(57)【要約】      （修正有）【課題】温度不足による定着不良を防ぐことができる定着装置を提供する。【解決手段】定着ベルト５８の内周面にサーマルヘッド加熱装置５８を当接した定着装置で、定着ベルト回転方向上流側に所定の距離オフセットして配置する構成において、定着条件（無端ベルトの回転速度や等）や無端ベルト構成、前記ベルトの内周面から外周面への熱伝達所要時間を考慮し、サーマルヘッド加熱温度を可変させる。【選択図】図２
2017156369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上のトナー像を加熱する加熱体（５８）と、加熱体（５８）を保持する保持部材と、加熱体（５８）の表面を摺動回転する表層と弾性層で構成され、内周面と外周面を有する無端状のベルト（５１）と、ベルトを介して前記加熱体（５８）と圧接してニップ部を形成する加圧部材（５５）と、加圧部材（５５）、もしくは前記ベルト、もしくはその両方を回転させる駆動手段を有し、記録材をニップ部に挟持搬送し、記録材をニップ部で加熱加圧する定着装置で、前記ベルト（５１）は複数の速度の異なる回転速度を有し、前記加熱体（５８）と、前記ベルト（５１）の内周面との当接位置が、前記ニップ部の搬送方向上流側先端から、上流方向に所定の距離以上オフセットして配設される構成において、
前記ベルトの回転速度と前記ベルトの内周面から外周面への熱伝達所要時間に応じて加熱温度を可変させることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
加熱部材（５８）の加熱部は記録材搬送方向に沿って少なくとも２つ以上に分割されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
加熱部材（５８）の加熱部は記録材搬送方向と、記録材搬送方向に垂直方向に沿って少なくとも２つ以上に分割されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
加熱部材（５８）はサーマルヘッドである事を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項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、複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置に係り、特に、省エネルギー化を図れる構成の定着装置とその定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から地球環境保全のために省資源及び省エネルギーの要求が高まっている。複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置においても省エネルギーのために、消費電力を抑える動きが活発化しており、特に電力消費の激しい定着の分野で、消費電力を抑えるための技術開発が進んでいる。
【０００３】
従来、定着装置のエネルギー損失は、通紙する記録用紙に持っていかれる熱が大きい。実際、記録用紙上にプリントされる画像の面積は１枚当り実質２〜１０％程度の画像がほとんどであり、残りの９０〜９８％の画像の無い紙の部分にも熱が奪われていくという無駄が発生する。従って、省エネルギーの観点から、非画像部分は加熱せず、画像部分のみ部分加熱することが望ましい。
【０００４】
従来の画像形成装置として、特許文献１のように長手方向に分割された発熱素子を画像情報に応じて選択的に発熱させることで、トナー部のみを加熱し、消費電力を少なくすることが可能なサーマルヘッド定着方式が提案されている。
【０００５】
また、巻き取り式のフィルムを用いたサーマルヘッド方式ではフィルムの走行寿命が短く頻繁に交換しなければならないという課題に対して、特許文献２では無端ベルトを設けた構成が提案されている。
【０００６】
さらに、上記無端ベルトに使用される主材料は金属に比べて熱伝導率が非常に低いポリイミド（ＰＩ：polyimide）又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＰ：polyethylene terephthalate）や、シリコーンゴム（Ｓｉゴム：silicone rubber）等である為、ベルト裏面から表面への加熱では迅速な伝熱が難しいという課題に対して、特許文献３ではサーマルヘッド加熱装置をベルト表面に当接する事で、ベルトの厚み方向に伝熱させる事なくトナーへ迅速に熱を与える事のできる外部加熱系構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−２２２２８１号公報
【特許文献２】特開平８−１５２８０７号公報
【特許文献３】特開２０１１−１０２９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３で提案されている定着装置では、定着ローラと加圧ローラの間に定着ベルトを介在させて定着ニップを形成する構成の為、定着ニップ近傍に加熱装置であるサーマルヘッドを配置するには、定着ベルト外周側表面にサーマルヘッドの加熱素子を当接させて加熱する配置になる。そのような外部加熱系構成では、定着ベルト表面に当接痕や傷を付けてしまい、成果物の画質の低下や、画像不良を発生させてしまう。
【０００９】
また、加熱された定着ベルト表面は放熱と熱拡散の影響により、その温度を低下させてしまうため、極めて短時間の内に定着ベルトの加熱された表面とトナーとを接触させる必要がある。その為、サーマルヘッド加熱装置の定着ベルトと当接させる位置はトナーと定着ベルトが接触する加圧ニップ部に近接させる必要がある。その為、記録材の搬送路と干渉してしまう可能性があり、装置構成の複雑化、大型化を招いてしまう。
【００１０】
故に、上記課題に対し、サーマルヘッド加熱装置は定着ベルトの内面を加熱する構成が望ましい。
【００１１】
しかしながら、特許文献２で提案されているようなサーマルヘッド無端ベルト内面加熱型の定着装置では、上述の通り、ベルト構成部材の熱伝導性の低さにより、無端ベルトに内接している発熱体で加熱した熱によって所望の表面温度になるまでに時間がかかってしまう。
【００１２】
また、無端ベルトの構成部材の物性値や厚みによって、裏面に与えた熱に対して表面の発熱効率は異なり、定着条件（加熱温度や無端ベルトの回転速度等）や無端ベルト構成によっては、トナーを溶融可能温度（１００℃〜）まで加熱する事ができず、未定着のまま定着ニップを通過してしまう可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明に係る定着装置は、  
記録材上のトナー像を加熱する定着ベルトと、外部からの印刷データに基づいて定着部材を内面から加熱するサーマルヘッドと、記録材を定着ベルトに対して加圧する加圧部材を有し、定着ベルトと加圧部材の加圧ニップ部で記録材への加熱および加圧を行い、記録材上の未定着トナー像を定着する定着装置において、定着ベルト内面加熱であっても、加圧ニップ部において、定着ベルト表面を所望の温度に到達可能な定着条件、定着ベルト構成を規定すると共に、前記サーマルヘッドを前記加圧ニップ部に対し、定着ベルト回転方向上流側に所定の距離オフセットして配置する構成において、前記ベルトの回転速度と前記ベルトの内周面から外周面への熱伝達所要時間に応じて加熱温度を可変させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る定着装置によれば、サーマルへッドを定着ベルト内面に配置する事で、定着ベルト表面に傷を付ける事なく、画像部のみ部分加熱を可能にでき、また、装置の複雑化、大型化を避けることができる。
【００１５】
さらに、搬送スピードに応じて、温度を可変できるので、回転する弾性部材（定着フィルム）の内側に当接された発熱体（サーマルヘッド）から記録材上の未定着トナー部に熱を与える為までに意図した温度で加熱出来る。ゆえに温度不足による定着不良を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例における画像形成装置の模式図である。
【図２】実施例における加熱定着装置の模式図である。
【図３】本実施例のサーマルヘッド５８の模式図である。
【図４】本実施例の画像形成装置１００の制御ブロック図である。
【図５】本実施例のサーマルヘッド５８の電気構成ブロック図である。
【図６】定着ベルト５１の断面図である。
【図７】定着ベルト５１の各材料の物性諸元を示す図である。
【図８】本実施例における加熱定着装置の模式図である。
【図９】図２のサーマルヘッド５８付近を拡大した模式図である。
【図１０】ベルト無回転時のサーマルヘッド発熱からの時間とベルト表面温度の関係を示すグラフである。
【図１１】ベルト回転時のサーマルヘッド発熱からの時間とベルト表面温度の関係を示すグラフである。
【図１２】本実施例におけるサーマルヘッドの位置を表すグラフである。
【図１３】放熱の関係を表す模式図である。
【図１４】ベルト回転速度が速い時と遅い時の、ヒータ発熱位置から、定着ニップ領域(加熱位置)までの熱の移動の拡大概念図である。
【図１５】ベルト回転速度が遅い時でも、定着ニップ領域(加熱位置)で意図した加熱温度が得られる時の拡大概念図である。
【図１６】ある加熱時間で加熱した場合のベルト表層温度推移図である。
【図１７】定着ベルト５１をヒータで加熱している状態を示す模式図である。
【図１８】Ｓｉゴムベルトの各厚みに対し熱応答を試算した結果図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
本実施形態では、未定着トナー像を記録材に定着させる定着装置について説明するが、本発明は、定着済み画像又は半定着画像を担持した記録材を加熱加圧して画像の表面性を調整する加熱処理装置としても実施できる。
【００１９】
［実施例１］
図１は本実施形態の画像形成装置の一例であるカラー電子写真プリンタの断面図であり、シートの搬送方向に沿った断面図である。本実施形態では、カラー電子写真プリンタを単に「プリンタ」という。
【００２０】
図１に示すプリンタは、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の画像形成部１０を備えている。感光ドラム１１は、帯電器１２によってあらかじめ帯電される。その後、感光ドラム１１は、レーザスキャナ１３によって、潜像を形成されている。潜像は、現像器１４によってトナー像になる。感光ドラム１１のトナー像は、一次転写ブレード１７によって、像担持体である例えば中間転写ベルト３１に順次転写される。転写後、感光ドラム１１に残ったトナーは、クリーナ１５によって除去される。この結果、感光ドラム１１の表面は、清浄になり、次の画像形成に備える。
【００２１】
一方、シートＰは、給紙カセット２０、又はマルチ給紙トレイ２５から、１枚ずつ送り出されてレジストローラ対２３に送り込まれる。レジストローラ対２３は、シートＰを一旦受け止めて、シートが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対２３は、中間転写ベルト３１上のトナー像と同期を取って、シートを中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３５との間に送り込む。中間転写ベルト上のカラーのトナー像は、転写体である例えば二次転写ローラ３５によってシートＰに転写される。その後、シートのトナー像は、シートが定着器４０によって、加熱加圧されることでシートに定着される。
【００２２】
次に、本実施例で用いた定着装置について説明する。
【００２３】
図２は定着装置の構成の説明図である。
【００２４】
定着装置Fuは、定着ベルト５１を駆動ローラ５２とテンションローラ５３とニップパッド５４との間に懸回張設されている。またニップパッド５４に圧接し、ニップパッド５４と共に定着ベルト５１を挟持する加圧ローラ５５とを備えている。また、同図において、５６は定着ニップ部のシート出口側に、加圧ローラ５５の表面に当接または近接するようにそれぞれ配置されたシート分離爪、５７は記録材Ｐを定着ニップ部Nｐへ搬送する搬送ガイドである。
【００２５】
サーマルヘッド５８は、不図示の加圧部材により定着ベルト内面に加圧され、サーマルヘッド５８と定着ベルト５１の接触ニップ（加熱ニップ）Ｎｈによりサーマルヘッド５８の熱を定着ベルト５１の内面から表面へ伝熱する。
【００２６】
矢印方向に搬送されてきた記録材Ｐは、定着ベルト５１と加圧ローラ５４により形成されるニップ部（加圧ニップ）Ｎｐを通過する。このとき、サーマルヘッド５８がオンされた領域のみ搬送中の記録材Ｐ上のトナー像が加熱され、記録材に定着される。また、サーマルヘッド５８は、定着ベルト５１の移動方向Qに対して定着ニップ部Nｐより上流側所定距離に配設されている。なお、配設位置については後述する。
【００２７】
図３に示されるように、サーマルヘッド５８には長手方向に３００ｄｐｉの間隔で約３２２mmの幅に３８００個のヘッド（Ｈ1、Ｈ２、・・・、Ｈ３７９９、Ｈ３８００）が設けられている。
【００２８】
図４は画像形成装置１００の制御ブロック図である。
【００２９】
制御部５０１は、ＣＰＵ５０２、ＲＯＭ５０３、及びＲＡＭ５０４を有する。ＣＰＵ５０２は、画像形成装置１００全体を制御する制御回路である。ＲＯＭ５０３には、画像形成装置１００で実行する各種処理を制御するための制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ５０４は、ＣＰＵ５０２が動作するためのシステムワークメモリであり、また画像データを一時記憶するための画像メモリとしても機能する。
【００３０】
ＣＰＵ５０２は、外部のスキャナ、ＰＣ、及びＦＡＸ等の外部装置３００から画像データを受信し、画像形成装置１００の内部に設けられた各種センサ類５０７の出力に応じて、各種モータ類５０６を制御して記録材Ｐへの画像形成動作を行う。また、ユーザは、操作部５０５上の入力キーを用いて、画像形成装置１００に対する操作入力を行うことができる。また、ＣＰＵ５０２は、サーマルヘッド制御部５０８に対して、電流量制御信号を送信する。ＣＰＵ５０２から送信された信号に応じて、サーマルヘッド制御部５０８は、サーマルヘッド５８の各発熱体の駆動を制御する。
【００３１】
図５はサーマルヘッド５８の電気構成ブロック図である。
【００３２】
サーマルヘッド５８、図３に示される３８００個のヘッド（Ｈ1、Ｈ２、・・・、Ｈ３７９９、Ｈ３８００）に対応して設けられた、３８００個の発熱体（抵抗ヒータ）６０４から構成される。また、サーマルヘッド制御部５０８は、ドライバ６０１と電流量制御回路６０２から構成される。
【００３３】
サーマルヘッド５８の長手方向幅は、記録材の最大横幅よりも長い。また、縦幅は、定着ベルト５１がサーマルヘッド５８の端面加熱部と対向する部分（加熱領域）を移動する間に定着ベルト５１の内面を所定温度以上に加熱する長さ、一般的に１．０ｍｍである。ここで、上記所定温度とは、定着ベルト５１内面の耐久時耐熱温度を考慮した最大温度３００℃である。
【００３４】
図６は定着ベルト５１の断面図である。
【００３５】
図６に示すように、定着ベルト５１は、基材材料ＰＩ又はＰＥＴＰの上に、弾性層材料のＳｉゴムを重ね、さらに、その上に、離型層材料の四フッ化エチレン・パーフルオロビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）を重ねたシートから構成される。なお、以下の説明では、離型層材料のＰＦＡ側がトナーと接触する定着ベルトの表面として、基材材料のＰＩ又はＰＥＴＰ側が定着ベルトの裏面として説明する。
【００３６】
駆動ローラ５２は外径φ３０のＳＵＳや鉄等の金属性のローラに摩擦力を高くするために、シリコーンゴム等からなる高摩擦係数層を１００〜１０００μｍ程度を有し、不図示の駆動手段によって回転することで定着ベルトを駆動する。テンションローラ５３は外径φ３０、厚み３ｔのアルミ製シリンダーからなり、不図示の付勢手段により定着ベルトに適当な張力与えている。ニップパッド５４はポリカーボネート、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂からなり、加圧ニップ部で適切な圧力分布が得られる形状に形成される。
【００３７】
次に、定着ベルト内面加熱型サーマルヘッド構成について、定着ベルト５１を蓄熱させずに、定着性を確保する為の必要条件を考察する。まず定着ベルト５１の厚みについて規定する。
【００３８】
図７は各材料の物性諸元を示す図である。
【００３９】
図７に示すように、各材料の物性値は互いに近似しているので、ここでは定着ベルトは、弾性層材料のＳｉゴムのみから構成されているものと仮定する。
【００４０】
定着ベルト５１の内面から加熱する且つ、定着ベルト５１を蓄熱させない構成において、定着ベルト内面加熱-表面発熱効率と、ベルト厚み方向熱伝達速度を考慮すると、定着ベルト５１厚みは薄い程良い。しかしながら、特許文献４によると、ベルトの耐久性を考えた場合ベルト厚みは少なくとも２０μｍ以上は必要であり、実際には５０μｍ以上が望ましい。
【００４１】
本実施例においては、図８に示すように、サーマルヘッド５８が定着ベルト５１に内接した構成をとる。前述の通り、定着ベルト５１は、基層・弾性層・離型層で構成されるため、内接しているサーマルヘッド５８で加熱した熱が表面に出てくるまでに時間がかかる。この時の一次元非定常熱伝導の様子を模式的に図示したグラフが図１０である。サーマルヘッド５８で加熱されてから、定着ベルト５１の表面に熱が伝わるまでｔｓ[ｓ]かかる。例えば、板の内面を室温ＴRから加熱した場合、板の外表面に熱が伝わるまでの時間ｔｓ[ｓ]は、フーリエの法則から、次のように示される。
ｔｓ = δ2/１２ａ          [数式１]
ここで、δは板の厚さ[ｍ]、ａは板の熱拡散率[ｍ２/ｓ] を表す。
【００４２】
熱拡散率が大きいほど、表面に熱が伝わる時間は短くなる。したがって、定着ベルトは、熱拡散率の大きい材料が望ましい。図１１で示す通り、サーマルヘッド５８で定着ベルト５１を加熱し続けた場合、時間の経過と共にヒータ温度との温度差が小さくなり物体への伝熱量が減少するため、物体の温度上昇速度は時間と共に減少し、定着ベルト表面の温度は、ある温度Ｔ∞に収束する。
【００４３】
本実施例では、図１２に示すように、サーマルヘッド５８がニップ部に対して上流側の周方向距離Ｒ離れた位置に配置されている。
【００４４】
実際の系では、
１．定着ベルトが回転していること、
２．サーマルヘッドによる加熱が短時間で行われることから、図１１で示すように、ベルト表面温度はサーマルヘッド５８による加熱からｔｐ [ｓ]後に最大値Ｔmaxをとり、その後回転による空冷が進むため、温度が低下する。したがって、熱効率の観点から、周方向距離Ｒ[ｍ]はｔｐ [ｓ]でベルトが進む距離にすることが理想的である。
Ｒ＝ｔｐ×Ｖps          [数式２]
ここで、Ｖpsは、ベルトの回転速度[ｍ/ｓ]を表す。
【００４５】
このように、ベルト回転速度Ｖｂに応じＲを定めることで、ベルト表面温度が最も高くなるポイントで、定着処理を行うことが出来る。この結果、消費電力を削減することにつながる。
【００４６】
しかしながら、定着ベルト５１の速度を変えた場合、サーマルヘッド５８による加熱からニップ部の定着にかかるまでの時間が変化する。例えば、半速にした場合は１/２ｔｐ[ｓ]後、２倍速にした場合は２ｔｐ[ｓ]後に定着処理が行われるため、図８で示すように、Ｔmaxよりも低い温度になる。したがって、トナー画像が十分に加熱されないため、未定着のまま定着ニップを通過してしまう恐れがある。
【００４７】
そこで、本実施例では、熱伝達時間を考えて、Vpsに応じて、設定温度Ｔmaxを変えれば、サーマルヘッド58がある位置Rに固定されていた場合においても、記録材上のトナー像を意図した温度で加熱することが出来る。
【００４８】
次に、放熱について考える。図１３に放熱の関係表す模式図を表す。
【００４９】
ここで、対流による熱損失をF[W]、放射による熱損失をG[W]、熱損失計H[W]は下記式によって表される。
F＝（D-E）×A×C        [数式３]
G＝{(D+２７３．１５)４-(E+２７３．１５)４})A×B×σ        [数式４]
H＝F＋G        [数式５]
ここで、物体の表面積A[m2]、物体表面の放射率B、外気への対流熱伝達率C[W/m2K]、物体表面の温度D[℃]、雰囲気の温度E[℃]、σ=５．６７０５１*10−８(Stefan-Boltzman定数)で表される。
【００５０】
つまり、サーマルヘッドからの供給される熱が、ベルトを温めるのに全て使われ、蓄熱させずに加熱出来る系で考えると、図１４に示すように、R=一定の場合Vpsが小さく(遅く)なると、加熱ポイント（B）よりも手前において、ピーク温度を迎えてしまうので、加熱ポイント（B）に至るまでに放熱してしまい、加熱ポイント（B）で意図した温度よりも下がってしまう。ゆえに、図１５に示すようにVpsが変わった時でも、放熱分を加味して、加熱ポイント（B）で意図した温度（Vpsによらず一定）が得られるように、サーマルヘッド発熱ポイント（A）の温度を可変する。
【００５１】
具体的には、Vpsが大きい（ベルト回転速度が速い）時は、サーマルヘッド発熱ポイント（A）の温度を低く設定し、Vpsが小さい（ベルト回転速度が遅い）時は、サーマルヘッド発熱ポイント（A）の温度を高く設定する。そうすれば、Vpsが変わった時でも、放加熱ポイント（B）で意図した温度（Vpsによらず一定）が得られる。
【００５２】
次に、図１６は厚み80μmのベルトを用いて、Vpsを振って、ある温度で加熱した時のベルト表面温度推移を表したものである。
【００５３】
図１６でもあるように、ある温度で加熱した場合、Vpsが2倍になることで、到達温度が20℃低くなることが分かり、Vpsと、ベルト表面温度の関係が、下記式で表される。
Y＝０．０００５×Vps２ −０．３５Vps＋１７０        [数式６]
ここで、Ｖpsは、ベルトの回転速度[ｍ/ｓ]、Yはベルト表面温度[℃]で表される。つまり、Vpsが１/２倍になった場合、ベルト表面温度が０．００５×（２Vps）２ −０．３５（２Vps）＋１７０[℃]になるように設定すればよい。また、Vpsが２倍になった場合、ベルト表面温度が０．００５×（１/2×Vps）２ −０．３５（１/2×Vps）＋１７０[℃]になるように設定すればよい。
【００５４】
次に、ベルト厚みについて考察する。
【００５５】
ベルト厚みの厚さの上限は定着性確保可能な条件によって決定されるので、ベルト内面加熱-表面発熱効率を確認し、トナーに十分な熱量を与える事のできる条件から規定する。
【００５６】
トナーの融解温度（トナー定着温度）は、一般的に９０℃〜であり、このようなトナーを融解させ記録材に定着させるには、定着ニップ部Ｎｐにおける定着ベルトの温度は、表面（加熱される面）において少なくとも融解温度９０℃以上、トナーへの伝熱時間を考慮すると１００℃以上、好ましくは１２０℃以上であることが望まれる。
【００５７】
図１７は、定着ベルトを加熱体（ヒータ）により加熱している状態を示す図である。図１７に示すように、ベルトの下側（裏面）を加熱素子で加熱した場合、加熱境界面Ｆからの長さＸ（ベルトの厚み方向長さＸ）における温度θ（ｘ，ｔ）は、（式7）で示す熱伝導系の一般式となる。（式7）のerfはいわゆる誤差関数で、θ０は加熱面温度を示す。なお、加熱境界面Ｆの加熱温度は一定である。
【００５８】
【数１】
2017156369.tif 000003
【００５９】
図１８は厚みが２０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍのＳｉゴムベルト（加熱境界面Ｆからの厚み方向長Ｘが２０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ）における熱応答を（式１）を用いて試算した結果を示すグラフである。
【００６０】
このグラフの縦軸は正規化温度を示し、横軸は時間を示す。ここで正規化温度とは、加熱境界面Ｆからの厚み方向長Ｘの位置における温度を、加熱面温度θ０に対する割合で示したものである。
【００６１】
このグラフから、加熱素子によりＳｉゴムベルトの下側（裏面）を加熱面温度θ０で加熱してから約５００ｍｓ経過時に、加熱境界面Ｆからの厚み方向長２００μｍにおける温度は正規化温度C０.５８（加熱面温度θ０×０.５８）に到達することがわかる。このように、加熱境界面Ｆからの厚み方向長Ｘが２００μｍを超えると、加熱境界面Ｆの加熱面温度θ０の６０%以下しか加熱することができない。
【００６２】
以上の説明から、２００μｍ前後の厚みの定着ベルトを内面から加熱する場合、トナーが融解するだけの熱を定着ベルトの表面に供給するためには、定着ベルトの内面を十分に加熱しなければならないことがわかる。さらに、定着ベルトの表面の温度がトナー融解温度に到達するまでに相当の時間がかかることがわかる。
【００６３】
また、サーマルヘッド５８と定着ベルト５１の内面との界面における接触熱抵抗を考慮すると、上記加熱境界面Ｆに該当する定着ベルト５１内面表層の温度は発熱体同等まで昇温するのに相当な時間がかかる事が予想されるが、加熱時間は定着ベルト５１が接触ニップ（加熱ニップ）Ｎｈ滞在時間ｔｈｎ中のみの極めて短時間であるため、実際には定着ベルト５１内面表層の温度は、期待されるほど高温にはならない事が懸念される。
【００６４】
つまり、ベルトの厚みに応じて、正規化温度分Cで割って、実際のサーマルヘッドの温度設定をすればよい。ゆえに、正規化温度C、ベルトの回転速度Ｖps [ｍ/ｓ]、ベルト表面温度Y[℃]におけるサーマルヘッド設定温度θ0は、
θ0＝Y/正規化温度C    [数式８]
θ0＝（０．０００５×Vp s２ −０．３５Vps＋１７０）/正規化温度C        [数式９]
に設定すればよい。
【００６５】
以上、説明したように本実施例の定着装置構成条件によれば、定着ベルト内面加熱型サーマルヘッドを加熱源として、定着ベルト５１の内面に当接させる定着装置構成において、定着ベルト５１を蓄熱させる事なく、定着性を確保する為の必要条件を満たす事が可能である事を示した。具体的には、サーマルヘッド５８のある当接位置において、定着ベルト５１の厚みと、サーマルヘッド設定温度を[数式９]によって規定した。
【００６６】
なお本発明は、定着済み画像又は半定着画像を担持した記録材を加熱加圧して画像の表面性を調整する加熱処理装置や、ファクシミリ等の他の画像形成装置としても実施可能である。
【符号の説明】
【００６７】
Fu  定着装置、５１ 定着ベルト、５２  駆動ローラ、５３  テンションローラ、
５４  ニップパッド、５５  加圧ローラ、５８ サーマルヘッド、
６１  定着ベルト上のサーマルヘッドによって加熱された領域、Ｐ  記録材
【図１】
2017156369.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2017156369.tif 000008
【図６】
2017156369.tif 000009
【図７】
2017156369.tif 000010
【図８】
2017156369.tif 000011
【図９】
2017156369.tif 000012
【図１０】
2017156369.tif 000013
【図１１】
2017156369.tif 000014
【図１２】
2017156369.tif 000015
【図１３】
2017156369.tif 000016
【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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