(57)【要約】【課題】通電を開始してから画像を担持する記録材を加熱するまでの立ち上がり時間を短縮でき、コールドオフセットの発生を防止できるようにした加熱回転体の提供。【解決手段】  通電により発熱する発熱層２０ｂと、前記発熱層に通電するための電極層であって、前記記録材の幅方向において前記発熱層よりも外側に設けられ、かつ前記発熱層よりも電気抵抗の小さい電極層２０ｅと、前記発熱層及び前記電極層と対向するように設けられた離型層２０ｄと、を有し、記録材の幅方向において、前記記録材の最大幅よりも前記発熱層の方が長く、前記発熱層よりも前記離型層の方が長いことを特徴とする。【選択図】図５
2011033768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像加熱装置に用いられる加熱回転体であって、画像を担持する記録材を加熱する加熱回転体において、通電により発熱する発熱層と、前記発熱層に通電するための電極層であって、前記記録材の幅方向において前記発熱層よりも外側に設けられ、かつ前記発熱層よりも電気抵抗の小さい電極層と、前記発熱層及び前記電極層と対向するように設けられた離型層と、を有し、前記記録材の幅方向において、前記記録材の最大幅よりも前記発熱層の方が長く、前記発熱層よりも前記離型層の方が長いことを特徴とする加熱回転体。
【請求項２】
前記発熱層と前記離型層の間、及び前記電極層と前記離型層の間に弾性層を有し、前記記録材の幅方向において、前記発熱層よりも前記弾性層の方が長く、前記弾性層と前記離型層の長さは同じであ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】
絶縁性を有する基層を有し、前記基層上に前記発熱層と前記電極層を有す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４】
導電性を有する基層を有し、前記基層上に前記発熱層と前記電極層を有す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５】
前記離型層の材料はフッ素系樹脂であ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６】
加熱回転体と、前記加熱回転体と接触してニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、前記加熱回転体は、通電により発熱する発熱層と、前記発熱層に通電するための電極層であって、前記記録材の幅方向において前記発熱層よりも外側に設けられ、かつ前記発熱層よりも電気抵抗の小さい電極層と、前記発熱層及び前記電極層と対向するように設けられた離型層と、を有し、前記記録材の幅方向において、前記記録材の最大幅よりも前記発熱層の方が長く、前記発熱層よりも前記離型層の方が長いことを特徴とする像加熱装置。
【請求項７】
前記加熱回転体は、前記発熱層と前記離型層の間、及び前記電極層と前記離型層の間に弾性層を有し、前記記録材の幅方向において、前記発熱層よりも前記弾性層の方が長く、前記弾性層と前記離型層の長さは同じであることを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記加熱回転体は、絶縁性を有する基層を有し、前記基層上に前記発熱層と前記電極層を有することを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項９】
前記加熱回転体は、導電性を有する基層を有し、前記基層上に前記発熱層と前記電極層を有することを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項１０】
前記離型層の材料はフッ素系樹脂であることを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項１１】
給電部材と、前記記録材の幅方向において前記加熱回転体の端部と接触し前記加熱回転体の端部形状を保持する端部形状保持部材と、を有し、前記給電部材は、前記加熱回転体の端部と前記端部形状保持部材との接触領域内で前記電極層と電気的に接続され、前記電極層を通じて前記発熱層に通電することを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項１２】
前記給電部材は導電性の板ばねであることを特徴とする請求項１１に記載の像加熱装置。
【請求項１３】
前記給電部材は導電性のブラシ形状の部材であることを特徴とする請求項１１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、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載される画像定着装置（定着器）の定着部材として用いて好適な加熱回転体、及びその加熱回転体を用いた像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の複写機やプリンタに搭載する画像定着装置（定着器）では、省エネルギー化への活動が活発になっており、電源を投入しＯＮ状態（電源オン）にしてから画像形成が可能となるまでの、所謂「立ち上がり時間」の短縮が検討されている。その一つとして、定着ベルトを用い、その定着ベルトを介して記録材上の未定着のトナー像を加熱するように構成したベルト定着方式の定着装置が提案されている。特許文献１、２には、セラミックヒータ（以下、ヒータと称す）と、ヒータと接触しつつ移動するフィルム状の定着ベルトと、定着ベルトを介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、を有するベルト定着方式の定着装置が記載されている。このタイプの定着装置は、ヒータ及び定着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。特許文献３から特許文献６には、通電により発熱する物質からなる抵抗発熱体が芯ローラとともに回転するように構成した加熱ローラを用いて記録材上の未定着のトナー像を加熱するタイプの定着装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９３２２５号公報
【特許文献２】特開平４−２０４９８０号公報
【特許文献３】特開平１−１７７５７６号公報
【特許文献４】特開平４−３２８５９４号公報
【特許文献５】特開平４−３２６３８６号公報
【特許文献６】特開平９−１１４２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ベルト定着方式の定着装置では、ヒータへの通電が不安定な場合、立ち上がり時間の短縮を図ることが出来ない。また記録材がニップ部を通過中にヒータへの通電が不安定になると、トナー像の定着に必要な熱量を定着ベルトに供給することができず、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。本発明の目的は、通電を開始してから画像を担持する記録材を加熱するまでの立ち上がり時間を短縮でき、コールドオフセットの発生を防止できるようにした加熱回転体、及びその加熱回転体を用いた像加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するための本発明に係る加熱回転体の構成は、像加熱装置に用いられる加熱回転体であって、画像を担持する記録材を加熱する加熱回転体において、通電により発熱する発熱層と、前記発熱層に通電するための電極層であって、前記記録材の幅方向において前記発熱層よりも外側に設けられ、かつ前記発熱層よりも電気抵抗の小さい電極層と、前記発熱層及び前記電極層と対向するように設けられた離型層と、を有し、前記記録材の幅方向において、前記記録材の最大幅よりも前記発熱層の方が長く、前記発熱層よりも前記離型層の方が長いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、通電を開始してから画像を担持する記録材を加熱するまでの立ち上がり時間を短縮でき、コールドオフセットの発生を防止できるようにした加熱回転体、及びその加熱回転体を用いた像加熱装置の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】（ａ）は定着装置の一例の横断側面模式図、（ｂ）は（ａ）に示す定着装置の縦断側面模式面
【図２】（ａ）は定着装置の加圧ステーと定着フランジとの関係を表わす説明図、（ｂ）は定着装置の定着ベルトの発熱領域の層構成の説明図
【図３】定着ベルトの各層の長さ、加圧ローラのローラ部の長さ、及び定着ベルトの温度制御系の説明図
【図４】（ａ）は定着ベルトの長手方向の一端部側の層構成を表わす説明図、（ｂ）は発熱層の長さに対する定着ベルトの温度を説明する図
【図５】定着ベルトの長手方向の一端部側の層構成を表わす図であって、（ａ）は発熱層と電極層を電気的に接続する場合の一例を表わす説明図、（ｂ）は発熱層と電極層を電気的に接続する場合の他の例を表わす説明図
【図６】画像形成装置の一例の構成模式図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
[実施例１]画像形成装置例：図６は本発明に係る像加熱装置を画像定着装置として搭載できる画像形成装置の一例の構成模式図である。この画像形成装置は電子写真式のカラープリンタである。本実施例１に示す画像形成装置は、画像形成装置の内部に並設されている第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂにおいてそれぞれ色の異なった４色のトナー像が帯電、露光、現像、転写の各プロセスを経て形成される。本実施例１の画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部装置(不図示）から出力されるプリント信号に応じて所定の画像形成シーケンスを実行し、その画像形成シーケンスに従って画像形成動作を行う。すなわち、各画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂが順次駆動され、像担持体としての感光ドラム１が矢印方向へ所定の周速度（プロセススピード）で回転される。各画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂの感光ドラム１に跨るように駆動ローラ６ａと従動ローラ６ｂとテンションローラ６ｃに掛け回されている中間転写ベルト７は、駆動ローラ６ａによって矢印方向へ各感光ドラム１の回転周速度と対応した周速度で回転される。まず１色目のイエローの画像形成部Ｐｙにおいて、感光ドラム１の外周面（表面）は帯電器２によって所定の極性・電位に一様に帯電される。次に露光装置３が外部装置からの画像情報に応じたレーザ光を感光ドラム１表面の帯電面に走査露光する。これにより感光ドラム１表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そしてその潜像が現像装置４によってイエローのトナー(現像剤）を用いて現像され、感光ドラム１表面上にイエローのトナー像（現像像）が形成される。同様の帯電、露光、現像の各工程が、２色目のマゼンタの画像形成部Ｐｍ、３色目のシアンの画像形成部Ｐｃ、４色目のブラックの画像形成部Ｐｂにおいても行われる。各画像形成部Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｂにおいて感光ドラム１表面に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト７を挟んで各感光ドラム１と対向配置されている一次転写ローラ８によって中間転写ベルト７の外周面(表面）上に順番に重ねて転写される。これにより中間転写ベルト７表面にフルカラーのトナー像が担持される。一方、給送カセット１０内に積載収容されている記録材Ｐは送り出しローラ１１により搬送ガイド１２を通じてレジストローラ１３に送られる。次いで記録材Ｐはレジストローラ１３によって中間転写ベルト７と二次転写ローラ１４間の二次転写ニップ部Ｔｎで挟持搬送され、その搬送過程において二次転写ローラ１４により中間転写ベルト７表面上のフルカラーのトナー像が記録材Ｐ上に転写される。未定着のフルカラーのトナー像を担持する記録材Ｐは定着装置１５に導入される。そしてその記録材Ｐは後述のニップ部で挟持搬送されることによって未定着のフルカラーのトナー像が記録材Ｐに加熱定着される。そして定着装置１５を出た記録材Ｐは排出トレー１６上に排出される。トナー像転写後の感光ドラム１表面は、ドラムクリーナ５によって感光ドラム１表面に残留している転写残トナーが除去され、次の画像形成に供される。フルカラーのトナー像転写後の中間転写ベルト７表面は、ベルトクリーナ９によって中間転写ベルト７表面に残留している転写残トナーが除去され、次���画像形成に供される。
【０００９】
定着装置：以下の説明において、定着装置及びこの定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。長さとは長手方向の寸法である。幅とは短手方向の寸法である。また、記録材に関し、幅方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。幅とは幅方向の寸法である。図１の（ａ）は定着装置１５の一例の横断側面模式図である。図１の（ｂ）は図１に示す定着装置の縦断側面模式面である。図２の（ａ）は定着装置１５の加圧ステー１７と定着フランジ４０との関係を表わす説明図である。本実施例１に示す定着装置１５は、加熱回転体としての定着ベルト２０と、バックアップ部材としての加圧ローラ２２と、保持部材としてのベルトホルダー１６と、を有する。また定着装置１５は、加圧部材としての加圧ステー１７と、断熱部材としての断熱シート３０と、端部形状保持部材としての定着フランジ４０，４０と、を有する。定着ベルト２０、加圧ローラ２２、ベルトホルダー１６、加圧ステー１７及び断熱シート３０は、何れも長手方向の長い部材である。
【００１０】
本実施例１の定着装置１５は、円筒状の定着ベルト（エンドレスベルト）２０の内側に横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有するベルトホルダー１６を有する。そしてそのベルトホルダー１６の幅方向中央に横断面逆Ｕ字形状の加圧ステー１７を配置している。ベルトホルダー１６は省エネルギーの観点から加圧ステー１７への熱伝導の少ない材料を用いるのが望ましい。ベルトホルダー１６の材料としては、例えば、耐熱ガラスや、ポリカーカーボネート等の耐熱性樹脂が用いられる。加圧ステー１７は高い圧力を掛けられても撓みにくい材料であることが望ましい。本実施例１においては加圧ステー１７の材料としてＳＵＳ３０４を用いている。加圧ローラ２２は、定着ベルト２０の下方において定着ベルト２０と並列に配置されている。この加圧ローラ２２は、ステンレス製の芯金２２ａの外周面上に弾性層２２ｂとして厚み約３ｍｍのローラ状のシリコーンゴム層を有し、さらに弾性層２２ｂの外周面上に離型層２２ｃとして厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを有する。そして加圧ローラ２２は、加圧ローラ２２の芯金２２ａの長手方向両端部が装置フレーム２４の奥側と手前側の側板２４ａ，２４ｂに軸受２５ａ，２５ｂを介して回転可能に支持されている。断熱シート３０は、定着ベルト２０の熱がベルトホルダー１６および加圧ステー１７に伝熱するのを防止するためのものである。この断熱シート３０は、定着ベルト２０の内周面（内面）とベルトホルダー１６の外周面との間においてベルトホルダー１６の外周面に接着されている。断熱シート３０は多孔質のシリコーンスポンジからなり、厚さは５００μｍである。定着フランジ４０，４０は、加圧ステー１７の長手方向両端部に配置されている。この定着フランジ４０，４０は、定着ベルト２０の長手方向において定着ベルト２０の端面と対向する基板４０ａ，４０ａ（図１の（ｂ））を有する。基板４０ａ，４０ａにおいて、定着ベルト２０側の内面４０ａ１には、定着ベルト２０の端部側に突出するベルト保持部４０ｂ，４０ｂが設けてある。定着ベルト２０側と反対側の外面４０ａ２には、ベルト保持部４０ｂと反対側に突出するばね受け座４０ｃ，４０ｃが、それぞれ設けてある。そしてその定着フランジ４０，４０は、ばね受け座４０ｃ，４０ｃを装置フレーム２４の側板２４ａ，２４ｂに固定保持させるとともに、基板４０ａ，４０ａの下部を加圧ステー１７の長手方向端部に設けられている外方延出腕部１７ａ，１７ａに保持させている。そしてベルト保持部４０ｂ，４０ｂを定着ベルト２０の長手方向端部の内部に嵌入させている。ばね受け座４０ｃ，４０ｃと加圧アーム４１，４１との間には加圧ばね４２，４１が縮設されている。そしてその加圧ばね４２の加圧力を加圧ステー１７を介してベルトホルダー１６に付与することによって、定着ベルト２０表面を加圧ローラ２２の外周面（表面）に加圧している。そしてその加圧力に応じて加圧ローラ２２の弾性層２２ｂを弾性変形させることにより定着ベルト２０表面と加圧ローラ２２表面間に所定幅のニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成している。本実施例１では、加圧ステー１７の長手方向の一端部及び他端部の加圧力をそれぞれ１５６．８Ｎに設定し、加圧ステー１７の長手��向両端部の総加圧力を３１３．６Ｎ（３２ｋｇｆ）に設定している。１８は温度検知手段としてのサーミスタである。サーミスタ１８は、ベルトホルダー１６の上方において、定着ベルト２０の内面に弾性的に接触するように設置され、定着ベルト２０内面の温度を検知する。具体的には、ベルトホルダー１６に固定支持させたステンレス製のアーム１９の先端にサーミスタ１８が取り付けられている。アーム１９は、定着ベルト２０の回転に伴い定着ベルト２０内面の動きが不安定になっても定着ベルト２０の回転ムラを弾性的に揺動して吸収するようになっている。これによりサーミスタ１８を定着ベルト２０内面に常に接する状態に保つことができる。
【００１１】
図２の（ｂ）は定着ベルト２０の発熱領域の層構成の説明図である。図３は定着ベルト２０の各層の長さ、加圧ローラ２２のローラ部の長さ、及び定着ベルト２０の温度制御系の説明図である。図４の（ａ）は定着ベルト２０の長手方向の一端部側の層構成を表わす説明図である。定着ベルト２０は、内面側から外面側へ順に、基層２０ａ、発熱層２０ｂ及び給電電極層(以下、電極層と記す）４０ｅ、弾性層２０ｃ、離型層２０ｄの４層複合構造である。基層２０ａ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。基層２０ａとして、例えば、ポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等の絶縁性を有する樹脂ベルトや、ＳＵＳ、ニッケルなどの金属ベルトなどを使用できる。本実施例１では、基層２０ａとして、厚さが３０μｍ、直径が２５ｍｍの円筒状ポリイミドベルトを用いた。尚、基層２０ａとして導電性を有する材料を用いる場合は、基層２０ａと基層２０ａの外周面上に設けられる発熱層２０ｂとの間にポリイミドなどの絶縁層を設ける必要がある。発熱層２０ｂ及び電極層２０ｅ上（発熱層及び電極層上）に設けられる弾性層２０ｃとしては、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。弾性層２０ｃ上（弾性層上）に設けられる離型層２０ｄは、フッ素系樹脂の材料からなる厚さ２０μｍのＰＦＡチューブを用いた。離型層２０ｄは弾性層２０ｃ上において発熱層２０ｂ及び電極層２０ｅと対向するように設けられている。離型層２０ｄ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２０ｄはシリコーン樹脂から成る接着剤により弾性層２０ｃと接着されている。発熱層２０ｂは、銀・パラジウム合金を含んだ導電体を均一な厚さで基層２０ａ上（基板上）に塗布した抵抗発熱体である。発熱層２０ｂの総抵抗値は１０．０Ωである。従って、電圧が１００Ｖの交流電源を通電する際に発生する電力は１０００Ｗである。この抵抗値は定着装置１５として必要な発熱量によって適宜決定すればよい。
【００１２】
次に定着ベルト２０の各層の長さ、及び加圧ローラ２２の弾性層の長さについて説明する。本実施例１の画像形成装置に用いられる記録材Ｐの最大幅は２９７ｍｍである。本実施例１の画像形成装置の記録材Ｐの搬送基準は、記録材Ｐの幅方向中央を基準とする中央搬送基準である。図３に示す破線Ａが記録材Ｐの幅方向中央の中央搬送基準線である。つまり、記録材Ｐは記録材Ｐの幅方向中央と中央搬送基準線Ａが一致するように搬送される。図３において、定着ベルト２０の基層２０ａの長さは３２６ｍｍ、弾性層２０ｃ及び離型層２０ｄの長さは３１６ｍｍである。加圧ローラ２２のローラ部すなわち弾性層２２ｂの長さは３１２ｍｍである。そして、定着ベルト２０において、基層２０ａ、弾性層２０ｃ及び離型層２０ｄは、それぞれ、基層２０ａ、弾性層２０ｃ及び離型層２０ｄの長手方向中央が中央搬送基準線Ａと一致している。また、加圧ローラ２２の弾性層２２ｂは、弾性層２２ｂの長手方向中央が中央搬送基準線Ａと一致している。つまり、各層２０ａ，２０ｃ，２０ｄ，２２ｂは、それぞれ、中央搬送基準線Ａに対して線対称である。発熱層２０ｂの長さは３０７ｍｍである。したがって発熱層２０ｂの長さは、発熱層２０ｂの長手方向の一端部側及び他端部側で記録材Ｐの最大幅２９７ｍｍよりも５ｍｍ長い（図４の（ａ）参照）。一般に発熱層２０ｂから外側への伝熱（放熱）によって、発熱層２０ｂの長手方向の一端部側及び他端部側の温度は発熱層２０ｂの長手方向の中央部の温度よりも低下する。そのため、トナー像ｔの定着に必要な熱量を定着ベルトに供給することができず、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やすくなる。そこで、発熱層２０ｂの長手方向において記録材Ｐが通過する通過領域の温度を均一にするため、発熱層２０ｂの長さを記録材Ｐの最大幅に対して５ｍｍ長くしている。そして発熱層２０ｂの長手方向外側（記録材Ｐの幅方向において発熱層２０ｂよりも外側）には、発熱層２０ｂに通電するための電極層２０ｅ，２０ｅを設けている。電極層２０ｅ，２０ｅは、発熱層２０ｂの長手方向外側の基層２０ａ上（基層上）に、発熱層２０ｂと電気的に接触させた導電材料を３０μｍ程度の厚さに均一に塗布した抵抗体からなっている。電極層２０ｅ，２０ｅの抵抗値を加算した総抵抗値は０．１Ω程度であり、その総抵抗値は発熱層２０ｂの総抵抗値の１％程度である。つまり、発熱層２０ｂに対する電極層２０ｅ，２０ｅの発熱量は１％程度であり、電極層２０ｅ，２０ｅの電気抵抗は発熱層２０ｂの電気抵抗よりも小さい。これにより定着ベルト２０の長手方向端部において過度な温度上昇は発生せず、定着ベルト２０が破損することも無い。更に、電極層２０ｅ，２０ｅは、それぞれ、基層２０ａの長手方向において電極層２０ｅ，２０ｅ端部の内側に長さ５ｍｍの露出部２０ｅ１，２０ｅ１を有する。この露出部２０ｅ１，２０ｅ１にそれぞれ給電部材４５，４５が電気的に接続される。給電部材４５，４５は、それぞれ、定着ベルト２０の長手方向端部と定着フランジ４０のベルト保持部４０ｂの外周面（表面）との接触領域内で電極層２０ｅ，２０ｅの露出部２０ｅ１，２０ｅ１と電気的に接続されている。本実施例��では、給電部材４５，４５として、導電性のカーボン製通電接点４５ａ，４５ａを有する導電性の板ばねを用いている。この導電性の板ばね４５，４５は、通電接点４５ａ，４５ａを電極層２０ｅ，２０ｅの露出部２０ｅ１，２０ｅ１に加圧状態に接触させている。これにより板ばね４５，４５は電極層２０ｅ，２０ｅを介して発熱層２０ｂと電気的に接続されている。この板ばね４５，４５は制御手段としてのヒータ駆動回路部５０を介して電源５１に電気的に接続されている。
【００１３】
定着装置の加熱定着動作：本実施例１の定着装置１５は、プリント信号に応じて定着モータ（不図示）が回転駆動され加圧ローラ２２の芯金２２ａの長手方向端部に設けられている駆動ギア（図１の（ｂ））Ｇを回転させる。これにより加圧ローラ２２は矢印方向へ所定の周速度（プロセススピード）で回転する。その加圧ローラ２２の回転はニップ部Ｎにおける加圧ローラ２２表面と定着ベルト２０表面との摩擦力によって定着ベルト２０表面に伝達される。これにより定着ベルト２０は、定着ベルト２０内面が定着フランジ４０のベルト保持部４０ｂの外周面（表面）と接触しながら加圧ローラ２２の回転に追従して加圧ローラ２２と略等速度で矢印方向へ回転する。定着ベルト２０は回転中に定着ベルト２０内面が定着フランジ４０のベルト保持部４０ｂ表面と接触するので、回転中における定着ベルト２０の軌道は常に一定となる。特に本実施例１では、定着ベルト２０内面と接触するベルト保持部４０ｂ表面及びベルトホルダー１６表面との長さの和が、定着ベルト２０の内径よりも２％程度小さくなるように、ベルト保持部４０ｂ表面の周長を設定している。これにより定着装置１５の駆動時において定着ベルト２０の長手方向端部に弛みや波打ちが発生することを防止できる。したがって定着装置１５の駆動時において定着ベルト２０の長手方向端部を定着フランジ４０のベルト保持部４０ｂ表面に沿って回転させることができる。これにより定着フランジ４０の長手方向端部の軌道（回転軌跡）は安定する。また板ばね４５，４５は、それぞれ、定着ベルト２０の長手方向端部と定着フランジ４０のベルト保持部４０ｂの外周面（表面）との接触領域内で電極層２０ｅ，２０ｅの露出部２０ｅ１，２０ｅ１と電気的に接続されている。これにより板ばね４５，４５の通電接点４５ａ，４５ａを軌道の安定した定着ベルト２０の長手方向端部の電極層２０ｅ，２０に電気的に接続でき、板ばね４５，４５と電極層２０ｅ，２０ｅとの電気的接触の安定化を図れる。定着ベルト２０内面にはグリスが塗付されており、そのグリスによってベルトホルダー１６と定着ベルト２０内面との摩擦力を低減させている。これにより定着ベルト２０内面の摩耗を低減できる。また、プリント信号に応じてヒータ駆動回路部５０が電源５１より板ばね４５，４５に通電する。そして板ばね４５，４５が定着ベルト２０の電極層２０ｅ，２０ｅを介して発熱層２０ｂに通電する。その通電により発熱層２０ｂが発熱し定着ベルト２０は昇温する。ヒータ駆動回路部５０はサーミスタ１８からの出力信号（定着ベルト２０の温度検知信号）Ｓを取り込み、その出力信号Ｓに基づいて定着ベルト２０の温度が所定の定着温度（目標温度）を維持するように電源５１をオン・オフする制御を行なう。本実施例１では定着ベルト２０の温度を１６０℃に維持するようにしている。加圧ローラ２２及び定着ベルト２０の回転が安定し、かつ定着ベルト２０の温度が所定の定着温度に維持された状態で、画像としての未定着のトナー像ｔを担持した記録材Ｐは入り口ガイド４６によってニップ部Ｎに導入される。その記録材Ｐはニップ部Ｎで定着ベルト２０表面と加圧ローラ２２表面とによって挟持搬送される。そしてその搬送過程において定着ベルト２０の熱とニップ部Ｎの圧力を受けることによってトナー像ｔは記録材Ｐ上に加熱定着される。ニップ部Ｎを出た記録材Ｐは定着ベルト２０表面から分離され、定着排出ローラ４７によってニップ部Ｎから排出される。
【００１４】
定着ベルトの基層、発熱層、弾性層、離型層及び加圧ローラの弾性層の長さと記録材の最大幅との関係：加圧ローラ２２の弾性層２２ｂの長さは、弾性層２２ｂの長手方向の一端部側及び他端部側で記録材Ｐの最大幅よりも７．５ｍｍ長い。また定着ベルト２０の基層２０ａ、発熱層２０ｂ、弾性層２０ｃ及び離型層２０ｄの各層の長さは、加圧ローラ２２の弾性層２２ｂの長さよりも長い。弾性層２２ｂの長さが記録材Ｐの幅よりも短い場合、記録材Ｐ中で加圧される加圧領域と加圧されない非加圧領域が発生し、その加圧領域と非加圧領域の境目において記録材Ｐに折れ目が発生してしまう。本実施例１の定着装置１５では、弾性層２２ｂの長さが記録材Ｐの幅よりも長いため、常に記録材Ｐ全体を加圧して搬送することができ記録材Ｐに折れ目が発生することは無い。また本実施例１の定着装置１５では、定着ベルト２０の離型層２０ｄの長さは、離型層２０ｄの長手方向の一端部側及び他端部側で弾性層２２ｂよりも２ｍｍ長い。また発熱層２０ｂは弾性層２２ｂと直接接触することが無い。そのため、発熱層２０ｂが弾性層２２ｂとの加圧および接触により磨耗することは無く、定着装置１５を長期間使用する場合においても安定して発熱層２０ｂへの通電が可能となる。
【００１５】
次に、発熱層２２ｂの長さと定着ベルト２０の長手方向端部の温度上昇との関係について説明する。図４の（ｂ）は本実施例１の定着装置１５において発熱層２０ｂの長さに対する定着ベルト２０の温度を説明する図である。図４の（ｂ）中、実線で示す（ａ）が記録材端部位置の定着ベルト２０の表面温度、破線で示す（ｂ）が定着ベルト２０の長手方向端部における最大温度を示す図である。表１は実験条件と実験結果を示す表である。本実験例で用いた定着装置は、定着ベルトとして発熱層の長さが異なる定着ベルトを用いた点を除いて、本実施例１の定着装置１５と同じ構成としてある。前述のように発熱層２０ｂの長手方向端部位置での定着ベルト２０の温度は発熱層２０ｂから外側への伝熱によって、発熱層２０ｂの長手方向中央位置（以下、長手方向中央部と記す）よりも低くなる。そのため、発熱層２０ｂの長手方向中央部と記録材Ｐの幅方向端部位置での定着ベルト２０の温度を均一とするためには、発熱層２０ｂの長さとして３０４ｍｍ以上が必要となる。一方、記録材Ｐの幅に対して定着ベルト２０の発熱層２０ｂの長さを大きくしていくと、ニップ部Ｎの長手方向において記録材Ｐが通過しない領域（非通紙部）に於ける定着ベルト２０温度が上昇する。例えば、発熱層２０ｂの長さが３１０ｍｍより大きくなると、非通紙部の温度は２１０℃を超える。更に、発熱層２０ｂの長さが３１４ｍｍを超えると、発熱層２０ｂの長さが加圧ローラ２２の弾性層２２ｂの長さよりも大きくなるので、発熱層２０ｂには加圧ローラ２２及び記録材Ｐへ全く熱を与えない領域（非加熱部）が存在してしまう。その場合、定着ベルト２０における発熱層２０ｂの非加熱部での温度上昇は著しく大きくなる。
【００１６】
本実施例１の定着ベルト２０では、離型層２０ｄと弾性層２０ｃを接着するための接着剤としてシリコーン樹脂を用いており、２１０℃で軟化して接着性を失う。そのため、発熱層２０ｂの長さが３１０ｍｍを超えると離型層２０ｄの剥がれが発生し定着ベルト２０が破損してしまう。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
本実施例１の定着ベルト２０における発熱層２０ｂの長さは３０７ｍｍである。そのため、記録材Ｐの幅方向端部のコールドオフセットを防止でき、かつ定着ベルト２０の離型層２０ｄ剥がれも防止することが可能となる。
【００１９】
本実施例１の定着ベルト２０は、記録材Ｐの幅方向において発熱層２０ｂよりも外側に電極層２０ｅ，２０ｅを配しているので、発熱層２０ｂへの通電が安定する。そのため通電を開始してからトナー像ｔを担持する記録材Ｐを加熱するまでの立ち上がり時間を短縮できる。また発熱層２０ｂの方が記録材Ｐの幅よりも長く、発熱層２０ｂよりも離型層２０ｄの方が長いので、コールドオフセットの発生を防止できる。また電極層２０ｅ，２０ｅの電気抵抗は発熱層２０ｂの電気抵抗よりも小さいので、定着ベルト２０の長手方向両端部の破損も防止できる。
【００２０】
本実施例１の定着装置１５では、給電部材４５として導電性の板ばね４５ｂを用いているが、給電部材４５はこれに限らず導電性のブラシ形状の部材（不図示）を用いてもよい。その場合、導電性のブラシ部材は定着ベルト２０の電極層２０ｅの露出部２０ｅ１と電気的に接続される。また、上述の定着ベルト２０を用いることより、定着ベルト２０への通電を開始してからトナー像ｔを担持する記録材Ｐを加熱するまでの立ち上がり時間の短縮を図れる。またコールドオフセットの発生を防止できるとともに、定着ベルト２０の長手方向両端部の破損も防止できる。
【００２１】
ここで、図５を参照して定着ベルト２０の発熱層２０ｂと電極層２０ｅを電気的に接続する場合の他の例を説明する。図５は定着ベルト２０の長手方向の一端部側の層構成を表わす図であって、（ａ）は発熱層２０ｂと電極層２０ｅを電気的に接続する場合の一例を表わす説明図、（ｂ）は発熱層２０ｂと電極層２０ｅを電気的に接続する場合の他の例を表わす説明図である。発熱層２０ｂと電極層２０ｅを電気的に接続する場合、図５の（ａ）、（ｂ）に示すように、発熱層２０ｂと電極層２０ｅのそれぞれの対向端部に相互に嵌合する段部２０ｂ２，２０ｅ２を形成する。そしてその段部２０ｂ２，２０ｅ２を利用して２００μｍ程度オーバーラップさせた形態に発熱層２０ｂと電極層２０ｅを結合させる。これにより発熱層２０ｂと電極層２０ｅをより確実に電気的に接続できるようになる。
【００２２】
本実施例１の定着ベルト２０において、基層２０ａ上に発熱層２０ｂと電極層２０ｅを塗布する場合、まず発熱層２０ｂを塗布し、次に電極層２０ｅを塗布することが考えられる。この場合には、図５の（ａ）のように弾性層２０ｃ側よりも基層２０ａ側の発熱層２０ｂの長手方向端部に段部２０ｂ２が形成される。これとは逆に、まず電極層２０ｅを塗布し、次に発熱層２０ｂを塗布することが考えられる。この場合には、図５の（ｂ）のように弾性層２０ｃ側よりも基層２０ａ側の電極層２０ｅの長手方向端部に段部２０ｅ２が形成される。上記の２つ塗付方法を採用しても、発熱層２０ｂと電極層２０ｅの何れか一方に段部を形成できるので、発熱層２０ｂと電極層２０ｅのより確実な電気的接続を実現できる。
【符号の説明】
【００２３】
１５：定着装置、２０：定着ベルト、２０ａ：基層、２０ｂ：発熱層、２０ｃ：弾性層、２０ｄ：離型層、２２バックアップ部材、４５：給電部材、４０：定着フランジ、ｔ：トナー像、Ｐ：記録材
【図５】
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【図６】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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