(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗発熱体層を有する無端状の定着ベルトの外周面に対して、加圧部材を圧接させて形成される定着ニップに記録シートを通紙することによってトナー像を定着する定着装置であって、
前記定着ベルト内に遊挿された軸部材と、
前記軸部材に基端が固設され、先端が前記定着ニップ相当位置の前記定着ベルト内周面に摺接して定着ニップを形成する摺接部材と、
前記定着ベルトと共に回転自在に支持された一対の剛性を有する環状部材であって、前記定着ベルトの回転軸方向における前記摺接部材よりも外側において前記定着ベルトの両端開口に嵌設された環状部材と、
前記環状部材に付設され、前記抵抗発熱体層に電気的に接続された一対の受電部と、
前記軸部材に係止され、前記一対の受電部それぞれに摺接し、前記抵抗発熱体層に給電する少なくとも一対の給電部材と、
前記軸部材に係止され、前記給電部材が前記受電部に摺接するように前記給電部材を前記環状部材へ向けて付勢する付勢部材と、を備える
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
抵抗発熱体層を有する無端状の定着ベルトの外周面に対して、加圧部材を圧接させて形成される定着ニップに記録シートを通紙することによってトナー像を定着する定着装置であって、
前記定着ベルト内に遊挿された軸部材と、
前記軸部材に基端が固設され、先端が前記定着ニップ相当位置の前記定着ベルト内周面に摺接して定着ニップを形成する摺接部材と、
前記定着ベルトと共に回転自在に支持された一対の環状部材であって、前記定着ベルトの回転軸方向における前記摺接部材よりも外側において前記定着ベルトの両端開口に嵌設された環状部材と、
前記環状部材に付設され、前記抵抗発熱体層に電気的に接続された一対の受電部と、
前記軸部材に係止され、前記一対の受電部それぞれに摺接し、前記抵抗発熱体層に給電する少なくとも一対の給電部材と、を備え、
前記摺接部材は、前記定着ベルトの回転軸方向について、前記定着ニップの両外側に延出しており、
前記摺接部材の前記定着ベルトに当接する面は、前記定着ニップに対応する位置では陥凹し、前記回転軸方向における両端部においては突出する滑らかな曲面形状を有している
ことを特徴とする定着装置。
【請求項３】
前記受電部は、前記定着ベルトの全周に亘って前記定着ベルトの内周面側から前記抵抗発熱体層に電気的に接続されており、
前記抵抗発熱体層は、前記定着ベルトの全周に亘って均一な厚みを有している
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記環状部材を回転駆動する駆動源と、
前記環状部材の回転速度が所定速度を下回ると、前記駆動源の回転駆動力を前記環状部材に伝達する伝達部材と、を備え、
前記定着ベルトは少なくとも前記環状部材の一方と一体に回転する
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記受電部は前記環状部材の内周面側に環状に設けられており、前記給電部材は前記環状部材の内周面側から前記受電部に摺接している
ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記環状部材と前記軸部材との間に介在して、
前記軸部材に前記定着ベルトと前記環状部材とを回転可能に軸支させるベアリング部材を備える
ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記軸部材は、前記定着ベルトと回転軸を同じくする円柱形状以外の形状をとる保持部を有しており、
前記摺接部材は当該保持部に固設されている
ことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の定着装置。
【請求項８】
前記給電部材と前記軸部材とは、互いに電気的に絶縁されている
ことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１から８の何れかに記載された定着装置を備える
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、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、抵抗発熱体方式の定着装置において発熱効率を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、簡素な装置構成で省エネルギー化を図ることができる定着装置として、抵抗発熱体方式の定着装置が注目されている。抵抗発熱体方式の定着装置においては、無端ベルト状の定着回転体（以下、「定着ベルト」という。）内に抵抗発熱体層を設け、給電部材を当接させることにより、抵抗発熱体層を発熱させる構成が多く提案されている。
しかしながら、定着ベルトは外力によって弾性変形し易く、給電部材を当接させることによって定着ベルトが弾性変形すると、給電が安定化させることが難しくなる。
【０００３】
このため、例えば、図７に示されるように、円筒形状のベース体の外周面上に、抵抗発熱体層を有するフィルム状ヒーターと、トナーに対して高い離型性を有する離型層と、順次積層したヒートローラーが提案されており、ヒートローラーの回転軸方向における両端部には、金属製の軸部品が嵌設されている。軸部品は円板状の軸部、フランジ部及びベース体の筒孔に嵌設される挿入部とからなっており、ベアリングによって回転可能に支持されている。
【０００４】
この軸部品は、軸部に給電ブラシを当接させる等によって給電を受け、フランジ部からフィルム状ヒーターの抵抗発熱体層に給電する。軸部品の軸部は剛性を有しており、かつ、フランジ部はフィルム状ヒーターの抵抗発熱体層に固着されているので、安定した給電を実現することができる（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１１２０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、記録シートにトナー像を定着させるためには、フィルム状ヒーターに加圧ローラーを圧接させて定着ニップを形成する必要がある。しかしながら、フィルム状ヒーター単体では、定着ニップを形成するに足る十分な強度を得ることができないので、上記従来技術にあっては、ベース体がフィルム状ヒーターに内部から圧接されている。
定着ニップを形成するという目的上、十分な剛性を得る必要があり、ベース体は熱容量が大きくならざるを得ない。このため、上記従来技術においては、熱損失が大きく、ウォームアップ時間を十分に短縮することができない等の問題を有している。
【０００７】
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、熱効率の低下を抑えながら、安定した給電を行うことができる抵抗発熱体方式の定着装置及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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、抵抗発熱体層を有する無端状の定着ベルトの外周面に対して、加圧部材を圧接させて形成される定着ニップに記録シートを通紙することによってトナー像を定着する定着装置であって、前記定着ベルト内に遊挿された軸部材と、前記軸部材に基端が固設され、先端が前記定着ニップ相当位置の前記定着ベルト内周面に摺接して定着ニップを形成する摺接部材と、前記定着ベルトと共に回転自在に支持された一対の剛性を有する環状部材であって、前記定着ベルトの回転軸方向における前記摺接部材よりも外側において前記定着ベルトの両端開口に嵌設された環状部材と、前記環状部材に付設され、前記抵抗発熱体層に電気的に接続された一対の受電部と、前記軸部材に係止され、前記一対の受電部それぞれに摺接し、前記軸部材に係止され、前記給電部材が前記受電部に摺接するように前記給電部材を前記環状部材へ向けて付勢する付勢部材と、前記抵抗発熱体層に給電する少なくとも一対の給電部材と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このようにすれば、受電部に給電部材を摺接させて、抵抗発熱体層に給電するので、定着ベルトを弾性変形させることなく安定した給電を行うことができる。また、摺接部材は、先端を有する定着ニップ側の内周面において定着ベルトに摺接し、他の内周面からは離隔しているので、定着ベルトから摺接部材へ伝導する熱量を低減して、熱効率を向上させることができる。
【００１０】
なお、定着ベルト内に軸部材を遊挿するとは、軸部材が静止している状態において定着ベルトが自由に回転走行できるように、定着ベルト内に軸部材を挿入することをいう。また、定着ベルトに環状部材を嵌設するとは、定着ベルトに環状部材を固嵌めすることをいい、定着ベルト内に環状部材を挿入した状態において、定着ベルトと環状部材とが互いに固定されていることをいう。
【００１１】
この場合において、前記受電部が、定着ベルトの全周に亘って前記定着ベルトの内周面側から前記抵抗発熱体層に電気的に接続されており、前記抵抗発熱体層が、前記定着ベルトの全周に亘って均一な厚みを有していれば、抵抗発熱体層を全周に亘って均一に発熱させることができるので、定着ムラを防止して、優れた画質を実現することができる。
また、前記環状部材を回転駆動する駆動源と、前記環状部材の回転速度が所定速度を下回ると、前記駆動源の回転駆動力を前記環状部材に伝達する伝達部材と、を備え、前記定着ベルトを前記環状部材と一体に回転させれば、定着ベルトと加圧部材との間でスリップが生じた場合でも、駆動源からの回転力を用いて定着ベルトを回転させることによって、定着ベルトと加圧部材とのスリップを迅速に解消することができる。
【００１２】
また、前記摺接部材が、前記定着ベルトの回転軸方向について、前記定着ニップの両外側に延出しており、前記摺接部材の前記定着ベルトに当接する面が、前記定着ニップに対応する位置では陥凹し、前記回転軸方向における両端部においては突出する滑らかな曲面形状を有していれば、定着ベルトの挫屈を防止して、座屈に起因する破損を防ぐことができるので、定着ベルトの長寿命化を図ることができる。
【００１３】
また、前記受電部は前記環状部材の内周面側に環状に設けられており、前記給電部材が前記環状部材の内周面側から前記受電部に摺接していれば、給電部材の受電部に摺接する面を均一に磨耗させることができるので、給電部材の不均一に磨耗することに起因する給電の不安定化を防止することができる。
また、前記環状部材と前記軸部材との間に介在して、前記軸部材に前記定着ベルトと前記環状部材とを回転可能に軸支させるベアリング部材を備えていれば、環状部材を円滑に回転させることができるので、定着ベルトの回転ムラに起因する定着ムラを防止することができる。また、環状部材が軸部材に摺接しないので、環状部材や軸部材の磨耗を防止して、超寿命化を図ることができる。
【００１４】
また、前記軸部材が、前記定着ベルトと回転軸を同じくする円柱形状以外の形状をとる保持部を有しており、前記摺接部材の基端が当該保持部に固設されていれば、定着ベルトとの摩擦によって、定着ベルトが回転する方向に摺接部材が付勢された場合でも、軸部材が円柱形状以外の形状をとっているので、摺接部材の位置ずれを防止して、安定した画像定着を行うことができる。
【００１５】
また、前記給電部材と前記軸部材とが、互いに電気的に絶縁されていれば、給電部材からの漏電をより確実に防止することができる。したがって、定着装置の安全性を高めることができる。
また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る定着装置を備えることを特徴とする。このため、本発明に係る定着装置の上述のような効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る画像形成装置主要な構成を示す図である。
【図２】定着装置１００の主要な構成を示す断面斜視図であって、（ａ）は定着ベルトの回転軸を含む断面を示し、（ｂ）は定着ベルトの回転軸に垂直な断面を示す。
【図３】定着ベルト２００の層構成を示す断面図である。
【図４】摺接パッド２２０の断面形状を示す図である。
【図５】本発明の変形例に係る定着装置１００の主要な構成を示す断面斜視図であって、（ａ）は定着ベルト２００の回転軸を含む断面を示し、（ｂ）は定着ベルト２００の回転軸に垂直な断面を示す。
【図６】本発明の変形例に係る定着装置１００の主要な構成を示す断面斜視図であって、（ａ）は定着ベルト２００の回転軸を含む断面を示し、（ｂ）は定着ベルト２００の回転軸に垂直な断面を示す。
【図７】従来技術に係る抵抗発熱体方式の定着装置の主要な構成を示す外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［１］  画像形成装置の構成
まず、本発明に係る画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置主要な構成を示す図である。画像形成装置１は、いわゆる中間転写方式のカラー画像形成装置であって、図１に示されるように、作像ユニット１０１Ｙ〜１０１Ｋを備えている。作像ユニット１０１Ｙ〜１０１Ｋは何れも同様の構成を備えており、円筒形状の感光体ドラム１０２の外周面を帯電装置１０３にて一様に帯電させて所定の電位とした後、その帯電領域に露光装置１０４によって原稿画像に応じた画像露光が施され、静電潜像が形成される。
【００１８】
現像装置１０５は、トナーカートリッジ１０８Ｙ〜１０８Ｋから供給されたＹＭＣＫ各色のトナーを、現像バイアスを印加された現像ローラー１０５ａによって感光体ドラム１０２の外周面上に供給して静電潜像を現像し、可視トナー像とする。１次転写ローラー１０６には１次転写電圧が印加されており、トナーを静電吸着することによって、感光体ドラム１０２の外周面上から中間転写ベルト１１０上へ可視トナー像を１次転写する。中間転写ベルト１１０上へ可視トナー像を１次転写した後に、感光体ドラム１０２の外周面に残留するトナーは清掃装置１０７によって除去される。
【００１９】
中間転写ベルト１１０は、２次転写対向ローラー１１１と従動ローラー１１２とに張架されており、不図示の駆動源によって回転駆動された２次転写対向ローラー１１１に従動回転することによって矢印Ａ方向に回転走行しながら、ＹＭＣＫ各色のトナー像を順次、１次転写される。従動ローラー１１２は、回転走行する中間転写ベルト１１０との間の摩擦力によって従動回転する。
【００２０】
上と並行して、記録シートＳを収容した給紙カセット１２０においては、ピックアップローラー１２１によって記録シートＳが１枚ずつ送り出され、２次転写対向ローラー１１１と２次転写ローラー１１３とが形成する２次転写ニップへと搬送される。２次転写ローラー１１３には２次転写バイアスが印加されており、２次転写ニップにおいて、中間転写ベルト１１０上に担持されるトナー像が記録シートＳに静電転写される。
【００２１】
トナー像を担持する記録シートＳは、抵抗発熱体方式の定着装置１００へ搬送され、トナー像を熱定着される。その後、記録シートＳは排紙ローラー１３０によって排紙トレイ１３１上に排出される。一方、２次転写後に中間転写ベルト１１０上に残留するトナーは矢印Ａ方向に搬送された後、清掃装置１０９によって除去される。
［２］  定着装置１００の構成
次に、定着装置１００の構成について説明する。
【００２２】
図２は、定着装置１００の主要な構成を示す断面斜視図であって、（ａ）は定着ベルトの回転軸を含む断面を示し、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面を示す。図１に示されるように、定着装置１００は抵抗発熱体層を有する無端状の定着ベルト２００、定着ベルト２００に圧接して定着ニップを形成する加圧ローラー２１０、定着ベルト２００を介して加圧ローラー２１０に対向する摺接パッド２２０、及び、これらの部材を収容するハウジング２３０を備えている。
【００２３】
図３は、定着ベルト２００の層構成を示す断面図である。図３に示されるように、定着ベルト２００は、内周側から抵抗発熱体層３００、補強層３０１、弾性層３０２及び離型層３０３を順次積層した構成を備えている。抵抗発熱体層３００は、樹脂に導電フィラーを分散させることにより所定の電気抵抗率に調整されている。樹脂材料としてはポリイミド（PI: Polyimide）、ポリフェニレンサルファイド（PPS: Poly Phenylene Sulfide）及びポリエーテルエーテルケトン（PEEK: Polyether Ether Ketone）等を用いれば良く、中でも最も高い耐熱性を有するポリイミドを用いるのが望ましい。
【００２４】
導電フィラーとしては、銀（Ag）や銅（Cu）、アルミニウム（Al）、マグネシウム（Mg）、ニッケル（Ni）等の金属の粉末や、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の粉末、及びヨウ化銀（AgI）、ヨウ化銅（CuI）等の無機化合物の高イオン導電体粉末を用いるのが望ましく、それぞれ２種類以上を混合させて分散させても良い。
【００２５】
導電フィラーの形状は、少ない含有量でフィラー同士の接触確率を高くして、パーコレーションし易くするために、繊維状が望ましい。炭素化合物や高イオン導電体は温度が高くなると体積抵抗率が低下する負の抵抗変化率（NTC: Negative Temperature Coefficient）を有しており、抵抗発熱体層３００にＮＴＣ特性を付与するために用いる。特に、高イオン導電体は抵抗発熱体層３００の機械的強度を低下させることがないことからも有用である。
【００２６】
しかしながら、炭素化合物や高イオン導電体のみでは、抵抗発熱体層３００の電気抵抗率を調整して、定着装置の消費電力を商用電源で５００［Ｗ］から１５００［Ｗ］まで程度の範囲内にすることは困難であるため、金属微粒子を併用して電気抵抗率を調整するのが望ましい。金属微粒子は、針形状やフレーク形状の銀やニッケルを用いるのが好ましく、粒径は０．０１［μｍ］から１０［μｍ］までの範囲内が良い。このようにすれば、炭素化合物や高イオン導電体と線状に絡み合うことによって均一な体積抵抗率を有する抵抗発熱体層３００を得ることができる。
【００２７】
耐熱樹脂中に分散させる導電フィラーは、耐熱樹脂重量に対して、金属微粒子が５０［重量％］から３００［重量％］までの範囲内であるのが良く、炭素化合物及び高イオン導電体は［５重量％］から１００［重量％］までの範囲内であるのが好ましい。導電フィラーが多過ぎると電気抵抗率が下がり過ぎて使用し辛く、少な過ぎると電気抵抗率が大きくなり過ぎて使用し辛い。
【００２８】
抵抗発熱体層３００の厚みは任意であるが、５［μｍ］〜１００［μｍ］の範囲内が望ましい。抵抗発熱体層３００の電気抵抗率は印加電圧や消費電力、抵抗発熱体層３００の厚さ、定着ベルト２００の外径、軸方向の長さ等に応じて設定すべきであるが、概ね１．０×１０-6［Ω・ｍ］から１．０×１０-2［Ω・ｍ］までの範囲内とするのが良く、更に望ましくは１．０×１０-5［Ω・ｍ］から５．０×１０-3［Ω・ｍ］とするのが好適である。
【００２９】
なお、抵抗発熱体層３００の電気抵抗率を調整するために、金属合金や金属間化合物などの導電性粒子を適宜、分散させても良い。また、抵抗発熱体層３００の機械的強度を向上させるために、ガラスファイバー、ウィスカー（単結晶繊維）、酸化チタン（TiO2）繊維、チタン酸カリウム（K2O・nTiO2）繊維などを分散させても良い。更に、抵抗発熱体層３００の熱伝導率を向上させるために、窒化アルミニウム（AlN）や酸化アルミニウム（アルミナ：Al2O3）等を分散させても良い。
【００３０】
抵抗発熱体層３００の製造安定性を考慮すれば、イミド化剤やカップリング剤、界面活性剤、消泡剤を用いても良い。抵抗発熱体層３００は、芳香族テトラカルボン酸二無水物（aromatic tetracarboxylic dianhydride）と芳香族ジアミン（aromatic diamine）とを有機溶媒中で重合させて得られるポリイミドワニス（ployimide vanish）に、上述のような導電性フィラーを均一に分散させてから金型に塗布し、イミド転化させることによって製造される。
【００３１】
また、上記に代えて、抵抗発熱体層３００として薄膜の金属層を構成しても良い。薄膜の金属層を構成する材料は、体積抵抗率（または導電率）の温度係数が小さいものが望ましく、例えば、ステンレス（SUS: stainless use steel）やニクロム（Ni-Cr）、チタン（Ti）等を用いると良い。金属薄膜層は、樹脂材上にメッキやスパッタリング、蒸着などを施すことによって形成することができる。また、樹脂材上に金属薄膜層を形成するに先立って、予め樹脂材の表面に対し、エッチング等の酸活性処理、パラジウム等による触媒処理、ブラスト研磨処理、プラズマ処理などを施せば、樹脂材と金属薄膜層との密着強度を高めることができる。
【００３２】
定着ベルト２００の離型層３０３は、パーフルオロアルコキシ（PFA: per fluoro alkoxy）、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE: poly tetra fluoro ethylene）、エチレンテトラフルオロエチレン（ETFE: ethylene tetra fluoro ethylene）等のフッ素系チューブ及びフッ素系コーティング等の離型性を付与した構成が望ましく、導電性を有していても良い。厚さは任意であるが、５［μｍ］から１００［μｍ］までの範囲内が望ましい。フッ素系チューブとしては、例えば、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製のＰＦＡ３５０−Ｊ、４５１ＨＰ−Ｊ、９５１ＨＰ  Ｐｌｕｓ等を用いることができる。離型層３０３と水との接触角は９０度以上が良く、望ましくは１１０度以上である。また、離型層３０３の表面粗さはＲａ：０．０１［μｍ］から５０［μｍ］程度までの範囲内であるのが望ましい。
【００３３】
なお、補強層３０１は、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド等の樹脂からなっており、定着ベルト２００を補強し、また、電気的に絶縁する。弾性層３０２は、シリコーンゴムやフッ素ゴム等からなっている。定着ベルト２００は、少なくとも抵抗発熱層３００と離型層３０３とを備えていることが必要で、他の層は用途に応じて付加すれば良い。抵抗発熱体層３００は離型層３０３よりも内周側に設ければ良く、抵抗発熱体層３００と離型層３０３との間に他の層が介在するか否かは問わない。
【００３４】
加圧ローラー２１０は、定着ローラー２００に圧接されており、不図示の駆動源によって回転駆動される。加圧ローラー２１０は、芯金２１０ａの外周面上に弾性層と離型層を順次積層したものである。加圧ローラー２１０の外径は任意であるが、２０［ｍｍ］から１００［ｍｍ］までの範囲内が望ましい。加圧ローラー２１０の離型層は、定着ベルト２００の離型層３０３と同様に、PFA、PTFEといったフッ素系チューブ及びフッ素系コーティング等の離型性を付与した構成が望ましく、導電性を有していても良い。離型層の厚さは、例えば、５［μｍ］から１００［μｍ］までの範囲内とすればよい。
【００３５】
弾性層はシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性の高い材料が望ましく、厚さは１［ｍｍ］から２０［ｍｍ］までの範囲内とすれば良い。芯金２１０ａは、厚さが０．１［ｍｍ］から１０［ｍｍ］までの範囲内にあるパイプ形状をとり、アルミニウムや鉄（Fe）といった材料からなっている。芯金２１０ａは、パイプ形状の他、中実の円柱形状や断面が三ツ矢形状等であっても良い。
【００３６】
定着ベルト２００の内側には、定着ベルト２００を挟んで加圧ローラー２１０に圧接することによって定着ニップを形成する摺接パッド２２０が固定配置されている。摺接パッド２２０は、剛性を有する樹脂もしくはゴムからなっている。摺接パッド２２０がゴムからなる場合には、定着ベルト２００との間の摩擦抵抗を小さくするために、摩擦係数の低い摺動部材を定着ベルト２００に接する箇所に配置するとよい。
【００３７】
摺接パッド２２０は、ニップ圧による変形（ベンディング）を抑制するために、強度の高いシャフト２２１に支持されている。シャフト２２１は絶縁性の角柱部２２１ａに円筒部２２１ｂを回転しないように嵌設した構造となっている。摺接パッド２２０は角柱部２２１ａに固定支持されており、シャフト２２１の円筒部２２１ｂはハウジング２３０に回転しないように固定されている。
【００３８】
摺接パッド２２０は、定着ベルト２００の周方向について一部分のみに設けられているので、上述した従来技術のように、ベース体を定着ベルト２００の全周に亘って設ける場合と比較して、熱損失を抑えて熱効率を向上させることができる。
図４は、摺接パッド２２０の断面形状を示す図である。図４に示されるように、定着ベルト２００の回転軸方向における両端部においては、摺接パッド２２０は加圧ローラー２１０側に突出した形状を突出した断面形状２２０ａをとり、定着ニップに近づくにつれて、突出量が小さくなって、平らな断面形状２２０ｂとなり、その後、定着ニップ部では陥凹した断面形状２２０ｃをとる。
【００３９】
摺接パッド２２０の断面のうち湾曲部分の曲率半径は、断面形状２２０ａから断面形状２２０ｂに至る間では漸増する。具体的には、断面形状２２０ａでは定着ベルト２００の内周面の曲率半径とほぼ同じになっており、断面形状２２０ｂに近づくにつれて曲率半径が大きくなる。断面形状２２０ｂは、曲率半径が無限大になる位置、すなわち、定着ベルト２００に当接する辺が直線になる位置である。なお、摺接パッド２２０の幅Ｗが３４０［ｍｍ］から３４５［ｍｍ］までの範囲内であれば、断面形状２２０ａから断面形状２２０ｂを経て断面形状２２０ｃに至る距離Ｄは１０［ｍｍ］から５０［ｍｍ］までの範囲内とするのが望ましい。
【００４０】
また、断面形状２２０ｃから断面形状２２０ｂに至る間には、加圧ローラー２１０の曲率半径の３０％以上となるように、当該曲率半径が増大する。摺接パッド２２０は剛性を有しており、定着ニップにおいては、摺接パッド２２０の湾曲形状に沿って定着ベルト２２０が回転走行する。また、加圧ローラー２１０は、その弾性層を摺接パッド２２０の湾曲形状に合わせて弾性変形させながら回転する。
【００４１】
定着ベルト２００は、加圧ローラー２１０との間の摩擦力によって従動回転するが、定着ベルト２００の内周面と摺接パッド２２０との間の摩擦力が大きいと、定着ベルト２００と加圧ローラー２１０との間でスリップが発生して、回転不良を起こすおそれがある。このような回転不良を防止するために、定着ローラー２００の回転軸方向における両端にはベルト駆動ギア２０１が嵌設されている。定着ベルト２００の回転不良が発生すると、ベルト駆動ギア２０１によって定着ベルト２００が回転駆動され、回転不良から復帰する。
【００４２】
ベルト駆動ギア２０１は、ベアリング２０２を介してシャフト２２１に回転可能に支持されている。シャフト２２１は、上述のように、角柱部２２１ａに円筒部２２１ｂを嵌設した構造となっている。また、ベルト駆動ギア２０１は、定着ベルト２００に外囲されたボス部分２０１ａと、定着ベルト２００外に位置するフランジ部分２０１ｂとからなっている。ベルト駆動ギア２０１のフランジ部分２０１ｂの内周側はベアリング２０２を介して、シャフト２２１の円筒部２２１ｂに支持される一方、当該フランジ部分２０１ｂの外周側はギアになっており、シャフト２３２に軸支されたギア２３１に歯合している。シャフト２３２もまたベアリング２３３を介してハウジング２３０に支持されている。
【００４３】
ギア２３１は、加圧ローラー２１０による定着ベルト２００の回転速度よりも、ベルト駆動ギア２０１を介したギア２３１による定着ベルト２００の回転速度の方が若干遅めになるように、不図示の駆動源によって回転駆動されている。また、当該駆動源からギア２３１に回転駆動力を伝達する経路上にはトルクリミッタが介在しており、加圧ローラー２１０による定着ベルト２００の回転駆動に回転不良が生じていない場合には、当該トルクリミッタが空転して、回転駆動力の伝達を遮断する。回転不良が生じた場合には、ギア２３１に回転駆動力を伝達して、定着ベルト２００を回転させる。
【００４４】
ボス部分２０１ａの内周面、外周面及び摺接パッド２２０側の側面には受電部２０３が互いに導通可能に設けられている。ボス部分２０１ａの外周面に設けられた受電部２０３は、定着ベルト２００の抵抗発熱体層３００に当接しており、電気的に接続されている。これによって、定着ベルト２００の両端に当接する一対の受電部２０３間に電流を流すことによって、定着ベルト２００の抵抗発熱体層３００に電流が流され、抵抗発熱体層３００が発熱する。なお、受電部２０３は、当該回転軸方向において摺接パッド２２０から離隔している。
【００４５】
また、定着ベルト２００の両端に当接する受電部２０３のうちの一方のみを抵抗発熱体層３００に導電性接着剤を用いて接着して、他方は導通を確保しつつ接着していなくても良い。このようにすれば、定着ベルト２００が蛇行しても、接着されていない方の受電部２０３と抵抗発熱体層３００とがずれることによって、定着ベルト２００にせん断力が作用するのを防止することができる。
【００４６】
受電部２０３に用いる導電体には、定着ベルト２００の周方向について均一な電気的特性を有する材料を用いるのが望ましく、銅やアルミニウム、ニッケル、真鍮、リン銅等の金属を化学メッキや電気メッキによってボス部分２０１ａの表面上に形成する。まず、化学メッキを施してから電気メッキを施すとなお良い。
導電体材料としては、銅とニッケルが特に好ましく、銅をメッキした上にニッケルをメッキすると更に良い。また、メッキする以外にも、銅箔やニッケル箔を導電性接着剤でボス部分２０１ａに接着しても良いし、導電性インクや導電性ペーストを塗布して受電部２０３としても良い。更に、ベルト駆動ギア２０１に対して、リング状の受電部２０３を装着しても良い。
【００４７】
受電部２０３への給電は、受電部２０３に給電部材２０４を接触させることによって行われる。また、給電部材２０４へは、不図示の電源装置から電線２０７を経由して給電を受ける。電線２０７は絶縁材料で被覆されており、定着ベルト２００の外部からシャフトの円筒部２２１ｂの中空部分を経由して定着ベルト２００の内部の給電部材に至るように配設されている。
【００４８】
また、給電部材２０４は保持板２０５によって、定着ベルト２００の半径方向にのみ移動可能に保持されており、付勢部材２０６によって受電部２０３側へ付勢されている。付勢部材２０６としては、例えば、弾性を有する部材を用いれば良く、コイルばねを用いても良い。
上述の従来技術においては、軸部品を経由して給電する関係上、軸部品やベアリングといった充電箇所を露出させざるを得ず、安全上の問題があり、また、絶縁対策も困難である。これに対して、付勢部材２０６は、絶縁性の角柱部２２１ａに支持されているので、付勢部材２０６を介した漏電が防止されている。これによって安全性を高めることができる。
【００４９】
また、給電部材２０４は、定着ベルト２００の回転軸方向において、ベルト駆動ギア２０１よりも内側に配設されている。このため、給電部材２０４や受電部２０３といった充電箇所へのアクセスがベルト駆動ギア２０１によって阻止されるので、漏電や感電といった事故を防止して、定着装置１００の安全性を高めることができる。
また、給電部材２０４としては、例えば、カーボンブラシを用いることができる。給電部材２０４の形状は任意であり、受電部２０３と摺動させても良いし、受電部２０３の回転に従動して回転する回転体としても良い。上のような構成をとれば、定着ベルト２００の抵抗発熱体層３００に流れる電流の分布を均一にして、発熱分布を均一にすることができるので、定着ムラを防止することができる。
【００５０】
定着ベルト２００の回転軸方向において、加圧ローラー２１０は摺接パッド２２０よりも短くなっており、かつ、加圧ローラー２１０は回転軸方向の全域に亘って摺接パッド２２０に対向している。したがって、定着ベルト２００の回転軸方向における何れの端部においても、摺接パッド２２０は加圧ローラー２１０よりより端部へ延出している。このような構成をとることによって、加圧ローラー２１０の回転軸方向の全域に亘って、加圧ローラー２１０の圧接力を摺接パッド２２０が受け止めるので、定着ベルト２００の局所的な変形をなくして、定着装置１００の耐久性を高めることができる。
【００５１】
また、ベルト駆動ギア２０１は定着ベルト２００の回転軸方向における端部においてのみ定着ベルト２００に当接するので、当該回転軸方向の全長に亘って定着ベルト２００に当接する場合と比較して熱損失を小さくすることができる。したがって、ウォームアップ時間への熱損失の影響を抑えることができる。
また、剛性を有するベルト駆動ギア２０１のボス部分２０１ａに対して、付勢部材２０６によって付勢しながら給電部材２０４を当接させるので、受電部２０３と給電部材２０４との接触不良に起因する定着不良を防止することができる。また、受電部２０３を容易に厚膜化することができるので、受電部２０３を容易に製造することができ、また、受電部２０３の耐久性を向上させることができる。
【００５２】
［３］  変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
（１）上記実施の形態においては、ベアリング２０２を介してシャフト２２１によりベルト駆動ギア２０１を支持する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしても良い。
【００５３】
図５は、本変形例に係る定着装置１００の主要な構成を示す断面斜視図であって、（ａ）は定着ベルト２００の回転軸を含む断面を示し、（ｂ）は定着ベルト２００の回転軸に垂直な断面を示す。なお、図２において対応する部材がある部材には同じ符号が付されている。図５（ａ）に示されるように、本変形例に係る定着装置１００においては、ベルト駆動ギア２０１はもはやシャフト２２１には支持されておらず、これに代えて、図５（ｂ）に示されるように、２つのギア２３１と給電部材２０６とによって支持されている。このようにしても、ベルト駆動ギア２０１を支持して、給電部材２０６を確実に受電部２０３に当接させることができる。また、ベルト駆動ギア２０１が定着ベルト２００に接触する面積は、上記実施の形態と同じであるので、熱損失についても同様に低減することができる。
【００５４】
また、図６は、別の変形例に係る定着装置１００の主要な構成を示す断面斜視図であって、（ａ）は定着ベルト２００の回転軸を含む断面を示し、（ｂ）は定着ベルト２００の回転軸に垂直な断面を示しており、対応する部材には同じ符号が付されている。本変形例に係る定着装置１００においては、ベルト駆動ギア２０１はもはやシャフト２２１には支持されておらず、これに代えて、図６（ｂ）に示されるように、受電部２０３に当接する２つのコロ６０１と給電部材２０６とによって支持されている。このようにしても、ベルト駆動ギア２０１を支持して、給電部材２０６を確実に受電部２０３に当接させることができる。従って、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
なお、図５（ｂ）においては、定着ベルト２００の回転中心について、一方のギア２３１から他方のギア１３２に至る中心角１２０度の弧状部分において給電部材２０６が受電部２０３に摺接するように配置したが、前記中心角は１８０度未満であれば良い。図６（ｂ）についても同様に、一方のコロ６０１から他方のコロ６０１に至る中心角１８０度未満の弧状部分において給電部材２０６が受電部２０３に摺接するように配置すれば、前記中心角は１２０度でなくとも良い。
【００５６】
（２）上記実施の形態においては、不図示の駆動源に回転駆動された加圧ローラー２１０に定着ベルト２００が従動回転する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでも無く、ベルト駆動ギア２０１を介して回転駆動された定着ベルト２００に加圧ローラー２１０が従動回転しても良い。また、ベルト駆動ギア２０１を介して定着ベルト２００が回転駆動される場合には、加圧ローラー２１０に代えて、回転しない固定の加圧部材を用いても良い。
【００５７】
（３）上記実施の形態においては、ベルト駆動ギア２０１が定着ベルト２００の回転駆動と座屈防止との２つの用途を兼ねる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでも無く、ベルト駆動ギア２０１に代えて、ギア部分を有さない環状部材を定着ベルト２００に嵌設しても良い。このようにしても、ベルト駆動ギア２０１を嵌設した場合と同様に、定着ベルト２００の座屈や破損を防止することができる。
【００５８】
（４）上記実施の形態においては、定着ベルト２００に圧接された状態で加圧ローラー２１０がハウジング２３０に軸支される場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでも無く、これに代えて次のようにしても良い。すなわち、ハウジング２３０とは別体の付勢手段に加圧ローラー２１０を軸支させると同時に、同じ付勢手段によって、加圧ローラー２１０を定着ベルト２００へ向かって付勢させても良い。このようにすれば、より精度良く定着ベルト２００に対する加圧ローラー２１０の圧接力を調整することができる。
【００５９】
（５）上記実施の形態においては、中間転写方式のカラー画像形成装置を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでも無く、中間転写方式以外のカラー画像形成装置に本発明を適用しても良いし、モノクロ画像形成装置に適用しても良い。また、画像形成装置が、プリンタ装置や複写装置、ファクシミリ装置等の単機能機であるか、これらの機能のうちの複数を兼ね備えた多機能機（MFP: Multi Function Peripheral）であるかに関わらず本発明の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係る定着装置及び画像形成装置は、抵抗発熱体方式の定着装置において定着ベルトの破損を防止する装置として有用である。
【符号の説明】
【００６１】
１…………………画像形成装置
１００……………定着装置
２００……………定着ベルト
２０１……………ベルト駆動ギア
２０１ａ…………ボス部分
２０１ｂ…………フランジ部分
２０２、２３３…ベアリング
２０３……………受電部
２０４……………給電部材
２０５……………保持板
２０６……………付勢部材
２０７……………電線
２１０……………加圧ローラー
２２０……………摺接パッド
２２１、２３２…シャフト
２２１ａ…………角柱部
２２１ｂ…………円筒部
２３０……………ハウジング
２３１……………ギア
３００……………抵抗発熱体層
３０１……………補強層
３０２……………弾性層
３０３……………離型層
６０１……………コロ
【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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