(57)【要約】【課題】輻射方式だけに頼る場合よりも迅速な温度立ち上げが可能で、しかも、（１）発熱体を有する加熱手段、ベルト部材、摺擦接点等の摩耗による低寿命化、（２）発熱体を有する加熱手段との摺擦によるベルト部材の表面移動速度の不安定化、（３）摺擦接点での電気的なノイズの発生を何れも回避することができる定着装置１００を提供する。【解決手段】定着電源１２から延びるハーネス１３の端部を加熱ベルト１０３に固定しながら抵抗発熱体１０３ｂに導通させるための固定導通手段たる電線コネクタ１０３ｃを、ベルト基体１０３ａに設けた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電に伴って発熱する発熱体を有し且つ駆動に伴って表面を無端移動させるベルト部材と、該ベルト部材を記録体に密着せしめる密着手段とを備え、該ベルト部材に密着せしめた記録体を加熱して該記録体の表面に画像を定着せしめる定着装置において、
電源から延びる変形自在な電線部材の端部を上記ベルト部材に固定する電線固定手段と、固定された電線部材を発熱体に導通させるための導通手段とを該ベルト部材に設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１の定着装置において、
上記発熱体を上記ベルト部材の外周面側に固定したことを特徴とする定着装置。
【請求項３】
記録体の表面に可視像を形成する可視像形成手段と、該可視像を該記録体の表面に定着せしめる定着装置とを備える画像形成装置において、
上記定着装置として、請求１又は２のものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の画像形成装置において、
所定のタイミングで上記ベルト部材の無端移動方向を逆転させる逆転手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
上記密着手段と上記ベルト部材とを接離させる接離手段を設け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、発熱体を有するベルト部材を備え、このベルト部材に密着せしめた記録体を加熱してその表面に画像を定着せしめる定着装置及びこれを備える画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、転写紙等の記録体に画像を定着せしめる定着装置として、輻射方式で加熱したローラやベルト部材等の無端移動体を記録体に密着せしめることで、記録体を加熱するものが知られている（例えば特許文献１等）。また、支持体に固定した加熱手段を駆動中のベルト部材に接触させて、加熱手段の発熱体からベルト部材に接触方式で熱伝導させるようにした定着装置も知られている（例えば特許文献２等）。また、発熱体をベルト部材に内包させた定着装置も知られている（例えば特許文献３等）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１１４２１８号公報
【特許文献２】
特開平１０−６９１７７号公報
【特許文献３】
実公昭５６−３７２３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載の定着装置は、発熱体たるハロゲンランプによって無端移動体たるローラを内部から輻射加熱するものである。ローラの代わりにベルト部材を用いれば、ベルト部材を輻射加熱することができる。しかしながら、ベルト部材の加熱を熱伝達効率の悪い輻射方式に頼るため、発熱体に給電を開始してからベルト部材を所望の値に昇温せしめるまでの温度立ち上げに長時間を要してしまう。一般に、画像形成装置においては、画像形成命令を受け付けてから画像形成に必要な諸条件を整えるまでのウオーミングアップにある程度の時間を要するが、その大半が定着装置の温度立ち上げに費やされてしまう。このため、温度立ち上げ時間をできる限り短縮することが望まれている。
【０００５】
一方、上記特許文献２に記載の定着装置は、発熱体に表面保護層が積層された加熱手段を無端移動せしめられるベルト部材（定着フィルム）の内周面に押圧せしめて、発熱体からベルト部材への接触熱伝導を可能にしたものである。この定着装置では、輻射よりも熱伝達効率の良い接触熱伝導方式によってベルト部材を加熱することにより、温度立ち上げ時間を短縮することができる。しかしながら、加熱手段とベルト部材とを摺擦させる構成になっているため、摺擦に伴う両者の摩耗によって定着装置の寿命を縮めてしまうという問題がある。また、摺擦によってベルト部材の表面移動速度を不安定にしてしまうという問題もある。
【０００６】
また一方、上記特許文献３に記載の定着装置は、発熱体（発熱部）を内周面に固定したベルト部材を用いるものである。この定着装置においては、ベルト部材内で発熱体からベルト基材に接触熱伝導させることで、輻射方式に比べて温度立ち上げ時間を短縮することができる。しかも、発熱体をベルト基材に固定して無端移動せしめることで両者の摺擦を回避しているので、上述のような低寿命化や、表面移動速度の不安定化を回避することができる。しかしながら、無端移動する発熱体への給電を可能にすべく、例えば装置本体に固定した給電電極を、ベルト部材に設けた受電電極に突き当てて摺擦させるなど、発熱体への給電用電気経路に摺擦接点を設ける必要がある。そして、摺擦接点の摩耗によって定着装置の寿命を縮めてしまうという問題があった。また、安定した電流の受け渡しを摺擦接点で行うことができず、電気的なノイズを発生させて画像に悪影響を及ぼすおそれもあった。
【０００７】
本発明は以上の背景に鑑みてなされたものである。そして、その目的とするところは、輻射方式だけに頼る場合よりも迅速な温度立ち上げが可能で、しかも次に掲げる事項を何れも回避することができる定着装置及び画像形成装置を提供することである。
（１）発熱体を有する加熱手段、ベルト部材、摺擦接点等の摩耗による低寿命化
（２）発熱体を有する加熱手段との摺擦によるベルト部材の表面移動速度の不安定化
（３）摺擦接点での電気的なノイズの発生
【０００８】
【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、給電に伴って発熱する発熱体を有し且つ駆動に伴って表面を無端移動させるベルト部材と、該ベルト部材を記録体に密着せしめる密着手段とを備え、該ベルト部材に密着せしめた記録体を加熱して該記録体の表面に画像を定着せしめる定着装置において、電源から延びる変形自在な電線部材の端部を上記ベルト部材に固定する電線固定手段と、固定された電線部材を発熱体に導通させるための導通手段とを該ベルト部材に設けたことを特徴とするものである。
この定着装置においては、ベルト部材内で発熱体からベルト基材への接触熱伝導が可能であるので、輻射方式だけに頼る場合よりも迅速な温度立ち上げを実現することができる。
また、発熱体をベルト部材に設けたことで、発熱体を有する加熱手段とベルト部材とを摺擦させる必要がなくなるので、その摺擦による加熱手段やベルト部材の摩耗を回避することができる。更には、その摺擦によるベルト部材の表面移動速度の不安定化も回避することができる。
また、ベルト部材の発熱体に給電するための変形自在な電線部材は、その一端側が電線固定手段によってベルト部材に固定され、且つ導通手段によって発熱体と電気的に接続される。かかる構成では、不動の電源にもう一端側が接続された変形自在な電線部材を、ベルト部材の無端移動に伴って縒れさせることで、給電用電気経路に摺擦接点を設けなくても発熱体に給電することができる。よって、摺擦接点の摩耗による定着装置の低寿命化と、摺擦接点での電気的なノイズの発生とを何れも回避することができる。
以上の結果、輻射方式だけに頼る場合よりも迅速な定着装置の温度立ち上げを実現しつつ、上述した（１）〜（３）の事項を何れも回避することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の定着装置において、上記発熱体を上記ベルト部材の外周面側に固定したことを特徴とするものである。
この定着装置においては、ベルト部材の内周面側に設けた発熱体からベルト中間層を介して記録体に熱を伝える場合とは異なり、ベルト中間層を介さない熱伝導が可能になるため、更に迅速な温度立ち上げを実現することができる。
【００１０】
請求項３の発明は、記録体の表面に可視像を形成する可視像形成手段と、該可視像を該記録体の表面に定着せしめる定着装置とを備える画像形成装置において、上記定着装置として、請求１又は２のもの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、請求項１の定着装置と同様の作用により、輻射方式だけに頼る場合よりも迅速な定着装置の温度立ち上げを実現しつつ、上述した（１）〜（３）の事項を何れも回避することができる。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、所定のタイミングで上記ベルト部材の無端移動方向を逆転させる逆転手段を設け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、ベルト部材の逆転によって電線部材の縒れを所定のタイミングで修正することができる。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置において、上記密着手段と上記ベルト部材とを接離させる接離手段を設け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、ベルト部材を逆転させる際に密着手段をベルト部材から離間させることで、ベルト逆転の際の駆動負荷を低減してより高速な逆転が可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）について説明する。
まず、図１を参照しながら、このプリンタの基本的な構成について説明する。図において、このプリンタは、潜像担持体たるドラム状の感光体１の周囲に、帯電チャージャ２、露光装置３、現像装置４、転写手段たる転写ローラ５、クリーニング装置６、除電装置７などを備えている。また、転写ローラ５の側方に、レジストローラ対８、紙搬送装置９、上案内板１０、下案内板１１、定着装置１００などを備えている。
【００１４】
上記感光体１は、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる。上記帯電チャージャ２は、このように回転する感光体１の表面をコロナ放電等によって一様に帯電せしめる。上記露光装置３は、パーソナルコンピュータ等から送られてくる画像信号に基づいて、レーザ光などを照射して感光体１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、感光体１の回転に伴って上記現像装置４との対向領域である現像領域まで搬送される。上記現像装置４は、現像ローラを有しており、これに担持した帯電済みのトナーを感光体１の静電潜像に付着させる。この付着により、静電潜像が可視像としてのトナー像に現像される。現像されたトナー像は、感光体１の回転に伴い、上記転写ローラ５との対向位置に搬送される。この対向位置では、弾性を発揮する転写ローラ５が所定の圧力で感光体１に当接してその当接部を柔軟に変形させることで、転写ニップを形成している。
【００１５】
一方、図示しない給紙装置からは、記録体たる転写紙Ｐが所定のタイミングで送り出され、上記レジストローラ対８に挟まれる。このレジストローラ対８は、挟み込んだ転写紙Ｐを上記転写ニップにて感光体１上の上記トナー像に重ね合わせ得るタイミングで上記転写ニップに向けて送り出す。送り出された転写紙Ｐは、上案内板１０と下案内板１１との間を通過して転写ニップに向けて案内される。そして、転写ニップに挟まれて感光体１上のトナー像と重ね合わされる。
【００１６】
上記転写ニップ内においては、図示しない電源によって転写バイアスが印加される転写ローラ５と、感光体１上の静電潜像領域との間に転写電界が形成される。感光体上のトナー像は、この転写電界やニップ圧の影響を受けてドラム表面から転写紙Ｐ表面に転写される。トナー像が転写せしめられた転写紙Ｐは、転写ニップを出た後に上記紙搬送装置９上に送られる。この紙搬送装置９は、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動されるベルト駆動ローラ９ａと、従動ローラ９ｂとによって紙搬送ベルト９ｃを張架している。紙搬送ベルト９ｃは、ベルト駆動ローラ９ａの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。紙搬送装置９上に送られた転写紙Ｐは、無端移動する紙搬送ベルト９ｃ上に保持されながら図中左方向に搬送される。そして、上記定着装置１００内でトナー像が表面に定着せしめられた後、機外へと排出される。
【００１７】
上記転写ニップを通過した後の感光体１表面には、転写紙Ｐに転写されずに残ってしまった残留トナーが付着している。この残留トナーは、感光体１の表面移動に伴って上記クリーニング装置６との対向領域を通過する際に、クリーニングブレードによって機械的に掻き取り除去される。このようにしてクリーニングされた感光体１表面は、上記除電装置７との対向位置で除電されて次の画像形成プロセスに備えられる。
【００１８】
以上の基本的な構成を備える本プリンタは、記録体たる転写紙Ｐの表面に可視像たるトナー像を形成する可視像形成手段を備えている。この可視像形成手段は、感光体１、帯電チャージャ２、露光装置３、現像装置４、転写ローラ５、除電装置７等によって構成されている。
【００１９】
次に、本実施形態に係るプリンタの特徴的な構成について説明する。
図２は上記定着装置１００と、これに電気を供給する定着電源１２とを示す斜視図である。定着装置１００は、駆動ローラ１０１、従動ローラ１０２、加熱ベルト１０３、加圧ローラ１０４などを備えている。また、図示しない加圧ソレノイドやベルト目印検知手段も備えている。ベルト部材たる加熱ベルト１０３は、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性樹脂、ニッケル、炭素綱、ステンレス鋼などの耐熱性材料からなる薄肉のベルト基体１０３ａを有している。また、ベルト幅方向に細かく蛇行しながらベルト全周を巡るような波状パターンで、ベルト基体１０３ａの外周面に固定された細長の抵抗発熱体１０３ｂも有している。また、ベルト基体１０３ａの端部近傍のおもて面に固定された電線コネクタ１０３ｃも有している。この電線コネクタ１０３ｃには、抵抗発熱体１０３ｂの一端や、これに隣設されたもう一端が進入している。これらの構成を有する加熱ベルト１０３は、駆動ローラ１０１と従動ローラ１０２とに掛け回されながら、所定のテンションにて張架されている。
【００２０】
上記駆動ローラ１０１は、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられることで、加熱ベルト１０３を図中時計回りに無端移動させる。無端移動せしめられる加熱ベルト１０３の駆動ローラ１０１への掛け回し部分には、そのおもて面側から密着手段たる上記加圧ローラ１０４が圧接せしめられている。この圧接により、加熱ベルト１０３と加圧ローラ１０４とが圧接する定着ニップが形成されている。
【００２１】
上記電線コネクタ１０３ｃには、電線部材たる２本のケーブルを束ねた状態で螺旋状の癖が付けられたハーネス１３の一端側が固定されており、これらケーブルはコネクタ内部で抵抗発熱体１０３ｂの一端やもう一端に接続されている。よって、電源コネクタ１０３ｃは、電線部材たるケーブルの端部を無端移動体たる加熱ベルト１０３に固定する電線固定手段として機能している。また、ケーブルを抵抗発熱体１０３ｂに導通させる導通手段としても機能している。ハーネス１３のもう一端側は定着電源１２に固定されている。抵抗発熱体１０３ｂは、定着電源１２からの電流がハーネス１３と電線コネクタ１０３ｃとを介して供給されることで発熱する。なお、電線コネクタ１０３ｃの一端を加熱ベルト１０３内に埋め込んだ場合には、その一端と抵抗発熱体１０３ｂとを接続する半田などが、電線固定手段や導通手段として機能することになる。
【００２２】
上記電線コネクタ１０３ｃが固定されたベルト端部とは反対側のベルト端部近傍では、印刷や蒸着等によって形成された目印１０３ｄがおもて面に付されている。この目印１０３ｄは、加熱ベルト１０３に所定の間隙を介して対向するように配設された反射型フォトセンサ等からなる図示しないベルト目印検知手段によって検知される。
【００２３】
上記抵抗発熱体１０３ｂは、図示しないシート部材に保持された状態でベルト部材たるベルト基体１０３ａに固定されている。このシート部材としては、例えばシリコンゴム、ポリイミド、ポリエステル不織布などからなる絶縁性フィルムが用いられている。また、抵抗発熱体１０３ｂの材料としては、例えば、銅ニッケルやニクロム線等の金属線、ステンレス箔やアルミ箔等の金属箔などが挙げられる。ガラス芯、シリコンゴム芯等に金属線を巻き付け、シリコンゴムやフッ素樹脂等で被覆したコード状ヒータなどでもよい。本プリンタの定着装置１００においては、抵抗発熱体１０３ｂとしてニクロム線を用い、シリコンゴムからなる厚さ１．０［ｍｍ］のシート部材に２．０［Ｗ／ｃｍ２］のワット密度で固定した。シート部材に固定した抵抗発熱体１０３ｂについては、トナーとの離型性の良好なシリコンゴムやフッ素樹脂等からなる図示しない保護層を設けている。
【００２４】
図示しない感光体上のトナー像が転写せしめられた転写紙は、上記加熱ベルト１０３と加圧ローラ１０４との圧接によって形成される定着ニップに挟まれる。そして、ニップにて加圧されながら加熱されることで、その表面にトナー像が定着せしめられる。この定着に先立ち、定着装置１００においては、電源供給に伴う抵抗発熱体１０３ｂの発熱によってベルト中間層たるベルト基体１０３ａを十分な温度まで昇温せしめる温度立ち上げが行われる。このとき、無端移動体たるベルト基体１０３ａに固定された抵抗発熱体１０３ｂからベルト基体１０３ａへの接触熱伝導が可能であるので、輻射方式だけに頼る場合よりも迅速な温度立ち上げを実現することができる。また、抵抗発熱体１０３ｂを、これらが固定されたベルト基体１０３ａとともに移動させることで、発熱体を有する加熱手段をベルト部材１０３に摺擦させる必要がなくなり、その摺擦による定着装置１００の低寿命化を回避することができる。更には、その摺擦による加熱ベルト１０３の表面移動速度の不安定化も回避することができる。
【００２５】
上記抵抗発熱体１０３ｂは、加熱ベルト１０３の外周面側に固定されている。かかる構成では、発熱体を内周面側に固定したものとは異なり、加熱ベルト１０３のおもて面を所定の温度まで昇温せしめるために、発熱体からの熱をベルト厚み方向に伝えておもて面に到達させる必要がない。換言すれば、ベルト基体１０３ａの厚み方向に伝えなくても、ベルトおもて面を加熱することができる。このため、更に迅速な温度立ち上げを実現することができる。
【００２６】
図３は、本プリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。図において、制御手段たる制御部１５０は、プリンタ内部の各機器を駆動制御して、画像形成プロセスを実行させる。この制御部１５０には、図示しない定着装置（１００）の加圧ソレノイド１０３ｅやベルト目印検知手段１０３ｆが接続されている。また、モータドライバ１５１、紙検知センサ１５２、加圧モータ１５４、定着電源１２内に配設された電源ドライバ１２ａなども接続されている。モータドライバ１５１は、定着装置（１００）の駆動ローラ（１０１）の駆動源となるベルト駆動モータ１５３に接続されている。そして、制御部１５０から送られてくる制御信号に基づいて、例えばベルト駆動モータ１５３に送るステップパルス数や電流値を調整する。これにより、駆動ローラ（１０１）の回転、ひいては加熱ベルト（１０３）の無端移動が制御される。ベルト目印検知手段１０３ｆは、上記ベルト基体（１０３ａ）のおもて面に付された上述の目印１０３ｄを検知して、検知信号を制御部１５０に送る。紙検知センサ１５２は、上記定着ニップの近傍で図示しない転写紙を検知して、検知信号を制御部１５０に送る。制御部１５０に送られたベルト目印検知手段１０３ｆや紙検知センサ１５２からの検知信号は、加熱ベルト（１０３）の駆動制御に利用される。電源ドライバ１２ａは、制御部１５０から送られてくる電圧制御信号に基づいて、定着電源１２から抵抗発熱体１０３ｂへの出力電圧値を制御する。なお、加圧モータ１５４は、定着装置（１００）の加圧ローラ（１０４）の駆動源となっている。また、加圧ソレノイド１０３ｅの役割については後述する。
【００２７】
定着装置１２の電源ドライバ１２ａは、制御部１５０からの信号に基づいて、定着装置１２からの出力電圧を切り替える電圧切り替え手段として機能する。この出力電圧の切り替えとは、出力電圧を非出力値である０［Ｖ］と、実質的な出力値である０［Ｖ］以外の値との切り替えではなく、後者の出力値を少なくとも２以上の値で切り替えることを意味する。具体的には、温度立ち上げ時に出力される比較的高い値の「立ち上げ用電圧」と、温度立ち上げ後の定常運転時に出力される比較的低い値の「定常運転用電圧」とで切り替える。図示しないパーソナルコンピュータ等からプリント開始命令信号を受信すると、制御部１５０は定着装置１２の電源ドライバ１２ａに、温度立ち上げ信号を送る。この温度立ち上げ信号を受信した電源ドライバ１２ａは、「立ち上げ用電圧」を定着装置１２から出力させる。そして、図示しないベルト温度検知センサにより、加熱ベルト１０３の表面温度について例えば１４０［℃］などといった所定値以上が検知されると、制御部１５０は電源ドライバ１２ａに定常運転信号を送る。これを受信した電源ドライバ１２ａは、定着装置１２からの出力電圧値を、「立ち上げ用電圧」から「定常運転用電圧」に切り替えさせる。かかる構成では、温度立ち上げ時には、定常運転時よりも大きな値の「立ち上げ用電圧」の供給によって抵抗発熱体１０３ｂの発熱量をより大きくすることで、更に迅速な温度立ち上げを実現することができる。また、温度立ち上げ後の定常運転時には、「立ち上げ用電圧」よりも小さな値の「定常運転用電圧」の供給によって抵抗発熱体１０３ｂの発熱量をより小さくすることで、過剰な発熱による無駄なエネルギー消費を抑えることもできる。
【００２８】
図４は、定着動作を開始した直後の定着装置１００を、紙搬送装置９とともに示す構成図である。上述の温度立ち上げの終了に伴ってプリント動作がスタートすると、上述のようにして感光体上にトナー像が形成され、上記転写ニップで転写紙Ｐに転写される。このとき、定着装置１００の加熱ベルト１０３は未だ無端移動を開始しておらず、図示しない上述の目印（１０３ｄ）を上記定着ニップの下流側近傍に設けられたベルト目印検知手段１０３ｆに検知させる位置で無端移動を停止している。この位置（以下、ホームポジションという）で無端移動を停止している加熱ベルト１０３は、図示のように、おもて面に固定された電線コネクタ１０３ｃを定着ニップの下流側近傍に位置させている。
【００２９】
上記転写ニップでトナー像が転写せしめられた転写紙Ｐは、紙搬送装置９の紙搬送ベルト９ｃによって定着装置１００の定着ニップに向けて送られる。そして、定着ニップに進入する直前で、紙搬送装置９の図中上側に配設された紙検知センサ１５２によって検知される。同図では、紙検知センサ１５２として、紙搬送ベルト９ｃ表面と、これに保持される転写紙Ｐとの光反射率の違いによって転写紙Ｐを検知する反射型フォトセンサを用いた例を示している。透過型フォトセンサなど、他の構成のものを用いてもよい。紙検知センサ１５２から送られてくる紙検知信号を受信した図示しない上述の制御部（１５０）の制御によって無端移動を開始する。このとき、加熱ベルト１０３に圧接せしめられて定着ニップを形成している加圧ローラ１０４も同時に回転を開始する。紙搬送装置９の紙搬送ベルト９ｃに搬送されている転写紙Ｐは、このように無端移動や回転を開始した加熱ベルト１０３と加圧ローラ１０４とによって形成される定着ニップに挟まれる。そして、図５に示すように、定着ニップにて定着処理が施されながら、次工程に向けて搬送される。
【００３０】
上記制御部（１５０）は、紙検知センサ１５２から紙検知信号が送られてこなくなると、所定のタイムラグをおいて上記ベルト駆動モータ（１５３）や加圧モータ（１５４）の駆動を停止させる。これにより、図６に示すように、転写紙Ｐが定着ニップを通過した直後に、加熱ベルト１０３の無端移動と、加圧ローラ１０４の回転とが停止する。このとき、加熱ベルト１０３は、駆動開始から１周分の無端移動を終えておらず、加熱ベルト１０３のおもて面に固定された電線コネクタ１０３ｃは、まだ定着ニップよりもかなり上流側に位置している。このように、本プリンタの加熱ベルト１０３は、最もサイズの大きい転写紙Ｐに対して、１周未満の無端移動量で定着処理を終えるように、周長が十分に長く設定されている。
【００３１】
固定導通手段たる電線コネクタ１０３ｃは、加熱ベルト１０３のおもて面に固定されているので、加熱ベルト１０３の無端移動に伴ってベルト周方向に移動する。一方、電線部材たるハーネス１３は、電線コネクタ１０３ｃによって一端側が加熱ベルト１０３のおもて面に固定され、且つもう一端側が不動の定着電源１２に接続されている。このため、図４〜図６に示したように、加熱ベルト１０３の無端移動に伴って縒れることになる。このようにハーネス１３を縒れさせることで、定着電源１２から上記抵抗発熱体（１０３ｂ）への給電用電気経路に摺擦接点を設けなくても、抵抗発熱体（１０３ｂ）に給電することができる。よって、摺擦接点の摩耗による定着装置の低寿命化と、摺擦接点での電気的なノイズの発生とを何れも回避することができる。
【００３２】
加圧ローラ１０４の軸を回転可能に支持する図示しない軸受けには、上述の加圧ソレノイド１０３ｅに接続されている。この加圧ソレノイド１０３ｅの駆動がＯＦＦされている状態では、加圧ローラ１０４が加熱ベルト１０３に向けて押圧されて定着ニップを形成している。転写紙Ｐに対する定着処理が終了して加熱ベルト１０３の無端移動や加圧ローラ１０４の回転が停止すると、加圧ソレノイド１０３ａの駆動がＯＮされる。すると、それまで加熱ベルト１０３に向けて押圧されていた加圧ローラ１０４が押圧方向とは反対側に移動し、図７に示すように加熱ベルト１０３から離間する。本プリンタの定着装置１００は、このように接離手段たる加圧ソレノイド１０３ｅによって加熱ベルト１０３と加圧ローラ１０４とを接離可能にしている。なお、加圧ローラ１０４を加熱ベルト１０３に対して移動させて両者を接離させる例について説明したが、加熱ベルト１０３を移動させて両者を接離させるようにしてもよい。
【００３３】
加熱ローラ１０４が加熱ベルト１０３から離間すると、図示しない上述の制御部（１５０）は、上記ベルト駆動モータ（１５３）を定着処理中のときとは逆方向に回転させる。具体的には、上記モータドライバ（１５１）に逆転信号を送信することで、そこからベルト駆動モータ（１５３）への供給電圧の極性を反転させる。このようにしてベルト駆動モータ（１５３）を逆転させた後、目印検知手段１０３ｆからの検知信号を受信した時点でその回転を停止させる。かかる制御により、図８に示すように加熱ベルト１０３が定着処理中とは逆方向への無端移動（以下、逆移動という）を開始した後、図９に示すようにホームポジションまで移動した時点で無端移動を停止させる。加熱ベルト１０３がホームポジションまで逆移動して停止すると、上記制御部（１５０）は加圧ソレノイド１０３ｅの駆動を停止させる。これにより、加圧ローラ１０４が加熱ベルト１０３に圧接せしめられて、定着ニップが再現される。以上のように、定着処理後に加熱ベルト１０３が逆移動してホームポジションで停止することにより、定着処理中のベルトの無端移動に伴って生じたハーネス１３の縒れの修正が可能になる。また、加熱ベルト１０３の逆方向への無端移動中に加圧ローラ１０４がベルトから離間することで、逆移動中における上記ベルト駆動モータ（１５３）の負荷が軽減され、より高速なベルトのホームポジションへの移動が可能になる。なお、本プリンタにおいては、上記制御部（１５０）、モータドライバ（１５１）、ベルト駆動モータ（１５３）などにより、加熱ベルト１０３の無端移動方向を逆転させる逆転手段が構成されている。このような逆転手段に代えて、バックギヤ等を用いた逆転手段でもよい。
【００３４】
上述のように、本プリンタでは、最もサイズの大きい転写紙Ｐに対して１周未満のベルト無端移動量で定着処理を完了し得るように、加熱ベルト１０３の周長を十分に長く設定しているが、これは次に説明する理由による。即ち、定着処理の完了までに加熱ベルト１０３を１周以上させる必要があると、ベルトおもて面に固定した電線コネクタ１０３ｃを定着ニップに進入させてコネクタ、ベルト、加圧ローラなどを破損するおそれがあるからである。そこで、加熱ベルト１０３を１周以上させても電線コネクタ１０３ｃを定着ニップに進入させることがないように、工夫を凝らすとよい。例えば、加熱ベルト１０３の幅を加圧ローラ１０４の長さよりも大きくして、ベルト端部近傍に電線コネクタ１０３ｃを設ければよい。また、例えば、電線コネクタ１０３ｃを加熱ベルト１０３のおもて面や裏面ではなく、側面に設けてもよい。
【００３５】
但し、加熱ベルト１０３の厚みによっては、ベルト側面においてコネクタ配設面積を十分に確保できず、十分な固定性が得られない場合もある。また、上記工夫によって電線コネクタ１０３ｃを定着ニップに進入させるおそれが無くなっても、ベルトを１周以上させることで、ハーネス１３をベルト張架ローラ（１０１，１０２）の回転軸に引っ掛けるおそれが残る。そこで、各ベルト張架ローラを片持ち支持する構成や、定着電源１２をベルトループ内に設ける構成を採用するとよい。そうすれば、ベルトを１周以上させても、ハーネスを回転軸に引っ掛けるようなことがなくなる。更に、片持ち支持の場合には、ベルト張架ローラをそれぞれ両持ち支持するものの、その支持部材の固定端をベルト幅方向の片側だけ設けるとなおよい。具体的には、例えば図１０に示すように、各ベルト張架ローラの軸の片端については、それぞれの軸受けを１つの部材に有する軸受け支持部材１４で支持し、これの固定端をローラのもう一方の端部側に設けるのである。そうすると、片持ち支持に起因する各ローラの平行度の変動を回避しながら、ハーネス１３のローラ回転軸への引っ掛かりも回避することができる。そして、加熱ベルト１０３を１周以上させる定着処理が可能となり、上述の逆移動の頻度を減らすことができる。よって、例えば、連続プリントモードなどでは、連続プリント中でのベルト逆移動を行わないで連続プリントを続けることで、逆移動によるプリント時間の延長化を回避することもできる。
【００３６】
ハーネス１３の縒れは、加熱ベルト１０３が１周する毎に１回転分ずつ発生する。一方、定着動作１回あたりに要する加熱ベルト１０３の周回数は、ベルト周長が大きくなるほど少なくなる。よって、定着動作１回当たりに生ずる縒れをできるだけ少なくするためには、加熱ベルト１０３として、できるだけ周長の大きいものを用いるとよい。加熱ベルト１０３の代わりに、加熱ローラを用いた場合も同様である。ところが、加熱ローラを用いた場合、その径を大きくするほど、それに見合った分のまとまったレイアウト空間が必要になり、プリンタ内の空きスペースに収めることが難しくなる。一方、加熱ベルト１０３では、周長の長いものであっても張架形状の工夫によっては、空きスペースに上手く収まる場合がある。よって、加熱ローラを用いる場合よりもプリンタ内でのレイアウト空間に柔軟に対応しながら、できるだけ周長を大きくするという「ハーネス１３の縒れを少なくするのに適した」構成を採用することができる。
【００３７】
例えば、無端移動体として、図１に示した加熱ベルト１０３の１．４倍の周長のものを用いたいとする。無端移動体として加熱ベルト１０３を用いる場合には、図１１に示すように、ベルトの張架形状の工夫により、それまでのプリンタ内の空きスペースに加熱ベルト１０３を有効に配設することができる。一方、ローラやドラム形状の無端移動体を用いると、図１２に示すように、それを空きスペースに収容することができずに、プリンタ本体を大型化させる必要に迫られる。このように、無端移動体としてベルト部材たるベルト基体（１０３ａ）を用いることで、ハーネス１３の縒れを少なくするのに適した構成にすることができるのである。
【００３８】
定着装置１００には、図１３に示すようなベルトクリーニングユニット１０５を設けることが望ましい。このベルトクリーニングユニット１０５は、加熱ベルト１０３のおもて面をクリーニングするクリーニング手段たるクリーニング部１０６と、同おもて面に離型促進剤を塗布する離型促進剤塗布手段たる塗布部１０７とを備えている。クリーニング部１０６は、加熱ベルト１０３のおもて面に当接しながら表面を同おもて面と同方向に移動させるように回転せしめられるクリーニングローラ１０８と、掻き取りブレード１０９と、回収スクリュウ１１０とを有している。クリーニングローラ１０８には、図示しない電源によってトナーとは逆極性のクリーニングバイアスが印加されている。かかるクリーニングバイアスの印加を受け且つベルトおもて面に当接しながら回転するクリーニングローラ１０８の表面には、図示しない転写紙から加熱ベルト１０３に付着してしまったトナーがベルトおもて面から静電的に転移する。転移したトナーは、掻き取りブレード１０６によってローラ表面から掻き取られた後、回収スクリュウ１１０によって図示しない廃トナー収容部に搬送される。このようにして加熱ベルト１０３に付着してしまったトナーをクリーニング部１０６でクリーニングすることにより、ベルトから後続の転写紙Ｐへのトナー転移による汚れを抑えることができる。
【００３９】
上記塗布部１０７は、クリーニングローラ１０８よりもベルト移動方向下流側で、加熱ベルト１０３のおもて面に当接しながら表面を同おもて面と同方向に移動させるように回転せしめられるオイル塗布ローラ１１１を有している。このオイル塗布ローラ１１１は、内部に離型促進剤たる図示しないシリコンオイルを収容しており、これを表面に滲み出させながら回転して加熱ベルト１０３のおもて面に塗布する。シリコンオイルが塗布された加熱ベルト１０３のおもて面は、無垢の状態よりもトナーとの離型性が向上せしめられる（トナーとの付着力が低減する）。これにより、クリーニングローラ１０８によるベルトクリーニング性の向上が図られる。このようなオイル塗布ローラ１１１としては、例えば無数の空泡が形成されたアルミニウムパイプの内部にシリコンオイルを充填し、そのパイプの外周面にフェルトを巻き付けたローラを用いることができる。なお、離型促進剤としてシリコンオイルを用いた例について説明したが、他のものを用いてもよい。また、ローラ内部に離型促進剤を充填させるのではなく、ローラ等の塗布部材の表面に担持させた離型促進剤を塗布させるようにしてもよい。また、ローラによる塗布方式ではなく、フェルト等の塗布部材をベルトに摺擦させる摺擦塗布方式を用いてもよい。
【００４０】
クリーニングユニット１０５は、図示しない移動手段によって図中左右方向に移動せしめられることで、加熱ベルト１０３に対して接離するようになっている。加熱ベルト１０３が逆移動している最中には、クリーニングユニット１０５が加熱ベルト１０３から離間せしめられるようになっている。これにより、逆移動中にクリーニングユニット１０５が加熱ベルト１０３に当接していることによる逆移動の阻害を回避することができる。
【００４１】
これまで、加熱ベルト１０３に圧接せしめられて定着ニップを形成する密着手段として加圧ローラ１０４を設けた例について説明したが、発熱体を内包することで加熱機能を発揮するものを用いると、転写紙Ｐに対してその両面側から定着処理を施すことができる。そして、両面側からの定着処理により、定着温度（加熱部材の表面温度）をより低くすることが可能になるため、更に迅速な温度立ち上げを実現することができる。かかる密着手段としては、例えば図１４に示すような加圧加熱平板１１２を用いることができる。この加圧加熱平板１１２は、金属、ガラス、セラミック、耐熱プラスチック等からなる基板１１２ｂのベルトとの当接面側に発熱部１１２ａが固定されたものを用いることができる。発熱部１１２ａは、シリコンゴム、ポリイミド、ポリエステル等の絶縁体からなる素材シート中に、銅ニッケルやニクロム線等の金属線材、ＳＵＳ箔、アルミ箔、ステンレス箔等の箔材などからなる発熱体が埋設されたものである。発熱体としては、ガラス芯、シリコンゴム芯等にニクロム線等の抵抗線を巻き付け、シリコンゴム、フッ素樹脂等で被覆したコードヒータを用いてもよい。図示の例では、弾性変形によって定着ニップ幅を拡大させるべく、厚さ１．０［ｍｍ］のシリコンゴムを素材シートとして用いている。この素材シート中に、ニクロム線からなる発熱体を２．０［Ｗ／ｃｍ２］のワット密度で埋設している。発熱体には、図示しない電源によって所定の電圧が印加される。かかる構成の加圧加熱平板１１２においても、接触熱伝導方式による発熱体から素材シートへの熱伝導が可能であるので、輻射方式よりも迅速な温度立ち上げが可能である。
【００４２】
図１４では、加熱機能を備える密着手段として平板状の加圧加熱平板１１２を示したが、転写紙Ｐの定着ニップへの案内性を高めるべく、図１５に示すように加圧加熱湾曲板１１３を用いても良い。この加圧加熱湾曲板１１３における基板１１３ｂや発熱部１１３ａの構成については加圧加熱平板１１２と同様である。また、図１６に示すように、発熱部１１４ａを板バネ部材１１４ｂによって加熱ベルト１０３に向けて付勢させるようにした板バネ方式の圧接部材１１４を用いてもよい。
【００４３】
以上、画像形成装置の一実施形態として、電子写真方式によって画像を形成するプリンタの例について説明したが、他の方式によって画像を形成する画像形成装置にも本発明の適用が可能である。また、無端移動体としてベルト部材たるベルト基体１０３ａを用いた例について説明したが、ローラ部材等の他のものを用いても良い。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１、２、３、４又は５の発明によれば、輻射方式だけに頼る場合よりも迅速な定着装置の温度立ち上げを実現しつつ、上述した（１）〜（３）の事項を何れも回避することができるという優れた効果がある。
特に、請求項２の発明によれば、ベルト部材の内周面側に設けた発熱体からベルト中間層を介して記録体に熱を伝える場合よりも、迅速な温度立ち上げを実現することができるという優れた効果がある。
また特に、請求項４の発明によれば、ベルト部材の逆転によって電線部材の縒れを所定のタイミングで修正することができるという優れた効果がある。
また特に、請求項５の発明によれば、ベルト逆転の際の駆動負荷を低減して、ベルト部材をより高速に逆転させ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】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】同プリンタの定着装置と、これに電気を供給する定着電源とを示す斜視図。
【図３】同プリンタの電気回路の一部を示すブロック図。
【図４】定着動作を開始した直後の同定着装置を紙搬送装置とともに示す構成図。
【図５】転写紙に定着処理を施している最中の同定着装置を同紙搬送装置とともに示す構成図。
【図６】定着動作を終了した直後の同定着装置を同紙搬送装置とともに示す構成図。
【図７】加圧ローラを加熱ベルトから離間させた状態の同定着装置を同紙搬送装置とともに示す構成図。
【図８】加熱ベルトを逆移動させている最中の同定着装置を同紙搬送装置とともに示す構成図。
【図９】ベルトの逆移動後に加圧ローラを加熱ベルトに圧接させた状態の同定着装置を同紙搬送装置とともに示す構成図。
【図１０】同定着装置の変形装置を示す構成図。
【図１１】加熱ベルトの周長を１．４倍にしたプリンタを示す概略構成図。
【図１２】無端移動体として、同加熱ベルトと同じ周長の加熱ドラムを設けたプリンタを示す概略構成図。
【図１３】定着装置の他の変形例装置における要部を示す要部構成図。
【図１４】加圧部材の変形例を示す構成図。
【図１５】他の変形例を示す構成図。
【図１６】更なる変形例を示す構成図。
【符号の説明】
１００              定着装置
１０１              駆動ローラ（張架部材）
１０２              従動ローラ（張架部材）
１０３              加熱ベルト（ベルト部材）
１０３ａ            ベルト基体
１０３ｂ            抵抗発熱体
１０３ｃ            電線コネクタ（電線固定手段、導通手段）
１０３ｄ            目印
１０４              加圧ローラ（密着手段）
１５０              制御部（逆転手段の一部）
１５１              モータドライバ（逆転手段の一部）
１５３              ベルト駆動モータ（逆転手段の一部）
Ｐ                  転写紙（記録体）
【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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