(57)【要約】【課題】発熱部材の種類に拘らず、記録材に対する加熱領域を変更できる構造を実現する。【解決手段】発熱部材として、抵抗発熱層２０ａを有する定着ベルト２０を使用する。定着ベルト２０は、電極部材としての定着ローラと懸架ローラ２２とで張架される。このうちの懸架ローラ２２は、２個の端部電極部２２ａと中央電極部２２ｂとを有し、それぞれ給電可能となっている。制御部３００は、通電する電極部を変更することにより、定着ベルト２０の幅方向の通電領域を変えて、定着ベルト２０の発熱領域を制御する。【選択図】図３
2013213929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗発熱層を有し、前記抵抗発熱層に通電されることにより発熱する発熱部材を備え、搬送される記録材に形成された画像を前記発熱部材により加熱する像加熱装置において、
前記発熱部材の記録材の搬送方向の異なる位置で、それぞれ前記搬送方向と直交する幅方向に亙って前記抵抗発熱層に接触し、前記抵抗発熱層に対する前記幅方向の通電領域が可変である複数の電極部材と、
前記複数の電極部材の前記通電領域を変えて、前記発熱部材の前記幅方向の発熱領域を制御する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記複数の電極部材の少なくとも１個は、前記発熱部材の幅方向に並べて配置され、それぞれが前記抵抗発熱層に接触して通電する複数の電極部を有し、
前記制御手段は、前記複数の電極部のうち、通電する電極部を変更することにより前記通電領域を変える、
ことを特徴とする、請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記複数の電極部材は、それぞれが前記複数の電極部を有し、前記複数の電極部材のうちの何れかの電極部材の電極部の前記幅方向の長さが、他の電極部材の電極部の前記幅方向の長さと異なる、
ことを特徴とする、請求項２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記発熱部材は無端状のベルトで、内周面に前記抵抗発熱層が配置され、
前記複数の電極部材は、前記ベルトを張架する張架ローラである、
ことを特徴とする、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗発熱層に通電されることにより発熱する発熱ベルトなどの発熱部材により、搬送される記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、電子写真プロセス・静電記録プロセス・磁気記録プロセス等の適宜の画像形成プロセス手段部で形成したトナー画像を、中間転写方式或いは直接転写方式で記録材に転写する。記録材に転写された未定着のトナー画像は、像加熱装置としての定着装置で加熱、加圧され、記録材に定着される。また、記録材に定着された画像を、再度、定着装置で加熱して、画像の光沢度を調整する場合もある。
【０００３】
このような定着装置は、定着部材に加圧部材を圧接してニップ部を形成し、このニップ部にトナー画像を形成した記録材を通過させることにより、トナー画像を記録材に定着させる。また、定着部材によりトナー画像を加熱するために、定着部材に通電により発熱する発熱部を設け、熱を効率良く定着部材に伝える構造が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、定着装置は、通常、種々のサイズの記録材に対応すべく、最大サイズの記録材に合わせて定着部材により加熱領域を定めるが、この場合に、非通紙部昇温が生じる場合がある。即ち、最大サイズの記録材よりも小さいサイズの記録材を連続的に通紙して加熱定着を実行していくと、記録材が通過する部分は熱が奪われて所定温度に維持されるが、記録材が通過しない部分では熱が奪われずに温度が上昇していく。このような非通紙部昇温が著しい場合、定着部材やその他昇温部周辺の構成部材に熱ダメージを与えてしまう。
【０００５】
このために、複数の発熱体を記録材の通紙幅の方向に並べて配置し、複数の発熱部に給電する給電部材を移動させて、通電される発熱部を変えることにより、記録材のサイズに合わせて加熱する領域を変更可能な構造が提案されている（特許文献２）。この特許文献２に記載された構造の場合、ローラ内に複数の発熱部を幅方向に並べて配置し、それぞれの発熱部の電極をローラ端部にずらして配置し、給電部材が移動して何れかの電極に接触することにより、通電される発熱部を変えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−１８６２７０号公報
【特許文献２】特開昭６２−２８７２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献２に記載された構造の場合、発熱部材がローラであれば適用可能であるが、発熱部材がベルトである構造には適用しにくい。即ち、ベルトのような厚さを確保しにくい構造で、複数の発熱部をベルト内に配置することは難しい。また、ベルトの場合、走行中に幅方向に寄ってしまう寄りが発生する。このため、特許文献２に記載されているように、端部に電極をずらして配置し、給電部材を移動させて何れかの電極に接触させようとすると、ベルトの寄りによって給電部材と電極との接触位置がずれてしまう可能性がある。このように、特許文献２に記載された構造の場合には、発熱部材がベルトである場合など、他の構成に適用しにくい。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑み、発熱部材の種類に拘らず、記録材に対する加熱領域を変更できる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、抵抗発熱層を有し、前記抵抗発熱層に通電されることにより発熱する発熱部材を備え、搬送される記録材に形成された画像を前記発熱部材により加熱する像加熱装置において、前記発熱部材の記録材の搬送方向の異なる位置で、それぞれ前記搬送方向と直交する幅方向に亙って前記抵抗発熱層に接触し、前記抵抗発熱層に対する前記幅方向の通電領域が可変である複数の電極部材と、前記複数の電極部材の前記通電領域を変えて、前記発熱部材の前記幅方向の発熱領域を制御する制御手段と、を備えた、ことを特徴とする像加熱装置にある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電極部材により抵抗発熱層に通電する通電領域を変えて、発熱部材の幅方向の発熱領域を制御するため、発熱部材の種類に拘らず、記録材に対する加熱領域を変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用し得る画像形成装置の１例を示す概略構成図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る定着装置の概略構成横断面図。
【図３】第１の実施形態の定着ローラへの給電構成を模式的に示す、定着ローラ及び定着ベルトの部分縦断面図。
【図４】第１の実施形態の定着装置から定着ローラ及び懸架ローラを抜き出して示す斜視図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る定着装置から定着ローラ、懸架ローラ及び定着パッドを抜き出して示す斜視図。
【図６】第２の実施形態に対する比較例を示す、図５と同様の図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る定着装置の概略構成横断面図。
【図８】第３の実施形態の通電電極への給電構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の実施形態では、像加熱装置として未定着のトナー画像を記録材に定着させる定着装置について説明するが、本発明は、定着済み画像又は半定着画像を担持した記録材を加熱加圧して画像の表面性状を調整する加熱処理装置としても実施できる。
【００１３】
［画像形成装置］
まず、図１を用いて、本発明を適用し得る画像形成装置の１例の概略構成について説明する。図１に示す画像形成装置１は、電子写真方式を採用した画像形成装置（いわゆるプリンタ）である。画像形成装置１は、大きく分けて、記録材としてのシートなどの記録材Ｓにトナー画像を形成する画像形成部１００と、記録材Ｓに形成されたトナー画像を加熱・加圧して定着する像加熱装置としての定着装置２００と、を備えている。
【００１４】
まず、画像形成部１００は次に説明する機器を備えている。像担持体としての感光ドラム（感光体）２の周りに帯電手段としての帯電器３が設けられており、感光ドラム２の表面は帯電器３によって一様に帯電処理される。そして、露光手段としての露光装置４から画像に応じた光５を照射されることにより感光ドラム２上に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像手段としての現像器６によって現像されてトナー画像が形成される。
【００１５】
一方、記録材Ｓは装置下部の給送カセット９に収納されており、給送ローラ１０によって給送される。記録材Ｓは、搬送手段としてのレジストローラ対１１によって感光ドラム２上のトナー画像と同期して搬送される。感光ドラム２上のトナー画像は転写手段としての転写ローラ７によって記録材Ｓ上に静電転写され、定着装置２００へと搬送される。その後、感光ドラム２上に残留したトナーはクリーニング手段としてのクリーニング装置８によって除去される。
【００１６】
画像形成部１００によって記録材Ｓ上に形成されたトナー画像は、定着装置２００において加熱、加圧されることによって記録材Ｓ上に定着される。その後、トナー画像が定着された記録材Ｓは排出ローラ対１２によって装置上部の排出トレイ１３へと搬送排出される。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図２ないし図４を用いて説明する。本実施形態では、図１で説明した定着装置２００を中心に説明する。定着装置２００は、抵抗発熱層２０ａ（図３）を有し、抵抗発熱層２０ａに通電されることにより発熱する発熱部材である定着ベルト２０を備え、搬送される記録材Ｓに形成されたトナー画像Ｔを定着ベルト２０により加熱する。このために定着装置２００は、図２に示すように、無端状の定着ベルト２０と加圧部材である加圧ベルト２１とを備える。そして、定着ベルト２０と加圧ベルト２１との間でニップ部Ｎを形成し、記録材Ｓをニップ部Ｎで挟持しつつ搬送し、記録材Ｓ上のトナー画像Ｔを加熱、加圧することにより、記録材Ｓに画像を定着させる。
【００１８】
定着ベルト２０は、図３に示すように、内周面に抵抗発熱層２０ａを配置している。即ち、定着ベルト２０は、内径が４０ｍｍ、厚みが３０μｍの抵抗発熱層２０ａを基層とし、基層の外側には定着ベルトの強度をアップさせるため、絶縁層２０ｂとして、厚みが３０μｍの絶縁のポリイミド層を配置している。さらに、その外側には、弾性層２０ｃが３００μｍの厚みで設けられている。また、弾性層の材料としては、公知の弾性材料を使用することができ、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。本実施形態では、シリコーンゴムを用い、硬度はＪＩＳ−Ａ２０度、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。この弾性層の変形によって、定着ベルト２０へのシートの巻きつきを防止し、ベルトからの良好な分離性能を得ることができる。更に弾性層の外周には、表面離型層２０ｄとしてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられている。
【００１９】
抵抗発熱層２０ａは、ポリイミドからなるマトリックス樹脂中にカーボンナノ材料とフィラメント状金属微粒子とが実質的に均一に分散されて存在している。カーボンナノ材料はカーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ及びカーボンマイクロコイルより成る群から選択される少なくとも１つの導電性物質であることが好ましい。これらのカーボンナノ材料は、その繊維径が数ｎｍ〜数百ｎｍであり、繊維長さが数μｍ〜数十μｍであり、嵩密度が０．０１〜０．３ｇ／ｃｍ３であり、比表面積が１０〜１００ｍ２／ｇである。この中でも、カーボンナノファイバーは特に好ましい導電性物質であり、特に、繊維径が２０〜２００ｎｍであり、繊維長が０．１〜１０μｍであるものが好ましい。
【００２０】
また、定着ベルト２０は、張架ローラである懸架ローラ２２及び定着ローラ２３により張架されている。本実施形態では、定着ベルト２０の抵抗発熱層２０ａへの電力の供給は、懸架ローラ２２及び定着ローラ２３によって行う。即ち、懸架ローラ２２及び定着ローラ２３が、定着ベルト２０の記録材の搬送方向（定着ベルト２０の回転方向）の異なる位置で、それぞれ搬送方向と直交する幅方向に亙って抵抗発熱層２０ａに接触して通電する複数の電極部材である。このために、懸架ローラ２２及び定着ローラ２３には、電源３０に繋がれた板バネなどの給電部材３１ａ、３１ｂ、３２がそれぞれ外周面に摺接することによって、電力供給される。懸架ローラ２２への電力供給の詳細については後述する。
【００２１】
懸架ローラ２２は、外径が２０ｍｍで、内径が１８ｍｍである厚さ１ｍｍの鉄製の中空ローラである。このような懸架ローラ２２は、上述のように抵抗発熱層２０ａに通電する電極部材として機能するため、鉄などの導電性を有する金属により構成している。なお、懸架ローラ２２として、金属ローラ表面にカーボンブラックなどの導電性物質が添加されたシリコーンゴムなどの弾性層を設けたものを使用しても良い。また、懸架ローラ２２は、定着ベルト２０にテンションを付与するテンションローラとしての機能も有している。懸架ローラ２２の詳しい構成については後述する。
【００２２】
定着ローラ２３は、外径が２０ｍｍで、径が１８ｍｍである鉄合金製の芯金に、弾性層としてのシリコーンゴム層が設けられた高摩擦の弾性ローラである。定着ローラ２３は、定着ベルト２０を回転駆動する駆動ローラとしての機能を有し、このために不図示の駆動源（モータ）と駆動ギア列を介して動力伝達可能に接続されている。また、定着ローラ２３は、このように弾性層を設けることで、駆動源（モータ）から入力された駆動力を定着ベルト２０へ良好に伝達することができるとともに、定着ベルトからのシートの分離性を確保するためのニップ部を形成できるようにしている。
【００２３】
また、定着ローラ２３は、上述のように抵抗発熱層２０ａに通電する電極部材として機能するため、シリコーンゴム層を導電性としている。即ち、シリコーンゴム層には、カーボンブラックなどの導電性材料が添加されている。シリコーンゴムの硬度はＪＩＳ−Ａ１５度、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。シリコーンゴム層によって、内部への熱伝導も少なくなるためウォーミングアップタイムの短縮にも効果がある。なお、定着ローラ２３を懸架ローラ２２と同様の金属ローラとしても良い。
【００２４】
また、定着ベルト２０の回転は、定着ローラ２３をモータによって駆動し、定着ローラ２３のシリコーンゴム表面と定着ベルト２０の内面の抵抗発熱層２０ａとの摩擦によって定着ベルト２０は回転する。
【００２５】
定着ベルト２０内で懸架ローラ２２と定着ローラ２３との間には、加圧ベルト２１に向けて加圧する第１の固定部材としての定着パッド２４を、定着ローラ２３に対し非接触に近接配置されている。本実施形態では、定着ローラ２３と定着パッド２４間の最近接部での離間距離（ギャップ）が５ｍｍに設定されている。このように、定着ローラ２３は、駆動ローラとしての機能を満足するため摩擦係数の大きい弾性ローラとしている。また、定着ローラ２３に対しては定着パッド２４を非接触に近接配置することで、定着ローラ２３の駆動に要する搬送トルクが大きくなり過ぎてしまうのを防止し、定着ベルト２０の搬送性を安定化させることができる。
【００２６】
この定着パッド２４は、幅１２ｍｍ程度のＳＵＳ製の定着ステイと、定着ステイ表面に摺動する定着ベルト２０の内面との摩擦抵抗を減らすために低摩擦シートとしてのガラス繊維製のクロスをフッ素樹脂でコーティングしたカバーが設けられている。このパッドカバーによって定着ローラ２３の駆動トルクが抑えられるので、モータの大型化を伴うことなく安定してベルトを回転させることができる。また、定着パッド２４の表面は、電流が流れないように絶縁材料でコーティングされている。
【００２７】
また、定着ローラ２３と定着パッド２４は、不図示の側板で位置決めされている。そして、後述する加圧ローラ２６の軸中心と定着ローラ２３の軸中心とを結ぶ方向に対して、定着ローラ２３下面に対する定着パッド２４下面（前述のカバーを含む）が０．２ｍｍ高くなるように構成されている。
【００２８】
加圧ベルト２１は、内径が４０ｍｍで、厚みが６０μｍのポリイミドを基層とし、表面は離型層としてフッ素樹脂であるＰＦＡチューブを３０μｍの厚みで設けられている。基層の材料としては、ポリイミドの代わりにＳＵＳやポリイミド等の樹脂を使用することができる。このような加圧ベルト２１は、テンションローラ２５と加圧ローラ２６によって張架されている。
【００２９】
テンションローラ２５は、外径が２０ｍｍで、内径が１６ｍｍである鉄合金製の芯金に、熱伝導率を小さくして加圧ベルト２１からの熱伝導を少なくするためにシリコーンスポンジ層を設けてある。加圧ローラ２６は、外径が２３．５ｍｍで、内径が１９．５ｍｍである厚さ２ｍｍの鉄合金製とされた低摩擦の剛性ローラである。
【００３０】
また、加圧ベルト２１内でテンションローラ２５と加圧ローラ２６との間には、定着ベルト２０（定着パッド２４）に向けて加圧する第２の固定部材としての加圧パッド２７が、剛性ローラである加圧ローラ２６に接触して配置されている。
【００３１】
ここで、記録材Ｓ上のトナー画像を加熱、加圧するニップ部Ｎを形成するために、加圧ローラ２６は、回転軸の両端側が定着ローラ２３に向けて加圧機構により所定の加圧力にて加圧されている。これにより、定着ローラ２３と加圧ローラ２６は、定着ベルト２０と加圧ベルト２１を介して、ローラニップを形成している。
【００３２】
また、加圧パッド２７の加圧ローラ２６側の形状は、加圧ベルト２１の内面と加圧ローラ２６との間の楔状の空間Ｚ（図２）を極力埋めるように加圧ローラ２６に沿った形状になっている。即ち、加圧パッド２７は加圧ローラ２６に接触するように配置されている。そして、記録材Ｓの搬送方向に沿った１つのニップ部Ｎとして、圧抜け部がなく連続した加圧力分布としている。この加圧パッド２７は、厚さ３ｍｍ、幅１５ｍｍ程度の弾性体としての耐熱性シリコーンゴムから構成されている。
【００３３】
このように構成される定着装置２００は、図示しないサーミスタによって、定着ベルト２０の温度がモニタされ、定着ベルト２０の表面温度が所定の温度になるように温度調節される。具体的には、制御手段である制御部３００が、電源３０により懸架ローラ２２と定着ローラ２３とに印加する電圧又は電流を制御して、定着ベルト２０の表面温度を、例えば１９０℃に調整する。また、画像形成を行うときの定着ベルト２０の周速は３００ｍｍ／ｓｅｃとされ、Ａ４サイズのフルカラー画像を１分間に７０枚定着することが可能である。
【００３４】
なお、定着ベルト２０及び加圧ベルト２１の幅方向の寄りの抑制は、従来から使用されている種々の構成を適用可能である。例えば、何れかの張架ローラにベルト端部と摺接するフランジ部を設けるようにしても良いし、何れかの張架ローラをステアリングローラとして揺動させるようにしても良い。
【００３５】
定着ベルト２０が所定の定着温度に立ち上がって温度調節された状態において、定着ベルト２０と加圧ベルト２１間のニップ部Ｎに、未定着のトナー画像Ｔを有する記録材Ｓが搬送される。記録材Ｓは、未定着のトナー画像Ｔを担持した面を、定着ベルト２０側に向けて導入される。そして、記録材Ｓの未定着のトナー画像Ｔが、定着ベルト２０の外周面に密着したまま挟持搬送されていくことにより、主に定着ベルト２０から熱が付与され、また加圧力を受けて記録材Ｓの表面に定着される。
【００３６】
また、定着ベルト２０内の定着ローラ２３がゴム層を有する弾性ローラであり、加圧ベルト２１内の加圧ローラ２６は鉄合金製の剛性ローラであるため、定着ベルト２０と加圧ベルト２１とのニップ部Ｎの出口では定着ローラ２３の変形が大きくなっている。その結果、定着ベルト２０も大きく変形し、トナー画像を担持した記録材Ｓは定着ベルト２０から自らのこしにより曲率分離される。
【００３７】
このように定着装置２００は、懸架ローラ２２及び定着ローラ２３に対する通電を制御して定着ベルト２０の温度調節を行っているが、本実施形態では、定着ベルト２０の記録材Ｓの搬送方向と直交する幅方向の発熱領域も制御できるようにしている。このために、複数の電極部材である懸架ローラ２２及び定着ローラ２３は、抵抗発熱層２０ａに対する幅方向の通電領域を可変としている。そして、この通電領域を変えて、定着ベルト２０の幅方向の発熱領域を制御するようにしている。
【００３８】
具体的に説明する。懸架ローラ２２は、図３に示すように、表面を電気的に分割して、幅方向全体以外に幅方向中央部のみに給電できるようにしている。即ち、懸架ローラ２２は、定着ベルト２０の幅方向に並べて配置され、それぞれが抵抗発熱層２０ａに接触して通電する複数の電極部としての２個の端部電極部２２ａ及び中央電極部２２ｂを有する。そして、制御部３００が、端部電極部２２ａと中央電極部２２ｂとのうち、通電する電極部を変更することにより、定着ベルト２０の抵抗発熱層２０ａに対する通電領域を変えるようにしている。
【００３９】
中央電極部２２ｂは、鉄などの導電性金属製により形成された円筒状の本体部２２０の幅方向（長手方向）中央部を径方向外方に突出することにより形成されている。本体部２２０の中央電極部２２ｂの幅方向両側には、円筒状の端部電極部２２ａをそれぞれ絶縁部材２２１を介して外嵌している。絶縁部材２２１は、断面略Ｌ字状に形成され、中央電極部２２ｂの幅方向両端面と端部電極部２２ａの幅方向端面との間も絶縁するようにしている。
【００４０】
図示の例の場合、本体部２２０の中央電極部２２ｂの幅方向両側に、絶縁部材２２１及び端部電極部２２ａをそれぞれ外嵌する。更に、その幅方向外側に、円輪状の絶縁部材２２２を外嵌した後、抜け止めとしてのキャップ２２３を本体部２２０の幅方向両端部に固定することにより、懸架ローラ２２を構成している。また、このように構成することにより、中央電極部２２ｂと端部電極部２２ａとを絶縁している。
【００４１】
キャップ２２３は、導電性金属により構成され、片側のキャップ２２３の外周面には、給電部材３１ｂが摺接する。そして、キャップ２２３及び本体部２２０を介して中央電極部２２ｂにのみ給電できるようにしている。一方、両側の端部電極部２２ａには、それぞれ、幅方向端部側の外周面に給電部材３１ａが摺接するようにして、端部電極部２２ａのそれぞれに給電できるようにしている。なお、２個の端部電極部２２ａ同士を接続できれば、片側の給電部材３１ａを省略することもできる。例えば、本体部２２０に２個の端部電極部２２ａを繋ぐ孔を形成すれば、この孔を介して２個の端部電極部２２ａ同士を導通させることができる。
【００４２】
中央電極部２２ｂの幅方向の長さは、例えばＡ４縦送りなどの小サイズの記録材に対応する幅とし、中央電極部２２ｂと２個の端部電極部２２ａとを含む幅方向の長さは、例えばＡ３などの大サイズの記録材に対応する幅とする。そして、小サイズの画像形成時には、懸架ローラ２２の中央電極部２２ｂと、定着ローラ２３とに通電する。即ち、制御部３００が、給電部材３１ｂと給電部材３２にのみ給電を行うように制御する。これによって、定着ベルト２０のうち、中央電極部２２ｂと定着ローラ２３との間で電流が流れ、中央電極部２２ｂの幅方向外側の非通紙部に流れる電流が減少する。このため、小サイズの記録材が通紙される領域は十分に発熱するが、非通紙部では発熱が抑制される。
【００４３】
一方、大サイズの画像形成時には、制御部３００が、給電部材３１ａ、３１ｂ、３２に給電を行うことによって、懸架ローラ２２の中央電極部２２ｂ及び２個の端部電極部２２ａと、定着ローラ２３とに通電される。これにより、懸架ローラ２２の幅方向全域と定着ローラ２３との間で電流が流れ、定着ベルト２０の幅方向全体が十分に発熱する。
【００４４】
このように本実施形態の場合、抵抗発熱層２０ａに通電する通電領域を変えて、定着ベルト２０の幅方向の発熱領域を制御している。言い換えれば、定着ベルト２０は抵抗発熱層２０ａを有するだけで、発熱領域の制御は懸架ローラ２２及び定着ローラ２３による抵抗発熱層２０ａに対する通電領域を変更することにより行っている。このため、発熱部材として定着ベルトを使用した構成であっても、即ち、発熱部材の種類に拘らず、記録材に対する加熱領域を変更できる。
【００４５】
この結果、記録材のサイズに応じて定着ベルト２０による加熱領域を制御できる。そして、上述のように小サイズの記録材を通紙する場合に、中央電極部２２ｂと定着ローラ２３とにのみ通電することにより、定着ベルト２０の非通紙部の発熱が抑制され、非通紙部昇温を抑制できる。
【００４６】
本実施形態の定着装置２００で、Ａ４縦送りの画像形成を連続して行う際に、中央電極部２２ｂと定着ローラ２３とに通電することで、１０００枚通紙後でも、非通紙部の温度は、２０５℃に抑えられた。一方、懸架ローラ２２の幅方向全域と定着ローラ２３とに通電して、Ａ４サイズの記録材を縦送りで通紙したところ、約３００枚通紙した時点で、非通紙部の温度が２３０℃となり、使用温度の上限に達してしまった。
【００４７】
なお、本実施形態では、電極部材である中央電極部２２ｂは、懸架ローラ２２と同一の部材で構成したが、中央電極部２２ｂを懸架ローラ２２と別体としても良い。また、電極部材の分割は、２ヶ所に限定する必要はなく、様々な紙サイズにあわせて分割しても良い。また、分割する位置も、その画像形成装置の通紙位置に合わせて適宜変更可能である。
【００４８】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図５及び図６を用いて説明する。本実施形態の画像形成装置と定着装置は、第１の実施形態とほぼ同様である。但し、第１の実施形態では、懸架ローラ２２のみ通電領域を変更できるようにしたのに対して、本実施形態では、定着ローラ２３についても通電領域を変更できるようにしている。その他の構成及び作用については、第１の実施形態と同様であるため、重複する説明及び図示は省略または簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４９】
本実施形態では、第１の実施形態で用いた懸架ローラ２２と同様に、定着ローラ２３も、２個の端部電極部２３ａと中央電極部２３ｂとを有する構成としている。したがって、複数の電極部材である懸架ローラ２２及び定着ローラ２３は、それぞれが複数の電極部である端部電極部２２ａ、２３ａと中央電極部２２ｂ、２３ｂとを有する。そして、小サイズ通紙のときは、中央電極部２２ｂ、２３ｂに通電し、大サイズ通紙のときには、それぞれローラ全域に通電するようにしている。
【００５０】
但し、本実施形態では、懸架ローラ２２と定着ローラ２３とのうちの何れかのローラ（電極部材）の電極部の幅方向の長さが、他のローラ（電極部材）の電極部の幅方向の長さと異なる。具体的には、図５に示すように、定着ローラ２３の中央電極部２３ｂの幅方向の長さを、懸架ローラ２２の中央電極部２２ｂの幅方向の長さよりも大きくしている。これに伴い、定着ローラ２３の２個の端部電極部２３ａの幅方向の長さは、懸架ローラ２２の２個の端部電極部２２ａの幅方向の長さよりも小さくしている。この理由について、図６を用いて説明する。
【００５１】
図６は、懸架ローラ２２、定着ローラ２３共に電極部の幅方向の長さを同じとしたものである。大サイズ通紙のときには、２本のローラの幅方向全域にそれぞれ通電して、この２本のローラにかけ回した定着ベルトの幅方向全域を発熱させるようにする。但し、懸架ローラ２２、定着ローラ２３の分割された電極部の絶縁部分が通電しないため、この絶縁部分の発熱量が小さくなる。即ち、懸架ローラ２２と定着ローラ２３との絶縁部分が幅方向の同じ位置にあるため、この位置では、懸架ローラ２２と定着ローラ２３との間で電流が流れにくくなる。この結果、図６の破線２８で示す部分に、筋状の定着不良が発生する可能性がある。
【００５２】
このように、電極部の分割位置が２本のローラ同士で重なってしまうと発熱不良が生じる可能性があるため、本実施形態では、上述のように、２本のローラで電極部の幅方向の長さを異ならせている。そして、絶縁部分が幅方向に関して重ならないようにしている。例えば、懸架ローラ２２の中央電極部２２ｂの幅を２１０ｍｍとし、定着ローラ２３の中央電極部２３ｂの幅を２３０ｍｍとする。
【００５３】
なお、このような電極部の幅は、互いに逆としても良い。また、一方の中央電極部の幅である２１０ｍｍはＡ４サイズの記録材に対応するが、この幅を他の記録材のサイズ、例えばレターサイズの２１６ｍｍとしても良い。何れにしても他方の中央電極部の幅は、一方の中央電極部の幅よりも大きくすることが好ましい。
【００５４】
本実施形態の場合、２本のローラにそれぞれ複数の電極部を設け、それぞれ通電する電極部を変更することにより、記録材のサイズに応じて定着ベルト２０による加熱領域を制御できる。また、２本のローラの絶縁部分が重ならないように位置をずらすことで、筋状の定着不良が発生することを防止できる。
【００５５】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、図７及び図８を用いて説明する。本実施形態では、定着装置として、図７に示すフィルム加熱型の定着装置２００Ａを用いている。発熱部材であるフィルム状の定着ベルト４０は、内径が３０ｍｍで、厚みが２０μｍの抵抗発熱層を基層とし、基層の外側には表面離型層としてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が１０μｍの厚みで設けられている。定着ベルト４０の抵抗発熱層は、第１の実施形態と同様のものを用いた。
【００５６】
定着ベルト４０は、両端部を不図示の筒状ガイド部材に支持され、これら両端の筒状ガイド部材の間に配置されたフィルムガイド部材４１により、ニップ部Ｎに案内されている。ニップ部Ｎに対応する部分には、ニップ部Ｎを形成するための定着パッド４２が配置されている。
【００５７】
定着パッド４２の定着ベルト４０を挟んで対向する位置には、加圧用回転体としての加圧ローラ４５を配置している。加圧ローラ４５は、鉄、アルミ等の芯金と、芯金の外周に設けられた弾性層としてのシリコーンゴム層と、シリコーンゴム層の外周に設けられた離型層としてのＰＦＡチューブ層とを有する。また、加圧ローラ４５は、不図示のモータにより回転駆動され、加圧ローラ４５とニップ部Ｎで接触する定着ベルト４０は、加圧ローラ４５の回転に従動して回転する。
【００５８】
定着パッド４２は、樹脂などの絶縁性材料により形成することが好ましいが、ニップ部Ｎを形成するために大きな力が作用するため、剛性の高い材料とする。例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）から構成し、表面に絶縁コートをおこなっても良い。何れにしても、次述するように、通電電極４３、４４と定着パッド４２との間を絶縁するようにしている。
【００５９】
本実施形態の場合、定着パッド４２の一部に、複数の電極部材である２個の通電電極４３、４４が設けられている。２個の通電電極４３、４４は、発熱部材である定着ベルト４０の記録材の搬送方向の異なる位置で、それぞれ搬送方向と直交する幅方向に亙って定着ベルト４０の抵抗発熱層に接触して通電する。図示の例の場合、２個の通電電極４３、４４は、定着パッド４２の記録材搬送方向両側に、それぞれ接着などにより固定している。
【００６０】
２個の通電電極４３、４４は、図８に示すように、それぞれ複数の電極部を幅方向に並べて配置している。図示の例の場合、２個の通電電極４３、４４は、それぞれ、２個の端部電極部４３ａ、４４ａと中央電極部４３ｂ、４４ｂとを有する。２個の端部電極部４３ａ、４４ａと中央電極部４３ｂ、４４ｂとの間には、それぞれ、絶縁材４３ｃ、４４ｃを設けて、各電極部同士を絶縁している。
【００６１】
また、本実施形態の場合も、第２の実施形態と同様に、何れかの通電電極の電極部の幅方向の長さを他の通電電極の電極部の幅方向の長さと異ならせている。図示の例の場合、通電電極４３の中央電極部４３ｂの幅方向の長さを、通電電極４４の中央電極部４４ｂの幅方向の長さよりも大きくしている。これに伴い、通電電極４３の２個の端部電極部４３ａの幅方向の長さは、通電電極４４の２個の端部電極部４４ａの幅方向の長さよりも小さくしている。例えば、記録材搬送方向上流側の通電電極４４の中央電極部４４ｂの幅方向の長さを２１０ｍｍとし、下流側の通電電極４３の中央電極部４３ｂの幅方向の長さを２３０ｍｍとする。そして、絶縁部分が幅方向に関して重ならないように位置をずらしている。
【００６２】
また、端部電極部４３ａ、４４ａと中央電極部４３ｂ、４４ｂとには、それぞれ、電源４６が配線により接続されている。配線は、定着パッド４２内に設けられた空間内を通している。また、制御手段である制御部４００が、電源４６を制御して、上述の第１、第２の実施形態と同様に、通電する電極部を変えられるようにしている。
【００６３】
このように構成される本実施形態の場合も、通電する電極部を変えることで定着ベルト４０の発熱領域を制御し、第２の実施形態と同様に、非通紙部昇温も抑えることができると共に、大サイズの通紙のときの定着不良も抑えることができる。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態及び第２の実施形態と同様である。
【００６４】
なお、本実施形態の場合、通電電極を幅方向に移動させて、定着ベルトの発熱領域を制御するようにしても良い。即ち、定着ベルトの幅に対応した通電電極と、この幅よりも短い長さの通電電極を複数有し、これら幅の小さい複数の通電電極を幅方向に移動させられるようにする。
【００６５】
例えば、３個の通電電極を用いる場合、定着ベルトの幅に対応した１個の通電電極は固定とする。一方、幅の小さい２個の通電電極が幅方向に移動可能とする。そして、幅の小さい２個の通電電極が幅方向中央に位置する場合には、定着ベルトの中央部分が発熱し、小サイズの記録材に対応する。一方、２個の通電電極を幅方向に関して互いに反対方向に移動させることにより、定着ベルトの幅方向全体が発熱し、大サイズの記録材に対応する。
【００６６】
＜他の実施形態＞
上述の各実施形態では、２個の電極部材を用いた例について説明したが、電極部材は３個以上であっても良い。この場合に、複数の電極部材のうちの何れかの電極部材の幅方向の通電を行う領域を、他の電極部材の幅方向の通電を行う領域と異ならせるようにしても良い。例えば、定着ベルトの幅に対応した２個の第１の電極部材と、それよりも幅が小さく、例えば、Ｂ４サイズに対応する幅の第２の電極部材と、更に幅が小さく、Ａ４サイズに対応する幅の第３の電極部材とを設ける。そして、定着ベルト全域を発熱させる場合には、２個の第１の電極部材に通電する。また、Ｂ４サイズに対応させる場合には、１個の第１の通電部材と第２の通電部材とに通電し、Ａ４サイズに対応させる場合には、１個の第１の通電部材と第４の通電部材とに通電する。これにより、定着ベルトの加熱領域を記録材のサイズに合わせて変更でき、非通紙部昇温を抑えられる。
【００６７】
また、発熱部材は、定着ベルト以外にも、ローラなどの他の部材であっても良い。要は、抵抗発熱層を有するものであれば、発熱部材の種類に拘らず、本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
２０、４０・・・定着ベルト（発熱部材）、２０ａ・・・抵抗発熱層、２２・・・懸架ローラ（電極部材、張架ローラ）、２３・・・定着ローラ（電極部材、張架ローラ）、２２ａ、２３ａ・・・端部電極部（電極部）、２２ｂ、２３ｂ・・・中央電極部（電極部）、４３、４４・・・通電電極（電極部材）、４３ａ、４４ａ・・・端部電極部（電極部）、４３ｂ、４４ｂ・・・中央電極部（電極部）、３０、４６・・・電源、２００、２００Ａ・・・定着装置（像加熱装置）、３００、４００・・・制御部（制御手段）、Ｓ・・・記録材
【図１】
2013213929.tif 000003
【図２】
2013213929.tif 000004
【図３】
2013213929.tif 000005
【図４】
2013213929.tif 000006
【図５】
2013213929.tif 000007
【図６】
2013213929.tif 000008
【図７】
2013213929.tif 000009
【図８】
2013213929.tif 000010