(57)【要約】【課題】定着ベルト、押圧部材及び加圧ローラから構成され、定着ベルトは、大電流に耐えられる電力供給部材から安定的に給電される抵抗発熱体により加熱される定着装置と当該定着装置を備える画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ベルト、押圧部材及び加圧ローラから構成される定着装置を、定着ベルトは定着ベルト内面にパターンが形成されて配置された抵抗発熱体によりトナー溶融に必要な温度まで加熱され、押圧部材は定着ベルトの内側に配置され、定着ベルトを介して押圧部材と加圧ローラが押圧されてニップ部が形成され、抵抗発熱体に電力を供給する電極板が、押圧部材のニップ部形成部分と定着ベルトの間に配置されているようにする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ベルト、押圧部材及び加圧ローラから構成される定着装置であって、
定着ベルトは、定着ベルト内面にパターンが形成されて配置された抵抗発熱体によりトナー溶融に必要な温度まで加熱され、
押圧部材は定着ベルトの内側に配置され、
定着ベルトを介して押圧部材と加圧ローラが押圧されてニップ部が形成され、
抵抗発熱体に電力を供給する電極板が、押圧部材のニップ部形成部分と定着ベルトの間に配置されている、定着装置。
【請求項２】
抵抗発熱体が、定着ベルトの両端部を結ぶ縞模様状パターンで定着ベルト内面に配置されている、請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
抵抗発熱体の幅が変化する、請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
抵抗発熱体が、スパイラル状パターンで定着ベルト内面に配置されている、請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載された定着装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト式の定着装置およびこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
定着ベルト、押圧部材及び加圧ローラから構成される定着装置であって、定着ベルトは定着ベルト内部に配置された抵抗発熱体によりトナー溶融に必要な温度まで加熱され、押圧部材は定着ベルトの内側に配置され、定着ベルトを介して押圧部材と加圧ローラが押圧されてニップ部が形成され、発熱抵抗体に電力を供給する給電ブラシが設けられている定着装置が検討された（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。上記発電ブラシは、抵抗発熱体への大きな供給電流に耐えられない。
【特許文献１】特開２００４−２７９５４７号公報
【特許文献２】特開平９−１６０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は、定着ベルト、押圧部材及び加圧ローラから構成され、定着ベルトが、大電流に耐えられる電力供給部材から安定的に給電される抵抗発熱体により加熱される定着装置と当該定着装置を備える画像形成装置の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、定着ベルト、押圧部材及び加圧ローラから構成される定着装置であって、定着ベルトは、定着ベルト内面にパターンが形成されて配置された抵抗発熱体によりトナー溶融に必要な温度まで加熱され、押圧部材は定着ベルトの内側に配置され、定着ベルトを介して押圧部材と加圧ローラが押圧されてニップ部が形成され、抵抗発熱体に電力を供給する電極板が、押圧部材のニップ部形成部分と定着ベルトの間に配置されている、定着装置である。
大電流が、本発明の定着装置の定着ベルトの内面に配置された発熱抵抗体に安定的に給電され、更に、定着ベルトは均一に加熱される。
本発明の好ましい実施態様では、上記定着装置の抵抗発熱体が、定着ベルトの両端部を結ぶ縞模様状パターンで定着ベルト内面に配置されている。
本発明の好ましい別の実施態様では、上記定着装置の抵抗発熱体の幅が変化する。
本発明の好ましい別の実施態様では、上記定着装置の抵抗発熱体が、スパイラル状パターンで定着ベルト内面に配置されている。
本発明は、上記定着装置を備える画像形成装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を説明する図である。
【０００６】
画像形成部は、像担持体である感光体１、感光体を一様に帯電する帯電ローラ２、一様に帯電した感光体１に対して画像信号により変調されたレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光機３等からなっている。現像部は、現像ロータリー４内に配置されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色現像機５からなり、ロータリーの回転により各色現像機が順次感光体１に当接して感光体１上の静電潜像を現像する。
【０００７】
感光体上のトナー像は、１次転写位置において感光体１に当接する中間転写ベルト６に転写される。中間転写ベルト６は、駆動ローラ７、従動ローラ８間に渡って張架されている。１次転写位置において転写された中間転写ベルト６上のトナー像は、駆動ローラ７と対向して２次転写ローラ９が配置された２次転写部１０において、記録部材上に２次転写される。記録部材は、給紙カセット１１から供給され、搬送経路１２を通って２次転写部１０に搬送され、２次転写後、定着部１３に搬送されてトナー像が定着される。両面印字の場合には、記録部材は定着後に反転して両面印字時搬送経路１４を経由して再度２次転写部１０へ搬送されて裏面への記録が行われる。
【０００８】
次に、図１における定着部の詳細について図２により説明する。
図２は定着部の正面断面図である。
抵抗発熱体が、定着ベルト２０内面にパターンが形成されて配置され、定着ベルト２０は抵抗発熱体によりトナー溶融に必要な温度まで加熱昇温される。抵抗発熱体への通電量は、定着ベルト２０の表面温度が150 〜180 ℃の範囲で一定に保たれるように制御される。定着ベルト２０の直径Φは30〜 50mm （周長95〜160mm ）である。定着ベルト２０は、（１）厚さ30〜50μｍのＰＩ（ポリイミド）などの耐熱性樹脂フィルム又は（２）厚さ20〜40μｍのＳＵＳ、Ｎｉ、Ｆｅなどの金属製基材の表層に、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂の層が設けられている積層体からなる。また、耐熱性樹脂フィルム又は金属製基材とフッ素樹脂層の間に、厚さ150 〜 300μｍ程度のシリコーンゴム弾性層が設けられ得る。
【０００９】
押圧部材４０は、定着ベルト２０の内側に配置され、定着ベルト２０を横方向に張り出す曲面状の翼部分４０ａ、４０ｂと、加圧ローラ５０に向かって円弧状の中間部分４０ｃ、長手方向所定間隔毎に設けられた板状部材４０ｄからなっている。（押圧部材のニップ部形成部分の曲率半径）／（非押圧状態での加圧ローラの曲率半径）の好適な範囲は５０〜９０％である。押圧部材４０は、ＰＰＳ（ポリフェニルスルファイド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩなどの耐熱性樹脂から形成されている。押圧部材４０の表面には、定着ベルト６内面との摩擦力を低減するためにＰＴＦＥやＰＦＡなどのフッ素樹脂層が設けられ得る。
【００１０】
押圧部材４０は、長手方向に延びるたわみ防止部材である直径Φ10〜20mm程度の金属製たわみ防止シャフト６０に固定され、定着ベルト２０を介して加圧ローラ５０を荷重15〜40Kgf 程度で押圧し、定着ニップを形成する。押圧部材４０の形状はニップ幅を設定する。ニップ幅は８〜１２ｍｍ程度である。長手方向所定間隔毎に設けられた板状部材４０ｄは、中央部に窪みが形成され、この窪みにたわみ防止シャフト６０の突起部６１が嵌合し、この嵌合により押圧部材４０はたわみ防止シャフト６０に固定される。この構造は、押圧部材４０が定着ベルト２０内面との摩擦でシャフト回りに回転することを防止する。
【００１１】
図３は、本発明の定着装置の長手方向断面図であり、図４は、本発明の定着装置の長手方向端部における断面図である、図３及び図４に示されるように、発熱抵抗体に電力を供給する電極板３０は、定着装置の長手方向両端部において押圧部材４０のニップ部形成部分と定着ベルト２０の間に配置される。更に、電極板３０は、記録部材７０通過領域の外側に配置される。電極板３０は、銅板、ＳＵＳ板等の金属板である。
【００１２】
加圧ローラ５０は、金属製パイプの表層に、１〜５mm程度の弾性層が設けられ、弾性層の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂層が設けられているという構造を有している。駆動力が加圧ローラ５０に与えられ、定着ベルト２０は加圧ローラ５０との摩擦力により回転し、加圧ローラ５０表面と定着ベルト２０表面は等速で回転する。加圧ローラ５０の外径Φは３０〜４０ｍｍ程度である。
【００１３】
定着ベルト２０内面に配置される発熱抵抗体８０のパターンは特定の形状に限定されない。図５は、当該パターンの１例を示す。定着ベルト端部の内面に受電部８１が形成され、両端部の受電部８１を並列に結ぶ縞模様状のパターンが形成される。発熱抵抗体８０は、銅、銀等の金属で形成される。受電部８１と電極板３０が接触し、電極板３０から受電部８１に通電される。内面に図５に示される縞模様状のパターンで配置された抵抗発熱体を有する定着ベルト２０の、ニップ部において記録部材とトナーに接触して温度が低下した部分が、ニップ部の外に移動すると、当該部分に配置された発熱抵抗体の温度も低下して抵抗値が下がる。抵抗値が下がった抵抗発熱体には、高温に維持されている部分に配置されている抵抗発熱体よりも大きな電流が流れる。従って、内面に図５に示されるパターンで抵抗発熱体が配置された定着ベルトは、全体が均一に加熱される。
【００１４】
図６は、発熱抵抗体８０のパターンの別の例を示す。定着ベルト２０両端部の受電部８１を並列に結ぶ縞模様の幅が長手方向で変化している。抵抗発熱体８０は、銅、銀等の金属で形成される。図６に示されるパターン形成により、定着ベルト２０の長手方向の発熱量が変化し、定着ベルト２０の両端部から流出する熱を補い、定着ベルト２０の長手方向の温度分布の変化を小さくできる。
【００１５】
ニクロム線を定着ベルト２０内面にスパイラル状に配置できる（図７）。
【００１６】
次に、定着装置での印字について説明する。トナーにより画像形成された記録部材は、定着ベルト側を印字面として、定着前ガイド１５を経て定着装置に搬送され、外部の駆動装置により駆動されている加圧ローラ５０と定着ベルト２０との間に挟まれてニップ部を通過する。このとき、加圧ローラ５０表面、記録部材、定着ベルト２０表面はすべて同じ速度で移動し、それらの移動速度は画像形成装置の印字速度に依存している。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】画像形成装置の全体構成を説明する図
【図２】定着部の正面断面図
【図３】定着装置の長手方向断面図
【図４】定着装置の長手方向断面拡大図
【図５】縞模様状のパターンで発熱抵抗体が配置された定着ベルトを示す図
【図６】幅が変化する縞模様状のパターンで発熱抵抗体が配置された定着ベルトを示す図
【図７】スパイラル状のパターンで発熱抵抗体が配置された定着ベルトを示す図
【符号の説明】
【００１８】
１…感光体、２…帯電ローラ、３…露光機、４…現像ロータリー、５…現像機、６…中間転写ベルト、７…駆動ローラ、８…従動ローラ、９…２次転写ローラ、１０…２次転写部、１１…給紙カセット、１２…搬送経路、１３…定着部、１４…両面印字時搬送経路、１５…定着前ガイド、２０…定着ベルト、３０…電極板、４０…押圧部材、５０…加圧ローラ、６０…たわみ防止シャフト、６１…突起部、７０…記録部材、８０…抵抗発熱体、８１…受電部
【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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