(57)【要約】 【課題】薄膜抵抗層を有する定着ベルトとこれに圧接される加圧ローラを有するタイプの定着装置における、該定着ベルトの昇温特性が良好で、待機状態での電力消費を抑制できるという利点を活かしつつ、コンパクトな構成でもって、記録媒体の搬送性を向上させ、今日の画像形成の高速化の要請に応えることができる定着装置を提供する。かかる定着装置を備えることで、高速画像形成の要請に応えることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】通電により発熱する薄膜抵抗層９３２を有する定着ベルト９３を、定着ローラ９１を含む複数本のローラに巻き掛けるとともに、加圧ローラ９４をベルト９３を介して定着ローラ９１へ押圧することで、ベルト９３と加圧ローラ９４間にニップ部Ｎを形成し、前記複数本のローラのうち少なくとも一本は両端部の電極９２２が薄膜抵抗層９３に接触可能である給電ローラ９２とし、定着ローラ９１及び加圧ローラ９４はいずれも表層９１２、９４２が押圧力にて弾性変形可能の弾性層で形成されているものとする。【選択図】  図２
2006322960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面を提供する層を通電により発熱する薄膜抵抗層とした無端定着ベルトに加圧ローラを圧接して該無端定着ベルトと加圧ローラ間にニップ部を形成し、該無端定着ベルトの薄膜抵抗層を、両端部に電極を有する給電ローラにて通電加熱することで該無端定着ベルトを加熱し、前記ニップ部でトナー像を保持した記録媒体を挟持搬送させつつ該トナー像を該記録媒体に加熱加圧下に定着させる定着装置において、
前記無端定着ベルトが定着ローラを含む複数本のローラに回転可能に巻き掛けられており、前記加圧ローラが該無端定着ベルトを間にして該定着ローラへ押圧されることで該無端定着ベルトと該加圧ローラとの間に前記ニップ部が形成され、該無端定着ベルトを巻き掛けた前記複数本のローラのうち少なくとも一本は前記給電ローラであり、該給電ローラ両端部の電極は前記薄膜抵抗層に接触可能であり、前記定着ローラ及び前記加圧ローラはいずれも表層が押圧力にて弾性変形可能の弾性層で形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記給電ローラは一本であり、前記無端定着ベルトは前記定着ローラと該給電ローラに回転可能に、且つ、該給電ローラ両端部電極が前記薄膜抵抗層に接触するように巻き掛けられている請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記給電ローラは複数本あり、該複数本の給電ローラは、両端部電極間の距離がいずれも等しく、該複数本の給電ローラは、両端部電極が前記無端定着ベルトの薄膜抵抗層に同時に接触せしめられる請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記給電ローラは複数本あり、該複数本の給電ローラは、両端部電極間の距離において異なる少なくとも２種類の給電ローラからなり、該両端部電極間の距離において異なる少なくとも２種類の給電ローラから選択した種類の給電ローラの両端部電極を前記無端定着ベルトの薄膜抵抗層に接触させることができる請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
前記給電ローラは複数本あり、該複数本の給電ローラは、両端部電極間の距離が２６９ｍｍ〜３３０ｍｍの給電ローラと、両端部電極間の距離が１９０ｍｍ〜２３６ｍｍの給電ローラとの２種類の給電ローラからなっており、該２種類の給電ローラから選択した種類の給電ローラの両端部電極を前記無端定着ベルトの薄膜抵抗層に接触させることができる請求項１記載の定着装置。
【請求項６】
さらに、給電ローラ切り換え使用制御部を備えており、該制御部は、前記ニップ部に通される記録媒体の幅方向サイズに応じて、前記両端部電極間の距離において異なる少なくとも２種類の給電ローラから、該幅方向サイズ記録媒体へのトナー像定着のための前記薄膜抵抗層加熱に適する種類の給電ローラを選択し、該選択した給電ローラの両端部電極を前記無端定着ベルトの薄膜抵抗層に接触させる請求項４又は５記載の定着装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の定着装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置で用いる定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置としては種々のタイプのものが知られているが、広く知られ、採用されているモノカラー画像形成装置として、例えば、感光体のような像担持体の表面を所定電位に帯電させ、その帯電域に原稿画像に応じて画像露光を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像剤を用いて現像して可視トナー像とし、該可視トナー像を記録紙等の記録媒体に転写し、該転写されたトナー像を定着装置で加熱加圧して記録媒体に定着させる画像形成装置を挙げることができる。
【０００３】
また、広く知られて、採用されているカラー画像形成装置として、例えば、感光体のような像担持体上に形成される各色のトナー像が中間転写ベルト等の中間転写体に重ねて１次転写され、該中間転写体上の多重トナー像が記録紙等の記録媒体に２次転写され、該２次転写されたトナー像が定着装置で加熱加圧下に記録媒体に定着されるものを挙げることができる。
【０００４】
かかる定着装置についても様々のタイプのものが知られている。その例を図１０に示す。図１０（Ａ）に示す定着装置は、定着駆動ローラＤＲとハロゲンランプヒータ等の熱源ＨＬを内蔵した加熱従動ローラＨＲとに無端定着ベルトＢＬを巻き掛ける一方、巻き掛けられた無端定着ベルトを間にして定着駆動ローラＤＲ側へ加圧ローラＰＲを押圧してベルトＢＬと加圧ローラＰＲとの相互ニップ部を形成し、該ニップ部で、トナー像が転写された記録媒体Ｓを挟持搬送させつつ、該トナー像を、加熱ローラＨＲにより加熱された無端定着ベルトＢＬからの加熱と、加圧ローラＰＲによる加圧下に記録媒体Ｓに定着させる。      
【０００５】
図１０（Ｂ）に示す定着装置は、ハロゲンランプヒータ等の熱源ＨＬを内蔵した加熱定着ローラＨＲ’とこれに圧接される加圧ローラＰＲとを有するもので、トナー像が転写された記録媒体Ｓを両ローラの相互ニップ部で挟持搬送させつつ、加熱加圧下にトナー像を記録媒体Ｓに定着させる。
【０００６】
しかしながら、かかる定着装置によると、熱源ＨＬに通電開始してから、定着ベルトＢＬ或いは加熱定着ローラＨＲ’が所定の定着温度に到達するまでに相当の時間（熱源等にもよるが、例えば１分から数分）を要する。
また、そのため、ユーザーからのプリント要求に短時間で対応すべく、待機状態から既に定着ベルトＢＬや定着ローラＨＲ’を高温に維持する必要があり、その結果、定着装置における消費電力が大きくなってしまう。
【０００７】
そこで電源投入から定着可能になるまでの時間を短縮するとともに、定着装着の待機温度を低くすることにより消費電力を低減するために、昇温特性を向上させた定着装置が提案されている（特開平７−６４４１６号公報参照）。
【０００８】
かかる定着装置の概略構成を図１１に示す。図１１の定着装置は、内面側に通電により発熱する薄膜抵抗層を有する定着ベルトＢＬ’を駆動ローラＰ１及びテンション従動ローラＰ２に巻き掛けるとともに、薄膜抵抗層に給電ローラＨＲ”を当接させ、さらに、ベルトＢＬ’を間にして給電ローラＨＲ”の方へ加圧ローラＰＲ’を押圧してベルトＢＬ’とで圧接ニップ部を形成し、該ニップ部でトナー像が転写された記録媒体Ｓを挟持搬送させつつ定着処理を行うものである。
【０００９】
給電ローラＨＲ”は、両端部に薄膜抵抗層への通電のための電極を有し、両電極間が、耐熱性が高く、熱伝導性が低く、しかも電気的に絶縁性の高い樹脂ローラとなっているものである。
【００１０】
この構成の定着装置では、給電ローラＨＲ”を介して薄膜抵抗層に通電を行い、ベルトＢＬ’内面を直接加熱することによって、ベルトＢＬ’の熱応答性を良好にし、昇温特性を向上させることが可能である。
【００１１】
【特許文献１】特開平７−６４４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、かかる従来の定着装置においては、給電ローラＨＲ”には弾性層が無いことから、転写ベルトＢＬ’とそれに対向する加圧ローラＰＲ’との間に形成されるニップ部の幅（記録媒体搬送方向の長さ）を大きくすることは困難である。そのため、今日の高速画像形成の要請にそって記録媒体搬送速度を高速化しようとすると、給電ローラＨＲ”の径及び加圧ローラＰＲ’の径を大きくしなければならず、そうすると、定着装置が大型化するという問題がある。
【００１３】
また、ベルトＢＬ’の加熱される領域のベルト幅方向の長さが一定化されるため、小サイズの記録媒体を通過させる場合は、記録媒体が通らない領域でのベルト部分が過昇温してしまう。これを防止しようとすると、そのための機構を別に設けたり、記録媒体搬送速度を制限するといった対応が必要になる。
【００１４】
そこで本発明は、内周面を提供する層を通電により発熱する薄膜抵抗層とした無端定着ベルトに加圧ローラを圧接して該無端定着ベルトと加圧ローラ間にニップ部を形成し、該無端定着ベルトの薄膜抵抗層を、両端部に電極を有する給電ローラにて通電加熱することで該無端定着ベルトを加熱し、前記ニップ部でトナー像を保持した記録媒体を挟持搬送させつつ該トナー像を該記録媒体に加熱加圧下に定着させる定着装置であって、このタイプの定着装置における、無端定着ベルトの昇温特性が良好で、待機状態での電力消費を抑制できるという利点を活かしつつ、コンパクトな構成でもって、記録媒体の搬送性を向上させ、今日の高速画像形成の要請に応えることができる定着装置を提供することを第１の課題とする。
【００１５】
また本発明は、かかる定着装置であって、さらに、記録媒体サイズに応じて無端定着ベルトの加熱領域を切り換えることができ、それにより、小サイズ記録媒体にトナー像を定着させるときに該記録媒体に接触しない無端定着ベルト領域の過昇温を抑制して、無駄な電力消費、換言すれば熱消費を抑制しつつ、良好なトナー像定着処理を行える定着装置を提供することを第２の課題とする。
【００１６】
さらに本発明は、内周面を提供する層を通電により発熱する薄膜抵抗層とした無端定着ベルトに加圧ローラを圧接して該無端定着ベルトと加圧ローラ間にニップ部を形成し、該無端定着ベルトの薄膜抵抗層を、両端部に電極を有する給電ローラにて通電加熱することで該無端定着ベルトを加熱し、前記ニップ部でトナー像を保持した記録媒体を挟持搬送させつつ該トナー像を該記録媒体に加熱加圧下に定着させる定着装置を備えた画像形成装置であって、かかるタイプの定着装置における、無端定着ベルトの昇温特性が良好で、待機状態での電力消費を抑制できるという利点を活かしつつ、定着装置に関して、コンパクトな構成でもって、記録媒体の搬送性を向上させることができ、ひいては、今日の高速画像形成の要請に応えることができる画像形成装置を提供することを第３の課題とする。          
【００１７】
また、本発明は、かかる画像形成装置であって、さらに、定着装置において、記録媒体サイズに応じて無端定着ベルトの加熱領域を切り換えることができ、それにより、小サイズ記録媒体にトナー像を定着させるときに該記録媒体に接触しない無端定着ベルト領域の過昇温を抑制して、無駄な電力消費、換言すれば熱消費を抑制しつつ、良好なトナー像定着処理を行え、ひいては、全体としても、それだけ無駄な電力消費、換言すれば熱消費を抑制しつつ、品質良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することを第４の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は第１の課題を解決するため次の第１の定着装置を、第２の課題を解決するために次の第２の定着装置を、第３の課題を解決するため次の第１の画像形成装置を、第４の課題を解決するために次の第２の画像形成装置をそれぞれ提供する。
【００１９】
（１）第１の定着装置
内周面を提供する層を通電により発熱する薄膜抵抗層とした無端定着ベルトに加圧ローラを圧接して該無端定着ベルトと加圧ローラ間にニップ部を形成し、該無端定着ベルトの薄膜抵抗層を、両端部に電極を有する給電ローラにて通電加熱することで該無端定着ベルトを加熱し、前記ニップ部でトナー像を保持した記録媒体を挟持搬送させつつ該トナー像を該記録媒体に加熱加圧下に定着させる定着装置において、
前記無端定着ベルトが定着ローラを含む複数本のローラに回転可能に巻き掛けられており、前記加圧ローラが該無端定着ベルトを間にして該定着ローラへ押圧されることで該無端定着ベルトと該加圧ローラとの間に前記ニップ部が形成され、該無端定着ベルトを巻き掛けた前記複数本のローラのうち少なくとも一本は前記給電ローラであり、該給電ローラ両端部の電極は前記薄膜抵抗層に接触可能であり、前記定着ローラ及び前記加圧ローラはいずれも表層が押圧力にて弾性変形可能の弾性層で形成されている定着装置。
【００２０】
（２）第２の定着装置
前記第１の定着装置において、前記給電ローラが複数本あり、該複数本の給電ローラは、両端部電極間の距離において異なる少なくとも２種類の給電ローラからなり、該両端部電極間の距離において異なる少なくとも２種類の給電ローラから選択した種類の給電ローラの両端部電極を前記無端定着ベルトの薄膜抵抗層に接触させることができる定着装置。      
【００２１】
（３）第１の画像形成装置
前記第１の定着装置を備えた画像形成装置
（４）第２の画像形成装置
前記第２の定着装置を備えた画像形成装置
【００２２】
本発明に係る第１の定着装置によると、給電ローラを介して薄膜抵抗層に通電を行い、無端定着ベルトを加熱することができる。その際、薄膜抵抗層は無端定着ベルトの一部を構成しているので、無端定着ベルト全体の熱応答性は良好であり、それ故、無端定着ベルトは立ち上がりの速い昇温特性を示す。このように無端定着ベルトの昇温特性が良好であるから、待機状態での無端定着ベルト温度を低く設定しても、ユーザーの要望に応えて定着装置温度を迅速に所定温度まで立ち上げることができ、かくして、待機状態での無端定着ベルト温度を低く設定しておくことが可能となり、それだけ電力消費を抑制できる。
【００２３】
また、前記定着ローラ及び前記加圧ローラはいずれも表層が押圧力にて弾性変形可能の弾性層で形成されているので、加圧ローラを無端定着ベルトを介して定着ローラへ押圧することで、該加圧ローラと無端定着ベルトとの間に、記録媒体搬送方向の長さが大きい（ニップ幅が大きい）ニップ部を得ることができ、それにより、加圧ローラ径や定着ローラ径を格別大きくしなくても、さらに言えば、定着装置構造をコンパクトにして、該ニップ部による記録媒体搬送性を向上させることができ、今日要請されている高速画像形成に対応できる。
【００２４】
例えば、図１１に示す従来例においてニップ部を形成するためのローラＨＲ”、ＰＲ’の外径を共に３０ｍｍとした場合、ベルトＢＬ’内側のローラＨＲ”には弾性層がないため、得られるニップ幅は５ｍｍ程度が限界である。
それに対して発明に係る定着装置では、ベルト内側の定着ローラにも加圧ローラにも弾性層を設けているので、該両ローラ径が例えば３０ｍｍであったとしても、８ｍｍ〜９ｍｍ程度の大きいニップ幅のニップ部を得ることが可能である。
【００２５】
また、このように、定着ローラや加圧ローラの径を小さくしておけることで、記録媒体のトナー画像面側のニップ出口付近における反りの曲率が大きくなることから、無端定着ベルトからの記録媒体分離性も向上し、記録媒体が定着ベルトに巻きつくことを抑制することも可能になる。
【００２６】
第１の定着装置の場合、装置構造のコンパクト化のために、前記給電ローラを一本とし、前記無端定着ベルトは、前記定着ローラと該給電ローラに回転可能に、且つ、該給電ローラ両端部電極が前記薄膜抵抗層に接触するように巻き掛けてもよい。
【００２７】
また、第１の定着装置の場合、前記給電ローラは複数本とし、該複数本の給電ローラは、両端部電極間の距離がいずれも等しいものとし、該複数本の給電ローラを、それらの両端部電極が前記無端定着ベルトの薄膜抵抗層に同時に接触するように配置してもよい。
このように、複数本の給電ローラの電極を同時に薄膜抵抗層に接触させることで、無端定着ベルトの駆動状態が不安定な場合でも、薄膜抵抗層への給電が安定化し、定着ベルトを安定的に加熱、昇温させることができる。
【００２８】
本発明に係る第２の定着装置によると、第１の定着装置と同様の利点があるほか、次の利点もある。すなわち、記録媒体にトナー像を定着させるのに、より適した薄膜抵抗層加熱領域を得るべく、記録媒体サイズに応じて、両端部電極間距離が異なる少なくとも２種類の給電ローラから、適当な両端部電極間距離を有する給電ローラを選択して、該給電ローラで薄膜抵抗層へ通電して無端定着ベルトを加熱することができる。
【００２９】
それにより、小サイズ記録媒体にトナー像を定着させるときに該記録媒体に接触しない無端定着ベルト領域の過昇温を抑制して、無駄な電力消費、換言すれば熱消費を抑制しつつ、良好なトナー像定着処理を行える。
また、小サイズ記録媒体への定着処理後にひき続き、大サイズ記録媒体への定着処理を行うときに、小サイズ記録媒体が通過していた外側の領域を通る、大サイズ記録媒体上のトナー像部分の過加熱溶融による定着ベルトへのオフセット現象を抑制することもできる。
【００３０】
かかる両端部電極間距離が異なる給電ローラの例として、大サイズ記録媒体に適する、両端部電極間の距離が２６９ｍｍ〜３３０ｍｍの給電ローラと、小サイズ記録媒体に適する、両端部電極間の距離が１９０ｍｍ〜２３６ｍｍの給電ローラとの２種類の給電ローラを挙げることができる。
【００３１】
両端部電極間距離が異なる複数種類の給電ローラを採用して、給電ローラを切り換え使用する場合、定着装置はさらに、給電ローラ切り換え使用制御部を備えていてもよい。該制御部としては、前記ニップ部に通される記録媒体の幅方向サイズに応じて、前記両端部電極間の距離において異なる少なくとも２種類の給電ローラから、該幅方向サイズ記録媒体へのトナー像定着のための前記薄膜抵抗層加熱に適する種類の給電ローラを選択し、該選択した給電ローラの両端部電極を前記無端定着ベルトの薄膜抵抗層に接触させるものを例示できる。
【００３２】
本発明に係る第１の画像形成装置はかかる第１の定着装置を有することで、第２の画像形成装置はかかる第２の定着装置を有することで、それぞれの定着装置による利点を活かして、今日の画像形成の高速化の要請に応えることができ、第２の画像形成装置では、さらに、無駄な電力消費、換言すれば熱消費を抑制しつつ、品質良好な画像を形成できる。      
【００３３】
なお、本発明に係る画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ機、これらの２以上を組み合わせた複合機等のいずれであってもよく、モノカラー画像形成装置でも、カラー画像形成装置でもよい。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように本発明によると、内周面を提供する層を通電により発熱する薄膜抵抗層とした無端定着ベルトに加圧ローラを圧接して該無端定着ベルトと加圧ローラ間にニップ部を形成し、該無端定着ベルトの薄膜抵抗層を、両端部に電極を有する給電ローラにて通電加熱することで該無端定着ベルトを加熱し、前記ニップ部でトナー像を保持した記録媒体を挟持搬送させつつ該トナー像を該記録媒体に加熱加圧下に定着させる定着装置であって、このタイプの定着装置における、無端定着ベルトの昇温特性が良好で、待機状態での電力消費を抑制できるという利点を活かしつつ、コンパクトな構成でもって、記録媒体の搬送性を向上させ、今日の高速画像形成の要請に応えることができる定着装置を提供することができる。
【００３５】
また本発明によると、かかる定着装置であって、さらに、記録媒体サイズに応じて無端定着ベルトの加熱領域を切り換えることができ、それにより、小サイズ記録媒体にトナー像を定着させるときに該記録媒体に接触しない無端定着ベルト領域の過昇温を抑制して、無駄な電力消費、換言すれば熱消費を抑制しつつ、良好なトナー像定着処理を行える定着装置を提供することができる。
【００３６】
さらに、本発明によると、内周面を提供する層を通電により発熱する薄膜抵抗層とした無端定着ベルトに加圧ローラを圧接して該無端定着ベルトと加圧ローラ間にニップ部を形成し、該無端定着ベルトの薄膜抵抗層を、両端部に電極を有する給電ローラにて通電加熱することで該無端定着ベルトを加熱し、前記ニップ部でトナー像を保持した記録媒体を挟持搬送させつつ該トナー像を該記録媒体に加熱加圧下に定着させる定着装置を備えた画像形成装置であって、かかるタイプの定着装置における、無端定着ベルトの昇温特性が良好で、待機状態での電力消費を抑制できるという利点を活かしつつ、定着装置に関して、コンパクトな構成でもって、記録媒体の搬送性を向上させることができ、ひいては、今日の高速画像形成の要請に応えることができる画像形成装置を提供することができる。
【００３７】
また、本発明によると、かかる画像形成装置であって、さらに、定着装置において、記録媒体サイズに応じて無端定着ベルトの加熱領域を切り換えることができ、それにより、小サイズ記録媒体にトナー像を定着させるときに該記録媒体に接触しない無端定着ベルト領域の過昇温を抑制して、無駄な電力消費、換言すれば熱消費を抑制しつつ、良好なトナー像定着処理を行え、ひいては、全体としても、それだけ無駄な電力消費、換言すれば熱消費を抑制しつつ、品質良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る定着装置例を搭載した画像形成装置例を示している。
図１の画像形成装置は、回転駆動されるドラム型の感光体１を有しており、その周囲に帯電器２、画像露光装置３、現像装置４、転写ローラ５、分離爪６、クリーナ７及びイレーサ８がこの順序で配置されている。
【００３９】
この画像形成装置によると、感光体１の表面が帯電器２により一様に所定電位に帯電され、その帯電域に画像露光装置３らか原稿画像に応じた画像露光が施され、感光体上に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置４において現像バイアスを印加された現像ローラ４１で現像されて可視トナー像とされる。
【００４０】
一方、記録紙等の記録媒体Ｓを収容したカセット１０から給紙ローラ１０１にて記録媒体が１枚ずつ引き出され、タイミングローラ対１１へ供給される。タイミングローラ対１１は感光体１上のトナー像と同期をとって記録媒体Ｓを感光体１とこれに圧接され、転写電圧が印加された転写ローラ５との間に送り込む。かくして、感光体１と転写ローラ５との相互ニップ部に記録媒体Ｓが通されることで、該記録媒体にトナー像が転写され、引き続き定着装置９で加熱加圧下に記録媒体Ｓ上に定着される。
【００４１】
転写後感光体１上に残留する転写残トナー等は、クリーナ７により除去清掃され、残留電荷はイレーサ８により消去され、次の画像形成に備えられる。
【００４２】
定着装置９は、本発明に係る定着装置の１例である。定着装置９は、図２にも示すように、回転駆動される定着ローラ９１と従動回転する給電ローラ９２と、これらローラに巻き掛けられた無端の定着ベルト９３と、定着ベルト９３に圧接された加圧ローラ９４とを含んでいる。
【００４３】
加圧ローラ９４は、バネ等からなる押圧装置９４０にて、ベルト９３を間にして定着ローラ９１の方へ押圧され、ベルト９３と加圧ローラ９４との間にニップ部Ｎを形成している。
【００４４】
定着ベルト９３は、外側層９３１の内側に通電により発熱する薄膜抵抗層９３２を積層した可撓性ベルトである。本例では、外側層９３１は表面をＰＦＡで厚さ２０μｍコーティングした厚さ２００μｍのシリコンゴム層の内面に厚さ７０μｍのポリイミド層を設けたもので、該ポリイミド層に厚さ１０μｍの薄膜抵抗層９３２が設けられており、ベルト全体の厚みは３００μｍである。
【００４５】
定着ローラ９１は、剛性の高い芯金９１１の表周面上に表層９１２を形成したもので、該表層９１２は、押圧力により弾性変形可能の弾性層である。本例では、定着ローラ９１の外径は３０ｍｍであり、表層９１２はシリコンスポンジからなり、厚さ６ｍｍである。      
【００４６】
給電ローラ９２は、図３にも示すように、両端部に導電性金属（本例ではりん青銅であるがステンレススチール等でもよい）からなる電極９２２を有しており、電極間部分９２３は、電気絶縁性及び耐熱性が高く、熱伝導性の低い材料からなっている。本例では、この部分９２３は液晶ポリマーからなっているが、ＰＰＳ、セラミック材料等からなっていてもよい。電極９２２と電極間部分９２３は外径が同じであり、両者の境目は平滑である。給電ローラ９２は全体として剛性を有している。各電極９２２には導電性の軸端部９２１が導通している。また、両電極９２２は、定着ベルト９３の薄膜抵抗層９３２に接触している。
【００４７】
加圧ローラ９４は、剛性の高い芯金９４１の表周面上に表層９４２を形成したもので、該表層９４２は、押圧力により弾性変形可能の弾性層である。本例では、加圧ローラ９４の外径は３５ｍｍであり、表層９４２はＰＦＡチューブ（厚さ３０μｍ）を被着したシリコンゴム層（厚さ２．５ｍｍ）からなっている。
定着ベルト９３と加圧ローラ９４間のニップ部Ｎの記録媒体搬送方向の幅は約９ｍｍである。
【００４８】
定着装置９によると、定着ローラ９１を図示省略の駆動部にて回転させることで、定着ベルト９３を回転させ、該定着ベルト９３に加圧ローラ９４を従動回転させることができる。そして、給電ローラ９２の両端部電極９２２に軸端部９２１を介して、図示省略の給電回路を導通させることで、薄膜抵抗層９２２に通電して、これを発熱させ、ベルト９３全体を、トナー像を記録媒体Ｓに定着させる定着温度へ向け加熱昇温させることができる。
【００４９】
このようにベルト９３を加熱昇温させて所定定着温度に到達させた状態で、トナー像を保持した記録媒体Ｓをベルト９３と加圧ローラ９４間のニップ部Ｎに送り込み、該ニップ部で挟持搬送させつつ、該トナー像を記録媒体Ｓ上に加熱加圧下に定着させることができる。
【００５０】
定着装置９では、ベルト９３の薄膜抵抗層９３２がベルト９３の一部を構成しているので、かかるベルト加熱昇温に際して、定着ベルトの熱応答性は良好であり、それ故、定着ベルト９３は立ち上がりの速い昇温特性を示す。このように定着ベルト９３の昇温特性が良好であるから、待機状態での定着ベルト温度を低く設定しても、ユーザーの要望に応えて定着装置温度を迅速に所定温度まで立ち上げることができ、かくして、待機状態での定着ベルト温度を低く設定しておくことが可能となり、それだけ電力消費を抑制できる。
【００５１】
また、定着ローラ表層９１２及び加圧ローラ表層９４２がいずれも弾性層であることで、定着ベルト９３と加圧ローラ９４との間のニップ部Ｎは、定着ローラ９１及び加圧ローラ９４のそれぞれの外径寸方の割りにはニップ幅（記録媒体Ｓの搬送方向の長さ）が大きく、それにより、記録媒体Ｓの搬送性は良好である。かくして、定着装置構造はコンパクト化された状態で、該ニップ部Ｎによる記録媒体搬送性が向上しており、今日要請されている高速画像形成に対応可能となっている。
【００５２】
以上説明した定着装置９では、定着ローラ９１と一本の給電ローラ９２とに無端定着ベルト９３を巻き掛け、給電ローラ９２にベルトテンションローラを兼ねさせたが、図４に示す定着装置９’のように、定着ベルト９３を、定着ローラ９１と給電ローラではないテンションローラ９５とに巻き掛け、両端部電極間距離がいずれも等しい、複数本（図示例では２本）の、例えば前記と同じ給電ローラ９２をベルト内側に配置し、各給電ローラ９２の両端部電極９２２（図３参照）を同時に、ベルト９３の薄膜抵抗層９３２に接触させてもよい。なお、この場合、ベルト９３の周長は、必要に応じ、図１の定着装置９の場合より長くしてもよい。
【００５３】
このように、複数本の給電ローラ９２の両端部電極９２２を同時に薄膜抵抗層９３２に接触させることで、定着ベルト９３の駆動状態が不安定な場合でも、薄膜抵抗層９３２への給電が安定化し、定着ベルト９３を安定的に加熱、昇温させることができる。
【００５４】
また、図４に示す定着装置９’において、複数本の給電ローラとして、両端部電極間距離が異なる２種類の給電ローラを採用し、それらを記録媒体サイズに応じて切り換え使用できるようにしてもよい。
【００５５】
図５はその例を示している。図５の定着装置９”では、両端部電極間距離が異なる２本の給電ローラ９２ａと９２ｂを採用している。
給電ローラ９２ａ（９２ｂ）は、図６にも示すように、両端部に導電性金属からなる電極９２２ａ（９２２ｂ）を有しており、電極間部分９２３ａ（９２３ｂ）は、電気絶縁性及び耐熱性が高く、熱伝導性の低い材料からなっている。本例においても、この部分９２３ａ（９２３ｂ）は前記給電ローラ９２の電極間部分９２３と同じ材料から形成されている。各ローラにおいて電極と電極間部分は外径が同じであり、両者の境目は平滑である。各ローラは全体として剛性を有している。各ローラの電極９２２ａ（９２２ｂ）には導電性の軸端部９２１ａ（９２１ｂ）が導通している。
【００５６】
給電ローラ９２ａは、図８に示すように、リンク機構９６を介してソレノイドＳＯＬａによりベルト９３に対して昇降駆動される。ソレノイドＳＯＬａがオン時にローラ９２ａは下降し、その両端部電極９２２ａが薄膜抵抗層９３２に接触する。ソレノイドＳＯＬａがオフ時にローラ９２ａは上昇し、薄膜抵抗層９３２から離間する。
給電ローラ９２ｂは、図８に示すように、同様のリンク機構９６を介してソレノイドＳＯＬｂによりベルト９３に対して昇降駆動される。ソレノイドＳＯＬｂがオン時にローラ９２ｂは下降し、その両端部電極９２２ｂが薄膜抵抗層９３２に接触する。ソレノイドＳＯＬｂがオフ時にローラ９２ｂは上昇し、薄膜抵抗層９３２から離間する。
【００５７】
図６に示す、給電ローラ９２ａの電極間距離Ｌ２は、本例では約２１０ｍｍであり、給電ローラ９２ｂの電極間距離Ｌ１は、本例では約３００ｍｍである。
給電ローラ９２ａは小サイズ記録媒体（本例では縦長姿勢で搬送されるＡ４サイズのもの）用のものであり、給電ローラ９２ｂは大サイズ記録媒体（本例では縦長姿勢で搬送されるＡ３サイズのもの）用のものである。なお、図７は、給電ローラの両端部電極間において薄膜抵抗層９３２に生じる電気力線を模式的に示している。
【００５８】
小サイズ記録媒体に定着処理を施すときは、給電ローラ９２ｂをベルト９３から離間させておき、給電ローラ９２ａを薄膜抵抗層９３２に接触させて該層に通電すればよい。それにより、ローラ９２ａの両電極９２２ａ間に対応する幅狭いベルト領域が加熱され、加熱の必要のない該ベルト加熱領域より外側のベルト領域（記録媒体に接触しない領域）の過昇温が防止される。
【００５９】
大サイズ記録媒体に定着処理を施すときは、給電ローラ９２ａをベルト９３から離間させておき、給電ローラ９２ｂを薄膜抵抗層９３２に接触させて該層に通電すればよい。それにより、ローラ９２ｂの両電極９２２ｂ間に対応する幅広いベルト領域が加熱され、大サイズ記録媒体への定着処理が可能になる。
【００６０】
図９は、図５の定着装置９”に適用可能の給電ローラ切り換え使用制御回路を示している。該回路は画像形成装置動作を制御する制御部Ｃｏｎｔを利用したものである。該制御部には記録媒体サイズ、画像形成枚数等を入力する操作パネルＰＡ等が接続されているとともに、前記のソレノイドＳＯＬａ、ＳＯＬｂの駆動回路等が接続されている。
【００６１】
操作パネルＰＡにおいて、画像形成記録媒体サイズとして大サイズ記録媒体を指定すると、制御部Ｃｏｎｔは、ソレノイドＳＯＬｂ駆動回路に指示してソレノイドＳＯＬｂをオンさせ、給電ローラ９２ｂを薄膜抵抗層９３２に接触させる。操作パネルＰＡにおいて、画像形成記録媒体サイズとして小サイズ記録媒体を指定すると、制御部Ｃｏｎｔは、ソレノイドＳＯＬａ駆動回路に指示してソレノイドＳＯＬａをオンさせ、給電ローラ９２ａを薄膜抵抗層９３２に接触させる。
【００６２】
なお、図８に示す給電ローラの昇降駆動機構及び図９に示す回路は、給電ローラの切り換え使用制御部を構成している。
【００６３】
このように、定着装置９”によると、小サイズ記録媒体にトナー像を定着させるときに該記録媒体に接触しない無端定着ベルト９３の領域の過昇温を抑制して、無駄な電力消費、換言すれば熱消費を抑制しつつ、良好なトナー像定着処理を行える。
また、小サイズ記録媒体への定着処理後にひき続き、大サイズ記録媒体への定着処理を行うときに、小サイズ記録媒体が通過していた外側の領域を通る、大サイズ記録媒体上のトナー像部分の過加熱溶融による定着ベルト９３へのオフセット現象を抑制することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、特に、定着装置における電力消費を抑制しつつ、また、定着装置構成のコンパクト化を達成しつつ高速画像形成を可能にする画像形成装置を提供することに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る画像形成装置例の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る定着装置例の断面図である。
【図３】図２に示す定着装置の給電ローラの平面図である。
【図４】本発明に係る定着装置の他の例の概略構成を示す図である。
【図５】本発明に係る定着装置のさらに他の例の概略構成を示す図である。
【図６】図５に示す定着装置の給電ローラの平面図である。
【図７】図５に示す定着装置の給電ローラによる薄膜抵抗層の電気力線の状態を示す図である。
【図８】図５に示す定着装置の給電ローラの昇降駆動機構を示す図である。
【図９】給電ローラ切り換え使用制御回路例を示す図である。
【図１０】定着装置の従来例を示す図である。
【図１１】定着装置の他の従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  感光体
２  帯電器
３  画像露光装置
４  現像装置
４１  現像ローラ
５  転写ローラ
６  分離爪
７  クリーナ
８  イレーサ
９  定着装置
９１  定着ローラ
９１１  芯金
９１２  表層
９２  給電ローラ
９２１  軸端部
９２２  電極
９２３  電極間部分
９３  定着ベルト
９３１  ベルトの外側層
９３２  薄膜抵抗層
９４  加圧ローラ
９４１  芯金
９４２  表層
９４０  押圧装置
Ｎ  ニップ部
１０  記録媒体カセット
１０１  給紙ローラ
１１  タイミングローラ対
Ｓ  記録媒体
９’  定着装置
９５  ベルトテンションローラ
９”  定着装置
９２ａ、９２ｂ  給電ローラ
９２１ａ、９２２ａ  軸端部
９２２ａ、９２２ｂ  電極
９２３ａ、９２３ｂ  電極間部分
９６  リンク機構
ＳＯＬａ、ＳＯＬｂ  ソレノイド
Ｃｏｎｔ  制御部
ＰＡ  操作パネル
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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