(57)【要約】【課題】最適な大きさの良熱伝導部材を最適な位置に良好な接触状態で形成でき、定着部材を適正に加熱でき、ウォームアップ時間を短縮する。【解決手段】可撓性を有する無端状の定着部材と、前記定着部材の内側に近接して固設されたパイプ状の金属熱伝導体と、前記金属熱伝導体を加熱する熱源とを有し、前記定着部材は前記金属熱伝導体に対し回動自在に設けられ、前記定着部材内部のニップ形成部材と前記定着部材を介して対向する加圧体とで形成されたニップにより加圧、加熱される定着装置であって、金属熱伝導体は、内面に表面処理が施され、その表面処理は金属熱伝導体の周方向に異なる材質もしくは厚みで形成され、かつ、金属熱伝導体の軸方向の通紙領域と非通紙領域とで異なる材質もしくは厚みで形成されている。【選択図】図２
2011186307.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、
前記定着部材の内側に近接して固設されたパイプ状の金属熱伝導体と、
前記金属熱伝導体を加熱する熱源とを有し、
前記定着部材は前記金属熱伝導体に対し回動自在に設けられ、前記定着部材内部のニップ形成部材と前記定着部材を介して対向する加圧体とで形成されたニップにより加圧、加熱される定着装置であって、
前記金属熱伝導体は、内面に表面処理が施され、前記表面処理は前記金属熱伝導体の周方向に異なる材質もしくは厚みで形成され、かつ、前記金属熱伝導体の軸方向の通紙領域と非通紙領域とで異なる材質もしくは厚みで形成されている、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記金属熱伝導体の内面に施された表面処理膜は、軸方向の通紙領域に比べ非通紙領域の表面処理の方が熱伝導性を悪いことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記金属熱伝導体の内面に施された表面処理膜は、熱源により加熱される位置と熱源により加熱されない位置の材質とが異なることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記金属熱伝導体の内面に施された表面処理膜は、熱源により加熱されない位置の表面処理膜に比べ、熱源に加熱される位置の表面処理膜の方が熱源からの熱吸収がよい材料よりなることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記金属熱伝導体の内面に施された表面処理膜は、熱源により加熱される位置の表面処理膜に比べ、熱源に加熱されない位置の表面処理膜の方が良熱伝導材料を用いて形成されてい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】
前記金属熱伝導体の内面に施された表面処理膜膜は、熱源により加熱される位置の表面処理膜に比べ、熱源に加熱されない位置の表面処理膜の方が厚くなっていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項７】
前記金属熱伝導体の内面に施された表面処理膜は、少なくとも１つはめっき膜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８】
可撓性を有する無端状の定着部材と、
前記定着部材の内側に近接して固設されたパイプ状の金属熱伝導体と、
前記金属熱伝導体を加熱する熱源とを有し、
前記定着部材は前記金属熱伝導体に対し回動自在に設けられ、前記定着部材内部のニップ形成部材と前記定着部材を介して対向する加圧体とで形成されたニップにより加圧、加熱される定着装置を有する画像形成装置であって、
前記金属熱伝導体は、内面に表面処理が施され、前記表面処理は前記金属熱伝導体の周方向に異なる材質もしくは厚みで形成され、かつ、前記金属熱伝導体の軸方向の通紙領域と非通紙領域とで異なる材質もしくは厚みで形成されている、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記金属熱伝導体の内面に施された表面処理膜は、軸方向の通紙領域に比べ非通紙領域の表面処理の方が熱伝導性を悪い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】
前記金属熱伝導体の内面に施された表面処理膜は、熱源により加熱される位置と熱源により加熱されない位置の材質とが異な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１１】
前記金属熱伝導体の内面に施された表面処理膜は、熱源により加熱されない位置の表面処理膜に比べ、熱源に加熱される位置の表面処理膜の方が熱源からの熱吸収がよい材料よりな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】
前記金属熱伝導体の内面に施された表面処理膜は、熱源により加熱される位置の表面処理膜に比べ、熱源に加熱されない位置の表面処理膜の方が良熱伝導材料を用いて形成されてい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１３】
前記金属熱伝導体の内面に施された表面処理膜膜は、熱源により加熱される位置の表面処理膜に比べ、熱源に加熱されない位置の表面処理膜の方が厚くなってい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１４】
前記金属熱伝導体の内面に施された表面処理膜は、少なくとも１つはめっき膜であることを特徴とする請求項８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、記録媒体に形成された未定着トナー画像を記録媒体に定着する定着装置、およびその定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機やファクシミリあるいはプリンタさらには印刷機などの画像形成装置においては、記録用紙などのシート上に転写されて担持されている未定着画像を加熱定着することにより複写物や記録物を得ることができる。
定着に際しては、未定着画像を担持しているシートを挟持搬送しながら未定着画像を加熱することにより未定着画像中に含まれる現像剤、特にトナーの溶融軟化及びシートへの浸透を行わせることによりシートにトナーを定着することが行われる。定着部材を所定の温度へ加熱する際に、所定温度までの加熱時間が十分に短ければ、スタンバイ状態における予熱工程を省いたとしてもユーザーの使い勝手に大きく影響せずに、大幅な省エネが達成できる。これらを達成するために回転体の内面に摺接する固定部材を有している定着装置が実現されている。
【０００３】
例えば従来は、定着ベルト、定着フィルム等の無端状の定着部材の内周面に対向するようにパイプ状の金属熱伝導体を設置して、金属熱伝導体を直接的又は間接的に加熱して定着部材の全体を充分かつ均一に加熱する方策が提案されている（たとえば特許文献１参照）。この方式では定着部材と金属熱伝導体を薄肉化することで、ウォームアップ時間を短くすることができる。
上記定着装置では、金属熱伝導体および定着ベルト等の定着部材は薄肉化しているため紙幅方向（すなわち、定着部材の回転軸を基準に見れば軸方向）の熱伝導性が悪くなってしまう。したがって、封筒などの小サイズ紙を通紙した場合には非通紙部分の温度が上昇してトナーオフセット領域に入ってしまい、封筒連続通紙直後に封筒よりも幅の広い被記録材の未定着トナー像を定着した場合に封筒通紙時の非通紙部にあたる部分のトナーが定着部材にオフセットしてしまう。また過度に定着部材の非通紙部の温度が上昇することによって、定着部材自体を損傷させてしまうことがあり、従来は非通紙部の過度の温度上昇を避ける為に定着装置のスループットを落とさなければならなかった。
【０００４】
そこで、上記問題に対し、ヒートパイプ等の良熱伝導部材を幅方向の均熱化を目的として使用する方法が各種提案されている（たとえば特許文献２、３参照）。
しかしながら、これらの方法では、ウォームアップ時間が長くなってしまうという欠点がある。すなわち、金属熱伝導体および定着ベルト等の定着部材は薄肉に作られているため、良熱伝導部材の熱容量も同程度に小さくなければ、ウォームアップ時間が大幅に長くなってしまう。また、熱源から加熱される位置に良熱伝導部材を設置すると、熱源からの熱を直接良熱伝導部材に与えることになるため、さらにウォームアップ時間が長くなる。また、極薄く作成した場合には、強度がないため変形、撓みなどが生じやすく、また、取り付け、固定が困難なため、幅方向に均一な接触状態にならず均熱化効果が少なくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記従来の実情を鑑み、最適な大きさの良熱伝導部材を最適な位置に良好な接触状態で形成でき、定着部材を適正に加熱でき、ウォームアップ時間を短縮することが可能な定着装置および画像形成装置することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の本発明は、可撓性を有する無端状の定着部材と、前記定着部材の内側に近接して固設されたパイプ状の金属熱伝導体と、前記金属熱伝導体を加熱する熱源とを有し、前記定着部材は前記金属熱伝導体に対し回動自在に設けられ、前記定着部材内部のニップ形成部材と前記定着部材を介して対向する加圧体とで形成されたニップにより加圧、加熱される定着装置であって、前記金属熱伝導体は、内面に表面処理が施され、前記表面処理は前記金属熱伝導体の周方向に異なる材質もしくは厚みで形成され、かつ、前記金属熱伝導体の軸方向の通紙領域と非通紙領域とで異なる材質もしくは厚みで形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項８の本発明は、可撓性を有する無端状の定着部材と、前記定着部材の内側に近接して固設されたパイプ状の金属熱伝導体と、前記金属熱伝導体を加熱する熱源とを有し、前記定着部材は前記金属熱伝導体に対し回動自在に設けられ、前記定着部材内部のニップ形成部材と前記定着部材を介して対向する加圧体とで形成されたニップにより加圧、加熱される定着装置を有する画像形成装置であって、前記金属熱伝導体は、内面に表面処理が施され、前記表面処理は前記金属熱伝導体の周方向に異なる材質もしくは厚みで形成され、かつ、前記金属熱伝導体の軸方向の通紙領域と非通紙領域とで異なる材質もしくは厚みで形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
金属熱伝導体という１つの部品について、周方向および軸方向に別々の熱特性を与えることにより、最適な大きさの良熱伝導部材を最適な位置に良好な接触状態で形成でき、定着部材を適正に加熱でき、ウォームアップ時間を短縮することができる効果がある。また、金属熱伝導体と一体の構成であるため、別部材を当接させる場合のように取り付け性の問題がなくなり、部品点数が集約され組み立て性が向上する効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す側断面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の定着装置の構成を示す側断面図である。
【図３】図１に示す画像形成装置の定着装置の構成を示す正面図である。
【図４】図３に示す定着装置のウォームアップ時温度プロフィール（温度センサ４０で検知した定着ベルト２１の温度）を示す説明図である。
【図５】図３に示す定着装置におけるＡ４用紙を縦通紙で２００枚連続通紙したときの定着ベルト２１の軸方向温度分布を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る定着装置の構成を示す正断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態１を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の全体の構成を示す側断面図である。
なお、以下に説明する各実施の形態は、本発明の一具体例であり、本発明は、この具体例に限定されず、特許請求の範囲に記載した構成の範囲内において種々変形し得るものとする。
【００１１】
まず、図１に基づいて本例における画像形成装置の構成、動作について説明する。
図１において、装置本体１は、複写機としての外匣を有し、原稿Ｄの画像情報を光学的に読み込む原稿読込部２と、原稿読込部２で読み込んだ画像情報に基いた露光光Ｌを感光体ドラム５上に照射する露光部３と、感光体ドラム５上にトナー像（画像）を形成する作像部４と、感光体ドラム５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７と、セットされた原稿Ｄを原稿読込部２に搬送する原稿搬送部１０と、転写紙等の記録媒体Ｐが収納された給紙部１２〜１４と、記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置２０とを内蔵するものである。
また、定着装置２０は、定着部材としての定着ベルト２１と、定着装置２０に設置された加圧部材としての加圧ローラ３１とを有している。
【００１２】
次に、上記図１を参照して、本例の画像形成装置における通常の画像形成時の動作概要について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部１０の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部２上を通過する。このとき、原稿読込部２では、上方を通過する原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
そして、原稿読込部２で読み取られた光学的な画像情報は、電気信号に変換された後に、露光部３（書込部）に送信される。そして、露光部３からは、その電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、作像部４の感光体ドラム５上に向けて発せられる。
一方、作像部４において、感光体ドラム５は図中の時計方向に回転しており、所定の作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）を経て、感光体ドラム５上に画像情報に対応した画像（トナー像）が形成される。
その後、感光体ドラム５上に形成された画像は、転写部７で、レジストローラにより搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。
次に、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１２、１３、１４のうち、１つの給紙部が自動または手動で選択される（ここでは、例えば最上段の給紙部１２が選択されたものとする）。
そして、給紙部１２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。
【００１３】
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の位置に達する。そして、レジストローラの位置に達した記録媒体Ｐは、感光体ドラム５上に形成された画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。
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２１と加圧ローラ３１との間に送入されて、定着ベルト２１から受ける熱と双方の部材２１、３１から受ける圧力とによって画像が定着される。画像が定着された記録媒体Ｐは、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との間（ニップ部である。）から送出された後に、画像形成装置本体１から排出される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００１４】
図２は、図１に示す画像形成装置の転写装置の構成を示す側断面図であり、図３は、図１に示す画像形成装置の定着装置の構成を示す正面図であり、図４は、本実施例の定着装置のウォームアップ時温度プロフィール（温度センサ４０で検知した定着ベルト２１の温度）を示す説明図である。
次に、図２〜図４に基づいて、画像形成装置本体１に設置される定着装置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、定着部材としての定着ベルト２１、金属熱伝導体２２、ニップ形成部材２３、補強部材２４、熱源としてヒータ２５、加圧部材としての加圧ローラ３１、温度センサ４０、ガイド板３５、３７等で構成される。
以下、個々の構成要素について順次説明する。
【００１５】
[定着ベルト]
ここで、定着部材としての定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図２中の矢印方向（時計方向）に回転する。定着ベルト２１は、基材上に弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。
定着ベルト２１の基材は、層厚が３０〜５０μｍであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。
定着ベルト２１の弾性層は、層厚が１００〜３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト２１表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。
定着ベルト２１の離型層は、層厚が１０〜５０μｍであって、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保される。
なお、実施の形態１では、定着ベルト２１の直径が３０ｍｍに設定されている。定着ベルト２１の内部（内周面側）には、ヒータ２５（熱源）、金属熱伝導体２２、ニップ形成部材２３、補強部材２４、等が固設されている。
【００１６】
[ニップ形成部材]
ニップ形成部材２３は、定着ベルト２１の内周面側に固設されていて、定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に当接してニップ部を形成する。図３を参照して、ニップ形成部材２３は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に保持部材４１を介して固定支持されている。
図２において、ニップ形成部材２３は、加圧ローラ３１との対向面が、加圧ローラ３１の曲率にならうように形成されている。これにより、記録媒体Ｐは加圧ローラ３１の曲率にならうようにニップ部から送出されるために、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１に吸着して分離しない不具合を抑止することができる。
なお、ニップ形成部材２３と定着ベルト２１とが摺接しても定着ベルト２１の磨耗が軽減されるように、ニップ形成部２３の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成することが好ましい。
【００１７】
[補強部材]
ニップ部におけるニップ形成部材２３の強度を補強する補強部材２４が、定着ベルト２１の内周面側に固設されている。図３を参照して、補強部材２４は、幅方向の長さがニップ形成部材２３とほぼ同じに形成されていて、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に保持部材４１を介して固定支持されている。そして、補強部材２４がニップ形成部材２３、および、定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に当接することで、ニップ部においてニップ形成部材２３が加圧ローラ３１の加圧力を受けて変形する（撓む）不具合を抑止している。
なお、補強部材２４は、上述した機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが好ましい。さらには、加圧ローラ３１による加圧方向に沿って横長の断面を有するように補強部材２４を形成することで、断面係数が大きくなって補強部材２４の機械的強度を高めることができる。
【００１８】
[金属熱伝導体]
熱源としてのヒータ２５は、ハロゲンヒータやカーボンヒータであって、その両端部が定着装置２０の側板４３に固定されている（図３を参照できる）。そして、装置本体１の電源部により出力制御されたヒータ２５の輻射熱によって、金属熱伝導体２２が加熱される。さらに、金属熱伝導体２２によって定着ベルト２１が全体的に加熱されて、加熱された定着ベルト２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。なお、ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１表面に対向するサーミスタ等の温度センサ４０によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。また、このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。
図２において、金属熱伝導体２２は、ニップ部を除く位置で定着ベルト２１の内周面に対向するように固設されていて、ヒータ２５の輻射熱により加熱されて定着ベルト２１を加熱する（熱を伝える。）金属熱伝導体２２の材料としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等の熱伝導性を有する材料を用いることができる。本実施例では、強度にすぐれるＳＵＳを用いた。図３を参照して、金属熱伝導体２２は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に保持部材４１を介して固定支持されている。
定着ベルト２１の一部のみが局所的に加熱されることなく、金属熱伝導体２２によって定着ベルト２１が周方向広範囲にわたって加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト２１が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。
さらに、定着ベルト２１の加熱効率を向上させるために金属熱伝導体２２を薄肉化した場合であっても、金属熱伝導体２２は加圧ローラ３１から加圧力を受けるニップ形成部材２３とは別に設けられているために、金属熱伝導体２２が撓んで定着ベルト２１の内周面が強くこすれる不具合や、金属熱伝導体２２が撓んで定着ベルト２１の駆動トルクが増加する不具合等が抑止される。
【００１９】
[ＲＡＳの利点１]
このように、本実施の形態１における定着装置２０は、定着ベルト２１の一部のみが局所的に加熱されることなく、金属熱伝導体２２によって定着ベルト２１が周方向広範囲にわたって加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト２１が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。すなわち、比較的簡易な構成で効率よく定着ベルト２１を加熱できるために、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化されるとともに、装置の小型化が達成される。
【００２０】
[ギャップ]
なお、定着ベルト２１と金属熱伝導体２２との外径差は、１ｍｍ以内とすることが好ましい。これにより、金属熱伝導体２２と定着ベルト２１とが摺接する面積が大きくなって定着ベルト２１の磨耗が加速する不具合を抑止するとともに、金属熱伝導体２２と定着ベルト２１とが離れ過ぎて定着ベルト２１の加熱効率が低下する不具合を抑止することができる。さらに、金属熱伝導体２２が定着ベルト２１に近設されることで、可撓性を有する定着ベルト２１の円形姿勢がある程度維持されるため、定着ベルト２１の変形による劣化・破損を軽減することができる。
また、金属熱伝導体２２と定着ベルト２１とが摺接しても定着ベルト２１の磨耗が軽減されるように、金属熱伝導体２２の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成することも有効である。
【００２１】
[加圧ローラ]
図２において、加圧部材としての加圧ローラ３１は、直径が３０ｍｍであって、中空構造の芯金３２上に弾性層３３を形成したものである。加圧ローラ３１の弾性層３３は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。加圧ローラ３１は定着ベルト２１に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。また、図３において、加圧ローラ３１には不図示の駆動機構の駆動ギアに噛合するギア４５が設置されており、加圧ローラ３１は図２中の矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。さらに、加圧ローラ３１は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に軸受４２を介して回転自在に支持されている。なお、加圧ローラ３１の内部に、ハロゲンヒータ等の熱源を設けることもできる。
また加圧ローラ３１の弾性層３３を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部に作用する加圧力を減ずることができるために、金属熱伝導体２２に生じる撓みをさらに軽減することができる。
また、以上の実施の形態１では、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径と同等になるように形成したが、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径よりも小さくなるように形成することもできる。その場合、ニップ部における定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ３１の曲率よりも小さくなるために、ニップ部から送出される記録媒体Ｐが定着ベルト２１から分離され易くなる。
【００２２】
[ガイド板]
図２において、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との当接部（ニップ部である。）の入口側には、ニップ部に向けて搬送される記録媒体Ｐを案内するガイド板３５（入口ガイド板）が配設されている。また、ニップ部の出口側には、ニップ部から送出される記録媒体Ｐを案内するガイド板３７（出口ガイド板）が配設されている。双方のガイド板３５、３７は、いずれも、定着装置２０の側板４３に固設されている。
【００２３】
[動作]
以下、上述のように構成された定着装置２０の動作について簡単に説明する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、ヒータ２５に電力が供給されるとともに、加圧ローラ３１の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。これにより、加圧ローラ３１との摩擦力によって、定着ベルト２１も図２中の矢印方向に従動（回転）する。
その後、給紙部１２〜１４から記録媒体Ｐが給送されて、作像部４にて記録媒体Ｐ上に未定着画像が担持される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、ガイド板３５に案内されながら図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。
そして、金属熱伝導体２２（ヒータ２５）によって加熱された定着ベルト２１による加熱と、補強部材２４によって補強されたニップ形成部材２３と加圧ローラ３１との押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、ニップ部から送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。
【００２４】
[ＲＡＳ課題説明]
前述した定着動作時において、被記録材、特に封筒やＡ４縦、ＬＥＴＴＥＲ縦サイズの被記録材が連続で通紙された場合、定着フィルム９の非通紙部における温度が過度に上昇し、被記録材Ｐ上のトナーＴが定着ベルト２１にオフセットする為に良好な定着画像を得られない。さらに定着ベルト２１の非通紙部温度が過度に上昇すると、定着ベルト２１の温度分布に局所的に大きな温度勾配が発生して定着ベルト２１が破損させてしまうという問題が発生するので定着装置のスループットを低下させる必要があった。
【００２５】
[表面処理膜]
そこで本実施の形態１では、上記の問題を解決する為に、小サイズ被記録材連続通紙時の定着ベルト２１の非通紙部過度が過度に上昇するのを抑える目的で、図２に示すように金属熱伝導体２２内面に表面処理により、金属薄膜２７を形成した。
金属薄膜２７は電気めっきで銅めっきを行い、厚み５０μｍ形成した。また周方向の位置は、補強部材２４を挟んでヒータ２５と反対側に形成し、ヒータ２５の熱を直接受けない位置に形成した。本実施例では、金属熱伝導体２２はＳＵＳ（ステンレス鋼）で形成されており熱伝導性が悪いが、熱伝導性がよい銅の皮膜を周方向の一部に形成することで、金属熱伝導体２２の中で熱伝導性がよい領域を形成している。
同様に、金属熱伝導体２２の内面に薄膜２６を形成した。こちらはヒータ２５の熱を直接受ける領域に形成されており、ヒータ２５の輻射熱を効率よく吸収するために黒色塗料を焼き付けることで形成されている。本実施例では市販されているオキツモ株式会社製Ｂ−６００を使用した。
【００２６】
[本実施の形態の効果]
図４に、本例の定着装置におけるウォームアップ時の温度プロフィール（温度センサ４０で検知した定着ベルト２１の温度）を示す。そして、図４のグラフＡは、金属熱伝導体２２に本例の金属薄膜２７を形成しない場合、グラフＢは金属熱伝導体２２に本実施例の金属薄膜２７を形成した場合、グラフＣは金属熱伝導体全体を本実施例のＳＵＳではなく、銅で形成したときの結果を示す。
【００２７】
図４に示すように、ウォームアップ時間はｔａ＝約１５秒、ｔｂ＝約１６秒、ｔｃ＝約２０秒であった。金属薄膜２７を形成することで形成しない場合に比べ、約１秒ウォームアップ時間が長くなっているが、金属熱伝導体全体２２を銅で形成した場合に比べれば、ウォームアップ時間の増分は少ない。金属熱伝導体２２全体を銅にした場合には、ヒータ２５により加熱された領域以外の部分にも熱伝導により熱が逃げてしまい、効率的に定着ベルト２１を暖めることができない。
【００２８】
続いて、上記図４で測定した３つの構成に対し、Ａ４用紙を縦通紙で２００枚連続通紙したときの定着ベルト２１の軸方向温度分布を図５に示す。
図５に示すように、グラフＡ、すなわち金属薄膜２７を形成しなかったものは、非通紙部で定着ベルト２１の耐熱温度を超えており、定着ベルト２１を破損させてしまう可能性があるので定着装置のスループットを低下させる必要がある。つづいてグラフＢ、すなわち金属薄膜２７を形成したものでは、非通紙部の温度が通紙部に比べて高いものの、定着ベルト２１の耐熱温度以下に収まっており、スループットを低下させる必要はない。グラフＣ、すなわち、金属熱伝導体全体を銅で形成した場合には、非通紙部と通紙部の温度差が最も少なく、幅方向の均熱化が最も行われている。
【００２９】
以上のように、本実施の形態１の構成では、ウォームアップ時間の増分を極力少なくし、非通紙部と通紙部の温度差を低減することでスループットの低下を防止することができる。
また、小サイズ紙通紙による非通紙部の温度上昇はプロセス速度や生産性（１分間のプリント枚数）によって大きく異なり、一般に生産性が高いほど非通紙部の温度上昇は大きくなる。よってプロセス速度や生産性に対して、金属薄膜２７の厚みを調節し、スループットの低下を防止する。
【００３０】
[応用例]
なお、本実施の形態１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、金属熱伝導体２２の断面形状が略円形になるように形成したが、金属熱伝導体２２の断面形状が多角形になるように形成することもできるし、金属熱伝導体２２の周面にスリットを設けることもできる。
また、本実施の形態１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、ポリアミド、フッ素樹脂、金属等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、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
また、本発明の実施の形態２として、熱源をヒータ２５からＩＨコイル２８に変えた構成にも本発明を適用できる。図６を参照して、幅方向の均熱化を目的に、実施の形態１と同様に銅めっきで作成した金属薄膜３０を形成する。また、熱源からの熱を効率よく吸収するために、強磁性体粉末や結合剤，有機溶剤，各種添加剤などを混合分散して調製される磁性塗料を塗布して、磁性薄膜２９を形成する。これにより、ＩＨコイル２８の発熱効率がよく、かつ、幅方向の均熱化をはかることができる。
【００３２】
次に、本発明の実施の形態３を説明する。
図７は、この実施の形態３における定着装置の構成を示す正断面図である。なお、本図において、上述した実施の形態１（図１〜図３）と共通の構成については同一符号を付して説明する。
上述した実施の形態１，２ではウォームアップ時間を短縮するために金属熱伝導体を薄肉化し、かつ、周方向の一部を局所的に加熱しているが、幅方向の熱伝導性が悪い。特に全体を銅などの良伝導材料で作成すると熱が金属熱伝導体の周方向に拡散してしまうためウォームアップ時間が長くなる。
【００３３】
そこで、本発明の実施の形態３では、上述した金属熱伝導体２２の周方向の位置で表面処理を変化させることで、図７に示すように、金属熱伝導体２２の内面に設けた金属薄膜２７と薄膜２６を、金属熱伝導体の周方向と幅方向で分断し、かつ、金属薄膜２７と薄膜２６の膜圧を非通紙領域で大きく形成し、材質も変えるようにした。この結果、金属熱伝導体２２の周方向で別々の機能を付与することができ、また、非通紙部の熱伝導を通紙部に比べて悪くすることで、金属熱伝導体端部から別部材への放熱を防止する。
これにより、金属熱伝導体端部から別部材への放熱を防止することができ、ウォームアップ時の端部温度低下を防止することができる。なお、本例では、表面処理の膜圧と材質を非通紙部で変えることにより、金属熱伝導体端部からの放熱を抑えたが、同様に、材質と膜圧の一方だけを変えることにより、材質や寸法を適宜選択することにより、同様の効果を得ることも可能である。
また、上述のような実施の形態を応用して定着部材に付与する熱特性の変化としては、さらに種々のものが採用できる。
例えば、熱源により加熱される位置と熱源により加熱されない位置の材質とが異なるようにしたり、熱源により加熱されない位置の表面処理膜に比べ、熱源に加熱される位置の表面処理膜の方が熱源からの熱吸収がよい材料よりなるようにする。あるいは、熱源により加熱される位置の表面処理膜に比べ、熱源に加熱されない位置の表面処理膜の方が良熱伝導材料を用いて形成したり、熱源により加熱される位置の表面処理膜に比べ、熱源に加熱されない位置の表面処理膜の方を厚くしたりすることができる。様々な態様により最適化を図ることが可能である。
【００３４】
なお、このような実施の形態３は、上述した実施の形態１の定着部材の一部を変形したものであり、実施の形態１と実施の形態３とを組み合わせて構成することは可能である。したがって、実施の形態１と実施の形態３とを組み合わせたものが、本願特許請求の範囲の請求項１に対応する実施例であり、請求項１の発明と本実施の形態の説明に基づいて当業者が容易に実施し得ることは明白である。
【符号の説明】
【００３５】
１…装置本体
２…原稿読込部
３…露光部
４…作像部
５…感光体ドラム
７…転写部
２０…定着装置
２１…定着ベルト
２２…金属熱伝導体
２３…ニップ形成部材
２４…補強部材
２５…ヒータ
３１…加圧ローラ
３５、３７…ガイド板
４０…温度センサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３６】
【特許文献１】特開２００８−１５８４８２号公報
【特許文献２】特開２００８−０４０４４２号公報
【特許文献３】特開２００１−０６６９３３号公報
【図１】
2011186307.tif 000003
【図２】
2011186307.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011186307.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011186307.tif 000008
【図７】
2011186307.tif 000009