(57)【要約】【課題】電力が供給されることで発熱する可撓性のスリーブを有する像加熱装置において、給電用の接点の接触抵抗をより精度よく求める。【解決手段】電力が供給されることで発熱する発熱層を有する可撓性スリーブを有し、画像が形成された記録材を、前記可撓性スリーブと加圧部材との間に形成されたニップ部で挟持しながら搬送し、前記画像を加熱する像加熱動作を行う像加熱装置において、前記可撓性スリーブの母線方向の一端側で前記発熱層に接触し、前記発熱層に電力を供給するための第１接点と、前記一端側で前記発熱層と接触し、前記第１接点の接触抵抗を求めるための第２接点と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力が供給されることで発熱する発熱層を有する可撓性スリーブを有し、
画像が形成された記録材を、前記可撓性スリーブと加圧部材との間に形成されたニップ部で挟持しながら搬送し、前記画像を加熱する像加熱動作を行う像加熱装置において、
前記可撓性スリーブの母線方向の一端側で前記発熱層に接触し、前記発熱層に電力を供給するための第１接点と、
前記一端側で前記発熱層と接触し、前記第１接点の接触抵抗を求めるための第２接点と、
を有することを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
電力が供給されることで発熱する発熱層を有する可撓性スリーブを有し、
画像が形成された記録材を、前記可撓性スリーブと加圧部材との間に形成されたニップ部で挟持しながら搬送し、前記画像を加熱する像加熱装置において、
前記発熱層に電力を供給するための第１接点と、
前記第１接点の接触抵抗を求めるための第２接点と、
前記可撓性スリーブの母線方向の一端側で前記発熱層と電気的に接続する低抵抗導電層と、
を有し、
前記第１接点と前記第２接点とのうちいずれか一方は、前記一端側で前記低抵抗導電層に接触し、
前記第１接点と前記第２接点とのうち他方は、前記一端側で前記低抵抗導電層または前記発熱層に接触する
ことを特徴とする像加熱装置。
【請求項３】
前記第１接点と前記第２接点とのうちいずれか一方は、前記可撓性スリーブの内周側に配置され、
前記第１接点と前記第２接点とのうち他方は、前記可撓性スリーブの外周側に配置され、
前記第１接点と前記第２接点とが、前記可撓性スリーブを挟んで対向配置されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記第１接点と前記第２接点とのうちいずれか一方を支持する支持部材と、
前記支持部材に支持される前記一方に向けて、前記第１接点と前記第２接点とのうち他方を押圧する押圧部材と、
を有することを特徴とする請求項３に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記母線方向において、前記第２接点は前記第１接点よりも前記可撓性スリーブの端縁側に配置されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記発熱層に流れる電流を測定する第１測定手段と、
前記第１接点と前記第２接点との間の電位差を測定する第２測定手段と、
前記第１測定手段による測定値と、前記第２測定手段による測定値とから、前記第１接点の接触抵抗を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記算出手段により算出された前記第１接点の接触抵抗の値が、閾値以上の場合に、前記像加熱動作を停止する制御を行う制御手段を有する
ことを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記算出手段により算出された前記第１接点の接触抵抗の値が、閾値以上の場合に、連続して複数枚の記録材を加熱するときの単位時間あたりの枚数を低下させる制御を行う制御手段を有する
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】
記録材に画像を形成する画像形成手段と、
記録材に形成された画像を記録材に定着する定着手段と、
を有する画像形成装置において、
前記定着手段が請求項１乃至８のいずれか１項に記載の像加熱装置である
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、像加熱装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、像加熱装置として、電力が供給されることで発熱する可撓性のスリーブと、スリーブとの間にニップ部を形成する加圧部材とを有し、ニップ部で記録材を搬送しながら加熱する装置がある。このような装置においては、スリーブに電力を供給するために給電用の接点がスリーブに接触配置されている。この給電用の接点の接触抵抗は、装置の様々な制御に用いることができる。
ここで、特許文献１では、スリップリングとブラシ接点によって負荷に電力を供給する装置において、装置全体のインピーダンスを計測し、ブラシ接点部の消耗度を検知する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２６５２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、装置全体のインピーダンスを計測し、既知の負荷抵抗と既知のスリップリング抵抗を差し引くことで、接点部の抵抗値を算出している。そして、この抵抗値に基づいて、ブラシ接点部の消耗度を検知するようにしている。このとき、特許文献１では、負荷及びスリップリングの抵抗が変動しないことを前提としている。
ところが、負荷を発熱させる像加熱装置においては、負荷の発熱状態によって負荷抵抗が大きく変動してしまう。このような像加熱装置において、従来の技術に従い、装置全体のインピーダンスを計測しても、負荷抵抗を既知と定義することができず、接点部の抵抗値のみを算出することが困難となる。
【０００５】
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、電力が供給されることで発熱する可撓性のスリーブを有する像加熱装置において、給電用の接点の接触抵抗をより精度よく求めることができる技術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】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
電力が供給されることで発熱する発熱層を有する可撓性スリーブを有し、
画像が形成された記録材を、前記可撓性スリーブと加圧部材との間に形成されたニップ部で挟持しながら搬送し、前記画像を加熱する像加熱動作を行う像加熱装置において、
前記可撓性スリーブの母線方向の一端側で前記発熱層に接触し、前記発熱層に電力を供給するための第１接点と、
前記一端側で前記発熱層と接触し、前記第１接点の接触抵抗を求めるための第２接点と、
を有することを特徴とする。
【０００７】
また、電力が供給されることで発熱する発熱層を有する可撓性スリーブを有し、
画像が形成された記録材を、前記可撓性スリーブと加圧部材との間に形成されたニップ部で挟持しながら搬送し、前記画像を加熱する像加熱装置において、
前記発熱層に電力を供給するための第１接点と、
前記第１接点の接触抵抗を求めるための第２接点と、
前記可撓性スリーブの母線方向の一端側で前記発熱層と電気的に接続する低抵抗導電層と、
を有し、
前記第１接点と前記第２接点とのうちいずれか一方は、前記一端側で前記低抵抗導電層に接触し、
前記第１接点と前記第２接点とのうち他方は、前記一端側で前記低抵抗導電層または前記発熱層に接触する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電力が供給されることで発熱する可撓性のスリーブを有する像加熱装置において、給電用の接点の接触抵抗をより精度よく求めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の加熱装置を示す概略図
【図２】実施例１の定着フィルムを示す概略図
【図３】実施例１の加熱装置を示す概略図
【図４】実施例１の定着フィルムの等価回路図
【図５】実施例１の定着フィルムの外周面を示す展開図
【図６】実施例１の定着フィルムの等価回路図
【図７】実施例１の定着フィルムの外周面を示す展開図
【図８】実施例２の定着フィルムを示す概略図
【図９】実施例２の加熱装置を示す概略図
【図１０】実施例２の定着フィルムの外周面を示す展開図
【図１１】実施例２の定着フィルムの等価回路図
【図１２】実施例３の加熱装置を示す概略図
【図１３】実施例３の端部領域の給電接点部の概略図
【図１４】実施例３の定着フィルムの等価回路図
【図１５】実施例の画像形成装置の概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
本発明が適用可能な画像形成装置としては、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機、プリンタ、あるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等が挙げられ、ここではレーザプリンタに適用した場合について説明する。また、画像形成装置に搭載される像加熱装置としては、記録材上の未定着のトナー像（現像剤像）を記録材に定着させる定着装置や、記録材上の定着済みトナー像を再度加熱することによりトナー像の光沢度を向上させる光沢付与装置などが挙げられる。
なお、本実施形態では、各構成要素を制御する後述の制御部１０６が、画像形成装置に備えられるものとして説明するが、これに限るものではなく、画像形成装置と像加熱装置にそれぞれ設けられるものであってもよい。制御部１０６は、算出手段と制御手段に相当する。
また、後述する可撓性スリーブとしての定着フィルム１の母線方向（フィルム周面の移動方向に対して直交する方向）または加圧部材としての加圧ローラ３の回転軸方向を、単に長手方向という場合がある。この長手方向は、記録材Ｐの搬送方向に直交する方向（記録材の幅方向）と同じ方向である。
【００１１】
（実施例１）
以下に、実施例１について説明する。
（画像形成装置概要）
まず、本実施例の画像形成装置について説明する。
図１５は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。
画像形成装置１００は、電子写真方式により画像形成を行う。この画像形成装置１００は、感光ドラム１０２、レーザスキャナ１０３、現像部１０４、転写ローラ１０５、制御手段としての制御部１０６などを備えている。
【００１２】
このような構成の画像形成装置１００において、画像形成動作が開始されると、まずレーザスキャナ１０３により画像信号に応じた光が感光ドラム１０２に照射される。すると、このような光が照射されることで、感光ドラム１０２上に潜像が形成される。
次に、感光ドラム１０２上に形成された潜像が、現像部１０４に収納された現像剤としてのトナーで現像されることにより、感光ドラム１０２上にトナー画像（可視像）Ｔが形成される。また、このようなトナー画像形成動作に並行して記録材収納カセットから記録材Ｐが給送される。すると、この記録材Ｐは、搬送ローラ及びレジストローラによって感光ドラム１０２に形成されたトナー画像と同期をとって感光ドラム１０２と転写ローラ１０５とにより構成される転写部に搬送される。
そして、この転写部において、転写ローラ１０５にバイアスが印加されることによってトナー画像が記録材Ｐへ転写される。ここで、記録材Ｐにトナー画像を形成するための、感光ドラム１０２、レーザスキャナ１０３、現像部１０４、転写ローラ１０５は、画像形成手段を構成する。
このようなトナー画像が転写された記録材Ｐは、この後、加熱装置１０１へ搬送され、この加熱装置１０１において加熱されることによりトナー画像が記録材Ｐに定着される。
【００１３】
（加熱装置概要）
以下に、本実施例の加熱装置１０１の概要について説明する。
図１Ａ〜１Ｃは、本実施例の加熱装置１０１の概要について説明するための概略図である。図１Ａには、加熱装置１０１の平面図を示し、図１ＡにおけるＡ−Ａ断面の断面図を図１Ｂに示す。
本実施例の加熱装置１０１は、発熱体を兼ねる定着フィルム１、フィルム支持部材２、加圧ローラ３、定着フランジ５ａ，５ｂ、定着ステー６、温度検知素子７、加圧バネ８、交流電源２０を有する。加熱装置１０１は、後述のように、定着フィルム１と加圧ローラ３との間に形成された定着ニップ部Ｎで、記録材Ｐを挟持しながら搬送し、記録材Ｐ上の画像を加熱する像加熱動作を行う。
【００１４】
定着フィルム１には、定着フィルム１へ電力を供給する給電接点（第１接点）４ａ，４ｂが配置され、給電接点４ａは長手方向の一端側に配置され、給電接点４ｂは、長手方向の他端側に配置されている。
定着フィルム１は、外径が１８ｍｍ、長手方向の長さが２５０ｍｍの円筒形状を成す。フィルム支持部材２は、長手方向の長さが２５０ｍｍであり、液晶ポリマーにて成形される。
加圧ローラ３は、外径１０ｍｍの芯金３３と、膜厚４ｍｍのシリコーンゴムからなる弾性層３２と、膜厚３０μｍのＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ樹脂）からなる離型層３１とにより構成されている。弾性層３２及び離型層３１の長手方向の長さは２５０ｍｍであり、加圧ローラ３の外径は約１８ｍｍである。また、アスカーＣ型硬度計１ｋｇｆ荷重における、加圧ローラ３の硬度は４０度である。
【００１５】
定着フランジ５ａは液晶ポリマーにて形成され、加圧力を受ける胴体部５ａ１と、定着
フィルム１の長手方向の端部の内周面を受ける円筒状のツバ部５ａ２とで形成される。
定着ステー６は、断面形状が略コの字型のジンコート鋼板である。
給電接点４ａは、定着フィルム１を挟んで定着フランジ５ａのツバ部５ａ２に対向して配置される。そして、給電接点４ａは、給電接点バネ１０によって加圧され、定着フィルム１に押圧接触される。
このような構成により、給電接点４ａから定着フィルム１に交流電源２０からの電力が供給される。給電接点４ｂと定着フランジ５ｂ（胴体部５ｂ１、ツバ部５ｂ２）の関係についても、給電接点４ａと定着フランジ５ａ（胴体部５ａ１、ツバ部５ａ２）の関係同様である。
【００１６】
温度検知素子７は薄膜の金属板の先端に取り付けられ、この金属板が定着ステー６に取り付けられることで、温度検知素子７の位置が固定される。なお、温度検知素子７は、定着フィルム１において、フィルム内周面に接触するように、長手方向の中央部に配置される。温度検知素子７の検知温度に応じて加熱装置１０１の温度が制御される。
加圧バネ８はＳＵＳ材の圧縮コイルバネである。
定着フィルム１内周面には摺動性を高めるため、フッ素オイルとＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン樹脂）を主成分とする耐熱摺動グリスが２００ｍｇ塗布される。
加圧バネ８の加圧力によって定着フィルム１と加圧ローラ３とが接触することで、定着フィルム１と加圧ローラ３との間に定着ニップ部Ｎが形成される。加圧バネ８は定着フランジ５ａ，５ｂ、定着ステー６、フィルム支持部材２、定着フィルム１を経由して、加圧ローラ３を加圧する。このときの加圧力は１６０Ｎである。
【００１７】
（実施例１の特徴）
図２Ａは、定着フィルム１の概略平面図である。図２Ｂは、端部領域１ｄ，１ｆの概略断面図、図２Ｃは、中央領域１ｅの概略断面図である。
図２Ａに示すように、定着フィルム１において長手方向の中央領域を１ｅとし、端部領域を１ｄ，１ｆとする。本実施例では、中央領域１ｅの長手方向の長さを２３０ｍｍ、端部領域１ｄ，１ｆの長手方向の長さをそれぞれ１０ｍｍとする。
【００１８】
定着フィルム１は、膜厚５０μｍの基層（発熱層）１ａと、中央領域１ｅにおいて基層１ａを被覆する膜厚１５μｍの離型層１ｂとで構成されている。端部領域１ｄ，１ｆは、基層１ａのみで構成され、離型層１ｂには被覆されていない。
基層１ａには、導電材を添加したポリイミド材を使用する。この基層の抵抗率は２３０［μΩ・ｍ］、長手方向の抵抗は２０Ω（常温２５℃の時）である。この基層に電力を投入し、加熱装置の発熱源とする。尚、基層１ａは、ＮＴＣ特性（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を示し、定着フィルム１が２００℃に達すると、前述の長手方向の抵抗は約１７Ωに変動する。本実施例では、離型層１ｂにＰＦＡを使用している。
【００１９】
図３Ａ〜３Ｃは、本実施例における加熱装置を示す概略図である。
図３Ａには、加熱装置の平面図を示し、図３Ｂには、給電接点４ａ，４ｂ、電位接点９ａ，９ｂが配置された状態の定着フィルム１の平面図を示し、図３Ｃには、図３Ａに示すＢ−Ｂ断面の断面図を示す。
本実施例の加熱装置１０１では、定着フィルム１の長手方向の一端に給電接点４ａ、電位接点９ａ、電圧計２１が接続され、他端に給電接点４ｂ、電位接点９ｂ、電圧計２１が接続されている。
図３Ｂに示すように、定着フィルム１の端部領域１ｄに給電接点４ａ、端部領域１ｆに給電接点４ｂを接触配置させる。給電接点４ａ，４ｂはいずれも同一条件であるため、以下の説明では、給電接点４ａについてのみ説明する。
【００２０】
本実施例において、給電接点４ａは銅材であり、給電接点４ａの寸法は４ｍｍ×４ｍｍ×４ｍｍの立方体形状とした。給電接点４ａは、定着フィルム１の端縁から長手方向内側に６ｍｍ〜１０ｍｍの領域内に配置する。
図３Ｃに示すように、給電接点４ａは、定着フィルム１を挟んで定着フランジ５ａのツバ部５ａ２に対向する位置に配置されている。給電接点バネ１０は約１００ｇｆの押圧力にて、給電接点４を押圧し、給電接点４ａと定着フィルム１の接触を安定させる。
給電接点４ａと定着フィルム１間の接触抵抗によって電力が無駄に消費されることを極力回避するために、（１）給電接点材の抵抗率を下げる、（２）給電接点の押圧力を上げることが好ましい。
給電接点４ａと摺動接触する定着フィルム１の摩耗を軽減したい場合、低い抵抗率の接点材を選択し、給電接点４ａの押圧力を下げることが、接触抵抗と定着フィルム１の摩耗の両立の観点で好ましい。
【００２１】
また、図３Ｂに示すように、定着フィルム１の端部領域１ｄに電位接点９ａ、端部領域１ｆに電位接点９ｂを接触配置させる。電位接点９ａと９ｂは同一条件であるため、電位接点９ａについてのみ説明し、電位接点９ｂについての説明を省略する。
電位接点９ａは、抵抗率１０μΩ・ｍ程度のカーボン材とし、寸法は２ｍｍ×２ｍｍ×２ｍｍの立方体形状とした。電位接点９ａは、定着フィルム１の端縁から長手方向内側に６ｍｍ〜１０ｍｍの領域内に配置する。
図３Ｃより、定着フィルム１の周面上の周方向における給電接点４ａと電位接点９ａとの間の距離を“Ｌ”とする。実施例１では、Ｌ＝３ｍｍと設定する。
【００２２】
また、電位接点９ａは、定着フィルム１を挟んで定着フランジ５ａのツバ部５ａ２に対向する位置に配置されている。電位接点バネ１１ａは約１０ｇｆの押圧力にて、電位接点９ａを押圧するように配置されている。これにより、電位接点９ａと定着フィルム１の接触状態を安定させることができる。
電位接点９ａは給電接点４ａとは異なり、ほぼ電流が流れないため、電位接点９ａと定着フィルム１間の接触抵抗が増大したとしても、電力が消費されるわけではない。よって、接触抵抗低減を狙うよりも、電位接点９ａによる定着フィルム１の摩耗抑制を優先して電位接点条件を決定することが好ましい。このため本実施例１においては、定着フィルム１よりも低硬度のカーボン材を電位接点９ａの材料として使用している。例えば、定着フィルム１の回転に従って回転動作する円柱状の回転体を電位接点９ａとして選択してもよい。
図３Ａに示すように、給電接点４ａと電位接点９ａとの間に電圧計２１を配置することで、両接点間の電位差を測定することが可能となる。
【００２３】
（作用）
図４は、本実施例における定着フィルム１の等価回路図である。
給電接点４ａ，４ｂの抵抗をそれぞれＲ１，Ｒ２、電位接点９ａ，９ｂの抵抗をそれぞれＲ３，Ｒ４、給電接点４ａと定着フィルム１間の接触抵抗をＲｃ１、給電接点４ｂと定着フィルム１間の接触抵抗をＲｃ２とする。また、給電接点４ａと電位接点９ａ間の経路抵抗をＲｆ１、給電接点４ｂと電位接点９ｂ間の経路抵抗をＲｆ２、給電接点４ａと給電接点４ｂ間の抵抗をＲｆとした。
【００２４】
給電接点４ａ，４ｂの抵抗Ｒ１，Ｒ２はいずれも０．００３ｍΩである。一方、接触抵抗Ｒｃ１，Ｒｃ２は数百ｍΩを想定している。抵抗Ｒ１，Ｒ２は、接触抵抗Ｒｃ１，Ｒｃ２に比べて十分に小さい。
また、電圧計２１の内部抵抗は１０ＭΩであり、図４に示したその他の抵抗に比べ十分に大きい。電位接点９ａ，９ｂの抵抗Ｒ３，Ｒ４には交流電源２０の電流は流れないため、抵抗Ｒ３，Ｒ４に電位差は生じない。
電圧測定において、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の電位差は測定されないため、等価回路上における抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を除外して考えることができる。
【００２５】
次に、経路抵抗Ｒｆ１，Ｒｆ２について、図５を用いて説明する。
図５は、定着フィルム１の外周面を示す展開図である。図５において、給電接点４ａと給電接点４ｂ間に交流１００Ｖを印加し、約５Ａの電流を流した際の電流（電気力線）を実線２３で示し、等電位線を点線２４で示す。
給電接点４ａと電位接点９ａ間は電気力線が疎であり、両接点間の電位差も小さい。つまり、経路抵抗Ｒｆ１の電位差が小さいことが確認できる。それゆえ、電圧測定におけるＲｆ１を測定誤差と考えることができる。経路抵抗Ｒｆ２についても同様に考えることができる。
電圧測定おいて抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を等価回路から除外し、さらに経路抵抗Ｒｆ１，Ｒｆ２を測定誤差として考えることができるため、図６に示す等価回路に置換えることができる。
【００２６】
この等価回路によれば、この電圧測定において接触抵抗Ｒｃ１，Ｒｃ２の電位差を等価的に測定することが可能になる。
交流電源２０に直列に配置する電流計２２の指示値（測定値）Ｉと、給電接点４ａと電位接点９ａ間の電圧計２１の指示値Ｖより、接触抵抗Ｒｃ１をＶ／Ｉとして算出する。接触抵抗Ｒｃ２についても同様にして算出する。
【００２７】
以上説明したように、定着フィルム１の基層１ａの一端側に電力を供給するための給電接点４ａを配置し、同一端側に電位接点９ａを配置することで、給電接点４ａの接触抵抗をより精度よく測定することができる。
このとき、給電接点４ａと電位接点９ａとの間に電圧計２１を接続し、両接点間の電位差を測定することで、給電接点４ａと定着フィルム１との接触抵抗を独立且つ高精度に算出することができる。
【００２８】
このように高精度に算出した給電接点４ａの接触抵抗は、加熱装置１０１または画像形成装置１００における様々な制御に用いることができる。
ここで、給電接点４ａの接触抵抗が大きくなると、給電接点４ａと定着フィルム１の間で発熱が生じ、長手方向における最大通紙可能幅より狭いサイズの複数枚の記録材Ｐを連続で画像形成する場合には、所謂非通紙部昇温が発生することが懸念される。非通紙部昇温は、定着ニップ部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）の各部材の温度が徐々に上昇するという現象である。加熱装置１０１としては、非通紙部の温度が装置内の各部材の耐熱温度を超えないようにする必要がある。
そこで、算出された給電接点４ａの接触抵抗の値が閾値以上となった場合には、連続プリントのスループット（単位時間（１分）当たりにプリントできる枚数）を低下させる制御（スループットダウン）が行われるものであるとよい。また、算出された給電接点４ａの接触抵抗の値が閾値以上となった場合には、画像形成動作を一旦停止させる制御が行われるものであってもよい。また、算出された給電接点４ａの接触抵抗の値が閾値以上となった場合には、加熱装置１０１における制御温度を、設定温度範囲のなかで小さくする制御が行われるものであってもよい。また、算出された給電接点４ａの接触抵抗の値が閾値以上となった場合には、交流電源２０から供給される電力量を抑える制御が行われるものであってもよい。このような制御により、非通紙部昇温を抑制することができる。
【００２９】
また、本実施例では、一端側に給電接点４ａと電位接点９ａを配置し、他端側に給電接点４ｂと電位接点９ｂを配置するものであったが、これに限るものではない。一端側に配置された給電接点４ａと電位接点９ａを用いて、他端側の給電接点４ｂの接触抵抗を予測できるものであれば、他端側には、給電接点４ｂの接触抵抗を求めるための電位接点９ｂ
が配置されなくてもよい。例えば定着フィルム１の層構成が、一端側と他端側で同じであれば、他端側の給電接点４ｂの接触抵抗は、一端側の給電接点４ａの接触抵抗と同じにすることもできる。また、定着フィルム１の層構成が、一端側と他端側で異なる場合でも、一端側の給電接点４ａの接触抵抗と、他端側の給電接点４ｂの接触抵抗との関係を予め把握しておけば、一端側の給電接点４ａの接触抵抗から、他端側の給電接点４ｂの接触抵抗を予測できる。このような場合には、予め実験等により、一端側の給電接点４ａの接触抵抗と、他端側の給電接点４ｂの接触抵抗との関係を求め、その関係を制御部１０６に記憶しておくとよい。
【００３０】
また、本実施例においては、給電接点４ａと電位接点９ａは、定着フィルム１の外周面に接触するように配置しているが、これに限るものではない。すなわち、給電接点４ａと電位接点９ａを定着フィルム１の内周面に接触するように配置してもよく、このような構成においても、上述した効果と同様の効果を得ることができる。また、一端側において給電接点４ａと電位接点９ａが、定着フィルム１の外周面に接触するように配置し、他端側において給電接点４ｂと電位接点９ｂが、定着フィルム１の内周面に接触するように配置してもよい。
さらに、本実施例における定着フィルム１は基層１ａと離型層１ｂの２層構成であったが、これに限るものではない。例えば、絶縁層、発熱層、離型層の順に配置される多層定着フィルムであっても、上述したように給電接点４ａと電位接点９ａを発熱層に接触して配置すれば、上述した効果と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
以下に、給電接点４ａに対する電位接点９ａの好適な位置について検討した結果について説明する。
図７は、定着フィルム１の外周面を示す展開図である。図７において、交流電源２０により給電接点４ａと給電接点４ｂとの間に電圧を印加した際の、電流（電気力線）を実線２３で示し、等電位線を点線２４で示す。
ここでは、電位接点９ａを異なる４箇所に配置した場合について比較した。
９ａ１・・・給電接点４ａより長手方向内側
９ａ２・・・長手方向において給電接点４ａと同位置
９ａ３・・・長手方向において給電接点４ａと同位置（９ａ２と周方向で異なる位置）
９ａ４・・・給電接点４ａより長手方向外側（定着フィルム１の端縁側）
いずれの電位接点も給電接点４ａとの距離Ｌを３ｍｍとした。
【００３２】
図６の等価回路によれば、給電接点４ａから定着フィルム１を経て電位接点９ａに至るまでの経路の抵抗Ｒｆ１における電位差の大小は、電圧測定における経路抵抗Ｒｆ１の測定誤差を左右する。経路抵抗Ｒｆ１の電位差を小さくすればするほど、測定誤差の低減につながり、接触抵抗算出の精度向上にとって好ましい。
図７より、給電接点４ａに電位接点９ａを近づけるほど、電位差は小さくなる。よって、両接点間の距離を近接することが好ましいことがわかる。
【００３３】
（電位接点９ａ１の位置）
電位接点９ａ１の位置は他の３つの位置と比較して、やや電位差が大きい。給電接点４ａより長手方向内側に電位接点を配置する際は、極力両接点の距離を近接することが望まれる。一方で、給電接点４ａより長手方向外側に配置する必要がないので、例えば定着フィルム１の長手方向の長さを伸ばす等の装置サイズ拡大の心配がない。
（電位接点９ａ２と電位接点９ａ３の位置）
長手方向において同位置且つ接点間距離が同一である電位接点９ａ２と電位接点９ａ３においては、電位差は同等であり、どちらの電位接点であっても同様の効果を発揮する。前述した電位接点９ａ１の位置より電位差が生じにくい接点配置である。また、電位接点９ａ１の時と同様に給電接点４ａより長手方向外側に配置する必要がないので、例えば定
着フィルム１の長手方向の長さを伸ばす等の装置サイズ拡大の心配がない。
（電位接点９ａ４の位置）
電位接点９ａ４の位置は他の３つの電位接点の位置と比較して、最も電位差が生じにくいので、測定精度を優先する場合は定着フィルム１の長手方向において、給電接点４ａの外側配置が好ましい。
【００３４】
以上のように、給電接点４ａと電位接点９ａとを近づけることで、両接点間の電位差を低減できる。したがって、両接点を極力近接させることが好ましい。
そして、両接点を可能な限り近接配置した上で、測定精度を優先する場合、給電接点４ａより長手方向外側に電位接点９ａを配置することが好ましい。
【００３５】
ここで、定着フィルム１の内周側で粘性の高い摺動グリスなどを使用する際には、本実施例のように、２つの接点を定着フィルム１の外周側に配置することが望ましい。給電接点４ａにグリスが付着することで接触抵抗の上昇を招くおそれがあるからでる。また、電位接点９ａにグリスが付着することで、定着フィルム１との導通経路が途切れ、電位の測定を不可能にするおそれがある。
一方、定着フィルム１の外周面がトナーや粉塵などで汚染されやすい構成を選択する場合、２つの接点は、定着フィルム１の内周側に配置するのが望ましい。前述と同様に、２つの接点にトナーや粉塵が付着することで、接触抵抗の上昇や測定不能になるおそれがあるからである。
加熱装置１０１の仕様及び外乱に対応するよう、状況に応じて定着フィルム１の外周側に配置するか内周側に配置するかを選択するとよい。
【００３６】
（実施例２）
以下に、実施例２について説明する。なお、本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。
本実施例の特徴は、定着フィルム１の両端部に低抵抗層（低抵抗導電層）を配置し、その低抵抗層に給電接点及び電位接点を接触配置していることである。
図８Ａは、本実施例の定着フィルム１の概略平面図である。図８Ｂは、端部領域１ｄ，１ｆの概略断面図、図８Ｃは、中央領域１ｅの概略断面図である。
【００３７】
本実施例の定着フィルム１は、実施例１同様、膜厚５０μｍの基層１ａと、中央領域１ｅにおいて基層１ａを被覆する膜厚１５μｍの離型層１ｂとを有し、さらに、端部領域１ｄ，１ｆにおいて基層１ａを被覆する膜厚１０μｍの低抵抗層１ｃを有する。ここで、基層１ａと低抵抗層１ｃは電気的に接続している。基層１ａ、離型層１ｂについては実施例１と同様である。低抵抗層１ｃには、抵抗率０．１μΩ・ｍの銀ペースト材を使用する。この低抵抗層１ｃは、基層１ａに比べて十分に抵抗率が低いため、低抵抗層１ｃを被覆した端部領域１ｄ，１ｆの基層１ａでは発熱しない。
【００３８】
図９Ａ〜９Ｃは、定着フィルム１の一端に給電接点４ａ、電位接点９ａ、電圧計２１、別の一端に給電接点４ｂ、電位接点９ｂ、電圧計２１を接続した加熱装置の概略図である。
図９Ａには、加熱装置の平面図、図９Ｂには、給電接点４ａ，４ｂ、電位接点９ａ，９ｂが接続された状態の定着フィルム１の平面図を示し、図９Ｃには、図９ＡにおけるＣ−Ｃ断面の断面図を示す。
本実施例では、図９Ｂに示すように、定着フィルム１の端部領域１ｄに給電接点４ａ、端部領域１ｆに給電接点４ｂを接触配置させる。給電接点４ａ，４ｂは同一条件であるため、本実施例においても、給電接点４ａについてのみ説明する。
本実施例では、定着フィルム１の端部領域１ｄにおいて、基層１ａの外周面上に低抵抗
層１ｃを設けており、この低抵抗層１ｃと給電接点４ａを接触させることで交流電源２０から定着フィルム１に電力を供給することを特徴とする。
【００３９】
また、図９Ｂに示すように、定着フィルム１の端部領域１ｄに電位接点９ａ、端部領域１ｆに電位接点９ｂを接触配置させる。電位接点９ａ，９ｂは同一条件であるため、本実施例においても、電位接点９ａについてのみ説明する。
本実施例では、定着フィルム１の端部領域１ｄ，１ｆにおいて、基層１ａの外周面上に設けられた低抵抗層１ｃに電位接点９ａを接触させ、給電接点４ａと電位接点９ａ間の電位差を測定する。
【００４０】
（作用）
本実施例における定着フィルム１の等価回路は、実施例１と同様となる。よって、図４に示した等価回路を利用して以下に説明する。
実施例１と同じ理由から、電圧測定において、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の電位差は測定されないため、等価回路上における抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を除外して考えることができる。
【００４１】
次に、給電接点４ａ，４ｂから定着フィルム１を経て電位接点９ａ，９ｂに至るまでの経路の抵抗Ｒｆ１，Ｒｆ２について、図１０を用いて説明する。
図１０は、定着フィルム１の外周面を示す展開図である。図１０において、給電接点４ａと給電接点４ｂ間に交流１００Ｖを印加し、約５Ａの電流を流した際の、電流（電気力線）を実線２３で示し、等電位線を点線２４で示す。図１０に示すように、電流（電気力線）は定着フィルム１の長手方向に略平行に均一に流れ、等電位線は、定着フィルム１の長手方向に対して垂直な方向に均一である。また、給電接点４ａと電位接点９ａ間は同電位であるため、両接点間には電流が流れない。つまり、給電接点４ａと電位接点９ａ間には電位差が生じないので、電圧測定において、等価回路上における経路抵抗Ｒｆ１を除外して考えることができる。同様の理由より給電接点４ｂと電位接点９ｂ間にも電位差が生じないので、経路抵抗Ｒｆ２を除外して考えることができる。
【００４２】
以上のことから、電圧測定おいて抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒｆ１，Ｒｆ２を等価回路から除外して考えることができる。このため、図４に示す等価回路を図１１に示す等価回路に置換えることができる。
本実施例の電圧測定においては、図１１に示す等価回路を用いて、接触抵抗Ｒｃ１，Ｒｃ２の電位差を等価的に測定することが可能になる。
【００４３】
以上説明したように、円筒状の定着フィルム１の基層１ａの一端側に低抵抗層１ｃを配置し、その低抵抗層１ｃに電力を供給する給電接点４ａ、同一端側且つ低抵抗層１ｃに電位接点９ａを接触配置させることで接触抵抗をより精度よく測定することができる。
また、給電接点４ａと電位接点９ａとの間に電圧計２１を接続し、両接点間の電位差を測定することで、給電接点４ａと定着フィルム１との接触抵抗を独立且つ高精度に算出することができる。
【００４４】
ここで、本実施例においては、低抵抗層１ｃの材質として銀ペースト材を選択しているが、これに限るものではない。例えば金、銀、銅、ニッケルメッキ等で低抵抗層１ｃを形成してもよいし、金属製のリングを定着フィルム１の端部に接着等してもよく、このような構成によっても上述した効果と同様の効果を得ることができる。
また、本実施例において低抵抗層１ｃは、基層１ａの外周面上に設けられるものであったが、これに限るものではない。低抵抗層１ｃは、基層１ａの内周面上に設けられるものであってもよく、基層１ａの外周面上と内周面上にそれぞれ設けられるものであってもよい。このような構成によっても上述した効果と同様の効果を得ることができる。
また、本実施例では、定着フィルム１の端部領域１ｄにおいて、低抵抗層１ｃを設け、給電接点４ａおよび電位接点９ａと、低抵抗層１ｃとをそれぞれ接触させるものであったが、これに限るものではない。すなわち、給電接点４ａおよび電位接点９ａのうちいずれか一方が、低抵抗層１ｃと接触し、他方が基層１ａと接触するように配置されるものであってもよい。
【００４５】
（実施例３）
以下に、実施例３について説明する。なお、本実施例においては、実施例１，２に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１，２と同様の構成部分については、その説明を省略する。
本実施例の特徴は、給電接点と電位接点を、それぞれの接点が定着フィルム１を挟んで対向するように、定着フィルム１の内周面と外周面にそれぞれ接触配置していることである。
【００４６】
図１２Ａ〜１２Ｃは、定着フィルム１の一端に給電接点４ａ、電位接点９ａ、電圧計２１、別の一端に給電接点４ｂ、電位接点９ｂ、電圧計２１を接続した加熱装置の概略図である。図１２Ａには、加熱装置の平面図、図１２Ｂには、給電接点４ａ，４ｂ、電位接点９ａ，９ｂが接続された状態の定着フィルム１の平面図を示し、図１２Ｃには、図１２ＡにおけるＤ−Ｄ断面の断面図を示す。
図１２Ｂに示すように、定着フィルム１の外周面において、端部領域１ｄに給電接点４ａ、端部領域１ｆに給電接点４ｂを接触配置させる。給電接点４ａ，４ｂは同一条件であるため、本実施例においても、給電接点４ａについてのみ説明する。
本実施例では図１２Ｃに示すように、電位接点９ａは、定着フランジ５ａのツバ部５ａ２上に配置され、定着フィルム１の内周面に接触している。そして、給電接点４ａは、定着フィルム１を挟んで、電位接点９ａに対向配置されている。
【００４７】
図１３Ａ〜１３Ｃは、本実施例において、端部領域１ｄの給電接点部の概略図である。図１３Ａは、定着フランジ５ａと加圧バネ８を示す図、図１３Ｂは、図１３Ａに電位接点９ａを追加して表示した図、図１３Ｃは、図１３Ｂに定着フィルム１、給電接点４ａ、給電バネ１０を追加して表示した図である。なお、図１３Ｂ，１３Ｃにおいては、説明の便宜上、電位接点９ａ、給電バネ１０、端部領域１ｄ、中央領域１ｅにハッチングを施している。
定着フィルム１の端部領域１ｆにおける電位接点９ｂに関しても、端部領域１ｄにおける電位接点９ａと同様のため、その説明は省略する。
【００４８】
本実施例では図１３Ｂに示すように、電位接点９ａとして５ｍｍ幅の銅箔テープを定着フランジ５ａのツバ部５ａ２から定着フランジ５ａの胴体部５ａ１まで連続して貼付している。実施例１や実施例２における電位接点の保持方法とは異なり、本実施例では電位接点９ａは定着フランジ５ａによって位置が決定される。この定着フランジ５ａは、加熱装置１０１の不図示の金属フレームによって位置が固定されており、定着フランジ５ａの位置が変動することはほぼない。よって、電位接点９ａの位置に関しても変動することはほぼない。
定着フランジ５ａのツバ部５ａ２が、図１３Ｂに示す状態から、定着フィルム１の内周側に挿し込まれることで、図１３Ｃに示すように、定着フランジ５ａと定着フィルム１が組立てられている。
給電接点バネ１０は、給電接点４ａ、定着フィルム１を経て電位接点９ａに対して押圧力を付与している。定着フランジ５ａの胴体部５ａ１に貼付されている電位接点９ａは、電圧計２１に接続されている。
【００４９】
ここで、本実施例においては上述したように、給電接点４ａと電位接点９ａは定着フィ
ルム１を挟んで対向配置されている。このような構成においては、給電接点４ａと電位接点９ａのうちどちらか一方のみに接点バネ（押圧部材）を備え、もう一方は位置を固定する方が望ましい。例えば、どちらの接点にも接点バネを備えた場合、接点バネの押圧力変化、バネの伸縮、定着フィルム１の回転軌跡変動などによって、定着フィルムはどちらかの接点に近づいたり遠ざかったりするなど、定着フィルム１の位置が定まらなくなることが懸念される。定着フィルム１の位置が定まらない場合には、定着フィルム１が他の構成部品に接触するなどして、定着フィルム１がダメージを受けるリスクがある。
本実施例では、位置が固定された電位接点９ａに定着フィルム１が押しつけられる構成であるため、定着フィルム１の位置が変動することはほぼない。よって、本実施例の構成により、前述のリスクを最小限に留めることができる。
【００５０】
（作用）
図１４は、本実施例における定着フィルムの等価回路図である。
抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒｃ１，Ｒｃ２，Ｒｆ１，Ｒｆ２，Ｒｆについては実施例１と同様の定義とする。
実施例１と同様の理由から、抵抗Ｒ１，Ｒ２は接触抵抗Ｒｃ１，Ｒｃ２に比べて十分に小さい。また、電位接点材の抵抗Ｒ３，Ｒ４には交流電源２０の電流は流れないため、抵抗Ｒ３，Ｒ４に電位差は生じない。
電圧測定において、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の電位差は測定されないため、等価回路上における抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を除外して考えることができる。
【００５１】
次に、経路抵抗Ｒｆ１について考える。
給電接点４ａと電位接点９ａとの間には、膜厚５０μｍの定着フィルム１の基層１ａのみが介在する。基層１ａの抵抗率と膜厚、両接点の寸法より、両接点間の経路抵抗Ｒｆ１はそれぞれ約０．５ｍΩと算出できる。よって、この経路抵抗Ｒｆ１についてもＲｃ１に比べて十分に小さいため、図１４に示す等価回路図から除外できる。経路抵抗Ｒｆ２についても同様である。
したがって、電圧測定おいて抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒｆ，Ｒｆ２を等価回路から除外して考えることができるため、この電圧測定において接触抵抗Ｒｃ１，Ｒｃ２の電位差を等価的に測定することが可能になる。
【００５２】
以上説明したように、定着フィルム１の基層１ａの外周面に給電接点４ａ、内周面に電位接点９ａを接触配置し、両接点を対向配置させることで、接触抵抗をより精度よく測定することができる。
また、給電接点４ａと電位接点９ａとの間に電圧計２１を接続し、両接点間の電位差を測定することで、給電接点４ａと定着フィルム１との接触抵抗を独立且つ高精度に算出することができる。
【００５３】
ここで、実施例１では、給電接点４ａと電位接点９ａとの間の距離Ｌを３ｍｍと設定したが、この距離Ｌを０．５ｍｍにするなど縮めすぎた場合には、給電接点４ａと電位接点９ａが接触してしまうことが懸念される。給電接点４ａと電位接点９ａが接触した場合には、給電接点４ａから電位接点９ａを経てさらに、定着フィルム１へと流れる電流経路が発生する可能性がある。この電流経路の発生は、電圧測定によって不要な電位差を発生させるため、電圧測定の精度を低下させるおそれがある。ゆえに、給電接点４ａと電位接点９ａは直接接触しないように所定の距離を離して配置することが望ましい。
一方で、本実施例では、給電接点４ａと電位接点９ａを定着フィルム１を挟んで配置しているため、給電接点４ａと電位接点９ａは同一面上には位置していない。この場合、給電接点４ａと電位接点９ａの距離は定着フィルム１の膜厚に等しくなる。本実施例では、定着フィルム１の膜厚を５０μｍとしているので、両接点間の距離を５０μｍと非常に短く設定できることが利点となる。すなわち、給電接点４ａと電位接点９ａとの間に定着フ
ィルム１が介在するので、両接点間の距離を縮小したうえで、両接点が直接接触しない構成を実現することができる。
【００５４】
また、本実施例では、給電接点４ａを定着フィルム１の外周側、電位接点９ａを定着フィルム１の内周側に配置したが、これに限るものではない。給電接点４ａを定着フィルム１の内周側、電位接点９ａを定着フィルム１の外周側に配置したとしても、本実施例と同等の効果を得ることができる。
また、定着フィルム１の長手方向の端部において、基層１ａの外周面若しくは内周面に、実施例２のように低抵抗層を設けてもよく、この場合、実施例２で示した理由より、本実施例と同等以上の効果を得ることができる。
以上説明した各実施例は、本発明の実施形態の例示を旨とするものであり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、可能な限り組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１…定着フィルム、１ａ…基層、３…加圧ローラ、４ａ，４ｂ…給電接点、９ａ，９ｂ…電位接点、１０１…加熱装置、Ｐ…記録材
【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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【図１２】
2019056819.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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