(57)【要約】【課題】抵抗発熱層３１ｂを有し、両端部に前記抵抗発熱層３１ｂに給電するための給電リング３８Ｌ・３８Ｒが配設された加熱回転体３１およびがこれが組み込まれた画像加熱装置において、簡易な構成で長期使用しても熱応力による給電リング接着面の剥がれを抑制して安定的な給電を確保する。【解決手段】加熱回転体３１は、内側から外側に順に少なくとも絶縁基材３１ｃと給電されて発熱する抵抗発熱層３１ｂと絶縁層３１ａとが積層されており、両端部側の外周面にそれぞれ前記抵抗発熱層に給電するための環状の電極層３１ｄと前記電極層に外嵌され内周面が前記電極層に対して電気的に導通して接着されている給電リング３８Ｌ・３８Ｒとを備え、前記電極層３１ｄの加熱回転体長手方向における中央に近い側の縁端部ａが前記給電リング３８Ｌ・３８Ｒの加熱回転体長手方向における中央に近い側の縁端部ｂの内側に配置されている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を担持したシートをニップ部で挟持搬送して加熱する画像加熱装置に用いられる加熱回転体であって、
内側から外側に順に少なくとも絶縁基材と給電されて発熱する抵抗発熱層と絶縁層とが積層されており、両端部側の外周面にそれぞれ前記抵抗発熱層に給電するための環状の電極層と前記電極層に外嵌され内周面が前記電極層に対して電気的に導通して接着されている給電リングとを備え、前記電極層の加熱回転体長手方向における中央に近い側の縁端部が前記給電リングの加熱回転体長手方向における中央に近い側の縁端部の内側に配置されていることを特徴とする加熱回転体。
【請求項２】
前記抵抗発熱層の縁端部が前記給電リングの加熱回転体長手方向における中央に近い側の縁端部の内側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱回転体。
【請求項３】
前記電極層と前記給電リングの接着が導電性接着剤によって行われていることを特徴とする請求項１または２に記載の加熱回転体。
【請求項４】
前記電極層と前記給電リングの接着がハンダによって行われていることを特徴とする請求項１または２に記載の加熱回転体。
【請求項５】
前記電極層の前記縁端部は前記ニップ部におけるシートの最大通過幅の領域の外側にあることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の加熱回転体。
【請求項６】
前記抵抗発熱層と前記絶縁層との間に弾性層が存在することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の加熱回転体。
【請求項７】
前記絶縁基材は円筒状であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の加熱回転体。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の加熱回転体と、
前記加熱回転体との間で画像を担持したシートを挟持搬送して加熱するニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記給電リングに接する給電部材と、
を有することを特徴とする画像加熱装置。
【請求項９】
前記ニップ形成部材は回転体であることを特徴とする請求項８に記載の画像加熱装置。
【請求項１０】
前記ニップ形成部材は外径形状が逆クラウン形状のローラであることを特徴とする請求項８に記載の画像加熱装置。
【請求項１１】
前記加熱回転体の絶縁基材の内側に配置され前記ニップ形成部材に対向するバックアップ部材を有することを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一項に記載の画像加熱装置。
【請求項１２】
前記ニップ形成部材が前記加熱回転体を回転駆動する駆動回転体であることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか一項に記載の画像加熱装置。
【請求項１３】
前記加熱回転体の両端部側に配置され、前記駆動回転体に従動回転する際の前記加熱回転体の長手方向への移動を規制するとともに回転する前記加熱回転体の端部の内周面をガイドする端末部材を有することを特徴とする請求項１２に記載の画像加熱装置。
【請求項１４】
シートにトナー像を形成する画像形成部と、前記画像形成部によりシートに形成されたトナー像を加熱する請求項８ないし１３のいずれか一項に記載の画像加熱装置と、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、画像を担持したシートをニップ部で挟持搬送して加熱する画像加熱装置に用いられる加熱回転体、その加熱回転体が組み込まれた画像加熱装置、およびそれを搭載した画像形成装置に関する。
【０００２】
画像加熱装置としては、用紙などのシート（記録材）に形成された未定着トナー像を固着画像として定着する定着装置を挙げることができる。また、シートに半定着又は定着済みのトナー像を再加熱することにより画像の表面光沢を調整する光沢度調整装置（画像改質装置）を挙げることができる。
【０００３】
画像形成装置は、例えば、電子写真画像形成方式、静電記録画像形成方式、磁気記録画像形成方式などの画像形成プロセスを用いてシートに画像を形成するものである。例えば、複写機、プリンタ（レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタなど）、ファクシミリ、それらの複合機能機、ワードプロセッサなどが含まれる。
【０００４】
シートは画像形成装置によって画像が形成される部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、封筒、葉書、シール、樹脂製シート、ＯＨＴシート、光沢紙等が含まれる。
【背景技術】
【０００５】
電子写真装置、静電記録装置などの画像形成装置においては、シートにトナー像（顕画剤画像）を形成し、これを画像加熱装置としての定着装置により加熱、加圧することで画像の定着を行っている。従来、このような定着装置として、加熱回転体としての定着部材の内部に設けられた加熱源であるハロゲンヒータによって定着部材を加熱して、定着部材がトナー像の熱定着を行う間接加熱方式が採用されている。
【０００６】
ところで近年、省エネルギーの観点から、熱伝達効率が高く、装置の立ち上がりが速い定着方式として、定着部材自体に加熱源として抵抗発熱体を設け、通電により抵抗発熱体を直接加熱する方式が採用されている。抵抗発熱体を定着部材の表面近傍に設けることによって、加熱源に所定の電力を印加した場合において上記間接加熱方式に対して、定着部材の表面が設定温度に達するまでの立ち上げ時間を短くすることが可能である。
【０００７】
特許文献１に記載されている定着装置においては、第１絶縁層である円筒状絶縁基材上に加熱源である抵抗発熱層を形成し、第２絶縁層および絶縁層の長手方向の両端部に電極層を形成した発熱定着ベルトを採用している。発熱定着ベルトは、給電端子から発熱定着ベルトの電極層へと給電することにより、抵抗発熱体が発熱し、発熱定着ベルト全体が加熱される。
【０００８】
発熱定着ベルトの内側に配置されたベルト支持体および発熱定着ベルトの外側に配置された加圧ローラにより発熱定着ベルトが挟まれて発熱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おいて、未定着トナー像が転写されたシートを挟持搬送する。これによって、加熱された発熱定着ベルトの熱とニップ部の圧力でトナー像をシートに定着させることが出来る。
【０００９】
このような、発熱定着ベルト方式の定着装置は、定着部材である発熱定着ベルトが薄肉で熱容量が小さく、投入電力に対する発熱量の熱変換効率にも優れており、短時間で定着可能温度まで発熱定着ベルトを温度上昇させることが可能である。そのため、電源投入からの待機時間が非常に短くクイックスタートが可能であり、消費電力を抑えた省エネルギー化を実現できる。
【００１０】
ところで、発熱層を有する定着部材を用いる構成では、発熱層への給電が不安定となる点が課題となる。特許文献２の図５と図１にはそれぞれ抵抗発熱体への給電方法として下記の構成の発熱定着ローラが記載されている。
【００１１】
図５の発熱定着ローラは、発熱定着ローラの端部において、発熱抵抗体の一部が保護膜から露出しており、給電リングは、その内周面が発熱抵抗体に接着固定されている構成である。
【００１２】
また、図１の発熱定着ローラは、発熱定着ローラの端部において、発熱抵抗体の一部が保護膜から露出しており、給電リングは、その内周面が保護膜に接着固定されるとともに、発熱抵抗体の露出部分と給電部材を介して接続されている構成である。
【００１３】
上記２つの構成はいずれも発熱定着ローラ端部に給電リングを接着固定する構成であるので、発熱定着ベルトのように低剛度の部材であっても回転動作中の給電部外周面の軌跡が安定し、耐久初期においては発熱体への安定した給電を容易に達成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００９−９２７８５号公報
【特許文献２】特開平９−２８３２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献２の図５のように給電リングを導電性接着剤によって発熱抵抗体の終端電極の直上に接着固定する定着装置においては、以下のような問題が発生してしまう。即ち、給電リングを導電性接着剤によって発熱抵抗体の終端電極の直上に接着固定する場合、使用中、１５０℃〜２００℃と高温になる。そのため、熱応力によって接着面の一部が剥がれ、有効接着面積が小さくなり、最終的に給電リングと終端電極とが不導通になってしまうという問題がある。
【００１６】
そのため、特許文献２の図１の発熱定着ローラでは、給電リングを保護膜に接着固定するとともに、抵抗発熱体と給電リングの導通を確保するために高温ハンダなどを使用している。このように給電リングを保護膜に接着固定するとともに、導通を確保するために高温ハンダなどを使用するとベルトの製造が困難になるという問題が発生する。また、発熱体を給電リング直下まで伸ばす必要があるため、発熱領域が必要以上に長くなり、無駄な電力を消費してしまうという問題があった。
【００１７】
本発明はかかる従来技術の課題を解決するためになされたものである。その目的とするところは、この種の加熱回転体およびがこれが組み込まれた画像加熱装置において、簡易な構成で長期使用しても熱応力による給電リング接着面の剥がれが抑制されて安定的に給電することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の課題を解決するための本発明に係る加熱回転体の代表的な構成は、画像を担持したシートをニップ部で挟持搬送して加熱する画像加熱装置に用いられる加熱回転体であって、内側から外側に順に少なくとも絶縁基材と給電されて発熱する抵抗発熱層と絶縁層とが積層されており、両端部側の外周面にそれぞれ前記抵抗発熱層に給電するための環状の電極層と前記電極層に外嵌され内周面が前記電極層に対して電気的に導通して接着されている給電リングとを備え、前記電極層の加熱回転体長手方向における中央に近い側の縁端部が前記給電リングの加熱回転体長手方向における中央に近い側の縁端部の内側に配置されていることを特徴とする。
【００１９】
また、上記の課題を解決するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、上記の加熱回転体と、前記加熱回転体との間で画像を担持したシートを挟持搬送して加熱するニップ部を形成するニップ形成部材と、前記給電リングに接する給電部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、簡易な構成で長期使用しても熱応力による給電リング接着面の剥がれが抑制されて安定的に給電することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】画像形成装置の一例の構成略図である。
【図２】定着装置の途中部分省略の正面模式図である。
【図３】定着装置の途中部分省略の縦断正面模式図である。
【図４】図２における（４）−（４）矢視の拡大横断右側面模式図である。
【図５】ベルトユニットの分解斜視図である。
【図６】ベルトの発熱領域における拡大横断面模式図である。
【図７】実施例１における、給電リング、電極層、抵抗発熱層の長手位置関係を説明する要部の長手方向断面模式図である。
【図８】実施例２における、給電リング、電極層、抵抗発熱層の長手位置関係を説明する要部の長手方向断面模式図である。
【図９】ベルトの層構成の各種バリエーションの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［実施例１］
（１）画像形成部
図１は本発明に従う画像加熱装置を定着装置Ｆとして搭載した画像形成装置１の一例の構成略図である。この画像形成装置１は、ホスト装置２００（図２）から制御回路部１００に入力する画像情報に対応した画像を電子写真技術を用いてシートＰに形成することができるカラープリンタである。
【００２３】
２は画像形成部であり、カセット１９または２０、もしくはマルチ給送トレイ２１から搬送されて、レジストローラ対２２ａを含む搬送機構２２により搬送されたシートＰに画像を形成するための４つの画像形成ステーション３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋを有する。各ステーションは、回転ドラム型の感光体４、帯電部材５、レーザースキャナ６、現像器７、転写部材８、感光体クリーナ９を有する。ステーション３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、それぞれ、イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色のトナー像を形成する。
【００２４】
更に、画像形成部２は中間転写ベルトユニット１０を有し、ステーション３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋから中間転写ベルト１１に一次転写されたトナー像を二次転写ローラ１２によりシートＰに二次転写する。以上の画像形成部２の動作や画像形成プロセスは周知であるので詳細な説明は割愛する。
【００２５】
画像形成部２で未定着トナー像が転写されたシートＰは定着装置Ｆに送られ、トナー像はシートＰに加熱定着される。定着装置Ｆを出たシートＰは予めのモード選択に応じてフラッパ１３により第１経路１４側または第２経路１５側に進路切り替えされる。第１経路１４に導入されたシートＰは装置上面側のフェイスダウントレイ１６に排出される。第２経路１４に導入されたシートＰは装置側面側のフェイスアップトレイ１７に排出される。
【００２６】
両面画像形成モードの場合は定着装置Ｆを出た第１面画像形成済みのシートＰは一旦第１経路１４に導入されてからスイッチバック搬送されて第３の経路１８に導入される。そして、再び搬送機構２２を経由して画像形成部２に対して表裏反転された状態で再搬送される。
【００２７】
（２）定着装置
（２−１）装置構成
本実施例の定着装置Ｆは、加圧ローラ駆動方式（テンションレスタイプ）の発熱定着ベルト方式の定着装置である。図２は定着装置Ｆの途中部分省略の正面模式図である。ただし、図４における正面カバー板５４と入口側ガイド板５５は省かれている。図３は定着装置Ｆの途中部分省略の縦断正面模式図である。図４は図２における（４）−（４）矢視の拡大横断右側面模式図である。
【００２８】
ここで、本実施例の定着装置Ｆ若しくは構成部材に関して、正面側とはシート入口側から見た面、背面側とはその反対側の面（シート出口側）、左右とは装置を正面側から見て左または右である。上流側と下流側はシート搬送方向に関して上流側と下流側である。また、長手方向（幅方向）やシート幅方向とは、シート搬送路面において、シートの搬送方向に直交する方向に実質平行な方向である。短手方向とはシート搬送路面において、シートの搬送方向に実質平行な方向である。
【００２９】
この定着装置Ｆは、加熱回転体としての発熱定着ベルト（定着部材：以下、ベルトと記す）３１を有する。ベルト３１の構成の詳細は後述するが、通電により発熱する抵抗発熱層３１ｂ（図６〜図９）を有する。そして、抵抗発熱層３１ｂに給電するための一対の給電リング３８Ｌ・３８Ｒを両端部に備えた円筒状（エンドレスベルト状）の自己発熱ベルト（チューブヒータ）である。また、このベルト３１との間で画像を担持したシートＰを挟持搬送して加熱するニップ部Ｎを形成するニップ形成部材としての弾性を有する加圧ローラ４０を有する。
【００３０】
また、ベルト３１の内側に配置された、ベルト支持体（バックアップ部材）としての加圧パッド（以下、パッドと記す）３２と、加圧パッド保持部材としてのステー３３を有する。パッド３２は横断面ほぼ三日月形で左右方向に長い断熱性部材である。ステー３３は横断面が下向きコの字型で左右方向に長い剛性部材であり、高い圧力を掛けられても撓みにくい部材であることが望ましく、例えばＳＵＳ３０４製の型材である。パッド３２とステー３３は上下に平行に配列されており、ステー３３の脚部とパッド３２の平面側とが接合されてパッド３２がステー３３に保持されている。
【００３１】
パッド３２はベルト３１を介して加圧ローラ４０に対向し、後述するように、ニップ部Ｎにおいて凸曲面部にベルト３１の内面が接して摺動する部材である。ニップ部近傍部におけるベルト３１の回転軌道を規制するガイドとしての役割を有しており、耐熱性およびベルト内面との摺動性が求められる。材料として、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂やセラミックス、ＳＵＳ等の金属を用いることができる。また、ニップ部には摺動性に優れたＳＵＳ等の材料を用いて、ガイド部には加工性に優れた液晶ポリマー等の耐熱性樹脂を用いても良い。また、ベルト３１との摺動面には耐熱性グリスを塗布しても良い。
【００３２】
ステー３３の長手方向のほぼ中央部には、板ばねなどの弾性支持部材３４を介して温度センサとしてのサーミスタＴＨが配設されている。ベルト３１は上記の加圧パッド３２、ステー３３、弾性支持部材３４、サーミスタＴＨの組立体に対してルーズに外嵌されている。ベルト３１の両端部側に対してそれぞれ端末部材３５Ｌ・３５Ｒが装着されている。
【００３３】
端末部材３５Ｌ・３５Ｒはそれぞれパッド３２およびステー３３に対してルーズに外嵌されているベルト３１の幅方向への移動を規制するとともに、回転するベルト３１の両端部の内周面をガイドする役目をする。端末部材３５Ｌ・３５Ｒは耐熱性・電気絶縁性樹脂による左右対称形状の成形部材である。
【００３４】
端末部材３５Ｌ・３５Ｒはそれぞれベルト３１の端面を受け止めるためのフランジ部（鍔座部）３５ａを有する。フランジ部３５ａの内面側にはベルト３１の端部の内周面をガイドするガイド部材３５ｂを有する。ガイド部材３５ｂは円筒状のベルト３１の内径にほぼ対応する外径を有する円柱形状である。このガイド部材３５ｂの内部にはステー３３の端部３３aが差し込まれる穴部３５ｃが有る。また、フランジ部３５ａの外面側には受圧ブロック部３５ｄが有る。そして、受圧ブロック部３５ｄの正面側と背面側にはそれぞれフランジ部３５ａとの接合部分において縦溝部３５ｅ（図２、図５）が有る。
【００３５】
ベルト３１の両端部側に対してそれぞれ端末部材３５Ｌ・３５Ｒが装着されている状態において、ガイド部材３５ｂの穴部３５ｃに対してステー３３の端部３３ａが十分に嵌入して係合している。また、ガイド部材３５ｂがベルト３１の端部の内側に十分に嵌入して内嵌している。
【００３６】
端末部材３５Ｌ・３５Ｒのフランジ部３５ａの頂部にはそれぞれ導電性弾性支持部材としてのＳＵＳ等の板バネ３６を介して給電部材３７Ｌ・３７Ｒが配設されている。給電部材３７Ｌ・３７Ｒはそれぞれフランジ部３５ａの内側においてベルト３１の左右両端部の一対の給電リング３８Ｌ・３８Ｒの環状凸縁部３８ｂに対してそれを両側から弾性的に挟んで当接している。
【００３７】
即ち、給電部材３７Ｌ・３７Ｒはそれぞれベルト３１の左右の給電リング３８Ｌ・３８Ｒの環状凸縁部３８ｂに対して安定に接触して電気的に導通している。給電部材３７Ｌ・３７Ｒは金属ブラシやカーボンチップを用いたもの、または回転するローラタイプなどの中から選択するのが良い。
【００３８】
また、サーミスタＴＨは弾性支持部材３４の弾性力でベルト３１の長手方向のほぼ中央部においてベルト３１の内面に対して弾性的に所定の押圧力で接している。
【００３９】
図５は、上述した、給電リング３８Ｌ・３８Ｒを備えたベルト３１、パッド３２、ステー３３、弾性支持部材３４、サーミスタＴＨ、左右の端末部材３５Ｌ・３５Ｒ、左右の導電性弾性支持部材３６、給電部材３７Ｌ・３７Ｒ、の解斜視模式図である。パッド３２、ステー３３、ベルト３１は途中部分を省略している。これらの部材の組立体をベルトユニット３０と記す。
【００４０】
加圧ローラ４０は、金属材料からなる芯金４１の外周に同心一体にローラ状に形成された弾性層４２と、更にその弾性層４２の外周面に形成されたフッ素樹脂などの絶縁層４３と、を有する弾性ローラである。弾性層４２の材料は、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム、或いはシリコーンゴムの発泡体などの中から選択するのが良い。加圧ローラ４０の弾性層４２はニップ部ＮにおいてシートＰをシワなどが発生ことなく安定的に搬送するために、外径形状を逆クラウン形状としている。芯金４１の左右の両端部には、それぞれ、芯金４１と同心一体に小径軸部４１ａが設けられている。
【００４１】
加圧ローラ４０は左右の小径軸部４１ａが、それぞれ、装置フレーム５０の左右の側板５１Ｌ・５１Ｒ間に軸受部材５２Ｌ・５２Ｒを介して回転可能に保持されて配設されている。右側の小径軸部４１ａの端部にはドライブギアＧが同心一体に配設されている。このギアＧに対して制御回路部１００で制御されるモータＭの駆動力が動力伝達機構（不図示）を介して伝達される。これにより、加圧ローラ４０は駆動回転体として図４において矢印Ｒ４０の反時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。
【００４２】
一方、ベルトユニット３０は、パッド３２側を下向きにして、加圧ローラ３５の上側に加圧ローラ３５に平行に配列して、装置フレーム５０の左右の側板５１Ｌ・５１Ｒ間に配設されている。より詳しくは、ベルトユニット３０の左右の端末部材３５Ｌ・３５Ｒにそれぞれ設けられている縦溝部３５ｅ（図２、図５）が左右の側板５１Ｌ・５１Ｒにそれぞれ設けられた縦ガイドスリット５１ａ（図３、図４）の縦縁部に係合している。これにより、左右の端末部材３５Ｌ・３５Ｒは、それぞれ、左右の側板５１Ｌ・５１Ｒに対して上下方向にスライド移動可能に保持されている。
【００４３】
定着装置Ｆの左右両側にはそれぞれ左右の端末部材３５Ｌ・３５Ｒに対する左右対称構成の加圧機構６０Ｌ・６０Ｒが配設されている。この加圧機構６０Ｌ・６０Ｒはベルト３１と加圧ローラ４０とを所定の押圧力で圧接させてシート搬送方向Ｘに関して所定幅のニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成させる機構である。各機構６０Ｌ・６０Ｒは、それぞれ、端末部材３５Ｌ・３５Ｒの受圧ブロック部３５ｄの上面に当接する加圧レバー６１と、加圧レバー６１の上方の固定のばね受座６３と、加圧レバー６１とばね受座６３との間に縮設された加圧ばね６２と、を有する。
【００４４】
加圧機構６０Ｌ・６０Ｒの加圧レバー６１はそれぞれ自由状態において端末部材３５Ｌ・３５Ｒの受圧ブロック部３５ｄの上面に当接して加圧ばね６２の加圧力で端末部材３５Ｌ・３５Ｒを下方に押圧している（加圧状態）。これにより、ステー３３とパッド３２を介してベルト３１が加圧ローラ４０の上面に対して弾性層４２の弾性に抗して所定の押圧力で圧接する。この圧接により、ベルト３１と加圧ローラ４０との間にシート搬送方向Ｘにおいて所定幅のニップ部Ｎが形成される。
【００４５】
また、上記の加圧機構６０Ｌ・６０Ｒの加圧状態をそれぞれ解除する加圧解除機構６４Ｌ・６４Ｒを有する。この加圧解除機構６４Ｌ・６４Ｒは加圧機構６０Ｌ・６０Ｒの加圧レバー６１を加圧ばね６２の付勢力に抗して端末部材３５Ｌ・３５Ｒの受圧ブロック部３５ｄの上面から所定に持ち上げた退避位置に移動して保持する機構であり、制御回路部１００で制御される。加圧レバー６１が退避位置に移動されて保持されることで加圧機構６０Ｌ・６０Ｒの加圧状態が解除される。
【００４６】
この加圧解除状態は、ベルト３１と加圧ローラ４０とが所定に離間している状態であってもよいし、ベルト３１と加圧ローラ４０とは接しているけれども所定の加圧力よりも減圧されている状態であってもよい。加圧解除機構６４Ｌ・６４Ｒの具体的な構成は図には省略したけれども、例えば電磁ソレノイドを用いた機構、カムとモータを用いた機構などを採択することができる。加圧解除機構は左右の加圧機構６０Ｌ・６０Ｒに対して共通の機構構成にすることもできる。
【００４７】
図２、図３において、Ｗ３１はベルト３１の全幅である。Ｗ４０は加圧ローラ４０の幅（小径軸部４１ａ部分は除く）である。ステー３３の長さはベルト３１の全幅Ｗ３１とほぼ同じである。加圧ローラ４０の幅はベルト３１の全幅Ｗ３１よりも所定に短い。パッド３２の長さは加圧ローラ４０の幅Ｗ４０とほぼ同じである。ニップ部Ｎの幅（長手方向）は加圧ローラ４０の幅Ｗ４０と同じである。
【００４８】
ベルト３１の左右の給電リング３８Ｌ・３８Ｒはそれぞれ加圧ローラ４０の端部よりも外側に位置している。Ｗｍａｘは定着装置Ｆに使用可能な最大幅サイズのシート搬送領域幅（シートの最大通過幅）でありニップ部Ｎの幅Ｗ４０よりも所定に小さい。
【００４９】
図４において、５３は定着装置Ｆの上面カバー板、５４は正面カバー板、５５は入口側ガイド板、５６は背面カバー板、５７は出口側ガイド板、５８は定着排出ローラ対である。定着排出ローラ対５８は加圧ローラ４０の駆動力が連動機構（不図示）を介して伝達されて所定の方向と周速度をもって回転駆動される。左右の給電部材３７Ｌ・３７Ｒの導電性弾性支持部材３６はそれぞれ配線１０２を介して電源部（ＡＣ電源）１０１に電気的に接続されている。また、サーミスタＴＨは配線（不図示）を介して制御回路部１００に電気的に接続されている。
【００５０】
（２−２）定着動作
定着装置Ｆは、待機時には、加圧機構６０Ｌ・６０Ｒが加圧解除機構６４Ｌ・６４Ｒにより加圧解除状態に保持されている。即ち、ベルト３１と加圧ローラ４０との圧接が解除されている。加圧ローラ４０の回転は停止されている。左右の給電部材３７Ｌ・３７Ｒに対する給電は停止されている。
【００５１】
制御回路部１００にプリントジョブのスタート信号が入力すると、制御回路部１０１は電源部１０１を制御してベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに対する通電を所定の通電制御パターンで開始する。即ち、左右の給電部材３７Ｌ・３７Ｒを介して左右の給電リング３８Ｌ・３８Ｒに電圧が印加される。これにより後述する左右の電極層３１ｄ間の抵抗発熱層３１ｂが通電により発熱してベルト３１が全周的に加熱される。そして、ベルト３１の温度に関する電気的情報がサーミスタＴＨから制御回路部１００に入力する。
【００５２】
制御回路部１００はサーミスタＴＨから入力するベルト３１の検知温度に基づいて通電制御パターンを決定する。そして、決定した通電制御パターンに応じて電源部１０１を位相制御／波数制御などにより制御して抵抗発熱層３１ｂに適切な電力を供給する。
【００５３】
より具体的には、制御回路部１００はサーミスタＴＨがベルト３１の温度として第１の所定温度を検知すると、加圧解除機構６４Ｌ・６４Ｒを制御して加圧機構６０Ｌ・６０Ｒを加圧解除状態から加圧状態に切替える。これにより、ベルト３１が加圧ローラ４０に圧接して両者間にシート搬送方向Ｘにおいて所定幅のニップ部Ｎが形成される。また、制御回路部１００はモータＭを起動して駆動回転体としての加圧ローラ４０の回転駆動を開始する。
【００５４】
加圧ローラ４０は図４において矢印Ｒ４０の反時計方向に所定の周速度で回転する。この加圧ローラ４０の回転駆動による加圧ローら４０とベルト３１の外面とのニップ部Ｎにおける摩擦力でベルト３１に回転力が作用する。これにより、ベルト３１が、その内面がニップ部Ｎにおいてパッド３２の凸曲面部に密着して摺動しつつ図４の矢印Ｒ３１の時計方向に加圧ローラ４０の回転周速度にほぼ対応した周速度で従動回転する。
【００５５】
左右の端末部材４５Ｌ・４５Ｒのフランジ部４５ａは回転するベルト３１がパッド３２の長手に沿って左方または右方に寄り移動したときの寄り移動側のベルト端部を受け止めて寄り移動を規制する。また、フランジ部４５ａの内面側のガイド部材３５ｂはベルト３１の両端部の内周面をガイドする。
【００５６】
制御回路部１００は、その後、サーミスタＴＨが前記第１の所定温度よりも高い第２の所定温度を検知すると、画像形成部の画像形成動作を開始する。そして、トナー像ｔが転写されたシートＰが定着装置Ｆへと搬送される。一方、制御回路部１００はサーミスタＴＨが前記の第２の所定温度よりも高い第３の所定温度（定着温度）を検知すると、ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに対する通電を温調制御状態にする。温調制御状態では、ベルト３１の温度が定着温度である第３の所定温度にほぼ一定に維持されるように、ＰＩ制御などを用いて電源部１０１から抵抗発熱層３１ｂに対する通電制御が行われる。
【００５７】
トナー像ｔが転写されたシートＰが定着装置Ｆに搬送されると、シートＰは入口側ガイド板５５にガイドされてニップ部Ｎに進入して挟持搬送される。これにより、トナー像ｔおよびシートＰが加熱加圧されることでトナー像ｔはシートＰへ固着画像として定着される。定着装置Ｆに対するシートＰの導入は本実施例においてはシート幅中心を基準とする所謂中央基準である。所謂片側基準であってもよい。ニップ部Ｎを出たシートＰはベルト３１から分離して出口側ガイド板５７にガイドされて定着排出ローラ対５８のニップ部に進入して排出搬送される。
【００５８】
所定の一枚或いは連続複数枚のプリントジョブが終了すると、制御回路部１０１はベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに対する通電を停止する。また、モータＭの駆動を停止する。また、加圧解除機構６４Ｌ・６４Ｒを制御して加圧機構６０Ｌ・６０Ｒを加圧状態から加圧解除状態に切替える。この状態において、制御回路部１００は次のプリントジョブのスタート信号が入力するまで定着装置Ｆを待機状態に保持する。
【００５９】
（２−３）ベルト３１の構成
図６はベルト３１の発熱領域における拡大横断面模式図である。図７はベルト３１の左側の、給電リング、電極層、抵抗発熱層の長手位置関係を説明する要部の長手方向断面模式図である。ベルト３１の右側の給電リング、電極層、抵抗発熱層の長手位置関係も図７と左右対称で同様である。
【００６０】
本実施例におけるベルト３１は全体的に可撓性を有する円筒状部材である。ベルト３１の外側から内側に順に、少なくとも、絶縁層３１ａと、給電されて発熱する抵抗発熱層３１ｂと、円筒状の絶縁基材３１ｃと、が積層されている。また、両端部側の外面に周に沿ってそれぞれ抵抗発熱層３１ｂに給電するための環状の電極層３１ｄを有する。給電リング３８Ｌ・３８Ｒはそれぞれその左右の電極層３１ｄに外嵌されて耐熱性を有する導電性接着剤Ｓにより接着されている。
【００６１】
円筒状絶縁基材３１ｃはベルト３１の強度を維持するとともに周方向において変形可能な可撓性を有し、一方で絶縁性を有する。薄すぎると破損しやすく、厚すぎると変形しにくいため、厚さ２０μｍ以上１００μｍ以下のポリイミドなどの耐熱性樹脂材料を使用できる。本実施例では、厚さ５０μｍ、直径が３０ｍｍの円筒状のポリイミドベルトを用いた。
【００６２】
抵抗発熱層３１ｂは円筒状絶縁基材３１ｃの外周面に形成されて通電により発熱する層である。材料としては、ポリイミド等の耐熱性樹脂に導電性カーボンや金属粉体を分散した材料などが使用できる。本実施例では、カーボンを分散させたポリイミドからなる厚み２５μｍの抵抗発熱体のコート層を用いており、ベルト両端部側の左右の電極層３１ｄ間の抵抗値が常温時において１０Ωとなるようにカーボン分散量などを調整している。これにより、１００Ｖ印加時に抵抗発熱層３１ｂは約１０００Ｗ程度の電力により発熱する。
【００６３】
絶縁層３１ａは抵抗発熱層３１ｂおよび電極層３１ｄの一部の上に形成されてベルト３１以外に電流が流れるのを防ぐとともにトナー付着等による汚れを防止する。絶縁層３１ａはトナーとの離型性が求められ、電極層３１ｄや抵抗発熱層３１ｂと接しているため電流が流れないよう絶縁性も求められることから、絶縁性を有するフッ素樹脂材料、例えばＰＦＡ、ＰＴＦＥなどを用いることができる。
【００６４】
絶縁層３１ａは、薄すぎるとシートＰや加圧ローラ４０との摩擦による摩耗により短寿命となり、厚すぎると熱容量が増大し熱伝達が低下することにより省エネ性を損なうため、１０〜５０μｍのフッ素樹脂材料を使用するのが望ましい。本実施例では、厚さ２０μｍの絶縁性ＰＦＡ樹脂チューブを用いた。
【００６５】
ベルト３１は、必ずしも３層構造である必要は無い。例えば、カラー画像を形成する場合に良好な画質を得るためには、ベルト３１の表面をシートＰの表面形状に追従させやすくするとよい。そのために、絶縁層３１ａおよび抵抗発熱層３１ｂの間に、シリコーンゴムなどからなる弾性層３１ｅ（図９の（ａ））を存在させた方が良い。
【００６６】
また、絶縁層３１ａまたは弾性層３１ｅが直接抵抗発熱層３１ｂに加熱されることで熱劣化等が生じるのを防ぐために、絶縁層３１ａまたは弾性層３１ｅと抵抗発熱層３１ｂの間に中間層３１ｆ（図９の（ｂ）、（ｃ））を設けても良い。また、ベルト３１の各層間の接着強度を高めるために、接着層３１ｇ（図９の（ｄ））を設けても良い。更に、絶縁層３１ａの上に別途離型層３１ｈ（図９の（ｅ））を設けても良く、この場合は離型層３１ｈに導電性材料を使用することが出来る。また、図９の（ａ）〜（ｅ）の層構成の各種組み合わせが可能である。
【００６７】
ベルト４２の両端部には、抵抗発熱層３１ｂへ給電するための電極層３１ｄが形成されている。本実施例においては、図７のように、抵抗発熱層３１ｂは円筒状絶縁基材３１ｃの外周面に円筒状絶縁基材３１ｃの全長部に亘って形成されている。そして、電極層３１ｄはその抵抗発熱層３１ｂの両端部側の外面に周に沿ってそれぞれ環状に形成されている。
【００６８】
電極層３１ｄは、ポリイミド等の耐熱性樹脂に導電性粒子などを分散した材料が使用できる。また、抵抗発熱層３１ｂに比べて抵抗が十分小さくなるよう抵抗値を調整することで、電極層３１ｄにおける発熱を抑えることができる。本実施例では、導電性粒子を分散したポリイミドを７５μｍ厚に形成したものを使用した。
【００６９】
給電リング３８Ｌ・３８Ｒはそれぞれその左右の電極層３１ｄに外嵌されて耐熱性を有する導電性接着剤Ｓにより接着されている。即ち、電極層３１ｄの外周面と給電リング３８Ｌ・３８Ｒの内周面は導電性耐熱接着剤層Ｓにて接着されている。接着剤層Ｓにはシリコーン樹脂（バインダ成分）中に銀（フィラー）が充填含有されている導電性耐熱接着剤を用いている。本実施例で導電性耐熱接着剤を用いたが、高温ハンダ等、他の手段でも構わない。
【００７０】
本実施例において給電リング３８Ｌ・３８Ｒは銅製で、それぞれ、内径がφ３０．４ｍｍ、厚みが２ｍｍ、幅が９ｍｍの円形状短筒部３８ａとこの短筒状部３８ａに同心一体のφ４５の環状凸縁部３８ｂとを有する、変形し難い部材である。
【００７１】
給電リング３８Ｌ・３８Ｒはそれぞれ円形状短筒状部３８ａが円筒状ベルト３１の左右の電極層３１ｄに外嵌され、円形状短筒状部３８ａの内周面に電極層３１ｄの外周面が導電性接着剤Ｓで接着されている。これにより、ベルト３１の左右両端部は円筒状に保形される。この円筒状に保形されたベルト３１の左右両端部に対してそれぞれ左右の端末部材３５Ｌ・３５Ｒの円柱形状のガイド部材３５ｂが内嵌している。これにより、ベルト３１は安定的に回転可能となっている。
【００７２】
給電リング３８Ｌ・３８Ｒの環状凸縁部３８ｂにはそれぞれ給電部材３７Ｌ・３７Ｒが環状凸縁部３８ｂを両側から弾性的に挟んで当接しており、回転する環状凸縁部３８ｂに対して安定に接触して電気的に導通している。
【００７３】
図７に示すように、電極層３１ｄのベルト長手方向（加熱回転体長手方向）における中央に近い側の縁端部ａが、給電リング３８Ｌのベルト長手方向における中央に近い側の縁端部ｂの内側に配置されている。電極層３１ｄは抵抗発熱層３１ｂに比べて抵抗が十分小さくなるよう抵抗値を調整しているため、抵抗発熱層３１ｂは電極層３１ｄが形成されていない縁端部ａより内側において発熱する。
【００７４】
そのため、電極層３１ｄの縁端部ａをより内側に配置しａ−ｂ間の距離を広くするほど接着剤Ｓへの熱の影響が少なくなり、簡易な構成で長期使用しても熱応力による給電リング接着面の剥がれが抑制されて安定的に給電することが出来る。ベルト３１の右側も図７と左右対称で同様である。
【００７５】
ただし、発熱領域はプリンタにて使用する最大画像幅より大きい必要があるので、電極層３１ｄの縁端部ａの位置はその内側に最大画像幅が入るように配置する必要がある。ここで、最大画像幅は装置に使用可能な最大サイズのソートの最大通過幅Ｗｍａｘと同じ幅か、それよりは所定に小さい幅である。
【００７６】
本発明の効果を示すために、電極層３１ｄのベルト長手方向における中央に近い側の縁端部ａを給電リング３８Ｌ・３８Ｒのベルト長手方向における中央に近い側の縁端部ｂの内側に配置した場合（本実施例）における耐久プリント試験の結果を表１に示す。また、比較例における耐久プリント試験の結果も表１に示す。比較例は電極層３１ｄが無く、給電リングを導電性接着剤によって抵抗発熱層３１ｂの終端電極の直上に接着固定する場合である。
【００７７】
【表１】
2014219466.tif 000003
【００７８】
比較例の場合、耐久プリント枚数１０万枚の時点で熱応力により給電リング接着面が剥がれ抵抗発熱層３１ｂへの給電不良が発生し、ベルト３１が使用不能状態となった。
【００７９】
一方、本実施例の場合、発熱領域から給電リング接着面までの距離が離れているため熱応力による影響が小さく給電リング接着面の剥がれは発生せず、耐久プリント枚数が３０万枚に達しても給電不良などの問題は発生しなかった。
【００８０】
以上説明したように、本実施例によれば給電リングを発熱定着ベルトの端部に接着した定着装置において、簡易な構成で長期使用しても熱応力による給電リング接着面の剥がれが抑制されて安定的に給電することが出来る。
【００８１】
［実施例２］
図８は本実施例２におけるベルト３１の左側の、給電リング、電極層、抵抗発熱層の長手位置関係を説明する要部の長手方向断面模式図である。ベルト３１の右側の給電リング、電極層、抵抗発熱層の長手位置関係も図８と左右対称で同様である。
【００８２】
本実施例２においては、抵抗発熱層３１ｂの縁端部ｃが、給電リング３８Ｌのベルト長手方向（加熱回転体長手方向）における中央に近い側の縁端部ｂの内側に配置されている。
【００８３】
実施例１において抵抗発熱層３１ｂは、理想的には電極層３１ｄが形成されていない縁端部ａより内側において発熱するが、電極層３１ｄと抵抗発熱層３１ｂの接着ムラにより縁端部ａより外側においてわずかに発熱する場合がある。
【００８４】
本実施例２のように抵抗発熱層３１ｂの縁端部ｃを給電リング３８Ｌのベルト長手方向における中央に近い側の縁端部ｂの内側に配置することでより確実に発熱領域を給電リング３８Ｌと電極層３１ｄの給電リング接着面から離すことが出来る。これにより、さらに耐久時における安定的な給電が可能になった。ベルト３１の右側も図８と左右対称で同様である。
【００８５】
ここで、図７の層構成（接着層Ｓの下方に発熱層３１ｂ有り）では、発熱層３１ｂに対して接着層Ｓと電極層３１ｄの抵抗値を十分小さくしてあるので接着層Ｓの下方の発熱層３１ｂはほとんど発熱しない。ただし、発熱層３１ｂと接着層Ｓの接着状態（特に図７のａ−ｂ間）によっては電極層３１ｄ直下での発熱の可能性もあるので、本実施例２（図８）においては電極層３１ｄと発熱層３１ｂの間に距離をとる構成としている。
【００８６】
［その他の事項］
以上、本発明に係る実施例について詳述したが、本発明の思想の範囲内において種々の構成の他の公知の構成に置き換えることは可能である。
【００８７】
１）例えば、実施例では、加熱回転体３１として円筒状のベルトを用いた装置で説明した。これに限定されず、加熱回転体３１はローラの形態にすることもできる。
【００８８】
２）加熱回転体３１との間でニップ部Ｎを形成するニップ形成部材４０はローラに限られない。回転する或いは回動するエンドレスベルトであってもよい。また回転体でなくてもよい。即ち、加熱回転体やシートとの当接面である表面の摩擦係数が小さいパッドや板状部材などの非回転部材の形態のものにすることもできる。
【００８９】
３）本発明の画像加熱装置は実施例のようにシートに担持された未定着トナー像を加熱加圧して固着画像として加熱定着する定着装置としての使用に限定されない。シートに一旦定着された或いは仮定着された画像（定着済み画像又は半定着画像）を加熱加圧して光沢度を向上させるなどの画像の表面性を調整する加熱処理装置としても有効である。
【００９０】
４）画像形成装置の画像形成部は電子写真方式に限られない。静電記録方式や磁気記録奉仕貴の画像形成部であってもよい。また、転写方式に限られず、シートに対して直接方式で未定着画像を形成する構成のものであってもよい。インクジェット方式でシートに画像を形成して加熱乾燥定着する方式ものであってもよい。
【００９１】
５）実施例において定着装置Ｆは、実施例のカラー電子写真プリンタ以外の画像形成装置、モノクロ複写機、ファクシミリ、モノクロプリンタ、これらの複合機等で実施されてもよい。即ち、実施例の定着装置及びカラー電子写真プリンタは、上述した構成部材の組み合わせには限定されず、それぞれの代替部材で一部又は全部を置き換えた別の実施形態で実現してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
Ｆ・・画像加熱装置、３１・・加熱回転体、３１ａ・・絶縁層、３１ｂ・・抵抗発熱層、３１ｃ・・絶縁基材、３１ｄ・・電極層、３８Ｌ・３８Ｒ・・給電リング、ａ・・電極層の加熱回転体長手方向における中央に近い側の縁端部、ｂ・・給電リングの加熱回転体長手方向における中央に近い側の縁端部、Ｐ・・シート、ｔ・・画像
【図１】
2014219466.tif 000004
【図２】
2014219466.tif 000005
【図３】
2014219466.tif 000006
【図４】
2014219466.tif 000007
【図５】
2014219466.tif 000008
【図６】
2014219466.tif 000009
【図７】
2014219466.tif 000010
【図８】
2014219466.tif 000011
【図９】
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