(57)【要約】      （修正有）【課題】適切な位置で加圧領域の圧力を最大にする定着装置を提供する。【解決手段】定着装置は、軸周りに回転しながらシート上のトナーを加熱する定着ベルト２１と、軸周りに回転しながら定着ベルト２１との間に加圧領域Ｎを形成し、加圧領域Ｎを通過するシート上のトナーを加圧する加圧ローラー２２と、定着ベルト２１を挟んで加圧領域Ｎに対応して設けられ、定着ベルト２１を加熱するヒーター２３と、を備え、ヒーター２３は、基材３０上に積層され、定着ベルト２１側に突出する凸部３１Ａを有する断熱層３１と、凸部３１Ａを含む断熱層３１上に積層され、定着ベルト２１の内面に接触して定着ベルト２１を加熱する発熱接触部３２と、を含み、凸部３１Ａは、積層された発熱接触部３２を定着ベルト２１側に突出させ、加圧領域Ｎでの圧力を最大にする。【選択図】図４
2019035887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸周りに回転しながら媒体上のトナーを加熱する定着部材と、
軸周りに回転しながら前記定着部材との間に加圧領域を形成し、前記加圧領域を通過する前記媒体上のトナーを加圧する加圧部材と、
前記定着部材を挟んで前記加圧領域に対応して設けられ、前記定着部材を加熱する熱源と、を備え、
前記熱源は、
基材上に積層され、前記定着部材側に突出する凸部を有する断熱層と、
前記凸部を含む前記断熱層上に積層され、前記定着部材の内面に接触して前記定着部材を加熱する発熱接触部と、を含み、
前記凸部は、積層された前記発熱接触部を前記定着部材側に突出させ、前記加圧領域での圧力を最大にすることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記凸部は、前記加圧領域を通過中に前記媒体上の前記トナーの貯蔵弾性率Ｇ’が４２００Ｐａ以下、且つ損失弾性率Ｇ’’が６００００Ｐａ以下になる区間において前記断熱層に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３】
前記凸部の突出量は、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記凸部の媒体通過方向の長さは、前記加圧領域の媒体通過方向の長さの１５％以上２０％以下に設定されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記基材は、電気絶縁性を有する材料で形成され、
前記断熱層は、電気絶縁性を有すると共に熱伝導率の低い材料で前記基材上に形成され、
前記発熱接触部は、
導電性を有する材料で前記断熱層上に形成され、給電されることで発熱する発熱部と、
導電性を有する材料で前記断熱層上に形成され、前記発熱部の媒体通過方向両側に電気的に接続されている電極部と、
電気絶縁性を有すると共に前記定着部材に対して滑り摩擦力の小さな材料で形成され、前記発熱部および前記電極部を被覆するコート層と、を含んでいることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の定着装置を備えている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、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、媒体上のトナーを定着させる定着装置を備えている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の定着装置は、基板上に発熱抵抗層を有する加熱体と、加熱体を保持する樹脂製のホルダーと、加熱体およびホルダーと接触しつつ移動する定着フィルムと、定着フィルムを介して加熱体およびホルダーとニップ部を形成する弾性ローラーと、を有している。弾性ローラーに対する加熱体の侵入量は、記録材移動方向上流側から下流側端部に向かって徐々に大きくなっている。また、ニップ部の圧力は、加熱体の下流側端部と隣り合うホルダーの部分で最大ピークになっている。最大ピーク部分よりも記録材移動方向下流側には加熱体は存在せず、ニップ部はホルダーと弾性ローラーによってのみ形成されている。この定着装置では、ニップ部の圧力の最大ピークの位置までに圧力が降下する領域がないため、出力画像のグロスむらが低減可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６１２８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した定着装置では、樹脂製のホルダーに僅かな凸形状を形成することが難しく、凸形状の記録材移動方向の位置やその突出量を精度良く設定することが容易ではなかった。また、例えば、トナーの動的粘弾性特性によっては、ニップ部の記録材移動方向下流側以外（上流側や中流部）に、その圧力の最大ピークを設定したい場合があるが、上記した定着装置では、圧力の最大ピークの位置を容易に変更することができなかった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、適切な位置で加圧領域の圧力を最大にする定着装置および画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するため、本発明の定着装置は、軸周りに回転しながら媒体上のトナーを加熱する定着部材と、軸周りに回転しながら前記定着部材との間に加圧領域を形成し、前記加圧領域を通過する前記媒体上のトナーを加圧する加圧部材と、前記定着部材を挟んで前記加圧領域に対応して設けられ、前記定着部材を加熱する熱源と、を備え、前記熱源は、基材上に積層され、前記定着部材側に突出する凸部を有する断熱層と、前記凸部を含む前記断熱層上に積層され、前記定着部材の内面に接触して前記定着部材を加熱する発熱接触部と、を含み、前記凸部は、積層された前記発熱接触部を前記定着部材側に突出させ、前記加圧領域での圧力を最大にする。
【０００８】
この場合、前記凸部は、前記加圧領域を通過中に前記媒体上の前記トナーの貯蔵弾性率Ｇ’が４２００Ｐａ以下、且つ損失弾性率Ｇ’’が６００００Ｐａ以下になる区間において前記断熱層に形成されていることが好ましい。
【０００９】
この場合、前記凸部の突出量は、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。
【００１０】
この場合、前記凸部の媒体通過方向の長さは、前記加圧領域の媒体通過方向の長さの１５％以上２０％以下に設定されていることが好ましい。
【００１１】
この場合、前記基材は、電気絶縁性を有する材料で形成され、前記断熱層は、電気絶縁性を有すると共に熱伝導率の低い材料で前記基材上に形成され、前記発熱接触部は、導電性を有する材料で前記断熱層上に形成され、給電されることで発熱する発熱部と、導電性を有する材料で前記断熱層上に形成され、前記発熱部の媒体通過方向両側に電気的に接続されている電極部と、電気絶縁性を有すると共に前記定着部材に対して滑り摩擦力の小さな材料で形成され、前記発熱部および前記電極部を被覆するコート層と、を含んでいることが好ましい。
【００１２】
上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上記のいずれかに記載の定着装置を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、定着装置において、適切な位置で加圧領域の圧力を最大にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンターを示す概略図（正面図）である。
【図２】本発明の一実施形態に係る定着装置を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るヒーターを模式的に示す底面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】トナーの動的粘弾性と画像の光沢度との変化を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態に係る定着装置における加圧領域の圧力とトナーの動的粘弾性との変化を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態の他の例に係る定着装置における加圧領域の圧力とトナーの動的粘弾性との変化を示すグラフである。
【図８】本発明の一実施形態の他の例に係る定着装置のヒーターを模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、各図に示す「Ｆｒ」は「前」を示し、「Ｒｒ」は「後」を示し、「Ｌ」は「左」を示し、「Ｒ」は「右」を示し、「Ｕ」は「上」を示し、「Ｄ」は「下」を示している。
【００１６】
［プリンターの全体構成］
図１を参照して、画像形成装置の一例としてのプリンター１について説明する。図１はプリンター１を示す概略図（正面図）である。
【００１７】
プリンター１は、略直方体状の外観を構成する装置本体２を備えている。装置本体２の下部には、例えば、普通紙等のシートＳ（媒体）を収容する給紙カセット３が設けられている。装置本体２の上面には、排紙トレイ４が設けられている。なお、シートＳは、紙製に限らず、樹脂製等であってもよい。
【００１８】
また、プリンター１は、給紙装置５と、作像装置６と、定着装置７と、を備えている。給紙装置５は、給紙カセット３から排紙トレイ４まで延びた搬送路８の上流端部に設けられている。作像装置６は搬送路８の中間部に設けられ、定着装置７は搬送路８の下流側に設けられている。
【００１９】
作像装置６は、トナーコンテナ１０と、ドラムユニット１１と、光走査装置１２と、を含んでいる。トナーコンテナ１０は、例えば、黒色のトナー（現像剤）を収容している。ドラムユニット１１は、感光体ドラム１３と、帯電装置１４と、現像装置１５と、転写ローラー１６と、を含んでいる。転写ローラー１６は、下側から感光体ドラム１３に接触して転写ニップを形成している。なお、トナーは、トナーとキャリアとを混合した二成分現像剤であってもよいし、磁性トナーから成る一成分現像剤であってもよい。
【００２０】
プリンター１の制御装置（図示せず）は各装置を適宜制御し、以下のように画像形成処理を実行する。帯電装置１４は、感光体ドラム１３の表面を帯電させる。感光体ドラム１３は、光走査装置１２から出射された走査光を受け、静電潜像を担持する。現像装置１５は、トナーコンテナ１０から供給されたトナーを用いて感光体ドラム１３上の静電潜像をトナー像に現像する。シートＳは給紙装置５によって給紙カセット３から搬送路８に送り出され、感光体ドラム１３上のトナー像は転写ニップを通過するシートＳに転写される。定着装置７は、トナー像をシートＳに定着させる。その後、シートＳは、排紙トレイ４に排出される。
【００２１】
［定着装置］
次に、図２ないし図６を参照して、定着装置７について説明する。図２は定着装置７を模式的に示す断面図である。図３はヒーター２３を模式的に示す底面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。図５はトナーの動的粘弾性と画像の光沢度との変化を示すグラフである。図６は定着装置７における加圧領域Ｎの圧力とトナーの動的粘弾性との変化を示すグラフである。なお、以下の説明において、「通過方向（媒体通過方向）」とは、シートＳが定着装置７の加圧領域Ｎ（後述する）を通過する方向（搬送される方向）を指す。また、「上流」および「下流」並びにこれらに類する用語は、通過方向における「上流」および「下流」並びにこれらに類する概念を指す。
【００２２】
図２に示すように、定着装置７は、定着ベルト２１と、加圧ローラー２２と、ヒーター２３と、を備えている。定着ベルト２１および加圧ローラー２２は、筐体２０（図１参照）の内部に設けられている。ヒーター２３は、定着ベルト２１を加熱するための熱源である。
【００２３】
＜定着ベルト＞
定着部材の一例としての定着ベルト２１は、無端状のベルトであって、前後方向（軸方向）に長い略円筒状に形成されている。定着ベルト２１の表層は、例えば、ポリイミド樹脂等の耐熱性および弾性を有する合成樹脂材料等で構成されている。定着ベルト２１は、筐体２０の内部上方に配置されている。定着ベルト２１の軸方向両端部には、略円筒状の一対のキャップ（図示せず）が装着されている。なお、定着ベルト２１の内部には、定着ベルト２１の略円筒形状を保持するためのベルトガイド（図示せず）が設けられてもよい。
【００２４】
定着ベルト２１の内部には、押圧部材２４が設けられている。押圧部材２４は、例えば、金属材料によって軸方向に長い略角筒状に形成されている。押圧部材２４は、定着ベルト２１（およびキャップ）を軸方向に貫通して筐体２０に支持されている。上記した定着ベルト２１は、押圧部材２４に対して回転可能に支持されている。
【００２５】
＜加圧ローラー＞
加圧部材の一例としての加圧ローラー２２は、前後方向（軸方向）に長い略円筒状に形成されている。加圧ローラー２２は、筐体２０の内部下方に配置されている。加圧ローラー２２は、金属製の芯金２２Ａと、その外周面に積層されたシリコーンスポンジ等の弾性層２２Ｂと、を含んでいる。芯金２２Ａの軸方向両端部は、筐体２０に回転可能に支持されている。芯金２２Ａにはギア列等を介して駆動モーター（図示せず）が接続され、加圧ローラー２２は駆動モーターによって回転駆動される。なお、定着装置７は、加圧ローラー２２を昇降させて定着ベルト２１に対する加圧ローラー２２の接触圧を調整する圧力調整部（図示せず）を備えている。加圧ローラー２２が定着ベルト２１に押し付けられることで、定着ベルト２１と加圧ローラー２２との間に加圧領域Ｎが形成される。また、加圧領域Ｎとは、圧力が０Ｐａである上流側の位置から最大圧力となる位置を経由して再び圧力が０Ｐａとなる下流側の位置までの領域を指している。
【００２６】
＜ヒーター＞
熱源の一例としてのヒーター２３は、前後方向（軸方向）に長い略矩形板状に形成されている。（図３参照）ヒーター２３は、保持部材２５を介して押圧部材２４の下面に固定されている。保持部材２５は、例えば、耐熱樹脂材料によって軸方向に長い略半円筒状に形成されている。保持部材２５は、定着ベルト２１の下側内面に沿うように湾曲している。
【００２７】
図３および図４に示すように、ヒーター２３は、基材３０と、断熱層３１と、発熱接触部３２と、を含んでいる。基材３０は、保持部材２５の下面に固定されている。発熱接触部３２は、断熱層３１を介して基材３０上に形成されている。
【００２８】
図４に示すように、ヒーター２３は、発熱接触部３２を加圧ローラー２２に向けた姿勢で保持部材２５の下面に保持され、発熱接触部３２を定着ベルト２１の内面に接触させている。ヒーター２３が加圧ローラー２２に押し付けられた定着ベルト２１を受け止めることで、定着ベルト２１と加圧ローラー２２との接触部分に加圧領域Ｎが形成されている。ヒーター２３は、定着ベルト２１を挟んで加圧領域Ｎに対応して設けられ（図２も参照）、定着ベルト２１を加熱する機能を有している。なお、筐体２０には、定着ベルト２１の表面温度またはヒーター２３の温度を検知するための温度センサー（図示せず）が設けられている。
【００２９】
図３および図４に示すように、基材３０は、例えば、セラミック等の電気絶縁性を有する材料で軸方向に長い略矩形板状に形成されている。基材３０の上下両面は、略平滑に形成されている。
【００３０】
断熱層３１は、基材３０の一面（下面全域）上に積層（成膜）されている。断熱層３１は、例えば、セラミック（ガラス）等の電気絶縁性を有すると共に熱伝導率の低い材料で基材３０上に形成されている。断熱層３１は、発熱接触部３２で発生した熱が基材３０側に伝達することを規制する機能を有している。
【００３１】
図４に示すように、断熱層３１は、定着ベルト２１側（下方）に突出する凸部３１Ａを有している。凸部３１Ａは、断熱層３１の一面（下面）から隆起し、前後方向に延びた略半円柱状に形成されている。凸部３１Ａは、断熱層３１の一面の前後方向略全域に亘って延びた状態に形成されている。凸部３１Ａは、断熱層３１の通過方向中央よりも下流側に形成されている。凸部３１Ａの突出量Ｈ（断熱層３１の一面から凸部３１Ａの頂部までの高さ）は、例えば、約０．３ｍｍに設定されている。凸部３１Ａの通過方向の長さ（隆起幅Ｗ２）は、例えば、加圧領域Ｎの通過方向の長さ（加圧幅Ｗ１）の約１６％に設定されている。なお、凸部３１Ａの突出量Ｈは、上記の例示に限らず、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に設定されていればよい。また、凸部３１Ａの通過方向の長さ（隆起幅Ｗ２）は、上記の例示に限らず、加圧領域Ｎの通過方向の長さ（加圧幅Ｗ１）の１５％以上２０％以下に設定されていればよい。
【００３２】
図３および図４に示すように、発熱接触部３２は、凸部３１Ａを含む断熱層３１の一面（下面）上に積層されている。発熱接触部３２は、複数（例えば５つ）の発熱部４１〜４５と、複数（例えば６つ）の電極部５１〜５６と、コート層６０と、を含んでいる。
【００３３】
複数の発熱部４１〜４５は、例えば、電極部５１〜５６よりも抵抗値の高い金属等の導電性を有する材料で断熱層３１上に形成されている。図３に示すように、複数の発熱部４１〜４５は、軸方向に一列に並べられている。また、各々の発熱部４１〜４５は、軸方向に一列に並べられた複数の抵抗発熱体４０で構成されている。複数の抵抗発熱体４０は、それぞれ、通過方向に細長い略長方形状に形成されている。全ての抵抗発熱体４０は、略同じ大きさに形成されている。
【００３４】
軸方向中央に配置された発熱部４１は、加圧領域Ｎを通過する小サイズ（例えばＡ５サイズ）のシートＳの前後幅に対応する範囲に並べられた複数の抵抗発熱体４０によって構成されている。発熱部４１の軸方向両側に配置された２つの発熱部４２，４３は、加圧領域Ｎを通過する中サイズ（例えばＢ５サイズ）のシートＳの前後幅に対応する範囲に並べられた複数の抵抗発熱体４０によって構成されている。発熱部４２，４３の軸方向両側に配置された２つの発熱部４４，４５は、加圧領域Ｎを通過する通常サイズ（例えばＡ４サイズ）のシートＳの前後幅に対応する範囲に並べられた複数の抵抗発熱体４０によって構成されている。
【００３５】
複数の電極部５１〜５６は、例えば、金属等の導電性を有する材料（抵抗発熱体４０よりも抵抗値の低い）で断熱層３１上に形成されている。複数の電極部５１〜５６は、各々の発熱部４１〜４５の通過方向両側に電気的に接続されている。詳細には、電極部５１は、軸方向中央の発熱部４１を構成する各抵抗発熱体４０の下流端部（右端部）に接続されている。これと同様に、その他の電極部５２〜５５は、それぞれ、発熱部４２〜４５を構成する各抵抗発熱体４０の下流端部に接続されている。一方、電極部５６は、全ての抵抗発熱体４０の通過方向上流端部（左端部）に接続されている。各々の電極部５１〜５６は、発熱部４１〜４５に接続された部分から発熱部４１〜４５よりも軸方向外側の位置まで延びた先端部に電極端末部５１Ａ〜５６Ａを有している。
【００３６】
図４に示すように、コート層６０は、発熱部４１〜４５および電極部５１〜５６を被覆している。コート層６０は、例えば、セラミック等の電気絶縁性を有すると共に定着ベルト２１に対して滑り摩擦力の小さな材料で形成されている。コート層６０は、定着ベルト２１の内面に接触する面を構成している。なお、発熱部４１〜４５や電極部５１〜５６が積層されない部分には、断熱層３１やコート層６０等の電気絶縁性を有する材料が積層されている。
【００３７】
以上説明したヒーター２３の製造には、例えば、スパッタリング等の成膜技術、プリント基板の製造技術、またはスクリーン印刷技術、若しくはこれらの技術の組み合せを用いることができる。例えば、断熱層３１（凸部３１Ａ）および発熱接触部３２（発熱部４１〜４５、電極部５１〜５６、コート層６０）がスパッタリングによって基材３０上に成膜されてもよい。スパッタリングでは膜層の厚さをマイクロメートルオーダーで調整することができるため、高度な寸法精度をもって凸部３１Ａを断熱層３１に形成することができる。また、例えば、断熱層３１および発熱接触部３２は、プリント基板の製造技術であるフォトマスクを用いた露光、現像、エッチング、剥離、積層等の工程を繰り返すことによって基材３０上に形成されてもよい。また、例えば、断熱層３１および発熱接触部３２は、電気絶縁性塗料または導電性塗料を基材３０上に塗布（スクリーン印刷）することによって形成されてもよい。これらの製法であっても、スパッタリングと同様に、精度良く凸部３１Ａを断熱層３１に形成することができる。また、何れの製法であっても、発熱部４１〜４５（抵抗発熱体４０）は、略同一の層厚（膜層の厚さ）に形成される。また、電極部５１〜５６およびコート層６０もこれと同様である。
【００３８】
以上のように製造されたヒーター２３では、発熱接触部３２（発熱部４１〜４５、電極部５１〜５６、コート層６０）が凸部３１Ａ上に形成されるため、凸部３１Ａは、積層された発熱接触部３２を定着ベルト２１側（加圧領域Ｎ側）に突出させることになる（図４参照）。したがって、凸部３１Ａを形成した位置が加圧領域Ｎの中で最も加圧ローラー２２側に突き出し、加圧領域Ｎの中で最も圧力の高い領域を作り出している。つまり、凸部３１Ａが加圧領域Ｎでの圧力を最大にする機能を有している。
【００３９】
なお、ヒーター２３の電極部５１〜５６や駆動モーター等は、各種の駆動回路（図示せず）を介して電源（図示せず）に電気的に接続されている。また、ヒーター２３（電極部５１〜５６）、駆動モーターおよび温度センサー等は、各種の回路を介してプリンター１の制御装置に電気的に接続されている。制御装置は、接続された装置等を制御する。
【００４０】
［定着装置の作用］
ここで、主に図２を参照して、定着装置７の作用（定着処理）について説明する。
【００４１】
まず、制御装置は、駆動モーターやヒーター２３を駆動制御する。加圧ローラー２２は駆動モーターの駆動力を受けて回転し、定着ベルト２１は加圧ローラー２２に従動して回転する（図２の実線細矢印参照）。発熱部４１〜４５の各抵抗発熱体４０（図３参照）は、発熱部４１〜４５を挟む複数の電極部の間で通過方向に電流を流す（給電される）ことで発熱し、定着ベルト２１を加熱する。
【００４２】
この際、制御装置は、シートＳのサイズに応じて発熱させる発熱部４１〜４５（図３参照）を変更する。例えば、通常サイズのシートＳが加圧領域Ｎを通過する場合、制御装置は、全ての発熱部４１〜４５に電力を供給し、全ての発熱部４１〜４５を発熱させる。また、例えば、制御装置は、中サイズのシートＳが加圧領域Ｎを通過する場合には発熱部４１〜４３を発熱させ、小サイズのシートＳが加圧領域Ｎを通過する場合には発熱部４１を発熱させる。これにより、シートＳのサイズに合せて定着ベルト２１（加圧領域Ｎ）の必要な部分のみを加熱することができる。その結果、定着ベルト２１の軸方向両端部の過昇温を抑制することができる。
【００４３】
温度センサーは、定着ベルト２１の表面温度を検出し、入力回路を介して検出信号を制御装置に送信する。制御装置は、温度センサーから設定温度（例えば１５０〜２００℃）に達したことを示す検出信号を受信すると、その設定温度を維持するようにヒーター２３を制御しながら、既に説明した画像形成処理の実行を開始する。トナー像が転写されたシートＳは筐体２０内に進入し、定着ベルト２１は、軸周りに正回転しながら加圧領域Ｎを通過するシートＳ上のトナー（トナー像）を加熱する。加圧ローラー２２は、軸周りに回転しながら加圧領域Ｎを通過するシートＳ上のトナーを加圧する。すると、トナー像がシートＳに定着する。そして、トナー像が定着したシートＳは、筐体２０の外部に送り出されて排紙トレイ４に排出される。
【００４４】
このような定着装置７では、シートＳ上のトナー（トナー像）は、加圧されながら加熱されることで、溶融してシートＳと親和して定着する。図５に示すように、シートＳが加圧領域Ｎを通過する過程で、トナーが溶融し始めると、そのトナーの動的粘弾性は低下し始める。また、画像の光沢度は、動的粘弾性を十分に低下させたトナーに大きな圧力をかけることで上昇することが知られている。そこで、本実施形態に係る定着装置７では、加圧領域Ｎでの圧力を最大にするための凸部３１Ａが、加圧領域Ｎを通過中にシートＳ上のトナーの動的粘弾性が低下する区間において断熱層３１に形成されている。
【００４５】
ここで、一例として、シートＳ上のトナーが加圧領域Ｎを通過する過程で、トナーの動的粘弾性が、図６に一点鎖線で示すように変化する場合について考える。
【００４６】
図６に示すように、加圧領域Ｎの上流端から通過方向中間付近までの区間では、トナーの動的粘弾性は急激に低下する。シートＳが加圧領域Ｎの通過方向中間付近を過ぎると、トナーの動的粘弾性の下降がなだらかになる。つまり、加圧領域Ｎの通過方向中間付近から下流端までの区間では、トナーの動的粘弾性の変動が少なくなる。トナーの動的粘弾性の下降がなだらかになる区間において加圧領域Ｎの圧力を最大にすることで、トナーがシートＳに確りと定着し、且つ光沢度の高い画像が得られる。つまり、画像品質を安定させることができる。
【００４７】
画像品質を安定させるトナーの動的粘弾性（以下、「設定値Ｖ」ともいう。）は、例えば、加圧領域Ｎの通過方向の加圧幅Ｗ１、加圧領域Ｎでの圧力、加圧領域Ｎでの温度、トナーの溶融温度等の特性等、様々な要因によって異なる。本実施形態に係る定着装置７では、設定値Ｖを以下のような基準で設定している。例えば、設定値Ｖは、トナーの貯蔵弾性率Ｇ’（弾性成分）が４２００Ｐａ以下、且つトナーの損失弾性率Ｇ’’（粘性成分）が６００００Ｐａ以下になるように設定されている。貯蔵弾性率Ｇ’および損失弾性率Ｇ’’は、レオメーター（例えば、アントンパール社製  ＭＣＲ−３０１）を用いて測定することができる。動的粘弾性測定の一例として、本実施形態では、上記のレオメーターを使用し、周波数１０Ｈｚ、昇温速度４℃／分、測定温度４０〜２００℃、ひずみ１％の条件で貯蔵弾性率Ｇ’および損失弾性率Ｇ’’を測定している。また、加圧領域Ｎの温度は、加圧領域Ｎの上流側および下流側（進入側と出口側）の温度を測定することで確認し、上記した動的粘弾性特性を得られる温度を設定する。
【００４８】
そして、凸部３１Ａは、加圧領域Ｎの通過方向中央から下流端までの間において、設定値Ｖに対応する位置に形成されている。なお、「設定値Ｖに対応する位置」とは、トナーの動的粘弾性が設定値Ｖになった時に、加圧領域Ｎの圧力が最大値になる位置を意味する。また、「トナーの動的粘弾性が設定値Ｖになった時」とは、設定値Ｖと完全に一致することを要求するものではなく、僅かな誤差を許容する意味である。
【００４９】
以上説明した本実施形態に係る定着装置７では、断熱層３１に形成された凸部３１Ａが、発熱接触部３２をも突出させ、加圧領域Ｎにおいて最大圧力となる領域を構成していた。この構成によれば、断熱層３１の一部分を厚くした凸部３１Ａを、スパッタリング等の成膜技術を利用して加圧領域Ｎにおいて通過方向の何れの位置であっても凸部３１Ａを形成することができる。また、この凸部３１Ａをスパッタリング等の成膜技術を利用して簡単且つ高精度に形成することができる。これにより、適切な位置で加圧領域Ｎの圧力を最大にすることができる。例えば、図７に示すように、設定値Ｖが加圧領域Ｎの通過方向中央よりも上流側にある場合、図８に示すように、この設定値Ｖに対応するように凸部３１Ａを断熱層３１に形成することができる。
【００５０】
また、本実施形態に係る定着装置７では、凸部３１Ａが、加圧領域Ｎを通過中にシートＳ上のトナーの貯蔵弾性率Ｇ’が４２００Ｐａ以下、且つ損失弾性率Ｇ’’が６００００Ｐａ以下になる区間において断熱層３１に形成される構成とした。この構成によれば、動的粘弾性を十分に低下させたトナーを、加圧領域Ｎの中で最大圧力となる部分に通過させることができる。これにより、ホットオフセットが発生しない程度に溶けたトナーを適切にシートＳ上に熱定着させることができ、シートＳ上に熱定着した後のトナーの表面を平滑にすることができる。その結果、光沢度の高い画像を得ることができる。
【００５１】
また、本実施形態に係る定着装置７では、凸部３１Ａの突出量Ｈが０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲とされ、凸部３１Ａの隆起幅Ｗ２が加圧領域Ｎの加圧幅Ｗ１の１５％以上２０％以下の範囲とされる構成とした。この構成によれば、加圧領域Ｎの中の凸部３１Ａによって、シートＳ上のトナーを適切に加圧しながら加熱することができる。これにより、適正な熱定着の実施を担保することができ、光沢の良い画像を形成することができる。
【００５２】
また、本実施形態に係る定着装置７によれば、発熱部４１〜４５がコート層６０を介して定着ベルト２１の内面に接触しているため、定着ベルト２１の円滑な回転を担保することができる。また、発熱部４１〜４５が定着ベルト２１の加圧領域Ｎに対向する部分を直接加熱することができるため、定着ベルト２１の加熱に用いられずに放散する熱を減少させ、入力された電気を有効活用することができる。
【００５３】
なお、本実施形態に係る定着装置７では、発熱部４１〜４５が、それぞれ、複数の抵抗発熱体４０で構成されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、発熱部４１〜４５は単一の抵抗発熱体４０で構成されていてもよい（図示せず）。また、本実施形態に係る定着装置７では、発熱部４１〜４５が、３種類のシートＳのサイズに対応していたが、本発明はこれに限定されない。発熱部（抵抗発熱体４０）は、２種類以上のシートＳのサイズに対応するように形成されていればよい。また、本実施形態に係る定着装置７では、加圧領域Ｎの軸方向中央をシートＳが通過するように構成されていたが、これに限らず、加圧領域Ｎの軸方向一方に寄った位置をシートＳが通過するように構成されていてもよい。
【００５４】
また、本実施形態に係る定着装置７では、加圧ローラー２２を回転駆動させ、定着ベルト２１を従動回転させていたが、これに限らず、定着ベルト２１を回転駆動させ、加圧ローラー２２を従動回転させてもよい。
【００５５】
また、本実施形態に係る定着装置７では、定着ベルト２１に対して加圧ローラー２２を昇降（接近または離間する方向に移動）させていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、加圧ローラー２２に対して定着ベルト２１を接近または離間する方向に移動させる構成としてもよい。
【００５６】
また、本実施形態の説明では、一例として、本発明をモノクロのプリンター１に適用した場合を示したが、これに限らず、例えば、カラープリンター、複写機、ファクシミリまたは複合機等に本発明を適用してもよい。
【００５７】
なお、上記実施形態の説明は、本発明に係る定着装置および画像形成装置における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５８】
１          プリンター（画像形成装置）
７          定着装置
２１        定着ベルト（定着部材）
２２        加圧ローラー（加圧部材）
２３        ヒーター（熱源）
３０        基材
３１        断熱層
３２        発熱接触部
４１〜４５  発熱部
５１〜５６  電極部
６０        コート層
Ｎ          加圧領域
Ｓ          シート（媒体）
【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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【図７】
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【図８】
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