(57)【要約】【課題】定着ベルトの昇温速度が遅くなるのを抑制できる定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】回転可能に設けられた無端状の定着ベルトと、回転可能に設けられ定着ベルトの外周面に接触させて定着ベルトとの間にニップ部を形成する接触部材と、基材と、基材に設けられ電力が供給されることで発熱する発熱体とを有し、定着ベルトを加熱する加熱手段と、定着ベルトを介して加熱手段と対向する位置に設けられ定着ベルトを押圧する押圧部材とを備え、前記ニップ部に通過させた記録材上の未定着画像を少なくとも熱によって記録材に定着させる定着装置において、加熱手段の定着ベルト回転方向で発熱体領域以外の領域に、定着ベルトと押圧部材との間での伝熱を阻害する伝熱阻害手段を設けた。【選択図】図１
2015014704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられた無端状の定着ベルトと、
回転可能に設けられ前記定着ベルトの外周面に接触させて該定着ベルトとの間にニップ部を形成する接触部材と、
基材と、該基材に設けられ電力が供給されることで発熱する発熱体とを有し、該定着ベルトを加熱する加熱手段と、
前記定着ベルトを介して加熱手段と対向する位置に設けられ該定着ベルトを押圧する押圧部材とを備え、
前記ニップ部に通過させた記録材上の未定着画像を少なくとも熱によって該記録材に定着させる定着装置において、
前記加熱手段の定着ベルト回転方向で発熱体領域以外の領域に、前記定着ベルトと前記押圧部材との間での伝熱を阻害する伝熱阻害手段を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１の定着装置において、
上記伝熱阻害手段は、少なくとも上記発熱体領域よりも下流側の下流領域に、上記押圧部材と上記定着ベルトとを分離させる分離部材を有することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２の定着装置において、
上記分離部材は、上記定着ベルトに接触させて設けられた爪部材またはコロ部材であることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項２または３の定着装置において、
定着ベルト回転方向で上記押圧部材に隣接する位置に、上記分離部材が設置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項２、３または４の定着装置において、
上記定着ベルトの回転方向と直交する定着ベルト幅方向に上記押圧部材が長尺であり、
上記押圧部材の長手方向に沿って上記分離部材を２つ以上設置したことを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項５の定着装置において、
上記分離部材を上記押圧部材の長手方向両端にのみ設置したことを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項２、３、４、５または６の定着装置において、
上記分離部材の上記定着ベルトとの接触部は、上記押圧部材よりも熱伝導率が小さいことを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７の定着装置において、
上記下流領域で上記加熱手段の上記基材と上記定着ベルトとの間に隙間を形成する隙間形成手段を有することを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８の定着装置において、
上記加熱手段は、記録材搬送方向と直交する記録材幅方向に複数の熱源を有しており、画像データに基づき記録材上の未定着画像に対応させて、各熱源による加熱領域を変化させ前記定着ベルトを加熱し、
非画像領域に接触する部分の定着ベルト温度を画像領域に接触する部分の定着ベルト温度よりも低くすることを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
像担持体と、
像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像を前記像担持体上から記録媒体上に転写する転写手段と、
前記記録媒体上に転写されたトナー像を該記録媒体に定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、
前記定着手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の定着装置を用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、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に用いられる定着装置、及び、その定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置においては、画像データに基づいて像担持体上に形成された潜像が、現像装置から供給されたトナーによって現像され、像担持体上に顕像としてのトナー像が形成される。この像担持体上のトナー像は転写装置によって記録材に転写され、定着装置によって記録材上に定着される。
【０００３】
特許文献１に記載の定着装置では、回転可能に設けられた加圧ローラと、加圧ローラに対向して設けられた可撓性を有する無端状のベルト部材である定着ベルトとを圧接させることにより、ニップ部が形成される。また、前記ニップ部を形成している定着ベルト部分の内周面側には、定着ベルトの内周面に接触し定着ベルトを加熱する加熱手段である加熱体が設けられている。定着ベルトを介して加熱体と対向する位置には、定着ベルトを加熱体に向かって押圧し、定着ベルトと加熱体とを接触させるための押圧部材が設けられている。
【０００４】
加熱体は、基板上に抵抗発熱体が設けられており、電源から配線を介して抵抗発熱体に給電することで抵抗発熱体が発熱し、加熱体の定着ベルト回転方向で抵抗発熱体が位置する抵抗発熱体領域で定着ベルトが加熱される。そして、前記ニップ部に通過させた記録材上の未定着画像を熱と圧力とによって記録材に定着させる。
【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、加熱体の定着ベルト回転方向で抵抗発熱体領域以外の領域において、定着ベルトが押圧部材に接触していると、押圧部材が定着ベルトの温度よりも低いため、定着ベルトから押圧部材に熱が流れ込む熱の移動が発生してしまう。そのため、加熱体による定着ベルトの昇温速度が遅くなってしまうといった問題が生じる。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、定着ベルトの昇温速度が遅くなるのを抑制できる定着装置、及び、その定着装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、回転可能に設けられた無端状の定着ベルトと、回転可能に設けられ前記定着ベルトの外周面に接触させて該定着ベルトとの間にニップ部を形成する接触部材と、基材と、該基材に設けられ電力が供給されることで発熱する発熱体とを有し、該定着ベルトを加熱する加熱手段と、前記定着ベルトを介して加熱手段と対向する位置に設けられ該定着ベルトを押圧する押圧部材とを備え、前記ニップ部に通過させた記録材上の未定着画像を少なくとも熱によって該記録材に定着させる定着装置において、前記加熱手段の定着ベルト回転方向で発熱体領域以外の領域に、前記定着ベルトと前記押圧部材との間での伝熱を阻害する伝熱阻害手段を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上、本発明によれば、定着ベルトの昇温速度が遅くなるのを抑制できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）分離部材として下流分離爪を用いた定着装置の加熱体近傍の拡大図、（ｂ）分離部材として下流コロを用いた定着装置の加熱体近傍の拡大図。
【図２】実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図３】実施形態に係る定着装置の概略構成図。
【図４】加圧ローラと定着ベルトと加熱体との関係を示す図。
【図５】定着装置の他例を示す図。
【図６】定着ベルトの定着ニップ部を形成する部分の内周面に加熱体を接触させて設けた定着装置の概略構成図。
【図７】定着装置の制御の基本動作について説明する図。
【図８】画像領域と非画像領域とに対する第一の目標温度と第二の目標温度との関係を示すグラフ。
【図９】定着装置の制御の基本動作について説明する図。
【図１０】従来の定着装置における問題点について説明する図。
【図１１】（ａ）下流分離爪を定着ベルト回転方向で弾性体ローラから離れた位置に設置した状態を示す図、（ｂ）下流コロを定着ベルト回転方向で弾性体ローラから離れた位置に設置した状態を示す図。
【図１２】（ａ）弾性体ローラの軸方向に沿って６つの下流側分離爪を設けた場合の定着装置の概略斜視図、（ｂ）弾性体ローラの軸方向両端のみに２つの下流側分離爪を設けた場合の定着装置の概略斜視図。
【図１３】（ａ）下流分離爪に加えて、上流分離爪を設けた定着装置の加熱体近傍の拡大図、（ｂ）下流コロに加えて、上流コロを設けた定着装置の加熱体近傍の拡大図。
【図１４】下流領域で加熱体の基板と定着ベルトとの間に隙間を形成する隙間形成手段を設けた定着装置の加熱体近傍の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図２に、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図を示す。
図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置の一例としてのプリンタは、給紙装置４と、レジストローラ対６と、像担持体としての感光体ドラム８と、転写装置１０と、定着装置１２等を有している。
【００１１】
給紙装置４は、記録材としての用紙Ｓが積載状態で収容される給紙トレイ１４と、給紙トレイ１４に収容された用紙Ｓを最上のものから順に１枚ずつ分離して送り出す給紙コロ１６等を有している。
【００１２】
給紙コロ１６によって送り出された用紙Ｓは、レジストローラ対６で一旦停止され、姿勢ずれを矯正される。その後、感光体ドラム８の回転に同期するタイミングで、すなわち、感光体ドラム８上に形成されたトナー像の先端と、用紙Ｓの搬送方向先端部の所定位置とが一致するタイミングで、レジストローラ対６により転写部Ｎへ送られる。
【００１３】
感光体ドラム８の周りには、感光体ドラム回転方向順に、帯電ローラ１８と、露光手段の一部を構成するミラー２０と、現像ローラ２２ａを備えた現像装置２２と、転写装置１０と、クリーニングブレード２４ａを備えたクリーニング装置２４等が配置されている。帯電ローラ１８と現像装置２２との間において、ミラー２０を介して感光体ドラム８上の露光部２６に露光光Ｌｂが照射され、走査されるようになっている。
【００１４】
プリンタにおける画像形成動作は従来と同様に行われる。すなわち、感光体ドラム８が回転を始めると、感光体ドラム８の表面が帯電ローラ１８により均一に帯電され、画像データに基づいて露光光Ｌｂが露光部２６に照射、走査されて作成すべき画像に対応した潜像が形成される。この潜像は、感光体ドラム８の回転により現像装置２２と対向する位置まで移動し、ここで現像装置２２からトナーが潜像に供給されて可視像化され、トナー像が形成される。
【００１５】
感光体ドラム８上に形成されたトナー像は、所定のタイミングで転写部Ｎに進入してきた用紙Ｓ上に、転写装置１０による転写バイアスの印加により転写される。
【００１６】
トナー像が転写された用紙Ｓは、定着装置１２へ向けて搬送され、定着装置１２でトナー像が用紙Ｓに定着された後、図示しない排紙トレイへ排出されスタックされる。
【００１７】
転写部Ｎで感光体ドラム８から用紙Ｓに転写されずに感光体ドラム８上に残った残留トナーは、感光体ドラム８の回転に伴ってクリーニング装置２４に至り、クリーニングブレード２４ａによって掻き落とされて、感光体ドラム表面が清掃される。その後、感光体ドラム８上の残留電位が、図示しない除電手段により除去され、次の作像工程に備えられる。
【００１８】
図３は、本実施形態に係る定着装置１２の概略構成図である。図４は、加圧ローラ３０と定着ベルト３８と加熱体５６との関係を示す図である。
【００１９】
定着装置１２は、図３や図４に示すように、定着ベルト３８や、この定着ベルト３８との間で定着ニップ部ＳＮを形成する加圧ローラ３０が設けられている。また、基材である基板５７と、基板５７に設けられ電力が供給されることで発熱する抵抗発熱体５５とを有する、サーマルヘッドやセラミックヒータなどの加熱体５６が設けられている。
【００２０】
加圧ローラ３０は、回転可能に設けられ定着ベルト３８の外周面に接触させて定着ベルト３８との間に定着ニップ部ＳＮを形成する接触部材である。なお、本実施形態では加圧ローラ３０が、図示しない付勢手段により定着ベルト３８に向けて付勢され、定着ベルト３８に圧接されている。
【００２１】
加熱体５６は不図示の支持部材に支持され、定着ベルト３８の内周面と接触する位置に配置されている。加熱体５６を、定着ベルト３８の内面面に接触させて設けることで、定着ベルト３８の用紙Ｓ上のトナー像と接する外周面に、加熱体５６によってキズが付くのを防止することができ、定着ベルト３８の寿命を延ばすことができる。
【００２２】
加熱体５６には、用紙Ｓの用紙搬送方向と直交する用紙幅方向の画像形成領域全域を占めるように抵抗発熱体５５が設けられている。そして、図４に示すように、加熱体５６は、抵抗発熱体５５が用紙幅方向で７分割されており、各発熱部５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ，５５ｅ，５５ｆは独立して定着ベルト３８を加熱可能となっている。
【００２３】
なお、本実施形態では、加熱体５６の抵抗発熱体５５を用紙幅方向（長手方向）で６分割しているが、これに限るものではなく、例えば、加熱体５６の抵抗発熱体５５を用紙幅方向で７分割したり１０分割したりしてもよい。
【００２４】
定着ニップ部ＳＮよりも定着ベルト回転方向下流側であり、加熱体５６よりも定着ベルト回転方向上流側で、加熱体５６の近傍に、定着ベルト３８の表面温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ３４が設けられている。
【００２５】
また、加熱体５６の定着ベルト３８の内周面と接する側とは反対側の面側に、加熱体５６の温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ３６が設けられている。
【００２６】
加熱体５６に電力を供給する電源３９が設けられており、電源３９から加熱体５６の抵抗発熱体５５に電力が供給されることで、加熱体５６の抵抗発熱体５５が発熱する。また、サーミスタ３４やサーミスタ３６が検知した温度情報に基づいて、制御装置３７により電源３９を制御して、電源３９による加熱体５６の抵抗発熱体５５への電力供給が行われる。制御装置３７は、加熱体５６の分割された抵抗発熱体５５の各々において独立に電源３９による電力の供給制御が可能である。なお、制御装置３７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を包含するマイクロコンピュータである。
【００２７】
定着ベルト３８は、外径が４０［ｍｍ］で厚みが４０［μｍ］のステンレス鋼製の基体３８ａと、この基体３８ａの表面に被覆された弾性層３８ｂとを有している。弾性層３８ｂは、シリコーンゴムで形成されており、厚みは１００［μｍ］である。さらに、弾性層３８ｂの表面には、定着ベルト３８の耐久性を高めるとともに離型性を確保するため、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂による厚みが５［μｍ］〜５０［μｍ］の離型層３８ｃが形成されている。なお、定着ベルト３８の基体３８ａとしては、ポリイミドでもよい。
【００２８】
定着ベルト３８の内側には加熱体５６など以外にも、次のような各種部材が設けられている。すなわち、定着ベルト３８を支持する不図示のベルト支持部材や、定着ベルト３８を挟んで加圧ローラ３０と定着ニップ部ＳＮを形成するニップ形成部材６０や、ニップ形成部材６０が取り付けられるステー状部材７０などが設けられている。そして、これら部材は、図示しない装置側板に接続されて支持されている。
【００２９】
前記ベルト支持部材は、定着ベルト３８の回転方向と直交する方向（軸方向）における両端部に挿入されており、このベルト支持部材によって定着ベルト３８の両端部は回転可能に保持されている。
【００３０】
加圧ローラ３０は、外径が４０［ｍｍ］で厚みが２［ｍｍ］の鉄製の芯金３０ａと、この芯金３０ａの表面に被覆された弾性層３０ｂとを有している。弾性層３０ｂは、シリコーンゴムで形成されており厚みが５［ｍｍ］である。なお、弾性層３０ｂの表面には、離型性を高めるために厚みが４０［μｍ］程度のフッ素樹脂層を形成するのが望ましい。
【００３１】
なお、加圧ローラ３０は中空のローラであっても良く、加圧ローラ３０の内部にハロゲンヒータなどの加熱源を設けても良い。弾性層３０ｂは、シリコーンゴムなどソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ３０の内部に加熱源が無い場合には、弾性層３０ｂとしてスポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムのほうがソリッドゴムよりも断熱性が高まり、定着ベルト３８の熱が奪われにくくなるので、より望ましい。
【００３２】
また、本実施形態においては、加熱体５６の定着ベルト３８との接触部は略平面である。ここで、加熱体５６が円筒状の定着ベルト３８の内周面と良好に接触するためには、定着ベルト３８の内周面に沿うように、半円柱状に形成すればよいが、曲面にヒータや配線を高精度に実装し形成することは工程が複雑である。そのため、同一平面状にヒータや配線部を形成する所謂「平面型」に比べて、精度且つ生産性に劣位である。
【００３３】
このことから、本実施形態では、精度及び生産性ともに優れている平面型の発熱体を加熱体５６として用いており、実装精度が良いため発熱効率を向上させることができる。
【００３４】
一方で、低熱容量化や小型化を図った定着部材として定着ベルト３８を用いる場合、平面型の加熱体５６を円筒状の定着ベルト３８の内周面に接触させて配置するには、単に加熱体５６を配置するだけでは、定着ベルト３８の平面部分の確保が困難である。そのため、回転している定着ベルト３８の内周面と加熱体５６との十分な接触による伝熱が課題となる。
【００３５】
加圧ローラ３０とともに定着ニップ部ＳＮを形成している定着ベルト部分に加熱体５６を設ければ、定着ベルト３８が回転しているときであっても、定着ベルト３８と加熱体５６との接触状態を良好に保つことが可能となる。しかしながら、加熱体５６により加熱された定着ベルト３８の裏面から表面への熱の伝達には時間を要する。そのため、定着ニップ部ＳＮを形成する定着ベルト部分で加熱体５６により定着ベルト３８を加熱しても、すぐさま定着ニップ部ＳＮで用紙Ｓ上のトナーに熱を供給することができない。
【００３６】
加熱体５６により加熱された定着ベルト３８の熱は、定着ベルト３８が回転している間に定着ベルト表面まで伝達される。ところが、定着ベルト３８が１回転し定着ベルト３８の加熱された部分が再度、定着ニップ部ＳＮに到達するまでに定着ベルト表面から放熱してしまう。そのため、放熱して温度が下がることを想定して定着ニップ部ＳＮで定着温度が得られるように、加熱体５６から定着ベルト３８に多くの熱を供給する必要があり、消費電力が増大してしまう。
【００３７】
そこで、本実施形態の定着装置１２においては、図３や図４に示すように、定着ベルト３８の定着ニップ部ＳＮ以外に加熱体５６を設けている。すなわち、本実施形態においては、加熱体５６を、定着ニップ部ＳＮの略中心と加圧ローラ３０の略中心線とを結ぶ延長線上に設けている。
【００３８】
これにより、定着ニップ部ＳＮに加熱体５６を設ける場合よりも、加熱体５６により加熱された定着ベルト３８の部分が、定着ベルト３８が１回転して再度、定着ニップ部ＳＮに到達するまでの間に、定着ベルト表面から放熱される熱量を少なくできる。よって、定着ニップ部ＳＮで定着温度が得られるように加熱体５６から定着ベルト３８に供給する熱量を少なくでき、その分、電源３９から加熱体５６に供給する電力を低減し、省電力化を図ることができる。
【００３９】
また、定着ベルト３８を介して加熱体５６と対向する位置には、不図示の付勢手段によって付勢され定着ベルト３８を押圧する押圧部材である弾性体ローラ４０を設けている。これにより、定着ベルト３８が回転しているときであっても、定着ベルト３８との接触部が略平面である加熱体５６と定着ベルト３８との接触状態を良好に保つことができる。
【００４０】
なお、弾性体ローラ４０は、外径がφ１５［ｍｍ］〜３０［ｍｍ］で、外径がφ８［ｍｍ］の鉄製の芯金４０ａと、この芯金４０ａの表面に被覆された弾性層４０ｂとを有している。弾性層４０ｂは、シリコーンゴムで形成されており厚みが３．５［ｍｍ］〜１１［ｍｍ］である。弾性層４０ｂの表面には、離型性を高めるために厚みが４０［μｍ］程度のフッ素樹脂層を形成するのが望ましい。
【００４１】
定着ベルト３８を介して加熱体５６と対向する位置で、定着ベルト３８を押圧する押圧部材としては、弾性体ローラ４０に限るものではない。例えば、押圧パッドなど、定着ベルト３８と加熱体５６との接触状態が良好に保たれる機構であれば差し支えない。また、押圧部材は密着性が高く、安定した伝熱が可能となることを考慮し弾性層を有する弾性体ローラ４０や押圧パッドなどを用いることが望ましいが、樹脂製のパッドなど接触不良を抑制できるものであってもよい。
【００４２】
なお、本実施形態の定着装置１２としては、図３に示すような構成に限らず、図５に示すような構成でもよい。
【００４３】
図５に示す定着装置では、定着ベルト３８が、第一張架ローラ３１と第二張架ローラ３２とによって回転可能に張架されている。定着ベルト回転方向で第一張架ローラ３１よりも上流側且つ第二張架ローラ３２よりも下流側における定着ベルト３８の内周面と接触するように、定着ベルト３８を加熱する上述したような加熱体５６が設けられている。さらに、定着ベルト３８を介して加熱体５６と対向する位置には、定着ベルト３８を加熱体５６に向かって押圧し、定着ベルト３８と加熱体５６とを接触させるための弾性体ローラ４０が設けられている。
【００４４】
第一張架ローラ３１は、定着ベルト３８を介して加圧ローラ３０と当接し、定着ニップ部ＳＮを形成している。そして、トナー像を担持した用紙Ｓが、この定着ニップ部ＳＮに搬送されることで、熱と圧力とによりトナー像が用紙Ｓに定着される。
【００４５】
また、図示はしないが、図３や図５に示した定着装置の構成で、定着ベルト３８の内側に加熱体５６を設けるのではなく、定着ベルト３８の外周面側から加熱体５６によって加熱するような構成であっても良い。
【００４６】
ここで、図６は、定着ベルト３８の定着ニップ部ＳＮを形成する部分の内周面に加熱体５６を接触させて設けた定着装置の概略構成図である。
【００４７】
このような定着装置では、加熱体５６から定着ベルト３８への熱供給を安定して行うために、定着ベルト回転方向における加熱体５６が有する抵抗発熱体５５の幅を、定着ニップ部ＳＮの定着ベルト回転方向（用紙搬送方向）のニップ幅と同じ程度にしている。そのため、画像情報に応じて抵抗発熱体５５の各発熱部への通電を制御して、未定着画像のない部分の加熱を減らすことは難しかった。
【００４８】
具体的には、未定着画像のある部分と、未定着画像がない部分とで、後述する図８に示すような温度差をつけるため、未定着画像のある部分に対して定着ベルト３８の温度を急速に上げる必要がある。それには、抵抗発熱体５５から定着ベルト３８への熱流速を上げることが必要で、定着ベルト回転方向における抵抗発熱体５５の幅を狭くするのが有効な方法である。
【００４９】
そのため、図３に示す本実施形態の定着装置１２のように、定着ベルト３８の定着ニップ部ＳＮ以外に加熱体５６を設けることで、定着ベルト回転方向における抵抗発熱体５５の幅を狭くすることができる。よって、抵抗発熱体５５から定着ベルト３８への熱流速を上げて、未定着画像のある部分に対して定着ベルト３８の温度を急速に上げることができ、定着ベルト３８の未定着画像のない部分の加熱を減らすことができる。
【００５０】
図７は、定着装置１２の制御の基本動作について説明する図である。図８は、画像領域と非画像領域とに対する第一の目標温度と第二の目標温度との関係を示すグラフである。図９は、定着装置１２の制御の基本動作について説明する図である。
【００５１】
本実施形態の定着装置１２では、制御装置３７により用紙Ｓに画像を形成するための画像データに基づいて、電源３９から抵抗発熱体５５の各発熱部への電力供給を制御することで、省エネルギー化を図っている。この制御動作の一例を以下に示す。
【００５２】
図７（ａ）は、用紙Ｓ上に、用紙搬送方向の先端側から順に、画像領域ａ、非画像領域ｂ、画像領域ａ’が存在する画像形成パターンを示したものである。画像領域ａと画像領域ａ’とでは定着が必要であるが、非画像領域ｂでは定着対象のトナーが存在しないので定着の必要はない。
【００５３】
図示しない画像処理装置から上記画像形成パターンの画像データが制御装置３７へ入力される。すると、制御装置３７は、定着ベルト３８の非画像領域ｂに対応する部位の温度が、定着ベルト３８の画像領域ａや画像領域ａ’に対応する部分の温度よりも低くなるように抵抗発熱体５５を制御する。すなわち、画像領域ａ及び画像領域ａ’に対応する部分では抵抗発熱体５５に定着温度が得られる電力を供給し、非画像領域ｂに対応する部分では、抵抗発熱体５５に定着温度よりも低い温度が得られる電力を供給する。
【００５４】
なお、「画像領域に対応する」や「非画像領域に対応する」とは、定着ベルト３８が密着する位置という意味であり、以下、適宜「密着」とも表現する。
【００５５】
図７（ｂ）は、用紙Ｓ上に、用紙搬送方向の先端側から順に、画像領域ａ、非画像領域ｂが存在する画像形成パターンを示したものである。この場合にも図７（ａ）と同様に、制御装置３７は、定着ベルト３８の非画像領域ｂに対応する部分の温度が、定着ベルト３８の画像領域ａに対応する部分の温度よりも低くなるように、抵抗発熱体５５を制御する。すなわち、画像領域ａに対応する部分では抵抗発熱体５５に定着温度が得られる電力を供給し、非画像領域ｂに対応する部分では、抵抗発熱体５５に定着温度よりも低い温度が得られる電力を供給する。
【００５６】
ここで、定着ベルト３８の非画像領域ｂに対応する部分で抵抗発熱体５５への電力供給を完全に停止（オフ）することが考えられるが、定着ベルト３８の温度が下がり過ぎると、次の画像領域での定着温度への立ち上がりが間に合わなくなる。このため、本実施形態では、図８に示すような、定着温度である第一の目標温度よりも低く室温よりは高い第二の目標温度となるように、定着ベルト３８の温度を保つように制御することが望ましい。このようにして、定着ベルト３８の非画像領域ｂに対応する部分の温度も第二の目標温度で保つようにしている。
【００５７】
これにより、定着ベルト３８の非画像領域ｂに対応する部分でも、抵抗発熱体５５に給電を行って加熱されることになるが、定着ベルト３８の非画像領域ｂに対応する部分の温度を、第一の目標温度にする場合よりも消費電力を削減することができる。すなわち、図８に示す領域Ｐの供給電力よりも領域Ｐ’での供給電力が小さくなるため、省エネルギー化が可能となる。
【００５８】
図９（ａ）は、用紙Ｓ上に、用紙幅方向に画像領域ｃと非画像領域ｄとが混在する画像形成パターンを示したものである。図９（ｂ）は、用紙Ｓ上に、用紙搬送方向の先端側から順に、画像領域ａ、用紙幅方向に画像領域ｃと非画像領域ｄとが混在する混在領域ｈが存在する画像形成パターンを示したものである。
【００５９】
この場合にも同様に、制御装置３７は、非画像領域ｄに対応する定着ベルト３８の部分の温度が、画像領域ａ、画像領域ｃに対応する定着ベルト３８の部位の温度よりも低くなるように抵抗発熱体５５を制御する。すなわち、画像領域ａ、画像領域ｃに対応する部分では抵抗発熱体５５に定着温度が得られる電力を供給し、非画像領域ｄに対応する部分では、抵抗発熱体５５に定着温度よりも低い温度が得られる電力を供給する。
【００６０】
なお、抵抗発熱体５５により定着ベルト３８の画像領域ａに対応する部分を加熱する際には、図４に示す抵抗発熱体５５が有する全ての発熱部５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ，５５ｅ，５５ｆに電力を供給する。一方、抵抗発熱体５５により定着ベルト３８の画像領域ｃに対応する部分を加熱する際には、図４に示す加熱領域ｅに含まれる発熱部５５ａ，５５ｂ，５５ｃに電力を供給する。そして、加熱領域ｆに含まれる発熱部５５ｅ，５５ｆには電力の供給を行わない。
【００６１】
また、本実施形態では、抵抗発熱体５５に電力を供給する際、図７、図９中の斜線部のように、用紙搬送方向で画像領域が定着ニップ部ＳＮに入るよりも前の部分である予備加熱領域ｇを予備的に加熱するように電源３９から電力が供給される。この予備加熱領域ｇは、主に抵抗発熱体５５の周方向の発熱長さや、抵抗発熱体５５自身にも昇温時間が必要となることから必要となる領域である。なお、予備加熱領域ｇは、省エネルギー化の観点から、できるだけ小さいことが望ましい。
【００６２】
図１０は、従来の定着装置における問題点について説明する図である。
加熱体５６の抵抗発熱体５５が急速に高温になり、定着ベルト３８に熱を与える。ところが、定着ベルト回転方向で抵抗発熱体５５以外の領域で、定着ベルト３８が弾性体ローラ４０に接触していると、弾性体ローラ４０の温度が定着ベルト３８の温度よりも低いため、定着ベルト３８から弾性体ローラ４０へ熱の移動が生じる。
【００６３】
このように、定着ベルト３８から弾性体ローラ４０に熱が移動すると、定着ベルト３８の温度上昇を妨げ、予備加熱時間が長くなるなどの不具合が生じる。特に、朝一の装置立ち上げ直後では、弾性体ローラ４０が温まっておらず温度が低いため、予備加熱時間が長くなる傾向が著しい。
【００６４】
このような、定着ベルト３８から弾性体ローラ４０への熱の移動は、特に、定着ベルト回転方向で抵抗発熱体５５よりも下流側の下流領域では、顕著である。また、定着ベルト回転方向で抵抗発熱体５５よりも上流側の上流領域においても、定着ベルト３８のほうが弾性体ローラ４０よりも温度が高くなっている。そのため、前記下流領域ほどではないが、定着ベルト３８から弾性体ローラ４０への熱の移動が起こっていると考えられる。
【００６５】
次に、本実施形態に係る定着装置１２の特徴部について説明する。
【００６６】
［構成例１］
図１は、本構成例に係る定着装置１２の加熱体５６近傍の拡大図である。
本構成例においては、図１に示すように、加熱体５６の定着ベルト回転方向で抵抗発熱体５５が位置する抵抗発熱体領域よりも、定着ベルト回転方向で下流側の下流領域で、定着ベルト３８と弾性体ローラ４０との接触による伝熱が阻害されるように構成している。
【００６７】
前記下流領域での定着ベルト３８と弾性体ローラ４０との接触による伝熱を阻害する構成として、弾性体ローラ４０から定着ベルト３８を引き剥がすような分離部材を設けている。
【００６８】
図１（ａ）は、前記分離部材として下流分離爪８１を用いた定着装置１２の加熱体５６近傍の拡大図である。また、図１（ｂ）は前記分離部材として下流コロ９１を用いた定着装置１２の加熱体５６近傍の拡大図である。
【００６９】
このように、下流分離爪８１や下流コロ９１を用いて弾性体ローラ４０から定着ベルト３８を引き剥がすことで、簡易な構成で、前記下流領域で定着ベルト３８と弾性体ローラ４０とを非接触にすることができる。
【００７０】
定着ベルト３８は、下流分離爪８１や下流コロ９１などの分離部材と当接することで、定着ベルト３８と分離部材との間に空隙ができる。この空隙は断熱性が高いため、抵抗発熱体５５で急速に加熱された定着ベルト３８の保有する熱を、前記下流領域で定着ベルト３８から弾性体ローラ４０に移動し難くすることができる。
【００７１】
なお、前記下流領域における下流分離爪８１や下流コロ９１などの分離部材の設置位置は、定着ベルト３８と弾性体ローラ４０との接触による伝熱が阻害されるような位置であれば特に制限はない。
【００７２】
一方、図１１（ａ），（ｂ）のように、下流分離爪８１や下流コロ９１などの分離部材を図１（ａ），（ｂ）よりも定着ベルト回転方向で弾性体ローラ４０から離れた位置に設置すると、前記下流領域での定着ベルト３８と弾性体ローラ４０との接触面積が増加する。そのため、定着ベルト３８から弾性体ローラ４０への熱の移動を効率的に抑制することができなくなるおそれがある。
【００７３】
そのため、図１（ａ）や図１（ｂ）に示すように、弾性体ローラ４０に隣接する位置に下流分離爪８１や下流コロ９１などの分離部材を設置することが好ましい。これにより、前記下流領域での定着ベルト３８と弾性体ローラ４０との接触面積を低減させることができ、定着ベルト３８から弾性体ローラ４０への熱の移動を効率的に抑制することができる。
【００７４】
図１２（ａ）は、弾性体ローラ４０の軸方向に沿って６つの下流分離爪８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ，８１ｆを設けた場合の定着装置１２の概略斜視図である。図１２（ｂ）は、弾性体ローラ４０の軸方向両端のみに２つの下流分離爪８１ａ，８１ｆを設けた場合の定着装置１２の概略斜視図である。
【００７５】
また、下流分離爪８１や下流コロ９１などの分離部材の設置個数は、弾性体ローラ４０の軸方向（弾性体ローラ長手方向）にわたって、定着ベルト３８と弾性体ローラ４０との接触による伝熱が阻害されるような個数であれば、特に制限はない。
【００７６】
図１２（ａ）や図１２（ｂ）に示すように、弾性体ローラ４０の軸方向に沿って、下流分離爪８１などの分離部材を２つ以上設置されていることが好ましい。さらに好ましくは、図１２（ｂ）に示すように、弾性体ローラ４０の軸方向両端（弾性体ローラ長手方向両端）のみに下流分離爪８１などの分離部材が設置されていることが好ましい。
【００７７】
図１２（ａ）に示すように、弾性体ローラ４０の軸方向（弾性体ローラ長手方向）に沿って、６つの下流分離爪８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ，８１ｆを所定間隔ごとに設置している。これにより、定着ベルト３８と弾性体ローラ４０との接触を、弾性体ローラ４０の軸方向全域で効率的に抑制することができる。
【００７８】
しかしながら、定着ベルト３８と下流分離爪８１との接触箇所が増える。そのため、その分、定着ベルト３８から下流分離爪８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｆ，８１ｅに移動する熱量の合計が多くなり、定着ベルト３８の温度低下量が多くなるおそれがある。
【００７９】
一方、図１２（ｂ）に示すように、弾性体ローラ４０の軸方向両端のみに２つの下流分離爪８１ａ，８１ｆが設置されている場合には、定着ベルト３８と下流分離爪８１との接触箇所を少なくすることができる。よって、定着ベルト３８から弾性体ローラ４０への熱の移動を抑制しつつ、定着ベルト３８から下流分離爪８１ａ，８１ｆに移動する熱量の合計も少なくなり、定着ベルト３８の温度低下を抑制するには、最も効果的である。
【００８０】
なお、下流分離爪８１や下流コロ９１などの分離部材は、定着ベルト３８と直接接触するため、定着ベルト３８から分離部材への伝熱を低減させる必要がある。そのため、分離部材の少なくとも定着ベルト３８と接触する部分の材質としては、弾性体ローラ４０などの押圧部材よりも熱伝導率が小さい材料で構成することが好ましい。これにより、定着ベルト３８から下流分離爪８１や下流コロ９１などの分離部材への伝熱を低減させることができる。
【００８１】
［構成例２］
図１３（ａ）は、下流分離爪８１に加えて、上流分離爪８２を設けた定着装置１２の加熱体５６近傍の拡大図である。図１３（ｂ）は、下流コロ９１に加えて、上流コロ９２を設けた定着装置１２の加熱体５６近傍の拡大図である。
【００８２】
本構成例においては、図１３（ａ）や図１３（ｂ）に示すように下流分離爪８１や下流コロ９１に加えて、上流分離爪８２や上流コロ９２を設けている。上流分離爪８２や上流コロ９２は、定着ベルト回転方向における加熱体５６の抵抗発熱体領域よりも上流側の上流領域に対応させて設けられており、前記上流領域で弾性体ローラ４０から定着ベルト３８を引き剥がす分離部材である。
【００８３】
このように、本構成例では前記上流領域及び前記下流領域で、定着ベルト３８と弾性体ローラ４０との接触による伝熱が阻害されるように構成している。
【００８４】
前記上流領域では、用紙Ｓや加圧ローラ３０への伝熱または放熱によって、前記下流領域に比べると定着ベルト３８の温度が低くなっているが、本構成例においては、前記上流領域でも定着ベルト３８の保有する熱が弾性体ローラ４０へ移動し難くなる。そのため、前記下流領域と前記上流領域との両方に、弾性体ローラ４０から定着ベルト３８を引き剥がすような分離部材を設けることは、効果的な手段である。
【００８５】
［構成例３］
図１４は、前記下流領域で加熱体５６の基板５７と定着ベルト３８との間に隙間を形成する隙間形成手段を設けた定着装置１２の加熱体５６近傍の拡大図である。
【００８６】
定着ベルト回転方向における加熱体５６の抵抗発熱体領域よりも下流側の下流領域では、定着ベルト３８から弾性体ローラ４０への熱の移動が起こるだけでなく、定着ベルト３８から加熱体５６の基板５７への熱の移動も起こっている。これは、抵抗発熱体５５で急速に定着ベルト３８が高温になったことで前記下流領域では加熱体５６の基板５７よりも定着ベルト３８のほうが、温度が高くなるためである。
【００８７】
本構成例では、前記下流領域に分離部材として下流分離爪８１を設けて、弾性体ローラ４０から定着ベルト３８を引き剥がし、前記下流領域で定着ベルト３８から弾性体ローラ４０への熱の移動を抑制する。
【００８８】
また、これとともに、図１４に示すような保持部材１００で加熱体５６を保持する構成として、保持部材１００の定着ベルト回転方向下流側で、加熱体５６の基板表面より定着ベルト側へ突き出たリブ（凸形状）１０１を設けている。
【００８９】
これにより、前記下流領域で保持部材１００のリブ１０１により定着ベルト３８が押されて、加熱体５６の基板５７から定着ベルト３８を剥がすことができる。よって、前記下流領域で加熱体５６の基板５７と定着ベルト３８とが非接触となり空隙が形成され、定着ベルト３８から基板５７への熱の移動を抑制することができる。
【００９０】
このような構成にすることで、加熱体５６から定着ベルト３８への伝熱が効率的に行われ、定着ベルト３８の高速昇温が可能となる。
【００９１】
なお、前記下流領域に設ける分離部材としては、上述したような下流コロ９１を用いても良い。
【００９２】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
回転可能に設けられた無端状の定着ベルト３８などの定着ベルトと、回転可能に設けられ定着ベルトの外周面に接触させて定着ベルトとの間に定着ニップ部ＳＮなどのニップ部を形成する加圧ローラ３０などの接触部材と、基板５７などの基材と、基材に設けられ電力が供給されることで発熱する抵抗発熱体５５などの発熱体とを有し、定着ベルトを加熱する加熱体５６などの加熱手段と、定着ベルトを介して加熱手段と対向する位置に設けられ定着ベルトを押圧する弾性体ローラ４０などの押圧部材とを備え、前記ニップ部に通過させた用紙Ｓなどの記録材上の未定着画像を少なくとも熱によって記録材に定着させる定着装置１２などの定着装置において、定着ベルト回転方向で加熱手段の発熱体領域以外の領域で、定着ベルトと押圧部材との間での伝熱を阻害する伝熱阻害手段を設けた。これよれば、上記実施形態について説明したように、定着ベルト回転方向で発熱体領域以外の領域で、定着ベルトと押圧部材との間での伝熱が伝熱阻害手段によって阻害される。これにより、加熱手段の発熱体領域で発熱体から定着ベルトに与えた熱が、前記発熱体領域以外の領域で定着ベルトから押圧部材に移動するのを抑制することができる。よって、定着ベルトから押圧部材に熱が移動することで、定着ベルトの昇温速度が遅くなり、予備加熱時間が長くなってしまうのを抑制することができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、上記伝熱阻害手段は、少なくとも上記発熱体領域よりも下流側の下流領域に、押圧部材と定着ベルトとを分離させる下流分離爪８１や下流コロ９１などの分離部材を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、前記下流領域で分離部材を用いて押圧部材から定着ベルトを分離させ、当該下流領域で押圧部材と定着ベルトとを非接触にすることができる。これにより、当該下流領域で押圧部材と定着ベルトとの間に空隙が形成され、定着ベルトから押圧部材に熱を移動し難くすることができる。
（態様Ｃ）
（態様Ｂ）において、上記分離部材は、上記定着ベルトに接触させて設けられた爪部材またはコロ部材である。これによれば、上記実施形態について説明したように、簡易な構成で、前記下流領域で定着ベルトと押圧部材とを分離させ非接触にすることができる。
（態様Ｄ）
（態様Ｂ）または（態様Ｃ）において、定着ベルト回転方向で上記押圧部材に隣接する位置に、上記分離部材が設置されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、前記下流領域での定着ベルトと押圧部材との接触面積を低減させることができ、定着ベルトから押圧部材への熱の移動を効率的に抑制することができる。
（態様Ｅ）
（態様Ｂ）、（態様Ｃ）または（態様Ｄ）において、上記定着ベルトの回転方向と直交する定着ベルト幅方向に上記押圧部材が長尺であり、上記押圧部材の長手方向に沿って上記分離部材を２つ以上設置した。これによれば、上記実施形態について説明したように、押圧部材長手方向にわたって定着ベルトと押圧部材との接触による伝熱を阻害することができる。
（態様Ｆ）
（態様Ｅ）において、上記分離部材を上記押圧部材の長手方向両端にのみ設置した。これによれば、上記実施形態について説明したように、定着ベルトから押圧部材への熱の移動を抑制しつつ、定着ベルトから複数の分離部材に移動する熱量の合計も少なくなり、定着ベルトの温度低下を抑制することができる。
（態様Ｇ）
（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）または（態様Ｆ）において、上記分離部材の上記定着ベルトとの接触部は、上記押圧部材よりも熱伝導率が小さい。これによれば、上記実施形態について説明したように、定着ベルトから分離部材への伝熱を低減させることができる。
（態様Ｈ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）、（態様Ｆ）または（態様Ｇ）において、上記下流領域で上記加熱手段の上記基材と上記定着ベルトとの間に隙間を形成するリブ１０１などの隙間形成手段を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、前記下流領域で加熱手段の基材と定着ベルトとが非接触となり、定着ベルトから基材への熱の移動を抑制することができる。
（態様Ｉ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）、（態様Ｆ）または（態様Ｇ）において、上記発熱体は、記録材搬送方向と直交する記録材幅方向に複数の発熱部を有しており、画像データに基づき記録材上の未定着画像に対応させて、各発熱部による加熱領域を変化させ前記定着ベルトを加熱し、非画像領域に接触する部分の定着ベルト温度を画像領域に接触する部分の定着ベルト温度よりも低くする。これによれば、上記実施形態について説明したように、定着ベルトの全体を定着温度まで加熱する場合よりも省エネルギー化を図ることができる。
（態様Ｊ）
感光体ドラム８などの像担持体と、像担持体上にトナー像を形成する現像装置２２などのトナー像形成手段と、前記トナー像を像担持体上から記録媒体上に転写する転写装置１０などの転写手段と、記録媒体上に転写されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置１２などの定着手段とを備えた画像形成装置において、前記定着手段として、（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）、（態様Ｆ）、（態様Ｇ）、（態様Ｈ）または（態様Ｉ）の定着装置を用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、定着ベルトから押圧部材に熱が移動することで、定着ベルトの昇温速度が遅くなり、予備加熱時間が長くなってしまうのを抑制することができる。
【符号の説明】
【００９３】
４      給紙装置
６      レジストローラ対
８      感光体ドラム
１０    転写装置
１２    定着装置
１４    給紙トレイ
１６    給紙コロ
１８    帯電ローラ
２０    ミラー
２２    現像装置
２２ａ  現像ローラ
２４    クリーニング装置
２４ａ  クリーニングブレード
２６    露光部
３０    加圧ローラ
３０ａ  芯金
３０ｂ  弾性層
３４    サーミスタ
３６    サーミスタ
３７    制御装置
３８    定着ベルト
３８ａ  基体
３８ｂ  弾性層
３８ｃ  離型層
３９    電源
４０    弾性体ローラ
４０ａ  芯金
４０ｂ  弾性層
５５    抵抗発熱体
５６    加熱体
５７    基板
６０    ニップ形成部材
７０    ステー状部材
８１    下流分離爪
８２    上流分離爪
９１    下流コロ
９２    上流コロ
１００  保持部材
１０１  リブ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９４】
【特許文献１】特開２０１２−４２７４６号公報
【図１】
2015014704.tif 000003
【図２】
2015014704.tif 000004
【図３】
2015014704.tif 000005
【図４】
2015014704.tif 000006
【図５】
2015014704.tif 000007
【図６】
2015014704.tif 000008
【図７】
2015014704.tif 000009
【図８】
2015014704.tif 000010
【図９】
2015014704.tif 000011
【図１０】
2015014704.tif 000012
【図１１】
2015014704.tif 000013
【図１２】
2015014704.tif 000014
【図１３】
2015014704.tif 000015
【図１４】
2015014704.tif 000016