JP2008203455A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着部材が定着可能な温度となるまでの復帰時間が短くなる定着装置及び画像形成装置を得る。
【解決手段】定着ベルト１０２の内周面と接する発熱体１０８が、励磁コイル１２０と対向しない領域（Ａ、Ｃ）まで、定着ベルト１０２の移動方向に延びている。磁界Ｈの電磁誘導により、発熱体１０８の励磁コイル１２０と対向する領域領域（Ｂ）が発熱し、励磁コイル１２０と対向しない領域（Ａ、Ｃ）に熱が伝わる。ここで、励磁コイル１２０の作動が停止されて待機状態となった場合、定着ベルト１０２は、発熱体１０８における励磁コイル１２０と対向する領域（Ｂ）及び対向しない領域（Ａ、Ｃ）の広い領域で発熱体１０８から熱を与えられる。これにより、定着ベルト１０２の温度をより高温に維持することができ、定着ベルト１０２が定着可能な温度となるまでの復帰時間が短くなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を用いて画像形成を行うプリンタや複写機等の画像形成装置において、記録用紙上に転写されたトナー像を、ハロゲンヒータ等の熱源を備えた定着ローラ又は定着ベルトと加圧ローラとで形成されるニップ部に通して、熱と圧力の作用でトナーを溶融して定着する定着装置が利用されている。

一方、熱源として、通電により磁界を発生するコイルと、磁界の電磁誘導により渦電流が生じて発熱する発熱体とを用いた電磁誘導発熱方式の定着装置がある。

電磁誘導発熱方式を用いた定着装置の例として、磁束を発生する励磁コイルと、励磁コイルからの磁束の作用により発熱する導電層を有する定着ベルトと、定着ベルトの搬送をガイドするガイド部材とを有する定着装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−０４７９８８

しかしながら、特許文献１の定着装置は、定着ベルトの円周方向の一部だけを加熱するいわゆる局部加熱方式であり、定着開始時には定着ベルトの一部分だけしか温まっていないため、定着可能となるまでの復帰時間が長くかかっていた。

本発明は、定着部材が定着可能な温度となるまでの復帰時間が短くなる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る定着装置は、磁界を発生する磁界発生手段と、前記磁界発生手段と対向配置され、前記磁界の電磁誘導により発熱する発熱体と、前記発熱体に巻き掛けられ、両端部が回転可能に支持された無端状の定着部材と、前記定着部材の内側に配置された支持体と、前記定着部材を介して前記支持体を加圧する加圧回転体と、を有する定着装置において、前記発熱体は、前記磁界発生手段と対向しない領域まで前記定着部材の移動方向に延びていることを特徴としている。

上記構成によれば、磁界発生手段で発生した磁界の電磁誘導により、発熱体における磁界発生手段と対向する領域が発熱する。

続いて、発熱体における磁界発生手段と対向する領域の熱は、磁界発生手段と対向しない領域に伝わる。

ここで、磁界発生手段の作動が停止されて待機状態となった場合、定着部材は、発熱体における磁界発生手段と対向する領域及び対向しない領域の広い領域で熱を与えられる。これにより、定着部材の温度をより高温に維持することができ、定着部材が定着可能な温度となるまでの復帰時間が短くなる。

また、定着部材に均等に熱が与えられるので、熱膨張差による歪によって定着部材が座屈することがなくなる。

さらに、待機中に定着部材を回転して温度を慣らしておく必要が無いため、待機時の定着装置の駆動音を低減できる。また、待機中に定着部材を回転させなくてもよいため、定着部材内面の摩耗による摺動性悪化を低減できる。

本発明の請求項２に係る定着装置は、前記発熱体が、前記磁界の電磁誘導により発熱する発熱層と、前記発熱部の表面に設けられ、前記定着部材と前記発熱部との摩擦力を減少させる離型層と、を有し、前記発熱層は、前記磁界発生手段と対向しない領域まで前記定着部材の移動方向に延びていることを特徴としている。

上記構成によれば、定着部材と発熱体との摺動性をあげるために、発熱体の表面に離型層を形成して多層化した場合でも、定着部材の温度をより高温に維持することができ、定着部材が定着可能な温度となるまでの復帰時間が短くなる。

本発明の請求項３に係る定着装置は、前記発熱体が、前記磁界の電磁誘導により発熱する発熱部と、前記発熱部と接して前記発熱部の温度分布を調整する熱伝導部と、を少なくとも含み、前記熱伝導部が前記磁界発生手段と対向しない領域まで前記移動方向に延びていることを特徴としている。

上記構成によれば、磁界発生手段の作動が停止されて待機状態となった場合、発熱部の熱が熱伝導部に伝わるとともに、発熱部の温度分布が調整され均等化される。定着部材は、発熱体における磁界発生手段と対向する領域及び対向しない領域の広い領域で熱伝導部から熱を与えられる。

これにより、定着部材の温度をより高温に維持することができ、定着部材が定着可能な温度となるまでの復帰時間が短くなる。

また、定着部材に均等に熱が与えられるので、熱膨張差による歪によって定着部材が座屈することがなくなる。

さらに、待機中に定着部材を回転して温度を慣らしておく必要が無いため、待機時の定着装置の駆動音を低減できる。また、待機中に定着部材を回転させなくてもよいため、定着部材内面の摩耗による摺動性悪化を低減できる。

本発明の請求項４に係る定着装置は、前記熱伝導部の熱伝導率が、前記発熱部の熱伝導率よりも高いことを特徴としている。

上記構成によれば、熱伝導部の熱伝導率が発熱部の熱伝導率よりも大きいので、発熱部の熱量が熱伝導部に伝わりやすく、発熱部の温度調整を短時間で行える。

また、小サイズの記録媒体を連続して定着する場合、記録媒体の通過領域の発熱部では、記録媒体に熱量を奪われるため温度低下するが、非通過領域の発熱部では、熱量が奪われず蓄積されるため温度上昇する。

ここで、発熱部における記録媒体の通過領域と非通過領域の温度差（温度分布）が熱伝導部によって調整されるため、発熱部の温度分布が均等になる。

本発明の請求項５に係る定着装置は、前記熱伝導部が、前記定着部材と接触することを特徴としている。

上記構成によれば、熱伝導部が定着部材と接触しているため、定着部材への熱伝導効率がよく、定着部材の周方向の温度分布を均一にすることができる。

本発明の請求項６に係る定着装置は、前記熱伝導部が、前記定着部材と非接触状態となっていることを特徴としている。

上記構成によれば、定着部材と熱伝導部が非接触状態となっていることから、加熱される定着部材の熱が逃げにくく、電源投入時に定着部材を短時間で昇温できる。

本発明の請求項７に係る画像形成装置は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の定着装置と、露光光を出射する露光部と、前記露光光で形成された潜像を現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像部と、前記現像部で顕在化された前記現像剤像を記録媒体上に転写する転写部と、前記転写部で前記現像剤像が転写された記録媒体を前記定着装置に搬送する搬送部と、を備えたことを特徴としている。

上記構成によれば、定着装置における定着部材の定着設定温度までの復帰時間を短縮することができるので、画像形成のための処理時間を短縮できる。

請求項１の発明は、本構成を有していない場合に比較して、定着部材が定着可能な温度となるまでの復帰時間が短くなる。

請求項２の発明は、発熱体の表面に離型層を形成して多層化した場合でも、定着部材が定着可能な温度となるまでの復帰時間が短くなる。

請求項３の発明は、本構成を有していない場合に比較して、定着部材が定着可能な温度となるまでの復帰時間が短くなる。

請求項４の発明は、本構成を有していない場合に比較して、発熱部の温度調整を短時間で行える。

請求項５の発明は、本構成を有していない場合に比較して、定着部材の周方向の温度分布を均一にすることができる。

請求項６の発明は、本構成を有していない場合に比較して、電源投入時に定着部材を短時間で昇温できる。

請求項７の発明は、本構成を有していない場合に比較して、画像形成のための処理時間を短縮できる。

本発明の定着装置及び画像形成装置の第１実施形態を図面に基づき説明する。

図１には、画像形成装置としてのプリンタ１０が示されている。

プリンタ１０において、プリンタ１０の本体を構成する筐体１２に光走査装置５４が固定されており、光走査装置５４に隣接する位置に、光走査装置５４及びプリンタ１０の各部の動作を制御する制御ユニット５０が設けられている。

光走査装置５４は、図示しない光源から出射された光ビームを回転多面鏡（ポリゴンミラー）で走査し、反射ミラー等の複数の光学部品で反射して、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び ブラック（Ｋ）の各トナーに対応した光ビーム６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋを出射するようになっている。

光ビーム６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋは、それぞれ対応する各感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに導かれる。

プリンタ１０の下方側には、記録用紙Ｐを収納する用紙トレイ１４が設けられている。用紙トレイ１４の上方には、記録用紙Ｐの先端部位置を調整する一対のレジストローラ１６が設けられている。

プリンタ１０の中央部には、画像形成ユニット１８が設けられている。画像形成ユニット１８は、前述の４つの感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを備えており、これらが上下一列に並んでいる。

感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの回転方向上流側には、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの表面を帯電する帯電ローラ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋが設けられている。

また、感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの回転方向下流側には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各トナーをそれぞれ感光体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ上に現像する現像器２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋが設けられている。

一方、感光体２０Ｙ、２０Ｍには第１中間転写体２６が接触し、感光体２０Ｃ、２０Ｋには第２中間転写体２８が接触している。そして、第１中間転写体２６、第２中間転写体２８には第３中間転写体３０が接触している。

第３中間転写体３０と対向する位置には、転写ロール３２が設けられている。転写ロール３２と第３中間転写体３０との間を記録用紙Ｐが搬送され、第３中間転写体３０上のトナー画像を記録用紙Ｐに転写させる。

記録用紙Ｐが搬送される用紙搬送路３４の下流には、定着装置１００が設けられている。定着装置１００は、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４を有しており、記録用紙Ｐを加熱・加圧してトナー画像を記録用紙Ｐ上に定着させる。

トナー画像が定着された記録用紙Ｐは、用紙搬送ロール３６でプリンタ１０の上部に設けられたトレイ３８に排出される。

ここで、プリンタ１０の画像形成について説明する。

画像形成が開始されると、各感光体２０Ｙ〜２０Ｋの表面が帯電ローラ２２Ｙ〜２２Ｋによって一様に帯電される。

光走査装置５４から出力画像に対応した光ビーム６０Ｙ〜６０Ｋが、帯電後の感光体２０Ｙ〜２０Ｋの表面に照射され、感光体２０Ｙ〜２０Ｋ上に各色分解画像に応じた静電潜像が形成される。

この静電潜像に対して、現像装置２４Ｙ〜２４Ｋが選択的に各色、すなわちＹ〜Ｋのトナーを付与し、感光体２０Ｙ〜２０Ｋ上にＹ〜Ｋ色のトナー画像が形成される。

その後、マゼンタ用の感光体２０Ｍから第１中間転写体２６にマゼンタのトナー画像が一次転写される。また、イエロー用の感光体２０Ｙから第１中間転写体２６にイエローのトナー画像が一次転写され、第１中間転写体２６上で前記マゼンタのトナー画像に重ね合わされる。

一方、同様にブラック用の感光体２０Ｋから第２中間転写体２８にブラックのトナー画像が一次転写される。また、シアン用の感光体２０Ｃから第２中間転写体２８にシアンのトナー画像が一次転写され、第２中間転写体２８上で前記ブラックのトナー画像に重ね合わされる。

第１中間転写体２６へ一次転写されたマゼンタとイエローのトナー画像は、第３中間転写体３０へ二次転写される。一方、第２中間転写体２８へ一次転写されたブラックとシアンのトナー画像も、第３中間転写体３０へ二次転写される。

ここで先に二次転写されているマゼンタ 、イエローのトナー画像と、シアンおよびブラックのトナー画像とが重ね合わされ、カラー（３色）とブラックのフルカラートナー画像が第３中間転写体３０上に形成される。

二次転写されたフルカラートナー画像は、第３中間転写体３０と転写ロール３２との間のニップ部に達する。そのタイミングに同期して、レジストロール１６から記録用紙Ｐが当該ニップ部分に搬送され、記録用紙Ｐ上にフルカラートナー画像が三次転写（最終転写）される。

この記録用紙Ｐは、その後、定着装置１００に送られ、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４とのニップ部を通過する。その際、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４とから与えられる熱と圧力との作用により、フルカラートナー画像が記録用紙Ｐに定着する。定着後、記録用紙Ｐは用紙搬送ロール３６によりトレイ３８に排出され、記録用紙Ｐへのフルカラー画像形成が終了する。

次に、本実施形態に係る定着装置１００について説明する。

図２に示すように、定着装置１００は、記録用紙Ｐの進入又は排出を行うための開口が形成された筐体１０６を備えている。

筐体１０６の内部には、矢印Ｘ方向へ回転可能となるように両端部（図示せず）が支持された無端状の定着ベルト１０２が設けられている。

図３ｂに示すように、定着ベルト１０２は、内側から外側に向けて基層１３４、弾性層１３６、及び離型層１３８で構成されており、これらが積層され一体となっている。

基層１３４は、定着ベルト１０２の機械強度を保持できれば良く、本実施形態ではポリイミドを用いているが、非磁性ＳＵＳを用いてもよい。厚さは５０μｍとしている。

また、定着ベルトには後述の励磁コイルにより電磁誘導加熱される、例えば銅やアルミなどからなる発熱層があっても良い。

弾性層１３６は、優れた弾性と耐熱性が得られる等の観点から、シリコン系ゴム、又はフッ素系ゴムが好ましく、本実施形態ではシリコンゴムを用いている。本実施形態では、弾性層１３６の厚さを２００μｍとしている。

離型層１３８は、記録用紙Ｐ上で溶融されたトナーＴ（図２参照）との接着力を弱めて、記録用紙Ｐを定着ベルト１０２から剥離し易くするために設けられる。優れた表面離型性を得るためには、離型層１３８として、フッ素樹脂、シリコン樹脂、又はポリイミド樹脂を用いることが好ましく、本実施形態ではＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）を用いている。離型層１３８の厚さは１０μｍとしている。

図２に示すように、定着ベルト１０２の外周面と対向する位置には、絶縁性の材料で構成されたボビン１１６が配置されている。ボビン１１６と定着ベルト１０２との間隔は１〜３ｍｍ程度となっている。ボビン１１６は、定着ベルト１０２の外周面に倣った略円弧状に形成されており、凸部１１８が突設されている。

ボビン１１６には、励磁コイル１２０が、凸部１１８を中心として軸方向（図２の紙面奥行き方向）に複数回巻き回されている。励磁コイル１２０は、後述の通電回路１３４（図４参照）によって通電され、磁界Ｈを発生するようになっている。

励磁コイル１２０と対向する位置には、ボビン１１６の円弧状に倣って略円弧状に形成された磁性体コア１２２が配置され、ボビン１１６に支持されている。

一方、定着ベルト１０２の内側には、定着ベルト１０２の内周面と面接触し、発熱して定着ベルト１０２を定着設定温度まで昇温する発熱体１０８が設けられている。

発熱体１０８は、励磁コイル１２０と対向する領域（Ｂ）よりも広く、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４との間のニップ部を除く領域（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）で、定着ベルト１０２の内周面と接触している。

図３ａに示すように、発熱体１０８は、内側から外側に向けて発熱部１３０、及び離型部１３２で構成されている。

発熱体１０８は、筐体１０６（図２参照）に固定される。

発熱部１３０は、磁界Ｈ（図２参照）を打ち消す磁界を生成するように渦電流が流れる電磁誘導作用により発熱する金属材料であり、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、錫、鉛、ビスマス、ベリリウム、アンチモン、又はこれらの合金の金属材料を用いることができる。本実施形態では、発熱層１３０として厚さ１ｍｍの鉄を用いている。

離型部１３２は、定着ベルト１０２（図２参照）が発熱体１０８表面を摺擦移動するときの摩擦力を低減するために設けられており、本実施形態ではＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を塗布している。

また、定着ベルト１０２の内側には、支持部材１１０が設けられている。支持部材１１０は、非磁性体であるアルミニウムからなり、両端が筐体１０６に固定されている。

支持部材１１０の端面には、定着ベルト１０２を所定の圧力で外側に向けて押圧するための押圧パッド１１２が固定されている。

押圧パッド１１２は、ウレタンゴム又はスポンジ等の弾性を有する部材、あるいはＰＥＳ（ポリエーテルスルフォン）やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの耐熱性樹脂で構成され、一端面が定着ベルト１０２の内周面と接触して定着ベルト１０２を押圧している。

一方、定着ベルト１０２の外周面と対向する位置には、定着ベルト１０２を押圧パッド１１２に向けて加圧力Ｆで加圧するとともに、図示しないモータ及びギアからなる駆動機構により矢印Ｙ方向に回転する加圧ロール１０４が配置されている。

加圧ロール１０４は、アルミニウム等の金属からなる芯金１１４の周囲に、シリコンゴム及びＰＦＡが被覆された構成となっている。

ここで、加圧ロール１０４が図示しない駆動機構によって回転することで、定着ベルト１０２が従動回転するようになっている。

また、押圧パッド１１２は、定着ベルト１０２を加圧ロール１０４側に押圧するとともに定着ベルト１０２の内周面に倣って湾曲し、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４の間のニップ部の面積を広げている。

定着ベルト１０２の外周面側で、励磁コイル１２０と対向しない領域で且つ記録用紙Ｐの排出側の領域には、定着ベルト１０２表面の温度を測定する温度センサ１２４が非接触で設けられている。

温度センサ１２４は、定着ベルト１０２表面から放射される赤外線を受けて、そのエネルギー量に応じた熱起電力を発生する赤外線センサ（サーモパイル）で構成されている。

図４に示すように、温度センサ１２４は、配線１２８を介して、前述の制御ユニット５０（図１参照）の内部に設けられた制御回路１３０に接続されている。また、制御回路１３０は、配線１３２を介して通電回路１３４に接続されており、通電回路１３４は、配線１３６、１３８を介して前述の励磁コイル１２０に接続されている。

ここで、制御回路１３０は、温度センサ１２４から送られた電気量に基づいて定着ベルト１０２表面の温度を測定し、この測定温度と予め記憶させてある定着設定温度（本実施形態では１７０℃）と比較する。そして、測定温度が定着設定温度よりも低い場合は、通電回路１３４を駆動して励磁コイル１２０に通電し、磁気回路としての磁界Ｈ（図２参照）を発生させる。一方、測定温度が定着設定温度よりも高い場合は、通電回路１３４を停止するようになっている。

通電回路１３４は、制御回路１３０から送られる電気信号に基づいて駆動又は駆動停止され、配線１３６、１３８を介して励磁コイル１２０に所定の周波数の交流電流を供給又は供給停止するようになっている。

次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。

図１及び図２に示すように、前述のプリンタ１０の画像形成工程を経て、トナーＴが転写された記録用紙Ｐが定着装置１００に送られる。

定着装置１００では、加圧ロール１０４が矢印Ｙ方向への回転駆動を開始し、定着ベルト１０２がそれに従動して矢印Ｘ方向へ回転する。このとき、前述の制御回路１３０（図４参照）からの電気信号に基づいて通電回路１３４（図４参照）が駆動され、励磁コイル１２０に交流電流が供給される。

励磁コイル１２０に交流電流が供給されると、励磁コイル１２０の周囲に磁気回路としての磁界Ｈが生成消滅を繰り返す。

そして、磁界Ｈが発熱体１０８の発熱部１３０に侵入すると、磁界Ｈの変化を妨げる磁界が生じるように発熱部１３０に渦電流（図示せず）が発生する。

発熱部１３０は、発熱部１３０の表皮抵抗、及び発熱部１３０を流れる渦電流の大きさに比例して発熱し、これによって定着ベルト１０２が加熱される。

定着ベルト１０２表面の温度は、温度センサ１２４で検知され、定着設定温度１７０℃に到達していない場合は、制御回路１３０が通電回路１３４を駆動制御して励磁コイル１２０に所定の周波数（２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ）の交流電流を通電する。また、定着設定温度に到達している場合は、制御回路１３０が通電回路１３４の制御を停止する。

続いて、定着装置１００に送り込まれた記録用紙Ｐは、所定の定着設定温度（１７０℃）となっている定着ベルト１０２と、加圧ロール１０４とによって加熱押圧され、トナー画像が記録用紙Ｐ表面に定着される。

記録用紙Ｐは、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４との間のニップ部から送り出されるとき、それ自体の剛性によってニップ部に沿った方向に直進しようとするため、定着ベルト１０２から剥離される。

定着装置１００から排出された記録用紙Ｐは、用紙搬送ロール４２によりトレイ４４に排出される。

このようにして、記録用紙Ｐへの定着が終了した定着装置１００は、次の画像形成処理が行われるまで待機状態となる。

ここで、本発明との比較例として、図５ａに、従来の電磁誘導加熱方式の定着装置における発熱体温度（Ｔ３）と、ニップ部出口の定着ベルト温度（Ｔ４）のグラフを示す。なお、従来の電磁誘導加熱方式の定着装置は、発熱体が、磁界発生手段と対向する領域のみに設けられている。

従来の定着装置において、一度、定着動作が行われて加熱された発熱体自体は、待機中に定着設定温度に近い状態で保持されている（グラフＴ３）。

ところが、定着ベルトは、発熱体と接触していない領域において熱の供給が行われないため、その部分においては待機中に発熱体と比べて大きく温度低下している。このため、定着ベルトは、定着動作が再開された場合に、所定の定着設定温度までの昇温時間（復帰時間）が長くなり（グラフＴ４）、よって定着装置としての復帰時間が長くなってしまう。

一方、図５ｂに示すように、本発明の定着装置１００では、一度、定着動作が行われて加熱された発熱体１０８は、待機中に定着設定温度に近い状態で保持されている（グラフＴ１）。

また、発熱体１０８内部で熱量が伝導することで、発熱体１０８と接触している領域における定着ベルト１０２に熱量が与えられるため、定着ベルト１０２の温度低下が抑えられ、定着ベルト１０２がほぼ全周に渡り発熱体１０８の温度に近い温度で保持される。このため、定着動作が再開された場合に、定着ベルト１０２の、所定の定着設定温度までの昇温時間（復帰時間）が短くなり（グラフＴ２）、定着装置全体としての復帰時間が短くなる。

次に、本発明の定着装置及び画像形成装置の第２実施形態を図面に基づき説明する。

なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図６に示すように、定着装置１４０は、定着装置１００（図２参照）の発熱体１０８を発熱体１４１に置き換えたものである。

発熱体１４１は、定着ベルト１０２の内周面と面接触する発熱部１４２と、発熱部１４２の裏側（定着ベルト１０２と反対側）に配置される熱伝導部１４４とで構成されており、これらが一体となっている。

発熱部１４２は、磁界Ｈを打ち消す磁界を生成するように渦電流が流れる電磁誘導作用により発熱する金属材料であり、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、ＳＵＳ、又はこれらの合金の金属材料を用いることができる。本実施形態では、鉄を用いている。また、発熱部１４２は、励磁コイル１２０と対向する領域（Ｂ）のみに配置されている。

一方、熱伝導部１４４は、銀、銅、金、アルミニウム等の金属、又はこれらの合金で構成されるもので、本実施形態では厚さ１ｍｍの銅を使用している。これにより、熱伝導部１４４の方が、発熱部１４２よりも熱伝導率が大きくなっている。

また、熱伝導部１４４は、励磁コイル１２０と対向する領域（Ｂ）に加えて、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４との間のニップ部近傍まで延びている（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）。励磁コイル１２０と対向しない領域（Ａ及びＣ）では、熱伝導部１４４が定着ベルト１０２に接触している。

発熱部１４２及び熱伝導部１４４は、接着剤によって貼り付けられ一体となっている。

次に本発明の第２実施形態の作用について説明する。

図６及び図７に示すように、定着ベルト１０２において、小サイズの記録用紙Ｐが通過する領域をＬ３、大サイズの記録用紙Ｐが通過する領域をＬ２＋Ｌ３＋Ｌ４、記録用紙Ｐが通過せず励磁コイル１２０が配置されていない領域をＬ１及びＬ５とする。また、熱伝導部１４４が無い場合の定着ベルト１０２の温度グラフをＴ１、本実施形態の定着ベルト１０２の温度グラフをＴ２とする。

まず、小サイズの記録用紙Ｐが連続して通紙され定着が行われると、定着ベルト１０２における記録用紙Ｐの通過領域Ｌ３では、記録用紙Ｐに熱量が奪われて定着ベルト１０２の温度が定着設定温度（１７０℃）よりも低下する。

制御回路１３０（図４参照）は、温度センサ１２４で検知された温度と定着設定温度の差に基づいて、定着ベルト１０２の温度を定着設定温度に近づけるように通電回路１３４（図４参照）を制御し、発熱部１４２が発熱する。これにより、定着ベルト１０２の温度が上昇する。

定着ベルト１０２における記録用紙Ｐの非通過領域Ｌ２、Ｌ４（Ｌ１、Ｌ５含む）では、記録用紙Ｐに熱量が奪われることがないので、発熱層１２０の発熱によって温度がさらに上昇する。

ここで、熱伝導部１４４が無い場合は、記録用紙Ｐの非通過領域Ｌ２、Ｌ４における温度上昇を低減する手段を有していないため、グラフＴ１のように、定着ベルト１０２における記録用紙Ｐの通過領域Ｌ３と非通過領域Ｌ２、Ｌ４の温度差が大きくなる。

記録用紙Ｐの通過領域Ｌ３と非通過領域Ｌ２、Ｌ４の温度差が大きくなると、小サイズの記録用紙Ｐの後に大サイズの記録用紙Ｐを定着したときに、記録用紙Ｐの端部に過剰な熱量が与えられてしまい、トナーＴの一部が定着ベルト１０２側に残ってしまう、いわゆるホットオフセット現象となって、画像の定着むらが生じる。

一方、本実施形態の定着装置１４０では、発熱部１４２の単位長さ当りの発熱量は領域Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４で変わらないが、定着ベルト１０２における記録用紙Ｐの非通過領域Ｌ２、Ｌ４で発熱部１４２の温度が上昇し、熱伝導部１４４との間で温度勾配が生じる。

この温度勾配により、非通過領域Ｌ２、Ｌ４における発熱部１４２の過剰な熱量が、熱伝導部１４４に熱伝導し、非通過領域Ｌ２、Ｌ４における発熱部１４２及び定着ベルト１０２の温度が下がる（矢印Ｄ）。

熱伝導部１４４では、発熱部１４２から伝導した熱量によって、非通過領域Ｌ２、Ｌ４の温度が通過領域Ｌ３の温度よりも高くなっており、熱伝導部１４４内で温度勾配が生じている。このため、発熱部１４２から熱伝導部１４４に移動した熱量は、熱伝導部１４４内を移動する。

定着ベルト１０２における記録用紙Ｐの通過領域Ｌ３では、定着ベルト１０２及び発熱部１４２の熱量が記録用紙Ｐに奪われて温度が低下しているため、発熱部１４２の温度が熱伝導部１４４の温度よりも低くなり、温度勾配が生じる。これにより、熱伝導部１４４の熱量が、記録用紙Ｐの通過領域Ｌ３における発熱部１４２及び定着ベルト１０２に伝導する。

このように、過剰な熱量が非通過領域Ｌ２、Ｌ４の発熱部１４２から熱伝導部１４４を経由して通過領域Ｌ３の発熱部１４２に移動することにより、発熱部１４２における温度分布が調整され均一になる。また、定着ベルト１０２における記録用紙Ｐの非通過領域Ｌ２、Ｌ４の温度上昇が低減されるとともに、温度低下した通過領域Ｌ３の温度が上昇するので、温度分布のグラフはＴ２のようになる。

こうして、非通過領域Ｌ２、Ｌ４と通過領域Ｌ３の温度差が低減され、定着ベルト１０２の温度が各領域で略均一になると、小サイズの記録用紙Ｐの定着後に大サイズの記録用紙Ｐを定着しても、大サイズの記録用紙Ｐの端部で前述のホットオフセット現象が起こりにくく、定着むらが生じにくい。

また、熱伝導部１４４に移動した熱量は、熱伝導部１４４内で拡散移動しており、熱伝導部１４４の全面が温められる。このため、熱伝導部１４４の励磁コイル１２０と対向しない領域（Ａ、Ｃ）において、定着ベルト１０２が温められ、定着ベルト１０２の周方向の温度差が低減される。

さらに、定着ベルト１０２全体が均等に温められるため、次の定着時における定着ベルト１０２の昇温時間が短縮される。

次に、本発明の定着装置及び画像形成装置の第３実施形態を図面に基づき説明する。

なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図８に示すように、定着装置１５０は、定着装置１００（図２参照）の発熱体１０８を発熱体１５１に置き換えたものである。

発熱体１５１は、定着ベルト１０２の内周面と面接触する発熱部１５２と、発熱部１５２の裏側（定着ベルト１０２と反対側）に配置される熱伝導部１５４とで構成されており、これらが一体となっている。

発熱部１５２は、磁界Ｈを打ち消す磁界を生成するように渦電流が流れる電磁誘導作用により発熱する金属材料であり、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、ＳＵＳ、又はこれらの合金の金属材料を用いることができる。本実施形態では、鉄を用いている。また、発熱部１５２は、励磁コイル１２０と対向する領域（Ｂ）のみに配置されている。

一方、熱伝導部１５４は、銀、銅、金、アルミニウム等の金属、又はこれらの合金で構成されるもので、本実施形態では厚さ１．２ｍｍのアルミニウムを使用している。これにより、熱伝導部１５４の方が、発熱部１５２よりも熱伝導率が大きくなっている。

また、熱伝導部１５４は、励磁コイル１２０と対向する領域（Ｂ）に加えて、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４との間のニップ部近傍まで延びている（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）。励磁コイル１２０と対向しない領域（Ａ及びＣ）では、熱伝導部１５４が定着ベルト１０２と非接触状態となっている。

発熱部１５２及び熱伝導部１５４は、接着剤によって貼り付けられ一体となっている。

次に本発明の第３実施形態の作用について説明する。

プリンタ１０（図１参照）において所定の画像形成が行われ、記録用紙Ｐへのトナー像Ｔの定着が終了すると、定着装置１５０は待機状態となる。

ここで、定着ベルト１０２は、励磁コイル１２０と対向する領域（Ｂ）において、発熱部１５２の熱により温められる。また、励磁コイル１２０と対向しない領域（Ａ、Ｃ）では、非接触状態の熱伝導部１５４から放熱された熱量によって定着ベルト１０２が温められる。

このように、定着ベルト１０２は、領域Ａ、Ｂ、Ｃにおいて発熱体１５１によって温められるので、定着動作が再開されても、所定の定着設定温度までの昇温時間（復帰時間）が短くなる。

また、定着ベルト１０２と熱伝導部１５４が非接触状態となっているため、定着ベルト１０２と発熱体１５１を合わせた熱容量が小さくなる。これにより、定着ベルト１０２の最初の加熱昇温時に、定着ベルト１０２の昇温が短時間で行われる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

プリンタ１０は、固体の現像剤を用いる乾式の電子写真方式だけでなく、液体現像剤を用いるものであってもよい。

定着ベルト１０２の温度の検知手段として、非接触タイプの温度センサ１２４の代わりにサーミスタを用いてもよい。また、温度センサ１２４は、加圧ロール１０４と対向する位置に取付けてもよい。

励磁コイル１２０と対向する領域Ｂの面積及び周方向長さと、対向しない領域Ａ、Ｃの面積及び周方向の長さは、励磁コイル１２０が配置される領域に合わせて、適宜変更してよい。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全体図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置の断面図である。 （ａ）本発明の第１実施形態に係る発熱体の断面図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る定着ベルトの断面図である。 本発明の第１実施形態に係る制御回路及び通電回路の接続図である。 （ａ）従来例の定着ベルト及び発熱体の温度グラフである。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る定着ベルト及び発熱体の温度グラフである。 本発明の第２実施形態に係る定着装置の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る定着ベルトと従来例の通紙領域及び非通紙領域の温度グラフである。 本発明の第３実施形態に係る定着装置の断面図である。

符号の説明

１０ プリンタ（画像形成装置）
１８ 画像形成ユニット（現像部）
３２ 転写ロール（転写部）
３４ 用紙搬送路（搬送部）
５４ 光走査装置（露光部）
１００ 定着装置（定着装置）
１０２ 定着ベルト（定着部材）
１０４ 加圧ロール（加圧回転体）
１０８ 発熱体（発熱体）
１１２ 押圧パッド（支持体）
１２０ 励磁コイル（磁界発生手段）
１３０ 発熱部（発熱層）
１３２ 離型部（離型層）
１４１ 発熱体（発熱体）
１４２ 発熱部（発熱部）
１４４ 熱伝導部（熱伝導部）
１５１ 発熱体（発熱体）
Ｈ 磁界（磁界）
Ｔ トナー（現像剤）
Ｐ 記録用紙（記録媒体）

Claims (7)

1. 磁界を発生する磁界発生手段と、
   前記磁界発生手段と対向配置され、前記磁界の電磁誘導により発熱する発熱体と、
   前記発熱体に巻き掛けられ、両端部が回転可能に支持された無端状の定着部材と、
   前記定着部材の内側に配置された支持体と、
   前記定着部材を介して前記支持体を加圧する加圧回転体と、
   を有する定着装置において、
   前記発熱体は、前記磁界発生手段と対向しない領域まで前記定着部材の移動方向に延びていることを特徴とする定着装置。
2. 前記発熱体が、
   前記磁界の電磁誘導により発熱する発熱層と、
   前記発熱部の表面に設けられ、前記定着部材と前記発熱部との摩擦力を減少させる離型層と、
   を有し、
   前記発熱層は、前記磁界発生手段と対向しない領域まで前記定着部材の移動方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記発熱体が、
   前記磁界の電磁誘導により発熱する発熱部と、
   前記発熱部と接して前記発熱部の温度分布を調整する熱伝導部と、
   を少なくとも含み、
   前記熱伝導部が前記磁界発生手段と対向しない領域まで前記移動方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記熱伝導部の熱伝導率が、前記発熱部の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記熱伝導部が、前記定着部材と接触することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の定着装置。
6. 前記熱伝導部が、前記定着部材と非接触状態となっていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の定着装置。
7. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の定着装置と、
   露光光を出射する露光部と、
   前記露光光で形成された潜像を現像剤で顕在化して現像剤像を形成する現像部と、
   前記現像部で顕在化された前記現像剤像を記録媒体上に転写する転写部と、
   前記転写部で前記現像剤像が転写された記録媒体を前記定着装置に搬送する搬送部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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