(57)【要約】【課題】定着部材と、定着部材に接して加熱する熱伝導部材との間に潤滑剤を介在した構成のものにおいて、特に低温時における接触摩擦抵抗の増加を防止して、接触摩擦抵抗の増加により生じていた駆動源の損傷などの不具合の発生を防ぐ。【解決手段】定着ベルト２１と、該定着ベルト２１の内側に固定されて該定着ベルト２１に熱を伝達するパイプ状の熱伝導部材２２との間に潤滑剤４０を介在させ、定着ベルト２１が静止している状態においてハロゲンヒータ２５により熱伝導部材２２に対する加熱を行い、潤滑剤４０の粘度を下げた後に定着ベルト２１を回転させる。これにより定着ベルト２１と熱伝導部材２２との摺動部の接触摩擦抵抗を低下させる。【選択図】図２
2011064726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する無端状の定着部材と、該定着部材の内側に固定されるパイプ状の熱伝導部材と、該熱伝導部材を加熱する加熱部材と、前記定着部材を介して前記熱伝導部材に圧接する加圧部材と、前記定着部材の温度を検知する温度検知部材とを備え、前記熱伝導部材に対して前記定着部材を移動可能に設け、前記定着部材と前記加圧部材間に定着対象の記録媒体が搬送される定着ニップを形成すると共に、前記熱伝導部材により前記定着部材の移動を案内する構成の定着装置において、
前記定着部材と前記熱伝導部材との間に潤滑剤を介在させ、前記定着部材が静止している状態において前記加熱部材により前記熱伝導部材に対する加熱を行い、該加熱後に前記定着部材を回転させることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記温度検知部材の検知温度に応じて、前記熱伝導部材に対する前記加熱を終了することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記熱伝導部材に対する前記加熱の終了時の温度を１００℃以上に設定したことを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項４】
可撓性を有する無端状の定着部材と、該定着部材の内側に固定されるパイプ状の熱伝導部材と、該熱伝導部材を加熱する加熱部材と、前記定着部材を介して前記熱伝導部材に圧接する加圧部材と、前記定着部材の温度を検知する温度検知部材とを備え、前記熱伝導部材に対して前記定着部材を移動可能に設け、前記定着部材と前記加圧部材間に定着対象の記録媒体が搬送される定着ニップを形成すると共に、前記熱伝導部材により前記定着部材の移動を案内する構成の定着装置において、
前記定着部材と前記熱伝導部材との間に潤滑剤を介在させ、前記温度検知部材の検知温度に応じて、前記定着部材の回転速度を変更することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
前記温度検知部材の検知温度に応じて、前記定着部材の回転速度を連続的に変化させることを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【請求項６】
前記温度検知部材の検知温度に応じて、前記定着部材の回転速度を段階的に変化させることを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【請求項７】
可撓性を有する無端状の定着部材と、該定着部材の内側に固定されるパイプ状の熱伝導部材と、該熱伝導部材を加熱する加熱部材と、前記定着部材を介して前記熱伝導部材に圧接する加圧部材と、前記定着部材の温度を検知する温度検知部材とを備え、前記熱伝導部材に対して前記定着部材を移動可能に設け、前記定着部材と前記加圧部材間に定着対象の記録媒体が搬送される定着ニップを形成すると共に、前記熱伝導部材により前記定着部材の移動を案内する構成の定着装置において、
前記定着部材と前記熱伝導部材との間に潤滑剤を介在させ、前記加熱部材を前記熱伝導部材の軸方向に複数配列し、記録媒体が前記定着ニップを通過している期間、該記録媒体の通過領域外の前記加熱部材により前記熱伝導部材を加熱させることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
記録媒体が前記定着ニップを通過している期間、前記定着部材上の記録媒体通過領域外の温度が少なくとも１００℃以上になるように、前記加熱部材により前記熱伝導部材を加熱させることを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項９】
前記潤滑剤を、前記定着部材と前記熱伝導部材との接触領域の少なくとも１／２以上の領域に介在させることを特徴とする請求項１，４または７記載の定着装置。
【請求項１０】
前記加熱部材が前記潤滑剤の存在する領域における少なくとも１／２以上の領域を加熱することを特徴とする請求項１，４，７または９記載の定着装置。
【請求項１１】
前記定着部材の軸中心と前記加圧部材の軸中心を結ぶ線分が、水平方向に対して４５°以下に設定されていることを特徴とする請求項１，４または７記載の定着装置。
【請求項１２】
前記定着部材が可撓性を有する無端状のベルト状部材からなることを特徴とする請求項１，４〜１１いずれか１項記載の定着装置。
【請求項１３】
前記熱伝導部材が金属製のパイプ材からなることを特徴とする請求項１〜４，７〜９いずれか１項記載の定着装置。
【請求項１４】
前記加熱部材を、前記定着部材の外部に設置したことを特徴とする請求項１〜１２いずれか１項記載の定着装置。
【請求項１５】
記録媒体に対して画像を形成する画像形成部と、該画像形成部にて画像が形成された記録媒体に対して定着処理を行う定着部とを備えた画像形成装置において、前記定着部として請求項１〜１４いずれか１項に記載の定着装置を設置し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】
本発明は、定着部材と加圧部材間のニップ部において記録媒体を加熱加圧することによって記録媒体上の形成画像に対する定着を行う定着装置、および該定着装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を利用した画像形成装置は広く知られている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光体ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー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に転写してトナー像を担持させる。その後、記録媒体上の未定着のトナー像を定着装置によって加圧／加熱し、記録媒体上のトナー像を定着するものである。
【０００３】
定着装置には、対向するローラまたはベルトあるいはそれらの組み合わせにより構成された定着回転体が設けられており、記録媒体である記録紙をニップ部にて挟み込み、加圧／加熱して、トナー像を記録紙上に定着する。
【０００４】
この種の定着装置には、従来より各種方式のものがある。
【０００５】
図２０は従来のベルト定着方式の定着装置を示す概略構成図であって、ベルト定着方式の定着装置は、加熱ヒータ２０１を有する加熱ローラ２０２と、表層にゴム層が設けられた定着ローラ２０３と、加熱ローラ２０２と定着ローラ２０３とに架設された定着ベルト２０４と、定着ベルト２０４を介して定着ローラ２０３に圧接して定着ニップＮを形成する加圧ローラ２０５とを具備するものである。
【０００６】
そしてトナー像が転写された記録媒体の記録紙Ｐが、定着ベルト２０４と加圧ローラ２０５間の定着ニップＮに搬送されると、記録紙Ｐが定着ニップＮを通過する過程において記録紙Ｐ上のトナー像が加熱および加圧されて、記録紙Ｐに定着される。
【０００７】
図２１は従来のフィルム加熱方式の定着装置を示す概略構成図であって、フィルム加熱方式の定着装置は、特許文献１に記載されているように、一般的に、セラミックヒータ２１１と加圧ローラ２１２との間に、耐熱性フィルム（定着ベルト）２１３を挟むようにして定着ニップＮを形成する構成のものである。
【０００８】
そして、定着ニップＮの耐熱性フィルム２１３と加圧ローラ２１２との間に記録紙を導入して、記録紙を挟持して耐熱性フィルム２１３と共に搬送させる。このとき定着ニップＮにおいて、記録紙に対してセラミックヒータ２１１からの熱が耐熱性フィルム２１３を介して加えられると共に加圧されて、記録紙上のトナー像が定着される。
【０００９】
前記フィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータと、フィルムからなる低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができると共に、画像形成装置の画像形成実行時のみ、セラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く、かつスタンバイ時の消費電力も大幅に小さいなどの利点がある。
【００１０】
また、特許文献２に記載されているような加圧ベルト方式の定着装置では、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ロールと、加熱定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置され、エンドレスベルトを加熱定着ロールに圧接させてエンドレスベルトと加熱定着ロールとの間に記録紙が通過するベルトニップを設ける加圧パッドとを備えている。
【００１１】
前記加圧ベルト方式の定着装置によれば、加圧パッドの押圧により加熱定着ロールの表面を弾性変形させ、用紙と加熱定着ロールとの接触面積を広げることにより、熱伝導効率を大幅に向上させ、エネルギ消費を抑制すると同時に小型化を実現することが可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、前記従来技術において、特許文献１に記載されているフィルム加熱方式の定着装置では、定着ベルト（耐熱性フィルム）における耐久性と温度の安定性とに問題があった。
【００１３】
すなわち、セラミックヒータと、耐熱性フィルムからなる定着ベルトとの摺動面の耐磨耗性が不十分であり、長時間運転すると連続摩擦を繰り返す面が荒れて摩擦抵抗が増大し、定着ベルトの走行が不安定になるか、もしくは、定着装置の駆動トルクが増大するなどの現象が生じる（課題１）。
【００１４】
その結果、画像を形成する記録紙のスリップが生じて形成画像のずれが生じる。あるいは、駆動ギヤに加わる応力が増大し、ギヤの破損を引き起こすという不具合が発生する。
【００１５】
また、フィルム加熱方式の定着装置では、定着ベルトを定着ニップにおいて局所的に加熱しているため、回転する定着ベルトが定着ニップの入口に戻ってくる際に、ベルト温度は最も冷えた状態になり、特に、高速回転を行う場合、定着不良が生じやすいという問題がある（課題２）。
【００１６】
前記のような定着ベルトとセラミックヒータなどの固定部材との摺動性の問題を改善する手段として、特許文献２には、圧力パッドの表層に低摩擦シート（シート状摺動材）としてＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）を含浸させたガラス繊維シート（ＰＴＦＥ含浸ガラスクロス）を用いる方法が記載されている。
【００１７】
しかし、特許文献２および特許文献３に記載の加圧ベルト方式の定着装置では、定着ローラの熱容量が大きく昇温が遅いため、ウォームアップにかかる時間が長いという問題がある（課題３）。
【００１８】
そこで、課題１〜３を同時に解決する手段として、特許文献４に記載の技術が公開されている。
【００１９】
特許文献４では、定着ベルトである無端ベルトと、該無端ベルト内部に固定され、かつ該無端ベルトに接して加熱する金属熱伝導体との間に潤滑剤を介在させ、無端ベルトと金属熱伝導体とが摺動する際の接触摩擦抵抗を低減するようにしている。
【００２０】
前記フィルム加熱方式および加圧ベルト方式の定着装置における摺動部がニップ部近傍に限定されているのに対し、特許文献４に記載の定着装置の構成の場合、固定部材である金属熱伝導体と無端ベルトとが摺動する領域は略全周にわたる。このため、略全周の広い領域の摺動部分における界面に潤滑剤を介在させる必要がある。
【００２１】
しかしながら、特許文献４に記載の定着装置の構成では、低温状態において、潤滑剤の粘度が高いため、摺動部の接触摩擦抵抗が大きくなり、駆動部であるモータに付加されるトルクが増大する。このため、回転速度の安定性の低下や、最悪の場合にはモータの破壊へとつながる場合がある。
【００２２】
したがって、摺動領域が大きい特許文献４に記載の定着装置の構成の場合、特に、低温時の定着ベルトと固定部材との接触摩擦抵抗の増加が大きな課題となっていた。
【００２３】
本発明は、前記従来技術の課題に鑑み、定着部材と、定着部材に接して加熱する熱伝導部材との間に潤滑剤を介在した構成のものにおいて、特に低温時における接触摩擦抵抗の増加を防止して、接触摩擦抵抗の増加により生じていた駆動源の損傷などの不具合の発生を防ぐことができるようにした定着装置、および該定着装置を備える画像形成装置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】
【００２４】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、可撓性を有する無端状の定着部材と、該定着部材の内側に固定されるパイプ状の熱伝導部材と、該熱伝導部材を加熱する加熱部材と、前記定着部材を介して前記熱伝導部材に圧接する加圧部材と、前記定着部材の温度を検知する温度検知部材とを備え、前記熱伝導部材に対して前記定着部材を移動可能に設け、前記定着部材と前記加圧部材間に定着対象の記録媒体が搬送される定着ニップを形成すると共に、前記熱伝導部材により前記定着部材の移動を案内する構成の定着装置において、前記定着部材と前記熱伝導部材との間に潤滑剤を介在させ、前記定着部材が静止している状態において前記加熱部材により前記熱伝導部材に対する加熱を行い、該加熱後に前記定着部材を回転させることを特徴とし、この構成によって、定着部材が静止している状態で加熱部材により熱伝導部材の加熱を行い、潤滑剤の粘度を低くした後に、定着部材を回転させることにより、定着部材と熱伝導部材との摺動部の接触摩擦抵抗力を小さくすることができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、温度検知部材の検知温度に応じて、熱伝導部材に対する加熱を終了することを特徴とし、この構成によって、潤滑剤を安定して所定の粘度まで低くすることができるため、定着部材と熱伝導部材との摺動部の接触摩擦抵抗力を確実に小さくすることができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の定着装置において、熱伝導部材に対する加熱の終了時の温度を１００℃以上に設定したことを特徴とし、この構成によって、定着部材と熱伝導部材との摺動部の接触摩擦抵抗力を、より確実にかつ大幅に小さくすることができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、可撓性を有する無端状の定着部材と、該定着部材の内側に固定されるパイプ状の熱伝導部材と、該熱伝導部材を加熱する加熱部材と、前記定着部材を介して前記熱伝導部材に圧接する加圧部材と、前記定着部材の温度を検知する温度検知部材とを備え、前記熱伝導部材に対して前記定着部材を移動可能に設け、前記定着部材と前記加圧部材間に定着対象の記録媒体が搬送される定着ニップを形成すると共に、前記熱伝導部材により前記定着部材の移動を案内する構成の定着装置において、前記定着部材と前記熱伝導部材との間に潤滑剤を介在させ、前記温度検知部材の検知温度に応じて、前記定着部材の回転速度を変更することを特徴とし、この構成によって、定着部材の温度による潤滑剤の粘度の高低に応じて定着部材の回転速度を変更可能にすることにより、定着部材の回転駆動部における許容トルクを適正状態にして、回転駆動部を含めた各部への負荷を低減することができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明は、請求項４記載の定着装置において、温度検知部材の検知温度に応じて、定着部材の回転速度を連続的に変化させることを特徴とし、この構成によって、定着部材と熱伝導部材との摺動部で発生する負荷に対して、回転駆動部の許容トルクを十分に取ることができる。
【００２９】
請求項６に記載の発明は、請求項４記載の定着装置において、温度検知部材の検知温度に応じて、定着部材の回転速度を段階的に変化させることを特徴とし、この構成によって、定着部材の回転駆動部の回転速度を連続的に変化させることが困難な場合には、定着部材の温度上昇に応じて回転速度を段階的に変化させることにより対応することができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明は、可撓性を有する無端状の定着部材と、該定着部材の内側に固定されるパイプ状の熱伝導部材と、該熱伝導部材を加熱する加熱部材と、前記定着部材を介して前記熱伝導部材に圧接する加圧部材と、前記定着部材の温度を検知する温度検知部材とを備え、前記熱伝導部材に対して前記定着部材を移動可能に設け、前記定着部材と前記加圧部材間に定着対象の記録媒体が搬送される定着ニップを形成すると共に、前記熱伝導部材により前記定着部材の移動を案内する構成の定着装置において、前記定着部材と前記熱伝導部材との間に潤滑剤を介在させ、前記加熱部材を前記熱伝導部材の軸方向に複数配列し、記録媒体が前記定着ニップを通過している期間、該記録媒体の通過領域外の前記加熱部材により前記熱伝導部材を加熱させることを特徴とし、この構成によって、小サイズの記録媒体に対する定着処理を行う際に、該記録媒体が通過しない領域でも加熱部材による加熱を行うことにより、記録媒体非通過領域の温度低下を防ぐことができ、このことにより潤滑剤全体における粘度増加を防ぐことができるため、定着部材と熱伝導部材との摺動部で発生する負荷を小さくすることができる。
【００３１】
請求項８に記載の発明は、請求項７記載の定着装置において、記録媒体が定着ニップを通過している期間、定着部材上の記録媒体通過領域外の温度が少なくとも１００℃以上になるように、加熱部材により熱伝導部材を加熱させることを特徴とし、この構成によって、定着部材と熱伝導部材との摺動部の接触摩擦抵抗力を、確実にかつ大幅に小さくすることができる。
【００３２】
請求項９に記載の発明は、請求項１，４または７記載の定着装置において、潤滑剤を、定着部材と熱伝導部材との接触領域の少なくとも１／２以上の領域に介在させることを特徴とし、この構成によって、定着部材と熱伝導部材との摺動部における広い範囲に潤滑剤を介在させることにより、確実に定着部材と熱伝導部材との摺動部の接触摩擦抵抗力を小さくすることができる。
【００３３】
請求項１０に記載の発明は、請求項１，４，７または９記載の定着装置において、加熱部材が潤滑剤の存在する領域における少なくとも１／２以上の領域を加熱することを特徴とし、この構成によって、確実に潤滑剤の粘度を低下させ、定着部材と熱伝導部材との摺動部の接触摩擦抵抗力を小さくすることができる。
【００３４】
請求項１１に記載の発明は、請求項１，４または７記載の定着装置において、定着部材の軸中心と加圧部材の軸中心を結ぶ線分が、水平方向に対して４５°以下に設定されていることを特徴とし、この構成によって、潤滑剤が溜まり易い領域に加熱可能領域が多く含まれる縦搬送定着機構に適用することにより、定着部材と熱伝導部材との摺動部の接触摩擦抵抗力を効果的に下げることができる。
【００３５】
請求項１２に記載の発明は、請求項１，４〜１１いずれか１項記載の定着装置において、定着部材が可撓性を有する無端状のベルト状部材からなることを特徴とし、この構成によって、定着装置としての構成が簡素化される。
【００３６】
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜４，７〜９いずれか１項記載の定着装置において、熱伝導部材が金属製のパイプ材からなることを特徴とし、この構成によって、定着部材の保持の安定性，耐久性，熱伝達効率が向上する。
【００３７】
請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１２いずれか１項記載の定着装置において、加熱部材を、定着部材の外部に設置したことを特徴とし、この構成によって、定着部材の内部構造、および加熱部材の配置構造を簡単にすることができる。
【００３８】
請求項１５に記載の発明は、記録媒体に対して画像を形成する画像形成部と、該画像形成部にて画像が形成された記録媒体に対して定着処理を行う定着部とを備えた画像形成装置において、前記定着部として請求項１〜１４いずれか１項記載の定着装置を搭載したことを特徴とし、この構成によって、良好で安定した定着処理による高品位の画像形成が行われると共に、装置全体として長寿命化を図ることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明に係る定着装置は、定着部材と熱伝導部材との間に潤滑剤を介在させ、定着部材が静止している状態において加熱部材により熱伝導部材に対する加熱を行い、該加熱後に定着部材を回転させることによって、定着部材が静止している状態で加熱部材により熱伝導部材の加熱を行い、潤滑剤の粘度を低くした後に、定着部材を回転させることができるため、定着部材と熱伝導部材との摺動部の接触摩擦抵抗力を小さくすることができる。よって、定着部材の動作が安定し、しかも、定着部材を駆動する回転駆動部の駆動トルクが低減し、回転駆動部の負荷が低減するため、回転駆動部などの破損，損傷を防ぐことができ、装置の長寿命化を図ることができる。
【００４０】
また、本発明に係る定着装置を搭載した画像形成装置によれば、良好で安定した定着処理による高品位の画像形成が行われると共に、装置全体として長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態を説明するための画像形成装置全体を正面から見た概略構成図
【図２】本発明の定着装置の実施形態１における要部を示す正面断面図
【図３】本実施形態における定着ベルトと熱伝導部材間の潤滑剤介在の説明図
【図４】本実施形態におけるフッ素グリスの温度と定着ベルト−熱伝導部材間の接触摩擦係数の関係を示す図
【図５】本実施形態におけるサーミスタの温度遷移の説明図
【図６】本実施形態における加熱制御の動作に係るフローチャート
【図７】本実施形態における定着ベルト温度と耐久時間の関係を示す図
【図８】本発明の定着装置の実施形態２における回転駆動部の駆動トルクと回転速度の関係を示す図
【図９】実施形態２においてサーミスタ温度に対して回転速度を変化させる例の説明図
【図１０】実施形態２におけるサーミスタ温度に対する回転速度／トルクの関係を示す図
【図１１】本発明の定着装置の実施形態３における要部を示す側面説明図
【図１２】実施形態３の端部ハロゲンヒータ非点灯時における定着ベルト温度の説明図
【図１３】実施形態３の端部ハロゲンヒータ点灯時における定着ベルト温度の説明図
【図１４】実施形態３の端部サーミスタ温度１００℃以上に維持した状態の説明図
【図１５】実施形態３におけるハロゲンヒータとサーミスタとの他の配置例を示す側面説明図
【図１６】本実施形態における定着装置の構成部材の配置構成例を示す正面断面図
【図１７】本実施形態における定着装置の構成部材の他の配置構成例を示す正面断面図
【図１８】本実施形態における潤滑剤存在領域と加熱領域との関連を示す説明図
【図１９】本実施形態における他の加熱部材についての説明図
【図２０】従来の定着装置を示す概略構成図
【図２１】従来の他の定着装置を示す概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４３】
図１は本発明の実施形態を説明するための画像形成装置全体を正面から見た概略構成図である。本例では画像形成装置としてタンデム型カラープリンタを示す。
【００４４】
図１において、画像形成装置本体１の上方に設置されたボトル収容部１０１には、各色（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
【００４５】
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。中間転写ユニット８５に設置された中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）に対応した作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが並設されている。
【００４６】
各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋには、それぞれ感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５，現像部７６，クリーニング部７７，除電部（図示せず）などが配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは回転し、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ上に対して、下記の作像プロセス（帯電工程，露光工程，現像工程，転写工程，クリーニング工程）が行われて、各感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ上に各色の画像が形成される。
【００４７】
以下に感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋに対する作像プロセスについて説明する。
【００４８】
感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、図示しない駆動モータによって、図１において時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５（図１には感光体ドラム５Ｋに対応したもののみを示している）において感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程）。
【００４９】
帯電された後、感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの表面は、露光部３から発せられるレーザ光により照射・露光され、各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程）。潜像が形成された感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、現像装置７６（図１には感光体ドラム５Ｋに対応したもののみを示している）により静電潜像がトナー現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程）。
【００５０】
感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト７８および第１転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋにより、中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程）。このようにして中間転写ベルト７８上に重ねてトナー像が転写されることにより、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。
【００５１】
前記転写の後、感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、クリーニング部７７（図１には感光体ドラム５Ｋに対応したもののみを示している）に達して、感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの表面に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程）。この後、除電部により感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの表面の残留電位が除去される。
【００５２】
こうして、感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋに対する一連の作像プロセスが終了する。
【００５３】
次に、中間転写ベルト７８上で行われる一連の転写プロセスについて説明する。
【００５４】
中間転写ユニット８５は、無端状の中間転写ベルト７８と、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋと、２次転写バックアップローラ８２と、クリーニングバックアップローラ８３と、テンションローラ８４と、中間転写クリーニング部８０などにより構成されている。
【００５５】
中間転写ベルト７８は、２次転写バックアップローラ８２とクリーニングバックアップローラ８３とテンションローラ８４とに張架・支持され、２次転写バックアップローラ８２の回転駆動によって、図１における矢印方向に移動される。
【００５６】
１次転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋは、それぞれ中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋとで挟み込むようにして１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋには、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
【００５７】
中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、中間転写ベルト７８と感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ間の１次転写ニップを順次通過する。こうして感光体ドラム５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写が行われる。
【００５８】
１次転写後、中間転写ベルト７８は２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置で２次転写バックアップローラ８２は、２次転写ローラ８９とで中間転写ベルト７８を挟み込むようにして２次転写ニップを形成している。２次転写ニップにおいて、中間転写ベルト７８上に形成されている４色のトナー像が、搬送されてくる記録媒体Ｐ上に転写される。転写後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０に達して、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。
【００５９】
こうして、中間転写ベルト７８上で行われる一連の転写プロセスが終了する。
【００６０】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送される記録媒体Ｐは、画像形成装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７およびレジストローラ９８を経由して搬送されるものである。
【００６１】
すなわち、給紙部１２には、転写紙などの記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納される。そして、給紙ローラ９７が図１において反時計方向に回転駆動されると、最上位の記録媒体Ｐから順にレジストローラ９８に給送される。
【００６２】
レジストローラ９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のトナー像にタイミングを合わせて、レジストローラ９８が回転駆動されることにより、記録媒体Ｐが前記２次転写ニップに向けて搬送される。このようにして、記録媒体Ｐ上にトナー像が転写される。
【００６３】
２次転写ニップでカラー画像が転写された記録媒体Ｐは定着装置２０に搬送される。そして、記録媒体Ｐは、定着装置２０において定着ベルト２１と加圧ローラ３１による加熱および加圧を受けて、表面に転写されたトナー像が記録媒体Ｐ上に定着される。
【００６４】
その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ９９を経て装置本体１外へと排出され、スタック部１００上に順次スタックされる。
【００６５】
このようにして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。
【００６６】
図２は本発明の定着装置の実施形態１における要部を示す正面断面図である。
【００６７】
図２において、定着装置２０内に、定着部材としての無端状のベルト状部材からなる定着ベルト２１と、定着ベルト２１内に設けられて定着ベルト２１を保持する保持部材の機能を備えると共に、定着ベルト２１に熱を伝える機能を果たすパイプ状の熱伝導部材２２と、加熱部材であるハロゲンヒータ２５と、定着ベルト２１に接して表面温度を検知する温度検知部材であるサーミスタ２８と、定着ベルト２１と接して定着ニップＮを形成する加圧部材としての加圧ローラ３１などにより構成されている。
【００６８】
熱伝導部材２２は、定着ニップＮに対向する位置に凹部２２ａが形成され、凹部２２ａに、ニップ形成部材２６と、定着ベルト２１とニップ形成部材２６の間に配されたメッシュ状の潤滑シート２３と、熱伝導部材２２の凹部２２ａ底部とニップ形成部材２６の間に配された断熱材２７とが配設されている。ニップ形成部材２６は、定着装置２０内に設けられた押圧支持部材３０により凹部２２ａを介して押圧され、加圧ローラ３１に圧接して前記定着ニップＮを形成している。
【００６９】
ニップ形成部材２６は、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性体から構成されており、定着ベルト２１の内面に対して摺動シート２３を介して間接的に摺動するようになっている。なお、ニップ形成部材２６が定着ベルト２１の内面に直接摺動する構成であってもよい。
【００７０】
熱伝導部材２２の凹部２２ａの形状としては、この形状に限定されず、平坦形状やその他の形状であってもよい。ただし、凹形状にした方が、記録媒体Ｐ先端の排出方向が加圧ローラ３１よりになり、定着ベルト２１からの分離性が向上するため、ジャムの発生が抑制される。
【００７１】
加圧ローラ３１は、中空の金属ローラにシリコーンゴム層が設けられ、外表面に離型性を得るために離型層（ＰＦＡ樹脂層またはＰＴＦＥ樹脂層）が設けられている。
【００７２】
また、加圧ローラ３１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列などを介して駆動力が伝達され回転駆動される。さらに、加圧ローラ３１は、スプリングなどにより定着ベルト２１側に押し付けられており、加圧ローラ３１のゴム層が押し潰されて変形することにより，定着ニップＮにおいて所定のニップ幅が形成される。
【００７３】
加圧ローラ３１は、中実のローラから形成してもよいが、中空の方が熱容量が少なくて好ましい。また、加圧ローラ３１にハロゲンヒータなどの加熱源を設けるようにしてもよい。
【００７４】
加圧ローラ３１におけるシリコーンゴム層はソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ３１内部にヒータなどの加熱源がない場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が断熱性が高まり、定着ベルト２１の熱が加圧ローラ３１に伝導し難くなるため望ましい。
【００７５】
定着ベルト２１は、ニッケルやステンレス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）とする。定着ベルト２１の表層はＰＦＡ樹脂層またはＰＴＦＥ樹脂などの離型層を有し、記録媒体Ｐ上のトナーが付着しないように離型性をもたせている。
【００７６】
また、定着ベルト２１の基材とＰＦＡ樹脂層（またはＰＴＦＥ樹脂）との間には、シリコーンゴム層などの弾性層を形成するようにしてもよい。シリコーンゴム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、未定着トナー画像を押し潰してしまい、定着の際に定着ベルト２１の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、シリコーンゴム層を１００μｍ以上設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微妙な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。
【００７７】
中空の熱伝導部材２２は材質としてアルミ，鉄，ステンレスなどのパイプ状金属を用いる。本実施形態の熱伝導部材２２は、定着ベルト２１の直径より１ｍｍ直径の小さい円形としている。しかし、定着ベルト２１の断面形状としては、円形に限定されず、角型であっても、その他の断面形状であってもよい。
【００７８】
熱伝導部材２２の凹部２２ａの内部には、ニップ部形成部材２６と断熱材２７が収納されており、熱伝導部材２２の内部には、これらを支持するための押圧支持部材３０が設けられている。この場合、ハロゲンヒータ２５などからの輻射熱などにより、押圧支持部材３０が加熱されてしまう場合、押圧支持部材３０の表面に断熱処理あるいは鏡面処理を施して、過熱されることを防止する。これにより無駄なエネルギー消費を抑制することができる。
【００７９】
また、熱伝導部材２２を昇温させる熱源としては、図示したハロゲンヒータ２５でもよいが、後述するようなＩＨ（誘導加熱）方式にしてもよい。さらに、抵抗発熱体やカーボンヒータなども使用することができる。
【００８０】
定着ベルト２１の加熱方法としては、図２に示すように、熱伝導部材２２を介して定着ベルト２１を加熱する以外に、定着ベルト２１を直接的に加熱するようにしてもよい。
【００８１】
定着ベルト２１は加圧ローラ３１により連れ回り回転する。図２に示す構成の場合は、加圧ローラ３１が図示しない駆動源により回転し、定着ニップＮで定着ベルト２１に駆動力が伝達されることによって定着ベルト２１が回転する。
【００８２】
定着ベルト２１は、定着ニップＮにおいてニップ部形成部材２６と加圧ローラ３１とで挟み込まれて回転するが、定着ニップＮ以外では熱伝導部材２２に移送ガイドされて、一定の距離以上に定着ベルト２１の位置が熱伝導部材２２から離れてしまわないようになっている。
【００８３】
本実施形態において、図３に示すように、熱伝導部材２２から定着ベルト２１への熱伝導を効率よく行うために、定着ベルト２１の直径ｄ１と、パイプ状の熱伝導部材２２の直径ｄ２との差（ｄ１−ｄ２）は１ｍｍ以内であるように設定する。
【００８４】
また、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との前記差（ｄ１−ｄ２）から生じる間隙部分Ａにおける定着ベルト２１と熱伝導部材２２との界面部分に、シリコーンオイルやフッ素グリスなどの潤滑剤４０を塗布している。これにより、定着ベルト２１と熱伝導部材２２間に潤滑剤４０を介在させ、潤滑剤４０によって定着ベルト２１と熱伝導部材２２との接触摩擦抵抗力を低減させるようにしている。
【００８５】
前記のような構成により、安価でかつウォームアップが早く、熱伝導部材２２が熱を拡散し、定着ベルト２１全体に均質な熱を与えることになるため、定着ベルト２１全体の温度が安定する定着装置を実現することができる。
【００８６】
ところで前記構成の定着装置では、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との界面に塗布された潤滑剤４０により、該界面の接触摩擦抵抗を低減しているが、この接触摩擦抵抗が大きい場合、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との摺動部における負荷（トルク）が増大することになり、加圧ローラ３１の駆動トルクよりも大きくなって、モータなどの回転駆動部が損傷，破損してしまうという問題がある。
【００８７】
通常、潤滑剤は、低温では粘度が高く、温度が高くなるにつれて粘度が低下するため、低温状態において定着ベルト２１と熱伝導部材２２との摺動部の接触摩擦抵抗が大きくなり、前記のように加圧ローラ３１、および関連／連結部材への負荷，トルクが増大することになる。
【００８８】
本実施形態の構成では、図３に示すように、潤滑剤４０が介在している領域は、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との界面の略全領域に渡っている。このため、本実施形態では、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との摺動部が定着ニップＮに限定される構成の定着装置と比較して、潤滑剤４０の温度低下が与える接触摩擦抵抗力増加の度合いが、相対的に大きい構成となっている。
【００８９】
本実施形態では、図２に示すように、定着ベルト２１の温度を検出するサーミスタ２８が取り付けられている。なお、本例では、定着ベルト２１の温度を検出する温度検出部材として、接触型のサーミスタを用いているが、非接触型のサーミスタやサーモパイルなどを用いてもよい。
【００９０】
また、本実施形態では、図３に示すように、定着ベルト２１と熱伝導部材２２間の接触抵抗を減らすために、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との界面の略全領域に渡って潤滑剤４０としてフッ素グリスが介在している。なお、潤滑剤４０としては、フッ素グリス以外にも、シリコーンオイルなどを使用することができる。
【００９１】
図４にフッ素グリスの温度と定着ベルト−熱伝導部材間の接触摩擦係数の関係を示す。図示したように温度が高くなるにつれて、フッ素グリスの粘度は下がることから、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との接触摩擦係数が小さくなる。このように、フッ素グリスの温度を上げて接触摩擦係数を下げた状態にて摺動させることにより、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との摺動部において発生する負荷，トルクが減少することになり、結果として定着ベルト２１，加圧ローラ３１を回転駆動するモータなどの駆動源の損傷，破損の発生を防ぐことができる。
【００９２】
このように、本実施形態では、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との界面に存在する潤滑剤４０の温度を上げることにより、界面での接触摩擦係数を下げて駆動源などへの負荷を低減することが目的であるため、潤滑剤４０が介在している領域が大きいほど、より効果が望める。
【００９３】
次に、本実施形態における前記加熱制御について、図５に示すサーミスタの温度遷移の説明図と、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００９４】
定着装置の電源がＯＦＦの状態や、いわゆる省電力モードに移行している際などは、定着ベルト２１の温度は低い状態となっている（通常、５０℃以下のことが多い）。
【００９５】
この状態でユーザーが電源をＯＮした場合、あるいは画像形成装置から印刷の要求などを行った場合には、加圧ローラ３１を駆動する図示しない回転駆動部を停止状態にしておき（Ｓ１）、印刷が可能となるように定着ベルト２１の加熱を行う。本例では定着ベルト２１の加熱は、ハロゲンヒータ２５にて熱伝導部材２２を加熱し（Ｓ２）、その熱を定着ベルト２１に伝達するように間接的に行われることになる。
【００９６】
定着ベルト２１の温度をサーミスタ２８により監視し、サーミスタ温度があらかじめ設定されたＴ１℃未満の場合（Ｓ３のＮＯ）、定着ベルト２１を静止状態にしてハロゲンヒータ２５にて加熱を行い（以下、静止加熱という）、その後、サーミスタ温度がＴ１℃となった時点で（Ｓ３のＹＥＳ）、回転駆動部を始動して加圧ローラ３１に対して回転駆動力を与え（Ｓ４）、その駆動を受けて定着ベルト２１を回転させることにより、定着ベルト２１の周方向の温度の均一化を図る。そしてサーミスタ温度が印刷可能温度であるＴ２℃となった時点で（Ｓ５のＹＥＳ）、印刷動作へ移行する。
【００９７】
このように本実施形態では、定着ベルト２１の温度を監視し、温度が一定温度以上になって潤滑剤４０の粘度が低くなってから定着ベルト２１を回転させることにより、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との界面の接触摩擦抵抗が小さい状態で両者を摺動させることができるため、当該摺動部での負荷，トルクを小さくすることができ、よって、回転駆動部への過負荷を防ぐことが可能となる。
【００９８】
なお、一般的に画像形成装置では、消費電力の低減や、走行距離の短縮に伴う定着装置の長寿命化を目的として、印刷を行わないときは定着部材を停止した状態で保温し（一般にスタンバイ状態という）、印刷の要求があった場合に即座に回転を開始する動作を行うことがある。
【００９９】
このような「静止加熱」⇒「回転加熱」の動作移行自体は一般的に行われるが、印刷要求をトリガとして回転駆動を開始するものであり、本実施形態における静止加熱を実施する加熱制御に基づく回転動作移行とは異なる。
【０１００】
すなわち、本実施形態では、電源ＯＮ時や、所謂、省電力モードなど温度が低い状態からベルト温度を上昇させる際に、温度が一定温度未満の場合には静止加熱を行い、一定温度以上になってから回転加熱、すなわち回転駆動を開始することにより、潤滑剤の粘度を適正にして、定着ベルト−熱伝導部材間の接触摩擦力を低減することによって、ベルトやローラの回転駆動部，それの関連／連結部材などの損傷，破損の発生を防ぐことができる。
【０１０１】
本実施形態では、静止加熱を終了する温度をサーミスタ温度が１００℃以上になった時点に設定している（図５に示すＴ１＝１００℃の時点）。
【０１０２】
図７にサーミスタ温度で定着ベルト温度を一定温度に維持した状態で、加圧ローラを駆動し続けたときの耐久時間を示す。ここでいう耐久時間とは、回転駆動部における駆動ギアの磨耗や破損などにより回転を継続することが困難となった時点の時間を意味する。
【０１０３】
図７に示すように、サーミスタ温度が１００℃以上で加圧ローラ３１を回転駆動させることにより、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との摺動部における潤滑剤４０の接触摩擦抵抗が十分小さくなり、回転駆動部の許容トルクに対して、摺動部で発生するトルクが十分小さくなり、結果として耐久時間が大幅に向上する。
【０１０４】
よって、本実施形態のように、サーミスタ温度が１００℃未満のときには静止加熱を行い、１００℃に到達した時点で加圧ローラを駆動させて回転加熱を行うことにより、加圧ローラ３１にて発生する負荷，トルクを抑制して、回転駆動部の損傷，破損を防ぐことができる。
【０１０５】
次に、本発明の定着装置の実施形態２について説明する。
【０１０６】
なお、以下の実施形態の説明において、既に説明した部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【０１０７】
実施形態２ではサーミスタ温度に応じて加圧ローラ３１の駆動回転速度を変える構成のものである。
【０１０８】
図８に実施形態２を説明するための回転駆動部の駆動トルクと回転速度の関係を示す。図示したように回転駆動部に対する供給電力が一定の場合、駆動トルクは回転速度に対して直線的に反比例する。
【０１０９】
したがって、実施形態２では、実施形態１と同様に、図２に示すサーミスタ２８にて定着ベルト２１の温度を監視する。そして、電源ＯＮや、所謂、省電力モードなどからの復帰時など、定着ベルト２１の温度が低く、定着ベルト−熱伝導部材間の接触摩擦抵抗が大きい場合には定着ベルト２１の回転速度を遅くすることにより、回転駆動部における駆動トルクを増大させ、定着ベルト２１の温度の上昇に伴い回転速度を上げて、駆動トルクを下げていく。このように、定着ベルト２１の温度情報を基にして定着ベルト２１の回転速度を制御することにより、回転駆動部の破損を防ぐことができる。
【０１１０】
具体的には、実施形態２では、図９（ａ）に示すように、サーミスタ温度に対して連続的に加圧ローラ３１の駆動回転速度（定着ベルト２１の回転速度）を変化させる。あるいは、図９（ｂ）に示すように、あらかじめ設定された温度までは回転速度（定着ローラ２１，加圧ローラ３１の回転速度、あるいは回転駆動部の回転駆動速度）＝０（すなわち駆動停止状態）とし、前記設定温度を境として、回転速度を直線的かつ連続的に増加させている。
【０１１１】
図１０に示すように、回転速度を連続的に増加させると、駆動トルクが連続的に減少する。一方、サーミスタ温度が上昇すると潤滑剤４０の粘度が連続的に減少するため、結果的に定着ベルト２１と熱伝導部材２２との摺動部において発生する接触摩擦抵抗が連続的に小さくなり、結果として摺動部で発生するトルクも連続的に減少する。このことにより、回転駆動部の許容トルクに対して、摺動部で発生するトルクを、それ以下とすることが可能となり、よって、回転駆動部の破損を防ぐことが可能になる。
【０１１２】
なお、回転駆動部において使用する駆動モータや駆動ギアなどの関連／連結部材の特性によっては、回転速度を連続的に変化させることが困難な場合がある。このような場合には、回転駆動部の駆動回転速度、すなわち、定着ベルト２１の回転速度を段階的に変化させるようにしてもよい。
【０１１３】
一般的に定着装置では、記録媒体としての様々な紙厚の用紙の定着に対応するために、厚紙やＯＨＰシートなど、トナー像を定着させるために必要な熱量が大きい記録媒体に対しては、定着ベルト２１の回転速度を、普通紙印刷時の１／２ないしは１／３などに減速することにより、定着ニップＮを通過する時間を稼ぎ、熱量を多く与えるようにしている。
【０１１４】
このように定着機能を満足するために、予め複数の回転速度を用意して設計をしていることが多いため、実施形態２においては、これらの回転速度を利用して、段階的に回転速度を上げるようにすることは比較的簡単に実施可能である。
【０１１５】
具体的には、例えば、図９（ｂ）に示すように、検知したサーミスタ温度に対して２段階で駆動回転速度を変化させて、回転駆動部の許容トルクを段階的に減少させる。勿論、前記のように２段階で変化させる以外に、３段階やそれ以上の段階に分けて回転速度を変化させても差し支えない。
【０１１６】
次に、本発明の定着装置の実施形態３について説明する。
【０１１７】
実施形態３では、記録媒体として小サイズの用紙を通紙時に、定着ニップＮにおける非通紙領域（記録媒体の通過領域外）の温度が下がり、この領域での潤滑剤４０の粘度が低下し、結果として非通紙領域の定着ベルト２１と熱伝導部材２２との摺動部の摩擦抵抗が増大することを防ぐために、小サイズ通紙時に、その非通紙領域に発熱領域を持つ加熱部材であるハロゲンヒータ２５にも電力を供給して加熱状態にする。
【０１１８】
図２に示す定着装置において、ハロゲンヒータ２５の設置状態を側面状態で見ると、本例では、図１１に示すように、熱伝導部材２２の長手方向（軸方向）の内部において、Ａ４タテ通紙幅を加熱可能なように、主として中央部を加熱する中央部ハロゲンヒータ２５ａと、Ａ４ヨコ通紙幅まで加熱可能なように主として端部を加熱する端部ハロゲンヒータ２５ｂが配設されている。また、中央部ハロゲンヒータ２５ａと端部ハロゲンヒータ２５ｂとに対応させて、それぞれ中央サーミスタ２８ａと端部サーミスタ２８ｂが配設されている。
【０１１９】
なお、一般的なハロゲンヒータではガラス管内にタングステンワイヤを巻き付けた構成となっており、その特性上、中央部ハロゲンヒータ２５ａであっても、端部に若干発熱する部分を有し、あるいは端部ハロゲンヒータ２５ｂであっても、中央部に若干発熱する部分を有するが、ここではそれらを主たる発熱部とは呼ばない。
【０１２０】
従来の定着装置では小サイズ（図１１ではＡ４タテサイズ）の通紙時の場合には、端部ハロゲンヒータ２５ｂは点灯しない。なぜならば端部ハロゲンヒータ２５ｂの主たる発熱領域を用紙が通過しないためである。このことはＢ５タテ幅やＡ６タテ幅などＡ４タテ幅よりも幅方向の小さいサイズ紙であれば同様に行われている。
【０１２１】
このような端部ハロゲンヒータ２５ｂを点灯せずに小サイズの通紙を行った場合、通紙中の定着ベルト２１の軸方向の温度分布は図１２に示すようになる。
【０１２２】
小サイズ通紙時に端部ハロゲンヒータ２５ｂを点灯しない場合、図１２に示すように、用紙のエッジ部付近では温度が上昇するが、軸方向外側になるに従い温度が低下していくことが分る。このとき、温度が低下した部分の潤滑剤４０の粘度が次第に上がり、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との摺動部の接触摩擦抵抗力が大きくなる。
【０１２３】
このように小サイズ通紙時には、定着ベルト２１の軸方向において温度偏差が生じ、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との摺動部において接触摩擦抵抗力にムラができ、このことにより、定着ベルト２１の回転がスムーズに行われなくなり、場合によっては回転駆動部が破損することに至ることもある。
【０１２４】
そこで、実施形態３では、小サイズ通紙時に非通紙領域に主たる発熱部を持つ加熱部材、すなわち、本例では端部ハロゲンヒータ２５ｂを点灯させることにより、非通紙領域の温度低下を防ぐようにしている。このように小サイズ通紙時に端部ハロゲンヒータ２５ｂを点灯した場合、通紙中の定着ベルト２１の軸方向の温度分布は、図１３に示すようになり、非通紙領域の潤滑剤４０の粘度が大きくなることを防ぐことができ、結果として定着ベルト２１と熱伝導部材２２との摺動部における接触摩擦抵抗力を低減することができる。
【０１２５】
なお、図１４に示すように、端部サーミスタ２８ｂにて検知した非通紙領域の温度が１００℃以上となるように端部ハロゲンヒータ２５ｂにて温度維持を行うことも考えられる。１００℃以上に設定したのは、図８に示したように、回転駆動部の許容トルクに対して、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との摺動部で発生するトルクが十分小さくなることによって、耐久時間の大幅な向上が望めるためである。
【０１２６】
実施形態３においては、小サイズ通紙時に非通紙領域の温度が低下することにより定着ベルト２１と熱伝導部材２２との摺動部において潤滑剤４０の粘度が増加して、大きな摩擦抵抗が発生し、結果として回転駆動部の損傷，破損を発生するという課題に対して、小サイズ通紙時に非通紙領域に主たる発熱部を持つ加熱手段を点灯することにより、非通紙領域の温度低下を防止することによって、潤滑剤４０全体の粘度が増加することを防ぐことができる。
【０１２７】
なお、実施形態３では、中央ハロゲンヒータ２５ａと、端部ハロゲンヒータ２５ｂという区分にて構成例を示したが、例えば、図１５に示すように、大サイズ対応用ハロゲンヒータ２５ｃと、小サイズ対応用ハロゲンヒータ２５ｄを配設するような構成にし、小サイズ通紙時に大サイズ対応用ハロゲンヒータ２５ｃを点灯することにより、前記と同様に、非通紙領域の温度低下を防ぐことができる。
【０１２８】
また、本実施形態における定着装置の構成部材の配置位置としては、図１６に示すような配置構造、すなわち、定着ベルト２１の軸中心と加圧ローラ３１の軸中心とを結ぶ線分が、水平方向に対して４５°以下（図１６の構成例では略０°）に設定されている、所謂、縦搬送定着機、あるいは、図１７に示すような配置構造、所謂、横搬送定着機にも適用可能である。
【０１２９】
定着装置が動作していない場合、潤滑剤４０は重力により定着機下方に溜まりやくなる。一例として、図１６と図１７とに、それぞれ潤滑剤４０が溜まり易い箇所Ａ，Ｂを示している。
【０１３０】
図１６に示す縦搬送定着機に適用した場合には、潤滑剤４０が溜まっている領域を多く加熱することができるため、前記潤滑剤４０の粘度低下の効果を顕著に奏し得ることが分る。
【０１３１】
一方、図１７に示すような横搬送定着機の場合には、潤滑剤４０が加熱部可能領域外へ多く溜まるため、前記潤滑剤４０の粘度低下の効果は相対的に小さくなることが分る。
【０１３２】
このように、本発明は縦搬送定着機にて実施することにより、より大きな効果を得ることができる。
【０１３３】
なお、本実施形態では、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との界面の略全領域に渡って潤滑剤４０が存在するようにしているが、少なくとも定着ベルト２１と熱伝導部材２２の接触領域の１／２以上に渡って潤滑剤４０が介在していれば、潤滑剤４０の粘性による接触摩擦抵抗の影響が支配的となるため、特に、本実施形態のような構成の定着装置の場合に、より大きな接触摩擦軽減効果が望める。
【０１３４】
また、加熱可能な領域が、潤滑剤４０の介在している領域に対して大きいほど効果が望める。よって、潤滑剤４０が存在する領域の少なくとも１／２以上の領域を加熱可能な構成であれば、潤滑剤４０の温度上昇による粘性低下の効果が大きいため、特に、より大きな接触摩擦軽減効果が望める。
【０１３５】
さらに、例えば、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との軸方向において、潤滑剤４０の量が均一であるとして、図１８に示すように、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との周方向における潤滑剤４０が存在する長さｘ１に対して、加熱領域長さｘ２がｘ１／２以上であれば、加熱により潤滑剤４０が存在する半分以上の領域の温度を上げることができるため、潤滑剤４０の温度上昇による粘性低下効果は大となり、より大きな接触摩擦軽減効果が望める。
【０１３６】
なお、前記実施形態では熱源として熱伝導部材２２内部にハロゲンヒータ２５を設けた構成例を示したが、図１９に示すように、昇温性能の向上を図るため、定着ベルト２１の外側に対向させて、誘導加熱（Induction Heating：ＩＨ）の電磁誘導を利用して加熱する誘導加熱部４５を設置し、定着ベルト２１を加熱する構成にすることも考えられる。
【０１３７】
誘導加熱部４５は、励磁コイル，コア，コイルガイドなどにより構成される。励磁コイルは、定着ベルト２１の一部を覆うように、細線を束ねたリッツ線を幅方向に延設したものである。コイルガイドは、耐熱性の高い樹脂材料などからなり、励磁コイルやコアを保持する。コアは、フェライトなどの強磁性体（比透磁率が１０００〜３０００程度）からなる半円筒状部材であって、熱伝導部材２２に向けて効率のよい磁束を形成するためにセンターコアやサイドコアが設けられている。コアは、幅方向に延設された励磁コイルに対向するように設置されている。
【０１３８】
このように構成された誘導加熱部４５は、次のように動作する。
【０１３９】
定着ベルト２１が回転駆動されると、定着ベルト２１は誘導加熱部４５との対向位置で加熱される。具体的には、励磁コイルに高周波の交番電流を流すことによって熱伝導部材２２の周囲に、磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このとき、熱伝導部材２２の表面に渦電流が生じて、熱伝導部材２２自体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、熱伝導部材２２が電磁誘導加熱され、さらに加熱された熱伝導部材２２によって定着ベルト２１が加熱されることになる。
【０１４０】
なお、熱伝導部材２２を効率的に電磁誘導加熱するためには、誘導加熱部４５を熱伝導部材２２の周方向全域に対向するように構成することが好ましい。また、熱伝導部材２２の材料としては、ニッケル，ステンレス，鉄，銅，コバルト，クロム，アルミニウム，金，白金，銀，スズ，パラジウム、これらの中から選択された複数の金属からなる合金などを用いることができる。
【０１４１】
また、本実施形態において、定着ベルト２１の内周面に接触あるいは対向し、定着ベルト２１を保持すると共に加熱する熱伝導部材２２を、薄肉の金属板を曲げ加工してパイプ状に形成している。これにより、製造コストが比較的安価であって、定着ベルト２１の加熱効率が高くなり、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短く、装置を高速化した場合であっても定着不良などが生じることを抑止することができる。
【０１４２】
前記熱伝導部材２２において、図２に示す実施形態の構成のように、曲げ加工後の側端部分２２ｂを開放したままであると、スプリングバックが生じて側端部分２２ｂが開き傾向になり、定着ベルト２１との間に接触ムラや接触圧のムラを生じさせてしまう。
【０１４３】
そこで、熱伝導部材２２の側端部分２２ｂについては、熱伝導部材２２の幅方向（軸方向）の少なくとも一部を接合状態にしてスプリングバックにより側端部分２２ａが開くことがないようにする必要がある。例えば、側端部分２２ｂに溶接を施して接合することが考えられる。
【０１４４】
また、図２に示す熱伝導部材２２では、ニップ形成部材２６などを収納する凹部２２ａが形成されるが、凹部２２ａにおける熱伝導部材２２の角部２２ｃおよびその近傍が、定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に接触すると、熱伝導部材２２に変形が生じ（特に加圧ローラ３１との圧接状態にて生じやすい）、定着ベルト２１と熱伝導部材２２との間に接触ムラを生じさせてしまう。
【０１４５】
そこで、本例では、熱伝導部材２２を、その角部２２ｃを含めて定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１には接触しない構成にしている。具体的には、加圧ローラ３１に対して、ニップ部Ｎ近傍より離れて熱伝導部材２２の角部２２ｃが位置するように設定されている。
【０１４６】
また、本実施形態では、加圧部材として加圧ローラ３１を用いた定着装置に対して本発明を適用したが、加圧部材として加圧ベルトや加圧パッドを用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。そして、その場合にも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４７】
また、本実施形態では、定着部材として複層構造の定着ベルト２１を用いたが、定着部材としてポリイミド樹脂，ポリアミド樹脂，フッ素樹脂、あるいは薄板状金属などからなる無端状の定着フィルムを用いることもできる。そして、その場合にも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本発明は、電子写真方式，静電記録方式などの画像形成において形成画像の定着処理を行う定着装置、および該定着装置を備える複写機，プリンタ，ファクシミリ装置、およびこれらの複合機などの画像形成装置における定着部に適用可能である。
【符号の説明】
【０１４９】
１  画像形成装置本体
２０  定着装置
２１  定着ベルト（定着部材）
２２  熱伝導部材
２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ  ハロゲンヒータ（加熱部材）
２６  ニップ形成部材
２７  断熱部材
２８，２８ａ，２８ｂ  サーミスタ
３０  押圧支持部材
３１  加圧ローラ（加圧部材）
４０  潤滑剤
４５  誘導加熱部
Ｎ  定着ニップ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５０】
【特許文献１】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献２】特開平８−２６２９０３号公報
【特許文献３】特開平１０−２１３９８４号公報
【特許文献４】特開２００７−３３４２０５号公報
【図１】
2011064726.tif 000003
【図２】
2011064726.tif 000004
【図３】
2011064726.tif 000005
【図４】
2011064726.tif 000006
【図５】
2011064726.tif 000007
【図６】
2011064726.tif 000008
【図７】
2011064726.tif 000009
【図８】
2011064726.tif 000010
【図９】
2011064726.tif 000011
【図１０】
2011064726.tif 000012
【図１１】
2011064726.tif 000013
【図１２】
2011064726.tif 000014
【図１３】
2011064726.tif 000015
【図１４】
2011064726.tif 000016
【図１５】
2011064726.tif 000017
【図１６】
2011064726.tif 000018
【図１７】
2011064726.tif 000019
【図１８】
2011064726.tif 000020
【図１９】
2011064726.tif 000021
【図２０】
2011064726.tif 000022
【図２１】
2011064726.tif 000023