(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する回転可能な無端状のベルトと、
前記ベルトの内側に配設されており前記ベルトの内周面と摺動する固定のバックアップ部材と、
前記ベルトを挟んで前記バックアップ部材と圧接して前記ベルトとニップ部を形成する加圧回転体と、
を有し、前記ニップ部で画像を担持した記録材を挟持して搬送しつつ加熱する像加熱装置であって、
前記ベルトは、少なくとも、通電により発熱する発熱層と、ベルト最外面に設けられ、前記発熱層と電気的に接続される導電性を有する給電部及び受電部とを有し、
前記加圧回転体は、前記ベルトの前記給電部及び前記受電部に対応する部分に第１導電部及び第２導電部を備え、芯金が導電材で形成されており、露出している軸部が絶縁材で被覆され、その上が前記第１導電部及び前記第２導電部と電気的に導通している導電材で被覆されており、前記導電材を介して前記第１導電部と前記第２導電部が前記発熱層に電力を供給する電源部と電気的に接続されていることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記第１導電部及び前記第２導電部と前記電源部の電気的接続が、前記加圧回転体の軸中心で行われることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
可撓性を有する回転可能な無端状のベルトと、
前記ベルトの内側に配設されており前記ベルトの内周面と摺動する固定のバックアップ部材と、
前記ベルトを挟んで前記バックアップ部材と圧接して前記ベルトとニップ部を形成する加圧回転体と、
を有し、前記ニップ部で画像を担持した記録材を挟持して搬送しつつ加熱する像加熱装置であって、
前記ベルトは、少なくとも、通電により発熱する発熱層と、ベルト最外面に設けられ、前記発熱層と電気的に接続される導電性を有する給電部及び受電部とを有し、
前記加圧回転体は、前記ベルトの前記給電部及び前記受電部に対応する部分に第１導電部及び第２導電部を備え、芯金が絶縁材で形成されており、露出している軸部が前記第１導電部及び前記第２導電部と電気的に導通している導電材で被覆されており、前記導電材を介して前記第１導電部と前記第２導電部が前記発熱層に電力を供給する電源部と電気的に接続されていることを特徴とする像加熱装置。
【請求項４】
前記第１導電部及び前記第２導電部と前記電源部の電気的接続が、前記加圧回転体の軸中心で行われることを特徴とする請求項３に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記ニップ部の記録材搬送方向に直交する方向において、前記給電部及び受電部が記録材の最大通過幅よりも外側にあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記ベルトは、絶縁性を有する円筒形状の基層の外周面上に前記発熱層を、前記発熱層の外周面上に弾性層を、最外周面に離型層を備え、前記給電部及び前記給電部と前記発熱層とを電気的に接続する導電経路がベルト両端部を経由して形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記ベルトの前記給電部及び前記受電部とベルト表層との境目における段差が１００μｍ以下であり、前記加圧回転体の前記第１導電部及び前記第２導電部と加圧回転体表層との境目における段差が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式などの作像プロセスにより記録材に画像形成を行う複写機、ファクシミリ、プリンタ、それらの複合機能機等の画像形成装置に搭載される画像定着装置として用いて好適なベルト加熱方式の像加熱装置に関する。
【０００２】
像加熱装置としては、記録材上の未定着画像を加熱して固着画像として定着或いは仮定着する定着装置、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢を増大させる光沢増大化装置を挙げることができる。また、インクジェット方式などの、染料や顔料を含む液体により画像形成を行う画像形成装置においてインクを速く乾かすための像加熱装置を挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
近年、画像形成装置では、省エネルギー化の観点から、像加熱装置である定着装置として熱容量が小さな装置が提案され、実用化されている。定着装置の低熱容量化の具体的な施策として、像加熱部材として、ベルト状のエンドレスベルト（以下、ベルトと称す）を用いるベルト加熱方式（ベルト定着方式）がある。
【０００４】
特許文献１に記載のベルト加熱方式の定着装置は、発熱体としてのセラミックヒータ（以下ヒータと称す）をベルトと加圧部材とで形成するニップ部に配置する。そして、ニップ部で未定着トナー画像を担持した記録材を挟持搬送して、ベルトを介したヒータの熱により未定着トナー画像を記録材面に固着画像として定着させる。この定着装置は、ヒータ及びベルトの熱容量が小さいため画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９３２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ベルト加熱方式の像加熱装置について、上記のような構成よりも更にエネルギー効率を向上可能な構成として、ベルトに通電により発熱する発熱層を具備させて発熱層に給電することでベルト自体を発熱させることが考えられる。即ち、ニップ部でベルトを介したヒータの熱により画像加熱する構成の場合は、ヒータとの摩擦によるベルト内面の磨耗を防止するためにヒータにグリース等の潤滑剤を塗布したり、ヒータ表面にポリイミドなどのフッ素樹脂からなる摺動層を形成する必要がある。その潤滑剤や摺動層はヒータとベルト間の熱抵抗となる。ベルト自体を発熱させる構成にすれば、上記の熱抵抗分を無くすことができるからである。
【０００７】
通電により発熱する発熱層をベルトに具備させた構成においては、発熱層への給電構成に工夫を要する。即ち、像加熱部材が、高剛度であり、固定される回転軸である芯金を有するローラ部材である場合には、回転動作中の外周面の軌跡が安定する。そのため、芯金の外周面を介する電気的経路を形成することで、電源部からローラ部材側の発熱体に安定して給電する給電構成を容易に構築することができる。しかし、像加熱部材が、低剛度であり、回転軸を有しない、可撓性ベルトの場合には、回転動作中の挙動が不安定であるため、上記ローラ部材の場合のように外周面から電力を安定的に供給する構成を採用することが難しいからである。即ち、ベルトの外周面から電力を供給する構成において、ベルトに対する給電部材の押圧力を大きくすれば、給電部材と発熱層との安定した電気的接続を達成することは可能であるが、低剛度のベルトでは座屈等の破損が生じやすいので、適用することが困難である。また、発熱層への通電が不安定な場合は、立ち上がり時間の短縮を図ることが出来ず、更に、記録材が通過中に通電が不安定になると、発熱層が必要な熱量を発熱できない。そのため、記録材上のトナー像を定着することが出来ない、所謂コールドオフセットが発生してしまう。
【０００８】
本発明は、通電により発熱する発熱層を有するベルトを用いる像加熱装置について、発熱層への安定した電力供給を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の代表的な構成は、可撓性を有する回転可能な無端状のベルトと、前記ベルトの内側に配設されており前記ベルトの内周面と摺動する固定のバックアップ部材と、前記ベルトを挟んで前記バックアップ部材と圧接して前記ベルトとニップ部を形成する加圧回転体と、を有し、前記ニップ部で画像を担持した記録材を挟持して搬送しつつ加熱する像加熱装置であって、前記ベルトは、少なくとも、通電により発熱する発熱層と、ベルト最外面に設けられ、前記発熱層と電気的に接続される導電性を有する給電部及び受電部とを有し、前記加圧回転体は、前記ベルトの前記給電部及び前記受電部に対応する部分に第１導電部及び第２導電部を備え、芯金が導電材で形成されており、露出している軸部が絶縁材で被覆され、その上が前記第１導電部及び前記第２導電部と電気的に導通している導電材で被覆されており、前記導電材を介して前記第１導電部と前記第２導電部が前記発熱層に電力を供給する電源部と電気的に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、通電により発熱する発熱層を有するベルトを用いる像加熱装置について、発熱層への安定した電力供給を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】参考例１における画像形成装置の概略構成図
【図２】定着装置の横断右側面図
【図３】定着装置の途中部分省略の一部切欠き正面図
【図４】（ａ）は、ベルトの層構成模型図、（ｂ）は右側のフランジ部材と支持ステーの右側の外方延長腕部との分解斜視図、（ｃ）はフランジと装置フレームの側板との係合構造の説明図
【図５】導電層に対する給電構成の説明図
【図６】参考例２の定着装置における導電層に対する給電構成の説明図
【図７】実施例の定着装置における導電層に対する給電構成の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［参考例１］
（１）画像形成装置例
図１は像加熱装置を定着装置９として搭載している画像形成装置１００の一例の概略構成図である。この画像形成装置１００は、電子写真方式、タンデム方式、中間転写方式の４色フルカラーのレーザービームプリンタである。即ち、ホスト機器３００から制御回路部（ＣＰＵ）２００に入力する電気的画像情報に基づいて記録材Ｐに４色フルカラー画像を形成することができる。ホスト機器３００は装置１００と通信可能に接続された画像読取装置（イメージリーダ）、パーソナルコンピュータ等である。
【００１４】
画像形成装置１００自体の構成は本発明の要点外であるからその説明は簡単に止める。プリントスタート信号に基づいて、第１乃至第４の４つの電子写真画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの電子写真感光ドラム１が矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。中間転写ベルトユニット７の無端ベルト７ａが矢印の時計方向にドラム１の回転速度に対応した速度で循環移動される。レーザースキャナ３も駆動される。各画像形成部は、それぞれ、ドラム１に作用するプロセス手段としての、帯電ローラ２、レーザースキャナ３、現像装置４、一次転写ローラ５、クリーニング器６、を有する。ベルト７ａは、駆動ローラ７ｂ、二次転写対向ローラ７ｃ、テンションローラ７ｄ、の３本のローラ間に懸回張設されている。一次転写ローラ５は、各画像形成部において、ベルト７ａを介してドラム１の下面に圧接している。ドラム１とベルト７ａの当接部が一次転写部Ｔ１である。二次転写対向ローラ７ｃにはベルト７ａを介して二次転写ローラ８が圧接している。ベルト７ａと二次転写ローラ８との当接部が二次転写部Ｔ２である。
【００１５】
第１の画像形成部Ｙのドラム１にはフルカラー画像のイエロー成分に対応するＹ色トナー像が形成され、そのトナー像が該画像形成部Ｙの一次転写部Ｔ１においてベルト７ａ上に一次転写される。第２の画像形成部Ｍのドラム１にはフルカラー画像のマゼンタ成分に対応するＭ色トナー像が形成され、そのトナー像が該画像形成部Ｍの一次転写部Ｔ１においてベルト７ａ上に既に転写されているＹ色のトナー像に重畳されて一次転写される。第３の画像形成部Ｃのドラム１にはフルカラー画像のシアン成分に対応するＣ色トナー像が形成され、そのトナー像が該画像形成部Ｃの一次転写部Ｔ１においてベルト７ａ上に既に転写されているＹ色＋Ｍ色のトナー像に重畳されて一次転写される。第４の画像形成部Ｋのドラム１にはフルカラー画像のブラック成分に対応するＫ色トナー像が形成され、そのトナー像が該画像形成部Ｋの一次転写部Ｔ１においてベルト７ａ上に既に転写されているＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色のトナー像に重畳されて一次転写される。このようにして、走行するベルト７ａ上にＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色の４色フルカラーの未定着トナー像が合成形成される。この未定着トナー像はベルト７ａの引き続く移動により搬送されて二次転写部Ｔ２に至る。
【００１６】
一方、給送カセット１０内に積層されて収容されている記録材Ｐが所定の制御タイミングで１枚分給送されてレジストローラ対１１へ搬送される。記録材Ｐは、レジストローラ対１１によって所定の制御タイミングで二次転写部Ｔ２へ搬送される。記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を挟持搬送されていく過程において、ベルト７ａ上の４色重畳のトナー像が記録材Ｐの面に順次に一括して二次転写される。二次転写部Ｔ２を出た記録材Ｐはベルト７ａから分離され、像加熱装置である第１の定着装置９（１）と第２の定着器９（２）を順次に通りトナー像が記録材Ｐ上に定着される。トナー像の記録材Ｐに対する定着は記録材Ｐに熱及び圧力を加えることでなされる。定着を受けた記録材Ｐはカラー画像形成物として排出トレイ１２に排出される。記録材Ｐに対するトナー像の二次転写後にベルト７ａの表面に残留した二次転写残トナーはベルトクリーニング装置１３により除去される。
【００１７】
（２）定着装置
図２は定着装置９の横断右側面図、図３は途中部分省略の一部切欠き縦断正面図である。本参考例において、第１の定着装置９（１）と第２の定着装置９（２）はどちらも同じ構造のベルト加熱方式の像加熱装置であり、像加熱部材として、通電により発熱する発熱層を有する無端ベルトを用いている。即ち、本参考例の定着装置９は、可撓性を有する回転可能な無端状のベルト２１を有する。また、ベルト２１の内側に配設されておりベルト２１の内周面と摺動する固定のバックアップ部材２２を有する。また、ベルト２１を挟んでバックアップ部材２２と圧接してベルト２１とニップ部Ｎを形成する加圧回転体３０を有する。そして、ニップ部Ｎで画像ｔを担持した記録材Ｐを挟持して搬送しつつ加熱する装置である。以下の説明において、定着装置９について、正面とは、装置を記録材導入口側から見た面である。背面とはその反対側の面である。左右とは装置を正面から見て左又は右である。また、装置又は装置構成部材について、長手方向又は横長とは記録材搬送路面内において記録材移動方向に直交する方向である。記録材の幅又は通紙幅とは記録材の搬送方向に直交する方向の寸法である。
【００１８】
２０は加熱部材（定着部材）としてのベルトアセンブリ、３０は加圧部材（加圧回転体）としての加圧ローラである。ベルトアセンブリ２０と加圧ローラ３０は装置フレーム４０の左右の側板４１Ｌ・４１Ｒ間に上下にほぼ並行に配列されて配設されている。
【００１９】
加圧ローラ３０は、ステンレス製の芯金３０ａと、該芯金の周りに同心一体にローラ状に形成した弾性層としてシリコーンゴム層３０ｂと、さらにその上に形成した離型層（加圧回転体表層）としてのＰＦＡ樹脂チューブ層３０ｃと、の多層構造とされている。加圧ローラ３０は、芯金３０ａの左右両端部を左右の側板４１Ｌ・４１Ｒ間にそれぞれ軸受け部材４２を介して回転可能に支持させて配設されている。芯金３０ａの右側端部にはドライブギアＧが固着されており、このギアＧに駆動源（モータ）Ｍから動力伝達機構（不図示）を介して回転力が伝達されることにより加圧ローラ３０が図２において矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。
【００２０】
ベルトアセンブリ２０は、像加熱部材としての可撓性を有する無端状のベルト２１、バックアップ部材２２、支持ステー（加圧ステー）２３、左右のフランジ部材２４、温度検知部材としてのサーミスタ２５等の組み立て体である。
【００２１】
１）ベルト２１
図４の（ａ）はベルト２１の層構成模型図である。ベルト２１は、少なくとも通電により発熱する発熱層２１ｂを備えた、全体的に可撓性を有する円筒形状のベルト（無端ベルト、エンドレスベルト）である。本参考例におけるベルト２１は、基本的には、内周側から外周側へ順に、基層２１ａ、発熱層２１ｂ、弾性層２１ｃ、離型層２１ｄ、の４層複合構造である。即ち、絶縁性を有する円筒形状の基層２１ａの外周面上に発熱層２１ｂを、発熱層２１ｂの外周面上に弾性層２１ｃを、最外周面に離型層２１ｄを備える。なお、図４の（ａ）は模型図であって、各層の寸法比率は、以下に記載の各層の寸法例の比率と整合しているものではない。また、ベルト２１の左右両端側には発熱層２１ｄに給電するために発熱層２１ｄと電気的に接続されている導電性を有する給電部及び受電部を有するが、これについては後述する。
【００２２】
基層２１ａは、絶縁性を有する円筒形状の可撓性を有する部材である。基層２１ａは、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、厚さとして１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性材料を使用できる。例えば、ポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等の樹脂ベルト、更にはベルトの剛性を高める目的としてＳＵＳ、ニッケルなどの金属ベルトを使用できる。本参考例では、厚さが３０μｍ、直径が２５ｍｍの円筒状のポリイミドベルトを用いた。尚、基層２１ａとして導電性を有する材料を用いる場合は、基層２１ａと発熱層２１ｂとの間にポリイミドなどの絶縁層を設ける必要がある。
【００２３】
発熱層２１ｂは、通電により発熱する層であり、樹脂材料に導電性を有する材料を混合した材料からなることが好ましい。この混合材料によれば、樹脂材料と導電性を有する材料の混合比率を変えるだけで、様々な抵抗値の発熱層２１ｂを容易に作成する事ができる。本参考例においては、導電粒子としてのカーボンを含有したポリイミド樹脂を１０μｍ程度の均一な厚さで基層２１ａ上に塗布した抵抗発熱体である。発熱層２１ｂの総抵抗値は１０．０Ωである。従って、商用電圧である１００Ｖの交流電源を印加する際に消費される電力（発熱量）は１０００Ｗである。尚、この抵抗値は定着装置として必要な発熱量、及び、定着装置に印加する電圧等によって適宜定めればよく、カーボンの混合比率により調整することができる。
【００２４】
弾性層２１ｃは、本参考例においては、ゴム硬度１０度（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率１．３Ｗ／ｍ・Ｋ、厚さ３００μｍのシリコーンゴムを用いた。
【００２５】
離型層２１ｄがベルト表層であり、フッ素系樹脂が好ましい。離型層２１ｄが高離型性を有するフッ素樹脂であることで、ベルト２１と記録材上のトナーとの離型性能を得ることができ、トナーオフセットを防止することができる。本参考例においては、厚さ２０μｍのＰＦＡチューブを用いた。離型層２１ｄとしてはＰＦＡコートを用いても良く、必要な厚さ、機械的及び電気的強度に応じてＰＦＡチューブとＰＦＡコートを使い分けることが出来る。また、離型層２１ｄはシリコーン樹脂から成る接着剤により弾性層２１ｃと接着されている。
【００２６】
２）バックアップ部材２２
バックアップ部材２２は、ベルト２１内に挿通（内包）された、横断面ほぼ半円状樋型で剛性・耐熱性・断熱性を有する横長の部材であり、その外面に対してベルト２１の内周面が摺動する。バックアップ部材１６は省エネルギーの観点から支持ステー２３への熱伝導の少ない材料を用いるのが望ましく、例えば、耐熱ガラスや、ポリカーカーボネート、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂が用いられる。また、後述するように、本参考例ではバックアップ部材２２に設けた導電部を介してベルト２１の発熱層２１ｂに電力を供給する構成のため、バックアップ部材２２としては絶縁性を有する材料が必須となる。本参考例では住友化学（株）製のスミカスーパーＥ５２０４Ｌを用いた。バックアップ部材２２は、これにルーズに外嵌しているベルト２１の回転ガイドの役目をする。また、ベルト２１を加圧ローラ３０の方向へ加圧付勢する役目をする。
【００２７】
３）支持ステー２３
支持ステー２３は、バックアップ部材２２の内側に配設された、横断面下向きＵ字型の断面をもつ、横長の剛性部材である。支持ステー２３は高い圧力を掛けられても撓みにくい材質であることが望ましく、本参考例においては、ＳＵＳ３０４を用いている。支持ステー２３はバックアップ部材２２を支持する。
【００２８】
４）フランジ部材２４
左右のフランジ部材２４は、ベルト２１の回転過程におけるバックアップ部材２２の長手に沿う左方或いは右方への寄り移動及びベルト周方向の形状を規制する規制部材である。左右のフランジ部材２４は左右対称形状であり、それぞれ、支持ステー２３の左右の外方延長腕部２３ａに嵌着されている。図４の（ｂ）は、右側のフランジ部材２４と、支持ステー２３の右側の外方延長腕部２３ａとの分解斜視図である。左右のフランジ部材２４の上記の嵌着状態において、左右のフランジ部材２４の内面側に配設した円盤状のベルト内側ガイド部２４ａが、それぞれ、ベルト２１の左端部側の開口部と右端部側の開口部からベルト２１の内側に進入している。これにより、ベルト２１の回転過程におけるベルト周方向の形状が規制される。また、左右のフランジ部材２４の内面に対して、それぞれ、ベルト２１の左端面と右端面が僅少な隙間を存して対向している。これにより、ベルト２１の回転過程におけるバックアップ部材２２の長手に沿う左方或いは右方への寄り移動が規制される。
【００２９】
５）サーミスタ２５
サーミスタ２５は支持ステー２３の上方において、ベルト２１の内面に弾性的に接触するように設置され、ベルト２１の内面の温度を検知する機能を担っている。具体的には、サーミスタ２５は支持ステー２３に固定支持させたステンレス製のアーム２６の先端に取り付けられており、ベルト２１がバックアップ部材２２と支持ステー２３に外嵌されることで、ベルト２１の内面に対して弾性的に接触した状態になる。そして、アーム２６が弾性揺動することにより、ベルト２１の内面の動きが不安定になった状態においても、サーミスタ２５がベルト内面に常に接する状態に保たれる。
【００３０】
そして、上記部材２１乃至２５等の組み立て体であるベルトアセンブリ２０を、バックアップ部材２２側を下向きにして、加圧ローラ３０の上側にほぼ並行に配列して、装置フレーム４０の左右の側板４１Ｌ・４１Ｒ間に配設する。左右のフランジ２４はそれぞれに設けた縦溝部２４ｃ（図４の（ｃ））を装置フレーム４０の左右の側板４１Ｌ・４１Ｒにそれぞれ設けた縦ガイドスリット４１ａの縦縁部４１ｂに係合させてある。そして、左右のフランジ２４の加圧部２４ｂと加圧アーム４３との間に加圧バネ４４を縮設する。これにより、左右のフランジ２４、支持ステー２３、バックアップ部材２２を介してベルト２１が加圧ローラ３０の上面に対して所定の押圧力で加圧され、記録材搬送方向ａにおいて所定幅の定着ニップ部（ニップ部）Ｎが形成される。本参考例に於ける加圧力は一端側が１５６．８Ｎ、総加圧力が３１３．６Ｎ（３２ｋｇｆ）である。ニップ部Ｎにおいてはベルト２１がバックアップ部材２２の下面と加圧ローラ３０との間に挟まれてバックアップ部材２２の下面の扁平面に倣って撓み、ベルト２１の内面がバックアップ部材２２の下面の扁平面に密着した状態になる。
【００３１】
而して、加圧ローラ３０のドライブギアＧに対して駆動源Ｍから回転力が伝達されて加圧ローラ３０が図２において反時計方向に所定の速度で回転駆動される。この加圧ローラ３０の回転駆動に伴ってニップ部Ｎにおける加圧ローラ３０とベルト２１との摩擦力でベルト２１に回転力が作用する。これにより、ベルト２１が、その内面がバックアップ部材２２の下面に密着して摺動しながらバックアップ部材２２の外回りを図２において時計方向に加圧ローラ３０の回転に従動して回転状態になる（加圧ローラ駆動式）。ベルト２１の内面にはグリスが塗布され、バックアップ部材２２とベルト２１の内面との摩擦に起因して発生するベルト内面の磨耗を低減する。
【００３２】
また、後述する給電構成により、回転するベルト２１の発熱層２１ｂに対する電力供給がなされる。発熱層２１ｂの発熱によりベルト２１が加熱されて昇温し、ベルト２１の温度がサーミスタ２５により検知される。サーミスタ２５はＡ／Ｄコンバータ２０１（図５の（ｂ））を介して制御手段としての制御回路部２００に接続される。この制御回路部２００はサーミスタ２５からの出力を所定の周期でサンプリングしており、得られた温度情報を発熱層２１ｂへの通電制御に反映させる。つまり、制御回路部２００は、サーミスタ２５の出力をもとに、発熱層２１ｂへの通電制御内容を決定し、電源部（本体電源部）２０２から発熱層２１ｂへ供給する電力を制御する。本参考例の定着装置での上記制御は、記録材にトナー像を定着するための温度を鑑みて、サーミスタ２５の検知温度が１６０℃で一定となるように制御している。
【００３３】
加圧ローラ３０の回転によるベルト２１の回転がなされ、また発熱層２１ｂに対する通電がなされてベルト２１が所定の設定温度に立ち上がって温調された状態において、ニップ部Ｎに未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐがガイド２７に沿って導入される。ニップ部Ｎにおいて、記録材Ｐのトナー像担持面側がベルト２１の外面に密着し、記録材Ｐがベルト２１と共に移動する。ニップ部Ｎでの挟持搬送過程において、発熱層２１ｂで発生した熱が記録材Ｐに付与され、未定着トナー像（画像）ｔが記録材Ｐ上に溶融定着される。ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐはベルト２１から曲率分離され、定着排紙ローラ２８で排出される。
【００３４】
本参考例において、記録材Ｐの通紙は、記録材幅中心のいわゆる中央基準搬送でなされる。図３において、ＷＰｍａｘは記録材の最大通紙幅である。Ｗ３０は加圧ローラ幅（弾性ローラ部分３０ｂの長さ寸法）である。Ｗ２１はベルト幅（ベルト２１の左右端間寸法）である。ＷＰｍａｘ＜Ｗ３０≦Ｗ２１に設定される。バックアップ部材の長さ寸法はベルト幅Ｗ２１よりも大きい。ニップ部Ｎの記録材搬送方向ａに直交する方向の寸法（二ップ部長手寸法）は加圧ローラ幅Ｗ３０となる。
【００３５】
（３）給電構成
ベルト２１の発熱層２１ｂに対する給電構成を説明する。図５の（ａ）はベルト２１の両端部、即ち、左端部側と右端部側の層構成を示す断面模式図ある。ベルト２１の内面の左端部側と右端部側にはそれぞれ周方向に環状（リング状）に導電性を有する給電部（電極部）７１及び受電部（電極部）７２が形成されている。そして、給電部７１及び受電部７２はそれぞれ導電経路７５により発熱層２０ｂの左端部側と右端部側に両端と電気的に接続されている。即ち、給電部７１及び給電部７２と発熱層２１ｂとを電気的に接続する導電経路７５がベルト両端部を経由して形成されている。導電経路７５は給電部７１及び給電部７２と発熱層２１ｂとを電気的に接続していればよく、環状の導電パターンでなくともよい。給電部７１、受電部７２、導電経路７５は何れも銀・パラジウムを含んだ導電特性を有する材料を用いている。
【００３６】
一方、バックアップ部材２２には、ニップ部Ｎを形成する下面部分を左右側にそれぞれ延長して外方延長腕部２２ａを具備させてある。そして、図５に（ｂ）、（ｃ）のように、その左右の外方延長腕部２２ａの下面にはそれぞれ第１導電部（電極部）７６及び第２導電部（電極部）７７を具備させてある。第１導電部７６及び第２導電部７７はそれぞれベルト２１の給電部７１及び受電部７２と対向する部分であり、かつ、少なくともベルト２１を介して加圧ローラ３０を押圧する部分、即ち、定着ニップ部Ｎの範囲に及んでいる。第１導電部７６及び第２導電部７７も銀・パラジウムを含んだ導電特性を有する材料を用いている。本参考例の定着装置はニップ部Ｎの範囲内にのみ第１導電部７６及び第２導電部７７を備える構成であるが、特にこれに限定するものでは無く、少なくともニップ部Ｎの範囲内に備えていれば、ベルト２１との良好な接触を実現することができる。従って、ニップ部Ｎの範囲外に第１導電部７６及び第２導電部７７が延伸する構成であっても構わないことは言うまでも無い。図５の（ｃ）において、２２ｂはバックアップ部材２２の外面に部材長手に沿って間隔をあけて具備させた、ベルト回転方向に沿う弧状のベルトガイドリブである。バックアップ部材２２の左側の外方延長腕部２２ａには第１コネクタ８１が嵌着される。これにより、第１コネクタ８１の給電部材（電極）８１ａが第１導電部７６に弾性的に接触して給電部材８１ａと第１導電部７６が電気的に接続される。また、バックアップ部材２２の右側の外方延長腕部２２ａには第２コネクタ８２が嵌着される。これにより、第２コネクタ８２の給電部材（電極）８２ａが第２導電部７７に弾性的に接触して給電部材８２ａと第２導電部７７が電気的に接続される。給電部材８１及び８２はステンレスの板ばね形状の部材である。
【００３７】
このように、バックアップ部材２２は、ベルト２１を押圧する領域、かつ、長手方向においてベルト２１の給電部７１及び受電部７２と対向する領域内に第１導電部７６及び第２導電部７７を備えている。更に、第１導電部７６及び第２導電部７７はその外側端部がベルト端部よりも外側まで形成され、ベルト２１よりも外側の領域において、電源部２０２と電気的に接続される給電部材８１ａ及び８２ａと接触する。
【００３８】
即ち、ベルト２１の内面に給電部７１及び受電部７２が設けられており、バックアップ部材２２に給電部７１及び受電部７２に対してそれぞれ接触する第１導電部７６及び第２導電部７７が設けられている。そして、ニップ部Ｎにおいて給電部７１と第１導電部７６及び受電部７２と第２導電部７７が接触しており、第１導電部７６と第２導電部７７が電源部２０２と電気的に接続されている。従って、電源部２０２−リード線８１ｂ−給電部材８１−第１導電部７６−給電部７１−導電経路７５−発熱層２１ａ−導電経路７５−受電部７２−第２導電部７７−給電部材８２−リード線８２ｂ−電源部２０２、の発熱層２１ａに対する給電経路が構成される。電源部２０２は制御回路部２００により制御される。電源部２０２のオンにより上記の給電経路で発熱層２１ａに対して通電がなされて、発熱層２１ｂの発熱によりベルト２１が加熱されて昇温する。ベルト２１の温度がサーミスタ２５により検知され、その検知温度情報がＡ／Ｄコンバータ２０１を介して制御回路部２００に入力する。制御回路部２００は、前述のように、サーミスタ２５からの出力を所定の周期でサンプリングしており、得られた温度情報を発熱層２１ｂへの通電制御に反映させる。
【００３９】
ベルト２１の回転駆動時に於いても、バックアップ部材２２は静止状態であるため、給電部材８１及び８２と第１導電部７６及び第２導電部７７との電気的接続は良好に維持される。更に、バックアップ部材２２は給電部７１及び受電部７２を含むベルト２１を加圧付勢する部材であるので、第１導電部７６及び第２導電部７７と給電部７１及び受電部７２との電気的接続も良好に維持される。本参考例の構成により、電源部２０２と発熱層２０ｂとの電気的接続は、定着装置９の駆動中においても、安定的に維持することができる。
【００４０】
つまり、回転駆動中におけるベルト２１の軌跡は加圧ローラ３０と圧接されるニップ部においては安定的である。そのため、ニップ部においてベルト２１の給電部７１及び受電部７２と電源部２０２を電気的に接続することにより、発熱層２１ｂへの安定した電力供給ができる。ベルト２１を加圧ローラ方向に加圧付勢するバックアップ部材２２に設けた第１導電部７６及び第２導電部７７を介して、ベルト２１の給電部７１及び受電部７２それぞれと電源部２０２を電気的に接続する。これにより、電源部２０２から発熱層２１ｄへの安定した電力供給ができる。また、導電経路７５により、ベルト２１の最内層に設けられ、第１導電部７６及び第２導電部７７と接触する給電部７１及び受電部７２と、ベルト２１の基層２１ａの外周面上に設けられる発熱層２１ｄとを電気的に接続する。これにより、電源部２０２から発熱層２１ｂへの安定した電力供給ができる。
【００４１】
更に、本参考例の定着装置９では、ニップ部Ｎの記録材搬送方向ａに直交する方向において、記録材Ｐの最大通紙幅ＷＰｍａｘが発熱層２１ｂの発熱領域幅Ｗ２１ｂの内側にある。記録材Ｐが発熱層２１ｂの発熱領域幅Ｗ２１ｂ内のニップ部を通過するので、記録材の全領域を加熱することができる。そして、発熱層２１ｂの発熱領域幅Ｗ２１ｂが３０７ｍｍ、記録材Ｐの最大通紙幅ＷＰｍａｘは２９７ｍｍであり、左右側でそれぞれ５ｍｍずつ発熱層２１ｂが長い。ベルト２１の温度は、端部方向への熱伝達のため発熱層２１ｂの端部近傍では温度ダレが発生するため、発熱層２１ｂの発熱領域幅Ｗ２１ｂは記録材Ｐの最大通紙幅ＷＰｍａｘよりも長くする必要がある。また。発熱領域幅Ｗ２１ｂが最大通紙幅ＷＰｍａｘよりも長すぎる場合は、記録材が通過しない領域で過昇温が発生し、ベルト２１が破損することがある。本参考例では、発熱領域幅Ｗ２１ｂが最大通紙幅ＷＰｍａｘ記録材よりも左右側でそれぞれ５ｍｍずつ長くすることで、記録材端部位置における温度ダレ及び過昇温の両立を図っている。なお、図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各図は模型図であって、各構成部材や部分の長さ、幅、厚さの相互比率は、上記した及び前記した各構成部材や部分の寸法例の比率と整合しているものではない。
【００４２】
以上、本参考例によれば、通電により発熱する発熱層２１ｂを有するベルト２１を用いる定着装置９において、発熱層２１ｂへの安定した電力供給を実現することができる。
【００４３】
［参考例２］
図６は本参考例の説明図である。本参考例においては、ベルト２１の層構成を内周側から外周側に順に、発熱層２１ｂ、基層２１ａ、弾性層２０ｃ、離型層２０ｄの４層複合構造にしている。即ち、ベルト２１は、絶縁性を有する円筒形状の基層２１ａの内周面上に発熱層２１ｂを、基層２１ａの外周面上に弾性層２１ｃを、最外周面に離型層２１ｄを備える。また、ベルト２１の左端部側と右端部側において、それぞれ、基層２１ａの内面に周方向に環状（リング状）に給電部７１及び受電部７２が形成されている。給電部７１及び受電部７２はそれぞれ導電経路７５により発熱層２０ｂの左端部と右端部に両端と電気的に接続されている。即ち、給電部７１及び受電部７２と発熱層２１ｂとを電気的に接続する導電経路７５が、ベルト最内周面に形成されている。導電経路７５は給電部７１及び給電部７２と発熱層２１ｂとを電気的に接続していればよく、環状の導電パターンでなくともよい。その他の構成は参考例１と同様であるから共通する構成部材、部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。
【００４４】
本参考例の場合も、バックアップ部材２２は、図６の（ｂ）のように、ベルト２１を押圧する領域、かつ、長手方向においてベルト２１の給電部７１及び受電部７２と対向する領域内に第１導電部７６及び第２導電部を７７備えている。更に、第１導電部７６及び第２導電部７７はその外側端部がベルト端部よりも外側まで形成され、ベルト２１よりも外側の領域において、電源部２０２と電気的に接続される給電部材８１ａ及び８２ａと接触する。即ち、電源部２０２−リード線８１ｂ−給電部材８１−第１導電部７６−給電部７１−導電経路７５−発熱層２１ａ−導電経路７５−受電部７２−第２導電部７７−給電部材８２−リード線８２ｂ−電源部２０２、の発熱層２１ａに対する給電経路が構成される。
【００４５】
ベルト２１の回転駆動時に於いても、バックアップ部材２２は静止状態であるため、給電部材８１及び８２と第１導電部７６及び第２導電部７７との電気的接続は良好に維持される。更に、バックアップ部材２２は給電部７１及び受電部７２を含むベルト２１を加圧付勢する部材であるので、第１導電部７６及び第２導電部７７と給電部７１及び受電部７２との電気的接続も良好に維持される。つまり、本参考例の構成により電源部２０２と発熱層２０ｂとのの電気的接続は、定着装置９の駆動中においても、安定的に維持することができる。
【００４６】
つまり、回転駆動中におけるベルト２１の軌跡は加圧ローラ３０と圧接されるニップ部においては安定的である。そのため、ニップ部においてベルト２１の給電部７１及び受電部７２と電源部２０２を電気的に接続することにより、発熱層２１ｂへの安定した電力供給ができる。ベルト２１を加圧ローラ方向に加圧付勢するバックアップ部材２２に設けた第１導電部７６及び第２導電部７７を介して、ベルト２１の給電部７１及び受電部７２それぞれと電源部２０２を電気的に接続する。これにより、電源部２０２から発熱層２１ｄへの安定した電力供給ができる。また、導電経路７５により、ベルト２１の最内層に設けられ、第１導電部７６と及び第２導電部７７と接触する給電部７１及び受電部７２と、ベルト２１の最内周に設けられる発熱層２１ｂとを電気的に接続する。これにより、電源部２０２から発熱層２１ｂへの安定した電源供給ができる。
【００４７】
更に、本参考例の定着装置９においても、ニップ部Ｎの記録材搬送方向ａに直交する方向において、記録材Ｐの最大通紙幅ＷＰｍａｘが発熱層２１ｂの発熱領域幅Ｗ２１ｂの内側にある。そして、発熱領域幅Ｗ２１ｂが３０７ｍｍ、最大通紙幅ＷＰｍａｘは２９７ｍｍであり、左右側でそれぞれ５ｍｍずつ発熱層２１ｂが長い。これにより、参考例１の定着装置９と同様に、記録材端部位置における温度ダレ及び過昇温の両立を図っている。
【００４８】
［実施例］
図７は実施例の説明図である。本実施例は、発熱層２１ｂへの給電を、加圧ローラ３０を介して行う構成である。参考例１の装置と共通する構成部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。図７の模型図であって、図２における各構成部材や部分の長さ、幅、厚さの相互比率と整合しているものではない。
【００４９】
本実施例の定着装置９においては、ベルト２１は、少なくとも、通電により発熱する発熱層２１ｂと、ベルト最外面に設けられ、発熱層２１ｂと電気的に接続される導電性を有する給電部７１及び受電部７２とを有する。また、加圧ローラ３０は、ベルト２１の給電部７１及び受電部７２に対応する部分に第１導電部７６及び第２導電部７７を備える。そして、第１導電部７６と第２導電部７７が発熱層２１ｂに電力を供給する電源部２０２と電気的に接続されている。
【００５０】
より具体的には、ベルト２１は、参考例１のベルト２１と同様に基本的には、内周側から外周側へ順に、基層２１ａ、発熱層２１ｂ、弾性層２１ｃ、離型層２１ｄ、の４層複合構造である。即ち、ベルト２１は、絶縁性を有する円筒形状の基層２１ａの外周面上に発熱層２１ｂを、発熱層２１ｂの外周面上に弾性層２１ｃを、最外周面に離型層２１ｄを備えている。ベルト２１の左端部側と右端部側において、それぞれ、ベルト外面に周方向に環状（リング状）に給電部７１及び受電部７２が形成されている。給電部７１及び受電部７２はそれぞれ導電経路７５により発熱層２０ｂの左端部と右端部に両端と電気的に接続されている。即ち、給電部７１及び給電部７２と発熱層２１ｂとを電気的に接続する導電経路７５がベルト両端部を経由して形成されている。導電経路７５は給電部７１及び給電部７２と発熱層２１ｂとを電気的に接続していればよく、環状の導電パターンでなくともよい。
【００５１】
加圧ローラ３０は、左端部側と右端部側において、それぞれ、外面に周方向に環状（リング状）に第１導電部７６及び第２導電部７７が形成されている。給電部７１及び受電部７２はベルト２１の給電部７１及び受電部７２と対向する領域内にある。第１導電部７６は加圧ローラ３０の左側端面と芯金３０ａの左端部に延長されて形成されている。第２導電部７７は加圧ローラ３０の右側端面及び芯金３０ａの右端部に延長されて形成されている。即ち、第１導電部７６及び第２導電部７７はベルト２１の給電部７１及び受電部７２と対向する領域から加圧ローラ３０の芯金３０ａの露出している部分までを覆うように形成されている。この場合、加圧ローラ３０は導電材であるステンレス製の芯金３０ａを用いているので、芯金３２ａと第１導電部７６及び第２導電部７７の間に絶縁層９０を形成して、芯金３２ａと第１導電部７６及び第２導電部７７が電気的にショートしないようにしてある。芯金３０ａの左端面と右側面の軸中心の近傍には、それぞれ、第１導電部７６及び第２導電部７７介して給電部材８１及び給電部材８２が弾性的に当接されている。給電部材７６・７７はステンレスの板ばね形状の部材である。これにより、電源部２０２−リード線８１ｂ−給電部材８１−第１導電部７６−給電部７１−導電経路７５−発熱層２１ａ−導電経路７５−受電部７２−第２導電部７７−給電部材８２−リード線８２ｂ−電源部２０２、の発熱層２１ａに対する給電経路が構成される。
【００５２】
上記のように、本実施例においては、加圧ローラ３０は、芯金３０ａが導電材で形成されており、露出している軸部が絶縁材９０で被覆され、その上が第１導電部７６及び第２導電部７７と電気的に導通している導電材で被覆されている。そして、第１導電部７６及び第２導電部７７と電源部２０２の電気的接続が、加圧ローラ３０の軸中心で行われる。加圧ローラ３０の芯金３０ａが絶縁材で形成されている場合には、露出している軸部が第１導電部７６及び第２導電部７７と電気的に導通している導電材で被覆される形態とされる。また、ニップ部Ｎの記録材搬送方向ａに直交する方向において、給電部７１及び受電部７２は記録材Ｐの最大通紙幅ＷＰｍａｘよりも外側に位置している。ベルト２１の給電部７６及び受電部７７と離型層（ベルト表層）２１ｄとの境目における段差は１００μｍ以下であることが望ましい。また、加圧ローラ３０の第１導電部７６及び第２導電部７７と離型層（加圧回転体表層）３０ｃとの境目における段差は１００μｍ以下であることが望ましい。
【００５３】
本実施例の定着装置９は、加圧ローラ３０の回転時に於いて、周速差の影響がほとんど無いため、給電部材８１及び８２と第１導電部７６及び第２導電部７７との電気的接続は良好に維持される。また、バックアップ部材２２は給電部７１及び受電部７２を含むベルト２１を加圧付勢する構成であり、且つ、周速差の影響がほとんど無いため、第１導電部７６及び第２導電部７７と給電部７１及び受電部７２との電気的接続も良好に維持される。つまり、本実施例の構成により、電源部２０１から発熱層２１ｂ間の電気的接続は定着装置９の駆動中においても、安定的に維持することができる。
【００５４】
また、本実施例の定着装置に於いても、ニップ部Ｎの記録材搬送方向ａに直交する方向において、記録材Ｐの最大通紙幅ＷＰｍａｘが発熱層２１ｂの発熱領域幅Ｗ２１ｂの内側にある。そして、発熱領域幅Ｗ２１ｂが３０７ｍｍ、最大通紙幅ＷＰｍａｘは２９７ｍｍであり、左右側でそれぞれ５ｍｍずつ発熱層２１ｂが長い。これにより、参考例１や２の定着装置９と同様に、記録材端部位置における温度ダレ及び過昇温の両立を図っている。
【００５５】
以上本実施例により、通電により発熱する発熱層２１ｂを有するベルト２１を用いる定着装置において、発熱層２１ｂへの安定した電力供給を実現することができる。
【００５６】
ここで、上記の参考例１−２、実施例の定着装置構成は本発明を限定するものではなく、画像形成装置、定着装置、特にベルト２１の構成及び材料等は様々な形態をとることができることは言うまでも無い。
【符号の説明】
【００５７】
９・・像加熱装置、２１・・ベルト、２１ｂ・・発熱層、２２・・バックアップ部材、Ｎ・・ニップ部、ｔ・・画像、Ｐ・・記録材、３０・・加圧回転体、７１・・給電部、７２・・受電部、２０２・・電源部
【図１】
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【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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