(57)【要約】【課題】未定着画像を記録材に加熱定着する加熱定着装置において、立ち上がり時の昇温時間の短縮、消費電力の低減、高速・高画質化、定着性能向上といったすべてにおいて優れた性能を達成させ、安定した定着性能を得る。【解決手段】加熱部材２１の外周面および可撓性部材２３の内周面を加熱手段２４により加熱し、可撓性部材と加圧部材３０との間のニップ部Ｎで未定着画像Ｔを形成担持した記録材Ｐを挟持搬送し、定着部材を介して得られる加熱手段の熱によって未定着画像を記録材に加熱定着させる。【選択図】図２
2006215375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上に形成された未定着画像を加熱定着する加熱定着装置において、
可撓性部材と、
前記可撓性部材と圧接する加熱部材と、
前記可撓性部材を前記加熱部材と挟持して前記可撓性部材との間に前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、
前記可撓性部材と前記加熱部材の互いに接触する面のうち少なくとも一方の面を加熱する加熱手段と、
を具備し、
前記ニップ部で前記記録材を挟持搬送して前記可撓性部材を介して得られる熱により未定着画像の加熱定着を行うことを特徴とする加熱定着装置。
【請求項２】
前記加熱部材と前記加圧部材はそれぞれ芯軸部を有する回転体であり、前記加熱部材と前記加圧部材の少なくとも一方の芯軸部がセラミック多孔質体により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱定着装置。
【請求項３】
前記セラミック多孔質体の嵩密度が０．２〜１．９ｇ／ｃｍ３の範囲、内部気孔率が３０〜９０％の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の加熱定着装置。
【請求項４】
前記加熱手段が前記加熱部材、および前記可撓性部材に対して非接触であり、前記加熱部材と前記可撓性部材の互いに接触する面のうち少なくとも一方の面が黒色処理されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱定着装置。
【請求項５】
前記加熱手段が前記加熱部材と接触して前記加熱部材を加熱する面状発熱体であることを特徴とする請求項１に記載の加熱定着装置。
【請求項６】
前記面状発熱体の前記加熱部材と接触する面が前記加熱部材の形状に倣って接触していることを特徴とする請求項５に記載の加熱定着装置。
【請求項７】
前記可撓性部材と前記加圧部材の間で形成される前記ニップ部より前記記録材の搬送方向上流側の前記加熱部材と前記可撓性部材の接触面積が、前記記録材の搬送方向下流側の前記加熱部材と前記可撓性部材の接触面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の加熱定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式、或いは静電記録方式の画像形成装置に搭載される加熱定着器として用いれば好適な加熱定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式、或いは静電記録方式等を採用する画像形成装置に具備される加熱定着装置においては、未定着トナー像を担持した記録材（転写材シート、印字用紙、静電記録紙、エレクトロファックス紙等）を、互いに圧接して回転する加熱ローラ（定着ローラ）と加圧ローラとで形成される圧接ニップ部（定着ニップ部）を通過させることにより記録材上に永久画像として定着させる、いわゆる熱ローラ方式の加熱定着装置が広く用いられている。
【０００３】
図１３にその熱ローラ方式の加熱定着装置の概略構成を示す。
【０００４】
定着ローラ６０は、アルミニウムやステンレス製の中空芯金６２の内部にハロゲンランプ等の加熱体６１を設け、外表面にはトナーのオフセットを防止するためのフッ素樹脂等の離型性層６３を備えたものである。定着ローラ外周面の温度をサーミスタ等の温度検知手段６４を用いて検知し、温度が一定になるように加熱体６１への通電を制御している。
【０００５】
また、加圧ローラ７０は、アルミ、鉄等の芯金７１の外周にシリコンゴム等より形成した弾性層、あるいはシリコンゴムを発泡してなるスポンジ弾性層７２を形成し、さらにその外層には定着ローラ６０と同様のフッ素樹脂等の離型性層７３が形成されている。Ｎは定着ニップ部である。
【０００６】
また、高速機あるいはカラートナーを用いた画像形成装置の場合、トナーの定着性を十分に満足し、定着ムラを防止するために、上記定着ローラ６０の中空芯金６２と離型性層６３の間にシリコンゴム等の厚み２ｍｍ程度の弾性層を設けたものもあり、軟らかくなった定着ローラ外周面で記録材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔを包み込むことで、記録材およびトナーへの熱の伝搬効率を向上させている。
【０００７】
以上、従来の熱ローラ方式の加熱定着装置では、未定着トナー画像が形成された記録材へ熱と圧力を与えることにより、固着像として記録材上にトナー画像を定着させていた。
【０００８】
このような上記従来の熱ローラ方式の加熱定着装置では、画像形成装置の高速化に対して記録材上の未定着トナー画像へ与える熱量を保つために、外径の大きな定着ローラおよび加圧ローラの選定や加圧力を大きく設定することにより記録材搬送方向の定着ニップ幅を広く形成したり、定着ローラ外周面の温調温度を上げる等の方法により対応してきた。
【０００９】
しかしながら、定着ローラと加圧ローラ間に与えられる大きな圧力に強度的に耐えられるようにするために、定着ローラおよび加圧ローラの芯金は厚みや径を大とせざるを得なかった。
【００１０】
このため定着ローラ６０の熱容量は大きくなってしまい、定着ローラ内部から加熱体６１により加熱する上記加熱定着装置では定着ローラ６０の外周面を定着可能な状態まで昇温させるために時間を要し、画像形成装置の電源スイッチがＯＮされてから加熱定着装置が加熱定着可能な状態になるまで長い時間がかかっていた。特に定着ローラ６０に弾性層を設けた場合には、外周面温度を昇温させるのにさらに時間を要していた。
【００１１】
さらに、画像形成装置が動作を行わないスタンバイ状態においても、定着ローラ６０を予備加熱する必要があり、消費電力も大きくなっていた。
【００１２】
これに対し、近年の環境問題の一つとして消費電力の低減が強く望まれる一方で、市場ニーズからは高画質および高速での画像出力が望まれている。そこで、このような消費電力の低減と高速・高画質の要求に応えるために、上記の熱ローラ方式の加熱定着装置に対して種々の改善が試みられている。
【００１３】
一つは、定着ローラの昇温時間を短縮し消費電力を小さくする目的で、図１５のようにハロゲンランプ等の加熱体９４を湾曲した反射板９５で内包し、反射板９５の切り欠き部に対向させて中空芯金９１の外周に弾性層９２を有する定着ローラ９０を配置させ、加熱体９４により定着ローラ９０の外周面のみを加熱する加熱定着装置であり、その１例が特許文献１、２に提案されている。この場合、外部から定着ローラ９０を加熱するため定着ローラ９０の外周面を急激に昇温させることが可能となる。
【００１４】
また、外部から定着ローラ９０を加熱する方法として、接触式のものと図１５に示したような非接触のものに大別されるが、接触式のものとしては、特許文献３に示されているように、定着ローラ外周面に小径の加熱ローラを接触させる系のものが提案されている。この場合には、小径の加熱ローラは短い時間で昇温され、定着ローラ外周面を直接加熱ローラで加熱するために定着ローラ外周面の昇温スピードを速くするものであった。
【００１５】
一方では、特にスタンバイ時に加熱定着装置に電力を供給せず、消費電力を極力低く抑えた方法、詳しくはヒータ部と加圧ローラの間に熱容量の小さな薄肉のフィルムを介して記録材上のトナー像を定着するフィルム加熱方式による加熱定着方法の１例が特許文献４に提案されている。
【００１６】
図１４にフィルム加熱方式の１例の概略構成を示す。
【００１７】
８０はフィルムアセンブリであり、アルミナ、チッ化アルミ等のセラミック板上に通電発熱抵抗層が形成された加熱ヒータ（加熱体）８１を耐熱性樹脂より形成されたステイホルダー８４に固定し、このステイホルダー８４にポリイミド等の樹脂やＳＵＳ等の金属から構成された耐熱性の薄肉フィルム８３（以下、定着フィルムと記す）をルーズに外嵌させている。また、加熱ヒータ８１に密着摺動状態の定着フィルム８３を挟んで圧接させた加圧ローラ７０を有する。定着フィルム８３は、加圧ローラ７０の回転力により、定着ニップ部Ｎにおいて加熱ヒータ８１に密着・摺動しつつ矢印の方向に搬送移動される。加熱ヒータ８１の温度は、ヒータ背面に配置されたサーミスタ等の温度検知手段８２により検知され、不図示の通電制御部へフィードバックされて加熱ヒータ８１のＯＮ／ＯＦＦ制御が実行されることにより、一定温度（定着温度）になるように加熱、温調される。
【００１８】
このようなフィルム加熱方式の加熱定着装置を用いたプリンター、複写機等の各種画像形成装置は、加熱効率の高さや立ち上がりの速さにより、待機中の予備加熱の不要化や、ウエイトタイムの短縮化など、従来の熱ローラ方式の加熱定着装置に比べて多くの利点を有している。
【００１９】
また、特許文献５には、熱ローラ方式の記録材加熱スピード性と、フィルム加熱方式のオンデマンド性、省電力性を合わせ持ち、記録材の均一な加熱処理を行う加熱定着装置が提案されている。
【００２０】
図１６にその構成を示す。図において、１１０はフィルムアセンブリであり、その構成は図１４のフィルムアセンブリ８０と同様である。すなわち、加熱ヒータ１１１がステイホルダー１１４に固定され、このステイホルダー１１４にルーズに外嵌させた定着フィルム１１３を有する。このフィルムアセンブリ１１０は記録材Ｐが通過する定着ニップ部Ｎを直接加熱するのではなく、定着ローラ１００の外周面を加熱する方式であり、定着ローラ１１０はアルミ製芯金１０１の外周にセラミック多孔質体１０２を形成し、その外側にシリコーンゴム等の弾性体層１０３、さらにその表面に離型性層としてフッ素ゴム層を形成してある。この定着ローラ１００と加圧ローラ７０の間に定着ニップ部Ｎを形成し、この定着ニップ部Ｎに未定着トナー画像Ｔが形成された記録材Ｐを導入する。定着ローラ１００の基材であるセラミック多孔質体１０２は低熱容量で断熱性に優れているため、フィルムアセンブリ１１０により定着ローラ１００の外周面を急速に加熱昇温させることができる。また、定着ローラ１００ではゴム層を表層に被覆しているため、ゴム層による包み込み効果により記録材上の未定着トナー画像をムラなく均一に加熱することが可能となる。
【特許文献１】特開平７−１５２２７１号公報
【特許文献２】特開平９−５４５１０号公報
【特許文献３】特開平１０−１３３５０５号公報
【特許文献４】特開平４−２０４９８４号公報
【特許文献５】特開２００２−２２１２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
従来は、加熱定着装置において当時として望まれる立ち上がり時の昇温時間の短縮、消費電力の低減、高速・高画質化、定着性能を十分に満たすものであった。しかしながら、近年、求められるようになった立ち上がり時の昇温時間の短縮、消費電力の低減、高速・高画質化、定着性能向上等を達成するためには更なる改良が望まれていた。
【００２２】
本発明の目的は、未定着画像を記録材に加熱定着する加熱定着装置において、立ち上がり時の昇温時間の短縮、消費電力の低減、高速・高画質化、定着性能向上といったすべてにおいて優れた性能を達成させ、安定した定着性能が得られる加熱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】
【００２３】
本発明に係る代表的な加熱定着装置の構成は、記録材上に形成された未定着画像を加熱定着する加熱定着装置において、可撓性部材と、前記可撓性部材と圧接する加熱部材と、前記可撓性部材を前記加熱部材と挟持して前記可撓性部材との間に前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、前記可撓性部材と前記加熱部材の互いに接触する面のうち少なくとも一方の面を加熱する加熱手段と、を具備し、前記ニップ部で前記記録材を挟持搬送して前記可撓性部材を介して得られる熱により未定着画像の加熱定着を行うことを特徴とする加熱定着装置、である。
積が大きい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、立ち上がり時の昇温時間の短縮、消費電力の低減、高速・高画質化、定着性能向上といったすべてにおいて優れた性能を達成でき、安定した定着性能を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。
【実施例１】
【００２６】
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る画像形成装置の一例の全体構成図である。本実施例の画像形成装置は転写方式・電子写真プロセス利用のレーザービームプリンタである。
【００２７】
本実施例に示す画像形成装置は、画像形成装置本体Ａ内に、給送トレイ１と、シート積載台２と、給送ローラ３とを有するシート給送装置を備えている。給送トレイ１内のシート積載台２に積載された記録材Ｐは、給送ローラ３により最上位の記録材から一枚ずつピックアップされ、搬送ローラ４、搬送コロ５によってレジスト部へと送られる。記録材Ｐはレジストローラ６とレジストコロ７からなるレジスト部で搬送方向を揃えられた後、画像形成部へと給送される。
【００２８】
画像形成部は、プロセスカートリッジ９と、露光手段としてのレーザスキャナユニット１０と、転写手段としての転写ローラ１４等を備えている。プロセスカートリッジ９は、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）８と、帯電手段としての帯電器１１と、現像手段としての現像器１２と、クリーニング手段としてのクリーナー１３等が一体的にユニット化されて構成してあり、画像形成装置本体Ｂに取り外し可能に装着されている。レーザスキャナユニット１０は、多面体ミラー、多面体ミラー回転用モータ、レーザユニット等がユニット化されて構成してある。
【００２９】
感光ドラム８は矢印の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転駆動され、まず、その外周面は帯電器１１によって一様に帯電される。次に、その帯電面に対してレーザスキャナユニット１０から画像情報に基づくレーザ光Ｌａが照射され、感光ドラム８の一様帯電面に画像情報に基づいた潜像画像が電子写真方式で形成される。この潜像は現像剤としてのトナーを内蔵する現像器１２の現像ローラからトナーの付着を受けて現像される。この現像されたトナー像が転写ローラ１４の位置において、レジスト部から感光ドラム８と転写ローラ１４との対向部である転写部に所定タイミングにて給送された記録材Ｐに感光ドラム面側から静電転写される。
【００３０】
上記の転写部で感光ドラム８面からトナー画像の転写を受けた記録材Ｐは、感光ドラム面から分離され、本発明に係る加熱定着装置１５へと搬送されて未定着トナー画像（未定着画像）の定着処理を受ける。これにより未定着トナー画像が永久画像として記録材面上に加熱定着される。
【００３１】
加熱定着装置１５を出た記録材Ｐは、中間排出ローラ１６ａ、排出ローラ１６ｂ等からなる排出ユニットにより排出トレイ１７上に排出される。
【００３２】
一方、記録材分離後の感光ドラム８面はクリーナー１３により転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて清掃されて繰り返して画像形成に供される。
【００３３】
また、画像形成装置本体Ａの側面には、冷却ファン１８が取り付けてあり、適宜冷却ファンを回転して外気を機内に取り込むことで画像形成部、電装基板等の昇温箇所を冷却する。また、冷却ファン１８の近傍には、サーミスタ等の温度検知手段１９が取り付けられている。冷却ファン１８によって機外の空気を取り込んだ際に、画像形成装置が設置されている環境の温度を温度検知手段１９で検知し、その検知結果に基づいて加熱定着装置１５の温度制御シーケンスにフィードバックする。
【００３４】
（２）加熱定着装置
図２は加熱定着装置１５の要部の横断側面模型図、図３は定着フィルムを一部省略した要部の正面模型図、図４は要部の縦断正面模型図である。
【００３５】
加熱定着装置１５は、可撓性を有する薄肉のエンドレスベルト状の定着フィルム（可撓性部材、加熱用回転体）２３と、定着フィルム２３と圧接する加熱ローラ（加熱部材）２１と、定着フィルム２３を加熱ローラ２１と挟持して定着フィルム２３との間に定着ニップ部（ニップ部）Ｎを形成する加圧ローラ（加圧部材）３０と、定着フィルム２３および加熱ローラ２１を加熱するカーボンヒータ、ハロゲンヒータ等の加熱源（加熱手段）２４と、加熱源２４の輻射熱を定着フィルム２３および加熱ローラ２１に向けて反射させる反射板（反射部材）２５等を備えている。
【００３６】
回転体としての加熱ローラ２１および加圧ローラ３０はそれぞれ細長いローラ形状に形成してある。加熱ローラ２１は、芯軸部として、長手端部の小径芯軸部（以後、端部小径芯軸部と記す）２１ａと、長手中央部の大径芯軸部（以後、中央大径芯軸部と記す）２１ｂとを一体に有する。加圧ローラ３０は、芯軸部として、長手端部の加圧小径芯軸部（以後、加圧端部小径芯軸部と記す）３１と、長手中央部の加圧大径芯軸部（以後、加圧中央大径芯軸部と記す）とを一体に有する。
【００３７】
感光ドラム８からトナー画像の転写を受けた記録材Ｐは耐熱性グレードのＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＰＳ等から成る定着入口ガイド４０により定着ニップ部Ｎへと導かれる。記録材Ｐは定着ニップ部Ｎにおいて未定着トナー画像Ｔの定着処理を受けた後、耐熱性グレードのＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＰＳ等から形成された定着排出ガイド４１に導かれて上述の排紙ユニットへと搬送される。
【００３８】
以下、定着フィルム２３、加熱ローラ２１、加圧ローラ３０を詳しく説明する。図５は定着フィルム２３の構成説明図、図６は加熱ローラ２１の構成説明図、図７は加圧ローラの構成説明図である。
【００３９】
ａ）定着フィルム２３の構成
図５に示すように、定着フィルム２３は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂、あるいはＳＵＳ、Ｎｉ等の金属より形成される薄肉の可撓性を有するエンドレスベルト状の基層２３ａを基材として成る。
【００４０】
定着フィルム２３において耐熱性樹脂を基層２３ａとして形成する場合には、熱伝導性を高めるためにＢＮ、アルミナ等の熱伝導性フィラーを１０ｖｏｌ％以上、５０ｖｏｌ％以下、好ましくは１５ｖｏｌ％以上、４０ｖｏｌ％以下の範囲で混入してある。熱伝導フィラーの混入量として、１０ｖｏｌ％以下では熱伝導性向上の改善効果は乏しく、また５０ｖｏｌ％以上となった場合には、引裂強度の低下が見られ耐久性を満足できなくなることがわかっている。
【００４１】
また定着フィルム２３の内周面（加熱ローラ２１の外周面と接触する面）には、後述する加熱源２４からの輻射熱を効率良く吸収するために黒色処理として黒色塗装を施した輻射熱吸収層２３ｂが形成されてある。黒色塗装の方法としては、定着フィルム内周面の油分を除去し、例えば黒色塗料としておきつも＃８０００（三重油脂化工業株式会社製、商品名）等の塗料を塗布する。このおきつも＃８０００は黒色金属顔料または黒色金属化合物顔料をシリコーン樹脂バインダと共に溶剤に分散させて溶解させたものであり、黒色顔料、無機質顔料、シリコーン樹脂（メチルフェニルシリコーンベース）、および溶剤を配合してある。塗布後の焼き付け条件としては、３００℃で１時間程度の焼き付けが施される。
【００４２】
なお本実施例では、輻射熱吸収層２３ｂとしておきつも＃８０００の黒色塗料を用いて説明しているが、赤外線の吸収率が高い物質であればどのような物質であっても構わない。
【００４３】
また、定着フィルム２３の外周面には、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレン樹脂（ＥＴＦＥ）等のフッ素樹脂層を離型性層２３ｃとしてディッピング塗工、スプレー塗工等の方法により形成してある。
【００４４】
定着フィルム２３は熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させ、さらに機械的強度を満足するようポリイミド、ＳＵＳ等の基材２３ａの肉厚を１００μｍ以下、好ましくは６０μｍ以下２０μｍ以上の厚みとしており、離型性層２３ｃとしてのフッ素樹脂層を８μｍ〜１６μｍ程度の厚みで外周面に形成している。
【００４５】
ｂ）加熱ローラ２１の構成
図６に示すように、加熱ローラ２１は、端部小径芯軸部２１ａと中央大径芯軸部２１ｂがアルミ、鉄製あるいは後述するセラミック多孔質体（ニチアス株式会社製、商品名：セラールＡ）等にて一体成形されている。そして中央大径芯軸部２１ｂの外周面に黒色処理として輻射熱吸収層２１ｃが黒色塗装されている。
【００４６】
ここで、端部小径芯軸部２１ａと中央大径芯軸部２１ｂを一体成形するとしたが、別部材として、筒状に形成したアルミ、鉄製部材、セラミック多孔質体等に金属製の芯金を圧入する等の方法で端部小径芯軸部２１ａを形成しても構わない。ただし、加圧ローラ３０との間で高い圧力をかける場合には、セラミック多孔質体のような撓みにくい部材を用いる方がよく、セラミック多孔質体の撓みにくさを十分活かすためには一体成形で形成している方が望ましい。輻射熱吸収層２１ｃは上記定着フィルム２３内面の黒色塗装と同一であっても良く、輻射熱を効率良く吸収する他の部材であっても構わない。
【００４７】
また、定着フィルム２３と加圧ローラ３０との間の定着ニップ部Ｎの幅（記録材搬送方向Ｙにおけるニップ幅）を広く形成するために中央大径芯軸部２１ｂ外周面と輻射熱吸収層２１ｃの間にシリコーンゴム、シリコーンゴムを発泡して形成したシリコーンスポンジゴム、シリコーンゴム中に中空フィラー、ガラスビーズ等を含有させたバルーンゴム等の弾性層を介在させてもよい。この場合には、例えば中央大径芯軸部２１ｂの外周面にプライマ処理を施して、液状シリコーンゴム（東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社製、商品名：ＤＹ３５−５６１Ａ／Ｂ）をブレードコート法でコートし、１３０℃で３０分加熱硬化した後に２００℃に設定された恒温槽にて４時間の二次加硫を行い、厚み０．５ｍｍ程度の弾性層を得る。
【００４８】
しかしながら、加熱ローラ２１の熱容量が大きく、また熱伝導率が少しでも大きいと、外周面から受ける熱を吸収しやすく、外周面温度が上昇しにくくなるため、できるだけ低熱容量で熱伝導率が低く、断熱効果の高い材質の方が、定着フィルム２３の立ち上がり時間に有利である。
【００４９】
ここで、上記シリコンゴムのソリッドゴム層は熱伝導率が０．２５〜０．２９Ｗ／ｍ・ｋ、スポンジゴム、気泡ゴムは０．１１〜０．１６Ｗ／ｍ・ｋであり、スポンジゴム、気泡ゴムはソリッドゴムの約半分の値を示す。また、熱容量に関係する比重はソリッドゴムが約１．０５〜１．３０、スポンジゴム、気泡ゴムが約０．７５〜０．８５である。従って、弾性層の好ましい形態としては熱伝導率が０．１５Ｗ／ｍ・ｋ以下で、比重が０．８５以下の断熱効果の高いスポンジゴムや気泡ゴム層の方が好ましい。なお、気泡ゴムにより弾性層を形成するにあたり使用する中空フィラーとしては、ガラスバルーン、シリカバルーン、カーボンバルーン、フェノールバルーン、アクリロニトリルバルーン、塩化ビニリデンバルーン、アルミナバルーン、ジルコニアバルーン、シラスバルーンなど、いかなるものであっても構わない。
【００５０】
ｃ）加圧ローラ３０の構成
図７に示すように、加圧ローラ３０は、加圧端部小径芯軸部３１と加圧中央大径芯軸部３２が上記の加熱ローラ２１の端部小径芯軸部２１ａおよび中央大径芯軸部２１ｂと同様のアルミ、鉄製、あるいはセラミック多孔質体等にて一体成形されている。そして加圧中央大径芯軸部３２の外周面にシリコーンゴム、シリコーンゴムを発泡して形成したシリコーンスポンジゴム、シリコーンゴム中に中空フィラー、ガラスビーズ等を含有させたバルーンゴム等の弾性層３３を有し、更にその上に離型性層３４としてフッ素ゴムラテックス（ダイキン工業株式会社製、商品名：ＧＬＳ２１３）をプライマ処理（ダイキン工業株式会社製、商品名：ＧＬＰ１０３ＳＲ）した後にスプレーコートすることで形成するか、もしくはＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂層をコーティングあるいはチューブ状に被覆している。
【００５１】
ここで、加圧端部小径芯軸部３１と加圧中央大径芯軸部３２を一体成形するとしたが、別部材として、筒状に形成したアルミ、鉄製部材、セラミック多孔質体等に金属製の芯金を圧入する等の方法で加圧端部小径芯軸部３１を形成しても構わない。ただし、加熱ローラ２１との間で高い圧力をかける場合には、セラミック多孔質体のような撓みにくい部材を選択することが好ましく、セラミック多孔質体の撓みにくさを十分活かすためには一体成形で形成している方が望ましい。
【００５２】
ｄ）加熱ローラ、および加圧ローラの芯軸材（セラミック多孔質体）の説明
ここで、上記加熱ローラ２１および加圧ローラ３０の芯軸材として使用されているアルミ、および鉄製部材等の金属部材は一般的な加工性、熱伝導性、機械強度によりそのグレードを選択すればよく、特にグレードを限定するものではない。
【００５３】
一方、セラミック多孔質体を芯軸材として使用する際には以下のような特性があり、その製法について説明する。
【００５４】
セラミック多孔質体は、熱劣化や経時変化がほとんどなく、多孔質のために断熱性に富み、熱伝導率が極めて低く、機械的強度として、高い加圧力においても撓み、変形が少ない部材であり、成分としては無機質バインダーをベースに必要に応じてさらに耐熱性無機質材料を主成分として含有する焼成体により形成されている。そして、上記のセラミック多孔質体は、無機質バインダーと、有機質バインダーと、必要によりさらに耐熱性無機質材料および耐水性有機質材料とを主成分とする混合物に、水を加えて水系混合物を調整する混錬工程によって得られた混合物を、成形工程と、乾燥工程と、焼成工程とを含む工程により処理して、この乾燥、焼成工程において、水分が蒸発した後に多孔質のセラミックとして得られる。
【００５５】
上記の無機質バインダーは、焼成工程において自らセラミック成分となり、さらに上記の無機質材料と相互に固結しうる材料である。無機質バインダーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ガラスフリット、コロイダルシリカ、アルミナゾル、シリカゾル、珪酸ソーダ、チタニアゾル、珪酸リチウム、水ガラスなどが挙げられる。なお、これらの二種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００５６】
また、上記の耐熱性無機質材料とは混錬工程〜焼成工程の間で実質的には溶融変形しない繊維状または粒子状のものを言う。なお、上記の繊維状と粒子状の区分については、ＪＩＳ−Ｌ０２０４では、繊維は太さに比して十分な長さを持つ、細くて撓みやすいものを言うと規定している。しかしながら、繊維と粒子との厳格な区分は出来ないため、本実施例においても、繊維と粒子とは厳格な区分をせず、合わせて耐熱性無機質材料というが、適宜繊維状と粒子状の表現を用いる。
【００５７】
上記繊維状耐熱性無機質材料としては、例えば、アルミナシリカ繊維、アルミナ繊維、温石綿（クリソタイル）、カーボンファイバー、ガラス繊維、スラグウール、シリカ繊維、ジルコニア繊維、石膏ウィスカー、炭化珪素繊維、チタン酸カリウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、高珪酸ファイバー、溶融シリカファイバー、ロックウールなど、通常、繊維状と呼ばれているものが挙げられる。なお、これらの材料の二種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００５８】
また、上記の粒子状耐熱性無機質材料としては、例えば、クレー、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、アルミ、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、ジルコニア、チタニア、セピオライト、カオリン、ゼオライト、窒化珪素、窒化アルミニウム、アルミノボロシリケート、アルミノシリケート、多孔質炭素等の粒子状のものを挙げることができる。なお、これらも二種以上を組み合わせて使用することができる。
【００５９】
上記の繊維状耐熱性無機質材料の長さ（又は粒子状耐熱性無機質材料の長径）は、特に限定されるものではないが、水中分散性を考慮して、３ｍｍ以下のものが好ましい。また、繊維状耐熱性無機質材料の直径および粒子状耐熱性無機質材料の直径は、セラミック多孔質体の内部気孔率をより大きくするためには、やや太いものが好ましく、例えば１〜１５μｍのものが好ましい。
【００６０】
また、上記耐熱性無機質材料は必ずしも必要な成分ではないが、耐熱性および強度向上のために併用するのが好ましい。耐熱性無機質材料の使用量は上記無機質バインダー１００質量部に対して、３０〜３００質量部、好ましくは５０〜２００質量部であり、使用量が５００質量部を超えると強度が不十分となる。
【００６１】
前記の有機質バインダーは、原料混合物を成形する段階での混合物の可塑性の調整、強度向上などの取り扱い性を改良するために必要に応じて使用されるものであり、通常増粘剤と呼ばれるものも含む。この成分は焼成工程において焼失される。有機質バインダーとしては、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアルコール、フェノール樹脂、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸ソーダ、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エポキシ樹脂、コーンスターチ等が挙げられ、これらの二種以上を組み合わせて使用することもできる。上記有機質バインダーの使用量は、無機質バインダー１００重量部に対して２〜１００質量部、好ましくは１５〜２５質量部である。２質量部未満では成形に必要な可塑性が得られず、１００質量部を超える場合は、不必要な有機分が多くなり、脱脂性が低下してしまう。
【００６２】
また、耐水性有機質材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、フェノール樹脂などの耐水性合成樹脂、木材、竹材、その他の天然有機物等が挙げられ、形状は繊維状であっても良いし、粒子状であっても良い。これらの材料としては内部発泡しているものも好適に使用することができる。また、これらの二種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００６３】
耐水性有機質材料の繊維状と粒子状の区分については前記の無機質材料の場合と同様である。かかる材料の繊維状物の直径、および粒子状物の直径は、通常１〜２０００μｍの範囲であり、好ましくは１０〜５００μｍである。また、耐水性有機質材料の使用量は、目的とする多孔質セラミックの内部気孔率を考慮して必要に応じて適宜決定され、無機質バインダー１００質量部に対して、通常０〜３００質量部、好ましくは０〜１００質量部である。使用量が３００質量部を超える場合は、多孔質セラミックの強度が著しく低下してしまう。ただし、耐水性有機質材料の使用量は、無機質材料の使用量との関係で制限され、耐水性有機質材料と無機質材料の合計量は無機質バインダー１００質量部に対して０〜５００質量部の範囲が好ましい。
【００６４】
前記の混錬工程は、前記の耐熱性無機質材料、無機質バインダー、有機質バインダー、耐水性有機質材料、およびその他の添加物の所定量を水と混合し、それらの混合物を均一な水系ディスパージョンまたは水系塑性物とする工程である。混錬工程において使用される水の量は、混合物が後工程である成形工程に適するように、適宜調整されるが、概ね上記各固形成分の全質量に対して５０〜２００質量％である。混錬工程に使用する混錬装置としては、例えば、加圧型ニーダー、双腕型ニーダー、高速ミキサー、バタフライミキサー等がある。
【００６５】
成形工程は、上記混合物を使用してロール基体の形状を形成する工程であり、混合物を型を用いて例えば、押出成形法、プレス成形法、湿式成形法などの方法によって成形体を得ることができる。
【００６６】
乾燥工程は、後の焼成工程に先行して、通常、常温または加熱温度下に乾燥して、水分を除去するとともに、成形体を硬化させてその形状が確定する工程である。上記加熱温度は通常２００℃以下であり、好ましくは水分が徐々に蒸発し易い１００℃程度で行われる。また、乾燥時間は成形体の形状や加熱温度にも因るが通常０．５〜１２時間程度である。
【００６７】
焼成工程は予備焼成段階と最終焼成段階に区分して行うのが好ましく、予備焼成段階は通常大気中で行われ、後の高温での最終焼成段階において粒子状有機物の急激な焼失による亀裂等の発生を防ぐために行われる。通常は１５０〜４００℃程度で行われる。また、予備焼成時間は成形体の形状、加熱温度にも因るが、通常１２〜７２時間程度である。
【００６８】
最終焼成段階では、通常４００〜１０００℃の高温で行われ、残存している粒子状有機物、有機質バインダーを完全に焼失させ、さらに無機質バインダーを溶融させて全体を一体化する工程である。最終焼成時間は、成形体の形状、加熱温度、使用材料の成分、配合比にも因るが、通常０．５〜２４時間程度である。
【００６９】
以上のようにして形成されたセラミック多孔質体は更に上述した加熱ローラ２１の中央大径芯軸部２１ｂ、及び加圧ローラ３０の加圧中央大径芯軸部３２の外周面への黒色塗料の塗布や、弾性層の形成等の二次加工を行うことができる。
【００７０】
多孔質セラミックの内部気孔率は、通常２５〜９０％、好ましくは４０〜８５％であり、嵩密度は０．２〜１．９５ｇ／ｃｍ３、好ましくは０．４〜１．５ｇ／ｃｍ３である。内部気孔率が２５％以下、嵩密度が１．９５ｇ／ｃｍ３以上では熱容量が大きくなり、電力効率、加熱ローラ表面の昇温スピードに対して十分な効果が得られなくなる。また、内部気孔率が９０％以上、嵩密度が０．２ｇ／ｃｍ３以下となると固体を形成する物質の量が少なくなりすぎてしまい、十分な強度を維持するのが困難となる。
【００７１】
以上、本実施例で使用される加熱ローラ２１および加圧ローラ３０の芯軸部の基材として上記説明したセラミック多孔質体を使用した場合には、熱劣化や経時変化がほとんどなく、機械的強度として、高い加圧力においても撓み、変形が少ないことから、小径の加熱ローラ２１および加圧ローラ３０を構成することが可能となり、さらに多孔質のために断熱性に富み、熱伝導率が極めて低く、加熱ローラ２１および加圧ローラ３０の双方が低熱容量であることから、後述する加熱源２４からの輻射熱により急速に加熱ローラ２１の外周面を加熱することが可能となる。また、低熱容量の加熱ローラ２１の外周面と定着フィルム２３の内周面にはそれぞれ輻射熱の吸収率が高い黒色塗装を施して輻射熱吸収層２１ｃ、２３ｂを有するため、急激が昇温を可能にしている。
【００７２】
上述した加熱ローラ２１、加圧ローラ３０、定着フィルム２３それぞれの配置関係を図２および図３を用いて以下に説明する。
【００７３】
定着フィルム２３は複数の搬送ローラ２６・２７・２８に巻き架けてある。搬送ローラ２６〜２８はそれぞれ手前側と奥側の装置シャーシ側板４０・４１に軸受４２を介して回転自在に支持されている。搬送ローラ２６〜２８の材質としては、ステンレス、アルミ、ＬＣＰ等の耐熱性樹脂等、耐熱性を有するものであれば良いが、熱効率の観点からは断熱性の高い部材を使用するのが良く、例えば、ガラスビーズ等の中空フィラーを含有したＬＣＰ等が適している。
【００７４】
加熱ローラ２１は定着フィルム２３の内側に挿入して配置されている。加圧ローラ３０は定着フィルム２３を挟んで加熱ローラ２１と対向する位置に配置してある。そして加熱ローラ２１の端部小径芯軸部２１ａの両端は手前側と奥側の装置シャーシ側板４０・４１にベアリング４３によって回転自在に保持されている。また、加圧ローラ３０の加圧端部小径芯軸部３１の両端も同様に手前側と奥側の装置シャーシ側板４０・４１にベアリング４４によって回転自在に保持されている。そして、加熱ローラ２１の中央大径芯軸部２１ｂと加圧ローラ３０の加圧中央大径芯軸部３２とで定着フィルム２３を挟み、その状態で加熱ローラ２１と加圧ローラ３０を不図示の加圧手段によって加圧することにより、定着フィルム２３と加圧ローラ３０との間に所定幅の定着ニップ部Ｎを形成している。
【００７５】
すなわち、加熱ローラ２１の中央大径芯軸部２１ｂの外周面の輻射熱吸収層２１ｃは定着フィルム２３の内周面の輻射熱吸収層２１ｃと加圧接触して圧接ニップ部Ｋを形成し、この圧接ニップ部Ｋの位置において加圧ローラ３０の加圧中央大径芯軸部３２の外周面の離型性層３４を定着フィルム２３の外周面の離型性層２３ｃに加圧接触させることにより、加圧ローラ３０の加圧中央大径芯軸部３２の離型性層３４と定着フィルム２３の離型性層２３ｃとの間に所定幅の定着ニップ部Ｎを形成している。Ｗは定着ニップ部Ｎにおける記録材Ｐの搬送挟持域（通紙域）である。
【００７６】
加圧ローラ３０の長手方向一端の加圧端部小径芯軸部３１の先端には駆動ギアＧが配置されている。この駆動ギアＧは駆動伝達機構Ｍからの駆動により加圧ローラ３０を矢印の反時計方向に回転駆動する。この加圧ローラ３０の回転駆動力に伴い定着フィルム２３は定着ニップ部Ｎを介して加圧ローラ３０から摩擦力を受けて矢印の時計方向に従動回転する。そして加熱ローラ２１は定着フィルム２３の回転力に伴い圧接ニップ部Ｋを介して定着フィルム２３から摩擦力を受けて矢印の時計方向に従動回転する。ここで、図２では、加圧ローラ３０を回転駆動する方法について説明したが、加熱ローラ２１の長手方向端部から同じように回転駆動する方法であっても構わない。
【００７７】
定着フィルム２３の内側には、加熱ローラ２１外周面の輻射熱吸収層２１ｃ、および定着フィルム２３内周面の輻射熱吸収層２１ｃを加熱する加熱源２４が挿入配置されている。加熱源２４は定着フィルム２３の回転方向において定着ニップ部Ｎより上流側で定着ニップ部に近接させて配置してあり、その位置で長手方向両端部が手前側と奥側の装置シャーシ側板４０・４１に固定支持されている。また定着フィルム２３の内側には、加熱源２４を内包する反射板２５が挿入配置されている。反射板２５は、加熱源２４に対して加熱ローラ２１側とは反対側に配置され、その位置で長手方向両端部が手前側と奥側の装置シャーシ側板４０・４１に固定支持されている。この反射板２５は、加熱源２４を内包する側の面が、特に赤外線光に対して反射率の高い鏡面状に形成してあり、この鏡面で加熱ローラ２１における定着ニップ部Ｎ上流側の輻射熱吸収層２１ｃ、および定着フィルム２３における定着ニップ部Ｎ上流側の輻射熱吸収層２１ｃに向けて加熱源２４の輻射熱を効率良く反射させて付与する構成となっている。
【００７８】
加熱ローラ２１の輻射熱吸収層２１ｃには温度検知手段としてのサーミスタ等の温度検知素子２２が当接されている。この温度検知素子２２は任意の装置シャーシ側板に取り付けた支持部材（不図示）によって支持されている。この温度検知素子２２によって検知される出力信号（温度情報）は温度制御部４６に入力され、温度制御部４６はその出力信号に基づきヒータ駆動回路４７をオン／オフ制御することにより加熱源２４への通電制御を行う。これによって定着ニップ部Ｎの温度を所定の定着温度（目標温度）に維持している。
【００７９】
上述のように加圧ローラ２１、定着フィルム２３、および加熱ローラ２１を回転させ、かつ定着ニップ部Ｎの温度を定着温度に維持した状態で、未定着トナー画像Ｔを形成担持した記録材Ｐが定着入口ガイド４０により定着ニップ部Ｎに導入される。記録材Ｐは定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム２３と加圧ローラ３０とで搬送挟持され、その搬送過程において未定着トナー画像Ｔは定着フィルム２３を介して得られる加熱源２４の熱と、加熱ローラ２１と加圧ローラ３０の加圧力に応じた圧力とによって記録材Ｐ面に加熱定着される。
【００８０】
〔実施例〕
本実施例における加熱定着装置１５の性能を確認するため、以下に示す実験を実施した。
【００８１】
使用した画像形成装置はプロセススピード３００ｍｍ／ｓｅｃのレーザビームプリンターであり、１分間にＬＴＲサイズの記録材がそれぞれ５０枚プリントされる装置である。
【００８２】
加熱源２４としては、ハロゲンヒータを用い、反射率９０％の鏡面仕上げした反射板２５により定着ニップ部Ｎ上流側で加熱ローラ２１の外周面、および定着フィルム２３の内周面を局所的に加熱するように設定した。
【００８３】
加熱ローラ２１としては、それぞれ外径１４ｍｍの鉄製（ＳＵＭ材）芯軸、セラミック多孔質体の中央大径芯軸部２１ｂの外周面に黒色塗料としておきつも＃８０００を塗布して輻射熱吸収層２１ｃを形成した。セラミック多孔質体は、無機質バインダー、耐熱性無機質材料、有機質バインダー、耐水性有機質バインダーを適宜調整、混錬、成形した後、乾燥、焼成工程を経て、嵩密度０．４ｇ／ｃｍ３、および内部気孔率８５％を得た。
【００８４】
定着フィルム２３としては、厚み２５μｍ、外径５０ｍｍのＳＵＳ３０４を基材２３ａとした。基材２３ａにおいて、内周面には加熱ローラ２１と同様におきつも＃８０００を塗布して輻射熱吸収層２３ｂを形成し、外周面にはプライマ層３μｍを塗布した後にＰＦＡ／ＰＴＦＥの混合液をディッピング塗工により形成、焼成し厚み１０μｍのフッ素樹脂層を形成して離型性層２３ｃとした。
【００８５】
また、加圧ローラ３０として、芯軸として形成されたセラミック多孔質体は嵩密度０．６ｇ／ｃｍ３、内部気孔率７７％と固定とし、外径１４ｍｍの加圧中央大径芯軸部３２の外周に弾性層３３としてガラスビーズを含有するシリコーンゴムを厚み３ｍｍで形成し、その上に厚み５０μｍのＰＦＡチューブを被覆したものを離型性層３４として使用した。ここで加圧ローラ２１３０の芯軸材としてセラミック多孔質体としたが、芯軸材はセラミック多孔質体に限らず、アルミ、鉄製部材であっても構わない。
【００８６】
上記定着フィルム２３と加圧ローラ３０との間の定着ニップ部Ｎに付与する加圧力は１９６Ｎ（約２０ｋｇｆ）とした。
【００８７】
以上の構成で連続プリント耐久後の加熱定着装置１５における画像を確認した。なお、連続プリントとは、１分間にＬＴＲサイズの記録材が５０枚通紙される状態であり、先行する記録材の後端が定着ニップ部を通過した時点で後続の記録材が既に感光ドラムからトナー画像を転写されている状態が続いた状態を示す。耐久後の画像確認とは上記連続プリントでＬＴＲサイズ紙を３０万枚通紙後の各種画像パターン（ハーフトーンを含む文字パターン等）を印字して評価した。
【００８８】
画像評価した項目は、ハーフトーンのムラ、画像上の汚染物質による汚れである。また、比較例として、従来例に示した図１４および図１６の方法による比較も行った。
【００８９】
図１４のフィルム加熱方式の従来例（従来例１）では、フィルムアセンブリ８０の定着フィルム８３として外径２５ｍｍ、厚み４０μｍのＳＵＳ３０４より形成された金属フィルムにフッ素樹脂層を外周面に１０μｍの厚みで塗布したフィルムを用意し、加圧ローラ７０として外径１４ｍｍのアルミ芯金７１にガラスビーズを含有するシリコーンゴム７２を厚み３ｍｍで形成し、その上に厚み５０μｍのＰＦＡチューブ７３を被覆したものを使用した。
【００９０】
また、図１６の従来例（従来例２）では、加熱部材１１０を上記フィルム加熱方式（従来例１）のフィルムアセンブリ８０と同一とし、加圧ローラ７０として、上記フィルム加熱方式（従来例１）の加圧ローラ７０と同一とした。また、定着ローラ１００としては、芯軸１０１として外径１４ｍｍのセラミック多孔質体（嵩密度０．４ｇ／ｃｍ３、内部気孔率８５％）にガラスビーズを含有するシリコーンゴム１０３を厚み１．５ｍｍで形成し、その上に厚み５０μｍのＰＦＡチューブを被覆したものを使用した。
【００９１】
実験の結果を下表に示す。なお、表中のムラの欄における○はハーフトーン画像が略均一な濃度となっているレベル、△は許容範囲内、×は目視でムラがはっきりとわかるレベルを示す。また、画像汚染の欄の○は汚染なし、×は汚染がみられたことを示す。
【００９２】
なお、本実施例の加熱ローラ芯軸として鉄製部材（ＳＵＭ材）を使用したときの結果を実験１、セラミック多孔質体を使用したときの結果を実験２とする。
【００９３】
【表１】
2006215375.tif 000003
【００９４】
以上、本実施例では、耐久後の画像不良はほとんどなく、良好な加熱定着が実施されていることがわかる。
【００９５】
一方、従来例１のフィルム加熱方式の場合には、耐久により定着フィルム８３内面と加熱ヒータ８１の摺動トルクが大きくなり、定着フィルム８３が回りにくくなることによるハーフトーン画像上のムラが見られた。
【００９６】
また、定着ローラ１００を外部から接触式で加熱する従来例２でも、加熱部材１１０の定着フィルム１１３外周面にトナーや紙粉の汚染が見られ、このため、定着ローラ１００の加熱度合いが長手方向で異なり、これによる定着性能の均一性が失われ、許容範囲内ではあるが、ハーフトーン画像の定着ムラが見られた。また、上記加熱部材１１０の定着フィルム１１３外周面の汚染物質が溜り、時折定着ローラ１００へ吐き出されることによって記録材Ｐ上に汚れが付着することがあった。
【００９７】
また、画像形成装置の速度を１００ｍｍ／ｓｅｃ〜３５０ｍｍ／ｓｅｃと振って同様のテストを実施したところ、画像形成装置の速度に依らず、本実施例ではハーフトーンのムラおよび汚染物質による記録材上の汚れは見られなかった。
【００９８】
一方、従来例１のフィルム加熱方式の場合には、画像形成装置の速度が高くなることによってハーフトーン画像のムラが著しく悪化した。
【００９９】
また、定着ローラ１００を外部から接触式で加熱する従来例２でも定着ムラによるハーフトーン画像のムラ、汚染物質による記録材Ｐの汚れが画像形成装置が高速化することによって悪化傾向にあり、特に現象が発生するまでの耐久枚数が少なくなる傾向にあった。
【０１００】
次に本実施例における加熱ローラ２１の芯軸材として使用したセラミック多孔質体の、無機質バインダー、耐熱性無機質材料、有機質バインダー、耐水性有機質バインダーを適宜調整、混錬、成形した後、乾燥、焼成工程を経て、各嵩密度、および内部気孔率を得て、それぞれにおけるクイックスタート性を評価した。
【０１０１】
画像形成装置はプロセススピード３００ｍｍ／ｓｅｃとした。主な構成は上記実験と同様である。また、加熱ローラ２１の芯軸材として鉄製部材（ＳＵＭ材）を使用した場合についても確認した。
【０１０２】
評価方法としては加熱源たるハロゲンヒータ２４に投入する立上げ電力を８００Ｗとして、定着フィルム２３外周面温度が１９０℃まで昇温するまでの立ち上がり時間を測定した。また、条件を同一とするため、スタンバイ状態でハロゲンヒータ２４に通電されていない状態が長く継続され、加熱ローラ２１の外周面温度が画像形成装置が設置された室温（機外温度）に最も近い状態（以後、朝一状態と記す）からの立上げ時間を評価した。
【０１０３】
加熱ローラ２１の芯軸材であるセラミック多孔質体の嵩密度および内部気孔率が異なるサンプルを各種用意し、立上げ時間の比較を行った。
【０１０４】
加熱ローラ２１と加圧ローラ３０との間の定着ニップ部Ｎに付与される加圧力は１９６Ｎ（約２０ｋｇｆ）と７８４Ｎ（約８０ｋｇｆ）の場合で確認した。嵩密度の単位はｇ／ｃｍ３である。
【０１０５】
【表２】
2006215375.tif 000004
【０１０６】
【表３】
2006215375.tif 000005
【０１０７】
以上の結果より、加熱ローラ２１外周面および定着フィルム２３の内周面を外部のハロゲンヒータ２４により加熱する本方式の構成では、どの場合もクイックスタート性はあるが、加熱ローラ２１として断熱性に優れるセラミック多孔質体を芯軸材に使用した場合には、外部加熱によって加熱することで特に急速に加熱ローラ２１外周面温度、定着フィルム２３外周面温度を所定温度まで昇温させることができる。
【０１０８】
また、セラミック多孔質体の嵩密度を１．９５ｇ／ｃｍ３以上、内部気孔率を２５％以下とすると急激に断熱性が失われるため、セラミック多孔質体の嵩密度は、１．９５ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは１．５ｇ／ｃｍ３以下、内部気孔率を２５％以上、好ましくは４０％以上とすることで、十分な断熱効果が得られることがわかった。
【０１０９】
また、芯軸材に鉄製部材を用いたものは、外周面からの加熱による熱が芯軸材に取られ定着フィルム２３外周面が定着可能な温度に達するまでに要した時間が長くなってしまっている。これではレーザープリンターがプリント信号を受信してからプリント可能状態になるまで多くの時間を要してしまうことがわかる。
【０１１０】
ただし、加工の容易性等も考慮した場合、鉄材等の金属製部材を加熱ローラ２１の芯軸材として使用することは有用であり、特に画像形成装置の速度に応じて加熱ローラ２１の芯軸材として、金属製芯軸とするか、セラミック多孔質体とするか選択することで、それぞれの速度に応じて選択すればよい。
【０１１１】
これは、例えばレーザービームプリンタがプリント信号を受信してから、加熱定着装置１５に記録材Ｐが搬送されるまでの時間が低速機ほど時間がかかることから、低速機では加熱ローラ芯軸材として金属製部材を、一方高速機ではセラミック多孔質体を選択することで幅広い速度領域の画像形成装置に対して対応することが可能となる。
【０１１２】
また、加圧力を２０ｋｇｆから８０ｋｇｆに増加させることでの立上げ速度は大差がなかった。加圧力が８０ｋｇｆの場合、若干立上げ速度が遅くなるが、これは加圧力を上げることで定着フィルム２３と加圧ローラ３０の密着力があがり、また定着ニップ部Ｎの幅が増加することにより、加圧ローラ３０側へ熱が流れやすくなるためである。
【０１１３】
また、それぞれの加圧力で定着性能を比較したところ、加圧力を上げることで定着性能の改善が見られ、特に記録材Ｐにおいて表面粗さが粗いラフ紙に対しても改善効果が大きい。実際、加熱定着後の記録材上におけるトナー画像を拡大観察したところ、加圧力を高めることで記録材の繊維中にトナーが入り込む率が増えており、定着性能を向上させていることが覗えた。
【０１１４】
また、ハーフトーン画像の定着性能を確認したところ、加圧力アップによってさらに定着ムラや画像ムラのない一様性に富んだ加熱定着性が得られた。これは、加圧力の増加により、記録材Ｐと定着フィルム２３外周面との密着性が確保されたことから得られた結果である。
【０１１５】
ただし、芯軸材としてセラミック多孔質体を嵩密度０．１５ｇ／ｃｍ３、内部気孔率９２％とした加熱ローラ２１では加圧力を高めた場合、耐久によって内部気孔部が潰れてしまうという不具合が観察された。これは内部気孔率を大きくしすぎたために気孔を支えるセラミック部材が薄くなり、機械的強度が満足できなかった結果である。嵩密度および内部気孔率を細かく振った結果、嵩密度０．２ｇ／ｃｍ３以下、内部気孔率９０％以上の場合には、耐久によって気孔の潰れが見られ、このような設定は耐久性に難があることがわかった。
【０１１６】
ここでセラミック多孔質体の嵩密度および内部気孔率は材料の混錬条件によって様々な組合せが成形できるが、ある程度の相関があり、嵩密度が増加すると内部気孔率は低下する。我々は様々な嵩密度および内部気孔率の組合せで同様の評価および耐久性能を比較した。
【０１１７】
この結果、上記結果と合わせクイックスタート性能および耐久性能の観点からセラミック多孔質体の嵩密度としては、０．２〜１．９５ｇ／ｃｍ３、好ましくは０．４〜１．５ｇ／ｃｍ３、内部気孔率としては２５〜９０％、好ましくは４０〜８５％がかかる加熱定着装置１５としては使用するのに適していることがわかった。
【０１１８】
以上、本実施例では、金属製部材あるいはセラミック多孔質体を芯軸材として形成される芯軸部を具備させた加熱ローラ２１と加圧ローラ３０との間に可撓性を有する薄肉の定着フィルム２３を介在させて、定着フィルム２３と加圧ローラ３０との間に定着ニップ部Ｎを形成し、互いに接触する定着フィルム２３の内周面と加熱ローラ２１の外周面を外部から加熱源２４により加熱する加熱定着装置１５を構成することで、クイックスタート性に優れた加熱定着装置の実現が可能となった。
【０１１９】
また、可撓性を有する薄肉の定着フィルム２３を用いて加圧ローラ３０との間に定着ニップ部Ｎを形成するため、スタンバイ中に電力を消費せず、ファーストプリントタイムを十分に低減する可能性がある。さらに加圧ローラ３０においてセラミック多孔質体を芯軸材として使用した場合には大きな加圧力にも熱容量を増やすことなく対応できる。さらに極めて高い断熱性、低熱容量が得られることから、画像形成装置の高速化に対しても対応可能であり、厚紙、ラフ紙などの記録材に対しても充分な定着性能を達成させることが可能になる。
【０１２０】
また、本実施例では、定着フィルム２３の走行速度（回転速度、周回速度）を記録材搬送速度（プロセススピード）とほぼ同一とすることが可能であり、ハーフトーン画像を含む画像を高画質状態で加熱定着することが可能になる。
【０１２１】
また、加熱ローラ２１を外部から加熱源２４によって加熱するが、定着フィルム２３は複数の搬送ローラ２６、２７、２８に巻き架けられており、定着ニップ直後の搬送ローラ２８によって定着フィルム２３を曲率半径の小さい軌道で搬送させることにより、定着フィルム２３外周面からの記録材の曲率分離を容易にすることが可能になる。よって仮に定着フィルム２３外周面の離型性が耐久、その他の要因によって損なわれた場合であっても記録材Ｐの定着フィルム２３への巻き付きを防止できる。
【実施例２】
【０１２２】
本実施例の加熱定着装置の構成を図８に示す。
【０１２３】
図８において、前記実施例１で示した加熱定着装置１５と同一符号の部材に関しては同様の部材、機能であるため説明を省く。
【０１２４】
本実施例では、加熱ローラ２１の外周面（中央大径芯軸部２１ｂの外周面）を加熱する手段として、レスポンスの高い接触式の加熱源２９を具備している。本実施例に使用される加熱源２９は、加熱ローラ２１の外周面に接触しながら加熱ローラ２１外周面を急速加熱する面状発熱体（以後、加熱用ヒータと記す）である。
【０１２５】
加熱源としての加熱用ヒータ２９の構成を図９および図１０を参照して説明する。
【０１２６】
図９（ａ）は加熱用ヒータの表面側の平面図と温調制御系の説明図、（ｂ）は加熱用ヒータの裏面側の底面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。図１０は加熱用ヒータの他の例を示し、このヒータの基板と加熱ローラの接触態様図である。
【０１２７】
加熱用ヒータ２９は図９（ａ）、（ｂ）に示されるように細長い形状の基板５３を有する。基板５３はアルミナや窒化アルミ等の絶縁性のセラミックス基板やポリイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂基板より形成されている。基板５３の加熱ローラ２１側の面（以後、表面と記す）には、長手方向に沿って、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の通電発熱抵抗層５５をスクリーン印刷等により、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の線状もしくは細帯状に塗工して形成してある。また基板５３の表面には、熱効率を損なわない範囲で通電発熱抵抗層５５を保護する保護摺動層５６を設けてあっても良い。ただし、保護摺動層５６の厚みは十分薄く、表面性を良好にする程度が好ましい。その例としては、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレン樹脂（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂（ＣＴＥＦ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）等のフッ素樹脂層を単独ないしは混合して被覆するか、あるいはグラファイト、ダイアモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）、二硫化モリブデン等からなる乾性被膜潤滑剤、ガラスコート等の保護摺動層５６が考えられる。
【０１２８】
また、基板５３として熱伝導性の良好な窒化アルミ等を使用する場合には、図１０に示すように通電発熱抵抗層５５は基板５３に対して加熱ローラ２１と反対側に形成してあっても良い。この場合には、基板５３の表面において加熱ローラ２１外周面と接触する部分を加熱ローラ２１の回転軌跡に沿う形状すなわち、加熱ローラ２１の外周面に倣って接触する凹状の湾曲面５３ａに形成することによって、加熱ローラ２１外周面との接触面積を増やすことができる。これによって加熱用ヒータ２９で発せられた熱を効率良く加熱ローラ２１外周面へ伝えることができる。またこのようにすることで、加熱用ヒータ２９と加熱ローラ２１の間の圧力を低減でき、加熱ローラ２１の回転トルクを低減することが可能になる。
【０１２９】
５９は加熱用ヒータ２９を保持するための断熱ステイホルダーである（図９（ｃ））。断熱ステイホルダー５９は加熱ローラ２１側に保持凹部５９ａを有し、この保持凹部５９ａに加熱用ヒータ２９の基板５３が基板表面を加熱ローラ２１側に指向させた状態に嵌合されて取り付けられている。断熱ステイホルダー５９は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂により形成され、熱伝導率が低いほど加熱ローラ２１の外周面の加熱に際する熱効率が高くなる。よって樹脂層の中に中空のフィラー、例えばガラスバルーン、シリカバルーン等を内包してあっても良い。
【０１３０】
また、基板５３の表面には、通電発熱抵抗層５５の発熱に応じて昇温した基板５３の温度を検知するための温度検知手段としてのサーミスタ等の温度検知素子５７が配置されている。この温度検知素子５７は加熱用ヒータ２９を温度制御するか、異常昇温を監視する目的で設けられている。
【０１３１】
温度検知素子５７を温度制御に使用する際には、温度制御部５２は図８に示す加熱ローラ２１外周面の温度検知素子２２と加熱用ヒータ２９の温度検知素子５７の出力信号（温度情報）に応じて、基板５３の長手方向端部にある電極部５４から通電発熱抵抗層５５に印加される電圧のデューティー比や波数等を適切に制御することで、加熱用ヒータ２９を発熱させ、加熱ローラ２１の外周面を所定の定着温度に加熱・温調する。すなわち、温度検知素子５７からの出力信号は温度制御部５２を介して加熱用ヒータ通電ドライバとしてのトライアック素子５１に送られる。トライアック素子５１は温度制御部５２の通電信号に基づいてＡＣ電源５０への通電のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。
【０１３２】
また、基板５３の加熱ローラ２１側と反対側の面（裏面（ヒータ背面））には、図９（ｂ）に示すようにサーモスイッチ、温度ヒューズ等のサーモプロテクタ５８が配置されている。サーモプロテクタ５８は不図示の通電回路により通電発熱抵抗層５５と直列接続されている。これにより、加熱用ヒータ２９がトライアック素子５１の故障、温度検知素子５７の故障等により暴走状態になったときに加熱用ヒータの異常昇温をサーモプロテクタが検出し、通電発熱抵抗層５５への通電をシャットダウンする構成となっている。
【０１３３】
以上の部材から構成される加熱用ヒータ２９は上述のように断熱ステイホルダー５９に保持され、断熱ステイホルダー５９の長手方向両端部が不図示の手前側と奥側の装置シャーシ側板に支持されると共に不図示の加圧手段によって加熱ローラ２１に対して加圧される。加熱用ヒータ２９はその加圧力により加熱ローラ２１の外周面に接触して加熱ローラ２１外周面との間に加熱ニップ部Ｈを形成している。
【０１３４】
以上、本実施例では、加熱用ヒータ２９を直接加熱ローラ２１の外周面に接触させて加熱ローラ２１外周面を加熱するため、前記実施例１で示したように加熱ローラ２１外周面、および定着フィルム２３内周面に黒色塗料により黒色処理して輻射熱吸収層２１ｃ・２３ｂを形成する必要がなく、定着フィルム２３の回転に追従して加熱ローラ２１を従動回転させるために必要な加熱ローラ２１外周面と定着フィルム２３内周面の間の摩擦抵抗μが十分に取れる方法であれば、どのような構成であってもよい。このように加熱ローラ２１および定着フィルム２３において製造上の黒色処理工程を減らすことが可能となり、低コストで装置を構成することが可能となる。
【０１３５】
また、本実施例では、熱容量が少なく、突入電流の発生しない加熱用ヒータ２９すなわち面状発熱体を加熱源として使用することから、コールドスタート時の突入電流に対する対応の必要がなく、前記実施例１よりも高速に加熱ローラ２１表面を加熱することが可能になる。
【０１３６】
実際に立上げ速度の比較を前記実施例１で示した加熱定着装置の加熱源を変更することで確認した。立上げ時の加熱源への投入電力は同様の８００Ｗとした。比較結果を以下に示す。また、加熱源として面状発熱体を用いた実験では、加熱ローラ２１の外周面および定着フィルム２３内周面には黒色処理を施していない部品を使用した。
【０１３７】
なお、加熱ローラ２１と加圧ローラ３０との間の定着ニップ部Ｎに付与される加圧力は８０ｋｇｆとした。
【０１３８】
表中の実験１２〜１４は前記実施例１の立上げ速度の結果、実験１７〜１９は本実施例の面状発熱体を使用した場合の結果である。
【０１３９】
【表４】
2006215375.tif 000006
【０１４０】
以上、本実施例における面状発熱体を使用した場合には、加熱ローラ２１および加圧ローラ３０において芯軸材として前記実施例１と同様のセラミック多孔質体を用い、外周面に輻射熱吸収層２１ｃを有していない加熱ローラ２１および内周面に輻射熱吸収層２３ｂを有していない定着フィルム２３を用いた場合でも、立上げ速度は速くなっており、低コスト化を図りながらもクイックスタート性を向上できることがわかる。
【０１４１】
また、本実施例のように記録材Ｐと接する面である定着フィルム２３外周面は加熱用ヒータ２９が接する加熱ローラ２１の外周面と全く接触することがないことから、記録材Ｐから定着フィルム２３外周面に付着する微少オフセットトナーや紙粉などの汚れは加熱用ヒータ２９表面を汚染することもなく、耐久によって加熱ローラ２１の昇温条件が異なることがないため、安定して加熱ローラ２１外周面を加熱することが可能となる。
【実施例３】
【０１４２】
本実施例の加熱定着装置の構成を図１１に示す。
【０１４３】
図１１において、前記実施例１で示した加熱定着装置１５と同一符号の部材に関しては同様の部材、機能であるため説明を省く。
【０１４４】
本実施例では、加熱ローラ２１と加圧ローラ３０の間に介在する定着フィルム２３の搬送ローラ２６〜２８による張架形態もしくは搬送ローラ２６〜２８の配置位置を工夫して、加熱ローラ２１と加圧ローラ３０の軸中心２１ｃ・３０ｃを結んだ仮想線Ｘより記録材搬送方向上流側の加熱ローラ２１と定着フィルム２３の接触面積を、記録材搬送方向下流側の加熱ローラ２１と定着フィルム２３との接触面積よりも増やすことを特徴とする。
【０１４５】
Ｌは加熱ローラ２１と定着フィルム２３の接触長さ（加熱ローラ２１と定着フィルム２３が接触する加熱ローラ２１周方向の長さ）であり、その接触長さＬの内訳を図１２に示す構成とする。
【０１４６】
すなわち図１２において、加圧ローラ３０の外周面の変形による定着フィルム２３と加圧ローラ３０の接触部分である定着ニップ部Ｎより記録材搬送方向上流側に加熱ローラ２１と定着フィルム２３の接触長さＳを取り、かつ定着ニップ部Ｎより記録材搬送方向下流側に加熱ローラ２１と定着フィルム２３の接触長さＱを取るように、定着フィルム２３を張架するための搬送ローラ２６・２７・２８を配置する（図１１）。ここで、加熱ローラ２１と定着フィルム２３の接触面積は接触長さＳの方が接触長さＱよりも大きい。
【０１４７】
定着ニップ部Ｎより記録材搬送方向上流側に接触長さＳを設けることにより、定着ニップ部Ｎに突入前の加熱された加熱ローラ２１外周面と定着フィルム２３内周面の接触時間が長くなる。このため、定着フィルム２３の記録材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔと接触する外周面の周面温度を加熱ローラ２１の外周面の周面温度に近づけることが可能となり、画像形成装置が高速化した場合であっても、定着フィルム２３外周面の周面温度を所定温度以上に上げることが可能になる。また、接触長さＳを大きく取るために、定着フィルム２３を加熱ローラ側に巻き付き勝手に搬送させることにより、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに入る開口部が広くなり、特に未定着トナー画像Ｔが形成された記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに突入する前に定着フィルム２３に触って未定着トナー画像Ｔを乱す等の課題に対しても有効である。
【０１４８】
一方、定着ニップ部Ｎより記録材搬送方向下流側に接触長さＱを若干量設けることにより、定着フィルム２３外周面の離型性層（不図示）と記録材Ｐの離型を緩やかに実施でき、定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐ上のトナー画像がある程度冷めた状態で定着フィルム２３から離型することとなる。一般的にトナーは十分に溶融された状態で急に加熱部材と離型すると泣き分かれ現象を起こし、加熱部材表面にオフセットしやすくなる（高温オフセット）。これは、トナーが十分に溶融された場合に粘性が小さくなることから発生する現象である。よって、本実施例に示すように定着ニップ部Ｎ通過後に定着フィルム２３と記録材Ｐの離型を緩やかに行えるので、トナー画像がある程度固まった状態となってから定着フィルム２３と離型するため高温オフセットなどの不都合は生じにくい。
【０１４９】
そこで、前記実施例２と同一構成の加熱定着装置において定着ニップ部Ｎのニップ幅を固定とし、定着ニップ部Ｎより記録材搬送方向上流側における加熱ローラ２１外周面と定着フィルム２３内周面の接触長さＳ、および定着ニップ部Ｎ下流側で定着フィルム２３外周面の離型性層２３ｃから記録材Ｐが離型するまでの平均的な接触長さＱ（図１２）を振って定着性能およびホットオフセットに対するマージンの確認を行った。
【０１５０】
定着性能の比較は、加熱ローラ２１外周面の温度を２２０℃で一定となる条件下で未定着トナー画像Ｔの加熱定着後の記録材Ｐに粘着テープを貼り付け、その後、一定の力でテープを剥がした時の画像欠損率を測定した。また、ホットオフセットに対するマージンは定着フィルム２３外周面の周面温度を振り、ホットオフセット現象が発生したときの定着フィルム２３の周面温度を比較した。実験結果を以下に示す。
【０１５１】
なお、表中の画像欠損率は低いほど定着性能が良好なことを示す。また、ホットオフセットの比較では表中の発生温度は高いほどホットオフセットに対するマージンがあることを示す。
【０１５２】
【表５】
2006215375.tif 000007
【０１５３】
【表６】
2006215375.tif 000008
【０１５４】
以上実験より、定着性能を向上させるためには、定着ニップ部Ｎより記録材搬送方向上流側において、加熱ローラ２１と定着フィルム２３の接触長さＳを稼ぐことが良い方向であり、定着ニップ部Ｎにおける定着フィルム２３外周面の温度を高くでき、その結果として記録材Ｐ上のトナー定着性を良化できることがわかる。
【０１５５】
また、定着ニップ部Ｎより記録材搬送方向下流側において、記録材Ｐと定着フィルム２３外周面の接触長さＱを稼ぐことにより、トナー画像がある程度固まってから定着フィルム２３と離型するため、ホットオフセットに対してマージンを増やすことが可能となることがわかる。特に接触長さＳをなるべく多く形成することで、定着性能への寄与は大きくなり、接触長さＱを若干量形成することでホットオフセットに対するマージンを稼ぐことが可能となる。
【０１５６】
以上、本実施例では、加熱ローラ２１と加圧ローラ３０との間に定着フィルム２３を介在させて加圧ローラ３０と定着フィルム２３の間に定着ニップ部Ｎを形成させた加熱定着装置１５において、定着ニップ部Ｎより上流側の方が下流側より加熱ローラ２１と定着フィルム２３の接触している距離を長く保つことにより、定着性能を改善させ、画像形成装置の高速化に対しての対応手段となり得る装置の実現が可能となる。
【０１５７】
また、定着ニップ部Ｎより下流側においては、記録材Ｐと定着フィルム２３の接触距離を若干量保つことによりホットオフセット現象に対してマージンが広がり、画像不良を防止できることを示す。
【０１５８】
以上説明したように、各実施例の加熱定着装置１５によれば、加熱ローラ２１の外周面および定着フィルム２３の内周面の少なくとも一方を加熱源２４・２９により加熱し、定着フィルム２３と加圧ローラ３０との間の定着ニップ部Ｎで未定着トナー画像Ｔを形成担持した記録材Ｐを挟持搬送し、定着フィルム２３を介して得られる加熱源２４・２９の熱によって未定着トナー画像Ｔの記録材Ｐへの加熱定着を実施する。
【０１５９】
上記のように、加熱ローラ２１の外周面および定着フィルム２３の内周面の少なくとも一方が加熱源２４・２９により加熱されるため、加熱ローラ２１外周面、定着フィルム２３内周面を昇温させる時間が短く、クイックスタート性に優れている。このため、画像形成装置の画像形成部において画像形成動作を実施していない状態で加熱源２４・２９に電力を供給していなくても画像形成動作開始と同時に急速に定着ニップ部Ｎを加熱することができる。つまり、スタンバイ中（待機中）に電力を消費せず（省エネルギー）、プリント信号を受信してから未定着トナー画像が形成された記録材を加熱定着するまでの時間（ファーストプリントタイム）を十分に低減することが可能になる。
【０１６０】
また、加熱ローラ外周面を面状発熱体としての低熱容量の加熱用ヒータ２９により接触加熱することで突入電流を低く抑え、急速な加熱ローラ２１外周面の昇温を実現でき、画像形成装置の高速化に対しても定着性を確保できる。
【０１６１】
また、定着ニップ部Ｎ通過後の定着フィルム２３を搬送ローラ２８により曲率半径の小さい軌道で回転させることにより、記録材Ｐが定着フィルム２３から分離し易くすることが可能となる。
【０１６２】
さらに、定着フィルム２３内周面は加熱ローラ２１外周面に圧接されているため、加熱ローラ外周面と定着フィルム内周面の間の摩擦係数を大きく設定することが可能であり、このため定着フィルム２３の走行速度と加熱ローラ２１の回転速度はほぼ同一となることから、加熱ローラ２１および加圧ローラ３０の間の加圧力により、加圧ローラ３０の回転速度および定着フィルム２３の走行速度もほぼ同一となる。従って、定着フィルム２３の走行速度を記録材Ｐの搬送速度に対してほぼ同一速度とすることができるため、例えばハーフトーン画像においてはハーフトーンの一様性が損なわれることがなく、よってハーフトーン画像を含む、画像の劣化を防止できる。すなわち画像の高画質を実現できる。
【０１６３】
また、未定着トナー画像Ｔが形成された記録材Ｐ表面と接触する定着フィルム２３外周面は定着ニップ部Ｎ以外で他の部材と接触する箇所はなく、定着フィルム２３内周面に微少オフセットトナーや記録材Ｐの紙粉が溜まることがない。さらに、定着フィルム２３の内側に加熱源２４・２９を配置しているため、外部から定着フィルム２３内周面に汚染物質が付着することがない。このため、定着フィルム２３内周面の汚染状態によって定着フィルム２３の熱伝導性が損なわれることがなく、定着フィルム２３に対して安定した加熱が実施でき、汚染物質の突然の吐き出し等の不具合と起因する画像不良の発生を防止できる。すなわち画像の高画質を実現できる。
【０１６４】
さらに、加熱ローラ２１および加圧ローラ３０の少なくとも一方の芯軸部にセラミック多孔質体を使用した場合には、加熱ローラ２１および加圧ローラ３０の加圧に対する撓み量が極めて小さく、加熱ローラ２１および加圧ローラ３０の小径化が可能であり、その上、断熱性が極めて高く、熱容量を非常に低く抑えることが可能となる。このため、外部加熱方式を利用して加熱源２４・２９により加熱ローラ外周面および定着フィルム２３内周面の少なくとも一方を急速に加熱することが可能となり、画像形成装置の高速化に対しても対応可能となる。
【０１６５】
また、加圧ローラ３０と定着フィルム２３で形成される定着ニップ部Ｎより記録材搬送方向上流側の加熱ローラ３０と定着フィルム２３の接触面積を、記録材搬送方向下流側の加熱ローラ３０と定着フィルム２３の接触面積よりも広く保つことで、画像形成装置の高速化に対して定着フィルム２３外周面の温度を所定温度まで上げる対応が容易にでき、さらに記録材搬送方向下流側で定着フィルム２３と記録材Ｐを緩やかに離型できることからホットオフセット等の不具合を生じることなく、良好な画質が提供できる。
【０１６６】
よって、立ち上がり時の昇温時間の短縮、消費電力の低減、さらには高速・高画質、定着性能向上といったすべてにおいて優れた性能を達成させ、安定した定着性能を得ることができる。
【０１６７】
[その他]
１）本実施例では、加熱源２４により加熱ローラ２１および定着フィルム２３を加熱しているが、加熱ローラ２１と定着フィルム２３の何れかを積極的に加熱してもよい。この場合、積極的に加熱する部材だけに黒色処理を施す。
【０１６８】
２）また、加圧部材としてローラ状の加圧ローラ３０を説明したが、加圧部材はシート状、プレート状などの任意の形状に形成しても良く、この場合にも断熱性を有する部材にすることが望ましい。すなわち、上記の加熱ローラ２１との間で所定の圧力を付与させた場合に強度的に十分な強度を有するものであれば良く、例えば、ガラスビーズを含有する液晶ポリマー等の樹脂の加熱ローラ側に摺動材としてフッ素樹脂を被覆させてある部材等で構成されていても構わない。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】画像形成装置の一例の全体構成図。
【図２】実施例１に係る加熱定着装置の要部の横断側面模型図。
【図３】実施例１に係る加熱定着装置を示し、定着フィルムを一部省略した要部の正面模型図。
【図４】実施例１に係る加熱定着装置の要部の縦断側面模型図。
【図５】定着フィルムの構成説明図。
【図６】加熱ローラの構成説明図。
【図７】加圧ローラの構成説明図。
【図８】実施例２に係る加熱定着装置の要部の横断側面模型図。
【図９】（ａ）は加熱用ヒータの表面側の平面図と温調制御系の説明図、（ｂ）は加熱用ヒータの裏面側の底面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図。
【図１０】加熱用ヒータの他の例を示し、ヒータ基板と加熱ローラの接触態様図。
【図１１】実施例３に係る加熱定着装置の要部の横断側面模型図。
【図１２】実施例３に係る加熱定着装置の定着ニップ近傍の拡大図。
【図１３】従来例に係る加熱定着装置の横断側面模型図。
【図１４】従来例に係る加熱定着装置の横断側面模型図。
【図１５】従来例に係る加熱定着装置の横断側面模型図。
【図１６】従来例に係る加熱定着装置の横断側面模型図。
【符号の説明】
【０１７０】
２１・・・加熱ローラ、２２・・・温度検知素子、２３・・・定着フィルム、
２４、２９・・・加熱源、２５・・・反射板、２６、２７、２８・・・搬送ローラ、
３０・・・加圧ローラ。
【図１】
2006215375.tif 000009
【図２】
2006215375.tif 000010
【図３】
2006215375.tif 000011
【図４】
2006215375.tif 000012
【図５】
2006215375.tif 000013
【図６】
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【図７】
2006215375.tif 000015
【図８】
2006215375.tif 000016
【図９】
2006215375.tif 000017
【図１０】
2006215375.tif 000018
【図１１】
2006215375.tif 000019
【図１２】
2006215375.tif 000020
【図１３】
2006215375.tif 000021
【図１４】
2006215375.tif 000022
【図１５】
2006215375.tif 000023
【図１６】
2006215375.tif 000024