(57)【要約】【課題】回転する発熱体と電源端子との間に接続される電力供給部材が発熱体の回転によって変形する構成において、その発熱体による加熱処理を継続して行うことを可能にすることである。【解決手段】加熱ローラ１１の内周面には、加熱ローラと一体となって回転する抵抗発熱体１４が設けられている。この抵抗発熱体には、加熱ローラの回転軸上に配置される給電シャフト１６に一端が固定された渦巻状導体１７の他端が固定している。給電シャフトは、固定配置された電源端子と接触するように配置されており、定着処理中は給電クランプ４１によって回転不能な状態となる。よって、定着処理中に加熱ローラが回転すると渦巻状導体の巻き数は増加するが、定着後に給電クランプによる固定状態が解除されることで、その巻き数は初期状態に戻る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転発熱体に電力を供給して発熱させ、該回転発熱体を回転させながら記録材上の未定着トナーを加熱して該未定着トナーを該記録材上に定着させる定着装置において、
一端が上記回転発熱体に固定され、該回転発熱体が所定数回転する間は上記電力の供給を確保できる許容量を超えない範囲で変形し得る電力供給部材を用いて、固定配置された電源端子からの電力を該回転発熱体に供給する構成を有し、
該回転発熱体が回転している間は、該電源端子と該電力供給部材の他端とが互いに相対移動しないように該他端を固定し、該回転発熱体が回転していない間の所定のタイミングでその固定を解除して、変形した電力供給部材を復元させ、その復元後に、該電源端子と該電力供給部材の他端とが互いに相対移動しないように再び固定することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
回転発熱体に電力を供給して発熱させ、該回転発熱体を回転させながら記録材上の未定着トナーを加熱して該未定着トナーを該記録材上に定着させる定着装置において、
それぞれ別個に回転して上記記録材上の未定着トナーを個別に加熱する回転発熱体を複数備え、
一端が該回転発熱体に固定され、該回転発熱体が所定数回転する間は上記電力の供給を確保できる許容量を超えない範囲で変形し得る電力供給部材を用いて、固定配置された電源端子からの電力を該回転発熱体に供給する構成を、各回転発熱体についてそれぞれ有し、
上記記録材上の未定着トナーに対する加熱は、複数の回転発熱体のうちの少なくとも１つの回転発熱体は用いずに、残りの回転発熱体を用いて行い、
該残りの回転発熱体を用いて加熱を行っている間に、該少なくとも１つの回転発熱体に対応する電力供給部材を復元させることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２の定着装置において、
上記複数の回転発熱体と一体になって回転する複数の加熱ローラと、該複数の加熱ローラに対向する位置に配置される対向部材との接触領域が記録材の搬送経路に沿って並んで位置するように、該複数の加熱ローラ及び該対向部材を配置し、該複数の加熱ローラと該対向部材とを接離させる接離手段を設け、
上記電力供給部材の復元は、該接離手段により、上記少なくとも１つの回転発熱体に対応する加熱ローラを該対向部材から離間させ、上記残りの回転発熱体に対応する加熱ローラを該対向部材に接触させた状態で行うことを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項２の定着装置において、
上記複数の回転発熱体を複数ある記録材の搬送経路にそれぞれ配置し、
定着の対象となる記録材を搬送する搬送経路を切り替える搬送路切替手段を設け、
上記電力供給部材の復元は、該記録材が搬送される搬送経路が該搬送路切替手段により上記残りの回転発熱体が配置される搬送経路に切り替えられているときに行うことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項２の定着装置において、
上記複数の回転発熱体とそれぞれ一体になって回転する複数の加熱ローラと、
該複数の加熱ローラに対向する位置に配置される１つの対向ローラと、
該複数の加熱ローラのうち上記記録材に対して加熱を行う加熱ローラと該対向ローラとの対向領域が記録材の搬送経路上に位置し、他の加熱ローラが該搬送経路から離間して位置するように、該複数の加熱ローラを該対向ローラを中心として移動させる加熱ローラ移動手段とを設け、
上記電力供給部材の復元は、上記少なくとも１つの回転発熱体に対応した加熱ローラが該搬送経路から離間した位置にあり、上記残りの回転発熱体に対応した加熱ローラと該対向ローラとの対向領域が該搬送経路上の位置にあるときに行うことを特徴とする定着装置。
【請求項６】
回転発熱体に電力を供給して発熱させ、該回転発熱体を回転させながら記録材上の未定着トナーを加熱して該未定着トナーを該記録材上に定着させる定着装置において、
一端が上記回転発熱体に固定され、該回転発熱体が所定数回転する間は上記電力の供給を確保できる許容量を超えない範囲で変形し得る電力供給部材を用いて、固定配置された電源端子からの電力を該回転発熱体に供給する構成を有し、
定着の対象である記録材が該回転発熱体による加熱領域を通過した後、該記録材を逆向きに搬送して再び該加熱領域を通過させることで、変形した電力供給部材を復元させることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
回転発熱体に電力を供給して発熱させ、該回転発熱体を回転させながら記録材上の未定着トナーを加熱して該未定着トナーを該記録材上に定着させる定着装置において、
一端が上記回転発熱体に固定され、該回転発熱体が所定数回転する間は上記電力の供給を確保できる許容量を超えない範囲で変形し得る電力供給部材を用いて、固定配置された電源端子からの電力を該回転発熱体に供給する構成を有し、
該回転発熱体と一体になって回転する加熱ローラと、該加熱ローラに対向する２つの対向ローラとを備え、
該加熱ローラと該２つの対向ローラの一方とが対向する第１対向領域と、該加熱ローラと該２つの対向ローラの他方とが対向する第２対向領域のいずれか一方で上記定着を行い、
該第１対向領域で行う定着時と該第２対向領域で行う定着時とで、該回転発熱体が互いに逆方向に回転することを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項７の定着装置において、
上記２つの対向ローラの少なくとも一方は、一体になって回転する回転発熱体を有し、
一端が該回転発熱体に固定され、該回転発熱体が所定数回転する間は上記電力の供給を確保できる許容量を超えない範囲で変形し得る電力供給部材を用いて、固定配置された電源端子からの電力を該回転発熱体に供給する構成を有することを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の定着装置において、
上記回転発熱体をその回転方向に分割して得られる複数の発熱体部分に対し、単一又は複数の上記電力供給部材を用いて個別に電力供給可能に構成し、該発熱体部分ごとに電力供給量を制御することを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の定着装置において、
上記回転発熱体をその回転軸方向に複数分割して得られる複数の発熱体部分に対し、単一又は複数の上記電力供給部材を用いて個別に電力供給可能に構成し、定着処理の対象となる記録材の大きさに応じて、該記録材と対向し得る発熱体部分にのみ電力を供給することを特徴とする定着装置。
【請求項１１】
記録材上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
該トナー像形成手段によって記録材上に形成されたトナー像を構成する未定着トナーを加熱することで、該未定着トナーを該記録材上に定着させる定着処理を行う定着手段とを備えた画像形成装置において、
上記定着手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０の定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録材上の未定着トナーを加熱することで、その未定着トナーを記録材に定着させる定着装置及びこれを備える複写機、プリンタ、ファクシミリ、印刷機等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の定着装置としては、例えば、管状ランプヒータを内部に備える加熱ローラと、この加熱ローラに圧接して定着ニップを形成する加圧ローラとを備えたものが知られている。この定着装置では、トナー像を担持した状態の記録材を定着ニップに送り込んで、そのトナー像を構成する未定着トナーを熱と圧力により記録材上に定着させる。この定着装置では、加熱ローラ内部のヒータによる輻射熱によって加熱ローラ表面を昇温させるので、定着処理の期間中にわたって必要な熱量を確保するために、一般には、熱容量の大きな加熱ローラが利用される。このような加熱ローラであれば、定着処理の期間にわたって必要となる熱量を予め蓄えておくことができるので、定着処理の最後まで十分な熱量で未定着トナーを加熱することができる。しかし、この場合には、加熱ローラを定着に必要な温度まで昇温させるまでの待機時間が長くなるという欠点がある。この欠点を解消するには加熱ローラを常時暖めておけばよいが、これでは待機時間中に無駄な電力を消費することになり、近年の省エネルギー化の要求に反する結果となる。
【０００３】
一方、例えば薄肉の円筒状基体に抵抗発熱体を貼り付け又は塗布した加熱ローラを利用した定着装置も提案されている（特許文献１参照）。この定着装置においては、抵抗発熱体で発生した熱が加熱ローラ表面に直接伝搬するので、加熱ローラ表面が失った熱量をすぐに補うことができる。よって、加熱ローラの熱容量を大きくする必要がない。したがって、この定着装置によれば、加熱ローラの熱容量を小さくできる結果、上記待機時間を短縮し、かつ、消費電力を低減させることができる。
【０００４】
このように熱容量を小さくした定着装置においては、加熱ローラに設けられる抵抗発熱体も回転することになるので、この回転する抵抗発熱体（回転発熱体）に対して電力供給を行うための給電方式が必要になる。このような給電方式としては、一般に、回転する抵抗発熱体に電気接続された加熱ローラ上の電極部材に、外部電源に電気接続された導電部材を接触させて電力供給を行う接触給電方式が採用されている。しかし、この接触給電方式の場合、電力供給経路上に、上記電極部材及び上記導電部材という２つの部材を互いに摺擦させる部分が存在する。そのため、この摺擦部分において、両部材は摺擦や押圧などの負荷を受けることになる。その結果、両部材において摩耗等が発生し、この摩耗等によって摺擦部分で接触不良が起こるおそれがある。このような接触不良が生じると、その接触不良によるノイズが発生して、電力供給が不安定になるという不具合があった。また、定着装置に用いられる回転する抵抗発熱体に供給される電力は、画像形成装置を構成する他の回転体に供給される電力に比べて非常に大きなものである。そのため、上述したように電力供給が不安定になるおそれがあると、このような大電力供給で必要となる高い信頼性を得ることはできない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２１８６０５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人は、特願２００２−３２８２２０号において、上記不具合を解消することを目的とした定着装置を提案している。この定着装置では、回転発熱体が所定数回転する間に変形する電力供給部材の変形量が電力供給を確保できる許容量を越えないように構成された電力供給部材を、固定配置された電源端子と回転発熱体に固定している。そのため、この定着装置においては、電力供給経路上に複数の部材が互いに接触する部分を設ける必要がない。よって、上述した接触給電方式に比べて、回転発熱体に必要な大電力を安定して供給することができる。しかも、この定着装置では、回転発熱体が回転すると、電力供給部材が捻れたり、巻き付いたりして変形することになるが、回転発熱体が所定数回転する間、例えば１つの記録材上の未定着トナーに対する加熱処理の間は、安定した電力供給を確保することができる。
【０００７】
ところが、回転発熱体が上記所定数回転して電力供給部材が変形した状態にあるとき、その回転発熱体を更に回転させると、電力供給部材が変形に耐えられなくなり、電力供給が確保されないおそれがある。そのため、回転発熱体により記録材上の未定着トナーに対する加熱処理を継続するには、変形した電力供給部材を何らかの方法で復元させる必要がある。
【０００８】
本発明は、本出願人が特願２００２−３２８２２０号において提案した定着装置を改良するものであり、その目的とするところは、変形した電力供給部材を復元させることにより、回転発熱体による加熱処理を継続して行うことが可能な定着装置及び画像形成装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、回転発熱体に電力を供給して発熱させ、該回転発熱体を回転させながら記録材上の未定着トナーを加熱して該未定着トナーを該記録材上に定着させる定着装置において、一端が上記回転発熱体に固定され、該回転発熱体が所定数回転する間は上記電力の供給を確保できる許容量を超えない範囲で変形し得る電力供給部材を用いて、固定配置された電源端子からの電力を該回転発熱体に供給する構成を有し、該回転発熱体が回転している間は、該電源端子と該電力供給部材の他端とが互いに相対移動しないように該他端を固定し、該回転発熱体が回転していない間の所定のタイミングでその固定を解除して、変形した電力供給部材を復元させ、その復元後に、該電源端子と該電力供給部材の他端とが互いに相対移動しないように再び固定することを特徴とするものである。
この定着装置においては、電力供給部材の一端が回転発熱体に固定されている。また、電力供給部材の他端とは、回転発熱体が回転している間は電源端子に対して相対移動しないように固定されている。したがって、回転発熱体が回転している間、すなわち、回転発熱体に電力を供給している間は、電力供給経路上に複数の部材が互いに摺擦する部分が存在しない。よって、上述した接触給電方式に比べて、回転発熱体に必要な大電力を安定して供給することができる。ここで、本定着装置では、回転発熱体の回転中、電力供給部材の一端は回転している回転発熱体に固定され、その他端は固定配置された電源端子に固定されているため、その電力供給部材は、捻れたり、巻き付いたりして変形することになる。しかし、本定着装置では、この回転発熱体が所定数回転する間に変形する変形量が電力供給を確保できる許容量を越えないように電力供給部材を構成している。これにより、回転発熱体が所定数回転するまでの間は、安定した電力供給を確保することができる。なお、一般には、少なくとも１つの記録材上の未定着トナーに対する加熱処理を行っている間は、回転発熱体を連続回転させることが望ましい。よって、回転発熱体の回転限度となる上記所定数は、その間に回転発熱体が回転する回数以上に設定するのがよい。
ここで、回転発熱体により記録材上の未定着トナーに対する加熱処理を継続するには、変形した電力供給部材を何らかの方法で復元させる必要がある。そのため、本出願人が特願２００２−３２８２２０号において提案した定着装置でも、変形した電力供給部材を所定のタイミングで復元させる構成を採用している。しかし、この先願の定着装置が採用する構成は、回転発熱体を逆回転させるものである。そのため、回転発熱体を備えた加熱ローラに接触する加圧ローラ等の部材を、一緒に逆回転させたり、その部材を回転発熱体から離間させたりする機構が必要となる。その結果、装置の小型化や低コスト化を図ることが困難となる。
これに対し、本定着装置では、回転発熱体が回転している間は、電源端子と電力供給部材の他端とが互いに相対移動しないように他端を固定しているが、この固定状態は、回転発熱体が回転していない間の所定のタイミングで解除される。そして、この解除状態において変形した電力供給部材を復元させ、その復元後に再び固定状態にする。本定着装置においては、その復元時には電力供給部材の他端を移動させたり回転させたりするだけで、その電力供給部材を復元させることができる。よって、復元の際に回転発熱体を逆回転させる必要はない。したがって、回転発熱体を逆回転させるのに伴って必要となる上述した機構が不要となり、装置の小型化や低コスト化を図ることが容易となる。
【００１０】
また、請求項２の発明は、回転発熱体に電力を供給して発熱させ、該回転発熱体を回転させながら記録材上の未定着トナーを加熱して該未定着トナーを該記録材上に定着させる定着装置において、それぞれ別個に回転して上記記録材上の未定着トナーを個別に加熱する回転発熱体を複数備え、一端が該回転発熱体に固定され、該回転発熱体が所定数回転する間は上記電力の供給を確保できる許容量を超えない範囲で変形し得る電力供給部材を用いて、固定配置された電源端子からの電力を該回転発熱体に供給する構成を、各回転発熱体についてそれぞれ有し、上記記録材上の未定着トナーに対する加熱は、複数の回転発熱体のうちの少なくとも１つの回転発熱体は用いずに、残りの回転発熱体を用いて行い、該残りの回転発熱体を用いて加熱を行っている間に、該少なくとも１つの回転発熱体に対応する電力供給部材を復元させることを特徴とするものである。
この定着装置においては、複数の回転発熱体が設けられている。各回転発熱体は、それぞれ別個に回転するものであって、それぞれが個別に加熱処理を行うものである。各回転発熱体への給電には、回転発熱体が所定数回転する間の変形量が電力供給を確保できる許容量を越えないように構成された電力供給部材を利用している。したがって、請求項１の定着装置と同様、各回転発熱体において加熱処理を継続して行うには、変形した電力供給部材を復元させる必要がある。ここで、本出願人が特願２００２−３２８２２０号において提案した定着装置で採用する復元方法は、上述のように回転発熱体を逆回転させるものである。そして、この先願の定着装置では、その逆回転中は加熱処理を行うことができない構成になっている。よって、例えば複数の記録材に対する定着処理を連続して行う場合、各記録材に対する定着処理の合間に電力供給部材の復元動作が入ると、定着処理を行わずに復元動作を行う時間を確保しなければならない。そのため、すべての定着処理が終了するまでに要する時間はその復元動作分だけ長くなり、連続画像形成のスピードが遅くなってしまう。
これに対し、本定着装置では、複数の回転発熱体のうちの少なくとも１つの回転発熱体に対応する電力供給部材の復元は、残りの回転発熱体を用いて加熱処理を行っている間に行う。よって、本定着装置によれば、回転発熱体に固定された電力供給部材を復元している間でも、残りの回転発熱体を用いて加熱処理を行うことができる。その結果、例えば複数の記録材に対する定着処理を連続して行う場合、各定着処理の合間に電力供給部材の復元動作が入っても、連続画像形成のスピードが遅くなることはない。具体例を挙げると、回転発熱体が２つの場合、一方の回転発熱体を用いた定着処理と、他方の回転発熱体を用いた定着処理とを交互に行い、定着処理を行っていない回転発熱体について復元動作すれば、複数の記録材に対する定着処理を、復元動作による中断なく連続して行うことができる。なお、本定着装置における復元方法は、本出願人が特願２００２−３２８２２０号において提案した定着装置で採用しているものでも、請求項１の定着装置で採用しているものでもよい。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項２の定着装置において、上記複数の回転発熱体と一体になって回転する複数の加熱ローラと、該複数の加熱ローラに対向する位置に配置される対向部材との接触領域が記録材の搬送経路に沿って並んで位置するように、該複数の加熱ローラ及び該対向部材を配置し、該複数の加熱ローラと該対向部材とを接離させる接離手段を設け、上記電力供給部材の復元は、該接離手段により、上記少なくとも１つの回転発熱体に対応する加熱ローラを該対向部材から離間させ、上記残りの回転発熱体に対応する加熱ローラを該対向部材に接触させた状態で行うことを特徴とするものである。
本定着装置においては、複数の加熱ローラと対向部材との各接触領域が記録材の搬送経路に沿って並んで位置しているので、各加熱ローラが定位置にあり続けると、安定した記録材搬送を実現するに、加熱処理を行っていない回転発熱体に対応する加熱ローラも加熱処理時と同じ回転方向に回転させておく必要がある。すると、回転発熱体を逆回転させるという復元方法を採用することができない。よって、上記請求項１の定着装置で採用しているような復元方法を採用せざるを得ない。これに対し、本定着装置においては、接離手段により、復元すべき電力供給部材に固定された回転発熱体に対応する加熱ローラと対向部材とが離間した状態で復元を行う。よって、加熱処理を行っていない回転発熱体に対応する加熱ローラを加熱処理時と同じ回転方向に回転させておかなくても、安定した記録材搬送を実現できる。したがって、本定着装置によれば、請求項１の定着装置で採用しているような復元方法はもとより、回転発熱体を逆回転させるという復元方法をも採用することができる。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項２の定着装置において、上記複数の回転発熱体を複数ある記録材の搬送経路にそれぞれ配置し、定着の対象となる記録材を搬送する搬送経路を切り替える搬送路切替手段を設け、上記電力供給部材の復元は、該記録材が搬送される搬送経路が該搬送路切替手段により上記残りの回転発熱体が配置される搬送経路に切り替えられているときに行うことを特徴とするものである。
この定着装置においては、各回転発熱体がそれぞれ互いに異なる記録材の搬送経路上に配置されている。そして、定着の対象となる記録材は、搬送路切替手段によっていずれかの搬送経路に選択的に搬送される。この構成によれば、上記少なくとも１つの回転発熱体の復元動作中、記録材はこの回転発熱体が配置された搬送経路とは全く別の搬送経路を通ることになる。よって、上記請求項３の定着装置のような接離手段を設けるまでもなく、搬送経路を切り替えるという簡単な構成を設けるだけで、回転発熱体を逆回転させるという復元方法を採用することができる。
【００１３】
また、請求項５の発明は、請求項２の定着装置において、上記複数の回転発熱体とそれぞれ一体になって回転する複数の加熱ローラと、該複数の加熱ローラに対向する位置に配置される１つの対向ローラと、該複数の加熱ローラのうち上記記録材に対して加熱を行う加熱ローラと該対向ローラとの対向領域が記録材の搬送経路上に位置し、他の加熱ローラが該搬送経路から離間して位置するように、該複数の加熱ローラを該対向ローラを中心として移動させる加熱ローラ移動手段とを設け、上記電力供給部材の復元は、上記少なくとも１つの回転発熱体に対応した加熱ローラが該搬送経路から離間した位置にあり、上記残りの回転発熱体に対応した加熱ローラと該対向ローラとの対向領域が該搬送経路上の位置にあるときに行うことを特徴とするものである。
この定着装置においては、定着の対象となる記録材に対し、搬送経路上に位置している加熱ローラを用いて定着処理を行った後、別の記録材に対して定着処理を行うときには、加熱ローラ移動手段により対向ローラを中心にすべての加熱ローラを移動させる。そして、この移動により搬送経路上に位置することとなった別の加熱ローラによって上記別の記録材に対して定着処理を行う。この移動の際、本定着装置では、移動前に搬送経路上に位置していた加熱ローラが搬送経路から離間した位置に待避し、この位置でその加熱ローラについての復元動作を行う。この構成によれば、復元動作中の加熱ローラは、記録材の搬送経路上にはないので、記録材搬送の安定化を考慮せずに、種々の復元方法を採用することができる。
【００１４】
また、請求項６の発明は、回転発熱体に電力を供給して発熱させ、該回転発熱体を回転させながら記録材上の未定着トナーを加熱して該未定着トナーを該記録材上に定着させる定着装置において、一端が上記回転発熱体に固定され、該回転発熱体が所定数回転する間は上記電力の供給を確保できる許容量を超えない範囲で変形し得る電力供給部材を用いて、固定配置された電源端子からの電力を該回転発熱体に供給する構成を有し、定着の対象である記録材が該回転発熱体による加熱領域を通過した後、該記録材を逆向きに搬送して再び該加熱領域を通過させることで、変形した電力供給部材を復元させることを特徴とするものである。
この定着装置における回転発熱体への給電には、その回転発熱体が所定数回転する間の変形量が電力供給を確保できる許容量を越えないように構成された電力供給部材を利用している。したがって、請求項１の定着装置と同様、回転発熱体による加熱処理を継続して行うには、変形した電力供給部材を復元させる必要がある。ここで、本出願人が特願２００２−３２８２２０号において提案した定着装置では、上述のように回転発熱体を逆回転させることで電力供給部材を復元する。しかし、回転発熱体を逆回転させている間はその回転発熱体による加熱処理は行っていない。これに対し、本定着装置においては、回転発熱体を逆回転させることで電力供給部材を復元する点に関しては同様であるものの、回転発熱体を逆回転させている間も回転発熱体による加熱処理を行う。すなわち、本定着装置では、回転発熱体による加熱領域に対して記録材を往復移動させることで、その往路中に変形した電力供給部材を復路中に復元する。このような構成により、本定着装置においては、１つの記録材についての定着時間を長くとることができる。これにより、定着に必要となる回転発熱体の温度を低くすることができるので、定着に必要な温度まで昇温させるまでの待機時間を短縮でき、かつ、消費電力を低減させることができる。なお、復路を搬送されてきた記録材は、そのままだと転写領域に戻ってしまう場合もある。よって、この場合には、復路を搬送されてきた記録材を、例えば、搬送ガイド等を使って排紙部に案内するように構成すればよい。
【００１５】
また、請求項７の発明は、回転発熱体に電力を供給して発熱させ、該回転発熱体を回転させながら記録材上の未定着トナーを加熱して該未定着トナーを該記録材上に定着させる定着装置において、一端が上記回転発熱体に固定され、該回転発熱体が所定数回転する間は上記電力の供給を確保できる許容量を超えない範囲で変形し得る電力供給部材を用いて、固定配置された電源端子からの電力を該回転発熱体に供給する構成を有し、該回転発熱体と一体になって回転する加熱ローラと、該加熱ローラに対向する２つの対向ローラとを備え、該加熱ローラと該２つの対向ローラの一方とが対向する第１対向領域と、該加熱ローラと該２つの対向ローラの他方とが対向する第２対向領域のいずれか一方で上記定着を行い、該第１対向領域で行う定着時と該第２対向領域で行う定着時とで、該回転発熱体が互いに逆方向に回転することを特徴とするものである。
この定着装置における回転発熱体への給電には、その回転発熱体が所定数回転する間の変形量が電力供給を確保できる許容量を越えないように構成された電力供給部材を利用している。したがって、請求項１の定着装置と同様、回転発熱体による加熱処理を継続して行うには、変形した電力供給部材を復元させる必要がある。ここで、本出願人が特願２００２−３２８２２０号において提案した定着装置では、上述のように回転発熱体を逆回転させることで電力供給部材を復元する。そして、この定着装置では、その逆回転中は加熱処理を行うことができない構成になっている。これに対し、本定着装置においては、回転発熱体を逆回転させることで電力供給部材を復元する点に関しては同様であるものの、回転発熱体を逆回転させている間も回転発熱体による加熱処理を行う。すなわち、本定着装置では、回転発熱体をもつ加熱ローラと２つの対向ローラの一方とが対向する第１対向領域と、該加熱ローラと該２つの対向ローラの他方とが対向する第２対向領域のいずれか一方で定着処理を行う。例えば、１つの記録材に対して第１対向領域で定着処理を行った後、次の記録材に対しては第２対向領域で定着処理を行うという動作を繰り返す。本定着装置では、第１対向領域で行う定着時と第２対向領域で行う定着時とで、回転発熱体が回転する方向が互いに逆方向になっている。このような構成により、第１対向領域で行った定着時に変形した電力供給部材を、第２対向領域での定着処理中に復元させることができる。この場合、請求項６の定着装置のように記録材を往復させる必要がないので、請求項６の定着装置のように１つの記録材についての定着時間が長くなることはない。よって、定着処理のスピードアップを図ることができる。しかも、本定着装置によれば、例えば複数の記録材に対する定着処理を連続して行う場合、定着処理の合間に電力供給部材の復元動作が入っても、請求項２の定着装置と同様に、連続画像形成のスピードが遅くなることもない。
【００１６】
また、請求項８の発明は、請求項７の定着装置において、上記２つの対向ローラの少なくとも一方は、一体になって回転する回転発熱体を有し、一端が該回転発熱体に固定され、該回転発熱体が所定数回転する間は上記電力の供給を確保できる許容量を超えない範囲で変形し得る電力供給部材を用いて、固定配置された電源端子からの電力を該回転発熱体に供給する構成を有することを特徴とするものである。
片面にだけ未定着トナーが付着した記録材を上記加熱ローラに向けて搬送し、これを第１対向領域と第２対向領域のいずれか一方に進入させるとき、加熱ローラと対向する記録材の面が第１対向領域と第２対向領域とで異なる場合がある。この場合、第１対向領域と第２対向領域との間で、未定着トナーの加熱状態が互いに異なってしまうので、トナーの光沢などの画質に差が出てしまう。そこで、本定着装置においては、加熱ローラに対向する２つの対向ローラのうちの少なくとも一方が、この加熱ローラと同様の構成を有している。すなわち、２つの対向ローラのうちの少なくとも一方は、回転発熱体と一体になって回転する加熱ローラとして機能する。したがって、本定着装置においては、例えば第２対向領域を形成する対向ローラが回転発熱体をもつ場合、第１対向領域では上記加熱ローラで加熱処理を行い、第２対向領域では対向ローラで加熱処理を行うことができる。これにより、第１対向領域と第２対向領域との間で加熱ローラと対向する記録材の面が異なる場合でも、両対向領域間で未定着トナーの加熱状態を同じにすることが可能となる。よって、どちらの対向領域で定着処理された記録材であっても、画質の差をなくすことが可能となる。なお、本定着装置においては、対向ローラがもつ回転発熱体への給電にも、その回転発熱体が所定数回転する間の変形量が電力供給を確保できる許容量を越えないように構成された電力供給部材が利用されている。したがって、上記加熱ローラの場合と同様、回転発熱体による加熱処理を継続して行うには、変形した電力供給部材を復元させる必要がある。しかし、本定着装置においては、加熱ローラと２つの対向ローラとが常に接触状態であれば、その２つの対向ローラも、第１対向領域で行う定着時と第２対向領域で行う定着時とで回転方向が互いに逆方向となる。したがって、対向ローラと一体になって回転する回転発熱体に固定された電力供給部材も、一方の定着時に変形した分が他方の定着時に復元されることになる。
【００１７】
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の定着装置において、上記回転発熱体をその回転方向に分割して得られる複数の発熱体部分に対し、単一又は複数の上記電力供給部材を用いて個別に電力供給可能に構成し、該発熱体部分ごとに電力供給量を制御することを特徴とするものである。
この定着装置においては、複数の発熱体部分に対し、個別に電力供給量の制御を行う。このような制御を行うことで、無駄な電力消費を抑えることが可能となる。その具体的な制御方法としては、本出願人が特願２００２−３３７９２８号で提案した定着装置と同様の方法を採用することができる。例えば、複数の発熱体部分のうち、記録材に対向するものの発熱量が最も多くなるように発熱体部分への電力供給量を制御する。この場合、記録材に対向しない発熱体部分に供給される電力量は、記録材に対向する発熱体部分に供給される電力量よりも少ない。記録材に対向しない発熱体部分が発生させる熱は定着処理に寄与しないので、この発熱体部分の発熱量を少なくすることで、記録材と対向する部分と同じ発熱量で回転発熱体全体を発熱させる定着装置に比べて無駄な電力消費を抑えることができる。特に、記録材に対向する発熱体部分だけを発熱させ、記録材に対向しない発熱体部分には電力供給を行わない制御を行えば、無駄な電力消費を抑制する効果がより高くなる。また、例えば、複数の発熱体部分のそれぞれに対し、記録材に対向する回転位置に進入する前に電力供給を開始し、該回転位置の脱出に伴って電力供給を停止する制御方法を採用することもできる。この場合、記録材に対向する位置を抜けた発熱体部分への電力供給が停止される分、記録材と対向する部分と同じ発熱量で回転発熱体全体を発熱させる定着装置に比べて、無駄な電力消費を抑えることができる。しかも、この場合には、各発熱体部分は記録材に対向する回転位置に到達する前に予め発熱するので、高速な定着動作が可能となる。
【００１８】
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の定着装置において、上記回転発熱体をその回転軸方向に分割して得られる複数の発熱体部分に対し、単一又は複数の上記電力供給部材を用いて個別に電力供給可能に構成し、定着処理の対象となる記録材の大きさに応じて、該記録材と対向し得る発熱体部分にのみ電力を供給することを特徴とするものである。
回転発熱体の回転軸方向長さは、通常、定着処理の対象となり得る記録材のうちの最大サイズに対応するように形成されている。このような定着装置において、その最大サイズよりも小さいサイズの記録材に対して定着処理を行う場合、回転軸方向において定着処理に寄与しない部分が存在することになる。この部分が発熱しても、その熱は定着処理に貢献することはないので、その発熱のために消費される電力は無駄なものである。また、同一サイズの記録材であっても、形成すべき画像によってはその記録材上のごく一部にしかトナーが付着していないことがある。このように一部にしかトナーが付着していない記録材に対して記録材全体に対する定着処理を行う場合にも、回転軸方向において定着処理に寄与しない部分が存在し、無駄に電力を消費することになる。そこで、本請求項の定着装置では、上記複数の発熱体部分をそれぞれ回転発熱体の回転軸方向に複数分割し、定着処理の対象となる記録材の大きさに応じて記録材と対向し得る部分のみ発熱させることとしている。具体的には、例えば、回転軸方向に分割された各部分の電力供給のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。これにより、各発熱体部分の中で定着処理に貢献する部分には電力供給し、定着処理に貢献しない部分には電力供給しないような制御が可能となる。
【００１９】
また、請求項１１の発明は、記録材上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像形成手段によって記録材上に形成されたトナー像を構成する未定着トナーを加熱することで、該未定着トナーを該記録材上に定着させる定着処理を行う定着手段とを備えた画像形成装置において、上記定着手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０の定着装置を用いたことを特徴とするものである。
この画像形成装置においては、定着手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０の定着装置を用いることで、これらの定着装置がもつ有用な効果をもって定着処理を行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
〔実施形態１〕
以下、本発明を、電子写真式の画像形成装置であるレーザプリンタ（以下、「プリンタ」という。）に適用した実施形態１（以下、本実施形態１を「実施形態１」という。）について説明する。
図２は、本実施形態１に係るプリンタ全体の概略構成図である。このプリンタは、潜像担持体としての感光体ドラム１を有している。感光体ドラム１は、図中矢印Ａ方向に回転駆動されながら、感光体ドラム１に接触する帯電手段としての帯電ローラ２により、その表面が一様に帯電される。その後、潜像形成手段としての光書込ユニット３により画像情報に基づき走査露光されて、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。なお、帯電手段及び潜像形成手段としては、帯電ローラ２及び光書込ユニット３とは異なるものを用いることもできる。感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置４により現像され、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、転写ベルト５を備えた転写手段としての転写ユニットにより、給紙カセット６から給紙ローラ７ａ及びレジストローラ対７ｂを経て搬送される記録材としての転写紙Ｐ上に転写される。転写終了後の転写紙Ｐは、定着手段としての定着装置１０によりトナー像が定着され、機外に排出される。なお、転写されずに感光体ドラム１上に残留した転写残トナーは、クリーニング手段としてのクリーニングユニット８により感光体ドラム１の表面から除去される。また、感光体ドラム１上の残留電荷は、除電手段としての除電ランプ９で除去される。
【００２１】
次に、本実施形態１における定着装置１０の構成について説明する。
図３は、本実施形態１における定着装置１０の概略構成図である。この定着装置１０は、主に、加熱ローラ１１と対向部材である加圧ローラ１２とから構成されている。これらのローラ１１，１２は、互いに圧力が加わる当接状態で配置されており、これらの間に定着ニップが形成されている。加熱ローラ１１及び加圧ローラ１２は、互いに同じ表面移動速度で図中矢印の方向（連れ回り方向）にそれぞれ回転駆動している。転写紙Ｐが定着ニップを通過する際、その転写紙Ｐ上の未定着トナーＴには、所定の熱量が与えられる。これにより、その未定着トナーは溶融し、定着ニップにおける圧力作用も伴うことで、転写紙Ｐ上に定着される。
【００２２】
加熱ローラ１１は、金属、ガラス、セラミック、耐熱プラスチックなどの円筒状基体１３の内周面に、回転発熱体であるシート状の抵抗発熱体１４を貼り付けたり、塗布したりしたものである。また、加熱ローラ１１の外周表面には、トナーに対する剥離性を有するテフロン（登録商標）系樹脂などの離型層１５がコーティングされている。この離型層１５は、好適な定着ニップを形成するために弾性を有するものが好ましい。抵抗発熱体１４の内周面には、加熱ローラ１１の回転中心軸上に固定配置されている図示しない電源端子である給電端子に他端が接続された電力供給部材としての渦巻状導線１７の一端が固定されている。本実施形態１では、この他端は、加熱ローラ１１の回転軸上に配置される給電シャフト１６を介して給電端子に接続されている。具体的には、この他端は、給電シャフト１６に固定されており、この給電シャフト１６の一端部が給電端子に接触している。図示しない外部電源からの電力は、給電端子から給電シャフト１６を通じて渦巻状導線１７を介して抵抗発熱体１４に供給される。この電力供給により抵抗発熱体１４が発熱すると、その発生した熱は円筒状基体１３及び離型層１５を通じて加熱ローラ１１の表面に達する。
【００２３】
本実施形態１の加熱ローラ１１は、シート状の抵抗発熱体１４を円筒状基体１３に貼り付けたものを用いている。この抵抗発熱体１４は、主にシート状基材と発熱材料とから形成される。このシート状基材としては、例えば、シリコンゴム、ポリイミド等の絶縁体フィルムや、ポリエステル不織布などの絶縁体材料を用いることができる。また、発熱材料としては、鋼ニッケル、ニクロム線等の金属抵抗体からなる線材や、アルミ箔、ステンレス箔等の金属箔抵抗体などを用いることができる。このような抵抗発熱体１４のほか、ガラス芯、シリコンゴム芯等の基材にニクロム線等の金属抵抗線を巻きつけ、シリコンゴム、フッ素樹脂等で被覆したコード状ヒータを用いることもできる。また、円筒状基体１３の内周面に金属抵抗線を線材渦巻状に巻きつけたものや、セラミックヒータなども、抵抗発熱体１４として用いることができる。なお、回転する発熱体であれば、これ以外の構成を有する発熱体を用いることもでき、本実施形態１のように円筒状の回転発熱体に限らず、例えば無端ベルト状の回転発熱体であってもよい。
【００２４】
本実施形態１で使用する抵抗発熱体１４は、厚さが１．０ｍｍのシート状シリコーンゴム基材にニクロム線を巻き付けたものである。この抵抗発熱体１４のワット密度は２．０Ｗ／ｃｍ２である。なお、抵抗発熱体１４のワット密度は、使用される円筒状基体１３の厚みや径等の諸条件に応じて任意に設定、調整する。例えば、円筒状基体１３の厚みが１．５ｍｍの場合、ワット密度が３．５Ｗ／ｃｍ２の抵抗発熱体１４を使用するのが好ましい。
【００２５】
加圧ローラは、加熱ローラ１１との間で転写紙Ｐを挟み込み、その転写紙Ｐと未定着のトナーとを密着させるためのものである。その表面には、シリコンゴムなどの離形性、耐熱性のよい弾性層が設けられている。未定着のトナーを載せた転写紙Ｐが加圧ローラ１２と加熱ローラ１１との間の定着ニップに進入すると、その定着ニップにおいて加熱ローラ１１による熱処理を受けてトナーが溶融し、定着される。
【００２６】
図４は、本実施形態１における加熱ローラ１１の斜視図である。
図５は、本実施形態１における加熱ローラ１１の軸方向断面図である。
加熱ローラ１１の外周面における軸方向両端部分には、回転軸受１１ｂが設けられており、その一端側の回転軸受１１ｂには図５に示すように駆動ギヤ１８が接続されている。この駆動ギヤ１８は図示しない駆動モータに接続されている。駆動モータからの駆動力が駆動ギヤ１８を介して回転軸受１１ｂに伝達されると、加熱ローラ１１が回転駆動し、これに伴って抵抗発熱体１４も回転駆動する。また、加熱ローラ１１の軸方向において駆動ギヤ１８が配置される側とは反対側には、外部電源である電力源２０が設置されており、その電力源２０は、加熱ローラ１１の給電端子２３に接続されている。この給電端子２３が接触している給電シャフト１６の軸方向両端部分には、回転軸受１６ａ，１６ｂが設けられており回転可能に構成されているが、定着中は、給電クランプ４１によって回転できない状態に固定される。この部分の構成及び動作の詳細については後述する。
【００２７】
ここで、円筒状基体１３の内周面に設けられる抵抗発熱体１４は１つでもよいが、本実施形態１では、無駄な電力消費を抑制する目的で、抵抗発熱体を複数分割して設けている。具体的には、加熱ローラの回転軸方向に沿って３つの抵抗発熱体１４ａ，１４ｂ，１４ｃを円筒状基体１３の内周面に設けている。このうち、真ん中の抵抗発熱体１４ｂにおける加熱ローラ回転軸方向の長さは、Ａ４版サイズの転写紙Ｐがその長手方向に搬送される場合の転写紙Ｐの幅に対応している。また、３つの抵抗発熱体１４ａ，１４ｂ，１４ｃを合わせた加熱ローラ回転軸方向の長さは、Ａ４版サイズの転写紙Ｐがその長手方向に直交する方向に搬送される場合の転写紙Ｐの幅に対応している。そして、各抵抗発熱体１４ａ，１４ｂ，１４ｃには、それぞれ１組の渦巻状導線１７ａ，１７ｂ，１７ｃが固定されている。各渦巻状導線１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、スイッチ部２１を介して電力源２０に接続されている。このスイッチ部２１は、スイッチ切替部２２によって制御されており、このスイッチ切替部２２によって、各抵抗発熱体１４ａ，１４ｂ，１４ｃへの電力供給を個別にＯＮ／ＯＦＦ制御することができる。具体的には、スイッチ切替部２２には定着処理の対象となる転写紙Ｐのサイズ情報が入力され、そのサイズ情報に応じて、真ん中の抵抗発熱体１４ｂにだけ電力供給を行うか、すべての抵抗発熱体１４ｂに電力供給を行うかを決定する。そして、その決定に基づいてスイッチ部２１を制御する。
【００２８】
上記渦巻状導線１７は、転写紙Ｐの先端が定着ニップに進入してから、その後端が定着ニップから抜け出すまでの間の変形量が抵抗発熱体１４への電力供給を確保できる許容量を越えないように構成されている。そこで、本実施形態１の渦巻状導線１７は、可撓性部材である電気導体を加熱ローラ１１の回転軸が渦中心となる渦巻状に配置した構成を有する。加熱ローラ１１が回転すると、このような渦巻状導線１７にはこれを変形させる変形力が加わることになる。本実施形態１では、この変形力が渦巻状導線１７の巻き数が増加することで吸収されるため、その巻き数に余裕のある間は渦巻状導線１７自体に大きなテンションが加わることがない。よって、巻き数に余裕のある間は、抵抗発熱体１４への電力供給を確実に確保することができる。
【００２９】
渦巻状導線１７を構成する電気導体には、例えば、ステンレス、鋼、鉄、チタン、ニッケル、コバルトなどの金属やこれらの金属を含む合金製バネ材などを用いることができる。また、非金属製バネ材にカーボン等の電気導電材料を塗布又は合成したものも用いることもできる。また、この渦巻状導線１７を、高温下において所定巻き数の渦巻形状に戻ろうとする復元力が発生する形状記憶合金で形成することもできる。この場合、加熱ローラ１１の回転によって発生する渦巻状導線１７のねじれや折れなどの変形を、近接配置されている抵抗発熱体１４からの熱で復元させることができる。よって、渦巻状導線１７の変形によって生じ得る回転機構の障害や渦巻状導線１７自体の破損などが発生しにくく、変形耐性に優れた抵抗発熱体１４を形成することができる。
【００３０】
また、本プリンタで使用可能な転写紙Ｐのうち搬送方向長さが最大である転写紙Ｐの先端が定着ニップに進入してから、その後端が定着ニップから抜け出すまでの間は、渦巻状導線１７の変形によって加熱ローラ１１の回転動作が妨げられることがないようにすることも重要である。よって、搬送方向長さが最大となる転写紙Ｐの後端が定着ニップから抜け出したときの巻き数が、加熱ローラ１１の回転動作を妨げることがなく、かつ、抵抗発熱体１４への電力供給を確保できる許容巻き数に達することがないように、渦巻状導線１７の初期の巻き数、材質、弾性力などを設定する。
【００３１】
次に、本発明の特徴部分である渦巻状導線１７の復元動作について説明する。加熱ローラ１１が転写紙Ｐを搬送する方向に回転駆動し続けると、渦巻状導線１７の巻き数はいずれ許容巻き数に到達してしまう。そこで、本実施形態１では、所定枚数（１枚又は２枚以上）の転写紙Ｐが定着ニップを通過後に、給電クランプ４１による給電シャフト１６の固定状態を解除して渦巻状導線１７の巻き数を減少させ、初期の状態に復元させる。
【００３２】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、渦巻状導線１７が固定された給電シャフト１６の一端面を固定配置されている給電端子２３に対して相対移動しないように固定した固定状態と、その固定を解除した固定解除状態とを切り替えるための給電部４０の構成を示す概略構成図である。なお、図１（ａ）は固定状態を示し、図１（ｂ）は固定解除状態を示している。
この給電部４０は、給電シャフト１６を挟み込むことで給電シャフト１６を回転不能にする給電クランプ４１を備えている。また、給電部４０には、給電シャフト１６を挟み込む向きに給電クランプ４１を付勢する付勢手段としてのバネ４２が設けられている。また、給電部４０には、給電クランプ４１による固定状態と固定解除状態とを切り替えるための固定切替手段としてのカム４３が設けられている。このカム４３は、図示しない制御部によって制御されている。
【００３３】
図６（ａ）乃至図６（ｃ）は、定着装置１０の動作を示す説明図である。
図６（ａ）に示すように、未定着のトナーＴが載った転写紙Ｐが定着ニップに進入する前は、加熱ローラ１１及び加圧ローラ１２の回転は停止している。このとき、渦巻状導線１７は巻き数が少ない初期の状態にある。そして、その転写紙Ｐが定着ニップに進入する直前に加熱ローラ１１及び加圧ローラ１２の回転が開始する。これにより、図６（ｂ）に示すように、定着ニップに進入した転写紙Ｐは、図中矢印の方向に回転駆動する加熱ローラ１１及び加圧ローラ１２から搬送力を受けて搬送される。この搬送中、転写紙Ｐ上の未定着のトナーは定着ニップにおいて熱及び圧力を受けて定着処理を受ける。このとき、制御部によって制御されたカム４３は、図１（ａ）に示す状態となっており、バネ４２の付勢力により給電クランプ４１が閉じた状態になっている。これにより、給電クランプ４１は、給電シャフト１６を挟み込み、給電シャフト１６は固定状態になる。よって、加熱ローラ１１が回転することで、渦巻状導線１７の巻き数は増加する。そして、転写紙Ｐの後端が定着ニップを通過したら、図６（ｃ）に示すように、加熱ローラ１１及び加圧ローラ１２の回転は停止する。その後、制御部による制御によって、カム４３は図１（ｂ）に示す状態となる。これにより、給電クランプ４１は、カム４３によって広げられ、給電シャフト１６の固定状態が解除される。このように固定解除状態になると、渦巻状導線１７がもつ巻き数を初期状態に戻そうとする復元力が働き、渦巻状導線１７の巻き数は初期状態に戻る。このような動作を繰り返すことで、多数の転写紙Ｐに対して継続的な定着処理を行うことができる。
【００３４】
なお、本実施形態１では、渦巻状導線１７の巻き数を初期状態に戻す方法として、渦巻状導線１７自体がもつ復元力を利用しているが、他の方法であってもよい。例えば、渦巻状導線１７の巻き数が初期状態に戻る方向に給電シャフト１６を回転駆動させる駆動手段を設け、固定解除状態にした後に駆動手段により給電シャフト１６を回転して渦巻状導線１７の巻き数を初期状態に戻す方法が挙げられる。なお、この復元動作を、転写紙Ｐに定着処理を待たせることがないタイミングで行えば、画像形成スピードを落とすこともない。なお、復元動作のタイミングを示す上記所定枚数は、使用する渦巻状導線１７の許容巻き数を考慮して適宜設定する。
【００３５】
以上、本実施形態１によれば、抵抗発熱体１４が回転している間は、給電端子２３と渦巻状導体１７の他端である給電シャフト１６とが互いに相対移動しないように固定される。そして、この固定状態は、抵抗発熱体１４が回転していない間の所定のタイミングで解除され、これにより、渦巻状導体１７自体の復元力により、その渦巻状導体１７の巻き数が初期状態に戻る。この場合、復元の際に抵抗発熱体１４を逆回転させる必要がない。したがって、抵抗発熱体１４を逆回転させるのに伴って必要となる機構が不要となり、装置の小型化や低コスト化を図ることが容易となる。
【００３６】
〔変形例１〕
次に、上記実施形態１における復元動作の変形例（以下、本変形例を「変形例１」という。）について説明する。
本変形例１における定着装置の基本構成及び動作は上記実施形態１と同様であるが、抵抗発熱体を加熱ローラの軸方向に分割するのではなく、その回転方向に分割されている点で、上記実施形態１とは異なっている。
図７は、本変形例１における加熱ローラ１１１の断面図である。また、図８は、加熱ローラ１１１の軸方向断面図である。この加熱ローラ１１１は、上記実施形態１と同様にシート状の抵抗発熱体を円筒状基体１３に貼り付けたものであるが、その抵抗発熱体はその回転方向に分割されて１０個の発熱体部分１１４Ａ〜１１４Ｊに分かれている。各発熱体部分１１４Ａ〜１１４Ｊのワット密度は７．０Ｗ／ｃｍ２である。なお、各発熱体部分１１４Ａ〜１１４Ｊのワット密度は、使用される円筒状基体１３の厚みや径等の諸条件に応じて任意に設定、調整する。
【００３７】
本変形例１では、加熱ローラ１１の周方向に分割された複数の発熱体部分１１４Ａ〜１１４Ｊに対し、個別に電力を供給できる構成となっている。なお、図８には、複数の発熱体部分１１４Ａ〜１１４Ｊのうち、加熱ローラ１１１の軸に対して対照位置に配置される２つの発熱体部分１１４Ｊ，１１４Ｆのみが示されている。以下、これらについてのみ説明するが、他の発熱体部分１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄ，１１４Ｅ，１１４Ｇ，１１４Ｈ，１１４Ｉ，１１４Ｊについても同様である。２つの発熱体部分１１４Ａ，１１４Ｆは、それぞれ１組の渦巻状導線１１７Ａ，１１７Ｆに接続されている。各渦巻状導体１１７Ａ，１１７Ｆは、それぞれ給電シャフト１６及び給電端子２３を通じてスイッチ部１２１に接続され、これを介して電力源２０に接続されている。このスイッチ部１２１は、スイッチ切替部１２２によって制御されており、このスイッチ切替部２２によって、各発熱体部分１１４Ａ，１１４Ｆへの電力供給を個別にＯＮ／ＯＦＦ制御することができる。
【００３８】
なお、本変形例１では、各発熱体部分１１４Ａ〜１１４Ｊに対して個別に渦巻状導線１１７Ａ〜１１７Ｊを設けた構成であるが、単一の渦巻状導線を用いる構成を採用することもできる。この場合、例えば、単一の渦巻状導線と各発熱体部分１１４Ａ〜１１４Ｊとの間に、上記スイッチ部１２１を各発熱体部分１１４Ａ〜１１４Ｊと一緒に回転するように設ける。なお、この場合、スイッチ切替部１２２の制御信号をスイッチ部１２１に入力するための信号経路は、接触給電方式のように導電ブラシを用いたものでもよいが、上記実施形態１の給電方式のように渦巻状導線を用いたものでもよい。
【００３９】
また、加熱ローラ１１１には、加熱ローラ１１１の回転位置を検出する回転位置検出部１２４が設けられている。この回転位置検出部１２４としては、エンコーダ、光センサ、マイクロスイッチ、リードスイッチ等を利用したものを採用することができる。回転位置検出部１２４は、スイッチ切替部１２２に接続されており、検出した加熱ローラ１１１の回転位置を示す回転位置情報をスイッチ切替部１２２に出力する。この回転位置情報により、スイッチ切替部１２２は、どの発熱体部分１１４Ａ〜１１４Ｊが定着ニップに対向しているかを認識することができる。
【００４０】
図９は、本変形例１における各発熱体部分１１４Ａ〜１１４Ｊ及びスイッチ部１２１の回路図を含む給電部分の説明図である。図中、抵抗Ｒ１〜Ｒ１０は、それぞれ発熱体部分１１４Ａ〜１１４Ｊに対応している。本変形例１では、加熱ローラ１１１が回転すると、各発熱体部分１１４Ａ〜１１４Ｊは、発熱体部分１１４Ａから発熱体部分１１４Ｊへ向かって順次定着ニップに対向することになる。すなわち、抵抗Ｒ１から抵抗Ｒ１０へ向かって順次定着ニップに対向することになる。また、スイッチ部１２１は、大電力ＯＮ／ＯＦＦ用のトランジスタ、ＦＥＴ、サイリスタ、ＩＧＢＴ等で構成することができ、本変形例１では、大電力ＯＮ／ＯＦＦ用のトランジスタＱ１〜Ｑ１０を用いている。例えば発熱体部分１１４Ａが定着ニップに対向しているときには、その発熱体部分１１４Ａについてのみ電力を供給し、他の発熱体部分１１４Ｂ〜１１４Ｊには電力を供給しないように、電力供給の制御を行う。具体的には、下記の表１に示すように、定着ニップに対向する各発熱体部分１１４Ａ〜１１４Ｃに対してのみ順次電力供給を行う。
【表１】
2004184915.tif 000003
【００４１】
なお、本変形例１では、各発熱体部分１１４Ａ〜１１４ｊが加熱ローラ１１１の軸方向にわたって延びているものを用いているが、上記実施形態１のように各発熱体部分１１４Ａ〜１１４ｊを加熱ローラ回転軸方向に分割したものを用い、上記実施形態１と同様の給電制御を行ってもよい。
また、本変形例１では、各発熱体部分１１４Ａ〜１１４Ｊのうち、定着ニップに対向しているものにのみ電力を供給するように給電制御している。したがって、複数の発熱体部分１１４Ａ〜１１４Ｊのうち、転写紙Ｐに対向するものの発熱量が最も多くなるように給電制御がなされている。これにより、転写紙Ｐに対向しない発熱体部分に供給される電力量は、転写紙Ｐに対向する発熱体部分に供給される電力量よりも少ない。転写紙Ｐに対向しない発熱体部分が発生させる熱は定着処理に寄与しないので、この発熱体部分の発熱量を少なくすることで、転写紙Ｐと対向する部分と同じ発熱量で抵抗発熱体全体を発熱させる定着装置に比べて無駄な電力消費を抑えることができる。このような効果を得るためには、本変形例１のように、定着ニップに対向している発熱体部分にのみ給電し、残りの発熱体部分への給電を行わないという構成に限られない。例えば、全ての発熱体部分１１４Ａ〜１１４Ｊに給電するものの、定着ニップに対向している発熱体部分に供給する電力量を残りの部分よりも多くするようにしてもよい。
また、各発熱体部分１１４Ａ〜１１４Ｊに対し、転写紙Ｐに対向する回転位置に進入する前に電力供給を開始し、その回転位置の脱出に伴って電力供給を停止するように構成してもよい。この場合、必ずしも定着ニップに対向している発熱体部分にだけ給電を行うのではなく、その発熱体部分とこの回転方向上流側に位置する発熱体部分に給電するようにしてもよい。この場合も、回転方向下流側に位置する発熱体部分への給電を停止する分、無駄な電力消費を抑えることができる。
【００４２】
〔実施形態２〕
次に、本発明を、上記実施形態１と同様にプリンタに適用した他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という。）について説明する。
本実施形態２に係るプリンタの基本構成及び動作は上記実施形態１と同様であるが、渦巻状導体１７の復元方法が上記実施形態１と異なっている。すなわち、本実施形態２では、上記実施形態１における抵抗発熱体１４と同様の抵抗発熱体を２つ備え、そのうちの１つを用いた定着処理時に巻き数が増加した渦巻状導体を、残りの１つを用いて加熱処理している間に復元させる。
【００４３】
図１０は、本実施形態２における定着装置２１０の概略構成図である。この定着装置２１０には、加熱ローラ２１１ａ，２１１ｂと対向部材である加圧ローラ２１２ａ，２１２ｂとからなる２組のローラ対２１０ａ，２１０ｂが設けられており、各ローラ対２１０ａ，２１０ｂは、それぞれ別個に定着ニップを形成している。この定着装置２１０は、２つの定着ニップのそれぞれで別個に定着処理を行うことができる構成となっている。また、この２つの定着ニップは、図中２点鎖線で示す転写紙Ｐの搬送経路に沿って並べて配置されている。なお、各ローラ対の構成は、復元動作に係る部分を除き、上記実施形態１の加熱ローラ１１及び加圧ローラ１２と同様であるので説明を省略する。
【００４４】
本実施形態２では、各ローラ対２１０ａ，２１０ｂによる定着ニップを交互に使って定着処理を行う。すなわち、第１ローラ対２１０ａを用いて定着処理を行っている間は第２ローラ対２１０ｂを用いて定着処理を行わず、第２ローラ対２１０ｂを用いて定着処理を行っている間は第１ローラ対２１０ａを用いて定着処理を行わない。そして、定着処理を行わない側のローラ対２１０ａ，２１０ｂは、その加熱ローラ２１１ａ，２１１ｂとこれに対向する加圧ローラ２１２ａ，２１２ｂとを互いに離間される。この離間動作は、接離手段としての接離機構２３０によって行われる。
【００４５】
接離機構２３０は、各加圧ローラ２１２ａ，２１２ｂの回転軸の一端又は両端にそれぞれ取り付けられるアーム２３１ａ，２３１ｂを備えている。アーム２３１ａ，２３１ｂは、支点２３１ｃとなる端部が装置筐体に回転自在に取り付けられおり、その中央部分に加圧ローラ２１２ａ，２１２ｂの回転軸が回転自在に取り付けられている。本実施形態２では、各アーム２３１ａ，２３１ｂの支点２３１ｃは同じ位置となっている。また、装置筐体に取り付けられた側とは反対側のアーム２３１ａ，２３１ｂの端部には、それぞれ偏心カム２３２ａ，２３２ｂが当接している。そして、この偏心カム２３２ａ，２３２ｂが半回転するごとにアーム２３１ａ，２３１ｂが支点２３１ｃを中心に回動し、この回動によって加圧ローラ２１２ａ，２１２ｂの回転軸が図中上下方向に移動する。なお、離間手段は、このような接離機構２３０に限らず、例えばギヤを利用して加圧ローラ２１２ａ，２１２ｂを加熱ローラ２１１ａ，２１１ｂから離間させるものを利用してもよい。また、本実施形態２では、離間手段として加圧ローラ２１２ａ，２１２ｂを移動させる構成を採用しているが、加熱ローラ２１１ａ，２１１ｂを移動させる構成や、両ローラを移動させる構成を採用することもできる。
【００４６】
次に、本定着装置２１０の定着動作について説明する。
第１ローラ対２１０ａによる定着処理が終了すると、図１０に示すように、接離機構２３０によって第１ローラ対２１０ａは離間状態になり、第２ローラ対２１０ｂは当接状態になる。このように第１ローラ対２１０ａが離間状態にあることで、次の定着処理の対象となる転写紙Ｐが搬送経路上を搬送されてきても、第１ローラ対２１０ａがその搬送を阻害することはない。よって、その転写紙Ｐは、離間した加熱ローラ２１１ａと加圧ローラ２１２ａの間を通過して、第２ローラ対２１０ｂの定着ニップに進入し、定着処理がなされる。
【００４７】
一方で、離間状態にある加熱ローラ２１１ａの渦巻状導体２１７ａは、その離間状態にある間に復元される。ここで、本実施形態２では、上記実施形態１の復元方法とは異なった方法を採用している。すなわち、本実施形態２では、離間した加熱ローラ２１１ａを逆回転させることで復元する。この逆回転させる動力源は、渦巻状導体２１７ａ自体の復元力であっても、加熱ローラ２１１ａを逆回転駆動させる駆動手段であってもよい。なお、本実施形態２でも、給電シャフト１６の固定状態を解除して渦巻状導体を復元するという上記実施形態１の復元方法を採用することができる。また、第２ローラ対２１０ｂの加熱ローラ２１１ｂに設けられる渦巻状導体２１７ｂの復元動作は、上述した第１ローラ対２１０ａの場合と同様であるので説明を省略する。
【００４８】
以上、本実施形態２によれば、一方のローラ対２１０ａ，２１０ｂの渦巻状導体２１７ａ，２１７ｂを復元している間でも、他方のローラ対２１０ａ，２１０ｂによって定着処理を行うことができるので、復元動作によって定着処理が中断されることはない。また、本実施形態２では、加熱ローラ２１１ａ，２１１ｂを加圧ローラ２１２ａ，２１２ｂから離間した状態で逆回転させることで渦巻状導体２１７ａ，２１７ｂを復元するので、逆回転時に加熱ローラ２１１ａ，２１１ｂが加圧ローラ２１２ａ，２１２ｂから受ける負荷が小さい。よって、駆動モータ等によって加熱ローラ２１１ａを逆回転させる場合には、その駆動力が小さくて済む。また、このように負荷が小さいことから、渦巻状導体を高速に復元させることも可能になる。また、離間状態にある間は、加熱ローラ２１１ａ，２１１ｂの熱量が加圧ローラ２１２ａ，２１２ｂに奪われることがないので、少ない電力で加熱ローラ２１１ａ，２１１ｂを高温にすることが可能となる。また、本実施形態２においては、電力源２０から抵抗発熱体１４までの電力供給経路上に２つの部材が接触する部分が存在しないので、上記実施形態１よりも、より安定した給電が可能である。
なお、本実施形態２では、ローラ対２１０ａ，２１０ｂが２つの場合を例に挙げて説明したが、３つ以上であってもよい。例えば、３つのローラ対を設けた場合には、そのうちの２つを用いて定着処理を行っている間に、残りのローラ対の渦巻状導体を復元させるようにしてもよい。
【００４９】
〔変形例２〕
次に、上記実施形態２における定着装置の変形例（以下、本変形例を「変形例２」という。）について説明する。
本変形例２における定着装置は、抵抗発熱体を２つ備え、そのうちの１つを用いた定着処理時に巻き数が増加した渦巻状導体を、残りの１つを用いて加熱処理している間に復元させる点では、上記実施形態２と同様である。しかし、本変形例２では、複数の加熱ローラに対する対向ローラとしての加圧ローラが１つである点で、上記実施形態２とは異なっている。
【００５０】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、本変形例２における定着装置３１０の概略構成図である。この定着装置３１０には、２つの加熱ローラ３１１ａ，３１１ｂが設けられており、これらは１つの加圧ローラ３１２にそれぞれ当接した状態で配置されている。これにより、各加熱ローラ３１１ａ，３１１ｂと加圧ローラ３１２との間には、それぞれ別個に定着ニップが形成される。この定着装置３１０は、２つの定着ニップのそれぞれで別個に定着処理を行うことができる構成となっている。また、本変形例２では、図示しない駆動手段により、２つの加熱ローラ３１１ａ，３１１ｂが加圧ローラ３１２を中心にして一体的に回動することができる。なお、各加熱ローラ３１１ａ，３１１ｂの構成は、上記実施形態１の加熱ローラ１１と同様であるので説明を省略する。
【００５１】
次に、本定着装置３１０の定着動作について説明する。
本変形例２では、各加熱ローラ３１１ａ，３１１ｂによる定着ニップを交互に使って定着処理を行う。すなわち、加熱ローラ３１１ａを用いて定着処理を行っている間は加熱ローラ３１１ｂを用いて定着処理を行わず、加熱ローラ３１１ｂを用いて定着処理を行っている間は加熱ローラ３１１ａを用いて定着処理を行わない。
【００５２】
加熱ローラ３１１ａによる定着処理を行う場合、２つの加熱ローラ３１１ａ，３１１ｂは、上記駆動手段により加圧ローラ３１２を中心にして一体的に回動し、図１１（ａ）に示す位置に位置決めされる。このとき、加熱ローラ３１１ａと加圧ローラ３１２との間の定着ニップは、転写紙Ｐの搬送経路上に位置することになる。一方、加熱ローラ３１１ｂは、その搬送経路に差し掛からない位置に待避した状態になる。このように加熱ローラ３１１ｂが待避状態となっているので、転写紙Ｐが搬送経路上を搬送されてきても、加熱ローラ３１１ｂがその搬送を阻害することはない。よって、その転写紙Ｐは、加熱ローラ３１１ａによって適正に定着処理がなされる。
【００５３】
このようにして加熱ローラ３１１ａによる定着処理が終了すると、２つの加熱ローラ３１１ａ，３１１ｂは、上記駆動手段により加圧ローラ３１２を中心にして一体的に回動し、図１１（ｂ）に示す位置に位置決めされる。このとき、加熱ローラ３１１ｂは、加熱ローラ３１１ａが位置していた場所と同じ場所に位置決めされる。よって、加熱ローラ３１１ｂと加圧ローラ３１２との間の定着ニップは、転写紙Ｐの搬送経路上に位置することになる。一方、加熱ローラ３１１ａは、その搬送経路に差し掛からない位置に待避した状態になる。よって、転写紙Ｐは、加熱ローラ３１１ｂによって適正に定着処理がなされる。
【００５４】
ここで、本変形例２では、各加熱ローラ３１１ａ，３１１ｂがそれぞれ搬送経路から待避位置にあるときに、その加熱ローラ３１１ａ，３１１ｂの渦巻状導体３１７ａ，３１７ｂの復元動作が行われる。なお、その復元動作は、上記実施形態１の場合と同じであるので、説明を省略する。もちろん、このときの復元動作は、これに限らず、上記実施形態２で採用しているものなどを用いることもできる。
【００５５】
以上、本変形例２によれば、上記実施形態２の場合と同様に、一方の加熱ローラ３１１ａ，３１１ｂの渦巻状導体３１７ａ，３１７ｂを復元している間でも、他方の加熱ローラ３１１ａ，３１１ｂによって定着処理を行うことができるので、復元動作によって定着処理が中断されることはない。また、本変形例１の復元動作は、上記実施形態１のものと同様であるので、上述した実施形態１の効果を得ることもできる。
なお、本変形例２では、加熱ローラ３１１ａ，３１１ｂが２つの場合を例に挙げて説明したが、３つ以上であってもよい。また、本変形例２では、加圧ローラ３１２の回転軸を中心にして、２つの加熱ローラ３１１ａ，３１１ｂが互いに９０度ズレた位置に配置されているが、この角度は、復元中の加熱ローラが転写紙Ｐの搬送経路を妨げないように適宜決定する。
【００５６】
〔実施形態３〕
次に、本発明を、上記実施形態１と同様にプリンタに適用した更に他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態３」という。）について説明する。
本実施形態３に係るプリンタの基本構成及び動作は上記実施形態１と同様であるが、渦巻状導体１７の復元方法が上記実施形態１と異なっている。すなわち、本実施形態３では、転写紙Ｐが定着ニップを通過した後、その転写紙Ｐを逆向きに搬送して再びその定着ニップを通過させることで、変形した渦巻状導体を復元させる。なお、本実施形態３の定着装置の構成は、上記実施形態１における給電部４０が設けられておらず、給電シャフト１６が装置筐体に固定されていて給電シャフト１６と給電端子２３とが一体形成されている点で、上記実施形態１とは異なっている。したがって、本実施形態３においては、電力源２０から抵抗発熱体１４までの電力供給経路上に２つの部材が接触する部分が存在しないので、上記実施形態１よりも、より安定した給電が可能である。
【００５７】
図１２（ａ）乃至図１２（ｅ）は、本実施形態３における定着装置の動作を示す説明図である。
図１２（ａ）に示すように、未定着のトナーＴ０が載った転写紙Ｐが図中矢印Ｂの方向に搬送されてくる。この転写紙Ｐが定着ニップに進入する前は、加熱ローラ４１１及び加圧ローラ４１２の回転は停止している。このとき、渦巻状導線４１７は巻き数が少ない初期の状態にある。そして、その転写紙Ｐが定着ニップに進入する直前に加熱ローラ４１１及び加圧ローラ４１２の回転が開始する。これにより、図１２（ｂ）に示すように、定着ニップに進入した転写紙Ｐは、図中矢印の方向に回転駆動する加熱ローラ４１１及び加圧ローラ４１２から搬送力を受けて、更に図中矢印Ｂの方向に搬送される。この搬送中、転写紙Ｐ上の未定着トナーＴ０は定着ニップにおいて熱及び圧力を受けて定着処理を受ける。このとき、渦巻状導線１７の巻き数は増加する。
【００５８】
ここで、本実施形態３における加熱ローラ４１１の定着温度は、上記実施形態１における定着温度よりも低く設定されている。そのため、図１２（ｃ）に示すように、転写紙Ｐの後端が定着ニップを通過したとき、その転写紙Ｐ上のトナーは、完全に定着した状態にはならず、半定着の状態となる。このような半定着トナーＴ１を載せた転写紙Ｐは、その後、図１２（ｄ）に示すように、図中矢印Ｃの方向に搬送される。これに伴い、加熱ローラ４１１及び加圧ローラ４１２は逆回転を開始する。これにより、定着ニップに再度進入した転写紙Ｐは、図１２（ｄ）中矢印の方向に回転駆動する加熱ローラ４１１及び加圧ローラ４１２から搬送力を受けて、図中矢印Ｃの方向に搬送される。この搬送中、転写紙Ｐ上の半定着トナーＴ１は定着ニップにおいて熱及び圧力を受けて定着処理を受ける。これにより、転写紙Ｐ上の半定着トナーＴ１は完全な定着状態になる。また、この搬送中に加熱ローラ４１１が逆回転することで、その渦巻状導線４１７の巻き数は減少していき、最終的に初期の巻き数に戻される。
【００５９】
以上、本実施形態３によれば、１回の定着処理を終えたときには、既に渦巻状導線４１７の巻き数が初期状態となっている。よって、復元動作によって定着処理が中断されることはない。また、本実施形態３では、転写紙Ｐを定着ニップに２回通して定着を完了するので、１つの転写紙Ｐに対する定着時間を長くとることができる。これにより、上述のように定着に必要となる抵抗発熱体４１４の温度を低くすることができるので、定着に必要な温度まで昇温させるまでの待機時間を短縮でき、かつ、消費電力を低減させることができる。また、本実施形態３においては、電力源２０から抵抗発熱体までの電力供給経路上に２つの部材が接触する部分が存在しないので、上記実施形態１よりも、より安定した給電が可能である。
【００６０】
〔実施形態４〕
次に、本発明を、上記実施形態１と同様にプリンタに適用した更に他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態４」という。）について説明する。
本実施形態４に係るプリンタの基本構成及び動作は上記実施形態１と同様であるが、渦巻状導体１７の復元方法が上記実施形態１と異なっている。すなわち、本実施形態４は、上記実施形態１における加熱ローラと同様の加熱ローラに、２つの対向部材である加圧ローラを当接させて２つの定着ニップを形成し、一方の定着ニップで定着している間に、他方の定着ニップで定着処理したときに増加した渦巻状導体の巻き数を減少させる。
なお、本実施形態４では、上記２つの加圧ローラのうちの一方を上記加熱ローラと同じ構成としているため、以下の説明では、２つの加熱ローラと１つの加圧ローラとの構成について説明する。上記実施形態２における変形例２も、２つの加熱ローラと１つの加圧ローラをもつ構成であったが、本実施形態４は、搬送経路が２つあり、各定着ニップがそれぞれの搬送経路上に配置されている点で、上記変形例２の構成とは異なっている。
【００６１】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、本実施形態４における定着装置５１０の概略構成図である。この定着装置５１０には、２つの加熱ローラ５１１ａ，５１１ｂと、１つの加圧ローラ５１２が設けられている。第１加熱ローラ５１１ａは、第２加熱ローラ５１１ｂ及び加圧ローラ５１２の両方に当接した状態で配置されている。これにより、第１加熱ローラ５１１ａと第２加熱ローラ５１１ｂ及び加圧ローラ５１２との間には、それぞれ別個に定着ニップが形成される。この定着装置５１０は、２つの定着ニップのそれぞれで別個に定着処理を行うことができる構成となっている。
【００６２】
次に、本定着装置３１０の定着動作について説明する。
本定着装置５１０では、３つのローラ５１１ａ，５１１ｂ，５１２の配置が固定されているので、未定着トナーＴを載せた転写紙Ｐを各定着ニップに搬送するための搬送経路が２つ存在する。そして、本定着装置では、転写紙Ｐの搬送経路を搬送路切替手段としての搬送切替ガイド５２５を用いて切り替えることで、各定着ニップを交互に使って定着処理を行う。すなわち、第１加熱ローラ５１１ａと加圧ローラ５１２との間の第１定着ニップを用いて定着処理を行っている間は第１加熱ローラ５１１ａと第２加熱ローラ５１１ｂとの間の第２定着ニップを用いて定着処理を行わず、第２定着ニップを用いて定着処理を行っている間は第１定着ニップを用いて定着処理を行わない。
【００６３】
第１定着ニップによる定着処理を行う場合、搬送切替ガイド５２５は、図１３（ａ）に示す状態となる。そして、搬送されてきた転写紙Ｐは、この搬送切替ガイド５２５に案内されながら、第１定着ニップに送り込まれる。転写紙Ｐが第１定着ニップに送り込まれる前において、第１加熱ローラ５１１ａの渦巻状導線５１７ａは巻き数が少ない初期の状態にあるのに対し、第２加熱ローラ５１１ｂの渦巻状導線５１７ｂは巻き数が既に巻き数が増加した状態にある。そして、転写紙Ｐが第１定着ニップに入る直前に、３つのローラ５１１ａ，５１１ｂ，５１２は、図中矢印の方向に回転を開始する。これにより、転写紙Ｐ上の未定着のトナーは、第１定着ニップにおいて熱及び圧力を受けて定着処理を受ける。この定着処理において、第２加熱ローラ５１１ｂの抵抗発熱体５１４ｂへの給電はＯＦＦになっている。この定着処理中、第１加熱ローラ５１１ａの渦巻状導線５１７ａの巻き数は増加するのに対し、第２加熱ローラ５１１ｂの渦巻状導線５１７ｂの巻き数は減少することになる。よって、この定着処理を終えたときには、第１加熱ローラ５１１ａの渦巻状導線５１７ａは巻き数が増加した状態となるのに対し、第２加熱ローラ５１１ｂの渦巻状導線５１７ｂは巻き数が初期の状態に戻る。
【００６４】
このようにして第１定着ニップにおける定着処理が終了すると、次の定着処理の対象となる転写紙Ｐの定着処理の準備のため、搬送切替ガイド５２５は、図１３（ｂ）に示す状態となる。そして、新たに未定着トナーＴを載せた転写紙Ｐが搬送されてくると、この搬送切替ガイド５２５に案内されながら、今度は、第２定着ニップに送り込まれる。この定着処理において、第１加熱ローラ５１１ａの抵抗発熱体５１４ａへの給電はＯＦＦになっている。したがって、この第２定着ニップによる定着処理における第１加熱ローラ５１１ａは、第１定着ニップによる定着処理における加圧ローラ５１２の機能と同様の機能を果たすことになる。また、この定着処理において、３つのローラ５１１ａ，５１１ｂ，５１２は、図１２（ａ）に示した回転方向とは逆方向に回転することになる。すなわち、第１加熱ローラ５１１ａの渦巻状導線５１７ａの巻き数は減少するのに対し、第２加熱ローラ５１１ｂの渦巻状導線５１７ｂの巻き数は増加することになる。この定着処理前においては、第１加熱ローラ５１１ａの渦巻状導線５１７ａは巻き数が増加した状態にあるのに対し、第２加熱ローラ５１１ｂの渦巻状導線５１７ｂは巻き数が初期の状態にある。したがって、この定着処理を終えたときには、第１加熱ローラ５１１ａの渦巻状導線５１７ａは巻き数は初期の状態に戻り、第２加熱ローラ５１１ｂの渦巻状導線５１７ｂは巻き数が増加した状態となる。このような動作を繰り返すことで、多数の転写紙Ｐに対して継続的な定着処理を行うことができる。
【００６５】
以上、本実施形態４によれば、上記実施形態３と同様に、定着処理を行いながら渦巻状導線５１７ａ，５１７ｂを復元することができるので、復元動作によって定着処理が中断されることはない。しかも、本実施形態４によれば、上記実施形態３に比べて１枚の転写紙Ｐに対する定着時間が短いので、高速な定着処理が可能となる。また、本実施形態３においては、電力源２０から抵抗発熱体までの電力供給経路上に２つの部材が接触する部分が存在しないので、上記実施形態１よりも、より安定した給電が可能である。
なお、このような本実施形態４による効果は、第２加熱ローラ５１１ｂが上記加圧ローラ５１２と同じ構成すなわち発熱体を備えていない構成であっても得ることができる。しかし、本実施形態４のような構成とすることで、第１定着ニップでも第２定着ニップでも、未定着トナーＴが載った側の転写紙Ｐの面は加熱され、反対面は加熱されないという同じ定着条件を得ることができる。よって、どちらの定着ニップでも、トナーがほぼ等しい状態で定着されるので、画質に差が出ないという効果が得られる。なお、この効果は、上記加圧ローラ５１２も上記加熱ローラ５１１ａ，５１１ｂと同じ構成を採用し、３つのローラのすべてが渦巻状導体を備えた加熱ローラであっても得ることが可能である。この場合、転写紙Ｐに対してその両面から加熱するようにしてもよい。
【００６６】
なお、上述した実施形態１、実施形態２及び実施形態３では、定着処理中に渦巻状導線の巻き数が増加する場合について説明したが、渦巻状導線１７の巻き方向を逆にして巻き数が減少するように構成しても、同様の効果を得ることができる。この場合、初期の巻き数を許容巻き数の付近に設定しておくようにする。また、渦巻状導線を復元するまでの間に渦巻状導線１７の巻き方向に逆になるように構成しても、同様の効果を得ることができる。すなわち、渦巻状導線１７を復元するまでの間に、巻き数数が減少した後巻き方向が逆になって今度は巻き数が増加していくように構成してもよい。この場合、同じ構成を有する渦巻状導線１７であっても、その巻き数の余裕度を大きくすることができ、復元動作回数を少なくすることが可能となる。
また、上述した実施形態１、実施形態２及び実施形態３では、円筒状基体の内周面に抵抗発熱体を設けた構成であるが、その外周面に設けても、同様の効果を得ることができる。この場合、加熱ローラ１１の外周面外方に渦巻状導線１７が配置されることになる。
また、上述した実施形態１、実施形態２及び実施形態３では、電力供給部材として渦巻状導線を用い、その巻き数を増加させることで吸収する構成について説明したが、他の構成であってもよい。例えば、長手方向に高い伸張性の高い導電性部材を用い、加熱ローラ１１の回転によって生じる変形力をその伸張によって吸収する構成としてもよい。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１乃至１１の発明によれば、変形した電力供給部材を復元させることにより、回転発熱体による加熱処理を継続して行うことが可能となるという優れた効果がある。
特に、請求項１の発明によれば、回転発熱体を逆回転させるのに伴って必要となる上述した機構が不要となり、装置の小型化や低コスト化を図ることが容易となるという優れた効果がある。
また、請求項２乃至５の発明によれば、復元動作中でも定着処理を行うことができるので、連続画像形成のスピードが遅くなることがないという優れた効果がある。特に、請求項３乃至５の発明によれば、採用できる復元方法が多くなるので、復元動作のための具体的構成の選択の自由度が大きいという優れた効果がある。
また、請求項６の発明によれば、定着に必要な温度まで昇温させるまでの待機時間を短縮でき、かつ、消費電力を低減させることができるという優れた効果がある。
また、請求項７及び８の発明によれば、定着処理のスピードが遅くなることがなく、かつ、連続画像形成のスピードも遅くなることがないという優れた効果がある。特に、請求項８の発明によれば、定着処理間で画質に差がでないという優れた効果がある。
また、請求項９の発明によれば、無駄な電力消費を抑えることが可能となるという優れた効果がある。
また、請求項１０の発明によれば、無駄な電力消費を抑えることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、実施形態１におけるプリンタの定着装置において、加熱ローラが有する渦巻状導線が固定された給電シャフトを回転不能に固定状態にした給電部の構成を示す概略構成図。
（ｂ）は、同給電シャフトの固定状態を解除した同給電部の構成を示す概略構成図。
【図２】同プリンタ全体の概略構成図。
【図３】同プリンタの定着装置を示す概略構成図。
【図４】同定着装置の加熱ローラを示す斜視図。
【図５】同加熱ローラの軸方向断面図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、同定着装置の動作を示す説明図。
【図７】変形例１における加熱ローラの断面図。
【図８】同加熱ローラの軸方向断面図。
【図９】同加熱ローラの各発熱体部分及びスイッチ部の回路図を含む給電部分の説明図。
【図１０】実施形態２における定着装置の概略構成図。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、変形例２における定着装置の概略構成図。
【図１２】（ａ）乃至（ｅ）は、実施形態３における定着装置の動作を示す説明図。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）は、実施形態４における定着装置の概略構成図。
【符号の説明】
１  感光体ドラム
１０，２１０，３１０，５１０  定着装置
１１，１１１，２１１，３１１，４１１，５１１  加熱ローラ
１２，２１２，３１２，４１２，５１２  加圧ローラ
１３  円筒状基体
１４，１１４，５１４  抵抗発熱体
１６  給電シャフト
１７，１１７，２１７，３１７，４１７，５１７  渦巻状導線
１８  駆動ギヤ
２０  電力源
２１，１２１  スイッチ部
２２，１２２  スイッチ切替部
２３  給電端子
３０  接離機構
３１  アーム
３１ａ  支点
３２  偏心カム
１２４  回転位置検出部
２３０  接離機構
２３１  アーム
２３２  偏心カム
５２５  搬送切替ガイド
【図１】
2004184915.tif 000004
【図２】
2004184915.tif 000005
【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】
2004184915.tif 000010
【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】
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【図１３】
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