(57)【要約】  定着ベルト（８０）などの定着部材と、定着部材を加熱するハロゲンヒータ（８２ａ，８２ｂ）などの加熱手段とを備え、搬送されてくる記録シートなどの記録材上の未定着トナーを加熱することで、未定着トナーを記録材上に定着させる定着装置（１５０）であって、シート状のフッ酸吸収剤（９５）を定着部材や加熱手段を収納する筐体（１５０ａ）の上面に貼付した。
2016203826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段とを備え、搬送されてくる記録材上の未定着トナーを加熱することで、前記未定着トナーを前記記録材上に定着させる定着装置であって、
フッ酸吸収剤を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記フッ酸吸収剤が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、マグネシウム、アルミニウムまたはケイ素の水酸化物塩、炭酸塩、リン酸塩、アルミン塩、硝酸塩、酸化物、または、リチウム、カルシウム、アルミニウムの金属石鹸あるいはそれらのコンプレックス石鹸であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記フッ酸吸収剤が、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム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４】
前記フッ酸吸収剤を、前記定着部材および前記加熱手段を収納する筐体に設けたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
前記定着部材は回転可能に設けられた無端状のベルト部材であり、
前記定着部材の外周面と接触する接触部材と、
前記ベルト部材の内周側に配置され該ベルト部材を介して前記接触部材と当接しニップ部を形成するニップ形成部材と、
を備え、
前記ニップ部に前記記録材を通過させて前記記録材上の未定着トナーを加熱することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項６】
前記ベルト部材の内周面と前記ニップ形成部材との間に潤滑剤を介在させており、
前記潤滑剤に、前記フッ酸吸収剤を含有させたことを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記ベルト部材の内周面と前記ニップ形成部材との間に潤滑剤を介在させており、
前記潤滑剤が、フッ素オイルまたはフッ素グリースであることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項８】
像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像を前記像担持体上から記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写されたトナー像を該記録材に定着させる定着手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記定着手段として、請求項１に記載の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記定着手段雰囲気の空気を装置外へ排出する排気機構を有しており、
前記排気機構は、前記フッ酸吸収剤を含有するフィルターを備え、前記フィルターを通して装置内の空気を排気することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像を前記像担持体上から記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写されたトナー像を該記録材に定着させる定着手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記定着手段雰囲気の空気を装置外へ排出する排気機構を有しており、
前記排気機構は、フッ酸吸収剤を含有するフィルターを備え、前記フィルターを通して装置内の空気を排気することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
前記フッ酸吸収剤が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、マグネシウム、アルミニウムまたはケイ素の水酸化物塩、炭酸塩、リン酸塩、アルミン塩、硝酸塩、酸化物、または、リチウム、カルシウム、アルミニウムの金属石鹸あるいはそれらのコンプレックス石鹸であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記フッ酸吸収剤が、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項１１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、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ウォームアップ時間が短く、消費電力の少ない定着装置として、定着ベルトを挟んだ状態で加圧ローラに定着パッドを圧接させ定着ニップを形成するベルト定着装置を備えた画像形成装置が知られている。【０００３】
特許文献１には、定着パッドと定着ベルトとの低摩耗化を図るために、潤滑剤としてシリコーンオイルよりも耐熱安定性が高いフッ素オイルを定着パッドに含有するベルト定着装置が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ごく稀に制御部の誤作動により、定着装置の加熱手段への通電制御が制御不能となり、異常加熱される所謂熱暴走が生じることがある。かかる熱暴走が生じた場合、加熱手段の通電回路に組み込まれた温度ヒューズやサーモスイッチ等の安全装置により、機械的に加熱手段への通電を強制的に遮断して画像形成装置が過剰に高温になることを防いでいる。【０００５】
しかしながら、短時間で規定の温度にまで昇温するように構成した上述のベルト定着装置においては、安全装置により加熱手段への通電が強制的に遮断されるまでの間に、定着ベルトや定着パッドが、瞬間的に４００℃以上の高温となる。特許文献１に記載のベルト定着装置のように、潤滑剤としてフッ素オイルが用いられるなど、定着装置にフッ素化合物が使用されている場合、４００℃以上の高温となると、フッ素化合物の分解が始まり、フッ素化合物からフッ素ガスが発生する。そして、この発生したフッ素ガスが雰囲気中の水分と反応として、有害物質のフッ酸が発生し、機外に漏れ出すおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段とを備え、搬送されてくる記録材上の未定着トナーを加熱することで、前記未定着トナーを前記記録材上に定着させる定着装置であって、フッ酸吸収剤を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、フッ酸が機外に漏れ出すのを抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る画像形成装置の全体の一構成例を示す概略構成図である。
【図２】図２は、定着装置の一構成例を示す概略構成図である。
【図３】図３は、定着装置の他の例を示す概略構成図である。
【図４】図４は、図３に示した定着装置のニップ形成部材本体を示す斜視図である。
【図５】図５は、第一ハロゲンヒータと第二ハロゲンヒータと端部ヒータとを示す図である。
【図６】図６は、ニップ形成部材本体と端部ヒータの上に覆い部材を設けた例を示すニップ形成部材本体を示す斜視図である。
【図７】図７は、第一,第二ハロゲンヒータと端部ヒータとの電気接続を示す図である。
【図８】図８は、フッ酸吸収剤の配置の一例を示す図である。
【図９】図９は、フッ酸吸収剤の配置の他の例を示す分解斜視図である。
【図１０】図１０は、フッ酸吸収剤の配置のさらに他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る画像形成装置の一実施形態について説明する。なお、本実施形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り、同一符号を付すことにより一度説明した後では、その説明を省略する。
【００１０】
まず、実施形態に係る画像形成装置の基本的な構成について説明する。
図１は、実施形態に係る画像形成装置１００の全体の一構成例を示す概略構成図である。
図１に示される画像形成装置１００は、タンデム方式のカラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央部に、複数の色画像を形成する作像部（図示の例では４つの作像部）からなる画像ステーションが設けられている。複数の作像部は、無端ベルト状の中間転写体としての中間転写ベルト（以下「転写ベルト」という。）１１の展張方向に沿って並置されている。そして、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）という互いに異なる色の現像剤を用いる点の他は同様の構成となっている。
【００１１】
画像形成装置内においては、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックにそれぞれ対応する複数の潜像担持体としてのドラム状の感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋが並設されている。感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋの表面上に形成されたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋトナー像は、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに対峙しながら図中矢印Ａ１方向に無端移動する転写ベルト１１に重ね合わせて一次転写される。その後、転写ベルト１１に重畳転写されたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋトナー像は、記録シートＰに対する二次転写工程によって記録シートＰに一括転写される。
【００１２】
感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋの周囲には、感光体の回転に伴って画像形成処理を実行するための各種装置が配置されている。ブラックの画像形成を行う感光体２０Ｂｋを例にして説明すると、その周囲には、次のような各種装置が配設されている。即ち、帯電装置３０Ｂｋ、現像装置４０Ｂｋ、一次転写手段としての一次転写ローラ１２Ｂｋ、およびクリーニング装置５０Ｂｋなどである。帯電後の感光体２０Ｂｋに対して行われる静電潜像の書き込みには、感光体２０Ｂｋの表面を露光する露光手段としての光書込装置８が用いられる。
【００１３】
光書込装置８は、光源としての半導体レーザー、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラー、光偏向手段としての回転多面鏡（ポリゴンミラー）などを備えている。光書込装置８は、画像データに基づいて、各感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋの表面へ書き込み光（レーザー光）Ｌｂを照射し、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに静電潜像を形成するように構成されている。
【００１４】
転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１が図中Ａ１方向に移動する過程において、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに形成されたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋトナー像が転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるように実行される。具体的には、転写ベルト１１を挟んで感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに対向して配設された複数の一次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋそれぞれに一次転写バイアスが印加される。この状態の一次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋにより、各感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに形成されたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋトナー像が、転写ベルト１１のＡ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして重畳転写される。
【００１５】
複数の一次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋはそれぞれ対応する感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋとの間で転写ベルト１１を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋには、電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）からなる一次転写バイアスが一次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋに印加されるようになっている。
【００１６】
感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋは、図中Ａ１方向の上流側からこの順で並んでいる。感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像をそれぞれ形成する前記複数の作像部に設けられている。
【００１７】
画像形成装置は、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋの上方に配設された転写ベルトユニット（転写装置）１０、二次転写手段としての二次転写ローラ５、転写ベルトクリーニング装置１３、複数の作像部の下方に配設された光書込装置８なども備えている。
【００１８】
転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１及び複数の一次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋのほか、転写ベルト１１が掛け回されている駆動ローラ７２や従動ローラ７３等の複数のベルト支持部材を備えている。駆動ローラ７２が回転駆動されることにより、転写ベルト１１は図中矢印Ａ１で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。駆動ローラ７２は、転写ベルト１１を介して二次転写ローラ５に対向する二次転写バックアップローラとしても機能する。従動ローラ７３は、転写ベルト１１を介してクリーニング装置１３に対向するクリーニングバックアップローラとしても機能する。また、従動ローラ７３は、転写ベルト１１に対する張力付勢手段としての機能も備えているため、従動ローラ７３には、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。これらの転写ベルトユニット１０と一次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋと二次転写ローラ５と転写ベルトクリーニング装置１３とを有するように、転写装置７１が構成されている。
【００１９】
二次転写ローラ５は、転写ベルト１１に対向して配設され、転写ベルト１１に従動して連れ回りする。また、二次転写ローラ５は、二次転写バックアップローラとしても機能する駆動ローラ７２との間で転写ベルト１１を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋと同様に、二次転写ローラ５にも電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）からなる二次転写バイアスが二次転写ローラ５に印加されるようになっている。
【００２０】
転写ベルトクリーニング装置１３は、転写ベルト１１を介して従動ローラ７３に対向するように配設され、転写ベルト１１の表面をクリーニングする。図示の例では、ベルトクリーニング装置３５は、転写ベルト１１に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有する。また、ベルトクリーニング装置３５から伸びた廃トナー移送ホースは、廃トナー収容器の入り口部に接続されている。
【００２１】
画像形成装置１００には、記録シートＰを収容するシート収容手段としての給紙カセット（記録シート給送装置）６１と、レジストローラ対４と、記録シート先端センサーとが設けられている。給紙カセット６１は、画像形成装置の本体下部に配設され、最上位の記録シートＰの上面に当接する給送ローラ３を有し、給送ローラ３が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の記録シートＰをレジストローラ対４に向けて給送する。
【００２２】
プリンタ本体内には、記録シートＰを給紙カセット６１から二次転写ニップを経て装置外へ排出するための記録シート搬送路Ｒが配設されている。この記録シート搬送路Ｒの二次転写ローラ５の位置よりも記録シート搬送方向上流側に、二次転写ニップへ記録シートＰを繰り出すように搬送するレジストローラ対４が配設されている。レジストローラ対４は、給紙カセット６１から搬送されてきた記録シートＰを、複数の作像部からなる画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、二次転写ローラ５と転写ベルト１１との間の二次転写ニップに向けて繰り出す。記録シート先端センサーは、記録シートＰの先端がレジストローラ対４に到達したことを検知する。
【００２３】
記録材たる記録シートとしては、普通紙、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシートなどを用いることが可能である。給紙カセットなどの給紙カセット６１のほかに、手差しで記録シートを供給できるように手差し給紙機構を設けてもよい。
【００２４】
画像形成装置は、トナー像が転写された記録シートＰにトナー像を定着させるための定着装置１５０と、排紙ローラ７と、排紙トレイ１７と、複数のトナー容器としてのトナーボトル９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋとを備えている。排紙ローラ７は、定着済みの記録シートＰを画像形成装置の本体外部に排出する。排紙トレイ１７は、画像形成装置の本体上部に配設され、排紙ローラ７により画像形成装置の本体外部に排出された記録シートＰを積載する。
【００２５】
複数のトナーボトル９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋはそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを収容し、プリンタ本体の上部であって排紙トレイ１７の下側に設けられた複数のボトル収容部それぞれに着脱可能に装着されている。トナーボトル９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋと現像装置４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｂｋとの間には、補給路が設けられている。この補給路を介してトナーボトル９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋから現像装置４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｂｋへトナーが補給される。
【００２６】
転写装置７１に装備されているクリーニング装置１３は、転写ベルト１１に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードなどを有している。このクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより、転写ベルト１１上の残留トナー等の異物が掻き取り除去されて転写ベルト１１がクリーニングされる。クリーニング装置１３は、転写ベルト１１から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための排出手段を有している。
【００２７】
画像形成装置において作像動作が開始されると、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋが駆動装置によって図中時計回り方向に回転駆動される。そして、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋの表面が帯電装置３０Ｙ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｂｋによって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋの表面には、光書込装置８からレーザー光がそれぞれ照射されて、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋの表面に静電潜像が形成される。このとき、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋ上に形成された静電潜像に、現像装置４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｂｋによってトナーが供給されることにより、静電潜像がトナー像として顕像化（可視像化）される。
【００２８】
作像動作が開始されると、駆動ローラ７２が図１の反時計回り方向に回転駆動し、転写ベルト１１を図中矢印Ａ１の方向に無端移動させる。そして、一次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋに、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧制御又は定電流制御された一次転写バイアスが印加される。これにより、一次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋと感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋとの間の一次転写ニップにおいて所定の一次転写電界が形成される。
【００２９】
その後、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋの回転に伴い、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋトナー像がＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ用の一次転写ニップに達する。そして、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ用の一次転写ニップに形成された一次転写電界によって、感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋトナー像が転写ベルト１１上に順次重ね合わせて一次転写される。これにより、転写ベルト１１の表面に４色重ね合わせのトナー像が担持される。転写ベルト１１に転写しきれなかった感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋ上の転写残トナーは、クリーニング装置５０Ｙ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｂｋによって除去される。その後、除電装置によって感光体２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋの表面が除電され、表面電位が初期化される。
【００３０】
画像形成装置の下部では、給送ローラ３が回転駆動を開始し、給紙カセット６１から記録シートＰが搬送路に送り出される。搬送路に送り出された記録シートＰは、レジストローラ対４によってタイミングをはかられて、二次転写ローラ５と駆動ローラ７２との間の二次転写ニップに送られる。このとき、二次転写ローラ５には、転写ベルト１１上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに所定の二次転写電界が形成されている。
【００３１】
その後、転写ベルト１１の無端移動に伴って、転写ベルト１１上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、二次転写ニップに形成された転写電界によって、転写ベルト１１上の４色重ね合わせトナー像が記録シートＰ上に一括して転写される。また、このとき記録シートＰに転写しきれなかった転写ベルト１１上の転写残トナーは、転写ベルトクリーニング装置１３によって除去され、除去されたトナーは廃トナー収容器へと搬送され回収される。
【００３２】
その後、記録シートＰは定着装置１５０へと搬送され、定着装置１５０によって記録シートＰ上のトナー画像が記録シートＰに定着される。そして、記録シートＰは、排紙ローラ７によって装置外へ排出され、排紙トレイ１７上にストックされる。
【００３３】
なお、以上の説明は、記録シートＰ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの作像部の何れか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００３４】
定着装置により記録シートが加熱されるときに記録シートの水分が蒸発し、定着雰囲気の絶対湿度が非常に高くなり、結露が発生しやすくなる。そのため、画像形成装置１００の奥側側板の定着装置１５０の近傍には、定着装置１５０周辺の雰囲気の空気を装置外へ排出する排気機構たる排気ファン１０１が設けられている。これにより、絶対湿度の高い定着装置１５０の周辺の空気を排気ファン１０１により機外へ排気することができ、結露の発生を抑制することができる。
【００３５】
図２は、定着装置１５０の一構成例を示す概略構成図である。
定着装置１５０は、回転駆動する接触部材である加圧ローラ８４と、定着部材である定着ベルト８０とが設けられている。定着ベルト８０内には、後述するニップ形成部材８６、ステー部材９０、加熱手段としての第一ハロゲンヒータ８２ａ、第二ハロゲンヒータ８２ｂなどが設けられている。この定着装置１５０では、回転駆動される加圧ローラ８４に、ニップ形成部材８６により定着ベルト８０を圧接してニップ部Ｎを形成し、定着ベルト８０と加圧ローラ８４と形成されるニップ部Ｎで記録シートを挾持搬送する。そして、第一ハロゲンヒータ８２ａ、第二ハロゲンヒータ８２ｂにより加熱された定着ベルト８０の表面から記録シート上のトナーに熱を加えて、熱と圧の作用により記録シート上のトナーを定着する。
【００３６】
加圧ローラ８４は、中空の金属ローラの表面にシリコーンゴムからなる弾性層を設けたものである。さらに、離型性を得るために表面に層厚が５〜５０μｍの離型層（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ層）が設けてある。加圧ローラ８４は、画像形成装置に設けられたモータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ８４はスプリングなどにより定着ベルト８０側に押し付けられており、加圧ローラ８４と定着ベルト８０とが圧接して弾性層が押しつぶされて変形することにより、所定のニップ幅を形成する。加圧ローラ８４は中実のローラであっても良いが、中空のほうが熱容量が少なくて良い。弾性層はソリッドゴムでもよいが、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムを用いた場合、断熱性が高まり定着ベルト８０の熱が奪われにくくなるので、より望ましい。また、熱容量を少なくする観点から、加圧ローラ８４はなるべく小径化するのが好ましい。さらに、加圧ローラ８４にハロゲンヒータなどの加熱源を有していてもよい。
【００３７】
定着ベルト８０は、可撓性を有する無端状のベルト部材である。ベルト基材としては、層厚が３０〜５０μｍのニッケルやＳＵＳなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端ベルト（もしくはフィルム）を用いる。定着ベルト８０の表層はＰＦＡまたはＰＴＦＥからなる離型層を有し、トナーが付着しないように離型性をもたせている。ベルト基材と離型層との間には、シリコーンゴムなどの弾性層を設けても良い。弾性層がない場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押しつぶして定着するときにベルト表面の微妙な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の跡が残るという不具合が生じる。これを改善するにはシリコーンゴム等の弾性層を１００μｍ以上設けることが好ましい。弾性層の変形により、微妙な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。
【００３８】
定着ベルト８０は、駆動源により回転駆動される加圧ローラ８４によりニップ部で駆動力が伝達され、加圧ローラ８４に連れまわり回転する。ニップ部以外では、定着ベルト８０を両端から保持するフランジ１０４にガイドされており、断面形状は安定的に円形状を維持して回転する。
【００３９】
ニップ形成部材８６は、加圧ローラ８４に対向して定着ベルト８０の内側に配置されたニップ形成部材本体８８と、ニップ形成部材本体８８を加圧ローラ８４からの加圧力に対抗して保持するステー部材９０とから構成されている。
【００４０】
ニップ形成部材本体８８は、定着ベルト８０の内周面と直接、もしくは、摺動シートを介して間接的に摺動する。さらに、定着ベルト８０の内周面にフッ素グリースやフッ素オイルなどの潤滑剤を塗布することで、摺動トルクを低減する。これにより、定着ベルト８０が安定して加圧ローラ８４に連れまわるようになる。また、潤滑剤として、フッ素グリースやフッ素オイルを用いることで、潤滑剤としてシリコーンオイルを用いた場合に比べて、耐熱安定性が高く、長期にわたり良好な潤滑性を維持することができる。
【００４１】
図２では、ニップ形成部材本体８８により形成されるニップ部Ｎが平坦形状であるが、加圧ローラ側見て凹形状やその他の形状であってもよい。凹形状の場合は、用紙先端の排出方向が加圧ローラ８４よりになり、分離性が向上し、ジャムの発生が抑制される。
【００４２】
ステー部材９０は、加圧ローラ８４により加圧されたニップ形成部材本体８８を支持するために、十分な撓み強度を備えている。また、材質としてはステンレスや鉄といった金属材料や、セラミックスなどの金属酸化物を用いる。ステー部材９０は、軸方向両端部を定着装置１５０の側板に固定されて位置決めされている。また、定着ベルト８０の代わりに定着ローラを用いることができる。その場合は、ニップ形成部材８６、ステー部材９０は不要である。
【００４３】
加熱手段としての第一ハロゲンヒータ８２ａと第二ハロゲンヒータ８２ｂとは、ステー部材９０によってニップ部側を含む三面が囲まれ、他の一面で定着ベルト８０と対向するよう配置されている。第一ハロゲンヒータ８２ａと第二ハロゲンヒータ８２ｂとは、制御部２００（図７参照）により出力（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御され、輻射熱により対向する定着ベルト８０を加熱する。加熱された定着ベルト８０は、回転によりニップ部Ｎに移動して記録紙上のトナーに熱を与える。第一ハロゲンヒータ８２ａは、中央部の配光分布が密なハロゲンヒータであり、第二ハロゲンヒータ８２ｂは、端部の配光分布が密なハロゲンヒータである（図５参照）。
【００４４】
また、図２に示すように、ステー部材９０の内周面に反射部材９４を設けてもよい。反射部材９４は、金属材料の表面を鏡面状に研磨して用いる。反射部材９４は、第一ハロゲンヒータ８２ａと第二ハロゲンヒータ８２ｂとから放出される輻射熱を反射することでステー部材９０に流入する熱量を減らし、定着ベルト８０に対する加熱効率を向上させる。また、反射部材９４を備える代わりに、ステー部材９０の表面に鏡面処理を行っても同様の効果を得ることができる。また、ステー部材９０の表面に断熱部材を設けることでも、ステー部材９０に流入する熱量を減らし、定着ベルト８０に対する加熱効率を向上させることができる。
【００４５】
また、定着装置１５０には、ニップ部Ｎ以外で定着ベルト８０の両端部をガイドするニップ部Ｎに対応する部分が開口したフランジ１０４が設けられている。フランジ１０４は、定着ベルト８０の内径とほぼ同等の外径を有し、定着ベルト８０の両端から内側に５〜１０ｍｍ入り込む長さを有している。換言すれば、フランジ１０４は、円周ガイド凸部としてなり、定着ベルト８０の端部に挿入されて摺動することで、定着ベルト８０の断面形状を円形状に維持している。
【００４６】
また、定着ベルト８０の外周面に対向するように、温度検知手段としてのサーミスタ９２や、安全装置としてのサーモスイッチ９１が設けられている。サーミスタ９２は、後述する制御部２００（図７参照）に接続されており、第一ハロゲンヒータ８２ａ、第二ハロゲンヒータ８２ｂは、サーミスタ９２の検知結果に基づいて制御されている。
また、サーモスイッチ９１は、第一ハロゲンヒータ８２ａ、第二ハロゲンヒータ８２ｂに電力を供給するための電気回路に設けられている。そして、サーモスイッチ９１が２５０℃以上となると、スイッチがＯＮからＯＦＦに切り替わり、各ハロゲンヒータによる過剰加熱を防いでいる。
【００４７】
図２における定着装置１５０では、画像形成装置の画像形成可能な最大の記録シート幅に対応するようにしている。画像形成が圧倒的に多い記録シート幅は、通常はＡ４サイズ縦（Ａ３サイズ横）であるが、Ａ３ノビあるいは１３インチを要求するユーザーもあるため、画像形成装置はそれらを対応できるようできていることが多い。そのため、図２の定着装置１５０では、ほとんどのユーザーで、使用されているＡ４サイズ縦の記録シートに画像の定着を行う際、Ａ３ノビあるいは１３インチ分の幅を加熱する。このため、Ａ４サイズ縦とＡ３ノビあるいは１３インチの差の分、余計に加熱していることになり、エネルギーの無駄である。なお、「Ａ４サイズ縦」とは、Ａ４サイズ紙の短手方向が、記録シート搬送方向となるようにセットしたときのことであり、「Ａ３サイズ横」とは、Ａ３サイズ紙の長手方向が、記録シート搬送方向となるようにセットしたときのことである。
【００４８】
このため、圧倒的なユーザーが画像形成を行うＡ４サイズ縦の幅を加熱する加熱手段（第一,第二ハロゲンヒータ）と、Ａ４サイズ縦より外側を加熱する加熱手段（端部ヒーター）を分離するのが好ましい。そして、通常はＡ４サイズ縦の幅を加熱する加熱手段（第一,第二ハロゲンヒータ）を用いる。一方、Ａ４サイズ縦よりも広い画像形成を要求された場合にのみ、Ａ４サイズ縦の幅を加熱する加熱手段（第一,第二ハロゲンヒータ）とＡ４サイズ縦より外側を加熱する手段（端部ヒーター）とを同時に起動させる。これにより、エネルギー的には有利である。
【００４９】
図３は、Ａ４サイズ縦の幅を加熱する加熱手段と、Ａ４サイズ縦より外側を加熱する加熱手段とを分離した定着装置の一例を示す概略構成図である。図４は、図３に示した定着装置１５０のニップ形成部材本体８８を示す斜視図である。図５は、Ａ４サイズ縦の幅を加熱する加熱手段である第一ハロゲンヒータ８２ａ、第二ハロゲンヒータ８２ｂと、Ａ４サイズ縦より外側を加熱する加熱手段たる端部ヒータ１１２とを示す図である。
【００５０】
図３、図４に示すように、ニップ形成部材本体８８にＡ４サイズ縦より外側を加熱する加熱手段としての端部ヒータ１１２が保持されている。
Ａ４縦サイズ（Ａ３横サイズ幅）と、Ａ３ノビ（３２９ｍｍ）および１３インチ（３３０ｍｍ）との差は３２〜３３ｍｍである。したがって、軸方向両側から加熱する方式であれば上記の半分１６〜１６．５ｍｍの幅だけ加熱できれば、図５に示すように、Ａ４縦サイズ（Ａ３横サイズ幅）から１３インチへ用紙対応幅が広がる。よって、端部ヒータ１１２の長さは２０ｍｍ程度の小型なヒータで済む。
【００５１】
Ａ３ノビや１３インチ等の大サイズ用紙を通紙する場合には、各ハロゲンヒータ８２ａ、８２ｂ及び端部ヒータ１１２に通電する。一方、Ａ３サイズ以下の用紙を通紙する場合には、第一および第二ハロゲンヒータ８２ａ,８２ｂ、あるいは第一ハロゲンヒータ８２ａのみ通電し、端部ヒータ１１２には通電しない。ハロゲンヒータ８２ｂをＡ３ノビ等の大サイズ用紙に対応可能な加熱構成とすると、大サイズ用紙を通紙しない場合にもその部分を加熱することになって無駄なエネルギーを消費することになる。
【００５２】
端部ヒータ１１２としては、ＰＴＣ特性を有するヒータを用いるのが好ましい。ＰＴＣ特性を有するヒータを用いることで、設定温度以上で抵抗値が増加し、設定温度以上に上がることがなく、安全な定着装置を実現できる。これにより、サーミスタなどを設けて、温度を検知して、その検知結果に基づいて、ヒータへの電力供給のＯＮ／ＯＦＦ制御する必要がなく、端部ヒータ１１２の制御を簡略化することができる。
【００５３】
しかし、端部ヒータ１１２としてＰＴＣ特性を有するヒータを用いた場合、ハロゲンヒータに比べて昇温時間が長くかかる。このため端部ヒータ１１２と各ハロゲンヒータ８２ａ，８２ｂとを一緒のタイミングで加熱すると中央部側の内側だけ先に加熱されてしまい、無駄なエネルギーを消費することになる。
【００５４】
このため、紙間やファーストプリンタタイムが長くなり、生産性を落とすことになるが、端部ヒータ１１２の加熱サイクルに合わせて各ハロゲンヒータ８２ａ,８２ｂの加熱制御を行うのが好ましい。これにより、中央部と端部で温度バラツキを抑制することができる。すなわち、定着ベルト８０の両端部近傍を加熱する端部ヒータ１１２を使用する時は、定着ベルト８０の端部の温度上昇に合わせて、その他の通常サイズ紙に対応したハロゲンヒータ８２ａ,８２ｂを加熱制御するのである。このように、加熱制御することで、定着ベルトの端部が所定の温度に昇温するまで、先に所定の温度に昇温した中央部を所定の温度に維持するために、ハロゲンヒータに電力を供給し続けることがなくなり、必要以上にエネルギーが消費されるのを防ぐことができる。
【００５５】
端部ヒータ１１２としてＰＴＣ特性を有するヒータを用いた場合、通紙により熱が奪われると、ＰＴＣの特性上、目標温度に復帰するのにハロゲンヒータより加熱時間が長くかかる。このため、端部ヒータ１１２を使用するサイズの用紙を搬送する場合の搬送速度を、それ以外のサイズの用紙の搬送速度よりも遅くする。これにより、ＰＴＣ特性を有するヒータの温度低下を抑制することができ、良好な定着性を維持することができる。
【００５６】
また、図４に示すように、ニップ形成部材本体８８の軸方向両端部にヒータ保持部８８ａ,８８ｂを設け、それらヒータ保持部８８ａ，８８ｂにそれぞれ端部ヒータ１１２を保持した。これにより、端部ヒータ１１２を定着ベルト８０の内側に省スペースで配置できる。端部ヒータ１１２の加熱面１１２ａを、ニップ形成部材本体８８の定着ベルト８０に当接する当接面８８ｃと同一高さになるように、端部ヒータ１１２を保持するのが好ましい。これにより、加圧ローラ８４の加圧力により定着ベルト８０が端部ヒータ１１２の加熱面１１２ａに密着し、定着ベルト８０が隙間なく端部ヒータ１１２の加熱面１１２ａと摺動することができる。これにより、端部ヒータ１１２から良好に定着ベルト８０に熱を伝導することができ、定着ベルト８０の端部を効率よく加熱することができる。
また、端部ヒータ１１２を定着ベルト８０の内方に設ける構成としたので、装置を大型化せずに、定着ベルト端部を良好に加熱することができる。
【００５７】
また、図６に示すように、ニップ形成部材本体８８と端部ヒータ１１２の上に覆い部材８９を設けることで、定着ベルト８０が、端部ヒータ１１２と、切り欠き状のヒータ保持部８８ａ,８８ｂとの間の隙間に引っ掛かることなく、スムーズに回転させることができる。また、端部と、中央部とで、均一なニップ形成が可能となる。覆い部材８９としては、薄肉で熱伝導性の材料が好ましく、具体的には熱伝導性の良い鋼材、アルミ材が好ましく、その厚みは０．３〜０．５ｍｍが好ましい。
【００５８】
図７は、第一,第二ハロゲンヒータ８２ａ,８２ｂと端部ヒータ１１２との電気接続を示す図である。
図７に示すように、ハロゲンヒータ８２ａ，８２ｂ、端部ヒータ１１２に電源１２０からの電力を供給する各回路には、リレースイッチなどのスイッチ１２１が設けられている。これらスイッチ１２１は、制御部２００に接続されており、制御部２００によりスイッチのＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００５９】
第一ハロゲンヒータ８２ａと第二ハロゲンヒータ８２ｂとは、並列で電気接続されている。各端部ヒータ１１２は、直列で電気接続されており、各ハロゲンヒータ８２ａ,８２ｂに対しては、並列で接続されている。本実施形態では、記録シートをセンター基準で搬送するので、端部ヒータ１１２は常に同時に加熱駆動する。従って、端部ヒータ１１２を直列で接続することで、並列で接続した場合に比べて制御を簡単にできる。
【００６０】
また、図７に示すように、この電気回路には、サーモスイッチ９１が組み込まれており、サーモスイッチ９１が所定温度（本実施形態では、２５０℃）に達すと、スイッチが切れ、第一および第二ハロゲンヒータ８２ａ，８２ｂへの電力供給が強制的に遮断される。これにより、定着装置１５０が異常に高温となるのを防ぐことができる。
【００６１】
未定着のトナー像を転写した記録シートの熱容量は大きいため、記録シートの通るニップ部Ｎでの緻密な温度制御が必要である。定着装置１５０の温度制御は、制御部２００で行われ、サーミスタ９２が検知した温度情報や、画像形成の指示情報等により、各ハロゲンヒータ８２ａ,８２ｂの供給電力を制御し、加圧ローラ８４とのニップ間が適切な温度になるように制御している。
【００６２】
ごく稀に制御部２００の誤作動により、各ハロゲンヒータ８２ａ，８２ｂへの通電制御が制御不能となり、異常加熱される所謂熱暴走が生じることがある。本実施形態ではサーミスタ９２が異常な高温を感知すると、温度制御のソフトウエアとは別のソフトウエアにより第一および第二ハロゲンヒータ８２ａ,８２ｂへの電源供給を遮断できるようにしており、熱暴走し続けるのを防止している。また、ハロゲンヒータ８２ａ，８２ｂへの電源供給を遮断するスイッチ１２１が故障するなどして、ハロゲンヒータ８２ａ，８２ｂへの電源供給が遮断できない事態が起きる場合もある。このような事態となっても、サーモスイッチ９１が所定温度以上に達すと、スイッチが切れ、ハロゲンヒータ８２ａ，８２ｂへの電力供給が強制的に遮断されるようになっている。このように、本実施形態では、定着装置１５０が異常高温とならないように、複数の対策が施されている。
【００６３】
しかしながら、サーミスタ９２やサーモスイッチ９１は、図２、図３に示すように、定着ベルト８０の外周面から離れた箇所に配置されている。そのため、サーミスタ９２やサーモスイッチ９１が異常高温を検知して、ハロゲンヒータ８２ａ，８２ｂへの電源供給が遮断されるまでの間に、定着ベルト８０や定着ベルト内では、４００℃以上に達する場合もある。特に、本実施形態の定着装置では、ウォームアップ時間や、ファーストプリント時間の短縮化を図れるために低熱容量化された薄肉の定着ベルト用いており、定着ベルトが昇温しやすく、定着ベルトが４００℃以上になりやすい。
【００６４】
本実施形態の定着装置１５０においては、加圧ローラ８４の表面や定着ベルト８０の表面にＰＦＡまたはＰＴＦＥのフッ素樹脂からなる離型層が設けてある。また、定着ベルト８０の内周面に潤滑剤としてフッ素オイルまたはフッ素グリースが塗布されている。このように、本実施形態の定着装置１５０には、非常に多くのフッ素化合物が用いられている。フッ素化合物は、４００℃以上加熱されると、分解が始まり、フッ素化合物からフッ素ガスが発生する。このフッ素ガスが雰囲気中の水分と反応として、有害物質のフッ酸（フッ化水素）が発生し、この発生したフッ酸が先の図１に示した定着装置１５０の近傍に設けられた排気５ファン１０１により機外に排出されるおそれがあった。
【００６５】
そこで、本実施形態では、フッ酸を吸収するフッ酸吸収剤を設けて、熱暴走により発生したフッ酸を吸収し、フッ酸の機外へ排出されないようにした。
図８は、フッ酸吸収剤９５の配置の一例を示す図である。
図８に示すように、シート状のフッ酸吸収剤９５を筐体１５０ａの内周面に貼り付けている。シート状のフッ酸吸収剤を貼り付ける箇所は、加熱による空気の比重の低下、排気等による気流を考慮し、発生したフッ酸が接触する可能性が高い場所に貼り付ける。このように、筐体１５０ａにフッ酸吸収剤を設けることで、定着装置内で発生したフッ酸が拡散する前に、フッ酸をフッ酸吸収剤に接触させることができ、定着装置外にフッ酸吸収剤を設けた場合に比べて、良好にフッ酸を吸収することができる。
【００６６】
フッ酸吸収剤としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、マグネシウム、アルミニウムまたはケイ素の水酸化物塩、炭酸塩、リン酸塩、アルミン酸塩、硝酸塩、酸化物を用いることができる。また、リチウム、カルシウム、アルミニウムの金属石鹸あるいはコンプレックス石鹸を用いることができる。特に、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウムがフッ酸との反応速度が極めて高く好ましい。また、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウムは、安価な材料であり、それ自体も通常環境では安定で無害な材料であり、フッ酸吸収剤として好ましい。さらに、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウムは、フッ酸と反応した生成物も無害で安定であることから好ましい。
【００６７】
炭酸カルシウムとしては、化学合成された軽質炭酸カルシウム、石灰石、大理石、貝殻等を粉砕した重質炭酸カルシウムどちらでも用いることができる。重質炭酸カルシウムは、天然物由来であるが故に、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉを含むが、それら不純物がフッ酸と反応したとしても、その反応物は安定で無害であるため全く問題はない。炭酸カルシムはフッ酸と速やかに反応し、フッ化カルシウムとなる。
【００６８】
炭酸マグネシウムとしては、天然物、合成物、どちらであっても良いが、品質やコストを考慮すると、合成物が好ましい。合成物である炭酸マグネシウムとしては、一般的に流通している場合が多い塩基性炭酸マグネシウム（ｍＭｇＣＯ３・Ｍｇ（ＯＨ）２・ｎＨ２Ｏ）や、塩基性炭酸マグネシウム、純粋な炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）を用いることがきる。炭酸マグネシウムはフッ酸と速やかに反応し、フッ化マグネシウムとなる。
【００６９】
また、炭酸マグネシウムは３５０℃以上の温度で酸化マグネシウムとなるが、酸化マグネシウム自体は、高温においても非常に安定な材料であり、フッ酸とは速やかに反応し、無害で安定なフッ化マグネシウムとなる。従って、熱暴走により高温で、酸化マグネシウムとなっても、フッ酸を良好に吸収することができる。また、フッ酸吸収剤として、酸化マグネシウムを初めから用いても良い。
【００７０】
上述では、シート状のフッ酸吸収剤９５を筐体１５０ａに貼り付けているが、フッ酸吸収剤を筐体１５０ａに塗布してもよい。この場合、加熱による空気の比重の低下、排気等による気流を考慮し、発生したフッ酸が接触する可能性が高い箇所に多くフッ酸吸収剤を塗装することが好ましい。さらには、フッ酸吸収剤を含有した材料で、筐体１５０ａを形成してもよい。
【００７１】
図９は、フッ酸吸収剤９５の配置の他の例を示す分解斜視図である。
図９に示すように、この例では、シート状のフッ酸吸収剤９５を、定着ベルト８０内部を塞ぐように定着ベルト８０の両端に設けたものである。熱暴走をしたとき、最も高温となるのが、ハロゲンヒータ８２ａ,８２ｂが配設された定着ベルト８０内部である。上述したように、定着ベルト８０の内周面には、潤滑剤が塗布されており、潤滑剤が４００℃以上の高温になりやすい。従って、潤滑剤として用いているフッ素オイルまたはフッ素グリースが、分解して定着ベルト８０内部にフッ素ガスが発生し、定着ベルトの内部でフッ素ガスが水蒸気と反応してフッ酸が発生する。
【００７２】
図９に示す構成では、フッ酸吸収剤９５により定着ベルト８０の内部を塞ぐので、定着ベルト８０の内部で発生したフッ酸を確実にフッ酸吸収剤９５により吸収することができる。これにより、フッ酸が画像形成装置の外部へ排出されるのを抑制することができる。
【００７３】
また、図８に示すように筐体１５０ａにフッ酸吸収剤を設けたり、図９に示すように、定着ベルト８０内部を塞ぐように定着ベルト８０の両端にフッ酸吸収剤９５を設ける場合は、フッ酸吸収剤として、炭酸カルシウムを用いるのが好ましい。炭酸カルシウムは、断熱性が高い（熱伝導性が低い）ので、フッ酸吸収剤９５として炭酸カルシムを用いることで、熱の流出が抑えられるため、定着の温度制御が容易となり、また、省エネルギー化を図ることができる。
【００７４】
また、シート状のフッ酸吸収剤９５を、ステー部材９０に配置してもよいし、ステー部材９０にフッ酸吸収剤を塗布などにして表面にフッ酸吸収剤を付着させてもよい。この場合も、フッ酸吸収剤として、炭酸カルシウムを用いることで、ステー部材９０への熱の流出が抑えられ好ましい。
【００７５】
また、定着ベルト８０や加圧ローラ８４を形成する材料に混合させてもよい。定着ベルト８０や加圧ローラ８４を形成する材料に混合させた場合、フッ酸吸収剤としては、熱伝導性が高い酸化マグネシウムを用いるのが好ましい。
【００７６】
また、フッ酸吸収剤を、定着ベルト８０の内周面に塗布する潤滑剤に含有させてもよい。潤滑剤（フッ素オイル・フッ素グリース）に含有させるフッ酸吸収剤としては、炭酸カルシウム、リチウム、カルシウム、アルミニウムの金属石鹸あるいはコンプレックス石鹸、酸化マグネシウムが好ましい。中でも、リチウム、カルシウム、アルミニウムの金属石鹸あるいはコンプレックス石鹸は、グリースの増ちょう剤にも用いることができ、好ましい。特に、リチウム、カルシウム、アルミニウムのコンプレックス石鹸が、熱安定性が高く、かつフッ酸との反応性が高く好ましい。また、潤滑剤（フッ素オイル・フッ素グリース）に含有させるフッ酸吸収剤として、酸化マグネシウムも好ましい。酸化マグネシウムは、フッ酸との反応性が高く、かつ、熱伝導性も比較的良いので、潤滑剤に含有させても、定着ベルト８０の昇温に支障をきたすことがない。
【００７７】
図１０は、フッ酸吸収剤の配置のさらに他の例を示す図である。
図１０に示すように、この例では、フッ酸吸収剤を含有させたフィルター１９５を、排気ファン１０１に設けたものである。排気ファン１０１は、定着の熱暴走が始まったとしても、通常、回転し続け、定着装置１５０周辺の空気を機外へ排気し続けている。そのため、定着装置１５０内で発生したフッ酸が、この排気ファン１０１による吸気により定着装置１５０の周辺の空気とともに排気ファンを介して機外へ排気される。そのため、排気ファン１０１にフッ酸吸収剤を含有させたフィルター１９５を設けることで、フッ酸を含んだ空気が、フッ酸吸収剤を含有させたフィルター１９５を通って、機外へ排気されることなる。このとき、フッ酸がフィルター１９５に含有させたフッ酸吸収剤に吸収される。その結果、機外へフッ酸が排出されるのを抑制することができる。
【００７８】
次に、本出願人が行った検証実験について説明する。
［検証実験１］
［比較例１］
内壁をポリメチルメタクリレート板とした内容量１ｍ３のチャンバー内に潤滑剤をシリコーンオイルからフッ素グリースに置き換えた定着装置（ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ５００２（リコー製））を入れ、定着ベルト表面の温度を監視しているサーミスタ９２が異常高温を検知してスイッチが切れるまで、熱暴走を故意に発生させた。チャンバー内の大気を吸収液（蒸留水）へ吸収させ、イオンクロマトグラフ法により、フッ酸の総排出量を測定したところ、１．２３ｍｇであった。
【００７９】
［実施例１］
比較例１の定着装置の筐体上部内面に、フッ酸吸収剤として炭酸カルシウムをフィラーとした塗料で約１００μｍ塗装し比較例1と同様の実験を行い、フッ酸の総排出量を測定したところ、０．１９ｍｇであった。これは、筐体上部内面に塗装して付着したフッ酸吸収剤としての炭酸カルシムが、熱暴走により発生したフッ酸を吸収した結果、比較例１に対して大幅にフッ酸の総排出量が抑えられたと考えられる。
【００８０】
［実施例２］
実施例1の定着装置において、定着ベルト内面に塗布する潤滑剤中にフッ酸吸収剤として酸化マグネシウム粉をフィラーとして混合させ、比較例1と同様の実験を行い、フッ酸の総排出量を測定したところ、０．０５ｍｇであった。このように、潤滑剤にフッ酸吸収剤として酸化マグネシウム粉を混合させたことで、潤滑剤に混合させた酸化マグネシウムが、発生したフッ酸と反応してフッ酸を吸収したことにより、実施例１よりもさらにフッ酸の総排出量が抑えられたと考えられる。
【００８１】
［実施例３］
炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、パルプを主成分とするシート状のフッ酸吸収剤として炭酸カルシウム紙（厚さ０．２３ｍｍ）を、比較例１に用いた定着の筐体内面に貼り付けた。比較例1と同様の実験を行い、フッ酸の総排出量を測定したところ、０．０８ｍｇであった。この実施例３においても、筐体内面に貼り付けたフッ酸吸収剤として炭酸カルシウム紙が熱暴走により発生したフッ酸を吸収した結果、比較例１に対して大幅にフッ酸の総排出量が抑えられたと考えられる。
【００８２】
［比較例２］
比較例１において、サーミスタの位置を、さらに１ｍｍ定着ベルトから離す以外は比較例１と同様にしてサーミスタが異常高温を検知してスイッチが切れるまで、熱暴走を故意に発生させた。フッ酸の総排出量を測定したところ、９．６ｍｇであった。比較例２では、比較例１に比べて、さらに熱暴走の時間が長くして実験をおこなった。そのため、比較例１に比べてフッ酸の総排出量は、大幅に上昇した。しかし、比較例２におけるフッ酸量を、濃度に換算すると０．０９６ｐｐｍであり、管理濃度０．５ｐｐｍ（厚生労働省令第一９５号「作業環境評価基準の一部を改訂する件」２００９.７．１施行）に比べて十分低い値である。しかし、より高い安全性のため、フッ酸の濃度を、低い濃度にすることが望ましい。
【００８３】
［実施例４］
実施例３と同様な構成の定着装置において、サーミスタの位置を、１ｍｍさらに定着ベルトから離す以外は比較例１と同様にしてサーミスタが異常高温を検知してスイッチが切れるまで、熱暴走を故意に発生させた。フッ酸の総排出量を測定したところ、０．９１ｍｇであった。このように、フッ酸吸収剤を設けることで、さらに熱暴走の時間が長くした厳しい条件下でも、良好にフッ酸の総排出量を良好に抑えることができた。
【００８４】
［検証実験２］
［比較例３］
内壁をポリメチルメタクリレート板とした内容量１ｍ３のチャンバー内に画像形成装置（ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ５００２（リコー製））の定着装置を比較例１の定着装置とした画像形成装置を入れ、サーミスタが異常高温を検知してスイッチが切れるまで、熱暴走を故意に発生させた。そして、チャンバー内の大気を吸収液（蒸留水）へ吸収させ、イオンクロマトグラフ法により、フッ酸の総排出量を測定した。その結果、フッ酸の発生量は０．０９ｍｇであった。
【００８５】
［実施例５］
比較例３において、定着装置付近の大気を機外に排出する排気口に、フッ酸吸収剤として炭酸カルシウムを添加したフィルターをセットし、比較例３と同じ試験を行い、フッ酸の発生量を測定したところ、フッ酸は検出されなかった。このように、フッ酸吸収剤として炭酸カルシウムを添加したフィルターを設けることで、フッ酸の画像形成装置外への放出を防止することができることが確認された。
【００８６】
［実施例６］
比較例３において、実施例３で作成した定着装置を用いる以外は同様にして、比較例３と同じ試験を行い、フッ酸の発生量を測定したところ、フッ酸は検出されなかった。これは、筐体内面に貼り付けたフッ酸吸収剤としての炭酸カルシウム紙が熱暴走により発生したフッ酸を吸収し、定着装置から画像形成装置内に排出されたフッ酸が大幅に減った。そして、フッ酸吸収剤に吸収されなかったわずかのフッ酸も、装置内の部材と反応して吸収された結果、フッ酸の画像形成装置外への放出を防止することができたと考えられる。
【００８７】
実施例５、実施例６から、フッ酸吸収剤を設けることで、画像形成装置外へフッ酸が漏れ出すことを防止することができ、より安全性の高い画像形成装置を提供することができることがわかる。
【００８８】
また、上述では、定着ベルトを用いた定着装置について説明したが、定着ローラを用いた定着装置や定着ローラを用いた定着装置を備えた画像形成装置においても、フッ酸吸収剤を配置してもよい。例えば、定着ローラの表層にＰＦＡまたはＰＴＦＥなどのフッ素樹脂の離型層を設けるなど、フッ素化合物が用いられていると、熱暴走が生じたときフッ酸が発生する可能性がある。従って、定着ローラを用いた定着装置や定着ローラを用いた定着装置を備えた画像形成装置においても、フッ酸吸収剤を配置することにより、熱暴走が生じたときに、フッ酸の画像形成装置外への放出を防止することができる。
【００８９】
以上に説明したものは一例であり、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
定着ベルト８０などの定着部材と、定着部材を加熱するハロゲンヒータ８２ａ，８２ｂなどの加熱手段とを備え、搬送されてくる記録シートＰなどの記録材上の未定着トナーを加熱することで、前記未定着トナーを前記記録材上に定着させる定着装置１５０であって、フッ酸吸収剤を有する。
これによれば、フッ酸吸収剤が設けられているので、熱暴走によりフッ酸が発生してもフッ酸吸収剤により吸収することができる。これにより、フッ酸が機外に漏れ出すのを抑制することができ、装置の安全性を高めることができる。
【００９０】
（態様２）
（態様１）であって、前記フッ酸吸収剤が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、マグネシウム、アルミニウムまたはケイ素の水酸化物塩、炭酸塩、リン酸塩、アルミン塩、硝酸塩、酸化物、または、リチウム、カルシウム、アルミニウムの金属石鹸あるいはそれらのコンプレックス石鹸である。
これによれば、熱暴走により発生したフッ酸とすばやく反応し、フッ酸を良好に吸収することができる。
【００９１】
（態様３）
（態様２）であって、フッ酸吸収剤が、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウムである。
これらは、安価な材料であり、それ自体も通常環境では安定で無害な材料であり好ましい。さらに、これらの材料は、フッ酸と反応した生成物も無害で安定であることから好ましい。
【００９２】
（態様４）
（態様１）乃至（態様３）において、フッ酸吸収剤を、定着ベルト８０などの定着部材およびハロゲンヒータ８２ａ,８２ｂなどの加熱手段を収納する筐体１５０ａに設けた。
これによれば、検証実験における実施例１、３、４、６に示したように、フッ酸を良好に吸収することができ、フッ酸が画像形成装置から排出されるのを防止することができる。
【００９３】
（態様５）
（態様１）乃至（態様４）いずれかにおいて、定着ベルト８０などの定着部材は回転可能に設けられた無端状のベルト部材であり、定着部材の外周面と接触する加圧ローラ８４などの接触部材と、ベルト部材の内周側に配置されベルト部材を介して前記接触部材と当接しニップ部Ｎを形成するニップ形成部材８６とを備え、前記ニップ部Ｎに前記記録シートＰなどの記録材を通過させて前記記録材上の未定着トナーを加熱する。
これによれば、実施形態で説明したように、定着ベルト８０をすばやく規定の温度に昇温させることができ、ウォームアップ時間や、ファーストプリント時間の短縮化を図ることができる。その反面、熱暴走が生じたとき、定着ベルト８０が４００℃以上に昇温して、定着ベルトのフッ素樹脂からなる離型層からフッ素ガスが発生し、そのフッ素ガスが水蒸気と反応してフッ酸が発生しやすい。
しかし、本実施形態においては、フッ酸吸収剤を設けているので、フッ酸が発生しやすい装置構成でも、画像形成装置外へフッ酸が漏れ出すのを良好に抑制できる。
【００９４】
（態様６）
（態様５）において、定着ベルト８０などのベルト部材の内周面と前記ニップ形成部材８６との間に潤滑剤を介在させており、前記潤滑剤に、前記フッ酸吸収剤を含有させた。
これによれば、検証実験の実施例２に示したように、熱暴走により発生したフッ酸を良好に吸収することができ、フッ酸の排出を良好に抑えることができる。
【００９５】
（態様７）
（態様５）または（態様６）において、定着ベルト８０などのベルト部材の内周面と前記ニップ形成部材８６との間に潤滑剤を介在させており、前記潤滑剤が、フッ素オイルまたはフッ素グリースである。
これによれば、実施形態で説明したように、潤滑剤としてシリコーンオイルを用いた場合に比べて、耐熱安定性を高めることができ、長期にわたり良好な潤滑性を維持することができる。
また、潤滑剤としてフッ素オイルまたはフッ素グリースを用いることで、熱暴走により４００℃以上加熱されると、分解してフッ素ガスが発生し、そのフッ素ガスが水蒸気と反応してフッ酸が発生するおそれがある。しかし、本実施形態では、フッ酸吸収剤を設けているので、フッ素オイルまたはフッ素グリースの潤滑剤を用いたことにより発生したフッ酸を良好に吸収することができる。
【００９６】
（態様８）
感光体２０などの像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段（帯電装置３０、光書込装置８、現像装置４０などで構成）と、前記トナー像を前記像担持体上から記録シートなど記録材上に転写する転写装置７１などの転写手段と、前記記録材上に転写されたトナー像を該記録材に定着させる定着装置１５０などの定着手段とを備えた画像形成装置において、定着手段として、（態様１）乃至（態様７）いずれかに記載の定着装置を用いる。
これによれば、定着装置１５０が熱暴走しても、画像形成装置からフッ酸が漏れ出すのを抑制することができ、安全性の高い画像形成装置を提供することができる。
【００９７】
（態様９）
（態様８）において、定着装置１５０などの定着手段雰囲気の空気を装置外へ排出する排気ファン１０１などの排気機構を有しており、排気機構は、フッ酸吸収剤を含有するフィルターを備え、該フィルターを通して装置内の空気を排気する。
これによれば、検証実験の実施例５に示したように、定着装置１５０が熱暴走しても、画像形成装置からフッ酸が漏れ出すのを抑制することができる。
【００９８】
（態様１０）
感光体２０などの像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段（帯電装置３０、光書込装置８、現像装置４０などで構成）と、前記トナー像を前記像担持体上から記録シートなど記録材上に転写する転写装置７１などの転写手段と、前記記録材上に転写されたトナー像を該記録材に定着させる定着装置１５０などの定着手段とを備えた画像形成装置において、前記定着手段雰囲気の空気を装置外へ排出する排気ファン１０１などの排気機構を有しており、前記排気機構は、フッ酸吸収剤を含有するフィルターを備え、該フィルターを通して装置内の空気を排気する。
これによれば、検証実験の実施例５に示したように、定着装置１５０が熱暴走しても、画像形成装置からフッ酸が漏れ出すのを抑制することができる。
【００９９】
（態様１１）
（態様１０）において、前記フッ酸吸収剤が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、マグネシウム、アルミニウムまたはケイ素の水酸化物塩、炭酸塩、リン酸塩、アルミン塩、硝酸塩、酸化物、または、リチウム、カルシウム、アルミニウムの金属石鹸あるいはそれらのコンプレックス石鹸である。
これによれば、熱暴走により発生したフッ酸とすばやく反応し、フッ酸を良好に吸収することができる。
【０１００】
（態様１２）
（態様１１）において、前記フッ酸吸収剤が、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウムである。
これらは、安価な材料であり、それ自体も通常環境では安定で無害な材料であり好ましい。さらに、これらの材料は、フッ酸と反応した生成物も無害で安定であることから好ましい。
【符号の説明】
【０１０１】
８  光書込装置
２０  感光体
３０  帯電装置
４０  現像装置
７１  転写装置
８０  定着ベルト
８２ａ  第一ハロゲンヒータ
８２ｂ  第二ハロゲンヒータ
８４  加圧ローラ
８６  ニップ形成部材
８８  ニップ形成部材本体
８８ａ，８８ｂ  ヒータ保持部
８８ｃ  当接面
８９  覆い部材
９０  ステー部材
９１  サーモスイッチ
９２  サーミスタ
９４  反射部材
９５  フッ酸吸収剤
１００  画像形成装置
１０１  排気ファン
１０４  フランジ
１１２  端部ヒータ
１１２ａ  加熱面
１２０  電源
１２１  スイッチ
１５０  定着装置
１５０ａ  筐体
１９５  フィルター
２００  制御部
Ｎ  ニップ部
Ｐ  記録シート
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０２】
【特許文献１】特開２００５−８４２２５号公報
【図１】
2016203826.tif 000003
【図２】
2016203826.tif 000004
【図３】
2016203826.tif 000005
【図４】
2016203826.tif 000006
【図５】
2016203826.tif 000007
【図６】
2016203826.tif 000008
【図７】
2016203826.tif 000009
【図８】
2016203826.tif 000010
【図９】
2016203826.tif 000011
【図１０】
2016203826.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月28日(2016.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段とを備え、搬送されてくる記録材上の未定着トナーを加熱することで、前記未定着トナーを前記記録材上に定着させる定着装置であって、
フッ酸吸収剤を有し、
前記フッ酸吸収剤が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、マグネシウム、アルミニウムまたはケイ素の水酸化物塩、炭酸塩、リン酸塩、アルミン塩、硝酸塩、酸化物である
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段とを備え、搬送されてくる記録材上の未定着トナーを加熱することで、前記未定着トナーを前記記録材上に定着させる定着装置であって、
フッ酸吸収剤を有し、
前記フッ酸吸収剤が、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウムであることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段とを備え、搬送されてくる記録材上の未定着トナーを加熱することで、前記未定着トナーを前記記録材上に定着させる定着装置であって、
フッ酸吸収剤を有し、
前記フッ酸吸収剤を、前記定着部材および前記加熱手段を収納する筐体に設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段とを備え、搬送されてくる記録材上の未定着トナーを加熱することで、前記未定着トナーを前記記録材上に定着させる定着装置であって、
フッ酸吸収剤を有し、
前記フッ酸吸収剤が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、マグネシウム、アルミニウムまたはケイ素の水酸化物塩、炭酸塩、リン酸塩、アルミン塩、硝酸塩、酸化物であり、
前記定着部材は回転可能に設けられた無端状のベルト部材であり、
前記定着部材の外周面と接触する接触部材と、
前記ベルト部材の内周側に配置され該ベルト部材を介して前記接触部材と当接しニップ部を形成するニップ形成部材と、
を備え、
前記ニップ部に前記記録材を通過させて前記記録材上の未定着トナーを加熱することを特徴とする定着装置。
【請求項６】
前記ベルト部材の内周面と前記ニップ形成部材との間に潤滑剤を介在させており、
前記潤滑剤に、前記フッ酸吸収剤を含有させたことを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記ベルト部材の内周面と前記ニップ形成部材との間に潤滑剤を介在させており、
前記潤滑剤が、フッ素オイルまたはフッ素グリースであることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項８】
像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像を前記像担持体上から記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写されたトナー像を該記録材に定着させる定着手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記定着手段として、請求項１に記載の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記定着手段雰囲気の空気を装置外へ排出する排気機構を有しており、
前記排気機構は、前記フッ酸吸収剤を含有するフィルターを備え、前記フィルターを通して装置内の空気を排気することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像を前記像担持体上から記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写されたトナー像を該記録材に定着させる定着手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記定着手段雰囲気の空気を装置外へ排出する排気機構を有しており、
前記排気機構は、フッ酸吸収剤を含有するフィルターを備え、前記フィルターを通して装置内の空気を排気し、
前記フッ酸吸収剤が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウムまたはケイ素の水酸化物塩、炭酸塩、リン酸塩、アルミン塩、硝酸塩、酸化物、または、リチウム、カルシウム、アルミニウムの金属石鹸あるいはそれらのコンプレックス石鹸である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
（削除）
【請求項１２】
前記フッ酸吸収剤が、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムであることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【国際調査報告】
2016203826.tif 000013
2016203826.tif 000014
2016203826.tif 000015
2016203826.tif 000016