(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する無端状ベルトであって内周面に潤滑剤が塗布されてなる定着部材と、
前記定着部材の外周側に該定着部材を押圧可能に配置される加圧部材と、
前記定着部材の内周側に配置され、前記加圧部材の押圧により前記定着部材を介して該加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材と、
前記定着部材の内周側に配置され、該定着部材を加熱する加熱手段と、
を備え、
当該定着装置の立ち上げ時に、前記加圧部材の駆動回転により前記定着部材について１回転以下の回転を行い、前記定着部材の前記加熱手段により温められた領域を前記ニップ部の位置に移動させることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
当該定着装置の待機時に、前記加圧部材の駆動回転により前記定着部材について１回転以下の回転を行い、前記定着部材の前記加熱手段により温められた領域を前記ニップ部の位置に移動させ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】
前記加圧部材の駆動回転は、該加圧部材の回転と停止を繰り返して行う間欠駆動であることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記加圧部材の間欠駆動のときに行われる該加圧部材の回転角度は３６０°の約数ではないことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記加圧部材の間欠駆動のときに行われる該加圧部材の回転速度は、定着処理のときの回転速度よりも低速であることを特徴とする請求項３または４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記加圧部材の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記加圧手段の温度が所定の温度以上となるように前記加圧部材の間欠駆動を行うことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置を備え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、定着装置及び該定着装置を備える電子写真方式、静電記録方式等を利用したＦＡＸ、プリンタ、複写機またはそれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。
【０００３】
この定着装置では、対向するローラもしくはベルトもしくはそれらの組み合わせにより構成された定着部材及び加圧部材が当接してニップ部を形成するように配置されており、該ニップ部に記録紙を挟みこみ、熱および圧力を加え前記トナー像を記録紙上に定着することを行っている。
【０００４】
このような定着装置の一例を挙げると、複数のローラ部材に張架された定着ベルトを定着部材として用いる技術が知られている。このような定着ベルトを用いた装置は、定着部材としての定着ベルト（無端状ベルト）、定着ベルトを張架・支持する複数のローラ部材、複数のローラ部材のうち１つのローラ部材に内設されたヒータ、加圧ローラ（加圧部材）、等で構成されている。ヒータは、ローラ部材を介して定着ベルトを加熱する。そして、定着ベルトと加圧ローラとの間に形成されたニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される（ベルト定着方式）。
【０００５】
定着装置のニップ部においては、定着部材と加圧部材との間に高い加圧力が付与されているため立ち上げ時または待機状態からの復帰時等においてトルクの発生が問題となる。トルクが大きい場合、モータロックやギヤ破損等が生じるおそれがあるからである。
【０００６】
このような問題に対して、例えば、特許文献１には、ニップにおける圧力を第１圧力、及び第１圧力より大きい第２圧力に設定可能とし、像加熱動作の開始の際、ニップにおける圧力は第１圧力に設定され、その後第２圧力に設定することによりトルクの軽減を図る技術が開示されている。また、特許文献２には、ウォームアップ時において加圧ローラの検出温度が上がるにつれて、加圧ローラの駆動速度を速くすることにより加圧ローラの駆動トルクの低減を図る技術が開示されている。また、特許文献３には、定着動作の休止期間に、回転加圧部材を、定期的、あるいは持続的に回転させ加熱しておくことで、トルクの発生を抑える技術が開示されている。
【０００７】
また、定着部材としての無端状ベルトが、パイプ状の金属熱伝導体等の固定部材に張架、支持されて、移動がガイドされる構成の定着装置や、無端状ベルトがニップ部周辺のみで当接部材により支持されている構成の定着装置が提案されており、このような定着装置に用いられる無端状ベルトにおいては、固定部材や当節部材との接面であるベルトの内周面には、摺動性を高め、摩擦を低減するためにグリースなどの潤滑剤が塗布されたものがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、グリ−ス等の潤滑剤の粘度には、温度依存性があり、定着装置が周辺環境等の影響により、冷えている状態にあっては、粘度が非常に高い状態となっている。このような状態からの定着装置の立上げ時には、上述のトルク異常が発生するおそれが多いという問題があった。
【０００９】
このようなトルク異常の発生を防ぐため、例えば、非回転状態において加熱し、装置全体を温めることによりグリースも温めて、十分粘度を下げてから回転を開始することも考えられる。しかしながら、グリースが十分温まるまで非回転状態で加熱することとすると、加熱に時間がかかり立ち上がり時間が遅くなる、特に、上述のような低温環境での立ち上がり時間が遅くなるという問題が生じ得る。
【００１０】
特に、定着部材の加熱手段が、定着部材全体を均一に温めるのではなく、その一部を局所的に温める構成の定着装置においては、加熱部位が局所的になり装置全体に広がるグリース（特にニップ部）への熱伝達がし辛くなり回転開始可能になるまでの加熱時間が非常に長くなってしまうという問題があった。
【００１１】
そこで本発明は、回転する無端状ベルトであって内周面に潤滑剤が塗布されてなる定着部材と、定着部材の外周側に該定着部材を押圧可能に配置される加圧部材と、定着部材の内周側に配置され、加圧部材の押圧により定着部材を介して該加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材と、定着部材の内周側に配置され、該定着部材を加熱する加熱手段と、を備え、当該定着装置の立ち上げ時に、加圧部材の駆動回転により定着部材について１回転以下の回転を行い、定着部材の加熱手段により温められた領域をニップ部の位置に移動させることにより、トルク異常を生じることなく、立ち上げることができる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的を達成するため、請求項１に記載の定着装置は、回転する無端状ベルトであって内周面に潤滑剤が塗布されてなる定着部材と、定着部材の外周側に該定着部材を押圧可能に配置される加圧部材と、定着部材の内周側に配置され、加圧部材の押圧により定着部材を介して該加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材と、定着部材の内周側に配置され、該定着部材を加熱する加熱手段と、を備え、当該定着装置の立ち上げ時に、加圧部材の駆動回転により定着部材について１回転以下の回転を行い、定着部材の加熱手段により温められた領域をニップ部の位置に移動させるものである。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、当該定着装置の待機時に、加圧部材の駆動回転により定着部材について１回転以下の回転を行い、定着部材の加熱手段により温められた領域をニップ部の位置に移動させるものである。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の定着装置において、加圧部材の駆動回転は、該加圧部材の回転と停止を繰り返して行う間欠駆動であるものである。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の定着装置において、加圧部材の間欠駆動のときに行われる該加圧部材の回転角度は３６０°の約数ではないものである。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の定着装置において、加圧部材の間欠駆動のときに行われる該加圧部材の回転速度は、定着処理のときの回転速度よりも低速であるものである。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれかに記載の定着装置において、加圧部材の温度を検出する温度検出手段を備え、加圧手段の温度が所定の温度以上となるように加圧部材の間欠駆動を行うものである。
【００１８】
また、請求項７に記載の画像形成装置は、請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置を備えるものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、トルク異常を生じることなく、定着装置を立ち上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る定着装置の一実施形態における構成を示す断面図である。
【図２】加熱手段としてハロゲンヒータを用いた定着装置の概略構成図である。
【図３】発熱シートの構成を示す断面図である。
【図４】面状発熱体と発熱体支持部材を組み立てた例を示す斜視図である。
【図５】面状発熱体、発熱体支持部材、端子台ステイを組み立てた例を示す斜視図である。
【図６】図５の端子台ステイ上の面状発熱体の電極端子と給電線の接続状態を示す斜視図である。
【図７】図１の定着装置における定着スリーブ側の内部機構部の構成を示す断面図である。
【図８】発熱体支持部材への面状発熱体の接着例（１）を示す断面図である。
【図９】発熱体支持部材への面状発熱体の接着例（２）を示す断面図である。
【図１０】定着装置の動作例（１）を示す模式図である。
【図１１】定着装置の動作例（２）を示す模式図である。
【図１２】面状発熱体の構成例（１）を示す図である。
【図１３】面状発熱体の構成例（２）を示す上面図である。
【図１４】面状発熱体の構成例（３）を示上面す図である。
【図１５】面状発熱体の構成例（４）を示す上面図である。
【図１６】回転支持部材と面状発熱体と当接部材の配置例を示す断面図である。
【図１７】定着装置の他の実施の形態における構成を示す断面図である。
【図１８】図１７の定着装置で用いる回転支持部材の構成を示す斜視図である。
【図１９】図１７の定着装置における定着スリーブ側の内部機構部の構成を示す概略図である。
【図２０】本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図２１】定着スリーブにおける軸方向、周方向を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る構成を図１から図２１に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
（定着装置の構成）
図１は、本発明に係る定着装置の一実施形態における構成を示す断面図である。図１に示すように、定着装置２０は、回転する無端状ベルトであって内周面に潤滑剤が塗布されてなる定着部材（定着スリーブ２１（定着回転体ともいう））と、定着部材の外周側に該定着部材を押圧可能に配置される加圧部材（加圧ローラ３１（加圧回転体ともいう））と、定着部材の内周側に配置され、加圧部材の押圧により定着部材を介して該加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材（当接部材２６）と、定着部材の内周側に配置され、該定着部材を加熱する加熱手段（面状発熱体２２）と、を備え、当該定着装置の立ち上げ時に、加圧部材の駆動回転により定着部材について１回転以下の回転を行い、定着部材の加熱手段により温められた領域をニップ部の位置に移動させるものである。なお、図１では、面状発熱体２２が定着スリーブ２１の内周面と当接し、直接加熱する構成を示している。
【００２３】
加熱手段は、定着部材の内周側に該定着部材と当接または近接して配置され、定着部材を直接または間接的に加熱する面状発熱体（面状発熱体２２）であり、定着部材の内周側に該定着部材との間に面状発熱体を挟むように配置され、該面状発熱体を所定位置で支持する発熱体支持部材（発熱体支持部材２３）とを備えている。
【００２４】
以下に説明する実施形態では、加熱手段として面状発熱体２２を備える構成について説明するが、加熱手段は、これに限られるものではなく、例えば、図２に示すように、ハロゲンヒータ３２を用いても良い。図２に示すハロゲンヒータ３２も、定着部材の加熱部分は、図１に示す面状発熱体２２を用いた場合と同様に、定着部材全体を均一に温めるものではなく、一部の領域を局所的に温めるものである。また、加熱手段として、ＩＨヒータ等を用いることも好ましい。また、図２に示すように、定着回転体をガイドする金属パイプ３０（定着部材）を備える構成でも良い。
【００２５】
ここで、定着スリーブ２１は、軸方向が通紙される記録媒体Ｐの幅に対応する長さを有し、可撓性を有するパイプ形状の無端状ベルトであり、例えば厚さが３０〜５０μｍの金属材料からなる基材上に少なくとも離型層を形成したものであって、外径が３０ｍｍになっている。なお、本明細書では、図２１（ａ）に示すように、定着スリーブ２１のパイプ長手方向を軸方向といい、図２１（ｂ）に示すように、定着スリーブ２１のパイプ円周方向を周方向という。
【００２６】
定着スリーブ２１の基材を形成する材料としては、鉄、コバルト、ニッケル、又はこれらの合金等の伝熱性のよい金属材料を用いることができる。
【００２７】
定着スリーブ２１の離型層は、ＰＦＡ等のフッ素化合物をチューブ状に被覆したものであって、その厚さは５０μｍになっている。離型層は、記録媒体Ｐ上のトナー像（トナー）Ｔが直接的に接する定着スリーブ２１表面のトナー離型性を高めるためのものである。
【００２８】
加圧ローラ３１は、アルミニウム、銅等の金属材料からなる芯金上に、シリコーンゴム（ソリッドゴム）等の耐熱性弾性層、離型層が順次形成されたものであって、外径が３０ｍｍになっている。弾性層は、肉厚が２ｍｍとなるように形成されている。離型層は、ＰＦＡチューブを被覆したものであって、厚さが５０μｍになるように形成されている。また、芯金内には必要に応じてハロゲンヒータなどの発熱体を内蔵してもよい。また、加圧ローラ３１は、加圧手段（不図示）により定着スリーブ２１を介して当接部材２６に圧接され、その圧接部が定着スリーブ２１側が凹んだニップ部を形成している。そして、このニップ部に、記録媒体Ｐが搬送されることになる。
【００２９】
また、加圧ローラ３１は、定着スリーブ２１に圧接した状態で不図示の駆動機構により回転駆動され（図１において時計回り方向に回転）、この加圧ローラ３１の回転に伴って定着スリーブ２１が回転することになる（図１において反時計回り方向に回転）。
【００３０】
当接部材２６は、定着スリーブ２１の軸方向に長さを有し、少なくとも定着スリーブ２１を介して加圧ローラ３１と圧接する部分がフッ素系ゴムなどの耐熱性を有する弾性体からなるものであり、コア保持部材２８により定着スリーブ２１の内周側の所定位置に保持された状態で固定されている。また、当接部分２６の定着スリーブ２１の内周面と接する部分はテフロン（登録商標）シートなどの摺動性及び耐磨耗性の優れた材料からなるものとするとよい。また、定着スリーブ２１の内周面には、当接部材２６との摺動性を高めるために、グリース等の潤滑剤が塗布されている。
【００３１】
コア保持部材２８は、金属などの板材が板金加工されてなり、定着スリーブ２１の軸方向の長さに対応する長さを有し断面がＨ型形状の剛性部材であり、定着スリーブ２１の内周側の略中心部分に配置されるものである。
【００３２】
またコア保持部材２８は、定着スリーブ２１の内周側に配置される種々の部材を所定位置に保持するものであり、例えばコア保持部材２８のＨ型の一方（加圧ローラ３１に対向する側）のくぼんだ部分に当接部材２６を収納保持し、当接部材２６が加圧ローラ３１により加圧されても大きく変形しないようにニップ部とは反対面側から支持している。また、コア保持部材２８は、当接部材２６を該コア保持部材２８から加圧ローラ３１側に少し突出するように保持しており、ニップ部でコア保持部材２８（また後述する加熱パイプ２７）が定着スリーブ２１に接触しないように配置されている。
【００３３】
また、コア保持部材２８のＨ型の他方（加圧ローラ３１側とは反対側）のくぼんだ部分に、定着スリーブ２１の軸方向の長さに対応する長さを有し断面がＴ字型形状の端子台ステイ２４及び端子台ステイ２４上に延設され外部からの電力を供給する給電線２５を収納保持している。さらに、コア保持部材２８のＨ型の外面に発熱体支持部材２３を保持している。図１では、定着スリーブ２１の下方半周分（ニップ部の入側半周分）の領域で発熱体支持部材２３を保持している。その際、組み立て性を勘案して発熱体支持部材２３とコア保持部材２８を接着してもよい。あるいは発熱体支持部材２３側からコア保持部材２８側への伝熱を防止するために、両者を非接着としてもよい。
【００３４】
発熱体支持部材２３は、面状発熱体２２を定着スリーブ２１の内周面と当接または所定ギャップで近接させて配置するために該面状発熱体２２を支持するものである。そのため、発熱体支持部材２３は、断面形状を円形とした定着スリーブ２１の内周面に沿った所定の弧の長さの外周面を有している。
【００３５】
また、発熱体支持部材２３は、面状発熱体２２の発熱に耐えるだけの耐熱性と、回転走行する定着スリーブ２１が近接する面状発熱体２２に接触した際に変形することなく面状発熱体２２を支持するだけの強度と、面状発熱体２２の熱をコア保持部材２８側に伝えずに、定着スリーブ２１側に伝えるようにする断熱性と、を有することが好ましく、例えばポリイミド樹脂の発泡成形体であることが好ましい。なお、面状発熱体２２が定着スリーブ２１の内周面と当接する構成の場合、回転走行する定着スリーブ２１が面状発熱体２２をニップ部側に引っ張る力が該面状発熱体２２に作用するため、発熱体支持部材２３は変形することなく面状発熱体２２を支持するだけの強度が必要になるが、この場合にもポリイミド樹脂の発泡成形体が好適である。また、このポリイミド樹脂の発泡体の内部に補助的にソリッドの樹脂部材を設けて剛性を向上させるようにしてもよい。
【００３６】
面状発熱体２２は、図３に示すように、絶縁性を有する基層２２ａ上に、耐熱性樹脂中に導電性粒子が分散されてなる抵抗発熱層２２ｂと、該抵抗発熱層２２ｂに電力を供給する電極層２２ｃと、が形成され、定着スリーブ２１の軸方向、周方向に対応して所定の幅及び長さをもち可撓性を示す発熱シート２２ｓを有する。また、基層２２ａ上には、抵抗発熱層２２ｂと隣接する別の給電系統の電極層２２ｃとの間や発熱シート２２ｓの縁部分と外部との間を絶縁する絶縁層２２ｄが設けられている。なお、面状発熱体２２は、発熱シート２２ｓの端部で電極層２２ｃに接続され、給電線２５から供給される電力を該電極層２２ｃに供給する電極端子２２ｅ（不図示、後述）を備える。
【００３７】
また、発熱シート２２ｓの厚さは０．１〜１ｍｍ程度であり、少なくとも発熱体支持部材２３の外周面に沿って巻きつけることができる程度の可撓性を有している。
【００３８】
ここで、基層２２ａは、ＰＥＴまたはポリイミド樹脂などのある程度の耐熱性を有する樹脂からなる薄膜の弾性体フィルムであり、このうちポリイミド樹脂からなるフィルム部材であることが好ましい。これにより、耐熱性と、絶縁性と、ある程度の柔軟性（可撓性）を備える。
【００３９】
抵抗発熱層２２ｂは、ポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂中にカーボン粒子や金属粒子などの導電性粒子が均一に分散してなる導電性を有する薄膜であり、通電されると内部抵抗によりジュール熱として発熱する構成となっている。このような抵抗発熱層２２ｂは、ポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂の前駆体中にカーボン粒子や金属粒子などの導電性粒子を分散させた塗料を基層２２ａ上に塗布して成膜するとよい。
【００４０】
また、抵抗発熱層２２ｂは、基層２２ａ上にまずカーボン粒子や金属粒子からなる薄膜の導電層が形成され、ついでその導電層上にポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂からなる絶縁性薄膜を積層して一体化したものであってもよい。
【００４１】
なお、抵抗発熱層２２ｂに使用するカーボン粒子は、通常のカーボンブラック粉末でもよいが、カーボンナノファイバ、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイルの少なくともいずれかからなるカーボンナノ粒子であってもよい。
【００４２】
また、金属粒子は、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉなどからなる粒子であり、その形状は粒状であってもよいし、フィラメント状であってもよい。
【００４３】
絶縁層２２ｄは、ポリイミド樹脂などの基層２２ａと同じ耐熱性樹脂からなる絶縁材料を塗布により形成するとよい。
【００４４】
電極層２２ｃは、導電性インクやＡｇなどの導電性ペーストなどを塗布して形成したものでもよいし、金属箔や金属網などを接着して形成したものであってもよい。
【００４５】
面状発熱体２２を構成する発熱シート２２ｓは、厚みの薄いシートであることから熱容量が小さく、急速な加熱が可能であり、その発熱量は抵抗発熱層２２ｂの体積抵抗率によって任意に設定できる。すなわち、抵抗発熱層２２ｂを構成する導電性粒子の構成材料、形状、大きさ、分散量などにより発熱量を調整することが可能であり、例えば単位面積当りの発熱量３５Ｗ／ｃｍ２で、総電力１２００Ｗ程度の出力が得られる面状発熱体２２の実現が可能である。この場合、発熱シート２２ｓは、例えば幅（軸方向）２０ｃｍ、長さ（周方向）２ｃｍ程度のサイズとなる。
【００４６】
また、面状発熱体としてステンレスなどの金属フィラメントからなるものを用いた場合、フィラメントの存在により面状発熱体の表面には凹凸が生じていることから、定着スリーブ２１の内周面と摺動させると、表面が容易に磨耗してしまうが、発熱シート２２ｓは前述のように表面に凹凸がなく平坦であることから、定着スリーブ２１の内周面との摺動に対して優れた耐久性を示す。またさらに、発熱シート２２ｓの抵抗発熱層２２ｂ表面にフッ素系樹脂をコーティングすると、定着スリーブ２１の内周面との接触に対する耐久性がさらに向上するので好ましい。
【００４７】
なお、発熱シート２２ｓの定着スリーブ２１内周面における配置領域としては、図１では、定着スリーブ２１の内周面のニップ部とは反対側の位置からニップ部手前までにかけて配置された構成が示されているが、これに限定されるものではなく、例えば発熱シート２２ｓをニップ部の位置まで配置してもよいし、定着スリーブ２１の内周面全周に配置してもよい。
【００４８】
また、温度検知手段としてのサーミスタ３３からの検知に基づいて不図示の制御手段が面状発熱体２２を制御して、定着スリーブ２１の温度をコントロールしている。
【００４９】
定着装置２０における定着スリーブ２１側の組み立ては例えばつぎの手順で行う。
【００５０】
まず、発熱体支持部材２３の外周面に沿って面状発熱体２２の発熱シート２２ｓを接着剤により貼り付ける（図４）。この際、接着剤は発熱体支持部材２３への熱の流出を防ぐために熱伝導率の低いものを用いることが望ましい。
【００５１】
なお、このとき発熱シート２２ｓにおける定着スリーブ２１の周方向に対応する一方の端部に、前記電極層２２ｃに接続される複数の電極端子２２ｅ（電極端子２２ｅ１，２２ｅ２）の全てを設けておく。図４では、発熱シート２２ｓにおいて定着スリーブ２１の周方向に対応する一方の端部（加圧ローラ３１（ニップ部）側とは反対側の端部）の辺（端辺）上であって、定着スリーブ２１の軸方向に対応する両端それぞれに電極端子２２ｅ１，２２ｅ２が１つずつ設けられている。
【００５２】
これは次のような理由による。すなわち、面状発熱体２２には、抵抗発熱層２２ｂに電力を供給する関係上少なくとも２つの電極端子２２ｅを備えることになるが、例えば２つの電極端子２２ｅを発熱シート２２ｓの両端にそれぞれ１つずつ設けた場合、給電に要する電源ハーネス等を両端それぞれの電極端子２２ｅに接続する必要がある。このとき、発熱シート２２ｓ自体は薄膜であり、それ自体の剛性が低いために給電用ハーネスを接続するための端子台を発熱シート２２ｓの両端それぞれに備える必要があり、装置が大型化してしまう。そこで、電極端子２２ｅを発熱シート２２ｓの一方の端部にまとめて設けて給電される構成にすることにより装置の小型化を図っている。
【００５３】
また、発熱シート２２ｓにおける定着スリーブ２１の軸方向に対応する端部に電極端子２２ｅを配置することも考えられるが、発熱体支持部材２３の外周面に沿って発熱シート２２ｓを貼り付けたとき、電極端子２２ｅも湾曲するようになり、電源供給する電極部としてはネジ締結時の変形や端子部材の複雑化、組み立て性の悪化等の不都合が生じてしまう。そこで、発熱シート２２ｓにおける定着スリーブ２１の周方向に対応する一方の端部に複数の電極端子２２ｅを配置しており、これにより発熱体支持部材２３の外周面に沿って発熱シート２２ｓを貼り付けたときでも電極端子２２ｅを湾曲させず良好な組み立て性を実現している。
【００５４】
次いで、電極端子２２ｅ近傍の発熱シート２２ｓを発熱体支持部材２３の縁に沿って折り曲げて、電極端子２２ｅが円形の定着スリーブ２１の中央側に向かうようにした上で、電極端子２２ｅ１，２２ｅ２それぞれを、端子台ステイ２４上で給電線２５と接続固定する（図５，図６）。電極端子２２ｅ１，２２ｅ２の端子台ステイ２４上での接続固定は、図６に示すようにネジ締結により行うとよい。また、発熱シート２２ｓの電極端子２２ｅが設けられる端辺の中央部から発熱シート２２ｓ固定用に延設された固定端子２２ｆが設けられており、この固定端子２２ｆも端子台ステイ２４にネジ締結して固定する。
【００５５】
次に、コア保持部材２８をそのＨ型の一方のくぼんだ部分に端子台ステイ２４が収納されるように装着し、さらにＨ型の他方のくぼんだ部分に当接部材２６を装着して定着スリーブ２１側の内部機構部を完成する（図７）。最後に、この内部機構部を定着スリーブ２１の内周側に挿入して、図１のように配置して定着装置２０における定着スリーブ２１側の組み立てを完了する。
【００５６】
なお、発熱体支持部材２３と発熱シート２２ｓを接着剤等で固定しない非接着の場合には、発熱シート２２ｓにおいてニップ部とは反対側に位置する電極端子２２ｅ及び固定端子２２ｆが端子台ステイ２４にネジ締結によって固定されるとともに、その固定された側から発熱シート２２ｓをニップ部側に引っ張るように定着スリーブ２１が回転することにより発熱シート２２ｓは発熱体支持部材２３と定着スリーブ２１の内周面との間に挟まれた状態で安定して定着スリーブ２１と接触するようになり、効率的に定着スリーブ２１の加熱が可能となる。
【００５７】
しかしながら、このような発熱体支持部材２３に対して発熱シート２２ｓが非接着で浮いている状態では、ジャム処理などのときに定着スリーブ２１を逆回転させた場合に発熱シート２２ｓが持ち上がるように動いて、位置がずれてしまうことがある。また、発熱シート２２ｓが動くことに伴って、電極端子２２ｅも捩れたり変形したりして破損する可能性もある。そのため、発熱シート２２ｓの位置ずれを防ぐために、該発熱シート２２ｓを発熱体支持部材２３に接着して固定することが好ましい。
【００５８】
なお、このとき発熱シート２２ｓのシート全面を接着すると発熱シート２２ｓの発熱がシート全面において発熱体支持部材２３に移動しやすくなるため好ましくなく、定着スリーブ２１の軸方向に対応する両端部のうち、記録媒体Ｐが通過しない領域すなわち非通紙領域（面）のみを発熱体支持部材２３に接着することが好適である。これにより、発熱シート２２ｓの位置ずれ防止とともに、発熱シート２２ｓの通紙領域（ここでは使用される記録媒体Ｐのうち最大サイズのものが通過する領域（最大通紙領域）は発熱体支持部材２３に接着されず浮いた状態にあることから発熱シート２２ｓの通紙領域から発熱体支持部材２３への熱移動がなくなり、発熱シート２２ｓの通紙領域で発生した熱を効率的に定着スリーブ２１の加熱に利用することが可能となる。
【００５９】
また、この発熱シート２２ｓの接着は、塗布型の液体接着剤を用いてもよいが、耐熱性のあるアクリル系材料あるいはシリコーン系材料からなる両面に接着性または粘着性のあるテープ状の接着部材（両面テープ）を用いて行うとよい。これにより、面状発熱体２２（発熱シート２２ｓ）の発熱体支持部材２３への貼り付けが容易になるだけではなく、面状発熱体２２に異常が発生したときに両面テープを剥すだけで面状発熱体２２の交換ができる構成となり、メンテナンス性に優れたものとなる。
【００６０】
なお、このとき、単に発熱シート２２ｓと発熱体支持部材２３の間に両面テープを挟むようにすると、発熱シート２２ｓの表面は定着スリーブ２１の軸方向において両面テープで接着した部分がその両面テープの厚み分だけ盛り上がり、通紙領域において面状発熱体２２（発熱シート２２ｓ）が定着スリーブ２１に均一に接触しなくなり、加熱効率が低下するとともに軸方向の温度分布も不均一になってしまう。
【００６１】
そこで、面状発熱体２２において両面テープを貼り付ける部分の発熱シート２２ｓの厚みを両面テープの厚み分だけ薄くすることが好ましい。すなわち、両面テープはある程度の厚み（例えば０．１ｍｍ）があるので、図８に示すように、発熱シート２２ｓにおける例えば基層２２ａの発熱体支持部材２３側の面の軸方向の両端部分に両面テープ２２ｔの厚み分に相当する深さで周方向に延びるくぼみを設けて、そのくぼみに両面テープ２２ｔを接着し、ついでその発熱シート２２ｓを両面テープ２２ｔを介して発熱体支持部材２３の所定位置に接着するようにする。これにより、発熱シート２２ｓを発熱体支持部材２３に接着したときに、発熱シート２２ｓの定着スリーブ２１側の表面は定着スリーブ２１の軸方向において平坦となり、通紙領域において面状発熱体２２（発熱シート２２ｓ）が定着スリーブ２１に均一に接触するので、良好な加熱効率で定着スリーブ２１の軸方向の温度分布の均一化も図ることができる。
【００６２】
あるいは、図９に示すように、発熱体支持部材２３の発熱シート２２ｓの非通紙領域に対応する位置に両面テープ２２ｔの厚み分だけくぼませることが好ましい。すなわち、発熱体支持部材２３の軸方向の両端部分であって発熱シート２２ｓの非通紙領域に対応する位置に両面テープ２２ｔの厚み分に相当する深さで周方向に延びるくぼみを設けて、そのくぼみに両面テープ２２ｔを接着し、ついでその状態の発熱体指示部材２３に発熱シート２２ｓを両面テープ２２ｔを介して接着するようにする。これによっても、発熱シート２２ｓの定着スリーブ２１側の表面は定着スリーブ２１の軸方向において平坦となり、通紙領域において面状発熱体２２（発熱シート２２ｓ）が定着スリーブ２１に均一に接触するので、良好な加熱効率で定着スリーブ２１の軸方向の温度分布の均一化も図ることができる。
【００６３】
（定着装置の動作）
このように構成された定着装置２０は、次のように動作する。まず、基本動作について説明する。画像形成装置が出力信号を受けると（例えばユーザの操作パネルの操作あるいはパソコンからの通信などにより画像形成装置に印刷要求があると）、定着装置２０において、加圧ローラ３１が定着スリーブ２１を介して当接部材２６に押圧され、ニップ部を形成する。ついで、不図示の駆動装置によって、加圧ローラ３１が図１の時計回り方向に回転駆動されると、定着スリーブ２１も連れ回りして時計方向に回転する。このとき、面状発熱体２２は発熱体支持部材２３で支持された状態で、定着スリーブ２１の内周面と当接し摺動する状態となる。
【００６４】
そして、それと同期して外部電源または内部の蓄電装置から給電線２５を通じて面状発熱体２２に電力が供給され、発熱シート２２ｓが発熱し、定着スリーブ２１は該発熱シート２２ｓと接触していることから効率的に熱が伝達され、急速に加熱される。なお、駆動装置の動作と面状発熱体２２による加熱は同時刻に同時に開始する必要はなく、適宜時間差を設けて開始しても良い。このとき、ニップ部上流側であって、定着スリーブ２１の外側又は発熱シート２２ｓの内周側の発熱体支持部材２３内から接触又は非接触に配置されたサーミスタなどの温度検知手段３３で検知される温度により、ニップ部が所定の温度となるように、面状発熱体２２による加熱制御が行われており、定着に必要な温度まで昇温された後、保持され、記録媒体Ｐの通紙が開始される。
【００６５】
このように構成された定着装置では、定着スリーブ２１及び面状発熱体２２の熱容量が小さいため、省エネを図りつつウォームアップ時間やファーストプリント時間を短くすることができる。また、面状発熱体２２における発熱シート２２ｓは樹脂ベースのシートであるため、加圧ローラ３１の回転、振動に起因する応力が発熱シート２２ｓに繰り返し作用して、発熱シート２２ｓの屈曲が繰り返し行われても疲労破壊することがなく、長時間の運転が可能である。
【００６６】
なお、画像形成装置への出力信号がない場合、通常は消費電力を抑えるために加圧ローラ３１及び定着スリーブ２１は非回転で、面状発熱体２２は通電を停止されているが、すぐに再出力を開始したい（復帰させたい）場合は、加圧ローラ３１及び定着スリーブ２１が非回転の状態でも面状発熱体２２に通電しておくことが可能である。この場合は、面状発熱体２２に定着スリーブ２１全体を保温させておく程度の通電を行う。
【００６７】
さらに、本実施形態に係る定着装置は、以下のように動作することを特徴とするものである。図１０および図１１を参照しつつ用いて具体的に説明する。なお、図１０（ａ）は図中の矢印Ａで示す加熱範囲が図示しない加熱手段により加熱されている停止加熱時、図１０（ｂ）は加圧ローラ３１の駆動回転により定着スリーブ２１が所定角度（矢印Ｃで示す）回転後に停止した状態を示しており、矢印（点線）Ａで示した加熱範囲が移動していることを示している。なお、矢印Ｂは当該状態での加熱範囲を示している。
【００６８】
本実施形態に係る定着装置は、立ち上げ時に、加圧ローラ３１の駆動回転により定着スリーブ２１について１回転以下の回転を行い、定着スリーブ２１の面状発熱体２２により温められた領域をニップ部の位置に移動させるようにしている。
【００６９】
すなわち、面状発熱体２２により温められた領域は、定着スリーブ２１の内周面に塗布されたグリース等の潤滑剤が溶融し粘度が低い状態となる。したがって、この領域をニップ部に移動して、ニップ部のグリースが溶けた状態から、立ち上げ（連続回転）を開始することにより、トルク異常なく立ち上げることができるものである。
【００７０】
このようにすることにより、低温環境においてグリース粘度が高い状態であっても、立ち上げ時にニップ部のグリースが溶けた状態とすることができ、トルク異常を防止することができる。
【００７１】
また、低温時の立上げ以外に限らず、ある程度温まった（保温状態にある）待機時等にも、上記と同様の制御を行うことが好ましい。待機時にも、加圧ローラ３１の駆動回転により定着スリーブ２１について１回転以下の回転を行い、定着スリーブ２１の面状発熱体２２により温められた領域をニップ部の位置に移動させることで、例えば、定着スリーブ２１が、局所的に熱せられた時の不具合を防止し、かつ定着装置全体を温めることができ、印刷要求があった場合の復帰時間を短くすることが可能となる。
【００７２】
以上説明したように、定着スリーブ２１の面状発熱体２２により温められた領域をニップ部の位置に移動させる際に、加圧ローラ３１の駆動回転により定着スリーブ２１を少なくとも１回移動させることにより、非回転時（立ち上げ時または待機時）に加熱手段により温められた部分が当節部材２６の位置にくるように加圧ローラ３１を駆動回転させて、グリースを温めることによりトルク異常による不具合を無くし、より速い立上げを行うとともに、定着装置の高寿命化を図ることができる。
【００７３】
また、更なるトルク低減のために、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、加圧ローラ３１の駆動回転においては、加圧ローラ３１の回転と停止を繰り返して行う間欠駆動を行うことが好ましい。なお、図１１（ａ）は図中の矢印Ａで示す加熱範囲が加熱されている停止加熱時、図１１（ｂ）は加圧ローラ３１の間欠駆動により定着スリーブ２１が所定角度（矢印Ｃ１）回転後に停止した状態を示しており、矢印（点線）Ａで示す加熱範囲が移動していることを示している。なお、矢印Ｂは当該状態での加熱範囲を示している。また、図１１（ｃ）は、さらに、加圧ローラ３１の間欠駆動により定着スリーブ２１が所定角度（矢印Ｃは（ａ）からの回転角度を示す）回転後に停止した状態を示しており、矢印（点線）Ａで示す加熱範囲が移動していることを示している。なお、矢印Ｂは当該状態での加熱範囲を示している。
【００７４】
さらに、この間欠駆動の際の加圧ローラ３１の回転角度は、小さいことが好ましい。回転角度を小さくして小刻みな間欠駆動を行うことにより、より低いトルクで回転させることが可能となる。
【００７５】
また、間欠駆動させる際の、加圧ローラ３１の１回の回転角度は、３６０°の約数でないことが好ましい。回転角度が３６０°の約数でなければ、繰り返し間欠駆動した際でも、同じ位置で何度も停止することがない。よって、同じ位置で停止することにより生じる永久ひずみを防止することができる。
【００７６】
また、図１１に示すように、間欠駆動させる際の、加圧ローラ３１の回転速度は、通常の定着処理のときの回転速度よりも低速であることが好ましい。このようにすることにより、トルクを下げた状態で回転させることができるので好適である。
【００７７】
また、図１０（ｂ）に示すように、加圧ローラ３１にも、温度検出のためのサーミスタ等の温度検出手段３４を設けておき、加圧ローラ３１の温度が所定の温度以上となるように加圧ローラ３１の間欠駆動を行うことが好ましい。加圧ローラ温度は、ニップ部温度と略同等と考えることができるからである。
【００７８】
したがって、加圧ローラ３１の温度検知を行う温度検出手段３４を用いて、加圧ローラ３１の温度制御を行うことにより、ニップ部を所望の温度に精度よく保ち、省エネルギー化および定着装置の高寿命化を図ることが可能となる。
【００７９】
（発熱シート）
次に、面状発熱体２２における発熱シート２２ｓの詳細構成について説明する。すなわち、発熱シート２２ｓは、基層２２ａの主面上全面あるいはある１つの領域に抵抗発熱層２２ｂが形成されたものでもよいが、基層２２ａの主面上で任意に区画された複数の領域それぞれに、抵抗発熱層２２ｂが独立して発熱可能に形成されてなることが好ましい。図１２〜図１４に、その構成例を示す。
【００８０】
図１２（ａ）は、面状発熱体２２の構成例（１）を示す上面図である。ここでは、面状発熱体２２を発熱体支持部材２３に貼り付ける前の状態で平坦面上に展開し上から見た状態を示している。また、図中横方向は、定着スリーブ２１の軸方向に対応する幅方向であり、縦方向は定着スリーブ２１の周方向に対応する長さ方向となっている。
【００８１】
図１２（ａ）において、発熱シート２２ｓは、その主面上について概略として幅方向（軸方向）で３分割され、さらに長さ方向（周方向）で２分割された６つの分割領域が形成されている。ここで、６つの分割領域を、長さ方向（周方向）が行成分、幅方向（軸方向）が列成分からなる行列マトリクスとして見たとき（図１２（ｂ））、（１，２）成分の分割領域（定着スリーブ２１の軸方向中央部に対応する領域）に所定幅と長さをもつ抵抗発熱層２２ｂ１が形成され、（２，１）成分及び（２，３）成分の分割領域（定着スリーブ２１の軸方向両端部に対応する領域それぞれ）に所定幅と長さをもつ抵抗発熱層２２ｂ２が形成されている。
【００８２】
また、（１，１）成分及び（１，３）成分の分割領域には、抵抗発熱層２２ｂ１に接続された電極層２２ｃが形成されており、さらにそれぞれの電極層２２ｃには発熱シート２２ｓの一辺（図中下方の一辺）から延設された電極端子２２ｅ１が設けられ、第１の発熱回路が形成されている。
【００８３】
また、（２，２）成分の分割領域には、２つの抵抗発熱層２２ｂ２間を接続する電極層２２ｃが形成され、さらに、２つの抵抗発熱層２２ｂ２それぞれには発熱シート２２ｓの長さ方向（周方向）であって前記一辺（図中下方の一辺）側に延びる電極層２２ｃが接続され、またさらにこれらの電極層２２ｃそれぞれには発熱シート２２ｓの該一辺から延設された電極端子２２ｅ２が設けられ、第２の発熱回路が形成されている。
【００８４】
また、前記第１の発熱回路と第２の発熱回路の間には両者のショートを防ぐ絶縁層２２ｄが設けられている。
【００８５】
図１２（ａ）の構成の面状発熱体２２において、電極端子２２ｅ１から通電すると、抵抗発熱層２２ｂ１の内部抵抗によりジュール熱として発熱し、電極層２２ｃでは低抵抗のために発熱しないことから、発熱シート２２ｓの（１，２）成分の分割領域のみが発熱することになり、定着スリーブ２１の軸方向中央部を加熱することができる。
【００８６】
また、電極端子２２ｅ２から通電すると、抵抗発熱層２２ｂ２の内部抵抗によりジュール熱として発熱し、電極層２２ｃでは低抵抗のために発熱しないことから、発熱シート２２ｓの（２，１）成分及び（２，３）成分の分割領域のみが発熱することになり、定着スリーブ２１の軸方向両端部を加熱することができる。
【００８７】
したがって、定着装置２０に小サイズ（狭い幅）の記録媒体Ｐが通紙される際には、電極端子２２ｅ１にのみ通電して、定着スリーブ２１の軸方向中央部のみを加熱し、広い幅の記録媒体Ｐが通紙される際には、電極端子２２ｅ１及び２２ｅ２に通電して、定着スリーブ２１の軸方向全幅を加熱することにより、エネルギー消費を抑えつつ記録媒体Ｐの幅に応じて適切な定着が可能となる。また、記録媒体Ｐのサイズに応じて面状発熱体２２の発熱量を制御できるので、小サイズ紙を連続して通紙しても非通紙部の温度が過度に上昇することなく、部材保護のための機器停止や生産性の低下を招くことがないようにすることができる。さらに、その異なる発熱部位の位置関係を一体の面状発熱体２２で提供することにより別体の発熱体で構成するよりも軸方向の温度偏差の少ない発熱体とすることができる。
【００８８】
なお、発熱シート２２ｓにおいて、それぞれの抵抗発熱層２２ｂ１，２２ｂ２の端部では、絶縁層２２ｄや比較的熱伝導率の高い電極層２２ｃへの熱の流出が発生するために発熱量が低くなる傾向にある。そのため、図１２（ａ）のように、発熱シート２２ｓの幅方向（軸方向）において中央の抵抗発熱層２２ｂ１と端部の抵抗発熱層２２ｂ２の境目を同一面とする構成であると、電極端子２２ｅ１及び２２ｅ２に通電した場合に、定着スリーブ２１の軸方向の温度分布として抵抗発熱層２２ｂ１と抵抗発熱層２２ｂ２の境界で温度低下が生じ、定着不良等の異常画像が発生していた。そこで、図１３または図１４の構成を採用し、この不具合を改善することが好ましい。
【００８９】
図１３は、面状発熱体２２の構成例（２）を示す上面図である。図１３に示す面状発熱体２２の基本的構成は、図１２（ａ）に示すものと同じであるが、抵抗発熱層２２ｂ１と抵抗発熱層２２ｂ２のお互いの一部が発熱シート２２ｓの幅方向（軸方向）で重なり合ってオーバーラップ領域を形成している点で相違する。これにより、電極端子２２ｅ１及び２２ｅ２に通電した場合の抵抗発熱層２２ｂ１と抵抗発熱層２２ｂ２の境界での温度低下を防ぐことができる。
【００９０】
図１４は、面状発熱体２２の構成例（３）を示す上面図である。図１４に示す面状発熱体２２の基本的構成は、図１３に示すものと同じであるが、抵抗発熱層２２ｂ１と抵抗発熱層２２ｂ２のオーバーラップ領域において、抵抗発熱層２２ｂ１，２２ｂ２それぞれと電極層２２ｃとの境界線を長さ方向（周方向）に対してお互いに異なる方向に傾斜させて、抵抗発熱層２２ｂ１，２２ｂ２の重なり合う量を調整している点で相違する。
【００９１】
これは、図１３の構成では抵抗発熱層２２ｂ１，２２ｂ２の重なり合う領域の面積比は幅方向（軸方向）で一定であり、その重なり合う幅のばらつきに伴い発熱量のばらつきも大きくなってしまうという不具合があるが、図１４の構成では、抵抗発熱層２２ｂ１，２２ｂ２の重なり合う領域における面積比が幅方向（軸方向）で一定の割合で変化するようにして発熱分布の調整及び部品ばらつきの影響を低減させ、軸方向全体での温度均一性の改善を図り、図１３の構成で生じる不具合を改善している。
【００９２】
以上のような図１２〜図１４の構成の発熱シート２２ｓは、まず基層２２ａ主面上の抵抗発熱層２２ｂ１，２２ｂ２に当る領域のみを露出させて塗布により抵抗発熱層２２ｂ１，２２ｂ２を形成し、ついで絶縁層２２ｄに当る領域のみを露出させた状態で塗布により耐熱性樹脂のみからなる絶縁層２２ｄを形成し、ついで電極層２２ｃに当る領域のみを露出させて導電ペーストを塗布して電極層２２ｃを形成することにより可能である。したがって、抵抗発熱層２２ｂ１，２２ｂ２に当る領域の露出形状を調整することにより、任意の形状の抵抗発熱層２２ｂ１，２２ｂ２を形成することができる。
【００９３】
また、面状発熱体２２は、複数の発熱シート２２ｓが積層されてなり、該複数の発熱シート２２ｓはそれぞれの基層２２ａの主面上の任意の領域に、抵抗発熱層２２ｂが独立して発熱可能に形成されてなることが好ましい。図１５に、その具体的構成を示す。
【００９４】
図１５は、面状発熱体２２の構成例（４）を示す分解斜視図である。図１５において、面状発熱体２２は、図中上から順に、第１の発熱シート２２ｓ、絶縁層２２ｄからなる絶縁シート、第２の発熱シート２２ｓが積層されてなるものである。
【００９５】
ここで、第１の発熱シート２２ｓは、その主面が幅方向（軸方向）に３分割されており、中央の分割領域に抵抗発熱層２２ｂ１が形成され、その両側の分割領域それぞれに該抵抗発熱層２２ｂ１に接続された電極層２２ｃが形成されている。また、第２の発熱シート２２ｓは、その主面が幅方向（軸方向）に５分割されており、幅方向（軸方向）の２番目と４番目の分割領域に抵抗発熱層２２ｂ２が形成され、残りの分割領域それぞれに該抵抗発熱層２２ｂ２に接続された電極層２２ｃが形成されている。
【００９６】
この第１の発熱シート２２ｓと第２の発熱シート２２ｓが絶縁層２２ｄからなる絶縁シートを挟んで重ね合わされており、第１の発熱シート２２ｓには独立した第１の発熱回路が形成され、第２の発熱シート２２ｓには独立した第２の発熱回路が形成されている。
【００９７】
これにより、第１の発熱回路に通電すると、抵抗発熱層２２ｂ１の内部抵抗によりジュール熱として発熱し、第１の発熱シート２２ｓの幅方向（軸方向）中央領域のみが発熱することになり、定着スリーブ２１の軸方向中央部を加熱することができる。また、第２の発熱回路に通電すると、抵抗発熱層２２ｂ２の内部抵抗によりジュール熱として発熱し、第２の発熱シート２２ｓの幅方向（軸方向）両端部領域のみが発熱することになり、定着スリーブ２１の軸方向両端部を加熱することができる。
【００９８】
図１２〜図１４に示した面状発熱体２２のように、長さ方向（周方向）の分割まで行うと必要な発熱量を確保するために面状発熱体２２全体の面積が大きくなり、小径の定着スリーブ２１に対応できなくなる場合がある。そこで、図１５に示すように面状発熱体２２の厚さ方向に異なる発熱部位の発熱シート２２ｓを積層することにより、図１２〜図１４に示した面状発熱体２２と同様に異なる発熱分布を得られる面状発熱体２２を実現しつつ、省スペース（小サイズ化）で高出力化を図ることが可能となる。
【００９９】
ところで、定着装置２０では、回転時はニップ部で加圧ローラ３１に引っ張られることから、ニップ部の上流側の定着スリーブ２１は張力が付与された張り側となり、定着スリーブ２１の内周面は発熱体支持部材２３に圧接した状態で面状発熱体２２と摺動している。一方で、ニップ部の下流側では定着スリーブ２１に張力は作用しておらず弛んだ状態となっており、この状態のまま装置の高速化を図ろうとすると、ニップ部の下流側の定着スリーブ２１の弛む程度がひどくなり、定着スリーブ２１の回転走行安定性に支障が出てくることになる。
【０１００】
そこで、定着装置２０において、定着スリーブ２１の内周側であって少なくとも前記ニップ部下流側で、該定着スリーブ２１の回転状態を支持する回転支持部材を備えることが好ましい。
【０１０１】
図１６に、その構成例を示す。ここでは、回転支持部材と面状発熱体２２と当接部材２６の配置例を示している。図１６（ａ）は、回転支持部材２７Ａとして金属体、例えばステンレスの薄膜パイプの内周に面状発熱体２２を設け、回転支持部材２７Ａの外周側で定着スリーブ２１を支持する構成例である。この構成により、定着スリーブ２１の回転走行安定性が確保できるだけでなく、定着スリーブ２１を剛性の高い金属製の回転支持部材２７Ａで支持できるので組立上のハンドリングが容易である。また、面状発熱体２２が定着スリーブ２１と直接接触摺動することはないので、面状発熱体２２表面の保護層（摺動層）や絶縁層が摺動摩耗して、抵抗発熱層２２ｂや電極層２２ｃなどの導電体の露出による電気的リークの懸念がなくなる。なお、回転支持部材２７Ａとして金属体を備えているので熱容量が大きくなり、ウォームアップ時の昇温速度が図１の構成のものよりも遅くなる欠点がある。
【０１０２】
図１６（ｂ）は、回転支持部材２７Ａ自体の機能は図１６（ａ）と同じであるが、回転支持部材２７Ａの外周側に面状発熱体２２を設けることにより定着スリーブ２１への熱伝導を図１６（ａ）のものよりも改善した構成である。ただし、面状発熱体２２の裏面（回転支持部材２７Ａ側）からの熱流出（損失）は避けられない。
【０１０３】
図１６（ｃ）は、図１６（ｂ）における回転支持部材２７Ａに替えて金属体よりも熱伝導率が低いソリッド樹脂からなる回転支持部材２７Ｂとした構成である。これにより、面状発熱体２２の裏面（回転支持部材２７Ｂ側）からの熱流出（損失）を抑制することが可能であるが、一般的に樹脂の耐熱性は金属よりも低く、また高耐熱性樹脂は高額でありコスト的に不利であった。
【０１０４】
図１６（ｄ）は、図１６（ｃ）におけるソリッド樹脂製の回転支持部材２７Ｂに替えてポリイミド樹脂の発泡体からなる回転支持部材２７Ｃとした構成である。ポリイミド樹脂の発泡体を用いることにより回転支持部材として必要な断熱性と剛性を確保することができる。また、図１６（ｅ）のように、ポリイミド発泡体からなる回転支持部材２７Ｃの内周部に補助的に樹脂部材２７Ｄを設けると、剛性がより向上するので好ましい。
【０１０５】
図１７は、本発明に係る定着装置の他の実施形態における構成を示す断面図である。ここでは、図１の定着装置に図１６（ａ）の構成を追加したものとなっている。すなわち定着装置２０は、基本的構成が図１に示すものと同じであるが、定着スリーブ２１の内周側に設けられるパイプ形状の回転支持部材２７Ａと、回転支持部材２７Ａの内周側であってニップ部下流側に配置されるようにコア支持部材２８のＨ型外面に断熱支持部材２９と、を備える点で相違する。
【０１０６】
ここで、回転支持部材２７Ａは、例えば厚さ０．１〜１ｍｍの鉄、ステンレス等の薄肉金属からなるパイプ形状のものであり、その外径が定着スリーブ２１の内径よりも直径で０．５〜１ｍｍ程度小さいものとなっている。また、回転支持部材２７Ａの外周面においてニップ部側が軸方向に切断されて開口しており、その端部がコア支持部材２８側に折り込まれて、ニップ部に接触しないようになっている。
【０１０７】
断熱支持部材２９は、ニップ部出側で、回転支持部材２７Ａを介して定着スリーブ２１の熱に耐えるだけの耐熱性と、定着スリーブ２１と接触する回転支持部材２７Ａからの熱流出（損失）を防ぐ断熱性と、回転走行する定着スリーブ２１が回転支持部材２７Ａに接触した際に変形することがないように回転支持部材２７Ａを支持するだけの強度と、を有するものであり、発熱体支持部材２３と同じポリイミド樹脂の発泡成形体であることが好ましい。
【０１０８】
また、回転支持部材２７Ａは、図１８に示すように、ニップ部の上流側の一定領域の外周面が除去されて開口部２７ａが設けられている。これにより、図１９に示すように、定着スリーブ２１の内部機構部を構成した場合に、開口部２７ａから面状発熱体２２の全面が露出するようになり、該面状発熱体２２が定着スリーブ２１の内周面に近接して配置されるようになる。
【０１０９】
したがって、面状発熱体２２（発熱シート２２ｓ）は、発熱体支持部材２３に支持されて、定着スリーブ２１の内周面と所定ギャップδで近接して配置されるが、その定着スリーブ２１とのギャップδは、回転支持部材２７Ａの厚さ以下、すなわち０＜δ≦１ｍｍとなることから、図１６（ａ）における問題点を改善し、定着スリーブ２１を効率的に加熱することが可能である。
【０１１０】
図１７に示した第２の実施の形態の定着装置２０は、第１の実施の形態の定着装置２０（図１）と同様に、省エネを図りつつウォームアップ時間やファーストプリント時間を短くすることができる。また、面状発熱体２２における発熱シート２２ｓは樹脂ベースのシートであるため、加圧ローラ３１の回転、振動に起因する応力が発熱シート２２ｓに繰り返し作用して、発熱シート２２ｓの屈曲が繰り返し行われても疲労破壊することがなく、長時間の運転が可能である。また、面状発熱体２２において、定着スリーブ２１の軸方向の異なる発熱部位で発熱することにより、通紙する記録媒体Ｐのサイズに対応して効率的な温度制御を行うことが可能である。これに加えて、回転支持部材２７Ａ（必要に応じて断熱支持部材２９）を設けることにより、定着スリーブ２１の回転走行安定性を向上させることができ、高速化を図ること可能となる。また、回転支持部材２７Ａにおいて定着スリーブ２１の軸方向への熱伝導により、定着スリーブ２１の軸方向の温度均一化を補助的に行うことができるので、より高速の装置へ対応することが可能となる。
【０１１１】
（画像形成装置）
次に、本発明に係る画像形成装置について説明する。図２０は、本発明に係る画像形成装置の構成を示す全体構成図である。
【０１１２】
図２０に示すように、画像形成装置１は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体１の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。
【０１１３】
各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部（不図示）等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。
【０１１４】
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、不図示の駆動モータによって図２０中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程）。
【０１１５】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【０１１６】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程）。最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
【０１１７】
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図２０中の矢印方向に無端移動される。
【０１１８】
４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。
【０１１９】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
【０１２０】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。詳しくは、給紙部１２には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図２０中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。
【０１２１】
レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【０１２２】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着スリーブ２１及び加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
【０１２３】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置は、上述した構成の定着装置を備えるものであるので、上述のようにトルク異常による不具合を無くし、より速い立上げを行うとともに、高寿命化を図ることができる定着装置を備えた画像形成装置を構成することができる。
【０１２４】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【０１２５】
１  画像形成装置
３  露光部
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  作像部
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ  感光体ドラム
１２  給紙部
２０  定着装置
２１  定着スリーブ
２２  面状発熱体
２２ａ  基層
２２ｂ，２２ｂ１，２２ｂ２  抵抗発熱層
２２ｃ  電極層
２２ｄ  絶縁層
２２ｅ，２２ｅ１，２２ｅ２  電極端子
２２ｆ  固定端子
２２ｓ  発熱シート
２２ｔ  両面テープ（接着部材）
２３  発熱体支持部材
２４  端子台ステイ
２５  給電線
２６  当接部材
２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ  回転体支持部材
２７ａ  開口部
２７Ｄ  樹脂部材
２８  コア保持部材
２９  断熱支持部材
３０  金属パイプ
３１  加圧ローラ
３２  ハロゲンヒータ
３３，３４  温度検知手段
７５  帯電部
７６  現像部
７７  クリーニング部
７８  中間転写ベルト
７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋ  第１転写バイアスローラ
８０  中間転写クリーニング部
８２  ２次転写バックアップローラ
８３  クリーニングバックアップローラ
８４  テンションローラ
８５  中間転写ユニット
９７  給紙ローラ
９８  レジストローラ対
９９  排紙ローラ対
１００  スタック部
１０１  ボトル収容部
１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋ  トナーボトル
Ｌ  レーザ光
Ｐ  記録媒体
Ｔ  トナー
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２６】
【特許文献１】特開２００１−１００５７５号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６９２９号公報
【特許文献３】特開平１１−１１９５８８号公報
【図１】
0005440278.tif 000002
【図２】
0005440278.tif 000003
【図３】
0005440278.tif 000004
【図４】
0005440278.tif 000005
【図５】
0005440278.tif 000006
【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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0005440278.tif 000015
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図１０】
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【図１１】
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【図２１】
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