(57)【要約】【課題】高速加熱（定着）を行う場合や厚紙を高速連続加熱する場合には、ベルトの回転速度が高速化するため必要な熱量を供給する事が困難となるため、ベルトと加熱ローラの接触時間を長くする必要がある。このため、加熱ローラの外形を大きくし、周長を大きくすれば良いが、外形化し、エネルギーロスや、本体内部の温度が異常昇温するという課題があった。【解決手段】複数のローラ間に掛け渡されて回転するベルト内部に配置され、弾性層を有し、前記ベルトを懸架している定着ローラと、前記ベルト外部に配置され該ベルトを介して前記定着ローラを加圧し、ニップ部を形成する加圧部材と、内部に熱源を有し、前記ベルトを懸架している加熱ローラと、前記ベルトを加熱ローラ以外の部分で加熱する加熱手段を備えたものである。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のローラ間に掛け渡されて回転するベルトと、そのベルト内部に配置され、弾性層を有し、前記ベルトを懸架しているローラと、前記ベルト外部に配置され該ベルトを介して前記ローラを加圧し、ニップ部を形成する加圧部材と、前記ニップ部以外の領域で前記ベルトを加熱する加熱手段とを備えたことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
複数のローラ間に掛け渡されて回転するベルトと、そのベルト内部に配置され、弾性層を有し、前記ベルトを懸架しているローラと、前記ベルト外部に配置され該ベルトを介して前記ローラを加圧し、ニップ部を形成する加圧部材と、内部に熱源を有し、前記ベルトを懸架している加熱ローラと、前記ベルトを前記加熱ローラ以外の部分で加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする加熱装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の加熱手段は、電気抵抗によって発熱する抵抗発熱体であって、この抵抗発熱体にベルトを摺動させて該ベルトを加熱する事を特徴とした加熱装置。
【請求項４】
請求項１または２記載のベルトは、基層上に弾性層、あるいはトナー離型層を含む少なくとも２層以上の構成である事を特徴とする加熱装置。
【請求項５】
請求項４記載の基層はポリイミド、ニッケル、ＳＵＳのいずれか、弾性層はシリコンゴム、フッ素ゴムのいずれかである弾性体からなることを特徴とする加熱装置。
【請求項６】
請求項１または２記載の加熱手段は、輻射熱によってベルト内面を加熱する加熱源であり、ベルトは光を吸収する吸熱層を備えてる事を特徴とする加熱装置。
【請求項７】
請求項１または２記載の加熱手段は、加圧部材がベルトをローラに加圧して形成したニップ部の上流域に加熱域を持つ事を特徴とする加熱装置。
【請求項８】
請求項１または２記載の加熱手段は、電磁誘導加熱手段である事を特徴とした加熱装置。
【請求項９】
請求項８記載の誘導加熱手段は、誘導コイルを備え誘導コイルに印加した交番電流によって誘導加熱を行う電磁誘導加熱部材である事を特徴とした加熱装置。
【請求項１０】
請求項８記載のベルトは、少なくとも一部に導電層を含んでいることを特徴とした加熱装置。
【請求項１１】
請求項８記載のベルトは、ニッケル、磁性ＳＵＳ、鉄、およびこれらの合金からなる金属層を含んでいる事を特徴とする加熱装置。
【請求項１２】
請求項８記載のベルトは、基層の上にシリコンゴム、フツ素ゴム等の弾性体からなる弾性層を含んでいる事を特徴とする加熱装置。
【請求項１３】
請求項８記載の誘導加熱手段によって加熱される領域は、加圧部材がベルトをローラに加圧して形成したニップ部以外の略平面部である事を特徴とする加熱装置。
【請求項１４】
記録媒体上の未定着トナー画像を形成する画像形成手段と、前記記録媒体上に形成された未定着トナー画像を該記録媒体に加熱定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記定着手段として請求項１から請求項１３のうちのいずれか１項記載の加熱装置を適用することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加熱材を加熱処理する加熱装置および該加熱装置を定着装置として適用し、被加熱材としての記録媒体に形成された未定着トナー画像（以下、単にトナーとも称する）を該記録媒体に加熱定着する電子写真式の複写機、プリンタおよびファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置には、記録媒体である記録紙ないし転写紙などのシート上に直接的または間接的に形成されたトナー画像を該シートに加熱定着させる定着装置として加熱装置が設けられている。この加熱装置は、例えば、シート上のトナーを熱溶融させる加熱ローラとも指称される定着ローラと、当該定着ローラに圧接してシートを挟持する加圧ローラとを有している。
【０００３】
定着ローラは中空状に形成され、この定着ローラの中心軸上には、発熱体が保持手段により保持されている。発熱体は、例えば、ハロゲンランプなどの管状発熱ヒータにより構成され、所定の電圧が印加されることにより発熱するものである。このハロゲンランプは定着ローラの中心軸に位置しているため、ハロゲンランプから発せられた熱は定着ローラ内壁に均一に輻射され、定着ローラの外壁の温度分布は円周方向において均一となる。定着ローラの外壁は、その温度が定着に適した温度（例えば、１５０〜２００℃）になるまで加熱される。
【０００４】
この状態で定着ローラと加圧ローラは圧接しながら互いに逆方向へ回転し、トナーが付着したシートを挟持する。定着ローラと加圧ローラとの圧接部（以下、ニップ部ともいう）において、シート上のトナーは定着ローラの熱により溶解し、両ローラから作用する圧力によりシートに定着される。特にカラートナーを定着する定着装置においては、各色トナーを十分に融解混色し定着ローラに巻きつくことなく排紙する必要があるために、定着ローラおよび加圧ローラには肉厚の弾性層を設け、弾性層の変形によって十分なニップ幅と良好な排紙性能を得ている。
【０００５】
しかし、ハロゲンランプなどから構成される発熱体を備えた上記加熱装置を定着装置として適用した場合においては、定着ローラ内部に配置されたハロゲンランプからの輻射熱を利用して定着ローラ芯金の内面を加熱し、芯金から弾性層を経て定着ローラ表面に熱が伝えるているが、厚肉の弾性層は熱伝導性が悪く、定着ローラ芯金と弾性層の界面の温度は表面の温度に比べて高温になってしまう。芯金界面の弾性層が高温状態で連続使用されると、弾性体が硬化劣化や液状化を引き起こし寿命が短くなってしまう。さらにこれらの現象は、高速定着を行う定着装置においてはより顕著になる。
【０００６】
かかる要請に応える定着装置として、特開平１１−２８２２９３号公報に示されるように、定着ベルトと加熱ローラを用いたベルト定着装置が提案されている。図１７はこのベルト定着装置を示す断面図であり、薄肉低熱容量の定着ベルト１０１を図示しない熱源を内蔵した加熱ローラ１０２に巻きつける事で加熱し、加熱された定着ベルトは定着ローラ１０３と加圧ローラ１０４との圧接によって形成されたニップ部ＮでシートＰとともに該シート上のトナーを加熱溶融させて定着する。なお、１０５，１０６は定着ベルト１０１の張力を調整するためのローラと押圧ばね、１０７は加圧ローラ１０４に加圧力を付与するばねである。
【０００７】
このような構成においては、厚肉弾性層の内面から熱を伝えるのではなく、表面近傍の定着ベルト１０１が加熱された状態でニップ部Ｎに搬送されているので、定着ローラ弾性層１０３ａの硬化劣化や液状化現象を防止することが可能となる。また定着ローラ１０３および加圧ローラ弾性層１０４ａの厚み、硬度によってニップ形状を上凸形状とする事が可能であるために良好な排紙性を得ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような定着ベルトを用いた定着装置にあっても、毎分４０枚以上の高速定着を行う場合や厚紙を高速連続定着する場合には、定着ベルトの回転速度が高速化するために加熱ローラの巻き付け部を通過する時間が短く、定着に必要な熱量を供給する事が困難となる。
【０００９】
このような問題を解決するためには、定着ベルトと加熱ローラの接触時間を長くする必要がある。接触時間を長くするためには加熱ローラの外形を大きくし、加熱ローラの周長を大きくすれば良いが、外形を大きくすれば定着ベルトの外形も同様に大きくなり、放熱量の増加によるエネルギーロスや、本体内部の温度が異常昇温していまう。その他、大径ローラと大径ベルトを用いれば定着装置自身が大型化してしまうという課題があった。
【００１０】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ベルトを効率よく加熱することによって、被加熱媒体を適切に加熱することができる加熱装置および該加熱装置を定着装置と適用して高品質の画像形成を可能とした画像形成装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を有することを特徴とする加熱装置および画像形成装置である。
【００１２】
（１）複数のローラ間に掛け渡されて回転するベルトと、そのベルト内部に配置され、弾性層を有し、前記ベルトを懸架しているローラと、前記ベルト外部に配置され該ベルトを介して前記ローラを加圧し、ニップ部を形成する加圧部材と、前記ニップ部以外の領域で前記ベルトを加熱する加熱手段とを備えたことを特徴とする加熱装置。
【００１３】
（２）複数のローラ間に掛け渡されて回転するベルトと、そのベルト内部に配置され、弾性層を有し、前記ベルトを懸架しているローラと、前記ベルト外部に配置され該ベルトを介して前記ローラを加圧し、ニップ部を形成する加圧部材と、内部に熱源を有し、前記ベルトを懸架している加熱ローラと、前記ベルトを前記加熱ローラ以外の部分で加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする加熱装置。
【００１４】
（３）（１）または（２）記載の加熱手段は、電気抵抗によって発熱する抵抗発熱体であって、この抵抗発熱体にベルトを摺動させて該ベルトを加熱する事を特徴とした加熱装置。
【００１５】
（４）（１）または（２）記載のベルトは、基層上に弾性層、あるいはトナー離型層を含む少なくとも２層以上の構成である事を特徴とする加熱装置。
【００１６】
（５）（４）記載の基層はポリイミド、ニッケル、ＳＵＳのいずれか、弾性層はシリコンゴム、フッ素ゴムのいずれかである弾性体からなることを特徴とする加熱装置。
【００１７】
（６）（１）または（２）記載の加熱手段は、輻射熱によってベルト内面を加熱する加熱源であり、ベルトは光を吸収する吸熱層を備えてる事を特徴とする加熱装置。
【００１８】
（７）（１）または（２）記載の加熱手段は、加圧部材がベルトをローラに加圧して形成したニップ部の上流域に加熱域を持つ事を特徴とする加熱装置。
【００１９】
（８）（１）または（２）記載の加熱手段は、電磁誘導加熱手段である事を特徴とした加熱装置。
【００２０】
（９）（８）記載の誘導加熱手段は、誘導コイルを備え誘導コイルに印加した交番電流によって誘導加熱を行う電磁誘導加熱部材である事を特徴とした加熱装置。
【００２１】
（１０）（８）記載のベルトは、少なくとも一部に導電層を含んでいることを特徴とした加熱装置。
【００２２】
（１１）（８）記載のベルトは、ニッケル、磁性ＳＵＳ、鉄、およびこれらの合金からなる金属層を含んでいる事を特徴とする加熱装置。
【００２３】
（１２）（８）記載のベルトは、基層の上にシリコンゴム、フツ素ゴム等の弾性体からなる弾性層を含んでいる事を特徴とする加熱装置。
【００２４】
（１３）（８）記載の誘導加熱手段によって加熱される領域は、加圧部材がベルトをローラに加圧して形成したニップ部以外の略平面部である事を特徴とする加熱装置。
【００２５】
（１４）記録媒体上の未定着トナー画像を形成する画像形成手段と、前記記録媒体上に形成された未定着トナー画像を該記録媒体に加熱定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記定着手段として（１）から（１３）のうちのいずれか１項記載の加熱装置を適用することを特徴とする画像形成装置。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【００２７】
実施例１．
図１は本発明の実施例１による定着ベルトを用いた定着装置を示すもので、この定着装置は図示しないカラー複写機の作像プロセスを担当する画像形成部に装備される。ここで、図示しないカラー複写機（以下、単に複写機と称する）は、原稿画像を原稿読み取り部で読み取り、原稿画像に応じたトナー像を画像形成部で形成した上で給紙部より供給された記録紙に転写し、定着し、画像形成部からの画像形成済の記録紙を排紙部に排紙するという概略構成を採る。
【００２８】
図１の定着ベルト１は、定着ローラ３と加熱ローラ２に巻き掛けられており、この定着ベルト１の基層は、ポリイミド、ニッケル、ＳＵＳ製の厚さ１００μｍの薄いフィルム状体で、表面上に２００μｍのシリコンゴム、フッ素ゴム等の弾性体からなる弾性層、あるいは離型層を有する少なくとも２層以上の構成で、良熱応答性と柔軟性と良離型性とを兼ね備えている。
【００２９】
加熱ローラ２は外径φ４０、厚み３ｔのアルミ製シリンダー２ａからなり、内部にハロゲンヒーター５を配置する。定着ローラ３はアルミ芯金３ａにスポンジや耐熱シリコーンゴム等の弾性層３ｂを５〜１０ｍｍ有するφ５０のローラで構成され、図示しない駆動モータにより駆動される。
【００３０】
加圧ローラ４は外形φ５０のローラであって、定着ローラ１と同様にアルミ製芯金４ａ上にシリコンゴムやスポンジ等の弾性層４ｂを２〜１０ｍｍを有し、最外層にはトナーの離型性がよく、オイルの親和性が良いシリコンゴム離型層４ｃを有する。
【００３１】
ニップ部Ｎは加圧ローラ４によって、定着ベルト１を定着ローラ３に５００Ｎ〜１０００Ｎの加圧加重で押圧し、定着ローラ３と加圧ローラ４の弾性層３ｂ、４ｂを変形させることによって形成される。この時、定着ローラ３の硬度よりも加圧ローラ４の硬度の方を高く設定する事によって、ニップの形状を上凸にする事ができ、良好な排紙性を得ることができる。ハロゲンヒータ５は加熱ローラ２の内部に配置され、加熱ローラ２を加熱することによって定着ベルト１を加熱する。
【００３２】
定着ベルト１の内面に配置された面状発熱体６は、図２で示すように基板６ａの一方側の面をフィルム摺動側の面として、その面の略中央部に面長手に沿ってＴＡ２　Ｎ・銀パラジウム等の電気抵抗材料を塗工（スクリーン印刷等）して具備させた面状の低熱容量の抵抗発熱体層６１を有する抵抗発熱体である。
【００３３】
また、この面状発熱体６は、ベルト接触摺動面側にガラス層６ｂを有し、発熱体６の定着ベルト１との滑性を向上させて、ベルト内面の削れ、抵抗発熱体層６１のパターン摩耗を防止すると共に、ベルトが破れた場合い該ベルトを介して生じる加圧ローラ４と抵抗発熱体層６１との直接接触による電気的短絡・漏電を防止する絶縁材層の役目をしている。
【００３４】
７は定着ニップ部の記録材出口側に定着ベルト１の表面に当接または近接して配置した記録材分離爪である。８は記録材をニップ部Ｎへ搬送する搬送ガイドである。９はオイル塗布機構であり、図示しないオイルタンクより離型オイルを定着ベルト１上に塗布する。１０は定着ベルト１を清掃するクリーニングウェブであり、オフセットトナーの清掃を行なう。１１は温度検知素子であり、この温度検知素子１１の出力信号をもとに定着ベルト１の表面温度を検知し、図示しない温度制御回路をへてハロゲンヒータ５および面状発熱体６の出力を制御する。
【００３５】
本発明では、加熱ローラ２以外に、定着ローラ３と加熱ローラ２の間の平面部を面状発熱体６１によって加熱する事が可能であるために、高速定着時に定着装置を大型化することなく、定着ベルト１の加熱時間を飛躍的に向上させることが可能となった。以下に面状発熱体６を使用せずに加熱ローラ２のみで加熱した場合とを比較した実験結果を示す。
【００３６】
表１は１分間の定着枚数をＡ４用紙３０枚〜５０枚の速度で連続定着した場合に、１８０℃温調していた定着ベルト１が温度低下した最低温度を示している。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
表１の結果によると、面状発熱体有りの場合には、４０枚／分の高速定着時でも最低温度が１６９℃で、良好な定着性を得る事が出来たのに対し、面状発熱体ナシの場合には１５９℃まで低下してしまい、定着不良が発生してしまった。面状発熱体ナシでは定着枚数は３０〜３５枚／分が最大で、高速定着には適応が難しいことが判った。
【００３９】
この理由は以下のように考えられる。図３に示すように、加熱ローラ２に巻きつけている定着ベルト１と該加熱ローラの接触幅が約４０ｍｍ程度であり、この区間に受ける熱量のみで定着に必要とされる熱量すべてを補っている。高速定着時には定着ベルト１も高速で回転するので、加熱ローラ２と定着ベルト１が接している時間が短縮され、定着ベルト１に伝わる熱量は減少していくのに対し、定着で必要とされる熱量は定着枚数が増えるにしたがって増加していくからである。
【００４０】
図４に示すように、面状発熱体６を配置した本実施例１によれば、加熱ローラ２の巻きつけ部を過ぎたあとも面状発熱体６によって定着ベルト１が加熱されるので、実質加熱時間が増加し、高速定着時においても十分な熱量を与える事が可能となる
もし、面状発熱体６を用いず、加熱ローラ２の外径を増やすことで本発明加熱と同程度の加熱量を得る場合には、図５に示すように外径φ６０以上の加熱ローラ２を用いることとなり現実的ではない。
【００４１】
実施例２．
図６は本発明の実施例２として、高速かつ厚紙の定着にまで対応した定着装置として応用した場合を示すもので、基本的な部材と機能は実施例１と同じであるが、加圧ローラ４に対する定着ベルト１の当接長さを増大させる巻きつけローラ３１をニップ部の近傍に設け、定着ベルト１を加圧ローラ４に巻きつけることによってニップ部を広く取ることができる。本実施例２の構成においては、ニップ部幅が広がっているので高速定着、厚紙定着のように定着に多くの熱量を必要とする装置に有効的である。
【００４２】
また、拡大化されたニップで奪われた多量の熱量は、加熱ローラ２および該加熱ローラの上流と下流の両方に配置された面状発熱体６によって多量の熱を供給することができるので、連続定着時の温度低下を抑えられ、装置の小型化も可能となる。
【００４３】
このような特徴は、巻きつけローラ３１を用いた拡大ニップと、加熱ローラ２と面状発熱体６を用いた拡大された加熱幅の両方を兼ね備えることによって可能となっており、２５０ｇの厚紙を毎分５０枚（Ａ４幅）で連続定着する場合においても良好な定着性を維持する事が可能となる。
【００４４】
実施例３．
図７は本発明の実施例３を示す断面図であり、基本的な部材と機能は実施例２と同じであり、ニップ部に巻きつけローラ３１が存在し、定着ベルト１を巻きつけることによってニップ部を広く取ることができる。
【００４５】
しかし、本実施例３は面状発熱体６の変わりにハロゲンヒータ５と反射板５１が定着ベルト内部に配置したもので、ハロゲンヒータ５と反射板５１は図示しない定着フレームに固定され、定着ベルト１の内面を輻射加熱している。定着ベルト１の内面は黒塗りする事によって黒体化処理されており、ハロゲンヒータ５の輻射熱の９０％以上を吸収できるように施されている。
【００４６】
反射板５１は定着ベルト内のハロゲンヒータ５が定着ローラ３や巻きつけローラ３１等を照射して異常加熱することを防ぐと共に、ニップ部上流の定着ベルト１内面を局所的に集中加熱する役割をはたす。反射板５１の表面は金や銀などを蒸着し、９９．９％以上の赤外線を反射し、対向面の定着ベルト１を加熱する。
【００４７】
本実施例３によれば、ニップ部幅が広がっているので、高速定着、厚紙定着のように定着に多くの熱量を必要とする装置に有効的である。また、拡大化されたニップで奪われた多量の熱量は、加熱ローラおよび該加熱ローラの下流に配置されたハロゲンヒータ５と反射板５１によって多量の熱を供給することができるので、連続定着時の温度低下を抑えられ、装置の小型化も可能となる。
【００４８】
実施例４．
図８は本発明の実施例４を示すもので、基本的な部材と機能は実施例１と同じであり、定着ベルト５の近傍に配置された誘導加熱部材６は図９に示されるように誘導コイル６１と励磁コア６２とそれらを保持するコイルホルダー６３から構成される。誘導コイル６１は、長円状に扁平巻きされたリッツ線を用い、誘導コイル６１の中心と両脇に突起した横Ｅ型の励磁コア６２の中に配置され、図１０のようなユニットを形成する。
【００４９】
励磁コア６２はフェライト、パーマロイといった高透磁率で残留磁速密度の低いものを用いるので、誘導コイル６１や励磁コア６２での損失を抑えられ、効率的に定着ベルト１を加熱する事ができる。
【００５０】
コイルホルダー６３は非磁性、非導電性耐熱材料であるＰＰＳ，ＰＥＥＫ、フェノール樹脂等の耐熱性樹脂によって形成され、図示しない定着ユニットフレームに定着ベルト１に接触しないように固定されている。
【００５１】
図１１は、電磁誘導加熱式定着装置の原理を説明する図である。誘導コイル６１に高周波（数ＫＨｚ〜百ＫＨｚ）の電流を流すと、「アンペアの右ねじの法則」にしたがって定着ベルト１の走行方向に対して垂直な磁束Ａが生じる。この磁束Ａを受けて定着ベルト１には「レンツの法則」にしたがって磁束Ａと逆方向に磁束が生じるような渦状の誘導電流が発生する。
【００５２】
この誘導電流は、定着ベルト１の固有抵抗によりジュール熱に変換されるので定着ベルト１が発熱する。図１１に示す構成では、特にコイル６１の側面近傍に磁束が集中し、図のように局所的な発熱分布を持つ。電磁誘導により発生する電流は、その材料に応じて板厚方向に分布を持ち、磁束の浸透深さδは、（Ｋμｆ）１／２の逆数に比例する。ここで、Ｋは導電率、μは比透磁率、ｆは周波数である。つまり高周波になるほど誘導電流は表面に集まる。
【００５３】
したがって、発熱部の厚みを磁束の浸透深さに近い値に設定すれば、発生した磁束をその厚み内で有効に殆んど使用できるので、周波数に応じて誘導渦電流を発生させる部材を最適な厚さに設定することが望ましい。
【００５４】
誘導加熱部材６は、図８で示すように加熱ローラ２と定着ローラ３によって張られたニップ部上流の略平面部を加熱するように、定着ベルト１の外部に配置される。定着ベルト１の外部に誘導加熱部材６を配置することによって、誘導コイル６１や励磁コア６２の温度上昇を抑える事が可能となる。誘導コイル６１や励磁コア６２の温度が上昇すると、誘導コイル６１の電気抵抗値の上昇や、励磁コア６２の透磁率の低下による熱損失が大きくなるので、大電力を印加する高速機の定着装置に不向きである。なお、ハロゲンヒータ５および誘導加熱部材６の発熱量は温度検知素子１１の出力信号に基づき図示していない温度制御回路によって行なう。
【００５５】
本実施例４では、加熱ローラ２以外に、定着ローラ３と加熱ローラ２の間の平面部を誘導加熱部材６によって加熱する事が可能であるために、高速定着時に定着装置を大型化することなく定着ベルト１の加熱時間を飛躍的に向上させることが可能となった。
【００５６】
以下に誘導加熱部材６を使用せずに加熱ローラ２のみで加熱した場合とを比較した実験結果を示す。
【００５７】
表２は１分間の定着枚数をＡ４用紙３０枚〜５０枚の速度で連続定着した場合に、１８０°Ｃ温調していた定着ベルト１が温度低下した最低温度を示している。
【００５８】
【表２】
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【００５９】
表２の結果によると、誘導加熱有りの場合には、５０枚／分の高速定着時でも最低温度が１７１゜Ｃで、良好な定着性を得る事が出来たのに対し、誘導加熱ナシの場合には１５５°Ｃまで低下してしまい、定着不良が発生してしまった。誘導加熱ナシでは定着枚数は３０〜４０枚／分が最大で、高速定着には適応が難しいことが判った。
【００６０】
この理由は以下のように考えられる。図１２に示すように、加熱ローラ２に巻きつけている定着ベルト１と加熱ローラ２の接触幅が約４０ｍｍ程度であり、この区間に受ける熱量のみで定着に必要とされる熱量すべてを補っている。高速定着時には定着ベルト１も高速で回転するので、加熱ローラ２と定着ベルト１が接している時間が短縮され、定着ベルト１に伝わる熱量は減少していくのに対し、定着で必要とされる熱量は定着枚数が増えるにしたがって増加していくからである。
【００６１】
図１３に示すように、誘導加熱部材６を配置した本実施例４によれば、加熱ローラ２の巻きつけ部を過ぎたあとも誘導加熱部材６によってベルト自身が発熱、加熱されるので、実質加熱時間が約２倍に増加し、高速定着時においても十分な熱量を与える事が可能となる
もし、誘導加熱を用いず、加熱ローラ２の外径を増やすことで本発明加熱と同程度の加熱量を得る場合には、図１４のように外径φ８０以上の加熱ローラを用いることとなり現実的ではない。
【００６２】
また、本発明のように誘導加熱部材６を用いて加熱ロ−ラ以外の部分を非接触加熱する事によって、定着ベルト１を傷つけることなく熱損失の少ない効率的な加熱が可能となる。
【００６３】
実施例５．
図１５は本発明の実施例５として、ファックスやプリンター等の白黒低中速機の定着装置として適用した場合を示すもので、定着ベルト１は実施例１と同様の基層に弾性層を付けずに、表面にトナー離型性を高めるために例えばＰＴＦＥやＰＦＡ等のフッ素樹脂１０〜５０μｍ厚の層を設けている。
【００６４】
断熱スポンジ層をもつ定着ローラ３は実施例１と同じ役割を示すが、外径３０φの小径ローラを用いている。加圧部材には加圧ローラの変わりに加圧パッド４１を用いている。加圧パッド４１の表面は断熱耐熱フェルト等で定着ローラ３に接していて、定着ベルト１の熱が奪われにくい構成となっている。
【００６５】
その他、加熱ローラ５、誘導加熱部材６、分離爪７、温度検知素子１１は実施例１と同様じ目的で配置している。
【００６６】
本実施例５の構成においては、定着装置全体を低熱容量化した事、および誘導加熱部材６による効率的な加熱、および定着ベルト１として金属ベルトを用いて熱抵抗を低下させた事によって、立ち上げ時間（ウオームアップタイム）の短縮と、装置の小型化、良定着性を満足することができる。
【００６７】
実施例６．
図１６は本発明の実施例６として、高速かつ厚紙の定着にまで対応した定着装置として応用した場合を示すもので、基本的な部材である加熱ローラ２、定着ローラ３、加圧ローラ４、ハロゲンビータ５、誘導加熱部材６、分離爪７、搬送ガイド８、オイル塗布機構９、クリーニングウェブ１０、温度検知素子１１は実施例４と同様じ目的で配置する。
【００６８】
定着ベルト１は、実施例４と同じものを更に大径化して使用し、ニップ部に巻きつけローラ３１を配置し、定着ベルト１を加圧ローラ４に巻きつけることによってニップ部を広くしている。
【００６９】
本実施例６の構成においては、ニップ幅が広がっているので、高速定着、厚紙定着のように定着に多くの熱量を必要とする系に有効的である。また、拡大化されたニップで奪われた多量の熱量は、加熱ローラ２および誘導加熱部材６によって多量の熱を供給することができるので、連続定着時の温度低下に抑えられ、装置の小型化か可能となる。
【００７０】
このような特徴は、巻きつけローラ３１を用いた拡大ニップと、加熱ローラ２と誘導加熱部材６を用いた拡大加熱幅の両方を兼ね備えることによって可能となっており、２５０ｇの厚紙を毎分５０枚（Ａ４幅）で連続定着する場合においても良好な定着性を維持する事が可能となる。
【００７１】
なお、以上の実施例では、本発明の加熱装置を、定着ベルトを用いた定着装置として適用した場合について説明したが、本発明の加熱装置は例えば、画像担持した被記録材を加熱して表面性（艶など）を改質する装置、仮定着処理する装置など、他の被加熱体を加熱処理する装置として広く適用できる。
【００７２】
実施例７．
図１７は本発明の加熱装置を定着装置として適用した画像形成装置の一例の概略構成を示したもので、本例の画像形成装置は原稿台往復動型・回転ドラム型・転写式・プロセスカートリッジ着脱方式の電子写真複写装置である。
【００７３】
図１７において、７０は装置機筺、７１はその装置機筺７０の上面板７２上に配設したガラス板等の透明板部材よりなる往復動型の原稿載置台であり、機筺上面板７１上を図面上右方ａ、左方ａ´に夫々所定の速度で往復移動駆動される。
【００７４】
Ｇは原稿であり、複写すべき画像面側を下向きにして原稿載置台７１の上面に所定の載置基準に従って載置し、その上に原稿圧着板７３をかぶせて押え込むことによりセットされる。
【００７５】
７４は機筺上面板７２面に原稿載置台７１の往復移動方向とは直角の方向（紙面に垂直の方向）を長手として開口された原稿照明部としてのスリット開口部である。
【００７６】
原稿載置台７１上に載置セットした原稿Ｇの下向き画像面は、原稿載置台７１の右方ａへの往動移動過程で右辺側から左辺側にかけて順次にスリット開口部７４の位置を通過していき、その通過過程でランプ７５の光Ｌをスリット開口部７４、透明な原稿載置台７１を通して受けて照明走査され、その照明走査光の原稿面反射光が像素子アレイ７６によって感光ドラム７７面に結像露光される。
【００７７】
感光ドラム７７は例えば酸化亜鉛感光層・有機半導体感光層等の感光層が被覆処理され、中心支軸７８を中心に所定の周速度で矢示ｂの時計方向に回転駆動され、その回転過程で帯電器７９により正極性又は負極性の一様な帯電処理を受け、その一様帯電面に前記の原稿画像の結像露光（スリット露光）を受けることにより、感光ドラム７７面には結像露光した原稿画像に対応した静電潜像が順次に形成される。
【００７８】
この静電潜像は現像器８０により加熱で軟化溶融する樹脂等より成るトナーにて順次に顕像化され、この顕像化されたトナー画像が転写部としての転写放電器８１の配設部位へ移行する。
【００７９】
Ｓは被記録材としての転写材シートＰを積載収納したカセットであり、このカセット内のシートが給送ローラ８２の回転により１枚宛繰出し給送され、次いでレジストローラ８３により、感光ドラム７７上のトナー画像形成部の先端が転写放電器８１の部位に到達したとき転写材シートＰの先端も転写放電器８１と感光ドラム７７との間位置に丁度到達して両者一致するようにタイミングどりされて同期給送される。そして、その給送シートの面に対して転写放電器８１により感光ドラム７７側のトナー画像が順次に転写される。
【００８０】
転写部でトナー画像転写を受けたシートは、不図示の分離手段で感光ドラム７７面から順次に分離され、搬送装置１１４によって像加熱装置（加熱定着装置）９０に導かれて担持している未定着トナー画像の加熱定着を受け、画像形成物（コピー）として排出ローラ８６を通って排紙トレイ８７上に排出される。
【００８１】
画像転写後の感光ドラム７７の面は、クリーニング装置８８により転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて繰り返して画像形成に使用される。ＰＣは装置本体７０内のカートリッジ着脱部８９に着脱されるプロセスカートリッジであり、本例の場合は、像担持体としての感光ドラム７７、帯電器７９、現像器８０、クリーニング装置８８の４つのプロセス機器を包含させて一括して装置本体７０に対して着脱交換自在としてある。
【００８２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、複数のローラ間に掛け渡されて回転するベルトと、そのベルト内部に配置され、弾性層を有し、前記ベルトを懸架しているローラと、前記ベルト外部に配置され該ベルトを介して前記ローラを加圧し、ニップ部を形成する加圧部材と、前記ニップ部以外の領域で前記ベルトを加熱する加熱手段とを備えるように構成したので、ベルトを効率よく加熱することができる。
【００８３】
本発明によれば、ベルトを加熱ローラ以外の部分で加熱する加熱手段を備えるように構成したので、高速出力や厚紙定着など熱量を多く必要とする場合にも良好な加熱処理が得られる。
【００８４】
本発明によれば、加熱手段として、電気抵抗によって発熱する抵抗発熱体を用いて該抵抗発熱体をベルトに摺動させることによって加熱するように構成したので、熱応答性の良い加熱が可能となる。
【００８５】
本発明によれば、ベルトは基層上に弾性層、あるいはトナー離型層を含む少なくとも２層以上で構成したので、ニップ部の形成は容易であるとともにローラから記録材の剥離を容易化することができる。
【００８６】
本発明によれば、ベルトは、ポリイミド、ニッケル、ＳＵＳ等の基層上にシリコンゴム、フッ素ゴム等の弾性体からなる弾性層、あるいはトナー離型層を含む少なくとも２層以上で構成したので、ローラにベルトを巻きつけることによって、良好な離型性能や定着性能を得ることができる。
【００８７】
本発明によれば、加熱手段は、輻射熱によってベルト内面を輻射加熱する加熱源であり、ベルトには光を吸収する吸熱層を備えるように構成したので、高速出力や厚紙定着など熱量を多く必要とする場合にも良好な加熱性が得られる。
【００８８】
本発明によれば、加熱手段として、加圧ローラがベルトをローラに加圧して形成したニップ部の上流域に加熱域を持つように構成したので、熱応答性の良い加熱が可能となる。
【００８９】
本発明によれば、加熱手段として、誘導加熱手段を備えるように構成したので、高速出力や厚紙定着など熱量を多く必要とする場合にも良好な加熱性を得られる。
【００９０】
本発明によれば、誘導加熱手段は、誘導コイルを備え該誘導コイルに印加した交番電流によって誘導加熱を行う電磁誘導加熱部材であるので、非接触で効率の良い加熱が可能となる。
【００９１】
本発明によれば、ベルトは、少なくとも一部に導電層としてニッケル、磁性ＳＵＳ、鉄、およびこれらの合金からなる金属層を含んでいるので、電磁誘導方式の加熱を用いてベルト自身を加熱する事が可能となり、熱損失の少なく、熱応答性の良い効率的な加熱が可能となる。
【００９２】
本発明によれば、ベルトは、基層の上にシリコンゴム、フッ素ゴム等の弾性体からなる弾性層を含んでいるので、フルカラートナーを用いたカラー画像形成装置における定着装置であっても、光沢ムラや画像不良の無い、良好な画像を得ることが可能となる。
【００９３】
本発明によれば、誘導加熱手段によって加熱されるベルトの領域は、加圧部材がベルトをローラに加圧して形成したニップ部以外の略平面部であるので、誘導加熱部材の配置に自由度があり、誘導コイルや励磁コアの昇温を抑えつつ、高出力の電力を印加することが可能となる。
【００９４】
本発明によれば、画像形成装置の定着手段として（１）から（１３）のうちのいずれか１項記載の加熱装置を適用するように構成したので、フルカラートナーを用いたカラー画像形成装置における定着装置であっても、光沢ムラや画像不良の無い、高品質な画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１によるベルト定着装置を示す概要図である。
【図２】面状発熱体の断面図である。
【図３】比較対照の定着ベルトの加熱領域を示す説明図である。
【図４】本発明における定着ベルトの加熱領域を示す説明図である。
【図５】比較対照例において所望の加熱を得る場合の加熱ローラの説明図である。
【図６】本発明の実施例２によるベルト定着装置を示す概要図である。
【図７】本発明の実施例３によるベルト定着装置を示す概要図である。
【図８】本発明の実施例４によるベルト定着装置を示す概要図である。
【図９】誘導加熱部材の分解説明図である。
【図１０】誘導加熱部材の組み立て構成図である。
【図１１】電磁誘導加熱式定着装置の原理説明図である。
【図１２】比較対照の定着ベルトの加熱領域を示す説明図である。
【図１３】本発明における定着ベルトの加熱領域を示す説明図である。
【図１４】比較対照例において所望の加熱を得る場合の加熱ローラの説明図である。
【図１５】本発明の実施例５によるベルト定着装置を示す概要図である。
【図１６】本発明の実施例６によるベルト定着装置を示す概要図である。
【図１７】本発明の加熱装置を定着装置として適用した画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図１８】従来のベルト定着装置を示す概要図である。
【符号の説明】
１：定着ベルト
２：加熱ローラ
３：定着ローラ
４：加圧ローラ
５：ハロゲンヒータ
６：面状発熱体、誘導加熱部材（加熱手段）
７：分離爪
８：搬送ガイド
９：オイル塗布機構
１０：クローニングウェッブ
１１：温度検知素子
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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