(57)【要約】【課題】省エネと高速化の両方を満足できる、画像定着装置等として用いて好適な加熱装置を提供する。【解決手段】回転可能な無端ベルト２と、無端ベルトの内側に配されたコロ３と発熱体５と、回転駆動可能であって、無端ベルトの外側に当接する加圧回転体４と、を有し、無端ベルトと加圧回転体の外周の一部とを加圧当接させた構成において、無端ベルトはテンション部２ａと非テンション部２ｂとを有し、無端ベルトのテンション部はコロと発熱体との間において無端ベルトと加圧回転体とが当接した部位であり、非テンション部は無端ベルトと加圧回転体とが当接しない部位であり、かつコロ及び発熱体が当接しない自由支持となっており、無端ベルトのテンション部の無端ベルトと加圧回転体との間で被加熱材Ｐを挟持搬送しつつ発熱体で加熱される無端ベルトの熱で加熱することを特徴とする加熱装置。【選択図】図２
2004184736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な無端ベルトと、
前記無端ベルトの内側に配されたコロと発熱体と、
回転駆動可能であって、前記無端ベルトの外側に当接する加圧回転体と、
を有し、
前記無端ベルトと前記加圧回転体の外周の一部とを加圧当接させた構成において、前記無端ベルトはテンション部と非テンション部とを有し、
前記無端ベルトのテンション部は前記コロと前記発熱体との間において無端ベルトと加圧回転体とが当接した部位であり、非テンション部は無端ベルトと加圧回転体とが当接しない部位であり、かつ前記コロ及び前記発熱体が当接しない自由支持となっており、
前記無端ベルトのテンション部の無端ベルトと加圧回転体との間で被加熱材を挟持搬送しつつ前記発熱体で加熱される前記無端ベルトの熱で加熱することを特徴とする加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、画像形成部を有する装置である複写機、プリンタ及びファクシミリ等の画像形成装置において、未定着画像を形成担持させた記録材（用紙）を加圧・加熱して、記録材上に永久固着像を形成する画像定着装置（定着器）として用いて好適な加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やプリンタ、ファクシミリ等に用いられる電子写真方式の画像形成装置において、近年重要性を増してきた課題として、省エネという問題がある。その一方で、高速化という要求も、最近では高まってきている。
【０００３】
上記画像形成装置で用いられている加熱装置としての定着装置は、トナーを融解して用紙に定着させるために電力を直接熱エネルギーとして消費しており、本体全体で使用される電力消費の大きな要因を占めている。
【０００４】
これを低減するための一つの重要な方向性として、オンデマンド化がはかられている。定着部材を薄肉ローラ化あるいは薄いベルト形状もしくはフィルム状にすることで、熱容量を小さくして立ち上がりを早くすると同時に、その間の加熱消費電力を抑えるものである。
【０００５】
オンデマンド化をはかることで、プリント信号を受け取ると待ち時間もほとんどなく、すぐにプリント開始がなされるため、非プリント時には定着部材をプリント温度近辺の高温で保温しておく必要がなく、常温かせいぜい適度に低温に保てばよい。定着装置の保温時の放熱は、環境温度と定着部材の設定温度の温度差に比例して大きくなり、これらはプリントしていない状態でも常時電力を消費する。したがって、間欠的にプリントを繰り返すような状況下では、オンデマンド化が非常に大きな節電効果をもたらす。
【０００６】
さて、一般的には定着部材の内面からヒータ加熱を行う方法が主である。ハロゲンランプ加熱の定着ローラを用いた場合ではランプのガラス表面が２００℃をはるかに越える高温に達するが、実際の温調はローラの表面温度を検知して１８０℃前後で行っている。
【０００７】
近年製品化されているセラミックヒータ等の発熱体と定着フィルムを用いたいわゆるオンデマンド定着装置の構成では、ヒータ温度は１９０〜２００℃程度の低温で前者と同等の定着性を得ていることから、トップ温度をほぼ定着温度まで下げることが出来る後者のシステムはより放熱ロスが少なく、効率的であると言える（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
同様に、定着部材自体が自己発熱する方式、例えば自己発熱体や磁気誘導加熱を用いる方式（例えば、特許文献２参照）はトップ温度を下げることができ、高効率なシステムである。また、定着部材の表面近傍を直接加熱することが可能であることから熱応答性が向上し、通常のハロゲンランプ加熱によるローラ定着と比べてリップルの小さい安定した温調が可能であり、高温オフセット領域と低温オフセット領域の間のラチチュードを有効にとることができる。結果として光沢ムラのない定着性の高い安定した画像を得るものである。
【０００９】
近年製品化されている発熱体と薄肉定着フィルムによるオンデマンド定着構成においては、一般的にセラミックもしくは金属等のヒータを定着フィルム背面に当接させ、相対する加圧部材との間に被定着転写体を挟時搬送させつつ、定着フィルムを介して定着ニップ間で画像表面に直接熱流を送り込み加熱する伝熱方式となっている。
【特許文献１】
特開平４−４４０７５号公報
【特許文献２】
特開２００１−４２６７０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、上記従来例は、現在も多くの製品実績があり、通常の使用では全く問題がないことが判っているが、昨今の省エネルギー及び、高速化の観点から、製品として、さらに高い信頼性を向上させたうえで、省エネ及び高速化を成し遂げる必要にせまられてきている。
【００１１】
そこで本発明の目的は、省エネと高速化の両方を満足できる、例えば画像定着装置として用いて好適な加熱装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転可能な無端ベルトと、前記無端ベルトの内側に配されたコロと発熱体と、回転駆動可能であって、前記無端ベルトの外側に当接する加圧回転体と、を有し、前記無端ベルトと前記加圧回転体の外周の一部とを加圧当接させた構成において、前記無端ベルトはテンション部と非テンション部とを有し、前記無端ベルトのテンション部は前記コロと前記発熱体との間において無端ベルトと加圧回転体とが当接した部位であり、非テンション部は無端ベルトと加圧回転体とが当接しない部位であり、かつ前記コロ及び前記発熱体が当接しない自由支持となっており、前記無端ベルトのテンション部の無端ベルトと加圧回転体との間で被加熱材を挟持搬送しつつ前記発熱体で加熱される前記無端ベルトの熱で加熱することを特徴とする加熱装置、である。
【００１３】
上記構成において、発熱体と無端ベルトとコロを加圧回転体の外周の一部に当接させることで、被加熱材加熱ニップ部を従来の構成よりも大きくとることが出来、これにより、被加熱材加熱時間が増大し、画像定着装置にあっては安定した画像に定着することが出来ると同時に、被加熱材加熱時間の増大によってより高速化を行うことが出来る。
【００１４】
また、発熱体の幅を大きく取り、かつ発熱体の基材を例えばＳＵＳとすることで、発熱体内が熱伝導によって暖められて、無端ベルトと発熱体との接触部全体で無端ベルトへの熱伝導が行われるようになる。これにより、高速にて無端ベルトを駆動した場合においても、安定して、無端ベルトの加熱を行うことが出来る。
【００１５】
さらに、上記加熱手段に、電磁誘導により、無端ベルトの基材に渦電流を発生させて加熱を行う方法を用いることも出来、この方式では、無端ベルトの基材自身が発熱体となるので、被加熱材加熱温度までの立ち上がり時間を、より短縮させることが出来る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施例〕
図１に第１の実施例を示す。図１は本実施例の加熱装置としての画像定着装置を示す。
【００１７】
１は画像定着装置全体を示す。構成は、加圧ローラ４、平板のＳＵＳを基材としたＳＵＳヒータ５、円筒状（エンドレスベルト状）の定着ベルト２、コロ３等から成り、加圧バネ１０にて所定の定着圧を与える様になっている。
【００１８】
すなわち、回転可能な無端ベルトとしての定着ベルト２と、該定着ベルト２の内側に配された、コロ３と、発熱体としての、平板のＳＵＳを基材としたＳＵＳヒータ５と、回転駆動可能であって、定着ベルト２の外側に当接する加圧回転体としての加圧ローラ４と、を有し、定着ベルト２と加圧ローラ４の外周の一部とを加圧当接させた構成において、定着ベルト２はテンション部２ａ（図２）と非テンション部２ｂとを有し、定着ベルト２のテンション部２ａはコロ３とＳＵＳヒータ５との間において定着ベルト２と加圧ローラ４とが当接した部位であり、非テンション部２ｂは定着ベルト２と加圧ローラ４とが当接しない部位であり、かつコロ３及びＳＵＳヒータ５が当接しない自由支持となっており、定着ベルト２のテンション部２ａの定着ベルト２と加圧ローラ４との間で被加熱材としてのみ定着トナー画像を担持した記録材Ｐを挟持搬送しつつＳＵＳヒータ５で加熱される定着ベルト２の熱で加熱する加熱装置としての定着装置である。
【００１９】
以下、詳細を説明すると、画像定着装置１には、メインフレーム１４の中央部に軸受け４ｂを用いて加圧ローラ４を回転自由に軸受けさせて配設してある。この加圧ローラ４は不図示の駆動系によって矢印の反時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。また、加圧ローラ４の記録材搬送方向上流側には入り口ガイド１５があり、下流側には排紙ガイド１６が取り付けられている。
【００２０】
メインフレーム１４の上方には天板１２があり、この天板１２はメインフレーム１４に対してヒンジ部１４ａ・１２ａにて係合されている。
【００２１】
天板１２のヒンジ部１４ａ・１２ａ側とは反対側の他端はネジ１７によってメインフレーム１４に固定されている。この状態で、加圧バネ１０が圧縮されて、所定の加圧力が発生できる様になっている。
【００２２】
無端ベルトである定着ベルト２内に、ベルト回転方向上流からＳＵＳヒータ５、その下流にコロ３が配置されていて、定着ベルト２の端部の大部分が、壁状部材１３に当接可能な状態になっている。さらに、定着ベルト内部には支持板７が配置している。
【００２３】
ＳＵＳヒータ５はヒータホルダー６に取り付けられていて、ヒータホルダー６は耐熱樹脂を用いている。ヒータホルダー６の上にはフレーム８があり、このフレーム８の上にバネ台９がある。
【００２４】
ヒータホルダー６は耐熱樹脂をもちいることで、ＳＵＳヒータ５からの熱がフレーム８への逃げを防ぐ様になっている。
【００２５】
定着に必要な加圧力は加圧バネ１０にて発生されるが、これは、天板１２に取り付けられたバネ台１１に加圧バネ１０が取り付けられていて、その他端がバネ台９を介してフレーム８とヒータホルダー６とを加圧することで、ＳＵＳヒータ５が定着ベルト２を加圧し、加圧ローラ４は上記の加圧力によって弾性に抗して図の様に変形して所定のニップを形成することが出来る。
【００２６】
さらに、本実施例の定着ベルト２は、Ｎｉを基材として、その表層にシリコンゴムを厚さ２００μｍ程度貼り付けてあり、その表面には、トナーの離型を良くするために、フッ素樹脂のコートが行われている物を用いている。
【００２７】
上記構成において、定着ベルト２は、シリコンゴム層があるために、ＳＵＳヒータ５にて加熱された後も、そのゴム層の熱容量のために、定着ベルトとして、ほとんど温度低下しない状態で下流に駆動される。
【００２８】
そして、定着ベルト２は、図から解るように、コロ３と加圧ローラ４との間へ搬送される。
【００２９】
上記コロ３は不図示のバネ手段と軸受けなどを用いて加圧ローラ方向に加圧当接している。
【００３０】
さらに、上記コロ３は不図示の駆動系によって回転駆動可能になっていて、定着ベルト２の搬送方向にコロ３を駆動出来るようになっている。
【００３１】
上記構成において、加圧ローラ４は矢印の反時計方向に不図示のモーター手段によって回転駆動されるようになっている。
【００３２】
この加圧ローラ４の駆動によって、定着ベルト２は図中矢印の時計方向に加圧ローラ４との摩擦力によって搬送駆動される。
【００３３】
上記定着ベルト２の内周面とＳＵＳヒータ５の裏面には、それぞれ不図示のサーミスタが配置していて、これにより定着ベルト２との温度を検知して定着ベルト温度の制御を行えるようになっている。
【００３４】
上記定着ベルト２の内周面には適量の耐熱グリースが塗布されていて、特にＳＵＳヒータ５との潤滑と熱伝導について、効果的に使用されている。
【００３５】
また、コロ３は、不図示の駆動系によって、図中矢印方向に回転駆動されるようになっている。
【００３６】
加圧ローラ４は、芯金４ａに、低硬度のシリコンゴムによって、ローラとして構成され、その表層はＰＦＡチューブを用いた物を使用している。
【００３７】
上記低硬度のシリコンゴムは低硬度化するために本実施例では発泡体を用いている。これによって、ＳＵＳヒータ５に沿った大きさのニップを容易に得ることが出来ている。
【００３８】
次に図２を用いて説明を行う。図２は、図１の画像定着装置１を説明の為に一部簡略化したものである。
【００３９】
図２において、定着ベルト２は、ＳＵＳヒータ５のベルト回転方向上流付近から加圧ローラ４の変形によってニップ部を形成しはじめて、ＳＵＳヒータ５の面内で定着ベルト２が加熱されて、ＳＵＳヒータ５のベルト回転方向下流部からは定着ベルト２のゴム部の蓄熱により定着ベルト２の温度はほとんど低下していない状態でコロ３と加圧ローラ４との当接部まで搬送されるようになる。
【００４０】
定着ベルト２は、図から解るように、ＳＵＳヒータ５のベルト回転方向上流近傍からＳＵＳヒータ５のベルト回転方向下流近傍と、ＳＵＳヒータ５のベルト回転方向下流部近傍から、コロ３と加圧ローラとの加圧当接部までの間では、定着ベルト２は加圧ローラ外周部を巻回した状態で駆動され、さらに、コロ３はベルト搬送速度よりも速い周速で駆動されるため、この範囲の定着ベルト２にはコロ３の駆動力によりベルトが進行方向に引っ張られ、その結果ベルトの進行方向に張力が発生するようになる。したがって、図において、上記範囲をテンション部２ａとする。したがって、この範囲２ａを除いた定着ベルト２の外周部はコロ３の駆動力による張力がかからないため非テンション部２ｂということになる。
【００４１】
このことから、上記構成において、定着ベルト２はテンション部２ａと非テンション部２ｂとによって構成されている。
【００４２】
而して、加圧ローラ４、コロ３が回転駆動され、これに伴い定着ベルト２も回転し、かつＳＵＳヒータ５に通電がなされて所定の温度に立ち上がって温調された状態において、定着ベルト２のテンション部２ａの定着ベルト２と加圧ローラ４との間に未定着トナー画像を担持した記録材Ｐが入り口ガイド１５に案内されて導入され、定着ベルト２のテンション部２ａに対応する定着ニップ部を挟持搬送されていく。この挟持搬送過程で、記録材ＰがＳＵＳヒータ５で加熱される定着ベルト２の熱で加熱されて画像定着を受ける。そして定着ニップ部を出て定着ベルト２から分離され、排紙ガイド１６で案内されて排出搬送される。
【００４３】
上記構成とすることによって、定着ベルト２の非テンション部２ｂでは定着ベルトの長手方向にわたって支持する部材が無いため、加熱された定着ベルト２の熱が筐体に逃げる経路が無いため、ＳＵＳヒータ５によって加熱された熱量が非テンション部２ｂではほとんど奪われないので、定着装置としての温度の立ち上がり時間の短縮と、連続定着時の熱の逃げが少ない構成になるため、省エネの効果もある。
【００４４】
さらに、コロ３の駆動により、定着ベルト２のニップ部には安定したテンション部２ａが形成されるため、画像ブレの無い安定した定着を行うことができる、という効果がある。
【００４５】
図３はコロ３の詳細図である。コロ３は、コロとしての熱容量を小さくするため、中空構造になっている。
【００４６】
このことで、定着ベルト２の熱がコロ３に奪われる量が少なくてすみ、定着装置としての温度の立ち上がり時間の短縮と、連続定着時の熱の逃げが少ない構成になるため、省エネの効果もある。
【００４７】
次に、図４、５を用いて定着ベルト２の位置規制について説明する。図４及び図５は画像定着装置１を記録材搬送方向下流側（用紙出口側）から見た図である。
【００４８】
図４において、定着ベルト２はメインフレーム１４に軸受け支持されている加圧ローラ４の上部にあり、そのベルト内には、図１からも解るように、ＳＵＳヒータ５を内蔵したホルダー６と、フレーム８と、コロ３が配置されている。
【００４９】
さらに、図から解るように、定着ベルト２の破断線内に示したように、ツバ７とその支持部材１８が配置されていることがわかる。
【００５０】
また、メインフレーム１４の両側、すなわち、定着ベルトの長手方向両側には壁状部材１３及び１９がある。
【００５１】
図４において、現在の定着ベルト２の位置は、メインフレーム１４のほぼ中央に位置していて、定着ベルト２の各端部と、壁状部材１３および１９との間隙は、図よりａ及びｂという大きさのスキマが存在している状態であることがわかる。
【００５２】
上記の状態にて、実際に定着装置として、ＳＵＳヒータ５を点灯して画像の定着を行うと、定着ベルト２は各部材の寸法のバラツキや熱膨張の微少なバラツキなどによって、長手方向のどちらか一方に位置がずれてきて、定着ベルト端部が片側のどちらかの壁状部材１３または１９に当接するようになってくる。
【００５３】
上記状態を図５を用いて説明すると、定着ベルト２の一つの端部は壁状部材１３に当接している状態を示している。したがって、図４におけるスキマａは、図５の状態では無くなり、その代わりに、図４のスキマｂが図５では大きくなり、スキマｃ（＝ａ＋ｂ）に変化していることが解る。
【００５４】
以上により、定着ベルト２の位置規制の方法について説明を行った。
【００５５】
次に図６、７について説明を行う。図６は、図４及び５から、説明の為に、定着ベルト２を無い状態とした構成図である。図から解るように、フレーム８上には複数のツバ７が支持部材１８によってフレーム８にネジ留めされていることがわかる。
【００５６】
ツバ７の詳細を図７に示す。図において、ツバ７は支持部材１８にネジによって固定されている。さらにツバ７は耐熱樹脂をもちいており、これによって定着ベルトの熱がフレーム８へ逃げにくいようになっている。
【００５７】
また、ツバ７の外径は定着ベルト２の非テンション部２ｂによって形成される略円形の内径寸法よりもある大きさだけ小さな外径になっている。
【００５８】
したがって、上記構成において、定着動作を行うと、ベルトの非テンション部２ｂが上記ツバ７に摺擦はするが、テンションはかからない状態で上記定着ベルトの支持を行うことが出来る。
【００５９】
次に、図８、９を用いて定着ベルト２について説明を行う。図８は、定着ベルト２の外観および断面を示している。図の断面部分Ａを拡大したものが図９になる。
【００６０】
図９において、定着ベルト２は、その断面で、基材層２０，ゴム層２１，離型層２２とからなる。
【００６１】
上記、基材層２０は、本実施例では、Ｎｉを用いている。ゴム層２１はシリコンゴムを用いている。左記シリコンゴム層の厚みは２００μｍとした。表層はＰＦＡをコートしたものを用いている。左記コート層は３０μｍ程度とした。
【００６２】
上記の基材層２０ではＮｉを用いたが、ステンレスやＦｅ系の金属を用いても問題はない。また、シリコンゴム層の厚みは１００〜５００μｍ程度の大きさで用いても良い。
【００６３】
したがって、上記シリコンゴム層を設けることで、定着ベルト全体に熱容量を持たせ、ＳＵＳヒータより下流においても、定着温度をほぼ保つという効果がある。
【００６４】
さらに、トナー色でＣ，Ｍ，Ｙ，Ｂを用いたカラー画像の定着においては上記ゴム層を設けることで、その弾性を利用してトナーを包み込んだ状態で加熱および加圧ができるため、安定した定着性を得ることができる。
【００６５】
〔第２の実施例〕
図１の画像定着装置１において、コロ３が剛体である例を第１の実施例で示したが、上記構成においてコロ３を加圧ローラ４に当接させる力をバネ１０の発生力よりは小さい値だが、ある程度以上の大きさとすると、定着された記録材が剛体であるコロ３の曲率に習うようにして排出されるため、このことで記録材記録材と加圧ローラとの巻き付きは無くなる。
【００６６】
さらに、コロ３の曲率がある程度小さいため、上記の様に、一旦、コロの曲率に沿うことで、記録材は加圧ローラから分離し、その後、記録材自身のコシがあるので、コロの曲率がある程度以上小さいことで、定着ベルトからも分離される、という作用がある。
【００６７】
上記作用によって、分離爪を用いないで、記録材の排出を良好に行うことが出来るという効果がある。
【００６８】
〔第３の実施例〕
図１０に、定着ベルト２５の加熱手段として、電磁誘導加熱を用いた構成の例を示す。
【００６９】
図において、上記実施例の画像定着装置４０は、図１の画像定着装置１と同じ機能を有する部材には、同じ番号で示している。
【００７０】
構成は、加圧ローラ４、コロ３、定着ベルト２５とからなり、また電磁誘導を行うためのコイル２７と、漏れ磁界を防ぐためのコア２８、アルミナの表面にガラスコートを行った摺動板２６、およびハウジング３６にて、電磁誘導加熱部が構成されている。
【００７１】
これにより、定着ベルト２５においては、コロ３を駆動することで、図２の装置のようにテンション部２ａと非テンション部２ｂとが構成され、加圧ローラ４を回転駆動することによって、定着ベルト２は搬送駆動されて、定着が行われる様になっている。
【００７２】
定着ベルト２５は、その断面で、基材層，ゴム層，離型層とからなる。
【００７３】
上記の基材層は、本実施例では、Ｎｉを用いている。ゴム層は、シリコンゴムを用いている。左記シリコンゴム層の厚みは２００μｍとした。表層はＰＦＡをコートしたものを用いている。左記コート層は３０μｍ程度とした。
【００７４】
上記の基材層では、Ｎｉを用いたが、ステンレスやＦｅ系の金属を用いても問題はない。また、シリコンゴム層の厚みは１００〜５００μｍ程度の大きさで用いても良い。
【００７５】
本実施例の構成では、電磁誘導加熱方式を用いたために、図の様に、摺動板２６の下部の、加圧ローラ４とのニップ部位に沿うように、コイル２７を、配置したことによって、上記の摺動板下部のニップ部位に磁界を与えることが出来、これによってそのコイルに与えた高周波の印加電流によって、うず電流を定着ベルト２５の基材部に発生させて、その基材を発熱させることができるわけである。
【００７６】
上記によって、定着ベルト２５は発熱せしめることになるが、図から解るように、コイル２７は摺動板２６の下部の、加圧ローラ４とのニップ部位に沿うように、配置したことによって、容易に広い範囲を同時に加熱することができるという効果がある。
【００７７】
〈その他〉
ａ）第１、第２の実施例において、発熱体５は例示のＳＵＳヒータに限られるものではなく、その他、例えば、アルミナや窒化珪素等を基板とするセラミックヒータ、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータ、電磁誘導発熱性部材などを用いることもできる。
【００７８】
ｂ）加圧回転体は、ローラ体の代わりに、エンドレスベルト体にすることもできる。また、例えば、特開２００１−２２８７３１公報に開示されているエンドレスベルトと加圧部材からなる加圧フィルムユニットを用いて小熱容量化を図ってもよい。
【００７９】
ｃ）本発明の加熱装置は実施形態例の画像定着装置としてに限らず、画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加熱装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置として使用できる。
【００８０】
以上、本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【００８１】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００８２】
〔実施態様１〕
回転可能な無端ベルトと、
前記無端ベルトの内側に配されたコロと発熱体と、
回転駆動可能であって、前記無端ベルトの外側に当接する加圧回転体と、
を有し、
前記無端ベルトと前記加圧回転体の外周の一部とを加圧当接させた構成において、前記無端ベルトはテンション部と非テンション部とを有し、
前記無端ベルトのテンション部は前記コロと前記発熱体との間において無端ベルトと加圧回転体とが当接した部位であり、非テンション部は無端ベルトと加圧回転体とが当接しない部位であり、かつ前記コロ及び前記発熱体が当接しない自由支持となっており、
前記無端ベルトのテンション部の無端ベルトと加圧回転体との間で被加熱材を挟持搬送しつつ前記発熱体で加熱される前記無端ベルトの熱で加熱することを特徴とする加熱装置。
【００８３】
〔実施態様２〕
実施態様１に記載の加熱装置において、前記発熱体の無端ベルト回転方向下流側に前記コロが配置されていることを特徴とする加熱装置。
【００８４】
〔実施態様３〕
実施態様２に記載の加熱装置において、前記コロは回転駆動力を印加可能であることを特徴とする加熱装置。
【００８５】
〔実施態様４〕
実施態様１から３の何れかに記載の加熱装置において、前記コロは前記加圧回転体の周速よりも速い速度にて駆動されることを特徴とする加熱装置。
【００８６】
〔実施態様５〕
実施態様１から４の何れかに記載の加熱装置において、前記コロは剛体とすることを特徴とする加熱装置。
【００８７】
〔実施態様６〕
実施態様１から５の何れかに記載の加熱装置において、前記コロは前記加圧回転体方向に所定の加圧力にて当接していることを特徴とする加熱装置。
【００８８】
〔実施態様７〕
実施態様１から６の何れかに記載の加熱装置において、前記発熱体に面状発熱体を用いたことを特徴とする加熱装置。
【００８９】
〔実施態様８〕
実施態様１から６の何れかに記載の加熱装置において、前記コロは中空構造であることを特徴とする加熱装置。
【００９０】
〔実施態様９〕
実施態様１から８の何れかに記載の加熱装置において、前記無端ベルトの両端部は無端ベルトの幅方向の移動が壁状部材によって規制されていることを特徴とする加熱装置。
【００９１】
〔実施態様１０〕
実施態様１から９の何れかに記載の加熱装置において、前記無端ベルトの内周面に摺接する部材が少なくとも１つ設けられていることを特徴とする加熱装置。
【００９２】
〔実施態様１１〕
請求項１０に記載の加熱装置において、無端ベルト内周に当接する部材は円形状を成し、その円形の外周部が無端ベルト内周に摺接することを特徴とする加熱装置。
【００９３】
〔実施態様１２〕
実施態様１０または１１に記載の加熱装置において、無端ベルト内周に摺接する部材は無端ベルト幅方向に複数あることを特徴とする加熱装置。
【００９４】
〔実施態様１３〕
実施態様１から１２の何れかに記載の加熱装置において、前記無端ベルトは、基材はＮｉから成り、その表層にフッ素樹脂コート、あるいはチューブ状に形成されたフッ素樹脂をかぶせた物であり、かつＮｉ基材との中間層には、ゴム弾性体を用いていることを特徴とする加熱装置。
【００９５】
〔実施態様１４〕
実施態様１３に記載の加熱装置において、前記無端ベルトは中間層にシリコンゴムを用いていることを特徴とする加熱装置。
【００９６】
〔実施態様１５〕
実施態様１から１４の何れかに記載の加熱装置において、前記無端ベルトはＮｉやステンレス等の電磁誘導発熱性の基材を用いたものであり、励磁コイルと、該励磁コイルに高周波電流を印加するための電流印加手段とを有し、前記無端ベルトの基材部分に発生する渦電流による電磁誘導加熱により無端ベルトを発熱させることを特徴とする加熱装置。
【００９７】
〔実施態様１６〕
記録材上に未定着トナー画像を形成担持させる作像手段部と、前記未定着トナー画像を記録材上に定着させる画像定着手段を有する画像形成装置において、前記画像定着手段が実施態様１から１５の何れかに記載の加熱装置であることを特徴とする画像装置。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、無端ベルトと、発熱体と、加圧回転体と、コロを用いて、被加熱材を加熱する大ニップ部を構成することができることで、高速化と省エネの両方を満足する、画像定着装置等として用いるのに好適な加熱装置を構成することができる。また、無端ベルトは、テンション部と非テンション部とを有する支持形態とし、テンション部にてプロセスニップ（被加熱材加熱ニップ部）を得るようにしていることで、画像定着装置にあっては定着画質は低下しない構成となる。
【００９９】
より具体的には、実施例に示した画像定着装置にあっては
１）本発明の構成とすることによって、定着ベルト（無端ベルト）の非テンション部では、定着ベルトの長手方向にわたって支持する部材が無いため、加熱された定着ベルトの熱が筐体に逃げる経路が無いため、ＳＵＳヒータ（発熱体）によって加熱された熱量が非テンション部では奪われないので、定着装置としての温度の立ち上がり時間を短縮させる効果がある。
【０１００】
２）本発明の構成とすることによって、定着ベルトの非テンション部では、定着ベルトの長手方向にわたって支持する部材が無いため、加熱された定着ベルトの熱が筐体に逃げる経路が無いため、ＳＵＳヒータによって加熱された熱量が非テンション部では奪われないので、連続定着時において熱の逃げ少なくすむので、省エネの効果がある。
【０１０１】
３）熱源の下流に配置したコロは、コロとしての熱容量を小さくするため、中空構造としたことで、定着ベルトの熱がコロに奪われる量が少なくてすみ、定着装置としての温度の立ち上がり時間を短縮させるという効果がある。
【０１０２】
４）熱源の下流に配置したコロを駆動することにより、定着ベルトのニップ部には安定したテンション部が形成されるため、画像ブレの無い安定した定着を行うことができる、という効果がある。
【０１０３】
５）熱源の下流に配置したコロを定着ベルトの周速よりも速い速度で駆動することにより、定着ベルトのニップ部にはより安定したテンション部が形成されるため、画像ブレの無い安定した定着を行うことができる、という効果がある。
【０１０４】
６）熱源の下流に配置したコロは、コロとしての熱容量を小さくするため、中空構造としたことで、定着ベルトの熱がコロに奪われる量が少なく、連続定着時において熱の逃げ少なくすむので、省エネの効果がある。
【０１０５】
７）熱源の下流に配置したコロを剛体とし、このコロを加圧ローラに当接させる力をある程度以上の大きさとすると、定着された記録材が剛体であるコロの曲率に習うようにして排出されるため、このことで、記録材と加圧ローラとの巻き付きによるジャムの発生は無くなるという効果がある。
【０１０６】
８）熱源の下流に配置したコロの曲率によって、記録材が一旦、コロの曲率に沿うことで、記録材は加圧ローラから分離し、その後、記録材自身のコシと、コロの曲率がある程度以上小さいことで、定着ベルトからも分離されるようになる。これによって、分離爪を用いないで、記録材の排出を良好に行うことが出来るという効果がある。
【０１０７】
９）分離爪を用いないことで、分離爪のコストを削減できる。
【０１０８】
１０）分離爪を用いないことで、爪と定着ベルトの摺擦によるキズや脂粉の堆積を起因とした、耐久性の低下を未然に防ぐことが出来る。
【０１０９】
１１）定着ベルトの中間層にシリコンゴム層を設けることで、定着ベルト全体に熱容量を持たせ、熱源よりも下流においても、定着温度をほぼ保つため、熱源と駆動コロとの間に形成されるプロセスニップ内で、ほとんど温度低下のない安定した定着を行うことが出来るという効果がある。
【０１１０】
１２）熱源の下流に駆動コロを配して、かつ定着ベルトの中間層にゴム層を設けて定着ベルト全体の熱容量を持たせた構成とすることで、熱源の直下から、駆動コロの当接部位までが、プロセスニップとなり、その結果として、比較的に大きなプロセスニップを得ることができる。これにより、左記ニップ内を記録材が移動する時間を長く保てることが出来、従来よりも、より高速のプロセススピードにおいても、安定した定着を行うことができる。
【０１１１】
１３）トナー色でＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｂ（ブラック）を用いたカラー画像の定着においては、定着ベルトの中間層にゴム層を設けることで、その弾性を利用して、トナーを包み込んだ状態で、加熱および加圧ができるため、安定した定着性を得ることが出来るという効果がある。
【０１１２】
１４）加熱手段に電磁誘導加熱方式を用いると、コイルの配置によって、磁界が発生する範囲を、定着ベルトに対して、比較的に広くすることが容易に出来、これにより、より広範囲を、瞬時かつ同時に加熱することが出来る、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の画像定着装置の構成説明図
【図２】定着ベルトの動作説明図
【図３】コロの詳細図
【図４】定着ベルトの動作説明図
【図５】定着ベルトの動作説明図
【図６】定着ベルトの支持部材説明図
【図７】定着ベルトの支持部材詳細図
【図８】定着ベルトの詳細図
【図９】定着ベルトの詳細図
【図１０】第２の実施例の画像定着装置
【符号の説明】
１・４０：画像定着装置、２・２５：定着ベルト、３：コロ、４：加圧ローラ、５：ＳＵＳヒータ、６：ヒータホルダー、７：ツバ、１０、３１：加圧バネ、１３・１９：壁状部材、１４・３３：メインフレーム、２７：コイル、２８：コア、３６：ホルダー、１２・３４：天板、１５：入り口ガイド、１６：排紙ガイド
【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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