特許 6872463 定着装置および画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6872463

(24)【登録日】2021年4月21日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】定着装置および画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20210510BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/20 515

【請求項の数】13

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-177605(P2017-177605)

(22)【出願日】2017年9月15日

(65)【公開番号】特開2019-28417(P2019-28417A)

(43)【公開日】2019年2月21日

【審査請求日】2019年12月13日

(31)【優先権主張番号】特願2017-145550(P2017-145550)

(32)【優先日】2017年7月27日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】591044164

【氏名又は名称】株式会社沖データ

(74)【代理人】

【識別番号】110001357

【氏名又は名称】特許業務法人つばさ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】上橋 徹也

(72)【発明者】

【氏名】古川 貴朗

【審査官】 堀川 あゆ美

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２５８９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２８６５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１３８９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２４９８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１２６４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３０７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２４３５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０２２２１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の絶縁層と、導電層と、第２の絶縁層とを順に有するベルト部材を備え、
下記の条件式（１）および条件式（２）を満たす
定着装置。
９．１１Ω≦ｌｏｇＲＶ１≦１３.３４Ω ……（１）
１２．６１Ω≦ｌｏｇＲＶ２≦１３.１９Ω ……（２）
但し、ＲＶ１は印加電圧１００Ｖのときの導電層の体積抵抗であり、ＲＶ２は印加電圧１０００Ｖのときのベルト部材の体積抵抗である。

【請求項2】

前記導電層は、１０⁷Ω・ｃｍ以上１０^13.5Ω・ｃｍ以下の体積抵抗率を有する
請求項１に記載の定着装置。

【請求項3】

前記第１の絶縁層は、１０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有する
請求項１または請求項２に記載の定着装置。

【請求項4】

前記ベルト部材と当接しつつ、前記ベルト部材の温度を検知する温度検知部材をさらに有する
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。

【請求項5】

前記第２の絶縁層は弾性層である
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。

【請求項6】

前記ベルト部材は、前記弾性層から見て前記導電層と反対側に位置する離型層をさらに有する
請求項５記載の定着装置。

【請求項7】

熱を発生させる発熱部材をさらに備えた
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の定着装置。

【請求項8】

前記ベルト部材と当接しつつ、前記発熱部材において発生した前記熱を前記ベルト部材へ伝達する熱伝達部材をさらに備えた
請求項７記載の定着装置。

【請求項9】

前記ベルト部材は、前記熱伝達部材に対し第１の方向へ回転可能に設けられ、内周面と外周面とを含む管状のエンドレスベルトであり、
前記熱伝達部材は、前記エンドレスベルトの前記内周面と当接している
請求項８記載の定着装置。

【請求項10】

前記ベルト部材の前記外周面と当接可能に設けられた加圧部材をさらに有する
請求項９に記載の定着装置。

【請求項11】

前記第１の絶縁層は基材を含み、
前記導電層は、前記基材に導電剤を添加したものを含む
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の定着装置。

【請求項12】

前記第２の絶縁層は離型層である
請求項１に記載の定着装置。

【請求項13】

請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、定着装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

これまでに、ベルトを使用して媒体に現像剤像を定着させる定着装置を備えた画像形成装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。このような定着装置では、ベルトの温度を検知しつつ、ベルトを所定の温度に維持するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−２５０３９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような画像形成装置においては、定着装置のベルトにおける摩擦帯電が、形成画像の品質に影響を及ぼす場合がある。

【0005】

したがって、より高品質の画像を実現するのに好適な定着装置および画像形成装置を提供することが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態としての定着装置は、第１の絶縁層と、導電層と、第２の絶縁層とを順に有するベルト部材を備え、下記の条件式（１）を満たすものである。
９．１１Ω≦ｌｏｇＲＶ１≦１３.３４Ω ……（１）
但し、ＲＶ１は印加電圧１００Ｖのときの導電層の体積抵抗である。

【0007】

本発明の一実施形態としての画像形成装置は、上記定着装置を備える。

【0008】

本発明の一実施形態としての定着装置および画像形成装置では、ベルト部材が所定の体積抵抗を有する導電層を含むようにしたので、例えば熱伝達部材とベルト部材との摩擦により生じるベルト部材の帯電が緩和される。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一実施形態としての定着装置および画像形成装置によれば、より高品質の画像を実現するのに適する。
なお、これは本発明の効果の一例であり、本発明の効果はこれに限定されるものではなく、以下に記載のいずれの効果であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施の形態に係る画像形成装置の一構成例を表す構成図である。

【図2】図１に示した定着部の一構成例を表す構成図である。

【図3】図２に示した定着ベルトの一構成例を表す断面図である。

【図4】一実施の形態に係る画像形成装置の制御機構の一例を表すブロック図である。

【図5】変形例としての定着ベルトの一構成例を表す断面図である。

【図6】導電層の体積抵抗と定着ベルトの体積抵抗との関係を表す特性図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明は本発明の一具体例であって、本発明は以下の態様に限定されるものではない。また、本発明は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。

【0012】

＜１．実施の形態＞
［構成例］
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置（画像形成装置１）の一構成例を表すものである。画像形成装置１は、例えば普通用紙等からなる媒体（印刷媒体、記録媒体、転写材ともいう。）ＰＭに対して画像（例えばカラー画像）を形成する、電子写真方式のプリンタである。

【0013】

画像形成装置１は、媒体トレイ１１と、ピックアップローラ１２と、分離ローラ１３と、レジストローラ１４と、搬送ローラ１５と、ＩＤ（Image Drum）ユニット２０、露光ヘッド２２および転写ローラ２３と、定着部３０と、搬送ローラ１６と、搬送ローラ１７と、排出ローラ１８とを備えている。これらの部材は、媒体ＰＭが搬送される搬送路１０に沿って上流から下流へ向けて順に配置されている。

【0014】

媒体トレイ１１は、媒体ＰＭを収容する容器であり、例えば画像形成装置１の下部に着脱可能に設けられている。ピックアップローラ１２は、媒体トレイ１１に収納されている媒体ＰＭをその最上部から１枚ずつ取り出し、取り出した媒体ＰＭを搬送路１０に送り出す部材である。分離ローラ１３は、搬送路１０を挟んで配置された一対のローラであり、ピックアップローラ１２が取り出した媒体ＰＭを一枚ずつ搬送路１０に送り出す部材である。レジストローラ１４は、搬送路１０を挟んで配置された一対のローラであり、搬送路１０を通過する媒体ＰＭの斜行を矯正しつつ、ＩＤユニット２０での画像形成のタイミングに合わせて媒体ＰＭを搬送する部材である。搬送ローラ１５は、搬送路１０を挟んで配置された一対のローラであり、媒体ＰＭを搬送路１０に沿って搬送する部材である。

【0015】

ＩＤユニット２０は、トナー像を形成するものである。ＩＤユニット２０は、感光体２１を有している。感光体２１は、表面（表層部分）に静電潜像を担持する部材である。露光ヘッド２２は、ＩＤユニット２０の感光体２１を露光する部材であり、例えば複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子を用いて構成される。感光体２１には、露光ヘッド２２により露光されることにより静電潜像が形成され、その後にトナーが供給されることによりトナー像が形成される。転写ローラ２３は、ＩＤユニット２０により形成されたトナー像を、媒体ＰＭの被転写面上に静電的に転写するための部材である。

【0016】

定着部３０は、媒体ＰＭに対し熱および圧力を付与することにより、媒体ＰＭ上に転写されたトナー像を媒体ＰＭに定着させる部材である。定着部３０は、交換可能に構成されている。定着部３０は、本発明の「定着装置」に対応する一具体例である。

【0017】

図２は、定着部３０の一構成例を表すものである。定着部３０は、定着ベルト３１と、定着ローラ３２と、加圧パッド３３と、パッド支持部３４と、コイルばね３５と、温度センサ３６と、ヒータ３８と、熱伝達部材３９と、ヒータ支持部４０と、コイルばね４１と、加圧ローラ４３とを有している。

【0018】

定着ベルト３１は、無端の弾性ベルトであり、定着ローラ３２、加圧パッド３３、ガイド部材３７Ａ，３７Ｂ、および熱伝達部材３９により張設（張架）されている。定着ベルト３１は、媒体ＰＭの搬送方向と直交する方向（図１および図２の紙面と直交する方向）に沿った回転軸を中心として、例えば矢印Ａ（図２）の方向へ回転可能に設けられた部材であり、管状もしくは円筒状をなすエンドレスベルトである。図３に、定着ベルト３１の断面構成を表す。図３に示したように、定着ベルト３１は、内周面３１Ａと外周面３１Ｂとを含んでいる。定着ベルト３１は、例えば、内周面３１Ａの側から、基体６１と、基体６１上に形成された弾性層６２と、弾性層６２上に形成された離型層６３とを有している。基体６１は、内周面３１Ａに露出した絶縁層６１Ａと、その絶縁層６１Ａと弾性層６２との間に設けられた導電層６１Ｂとの２層構造を有している。内周面３１Ａは、熱伝達部材３９と当接する面である。したがって、絶縁層６１Ａは、導電層６１Ｂと熱伝達部材３９との間に位置する。また、弾性層６２は、導電層６１Ｂから見て絶縁層６１Ａと反対側に位置する。さらに、離型層６３は、弾性層６２から見て導電層６１Ｂと反対側に位置する
ここで、定着ベルト３１が本発明の「ベルト部材」に対応する一具体例であり、絶縁層６１Ａ、導電層６１Ｂおよび弾性層６２がそれぞれ本発明の「第１の絶縁層」、「導電層」および「第２の絶縁層」に対応する一具体例である。

【0019】

基体６１は、耐熱性および強度に優れた材料によって構成されている。絶縁層６１Ａは、本発明の「基材」としての、例えばポリイミド（ＰＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの耐熱性および強度に優れた樹脂によって構成されている。導電層６１Ｂは、上記の基材としての樹脂に導電性フィラーが一様に分散された材料により構成されている。導電性フィラーとしては、例えばＡｇ，Ｃｕ，Ａｌ，ＭｇおよびＮｉ等の金属、グラファイト、カーボンブラック、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ等の炭素化合物が好適である。これらの導電性フィラーが本発明の「導電剤」に対応する一具体例である。

【0020】

絶縁層６１Ａの厚さは、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以上６０μｍ以下であることがより好ましい。絶縁層６１Ａの厚さが１０μｍ以上であれば、定着ベルト３１の回転動作に伴う、定着ベルト３１と他の部材との摺動摩擦による摩耗に十分耐えることができる。絶縁層６１Ａが摩耗すると、絶縁層６１Ａの絶縁破壊が生じ、導電層６１Ｂが露出する場合がある。この場合、例えば温度センサ３６と導電層６１Ｂとの導通が生じ、すなわち、フレームグランド（ＦＧ）と１次電位との導通が生じるので好ましくない。一方、絶縁層６１Ａの厚さが１００μｍ以下であれば、内周面３１Ａと当接する熱伝達部材３９を介してヒータ３８から伝達される熱量の伝達時間を短くすることができ、定着部３０の起動に要する時間（起動時間）の増加を防ぐことができる。

【0021】

導電層６１Ｂの体積抵抗率は、１０⁷Ω・ｃｍ以上１０^13.5Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、１０⁸Ω・ｃｍ以上１０¹¹Ω・ｃｍ以下であることがより好ましい。導電層６１Ｂの体積抵抗率が１０⁷Ω・ｃｍ以上であれば、絶縁層６１Ａの絶縁破壊、すなわちフレームグランド（ＦＧ）と１次電位との短絡を十分に防ぐことができる。また、導電層６１Ｂの体積抵抗率が１０^13.5Ω・ｃｍ以下であれば、後述するように、熱伝達部材３９と定着ベルト３１との摩擦帯電および温度センサ３６と定着ベルト３１との摩擦帯電を十分に緩和できる。ここでの体積抵抗率は、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠した測定法で測定される値であり、例えば三菱ケミカルアナリテック社製ハイレスターＵＰ ＭＣＰ ＨＴ４５０により、１００Ｖの電圧を１０秒間に亘って印加したのちに測定することにより得られる値である。

【0022】

さらに、導電層６１Ｂは下記の条件式（１）を満たしている。
９．１１Ω≦ｌｏｇＲＶ１≦１３.３４Ω ……（１）
但し、ＲＶ１は印加電圧１００Ｖのときの導電層６１Ｂの体積抵抗であり、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠した測定法で測定される値である。

【0023】

また、定着ベルト３１全体として、下記の条件式（２）を満たしていることが望ましい。
１２．６１Ω≦ｌｏｇＲＶ２≦１３.１９Ω ……（２）
但し、ＲＶ２は印加電圧１０００Ｖのときのベルト部材の体積抵抗であり、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠した測定法で測定される値である。

【0024】

ｌｏｇＲＶ１が１３.３４Ω以下であれば、あるいはｌｏｇＲＶ２が１３.１９Ω以下であれば、定着ベルト３１への電荷の蓄積が抑制され、帯電したトナーＴＮや媒体ＰＭの粉などの定着ベルト３１への付着を回避できる。また、ｌｏｇＲＶ１が９.１１Ω以上であれば、あるいはｌｏｇＲＶ２が１２.６１Ω以上であれば、加圧ローラ４３へのトナーＴＮや媒体ＰＭの粉などの付着を回避できる。

【0025】

弾性層６２は、耐熱性および弾性に優れる材料、例えば、シリコーンゴムやフッ素樹脂などの耐熱性エラストマーを用いて構成される。弾性層６２は、例えばシリコーンゴムからなる場合、１００μｍ以上３００μｍ以下の厚さを有することが好ましい。

【0026】

離型層６３は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー（ＦＥＰ）などのフッ素樹脂を用いて構成される。離型層６３は、例えば５μｍ以上５０μｍ以下の厚さを有する。定着ベルト３１は、離型層６３が外周面３１Ｂに露出するように張架される。

【0027】

定着ローラ３２は、定着ベルト３１を循環回転させるとともに、加圧ローラ４３との間にニップ部Ｎ２を形成する部材である。定着ローラ３２は、芯金部と、芯金部の周囲を覆う弾性層とを有している。芯金部は、例えば、パイプ形状またはシャフト形状を有し、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレスなどを用いて構成される。弾性層は、例えば、スポンジ状シリコーンゴムやフッ素ゴムなど、耐熱性の高いゴム材料を用いて構成される。なお、定着ローラの構成はこれに限定されるものではなく、定着ローラ３２は、芯金部および弾性層に加え、弾性層の周囲を覆う離型層をさらに有してもよい。定着ローラ３２は、定着モータ４４（後述）から伝達された動力により、この例では右回りで回転する。定着ローラ３２は、定着ベルト３１の内周面３１Ａに当接するように配置される。これにより、定着ローラ３２は、定着ベルト３１を、図２における矢印Ａの方向へ循環回転させるようになっている。

【0028】

加圧パッド３３は、加圧ローラ４３との間にニップ部Ｎ１を形成する部材である。加圧パッド３３は、例えばゴム材料を用いて構成される。パッド支持部３４は、加圧パッド３３を支持する部材である。コイルばね３５は、支持部材４２とパッド支持部３４との間に挿設され、加圧パッド３３を、支持部材４２から遠ざかる方向に付勢する部材である。これにより、加圧パッド３３は、定着ベルト３１の内周面３１Ａに接するとともに、定着ベルト３１を挟んで、加圧ローラ４３に圧接される。このようにして、加圧パッド３３は、加圧ローラ４３との間にニップ部Ｎ１を形成するようになっている。

【0029】

温度センサ３６は、定着ベルト３１の内周面３１Ａと当接して摺動しつつ定着ベルト３１の温度を検知するセンサであり、例えば、サーミスタを用いて構成される。温度センサ３６は本発明の「温度検知部材」に対応する一具体例である。

【0030】

ヒータ３８は、定着ベルト３１を加熱する熱源であり、例えば、発熱体としての抵抗線を含んで構成されるものである。熱伝達部材３９は、ヒータ３８において発生した熱を、定着ベルト３１に伝達する部材である。定着制御部５８（後出）におけるヒータ制御部５８１（後出）は、温度センサ３６により検知される定着ベルト３１の温度が所定の温度となるように、ヒータ３８を制御するようになっている。ヒータ支持部４０は、ヒータ３８を支持する部材である。コイルばね４１は、支持部材４２とヒータ支持部４０との間に挿設され、ヒータ３８および熱伝達部材３９を、支持部材４２から遠ざかる方向に付勢する部材である。これにより、熱伝達部材３９は、定着ベルト３１の内周面３１Ａと当接するとともに、定着ベルト３１を外側に押し出すことにより、定着ベルト３１を張架するようになっている。ここで、ヒータ３８が本発明の「発熱部材」に対応する一具体例であり、熱伝達部材３９が本発明の「熱伝達部材」に対応する一具体例である。

【0031】

加圧ローラ４３は、定着ローラ３２および加圧パッド３３との間にニップ部Ｎ２を形成する部材である。加圧ローラ４３は、定着ベルト３１の外周面３１Ｂと当接可能に設けられた本発明の「加圧部材」として機能する。加圧ローラ４３は、例えば、定着ローラ３２と同様の構成を有するものである。加圧ローラ４３は、定着ベルト３１の循環回転に応じて、この例では左回りで従動回転するようになっている。なお、加圧ローラ４３は、加圧ローラ４３の表面の温度を上昇させ、定着ベルト３１の温度上昇を加速させるためのハロゲンヒータ４５を内蔵していてもよい。

【0032】

この構成により、トナー像が形成された媒体ＰＭがニップ部Ｎ１，Ｎ２に供給されると、媒体ＰＭ上のトナーＴＮ（図２）が、加熱され、融解し、加圧される。その結果、トナー像が媒体ＰＭ上に定着するようになっている。

【0033】

搬送ローラ１６（図１）は、搬送路１０を挟んで配置された一対のローラであり、定着部３０から供給された媒体ＰＭを搬送路１０に沿って搬送する部材である。搬送ローラ１７は、搬送路１０を挟んで配置された一対のローラであり、媒体ＰＭを搬送路１０に沿って搬送する部材である。排出ローラ１８は、搬送路１０を挟んで配置された一対のローラであり、媒体ＰＭを排出トレイ１９に排出する部材である。

【0034】

定着部３０におけるニップ部Ｎ２の下流には、互いに離間されて対向配置された分離部材４６およびガイド部材４７がさらに設けられている。分離部材４６は、ニップ部Ｎ１，Ｎ２を通過した媒体ＰＭが定着ベルト３１に巻き付かないように、定着ベルト３１と媒体ＰＭとの分離を行うものである。また、ガイド部材４７は、ニップ部Ｎ１，Ｎ２を通過した媒体ＰＭを搬送ローラ１６へ向けて円滑に案内するように機能する。

【0035】

図４は、画像形成装置１における制御機構の一例を表すものである。画像形成装置１は、通信部５１と、操作部５２と、表示部５３と、記憶部５４と、露光制御部５５と、電圧制御部５６と、モータ制御部５７と、定着制御部５８と、画像形成制御部５９とを備えている。

【0036】

通信部５１は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）やＬＡＮ（Local Area Network）を用いて通信を行うものであり、例えば、ホストコンピュータから送信された印刷データＤＰを受信するものである。操作部５２は、ユーザの操作を受け付けるものであり、例えば各種ボタンなどを用いて構成される。表示部５３は、画像形成装置１の動作状態などを表示するものであり、例えば、液晶ディスプレイや各種インジケータを用いて構成される。

【0037】

記憶部５４は、例えば、印刷データＤＰや、画像形成装置１の各種設定情報などを記憶するものである。また、記憶部５４は、履歴データ５４１を記憶している。履歴データ５４１は、画像形成装置１の動作履歴が記録されたものである。具体的には、履歴データ５４１は、例えば、画像形成装置１が印刷した累積印刷枚数や、現在の定着部３０を用いて印刷した印刷枚数についての情報を含んでいる。印刷枚数は、定着部３０が交換されるとリセットされるようになっている。

【0038】

露光制御部５５は、画像形成制御部５９からの指示に基づいて、露光ヘッド２２の動作を制御するものである。

【0039】

電圧制御部５６は、画像形成制御部５９からの指示に基づいて、画像形成装置１において用いられる様々な電圧を生成するものである。具体的には、電圧制御部５６は、ＩＤユニット２０において用いられる帯電電圧および現像電圧や、転写ローラ２３に印加される転写電圧などを生成するようになっている。

【0040】

モータ制御部５７は、画像形成制御部５９からの指示に基づいて、画像形成装置１において用いられるメインモータなどの動作を制御するものである。

【0041】

定着部３０は、定着モータ４４を有している。定着モータ４４は、定着ローラ３２に動力を供給するものである。定着モータ４４は、回転むら検出部４４１を有している。回転むら検出部４４１は、定着モータ４４において回転むらが生じた場合に、エラー信号を生成するものである。

【0042】

定着制御部５８は、画像形成制御部５９からの指示、および定着部３０の温度センサ３６における検出結果に基づいて、定着部３０の動作を制御するものである。定着制御部５８は、ヒータ制御部５８１と、定着モータ制御部５８２とを有している。ヒータ制御部５８１は、定着部３０のヒータ３８の動作を制御するものである。定着モータ制御部５８２は、定着モータ４４の動作を制御するものである。また、定着制御部５８は、定着モータ４４の回転むら検出部４４１からエラー信号を受け取った場合には、そのエラー信号を画像形成制御部５９に供給する機能をも有している。

【0043】

画像形成制御部５９は、これらの各ブロックの動作を制御することにより、画像形成装置１の動作を制御するものである。具体的には、例えば、画像形成装置１の通信部５１が印刷データＤＰを受信した場合には、画像形成制御部５９は、その印刷データＤＰに基づいて、露光制御部５５、電圧制御部５６、モータ制御部５７、および定着制御部５８に対して、画像形成動作を行うように指示する。また、画像形成制御部５９は、定着制御部５８からエラー信号を受け取った場合には、実行している処理を中止し、表示部５３にエラー表示を行わせる機能をも有している。画像形成制御部５９の機能は、例えば、ハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアにより実現してもよい。

【0044】

画像形成装置１は、画像形成動作を行う際、まず、ベルト温度が所定の目標温度（例えば１７０［℃］）に到達するように、ウォームアップ動作を行い、その後で、画像形成動作を行う。

【0045】

［動作および作用］
続いて、本実施の形態の画像形成装置１の動作および作用について説明する。

【0046】

（全体動作概要）
まず、図１および図４を参照して、画像形成装置１の全体動作概要を説明する。画像形成装置１の通信部５１が印刷データＤＰを受信すると、画像形成制御部５９は、この印刷データＤＰに基づいて処理を行う。そして、画像形成制御部５９は、その処理結果に基づいて、露光制御部５５、電圧制御部５６、モータ制御部５７、および定着制御部５８の動作を制御する。ウォームアップ動作において、定着制御部５８は、ベルト温度が所定の目標温度に到達するように、定着部３０の動作を制御する。画像形成動作において、露光制御部５５は、露光ヘッド２２の発光動作を制御し、電圧制御部５６は、帯電電圧、現像電圧、転写電圧などの各種電圧を生成し、モータ制御部５７は、画像形成装置１において用いられるメインモータなどの動作を制御し、定着制御部５８は、定着部３０の動作を制御する。これにより、媒体トレイ１１から供給された媒体ＰＭは、搬送路１０に沿って搬送され、ＩＤユニット２０により生成されたトナー像がその媒体ＰＭに転写され、定着部３０において、トナー像が媒体ＰＭ上に定着する。そして、トナー像が定着された媒体ＰＭが排出トレイ１９に排出される。

【0047】

（静電オフセット）
ところで、一般的な定着部では、例えば定着ベルトの表面にトナーＴＮが静電的に付着する静電オフセットという現象が生じることがある。この静電オフセット現象は、媒体ＰＭ上に担持された定着処理前のトナーＴＮの一部が定着ベルトの表面に静電的に引き付けられる現象であり、例えば媒体ＰＭ自体の帯電や、定着ベルトと他の部材との摩擦による定着ベルトの帯電に起因する現象である。具体的には、例えば、トナーＴＮはマイナスに帯電しており、媒体ＰＭはトナーＴＮとは逆極性のプラスに帯電させるようになっている。媒体ＰＭが定着部におけるニップ部を通過する際に、媒体ＰＭのプラス電荷によって定着ベルトがプラスに帯電してしまうことがある。あるいは、定着ベルトと温度センサとの摩擦により、定着ベルトがプラスに帯電してしまうことがある。そうした場合、定着部のニップ部の入口近傍において、媒体ＰＭ上のマイナスに帯電したトナーＴＮの一部が定着ベルト上のプラス電荷によって静電的に定着ベルトの表面へ飛翔してしまい、結果として、印刷画像にすじ状のむらなどが生じるおそれがある。

【0048】

（作用・効果）
そこで、本実施の形態では、定着ベルト３１が、導電層６１Ｂと、その導電層６１Ｂと熱伝達部材３９との間に位置する絶縁層６１Ａと、導電層６１Ｂから見て絶縁層６１Ａと反対側に位置する弾性層６２とを有するようにした。導電層６１Ｂは、例えば１０⁷Ω・ｃｍ以上１０^13.5Ω・ｃｍ以下の体積抵抗率を有すると共に条件式（１）を満たす体積抵抗を有するようにした。さらに定着ベルト３１は、条件式（２）を満たす体積抵抗を有するようにした。定着ベルト３１がこのような構成を有することにより、熱伝達部材３９と定着ベルト３１の絶縁層６１Ａとの摩擦、あるいは温度センサ３６と絶縁層６１Ａとの摩擦などにより生じる定着ベルト３１の帯電が緩和される。その結果、媒体ＰＭ上のマイナスに帯電したトナーＴＮが定着ベルト３１へ飛翔する静電オフセットの発生を抑制することができ、より高品質の画像を媒体ＰＭ上に定着させることができる。なお、ポリイミドにカーボンブラックを添加すると機械耐久性が低下することがある。しかしながら、本実施の形態では、定着ローラ３２などに接する絶縁層６１Ａにはカーボンブラックが添加されていないポリイミドを用いているので、絶縁層６１Ａにおける機械耐久性は十分に確保されている。したがって、従来と同様に、定着ベルト３１は定着ローラ３２などと密接して良好な回転動作が可能となっている。

【0049】

＜２．実験例＞
実験例として、上記実施の形態に係る画像形成装置１の評価を行った。

【0050】

（実験例１−１〜１−１１）
基体６１における絶縁層６１Ａの厚さ（μｍ）と絶縁層６１Ａの絶縁破壊の有無および立ち上がり時間の遅延の有無との関係の評価を実施した。立ち上がり時間とは、ヒータ３８による加熱により、定着ベルト３１の外周面３１Ｂが所定の温度に到達するまでの所要時間である。その結果を表１に示す。ここでは、絶縁層６１Ａは、ポリイミドにより構成され、５μｍ以上１１５μｍ以下の厚さを有するものを用いた。また、基体６１における導電層６１Ｂとして、ポリイミドに導電性フィラーとしてカーボンブラックを分散したものであって１．０×１０⁹Ω・ｃｍの体積抵抗率を有するものを用いた。さらに、弾性層６２をシリコーンゴムにより構成し、２００μｍの厚さとした。離型層６３はＰＦＡにより構成した。

【0051】

【表1】

【0052】

表１に示したように、絶縁層６１Ａの厚さが５μｍである実験例１−１では絶縁層６１Ａの絶縁破壊が生じた。また、絶縁層６１Ａの厚さが１１５μｍである実験例１−１１では、立ち上がり時間の遅延が認められた。実験例１−１〜１−１１の結果から、絶縁層６１Ａは、１０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有することが望ましいことが確認された。

【0053】

（実験例２−１〜２−１１）
次に、基体６１における導電層６１Ｂの体積抵抗率（Ω・ｃｍ）と絶縁層６１Ａの絶縁破壊の有無および静電オフセット現象の発生の有無との関係の評価を実施した。その結果を表２に示す。ここでは、絶縁層６１Ａをポリイミドにより構成し、絶縁層６１Ａの厚さを３０μｍとした。また、導電層６１Ｂは、ポリイミドに導電性フィラーとしてカーボンブラックを分散したものであって１．０×１０⁵Ω・ｃｍ以上１．０×１０¹⁴Ω・ｃｍ以下の体積抵抗率を有するものを用いた。その他の条件は実験例１−１〜１−１１と実質的に同じである。

【0054】

【表2】

【0055】

表２に示したように、導電層６１Ｂの体積抵抗率が１．０×１０⁵Ω・ｃｍである実験例２−１および導電層６１Ｂの体積抵抗率が１．０×１０⁶Ω・ｃｍである実験例２−２の場合に絶縁層６１Ａの絶縁破壊が生じた。また、導電層６１Ｂの体積抵抗率が１．０×１０¹⁴Ω・ｃｍである実験例２−１１では、静電オフセット現象の発生が認められた。実験例２−１〜２−１１の結果から、導電層６１Ｂの体積抵抗率は、１０⁷Ω・ｃｍ以上１０^13.5Ω・ｃｍ以下であることが望ましいことが確認された。

【0056】

（実験例３−１〜３−２３）
次に、導電層６１Ｂの体積抵抗ｌｏｇＲＶ１（Ω）および定着ベルト３１全体の体積抵抗ｌｏｇＲＶ２（Ω）との関係を調査した。その結果を表３および図６に示す。ｌｏｇＲＶ１（Ω）およびｌｏｇＲＶ２（Ω）の測定はＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠した測定法で実施した。具体的には、三菱ケミカルアナリテック社製ハイレスターＵＰ ＭＣＰ ＨＴ４５０によりＵＲＳプローブを各サンプルに当てて測定した。但し、ｌｏｇＲＶ１（Ω）の測定時には導電層６１Ｂに対し１００Ｖの電圧を１０秒間に亘って印加したのちに測定し、ｌｏｇＲＶ２（Ω）の測定時には定着ベルト３１に対し１０００Ｖの電圧を１０秒間に亘って印加したのちに測定した。

【0057】

【表3】

【0058】

表３および図６に示したように、ｌｏｇＲＶ１については９．１１Ω以上１３．３４Ω以下であれば、ｌｏｇＲＶ２については１２．６１Ω以上１３.１９Ω以下であれば、静電オフセット現象の発生が生じないことがわかった（実験例３−３〜３−２０）。一方、図６において破線で取り囲んだプロットに相当するサンプル、すなわちｌｏｇＲＶ１が９．１１Ω以上１３．３４Ω以下の範囲を外れた場合、およびｌｏｇＲＶ２が１２.６１Ω以上１３．１９Ω以下の範囲を外れた場合には静電オフセット現象の発生が認められた（実験例３−１，３−２，３−２１〜３−２３）。特に、実験例３−１，３−２では、加圧ローラ４３へのトナーＴＮや媒体ＰＭの粉などの付着が発生した。また、実験例３−２１〜３−２３では、定着ベルト３１への電荷の蓄積が生じ、帯電したトナーＴＮや媒体ＰＭの粉などの定着ベルト３１への付着が認められた。

【0059】

＜３．変形例＞
以上、実施の形態および実験例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、１次転写方式（直接転写方式）の画像形成装置について説明したが、本発明は２次転写方式にも適用されうる。

【0060】

また、上記実施の形態等では、モノクロ画像を形成するＩＤユニット２０を例示して説明したが、本発明の画像形成装置はカラー画像を形成するＩＤユニットを有するようにしてもよい。

【0061】

また、上記実施の形態では、定着部３０における熱源として、抵抗線などの発熱体を含む板状のヒータ３８を用いるようにしたが、本発明では、ヒータ３８の代わりに、例えばハロゲンランプを熱源として用いてもよい。また、ニップ部を形成するにあたり、定着ベルト３１の内周面３１Ａを付勢する加圧パッドなどの他の部材をさらに備えるようにしてもよい。

【0062】

また、上記実施の形態では、露光ヘッド２２として発光ダイオードを光源とするＬＥＤヘッドを用いるようにしたが、例えばレーザ素子等を光源とした露光ヘッドを用いてもよい。

【0063】

また、上記実施の形態の定着ベルト３１は弾性層６２を含むようにしたが、本発明のベルト部材はこれに限定されない。本発明のベルト部材は、例えば図５に示した変形例としての定着ベルト７１のように、基体６１の上に弾性層６２を設けることなく、第２の絶縁層としての離型層６３を設けるようにしたものであってもよい。

【0064】

さらに、上記実施の形態等では、本発明における「画像形成装置」の一具体例として、印刷機能を有する画像形成装置について説明したが、これには限られない。すなわち、そのような印刷機能に加え、例えば、スキャン機能やファックス機能を有する複合機として機能する画像形成装置においても、本発明を適用することが可能である。

【符号の説明】

【0065】

１…画像形成装置、１１…媒体トレイ、１２…ピックアップローラ、１３…分離ローラ、１４…レジストローラ、１５…搬送ローラ、２０…ＩＤ（Image Drum）ユニット、２１…感光体、２２…露光ヘッド、２３…転写ローラ、１６，１７…搬送ローラ、１８…排出ローラ、３０…定着部、３１，７１…定着ベルト、３２…定着ローラ、３３…加圧パッド、３４…パッド支持部、３５…コイルばね、３６…温度センサ、３８…ヒータ、３９…熱伝達部材、４０…ヒータ支持部、４１…コイルばね、４２…支持部材、４３…加圧ローラ、４５…ハロゲンヒータ、４６…分離部材、４７…ガイド部材、５１…通信部、５２…操作部、５３…表示部、５４…記憶部、５５…露光制御部、５６…電圧制御部、５７…モータ制御部、５８…定着制御部、５９…画像形成制御部、６１…基体、６１Ａ…絶縁層、６１Ｂ…導電層、６２…弾性層、６３…離型層、
Ｎ１，Ｎ２…ニップ部、ＰＭ…媒体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】