(57)【要約】【課題】長期の使用によっても、耐熱性樹脂ベルトとその内周面に接触して配置されている加圧部材との間の摩擦抵抗が上昇し難く、安定して定着動作を行うことのできる定着装置を提供する。【解決手段】熱源によって加熱される回転可能な第一の部材と、該第一の部材との間で記録材を挟持可能なニップ部を形成する回転可能な第二の部材と、該第一の部材の内部に配置され、該第一の部材の内面との接触面を有し、かつ、該第一の部材を該第二の部材に対して加圧する加圧部材と、を有する定着装置であって、該加圧部材の、該第一の部材の内面との接触面を為している表面層が、ｓｐ３結合の比率が４０％以上９０％以下のダイヤモンドライクカーボン膜で構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源によって加熱される回転可能な第一の部材と、
該第一の部材との間で記録材を挟持可能なニップ部を形成する、回転可能な第二の部材と、
該第一の部材の内部に配置され、該第一の部材の内面との接触面を有し、かつ、該第一の部材を該第二の部材に対して加圧する加圧部材と、を有する定着装置であって、
該加圧部材の、該第一の部材の内面との接触面を為している表面層が、ｓｐ３結合の比率が４０％以上９０％以下のダイヤモンドライクカーボン膜で構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加圧部材が、セラミックスからなる基板と、該基板の表面に形成された前記表面層とを有する請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記セラミックスが、窒化アルミニウムまたはアルミナである請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記ダイヤモンドライクカーボン膜が、ｔａ−Ｃ膜である請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
前記ダイヤモンドライクカーボン膜が、水素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する水素原子の原子数の比が、０％より大きく、３０％以下である請求項１に記載の定着装置。
【請求項６】
前記ダイヤモンドライクカーボン膜が、水素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する水素原子の原子数の比が、０％より大きく、１０％以下である請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記表面層の膜厚が０．１μｍ以上１０μｍ以下である請求項１に記載の定着装置。
【請求項８】
前記加圧部材が、前記熱源である請求項１に記載の定着装置。
【請求項９】
前記第一の部材が、円筒形状のフィルムである請求項１に記載の定着装置。
【請求項１０】
記録材の上の未定着トナー像を加熱して該記録材に定着させる定着装置を備える画像形成装置であって、該定着装置が、請求項１に記載の定着装置であ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、及び当該定着装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置の加熱装置として、熱ローラ方式が多く用いられていた。また近年、クイックスタートや省エネルギーの観点からフィルム加熱方式の加熱装置が実用化されている。
フィルム加熱方式の定着装置として、セラミックス製の基板上に抵抗発熱体を有するヒーターと、ヒーターに接触しつつ移動する可撓性部材（定着ベルト）と、摺動加圧部と、加圧ローラと、を有するものがある。
摺動加圧部は、定着ベルト内部に配置され定着ベルトの内面に摺動しつつ加圧する。加圧ローラは、定着ベルトを介して摺動加圧部とニップ部を形成する。未定着トナー画像を担持する記録材は定着装置のニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上の画像は記録材に加熱定着される。
【０００３】
この定着装置は、ヒーターへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いというメリットを有する。従って、この定着装置を搭載するプリンタは、プリンタ指令の入力後、一枚目の画像を出力するまでの時間を短くできる。またこのタイプの定着装置は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。  
フィルム加熱方式の定着装置は、熱ローラ方式の定着装置に比べ、加熱部材となるフィルムの熱容量が小さいので、定着する記録材のサイズや種類に応じてヒーターの温調温度や通紙制御を行っている。
【０００４】
しかしながら、このような低熱容量のフィルム加熱方式の定着装置では、摺動加圧部は定着ベルトの内面に摺動しながら加圧されるので、回転トルクが発生する。回転トルクを下げるためには、定着ベルト内部には摺動グリスなどを塗布する事が一般的である。
しかしながら摺動グリスが耐久劣化し、または熱分解や枯渇した場合、回転トルクが上昇する。
回転トルクが上昇すると、定着ベルトの回転不良が発生しやすく、スティックスリップ現象による異音の発生や、紙搬送の遅れによる画像スリップという画像不良が発生する。この様な定着装置のトルクアップの対策として、以下に挙げる対策法が知られている。
【０００５】
特許文献１には、定着ベルトと接触する表面に、厚みが１０μｍ以下の摺動層がコーティングされたヒーターが開示されている。摺動層の材料としてはポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂や、フッ素系樹脂などが用いられている。フッ素系樹脂には、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などが含まれる。
また、特許文献２に係る発明は、画像形成装置を構成する耐熱性樹脂ベルトに導電性を付与し、静電気の低減化を図り、かつ、膜の耐摩耗性を向上させ、膜の剥離を効果的に防止し、定着画像の画質の向上をはかることを目的としている。そして、かかる目的が、内周面側に、ビッカース硬度が３０００Ｈｖ以上であり、表面抵抗値が１０５Ω・ｃｍ以下である被覆層が形成された耐熱性樹脂ベルトによって達成できることを開示している。
このような被覆層の例として、特許文献２には、ビッカース硬度が３０００Ｈｖ以上、表面抵抗が１０２Ω・ｃｍのダイヤモンドライクカーボン膜（以降、「ＤＬＣ膜」ともいう）が挙げられている。また、前記被覆層の例として、特許文献２には、ビッカース硬度が約５０００Ｈｖ、表面抵抗が１０２Ω・ｃｍのテトラヘドラルアモルファスカーボン膜（以降、「ｔａ−Ｃ膜」ともいう）も挙げられている。なお、ｔａ−Ｃ膜は、ＤＬＣ膜の一種であり、水素を含まない非晶質（アモルファス）炭素系硬質薄膜である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−５７９７８号公報
【特許文献２】特開２００９−５８６６１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】：A. C. Ferrari, J. Robertson:Phys.Rev..B61(2000) 14095.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者の検討によれば、特許文献２に係る、被覆層としてＤＬＣ膜やｔａ−Ｃ膜を設けた無端状の耐熱性樹脂ベルトを、被覆層が加圧部材と摺動するような状態におかれる定着部材に適用しようとした場合、以下のような課題があることを認識した。
すなわち、樹脂ベルトの屈曲性に追従し得るような柔軟なＤＬＣ膜やｔａ−Ｃ膜からなる被覆層は、加圧部材が常に摺動するような状況に置かれた場合には、未だ耐久性が十分ではなかった。そのため、当該定着装置は、長期に亘って使用した場合、被覆層の剥離等によって無端状の耐熱性樹脂ベルトの内周面と加圧部材との摩擦抵抗が上昇し、耐熱性樹脂ベルトの回転トルクが上昇したり、スティックスリップ（貼りつき）が生じたりする場合があった。そして、これらに起因する異音の発生や電子写真画像への欠陥が発生する場合があった。
そこで、本発明は、長期の使用によっても、耐熱性樹脂ベルトとその内周面に接触して配置されている加圧部材との間の摩擦抵抗が上昇し難く、安定して定着動作を行うことのできる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】
【０００９】
本発明によれば、熱源によって加熱される回転可能な第一の部材と、
該第一の部材との間で記録材を挟持可能なニップ部を形成する、回転可能な第二の部材と、
該第一の部材の内部に配置され、該第一の部材の内面との接触面を有し、かつ、該第一の部材を該第二の部材に対して加圧する加圧部材と、を有する定着装置であって、
該加圧部材の、該第一の部材の内面との接触面を為している表面層が、ｓｐ３結合の比率が４０％以上９０％以下のダイヤモンドライクカーボン膜で構成されている定着装置が提供される。
また、本発明によれば、記録材上の未定着トナー像を加熱して該記録材に定着させる定着装置を備え、該定着装置が、上記の定着装置である画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コストを抑えつつ、耐久性が高く、定着装置の回転トルクの上昇を抑えることが可能であり、回転トルクの上昇やスティックスリップを原因とする異音や、画像欠陥が発生し難い定着装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る定着装置を搭載した画像形成装置の一例を示す縦断面図である。
【図２】実施例１の定着装置の構成を示す断面図である。
【図３】実施例１のヒーターの構成を示す断面図である。
【図４】ダイヤモンドライクカーボンの三元相図である。
【図５】回転時間に対する加圧ローラの軸トルクの変化を示す図である。
【図６】実施例２の定着装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明を適用できる実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではなく本発明の思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【００１３】
本発明に係る定着装置は、第一の部材と、第二の部材と、加圧部材と、を有する。
第一の部材（例えば、図２の定着ベルト６５０）は、熱源によって加熱され、回転可能である。
第二の部材（例えば、図２の加圧ローラ７０）は、第一の部材との間で記録材を挟持可能なニップ部を形成し、回転可能である。
加圧部材（例えば、図２のヒーター６００）は、第一の部材の内部に配置され、第一の部材の内面との接触面を有し、かつ、第一の部材を第二の部材に対して加圧する。
加圧部材の、第一の部材の内面との接触面を為している表面層（例えば、図３の摺動コート層６２３）は、ｓｐ３結合の比率が４０％以上９０％以下のダイヤモンドライクカーボン膜で構成されている。
【００１４】
前記加圧部材が、セラミックスからなる基板と、該基板の表面に形成された前記表面層とを有することが好ましい。
前記セラミックスが、窒化アルミニウムまたはアルミナであることが好ましい。
前記ダイヤモンドライクカーボン膜が、ｔａ−Ｃ膜であることが好ましい。
前記ダイヤモンドライクカーボン膜が、水素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する水素原子の原子数の比が、０％より大きく、３０％以下であることが好ましい。
前記ダイヤモンドライクカーボン膜が、水素原子の原子数と炭素原子の原子数の和に対する水素原子の原子数の比が、０％より大きく、１０％以下であることがより好ましい。前記表面層の膜厚が０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
図４は、非特許文献１に記載のＤＬＣに関するｓｐ２結合、ｓｐ３結合及び水素からなる三元相図である。
炭素原子同士の結合状態にはｓｐ２結合とｓｐ３結合の２種類がある。
なお、本明細書においては、ｓｐ２結合とｓｐ３結合との和に対するｓｐ３結合の比率（ｓｐ３／（ｓｐ２＋ｓｐ３））を、ｓｐ３比率とも呼ぶ。
ｓｐ２結合は主にグラファイトの結合状態であり、ｓｐ３結合は主にダイヤモンドの結合状態である。ＤＬＣはこれら２種類の結合状態がアモルファス状に存在している。
ＤＬＣ膜（ダイヤモンドライクカーボン膜）の製膜方法としては、黒鉛を原料としてアークイオンプレーティング法やスパッタリング法、レーザーアブレーション法を採用することが可能である。
【００１６】
ダイヤモンドライクカーボン（以下、「ＤＬＣ」とも記すことがある）膜のｓｐ３結合の比率は４０％以上９０％以下とする。
ｓｐ３比率が、４０％未満の場合は高エネルギー結合であるｓｐ３結合が少ないため耐摩耗性が不十分である。一方、当該比率が９０％超の場合は硬度が高すぎて脆くなるために耐久性が低下する。また、上記ｓｐ３結合の比率は、特には、６０％以上８０％以下が好ましい。
ＤＬＣとしては、水素原子の含有量が少ないＤＬＣ（以下、「水素フリーＤＬＣ」と記すことがある）を使用することも可能である。
例えば、水素フリーＤＬＣの一種であるｔａ−Ｃを使用することも可能である。
ただし、水素フリーＤＬＣは高硬度であるため耐摩耗性に優れるが、脆いために屈曲や伸長などの弾性変形には弱い。そのため、ＤＬＣ膜が形成される基板の剛性によっては、ＤＬＣ膜が剥がれやすいことがある。
そのため、水素フリーＤＬＣ膜としては、水素原子の原子数（Ｈ）と炭素原子の原子数（Ｃ）との和に対する水素原子の原子数（Ｈ）の比（Ｈ／（Ｈ＋Ｃ））が０％より大きく、３０％以下の水素フリーＤＬＣを用いることが好ましい。特には、（Ｈ／（Ｈ＋Ｃ））が、０％より大きく、１０％以下の水素フリーＤＬＣ膜が、剥離の抑制及び耐久性の観点から好ましい。
ＤＬＣ膜の膜厚は、０．１μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。０．１μｍ以上とすることで十分な耐摩耗性を確保することができる。また、１０μｍ以下とすることで、定着装置にＤＬＣ膜を用いることによるコスト増を抑制することができる。
ＤＬＣ膜が形成される基板（図２又は図３の基板６１０）は、高耐熱性・高電気絶縁性・高剛性および高熱伝導性を有する平板短冊状の基板である。例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などのセラミックスからなる。
そして、本発明に係るｓｐ３結合の比率が４０％以上９０％以下のＤＬＣ膜は、これらの材料からなる基板に対する密着性に優れている。そのため、第一の部材、具体的には例えば、定着ベルトの裏面と加圧部材の表面とが長期に亘って摺動した場合においても、ＤＬＣ膜が基板から剥離し難い。
【００１７】
＜実施例１＞
「画像形成部」
図１は本発明に係る定着装置を搭載した画像形成装置の一例である電子写真フルカラープリンタの概略構成を示す縦断面模式図である。まず、画像形成部の概略を説明する。
このプリンタは、ＣＰＵ１００（制御回路部）と通信可能に接続した外部ホスト装置（不図示）からの入力画像情報に応じて作像動作して、記録材上にフルカラー画像を形成して出力することができる。
外部ホスト装置は、コンピュータ、イメージリーダー等である。ＣＰＵ１００は、外部ホスト装置と信号の授受をする。また各種作像機器と信号の授受をし、作像シーケンス制御を司る。
【００１８】
８は無端状でフレキシブルな中間転写ベルト（以下、ベルトと略記する）であり、二次転写対向ローラ９とテンションロ−ラ１０との間に張架されていて、二次転写対向ローラ９が駆動されることにより矢印で示す反時計方向に所定の速度で回転駆動される。１１は二次転写ローラであり、上記の二次転写対向ローラ９に対してベルト８を介して圧接させてある。ベルト８と二次転写ローラ１１との当接部が二次転写部である。
１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋは第１〜第４の４つの画像形成部であり、ベルト８の下側においてベルト移動方向に沿って所定の間隔をおいて一列に配置されている。各画像形成部はレーザ露光方式の電子写真プロセス機構であり、それぞれ、矢印で示す時計方向に所定の速度で回転駆動される像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと略記する）２を有する。
【００１９】
各ドラム２の周囲には、一次帯電器３、現像装置４、転写手段としての転写ローラ５、ドラムクリーナ装置６が配置されている。各転写ローラ５はベルト８の内側に配置してあり、ベルト８の下行き側ベルト部分を介して対応するドラム２に対して圧接させてある。各ドラム２とベルト８との当接部が一次転写部である。７は各画像形成部のドラム２に対するレーザ露光装置であり、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザ発光手段、ポリゴンミラー、反射ミラー等で構成されている。
【００２０】
ＣＰＵ１００は外部ホスト装置から入力されたカラー色分解画像信号に基づいて、各画像形成部を作像動作させる。これにより、第１〜第４の画像形成部１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋにおいて、それぞれ回転するドラム２の面に対して所定の制御タイミングで、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が形成される。なお、ドラム２にトナー像を形成する電子写真作像原理・プロセスは公知であるからその説明は省略する。
各画像形成部のドラム２の面に形成される上記のトナー像はそれぞれ一次転写部にて、各ドラム２の回転方向と順方向に、かつ各ドラム２の回転速度に対応した速度で回転駆動されているベルト８の外面に対して順次に重畳転写される。これにより、ベルト８の外面に上記の４色のトナー像の重ね合わせによる未定着のフルカラートナー像が合成形成される。
【００２１】
一方、所定の給紙タイミングにて、それぞれ大小各種幅サイズの記録材Ｐを積載収容させた上下多段のカセット給紙部１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃのうちの選択された段位の給紙カセットの給紙ローラ１４が駆動される。これにより、その段位の給紙カセットに積載収容されている記録材Ｐが１枚分離給紙されて縦搬送パス１５を通ってレジストローラ１６に搬送される。
手差し給紙が選択されているときには、給紙ローラ１８が駆動される。これにより、手差しトレイ（マルチ・パーパス・トレイ）１７上に積載セットされている記録材が１枚分離給紙されて縦搬送パス１５を通ってレジストローラ１６に搬送される。
【００２２】
レジストローラ１６は、回転するベルト８上の上記のフルカラートナー像の先端が二次転写部に到達するタイミングに合わせて記録材Ｐの先端部が二次転写部に到達するように記録材Ｐをタイミング搬送する。これにより、二次転写部において、ベルト８上のフルカラートナー像が一括して記録材Ｐの面に順次に二次転写され、記録材Ｐの上に未定着トナー像が形成されていく。二次転写部を出た記録材は、ベルト８の面から分離され、縦ガイド１９に案内されて、定着装置（定着器）２０に導入される。
この定着装置２０により、上記の複数色の未定着トナー像が溶融混色されて記録材の表面に永久固着像として定着される。定着装置２０を出た記録材はフルカラー画像形成物として搬送パス２１を通って排紙ローラ２２により排紙トレイ２３上に送り出される。
【００２３】
二次転写部にて記録材分離後のベルト８の面はベルトクリーニング装置１２により二次転写残トナー等の残留付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。
モノクロプリントモードの場合には、ブラックトナー像を形成する第４の画像形成部１Ｂｋのみが作像動作制御される。両面プリントモードが選択されている場合には、第１面プリント済みの記録材が排紙ローラ２２により排紙トレイ２３上に送り出されていき、後端部が排紙ローラ２２を通過する直前時点で排紙ローラ２２の回転が逆転に変換される。これにより、記録材はスイッチバックされて再搬送パス２４に導入される。そして、表裏反転状態になって再びレジストローラ１６に搬送される。
以後は、第１面プリント時と同様に、二次転写部、定着装置２０に搬送されて、両面プリント画像形成物として排紙トレイ２３上に送り出される。
【００２４】
「定着装置」
図２は、定着装置２０の概略構成図である。
ヒーターユニット６０は、加熱体としてのヒーター６００と、横断面半円弧桶形のフィルムガイド６６０（ヒーターホルダー）と、逆Ｕ字形の補強板金６７０と、定着ベルト６５０とを備えている。
ヒーター６００は加圧部材と熱源を兼ねる。ヒーター６００は定着ベルト６５０の内部に配置される。フィルムガイド６６０は、ヒーター６００を支持する支持体である。補強板金６７０は、ヒーターユニット６０が、加圧ローラ７０（第二の部材）により加圧された際に変形しないようにするために設けられている。定着ベルト６５０（第一の部材）は、耐熱性の円筒形状のフィルムからなる。
定着ベルト６５０は、熱源によって加熱され、回転可能である。加圧ローラ７０は、定着ベルト６５０との間で記録材を挟持可能なニップ部を形成し、回転可能である。
【００２５】
ヒーター６００は、記録材Ｐの搬送方向に直交する方向を長手とする絶縁性、耐熱性、低熱容量の基板６１０と、抵抗発熱体６２０と、温度検知素子としてのサーミスタ６３０とを備えている。ヒーター６００はフィルムガイド６６０に固定して支持されている。定着ベルト６５０は、ステンレスを厚み３０μｍの円筒状に形成した円筒状の基材上に、厚み約３００μｍのシリコーンゴム層（弾性層）をリングコート法により形成されている。さらに、その上に、厚み２０μｍのＰＦＡ樹脂チューブが最表面層に被覆された構造となっている。
定着ベルト６５０の内面には、基板６１０との摺動性を向上させるために、例えば、厚みが４μｍのポリイミド膜が形成されている。このポリイミド膜の厚みとしては、耐久性の観点から、１μｍ以上とすることが好ましい。また、熱の伝達効率の低下を抑える観点から、２０μｍ以下とすることが好ましい。
定着ベルト６５０の内面には耐熱性潤滑剤として耐熱性のフッ素系潤滑剤を塗布しており、フッ素系潤滑剤を介在させた状態で定着ベルト６５０と基板６１０の摺動コート層６２３（図３）とを摺擦させている。定着ベルト６５０は、フッ素系微粒子とフッ素系オイルを含むグリス状の耐熱性潤滑剤が内側面に付着した状態で回転する。
本実施例においては、東レ・ダウコーニング株式会社製の耐熱グリス・ＭＯＬＹＫＯＴＥ（登録商標）ＨＰ３００を使用した。耐熱性潤滑剤としては、この他シリコン系の耐熱オイルを用いてもよい。
【００２６】
また、以上のようなヒーターユニット６０の下方には、第二の部材としての加圧ローラ７０が配設されている。
加圧ローラ７０は、芯金７１と、シリコーンゴムからなる弾性層７２と、フッ素系の樹脂からなる表層７３とで構成される。加圧ローラ７０は、ステンレス製の芯金７１の上に、厚み約３ｍｍのシリコーンゴムからなる弾性層７２、さらに厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブからなる表層７３が順に積層された多層構造とされている。
加圧ローラ７０の芯金の両端部が装置フレームの不図示の奥側と手前側の側板間に回転可能に軸受保持されている。加圧ローラ７０は、ヒーターユニット６０に対し、加圧手段（図示せず）により総圧９０〜３２０Ｎの圧力で加圧されており、記録材Ｐの搬送方向（図６中の矢印の方向）に、駆動系（図示せず）により回転駆動（反時計回り）される。これにより、円筒形の定着ベルト６５０がヒーター６００の発熱体表面に密着摺動して、フィルムガイド６６０の周囲を回動する。
【００２７】
加圧ローラ７０の上側に、ヒーター６００、ヒータホルダ６６０、定着ベルト６５０を備えた定着ユニットが設置される。この定着ユニットは、ヒーター６００側を下向きにして加圧ローラ７０に平行に設置されている。
ヒーター６００は、ヒータホルダ６６０の下面に該ヒータホルダの長手に沿って固定されており、定着ベルトとその加熱面が摺動可能な構成とされている。そして、定着ベルト６５０はこのヒータホルダ６６０にルーズに外嵌されている。
ヒータホルダ６６０は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成されており、ヒーター６００を保持するとともに定着ベルト６５０をガイドする役割を果たしている。本例では、液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト７７５５（商品名）を使用した。
ヒータホルダ６６０の両端部は不図示の加圧機構によりその一端側が１５６．８Ｎ（１６ｋｇｆ）、総圧３１３．６Ｎ（３２ｋｇｆ）の力で加圧ローラ７０の軸線方向に付勢されている。その結果、ヒーター６００の下面（加熱面）を、定着ベルト６５０を介して加圧ローラ７０の弾性層に抗して所定の押圧力をもって圧接させ、記録材を挟持可能な所定幅の定着ニップ部Ｎが形成されている。
【００２８】
サーミスタ６３０（ヒータ温度センサ、第１の温度検知素子）は、熱源であるヒーター６００の裏面（加熱面とは反対側の面）に設置され、ヒーター６００の温度を検知する。サーミスタ６３０は、それぞれＡ／Ｄコンバータを介して制御手段としての制御回路部（ＣＰＵ）１００に接続されている。ＣＰＵ１００はそれぞれのサーミスタからの出力を所定の周期でサンプリングしており、このように得られた温度情報を温度制御に反映させる構成となっている。
つまり、ＣＰＵ１００は、サーミスタ６３０の出力をもとに、ヒーター６００の温調制御内容を決定し、電力供給部である制御部５１によってヒーター６００への通電を制御する。
【００２９】
加圧ローラ７０は矢印の方向に所定の周速度で回転駆動される。これと圧接された関係にある定着ベルト６５０は加圧ローラ７０によって従動し所定の速度で回転する。
このとき、定着ベルト６５０の内面がヒーター６００の下面に密着して摺動しながらヒータホルダ６６０の外回りを矢印の方向に従動回転状態になる。定着ベルト６５０内面にはグリスが塗布され、ヒータホルダ６６０と定着ベルト６５０内面との摺動性を確保している。
加圧ローラ７０が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着ベルト６５０が従動回転状態になると、ヒーター６００に通電が行われる。そして、ヒーター６００の温度が設定温度に立ち上がり温調された状態のとき、定着ニップ部Ｎに未定着トナー像を担持したシートＰが入り口ガイド２２３に沿って案内されて導入される。
定着ニップ部Ｎにおいて、シートＰのトナー像担持面側が定着ベルト６５０の外面に密着し、シートが定着ベルト６５０と共に移動する。シートが定着ニップ部での挟持搬送の過程において、ヒーター６００からの熱が定着ベルト６５０を介してシートＰに付与され、未定着トナー像がシートＰ上に溶融定着される。定着ニップ部Ｎを通過したシートＰは定着ベルト６５０から分離されて排出される。
【００３０】
「ヒーター」
図３に実施例１で使用したヒーター６００の拡大断面図を示す。
ヒーター６００は、定着ベルト６５０の内部に配置される。ヒーター６００は、基板６１０と、発熱部となる抵抗発熱体６２０と、これらを保護するために表面を覆うガラス質のオーバーコート層６２４を有している。基板６１０は、厚さ１．０ｍｍのセラミックス（本実施例では窒化アルミニウム）からなる平板短冊状の基板とした。
抵抗発熱体６２０は、小サイズ紙に対応して発熱分布が、中央が最も高温となるように構成されているメイン抵抗発熱体６２１と、端部が最も高温となるように構成されているサブ抵抗発熱体６２２とで構成されている。
【００３１】
摺動コート層６２３は、ヒーター６００の、定着ベルト６５０の内面との接触面を為している表面層である。摺動コート層６２３は、基板６１０と定着ベルト内面との摺動面に形成される。表面層の材料としてはｓｐ３比率が８０％のｔａ−Ｃを用いた。本実施例では、被膜側の基板６１０はセラミックス基板としたため、水素原子の比率が５％以下の水素フリーＤＬＣを用いた。摺動コート層６２３の膜厚は０．５μｍとした。
【００３２】
＜比較例１＞
ヒーターの基板６１０に摺動コート層６２３を設けない以外は、実施例１と同様にして、後述の通紙耐久試験を行った。
【００３３】
「通紙耐久試験」
図５は実施例１と比較例１において、定着温度２００℃で通紙耐久試験を行った際の回転時間に対する加圧ローラの軸トルクの変化を示す図である。図５の横軸は、通紙耐久試験における定着器の回転時間を示しており、縦軸は加圧ローラの軸トルクを示している。図５で、実線は実施例１の結果を示し、破線は比較例１の結果を示している。
【００３４】
実施例１においては、初期のトルクは０．５Ｎ・ｍと低く、その後も０．４〜０．６Ｎ・ｍの低めのトルクで推移した。これはｔａ−Ｃコート層による低摩耗性の効果と、フッ素グリスのオイル成分が、ｔａ−Ｃコート層に対して濡れ性が良く、摺動部に対して効果的に潤滑性を保持しているためと考えられる。実施例１においては３５０時間を経過しても、トルク値０．８Ｎ・ｍを超えることはなく、良好な定着性を保持し続けた。
【００３５】
一方、比較例１では初期にトルク０.７Ｎ・ｍからスタートし、その後０．６〜０．７Ｎ・ｍ程度を推移し、１００ｈ程度でトルクが０．８Ｎ・ｍに上昇してしまった。トルク値が０．８Ｎ・ｍを超えると、ベルト内面とヒーターの摺動面との間でスティックスリップによる異音が発生しはじめた。更にトルク値が０．８〜０．８５Ｎ・ｍまで上昇すると、ベルト内面とヒーターの摺動面との間の摩擦力が、ベルトが紙、加圧ローラから受ける駆動力よりも高くなり、画像不良が発生した。
【００３６】
＜実施例２＞
実施例２は、実施例１の定着器の基本構成を特開２０１０−１２２４５０号公報に記載の誘導加熱方式を用いた定着装置に応用した例である。
図６は本実施例で用いた定着装置の基本構成である。
定着ベルト７０１（第一の部材）は、導電性発熱体（熱源）を含んでおり、ＩＨ電源１０２がコア７０４ａ、７０４ｂに設けられたＩＨコイル７０３ａ、７０３ｂに交流電流を流して磁場を発生させることで、定着ベルト７０１の導電性発熱体が発熱する。定着ベルト７０１は回転可能である。
【００３７】
加圧ローラ７０２（第二の部材）は定着ベルト７０１との間で記録材を挟持可能なニップ部Ｎを形成し、回転可能である。
定着ベルト７０１と加圧ローラ７０２は不図示の接離可能な構成を有している。定着ベルト７０１を回転させる場合は、加圧ローラ７０２が定着ベルト７０１に接触し、定着ベルト７０１は加圧ローラ７０２に従動して回転を行う。
定着ベルト７０１の内面には、実施例１と同じく摺動性をアップするために、厚さ４μｍのポリイミド膜をコートした。
【００３８】
定着ベルト７０１の内面には耐熱性潤滑剤として耐熱性のフッ素系潤滑剤を塗布した。ＣＰＵ１００は、ＩＨ電源１０２、加圧ローラを駆動するモーターＭ（駆動装置７０６）、及び温度センサ７０５と接続され、ベルト７０１の表面温度を一定に保つ制御や、駆動装置７０６によるベルト７０１の回転制御等を行った。
加圧部材７０７（加圧部材）は、定着ベルト７０１の内部に配置され、定着ベルト７０１の内面との接触面を有し、かつ、定着ベルト７０１を加圧ローラ７０２に対して加圧する。
【００３９】
加圧部材７０７はＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、フェノール樹脂や液晶ポリマーなどの耐熱性樹脂からなる。
加圧部材７０７はコの字型の加圧スティ７０８によって、加圧ローラの方向に加圧されている。加圧部材７０７の、定着部材７０１の内周面と接する、図６における断面視において円弧状の領域の表面には、実施例１と同様にしてｔａ−Ｃコート層を形成した。
本実施例においても、実施例１と同じ通紙耐久試験を行ったところ、３５０時間経過時点でも、実施例１と同じく、トルクの上昇は認められず、良好な定着性を保持できることを確認した。
【符号の説明】
【００４０】
２０  定着装置
５１  制御部
７０  加圧ローラ
１００  ＣＰＵ（制御回路）
６００  ヒーター
６１０  基板
６２０  抵抗発熱体
６３０  サーミスタ
６５０  定着ベルト
【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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