(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗発熱層を含む無端状のベルトの周回経路内側に遊挿された押圧ローラーを、前記ベルトの外側から当該ベルトを介して加圧ローラーで押圧して、当該ベルト表面と当該加圧ローラーとの間に形成された定着ニップに、未定着画像の形成されたシートを通紙して熱定着を行う定着装置であって、
前記ベルトの外周面のシート通紙領域を挟んで設けられた１対の輪環状の電極の少なくとも一方の電極に、第１の給電部材と当該第１の給電部材よりも前記定着ニップに近い位置に配設された第２の給電部材とを押圧して給電する構成を有し、
前記第２の給電部材の押圧力よりも第１の給電部材の押圧力の方が小さいことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
押圧ローラーをその回転軸の延びる方向から見たとき、押圧ローラーの中心と加圧ローラーの中心とを通る第１の直線と、押圧ローラーの中心を通り第１の直線と直交する第２の直線とで仕切られる４つの領域のうち、前記定着ニップのシート通紙方向上流側の端を含んでいる領域を第１の領域とし、前記定着ニップのシート通紙方向下流側の端を含んでいる領域を第２の領域とするとき、
第１の給電部材の前記ベルトとの接触面の少なくとも一部が、第１もしくは第２の領域に存することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
第１の給電部材の前記ベルトとの接触面の少なくとも一部が、第１の領域に存することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
第１および第２の給電部材は、押圧ローラーの回転軸と平行な支軸周りに揺動可能な保持部材に保持されると共に、前記支軸を前記ベルトに向けて付勢する付勢手段を有し、
前記保持部材における支軸の位置は、前記付勢時における第２の給電部材の前記ベルトへの押圧力が、第１の給電部材の前記ベルトへの押圧力よりも大きくなるように決定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記保持部材は導電部材からなり、前記第１および第２の給電部材が保持部材と一体に成型されている
ことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記電極は、前記抵抗発熱層よりも低い電気抵抗率を有する金属膜であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の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、定着装置および当該定着装置を用いた画像形成装置に関し、特に、抵抗発熱層を有する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンター等の画像形成装置では、ハロゲンヒーターを熱源とする定着装置よりも省エネルギー化を図るという観点から、抵抗発熱層を含む定着ベルトを用いた定着装置を採用するものが提案されている（例えば、特許文献１）。
図７は、このような定着装置５００の構成例を示す概略斜視図である。
同図に示すように、定着装置５００は、定着ベルト５５４、押圧ローラー５５０、加圧ローラー５６０および交流電源に接続された一対の給電ローラー５７０などを備えている。
【０００３】
定着ベルト５５４は、抵抗発熱層５５４ｂを含む円筒状の弾性変形可能なベルトであって、幅方向（Ｙ軸方向）の両端部の外周において、抵抗発熱層５５４ｂ上に電極５５４ｅが形成されたものである。
押圧ローラー５５０は、芯金５５１の表面が弾性層５５２で覆われており、定着ベルト５５４の周回経路内側に遊挿されている。
【０００４】
加圧ローラー５６０は、定着ベルト５５４の周回経路外側に配され、定着ベルト５５４を介して押圧ローラー５５０を押圧し、定着ニップ５３０を形成する。
また、加圧ローラー５６０は、駆動モータ（不図示）からの駆動力を受けて同図の矢印Ｐ方向に回転する。この駆動力が定着ベルト５５４を介して押圧ローラー５５０に伝わることにより、定着ベルト５５４と押圧ローラー５５０とが同図の矢印Ｑ方向に従動回転する。
【０００５】
一対の給電ローラー５７０は、定着ベルト５５４の周回経路外側から当該定着ベルト５５４の電極５５４ｅに接触して、同図の下方（Ｚ’方向）に押し付けるように構成されており、これにより、定着ベルト５５４の抵抗発熱層５５４ｂに給電される。
以上の構成において、定着ベルト５５４が周回駆動されつつ、給電ローラー５７０を介して電極５５４ｅに電力が供給されると、電気抵抗としては、電極５５４ｅの方が抵抗発熱層５５４ｂよりも遥かに小さく、電極５５４ｅにおける電圧降下は無視できるほどなので、電流が電極５５４ｅの周方向全体に流れ込み、抵抗発熱層５５４ｂ全体にＹ軸方向の電流が流れて発熱する。
【０００６】
なお、電流Ｉの向きは周期的に逆転するため、図７における電流Ｉの向きは、ある一瞬における状態を例示したものである。
このとき、定着ベルト５５４は、定着ニップ５３０と給電ローラー５７０に押し付けられている部分以外で、他の部材との接触が生じておらず、熱が周囲に逃げにくいので、ジュール発熱により定着ニップ５３０の領域が効率的に昇温され、記録シート（不図示）上に形成されたトナー像が定着ニップ５３０を通過する際に、加熱、加圧されて当該記録シートに熱定着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１０９９９７号公報
【特許文献２】特開平９−１６０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、加圧ローラー５６０を、定着ベルト５５４を介して押圧ローラー５５０に押し付けた状態で回転駆動させると、定着ベルト５５４が楕円状に変形する上、定着ベルト５５４および給電ローラー５７０との間に生じる摩擦などの影響により、定着ベルト５５４の走行状態が不安定となり、当該定着ベルト５５４に生じている弛み部分の走行軌跡に変動が生じる（以下、「波打ち現象」という。）。
【０００９】
図８（ａ）および（ｂ）は、定着ベルト５５４において、波打ち現象が生じている様子をやや誇張して示す図である。
図８（ａ）に示すように、給電ローラー５７０は、通常、圧縮ばね５７１などによって、押圧ローラー５５０方向へと押圧されており、弛み部分の盛り上り部５５４ａを乗り越えるときに、押圧ローラー５５０から遠ざかる方向に跳ね上げられた後、元に位置に戻ろうとするが、定着ベルト５５４の動きに追従するのが遅れると、図８（ｂ）に示すように、給電ローラー５７０と定着ベルト５５４との間に隙間Ｓが生じる。
【００１０】
このとき、給電ローラー５７０と定着ベルト５５４との電位差により、隙間Ｓにおいてスパーク放電が生じて、定着ベルト５５４の表面に小さな穴を開けてしまい、定着ベルト５５４の寿命が短くなるという問題がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、抵抗発熱層とこれに給電するための電極とが形成された定着ベルトを有し、当該定着ベルトの周回経路内側に押圧ローラーが遊挿されている抵抗発熱式の定着装置および画像形成装置において、定着ベルトの長寿命化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、抵抗発熱層を含む無端状のベルトの周回経路内側に遊挿された押圧ローラーを、前記ベルトの外側から当該ベルトを介して加圧ローラーで押圧して、当該ベルト表面と当該加圧ローラーとの間に形成された定着ニップに、未定着画像の形成されたシートを通紙して熱定着を行う定着装置であって、前記ベルトの外周面のシート通紙領域を挟んで設けられた１対の輪環状の電極の少なくとも一方の電極に、第１の給電部材と当該第１の給電部材よりも前記定着ニップに近い位置に配設された第２の給電部材とを押圧して給電する構成を有し、前記第２の給電部材の押圧力よりも第１の給電部材の押圧力の方が小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
ベルトの波打ち現象は、ニップ部より離れた位置で発生しやすく、第１の給電部材の押圧力によりベルトの波打ち量を大幅に低減し、第１の給電部材よりもニップ部に近い位置に配された第２の給電部材の押圧位置にまで波打ちの振動が伝播するのを抑制することができるため、第２の給電部材を主たる給電部材として、当該第２の給電部材と電極との接触性を向上させることができる。そのため、スパーク放電が生じて電極を損傷することがなくなり、ベルトの長寿命化を図ることができる。
【００１３】
ここで、第１の給電部材は、少なくとも上記波打ちの伝播を抑制するだけの力でベルトを押圧すればよく、第２の給電部材ほど大きな力でベルトを押圧する必要がないため、当該第１の給電部材の押圧力を第２の給電部材の押圧力よりも小さくするができ、これにより第２の給電部材による電極の摩耗を低減することが可能となる。
また、第１および第２の給電部材の２つの給電部材が、電極に接触しているので、電極と給電部材とのトータルの接触面積が従来よりも増加し、給電の安定性がより向上し、スパーク放電が生じに難くなり、ベルトの長寿命化を図ることができる。
【００１４】
また、押圧ローラーをその回転軸の延びる方向から見たとき、押圧ローラーの中心と加圧ローラーの中心とを通る第１の直線と、押圧ローラーの中心を通り第１の直線と直交する第２の直線とで仕切られる４つの領域のうち、前記定着ニップのシート通紙方向上流側の端を含んでいる領域を第１の領域とし、前記定着ニップのシート通紙方向下流側の端を含んでいる領域を第２の領域とするとき、第１の給電部材の前記ベルトとの接触面の少なくとも一部が、第１もしくは第２の領域に存することが望ましい。
【００１５】
さらに、第１の給電部材の前記ベルトとの接触面の少なくとも一部が、第１の領域に存することがより望ましい。
ここで、第１および第２の給電部材は、押圧ローラーの回転軸と平行な支軸周りに揺動可能な保持部材に保持されると共に、前記支軸を前記ベルトに向けて付勢する付勢手段を有し、前記保持部材における支軸の位置は、前記付勢時における第２の給電部材の前記ベルトへの押圧力が、第１の給電部材の前記ベルトへの押圧力よりも大きくなるように決定されているとしてもよい。
【００１６】
また、前記保持部材は導電部材からなり、前記第１および第２の給電部材が保持部材と一体に成型されているとしてもよい。
そして、前記電極は、前記抵抗発熱層よりも低い電気抵抗率を有する金属膜であることが望ましい。
なお、本発明は、上記定着装置を備えた画像形成装置としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明における実施の形態に係る定着装置を備える画像形成装置の一例であるタンデム型カラープリンターの構成を説明するための概略図である。
【図２】上記定着装置の構成を示す一部切り欠き斜視図である。
【図３】上記定着装置の定着ベルトの部分断面図である。
【図４】上記定着装置の側面図である。
【図５】上記定着装置において、電極を押圧する２つの給電部材を全て取り外した状態の定着ベルトの形状を示す図である。
【図６】上記実施の形態に係る定着装置の変形例を示す図である。
【図７】従来の画像形成装置における定着装置の斜視図である。
【図８】（ａ）および(ｂ)は、従来の定着装置における定着ベルトの波打ち現象を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
＜画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る定着装置を備える画像形成装置の一例であるタンデム型カラープリンター（以下、単に「プリンター」という）の構成を説明するための概略図である。
【００１９】
同図に示すように、このプリンター１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着部５および制御部６０を備えており、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続されて、外部の端末装置（不図示）からのプリントジョブの実行指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックからなるトナー像を形成し、これらを多重転写してフルカラーの画像形成を実行する。
【００２０】
以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
＜画像プロセス部＞
画像プロセス部３は、Ｙ〜Ｋ色のそれぞれに対応する作像部３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ、光学部１０、中間転写ベルト１１などを備えている。
【００２１】
作像部３０Ｙは、感光体ドラム３１Ｙ、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、一次転写ローラー３４Ｙ、感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナ３５Ｙなどを備えており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。他の作像部３０Ｍ〜３０Ｋについても、作像部３０Ｙと同様の構成になっており、同図では符号の表記を省略している。
【００２２】
中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラー１２と従動ローラー１３に張架されて矢印Ａ方向に回転駆動される。
光学部１０は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、制御部６０からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザ光Ｌを発し、感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋを露光走査させる。
【００２３】
この露光走査により、帯電器３２Ｙ〜３２Ｋにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上に静電潜像が形成される。各静電潜像の形成は、現像器３３Ｙ〜３３Ｋにより現像して得られた感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上のＹ〜Ｋ色のトナー像が、中間転写ベルト１１上の同じ位置に重ね合わせて一次転写されるように、タイミングをずらして実行される。
【００２４】
一次転写ローラー３４Ｙ〜３４Ｋにより作用する静電力により中間転写ベルト１１上に各色のトナー像が順次転写されフルカラーのトナー像が形成され、さらに二次転写位置４６方向に移動する。
一方、給紙部４は、記録シートを収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の記録シートを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラー４２と、繰り出された記録シートを二次転写位置４６に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラー対４４などを備えており、中間転写ベルト１１上のトナー像の移動タイミングに合わせて給紙部４から記録シートを二次転写位置に給送し、二次転写ローラー４５の作用により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に二次転写される。
【００２５】
二次転写位置４６を通過した記録シートは、定着部５に搬送され、記録シート上のトナー像（未定着画像）が、定着部５における加熱・加圧により記録シートに定着された後、排出ローラー対７１を介して排出トレイ７２上に排出される。
＜定着部の構成＞
図２は、上記定着部５の構成を示す部分断面斜視図である。
【００２６】
同図に示すように、定着部５は、定着ベルト１５４と、押圧ローラー１５０と、加圧ローラー１６０と、給電部材１７０ａおよび１７０ｂとを備える。
押圧ローラー１５０は、定着ベルト１５４に遊挿されると共に、押圧ローラー１５０と加圧ローラー１６０とが平行に配置されており、定着ベルト１５４を介して加圧ローラー１６０を不図示の付勢機構で押圧ローラー１５０側に付勢することにより、定着ベルト１５４と加圧ローラー１６０との間に定着ニップＮが形成され、この定着ニップＮを記録シート（不図示）が通過することにより記録シート上に形成されたトナー像が溶融・加圧されて定着するようになっている。
【００２７】
以下、定着部５の各部の構成について、詳細に説明する。
＜加圧ローラーの構成＞
押圧ローラー１５０は、不図示の駆動機構により矢印Ｃ方向に回転駆動されると共に、定着ベルト１５４の外側から定着ベルト１５４を介して押圧ローラー１５０を押圧する。
これにより、定着ベルト１５４と押圧ローラー１５０とが矢印Ｄ方向に従動回転する。
【００２８】
加圧ローラー１６０は、図２に示すように、芯金１６１と、これの両端部を除く部分を覆う弾性体層１６２とを有している。
芯金１６１は、不図示の駆動機構により回転駆動され、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等からなる、外径が３０［ｍｍ］の中実シャフトである。
なお、このような中実シャフトに替えて、厚みが０．１［ｍｍ］〜１０［ｍｍ］の中空シャフト、もしくは、当該中空部分の内部に断面がＹ字状の補強リブを有する構造であってもよい。
【００２９】
弾性体層１６２は、シリコーンゴムからなる円筒体であり、厚みとしては、１［ｍｍ］以上、２０［ｍｍ］以下が望ましい。
本実施の形態では、弾性体層１６２の厚みは、３［ｍｍ］に設定されており、外径が３６［ｍｍ］となっている。
また、弾性体層１６２のＹ軸方向の長さは、３７４［ｍｍ］となっている。
＜押圧ローラー＞
押圧ローラー１５０は、図２に示すように、長尺で円柱状の芯金１５１の周囲に弾性層１５２が形成されてなる。
【００３０】
芯金１５１は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等からなる、外径が２０ｍｍの中実シャフトであり、その軸方向における両端部は、図示しない定着部５の本体側フレームの軸受部に回転自在に軸支されている。
なお、このような中実シャフトに替えて、厚みが０．１［ｍｍ］〜１０［ｍｍ］の中空シャフト、もしくは、当該中空の内部に断面がＹ字状の補強リブを有する構造であってもよい。
【００３１】
弾性層１５２は、耐熱性及び断熱性の高い、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の発泡弾性体などの材料からなり、その厚みは、１［ｍｍ］〜２０［ｍｍ］であり、これにより押圧ローラー１５０の外径は、２０［ｍｍ］以上、１００［ｍｍ］以下に設定されるが、ここでは、３０［ｍｍ］に設定されている。
また、弾性層１５２のＹ軸方向の長さは、３７４［ｍｍ］となっている。
【００３２】
無論、弾性層１５２のＹ軸方向の長さは、記録シートの最大通紙幅よりも大きく設定されている。
なお、弾性層１５２の硬度は、加圧ローラー１６０の弾性体層１６２の硬度よりも小さく設定されており、ニップ部Ｎにおいては、主に弾性層１５２が弾性変形する構成となっている。
＜定着ベルト＞
図３は、定着ベルト５１の積層構造を示す部分断面図である。
【００３３】
なお、同図は定着ベルト５１のローラー軸方向の一方の端部に着目したものであるが、他方の端部においても定着ベルト５１は同様の構成を備えている。
また、同図では、理解を容易にするために、やや厚みを誇張して示しており、各部材の寸法は下記に例示する寸法と、必ずしも対応が取れているものではない。
定着ベルト１５４は、積層構造を有する弾性変形可能な無端ベルトであり、同図に示すように、絶縁層１５４ａの外周面に、抵抗発熱層１５４ｂが積層されており、また、抵抗発熱層１５４ｂの外周面におけるＹ軸方向の両端部には、電極層１５４ｅが積層されている。
【００３４】
さらに、抵抗発熱層１５４ｂの外周面であって、電極層１５４ｅが積層されていない部分には、弾性層１５４ｃと離型層１５４ｄとが、この順で積層されている。
以下、定着ベルト１５４を構成する各層について詳細に説明する。
絶縁層１５４ａは、導電性を有しない材料、例えば、ＰＩ（polyimide）、ＰＰＳ（Poly(phenylene sulfide))、ＰＥＥＫ（polyetheretherketone）などのいずれかからなり、その厚みは約５０［μｍ］であり、Ｙ軸方向の長さは、３７４［ｍｍ］となっている。
【００３５】
抵抗発熱層１５４ｂは、Ｙ軸方向の両端部に電位差が生じることにより電流が流れて、ジュール発熱する筒状の発熱体である。
より具体的には、抵抗発熱層１５４ｂは、厚みが、５［μｍ］以上、２００［μｍ］以下であって、ＰＩ（ポリイミド）製樹脂に、電気抵抗率の異なる導電フィラーを一種類もしくは複数種類均一に分散させてなる。
【００３６】
また、抵抗発熱層１５４ｂのＹ軸方向の長さは、絶縁層１５４ａと同様の３７４［ｍｍ］となっている。
抵抗発熱層１５４ｂに用いるベースの材料（以下、「ベース材」という。）として、他にもＰＰＳおよびＰＥＥＫなどを使用することができる。
ここで、導電フィラーとしては、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、ＭｇおよびＮｉなどの金属粉末、または、グラファイト、カーボンブラック、カーボンナノファイバーおよびカーボンナノチューブなどの炭素化合物粉末、もしくは、ヨウ化銀、ヨウ化銅などの無機化合物中の高イオン導電体が挙げられ、その形状としては、単位含有量あたりの導電フィラー同士の接触する確率を高めるために、繊維状にすることが望ましい。
【００３７】
本実施の形態では、形状が繊維状の導電フィラー、例えば、Ｎｉを上記ベース材に均一に分散させている。
ここで、抵抗発熱層１５４ｂの体積抵抗率は、１０×１０＾−６〜１．０×１０＾−２  ［Ω・ｍ］程度が望ましく、さらに、本実施の形態における定着部５の仕様においては、体積抵抗率を１．０×１０＾−５〜５．０×１０＾−３  ［Ω・ｍ］に設定することが望ましい。
【００３８】
弾性層１５４ｃは、例えば、シリコーンゴムなどの弾性および耐熱性を有する材料からなり、その厚みは約５００［μｍ］である。
なお、弾性層１５４ｃの材質は、シリコーンゴムの他、フッ素ゴム等を用いても構わない。
離型層１５４ｄは、例えば、ＰＴＦＥもしくはＰＦＡ等のフッ素系樹脂などの離型性を有する材料からなり、厚みは、５［μｍ］以上、１００［μｍ］以下である。
【００３９】
電極層１５４ｅは、抵抗発熱層１５４ｂのＹ軸方向における両端部の外周を一周するように形成されており、抵抗発熱層１５４ｂに給電するための１対の輪環状の電極として機能する。
また、電極層１５４ｅは、例えば、抵抗発熱層１５４ｂよりも電気抵抗率の低いＣｕ、Ａｌ、Ｎｉ、真鍮、リン青銅等の金属を、抵抗発熱層１５４ｂの外周面の両端部に化学めっき、もしくは、電気めっき等を行って形成されてなる。
【００４０】
この他にも、上記材料からなる帯状のシートを、電極層１５４ｅを抵抗発熱層１５４ｂのＹ軸方向の両端部に、導電性を有する接着剤などで貼り付けても良い。
そして、電極層１５４ｅの幅（Ｙ軸方向の長さ）が１８［ｍｍ］となっている。
さらに、電極層１５４ｅの厚みは、適度の強度を有しつつ、特に定着ニップＮにおけるベルトの変形に追従するために必要な柔軟性を確保するため、５［μｍ］以上、１００［μｍ］以下が望ましく、ここでは、２０［μｍ］に設定されている。
＜給電部材＞
図２に戻って、給電部材１７０ａおよび１７０ｂは、定着ベルト１５４の後述する１対の電極層１５４ｅのそれぞれに対して、各１対設けられている。
【００４１】
より具体的には、給電部材１７０ａおよび１７０ｂは、それぞれリード線１７５ａおよび１７５ｂを介して外部の交流電源１８０に電気的に接続されており、電極層１５４ｅを押圧して、これに給電するためのものである。
ここで、給電部材１７０ａは、給電部材１７０ｂよりも定着ニップＮ寄りの位置で電極層１５４ｅを押圧している。
【００４２】
このように、電極１５４ｅに２つの給電部材を押圧して給電するため、安定な状態で給電状態が維持される確率を高めることができる。
リード線１７５ａおよび１７５ｂは、元々１本のリード線（以下、「本幹リード部」という。）１７５が２つに分岐している分岐部であり、当該本幹リード部１７５が、不図示の継断器（リレースイッチ）を介して交流電源１８０に繋がっている。
【００４３】
そして、不図示の温度センサで検出された定着ベルト１５４の表面温度に基づいて制御部６０が当該継断器をＯＮ・ＯＦＦ制御することにより、定着ベルト１５４が所定の目標温度となるように構成されている。
給電部材１７０ａは、ブラシ部１７１ａ、弾性部材１７２ａ、支持板１７３ａおよびシャフト部１７４ａからなる。
【００４４】
また、給電部材１７０ｂは、ブラシ部１７１ａ、弾性部材１７２ｂ、支持板１７３ａおよびシャフト部１７４ａからなる。つまり、弾性部材１７２ｂ以外は、給電部材１７０ａと同様の構成である。
ブラシ部１７１ａは、例えば、厚み３０ｍｍ、Ｙ軸方向における幅１０ｍｍ、摺動方向の長さ５ｍｍのブロック状の導電体であって、摺動性および導電性を共に備える銅黒鉛質、炭素黒鉛質などの材料からなる、いわゆるカーボンブラシである。
【００４５】
なお、電流密度が大きくなり過ぎて、電極層１５４ｅに穴が開く不具合の発生は、給電部材１７０ａおよび１７０ｂと電極層１５４ｅとの間にスパーク放電が生じた場合だけでなく、例えば、一時的に両者の接触面積が極端に小さくなり、局所的に電流密度が高くなった場合にもあり得る。
上述のように、ブロック状のブラシ部１７１ａを電極層１５４ｅに押し当てることで、通電のための接触面積を広く確保することができ、両者の接触状態が不安定になった場合でも、一時的に接触面積が極端に小さくなる確率を低くすることができる。
【００４６】
シャフト部１７４ａは、金属などからなる導電性を有するシャフトであって、一方の端部が、ブラシ部１７１ａに埋め込まれて固定されており、もう一方の端部が、リード線１７５ａに接続されている。
支持板１７３ａは、定着部５の本体側フレームに接合されており、貫通穴（不図示）を有し、この貫通穴にシャフト部１７４ａが摺動自在な状態で挿入されている。
【００４７】
弾性部材１７２ａは、例えば、圧縮コイルばねであり、ブラシ部１７１ａと支持板１７３ａの間に介挿されており、図２示すように、ブラシ部１７１ａを電極層１５４ｅの外周面を押圧している。
ここで、当該押圧力をＦ１とするとき、Ｆ１の値［Ｎ］は、以下のように決定されている。
【００４８】
（式１）    Ｆ１＝Ｆｓ＋Ｆｃ
Ｆｓ：定着ベルト駆動停止時において通電安定性を確保可能な押圧力［Ｎ］
Ｆｃ：定着ベルト周回時における定着ベルトの波打ち現象により、ブラシ部１７１ａを定着ベルトから接触面の法線方向において引き離そうとする力の最大値［Ｎ］
ここで、Ｆｓの値は、０．２［Ｎ］〜０．５［Ｎ］程度が必要であることが、試験により確認されている。
【００４９】
このようにＦｓの値を設定するのは、Ｆｓの値が上記押圧力の範囲を下回ってしまうと、接触抵抗が大きくなり、ブラシ部１７１ａと電極層１５４ｅとの接触部分が発熱して、給電効率が低下するからである。
また、Ｆｃの値は、定着ベルト１５４に対する給電部材１７０ｂの押圧位置およびこの押圧力Ｆ２の値により変動するため、これらの要素を確定した上で、試験等を行い求められる値である。
【００５０】
何故ならば、定着ベルト１５４の波打ち現象は、押圧ローラー１５０との間隔が広がっている定着ニップＮから離れた位置（以下、「ニップ遠部」という。）で起こりやすく、ニップ遠部で生じた波打ちが定着ニップＮの周辺（以下、「ニップ近部」という。）に伝播するものと考えられるからである。
このため、発明者は、主に波打ち現象の起こりにくいニップ近部に設けられた給電部材１７０ａにおいて安定的な給電が行えるように、電極層１５４ｅに対する押圧力Ｆ１の値を設定すると共に、波打ち現象の起こりやすいニップ遠部に設けられた給電部材１７０ｂにおいては、押圧力Ｆ２を少なくともニップ遠部からニップ近部に波打ち現象が伝播するのを抑制するに足る値に設定すればよいと考えた。
【００５１】
これにより、押圧力Ｆ２は、押圧力Ｆ１よりも小さく設定することができ、以下の条件を満足する。
（式２）    Ｆ２＜Ｆ１
つまり、１つの電極に１つの給電部材のみを押圧していた従来に対して、本実施の形態における定着部５のように給電部材を２つ設けた構成であっても、従来の給電部材が一つだけの場合に定着ベルトに加えられる押圧力の２倍の押圧力を加える必要がない。
【００５２】
そのため、加圧ローラー５６０を駆動するモータへの負担が軽減されると共に、電極５５４ｅの摩耗も緩和され、その分定着ベルト１５４の摩耗による劣化の程度を少なくできる。
また、発明者は、給電部材１７０ｂで電極層１５４ｅを押圧する位置が、定着ニップＮから離れ過ぎると、波打ち現象の伝播を抑制しにくくなると考え、給電部材１７０ｂを設ける位置を以下に示す範囲内とした。
【００５３】
即ち、押圧ローラー１５０をその回転軸の延びる方向から見たとき、押圧ローラー１５０の中心０１と加圧ローラー１６０の中心０２とを通る直線Ｌ１と、押圧ローラー１５０の中心０１を通り直線Ｌ１と直交する直線Ｌ２とで仕切られる４つの領域のうち、定着ニップＮの記録シート通紙方向上流側の端Ｐ１を含んでいるものを領域Ｒ１とし、定着ニップＮの記録シート通紙方向下流側の端Ｐ２を含んでいるものを領域Ｒ２とし、続いて、反時計回りに、順に領域Ｒ３および領域Ｒ４とするとき、給電部材１７０ｂの定着ベルト１５４との接触面の少なくとも一部が、領域Ｒ１もしくは領域Ｒ２に存するように配置し、さらに、給電部材１７０ａは、当該給電部材１７０ｂよりも定着ニップＮ寄りに配置するものとした。
【００５４】
なお、本実施の形態における定着部５では、給電部材１７０ｂの定着ベルト１５４との接触面の少なくとも一部Ａ１が、領域Ｒ１に存するように設けられている。
以下、このように給電部材１７０ｂの配置を決定した理由について説明する。
図５は、定着部５において、電極１５４ｅを押圧する給電部材１７０ａおよび１７０ｂを取り外した状態の定着ベルト１５４の形状を示す図である。
【００５５】
定着ベルト１５４は、定着ニップＮにおいて、加圧ローラー１６０から紙面左方向に押圧されるため、定着ベルト１５４の中心０３は、押圧ローラー１５０の中心０１よりも紙面左側にオフセットした状態となっている。
このため、領域Ｒ１における定着ベルト１５４と押圧ローラー１５０との隙間ｄ０と、領域Ｒ２における同様の隙間ｄ１は、比較的狭く、かつ、定着ニップＮを除いて、位置的にあまり変化しない状態となっている。
【００５６】
これにより、領域Ｒ１および領域Ｒ２では、給電部材１７０ｂで電極１５４ｅを押圧する際、定着ベルト１５４を押圧ローラー１５０に接触させて、波打ちを抑制するために必要な押圧力Ｆ２が少なくて済む。
一方、領域Ｒ３および領域Ｒ４では、定着ニップＮから遠ざかるほど、定着ベルト１５４と押圧ローラー１５０との隙間ｄ２および隙間ｄ３がそれぞれ拡大するため、領域Ｒ３および領域Ｒ４では、給電部材１７０ｂで電極１５４ｅを押圧する際、定着ベルト１５４を押圧ローラー１５０に接触させるために必要な押圧力Ｆ２が大きく成らざるを得ず、波打ち現象の伝播抑制には不利な位置となる。
【００５７】
そこで、発明者は、波打ち現象がニップ近部に伝播するのを抑制するには、給電部材１７０ｂの定着ベルト１５４との接触面の少なくとも一部が、領域Ｒ１または領域Ｒ２に存することが望ましいと考えた。
このとき、無論、給電部材１７０ａは、給電部材１７０ｂが存する領域と同じ領域であって、給電部材１７０ｂよりも定着ニップ寄りに配置する必要がある。
【００５８】
実際には、試験等を実施し、定着ベルト１５４を周回駆動させた状態で、領域Ｒ１および領域Ｒ２の一方において、給電部材１７０ａの全接触面および給電部材１７０ｂの少なくとも一部の接触面で、電極１５４ｅを押圧しつつ、これら給電部材の押圧位置を移動させながら、式１および式２を満足し、かつ、ＦｃおよびＦ２の値ができるだけ小さくなるような位置を求める。
【００５９】
なお、給電部材１７０ａは、定着ベルト１５４の波打ち現象が生じにくい定着ニップＮにできるだけ近い場所であって、加圧ローラー１６０との干渉が生じない位置に設けることが望ましい。
また、給電部材１７０ａおよび１７０ｂは、領域Ｒ２に設けるよりも、領域Ｒ１に設ける方が、給電安定性を確保する上で望ましい。
【００６０】
何故なら、領域Ｒ１では、定着ベルト１５４が定着ニップＮに引き込まれるため、給電部材１７０ｂと給電部材１７０ａとの間、給電部材１７０ａと定着ニップＮとの間のいずれにおいても定着ベルト１５４に張力が生じる状態となっており、撓みにくくなっているのに対し、領域Ｒ２では、定着ベルト１５４に、定着ニップＮから押し出す力が作用するので、定着ニップＮから給電部材１７０ａとの間において定着ベルト１５４が撓みやすくなり、その分、定着ベルト１５４の給電部材１７０ａとの接触面の位置が不安定になるおそれがあるため、押圧力Ｆ１を大きめに設定する必要があるからである。
＜変形例＞
本発明は、上述のような実施の形態に限られるものではなく、次のような変形例も実施することができる。
【００６１】
（１）上記実施の形態では、給電部材１７０ａおよび給電部材１７０ｂは、それぞれ独立して電極層１５４ｅを押圧する構成としたが、これに限られず、例えば、給電部材１７０ａと給電部材１７０ｂとを一体的に構成してもよい。
図６は、このような構成の一例を示す図である。
同図に示すように、給電部材２７０は、ブラシ部２７１、支持部材２８２、ガイド部材２９０および押圧部材３００などからなる。
【００６２】
支持部材２８２は、一部を切り欠いた状態で示されており、Ｗ軸に直交する平面で切断されたときの断面形状がＵ字状となって、当該Ｕ字において互いに対向し合う部分に位置する側板部２８２ｂおよび２８２ｃには、それぞれ半円形の切欠部２８２ｃが設けられている。
ブラシ部２７１は、押圧ローラー１５０の回転軸の延びる方向から見たときの形状がＵ字状となっており、当該Ｕ字において互いに対向し合う部分に位置するアーム部２７１ａおよび２７１ｂが、それぞれ図４における給電部材１７０ａおよび給電部材１７０ｂのブラシ部１７１ａに相当する。
【００６３】
さらに、ブラシ部２７１は、同図の紙面手前側と奥側の側壁部分からそれぞれ突出する、押圧ローラー１５０の回転軸と平行な支軸２７１ｄを有しており、この支軸２７１ｄが、支持部材２８２の切欠部２８２ｃに軸受けされて回動自在となっている。
なお、同図に示すように、ブラシ部２７１は、これに給電するためのリード線２７２が接続されている。
【００６４】
ガイド部材２９０は、同図のＶ軸に直交する平面で分断されたときの断面形状が矩形状となっている筒体であり、支持部材２８２をＶ軸方向に案内する。
押圧部材３００は、圧縮コイルばねであり、ガイド部材２９０の内底面に接合されており、支持部材２８２がガイド部材２９０の内部に挿嵌された状態において、Ｖ方向に支持部材２８２を押圧力Ｆ３で付勢する。
【００６５】
ここで、Ｖ軸方向と直交するＷ軸方向において、支軸２７１ｄの中心からアーム部２７１ａおよび２７１ｂの中心までの距離を、それぞれ距離ｄ４および距離ｄ５とすると、距離ｄ５が距離ｄ４よりも長く設定されている。
このため、押圧部材３００により与えられた押圧力Ｆ３が、アーム部２７１ａおよび２７１ｂに対して、それぞれ押圧力Ｆ４およびＦ５に分力されたとすると、押圧力Ｆ５の値は、押圧力Ｆ４の値よりも小さくなる。
【００６６】
このように、給電部材２７０は、給電部材１７０ａと１７０ｂとを個別に設けた構成と同様の機能を有する。
なお、図６に示す構成では、支軸２７１ｄがブラシ部２７１に設けられていたが、これに限らず、支持部材２８２における１対の側板部２８２ｂの対向し合う部分にそれぞれ突起を設け、ブラシ部２７１にこの突起と係合する凹部を設ける構成であってよく、要するに、支軸２７１ｄがどの部材に設けられていても構わない。
【００６７】
また、図６に示す構成では、給電部材１７０ａと給電部材１７０ｂとを一体的に構成した例を説明したが、それぞれ別体で作成された給電部材１７０ａと給電部材１７０ｂとが導電性を有する１つの保持部材によって保持される構成であってもよい。
（２）上記実施の形態では、１つの電極層１５４ｅに対して２つの給電部材を押圧していたが、場合によっては、３つ以上の給電部材で押圧してもよいであろう。
【００６８】
その場合、３つ目以降の給電部材は、給電部材１７０ｂよりも定着ニップＮから遠い位置に設けられると共に、定着ベルト１５４の電極層１５４ｅを押圧する押圧力が、給電部材１７０ｂの押圧力以下であることが求められる。その理由は、摩耗による定着ベルトの劣化をできるだけ低減するため、給電部材１７０ｂの押圧力を給電部材１７０ａの押圧力よりも小さく設定したのと同趣旨である。
【００６９】
（３）また、上記実施の形態では、給電部材１７０ａおよび１７０ｂは、１対の電極層１５４ｅのそれぞれに対して、各１対設けられているとしたが、場合によっては、１対の電極層１５４ｅの一方にのみに給電部材１７０ａおよび１７０ｂが設けられており、他方の電極層１５４ｅには、１つの給電部材のみが設けられている構成であってもよいであろう。
【００７０】
（４）上記実施の形態では、定着ベルト１５４は、絶縁層１５４ａと、抵抗発熱層１５４ｂと、弾性層１５４ｃと、離型層１５４ｄと、電極層１５４ｅとを有していたが、これに限らず、少なくとも抵抗発熱層１５４ｂと電極層１５４ｅとを有していればよい。
例えば、モノクロの複写機では、カラーの複写機に比べ、定着ニップ幅を小さく設定しても、定着品質の劣化がそれほど目立たないため、定着ベルト１５４内の弾性層１５４ｃを省略することが考えられる。
【００７１】
（５）上記実施の形態では、同一形状のブラシ部１７１ａが、給電部材１７０ａおよび１７０ｂの両方に使用されていたが、これに限らず、ブラシ部の形状やサイズが互いに異なっていても構わない。
（６）また、上記実施の形態のように、加圧ローラー１６０を回転駆動させ、押圧ローラー１５０を従動回転させていたが、この構成に限られない。
【００７２】
例えば、押圧ローラー１５０を回転駆動させ、加圧ローラー１６０を従動回転させても構わず、また、押圧ローラー１５０および加圧ローラー１６０の両方を回転駆動させてもよい。
（７）上記実施の形態では、押圧ローラー１５０の弾性層１５２の硬度は、加圧ローラー１６０の弾性体層１６２の硬度よりも低く設定されており、定着ニップＮでの変形は、主に押圧ローラー１５０の弾性層１５２において生じるとしたが、これに限られず、場合によっては、定着品質が低下しなければ、弾性層１５２の硬度を弾性体層１６２の硬度よりも高く設定しても良いし、弾性層１５２および弾性体層１６２を同等の硬度に設定しても良い。
【００７３】
（８）なお、上記実施の形態では、本発明に係る画像形成装置をタンデム型カラーデジタルプリンターに適用した場合の例を説明したが、モノクロプリンターなどでもよく、要するに、抵抗発熱層とこれに給電するための電極層を含む定着ベルトの周回経路内に押圧ローラーが遊挿された抵抗発熱式の定着装置および、当該定着装置を備える画像形成装置一般に適用することができる。
【００７４】
また、上記実施の形態および上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、押圧ローラーが、抵抗発熱層とこれに給電するための電極とを含む定着ベルトの周回経路内側に遊挿されており、上記周回経路の外側から加圧ローラーにより定着ベルトを介した状態で押圧されて定着ニップが形成される定着装置および画像形成装置に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１    プリンター
３    画像プロセス部
４    給紙部
５    定着部
１０    光学部
１１    中間転写ベルト
１２    駆動ローラー
１３    従動ローラー
３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ    作像部
３１    感光体ドラム
３２    帯電器
３３    現像器
３４    一次転写ローラー
４１    給紙カセット
４２    繰り出しローラー
４３    搬送路
４４    タイミングローラー対
４５    二次転写ローラー
４６    二次転写位置
５１    定着ベルト
１５０    押圧ローラー
１５１、１６１    芯金
１５２    弾性層
１５４    定着ベルト
１５４ｂ  抵抗発熱層
１５４ｅ  電極層
１６０    加圧ローラー
１６２    弾性体層
１７０ａ、１７０ｂ，２７０    給電部材
１７１ａ、２７１  ブラシ部
１７２ａ、１７２ｂ  弾性部材
１７３ａ  支持板
１７４ａ    シャフト部
１７５ａ、１７５ｂ、２７２    リード線
１８０    交流電源
２７１ａ、２７１ｂ  アーム部
２７１ｄ  支軸
２８２    支持部材
２８２ｂ  側板部
２８２ｃ  切欠部
２９０    ガイド部材
３００    押圧部材
【図１】
0005370412.tif 000002
【図２】
0005370412.tif 000003
【図３】
0005370412.tif 000004
【図４】
0005370412.tif 000005
【図５】
0005370412.tif 000006
【図６】
0005370412.tif 000007
【図７】
0005370412.tif 000008
【図８】
0005370412.tif 000009