(57)【要約】【課題】  電磁誘導加熱方式の定着工程に用いられる定着回転体であって、電磁誘導によって加熱される発熱層の破損が生じない、高寿命・高耐久性の定着回転体、定着装置、及び、画像形成装置を提供する。【解決手段】  トナー像を加熱してトナー像を記録媒体に定着する定着回転体であって、電磁誘導によって加熱される発熱層２２ｂを備える。そして、定着回転体の発熱層２２ｂを、３次元網目状構造体とする。【選択図】        図４
2006010884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を加熱して当該トナー像を記録媒体に定着する定着回転体であって、
電磁誘導によって加熱される発熱層を備え、
前記発熱層は、３次元網目状構造体であることを特徴とする定着回転体。
【請求項２】
前記３次元網目状構造体は、鉄、ＳＵＳ、銅、コバルト、ニッケル、クロム、アルミニウム、金、白金、銀、スズ、パラジウム、これらのうち複数の金属からなる合金、のいずれかからなることを特徴とする請求項１に記載の定着回転体。
【請求項３】
前記３次元網目状構造体は、金属からなる芯材上に被覆層を形成してなる線材を３次元網目状に構成したものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着回転体。
【請求項４】
前記３次元網目状構造体は、耐熱性樹脂からなる芯材上に被覆層を形成してなる線材を３次元網目状に構成したものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着回転体。
【請求項５】
前記耐熱性樹脂は、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、これらのうち複数の樹脂を混合した混合物、のいずれかからなることを特徴とする請求項４に記載の定着回転体。
【請求項６】
前記被覆層は、鉄、ＳＵＳ、銅、コバルト、ニッケル、クロム、アルミニウム、金、白金、銀、スズ、パラジウム、これらのうち複数の金属からなる合金、のいずれかからなることを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれかに記載の定着回転体。
【請求項７】
基材を備え、
前記基材上に前記発熱層、弾性層、離型層を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着回転体。
【請求項８】
前記発熱層は、弾性材料からなる弾性層内に形成され、前記３次元網目状構造体の間隙に前記弾性材料が含浸されたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の定着回転体。
【請求項９】
前記定着回転体は、定着ベルトであることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の定着回転体。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載の定着回転体と、前記定着回転体を電磁誘導によって加熱する誘導加熱部と、を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項１１】
前記誘導加熱部のコイル部に印加される交番電流の周波数は１０ｋ〜１ＭＨｚの範囲内であることを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記定着回転体は、定着ベルトであって、
前記誘導加熱部は、前記定着ベルトの外周面に対向するように配設され、
前記定着ベルトは、支持ローラと定着補助ローラとに張架され、
前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記支持ローラは、前記誘導加熱部に対して前記定着ベルトを介して対向するように配設されたことを特徴とする請求項１２に記載の定着装置。
【請求項１４】
前記支持ローラは、前記誘導加熱部の電磁誘導によって加熱される発熱体であることを特徴とする請求項１３に記載の定着装置。
【請求項１５】
前記定着回転体は、定着ベルトであって、
前記誘導加熱部は、前記定着ベルトの外周面及び内周面に対向するように配設され、
前記定着ベルトは、支持ローラと定着補助ローラとに張架され、
前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の定着装置。
【請求項１６】
前記誘導加熱部は、前記支持ローラを介して前記定着ベルトの内周面に対向するように配設されたことを特徴とする請求項１５に記載の定着装置。
【請求項１７】
前記支持ローラは、前記誘導加熱部の電磁誘導によって加熱される発熱体であることを特徴とする請求項１６に記載の定着装置。
【請求項１８】
請求項１０〜請求項１７のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、そこに設置される定着回転体及び定着装置とに関し、特に、電磁誘導加熱方式の定着工程に用いる定着回転体、定着装置、及び、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、装置の立ち上がり時間を低減して省エネルギー化することを目的として、電磁誘導加熱方式の定着装置を用いたものが多く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１等において、電磁誘導加熱方式の定着装置は、支持ローラ（発熱ローラ）、定着補助ローラ（定着ローラ）、支持ローラと定着補助ローラとによって張架された定着回転体としての定着ベルト、支持ローラに定着ベルトを介して対向する誘導加熱部、定着補助ローラに定着ベルトを介して対向する加圧ローラ、等で構成される。誘導加熱部は、幅方向（記録媒体の搬送方向に直交する方向である。）に延設されたコイル部（励磁コイル）や、コイル部に対向するコア等で構成される。
【０００４】
そして、定着ベルトは、誘導加熱部との対向位置で加熱される。加熱された定着ベルトは、定着補助ローラ及び加圧ローラの位置に搬送される記録媒体上のトナー像を加熱して定着する。詳しくは、コイル部に高周波の交番電流を流すことで、コイル部の周囲に磁界が形成されて、支持ローラ表面に渦電流が生じる。支持ローラに渦電流が生じると、支持ローラ自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、支持ローラに巻装された定着ベルトが加熱される。
このような電磁誘導加熱方式の定着装置は、少ないエネルギー消費で短い立ち上げ時間にて、定着ベルトの表面温度（定着温度）を所望の温度まで昇温できるものとして知られている。
【０００５】
なお、特許文献１等には、定着ベルトを金属材料で形成して、定着ベルト自体を電磁誘導によって加熱する技術も開示されている。
同様に、特許文献２等には、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置であって、定着ベルト自体を電磁誘導によって発熱させるために、定着ベルトに金属からなる発熱層を設ける技術が開示されている。
【０００６】
一方、特許文献３等には、画像形成装置に用いられる無端ベルトであって、金属繊維からなる糸を経糸とする円筒網体の両表面に絶縁性を有する耐熱性樹脂被膜を形成する技術が開示されている。この技術は、無端ベルトにおける耐熱性樹脂被膜と金属膜（金属箔）との熱膨張率の違いから生じる膜剥離や破断を防止することを目的としたものである。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２１５９５６号公報
【特許文献２】特開２００２−２９２７６６号公報
【特許文献３】特開２００１−２２５３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来の定着装置における定着ベルトは、金属からなる発熱層を設けた場合に、その発熱層が引張及び圧縮の繰り返し応力を受けて経時で破損することがあった。したがって、定着ベルトの寿命を長く設定することが難しかった。
【０００９】
詳しくは、次の通りである。
特許文献１等における定着装置では、定着ベルトが支持ローラと定着補助ローラとに張架されながら両ローラ間を周回することになる。このとき、定着ベルトは、支持ローラ及び定着補助ローラの巻装位置では所定の曲率で屈曲され、それ以外の位置では屈曲が開放される。このように、定着ベルトには、引張及び圧縮の繰り返し応力がかかる。そのため、定着装置の熱効率を向上するために定着ベルトに金属からなる発熱層を設けた場合に、発熱層が機械的ストレスを受けて破損してしまうことがあった。これは、発熱層を形成する金属材料の屈曲性が低いことによる。
【００１０】
このように、定着ベルトの発熱層に亀裂、破断等の破損が生じた場合には、電磁誘導によって加熱される定着ベルト上の表面温度にムラが生じることになる。そして、出力画像上に局部的な定着不良やオフセットが発生することになる。
【００１１】
一方、上述の特許文献３等では、金属繊維からなる糸を経糸とする円筒網体の両表面に絶縁性を有する耐熱性樹脂被膜を形成する無端ベルトが開示されている。そして、この無端ベルトの円筒網体に通電して定着ベルトとして用いることも示唆されている。しかし、この無端ベルトは電磁誘導により加熱される発熱層を有するものではなく、上述の発熱層の破損を防止するものではない。
【００１２】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電磁誘導加熱方式の定着工程に用いられる定着回転体であって、電磁誘導によって加熱される発熱層の破損が生じない、高寿命・高耐久性の定着回転体、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明の請求項１記載の発明にかかる定着回転体は、トナー像を加熱して当該トナー像を記録媒体に定着する定着回転体であって、電磁誘導によって加熱される発熱層を備え、前記発熱層を、３次元網目状構造体としたものである。
【００１４】
また、請求項２記載の発明にかかる定着回転体は、上記請求項１に記載の発明において、前記３次元網目状構造体は、鉄、ＳＵＳ、銅、コバルト、ニッケル、クロム、アルミニウム、金、白金、銀、スズ、パラジウム、これらのうち複数の金属からなる合金、のいずれかからなるものである。
【００１５】
また、請求項３記載の発明にかかる定着回転体は、上記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記３次元網目状構造体は、金属からなる芯材上に被覆層を形成してなる線材を３次元網目状に構成したものである。
【００１６】
また、請求項４記載の発明にかかる定着回転体は、上記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記３次元網目状構造体は、耐熱性樹脂からなる芯材上に被覆層を形成してなる線材を３次元網目状に構成したものである。
【００１７】
また、請求項５記載の発明にかかる定着回転体は、上記請求項４に記載の発明において、前記耐熱性樹脂は、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、これらのうち複数の樹脂を混合した混合物、のいずれかからなるものである。
【００１８】
また、請求項６記載の発明にかかる定着回転体は、上記請求項３〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記被覆層は、鉄、ＳＵＳ、銅、コバルト、ニッケル、クロム、アルミニウム、金、白金、銀、スズ、パラジウム、これらのうち複数の金属からなる合金、のいずれかからなるものである。
【００１９】
また、請求項７記載の発明にかかる定着回転体は、上記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、基材を備え、前記基材上に前記発熱層、弾性層、離型層を備えたものである。
【００２０】
また、請求項８記載の発明にかかる定着回転体は、上記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記発熱層は、弾性材料からなる弾性層内に形成され、前記３次元網目状構造体の間隙に前記弾性材料が含浸されたものである。
【００２１】
また、請求項９記載の発明にかかる定着回転体は、上記請求項１〜請求項８のいずれかに記載の発明において、前記定着回転体を、定着ベルトとしたものである。
【００２２】
また、この発明の請求項１０記載の発明にかかる定着装置は、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の定着回転体と、前記定着回転体を電磁誘導によって加熱する誘導加熱部と、を備えたものである。
【００２３】
また、請求項１１記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１０に記載の発明において、前記誘導加熱部のコイル部に印加される交番電流の周波数を１０ｋ〜１ＭＨｚの範囲内としたものである。
【００２４】
また、請求項１２記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１０又は請求項１１に記載の発明において、前記定着回転体は、定着ベルトであって、前記誘導加熱部は、前記定着ベルトの外周面に対向するように配設され、前記定着ベルトは、支持ローラと定着補助ローラとに張架され、前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたものである。
【００２５】
また、請求項１３記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１２に記載の発明において、前記支持ローラは、前記誘導加熱部に対して前記定着ベルトを介して対向するように配設されたものである。
【００２６】
また、請求項１４記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１３に記載の発明において、前記支持ローラを、前記誘導加熱部の電磁誘導によって加熱される発熱体としたものである。
【００２７】
また、請求項１５記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１０又は請求項１１に記載の発明において、前記定着回転体は、定着ベルトであって、前記誘導加熱部は、前記定着ベルトの外周面及び内周面に対向するように配設され、前記定着ベルトは、支持ローラと定着補助ローラとに張架され、前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたものである。
【００２８】
また、請求項１６記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１５に記載の発明において、前記誘導加熱部は、前記支持ローラを介して前記定着ベルトの内周面に対向するように配設されたものである。
【００２９】
また、請求項１７記載の発明にかかる定着装置は、上記請求項１６に記載の発明において、前記支持ローラを、前記誘導加熱部の電磁誘導によって加熱される発熱体としたものである。
【００３０】
また、この発明の請求項１８記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１０〜請求項１７のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、電磁誘導加熱方式の定着工程に用いられる定着回転体において、電磁誘導によって加熱される発熱層を３次元網目状構造体にしている。これにより、発熱層の屈曲性が向上して発熱層の破損が生じない、高寿命・高耐久性の定着回転体、定着装置、及び、画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００３３】
実施の形態１．
図１〜図４にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのレーザープリンタの装置本体、３は画像情報に基いた露光光Ｌを感光体ドラム１８上に照射する露光部、４は装置本体１に着脱自在に設置される作像部としてのプロセスカートリッジ、７は感光体ドラム１８上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する転写部、１０は出力画像が載置される排紙トレイ、１１、１２は転写紙等の記録媒体Ｐが収納された給紙部、１３は記録媒体Ｐを転写部７に搬送するレジストローラ、１５は手差し給紙部、１８は像担持体としての感光体ドラム、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置を示す。
【００３４】
図１を参照して、画像形成装置における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、露光部３から、画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、プロセスカートリッジ４の感光体ドラム１８上に向けて発せられる。感光体ドラム１８は図中の反時計方向に回転しており、所定の電子写真プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）を経て、感光体ドラム１８上に画像情報に対応したトナー像が形成される。
その後、感光体ドラム１８上に形成されたトナー像は、転写部７で、レジストローラ１３により搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。
【００３５】
一方、転写部７に搬送される記録媒体Ｐは、次のように動作する。
まず、画像形成装置本体１の複数の給紙部１１、１２、１５のうち、１つの給紙部が自動又は手動で選択される（例えば、最上段の給紙部１１が選択されたものとする。）。そして、給紙部１１に収納された記録媒体Ｐの最上方の１枚が、搬送経路Ｋの位置に向けて搬送される。その後、記録媒体Ｐは、搬送経路Ｋを通過してレジストローラ１３の位置に達する。そして、レジストローラ１３の位置に達した記録媒体Ｐは、感光体ドラム１８上に形成されたトナー像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部７に向けて搬送される。
【００３６】
そして、転写工程後の記録媒体Ｐは、転写部７の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置２０に達する。定着装置２０に達した記録媒体Ｐは、定着ベルトと加圧ローラとの間に送入されて、定着ベルトから受ける熱と加圧ローラから受ける圧力とによってトナー像が定着される。トナー像が定着された記録媒体Ｐは、定着ベルトと加圧ローラとの間から送出された後に、出力画像として画像形成装置本体１から排出されて、排紙トレイ１０上に載置される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００３７】
次に、図２にて、画像形成装置本体１における定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、定着装置２０は、主として、定着補助ローラ２１、定着ベルト２２（定着回転体）、支持ローラ２３、誘導加熱部２４、加圧ローラ３０、サーミスタ３８、ガイド板３５、分離板３６等で構成される。
【００３８】
ここで、定着補助ローラ２１は、ステンレス鋼等からなる芯金の表面に、シリコーンゴム等の弾性層を形成したものである。定着補助ローラ２１の弾性層は、肉厚が３〜１０ｍｍで、アスカー硬度が１０〜５０度となるように形成されている。定着補助ローラ２１は、不図示の駆動部によって図２の反時計方向に回転駆動される。
【００３９】
発熱体としての支持ローラ２３は、鉄、コバルト、ニッケル等の磁性導電性材料からなる円筒部を備えている。支持ローラ２３の円筒部は、その肉厚が０．６ｍｍ程度となるように形成されている。支持ローラ２３は、図２の反時計方向に回転する。支持ローラ２３の内部には、フェライト等の強磁性体からなる内部コア２８が設置されている。内部コア２８は、定着ベルト２２を介してコイル部２５に対向している。
【００４０】
なお、本実施の形態１では、支持ローラ２３を磁性導電性材料（金属層）のみで構成したが、支持ローラ２３の金属層上に弾性層、耐熱層等を設けることもできる。
また、本実施の形態１では、支持ローラ２３内に内部コア２８を設置したが、内部コア２８の設置をしない構成にすることもできる。
【００４１】
誘導加熱部２４は、コイル部２５、コア２６、コイルガイド２７等で構成される。
ここで、コイル部２５は、支持ローラ２３に巻装された定着ベルト２２の外周面を覆うように、細線を束ねたリッツ線を巻回して幅方向（図２の紙面垂直方向である。）に延設したものである。コイルガイド２７は、耐熱性の高い樹脂材料等からなり、コイル部２５を保持する。コア２６は、比透磁率が２５００程度のフェライト等の強磁性体からなり、センターコア２６ａやサイドコア２６ｂが設けられている。コア２６は、幅方向に延設されたコイル部２５に対向するように設置されている。コイル部２５は、不図示の高周波電源部に接続されていて、高周波電源部から１０ｋ〜１ＭＨｚ（好ましくは、２０ｋ〜８００ｋＨｚである。）の交番電流が印加される。
【００４２】
加圧ローラ３０は、アルミニウム、銅等からなる円筒部材上にフッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性層が形成されたものである。加圧ローラ３０の弾性層は、肉厚が１〜５ｍｍで、アスカー硬度が２０〜５０度となるように形成されている。加圧ローラ３０は、定着ベルト２２を介して定着補助ローラ２１に圧接している。そして、定着ベルト２２と加圧ローラ３０との当接部（定着ニップ部である。）に、記録媒体Ｐが搬送される。
【００４３】
定着ベルト２２と加圧ローラ３０との当接部の入口側には、記録媒体Ｐの搬送を案内するガイド板３５が配設されている。
定着ベルト２２と加圧ローラ３０との当接部の出口側には、記録媒体Ｐの搬送を案内するとともに記録媒体Ｐが定着ベルト２２から分離するのを促進する分離板３６が配設されている。
【００４４】
定着ベルト２２の外周面（又は内周面）上であって定着ニップ部の上流側には、熱応答性の高い感温素子としてのサーミスタ３８が当接されている。そして、サーミスタ３８によって、定着ベルト２２上の表面温度（定着温度）が検知されて、誘導加熱部２４の出力が調整される。
【００４５】
以下、定着回転体としての定着ベルト２２について詳述する。
図２を参照して、定着ベルト２２は、支持ローラ２３と定着補助ローラ２１とに張架・支持されている。
図３（Ａ）に示すように、定着ベルト２２は、基材２２ａ上に発熱層２２ｂ、弾性層２２ｃ、離型層２２ｄが形成された、多層構造の無端ベルトである。詳しくは、定着ベルト２２は、基材２２ａ上に発熱層２２ｂが中間に形成された弾性層２２ｃを形成して、さらに表面層として離型層２２ｄを形成したものである。
【００４６】
定着ベルト２２の基材２２ａは、耐熱樹脂材料からなり、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、フッ素樹脂等を用いることができる。基材２２ａの層厚は、熱容量及び強度の点から、３０〜２００μｍに形成されている。
【００４７】
定着ベルト２２の弾性層２２ｃは、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等の弾性材料からなり、層厚が５０〜５００μｍでアスカー硬度が５〜５０度となるように形成されている。これにより、出力画像において、光沢ムラのない均一な画質を得ることができる。
【００４８】
定着ベルト２２の発熱層２２ｂは、図４を参照して、線径が３０μｍのＳＵＳからなる線材４２（ＳＵＳワイヤー）を３次元網目状に形成した３次元網目状構造体である。ここで、３次元網目状構造体とは、網目が立体的に形成された多孔質体であって、図４に示すメリヤス織により形成される網目を立体的に形成したものや、クリンプ織、菱形織、亀甲織、丸型織等により形成される網目を立体的に形成したものや、樹脂発泡体と同じ構造を有する発泡金属等の構造体である。図４に示す３次元網目状構造体は、メリヤス編み機や金属コンベアベルト製造機等を用いて無端ベルト状に形成することができる。
【００４９】
なお、３次元網目状構造体の線材の線径や目開き、織り方等を調整することで、単位面積当りの線材数を変動させて、発熱層２２ｂの抵抗値等の特性を最適化することができる。
また、３次元網目状に形成された発熱層２２ｂの間隙４３には、弾性層２２ｃを形成する弾性材料が含浸されている。すなわち、発熱層２２ｂの上下に形成された弾性層２２ｃは、発熱層２２ｂの間隙４３を介して接続された状態（発熱層２２ｂが弾性層２２ｃ内に埋設された状態である。）になっている。
【００５０】
なお、本実施の形態１の発熱層２２ｂを、ＳＵＳの線材による３次元網目状構造体としたが、ＳＵＳ以外に、鉄、銅、コバルト、ニッケル、クロム、アルミニウム、金、白金、銀、スズ、パラジウム、これらのうち複数の金属からなる合金、等の比較的導電性の高い線材による３次元網目状構造体とすることもできる。この場合でも、後述する本実施の形態１の効果と同等の効果を奏することになる。特に、線材として金、白金、銀を用いた場合には、酸化しにくい発熱層２２ｂを形成することができる。
【００５１】
定着ベルト２２の離型層２２ｄは、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂、又はこれらの樹脂の混合物、これらの樹脂を耐熱性樹脂に分散させたものである。離型層２２ｄの層厚は、５〜５０μｍ（好ましくは、１０〜３０μｍである。）に形成されている。これにより、定着ベルト２２上のトナー離型性が担保されるとともに、定着ベルト２２の柔軟性が確保される。
なお、定着ベルト２２の各層２２ａ〜２２ｄの間には、プライマ層等を設けることもできる。
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態１では、定着ベルト２２の発熱層２２ｂを３次元網目状構造体としているために、板状（層状）の構造体に比べて、屈曲性が向上する。これにより、定着ベルト２２の屈曲とその開放とが繰り返された場合であっても破損が生じにくくなる。また、あらゆる方向の引張力・圧縮力に対する機械的強度も向上する。
【００５３】
なお、本実施の形態１では、定着ベルト２２の発熱層２２ｂを単層構造にしたが、図３（Ｂ）に示すように発熱層２２ｂを複数層構造にすることもできる。すなわち、基材２２ａ上に複数の発熱層２２ｂを備えた弾性層２２ｃを形成して、さらに表面層として離型層２２ｄを形成することもできる。この場合にも、発熱層２２ｂを本実施の形態１と同様の３次元網目状構造体とすることで、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態１では、定着ベルト２２表面の柔軟性を重視して、発熱層２２ｂを弾性層２２ｃ内に形成したが、基材２２ａ上に発熱層２２ｂを形成する構成や、弾性層２２ｃ上に発熱層２２ｂを形成する構成等も可能である。
【００５４】
このように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
定着補助ローラ２１の回転駆動によって、定着ベルト２２は図２中の矢印方向に周回するとともに、支持ローラ２３も反時計方向に回転して、加圧ローラ３０も矢印方向に回転する。定着ベルト２２は、誘導加熱部２４との対向位置で加熱される。
【００５５】
詳しくは、不図示の電源部からコイル部２５に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波交番電流を流すことで、コア２６と内部コア２８との間に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、支持ローラ２３表面と定着ベルト２２の発熱層２２ｂとに渦電流が生じて、支持ローラ２３及び発熱層２２ｂの電気抵抗によってジュール熱が発生して、支持ローラ２３及び発熱層２２ｂが加熱される。こうして、定着ベルト２２は、発熱した支持ローラ２３から受ける熱と、自身の発熱層２２ｂの発熱と、によって加熱される。
【００５６】
その後、誘導加熱部２４によって発熱した定着ベルト２２表面は、加圧ローラ３０との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔを加熱して溶融する。
詳しくは、先に説明した作像プロセスを経てトナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐが、ガイド板３５に案内されながら定着ベルト２２と加圧ローラ３０との間に送入される（矢印Ｙの搬送方向の移動である。）。そして、定着ベルト２２から受ける熱と加圧ローラ３０から受ける圧力とによってトナー像Ｔが記録媒体Ｐに定着されて、記録媒体Ｐは定着ベルト２２と加圧ローラ３０との間から送出される。
【００５７】
加圧ローラ３０の位置を通過した定着ベルト２２表面は、その後に再び誘導加熱部２４との対向位置に達する。このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。
このような定着工程における定着ベルト２２の一連の周回運動にともない、定着ベルト２２は、支持ローラ２３及び定着補助ローラ２１の巻装位置で屈曲され、それ以外の位置で屈曲が開放される。定着ベルト２２の発熱層２２ｂは屈曲性の高い構造体となっているために、繰り返し応力による機械的ストレスを受けても破損が生じにくい。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態１では、電磁誘導加熱方式の定着装置２０に用いられる定着ベルト２２において、電磁誘導によって加熱される発熱層２２ｂを３次元網目状構造体にしている。これにより、発熱層２２ｂの屈曲性が向上して発熱層２２ｂの破損が生じない、高寿命・高耐久性の装置を提供することができる。
【００５９】
なお、本実施の形態１では、発熱層２２ｂを有する定着ベルト２２と、発熱体としての支持ローラ２３と、を誘導加熱部２４によって加熱される発熱部材として用いた。これに対して、定着ベルト２２のみを発熱部材として用いることもできる。その場合にも、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
また、本実施の形態１では、定着ベルト２２を介して支持ローラ２３に対向する位置に、誘導加熱部２４を配設した。これに対して、支持ローラ２３から定着補助ローラ２１に至る定着ベルト２２の外周面に対向する位置に、誘導加熱部２４を配設することもできる。このような定着装置に対しても、定着ベルト２２の発熱層２２ｂを３次元網目状構造体とすることで、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
実施の形態２．
図５にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図５は実施の形態２における定着ベルト２２の発熱層２２ｂを形成する線材４２を示す斜視図である。本実施の形態２の定着ベルト２２は、３次元網目状の発熱層２２ｂにおける線材４２の構成が、前記実施の形態１のものとは相違する。
【００６２】
本実施の形態２の定着装置２０も、前記実施の形態１と同様に、３次元網目状の発熱層２２ｂを有する定着ベルト２２が設置されている。ここで、本実施の形態２の発熱層２２ｂにおける３次元網目状構造体を形成する線材４２は、前記実施の形態１のものとは異なり、芯材４２ａと被覆層４２ｂとで構成されている。
【００６３】
図５を参照して、線材４２の芯材４２ａは、銅等の金属からなる。そして、芯材４２ａの表面に、鉄、ＳＵＳ、銅、コバルト、ニッケル、クロム、アルミニウム、金、白金、銀、スズ、パラジウム、これらのうち複数の金属からなる合金、等からなる被覆層４２ｂを形成する。線材４２の被覆層４２ｂの層厚は、１〜５μｍ程度である。このように構成された線材４２を用いて、前記実施の形態１と同様に、図４に示す３次元網目状の発熱層２２ｂを形成する。
【００６４】
以上のような構成の定着ベルト２２は、発熱層２２ｂの線材に用いる導電性材料が高価な場合に（金、白金、銀等を用いる場合である。）、その材料を被覆層４２ｂのみに用いて、芯材４２ａの材料を低廉なものにすることができる。すなわち、比較的低廉で屈曲性の高い定着ベルト２２を提供することができる。
【００６５】
なお、本実施の形態２では、芯材４２ａの材料を金属としたが、芯材４２ａの材料として、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、これらのうち複数の樹脂を混合した混合物、等の耐熱性樹脂を用いることもできる。この場合にも、本実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
以上説明したように、本実施の形態２でも、前記実施の形態１と同様に、電磁誘導加熱方式の定着装置２０に用いられる定着ベルト２２において、電磁誘導によって加熱される発熱層２２ｂを３次元網目状構造体にしている。これにより、発熱層２２ｂの屈曲性が向上して発熱層２２ｂの破損が生じない、高寿命・高耐久性の装置を提供することができる。
【００６７】
実施の形態３．
図６にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図６は実施の形態３における定着装置を示す断面図である。本実施の形態３の定着装置は、誘導加熱部２４の構成が前記実施の形態１のものとは相違する。
【００６８】
本実施の形態３における定着装置２０は、主として、定着ベルト２２、支持ローラ２３、加圧ローラ３０、誘導加熱部２４等で構成される。誘導加熱部２４以外の構成部材は、前記実施の形態１のものと同等である。
【００６９】
図６に示すように、本実施の形態３の誘導加熱部２４は、定着ベルト２２及び支持ローラ２３を挟むように略ループ状に配設されたコイル部２５からなる。すなわち、誘導加熱部２４のコイル部２５は、定着ベルト２２及び支持ローラ２３の外周面に対向するとともに、定着ベルト２２及び支持ローラ２３の内周面に対向するように配設されている。
【００７０】
このように構成された定着装置２０において、ループ状のコイル部２５に１０ｋ〜１ＭＨｚの交番電流が供給されることで、定着ベルト２２及び支持ローラ２３を挟むコイル部２５の間に磁力線が形成されて、電磁誘導により定着ベルト２２及び支持ローラ２３が加熱される。
本実施の形態３においても、前記実施の形態１と同様に、定着ベルト２２の発熱層２２ｂを３次元網目状構造体で構成している。
【００７１】
以上説明したように、本実施の形態３でも、前記各実施の形態と同様に、電磁誘導加熱方式の定着装置２０に用いられる定着ベルト２２において、電磁誘導によって加熱される発熱層２２ｂを３次元網目状構造体にしている。これにより、発熱層２２ｂの屈曲性が向上して発熱層２２ｂの破損が生じない、高寿命・高耐久性の装置を提供することができる。
【００７２】
なお、本実施の形態３では、定着ベルト２２及び支持ローラ２３の外周面及び内周面に対向するように、ループ状の誘導加熱部２４を配設した。これに対して、支持ローラ２３から定着補助ローラ２１に至る定着ベルト２２の外周面及び内周面に対向する位置に、ループ状の誘導加熱部２４を配設することもできる。このような定着装置に対しても、定着ベルト２２の発熱層２２ｂを３次元網目状構造体とすることで、本実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
なお、上記各実施の形態では、トナー像Ｔを加熱して記録媒体Ｐに定着するために回転駆動（周回駆動も含む。）する定着回転体を定着ベルト２２とした。しかし、本発明の適用はこれに限定されることはない。例えば、定着回転体として定着フィルムや定着ローラを用いた場合であっても、それらの部材の発熱層を３次元網目状構造体とすることでそれらの屈曲性を向上させることができる。したがって、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
また、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、上記各実施の形態の中で示唆した以外にも、上記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す構成図である。
【図２】図１の画像形成装置における定着装置を示す断面図である。
【図３】図２の定着装置における定着ベルトを示す断面図である。
【図４】図３の定着ベルトにおける発熱層を示す拡大図である。
【図５】この発明の実施の形態２における定着ベルトの発熱層を形成する線材を示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態３における定着装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  画像形成装置本体（装置本体）、  ３  露光部、
４  プロセスカートリッジ（作像部）、  ７  転写部、
８  転写ベルト、  ９  バイアスローラ、
１８、１８ＢＫ、１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ  感光体ドラム、
２０  定着装置、  ２１  定着補助ローラ、
２２  定着ベルト、  ２２ａ  基材、
２２ｂ  発熱層、  ２２ｃ  弾性層、  ２２ｄ  離型層、
２３  支持ローラ（発熱体）、  ２４  誘導加熱部、  ２５  コイル部、
２６  コア、  ２８  内部コア、  ３０  加圧ローラ、
４２  線材、  ４２ａ  芯材、  ４２ｂ  被覆層、
４３  間隙、  Ｐ  記録媒体、  Ｔ  トナー像。
【図１】
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【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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