(57)【要約】      （修正有）【課題】摩耗粉による画像ノイズの発生を防止することができる抵抗発熱体方式の定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置１００は、定着ベルト２００と、定着ベルト２００が遊嵌された押圧ローラー２１０と、定着ベルト２００に圧接された加圧ローラー２２０と、交流電源２３０とを備えている。定着ベルト２００と加圧ローラー２２０が形成する定着ニップに通紙されることによって、トナー像が記録シートＳに熱定着される。定着ベルト２００の回転軸方向における両端部分は電極部２０１になっており、給電部材２３１からの給電を受けて、定着ベルト２００の抵抗発熱体層に交流電流が通電され、ジュール発熱する。定着ベルト２００の回転軸方向における給電部材２３１よりも中央側は鍔状部２０２が電極部２０１上に立設されており、給電部材２３１の摩耗粉が通紙領域に拡散するのを抑制する。【選択図】図２
2013231750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸方向における両端部に設けられた一対の電極部と、前記一対の電極部を介した通電によりジュール発熱する抵抗発熱体層と、を有する無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトに圧接して、定着ニップを形成する加圧部材と、
前記一対の電極部より低硬度の炭素材料からなり、前記一対の電極部に給電する一対の給電部材と、を備え、
前記定着ベルトは、前記給電部材が前記電極部に摺擦して生じる摩耗粉が、前記定着ベルトの通紙領域内へ移動することを抑制する鍔状部を有しており、
当該鍔状部は、
前記定着ベルトの回転軸方向における前記給電部材よりも内側で、かつ通紙領域外において、全周に配設されており、
前記定着ベルトの半径方向において、前記定着ベルトの他の部分よりも高く、かつ、前記加圧部材に当接しない高さである
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
当該鍔状部は、前記定着ベルトの回転軸方向において、前記抵抗発熱体層の通電時における発熱領域外に配設されている
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記鍔状部は、前記電極部の外周面上に立設されている
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記鍔状部は、前記定着ベルトの前記電極部以外の部分に接触しないように、立設されている
ことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記加圧部材は芯金を有する回転体であって、
当該回転体は、芯金よりも大径のローラー部分において前記定着ベルトに圧接し、
前記鍔状部は、
回転軸方向において前記ローラー部分より外側に配設されており、
前記芯金に当接しない高さである
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項６】
前記定着ベルトの内周面のうち、前記定着ニップに対応する領域に当接し、前記加圧部材よりも高い剛性を有する押圧部材を備える
ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記押圧部材は、前記定着ベルトと共回りする回転体である
ことを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記定着ベルトの回転軸方向における前記発熱領域の幅よりも通紙幅が狭い記録シートを通紙する際に、前記定着ベルトの非通紙領域に送風する送風手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１から８の何れかに記載の定着装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、抵抗発熱体方式の定着装置において異物の混入に起因する画像ノイズを改善する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の分野においては、トナー像を静電転写された記録シートにトナー像を熱定着するために様々な定着方式が提案されている。例えば、抵抗発熱体方式の定着装置は、抵抗発熱体層を有する定着ベルトの軸方向両端に設けられた電極部にカーボンブラシ等の給電部材によって電流を流してジュール発熱させながら、定着ベルトに加圧ローラーを圧接して形成される定着ニップに記録シートを通紙することによってトナー像を定着するものである。
【０００３】
抵抗発熱体方式は、簡便な装置構成でウォームアップ時間の短縮を図ることができるという利点を有している。このウォームアップ時間短縮のためには、薄く熱容量が小さい定着ベルトを用いることが望ましいが、定着ベルトは、薄くすると外力によって破損し易くなるため、設計時において破損防止のための配慮が必要になっている。例えば、定着ベルトの電極部と給電部材とは、記録シートが通紙されるたびに定着ベルトが周回走行し、摺擦する。特に、電極部は、定着ベルトの熱容量を小さくする都合上、厚みが薄いので、摺擦により摩耗すると導通不良や破損といった問題が生じるおそれがある。
【０００４】
このような問題に対しては、給電部材として、例えば、カーボンブラシのように、定着ベルトの電極部よりも低硬度の材料を用いる対策が考えられる。このようにすれば、摺擦による電極部の摩耗を防止することができるので、上記のような導通不良や破損を防止することができる。また、給電部材の厚みを大きくすれば、定着ベルトの熱容量の増加を招くことなく、給電部材の摩耗による短寿命化を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０９９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、給電部材として用いられるカーボンブラシが定着ベルトの電極部との摺擦によって摩耗すると、摩耗粉が発生する。この摩耗粉が、定着ベルトと加圧ローラーとの間で転移したり、定着ベルトの蛇行によって定着ベルトの回転軸方向に拡散したりすることによって、定着ベルトや加圧ローラーの通紙領域にまで達すると、定着中の記録シートにまで転移して画像ノイズを発生させるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、摩耗粉による画像ノイズの発生を防止することができる抵抗発熱体方式の定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、回転軸方向における両端部に設けられた一対の電極部と、前記一対の電極部を介した通電によりジュール発熱する抵抗発熱体層と、を有する無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトに圧接して、定着ニップを形成する加圧部材と、前記一対の電極部より低硬度の炭素材料からなり、前記一対の電極部に給電する一対の給電部材と、を備え、前記定着ベルトは、前記給電部材が前記電極部に摺擦して生じる摩耗粉が、前記定着ベルトの通紙領域内へ移動することを抑制する鍔状部を有しており、当該鍔状部は、前記定着ベルトの回転軸方向における前記給電部材よりも内側で、かつ通紙領域外において、全周に配設されており、前記定着ベルトの半径方向において、前記定着ベルトの他の部分よりも高く、かつ、前記加圧部材の軸部に当接しない高さであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このようにすれば、前記定着ベルトの回転軸方向における前記給電部材よりも内側で、かつ通紙領域外において、全周に配設されており、前記定着ベルトの半径方向において、前記定着ベルトの他の部分よりも高く、かつ、前記加圧部材の軸部に当接しない高さである鍔状部を備えているので、給電部材の摩耗粉の通紙領域内への拡散を抑制して、画像ノイズの発生を防止することができる。
【００１０】
この場合において、当該鍔状部は、前記定着ベルトの回転軸方向において、前記抵抗発熱体層の通電時における発熱領域外に配設されているのが望ましい。発熱領域内に鍔状部を設けると、鍔状部が放熱フィンとなって発熱領域の放熱が促進されるので、定着装置の熱効率が低下するからである。
更に、前記鍔状部は、前記電極部の外周面上に立設されているのが好適である。通常、定着ベルトの外周面上には、記録シートの張り付きや巻き付きを防止するために離型層が設けられる。このような目的から離型層の表面は接着性が低いので、鍔状部を確実に固定することが難しい。このため、離型層を避けて電極部の外周面上に鍔状部を立設するのが望ましい。
【００１１】
また、前記鍔状部は、前記定着ベルトの前記電極部以外の部分に接触しないように、立設されているのが望ましい。定着ベルトは定着ニップを安定して形成するために、その半径方向に弾性を有する弾性層を備えているのが通常であり、弾性層は定着ニップにおいては弾性圧縮され、定着ニップ外においては弾性復元する。このため、定着ベルトの弾性層が設けられた部分、すなわち電極部以外の部分に鍔状部が接触していると、画像形成のたびに弾性層の変形を原因とする外力の影響を受けることになる。電極部以外の部分に接触しないように鍔状部を立設すれば、弾性層の変形による影響を避けて、鍔状部の耐久性を向上させることができる。
【００１２】
また、前記加圧部材は芯金を有する回転体であって、当該回転体は、芯金よりも大径のローラー部分において前記定着ベルトに圧接し、前記鍔状部は、回転軸方向において前記ローラー部分より外側に配設されており、前記芯金に当接しない高さであることを特徴としている。このようにすれば、給電部材の摩耗粉が加圧部材のローラー部分の外周面へ拡散、付着するのを抑制することができるので、更に、画像ノイズを防止することができる。
【００１３】
また、本発明に係る定着装置は、前記定着ベルトの内周面のうち、前記定着ニップに対応する領域に当接し、前記加圧部材よりも高い剛性を有する押圧部材を備えることを特徴とする。このようにすれば、定着ニップにおいては専ら加圧部材が変形するので、定着ベルトにほぼ円筒状の周回軌道を走行させることができる。したがって、定着ベルトの変形に起因する鍔状部の変形や破損、剥離、脱落などを防止して高い耐久性を実現することができる。
【００１４】
この場合において、前記押圧部材は、前記定着ベルトと共回りする回転体であるのが望ましい。このようにすれば、定着ベルトとの摺擦摩耗を防止することができるので、押圧部材や定着ベルトの耐久性を向上させることができる。
また、本発明に係る定着装置は、前記定着ベルトの回転軸方向における前記発熱領域の幅よりも通紙幅が狭い記録シートを通紙する際に、前記定着ベルトの非通紙領域に送風する送風手段を備えることを特徴とする。このようにすれば、通紙幅が狭い記録シートを連続通紙した際に非通紙領域において発生し得る過熱を防止することができるので、当該過熱を原因とする定着装置や、画像形成装置内の他の部材の劣化や破損を防止して、高い耐久性を達成することができる。
【００１５】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る定着装置を備えることを特徴とする。このようにすれば、本発明に係る定着装置の上述のような効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。
【図２】定着装置１００の主要な構成を示す一部切り欠き斜視図である。
【図３】定着ベルト２００の積層構造を示す断面図である。
【図４】定着装置１００の主要な構成を示す断面図である。
【図５】本発明の変形例に係る定着装置１００の主要な構成を示す外観斜視図である。
【図６】本発明の変形例に係るエア冷却ダクト５０１の主要な構成を示す断面図である。
【図７】本発明の変形例に係る鍔状部２０２の配設位置を示す断面図である。
【図８】本発明の変形例に係る定着装置１００の主要な構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
［１］  画像形成装置の構成
まず、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。画像形成装置１は、いわゆる中間転写方式のカラープリンター装置であって、図１に示されるように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）各色のトナー像を形成する作像ユニット１０１Ｙ〜１０１Ｋを備えている。作像ユニット１０１Ｙ〜１０１Ｋは何れも同様の構成を備えているので、作像ユニット１０１Ｙの説明を以て、作像ユニット１０１Ｍ〜１０１Ｋの説明に代える。画像形成時において、作像ユニット１０１Ｙは、円筒形状の感光体ドラム１０２の外周面を帯電装置１０３にて所定の電位に一様に帯電させる。次に、露光装置１０４は、一様に帯電した感光体ドラムの外周面に、原稿画像に応じた画像信号に従って露光が施され、静電潜像が形成される。
【００１８】
現像装置１０５は、トナーカートリッジ１０８Ｙ〜１０８Ｋから供給されたＹＭＣＫ各色のトナーを、現像バイアスを印加された現像ローラー１０５ａによって感光体ドラム１０２の外周面上に供給して静電潜像を現像し、可視トナー像とする。１次転写ローラー１０６Ｙ〜１０６Ｋには１次転写バイアスが印加されており、トナーを静電吸着することによって、感光体ドラム１０２の外周面上から中間転写ベルト１１０上へ可視トナー像を１次転写する。中間転写ベルト１１０上へ可視トナー像を１次転写した後に、感光体ドラム１０２の外周面に残留するトナーは清掃装置１０７によって除去される。
【００１９】
中間転写ベルト１１０は、２次転写対向ローラー１１１と従動ローラー１１２とに張架されている。２次転写対向ローラー１１１は後述するメインモーターによって回転駆動され、中間転写ベルト１１０は２次転写対向ローラー１１１との間の摩擦力によって従動回転する。中間転写ベルト１１０は、矢印Ａ方向に回転走行しながら、ＹＭＣＫ各色のトナー像を順次、１次転写され、これによってカラー画像が形成される。従動ローラー１１２は、回転走行する中間転写ベルト１１０との間の摩擦力によって従動回転する。
【００２０】
上と並行して、記録シートＳを収容した給紙カセット１２０においては、ピックアップローラー１２１によって記録シートＳが１枚ずつ送り出され、タイミングローラー１１５を経由して、２次転写対向ローラー１１１と２次転写ローラー１１３とが形成する２次転写ニップへと搬送される。２次転写ローラー１１３は、中間転写ベルト１１０を介して２次転写対向ローラー１１１に圧接されると共に、２次転写バイアスが印加されている。記録シートＳは、２次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト１１０上に担持されるトナー像（カラー画像）が静電転写（２次転写）される。
【００２１】
なお、タイミングローラー１１５は、タイミングクラッチ（図示省略）を介して回転駆動力が伝達されており、当該タイミングクラッチがオンオフされることによって、中間転写ベルト１１０上に担持されたトナー像が記録シートＳ上の所望の位置に転写されるように、記録シートＳを搬送するタイミングを調節する。また、ピックアップローラー１２１からタイミングローラー１１５に至る記録シートＳの搬送経路上にはタイミング前センサー１１４が配設されており、記録シートＳの通過を検出する。
【００２２】
トナー像を担持する記録シートＳは、定着ループセンサー１１６によって通過を検出された後、定着装置１００へ搬送される。
定着装置１００は、抵抗発熱体方式の定着装置であって、後述するように、トナー像を加熱する定着ベルトと、定着ベルトに圧接して定着ニップを形成する加圧ローラーとを備えており、記録シートＳが定着ニップに通紙されることにより、トナー像が溶融され、記録シートＳに圧着される。その後、記録シートＳは、排紙センサー１１７によって定着装置１００から排出されたのを検出され、排紙ローラー１３０によって排紙トレイ１３１上に排出される。一方、２次転写後に中間転写ベルト１１０上に残留するトナーは矢印Ａ方向に搬送された後、清掃装置１０９によって除去される。
【００２３】
制御部１１８は、画像形成装置１の動作を統括しており、不図示の通信手段によって他の装置から画像形成ジョブを受け付けると、定着装置１００や作像ユニット１０１Ｙ〜１０１Ｋ等を制御して、当該画像形成ジョブに応じた画像形成動作を実行させる。制御部１１８は、また、不図示の温度センサーによって画像形成装置１の機内各所の温度を監視しており、不図示の冷却ファンを制御して、画像形成装置１の機内各部の過熱を防止する。
【００２４】
［２］  定着装置１００の構成
次に、本実施の形態に係る定着装置１００の構成について説明する。
図２は、定着装置１００の主要な構成を示す一部切り欠き斜視図である。図２に示されるように、定着装置１００は、弾性変形可能な無端状の定着ベルト２００と、定着ベルト２００が遊嵌された押圧ローラー２１０と、定着ベルト２００を介して押圧ローラー２１０に圧接された加圧ローラー２２０と、定着ベルト２００にジュール発熱のための交流電力を供給する交流電源２３０とを備えている。定着ベルト２００と加圧ローラー２２０とが圧接することによって定着ニップが形成されており、当該定着ニップに記録シートＳが通紙されることによって、トナー像が記録シートＳに熱定着される。なお、熱効率を高めるために、記録シートＳは未定着トナー像を担持する面が定着ベルト２００に当接するように、定着ニップに通紙される。
【００２５】
また、定着ベルト２００の回転軸方向における両端部分は電極部２０１になっており、導電線（ハーネス）２３２を介して交流電源２３０に接続された給電部材２３１が当接することによって、定着ベルト２００の抵抗発熱体層（図示省略）に交流電流が通電される。
定着ベルト２００は、無端状のベルトであって、組立て前には円筒形状となっている一方、半径方向にある程度の外力を加えると弾性変形し、変形状態から外力の付与を停止すると自身の弾性復元力により元の状態に戻る自己形状保持可能になっている。定着ベルト２００の寸法は、例えば、内径が３０［ｍｍ］であるとすれば良い。
【００２６】
定着ベルト２００は、上記の抵抗発熱体層を含んだ多層構造を有している。図３は、定着ベルト２００の積層構造を示す断面図である。図３に示されるように、定着ベルト２００は抵抗発熱体層３０１上に補強層３０２、弾性層３０３及び離型層３０４を順次積層した構造をとっており、回転軸方向における両端部に有する電極部２０１は抵抗発熱体層３０１に電気的に接続されている。また、定着ベルト２００の回転軸方向における離型層３０４と給電部材２３１との間には鍔状部２０２が電極部２０１上に立設されている。給電部材２３１から電極部２０１を介して抵抗発熱体層３０１に交流電流３１０が通電され、抵抗発熱体層３０１がジュール発熱する。
【００２７】
抵抗発熱体層３０１は、樹脂に導電性フィラーを分散させることによって所定の電気抵抗率に調整されている。樹脂材料としてはポリイミド（PI: Polyimide）、ポリフェニレンサルファイド（PPS: Polyphenylene sulfide）、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK: Polyether ether ketone）等の耐熱性樹脂材料を用いるのが好適であり、これらの耐熱性樹脂材料の中ではポリイミドが最も高い耐熱性を有している。
【００２８】
また、導電性フィラーとしては銀（Ag）、銅（Cu）、アルミニウム（Al）、マグネシウム（Mg）、ニッケル（Ni）等の金属粉末や、グラファイト、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンマイクロコイル等の炭素系化合物粉末、ヨウ化銀（AgI）、ヨウ化銅（CuI）等の高イオン導電体粉末を用いればよく、これらのうち２種類以上混合して分散させても良い。導電性フィラーの形状としては同一含有量でフィラーどうしの接触する確率を高くし、パーコレーションし易くするため、繊維状が望ましい。
【００２９】
炭素化合物や高イオン導電体は温度が上ると体積抵抗率が低下する負の抵抗変化率（NTC: Negative Temperature Coefficient）を有しており、抵抗発熱体層３０１にＮＴＣ特性を付与するために用いることができる。また、高イオン導電体は抵抗発熱体層３０１の機械的強度を低下させないので有効である。しかしながら、炭素化合物や高イオン導電体のみでは、抵抗発熱体層３０１の電気抵抗率を商用電源で５００［Ｗ］から１５００［Ｗ］まで程度の定着装置に適した発熱量に調整することが困難なため、金属粉末を併用して、抵抗発熱体層３０１の電気抵抗率を調整することが望ましい。
【００３０】
金属粉末としては、針状やフレーク状の銀やニッケルが好ましく、粒径は０．０１［μｍ］から１０［μｍ］までの範囲内が良い。このようにすれば、炭素化合物や高イオン導電体と線状に絡み合うので、均一な体積抵抗率を有する抵抗発熱体層３０１を成形することができる。耐熱樹脂中に分散させる導電性フィラーは耐熱樹脂の重量に対して金属粉末が５０［重量％］から３００［重量％］までの範囲内、炭素化合物及び高イオン導電体が５［重量％］から１００［重量％］までの範囲内であることが好ましく、炭素化合物の場合には４０［体積％］〜５０［体積％］とすれば更に好適である。耐熱樹脂中に分散させる導電性フィラーが多過ぎると、抵抗発熱体層３０１の電気抵抗率が下がり過ぎて、電流や電力が電源許容範囲を超えてしまう恐れがあるので使用し辛い。逆に、少な過ぎると、抵抗発熱体層３０１の電気抵抗率が大きくなり過ぎて、消耗の電力を得ることができないので使用し辛くなる。
【００３１】
抵抗発熱体層３０１の厚さは、５［μｍ］から１５０［μｍ］程度までの範囲内が望ましく、３０［μｍ］以上とすれば更に好適である。電気抵抗率は、印加する電圧、電力、及び抵抗発熱体層３０１の厚さ、定着ベルト２００の径や長さ等に応じて決定されるべきであるのは言うまでもないが、例えば、１．０×１０-6［Ω・ｍ］から１．０×１０-2［Ω・ｍ］までの範囲内とすれば良く、１．０×１０-5［Ω・ｍ］から５．０×１０-3［Ω・ｍ］までの範囲内とすれば更に好適である。なお、抵抗発熱体層３０１の電気抵抗率を調整するために、金属合金や金属化合物などの導電性粒子を加えても良い。また、機械的強度を向上させるために、ガラスファイバーやウィスカー、酸化チタン（TiO2）、チタン酸カリウム（K4O4Ti）等を加えても良い。さらに、熱伝導率を向上させるために窒化アルミ（AlN）、アルミナ（Al2O3）等を加えても構わない。
【００３２】
抵抗発熱体層３０１は芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを有機溶媒中で重合して得られるポリイミドワニスに導電性フィラーを均一分散させてから金型に塗布しイミド転化させて製造する。抵抗発熱体層３０１の製造安定性を考慮すれば、イミド化剤、カップリング剤、界面活性剤、消泡剤を加えると有効である。
補強層３０２は、ポリイミドやポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン等の耐熱性樹脂からなっており、厚さは５［μｍ］から１００［μｍ］までの範囲内とするのが望ましい。抵抗発熱体層３０１は、上述のように、導電性フィラーを分散させることによって機械的強度が低下しており、補強層３０２は抵抗発熱体層３０１の機械的強度低下を補強する役割を担っている。また、補強層３０２は抵抗発熱体層３０１からの漏電を防止する絶縁物としての機能も果たしている。このため、抵抗発熱体層３０１が十分な機械的強度を備えており、抵抗発熱体層３０１と定着装置１００や定着ベルト２００内部への絶縁性が確保されている場合には補強層３０２を設けなくても良い。
【００３３】
また、弾性層３０３は、カラー画像における光沢ムラを防止するための層であって、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性の高いゴム材料からなっている。弾性層３０３の厚さは１００［μｍ］から３００［μｍ］までの範囲内とするのが望ましい。
離型層３０４は、定着ベルト２００の最外周に配設されており、パーフルオロアルコキシ（PFA: Perfluoroalkoxy）、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE: Polytetrafluoroethylene）、エチレンテトラフルオロエチレン（ETFE: Ethylene tetrafluoroethylene）等のフッ素系チューブ及びフッ素系コーティング等の離型性を付与した構成が望ましく、導電性の材料を用いても良い。フッ素系チューブとしては、例えば、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製のＰＦＡ３５０−Ｊ、４５１ＨＰ−Ｊ、９５１ＨＰ  Ｐｌｕｓ等の製品を利用することができる。
【００３４】
離型層３０４と水との接触角は９０°以上とすれば良く、１１０°以上とすれば更に好適である。離型層３０４の表面粗さは、中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．０１［μｍ］から５０［μｍ］までの範囲内とするのが望ましい。離型層３０４の厚さは、例えば、５［μｍ］から１００［μｍ］までの範囲内とするのが望ましい。
電極部２０１は定着ベルト２００の回転軸方向両端部において、定着ベルト２００の全周に亘って積層されている。このような形状を採用すれば、電極部２０１に通電した際に、抵抗発熱体層３０１全体に均一な電流分布を実現することができるので、均一な発熱を得ることができる。
【００３５】
電極部２０１の材料としては、定着ベルト２００の周方向について均一性を有する材料であって、電気抵抗率が低い金属が望ましく、金（Au）、銀、銅、アルミニウム、亜鉛（Zn）、タングステン（W）、ニッケル、黄銅、リン青銅、ステンレス（SUS: Stainless Use Steel）等を用いれば良い。電極部２０１を抵抗発熱体層３０１に積層するに当たっては、化学メッキや電気メッキ等の方法を用いたりするのが望ましい。
【００３６】
抵抗発熱体層３０１に直接電極を形成する場合は化学メッキを施した後、電気メッキを施すと良い。上記の金属材料の中でも銅やニッケルが望ましく、銅の化学メッキ、電気メッキの上にニッケルメッキを施すと更に良い。また、銅箔やニッケル箔を導電性接着剤で接着しても良いし、導電性インクやペーストを塗布しても良い。リング状の金属部材をインサート成形しても良い。
【００３７】
鍔状部２０２は、定着ベルト２００の回転軸方向から見て環状をした平板な部材である。鍔状部は、定着ベルト２００の回転軸方向における給電部材２３１よりも中央側であって、定着ベルト２００の電極部２０１以外の部分、すなわち、抵抗発熱体層３０１、補強層３０２、弾性層３０３及び離型層３０４に接触しない位置において、電極部２０１上に立設されている。
【００３８】
給電部材２３１の摩耗粉に起因する画像ノイズを防止するという鍔状部２０２の目的に鑑みれば、定着ベルト２００の回転軸方向における給電部材間領域３２０内で、かつ、通紙領域外に鍔状部２０２を配設する必要がある。ここで、給電部材間領域３２０とは、定着ベルトの回転軸方向において、一対の給電部材２３１よりも内側（中央側）の領域をいう。鍔状部２０２を給電部材間領域３２０内に配設すべき理由は、給電部材間領域３２０外に鍔状部２０２を配設すると、電極部２０１との摺擦によって給電部材２３１から発生する摩耗粉が鍔状部２０２より内側に入るのを阻止できないからである。
【００３９】
また、言うまでも無いことであるが、通紙領域は定着ニップにおいて加圧ローラー２２０に圧接するので、鍔状部を通紙領域内に設けることは当然できない。更に、抵抗発熱体層３０１は主として電極部２０１よりも内側の領域である発熱領域３２１において発熱する。このため、鍔状部２０２を発熱領域３２１内に配設すると、発熱領域３２１の熱が鍔状部２０２を経由して放熱されてしまい発熱効率が低下するおそれがあるので、鍔状部２０２は発熱領域３２１外に配設すべきである。
【００４０】
また、離型層３０４の外周面は離型性を有しているので、鍔状部２０２を離型層３０４に接着するのは必ずしも容易ではない。また、離型層３０４下には弾性層３０３が配設されており、定着ニップにおいて加圧ローラー２２０と圧接すると弾性層３０３が弾性圧縮されるので、離型層３０４もまた変形する。このため、鍔状部２０２を離型層３０４上に設けると、経時変化によって鍔状部２０２が離型層３０４から剥離する恐れがある。
【００４１】
このため、本実施の形態においては、鍔状部２０２は、給電部材間領域３２０内において、抵抗発熱体層３０１、補強層３０２、弾性層３０３及び離型層３０４よりも回転軸方向における外側に離隔した位置において、耐熱性接着剤を用いて電極部２０１上に接着固定されている。定着ベルトの半径方向における電極部２０１の外周面からの鍔状部２０２の高さｈは、給電部材２３１の摩耗粉の拡散を阻止する目的上、当該半径方向における電極部２０１の外周面から離型層３０４の外周面までの高さｈ´よりも高くなっていなければならない。また、定着ベルト２００には加圧ローラー２２０が圧接されているので、加圧ローラー２２０の芯金２２３に干渉しないようにする必要がある。すなわち、鍔状部２０２の高さには上限がある。
【００４２】
具体的には、鍔状部２０２は、例えば、５［ｍｍ］から１０［ｍｍ］までの範囲内の高さとすれば好適である。また、鍔状部２０２の厚みｗは、必要な強度を確保するための観点から、０．５［ｍｍ］から２［ｍｍ］までの範囲内とするのが望ましい。鍔状部２０２の材料としては、強度並びに耐熱性の観点から、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン等の耐熱性樹脂、または銅、ニッケル、ステンレス等の金属を用いれば良く、電極部２０１の外周面の全周に対して耐熱性接着剤を用いて接着固定される。
【００４３】
さて、図２に戻って、押圧ローラー２１０は、長尺状の芯金２１２の外周面上に断熱層２１１が積層されて成り、定着ベルト２００の周回経路（定着ベルト２００が周回走行するときの走行経路。以下、「ベルト周回経路」という。）の内側に配されている。
軸部としての芯金２１２は、例えば、軸径が１８［ｍｍ］のアルミニウムやステンレス等から成っている。芯金２１２には、厚さが０．１［ｍｍ］から１０［ｍｍ］までの範囲内のパイプ状の部材を用いても良いし、中実の部材を用いても良い。また、断面が三ツ矢形状等の異型の部材を用いても良い。芯金２１２は、軸方向両端において定着装置１００のハウジング（図示省略）に、例えば、ベアリングを介して回転自在に軸承されている。
【００４４】
断熱層２１１には、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有する材料を用いるのが望ましい。また、断熱層２１１は、多孔質のソリッド材とすれば断熱性を高めることができるので、定着装置１００の熱効率を高めることができる。断熱層２１１の厚さは、１［ｍｍ］から２０［ｍｍ］までの範囲内とするのが望ましい。
押圧ローラー２１０の外径は、定着ベルト２００の内径よりも小さく、例えば、２０［ｍｍ］から１００［ｍｍ］までの範囲内が望ましい。また、押圧ローラー２１０と定着ベルト２００は、定着ベルト２００の内周面のうち定着ニップに対応する部分で接しており、定着ニップに対応する部分以外の部分においては両者間に隙間（空間）が設けられるようになっている。
【００４５】
このような構成をとると、定着ベルト２００を押圧ローラー２１０に密着させる場合よりも、定着ベルト２００から押圧ローラー２１０へ熱が伝導する伝導箇所の面積が小さくなり、定着ベルト２００の抵抗発熱体層３０１が発生させる熱の一部が、押圧ローラー２１０の芯金２１２から芯金２１２の両端部を軸承する軸承部材を経由して定着装置１００のハウジングに伝導して逃げるといった伝熱ロスを低減して高い熱効率の実現を図ることができる。
【００４６】
加圧ローラー２２０は、長尺状の芯金２２３の外周面上に弾性層２２２を介して離型層２２１が積層されて成り、定着ベルト２００のベルト周回経路の外側に配置されている。また、加圧ローラー２２０は、芯金２２３の軸方向両端部が、ベアリング等を介して、不図示の付勢機構に回転自在に軸承されており、当該付勢機構により付勢されて定着ベルト２００の外側から定着ベルト２００を介して押圧ローラー２１０を押圧し、定着ベルト２００表面との間に定着ニップを形成する。
【００４７】
加圧ローラー２２０は、押圧ローラー２１０よりも剛性が低くなっており、定着ニップにおいては、主として、定着ベルト２００のベルト周回経路を迎え入れるようにして、加圧ローラー２２０が弾性変形する。加圧ローラー２２０を弾性変形させる理由は、押圧ローラー２１０を弾性変形させると、定着ベルト２００のベルト周回軌道が円筒状でなくなってしまい、鍔状部２０２が変形したり、電極部２０１から剥離したりするおそれがあるからである。
【００４８】
加圧ローラー２２０は、駆動モータ（不図示）からの駆動力の伝達により矢印Ｂ方向に回転駆動される。定着ベルト２００は、加圧ローラー２２０との間の摩擦力によって加圧ローラー２２０の回転に従動し、矢印Ｃ方向に沿って周回走行される。押圧ローラー２１０は、定着ベルト２００との間の摩擦力によって定着ベルト２００の周回走行に従動し、矢印Ｄ方向に回転駆動される。なお、押圧ローラー２１０を駆動側とし、定着ベルト２００を押圧ローラー２１０に従動回転させることによって、加圧ローラー２２０を従動回転させても良い。
【００４９】
加圧ローラー２２０の外径は２０［ｍｍ］〜１００［ｍｍ］の範囲内が望ましい。また、芯金２２３は、例えばアルミニウムや鉄（Fe）等から成る中空のパイプ形状で、外径は、例えば、３０［ｍｍ］である。また、厚さは０．１［ｍｍ］〜１０［ｍｍ］の範囲内が望ましい。なお、中実の円柱状のものや、断面形状が三ツ矢形状等の異型のものを用いても良い。弾性層２２２は、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の高い耐熱性を有するゴムや、これらの発泡材等から成り、厚さは１［ｍｍ］〜２０［ｍｍ］の範囲内が望ましい。弾性層２２２に発泡材を用いれば、弾性層２２２の断熱性を高めて、定着装置１００の熱効率を高めることができるので更に好適である。
【００５０】
離型層２２１は、パーフルオロアルコキシやポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂チューブやフッ素樹脂コーティング等から成り、帯電によるトナーのオフセットを防止するために導電性が付与されたものを用いてもよい。離型層２２１の厚さは５［μｍ］〜１００［μｍ］の範囲内が望ましい。なお、弾性層２２２並びに離型層２２１は、押圧ローラー２１０の断熱層２１１よりも剛性が低くなっている。これによって、上述のように、定着ニップにおける押圧ローラー２１０の弾性変形が防止される。
【００５１】
給電部材２３１は、例えば、外形寸法が縦１０［ｍｍ］、横５［ｍｍ］、高さ７［ｍｍ］の直方体状のブロックであって、摺動性および導電性を有する銅黒鉛質や炭素黒鉛質等の材料から成るいわゆるカーボンブラシである。給電部材２３１は、何れもバネ等の弾性部材によって、定着ベルト２００の外周側から内周側へと向かう方向の付勢力を受け、電極部２０１に圧接されている。給電部材２３１は、電極部２０１よりも低硬度であることが望ましい。なぜならば、電極部２０１の摩耗を防止することができると共に、摺動により給電部材２３１から削られたカーボンブラシ粉が電極部２０１の外周面上に薄膜を形成することによって、より安定した給電状態を得ることができるからである。
【００５２】
一般的に定着ベルト等のベルトを用いた定着装置においてベルトに押圧部材を当接させるなどして外力を加える場合には、ベルトの割れ等を防止するために、ベルトの回転軸方向における急激な外力（圧力）の変化を生じないような構成にすることが望ましい。例えば、定着ベルトの回転軸方向において、押圧ローラーと加圧ローラーとの何れもが定着ベルト以上の長さであるのが望ましい。本実施の形態においては、定着ベルト２００の回転方向において、加圧ローラー２２０が定着ベルト２００の離型層３０４とほぼ同じ長さになっている。
【００５３】
このため、定着ベルト２００の回転軸方向において、加圧ローラー２２０は一対の鍔状部２０２の間に入り込んでいる。図４は、定着装置１００の主要な構成を示す断面図である。図４に示されるように、押圧ローラー２１０は、定着装置１００のハウジング４００に固定された軸承部材４０１によって芯金２１２を回転可能に軸承されている。また、加圧ローラー２２０は、軸承部材４０２によって芯金２２３を回転可能に軸承されており、軸承部材４０２が付勢部材４０３によって付勢されることによって押圧ローラー２１０に圧接されている。このため、加圧ローラー２２０は定着ニップ位置において弾性層２２２が弾性圧縮される一方、他の位置においては、弾性層２２２は弾性復元している。なお、付勢部材４０３としては、例えば、バネ等の弾性部材を用いれば良い。
【００５４】
上のようにすれば、鍔状部２０２によって、給電部材２３１の摩耗粉が定着ベルト２００の通紙範囲内へ拡散するのが防止されるので、摩耗粉に起因する画像ノイズの発生を防止することができる。
［３］  変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
【００５５】
（１）  上記の実施の形態においては、特に言及しなかったが、複数サイズの記録シートにトナー像を定着する場合には、最大サイズ以外のサイズ（以下、「小サイズ」という。）の記録シートを連続通紙すると、非通紙領域が過熱するおそれがある。非通紙領域の過熱を防止する方法としては、例えば、以下の構成が考えられる。
図５は、本変形例に係る定着装置１００の主要な構成を示す外観斜視図である。なお、図２に対応する部材が示されている場合には同じ符号が付されている。図５に示されるように、定着ベルト２００の非通紙領域の外周であって、定着ニップ以外の部分を覆うようにエア冷却ダクト５０１が鍔状部２０２に沿うようにして配設されている。エア冷却ダクト５０１は不図示のファンからの冷却風を定着ベルト２００の外周面のうち非通紙領域に吹き付ける。エア冷却ダクト５０１には、記録シートの通紙幅に応じて、冷却風の吹き付け方向や吹き付け領域を変更するためにシャッター等、不図示の変更手段を備えている。
【００５６】
また、定着ベルト２００の外周面に沿って、温度センサー５０２、５０３が配設されている。温度センサー５０２は、定着ベルト２００の回転軸方向における中央部分の温度を検知し、温度センサー５０３は定着ベルト２００の回転軸方向における端部の温度を検知する。画像形成装置１の制御部１１８は、温度センサー５０２の検知温度を参照して、定着ベルト２００の温度を所定の定着温度に調節する。また、制御部１１８は、温度センサー５０３の検知温度と、実行すべき画像形成ジョブにおいて指定された記録シートのサイズとに応じて前記の変更手段を制御して非通紙領域の過熱を防止する。
【００５７】
なお、エア冷却ダクト５０１を利用して、摩耗粉による画像ノイズの発生を更に抑制することもできる。図６は、本変形例に係るエア冷却ダクト５０１の主要な構成を示す断面図である。なお、図５に対応する部材が示されている場合には同じ符号が付されている。図６に示されるように、エア冷却ダクト５０１は鍔状部２０２に対向する壁部６０１を有している。壁部６０１は、定着ベルト２００の回転軸に近い箇所（以下、「下部」という。）においては定着ベルト２００の外周面から間隔Ｇを空けて垂直に立設されており、上部においては鍔状部２０２側へ屈曲している。
【００５８】
このため、冷却ファン６０３によってダクト６０２を経由してエア冷却ダクト５０１内に送り込まれた冷却風は、壁部６０１の下部と定着ベルト２００との間から鍔状部２０２側へ出ると、鍔状部２０２と壁部６０１との隙間を通って壁部６０１の上部へと向かい、壁部６０１の上部の屈曲部に沿って定着ベルト２００の回転軸方向における端部側へと送られる。このため、給電部材２３１から発生した摩耗粉は、当該冷却風によって定着ベルト２００の端部側へ吹き飛ばされて通紙領域に到達しないので、摩耗粉に起因する画像ノイズが抑制される。
【００５９】
（２）  上記実施の形態においては、鍔状部２０２を電極部２０１上に設ける場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでも無く、これに電極部２０１上に代えて、以下の箇所に鍔状部２０２を配設しても良い。
図７は、本変形例に係る鍔状部２０２の配設位置を示す断面図である。なお、図３において対応する部材がある場合には同じ符号が付されている。図７に示されるように、本変形例においては、鍔状部２０２は、電極部２０１に接触することなく、定着ベルト２００の回転軸方向における弾性層３０３の端部に接着固定されている。弾性層３０３は離型層３０４よりも接着性が高い。
【００６０】
また、弾性層３０３は、定着ベルト２００の回転軸方向における端部において、定着ニップにおける変形量がもっとも小さくなる。このため、弾性層３０３の当該端部に鍔状部２０２を接着固定しても、給電部材２３１の摩耗粉に起因する画像ノイズの発生を抑制することができる。
（３）  上記実施の形態においては、定着ベルト２００の定着ニップを挟んで、加圧ローラー２２０に対向するように押圧ローラー２１０を配設する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしても良い。図８は、本変形例に係る定着装置１００の主要な構造を示す図である。なお、図２において、対応する部材がある場合には同じ符号が付されている。
【００６１】
図８に示されるように、本変形例に係る定着装置１００においては、定着ベルト２００の定着ニップを挟んで、加圧ローラー２００に対向するように押圧部材８０１が定着ベルト２００の内周面に圧接されている。押圧部材８０１の定着ベルト２００に圧接する表面は摩擦係数が小さくて、かつ、高い耐熱性を有する材料からなっている。これによって、押圧部材８０１と摺擦することによる定着ベルト２００の摩耗を防止することができる。
【００６２】
また、押圧部材８０１は断熱性を有しているのが望ましい。押圧部材８０１は定着装置１００のハウジングに固定的に支持されている。このため、定着ベルト２００の抵抗発熱体層３０１において発生した熱が、押圧部材８０１を伝導して定着装置１００のハウジング（図示省略）や画像形成装置１の他の部分へ逃げるおそれがある。このような問題に対して押圧部材８０１が断熱性を有していれば、定着装置１００の熱効率が低下するのを防止することができる。
【００６３】
また、押圧部材８０１は押圧ローラー２１０と同様に、加圧ローラー２２０よりも剛性の高い材料からなっており、定着ニップにおいては専ら加圧ローラー２２０が弾性変形する。これによって、定着ベルト２００はほぼ円筒状の軌道を周回走行するので、鍔状部材２０２の変形や破壊、剥離が防止される。したがって、押圧ローラー２１０に代えて押圧部材８０１を用いても、給電部材２３１の摩耗粉に起因する画像ノイズを抑制することができる。
【００６４】
（４）  上記実施の形態においては、定着ベルト２００に加圧ローラー２２０を圧接することによって定着ニップを形成する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでも無く、加圧ローラー２２０に代えて回転しない固定式の加圧部材を用いても良い。なお、このような加圧部材を用いる場合にも、押圧ローラー２１０が加圧部材よりも高い剛性を備えていれば、定着ベルト２００にほぼ円筒状の周回軌道を走行させることができるので、鍔状部２０２の変形や破損、剥離、脱落などを防止することができる。したがって、鍔状部２０２の耐久性を高めることができる。
【００６５】
また、加圧ローラー２２０を用いる場合には、鍔状部２０２を加圧ローラー２２０の芯金２２３に当接しない範囲内でできるだけ高くするのが望ましい。給電部材２３１の摩耗粉が加圧ローラー２２０の離型層２２１の外周面へ拡散、付着すると、更に定着ベルト２００の離型層３０４の外周面上に摩耗粉が転写され、画像ノイズを惹起するおそれがあるからである。
【００６６】
これは固定式の加圧部材の場合においても同様であり、加圧部材を支持する支持部材を、鍔状部２０２から見て、定着ニップよりもできるだけ高い位置に設けたり、定着ニップの裏側から加圧部材を支持したりしておき、鍔状部２０２をできるだけ高くすれば、給電部材２３１の摩耗粉が定着ニップへ拡散するのを抑制することができる。従って、摩耗粉に起因する画像ノイズを防止することができる。
【００６７】
（５）  上記実施の形態においては、中間転写方式のカラープリンター装置に本発明を適用する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでも無く、中間転写方式に代えて他の方式を採用したカラープリンター装置に本発明を適用しても良い。また、モノクロのプリンター装置に本発明を適用できることは言うまでもない。
更に、複写装置やファクシミリ装置等の単機能機に本発明を適用しても良いし、複数の機能を兼ね備えた複合機（MFP: Multi Function Peripheral）に本発明を適用しても良い。何れの画像形成装置においても本発明の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係る定着装置及び画像形成装置は、抵抗発熱体方式の定着装置において異物の混入に起因する画像ノイズを改善した装置として有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１…………………画像形成装置
１００……………定着装置
２００……………定着ベルト
２０１……………電極部
２０２……………鍔状部
２１０……………押圧ローラー
２２０……………加圧ローラー
２３０……………交流電源
２３１……………給電部材
３０１……………抵抗発熱体層
３０２……………補強層
３０３……………弾性層
３０４……………離型層
５０１……………エア冷却ダクト
５０２、５０３…温度センサー
６０２……………ダクト
６０３……………冷却ファン
８０１……………押圧部材
【図１】
2013231750.tif 000003
【図２】
2013231750.tif 000004
【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】
2013231750.tif 000009
【図８】
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