(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体と該発熱体を被覆する保護層とを備える定着用ヒータランプの製造方法であって、
前記発熱体を被覆する保護層を形成する工程と、
ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）法により検出される前記保護層の外表面のＣ（炭素）の含有率が、０atomic％（原子個数％）を超え、１２atomic％（原子個数％）以下となるようにする工程と、
を有し、前記保護層は石英ガラスからなり、かつ外表面が石英ガラスである、
ことを特徴とする定着用ヒータランプの製造方法。
【請求項２】
ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）法により検出される前記保護層の外表面のＣ−Ｃ結合及びＣ−Ｈｎ結合の含有率が、１０atomic％（原子個数％）以下であることを特徴とする請求項１に記載の定着用ヒータランプの製造方法。
【請求項３】
ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）法により検出される前記保護層の外表面のＣ−Ｓｉ結合の含有率が、８atomic％（原子個数％）以下であることを特徴とする請求項１に記載の定着用ヒータランプの製造方法。
【請求項４】
前記Ｃ（炭素）の含有率が、０atomic％（原子個数％）を超え、１２atomic％（原子個数％）以下となるようにする工程は、加熱処理又は洗浄処理を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着用ヒータランプの製造方法。
【請求項５】
前記加熱処理を、酸素ガスの濃度が２５体積％以上の雰囲気下で行うことを特徴とする請求項４に記載の定着用ヒータランプの製造方法。
【請求項６】
前記加熱処理により、前記保護層の表面温度を４００℃〜７５０℃とすることを特徴とする請求項４または５に記載の定着用ヒータランプの製造方法。
【請求項７】
定着用ヒータランプと、
前記定着用ヒータランプにより加熱される定着部材と、
該定着部材の少なくとも一部を押圧可能に配置され、前記定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材とを備え、
前記ニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体を搬送して、該未定着トナー像を記録媒体に定着する定着装置の製造方法であって、
前記定着用ヒータランプは請求項１〜６のいずれかに記載の定着用ヒータランプの製造方法により製造することを特徴とする定着装置の製造方法。
【請求項８】
静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを用いて前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
前記記録媒体上に転写された転写像を定着用ヒータランプにより定着させる定着手段とを備える画像形成装置の製造方法であって、
前記定着用ヒータランプは請求項１〜６のいずれかに記載の定着用ヒータランプの製造方法により製造することを特徴とする画像形成装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着用ヒータランプ、該定着用ヒータランプの製造方法、前記定着用ヒータランプを備える定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンタ、またはそれらの複合機等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等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（用紙、記録紙、シート、記録材ともいう）に転写して画像を担持させ、定着装置によって記録媒体上のトナー画像を定着する過程により成立している。
【０００３】
定着装置は、加熱部材により所定の温度に維持された定着部材と、定着部材に圧接する加圧部材とを備え、加圧部材と定着部材との圧接によって形成されたニップ部において未定着トナー像を担持した記録媒体を挟持搬送しつつ加熱し、定着させるものが知られており、様々な種類のものがある。これらのうち、構造が簡単であり小型化やコスト低減が可能であることから、定着部材として加熱部材（以下、「ヒータランプ」ともいう）を内蔵したローラ部材を有する定着装置が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００４】
特許文献１には、回転自由に配設され、内部に管形のヒータランプが配置された加熱ローラと、この加熱ローラに密着して回転する加圧ローラとの間に、未定着のトナー像が形成された記録材を通過させてトナー像を定着させる定着装置において、前記加熱ローラは、近赤外線を透過して遠赤外線を吸収する透光性部材からなり、該ヒータランプの外表面のうち、該加圧ローラと対向しない外表面に、ヒータランプの光を遠赤外線に変化させる波長変換反射膜が形成された定着装置が開示されている。特許文献１の定着装置によれば、ウォーミングアップ時間や待機加熱をほとんど必要とせず、確実にトナー像を定着でき、小型化にも対応できる。
【０００５】
特許文献２には、記録材と該記録材上の現像剤を前記発熱体からの赤外線によって加熱する定着ローラと、該定着ローラに圧着するように位置する加圧ローラとを備えた定着装置において、前記定着ローラがカーボン材を発熱体とするカーボンヒータランプからなり、前記記録材上の現像剤がカーボンヒータランプのランプ素管によって加熱され、当該ランプ素管によって加圧される定着装置が開示されている。特許文献２の定着装置によれば、定着ローラのウオームアップ時間を短縮することができる。
【０００６】
一方、複写機、複合機やプリンタ等の画像形成装置の普及に伴い、装置の小型化やコスト低減等の要求に加え、近年では使用環境への配慮も求められるようになっている。電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、画像形成時に発生して装置外に放出されるＶＯＣ（Volatile  Organic  Compounds：揮発性有機化合物）やオゾン、超微粒子の量を一定の基準値以下にすることが求められている。
【０００７】
海外、特に欧州では環境への関心が非常に高く、ドイツでは「ブルーエンジェル」というエコラベル制度が導入されており、環境配慮の条件を満たし、認定を受けた製品にラベルが付与される。日本におけるエコマーク等もブルーエンジェルマークをモデルとしており、ブルーエンジェルマークの基準値が認定基準として採用されているものもある。
【０００８】
ブルーエンジェルマークの認証を受けて市場において環境への配慮がなされた製品として認識されることにより、販売数などにも大きな影響があると考えられるが、ブルーエンジェルマークの認証を受けるためには、様々な基準を満たす必要があり、特に超微粒子数の基準に関する試験が非常に厳しい。
具体的には、画像形成装置から発生する５．６ｎｍ〜５６０ｎｍの超微粒子を粒子計測器ＦＭＰＳ（Fast  Mobility  Particle  Sizer）で計測したときに、発生した超微粒子の数が３．５×１０１１個／１０分より少ないことが求められる。なお、超微粒子は有機物／無機物の区別はなく、また、固体／液体の区別もない。あくまでも超微粒子の大きさと数のみが関係する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
超微粒子は、画像形成装置を構成する様々な部材から発生するが、定着装置のみを起動させることにより発生量が大幅に上昇することが知られている。そこで、定着装置を構成する各部材について、実際の使用環境下における定着時の温度まで加熱したときの超微粒子の発生状況を調べたところ、定着用ヒータランプのみを点灯させることでブルーエンジェルマークの認証基準をはるかに超える超微粒子数が測定されることが明らかになった。
【００１０】
定着用ヒータランプ本体は、石英ガラスからなる保護層の内部に発熱体である電熱線を封入してなる構造であるため、内部から保護層を通過して超微粒子が放出される可能性は極めて低いと考えられる。
そこで、本発明者らは、保護層の外表面に付着した有機物等のゴミが加熱されることにより超微粒子として放出される可能性を考え、これを検証するために、保護層の外表面をｎ−ヘキサン等の有機溶剤を用いて超音波洗浄する方法、洗剤により洗浄する方法、及びメラミンフォームに等により物理的に洗浄する方法により付着物の除去を試みた。
その結果、超微粒子の発生量は洗浄前と比較して３０〜６０％減少したが、装置外で発生した超微粒子数はブルーエンジェルマークの認証基準を超えるものであった。
【００１１】
一方、本発明者らは、超微粒子の発生量を測定するために定着用ヒータランプの加熱を繰り返し行ったところ、測定のために加熱を実施するごとに超微粒子の発生量が減少し、その減少率が上記の洗浄による減少率よりもはるかに大きいことを見出した。
【００１２】
さらに、本発明者らは、発生する超微粒子の粒径分布の推移を調べたところ、上記の洗浄を行わない場合に発生する超微粒子の粒径分布は１０〜４０ｎｍの範囲であり、加熱を繰り返し行うことにより５．６〜１０ｎｍの範囲に推移していくのに対し、上記洗浄を行った定着用ヒータランプから発生する超微粒子の粒径分布は、最初から５．６〜１０ｎｍであることを見出した。
【００１３】
これらのことから、上記洗浄後の定着用ヒータから発生する超微粒子は、外部に付着した異物由来ではなく、保護層の石英ガラス表面のＳｉと結合した何らかの成分が加熱により分解し、表面から離脱したものであると考えられた。
【００１４】
そこで本発明者らは、保護層表面をＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）法により分析したところ、定着時における超微粒子の発生が少ない定着用ヒータランプは、超微粒子の発生が多い定着用ヒータランプに比べ、Ｃ（炭素）の検出量が圧倒的に少ないことを見出し、本発明に至った。
【００１５】
本発明は、定着時に高温になった場合においても、超微粒子の発生量が極めて少ない定着用ヒータランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
かかる目的を達成するため、本発明に係る定着用ヒータランプの製造方法は、発熱体と該発熱体を被覆する保護層とを備える定着用ヒータランプの製造方法であって、
前記発熱体を被覆する保護層を形成する工程と、
ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）法により検出される前記保護層の外表面のＣ（炭素）の含有率が、０atomic％（原子個数％）を超え、１２atomic％（原子個数％）以下となるようにする工程と、
を有し、前記保護層は石英ガラスからなり、かつ外表面が石英ガラスである、
ことを特徴とする定着用ヒータランプの製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、定着時に高温になった場合においても、超微粒子の発生量が極めて少ない定着用ヒータランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る定着用ヒータランプの一実施形態を示す図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る定着装置の一実施形態の構成を示す側面断面図である。
【図４】図３に示す定着装置における定着工程の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（定着用ヒータランプ）
本発明の定着用ヒータランプは、発熱体と該発熱体を被覆する保護層とを備え、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）法により検出される前記保護層の外表面のＣ（炭素）の含有率が、１２atomic％（原子個数％）以下である。
【００２０】
前記保護層は石英ガラスからなり、測定対象の保護層の外表面とは石英ガラスの表層である。本実施形態における前記保護層の形状は、発熱体を被覆するものであれば特に制限されるものではないが、例えばガラス管にすることが挙げられる。そのため、前記保護層としては、例えば石英ガラス管が挙げられる。
前記発熱体は、例えば、ニクロム線、タングステン線が用いられ、タングステン線が好適に用いられる。
前記保護層の内部には、窒素、アルゴン等の不活性ガスあるいは、前記不活性ガスに微量のヨウ素、臭素等のガスを混合した気体を封入してある。
【００２１】
本実施形態における定着用ヒータランプの例として、ハロゲンヒータが挙げられる。ハロゲンヒータの一例について、図１を参照しながら構造を説明する。図１では、フィラメント２０、ガラス管２１、支持部２２、内部リード２３、外部リード棒２４、リード線２５、ベース２６、モリブデン箔２７、シール部２８が図示されている。
【００２２】
図１に示すように、両端が封止された石英ガラスのガラス管２１内に、コイル状のフィラメント２０がガラス管２１の管軸方向に沿って配置されている。発熱体としてのフィラメント２０は、例えばタングステンからなり、ガラス管２１の管内で支持部２２に支持された状態で配置されている。また、ガラス管２１内にはハロゲンガスが封入されている。
【００２３】
シール部２８は、外気との機密を保つために、石英ガラスのガラス管２１を封止した部分である。図１では、シール部２８にモリブデン箔２７が用いられている例が示されており、内部リード２３と外部リード棒２４がモリブデン箔２７を介した構造となっている。
【００２４】
ＸＰＳ法により検出される前記保護層の外表面のＣの含有率が１２atomic％を超える定着用ヒータランプは、加熱により発生する超微粒子量が多く、該定着用ヒータランプを組み込んだ定着装置を備える画像形成装置は、ブルーエンジェルマークの認証を得るための基準を満たすことができない。
【００２５】
なお、定着用ヒータランプ単体として測定した場合、発生する超微粒子量が上記ブルーエンジェルマークの基準を超える値であっても、定着用ヒータランプは定着装置の加熱ローラまたは定着ローラの内部に配置されて使用されるため、画像形成装置から発生する超微粒子量として測定した場合には上記基準を満たす。
【００２６】
ブルーエンジェルマークの認証試験は、製品として完成後かつ販売前の画像形成装置を対象としている。ブルーエンジェルマークの認証を受けることができる基準を満たすという観点から、本発明の定着用ヒータランプのＸＰＳ法により検出される前記保護層の外表面のＣの含有率は、未使用（実際の使用開始前）の状態における値であって、超微粒子の発生量は、製品である新品の画像形成装置に組み込まれて使用される態様で測定される。
すなわち、本発明の定着用ヒータランプは、製品としての画像形成装置に組み込まれた新品の状態において、ＸＰＳ法により検出される前記保護層の外表面のＣの含有率が１２atomic％（原子個数％）以下であるものを意味し、Ｃの含有率が１２atomic％（原子個数％）以下となるように洗浄や加熱などの処理を施されたものを包含する。
【００２７】
なお、実際の使用開始後は、定着時の加熱が繰り返されることにより前記保護層外表面のＣの含有率はさらに低下し、超微粒子の発生量もさらに低減し、使用環境における人体への影響も軽減されると考えられる。
しかしながら、画像形成装置を使用し、画像形成を十分繰り返した後の状態においては、現像剤等により画像形成装置内が汚染される可能性があり、また定着用ヒータランプ以外に起因する超微粒子の発生も懸念される。
【００２８】
前記定着用ヒータランプのＸＰＳ法により検出される前記保護層の外表面のＣの含有率は低いほど好ましく、９atomic％（原子個数％）以下であることが好ましく、７atomic％（原子個数％）以下であることがより好ましい。
【００２９】
ＸＰＳ法により検出される前記保護層の外表面のＣについては、Ｃ１ｓのスペクトルの波形分離を行うことにより各種結合の量を求めることができる。
本発明の定着用ヒータランプは、ＸＰＳ法により検出される前記保護層の外表面のＣ−Ｃ結合及びＣ−Ｈｎ結合の含有率が、１０atomic％（原子個数％）以下であることが好ましい。
なお、Ｃ−Ｃ結合及びＣ−Ｈｎ結合に関与する物質は、前記保護層の外表面に付着した有機物系の汚れであり、この汚れは溶剤や洗剤で除去することができる。
【００３０】
前記定着用ヒータランプは、上述のように、前記保護層の外表面をｎ−ヘキサン等の有機溶剤を用いて超音波洗浄する方法、洗剤により洗浄する方法、及びメラミンフォームに等によって物理的に洗浄する方法により付着物の除去を行い、ＸＰＳ法により検出される前記保護層の外表面のＣの含有率を１２atomic％以下とすることができ、定着時の超微粒子の発生量を減少させることができる。
【００３１】
ＸＰＳ法により検出される前記保護層の外表面のＣ−Ｃ結合及びＣ−Ｈｎ結合の含有率は、少ないほど定着時の超微粒子の発生量が少なくなり、５atomic％（原子個数％）以下であることがより好ましく、３atomic％（原子個数％）以下であることがさらに好ましい。
【００３２】
前記保護層の外表面を洗浄することにより、Ｃ−Ｃ結合及びＣ−Ｈｎ結合の含有率を減少させて下限値の０atomic％（原子個数％）とすることもできるが、Ｃの含有量は０atomic％（原子個数％）とすることはできない。そこで、洗浄後の前記定着用ヒータランプにおいても検出されるＣを分析したところ、Ｃ−Ｓｉ結合が主であることが明らかになった。
【００３３】
Ｃ−Ｓｉ結合は、前記保護層の最表面のＳｉに結合したＣ種であり、非常に薄く結合し、洗浄による除去が非常に困難である。しかしながら加熱により高温に達すると、Ｃ−Ｓｉ結合は酸化されてＳｉＯ２とＣＯ２となる。酸化されたＳｉＯ２は保護層を構成する石英ガラスの一部となる。また酸化されたＳｉＯ２の一部は外部に放出されて超微粒子になる。また、酸化により前記保護層表面からＣがなくなることで、超微粒子の発生もなくなる。
【００３４】
ＸＰＳ法により検出される前記保護層の外表面のＣ−Ｓｉ結合の含有率は、８atomic％（原子個数％）以下であることが好ましい。Ｃ−Ｓｉ結合の含有率は少ないほど好ましく、具体的には７atomic％（原子個数％）以下であることがより好ましく、６atomic％（原子個数％）以下であることがさらに好ましい。
【００３５】
（定着用ヒータランプの製造方法）
本発明の定着用ヒータランプの製造方法は、発熱体を形成し、該発熱体を被覆する保護層を形成した後、酸素ガス含有雰囲気下で加熱処理を行う方法である。
本発明の製造方法により定着用ヒータランプを製造することにより、ＸＰＳ法により検出される前記保護層の外表面のＣ（炭素）の含有率を、１２atomic％（原子個数％）以下とすることができる。
【００３６】
前記加熱処理を行う前に、前記保護層の外表面を清掃して異物を除去することが好ましい。清掃の方法は特に限定されず、例えば、圧縮空気を噴射した後、目視で異物の付着が無いことを確認する方法が挙げられる。除去されない異物は、前記加熱処理により酸化されて取り除かれる。
【００３７】
前記加熱処理において、雰囲気中の酸素ガスは前記保護層の外表面のＣ−Ｓｉ結合をＳｉＯ２に酸化させるために必須である。
前記加熱処理時の雰囲気中の酸素ガスの濃度は、通常の大気（２０〜２２体積％）程度で十分であるが、酸化を促進させるために高濃度であることが好ましく、前記加熱処理は、酸素ガスの濃度が２５体積％以上の雰囲気下で行うことが好ましい。
【００３８】
一方、酸素ガス濃度を高くすることで、Ｃ−Ｓｉ結合の酸化速度を向上させることができるが、同時に加熱雰囲気を維持する環境の酸化も促進されてしまう。このため、実用的な酸素ガス濃度を選択する必要がある。具体的には、前記加熱処理は酸素ガスの濃度が２８〜５０体積％の雰囲気下で行うことがより好ましい。
【００３９】
また、前記加熱処理により、前記保護層の表面温度を４００℃〜７５０℃とすることが好ましく、４５０℃〜６００℃とすることが好ましい。
前記保護層の表面温度が４００℃未満であると、Ｃ−Ｓｉ結合が酸化されずに残存してしまうため、定着時の超微粒子の発生が多くなり、７５０℃を超えると、加熱に必要なエネルギーを多く要することになり、コスト面で不利であるとともに、定着用ヒータランプ自体の劣化を招いてしまう。
【００４０】
なお、前記加熱処理は、定着用ヒータランプの雰囲気を高温にする方法であってもよく、定着時に加熱するのと同様に定着用ヒータランプ自体を点灯させて加熱してもよい。
【００４１】
発熱体を形成し、該発熱体を被覆する保護層を形成する方法としては特に限定されず、公知の方法により定着用ヒータランプを製造することができる。
例えば、発熱体材料を焼成して炭素化することで発熱体を形成し、該発熱体上に石英ガラス材料を溶融させて保護層を形成する方法などが挙げられる。
【００４２】
（定着装置、画像形成装置）
本実施形態に係る定着装置は、前記定着用ヒータランプと、該定着用ヒータランプにより加熱される定着部材と、該定着部材の少なくとも一部を押圧可能に配置され、前記定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材とを備え、前記ニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体を搬送して、該未定着トナー像を記録媒体に定着する。
すなわち、本実施形態に係る定着装置は、ＸＰＳ法により検出される前記保護層の外周表面のＣの含有率が１２atomic％（原子個数％）以下である定着用ヒータランプ５を備えた定着装置である。
【００４３】
定着装置としては、前記定着用ヒータランプを内蔵する定着ローラと、該定着ローラに圧接する加圧ローラとを備え、加圧ローラと定着ローラとの圧接によって定着ニップ部が形成されるローラ定着方式の態様であっても、加圧ローラに対向配置される定着ローラと、定着ローラと前記定着用ヒータランプを備える加熱ローラとの間に張架される無端状の定着ベルトとを備え、加圧ローラと定着ベルトとの圧接によってニップ部が形成されるベルト定着方式の態様であってもよい。
【００４４】
本実施形態に係る画像形成装置は、ＸＰＳ法により検出される前記保護層の外周表面のＣの含有率が１２atomic％（原子個数％）以下である定着用ヒータランプを備えた定着装置を備える。
【００４５】
以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施例の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【００４６】
図２に、本実施形態に係る画像形成装置の一例の概略図を示す。
前記画像形成装置は、図２に示すように給紙装置１０１、レジストローラ対１０２、像担持体としての感光体ドラム１０３、転写装置１０４、定着装置１０５などを備えている。
【００４７】
定着装置１０５は、定着ローラ２と加圧ローラ４とから構成され、定着ローラ２の内部には、本発明の定着用ヒータランプ５が軸方向に配置されている。
【００４８】
給紙装置１０１は、転写紙（記録紙）１３が積載状態で収容される給紙トレイ１１１と、給紙トレイ１１１に収容されている転写紙１３を最上のものから順に給送する給紙コロ１１２及び分離部材１１３などを備えている。
【００４９】
給紙コロ１１２によって給送された転写紙１３は、レジストローラ対１０２で一旦停止され、斜めずれを修正した後、感光体ドラム１０３上に形成されたトナー像の先端と転写紙１３の搬送方向先端部の予め設定された位置とが一致するタイミングでレジストローラ対１０２により転写位置Ｎへ送り出される。
【００５０】
感光体ドラム１０３の周囲には、矢印で示す回転方向順に、帯電装置としての帯電ローラ１０６、図示しない露光装置の一部を構成するミラー１０７、現像ローラ１０８ａを備えた現像装置１０８、転写装置１０４と、クリーニングブレード１０９ａを備えたクリーニング装置１０９などが配置されている。
【００５１】
帯電ローラ１０６と現像装置１０８間においてミラー１０７を介して感光体ドラム１０３上の露光部１２０に露光光１２１が照射され、走査されるようになっている。
【００５２】
画像形成装置における画像形成動作は、従来と同様に行われる。
すなわち、感光体ドラム１０３が回転を始めると、感光体ドラム１０３の表面が帯電ローラ１０６によって均一に帯電され、画像情報に基づいて露光光１２１が露光部１２０に照射、走査されて作成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。
【００５３】
この静電潜像は感光体ドラム１０３の回転により現像装置１０８へ移動し、現像ローラ１０８ａによりトナーが供給されて顕像化され、トナー像が形成される。
感光体ドラム１０３上に形成されたトナー像は、所定のタイミングで転写位置Ｎに進入してきた記録紙１３上に転写装置１０４による転写バイアスの印加により転写される。
トナー像を担持した転写紙１３は定着装置１０５へ搬送され、定着された後、図示しない排紙トレイへ排出される。
【００５４】
転写位置Ｎで転写されずに感光体ドラム１０３上に残った残留トナーは、感光体ドラム１０３の回転に伴ってクリーニング装置１０９に至り、このクリーニング装置１０９を通過する間にクリーニングブレード１０９ａにより掻き落とされる。
その後、感光体ドラム１０３上の残留電位が図示しない除電装置によって除去され、次の作像工程に備える。
【００５５】
定着装置１０５では、未定着トナー像を担持する転写紙１３を加熱する定着ローラ２と、この定着ローラ２に圧着するように配置された加圧ローラ４とから構成され、定着ローラ２と加圧ローラ４の圧接部分（ニップ部）に未定着トナー像を載せた転写紙１３を通過させることにより、未定着トナーを加熱し、転写紙１３に定着させる。
【００５６】
図２は、単色の画像形成装置の例を示したが、中間転写ベルトを用いたカラー画像形成装置や、複数の感光体と現像器と中間転写ベルトを用いたタンデム型カラー画像形成装置とすることもできる。
【００５７】
図３に、本実施形態に係る定着装置の一例の概略図を示す。
図２に示した定着装置１０５では、定着ローラ２が定着用ヒータランプ５を内蔵し、定着用ヒータランプ５が定着ローラ２を直接加熱する態様を示したが、本実施形態の定着装置は、図３に示すように定着用ヒータランプ５を内蔵した加熱ローラ１を備える態様であってもよい。すなわち、本発明では、図２に示すように定着ローラ２が定着用ヒータランプ５を内蔵している態様とすることもできるし、図３に示すように加熱ローラ１が定着用ヒータランプ５を内蔵している態様とすることもできる。
【００５８】
図３に示す定着装置は、定着用ヒータランプ５を内蔵する加熱ローラ１、定着ローラ２、無端状の定着ベルト３、加圧ローラ４、入口ガイド板６、サーミスタ７からなる温度検知手段、加圧スプリング１０からなる加圧手段、テンションスプリング１１からなるテンション付与手段を備える。
【００５９】
図４は、図３に示す定着装置における定着工程の例を説明する図であり、第１の定着工程を行う部分８、第２の定着工程を行う部分９を示している。
【００６０】
定着ベルト３は加熱ローラ１及び定着ローラ２に張架され（所定の張力で架設され）、加圧ローラ４は定着ベルト３を介して定着ローラ２に対向して設けられている。
加圧ローラ４は、第２の定着工程を行う部分９では定着ベルト３を介して定着ローラ２に加圧するとともに、第１の定着工程を行う部分８では定着ローラ２に加圧せずに定着ベルト３に圧接される。
【００６１】
定着用ヒータランプ５を内蔵した加熱ローラ１は、定着装置の立ち上がりを早くするために、小径かつ薄肉の金属パイプ（例えばアルミニウム、鉄、銅又はステンレスからなるパイプ）で構成され、低容量化されている。
【００６２】
定着ベルト３は、加熱ローラ１を介して定着用ヒータランプ５により加熱される。サーミスタ７は、定着ベルト３における加熱ローラ１で加熱される部分の表面温度を検知する。さらに、温度制御部（図示せず）を備え、該温度制御部は、サーミスタ７の温度検知信号に基づいて定着ベルト３の表面温度が所定の設定温度に保たれるように、定着用ヒータランプ５を制御する。
【００６３】
図示しない駆動源による回転駆動で定着ローラ２、加熱ローラ１、加圧ローラ４、及び定着ベルト３が回転する。
また、未定着トナー１３ａを担持した転写紙１３は、定着ベルト３と加圧ローラ４との間を通して搬送され、転写紙上のトナー像１３ａが定着ベルト３により加熱されて転写紙１３に定着される。
【００６４】
第１の定着工程を行う部分８では、定着圧（定着ベルト３と加圧ローラ４との間の圧力）が転写紙にシワが発生しない程度に低く設定され、第２の定着工程を行う部分９では、定着圧（定着ベルト３と加圧ローラ４との接触圧）が所望の定着性が得られるように設定されている。
【００６５】
加熱ローラ１は、テンションスプリング１１により押圧されて定着ベルト３にテンションを与える。加圧ローラ４は、加圧スプリング１０により押圧されて定着ベルト３を介して定着ローラ２に加圧する。
第１の定着工程における定着圧の設定は、テンションスプリング１１により定着ベルト３のテンションを調整することによって行われ、第２の定着工程における定着圧の設定は、加圧スプリング１０により行われる。
【００６６】
なお、加圧スプリング１０が定着ローラ２を押圧することにより加圧ローラ４が定着ベルト３を介して定着ローラ２に加圧するようにしてもよい。
【００６７】
この実施形態では、定着用ヒータランプ５が低容量化した加熱ローラ１を介して定着ベルト３を加熱するので、瞬時の立ち上がりが可能である。また、定着工程が第１の定着工程と第２の定着工程とからなり十分に長い（ニップ幅が長いためにニップ時間が５０ｍｓ〜２００ｍｓと十分に長い）こと、及び定着ベルト３の自己冷却作用（定着ベルト３における定着工程部分８、９の未定着画像面側に加熱源がないために定着工程で定着ベルト３の表面が冷える作用）により、定着良好な温度領域が得られ、オフセット余裕度が増す。
【００６８】
さらに、転写紙１３の進入側である第１の定着工程８における定着圧を０．５ｋｇ／ｃｍ２以下、好ましくは０．２ｋｇ／ｃｍ２以下と十分に低く設定することにより、転写紙１３が円滑に定着ベルト３と加圧ローラ４との定着ニップ部に入り込んで転写紙のシワの発生率が現状以上（転写紙のシワが発生する程度が熱ローラ定着装置と比べて同等以上）に大きくならないようにすることができる。
【００６９】
〔実施例〕
（実施例１）
画像形成装置（カラーレーザプリンタ：リコー製、IPSiO  SP  C830）に組み込まれる定着用加熱手段として製造された定着用ヒータランプを用意した。該未使用の定着用ヒータランプは、発熱体とこれを被覆する石英ガラス製の保護層とを備えている。
【００７０】
定着用ヒータランプをｎ−ヘキサン中に浸漬し、３０秒間超音波洗浄を行った。超音波洗浄を行った後、ｎ−ヘキサンから定着用ヒータランプを取り出し、圧縮空気を吹きつけてｎ−ヘキサンを除去した。
【００７１】
次いで、実験室内に７日間放置した後、定着用ヒータランプの外表面（石英ガラス製保護層表面）のＸＰＳ法による分析と、定着時の加熱による超微粒子発生量の測定を行った。
定着用ヒータランプの外表面の分析は、Ｋ−Ａｌｐｈａ完全自動Ｘ線光電子分光装置（モフィッシャーサイエンティフィック製）を用いて行った。
超微粒子発生量は、ドイツ環境ラベル「ブルーエンジェルマーク」の認証試験所に設置された試験装置内にて、定着時に実際に使用される条件で通電し、定着用ヒータランプ単体の発生量と、定着用ヒータランプを組み込んだ画像形成装置からの発生量についてそれぞれ測定した。
結果を表１にあわせて示す。
【００７２】
【表１】
0006020481.tif 000002
【００７３】
表１に示すように、ＸＰＳ法により検出された保護層の外周表面のＣの含有率は１２atomic％であった。また、Ｃ−Ｃ結合及びＣ−Ｈｎ結合の含有率は９．９atomic％、Ｃ−Ｓｉ結合の含有率は２．０atomic％であった。
超微粒子の発生量は、定着用ヒータランプ単体では６．４×１０１１個／１０分であったが、画像形成装置からの超微粒子発生量は、ブルーエンジェルマークの認証基準（３．５×１０１１個／１０分以下）を満たす３．４×１０１１個／１０分であった。
【００７４】
（実施例２）
定着用ヒータランプをｎ−ヘキサン中に浸漬し、超音波洗浄を行う時間を１２０秒とした以外は、実施例１と同様にして定着用ヒータランプの外表面（石英ガラス製保護層表面）のＸＰＳ法による分析と、定着時の加熱による超微粒子発生量の測定を行った。
結果を表１に示す。
【００７５】
表１に示すように、ＸＰＳ法により検出された保護層の外周表面のＣの含有率は１０．１atomic％であった。また、Ｃ−Ｃ結合及びＣ−Ｈｎ結合の含有率は４．７atomic％、Ｃ−Ｓｉ結合の含有率は５．１atomic％であった。
超微粒子の発生量は、定着用ヒータランプ単体では４．７×１０１１個／１０分であったが、画像形成装置からの超微粒子発生量は、ブルーエンジェルマークの認証基準（３．５×１０１１個／１０分以下）を満たす３．３×１０１１個／１０分であった。
【００７６】
（実施例３）
定着用ヒータランプをｎ−ヘキサン中に浸漬し、超音波洗浄を１２０秒行った後、さらにメチルエチルケトン中に浸漬して１２０秒超音波洗浄を行った以外は、実施例１と同様にして定着用ヒータランプの外表面（石英ガラス製保護層表面）のＸＰＳ法による分析と、定着時の加熱による超微粒子発生量の測定を行った。
結果を表１に示す。
【００７７】
表１に示すように、ＸＰＳ法により検出された保護層の外周表面のＣの含有率は９．５atomic％であった。また、Ｃ−Ｃ結合及びＣ−Ｈｎ結合の含有率は４．４atomic％、Ｃ−Ｓｉ結合の含有率は５．０atomic％であった。
超微粒子の発生量は、定着用ヒータランプ単体では３．８×１０１１個／１０分であったが、画像形成装置からの超微粒子発生量は、ブルーエンジェルマークの認証基準（３．５×１０１１個／１０分以下）を満たす３．２×１０１１個／１０分であった。
【００７８】
（比較例１）
定着用ヒータランプに対して洗浄を行わず、従来の使用態様と同じ条件で実施例１と同様にして定着用ヒータランプの外表面（石英ガラス製保護層表面）のＸＰＳ法による分析と、定着時の加熱による超微粒子発生量の測定を行った。
結果を表１に示す。
【００７９】
表１に示すように、ＸＰＳ法により検出された保護層の外周表面のＣの含有率は２４．３atomic％であった。また、Ｃ−Ｃ結合及びＣ−Ｈｎ結合の含有率は２３．１atomic％、Ｃ−Ｓｉ結合の含有率は１．０atomic％であった。
超微粒子の発生量は、定着用ヒータランプ単体では１．２×１０１２個／１０分であり、画像形成装置からの超微粒子発生量も、ブルーエンジェルマークの認証基準（３．５×１０１１個／１０分以下）を満たさない６．１×１０１１個／１０分であった。
【００８０】
（比較例２）
定着用ヒータランプをｎ−ヘキサン中に浸漬し、超音波洗浄を行う時間を１０秒とした以外は、実施例１と同様にして定着用ヒータランプの外表面（石英ガラス製保護層表面）のＸＰＳ法による分析と、定着時の加熱による超微粒子発生量の測定を行った。
【００８１】
表１に示すように、ＸＰＳ法により検出された保護層の外周表面のＣの含有率は１３．７atomic％であった。また、Ｃ−Ｃ結合及びＣ−Ｈｎ結合の含有率は１０．９atomic％、Ｃ−Ｓｉ結合の含有率は１．９atomic％であった。
超微粒子の発生量は、定着用ヒータランプ単体では９．１×１０１１個／１０分であり、画像形成装置からの超微粒子発生量も、ブルーエンジェルマークの認証基準（３．５×１０１１個／１０分以下）を満たさない４．８×１０１１個／１０分であった。
【００８２】
（実施例４〜６）
画像形成装置（カラーレーザプリンタ：リコー製、IPSiO  SP  C830）に組み込まれる定着用加熱手段として製造されたヒータランプを用意し、該ヒータランプの製造工程として酸素ガス含有雰囲気下で加熱処理を行い、定着用ヒータランプを得た。定着用ヒータランプは、発熱体とこれを被覆する石英ガラス製の保護層とを備えている。
加熱処理はヒータランプを通電することにより行い、定着用ヒータランプの外表面（石英ガラス製保護層表面）の温度が所定の温度となる条件で５分間通電を行った。
外表面の温度は、実施例４は４００℃、実施例５は５００℃、実施例６は６００℃とした。
【００８３】
次いで、実施例１と同様にして定着用ヒータランプの外表面（石英ガラス製保護層表面）のＸＰＳ法による分析と、定着時の加熱による超微粒子発生量の測定を行った。
結果を表２にあわせて示す。
【００８４】
【表２】
0006020481.tif 000003
【００８５】
表２に示すように、ＸＰＳ法により検出された保護層の外周表面のＣの含有率は実施例４〜６のいずれも１２atomic％以下であった。また、Ｃ−Ｃ結合及びＣ−Ｈｎ結合の含有率はいずれも１０atomic％以下であり、Ｃ−Ｓｉ結合の含有率はいずれも９atomic％以下であった。
超微粒子の発生量は、定着用ヒータランプ単体では実施例４〜６のいずれも３．５×１０１１個／１０分を満たす値であり、画像形成装置からの超微粒子発生量は、いずれもブルーエンジェルマークの認証基準（３．５×１０１１個／１０分以下）を満たす値であった。
この結果から、本実施形態の定着用ヒータランプの加熱に起因する超微粒子発生量は十分に低減されており、また実施例５及び６において画像形成装置から放出された超微粒子は、定着用ヒータランプ以外の部材からのものであると考えられる。
【００８６】
（実施例７）
画像形成装置（カラーレーザプリンタ：リコー製、IPSiO  SP  C830）に組み込まれる定着用加熱手段として製造されたヒータランプを用意し、該ヒータランプの製造工程として酸素ガス含有雰囲気下で加熱処理を行い、定着用ヒータランプを得た。定着用ヒータランプは、発熱体とこれを被覆する石英ガラス製の保護層とを備えている。
加熱処理は、定着用ヒータランプを酸素濃度が５０体積％の雰囲気としたチャンバー内に設置し、外表面（石英ガラス製保護層表面）の温度が５００℃となる条件で５分間加熱を行った。
次いで、実施例１と同様にして定着用ヒータランプの外表面（石英ガラス製保護層表面）のＸＰＳ法による分析と、定着時の加熱による超微粒子発生量の測定を行った。
結果を表２に示す。
【００８７】
表２に示すように、ＸＰＳ法により検出された保護層の外周表面のＣの含有率は４．１atomic％であった。また、Ｃ−Ｃ結合及びＣ−Ｈｎ結合の含有率は０atomic％、Ｃ−Ｓｉ結合の含有率は４．０atomic％であった。
超微粒子の発生量は、定着用ヒータランプ単体では４．０×１０９個／１０分であり、画像形成装置からの超微粒子発生量も、ブルーエンジェルマークの認証基準（３．５×１０１１個／１０分以下）を満たす１．１×１０１１個／１０分であった。
この結果から、本実施形態の定着用ヒータランプの加熱に起因する超微粒子発生量は十分に低減されており、画像形成装置から放出された超微粒子は定着用ヒータランプ以外の部材からのものであると考えられる。
【符号の説明】
【００８８】
１  加熱ローラ
２  定着ローラ
３  定着ベルト
４  加圧ローラ
５  定着用ヒータランプ
６  入口ガイド板
７  サーミスタ
１０  加圧スプリング
１１  テンションスプリング
１３  転写紙（記録紙）
２０  フィラメント
２１  ガラス管
２２  支持部
２３  内部リード
２４  外部リード棒
２５  リード線
２６  ベース
２７  モリブデン箔
２８  シール部
１０１  給紙装置
１０２  レジストローラ対
１０３  感光体ドラム
１０４  転写装置
１０５  定着装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８９】
【特許文献１】特許第３５８２４２１号公報
【特許文献２】特開２００６−００３６３０号公報
【図１】
0006020481.tif 000004
【図２】
0006020481.tif 000005
【図３】
0006020481.tif 000006
【図４】
0006020481.tif 000007