(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動する加圧ロールと、
前記加圧ロールに当接して被記録媒体が挿通されるニップ部を形成しつつ従動回転するエンドレスベルトと、
前記エンドレスベルトと摺接する平面部を有し、前記平面部で前記エンドレスベルトを内方から押圧して前記ニップ部を略平面状に形作る押圧支持体と、
前記エンドレスベルトの周内に配置され、前記エンドレスベルトを輻射熱により直接加熱すると共に前記押圧支持体を介して熱伝導により加熱する熱源と、
を有し、
前記被記録媒体の表面に担持された未定着像を前記ニップ部により加熱及び加圧することで当該被記録媒体に定着させるための定着装置において、
前記押圧支持体は、前記熱源と対向する前記平面部の面側に複数の凸状部を有すると共に、前記押圧支持体における前記平面部において、前記凸状部の非形成領域の前記平面部の肉厚が前記凸状部の前記平面部表面と接合する基底部の幅よりも薄く、且つ前記凸状部の前記平面部表面と接合する基底部から頂点までの高さが前記凸状部の非形成領域の前記平面部の肉厚よりも高いことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置を備えた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、記録シートを加熱及び加圧することによりその表面に担持された未定着トナー像を当該記録シートに定着させるための、電子写真装置の定着装置に関する。また、この定着装置を備えた、電子写真方式の複写機やプリンタあるいはファクシミリなどに用いられる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やプリンタあるいはファクシミリなどに用いられる画像形成装置には、用紙等の記録用シートに転写された未定着のトナー像を加熱及び加圧することによりそのトナー像を記録用シートに定着する定着装置が備えられている。
【０００３】
定着装置においては、省エネルギーの観点や、画像形成装置の使用時にユーザーを待たせないようにする等の観点から、加熱ロール等の加熱部材を瞬時に加熱することができ、待ち時間（ウォームアップタイム）をできる限り少なくすることが望まれている。
このため、加熱ロールと加圧ロールとが当接してなる２ロール方式の定着装置に代えて、ウォームアップタイムの短いいエンドレスベルト状の加熱部材又は加圧部材を用いた定着装置が使用されてきている。
【０００４】
このような定着装置の一つとして、回転体とベルト管状体（例えば、エンドレスベルトなどの定着ベルト）との間に形成されたニップ領域に記録用シートを通過させる、いわゆるベルトニップ方式を採用した定着装置が知られているが、加熱ロールは、内部にハロゲンランプ等の熱源を有する金属製のコアに、弾性層や離型層を設けてなるものであり、前記熱源により内部から加熱ロール表面を加熱するものであるため、定着ニップ部の形状を自由な形状に加工することは難しく、被記録媒体にしわやカールを生じさせたり、搬送性に影響を与えたり、定着性等を向上するための制約を生じる等、多種類の被記録媒体全てに対してこれらを満足させることが困難であった。
【０００５】
上記課題を、解決するため、特許文献１などに示される定着技術が開示されている。
【０００６】
特許文献１に示される定着装置においては、輻射光を吸収して発熱する発熱層を有する、フィルムもしくはベルト状の、回動可能な加熱部材と、加熱部材の内部に備えた輻射発熱源と、加熱部材の内面と摺動する摺動面を有する保持部材と、保持部材の摺動面との間に加熱部材を挟んでニップ部を形成する加圧部材とを具備し、ニップ部を形成する保持部材の摺動面が加圧部材の軸線に対しクラウン形状を有し、加圧部材を回転駆動させることでニップ部において加熱部材を保持部材の摺動面に内面を摺動させながら回転させ、ニップ部の加熱部材と加圧部材との間に被加熱材を挟持搬送しつつ加熱部材の熱で被加熱材を加熱する加熱装置である。
【特許文献１】特開２００４−６２０５３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
さらに、上記課題を、解決するため、特願２００４-１６１２１６号などに示される定着技術を提案している。この特願２００４-１６１２１６号に示される定着装置は、回転駆動し、弾力性ないし柔軟性を有する加圧ロールと、これに当接して、被記録媒体が挿通されるニップ部を形成しつつ従動回転する耐熱性エンドレスベルトと、平面部を有し、該平面部で耐熱性エンドレスベルトを内部から押圧し、ニップ部を略平面状に形作る押圧支持体と、耐熱性エンドレスベルトの周内に配された熱源と、からなる定着装置であって、耐熱性エンドレスベルトを、熱源からの輻射熱により、直接加熱するとともに、押圧支持体を介して熱伝導により加熱することを特徴とする定着装置である。
【０００８】
このような方式の定着方式においては、ニップ部を略平面状に形作る押圧支持体を有し、前記エンドレスベルトを、前記熱源からの輻射熱により直接加熱するとともに前記押圧支持体を介して熱伝導により加熱される。このため、熱源からの熱が前記押圧支持体内面に効果的に吸収され耐熱性エンドレスベルトのニップ部に伝達される為にはできるだけ低熱容量で且つ熱吸収性、及び熱伝導率が良くする必要があり、このために前記押圧支持体のニップ部をできるだけ薄く、且つ軽量にする必要がある。また、押圧支持体と加圧部材とのニップ部で所定の押圧を保ちながら所定の押圧で被記録媒体を加熱加圧することによって被記録媒体上のトナー像を録媒体に定着する必要がある。
【０００９】
ところで、例えば、特願２００４-１６１２１６号に示される定着装置では、ウォームアップタイムの短縮及び高速適正を満たしているが、昨今の技術要求レベルからすると未だ十分ではなく、さらなるウォームアップタイムの短縮及び高速適正が求められているのが現状であり、改善が望まれている。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ウォームアップタイムが短く且つ高速適性にも優れた定着装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、こ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】
【００１１】
上記目的は、以下の本発明により達成される。
即ち、本発明の定着装置は、回転駆動する加圧ロールと、
前記加圧ロールに当接して被記録媒体が挿通されるニップ部を形成しつつ従動回転するエンドレスベルトと、
前記エンドレスベルトと摺接する平面部を有し、前記平面部で前記エンドレスベルトを内方から押圧して前記ニップ部を略平面状に形作る押圧支持体と、
前記エンドレスベルトの周内に配置され、前記エンドレスベルトを輻射熱により直接加熱すると共に前記押圧支持体を介して熱伝導により加熱する熱源と、
を有し、
前記被記録媒体の表面に担持された未定着像を前記ニップ部により加熱及び加圧することで当該被記録媒体に定着させるための定着装置であり、
前記押圧支持体は、前記熱源と対向する前記平面部の面側に複数の凸状部を有すると共に、前記押圧支持体における前記平面部において、前記凸状部の非形成領域の前記平面部の肉厚が前記凸状部の前記平面部表面と接合する基底部の幅よりも薄く、且つ前記凸状部の前記平面部表面と接合する基底部から頂点までの高さが前記凸状部の非形成領域の前記平面部の肉厚よりも高いことを特徴としている。
【００１２】
本発明の定着装置では、押圧支持体が熱源と対向する平面部の面側に複数の凸状部を有すことで、当該凸状部により平面部は、同一の材料使用量即ち同一の熱容量で凸状部がない場合に比べ、熱源からの輻射熱の加熱受ける面積が広くなり、より効果的に加熱をすることができ、ニップ部での耐熱性エンドレスベルトへの押圧支持体を介して熱伝導により加熱がより効率的に行われると共に、ニップ部以外でも熱源からの輻射熱により加熱と併せて、エンドレスベルトの温度低下が抑制され、ウォームアップタイムが短くなり、より高いインスタントスタート性が実現でき、しかも高速適性にも優れている。
【００１３】
本発明の定着装置において、前記複数の凸状部は、前記押圧支持体の長手方向に沿って筋状に有することがよい。この構成により、押圧支持体の長手方向（加圧ロールの軸方向）の曲げ剛性が高くなり、加圧ロールの圧接による押圧支持体の変形を防止し、軸方向のニップ圧力分布で安定に維持し、定着時において押圧支持体の変形などに起因したニップ圧力不足による定着不良や用紙不良が無くなる。
【００１４】
また、前記押圧支持体における前記平面部において、前記凸状部の非形成領域の前記平面部の肉厚が前記凸状部の前記平面部表面と接合する基底部の幅よりも薄く、且つ前記凸状部の前記平面部表面と接合する基底部から頂点までの高さが前記凸状部の非形成領域の前記平面部の肉厚よりも高くする構成により、エンドレスベルトは熱線源からの輻射熱とニップ部で加圧接触により加熱されるが、押圧支持体の剛性を維持しつつ、ニップ部での加圧接触において押圧支持体の輻射熱を受けて昇温する部分の肉厚（即ち凸状部の非形成領域の平面部の肉厚）が薄くできるため、輻射熱がより早くベルトに伝わり、ベルトがより効率よく昇温する。
【００１５】
また、前記押圧支持体は、前記凸状部とそれ以外の部位とが一体的に、Ｍｎ系アルミニウム合金で構成することができる。Ｍｎ系アルミニウム合金は、高温クリープ特性に優れるため、長期間にわたって、安定したニップ荷重を得ることができる。
【００１６】
また、前記押圧支持体は、前記凸状部以外の部位が鉄又は鉄系合金で構成され、前記凸状部が前記凸状部以外の部位より熱伝導率の高い金属で構成することができる。凸状部以外の部位、即ち押圧支持体本体を鉄又は鉄系合金で構成した場合には、剛性が高く、高温クリープ特性に優れているものの、熱伝導率が悪く、当該支持体の長手方向（加圧ロールの軸方向）の温度分が不均一になり易いが、凸状部の材質として鉄又は鉄系合金より熱伝導率の高い金属材料を用いることにより、熱伝導率が向上する。
【００１７】
一方、本発明の画像形成装置は、上記本発明の定着装置を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ウォームアップタイムが短く且つ高速適性にも優れた定着装置を提供することにある。また、こ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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、実質的に同一の機能を有する部材には、全図面通して同じ符合を付与し、重複する説明は省略する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。図２は、本発明の実施形態に係る定着装置を概略構成図である。図３は、本発明の実施形態に係る定着装置に適用されたハロゲンランプの概略構成図である。図４は、本発明の実施形態に係る定着装置に適用された押圧支持体を示す斜視図である。図５は、図４の５−５断面図である。図６は、本発明の実施形態に係る定着装置に適用された定着ベルトの構成を示す概略構成図である。
【００２１】
図１に示す如く、本実施形態に係る画像形成装置１０は、大きく画像形成部（画像形成手段）Ｘと定着部（定着手段）Ｙとの２つの構成に分かれている。
【００２２】
画像形成部Ｘは、一様帯電後に像様の光を照射することにより表面に静電電位の差による潜像が形成され、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム（潜像担持体）１２を備えており、この周囲に、回転方向（矢印Ａ方向）に順に、感光体ドラム１２の表面を一様に帯電させる帯電ロール（帯電手段）１４と、感光体ドラム１２に像様の光を照射して表面に静電潜像を形成する像露光器（潜像形成手段）１６と、感光体ドラム１２表面に形成された潜像にトナーを選択的に転移させてトナー像（未定着像）を形成する現像器（現像手段）１８と、感光体ドラム１２と対向して、記録紙（被記録媒体）Ｐを挟んで感光体ドラム１２との間に転写バイアス電界を生成する転写ロール（転写手段）２０と、トナー像の転写後に感光体ドラム１２に残留するトナーを除去するクリーナ（クリーニング部材）２２とが設けられて構成されている。
【００２３】
感光体ドラム１２は、例えば、金属製ドラムの表面に有機感光材料を形成した有機系感光体、金属製ドラムの表面にアモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等の無機系感光材料を形成した無機系感光体からなる感光体層を形成したものを用いることができる。
【００２４】
帯電ロール１４は、ステンレススチール、アルミニウム等の導電性を有する金属のロールに高抵抗材料のコーティングを施したものであり、感光体ドラム１２に当接し、従動回転するようになっている。そして、所定の電圧が印加されることにより、帯電ロール１４と感光体ドラム１２との接触部近傍における微小間隙内で継続的な放電が生じ、感光体ドラム１２の表面をほぼ一様に帯電するものである。
【００２５】
像露光器１６は、画像信号に基づいて点滅するレーザー光を発生し、これをポリゴンミラーによって感光体ドラム１２の主走査方向にスキャンするものであり、これにより感光体ドラム１２の表面に静電潜像を形成するものである。
【００２６】
現像器１８は、ブラックのトナーを収容しており、当該トナーを担持した現像ロールを感光体ドラム１２と近接・対向させ、感光体ドラム１２表面に形成された静電潜像に対応してトナーを転移し、可視化したトナー像（未定着像）を形成する（現像する）ものである。
【００２７】
転写ロール２０は、導電性もしくは半導電性のロール状部材からなり、感光体ドラム１２との間に転写用バイアス電圧を印加することによって、感光体ドラム１２表面のトナー像を記録紙Ｐに転写するものである。
【００２８】
クリーナ２２は、感光体ドラム１２の表面に圧接されるブレード状の部材であり、感光体ドラム１２表面に残留するトナーを掻き取るように除去するものである。なお、クリーニング部材としては、このようなブレード状のものに代えて、ロール状部材によってトナーを掻き取ったり、ブラシによってトナーを掃き出すものであってもよい。
【００２９】
以上の構成の画像形成部Ｘにおいては、感光体ドラム１２と転写ロール２０との対向部へ、その上流側（図１における右側）から矢印Ｃ方向に、記録紙Ｐが供給されるように、給紙機構が構成されている（図示省略）。前記対向部に搬送された記録紙Ｐの表面には、転写ロール２０により前記トナー像が、感光体ドラム１２から転写される。つまり、画像形成部Ｘにおいて、記録紙Ｐ表面にトナー像（未定着像）が形成される構成である。
【００３０】
一方、記録紙Ｐの搬送方向（矢印Ｃ方向）における画像形成部Ｘの下流側に位置する定着部Ｙは、記録紙Ｐ表面に転写されたトナー像を加熱溶融し記録紙Ｐに圧着する定着装置３０により構成されている。
【００３１】
図２に示す如く、定着装置３０は、出力５００Ｗ〜１０００Ｗのハロゲンランプ（熱源）３２と、このハロゲンランプ３２を取り囲むように配された押圧支持体３４と、押圧支持体３４の外周を取り巻くように掛けられる耐熱性の定着ベルト（耐熱性エンドレスベルト）３６と、定着ベルト３６との間で記録紙Ｐを加圧する加圧ロール３８と、を有している。定着ベルト３６と加圧ロール３８との間にはニップ部Ｎが形成され、ここに未定着のトナー像を担持した記録紙Ｐを矢印Ｃ方向に挿通させることで、加熱加圧定着が行われるようになっている。
【００３２】
図３に示す如く、熱源としてのハロゲンランプ３２は、ガラス製で円筒状のランプ管４０の略軸心にフィラメント４２が配され、かつ、ランプ管４０の周面の一部の領域Ｇ、すなわち白色セラミックスコーティング部４４に、白色セラミックスが被覆されてなるものである。この領域Ｇの範囲としては、例えば、フィラメント４２を基点（中心）として、中心角１８０°〜２７０°の範囲となるようにすることが好ましい。この範囲に熱半遮蔽部材を設けることで、ニップ部Ｎに対応する押圧支持体３４の平面部４６（後に詳述する）を積極的に加熱することができ、定着ベルト３６や、押圧支持体３４の平面部４６以外の箇所を過剰に加熱することを防止することができる。
【００３３】
図４及び図５に示す如く、押圧支持体３４は、全体として断面略Ｃ字形に形成されており、その頂点部分には平面部４６が設けられると共に、平面部４６のハロゲンランプ３２と対向する面に凸状部３４Ａが配設されている。凸状部３４Ａは、断面台形で側壁がテーパ形状で、その頂点がハロゲンランプ３２側に向かって突き出すように設けられている。また、凸状部３４Ａは、押圧支持体３４の長手方向（加圧ロール３８の軸方向）に沿って筋状に形成されている。本実施形態では、この筋状の凸状部３４Ａが３本平行に設けられている。なお、凸状部の断面形状（長手方向に対する直交方向での断面形状）は断面台形である必要はなく、断面四角等、適宜選択することができる。
【００３４】
押圧支持体３４は、平面部４６において、凸状部３４Ａの非形成領域の平面部４６の肉厚Ｑが凸状部３４Ａの平面部４６表面と接合する基底部の幅Ｒよりも薄く、且つ凸状部３４Ａの平面部４６表面と接合する基底部から頂点までの高さＳが凸状部３４Ａの非形成領域の平面部の肉厚Ｑよりも高くしている。この構成により、押圧支持体３４の剛性を維持しつつ、ニップ部での加圧接触において押圧支持体３４の輻射熱を受けて昇温する部分の肉厚（即ち凸状部３４Ａの非形成領域の平面部４６の肉厚）が薄くできるため、輻射熱がより早くベルトに伝わり、ベルトがより効率よく昇温する。
【００３５】
ここで、平面部４６の肉厚Ｑとしては、例えば０.３〜２.０ｍｍ（好ましくは０.５〜１.６ｍｍ）とすることができる。また、凸状部３４Ａの基底部の幅Ｒとしては、例えば、１.０〜４.０ｍｍ（好ましくは１.５〜３.０ｍｍ）とすることができる。凸状部３４Ａの高さＳとしては、例えば１.５〜５.０ｍｍ（好ましくは２.０〜３.０ｍｍ）とすることができる。
【００３６】
押圧支持体３４は、凸状部３４Ａとそれ以外の部位（平面部４６を含む押圧支持体本体）とを一体的に構成してもよいし、別体で構成してもよい。一体的に構成する場合、例えば、押圧支持体３４はＭｎ系アルミニウム合金で構成することができる。Ｍｎ系アルミニウム合金は、高温クリープ特性に優れるため、長期間にわたって、安定したニップ荷重を得ることができる。
【００３７】
ここで、Ｍｎ系アルミニウム合金とは、ＪＩＳのアルミニウム合金種類において３０００系の汎用のアルミニウム合金に分類されるもの、あるいは使用用途に合わせて合金中のＭｎ以外の微量成分であるSi、Fe、,Cu、Mg、Cr、Zn、Tiの配合比率などを変更した特別仕様ものであり、Ｍｎの含有量が０.３〜１.５質量％（好ましくは０.６〜１.０質量％）のアルミニウム合金である。
【００３８】
Ｍｎ系アルミニウム合金として具体的には、例えば、ＪＩＳ呼称において３００３、３２０３、３００４、３１０４、３００５、３１０５などの汎用品や、定着ロール芯金用に加工性や耐クリープ特性を汎用品に比べさらに改善した住友軽金属製ＣＭ１０などが好適に挙げられる。
【００３９】
このような一体的に構成された押圧支持体３４は、例えば押し出し成型などにより作製することができる。
【００４０】
一方、別体で構成する場合、例えば、剛性が必要な凸状部３４Ａ以外の部位を鉄又は鉄系合金で構成し、熱伝導率が必要な凸状部３４Ａを凸状部３４Ａ以外の部位、即ち鉄又は鉄系合金より熱伝導率の高い金属で構成する。これにより、押圧支持体３４自身の剛性を維持しつつ、熱伝導率を向上させることができる。
【００４１】
ここで、鉄系合金とは、各種炭素鋼が望ましく、あるいは各種ステンレス鋼なども使用可能であり、具体的には引張強度４００Ｎ／ｍｍ２程度の汎用的な鋼材から、さらには強度に優れたのＨＴ５９０（新日本製鐵（株）製）などが好適に挙げられる。
【００４２】
また、この鉄又は鉄系合金より熱伝導率の高い金属としては、各種銅合金、各種アルミニウム合金等が好適に挙げられる。
【００４３】
このような別体で構成された押圧支持体３４は、例えば、まず、鉄又は鉄系合金を用いて押し出し成型などにより凸状部３４Ａ以外の部位（押圧支持体３４の本体）を作製した後、所定の位置に鉄又は鉄系合金より熱伝導率の高い金属をめっきや、溶射して凸状部３４Ａを形成し、プレス加工を施すことで得られる。
【００４４】
押圧支持体３４は、少なくとも、ハロゲンランプ３２に対向する平面部４６の面に、熱吸収処理が施されていることが好ましい。少なくとも当該領域に、黒色化処理等の熱吸収処理が施されていれば、熱源としてのハロゲンランプ３２からの輻射熱を吸収しやすく、熱効率を良好なものとすることができる。 
【００４５】
なお、本実施形態では、押圧支持体３４に形成した凸状部３４Ａを押圧支持体３４長手方向に沿って筋状に形成した形態を説明したが、これに限られず、例えば、図７示す如く、凸状部３４Ａを格子状に形成した形態であってもよい。ここで、図７は、本発明の実施形態に係る定着装置に適用された押圧支持体の他の例を示す斜視図である。
【００４６】
図６に示す如く、定着ベルト３６は、離型層５２及び熱吸収性層５４により構成されている。離型層５２は、厚さ１〜４０μｍ程度（本第１の実施の形態では、３０μｍ）の離型性かつ耐久性の良い材料（例えば、ポリイミド樹脂やフッ素樹脂。本第１の実施の形態では、ＰＦＡ）からなる。また、熱吸収性層５４は、厚さ３０μｍ〜１００μｍ程度（本第１の実施の形態では、８０μｍ）のポリイミド樹脂にカーボンブラックを混ぜ合わせたものである。このように、定着ベルト３６としては、ハロゲンランプ３２からの輻射熱を定着ベルト３６に吸収させ易くするべく、熱吸収性を向上させる処理が為された熱吸収性層を含むことが好ましい。なお、別の例として、ＰＦＡにカーボンブラック等を混ぜて、熱吸収性層としてもよい。この場合、当該熱吸収性層のみの単層構造でも、離型性と熱吸収性とを兼ね備える定着ベルトとすることができる。なお、本第１の実施の形態においては、定着ベルト３６の外径をφ３０ｍｍに設定している。
【００４７】
この熱吸収性層を有していることで、より少ない輻射熱で、短時間でかつ効率的に必要な熱を定着ベルト３６に与えることができる。
【００４８】
ここで、定着ベルト３６の軸中心位置からニップ部Ｎに近い方向に７ｍｍだけ偏移した位置に、ハロゲンランプ３２を配置しており、ニップ部Ｎを主に加熱するように構成さている。さらに、押圧支持体３４は、ハロゲンランプ３２（より詳しくは、ハロゲンランプ３２内のフィラメント）を基点として、その周りを中心角２３０°取り囲んだ状態で配置されている。
【００４９】
以上の構成により、押圧支持体３４がニップ部Ｎの反対側で、ハロゲンランプ３２からの輻射熱により、定着ベルト３６を直接加熱することができ、また、押圧支持体３４を介して熱伝導により間接的に加熱することができる。すなわち、定着ベルト３６を、熱が奪われるニップ部Ｎでは押圧支持体３４からの熱伝導により加熱することができ、そこで熱を奪われた定着ベルト３６はニップ部Ｎから離れた場所でハロゲンランプ３２からの輻射熱により加熱することができ、全体として効率的に定着ベルト３６に熱を与えることができ、定着ベルト３６及び押圧支持体３４のニップ部Ｎにおける温度を、所定の温度に容易かつ適切にコントロールすることができる構成となっている。さらに、効率的に加熱が為されることから、ウォームアップの短縮化を達成することができる構成である。
【００５０】
一方、加圧ロール３８は、金属製の芯金にシリコーンゴムやその発泡体等の弾性の高い耐熱性材料からなる弾性層を形成してなる、いわゆるソフトロールを用いている。加圧ロール３８がソフトロールであるため、ニップ部Ｎにおいて加圧ロール３８が適切に凹み、ニップ部Ｎの形状が、押圧支持体３４の平面部４６の影響を受けて、略平面状となる。なお、加圧ロール３８の表面性状としては、押圧支持体３４の平面部４６との当接により、略平面状となる程度の弾力性ないし柔軟性を有することが条件であり、目的に応じて各種材料を適宜選択することができる。
【００５１】
また、本第１の実施の形態においては、押圧支持体３４と加圧ロール３８の間の荷重を５ｋｇに設定している。
【００５２】
次ぎに、本実施形態の作用を説明する。
【００５３】
上記構成の定着装置３０では、画像形成部Ｘにおいて記録紙（被記録媒体）Ｐ表面に形成されたトナー像（未定着像）を、加熱溶融して記録紙Ｐに圧着する。すなわち、定着ベルト３６と加圧ロール３８との間にニップ部Ｎが形成され、ここに未定着のトナー像を担持した記録紙Ｐを矢印Ｃ方向に挿通させることで、加熱加圧定着が行われる。
【００５４】
この場合、押圧支持体３４の平面部４６は略平面状であり、加圧ロール３８によって十分な加圧力が定着ベルト３６に加えられ、加圧ロール３８が回転することにより、定着ベルト３６及び記録紙Ｐが共に搬送され、そのときニップ部Ｎも略平面状に形作られているため、両者の搬送速度（線速度）が略同一となり、紙しわやカールの発生を防止することができる。
【００５５】
そして、この定着装置３０では、押圧支持体３４がハロゲンランプ３２と対向する平面部４６の面側に複数の凸状部を押圧支持体３４の長手方向に沿って有すことで、当該凸状部３４Ａにより平面部４６は、同一の材料使用量即ち同一の熱容量で筋状の凸状部３４Ａがない場合に比べ、押圧支持体３４の長手方向の曲げ剛性が高くなり、且つ、筋状の凸状部３４Ａ非形成領域の平面部４６肉厚を薄くすることができ、且つハロゲンランプ３２からの輻射熱の加熱受ける面積も広くなり、より効果的に加熱をすることができ、ニップ部Ｎでの定着ベルト３６への押圧支持体３４を介して熱伝導により加熱がより効率的に行われると共に、ニップ部Ｎ以外でもハロゲンランプ３２からの輻射熱により加熱と併せて、定着ベルト３６の温度低下が抑制され、ウォームアップタイムが短くなり、より高いインスタントスタート性が実現でき、しかも高速適性にも優れている。
【００５６】
また、押圧支持体３４の長手方向（加圧ロールの軸方向）の曲げ剛性が高くなるため、加圧ロールの圧接による押圧支持体３４の変形を防止し、長手方向（ロール軸方向）のニップ圧力分布で安定に維持し、定着時において押圧支持体３４の変形などに起因したニップ圧力不足による定着不良や用紙不良が無くなる。
【００５７】
このように、定着装置３０は低熱容量、高熱伝導率の押圧支持体３４により、ウォームアップタイムが短く且つ高速適性を実現している。
【実施例】
【００５８】
以下に、本発明である画像定着装置の評価結果を具体的に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５９】
（実施例１）
Ｍｎ系アルミニウム合金（住友軽金属工業製ＣＭ１０：Ｍｎ含有量０.８質量％、熱伝導率１９０Ｗ/（ｍ・Ｋ））を押し出し加工により、図４及ぶ図５に示すような断面形状に成形加工し、押圧支持体を得た。このときの押圧支持体３４の凸状部３４Ａの高さＳは３.０ｍｍ、基底部の幅Ｒは２.０ｍｍ、凸状部３４Ａ非形成領域の平面部４６の肉厚Ｑは１．６ｍｍであった。続いて、熱線吸のために押圧支持体３４の内面（凸状部３４Ａ形成面側）に黒色処理（日本ペイント製テツゾールＳ６６）を施した。
【００６０】
（実施例２）
肉厚０．５ｍｍ炭素鋼（ＨＴ５９０：熱伝導率５０Ｗ/（ｍ・Ｋ））板に筋状にアルミニウム（熱伝導率２２０Ｗ/（ｍ・Ｋ））の溶射を行い、次にプレス加工により、図４及ぶ図５に示すような断面形状に成形加工した。このときの押圧支持体３４の凸状部３４Ａの高さＳは３.０ｍｍ、基底部の幅Ｒは２.０ｍｍであった。なお、凸状部３４Ａ非形成領域の平面部４６の肉厚Ｑは０．５ｍｍである。続いて、熱線吸のために押圧支持体３４の内面（凸状部３４Ａ形成面側）に黒色処理（日本ペイント製テツゾールＳ６６）を施した。
【００６１】
（実施例３）
Ｍｎ系アルミニウム合金（住友軽金属工業製ＣＭ１０：Ｍｎ含有量０.８質量％、熱伝導率１９０Ｗ/（ｍ・Ｋ））を押し出し加工により、図４及ぶ図５に示すような断面形状に成形加工し、押圧支持体を得た。このときの押圧支持体３４の凸状部３４Ａの高さＳは２.０ｍｍ、基底部の幅Ｒは３.０ｍｍ、凸状部３４Ａ非形成領域の平面部４６の肉厚Ｑは1.０ｍｍであった。続いて、熱線吸のために押圧支持体３４の内面（凸状部３４Ａ形成面側）に黒色処理（日本ペイント製テツゾールＳ６６）を施した。
【００６２】
（実施例４）
肉厚０．５ｍｍ炭素鋼（ＨＴ５９０：熱伝導率５０Ｗ/（ｍ・Ｋ））板に筋状にアルミニウム（熱伝導率２２０Ｗ/（ｍ・Ｋ））の溶射を行い、次にプレス加工により、図４及ぶ図５に示すような断面形状に成形加工した。このときの押圧支持体３４の凸状部３４Ａの高さＳは２.０ｍｍ、基底部の幅Ｒは３.０ｍｍであった。なお、凸状部３４Ａ非形成領域の平面部４６の肉厚Ｑは１.０ｍｍである。続いて、熱線吸のために押圧支持体３４の内面（凸状部３４Ａ形成面側）に黒色処理（日本ペイント製テツゾールＳ６６）を施した。
【００６３】
（参考例５）
Ｍｎ系アルミニウム合金（住友軽金属工業製ＣＭ１０：Ｍｎ含有量０.８質量％、熱伝導率１９０Ｗ/（ｍ・Ｋ））を押し出し加工により、図４及ぶ図５に示すような断面形状に成形加工し、押圧支持体を得た。このときの押圧支持体３４の凸状部３４Ａの高さＳは１ｍｍ、基底部の幅Ｒは０．５ｍｍ、凸状部３４Ａ非形成領域の平面部４６の肉厚Ｑは１．６ｍｍであった。続いて、熱線吸のために押圧支持体３４の内面（凸状部３４Ａ形成面側）に黒色処理（日本ペイント製テツゾールＳ６６）を施した。
【００６４】
（参考例６）
肉厚０．５ｍｍ炭素鋼（ＨＴ５９０：熱伝導率５０Ｗ/（ｍ・Ｋ））板に筋状にアルミニウム（熱伝導率２２０Ｗ/（ｍ・Ｋ））の溶射を行い、次にプレス加工により、図４及ぶ図５に示すような断面形状に成形加工した。このときの押圧支持体３４の凸状部３４Ａの高さＳは１．０ｍｍ、基底部の幅Ｒは０．５ｍｍであった。なお、凸状部３４Ａ非形成領域の平面部４６の肉厚Ｑは０．５ｍｍである。続いて、熱線吸のために押圧支持体３４の内面（凸状部３４Ａ形成面側）に黒色処理（日本ペイント製テツゾールＳ６６）を施した。
【００６５】
（実施例７）
Ｍｎ系アルミニウム合金（住友軽金属工業製ＣＭ１０：Ｍｎ含有量０.８質量％、熱伝導率１９０Ｗ/（ｍ・Ｋ））を押し出し加工により、図４及ぶ図５に示すような断面形状に成形加工し、押圧支持体を得た。このときの押圧支持体３４の凸状部３４Ａの高さＳは６.０ｍｍ、基底部の幅Ｒは４．５ｍｍ、凸状部３４Ａ非形成領域の平面部４６の肉厚Ｑは1.６ｍｍであった。続いて、熱線吸のために押圧支持体３４の内面（凸状部３４Ａ形成面側）に黒色処理（日本ペイント製テツゾールＳ６６）を施した。
【００６６】
（実施例８）
肉厚０．５ｍｍ炭素鋼（ＨＴ５９０：熱伝導率５０Ｗ/（ｍ・Ｋ））板に筋状にアルミニウム（熱伝導率２２０Ｗ/（ｍ・Ｋ））の溶射を行い、次にプレス加工により、図４及ぶ図５に示すような断面形状に成形加工した。このときの押圧支持体３４の凸状部３４Ａの高さＳは６.０ｍｍ、基底部の幅Ｒは４．５ｍｍであった。なお、凸状部３４Ａ非形成領域の平面部４６の肉厚Ｑは０．２５ｍｍである。続いて、熱線吸のために押圧支持体３４の内面（凸状部３４Ａ形成面側）に黒色処理（日本ペイント製テツゾールＳ６６）を施した。
【００６７】
（比較例１）
Ｍｇアルミニウム合金（住友軽金属工業製Ａ５０５６：Ｍｇ含有量０.１質量％、熱伝導率１３４Ｗ/（ｍ・Ｋ））を押し出し加工により、図４及ぶ図５に示すような断面形状に成形加工した。但し、凸状部３４Ａは無く、平面部４６の肉厚は２.０ｍｍであった。さらに、熱線吸のために押圧支持体３４の内面（ハロゲンランプ対向面）に黒色処理（日本ペイント製テツゾールＳ６６）を施した。
【００６８】
（比較例２）
Ｍｎ系アルミニウム合金（住友軽金属工業製ＣＭ１０：Ｍｎ含有率０.８質量％、熱伝導率１９０Ｗ/（ｍ・Ｋ））を押し出し加工により、図４及ぶ図５に示すような断面形状に成形加工した。但し、凸状部３４Ａは無く、平面部４６の肉厚は２．０ｍｍであった。さらに、熱線吸のために押圧支持体３４の内面（ハロゲンランプ対向面）に黒色処理（日本ペイント製テツゾールＳ６６）を施した。
【００６９】
（比較例３）
肉厚０．５ｍｍ炭素鋼（ＨＴ５９０）板に、次にプレス加工により、図４及ぶ図５に示すような断面形状に成形加工した。但し、凸状部３４Ａは無く、平面部４６の肉厚は０．５ｍｍであった。さらに、熱線吸のために押圧支持体の内面（ハロゲンランプ対向面）に黒色処理（日本ペイント製テツゾールＳ６６）を施した。
【００７０】
（評価）
上記実施例、参考例及び比較例で作製した押圧支持体に関して、三点曲げ試験での押圧支持体の弾性率及びクリープ特性、回転ベンチでの昇温試験及び小サイズ紙を走行したときの温度分布測定を行った。
【００７１】
・三点曲げ試験での押圧支持体の弾性率及びクリープ特性：２００℃の雰囲気中で、押圧支持体の両端部（長手方向の両端部）を支持（スパン２００ｍｍ）したのち、中央部に５Ｎの力をベルト摺動面側から凸状部方向に向かって加え、同じく中央部に貼り付けた歪ゲージの歪変化量の測定により行った（歪量が高いほど、変形が大きい）。表１に初期歪量、３０分後の歪量を示す。
【００７２】
・回転ベンチでの昇温試験及び小サイズ紙を走行したときの温度分布測定：上記実施形態に係る画像形成装置（図1参照）に押圧支持体を装着し以下の条件で行った。出力５００Ｗのハロゲンランプ３２（熱源）を使用し、定着ベルト３６は離型層の厚さが３０μｍＰＦＡで、熱吸収性層が厚さ７５μｍ程度のポリイミド樹脂にカーボンブラックを３重量％混ぜ合わせたものを使用した。一方、加圧ロール３８は、金属製の芯金に発泡シリコーンゴム（信越化学工業製）弾性層を形成してなる、いわゆるソフトロールを用いた。
【００７３】
そして、定着ベルト３６の回転数を１２０ｒｐｍ、表面温度を１８０℃に設定し、ニップ部Ｎに用紙を通紙させない状態で加圧ロール３８を回転させて空回ししたときの昇温時間、及び、Ｂ５サイズの用紙を連続走行したときの、通紙部と非通紙部の温度差の測定を赤外放射温度計により行った。表１に結果を示す。
【００７４】
【表１】
0004821265.tif 000002
【００７５】
評価の結果、表１に示すように、各実施例、参考例では比較例と比べいずれも昇温時間が短く、また通紙部非通紙部といの温度差が小さかったことがわかる。これによりウォームアップタイムが短く且つ高速適性が実現できることがわかる。
【００７６】
また、歪量変化はＭｎ系アルミニウムを用いたものがＭｇ系アルミニウムよりも少なかったことがわかる。
【００７７】
さらに、実施例１〜４に比べ、押圧支持体３４の凸状部３４Ａの高さＳ、基底部の幅Ｒは、凸状部３４Ａ非形成領域の平面部４６の肉厚Ｑが所定の範囲外である参考例５〜６では、歪量、昇温時間、通紙部と非通紙部の温度差について若干劣ることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置を概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る定着装置に適用されたハロゲンランプの概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る定着装置に適用された押圧支持体を示す斜視図である。
【図５】図４の５−５断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る定着装置に適用された定着ベルトの構成を示す概略構成図である。
【図７】本発明の実施形態に係る定着装置に適用された押圧支持体の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０   画像形成装置
１２   感光体ドラム
１４   帯電ロール
１６   像露光器
１８   現像器
２０   転写ロール
２２   クリーナ
３０   定着装置
３２   ハロゲンランプ
３４   押圧支持体
３４Ａ 凸状部
３６   定着ベルト
３８   加圧ロール
４０   ランプ管
４２   フィラメント
４４   白色セラミックスコーティング部
４６   平面部
５２   離型層
５４   熱吸収性層
【図１】
0004821265.tif 000003
【図２】
0004821265.tif 000004
【図３】
0004821265.tif 000005
【図４】
0004821265.tif 000006
【図５】
0004821265.tif 000007
【図６】
0004821265.tif 000008
【図７】
0004821265.tif 000009