
また、上記マイクロ波が照射される室内に強制排気を行うことにより、カプセルに含有されるコア材が定着時に放出しても、定着装置のアプリケーター内壁の付着を防止し、被記録媒体上に液滴が落下することを防止又は抑制することができる。
更に、照射装置とベルト式定着装置を併用することにより、トナーを内外から同時に加熱することができ、定着速度を更に速めることができる。また、この場合に、加圧手段に従来の２ローラ方式の定着装置を用いると、ローラの熱容量が大きく、省エネ上好ましくないが、本願発明のように、定着ベルトを介して加熱する場合には、熱容量の小さなベルト式定着装置で短時間ウオームアップが可能となり、待機時間を減らしてスリープ状態とすることができるため、効果的な省エネとすることができる。更に、加熱部材において上記定着ベルトを加熱する加熱部には面状発熱体が配置すると、さらに省エネ性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は、本実施の形態を示すトナーの断面図である。図２はカラー複合機の基本的な概略構成図である。図３は、本実施の形態の画像形成装置の定着装置の構成を示す断面図である。図４は、図３の定着装置のベルト式定着装置部分の詳細断面図である。図５は、ベルト式定着装置の加熱手段部分の概略説明図である。図６は加熱手段に使用される面状発熱体の発熱パターン部品の展開図である。
尚、本発明のトナー及び画像形成装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００１４】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態のトナーａ、及びｂは、コア１および第１のシェル２からなるカプセル３と、カプセル３を被覆する第２のシェル４により構成されたもの、及びカプセル３を第２のシェル４、及び第３のシェル５で構成されたもの等がある。尚、本発明のトナーにあっては、第３のシェル５以降されにこれらを被覆するシェルを必要により有していて良い。また、第２のシェル４はその説明を容易にするため、１個のカプセル３を被覆するものとしたが、カプセル３に小径なものを使用して、第２のシェル内に複数のカプセル３を均一に分散させていても良い。
【００１５】
コア材は、水、尿素、更にトナー樹脂（トナーの結着樹脂又はバインダー樹脂）を溶解又は膨潤させる液体を含む定着液である。定着液の具体例としては、マイクロ波に応答性のある水及びそれに溶解する尿素からなる尿素溶液であって、トナー樹脂を溶解又は膨潤させる作用を有し、尿素水溶液に容易に分散する溶剤を含むことである。
【００１６】
上記溶剤としては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトンなどのケトン類、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルブチルエーテル、メチルイソブチルエーテル、ジメチルエーテルなどのエーテル類、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、フタル酸などのカルボン酸とメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類とから形成されたエステル類などが挙げられる。これらをその他の溶剤と組み合わせて、ＳＰ値及び蒸発速度を調整して使用してもよい。結着樹脂にポリエステルを使用する場合、ＳＰ値的に近い溶剤としてエステル類を使用するのが好ましい。
【００１７】
トナー定着液のトナー中における含有量は特に限定されず、広い範囲から適宜選択できるが、好ましくはトナー樹脂の１００質量部に対して１０〜１１０質量部が好ましい。特に好ましくは２０〜１００質量部である。１０質量部未満では定着液による発熱効果及び膨潤効果が不十分であり、またマイクロ波による励起効果が小さいため定着性が確保できない場合がある。また、１１０質量部を超えると、コア材含有量が多いためカプセル化ができない場合がある。またカプセル内から溶出した定着液の蒸発が遅く、残留定着液によりブロッキングする場合がある。
また、定着液におけるトナー樹脂を膨潤又は溶解させる溶剤の含有量は、定着液の1〜５０質量％、さらに好ましくは定着液の１０〜４０質量％である。１質量％未満では、トナーの軟化又は膨潤しないため、トナーの被記録媒体への定着強度が得られず、迅速な定着ができない虞がある。また５０質量％を超えると、相対的に水成分が減少し、カプセル化ができない場合がある。また溶剤成分が残留し、ブロッキングが発生することがある。
【００１８】
また定着液は尿素を含む。トナー樹脂を膨潤又は溶解させる溶剤が水に対して不溶な場合、水への分散を尿素により補助することができる。溶剤を安定な定着液としてトナー中に存在させることができる。また、尿素はマイクロ波に対して効率的な励起が可能な物質であるため、水だけでなく尿素の熱運動によりトナーを内部から十分に発熱することが可能となる。定着液中に尿素の含有量は、０．１〜１５質量％、さらに好ましくは１〜１０質量％である。０．１質量％よりも少ないとマイクロ波による励起加熱効果が少なく、またトナー樹脂を膨潤又は溶解させる溶剤の水への分散状態を不安定にさせる。１５質量％を超えると保水力により定着画像の吸湿性が問題となる場合がある。
【００１９】
定着液には、水、尿素、トナー樹脂を膨潤又は溶解させる溶剤の他に、トナー樹脂を膨潤又は溶解させる溶剤を水中に安定に分散させる界面活性剤、或いはトナー樹脂との濡れを促進させる界面活性剤を添加できる。界面活性剤としては公知のものを使用でき、例えば脂肪酸誘導体硫酸エステル塩、燐酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、４級アンモニウム塩、３級スルホニウム塩、脂肪族及び芳香族アミンなどの陽イオン界面活性剤、アミノ酸エステル、アミノ酸などの両性イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどのノニオン界面活性剤などが挙げられる。
【００２０】
第１のシェルは、カプセルを維持するためのもので、保管から現像、未定着状態においては簡単に破壊されず、定着時のマイクロ波加熱、外部加熱、加圧により破壊され得ることができることが好ましい。第１のシェルの厚みはコア材である定着液が上記加熱、加圧力で破壊される厚みであり、１０〜１００ｎｍが好ましいく、より好ましくは２０〜８０ｎｍである。１０ｎｍよりも薄いと現像槽内でのストレスに耐えられない。１００ｎｍを超えると定着時の加熱及び加圧により破壊されない。
第１のシェル材は、コア材に対して不溶な材料からなり、架橋構造を有する樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂では加熱により熱膨張して却って破壊されにくい。金属酸化物は、熱容量が大きく、トナーの加熱に余分なエネルギーを消費することになるため第１のシェル材としては適さない。具体的には、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコールなどの架橋樹脂が挙げられる。
第２のシェル材以降は、トナー樹脂を含んでよい。トナー樹脂は一般的トナーの結着樹脂に相当し、着色剤、および離型材等、その他の充填剤を含有していても良い。
【００２１】
上述の図１（ａ）及び（ｂ）に示すトナーａ、ｂの場合、第２のシェル材は、低温定着用に設計した低分子量ポリエステル樹脂、着色剤および離型材等からなる。また、第３のシェル材は、第２シェル材に対しての耐ブロッキング性を確保するための高ブロッキング性樹脂から構成することが好ましい。例えば第３のシェル材は、第１のシェル材より高いガラス転移点温度（Ｔｇ）の樹脂などで構成することが好ましい。尚、第２及び第３のシェル材には、トナーの帯電状態を安定にするため、帯電制御材としてサリチル酸ジルコニウム錯体を添加してもよい。またトナーの流動性向上材として疎水性コロイダルシリカ、酸化チタンなどの金属酸化物をトナーの外添剤として使用しても良い。
【００２２】
トナー樹脂としては、トナーを軟化または膨潤させる定着液により溶解または膨潤する樹脂であれば特に限定されず、例えば、ポリスチレン、スチレンの置換体の単独重合体、スチレン系重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタンなどが挙げられる。トナー樹脂としては、１種を単独で使用でき、または２種以上を併用できる。このようなトナー主樹脂の中でも、カラートナー用としては、保存性、耐久性、発色性、溶融速度などの点から、軟化点が１００〜１５０℃、ガラス点移転が５０〜８０℃の樹脂が好ましく、中でもポリエステル樹脂が特に好ましい。ポリエステルは溶解又は膨潤させる溶解性パラメーター（ＳＰ値）が適切な溶剤が容易に選択又は配合設計が可能で、軟化又は膨潤した状態で透明である。したがって、多色トナー像を定着液にて定着すると、結着樹脂であるポリエステル事態が透明化するため、滅法混色により十分な発色が得られる。
【００２３】
また、トナーに結着樹脂よりも軟化点および硬度の高い樹脂を用いても良い。樹脂と定着液に含有させる膨潤または溶解させることが可能なＳＰ値を有する溶剤の選択により定着液による定着が可能である。軟化点および硬度の高い樹脂を用いれば、現像の際の負荷による劣化が防止され、長期間にわたって画質劣化のない良好な発色が得られる。
着色剤としては、従来、電子写真方式の画像形成技術において使用されるトナー用顔料を使用できるが、定着液によるにじみを防止するため、定着液に溶解しない顔料が好ましい。顔料の具体例は、アゾ系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、キナクリドン系顔料、フタロシアニン系顔料、イソインドリノン系顔料、イソインドリン系顔料、ジオキサジン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属策体系顔料などの有機顔料、カーボンブラック、酸化チタン、モリブデンレッド、クロームエロー、チタンエロー、ベルリンブルーなどの向き顔料、アルミニウム粉、マイカ粉などの光輝材料粒子などが挙げられる。顔料は１種単独で使用することもできるが、複数を併用して使用することもできる。
【００２４】
離型材は、各種ワックスを使用できる。ワックスとしては定着液によりなんか又は膨潤するものであれば特に制限はなく、具体例としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックスなどが挙げられる。
【００２５】
トナーの体積平均粒子径は、特に制限はないが、好ましくは２〜７μｍである。小粒子径トナーを用いることにより高品位な画像を形成することが可能となる。また小粒子径となるとコア材の量が少ないため、マイクロ波加熱による昇温が速く、短時間で定着が可能となる。また、トナー粒子径が小さくなれば記録媒体の被覆率を上げることができるため、低付着量での高画質化が達成でき、ランニングコストが低下する。しかし、２μｍ以下より小さいと、トナーの流動性が極端に悪くなり、現像性不良による画質低下を引き起こす。７μｍを超えると、熱容量が大きくなるため、マイクロ波加熱したとしても昇温が遅くなる。また定着液がトナー樹脂を膨潤又は溶解するのに樹脂の塊が大きく膨潤又は溶解速度が低下し、定着速度が遅くなる。また画像のエッジ制度が悪くなるため画質低下にもなる。
トナー自体の軟化点およびガラス転移温度に制限はないが、マイクロ波及び加熱加圧定着条件との関係において最適化されるのが好ましい。
本発明のトナーの製法は、界面重合法、重合法、コアセルベーション法、気中懸濁被覆法、噴霧乾燥法、高速気流中衝撃法など公知のカプセル化法が利用できる。
【００２６】
次に、画像形成装置の本実施例の形態では、本発明の画像形成装置をカラー複合機に適用した場合であり、以下、この発明の最良の実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置を説明する。
図２は、この発明の実施形態に係る画像形成装置の基本的な構成を示す説明図である。
【００２７】
本体装置である画像形成装置１００は、読み取った原稿の画像データやネットワーク等を介して送信された画像データに基づいて用紙（被記録媒体）に対して多色および単色の画像を形成する。画像形成装置１００は、露光ユニットＥ、感光体ドラム（本発明の像担持体に相当する。）１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）、現像装置１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）、帯電ローラ１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）、クリーニングユニット１０４（１０４ａ〜１０４ｄ）、中間転写ベルト１１、一次転写ローラ１３（１３ａ〜１３ｄ）、二次転写ローラ１４、定着装置１５、用紙搬送路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、給紙カセット１６、手差し給紙トレイ１７及び排紙トレイ１８等を備えている。
画像形成装置１００は、ブラック（Ｋ）及びカラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色の各色相に対応した画像データを用いて画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて画像形成を行う。画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、同様の構成であり、例えばブラックの画像形成部Ｐａは、感光体ドラム１０１ａ、現像装置１０２ａ、帯電ローラ１０３ａ、転写ローラ１３ａ及びクリーニングユニット１０４ａ等から構成される。この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、中間転写ベルト１１の移動方向（副走査方向）に一列に配列されている。
【００２８】
帯電ローラ１０３は、感光体ドラム１０１の表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。帯電ローラ１０３に代えて、帯電ブラシを用いた接触方式の帯電器、又は、帯電ワイヤを用いた非接触方式の帯電器を用いることもできる。この発明の露光装置である露光ユニットＥは、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー４及び第１反射ミラー７及び第２反射ミラー８等を備えており、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビーム等の光ビームのそれぞれを感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに照射する。感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。
現像装置１０２は、静電潜像が形成された感光体ドラム１０１の表面にトナーを供給し、静電潜像をトナー像に現像する。現像装置１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれは、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナーを収納しており、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに形成された各色相の静電潜像をブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナー像に顕像化する。クリーニングユニット１０４は、現像・画像転写後における感光体ドラム１０１上の表面に残留したトナーを除去・回収する。
【００２９】
感光体ドラム１０１の上方に配置されている中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１１ａと従動ローラ１１ｂとの間に張架されてループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト１１の外周面は、感光体ドラム１０１ｄ、感光体ドラム１０１ｃ、感光体ドラム１０１ｂ及び感光体ドラム１０１ａにこの順に対向する。この中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに対向する位置に、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが配置されている。
中間転写ベルト１１が感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに対向する位置のそれぞれが一次転写位置である。また、中間転写ベルト１１は、厚さ１００〜１５０μｍ程度のフィルムで形成されている。
一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄには、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト１１上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）に形成された各色相のトナー像は中間転写ベルト１１の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト１１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。
但し、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、４つの感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部の感光体１０１のみにおいて静電潜像及びトナー像の形成が行われる。例えば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム１０１ａのみにおいて静電潜像の形成及びトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト１１の外周面にはブラックのトナー像のみが転写される。
【００３０】
各一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト１１に均一に高電圧を印加する。
各一次転写位置において中間転写ベルト１１の外周面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト１１の回転によって、二次転写ローラ１４との対向位置である二次転写位置に搬送される。二次転写ローラ１４は、画像形成時において、内周面が駆動ローラ１１ａの周面に接触する中間転写ベルト１１の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。給紙カセット１６又は手差し給紙トレイ１７から給紙された用紙が二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間を通過する際に、二次転写ローラ１４にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト１１の外周面から用紙の表面にトナー像が転写される。
【００３１】
なお、感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１１に付着したトナーのうち用紙上に転写されずに中間転写ベルト１１上に残存したトナーは、次工程での混色を防止するために、クリーニングユニット１２によって回収される。
トナー像が転写された用紙は、定着装置１５に導かれ、加熱ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとの間を通過して加熱及び加圧を受ける。これによって、トナー像が、用紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、排紙ローラ１８ａによって排紙トレイ１８上に排出される。
画像形成装置１００には、用紙カセット１６に収納されている用紙を二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間及び定着装置１５を経由して排紙トレイ１８に送るための略垂直方向の用紙搬送路Ｐ１が設けられている。用紙搬送路Ｐ１には、用紙カセット１６内の用紙を一枚ずつ用紙搬送路Ｐ１内に繰り出すピックアップローラ１６ａ、繰り出された用紙を上方に向けて搬送する搬送ローラｒ、搬送されてきた用紙を所定のタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導くレジストローラ１９、及び、用紙を排紙トレイ１８に排出する排紙ローラ１８ａが配置されている。
【００３２】
また、画像形成装置１００の内部には、手差し給紙トレイ１７からレジストローラ１９に至る間に、ピックアップローラ１７ａ及び搬送ローラｒを配置した用紙搬送路Ｐ２が形成されている。さらに、排紙ローラ１８ａから用紙搬送路Ｐ１におけるレジストローラ１９の上流側に至る間には、用紙搬送路Ｐ３が形成されている。
排紙ローラ１８ａは、正逆両方向に回転自在にされており、用紙の片面に画像を形成する片面画像形成時、及び、用紙の両面に画像を形成する両面画像形成における第２面画像形成時に正転方向に駆動されて用紙を排紙トレイ１８に排出する。一方、両面画像形成における第１面画像形成時には、排出ローラ１８ａは、用紙の後端が定着装置１５を通過するまで正転方向に駆動された後、用紙の後端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて用紙を用紙搬送路Ｐ３内に導く。これによって、両面画像形成時に片面のみに画像が形成された用紙は、表裏面及び前後端を反転した状態で用紙搬送路Ｐ１に導かれる。
【００３３】
レジストローラ１９は、用紙カセット１６若しくは手差し給紙トレイ１７から給紙され、又は、用紙搬送路Ｐ３を経由して搬送された用紙を、中間転写ベルト１１の回転に同期したタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導く。このため、レジストローラ１９は、感光体ドラム１０１や中間転写ベルト１１の動作開始時には回転を停止しており、中間転写ベルト１１の回転に先立って給紙又は搬送された用紙は、前端をレジストローラ１９に当接させた状態で用紙搬送路Ｐ１内における移動を停止する。この後、レジストローラ１９は、２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１とが圧接する位置で、用紙の前端部と中間転写ベルト１１上に形成されたトナー像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。
なお、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの全てにおいて画像形成が行われるフルカラー画像形成時には、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの全てに圧接させる。一方、画像形成部Ｐａのみにおいて画像形成が行われるモノクロ画像形成時には、一次転写ローラ１３ａのみを中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１ａに圧接させる。
【００３４】
本実施態様の定着ユニット（定着装置）の構成について図３ないし図６を用いて説明する。
定着装置は、記録紙（被記録媒体）の表面に形成された未定着のトナー画像を、熱および圧力により記録紙上に定着させるものである。なお、この未定着のトナー画像は、例えば、上述したトナーからなる、非磁性一成分現像剤（非磁性トナー）、非磁性二成分現像剤（非磁性トナーおよびキャリア）、磁性現像剤（磁性トナー）等の現像剤（トナー）によって形成される。
図３に示すように、定着装置３１は、マイクロ波発振機３２（発振周波数２４５０ＭＨｚ、マグネトロン）とアプリケーター３３（照射室）からなるマイクロ波照射装置３４を有しており、プロセス速度により、マイクロ波照射装置３４だけでなく、その記録紙３５搬送方向下流にベルト式定着装置３６を配置して構成される。
図３〜図６に従って説明すると、記録紙３５上に転写されたトナーａ、ｂに、マイクロ波発振機３２よりマイクロ波を照射する。このとき、トナー内の水分子及び尿素分子が励起され熱エネルギーを発生する。そして、第１のシェルが破壊、溶解し、熱定着液による溶融、膨潤により記録紙３５にトナー樹脂が定着される。マイクロ波加熱は水分子及び尿素分子を励起することによる加熱であり、トナー内部から発熱するため、トナー定着が迅速になされる。また、印刷プロセス速度が速い場合、マイクロ波加熱の熱エネルギーを補足するため、その下流のベルト式定着装置３６の加熱手段３７をオン設定して補足加熱して十分な定着することができる。
尚、上記マイクロ波が照射されるアプリケーター３３の室内に強制排気を行う排気ファン４１が設置されている。
【００３５】
ベルト式定着装置３６は、基本的な部材として定着ローラ３８と、架橋円筒部を備えた加熱手段３７と、これらの間に張架されて周回する無端状定着ベルト３９と、定着ベルト３９を挟んで定着ローラ３８に対向する加圧ローラ４０とからなる。加熱手段３７が定着ベルト３９を架橋円筒部面で加熱して、定着ベルト３９を介して定着ローラ３８と加圧ローラ４０のニップ部４９で上述の補助加熱をトナーａ、ｂに加えている。尚、印刷プロセスの速度等に負荷がかからない場合は、補助加熱を不要または弱調整する。このような組合せにより、定着装置３１全体での省エネ化が容易にできる。
図４〜図６に示すように、補助的に加熱の調整をするには、加熱手段３７に抵抗発熱体からなる面状発熱体４２を用いたベルト式定着装置３６で構成されたものが好ましい。このような構成にあっては、補助加熱を不要または適宜調整することが更に容易にできる。
【００３６】
図４に示すように、照射装置３４の下流のベルト式定着装置３６は、加熱手段架橋円筒部を具備した加熱手段３７が定着ベルト３９と接触して定着ベルト３９を加熱することができる。また、ベルト式定着装置３６は定着ベルト３９と加圧ローラ４０とで形成する定着ニップ部４９を、所定の定着速度（本実施の形態では２２０ｍｍ／ｓｅｃ）および複写速度で被記録媒体である記録紙３５が通過したとき、記録紙３５上に担持されている上述のトナー像を記録紙３５上に加圧して定着する。
定着ローラ３８は、定着ベルト３９を介して加圧ローラ４０に圧接することで定着ニップ部４９を形成すると同時に、定着ベルト３９を介して加圧ローラ４０に対向しかつ圧接し、回転自在に設けられている。定着ローラ３８は、直径が３０ｍｍで、その内側から順に芯金、弾性層が形成された２層構造からなり、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適している。なお、本実施の形態では、定着ローラ３８が定着ベルト３９を介して加圧ローラ４０に圧接するときの力は、２１６Ｎ程度である。
【００３７】
加圧ローラ４０は、図示しない駆動モーター（駆動手段）により回転軸線まわりに回転方向Ｂ方向に回転駆動することによって、定着ベルト３９を搬送する。加圧ローラ４０は、その内側から順に芯金、弾性層、離型層が形成された３層構造からなっている。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適しており、離型層には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）等のフッ素樹脂が適している。また、加圧ローラ４０の内部には、加圧ローラ４０を加熱するヒーターランプ５２が配置されている。制御回路（不図示）が電源回路（不図示）からヒーターランプ５２に電力を供給（通電）させることによって、ヒーターランプ５２が発光し、ヒーターランプ５２から赤外線が放射される。これによって、加圧ローラ４０の内周面が赤外線を吸収して加熱され、加圧ローラ４０全体が加熱される。
【００３８】
定着ベルト３９は、加熱手段３７の架橋円筒部に設けた面状発熱体４２によって所定の温度に加熱され、定着ニップ部４９を通過する未定着トナーａ、ｂの像及び記録紙３５を加熱する。定着ベルト３９は、直径５０ｍｍの無端状のベルトで、加熱手段３７と定着ローラ３８によって懸架され、定着ローラ３８に所定の角度で巻きかかっている。定着ベルト３９は、定着ローラ３８の回転時には、定着ローラ３８に従動して回転方向Ａ方向に回転するようになっている。定着ベルト３９は、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基材の表面に、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、さらにそ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）が形成された３層構造となっている。また、基材の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、加熱部材との摺動負荷を低減することができる。
図４〜図６に示すように、ベルト式定着装置３６には加熱手段３７に面状発熱体４２が使用され、定着ローラ３９と加熱手段３７は、一定の距離離間し、ほぼ軸方向を平行に揃えて配置される。定着ローラ３８と加熱手段３７との間に張架される定着ベルト３９が周回するとき、蛇行防止カラー５０で蛇行が防止され、定着ベルト３９を安全に周回させる。
【００３９】
加熱手段３７は、基材胴部５４とその両端のジャーナル部５５とからなる中空のロールからなり、胴部５４は下半分が切断された切り欠き部を有する略半円弧状の架橋部材を有する。胴部５４は、定着ベルト３９と接触する摺接部分であり、半円弧状の内側表面には面状発熱体４２が、その長手方向が胴部５４の軸方向に対応するように内面に固着配置される。胴部５４は面状発熱体４２で発生する熱を定着ベルト３９に伝達するための部分である。そのため、基材胴部５４は、高い熱伝導性を有する材料から形成する必要がある。胴部５４を構成する材料としては、アルミニウムなどの金属を挙げることができる。
また、定着ベルト３９と胴部５４には、定着ベルト３９との間の摩擦力が低減可能なトップコート層が形成されるのが好ましい。トップコート層を構成する材料としては、ＰＴＦＥ樹脂とＰＦＡ樹脂との少なくともいずれか１つの材料を挙げることができる。加熱部材３７と定着ベルト３９との間の摩擦力を低減することができ、定着ベルト３９が摩耗するのを防止して定着ベルト３９の高い耐久性を確保することができる。また、定着ベルト３９を駆動する定着ローラ３８および加圧ローラ４０への負荷も低減することができ各ローラの耐久性も確保し、低電力で駆動することが可能となる。
【００４０】
図６は、加熱手段３７に設けられる面状発熱体４２の抵抗発熱体４３によるパターン形成を示す図である。面状発熱体４２は、抵抗発熱体４３と絶縁層４４とを含んで構成され、抵抗発熱体４３に電圧が印加されて通電することによって正の抵抗温度特性を有して発熱する。絶縁層４４は、アルミナなどのセラミックス材料、マイカシート、及びポリイミド樹脂などの耐熱性ポリマー材料などによって形成される層であり、抵抗発熱体４３が形成される面状発熱体４２の基層となる。抵抗発熱体４３は、全体として一定の形状の面を構成して発熱パターンを形成して、絶縁層４４の厚み方向一表面に形成されている。この抵抗発熱体４３が形成する発熱パターンが、面状発熱体４２における発熱領域となる。発熱パターンは、ほぼ九十九折りの線状発熱部４６と給電端子部４５からなり、給電端子部４５を介して制御装置４７及び電源４８に結線している。複数の線状発熱部４６部は、絶縁層の長手方向（面状発熱体の長手方向）と略直交する方向に延びて、それぞれ略平行な状態で絶縁層の一表面に形成されている。線状発熱部４６は、体積抵抗率が１０７．３×１０−８Ωｃｍ程度のニッケルクロムを主成分とした材料、又は体積低効率７３．７×１０−８Ωｃｍ程度のステンレス材料などからなる。給電端子部４５を構成する材料としては、上記の材料を使用する場合は幅を大きくし、抵抗を小さくすることで発熱を抑制するように設置する必要がある。
【００４１】
本実施の形態では、抵抗発熱体４３は、給電端子部４５にＡＣ１００Ｖの電圧が印加されることで、１０００Ｗ程度の熱エネルギーが発生するようになっている。
また、絶縁層４４表面に形成される抵抗発熱体４３において隣接する複数の線状発熱部同士の間隔は、面状発熱体４２の長手方向両端部の所定領域内で、中央部から両端部側に向かうにつれて、小さくなるように設定されるのが好ましい。このとき、前記所定領域内に形成される複数の線状発熱部４６同士の間隔は、それぞれ１つずつ変化させてもよいし、同じでもよい。加熱手段としてこのような面状発熱体４２を使用した場合、定着ベルト３９の表面温度は、伝熱される熱と放熱される熱とのバランスで決まる。定着ベルト３９の両側端部からの放熱量は多くなる傾向がでるため、面状発熱体４２の両端部の温度は中央部よりも低くなり、長手方向全域（定着ベルトの幅方向）にわたって均一な温度分布できない。そこで、前述したように、通電によって発熱する抵抗発熱体４３の線状発熱部同士の間隔を、面状発熱体４２の長手方向両端部の所定領域内で、中央部から両端部側に向かうにつれて小さくなるように設定する。これにより、所定領域内における電力密度が上る。そのため、面状発熱体４２の所定領域に対応する両端部からの放熱損失を抑制して、面状発熱体４２の長手方向における温度分布の均一化を可能している。
なお、前記所定領域の範囲は、たとえば、定着装置に通紙される記録紙の幅などを考慮して設定すればよい。具体的には、定着ベルト３９に対向して配置される面状発熱体４２の前記所定領域が、記録紙の搬送方向両側端部よりも外側に配置されることがないように、前記所定領域の範囲を設定する。これによって、定着装置に通紙される記録紙は、記録紙の搬送方向両側端部で発熱量が大きい状態の定着ベルトと接触することになる。そのため、記録紙は、搬送方向両側端部での放熱損失が抑制された状態で両側端部と中央部とで温度差がなく、全領域にわたって温度分布の均一化が図られた状態で通紙される。
【００４２】
本実施の形態では、前記所定領域の範囲は、面状発熱体４２の長手方向両端部において最も外側に配置される２本の線状発熱部４６を含んだ範囲に設定される。そして、所定領域内の２本の線状発熱部４６同士の間隔が６．４ｍｍに設定され、その他の線状発熱部４６同士の間隔が７．５ｍｍに設定されている。
また、面状発熱体４２においては、絶縁層４４上に形成される抵抗発熱体４３を覆うように、低摩擦抵抗率の材料からなるコート層を形成してもよい。
尚、面状発熱体４２を上述した基材胴部５４を介することなく、直接定着ベルト３９と接触するように配置した場合、面状発熱体４２の表面にコート層を設けることにより、面状発熱体４２と定着ベルト３９との間の摩擦力を低減することができ、定着ベルト３９が摩耗するのを防止して定着ベルト３９の高い耐久性を確保することができる。コート層を構成する材料としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂と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）樹脂との少なくともいずれか１つの材料を挙げることができる。
また、面状発熱体４２における、線状発熱部４６および給電端子部４５を有する抵抗発熱体４３を絶縁層４４上に形成する方法は、この分野で常用される方法を適用することができ、たとえば、塗装、溶射、印刷、接着などの方法を挙げることができる。また、面状発熱体４２において抵抗発熱体４３の線状発熱部４６の延在方向は、面状発熱体４２の長手方向に対して所定の角度θだけ傾斜していることが好ましく、これによって面状発熱体表面における温度分布が均一なものとなる。
【００４３】
このような加熱手段３７は、通電によって面状発熱体４２の抵抗発熱体が局所的に剥離することや破壊することはなく、局所的に過度の発熱が発生するのを防止する。したがって、加熱手段３７は、長期に亘り信頼性と安全性を確保したものとなり、加熱手段３７の寿命を長く維持することができる。
加熱手段３７のジャーナル部５５は、胴部５４の両端部に形成される部分であり、加熱手段３７自身が定着ベルト３９との摩擦力で回転しないように、定着装置等のサイドフレーム５６に固定されている。このように、加熱手段３７自身は回転しないように構成されているので、面状発熱体４２が発熱するときに面状発熱体４２に高電流が供給されても、安全性を充分確保することができる。
【００４４】
さらに、ジャーナル部５５には、定着ベルト３９が回転摺動するときに、上述したように蛇行するのを防止する蛇行防止用カラー５０が定着ベルト３９の端部に接触するように形成されている。なお、蛇行防止用カラー５０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３７と独立で回転できる構成のものであればよい。このように、蛇行防止用カラー５０が独自に回転自在であれば、定着ベルト３９が蛇行防止用カラー５０に当接しても負荷がかかることなく摺動せず、定着ベルト３９がわれてしまうのを防止して、定着ベルト３９の耐久性を高く維持することができる。
尚、ベルト式定着装置３６において、面状発熱体４２は、定着ローラ３８の軸方向に平行に延びて、胴部５４の半円弧状内側表面に沿うように形成される。このとき、面状発熱体４２が有する絶縁層４４が、胴部５４と接触する側となるように形成されるのが好ましい。これによって、面状発熱体４２が有する抵抗発熱体４３と基材胴部５４との間の絶縁を確保することができ、より安全な加熱部材３７とすることができる。
【００４５】
また、ベルト式定着装置３６においては、温度検知手段として、定着ベルト３９の周面には発熱体側サーミスタ５７、加圧ローラ４０の周面には加圧ローラ側サーミスタ５８が配設されており、それぞれの表面温度を検出するようになっている。そして、各サーミスタ５７、５８によって検出された温度データに基づいて、温度制御手段としての制御回路（不図示）が、定着ベルト３９、加圧ローラ４０の表面温度を所定の温度にするように、面状発熱体４２およびヒーターランプ５２への給電電力（通電）を制御する。
【００４６】
以上のように構成される定着装置３１は、水、尿素、およびトナー樹脂を溶解または膨潤させる溶剤をコア材に含有し、コア材に対して不溶な材料からなるシェル、及び該シェルの外側にトナー樹脂からなるシェルから構成されるトナーに、マイクロ波を照射することにより、トナーの保存安定性を確保しながら、水分子及び尿素分子を励起することによりトナー内部から効率的加熱するとともに定着液により低温で定着させるとことが可能となり、省エネかつ高速での定着性を確保することが可能となる。
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４７】
（実施例１）
実施例１において使用した定着装置は、マイクロ波加熱装置（発振周波数：2450ＭＨＺ、マグネトロン）と加圧手段のみとを含む定着装置である。この定着装置を複写機（商品名：ＭＸ−４５００Ｎ、シャープ株式会社製）に搭載した。
画像形成装置の現像槽に収容されるトナーは、体積平均粒子径６μｍ、次のコア材および第１及び第２シェル材と外添剤とからなる。
コア材：水（１４重量％）、フタル酸ジメチル（６重量％）、エチルアルコール（２０重量％）。
第１シェル：ポリウレタン（５重量%）。
第２シェル：ポリエステル樹脂（４９．２重量％）、有機顔料（キナクリドン）（２．８重量％）、ワックス（２．５重量％）、帯電制御剤（０．５重量％）、外添剤（０．１重量％）とした。
画像形成装置はマイクロ波加熱部の加熱によりトナーを定着することができた。
【００４８】
（実施例２）
実施例２において使用した定着装置は、前述したマイクロ波加熱装置と面状発熱ベルト定着装置を併用したものである。この定着装置を複写機（商品名：ＭＸ−７０００Ｎ、シャープ株式会社製）に搭載した。実施例２における詳細条件は、以下のようにした。トナーは実施例１と同様なものを使用した。
＜定着ローラ＞
直径が３０ｍｍで、芯金が直径１５ｍｍのステンレス鋼、弾性層が厚さ３ｍｍのシリコンスポンジゴムであるものを使用した。
＜加圧ローラ＞
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＞
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ＰＴＦＥコートが形成されたベルトを使用した。
＜蛇行防止用カラー＞
内径２０ｍｍ、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。
＜加熱手段＞
基材：胴部の直径が２８ｍｍ、ジャーナル部の直径が２０ｍｍであり、肉厚１ｍｍのアルミ製パイプ、ベルト摺動部は半分をカットした円弧状とした。
面状発熱体：実施例２において使用した面状発熱体は、前述した面状発熱体である。面状発熱体において、定着ローラの軸線方向に対応して延びる方向である長手方向の長さは３３０ｍｍとし、基材胴部の円弧状内側表面に、プラズマ溶射にて、アルミナからなる絶縁層を形成し、面状発熱体の発熱パターンに従いマスキング材を貼付け、それらの表面に抵抗発熱体としてニッケルクロムを主成分とした材料（体積抵抗率：１０７．３×１０−８Ωｃｍ）を用いて線状発熱部を、さらに銅（体積抵抗率：１．５５×１０−８Ωｃｍ）を用いて接続部を、プラズマ溶射してパターンを形成した後、マスキング材を除去し、それらの表面にＰＴＦＥ層を２０μｍの厚みでコーティングし、給電端子部にリード線を接続した。このとき、加熱手段の全発熱体の電気抵抗は、２５℃で１０．１０Ωであった。
なお、抵抗発熱体は、その幅は６．６ｍｍであり、隣接する線状発熱部同士の間隔および線状発熱部の傾斜角θは、発熱領域の電力量、印加電圧および使用する抵抗発熱体の体積抵抗率から設置する線状発熱部の幅、長さおよび膜厚を試算し、画像領域の定着ベルトの表面温度分布を放射温度計で実測するとともに定着画像の定着性を確認することにより調整して決定した。なお、線状発熱部の傾斜角θは７０°であった。
＜サーミスタ＞
発熱体側サーミスタとして非接触赤外線方式のセンサを軸方向中央部に１台設置し、加圧ローラ側サーミスタとして接触式サーミスタを使用した。
＜制御手段＞
発熱体側サーミスタによって検出された温度と、各抵抗発熱体に対する算出電力値とから、分割された発熱領域に対する給電を制御するようにした。また、加圧ローラ側サーミスタによって検出された温度に基づいて、加圧ローラのヒータランプに対する給電を制御するようにした。
＜定着条件＞
定着ニップ部長さ：７ｍｍ（定着ニップ部の記録紙搬送方向の長さ）
定着速度：３５０ｍｍ／ｓｅｃ
加熱ニップ部長さ：４４ｍｍ（定着ベルトと加熱部材との記録紙搬送方向の接触長さ）
加熱ニップ部幅：３３０ｍｍ（定着ローラの軸線方向に対応する長さ）
加熱部材に１００Ｖ電源および制御手段を接続し、放射温度計を用いて測定した表面温度が２００℃まで昇温したときの面状発熱体の各抵抗発熱体の電気抵抗値を測定したところ、全体の電気抵抗値が１０．１４Ωであり、中央部が１６．９０Ω、両端部が５０．７Ωであった。
【００４９】
マイクロ波加熱装置から２４５０ＭＨｚの周波数を照射し、その下流部において面状発熱体全体通電した場合、連続通紙での画像濃度むらはほとんどなく、高品質の画像が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明のトナー及び画像形成装置は、トナーが効率良く照射エネルギーを取り込み、短時間での昇温定着ができ、それを用いた画像形成装置は省エネ化した実用性のある産業上の利用可能性の高いものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は、本実施の形態を示すトナーの断面図である。
【図２】図２はカラー複合機の基本的な概略構成図である。
【図３】図３は、本実施の形態の画像形成装置の定着装置の構成を示す断面図である。
【図４】図４は、図３の定着装置のベルト式定着装置部分の詳細断面図である。
【図５】図５は、ベルト式定着装置の加熱手段部分の概略説明図である。
【図６】図６は加熱手段に使用される面状発熱体の発熱パターン部品の展開図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  ・・・コア材
２  ・・・第１シェル
３  ・・・カプセル
４  ・・・第２シェル
３１・・・定着装置
３２・・・マイクロ波の照射装置
３５・・・ベルト式定着装置
【図１】
2010026386.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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