(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に加圧部材が圧接されて定着ニップが形成された状態で当該外周面が周回移動可能になっており、電流が流れることによって発熱して前記定着ニップを通過する記録シートを加熱する抵抗発熱層が周面全体にわたって設けられた定着回転体であって、
前記抵抗発熱層は、絶縁樹脂に繊維状またはフレーク状の導電性フィラーが分散されて所定の電気抵抗率を有する成形体であり、
前記導電性フィラーは、所定の電気抵抗率を有する高抵抗フィラーと、当該高抵抗フィラーよりも電気抵抗率が低い低抵抗フィラーと、を含み、
前記低抵抗フィラーの体積含有量が前記高抵抗フィラーの体積含有量よりも多く、かつ、前記導電性フィラーが前記抵抗発熱層において、特定の方向へ配向されていないことを特徴とする定着回転体。
【請求項２】
前記低抵抗フィラーの電気抵抗率が前記高抵抗フィラーの電気抵抗率の１／１０以下であることを特徴とする請求項１に記載の定着回転体。
【請求項３】
前記導電性フィラーは、前記低抵抗フィラーの体積含有量と前記高抵抗フィラーの体積含有量との比率が、１．５：１以上、５：１以下になっていることを特徴とする請求項１または２に記載の定着回転体。
【請求項４】
前記導電性フィラーは、前記低抵抗フィラーの体積含有量と前記高抵抗フィラーの体積含有量との比率が２：１以上、３：１以下になっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着回転体。
【請求項５】
絶縁樹脂に対する前記導電性フィラーの体積含有比率が、６０％よりも少なくなっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着回転体。
【請求項６】
絶縁樹脂に対する前記導電性フィラーの体積含有比率が、２０％以上、５０％以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着回転体。
【請求項７】
前記高抵抗フィラーは、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンマイクロコイル、黒鉛繊維、黒鉛フレーク、黒鉛チップの少なくとも１つを含み、前記低抵抗フィラーは、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｎｉ、ＳＵＳの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着回転体。
【請求項８】
前記抵抗発熱層に、非導電性フィラーを樹脂に分散させた構成の均熱層が積層されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の定着回転体。
【請求項９】
前記均熱層が前記抵抗発熱層の外周面上および内周面上のいずれか一方または両方に直接積層されていることを特徴とする請求項８に記載の定着回転体。
【請求項１０】
前記均熱層を構成する樹脂が、前記抵抗発熱層を構成する絶縁樹脂と同一であることを特徴とする請求項８または９に記載の定着回転体。
【請求項１１】
前記均熱層を構成する非導電性フィラーが球状になっていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の定着回転体。
【請求項１２】
前記均熱層を構成する非導電性フィラーが、前記抵抗発熱層を構成する導電性フィラーよりも熱伝導率が高くなっていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の定着回転体。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の定着回転体を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の定着装置を有する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、記録シート上に形成された未定着画像を加熱して記録シートに定着させる定着装置、当該定着装置に使用される定着回転体および前記定着装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機等の電子写真方式の画像形成装置では、通常、画像データに対応したトナー画像を記録紙、ＯＨＰシート等の記録シートに転写した後に、定着装置において、記録シートに転写されたトナー画像を定着するようになっている。定着装置では、記録シート上のトナー画像を加熱して記録シートに対して加圧することにより記録シートに定着している。
【０００３】
このような画像形成装置の定着装置として、通電によって発熱する抵抗発熱層を有する発熱定着ベルトを用いる構成が知られている。例えば、特許文献１には、ポリイミド樹脂に、カーボンナノ材料とフィラメント状金属粒子とを分散して構成された抵抗発熱層を有する発熱定着ベルトと、この発熱定着ベルトに圧接される加圧ロールとを有する定着装置が開示されている。
【０００４】
特許文献１では、発熱定着ベルトの内周側に抵抗発熱層が設けられている。発熱定着ベルトの周回移動域内にはベルトホルダーが設けられており、ベルトホルダーには、抵抗発熱層における幅方向の両側のそれぞれの側縁部に対向して給電端子が設けられている。各給電端子が、抵抗発熱層における両側の側縁部にそれぞれ摺接することによって、抵抗発熱層に電力が供給される。これにより、抵抗発熱層が発熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２７２２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された発熱定着ベルトでは、抵抗発熱層は、ポリイミド樹脂に導電性フィラーを分散させて、ベルト状（無端形状）に成形されている。導電性フィラーとしては、電気抵抗率の高い（導電性の低い）カーボンナノ材料と、電気抵抗率の低い（導電性の高い）フィラメント状金属粒子とが用いられており、抵抗発熱層が全体にわたって導電性であって、所定の電気抵抗率とされている。
【０００７】
ポリイミド樹脂に対してカーボンナノ材料のみを分散させると、抵抗発熱層を所定の電気抵抗率とするために多量のカーボンナノ材料が必要になる。しかしながら、カーボンナノ材料の含有量が多くなると、抵抗発熱層自体の機械的強度が低下する。このために、特許文献１では、ポリイミド樹脂に対してカーボンナノ材料とともにフィラメント状金属粒子を添加して、抵抗発熱層の機械的強度が低下することを防止している。
【０００８】
特許文献１では、ポリイミド前駆体溶液の固形分に対して、カーボンナノファイバーを２０ｖｏｌ％、フィラメント状ニッケル微粒子を１３ｖｏｌ％として、抵抗発熱層を成形する構成が開示されている（特許文献１の段落「００７７」参照）。
さらに、特許文献１では、カーボン、金属等のフィラーを、定着ベルトの長手方向に沿って配向させる構成になっている。このような構成により、少ないフィラー量によって導電性を確保でき、しかも、所望の機械的強度が得られるものと思われる。
【０００９】
しかし、特許文献１のように、抵抗発熱層のフィラーを配向させた発熱定着ベルトを使用した定着装置の構成では、記録シート上に定着されたトナー画像に、フィラーの配向方向（記録シートの搬送方向）に沿った筋状の未定着部分が発生し、定着画像の品質が低下するおそれがある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、抵抗発熱層の耐久性を向上させていることにより、長期にわたって安定的に使用することができ、しかも、定着画像の品質を低下させるおそれのない定着回転体を提供することにある。本発明の他の目的は、そのような定着回転体を有する定着装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る定着回転体は、外周面に加圧部材が圧接されて定着ニップが形成された状態で当該外周面が周回移動可能になっており、電流が流れることによって発熱して前記定着ニップを通過する記録シートを加熱する抵抗発熱層が周面全体にわたって設けられた定着回転体であって、前記抵抗発熱層は、絶縁樹脂に繊維状またはフレーク状の導電性フィラーが分散されて所定の電気抵抗率を有する成形体であり、前記導電性フィラーは、所定の電気抵抗率を有する高抵抗フィラーと、当該高抵抗フィラーよりも電気抵抗率が低い低抵抗フィラーと、を含み、前記低抵抗フィラーの体積含有量が前記高抵抗フィラーの体積含有量よりも多く、かつ、前記導電性フィラーが前記抵抗発熱層において、特定の方向へ配向されていないことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る定着装置は、前記定着回転体を有することを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置は、前記定着装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る定着回転体では、低抵抗フィラーの体積含有量が高抵抗フィラーの体積含有量よりも多くなっていることにより、抵抗発熱層を所定の電気抵抗率に設定する場合に、絶縁樹脂に対する導電性フィラーの体積含有量を減らすことが可能になる。これにより、絶縁樹脂に対する高抵抗フィラーの体積含有量を低下させることができて、抵抗発熱層の機械的強度が低下することを抑制することができる。その結果、定着回転体を長期にわたって安定的に使用することができる。
【００１３】
しかも、導電性フィラーが抵抗発熱層において特定の方向へ配向されていない構成であるために、導電性フィラーは、２次元的な接続状態になっており、定着回転体が周方向の一部において発熱不良になるおそれがない。その結果、定着画像の品質が低下することを抑制することができる。
好ましくは、前記低抵抗フィラーの電気抵抗率が前記高抵抗フィラーの電気抵抗率の１／１０以下であることを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、前記導電性フィラーは、前記低抵抗フィラーの体積含有量と前記高抵抗フィラーの体積含有量との比率が、１．５：１以上、５：１以下になっている。
好ましくは、前記導電性フィラーは、前記低抵抗フィラーの体積含有量と前記高抵抗フィラーの体積含有量との比率が２：１以上、３：１以下になっていることを特徴とする。
好ましくは、絶縁樹脂に対する前記導電性フィラーの体積含有比率が、６０％よりも少なくなっていることを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、絶縁樹脂に対する前記導電性フィラーの体積含有比率が、２０％以上、５０％以下であることを特徴とする。
好ましくは、前記高抵抗フィラーは、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンマイクロコイル、黒鉛繊維、黒鉛フレーク、黒鉛チップの少なくとも１つを含み、前記低抵抗フィラーは、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｎｉ、ＳＵＳの少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【００１６】
好ましくは、前記抵抗発熱層に、非導電性フィラーを樹脂に分散させた構成の均熱層が積層されていることを特徴とする。
好ましくは、前記均熱層が前記抵抗発熱層の外周面上および内周面上のいずれか一方または両方に直接積層されていることを特徴とする。
好ましくは、前記均熱層を構成する樹脂が、前記抵抗発熱層を構成する絶縁樹脂と同一であることを特徴とする。
【００１７】
好ましくは、前記均熱層を構成する非導電性フィラーが球状になっていることを特徴とする。
好ましくは、前記均熱層を構成する非導電性フィラーが、前記抵抗発熱層を構成する導電性フィラーよりも熱伝導率が高くなっていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の画像形成装置の実施の形態であるタンデム型中間転写方式のカラーレーザープリンタの構成を示す概略図である。
【図２】そのプリンタに設けられた定着装置における主要部の構成を説明するための斜視図である。
【図３】その定着装置における主要部の構成を説明するための断面模式図である。
【図４】その定着装置に用いられる定着ベルトの断面図である。
【図５】定着ベルトの他の例を示す断面図である。
【図６】本実施形態の定着ベルトに設けられた抵抗発熱層における導電性フィラーの含有量（体積％）と電気抵抗率との関係を示すグラフである。
【図７】他の実施形態における定着ベルトの一例を示す断面図である。
【図８】その定着ベルトに使用されるフィラーの熱伝導率を示す表（表１）である。
【図９】本実施形態の評価試験に使用される定着ベルトの構成を、比較例の定着ベルトの構成とともに示す表（表２）である。
【図１０】その評価試験における定着ベルトの幅方向に沿った温度分布を、比較例の温度分布とともに示すグラフである。
【図１１】その評価試験における定着ベルトの幅方向に沿った温度分布における温度差と、定着後の画像の品質とを、比較例とともに示す表（表３）である。
【図１２】本実施形態における定着ベルトの他の例を示す断面図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態における定着装置の主要部の構成を説明するための断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜実施形態１＞
以下、本発明に係る定着装置および画像形成装置の実施の形態について説明する。
＜画像形成装置の概略構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る定着装置を備える画像形成装置の一例であるプリンタの構成を説明するための模式図である。このプリンタは、ネットワーク（例えばＬＡＮ）を介して外部の端末装置等から入力される画像データ等に基づいて、周知の電子写真方式により、フルカラーあるいはモノクロの画像を記録用紙、ＯＨＰシート等の記録シートに形成する。
【００２０】
図１に示すプリンタは、矢印Ａで示す方向に回転駆動される感光体ドラム１１を有しており、感光体ドラム１１の周囲には、電子写真方式によってトナー画像を記録シートＳ上に形成するための帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写ローラ１５が、回転方向の上流側から下流側にかけて順番に設けられている。
帯電装置１２は、感光体ドラム１１の斜め上方に配置されており、回転される感光体ドラム１１の表面を一様に帯電する。
【００２１】
帯電装置１２によって一様に帯電された感光体ドラム１１の表面は、露光装置１３から照射されるレーザ光Ｌにて露光される。
露光装置１３にはレーザダイオードが設けられており、外部機器から入力される画像データが、図示しない制御部によってレーザダイオードの駆動信号に変換され、その駆動信号によって、露光装置１３のレーザダイオードが駆動される。これにより、露光装置１３からは画像データに対応したレーザ光Ｌが感光体ドラム１１の表面に照射され、感光体ドラム１１の表面上に静電潜像が形成される。
【００２２】
露光装置１３からのレーザ光Ｌが照射される感光体ドラム１１の表面位置に対して、感光体ドラム１１の回転方向下流側には、現像装置１４が配置されている。この現像装置１４は、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像を、トナーによって現像する。これにより、感光体ドラム１１の表面上のトナー画像は静電潜像として可視化される。
現像装置１４の下方には、記録用紙、ＯＨＰシート等の記録シートＳを複数枚収容できる記録シートカセット２１が設けられている。また、感光体ドラム１１の下方には、記録シートカセット２１内の記録シートＳを１枚ずつ繰り出す給紙ローラ２２が設けられている。給紙ローラ２２によって記録シートカセット２１から繰り出された記録シートＳは、感光体ドラム１１に向って上方に搬送される。
【００２３】
給紙ローラ２２と感光体ドラム１１との間には、タイミングローラ対２３が設けられている。タイミングローラ対２３は、記録シートカセット２１から繰り出された記録シートＳを、感光体ドラム１１の回転に同期させて感光体ドラム１１に向って搬送する。
感光体ドラム１１の側方には転写ローラ１５が設けられている。転写ローラ１５は、感光体ドラム１１に圧接されており、感光体ドラム１１の回転に追従して矢印Ｂで示す方向に回転する。転写ローラ１５と感光体ドラム１１との間には転写ニップＴが形成されており、記録シートＳは、タイミングローラ対２３によって、感光体ドラム１１の回転に同期して、転写ニップＴへと搬送される。
【００２４】
転写ニップＴを通過する記録シートＳには、転写ローラ１５に印加された転写電圧にて発生する転写電界の作用により、感光体ドラム１１上に形成されたトナー画像が転写される。トナー画像が転写された記録シートＳは、剥離爪１６によって感光体ドラム１１から剥離されて定着装置３０へと搬送される。
定着装置３０では、記録シートＳ上の未定着のトナー画像が、加熱されて記録シートＳに加圧される。これにより、トナー画像が記録シートＳ上に定着される。トナー画像が定着された記録シートＳは、排紙ローラ２４によって、排紙トレイ１９上に排出される。
【００２５】
感光体ドラム１１の上方には、クリーナー１７が配置されており、トナー画像が転写された後の感光体ドラム１１は、クリーナー１７によって表面に残留するトナーが除去される。クリーナー１７によって残留トナーが除去された感光体ドラム１１の表面は、イレーサ１８によって残留電荷が消去されるようになっている。残留電荷が消去された感光体ドラム１１は、次の画像形成指示によって、帯電装置１２にて表面が帯電され、上述した動作と同様の動作が繰り返されることにより、記録シート上にトナー画像を形成する。
【００２６】
図２は、定着装置３０における主要部の構成を説明するための模式的な斜視図、図３は、その定着装置の断面模式図である。図２および図３に示すように、定着装置３０は、加圧部材としての加圧ローラ３２と、加圧ローラ３２に圧接された状態で回転可能に配置された円筒形状の定着ベルト３１と、定着ベルト３１の内部に配置されて定着ベルト３１の内周面に圧接された定着ローラ３３とを備えている。定着ベルト３１は、加圧ローラ３２に圧接されて回転する定着回転体を構成しており、電力が供給されることによって発熱するようになっている。
【００２７】
定着ベルト３１は、例えば、図２に示すように、軸方向長さが、加圧ローラ３２の外周面における軸方向長さとほぼ同じ長さになっており、また、図３に示すように、加圧ローラ３２の直径よりも若干大きな直径を有している。定着ベルト３１と加圧ローラ３２とは、それぞれの軸心が平行な状態で、定着ベルト３１の外周面の一部が加圧ローラ３２の外周面の一部に圧接されるように配置されている。
【００２８】
定着ローラ３３は、軸心部に芯金３３ｂが設けられており、芯金３３ｂの外周面上に、定着ベルト３１の直径よりも若干小さな直径を有する弾性体３３ａが積層されている。弾性体３３ａと芯金３３ｂとは一体に構成されており、弾性体３３ａの軸方向長さは、定着ベルト３１の軸方向長さにほぼ等しくなっている。定着ローラ３３は、芯金３３ｂが定着ベルト３１の軸心と平行な状態で配置されて、定着ベルト３１の内周面に圧接されている。
【００２９】
定着ローラ３３は、図示しない付勢手段（例えば引っ張りバネ）によって、加圧ローラ３２に向って付勢されており、これにより、定着ローラ３３の弾性体３３ａが、定着ベルト３１を介して加圧ローラ３２の外周面に押し付けられている。定着ローラ３３の弾性体３３ａは、加圧ローラ３２の外周面に押し付けられることによって、加圧ローラ３２の外周面に沿って円弧状に窪んだ状態に変形する。定着ベルト３１は、加圧ローラ３２によって、円弧状に窪んだ定着ローラ３３の弾性体３３ａの外周面に沿った状態になっている。
【００３０】
定着ベルト３１は、加圧ローラ３２の外周面に対して３０°程度の中心角度の範囲にわたって圧接されている。相互に圧接された定着ベルト３１と加圧ローラ３２との間には、記録シートＳが通過する定着ニップＮが形成されている。
加圧ローラ３２は、図示しないモータによって、図３に矢印Ａで示す方向に回転される。定着ベルト３１は、加圧ローラ３２によって定着ローラ３３の外周面に圧接されていることにより、加圧ローラ３２の回転に追従して周回移動する。定着ローラ３３は、定着ベルト３１の周回移動に追従して回転する。
【００３１】
なお、図３に示すように、定着ニップＮよりも定着ベルト３１の周回移動方向の下流側には、定着ニップＮを通過した記録シートＳを定着ベルト３１から剥離する分離爪３５が設けられている。
図４は、定着ベルト３１の横断面図である。定着ベルト３１は、例えば、内周側に配置された抵抗発熱層３１ａと、抵抗発熱層３１ａの外周面上に積層された離型層３１ｂとを有している。内周側の抵抗発熱層３１ａは、全周にわたってほぼ一定の電気抵抗率を有しており、電流が流れることによってジュール熱を発熱する。離型層３１ｂは、定着ニップＮを通過する際に圧接した記録シートＳが容易に剥離されるような剥離性を有している。
【００３２】
抵抗発熱層３１ａおよび離型層３１ｂのそれぞれは一定の厚さになっている。抵抗発熱層３１ａおよび離型層３１ｂの２層によって構成された定着ベルト３１は、所定の剛性を有しており、加圧ローラ３２に圧接されていない状態で、所定の直径の円筒形状を維持するようになっているが、加圧ローラ３２が圧接されることにより、加圧ローラ３２の外周面に沿って円弧状に窪んだ状態に変形する。
【００３３】
図２に示すように、定着ベルト３１の両側の端部は、それぞれ、外周側に位置する離型層３１ｂが全周にわたって剥離されており、これによって、抵抗発熱層３１ａの外周面が露出した電極部３１ｇになっている。各電極部３１ｇには、給電部材３７がそれぞれ圧接されている。各給電部材３７は、抵抗発熱層３１ａの各電極部３１ｇとは導電状態になっている。各給電部材３７は、定着ベルト３１が回転すると、抵抗発熱層３１ａが露出した電極部３１ｇに摺接して、抵抗発熱層３１ａとの導電状態を維持する。本実施形態では、給電部材３７は、カーボン粉と、銅粉等の粉体を混合して焼成した導電ブラシが使用されている。なお、給電部材３７は、このような構成に限らず、所定の形状に構成された絶縁部材等にＣｎ、Ｎｉ等をメッキ処理する構成としてもよい。
【００３４】
それぞれの給電部材３７は、交流電源３４に接続されている。両給電部材３７には、交流電源３４から交流電力が供給されるようになっており、交流電源３４から一方の給電部材３７に供給される電流は、その給電部材３７が摺接する一方の電極部３１ｇを介して抵抗発熱層３１ａに供給されて、抵抗発熱層３１ａを軸方向（周方向とは直交する幅方向）に沿って流れて、他方の電極部３１ｇを介して他方の給電部材３７に供給される。
【００３５】
周回移動する定着ベルト３１の抵抗発熱層３１ａは、両側の電極部３１ｇ間を流れる電流によって発熱する。この場合、各電極部３１ｇに対して、各給電部材３７がそれぞれ全周にわたって摺接することによって、抵抗発熱層３１ａが幅方向の全体にわたって電流が流れる。これにより、抵抗発熱層３１ａは全体にわたって発熱状態になり、定着ベルト３１の全体が発熱状態になる。
【００３６】
周回移動する定着ベルト３１の外周面の温度は、定着ニップＮとは反対側において、定着ベルト３１の外周面に対向して配置された温度センサ３６（図３参照）にて検出されるようになっている。温度センサ３６にて検出される定着ベルト３１の外周面の温度は、交流電源３４から出力される交流電流の制御に用いられる。交流電源３４から出力される交流電流は、定着ベルト３１の外周面が所定の定着温度になるように制御される。
【００３７】
加圧ローラ３２は、パイプ形状の芯金３２ａの外周面に、弾性層３２ｂおよび離型層３２ｃが順番に積層されて、外径が２０〜１００ｍｍ程度の円柱形状に構成されている。芯金３２ａは、厚さが０．１〜１０ｍｍ程度のアルミニウム、鉄等の金属パイプによって形成されている。
弾性層３２ｂは、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の高耐熱性の弾性材料によって、厚さが１〜２０ｍｍ程度に構成されている。
【００３８】
加圧ローラ３２の離型層３２ｃは、例えば、離型性を有するフッ素チューブ、フッ素コーティング等によって、５〜１００μｍ程度の厚さに形成されている。この離型層３２ｃは、導電性であってもよい。
なお、芯金３２ａは、パイプ形状に限らず、中実の円柱形状であってもよく、また、断面も円形状に限らず、外側に嵌合される弾性層３２ｂが円筒形状に保持される形状、例えば周方向に等しい間隔で突出する３つ以上の軸方向に沿った突条を有するような形状であってもよい。
【００３９】
定着ローラ３３は、例えば、パイプ形状の芯金３３ｂの外周面に、外径が２０〜１００ｍｍ程度になるように弾性体３３ａが設けられている。芯金３３ｂは、厚さが０．１〜１０ｍｍ程度のアルミニウム、鉄等の金属パイプによって形成されている。
弾性体３３ａは、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の高耐熱性の弾性材料によって、厚さが１〜２０ｍｍ程度に構成されている。
【００４０】
なお、芯金３３ａは、パイプ形状に限らず、中実の円柱形状であってもよく、また、断面も円形状に限らず、外側に嵌合される弾性体３３ａが円筒形状に保持される形状、例えば周方向に等しい間隔で突出する３つ以上の軸方向に沿った突条を有するような形状であってもよい。
このような構成の定着装置３０では、定着ベルト３１の外周面が所定の定着温度になるように制御された状態で、記録シートＳが定着ニップＮを通過すると、抵抗発熱層３１ａの発熱により外周面が全体にわたって略均一に所定の定着温度になった状態の定着ベルト３１によって、記録シートＳは、搬送方向と直交する方向の全体に略均一に加熱される。このとき、記録シートＳは、定着ニップＮにおいて、相互に圧接された状態の定着ベルト３１および加圧ローラ３２によって加圧される。これにより、記録シートＳ上の未定着のトナー画像が記録シートＳに定着される。
【００４１】
定着ニップＮにおいてトナー画像が定着された記録シートＳは、定着ニップＮを通過すると、分離爪３５によって定着ベルト３１から分離されて、図１に示す排紙ローラ２４へと搬送され、排紙ローラ２４によって排紙トレイ１９上に排出される。
定着ベルト３１の抵抗発熱層３１ａは、耐熱性絶縁樹脂に、導電性フィラー（添加物）を、所定の体積含有比率（体積％）で均一に分散させた成形体であり、全周にわたって所定の電気抵抗率になっている。導電性フィラーは、電気抵抗率が低い（導電性が高い）金属材料によって構成された低抵抗フィラーと、電気抵抗率が高い（導電性が低い）カーボン材料によって構成された高抵抗フィラーとの２種類の導電性フィラーによって構成されている。
【００４２】
導電性フィラーは、低抵抗フィラーの体積含有量が高抵抗フィラーの体積含有量よりも多い状態で混合されて、耐熱性絶縁樹脂に対して所定の体積含有比率になっており、特定の方向への配向を有していない。すなわち、導電性フィラーを特定方向に配向させることなく、耐熱性絶縁樹脂に対して一様に分散している。これにより、導電性フィラーは、耐熱性絶縁樹脂内において２次元方向に接触した状態で拡散されている。
【００４３】
耐熱性絶縁樹脂としては、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等が使用される。なお、本実施形態では、ＰＩを用いている。
低抵抗フィラーとしては、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｎｉ、ＳＵＳ等の金属材料を繊維（フィラメント）状または粉粒状にして用いることができる。高抵抗フィラーとしては、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンマイクロコイル等のカーボン材料が用いられる。
【００４４】
低抵抗フィラーは、高抵抗フィラーに対して１／１０以下の電気抵抗率になっていることが好ましい。それによって、低抵抗フィラーおよび高抵抗フィラーをブレンドした場合に、所定の抵抗値に容易に調整することができる。
本実施形態では、低抵抗フィラーとしてＮｉフレーク（電気抵抗率：１０−８Ω・ｍ）を用いており、また、高抵抗フィラーとしてカーボンナノチューブ（電気抵抗率：１０−５Ω・ｍ）を用いている。Ｎｉフレークの電気抵抗率は、カーボンナノチューブの電気抵抗率に対して１/１０００になっている。低抵抗フィラーと高抵抗フィラーとの電気抵抗率の差が大きい場合には、抵抗発熱層３１ａにおける抵抗値の調整は容易になるものの、所定の体積含有比率で所定の抵抗値にまで低下させることは容易でない。
【００４５】
なお、導電性フィラーとしては、繊維状あるいはフレーク状になっていることが好ましい。繊維状あるいはフレーク状の導電性フィラーであれば、フィラー同士が接触しやすく、抵抗発熱層３１ａの電気抵抗率を全体にわたって均一にすることが容易になる。
低抵抗フィラーと高抵抗フィラーとの配合比率（体積含有比率）は、好ましくは、１．５：１以上、５：１以下、より好ましくは、２：１以上、３：１以下である。低抵抗フィラーが多くなると、全体のフィラー量が多くなり抵抗発熱層３１ａの強度が低下する。逆に、低抵抗フィラーが少なくなると、抵抗発熱層３１ａにおける電気抵抗率のムラが大きくなる。
【００４６】
低抵抗フィラーおよび高抵抗フィラーからなる導電性フィラーは、絶縁樹脂に対して６０体積％以下の含有量であることが好ましい。導電性フィラーの含有量が６０体積％を越えると、抵抗発熱層３１ａが脆くなり、割れ等が発生することによってベルト形状を維持することができなくなる。絶縁樹脂に対する導電性フィラーの含有量は、好ましくは、２０〜５０体積％程度である。
【００４７】
本実施形態では、抵抗発熱層３１ａにおけるＮｉフレーク（低抵抗フィラー）の体積含有量は、カーボンナノチューブ（高抵抗フィラー）の体積含有量の２倍以上、３倍以下になっており、従って、Ｎｉフレーク（低抵抗フィラー）の体積含有量とカーボンナノチューブ（高抵抗フィラー）の体積含有量との比率は、２：１（＝２倍）以上、３：１（＝３倍）以下になっている。
【００４８】
このように、高抵抗フィラーよりも低抵抗フィラーの体積含有量が多くなった導電性フィラーを、耐熱性絶縁樹脂に対して所定の含有量（体積％）になるように調整して、特定方向へ配向させることなく、耐熱性絶縁樹脂に均一に分散させることにより、所定の電気抵抗率の抵抗発熱層３１ａが得られる。
従って、成形された抵抗発熱層３１ａは、耐熱性絶縁樹脂における高抵抗フィラーの体積含有量が、低抵抗フィラーの体積含有量よりも多くなっていないために、抵抗発熱層３１ａは高強度になっている。その結果、このような抵抗発熱層３１ａを有する定着ベルトは、長期にわたって安定的に使用することができる。
【００４９】
抵抗発熱層３１ａの電気抵抗率は、抵抗発熱層３１ａに印加される電圧、電力、抵抗発熱層３１ａの厚さ、周回移動方向の長さ等に基づいて設定される。通常、抵抗発熱層３１ａの電気抵抗率は、１．０×１０−６〜９．９×１０−３Ω・ｍ程度、好ましくは１．０×１０−５〜５．０×１０−３Ω・ｍ程度である。
抵抗発熱層３１ａの厚さは、特に限定されるものではなく任意であるが、通常、５〜１００μｍ程度とされる。
【００５０】
定着ベルト３１の離型層３１ｂは、当該離型層３１ｂに接触する記録シートＳのトナーが容易に剥離するような離型性を有しており、例えば、水との接触角が９０°以上、好ましくは１１０°以上であって、表面粗さＲａが０．０１〜５０μｍ程度になっている。
この離型層３１ｂは、ＰＦＡ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロチレン（4フッ化）樹脂）、ＥＴＦＥ（4フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂）等のフッ素系チューブ、フッ素系コーティング等によって、例えば、５〜１００μｍ程度の厚さに構成される。フッ素系チューブとしては、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製の商品名「ＰＦＡ３５０−Ｊ」、「４５１ＨＰ−Ｊ」、「９５１ＨＰ  Ｐｌｕｓ」等が好適である。離型層３１ｂは、導電性であってもよい。本実施形態では、離型層３１ｄとしてＰＦＡを用いている。
【００５１】
なお、定着ベルト３１は、このような２層構造に限るものではなく図５に示すような構成の定着ベルト３１を用いることもできる。図５に示す定着ベルト３１は、抵抗発熱層３１ａの外周面上に、定着ベルト３１全体を所定の強度とするための補強層３１ｃと、補強層３１ｃの外周面上に、定着ベルト３１が所定の弾性とするための弾性層３１ｄとが設けられており、弾性層３１ｄ上に剥離層３１ｂが設けられている。このように、弾性層３１ｄが設けられた定着ベルト３１は、複数のカラートナー画像が積層された状態になったフルカラーのトナー画像の定着に好適に使用される。
【００５２】
定着ベルト３１の補強層３１ｃは、ＰＩ、ＰＰＳ等の樹脂が用いられる。本実施形態では、補強層３１ｃとしてＰＩを用いている。
定着ベルト３１の弾性層３１ｄは、Ｓｉ（シリコーン）ゴム、フッ素ゴム等が用いられる。本実施形態では、弾性層３１ｄとしてＳｉゴムを用いている。
なお、補強層３１ｃおよび弾性層３１ｄの両方を設ける構成に限らず、いずれか一方のみを設ける構成であってもよい。
【００５３】
このような定着装置３０では、定着ベルト３１の抵抗発熱層３１ａが、金属材料の低抵抗フィラーの体積含有量が、カーボン材料の高抵抗フィラーの体積含有量よりも多く、両者の比率が２：１になった導電性フィラーを、耐熱性絶縁樹脂に所定の含有量（体積％）で、特定方向に配向させることなく、均一に分散させることによって、抵抗発熱層３１ａを全体にわたって所定の電気抵抗率にしている。
【００５４】
これにより、抵抗発熱層３１ａの全体における高抵抗フィラーの体積含有量が少なくなっており、高抵抗フィラーの含有量が多くなることによる抵抗発熱層３１ａの強度低下を抑制することができる。従って、抵抗発熱層３１ａを有する定着ベルト３１の耐久性を向上させることができ、その結果、定着ベルト３１を、長期にわたって安定的に使用することができる。
【００５５】
図６は、本実施形態の定着ベルト３１に設けられた抵抗発熱層３１ａの導電性フィラーの含有量（体積％）と電気抵抗率との関係を示すグラフである。定着ベルト３１は、前述したように、耐熱性絶縁樹脂がＰＩであり、導電性フィラーは、Ｎｉフレークとカーボンナノチューブとが体積含有量２：１の割合で混合されている。導電性フィラーの含有量は、体積％で示している。
【００５６】
比較のために、耐熱性絶縁樹脂（ＰＩ）に対して、Ｎｉフレークとカーボンナノチューブとの体積含有量の比率が１：１（比較例１）および１：２（比較例２）になったそれぞれの導電性フィラーの含有量（体積％）と電気抵抗率との関係を、図６のグラフに、破線および一点鎖線で併記する。
図６のグラフによると、本実施形態（Ｎｉフレークとカーボンナノチューブとの体積含有量の比率が２：１）の場合に、抵抗発熱層３１ａを所定の電気抵抗率とするために必要とされる導電性フィラーの含有量（体積％）が最も少なく、Ｎｉフレーク（低抵抗率フィラー）に対するカーボンナノチューブ（高抵抗率フィラー）の体積含有比率が、１：１（比較例１）および１：２（比較例２）の順で大きくなると、抵抗発熱層３１ａを所定の電気抵抗率とするために必要とされる導電性フィラーの含有量（体積％）が順番に多くなる。
【００５７】
従って、本実施形態における抵抗発熱層３１ａに含有されるカーボンナノチューブ（高抵抗率フィラー）の体積含有量は、比較例１および２における体積含有量よりも著しく低下している。これにより、本実施形態における抵抗発熱層３１ａは、比較例１および２における抵抗発熱層３１ａよりも、強度の低下が抑制されることになり、高強度になっている。
【００５８】
例えば、抵抗発熱層３１ａの電気抵抗率を、１×１０−５（１.Ｅ−０５）（Ω・ｍ）とするために必要とされる導電性フィラーの含有量（体積％）は、Ｎｉフレークとカーボンナノチューブとの体積含有量の比率を２：１とした本実施形態の場合には、約２５体積％であったが、体積含有量の比率が１：１の比較例１の場合には約４０体積％に増加し、体積含有量の比率が１：２の比較例２の場合には約７０体積％に増加している。
【００５９】
従って、電気抵抗率が、１×１０−５（１.Ｅ−０５）（Ω・ｍ）になった抵抗発熱層３１ａとするためには、Ｎｉフレークとカーボンナノチューブとの体積含有量の比率が２：１になった導電性フィラーの場合、耐熱性絶縁樹脂であるＰＩと導電性フィラーとを、７５：２５（体積％）程度の割合で均一に分散させればよい。これにより、電気抵抗率が、１×１０−５（１.Ｅ−０５）（Ω・ｍ）になった高強度の抵抗発熱層３１ａを得ることができる。
【００６０】
しかも、導電性フィラーを所定方向に配向処理していない抵抗発熱層３１ａを有する定着ベルト３１を用いた本実施形態の定着装置では、記録シートに対してトナー画像を定着させる場合に、大きな圧力で定着ニップＮを形成しても、記録シートに定着されたトナー画像に、記録シートの搬送方向に沿って筋状の未定着部分が発生する問題を大きく改善できる。
【００６１】
前述したように、特許文献１に開示された定着装置の構成では、定着画像に、配向方向（記録シートの搬送方向）に筋状の未定着の部分が発生する。この問題は、以下のように考えられる。
特許文献１では、定着ベルトの機械的強度と、長さ方向への導電性を向上させるために、フィラーが定着ベルトの長手方向（周方向）に沿って配向されている。それによって、定着ベルトの抵抗発熱層には長手方向に沿って電流は効率良く流れる。しかし、この場合には、導電性フィラーは、周方向に沿った１次元的な電流経路を形成するために、周方向に配向された導電性フィラーに局所的な断線が生じた場合、その部分を含む線上において発熱が困難な状態になる。
【００６２】
特に、製造工程では導電性フィラーが周方向に沿って連続して接触した状態になっていても、定着ニップＮを形成するために常に大きな圧力で定着ベルトが加圧される定着装置では、抵抗発熱層における導電性フィラーにも大きな圧力が加わるために、導電性フィラーは、周方向に沿って連続して接触した状態が解消された断線状態になる可能性が高くなるものと思われる。
【００６３】
また、導電性フィラーが周方向に沿って１次元的に配向していることにより、定着ニップ部において抵抗発熱層に大きな圧力が加わると、導電性フィラーに圧力が集中することによって、導電性フィラーは、周方向に対して傾斜した方向に屈曲する可能性もある。この場合には、導電性フィラーは、周方向に沿ってジグザグ状に屈曲される。これにより、定着ニップでは、定着ベルトの幅方向（周方向とは直交する方向）の全体にわたって均一な圧力が得られず、定着不良が発生するおそれがある。
【００６４】
そこで、本実施形態では、導電性フィラーを、あえて配向処理することなく、樹脂内に一様に分散させることによって、導電性フィラーが２次元的な広がりをもって全体的に導電状態にしている。このような構成により、導電性フィラーが定着ベルト３１の周方向において部分的に断続状態になっても、全体にわたって導電状態を維持することができる。これにより、抵抗発熱層３１ａにおける発熱不良、定着ニップＮにおける圧力の不均一等の問題を解消することができる。
【００６５】
また、高抵抗フィラー（カーボン）よりも低抵抗フィラー（金属フィラー）の比率を高くすることで、フィラーの総量を増やさず機械的強度を高めることもできる。
なお、カーボンのような高抵抗フィラーを用いず、低抵抗の金属フィラーだけにすると導電性は向上するが、抵抗値が低くなりすぎ、投入する電流に対して所定の発熱状態とすることができないおそれがある。また、所定の発熱量を得るための電気的な調整の幅が極端に狭くなってしまい、逆に、定着性能のコントロールが不安定になる。そのために、高抵抗フィラーと低抵抗フィラーとを組み合わせることが必要になる。
【００６６】
その上で、前述したように、高抵抗フィラーと低抵抗フィラーとの比率をコントロールすることによって、電気的な特性とともに定着ベルトの機械的強度を高めることができる。しかも、導電性フィラーが配向していないことによって、周方向に沿って電流が流れない部分が生じるおそれがないために、定着ベルトの全体において均一な発熱を得ることができる。
【００６７】
＜実施形態２＞
本実施形態は、実施形態１とは、定着ベルト３１の構成が異なっている。図７は、本実施形態において使用される定着ベルト３１の積層構造を示す断面図である。図７に示す定着ベルト３１は、図５に示す定着ベルト３１の構成において、ＰＩ、ＰＰＳ等の樹脂によって構成された補強層３１ｃに代えて、耐熱性の絶縁性樹脂に非導電性フィラーを一様に混合してなる均熱層３１ｅが、抵抗発熱層３１ａの外周面上に積層状態で設けられている。図７に示す定着ベルト３１のその他の構成は、図５に示す定着ベルト３１の構成と同様であり、均熱層３１ｅ上に、弾性層３１ｄおよび剥離層３１ｂが順番に積層されている。
【００６８】
均熱層３１ｅは、ＰＩ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性の樹脂に、１種類の非導電性フィラー、または２種類以上の非導電性フィラーを均一に分散させて構成されている。このように、樹脂に非導電性フィラーを均一に分散させた均熱層３１ｅは、抵抗発熱層３１ａにおいて発生した熱を、定着ベルト３１の特に回転軸方向に沿って均一化（均熱化）することが可能であり、これにより、定着ベルト３１において発熱ムラが生じることを抑制することができる。
【００６９】
なお、均熱層３１ｅが導電性になっていると、抵抗発熱層３１ａに供給される電流が均熱層３１ｅに流れるおそれがある。特に、導電性フィラーが特定方向に配向されていない抵抗発熱層３１ａでは、均熱層３１ｅが導電性になっていると、均熱層３１ｅに対して容易に電流が流れることになる。その結果、抵抗発熱層３１ａを所定温度に発熱させるために必要とされる電流量が増加することになり、抵抗発熱層３１ａにおける発熱効率が低下するおそれがある。
【００７０】
この点、本実施形態では、抵抗発熱層３１ａに積層された均熱層３１ｅは、樹脂に非導電性フィラーが分散された構成であるために、抵抗発熱層３１ａを効率よく発熱させることができる。
抵抗発熱層３１ａでは、導電性フィラーが特定方向に配向されていない状態になっていることにより、全体に流れる電流が均一化されて抵抗発熱層３１ａの全体における発熱ムラの発生が抑制された状態であり、このような抵抗発熱層３１ａに対して均熱層３１ｅを、直接、積層することによって、発熱ムラの発生を、より一層防止することができる。
【００７１】
均熱層３１ｅを構成する樹脂としては、抵抗発熱層３１ａとの接着性を考慮すると、抵抗発熱層３１ａと同一の樹脂であることが好ましい。
樹脂に分散される非導電性フィラーとしては、ＡｌＮ、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｒＯ２等のファインセラミック、あるいは、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等の熱伝導率が高いものが好適に用いられる。
【００７２】
上記好適に使用される非導電性フィラーのうち、ＡｌＮ、ＳｉＣ、マイカの熱伝導率（Ｗ／ｍ・ｋ）を、図８の表１に示す。また、参考として、樹脂であるＰＩの熱伝導率（Ｗ／ｍ・ｋ）、および、抵抗発熱層３１ａの導電性フィラーとして好適に使用されるＮｉおよびカーボンの熱伝導率（Ｗ／ｍ・ｋ）についても図８の表１に記載する。
均熱層３１ｅの非導電性フィラーは、均熱効果を向上させるために、抵抗発熱層３１ａに用いられる導電フィラーよりも熱伝導率が高くなっていることが好ましい。しかし、非導電性フィラーの熱伝導率が導電フィラーより低くても、非導電性フィラーが含まれることによって、非導電性フィラーが含まれていない場合（例えばＰＩのみの場合）よりも、定着ベルト３１の発熱ムラを抑制させることは可能である。
【００７３】
均熱層３１ｅに含まれる非導電性フィラーの形状は、特に限定されるものではなく、繊維状、フレーク状、球状等の任意の形状とすることができる。しかし、非導電性フィラーは、樹脂に均一に分散していることによって、均熱効果が向上するために、球状であることが好ましく、分散性を考慮すると、小さな径の球状であることがより好ましい。
さらに、定着ベルト３１がニップ部で所定の形状に変形されるように、均熱層３１ｅにおける非導電性フィラーの体積含有量は、抵抗発熱層３１ａにおける導電性フィラーの体積含有量よりも少なくなっていることが好ましい。均熱層３１ｅにおける非導電性フィラーの体積含有量が、抵抗発熱層３１ａにおける導電性フィラーの体積含有量よりも多くなると、均熱層３１ｅは変形しにくくなり、抵抗発熱層３１ａの形状に追従することができずに、定着ベルト３１が所定の形状に変形されないおそれがある。
【００７４】
次に、図７に示す構成の定着ベルト３１の幅方向（回転軸方向）に沿った温度分布における温度差（温度ムラ）、および、当該定着ベルト３１を用いた定着装置３０によって定着されたトナー画像の品質（光沢ムラ）について評価試験を行ったので、以下、その詳細について説明する。
発熱ベルト３１の抵抗発熱層３１ａは、前述したように、耐熱性絶縁樹脂（ＰＩ）に対して、Ｎｉフレークとカーボンナノチューブとを、体積含有量の比率が２：１の割合で分散させて厚さ４０μｍに構成している。
【００７５】
抵抗発熱層３１ａ上に積層された均熱層３１ｅは、ＰＩに、体積含有量２０％の球形状の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を分散させて、厚さ４０μｍに構成している。窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の平均粒径は、１μｍ程度である。
均熱層３１ｅ上に積層された弾性層３１ｄは、シリコーンゴムによって厚さ２００μｍに構成している。
【００７６】
弾性層３１ｄ上に積層された離型層３１ｂは、ＰＦＡによって厚さ３０μｍに構成している。以上の定着ベルト３１の構成を、図９の表２にまとめて示す。
定着ベルト３１は、幅方向（回転軸方向）長さが３４０ｍｍ、直径が３０ｍｍの円筒形状に構成されている。
このような構成の定着ベルト３１を、図２および図３に示す定着装置３０に用いて、その定着装置３０を図１に示すプリンタにおいて用いた。そのプリンタの定着装置３０において、定着ベルト３１を所定の定着温度（２００℃）に加熱制御した場合に、定着ベルト３１の回転軸と平行な方向に沿った温度分布を測定したところ、図１０において実線で示す結果が得られた。この場合の平均温度に対する温度差は、±１０℃以内であった。また、トナー画像を記録紙上に定着させたところ、記録紙上に定着されたトナー画像には、光沢ムラが認められず、良好な品質が得られた。これらの結果を、図１１の表３に示す。
【００７７】
比較のために、均熱層３１ｅに代えて、厚さ４０μｍのＰＩ層を用いた発熱ベルトを、同様の条件で、プリンタの定着装置に使用して、定着温度（２００℃）に加熱制御した場合における幅方向の温度分布を測定した。その結果を、図１０において破線で示す。この場合には、平均温度に対する温度差は、±２０℃以内になっていた。また、トナー画像を記録紙上に定着させたところ、定着トナー画像には光沢ムラが認められ、品質不良であった。この比較例における発熱ベルトの構成を図９の表１に併記するとともに、結果を図１１の表３に併記する。
【００７８】
以上のように、本実施形態の定着ベルト３１では、抵抗発熱層３１ａにおいて発生した熱は、均熱層３１ｅによって均一化されるために、定着ベルト３１に沿った温度分布における温度差（温度ムラ）を抑制することができる。これにより、トナー画像を加熱する際に加熱ムラが発生することが防止することができ、従って、定着されたトナー画像に光沢ムラが生じることを防止することができる。その結果、定着トナー画像の品質を向上させることができる。
【００７９】
なお、本実施形態の定着ベルト３１は、図７に示すような４層構造に限るものではなく、例えば、図１２に示すように、抵抗発熱層３１ａ上に均熱層３１ｅおよび離型層３１ｂを順番に積層した３層構造であってもよい。
また、均熱層３１ｅは、抵抗発熱層３１ａの外周面上に積層される構成に限らず、抵抗発熱層３１ａの内周面に積層させる構成としても、抵抗発熱層３１ａでの発熱を周方向の全体にわたって均一化することができる。また、抵抗発熱層３１ａの外周面および内周面の両方に均熱層３１ｅを積層させる構成としてもよく、この場合には、定着ベルト３１を回転軸方向に沿って、より一層、均熱化させることが可能になる。
【００８０】
＜変形例＞
上記の実施形態では、定着ベルト３１は、定着ベルト３１の内部に設けられた定着ローラ３３によって加圧ローラ３２の外周面に圧接されて周回移動する構成であったが、このような構成に限らず、例えば、図１３に示すように、一対のテンションローラ３８および３９に巻き掛けられた状態で周回移動する構成であってもよい。図１３に示す定着装置３０は、定着ベルト３１が一対のテンションローラ３８および３９に巻き掛けられた状態で周回移動すること以外は、前記実施形態の定着装置３０と同様の構成になっている。
【００８１】
一方のテンションローラ３８は、定着ベルト３２を介して加圧ローラ３２に対向している。このテンションローラ３８は、例えば、加圧ローラ３２と同様に、パイプ形状の芯金３８ａの外周面に弾性層３８ｂおよび離型層３８ｃが順番に積層されることにより円柱形状に構成されており、外径が加圧ローラ３２の外径よりも若干小さくなっている。テンションローラ３８の弾性層３８ｂは、加圧ローラ３２の弾性層３２ｂよりも弾性力が小さくなっている。
【００８２】
このテンションローラ３８は、定着ベルト３１を介して、加圧ローラ３２に押し付けられており、これにより、テンションローラ３８の外周面は、加圧ローラ３２の外周面に沿って凹状に変形した状態になっている。テンションローラ３８は、例えば、加圧ローラ３２の外周面における中心角度３０°程度の範囲に沿って円弧状に窪んだ状態に変形するように、加圧ローラ３２に対して水平方向に離れて配置されている。定着ベルト３１の外周面と加圧ローラ３２の外周面との間には、定着ニップＮが形成されている。
【００８３】
加圧ローラ３２は、前記実施形態１の加圧ローラ３２と同様に、矢印Ａで示す方向に回転されるようになっている。定着ベルト３１は、加圧ローラ３２によってテンションローラ３８の外周面に圧接されていることにより、加圧ローラ３２の回転に追従して周回移動する。テンションローラ３８は、定着ベルト３１の周回移動に追従して回転する。
なお、定着ベルト３１は、このように、回転駆動される加圧ローラ３２に追従させて周回移動する構成に限らず、定着ベルト３１が巻き掛けられた一方のテンションローラ３８を回転駆動することによって、あるいは、加圧ローラ３２と一方のテンションローラ３８との両方を回転駆動することによって、定着ベルト３１を周回移動させる構成としてもよい。
【００８４】
定着ベルト３１は、前記実施形態と同様に、定着ベルト３１の両側の各端部に、抵抗発熱層３１ａが露出した電極部３１ｇがそれぞれ設けられている。定着ベルト３１を介して加圧ローラ３２に対向配置されたテンションローラ３８の上方には、定着ベルト３１の各電極部３１ｇに摺接する一対の給電部材３７が設けられている。各電極部３１ｇとしては、前記実施形態と同様に、導電ブラシが使用されている。各給電部材３７は、交流電源３４に接続されており、両給電部材３７には、交流電源３４から交流電力が供給されるようになっている。
【００８５】
このような構成の定着装置３０でも、周回移動する定着ベルト３１の抵抗発熱層３１ａは、一方の給電部材３７によって、一方の電極部３１ｇに供給される電流が、他方の電極部３１ｇに向って流れることによって発熱する。従って、記録シートＳ上の未定着のトナー画像は、定着ニップＮを記録シートＳが通過する間に、加熱および加圧されて記録シートＳに定着される。
【００８６】
定着ベルト３１の抵抗発熱層３１ａは、前記実施形態と同様に、耐熱性絶縁樹脂に、導電性フィラー（添加物）を、所定の体積含有比率（体積％）で、特定方向に配向処理することなく均一に分散させることによって、全周にわたって所定の電気抵抗率になっている。これにより、抵抗発熱層３１ａは高強度になっており、従って、長期にわたって安定的に使用することができる。しかも、定着画像の品質が低下することを抑制することも可能である。
【００８７】
また、定着ベルト３１は、実施形態２のように、抵抗発熱層３１ａに対して、樹脂に非導電性フィラーが分散された均熱層３１ｅが積層状態で設けられた構成とされる。このような構成によって、定着ベルト３１は全体にわたって均一な発熱状態とされるために、定着ニップにおける定着に際して加熱ムラが生じることを防止することができ、従って、定着画像の品質が低下することをさらに確実に抑制することができる。
【００８８】
なお、本発明に係る画像形成装置は、モノクロ画像を形成するプリンタに限るものではなく、タンデム型カラーデジタルプリンタであってもよい。さらには、プリンタに限らず、複写機、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）、ＦＡＸ等（いずれの場合にも、カラー画像用、モノクロ画像用のいずれであってもよい）にも適用できる。カラー画像用の画像形成装置の場合には、複数のカラートナー層が積層されることから、図５および図７に示すように、弾性層３１ｄが設けられた定着ベルト３１が特に好ましい。
【００８９】
さらに、上記実施の形態では、定着ベルトに加圧ローラを圧接して定着ニップを形成する構成であったが、定着ベルトに代えて、周面に抵抗発熱層が設けられた定着ローラを用いてもよい。また、加圧ローラに限らず、加圧ベルトを用いてもよく、また、固定的に設けられた加圧部材を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、電流が流れることによって発熱する抵抗発熱層を用いて、記録シート上にトナー画像を定着させる定着装置において、所定の電気抵抗率を有する抵抗発熱層を高強度にする技術として有用である。
【符号の説明】
【００９１】
３０      定着装置
３１      定着ベルト
３１ａ    抵抗発熱層
３１ｂ    離型層
３１ｃ    補強層
３１ｄ    弾性層
３１ｅ    均熱層
３２      加圧ローラ
３３      定着ローラ
３４      交流電源
３８      テンションローラ
３９      テンションローラ
【図１】
0005445440.tif 000002
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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