(57)【要約】【課題】通電により発熱する発熱体を含む定着フィルムの破断検知および破断後の制御に大掛かりとなる特別な装置を必要としない画像加熱装置を提供する。【解決手段】無端フィルム状の定着部材に、一連の単線であって定着フィルムの有効発熱領域の全域に亘って分布するパターン形状の発熱体を設ける。【選択図】図１
2012022042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有し回動可能であって通電により発熱する発熱体を有する無端状のベルトと、
前記ベルトとニップ部を形成する対向部材と、を有し、
前記ニップ部で画像を但持した記録材を挟持搬送して画像を加熱する画像加熱装置であって、
前記発熱体は一連の単線であって前記ベルトの有効発熱領域の全域に亘って分布するパターン形状とされていることを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
前記発熱体の一端は前記ベルトの長手方向の一端側にあって前記ベルトと共に回動するリング状の第１給電層と接続し、前記発熱体の他端は前記ベルトの長手方向の他端側にあって前記ベルトと共に回動するリング状の第２給電層と接続することを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
【請求項３】
前記発熱体のパターン形状がスパイラル状であることを特徴とする、請求項１乃至請求項２のいずれかの画像加熱装置。
【請求項４】
前記発熱体のパターン形状が雷紋状であることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかの画像加熱装置。
【請求項５】
前記発熱体のパターン形状がジグザグ状であることを特徴とする、請求項１乃至請求項２のいずれかの画像加熱装置。
【請求項６】
前記発熱体に流れる電流情報を検知する検知手段と、
前記検知手段により電流信号が得られない場合に画像加熱のための装置駆動を停止する駆動停止手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像加熱装置。
【請求項７】
画像加熱前に画像形成を行う画像形成部を備え、
前記発熱体に流れる電流情報を検知する検知手段と、
前記検知手段により電流信号が得られない場合に前記画像形成部の駆動を停止する駆動停止手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像加熱装置。
【請求項８】
可撓性を有し回動可能であって通電により発熱する発熱体を有する無端状のベルトと、
前記ベルトとニップ部を形成する対向部材と、を有し、
前記ニップ部で画像を但持した記録材を挟持搬送して画像を加熱する画像加熱装置に用いられる画像加熱装置用無端ベルトであって、
前記発熱体は一連の単線であって前記ベルトの有効発熱領域の全域に亘って分布するパターン形状とされていることを特徴とする画像加熱装置用無端ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に使用される画像加熱装置および画像加熱装置用無端ベルトに関する。画像加熱装置としては、記録材上に形成した未定着画像を固着画像として加熱定着する定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢度増大装置等を挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置、静電記録装置などの画像形成装置においては、記録材上にトナー画像を形成し、これを定着装置で加熱、加圧して定着させることにより画像を形成する。このような定着装置として、近年、省エネルギーの観点から、熱伝達効率が高く、装置の立ち上がりが速い定着方式として、通電により発熱する物質からなる抵抗発熱体が芯ローラとともに回転するように形成した加熱ローラが提案されている（特許文献１）。このタイプの加熱ローラは電気・熱変換効率が良く、該抵抗発熱体への通電開始後速やかに加熱ローラ表面温度を所定温度まで上昇させることができ、これにより定着装置の立ち上がり時間の短縮が可能となる。
【０００３】
定着装置に回動可能な無端ベルトを用い、無端ベルト自体に通電により発熱する抵抗発熱体を設ける場合、例えば給紙搬送機構において発生したジャムの処理や作像ユニットの交換等の際などにおいて、無端ベルトを構成するフィルムの破断に留意する必要がある。即ち、フィルム部材に誤って傷を付けたり、或いはフィルムの基材の傷、例えばピンホール等目視による検査では発見出来なかつた傷によってフィルム部材にひび割れ、切断等、無端フィルム状部材の損傷、破損等が発生するということである。フィルムが破れた状態で定着処理を続けると、フィルム破断部の圧抜けによる定着不良や、破断部によって定着装置の他の部材を傷つけてしまうなどの問題が発生する。また、フィルム自体に発熱層を有する定着フィルムを用いた系では、破断部分以外の発熱層に電流が集中して部分的に過昇温が起こってしまう。
【０００４】
そこで、これらの課題を解決する方法として、フィルム破断検出手段を新たに付設して破断検知を行うことが提案されている（特許文献２）。しかしながら、フィルム破断検出手段を新たに付設して破断検知を行うため、検出可能範囲外でフィルムの破断が発生した場合は、その機能を果たすことができない。また、全ての部分で検出ができるようにすると、装置が大掛かりになりコストアップとなってしまう。また、フィルム破断の検知後にヒータ温調の停止やフィルム駆動の停止などの制御を行うため、破断から制御終了までにタイムラグがあり、その間にも好ましくない成果物を生産してしまうこととなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−１７７５７６号公報
【特許文献２】特開２００２−０２１９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記従来技術の更なる改善である。そして、その目的は、無端ベルトの破断検知を特別の検知手段を用いずに行うことができ、破断後の過昇温の防止や駆動停止を行うのに都合の良い画像加熱装置および画像加熱装置用ベルトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明に係わる画像加熱装置の代表的な構成は、可撓性を有し回動可能であって通電により発熱する発熱体を有する無端状のベルトと、前記ベルトとニップ部を形成する対向部材と、を有し、前記ニップ部で画像を但持した記録材を挟持搬送して画像を加熱する画像加熱装置であって、前記発熱体は一連の単線であって前記ベルトの有効発熱領域の全域に亘って分布するパターン形状とされる。
【０００８】
また、画像加熱装置用無端ベルトの代表的な構成は、可撓性を有し回動可能であって通電により発熱する発熱体を有する無端状のベルトと、前記ベルトとニップ部を形成する対向部材と、を有し、前記ニップ部で画像を但持した記録材を挟持搬送して画像を加熱する画像加熱装置に用いられる前記ベルトであって、前記発熱体は一連の単線であって前記ベルトの有効発熱領域の全域に亘って分布するパターン形状とされる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、無端ベルトの破断検知を特別の検知手段を用いることなく行うことができ、また破断と同時にヒータ温調が切れるので速やかに過昇温を防止できる。そして画像加熱部あるいは画像形成部の駆動を速やかに停止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（Ａ）は本発明に係わる定着装置の要素説明図、（Ｂ）は定着フィルムの発熱体を一連の単線で構成した第１の実施形態の斜視図である。
【図２】本発明に係わる定着装置を搭載したカラー電子写真プリンタの概略図である。
【図３】本発明に係わる定着装置の通紙動作中の概略構成断面図である。
【図４】第１の実施形態における定着フィルムの展開図である。
【図５】第１の実施形態の定着装置の動作を示すフロー図である。
【図６】第１の実施形態における定着フィルムの温度推移を示すグラフである。
【図７】発熱体を一連の単線で構成した第２の実施形態における定着フィルムの展開図である。
【図８】発熱体を一連の単線で構成した第３の実施形態における定着フィルムの展開図である。
【図９】比較例１における定着フィルムの層構成の概略図である。
【図１０】比較例１における定着フィルムの概略平面図である。
【図１１】比較例１における定着装置の概略構成図である。
【図１２】比較例１における定着装置の動作を示すフロー図である。
【図１３】比較例１における定着フィルムの温度推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一又は対応する部分には同一の符号を付す。
【００１２】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図２は本発明に係る画像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置の一例であるカラー電子写真プリンタの記録材搬送方向に沿った概略構成を示す断面図である。本実施形態のプリンタ１は制御回路部（制御基板：ＣＰＵ）１００と通信可能に接続した外部ホスト装置２００からの入力画像情報に応じて作像動作して、記録材Ｐ上にフルカラー画像を形成して出力することができる。外部ホスト装置２００はコンピュータ、イメージリーダー、ファクシミリ等である。制御回路部１００は外部ホスト装置２００と信号の授受をする。また、プリンタ側の各種の作像機器と信号の授受をして作像シーケンス制御を司る。記録材Ｐは、普通紙、樹脂製シート状物、厚紙、ＯＨＰシート（オーバーヘッドプロジェクター用シート）、封筒、はがき、ラベルなどがある。
【００１３】
プリンタ内には図面上左側から右側にかけて、第１乃至第４の４つの画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋが水平方向に並べられて配設されている（インライン構成、タンデム型）。各画像形成部はいずれもレーザ露光方式の電子写真プロセス機構であり、現像器に収容させた現像剤（トナー）の色が異なるだけで、互いに同様な構成である。即ち、各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋは、それぞれ、矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動されるドラム型の電子写真感光体（像担持体：以下、ドラムと記す）２を有する。また、各ドラム２の周囲には、ドラム２に作用するプロセス手段としての、一次帯電器３、レーザスキャナ４、現像器５、一次転写ブレード６、クリーナ７が配置されている。
【００１４】
画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋの下側には中間転写ベルトユニット８が配設されている。該ユニット８は、無端状でフレキシブルな中間転写ベルト（以下、ベルトと記す）９と、このベルト９を懸回張設している駆動ローラ１０・テンションローラ１１・二次転写対向ローラ１２を有する。各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋの一次転写ブレード６はベルト９の内側に配設されていて、ベルト９のテンションローラ１１と駆動ローラ１０との間の上行側ベルト部分を介して対応するドラム２の下面に圧接している。各ドラム２とベルト９との当接部が一次転写部である。二次転写対向ローラ１２にはベルト９を介して二次転写ローラ１３が圧接している。ベルト９と二次転写ローラ１３との当接部が二次転写部である。ベルト９は駆動ローラ１０により矢印の時計方向にドラム２の回転速度に対応した速度にて循環移動される。
【００１５】
本実施形態において、第１の画像形成部Ｙは現像器５にイエロー（Ｙ）色の現像剤が収容されていて、ドラム２にＹ色トナー像を形成する。第２の画像形成部Ｍは現像器５にマゼンタ（Ｍ）色の現像剤が収容されていて、ドラム２にＭ色トナー像を形成する。第３の画像形成部Ｃは現像器５にシアン（Ｃ）色の現像剤が収容されていて、ドラム２にＣ色トナー像を形成する。第４の画像形成部Ｂｋは現像器５にブラック（Ｂｋ）色の現像剤が収容されていて、ドラム２にＢｋ色トナー像を形成する。
【００１６】
制御回路部１００は外部ホスト装置２００から入力したカラー色分解画像信号に基づいて、各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋを作像動作させる。これにより各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋにおいて回転するドラム２の面に対して所定の制御タイミングで、それぞれ、Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｂｋ色の色トナー像が形成される。なお、ドラム２にトナー像を形成する電子写真作像原理・プロセスは公知に属するからその説明は省略する。
【００１７】
各画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋのドラム２の面に形成される上記のトナー像はそれぞれ一次転写部にて、各ドラム２の回転方向と順方向に、かつ各ドラム２の回転速度に対応した速度で回転駆動されているベルト９の外面に対して順次に重畳転写される。これにより、ベルト９の面に上記のＹ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｂｋ色の４つのトナー像の重ね合わせによる未定着のフルカラートナー像が合成形成される。
【００１８】
一方、所定の給紙タイミングにて、それぞれ大小各種幅サイズの記録材（以下、シートと記す）Ｐを積載収容させた上下複数段のカセット給紙部１４Ａ・１４Ｂのうちの選択された段位の給紙カセットの給紙ローラ１５が駆動される。これにより、その段位の給紙カセットに積載収納されているシートＰが１枚分離給紙されて搬送路１６を通ってレジストローラ１８に搬送される。手差し給紙が選択されているときには、給紙ローラ１９が駆動される。これにより、マルチ給紙トレイ２０に積載セットされているシートＰが１枚分離給紙されて搬送路１６を通ってレジストローラ１８に搬送される。レジストローラ対１８は、シートＰを一旦受け止めて、シートが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対１８は、ベルト９上のトナー像と同期を取って、シートＰをベルト９と二次転写ローラ１３との圧接部である二次転写部に送り込む。これにより、二次転写部において、ベルト９上のフルカラーの合成トナー像が一括してシートＰの面に二次転写される。
【００１９】
二次転写部を出たシートＰはベルト９の面から分離されて、定着装置２１に導入される。この定着装置２１により、シートＰ上の複数色のトナー像が溶融混色されてシート面に固着像として定着される。
【００２０】
二次転写部にてシート分離後のベルト８の面はベルトクリーナ２２により二次転写残トナー等の残留付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。
【００２１】
モノクロプリントモードの場合には、ブラックトナー像を形成する第４の画像形成部Ｂｋのみが作像動作制御される。
【００２２】
片面プリントモードの場合において、定着装置２１を出たシートＰは、予めの指定に従って切り換えフラッパ２３により進路切り換えされて、プリンタ側面に配置されているフェイスアップ排紙トレイ２５に排出される。あるいは、プリンタ上面に配置されているフェイスダウン排紙トレイ２８に排出される。トレイ２５への排紙の場合は、定着装置２１を出たシートＰは第１の姿勢に転換されているフラッパ２３の下面側を通って直進し、第１の排紙ローラ２４によりトレイ２５上に画像面上向きで排出される。トレイ２８への排紙の場合は、定着装置２１を出たシートＰは第２の姿勢に転換されているフラッパ２３の上面側を通って上方に案内され、搬送路２６により上方搬送される。そして、第２の排紙ローラ２７によりトレイ２８上に画像面下向きで排出される。
【００２３】
両面プリントモードの場合は、定着装置２１を出た第１面に対する画像形成・定着済みのシートＰが、第２の姿勢に転換されているフラッパ２３の上面側を通って上方に案内され、搬送路２６により上方搬送される。そのシートＰの搬送途中で後端が反転ポイントＲに達したとき、搬送路２６が逆搬送駆動に転換される。これにより、シートＰがスイッチバック搬送されて両面搬送路２９に入る。そして、両面搬送路２９から再び搬送路１６に入って、表裏反転された状態にて二次転写部に再搬送される。これにより、シートＰは第２面に対する画像転写を受ける。二次転写部を出たシートＰは定着装置２１に導入される。定着装置２１を出た両面プリント済みのシートＰが、片面プリントモードの場合と同様に予めの指定に従って切り換えフラッパ２３により進路切り換えされてトレイ２５又はトレイ２８に排出される。フラッパ２３、スイッチバック搬送路２６等で構成される部分は反転手段の一例である。
【００２４】
（定着装置）
次に、図３を用い定着装置２１について説明する。定着装置２１は、可撓性を有し回動可能であって通電により発熱する発熱体を有する画像加熱装置用無端ベルトである定着フィルム４１の他に、支持ステー４２、加圧部材４３、加圧ローラ４４、サーミスタ４５を有する。支持ステー４２は高い圧力を掛けられても撓みにくい材質であることが望ましく、本実施形態においてはＳＵＳ３０４を用いている。
【００２５】
加圧部材４３は省エネルギーの観点から支持ステー４２への熱伝導の少ない材料を用いるのが望ましく、例えば、耐熱ガラスや、ポリカーカーボネート等の耐熱性樹脂が用いられる。加圧部材４３は、定着フィルム４１を介して加圧ローラ４４の上面に対して所定の押圧力で加圧され、所定幅の定着ニップＮが形成される。本実施形態に於ける加圧力は一端側が１５６．８Ｎ、総加圧力が３１３．６Ｎ（３２ｋｇｆ）である。
【００２６】
これら支持ステー４２、および加圧部材４３には、定着フィルム４１の熱が伝熱するのを防止するためのシート状の断熱部材４６が付設されている。断熱部材４６は多孔質のシリコンスポンジからなり、厚さは５００μｍである。定着フィルム４１内面にはグリースが塗布され、断熱部材４６と定着フィルム４１内面との摩擦力を低減し、定着フィルム４１の内面の磨耗を低減する。
【００２７】
定着フィルム４１とニップ部を形成する対向部材としての加圧ローラ４４は、ステンレス製の芯金上に、厚み約３ｍｍのシリコーンゴム層、さらに厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブが順に積層された多層構造とされている。この加圧ローラ４４の芯金の両端部が不図示の装置フレームの奥側と手前側の側板間に回転可能に軸受保持されている。
【００２８】
サーミスタ４５は、定着フィルム４１の内面に弾性的に接触するように設置され、定着フィルム４１内面の温度を検知する機能を担っている。具体的には、図示しないステンレス製のアームの先端にサーミスタが取り付けられており、アームが弾性揺動することにより、定着フィルム４１の動きが不安定になった状態においても、サーミスタ４５が常に定着フィルム４１の内面に接する状態を保っている。
【００２９】
サーミスタ４５は不図示のＡ／Ｄコンバータを介して制御手段としての制御回路部（ＣＰＵ）に接続される。この制御回路部はサーミスタ４５からの出力を所定の周期でサンプリングしており、得られた温度情報を定着フィルム４１の発熱体への通電制御に反映させる。つまり、制御回路部は、サーミスタ４５の出力をもとに、発熱体への通電制御内容を決定し、定着フィルム４１の発熱体へ供給する通電を制御する。尚、本実施形態の定着装置での上記制御は、記録材にトナー像を定着するための温度を鑑みて、サーミスタ４５の検知温度が１６０℃で一定となるように制御する。
【００３０】
加圧ローラ４４は矢印の方向に所定の周速度で回転駆動される。これと圧接された関係にある定着フィルム４１は加圧ローラ４４によって従動し所定の速度で回転する。加圧ローラ４４が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム４１が従動回転した後、定着フィルム４１の発熱体に通電が行われる。そして、定着フィルム４１の温度が設定温度に立ち上がり温調された状態のとき、定着ニップ部Nに未定着トナー像を担持したシートＰが導入される。
【００３１】
そして、定着ニップ部Nにおいて、画像を但持したシート（記録材）を挟持搬送して画像を加熱する。これにより、シートＰのトナー像担持面側が定着フィルム４１の外面に密着し、シートPが定着フィルム４１と共に移動し、それと共に定着フィルム４１の発熱体からの熱がシートＰへ付与され、未定着トナー像Tが溶融定着される。
【００３２】
（定着フィルムの層構成および発熱層の製造方法）
定着フィルム４１は円筒状で無端状のフィルム部材であり、図１（Ａ）に示されるように、内面側から外面側へ順に、基層４１ａ、発熱層４１ｂ、弾性層４１ｃ、離型層４１ｄの４層複合構造を有している。基層４１ａは熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、厚さとして１００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上５０μｍ以下の耐熱性材料を使用できる。例えば、ポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等の樹脂フィルム、更にはＳＵＳ、ニッケルなどの金属フィルムを使用できる。本実施形態では、厚さが３０μｍ、直径が２５ｍｍの円筒状ポリイミドフィルムを用いた。尚、基層４１ａとして導電性を有する材料を用いる場合は、基層４１ａと発熱層４１ｂとの間にポリイミドなどの絶縁層を設ける必要がある。弾性層４１ｃは、ゴム硬度１０度（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率１．３Ｗ／ｍ・Ｋ、厚さ３００μｍのシリコーンゴムを用いた。
【００３３】
離型層４１ｄは厚さ２０μｍのＰＦＡチューブを用いた。離型層としてはＰＦＡコートを用いても良く、必要な厚さ、機械的及び電気的強度に応じてＰＦＡチューブとＰＦＡコートを使い分けることが出来る。また、離型層４１ｄはシリコーン樹脂から成る接着剤により弾性層４１ｃと接着されている。
【００３４】
発熱層４１ｂは銀・パラジウム合金を含んだ導電体を均一な厚さで基層４１ａ上に塗布した一連の抵抗発熱体による発熱パターンを備える。発熱層４１ｂに形成される一連の単線から成る発熱体の発熱パターンを具体的に形成するための塗布は、例えば以下のように行う。即ち、図１（Ｂ）に示す円筒状体を上下方向（重力方向）に設置し円筒状体を一定の移動速度で回転しながら上下方向に変位可能とし、この円筒状体の側方に塗布装置としての固定したノズルを非接触状態であるいは接触させて対向させる。そして、固定したノズルから銀・パラジウム合金を含んだ導電体を吐出させ、定着フィルムの基層４１ａ上に移動速度に応じた一定厚さの発熱パターンを形成させる。この一連の発熱パターンの厚さは５μｍ乃至２０μｍが好ましい。発熱層４１ｂに関し、発熱パターン部に隣接する空間が空き状態であると発熱層４１ｂの層厚むらが生ずるため、絶縁体が発熱パターン部に隣接する空間を埋めるように更に絶縁体塗布を行うことがより好ましい。
【００３５】
このように発熱層４１ｂが形成される定着フィルム４１の加熱領域における総抵抗値は１０．０Ωである。従って、１００Ｖ印加時における定着フィルム４１の加熱領域の電力は１０００Ｗである。尚、この抵抗値は定着装置として必要な発熱量によって適宜決定すればよい。
【００３６】
（有効発熱領域など定着装置の長手方向サイズ）
図１（Ａ）は定着装置４０の長手方向の関係を説明する図である。基層４１ａの長さは３２６ｍｍ、弾性層４１ｃおよび離型層４１ｄの長さは３１６ｍｍ、加圧ローラ４４のシリコーンゴム層の長さは３１２ｍｍであり、それぞれ、記録材の中央が通過する基準に対して対称である。発熱層４１ｂは、図１（Ｂ）および図４に示されるような形状を持つ。図１（Ｂ）は、本実施形態で用いた定着フィルム４１の概略図であり、図４はその展開図である。なお、この概略図および展開図では、離型層４１ｄと弾性層４１ｃを省略し、発熱層４１ｂのパターンが見えるように描いている。
【００３７】
発熱層４１ｂは、長手方向３２６ｍｍ全域に亘って基層４１ａ上に形成されており、その発熱パターンは１本のライン形状（一連の単線）で構成され、ライン形状の通電部分が定着フィルムの定着領域の表層全体を網羅的に覆うスパイラル状になっている。この発熱パターンは７５０ｍｍの長さを有している。また、発熱層４１ｂの両端部では、発熱層４１ｂと給電層４１ｅが、それぞれ左右両端の一箇所ずつで接触し、これにより、発熱層４１ｂへの通電が行われる。本実施形態における、スパイラル状の発熱層のライン幅は５ｍｍ、隣接しているライン同士の間隔は０.５ｍｍとした。
【００３８】
発熱層４１ｂは、長手方向において画像加熱が必要な領域である有効発熱領域４１ｂａと非加熱領域である給電層４１ｅの領域とに分かれる。発熱しても発熱程度が小さく抑えられている電極部４１ｅの領域は有効発熱領域に含まれない。
【００３９】
有効発熱領域４１ｂａの長さ（図４のＷに相当）は３０７ｍｍであり、本実施形態の画像形成装置における長手方向のシート（記録材）の最大長さ２９７ｍｍに対して片側で５ｍｍ長い。これは、有効発熱領域４１ｂａから外側への伝熱により、記録材端部と対向する部分の定着フィルム４１の温度が中央部よりも低下することに起因する、シート端部のコールドオフセットを防止するためである。
【００４０】
（給電層と給電部材）
図１（Ｂ）で、発熱層４１ｂに形成される一連の単線から成る発熱体の一端は定着フィルム４１の長手方向の一端側にあって定着フィルム４１と共に回動するリング状の第１給電層４１ｅ（左側）と電気的に接続する。また、前記発熱体の他端は定着フィルム４１の長手方向の他端側にあって定着フィルム４１と共に回動するリング状の第２給電層４１ｅ（右側）と電気的に接続する。
【００４１】
ここで、長手方向の左右端部に設けられる回動する給電層４１ｅに固定された給電部材５１が当接する。給電部材５１の対の周方向位置については、図１（Ａ）において定着ニップ部の位置とするが、本発明はこれに限らず任意の周方向位置とすることができる。
【００４２】
給電部材５１から有効発熱領域４１ｂａへの通電を行うための非加熱領域である給電層４１ｅは導電材料を３０μｍ程度の厚さで均一に基層４１ａ上に塗布したリング状の抵抗体である。給電層４１ｅの総抵抗値は０．１Ω程度と有効発熱領域４１ｂａの１％程度である。従って、有効発熱領域４１ｂａに対する非加熱領域である給電層４１ｅに於ける発熱量が１％程度であるので、シートが通過しない非加熱領域である給電層４１ｅでの過度な温度上昇は発生せず、定着フィルム４１の離型層４１ｄの剥がれが発生することは無い。
【００４３】
給電部材５１は導電性のカーボン製給電部材５１ａが導電性の板ばね５１ｂにより定着フィルム４１に押圧されるので、定着装置の駆動中においても発熱層４１ｂと給電部材５１は電気的な接続が保たれ、発熱体４１ｂは電気的に電源に安定的に接続されている。
【００４４】
（比較例の構成と動作）
本実施形態の定着装置に対し比較例として、図９および図１０に示されるような定着フィルム９１を用いた。図９に示されるように、定着フィルム９１の層構成は、本実施形態で用いた定着フィルム４１と同様に、内面側から外面側へ順に、基層９１ａ、発熱層９１ｂ、弾性層９１ｃ、離型層９１ｄの４層複合構造を有している。
【００４５】
また、図１０に示されるように、定着フィルム９１の定着領域全体に亘って、発熱層を持つ構成となっている。なお、図１０は、定着フィルム９１の弾性層９１ｃ、および離型層９１ｄを省略した概略図である。発熱層９１ｂは３０μｍ程度の厚さとなっている。また、発熱層９１ｂの両端部では、発熱層９１ｂと給電層４１ｅが接触しており、給電層４１eを介して給電部材５１から発熱層９１ｂへ通電している。
【００４６】
図１１は、定着フィルム９１を用いた定着装置９０（以下、比較例１）を示した概略図である。比較例１では、定着フィルム９１の内面から１ｍｍ離間した位置に付設されるゴムブレードと、ゴムブレードの微小振動による弾性波振動を検知する検知フラグ９２と、その検知情報に基づいてフィルムの破断を判定する破断検知手段９３を備える。そして、破断検知手段９３の検知情報に基づいて給電部からの給電を制御する制御手段９４を有している。検知フラグ９２のゴムブレードは、長手全域に亘って破断が検知できるような構成となっており、定着フィルム９１から離間した位置に設置されている。これは、定着フィルム９１に常時接していると、フィルム内面の削れにより耐久性が劣化することや、定着フィルムに当接する部材が増えることによって熱容量が増加し、目標温度までの立ち上がり時間が増大してしまうためである。また、比較例１の給電機構は図１（Ａ）に示される通りであり、本実施形態と同様の給電機構である。
【００４７】
この比較例１の定着装置９０を用いた画像形成装置の動作について説明する。図１２は、定着装置９０の動作について示したフロー図である。まず、プリント動作が開始すると、加圧ローラ４４からの駆動を受けて定着フィルム９１が回転し（１）、ヒータ即ち定着フィルム９１の発熱層９１ｂに１００Ｖの交流電圧を通電し（２）、定着フィルム９１の温度が上昇して定着処理がスタートする。そして、定着フィルムの振動状態を検知フラグ９２によって検知を行い（３）、フィルムの破断判定を行う（４）。定着フィルム９１が破断した際には、破断によって形成された亀裂部分が検知フラグ９２のゴムブレードに接触して弾性波振動が発生するため、その振動情報をから破断検知手段９３がフィルム破断を判定する。
【００４８】
検知フラグ９２によってフィルム破断と判定された際には、ＣＰＵ９６によって、通電制御手段９４への通電が停止され（５ａ）、不図示の定着フィルム駆動手段へ駆動停止の処置（６）がとられ、動作が終了する（７）。
【００４９】
また、検知フラグ９２によってフィルムが破断していないと判定された際には、プリントが継続され（５ｂ）、動作が終了する（７）。
【００５０】
図１３は比較例１におけるフィルム破断時のサーミスタ４５の検知温度推移を示したグラフである。比較例１では、発生する破断の方向に対して影響が大きい。例えば長手方向に発生する破断では、破断部分が面としてゴムブレードに接触して弾性波振動が大きくなることから、破断検知が容易である。そのためフィルム破断検知後に即座に通電が停止し、定着フィルムの温度が低下している。
【００５１】
これに対し、長手方向に対して垂直に発生する破断では、破断部分が点としてゴムブレードに接触して弾性波振動が小さくなすることから、検知が困難となる。これらの場合は、フィルム破断発生後から時間が経過し、フィルム破断がある程度進行してからでないと破断の検出をすることができない。そのため、長手方向に対して垂直に破断が発生した場合は、破断が進行して検知が可能となるまで定着フィルムへの通電・加熱がなされ、フィルムの温度は上昇してしまう。また、長手方向に破断が発生した場合であっても、破断によって発熱層９１ｂの抵抗が変化してしまうため、部分的な異常温度が発生している。
【００５２】
（本実施形態装置の動作）
次に、本実施形態の定着装置２１を用いた画像形成装置の動作について説明する。図５は本実施形態における定着装置２１の動作について示したフロー図である。図５は、定着装置２１の動作について示したフロー図である。まず、プリント動作が開始すると、加圧ローラからの駆動を受けて定着フィルム４１が回転し（１）、ヒータに１００Ｖの交流電圧を通電し（２）、定着フィルムの温度が上昇して定着処理がスタートする。そして、ヒータの通電情報から定着フィルムの破断の有無を検知し（３）、定着フィルム４１が破断した際には、定着フィルムの駆動を停止し（４ａ）、動作が終了する（５）。即ち、定着フィルム４１の発熱体に流れる電流情報を検知する検知手段９５（図３）により、電流信号が得られないと検知される場合に、ＣＰＵ９６が画像加熱のための装置駆動を停止する。また、定着フィルム４１が破断していない際には、プリントが継続され（４ｂ）、動作が終了する（５）。
【００５３】
これにより、フィルム破断に伴って単線から成る発熱体の通電が切断されることで速やかにヒータへの通電が停止でき、通電情報によってフィルム破断を検知できるため、破断発生後に速やかにフィルム駆動の停止をすることができる。また、その際には不図示の操作表示パネルに、「定着フィルムが破断しました」と表示し、ユーザーにフィルム破断を通知する。
【００５４】
図６は、本実施形態におけるフィルム破断時のサーミスタ４５の検知温度推移を示したグラフである。本実施形態では、定着フィルム４１の外面をスパイラル形状の発熱パターンが網羅的に覆っているため、長手方向・長手垂直方向に破断したいずれの場合において対応が可能となる。また、比較例１では、フィルム破断を検知した後にヒータ停止をしていたため、フィルム破断後にも温度が上昇していた。しかし、本実施形態では発熱パターンが1本のラインで構成しているため、フィルムが破断した後に、即座にヒータ即ち発熱層４１ｂへの通電が停止させることができ、フィルム温度が低下している。
【００５５】
このように、本実施形態を用いることによって、従来機構のままの構成でフィルム破断検知が容易にでき、破断と同時にヒータ温調が切れるので、直ちに過昇温を防ぐことができる。また、フィルム全体を網羅的に覆うヒータ層の配線によって、フィルムの縦破断、横破断のいずれにも対応が可能となった。
【００５６】
《第２の実施形態》
次に、本発明に係る定着装置の第２の実施形態について、図７を用いて説明する。第１の実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５７】
本実施形態では、図７に示されるような定着フィルム４１を用いた。この展開図では、離型層４１ｄと弾性層４１ｃを省略し、発熱層４１ｂのパターンが見えるように描いている。定着フィルム４１は円筒状の無端状のフィルム部材であり、図１（Ａ）に示されるように、内面側から外面側へ順に、基層４１ａ、発熱層４１ｂ、弾性層４１ｃ、離型層４１ｄの４層複合構造を有している。
本実施形態における定着フィルム４１は、発熱層４１ｂの発熱パターンが、長手方向の長さ以上となるような１本のライン形状で構成されており、ライン形状の通電部分が定着フィルムの定着領域の表層全体を網羅的に覆うような雷紋形状となっている。そして、発熱層４１ｂと給電層４１ｅが、それぞれ左右で一箇所ずつ接触して給電がなされる構成となっている。本実施形態における、雷紋状の発熱層のライン幅は５ｍｍ、隣接しているライン同士の間隔は０.５ｍｍとした。この構成を用いて、第１の実施形態と同様の制御を行うことで、第１の実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【００５８】
《第３の実施形態》
次に、本発明に係る定着装置の第３の実施形態について、図８を用いて説明する。第１の実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、図８に示されるような定着フィルム４１を用いた。本実施形態で用いた定着フィルム４１の展開図である。なお、この展開図では、離型層４１ｄと弾性層４１ｃを省略し、発熱層４１ｂのパターンが見えるように描いている。定着フィルム４１は円筒状の無端状のフィルム部材であり、図１（Ａ）に示されるように、内面側から外面側へ順に、基層４１ａ、発熱層４１ｂ、弾性層４１ｃ、離型層４１ｄの４層複合構造を有している。
【００５９】
本実施形態における定着フィルム４１は、発熱層４１ｂの発熱パターンが、長手方向の長さ以上となるような１本のライン形状で構成されており、ライン形状の通電部分が定着フィルムの定着領域の表層全体を網羅的に覆うようなジグザグ形状となっている。また、発熱層４１ｂと給電層４１ｅが、それぞれ左右で一箇所ずつ接触して給電がなされる構成となっている。本実施形態における、ジグザグ状の発熱層のライン幅は５ｍｍ、隣接しているライン同士の間隔は０.５ｍｍとした。この構成を用いて、第１乃至第２の実施形態と同様の制御を行うことで、第１の実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【００６０】
（変形例）
上述した実施形態においては、発熱体に流れる電流情報を検知する検知手段により電流信号が得られない場合に画像加熱のための装置駆動を停止するが、画像加熱前に画像形成を行う画像形成部を備える画像加熱装置に応用することもできる。即ち、発熱体に流れる電流情報を検知する検知手段により電流信号が得られない場合に画像形成部の駆動を停止するようにしても良い。
【００６１】
また、上述した実施形態においては、一連の単線であって定着フィルム４１の有効発熱領域の全域に亘って分布するパターン形状とされる発熱体の端部が電気的に接続する給電層４１ｅについては定着フィルム４１自体に備わるものとしたが、本発明はこれに限らない。即ち、給電層を定着フィルム４１とは別に設け、この給電層を定着フィルム４１と連動して回動するリング状の別部材として構成しても良い。
【００６２】
なお、ニップ部におけるバックアップ部材として、加圧ローラ４４の替わりに熱容量がより小さくなる固定の加圧パッドあるいは固定の加圧シートを用いても良く、この場合にはバックアップ部材側に吸熱される熱を削減でき、熱効率の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００６３】
４１ａ・・定着フィルムの基層、４１ｂ・・定着フィルムの発熱層、４１ｃ・・定着フィルムの弾性層、４１ｄ・・定着フィルムの離型層、４１ｅ・・定着フィルムの給電層、４４・・加圧ローラ、５１・・給電部材
【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】
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【図１３】
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