(57)【要約】【課題】  定着装置において、加熱回転体への給電効率の低下を抑制する。【解決手段】  定着装置（４０）は、電源回路（７９）に電気的に接続された給電部材（８１）と、シート（Ｐ）上のトナー像（Ｔ）をニップ部にて加熱するベルトであって給電により発熱する発熱層（１０２）とベルトの幅方向の一端側の外周面において給電部材に摺動可能に接触してこれと電気的に接続する電極部（１０６）とを備えた定着ベルト（１００）と、ベルトとの間にニップ部を形成するローラ（１１０）と、ニップ部側の空間から電極部側の空間へのトナーの移動を抑制するようにベルトの幅方向の一端側を覆うカバー（８２）であって、下カバー部８２Ｂと電極部との間に基礎絶縁可能な間隙が設けられたカバー部材と、を有することを特徴とする定着装置。【選択図】  図７
2016126248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に電気的に接続された給電部材と、
シート上のトナー像をニップ部にて加熱する加熱回転体であって、前記給電部材からの給電により発熱する発熱層と、前記発熱層に給電すべく加熱回転体の幅方向の一端側の外周面において前記給電部材に摺動可能に接触してこれと電気的に接続する電極部と、を備えた加熱回転体と、
前記電極部よりも前記幅方向の中央側において前記加熱回転体に接触して前記加熱回転体との間に前記ニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記ニップ部側の空間から前記電極部側の空間へのトナーの移動を抑制するように前記加熱回転体の前記幅方向の一端側を覆うカバー部材であって、前記幅方向に直交して且つ水平な方向において前記加熱回転体の長さが最大となる位置よりも鉛直方向下側では前記電極部との間に基礎絶縁可能な間隙が設けられたカバー部材と、を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ニップ形成部材は、前記電極部にその鉛直方向の下側から対向する軸部と、前記軸部よりも大径であって前記軸部よりも前記幅方向の中央側において前記加熱回転体に接触して前記加熱回転体との間に前記ニップ部を形成するニップ形成部と、を備えたローラであって、
前記カバー部材は、前記位置よりも前記加熱回転体の鉛直方向の上側を非接触に覆う第１のカバー部と、前記位置よりも前記加熱回転体の鉛直方向の下側を非接触に覆う第２のカバー部であって前記電極部との間隔が前記電極部と前記軸部の最寄りの間隔よりも大きい第２のカバー部と、を備え、
前記第２のカバー部は、前記電極部と前記軸部が前記最寄りの間隔で対向する領域において開口を有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】
前記幅方向において、前記開口の幅は前記電極部の幅以上であ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】
前記カバー部材は、前記ニップ部よりも前記幅方向の一端側で且つ前記電極部よりも前記幅方向の中央側において、前記加熱回転体の外周面に最も近接して対向する対向部を備え、
前記開口は前記対向部よりも前記幅方向の一端側に位置することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記加熱回転体は無端状のベルトであって、
前記幅方向の一端側において、前記ベルトの前記幅方向の一端に接触して前記ベルトの前記幅方向の移動を規制する規制部材を有し、
前記開口は前記規制部材よりも前記幅方向の中央側に位置することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記加熱回転体は、前記幅方向において前記加熱回転体の外周面を前記ニップ部側の領域と前記電極部側の領域に区切るように前記電極部よりも前記加熱回転体の外周面から突出した突出部を備え、
前記開口は前記突出部よりも前記幅方向の一端側に位置することを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記加熱回転体は、前記加熱回転体の外周面を前記幅方向において前記電極部側の領域とこれよりも前記一端側の領域とに区切るように前記電極部よりも前記加熱回転体の外周面から突出した更なる突出部を備え、
前記開口は前記更なる突出部より前記幅方向の中央側に位置することを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記加熱回転体は、前記発熱層に給電すべく前記幅方向の他端側の外周面において別の給電部材に摺動可能に接触してこれと電気的に接続する別の電極部を備え、
前記ニップ部側の空間から前記別の電極部側の空間へのトナーの移動を抑制するように前記加熱回転体の前記幅方向の他端側を覆う別のカバー部材であって、前記位置よりも鉛直方向下側では前記別の電極部との間に基礎絶縁可能な間隙が設けられた別のカバー部材と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート上のトナー像を加熱する定着装置に関する。この定着装置は、例えば、電子写真方式や静電記録方式を採用した、プリンタ、複写機、ファクシミリ、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置に用いられ得る。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像形成装置では、シート上にトナーの画像を形成して、これを定着装置により加熱、加圧することでシートに画像を定着させている。このように用いられる定着装置において、通電によって発熱する抵抗体（発熱層）を表面に備えるヒートローラ（加熱回転体）を用いる定着装置が提案されている。
【０００３】
詳細には、この定着装置は、抵抗体に通電する為の給電部をヒートローラの端部に備えており、電源に接続された接触子（給電部材）を給電部（電極部）に接触させることで抵抗体に給電を行っている。また、この定着装置は、給電部と接触子の間に異物が侵入しないように、接触子及び給電部を覆うカバー部材を設けている。この定着装置は、上述した構成により、接触子と給電部の間の接触不良が防止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公平６−３３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように電極部をカバー部材で覆う構成を備えた定着装置は次のような課題を生じる。それは、給電部材と電極部の摺擦によって生じた摩耗粉がカバー部材内に溜まった場合に、電極部と摩耗粉の間で放電を生じてしまうという課題である。定着装置は、電極部で放電を生じた場合、発熱層に適切に電力供給を行うことが困難となり、電力効率が低下してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、定着装置において、加熱回転体への給電効率の低下を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、定着装置において、電源に電気的に接続された給電部材と、シート上のトナー像をニップ部にて加熱する加熱回転体であって、給電部材からの給電により発熱する発熱層と発熱層に給電すべく加熱回転体の幅方向の一端側の外周面において給電部材に摺動可能に接触してこれと電気的に接続する電極部とを備えた加熱回転体と、電極部よりも幅方向の中央側において加熱回転体に接触して加熱回転体との間にニップ部を形成するニップ形成部材と、ニップ部側の空間から電極部側の空間へのトナーの移動を抑制するように加熱回転体の幅方向の一端側を覆うカバー部材であって、幅方向に直交して且つ水平な方向において加熱回転体の長さが最大となる位置よりも鉛直方向下側では電極部との間に基礎絶縁可能な間隙が設けられたカバー部材と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、定着装置において、加熱回転体への給電効率の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】実施例１における定着装置の短手断面の図である。
【図３】実施例１における定着装置の長手断面の図である。
【図４】実施例１における定着ベルトの層構成を示す図である。
【図５】実施例１における給電器の配置を示す図である。
【図６】実施例１における給電器の構成を示す図である。
【図７】実施例１における図６のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図８】実施例２における図６のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図９】比較例における図６のＡ−Ａ断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る実施の形態について、実施例を挙げて詳細に説明する。なお、以下の実施例では、画像形成装置について、電子写真プロセスを利用したレーザービームプリンタを例に説明する。以降の説明において、このレーザービームプリンタをプリンタ１と呼ぶ。
【実施例１】
【００１１】
［画像形成部］
図１は、本実施例の画像形成装置であるプリンタ１の断面図である。プリンタ１は、画像形成部１０において感光ドラム１１に形成したトナー像をシートＰに転写して、定着装置４０でシートＰに画像を定着させて、シートＰに画像を形成する画像形成装置である。以下、図１を用いてその構成を詳細に説明する。
【００１２】
図１に示すように、プリンタ１は、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色のトナー像を形成する画像形成部（画像形成ステーション）１０を備えている。画像形成部１０は図１の左側から順にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色に対応した４つの感光ドラム１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋ）を備えている。また、各感光ドラム１１の周囲には同様の構成として以下が配置されている。帯電器１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋ）。露光装置１３（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋ）。現像装置１４（１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｂｋ）。一次転写ブレード１７（１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｂｋ）。クリーナ１５（１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋ）。以後、Ｂｋ色のトナー像を形成する構成について代表して説明し、他色に対応した構成については同一の記号を用いて記載してその説明を省略する。したがって、特に区別のない場合には上述した構成を次のように表記する。つまり、単に感光ドラム１１、帯電器１２、露光装置１３、現像装置１４、一次転写ブレード１７、クリーナ１５と称する。
【００１３】
本実施例では画像形成に用いるトナーとして、粉砕トナーの内部にワックス成分が微分散されたトナーを用いた。
【００１４】
電子写真感光体としての感光ドラム１１は駆動源（不図示）によって矢印方向（図１中の反時計回り方向）に回転駆動する。感光ドラム１１の周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電器１２、露光装置１３、現像装置１４、一次転写ブレード１７、クリーナ１５が配置されている。
【００１５】
感光ドラム１１は、帯電器１２によってその表面をあらかじめ帯電される。その後、感光ドラム１１は、画像情報に応じてレーザ光を照射する露光装置１３によって露光され、静電潜像を形成される。この静電潜像は、現像装置１４によってＢｋ色のトナー像になる。このとき他の色についても同様の工程がおこなわれる。そして、各感光ドラム１１上のトナー像は、一次転写ブレード１７によって、中間転写ベルト３１に順次一次転写される。一次転写後、感光ドラム１１に転写されず残ったトナーは、クリーナ１５によって除去される。こうして、感光ドラム１１の表面は清浄になり、次の画像形成が可能な状態となる。
【００１６】
一方、給送カセット２０又はマルチ給送トレイ２５に置かれたシートＰは、給送機構（不図示）によって１枚ずつ送り出されてレジストローラ対２３に送り込まれる。シートＰとは、その表面に画像が形成される部材である。シートＰの具体例として、普通紙、厚紙、樹脂製のシート状部材、オーバーヘッドプロジェクター用フィルムなどがある。レジストローラ対２３は、シートＰを一旦止めて、シートＰが搬送方向に対して斜行している場合はその向きを真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対２３は、中間転写ベルト３１上のトナー像と同期を取って、シートＰを中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３５との間に送り込む。二次転写ローラ３５は、中間転写ベルト３１上のカラーのトナー像をシートＰに転写する。その後、シートＰは定着装置４０に向かって送り込まれる。そして、定着装置４０は、シートＰ上のトナー像Ｔを加熱、加圧してシートＰに定着する。
【００１７】
［定着装置］
次に、プリンタ１に用いられる定着装置４０について説明する。図２は、定着装置４０の短手断面の図である。図３は、定着装置４０の長手断面の図である。図５は、給電器８０を斜視した図である。
【００１８】
以下の説明において、定着装置４０及びこの定着装置４０を構成する部材に関し、長手方向（幅方向）とはシートＰの面において搬送方向と直交する方向（左右方向、図３）である。短手方向とはシートＰの面において搬送方向と平行な方向（左右方向、図２）である。また、定着装置４０の正面とは、定着装置４０をシート入口側からみた面、背面とはその反対側のシート出口側から見た面である。定着装置４０の左右とは、定着装置４０を正面から見て左または右である。上流側と下流側とは、シート搬送方向に関して、上流側と下流側である。
【００１９】
定着装置４０は、薄肉のフィルムを使ってシートＰ上の画像を加熱する画像加熱装置である。定着装置４０は、その構成が低熱容量であるためクイックスタート性に優れている。
【００２０】
図２に示すように、定着装置４０では、定着ベルト１００（以後、ベルト１００と呼ぶ）がニップパッド１１３（以後、パッド１１３と呼ぶ）と加圧ローラ１１０（以後、ローラ１１０と呼ぶ）に挟持されることでニップ部Ｎが形成される。そして、ベルト１００は矢印方向（時計回り、図２）に、ローラ１１０は矢印方向（反時計回り、図２）に回転して、ニップ部Ｎに給送されたシートＰを挟持して搬送する。このとき、ベルト１００が発熱しているため、シートＰ上の未定着のトナー像Ｔが加熱・加圧されてシートＰに定着される。また、トナー像Ｔに含まれるワックスが溶け出すことにより、ベルト１００上へのトナーの転移が抑制されている。本実施例では、上述のようにして定着処理が行われる。以下、定着装置４０の構成について図を用いて詳細に説明する。
【００２１】
加熱回転体としてのベルト１００は、通電によるジュール熱で発熱し、シート上の画像をニップ部Ｎにて加熱する円筒状（無端状、エンドレス状）のフィルム（ベルト）である。ベルト１００は、所望の幅のニップ部Ｎを形成するために、回転軌道を変化させるように変形可能な可撓性を有することが望ましい。本実施例のベルト１００の寸法は、幅方向（長手方向）の長さが３４０ｍｍであり、ローラ１１０と接触し得る領域において、直径（周方向断面が真円形状であるときの直径）が２４ｍｍ、厚さが９５μｍである。以降、ベルト１００の周方向断面が真円形状であるときの直径をベルト１００の直径と呼び、この直径の方向を径方向又はベルトの厚み方向と呼ぶ。また、ベルト１００の内面にはパッド１１３との摺動性を向上させるために耐熱性のグリスが塗布されている。なお、ベルト１００の層構成については詳細を後述する。
【００２２】
図３に示すように、長手方向においてベルト１００の一端側に設けられたフランジ１１１ａとベルト１００の他端側に設けられたフランジ１１１ｂはベルト１００を回転可能に保持する保持部材である。以後、フランジ１１１ａ、１１１ｂをフランジ１１１と総称する。また、フランジ１１１は、ベルト１００がその長手方向に移動するのを若干許容するように規制し、ベルト１００の周方向の形状変化を若干許容するように規制する規制部材である。フランジ１１１には、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、フェノール樹脂等の耐熱性樹脂材料を用いることができ、本実施例ではＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を用いている。
【００２３】
フランジ１１１ａと加圧アーム１１４ａとの間には加圧バネ１１５ａが縮められた状態で設けられている。フランジ１１１ｂと加圧アーム１１４ｂとの間には加圧バネ１１５ｂが縮められた状態で設けられている。以後、加圧アーム１１４ａ、１１４ｂをアーム１１４と総称し、加圧バネ１１５ａ、加圧バネ１１５ｂをバネ１１５と総称する。
【００２４】
このような構成により、フランジ１１１及びステー１１２を介して加圧バネ１１５の加圧力がパッド１１３に伝わる。本実施例に於けるバネ１１５は、単体の加圧力が１５６．８Ｎ（１６ｋｇｆ）であり、２つを合わせた総加圧力は３１３．６Ｎ（３２ｋｇｆ）である。
【００２５】
ステー１１２は、ベルト１００の内側をその幅方向に沿って貫くように、フランジ１１１ａとフランジ１１１ｂとに支持された部材である。ステー１１２は、パッド１１３をベルト１００の内面にその長手方向で均等に押し付けている。ステー１１２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、本実施例においてはＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）を用いている。
【００２６】
パッド１１３は、ベルト１００の内面に接触してローラ１１０に向けて押圧する部材である。パッド１１３は、発熱して回転するベルト１００の内面に接触するため、耐熱性およびベルト１００内面との摺動性が求められる。パッド１１３の材料としては、絶縁性及び耐熱性の良い樹脂を用いることができる。耐熱性の良い樹脂とはたとえば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂等である。
【００２７】
なお、ＰＥＥＫとは、ポリエーテルエーテルケトンである。ＰＥＳとは、ポリエーテルサルホンである。ＰＦＡとは、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体である。ＰＴＦＥとは、ポリテトラフルオロエチレンである。
【００２８】
パッド１１３は、ベルト１００の回転軌道を規制してニップ部Ｎの寸法を決定する役割を有するため、装置に求められるニップ部Ｎの寸法に応じて設計される。パッド１１３としては、例えば、幅５〜２０ｍｍ、長さ３４０ｍｍ、厚み０．５〜２ｍｍの金属板、セラミック板等の板材が用いられる。本実施例では、ニップ部Ｎの幅（図２の矢印方向長さ）が８ｍｍ〜９ｍｍの範囲となるように幅１０ｍｍ、長手方向長さ３４０ｍｍ、厚み１ｍｍ、のアルミ平板表面にフッ素樹脂コーティングを施したものを用いている。また、パッド１１３は、ベルト１００の回転軌道を安定させるためにその幅方向の角部が丸められている。
【００２９】
保持機構１１６ａ、１１６ｂは、フランジ１１１を保持する機構である。保持機構１１６は、制御回路１５０の指示によって、フランジ１１１の上下方向（図３）における保持位置を決定する。保持機構１１６によるフランジ１１１の保持位置が、図３の位置にある場合、保持機構１１６は、フランジ１１１に対して力を作用させない。このとき、パッド１１３はベルト１００をローラに向けて押圧（加圧）する。保持機構１１６によるフランジの保持位置が、図３よりも上側の圧解除位置にある場合、保持機構１１６ａ、１１６ｂは、加圧バネ１１５の加圧力に抗してフランジ１１１を上方向（図３）に持ち上げる。このとき、パッド１１３はベルト１００をローラ１１０に向けて押圧（加圧）しない。本実施例の保持機構１１６は、フランジ１１１の保持位置を変更する為の構成として制御回路１５０からの信号で伸縮する電磁ソレノイドを備えている。
【００３０】
なお、パッド１１３は、必ずしも板状の部材でなくてもよい。パッド１１３は、ベルト１００をその内面側から押圧してローラ１１０に向かって押圧可能であれば、ローラ形状の部材であってもよい。
【００３１】
ローラ１１０は、ベルト１００に接触することでベルト１００と協働してニップ部Ｎを形成するニップ形成部材（接触回転体）である。ローラ１１０は、ベルト１００の鉛直方向下側からベルト１００に接触する。ローラ１１０は、金属製の芯金１１０ａ上に弾性層１１０ｂが、弾性層１１０ｂ上に離型層１１０ｃが順に積層された多層構造となっている。芯金１１０ａの材料の例としてはＳＵＳ（ステンレス鋼）、ＳＵＭ（硫黄及び硫黄複合快削鋼鋼材）、Ａｌ（アルミニウム）等が挙げられる。弾性層１１０ｂの材料の例としては弾性ソリッドゴム層、弾性スポンジゴム層、あるいは弾性気泡ゴム層が挙げられる。離型層１１０ｃの材料の例としては次のようなフッ素樹脂材料が挙げられる。フッ素樹脂材とは、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）である。
【００３２】
本実施例のローラ１１０は、鉄製の芯金１１０ａと、芯金１１０ａ上の発泡シリコーンゴムの弾性層１１０ｂと、弾性層１１０ｂ上のフッ素樹脂チューブの離型層１１０ｃとを備えた構成となっている。
【００３３】
長手方向おいて、ローラ１１０の弾性層１１０ｂ及び離型層１１０ｃを有する領域は、ベルト１００と接触してニップ部を形成するニップ形成部である。そのため、この部分の長手方向長さがニップ部Ｎの長手方向長さ（図３の矢印方向長さ）に対応する。本実施例ではニップ部Ｎの長手方向の長さが３００ｍｍとなるように、ローラ１１０の弾性層１１０ｂ及び離型層１１０ｃを有する部分の寸法を外径φ３０ｍｍ、長さ３００ｍｍに設けている。
【００３４】
芯金１１０ａ及び軸部１１０ｄはローラ１１０の回転中心に位置する軸部材であり、その外径はφ２０ｍｍである。芯金１１０ａ及び軸部１１０ｄは単一の部材であるが、ここでは、長手方向において弾性層１１０ｃを有する部分を芯金１１０ａと呼び、弾性層１１０ｃがない部分を軸部１１０ｄと呼んでいる。このとき、ニップ形成部の外径は軸部１１０ｄの外径よりも大きい（大径）。
【００３５】
軸部１１０ｄは軸受け４２ａ、４２ｂを介して側板４１に回転可能に保持されている。また、軸部１１０ｄの軸線方向の片方の端部にはギアＧが設けられており、モータＭの駆動をローラ１１０の軸部１１０ｄに伝達する。図２に示すように、モータＭからの駆動が伝達されたローラ１１０は矢印方向（時計回り）に回転駆動する。そして、駆動回転体としてのローラ１１０はニップ部Ｎの摩擦でベルト１００に駆動を伝達することで、ベルト１００を矢印方向（反時計回り）に従動回転させる。
【００３６】
駆動手段としてのモータＭは、制御回路１５０に通電内容を制御されており、制御回路１５０の指示で通電が行われると駆動する。
【００３７】
電源回路７９は、図３に示すように、給電器８０ａ、８０ｂを介してベルト１００に電力を供給する回路である。詳細には、図５に示すように、長手方向の一端側においてベルト１００に取り付けられた給電器８０ａと、長手方向の他端側においてベルト１００に取り付けられた給電器８０ｂと、を介して電源回路７９はベルト１００に電気的に接続している。以後、給電器８０ａ、８０ｂを給電器８０と総称する。そして、ベルト１００の長手方向一方の端部側と他方の端部側で電位差が生じるように、ベルト１００に実効値８０〜１００［Ｖ］の交流電圧を印加する。このとき、給電方向におけるベルト１００の電気抵抗は常温時で１０．０［Ω］であるため、供給電力は８００〜１０００［Ｗ］である。供給電力の調整は位相制御／波数制御などによって行われる。なお、電源回路７９がベルト１００に印加する電圧は一定電圧（直流）でもよいが、ベルトの発熱効率の観点から、交流電圧を印加することが望ましい。
【００３８】
サーミスタＴｈは、長手方向の中央近傍においてベルト１００の内面の温度を検出するセンサである。サーミスタＴｈはベルト１００の回転軌道に追従できるようにベルト１００の内面に弾性的に押し当たっている。サーミスタＴｈは、Ａ／Ｄコンバータ（不図示）を介して制御回路１５０に接続されており、検出した温度に応じた出力信号を制御回路１５０に送信する。
【００３９】
制御回路１５０は、各種制御に伴う演算を行うＣＰＵと、各種プログラムを記憶したＲＯＭ等の不揮発媒体を備えた回路である。このＲＯＭにはプログラムが記憶されており、ＣＰＵがこれを読みだして実行することで、各種制御を実行する。なお、制御回路１５０としては、同様の機能を果たせばＡＳＩＣ等の集積回路などでもよい。
【００４０】
図３に示すように、制御回路１５０は、電源回路７９の通電を制御するために電源回路７９と電気的に接続している。制御回路１５０は、サーミスタＴｈの出力を検出するためにサーミスタＴｈと電気的に接続している。制御回路１５０は、モータＭの駆動を制御する為にモータＭと電気的に接続している。
【００４１】
制御回路１５０はサーミスタＴｈからの出力に基づいて電源回路７９の通電制御パターンに反映させている。制御回路１５０は、上述した構成により、サーミスタＴｈの検知温度に応じて、電源回路７９によるベルト１００への通電を制御する。つまり、制御回路１５０は、ベルト１００が所定の温度となるようにその発熱を制御している。制御回路１５０は、具体的には次のような制御をおこなう。
【００４２】
例えば、外部情報端末２００から送信された定着動作開始の信号を制御回路１５０が受け付けると、制御回路１５０は、電源回路７９を作動させて給電器８０に給電を開始する。そして、制御回路１５０は、ベルト１００ｍｐ内面に配置されたサーミスタＴｈの検知温度が所定の目標温度Ｕ１（本実施例では、１６０℃）に達するまで、給電器８０に給電しつづける。サーミスタＴｈの検知温度が目標温度Ｕ１に到達したら、制御回路１５０は、モータＭを駆動させる。こうして、モータＭの駆動によりローラ１１０が回転駆動され、それに伴ってベルト１００が従動回転する。電源回路７９による給電器８０への給電を続けて、サーミスタＴｈの検知温度が目標温度Ｕ２（本実施例では、１６５℃）に達すると、制御回路１５０は未定着のトナー像Ｔを担持したシートＰをニップ部Ｎに導入する。こうして、制御回路１５０は、定着装置４０によるシートＰの定着処理を制御する。他のシートＰに続けて定着処理を施す場合、制御回路１５０は、サーミスタＴｈの検知温度に応じて電源回路７９の供給電力を制御して、ベルト１００を目標温度Ｕ２の近傍で安定させる。なお、本実施例では、電源回路７９の供給電力の調整を波数制御によって行っている。定着動作の終了条件に達すると、制御回路１５０は、電源回路７９によるベルト１００への供給電力を停止させ、モータＭの駆動を停止させる。
【００４３】
［定着ベルト］
次に本実施例のベルト１００及びその周辺の構成について詳細に説明する。図４は、実施例１におけるベルト１００の部分断面図である。定着装置４０は、通電によって発熱する抵抗発熱層１０２（以下、発熱層１０２と呼ぶ）を備えたベルト１００を用いている。定着装置４０では、ベルト１００それ自体が発熱するため、シートＰ上のトナー像に効率よく熱を供給することができ、省エネルギー性に優れている。
【００４４】
本実施例におけるベルト１００は、図４に示すように、ベルト内面側からベルト外周面側へ順に、基層１０１、発熱層１０２、離型層１０４を備えた３層複合構造である。ベルト１００の長手方向の一端側の一部領域には、発熱層１０２が設けられておらず電極層１０５ａが設けられている。ベルト１００の長手方向の他端側の一部領域には、発熱層１０２が設けられておらず電極層１０５ｂが設けられている。以降、特別に区別のない場合は電極層１０５ａ、１０５ｂをまとめて電極層１０５と表記する。なお、ベルト１００は、必ずしも３層構造である必要は無く、例えば、カラー画像を形成する場合に良好な画質を得るために、離型層１０４および発熱層１０２の間に、シリコーンゴムなどからなる弾性層を設けてもよい。
【００４５】
また、図４に示すように、本実施例のベルト１００の外周面には、内側保護部材１２１ａ、１２１ｂ及び外側保護部材１２２ａ、１２２ｂが取り付けられている。このような構成により、電極部１０６ａ、１０６ｂへの異物の侵入が抑制されている。以後、特に区別のない場合、内側保護部材１２１ａ、１２１ｂ及び外側保護部材１２２ａ、１２２ｂを保護部材１２０と総称する。以下、ベルト１００の各構成について詳細に説明する。
【００４６】
基層１０１はベルト１００のベースとなる層であり、パッド１１３の加圧力によって変形するベルト１００の可撓性と強度を維持する。また、発熱層１０２からの漏電を防止する絶縁性を備えている。基層１０１の材料としてはポリイミド等の耐熱性樹脂材料を使用できる。基層１０１は、薄いと破損しやすく厚いと変形しにくいため、強度と柔軟性が適度に両立するように、２０μｍ以上１００μｍ以下の厚さとすることが望ましい。本実施例では、厚さ５０μｍ、直径が２４ｍｍの円筒状のポリイミドフィルムを用いている。
【００４７】
発熱層１０２は通電により発熱する層であり、基層１０１上に設けられている。発熱層１０２の材料としては、ポリイミド等の耐熱性樹脂に電気抵抗値を調整するためのカーボンや金属粉体等の導電性フィラーを分散したものが使用できる。本実施例では、カーボンを分散させたポリイミドからなる厚み２５μｍの抵抗発熱体のコート層を用いており、その電気抵抗値は１０［Ω］である。なお、発熱層１０２の電気抵抗は、定着装置４０に求められる発熱量によって適宜決定すればよく、導電性フィラーの添加量により適宜調整することができる。
【００４８】
離型層１０４は、オフセットの防止やシートＰの分離性を向上させるための層である。離型層１０４は、発熱層１０２からの漏電を防止する絶縁性を備えている。離型層１０４の材料としては絶縁性を有するフッ素樹脂材料、例えばＰＦＡ、ＰＴＦＥなどを用いることができる。離型層１０４は、摩耗強度と低熱量の両立を考慮して１０〜５０μｍの厚さであることが望ましい。本実施例では、厚さ２０μｍの絶縁性のＰＦＡ樹脂チューブを用いた。本実施例では、ベルト１００の幅方向の中央の領域３００ｍｍに離型層１０４が設けられており、この領域がローラ１１０と接触する領域となる。
【００４９】
電極層１０５（１０５ａ、１０５ｂ）は、発熱層１０２の全周に満遍なく通電するための層である。電極層１０５ａはベルト長手方向の一端側において発熱層１０２に電気的に接続している。電極層１０５ｂはベルト長手方向の他端側において発熱層１０２に電気的に接続している。そのため、電極層１０５ａ、１０５ｂの間に電圧を印加することによって発熱層１０２に給電ができる。図４に示すように、電極層１０５ａは後述する給電部材８１ａと摺動可能に接触してこれと電気的に接続する電極部１０６ａを備える。電極層１０５ｂは後述する給電部材８１ｂと摺動可能に接触してこれと電気的に接続する電極部１０６ｂを備える。以後、電極部１０６ａ、１０６ｂを電極部１０６と総称する。
【００５０】
なお、電極層１０５は発熱層１０２の幅方向一端側の領域に電気的に接続されていればよく、図４に示すように、発熱層１０２の幅方向端部に隣接する構成のみには限られない。例えば、発熱層１０２の層上に電極層１０５をコート処理する構成であってもよい。したがって、電極層１０５と発熱層１０２の電気的な接点の位置は、発熱層１０２の幅方向端部に限られず、発熱層１０２の幅方向端部から中央側に多少ずれた位置であってもよい。
【００５１】
電極層１０５には、ニッケル銅やロジウムなどの摩耗耐性と低抵抗を兼ね備えた材料が使用できる。このように発熱層１０２に比べて電極層１０５の抵抗を十分に小さくすることで、電極層１０５での発熱を抑えることができる。本実施例では、電極層１０５をニッケル銅を使用して厚さ３０μｍで形成した。また、ベルトの長手方向の両端部からそれぞれ１５ｍｍまでの領域では、電極層１０５を離型層で覆わずに、外周面に露出させている。
【００５２】
なお、本実施例では電極層１０５をベルト１００の層の一つとして構成したが、これとは異なる構成であってもよい。例えば、発熱層１０２に電気的に接続可能となるように、導電性の接着剤で接着された金属製のリング状部材を電極層１０５の代わりに用いてもよい。このような構成であっても、電極部１０６で給電部材８１と摺動可能に接触してこれと電気的に接続することで、発熱層１０２に給電を行うことができる。
【００５３】
保護部材１２０は、電極部１０６に異物が侵入（付着）しないように、ベルト１００の表面に取り付けられた部材である。保護部材１２０の材料としては、耐熱性を有する樹脂や弾性体を利用できる。本実施例では、ベルト１００の変形に無理なく追従できるように、弾性を有するシリコーンゴムを保護部材１２０の材料として用いた。また、保護部材１２０は、その内周にベルト１００が嵌め合わされ、シリコーン系の耐熱性の接着剤でベルト１００上に接着される。このとき、保護部材１２０は離型層１０４上よりも電極層１０５上に接着する方が剥離し難い点で望ましい。
【００５４】
保護部材１２０は、ベルト１００の短手断面方向から見たときリング状をした部材である。保護部材１２２の内径は２４ｍｍ、外径は２８ｍｍである。また、長手方向における保護部材１２０の幅は３ｍｍである。
【００５５】
保護部材１２０は、詳細には、内側保護部材１２１ａ，１２１ｂと外側保護部材１２２ａ，１２２ｂとを備える。以後、特に区別のない場合、内側保護部材１２１ａ、１２１ｂを保護部材１２１と総称する。外側保護部材１２２ａ、１２２ｂを保護部材１２２と総称する。
【００５６】
突出部として機能する保護部材１２１は、電極部１０６にニップ部Ｎ側からの異物（トナー、紙粉等）が付着することを抑制するためにベルト１００の表面上に設けられた部材である。
【００５７】
保護部材１２１は、ベルト１００の短手断面方向から見たときリング状をした部材である。保護部材１２１は、ニップ部Ｎよりも長手方向の外側で且つ電極部１０６よりも長手方向の中央側においてベルト１００の表面上に設けられる。詳細には、長手方向において、ベルト１００のニップ部Ｎ側（ニップ部側）の領域から電極部１０６ａ側の領域にトナーが侵入しないように、電極部１０６ａよりも長手方向の中央側の位置おいてベルト１００上に保護部材１２１ａが設けられている。また、長手方向において、ベルト１００のニップ部Ｎ側の領域から電極部１０６ｂ側の領域にトナーが侵入しないように、電極部１０６ｂよりも長手方向の中央側の位置おいてベルト１００上に保護部材１２１ｂが設けられている。換言すると、保護部材１２１ａは、ベルト１００の外周面の全周をその幅方向の中央側の領域と電極部１０６ａ側の領域に区切る（隔てる）ように設けられる。保護部材１２１ｂは、ベルト１００の外周面の全周をその幅方向の中央側の領域と電極部１０６ｂ側の領域に区切る（隔てる）ように設けられる。
【００５８】
保護部材１２２は、ベルト１００の内部から漏れだしたグリスが電極部１０６に付着しないように、ベルト１００の表面上に設けられた部材である。
【００５９】
［給電器］
次に、定着装置４０の給電器８０に関する構成について説明する。本実施例では、ベルト１００の長手方向の一端側に給電器８０ａを取り付け、ベルト１００の長手方向の他端側に給電器８０ｂを取り付けることでベルト１００に給電を行っている。図８は、本実施例における給電器８０ｂの長手断面の図である。図９は、定着装置４０の長手方向端部における短手断面の図である。なお、給電器８０は長手方向の左右に対象に配置されるため、ここでは給電器８０ｂの図を用いて給電器８０についての説明を行う。
【００６０】
図８に示すように、給電器８０ａは、給電部材８１ａと、保護カバー８２ａと、締結部材８６ａと、を備えている。給電器８０ｂは、給電部材８１ｂと、保護カバー８２ｂと、締結部材８６ｂと、を備えている。以後、特に区別のない場合、給電部材８１ａ、８１ｂを給電部材８１と総称する。保護カバー８２ａ、８２ｂをカバー８２と総称する。締結部材８６ａ、８６ｂを締結部材８６と総称する。そして、給電器８０は、回転するベルト１００の電極部１０６に給電部材８１を摺動させながらこれに電気的に接続することで、抵抗発熱層１０２に通電してこれを発熱させている。
【００６１】
本実施例では、給電部材８１と電極部１０６の間にトナーが侵入しないように、給電部材８１及び電極部１０６を覆うようにカバー部材としてのカバー８２を配置している。カバー８２はベルト１００の外周面に対して非接触に設けられているため、ベルト１００の回転（走行）安定性を悪化させることがない。さらに、カバー８２は、保護部材１２１と組みあわせて配置されることで、給電部材８１と電極部１０６の間にトナーが侵入することを効果的に抑制する。換言すると、カバー８２と保護部材１２１はニップ部側の空間から電極部側の空間へのトナーの移動を抑制する防塵機構として機能する。以下、図面を用いて詳細に説明する。
【００６２】
給電部材８１は、電極層１０５に接触してこれと電気的に接続する部材である。詳細には、給電部材８１ａは、電極層１０５ａに電気的に接続するために、図４に示すように、ベルト１００の長手方向の一端側においてベルト１００の外周面側から電極部１０６ａに摺動可能に接触している。給電部材８１ｂは電極層１０５ｂに電気的に接続するために、ベルト１００の長手方向の他端側においてベルト１００の外周面側から電極部１０６ｂに摺動可能に接触している。
【００６３】
給電部材８１は、回転する電極層１０５に対して安定して電気的に接続できるように、金属やカーボンなどの導電性の材料を用いることができる。また、給電部材８１としては、ブラシ形状や板ばね形状、ローラ形状等の種々の形状を採用できる。本実施例では、給電部材８１として、ステンレス製の板ばねの先端にカーボンチップが取り付けられた物をもちいた。本実施例の給電部材８１は、カーボンチップのベルト１００の長手方向に沿った長さが３ｍｍ、ベルト１００の周方向に沿った長さが５ｍｍ、ベルト１００の厚み方向に沿った長さが５ｍｍである。したがって、電極部１０６の長手方向における幅は、ベルト１００の寄り移動（本実施例では０．５ｍｍ）を加味して３．５ｍｍである。図２に示すように、給電部材８１は、電極層１０５の外周面に向かって弾性的に押し当てられているため、回転するベルト１００の変形に追従して接触する。
【００６４】
カバー８２ａは、給電部材８１ａ、保護部材１２０及び電極部１０６ａを覆うことでこれらをトナーから保護する部材である。換言すると、カバー８２ａは、ニップ部Ｎ側の空間から電極部１０６ａ側の空間へのトナーの移動を抑制するようにベルト１００の長手方向の一端側を覆っている。図８に示すように、カバー８２ａは、覆い部８３ａと隔壁部８４ａを備え、締結部材８６ａによってフランジ１１１ａに固定されている。本実施例ではカバー８２ａは、ベルト１００の長手方向の一端側を１５ｍｍ覆っている。
【００６５】
カバー８２ｂは、給電部材８１ｂ及び電極部１０６ｂを覆うことでこれらをトナーから保護する部材である。換言すると、カバー８２ｂは、ニップ部Ｎ側の空間から電極部１０６ｂ側の空間へのトナーの移動を抑制するようにベルト１００の長手方向の他端側を覆っている。カバー８２ｂは、覆い部８３ｂと隔壁部８４ｂを備え、締結部材８６ｂによってフランジ１１１ｂに固定されている。本実施例では、カバー８２ｂは、ベルト１００の長手方向の他端側を１５ｍｍ覆っている。以後、特別に区別のない場合、覆い部８３ａ、８３ｂを覆い部８３と呼ぶ。隔壁部８４ａ、８４ｂを隔壁部８４と呼ぶ。カバー８２には、絶縁性及び耐熱性のいい材料が用いられる。その材料としては、例えば、ＰＰＳ樹脂やＬＣＰ樹脂が挙げられる。本実施例のカバー８２は、ＰＰＳ樹脂で各面の厚さが１ｍｍとなるように形成されている。
【００６６】
覆い部８３は、カバー８２のうち、電極部１０６の全周を、ベルト１００の厚み方向の外側から覆う部位である。覆い部８３は、電極部１０６に給電部材８１が接触できるように、給電部材８１を内包している。
【００６７】
隔壁部８４は、カバー８２のうち、ニップ部Ｎ側の空間と電極部側の空間を隔てるように、ベルト１００の表面と非接触に設けられる部位である。カバー８２が締結部材８６（例えばナットとボルト）によってフランジ１１１に固定されているため、隔壁部８４はベルト１００の表面との間に精度よく間隔を形成することができる。ここで、隔壁部８４よって囲まれた空間を開口８５と呼ぶ。
【００６８】
本実施例では、開口８５は円形状をしており、ベルト１００と隔壁部８４を非接触にすべく、その直径はベルト１００の外径より大きい。換言すると、対向部としての隔壁部８４は、ベルト１００の外周面と対向する対向面としての環状の内周面を備えており、その内径はベルト１００の外径よりも大きい。
【００６９】
本実施例では開口８５の直径Ｄ２は２６．４ｍｍである。したがって、隔壁部８４とベルト１００との間には、ベルト１００の全周において１．２ｍの間隙（間隔）が形成される。また、開口８５の直径は、保護部材１２１の外径よりも小さい。そのため、給電器８０ａを長手方向他端側から見た場合、保護部材１２１ａと隔壁部８４ａはその全周においてオーバーラップする位置関係となる。これは、給電器８０ｂを長手方向一端側から見た場合も同様である。換言すると、保護部材１２１は、隔壁部８４と接触せずにベルト厚み方向においてこれとオーバーラップする関係となるようにベルトの全周から突出している。
【００７０】
上述した構成により、定着装置４０は、電極部１０６へのトナーの侵入をカバー８２と保護部材１２１によって効果的に抑制することができる。このようにして、保護部材１２１及びカバー８２は、ニップ部Ｎ側の空間から電極部１０６側の空間へのトナーの移動を抑制する防塵機構として機能する。
【００７１】
なお、本実施例では、保護部材１２０を隔壁部８４よりも長手方向の外側に配置したが、保護部材１２１を隔壁部８４よりも長手方向の中央側に配置してもよい。つまり、保護部材１２１は、カバー８２の内側にあっても外側にあってもよい。このような構成であっても、ベルト１００の短手方向断面からみて保護部材１２１と隔壁部８４がオーバーラップする位置関係となっていれば、電極部１０６へのトナーの侵入を効果的に抑制できる。また、加熱回転体がベルト１００ではなく駆動回転する定着ローラである場合は、定着ローラ表面に保護部材１２０を設けずに、隔壁部８４の内周面にブラシを設けて定着ローラ表面と摺動させてもよい。このような構成であっても、電極部１０６へのトナーの侵入を効果的に抑制できる。
なお、本実施例のカバー８２は、図７に示すように、大きく分けて二つの部材を備えている。詳細には、カバー８２は、上カバー８２ａＴと下カバー８２ａＢとを備えている。カバー８２ｂは、上カバー８２ｂＴと下カバー８２ｂＢとを備えている。以後、区別のない場合、上カバー８２ａＴ、８２ｂＴを上カバー８２Ｔと総称する。下カバー８２ａＢ、８２ｂＢを下カバー８２Ｂと総称する。上カバー８２Ｔと上カバー８２Ｂは、締結部材８９によって、継ぎ目に隙間が生じないように確実に固定される。締結部材８９は例えばナットとボルトの組み合わせである。カバー８２は上述した構成により、ベルト１００に対して着脱が容易である。また、カバー８２は、ベルト１００を覆って且つローラ１１０を覆わないため、定着装置４０において、ベルト１００とローラ１１０をそれぞれ個別に着脱することが容易である。
【００７２】
定着装置４０は、未定着のトナー像Ｔが載ったシートＰを搬送するため、少なからず装置内にトナーが飛散してしまう。そこで、第１のカバー部としての上カバー８２Ｔは、短手方向（長手方向に直交して且つ水平な方向）においてベルト１００が最大幅（本実施例では２４ｍｍ）となる位置よりも上側を非接触に覆っている。このような構成によって、電極部にトナ等の異物が降り積もることが抑制でき、給電部材８１と電極部１０６の間にトナー等の異物が侵入することを抑制できる。
【００７３】
また、本実施例で使用するトナーは、定着時にベルト１００との離型性を良くするために、パラフィンワックス及びシリコーンオイルを離型材として含有（内包）している。上述したトナーが定着装置４０内で加熱されると、ワックスが揮発して、定着装置４０内に漂った状態となる。定着装置４０内を漂うワックスは給電部材８１や、電極部１０６に付着した場合、これらの表面に固着してしまう可能性がある。その場合、ワックスは絶縁性であるため、給電部材８１と電極部１０６の間の電気的な接続が不安定となってしまう。
【００７４】
そこで、第２のカバー部としての下カバー８２Ｂは、上カバー部８２Ｔと協働してベルト１００の全周を覆うことで、気化したワックスから電極部１０６及び給電部材８１を保護している。下カバー８２Ｂは、ローラ１１０の回転を妨げないように軸部１１０ｄとは非接触に配置することが望ましい。
【００７５】
ここで、図９の比較例に示すカバー８２を試作して、定着装置４０に用いて１万枚の定着処理をおこなったところ次のような結果が得られた。すなわち、下カバー８２Ｂの内面に摩耗粉の薄層が形成されることが判明した。なお、摩耗粉とは給電部材８１及び電極層１０５が摩耗して出来た導電性の粉である。給電部材８１と電極部１０６の間で発生した摩耗粉は、電極部１０６の表面につれ回り、やがて重力によってカバー８２の底部に落下する。このようにして形成されたものが上述した摩耗粉の薄層である。
【００７６】
そして、この摩耗粉の薄層によって、本来であれば放電を生じない絶縁性の下カバー８２Ｂと電極部１０６の間で放電が発生することがわかった。なお、比較例ではベルト１００に保護部材１２０を取り付けず、下カバー８２Ｂの内面と電極部１０６の間の間隔が１ｍｍとなるように、カバー８２を設けた。
【００７７】
電極部１０６から放電が発生すると、発熱層１０２への給電効率が低下するため、ベルト１００の温度の立ち上げ性能が低下してしまう。そのため、下カバー８２Ｂは、内面に多少の摩耗粉が付着しても電極部１０６との間に放電を生じないことが望ましい。そこで、本実施例では、電極部１０６と下カバー８２Ｂの間に絶縁可能な間隙（空間距離）を設けた。間隙の大きさはＪＩＳＣ６９５０−１（情報技術機器−安全性−第１部：一般要求事項、日本工業標準調査会）に基づいて決定した。本実施例では、一次回路としての電源回路７９のピーク動作電圧が４２０Ｖ以下であるので、基礎絶縁可能な空間距離として２ｍｍ以上の間隙を設けた。
【００７８】
定着装置４０は、上述した構成により、電極部１０６と摩耗粉の薄層間の放電を抑制することができ、ベルト１００に安定して給電出来るようになっている。  ［摩耗粉の排出］
次に、カバー８２から摩耗粉を排出する構成について説明する。図７は、本実施例における図６のＡ−Ａ断面の図である。図９は、比較例における図６のＡ−Ａ断面の図である。
【００７９】
上述したように、下カバー８２Ｂと電極部１０６に絶縁可能な間隙を設けられた定着装置４０は、カバー８２内の放電を抑制でき、十分に実用的である。
しかしながら、本願発明人の検討によれば、定着装置４０において、３０万枚の定着処理をおこなった場合、下カバー８２Ｂの内面に形成される摩耗粉の層が下カバー８２Ｂの底部では１．５ｍｍに到達することが判明した。
【００８０】
ここで、電極部１０６と下カバー８２Ｂの間の間隙は可能な範囲で大きく設けることが望ましいが、下カバー８２Ｂは、ベルト１００の鉛直方向下側にある軸部１１０ｄの回転を妨げないように軸部１１０ｄと非接触であることが求められる。本実施例において電極部１０６と軸部１１０ｄの最寄りの間隔（最短距離）は５ｍｍである。また、下カバー８２Ｂの外面と軸部１１０ｄには１ｍｍの間隙が設けられ、カバー８２の厚さは１ｍｍである。したがって、仮に下カバー８２Ｂに底部を設けた場合、底部と電極部１０６の間隙は３ｍｍとなる。そのため、仮に本実施例の下カバー８２Ｂの底部に１．５ｍｍの摩耗粉が積層した場合、摩耗粉の層の表面と電極部１０６の間隙が１．５ｍｍとなってしまい、放電する虞がある。そこで、上述した課題を解決するため、本実施例の定着装置４０では、カバー８２の構成に工夫を施した。詳細には、カバー８２内において、電極部１０６の近傍位置で摩耗粉が蓄積されないように、カバー８２の底部に開口８７を設けて、定着装置４０の底部に摩耗粉を排出している。上述した構成により本実施例ではカバー８２内における放電を抑制できた。以下、図面を用いて詳細に説明する。
【００８１】
また、下カバー８２Ｂは、電極部１０６と芯金１１０ａの軸部との間の領域において開口８７を備える。詳細には、下カバー８２Ｂには、軸部１１０ｄと電極部１０６が最寄りの間隔で対向することを遮らないように開口８７が設けられている。本実施例では、電極部１０６と給電部材８１の間で生じた摩耗粉を開口８７から落下させることでカバー８２の外部に排出している。具体的には、給電部材８１と電極部１０６の間で発生した摩耗粉は、電極部１０６の表面につれ回って移動し、やがて重力によって図７の下方向に落下する。このとき、下カバー８２Ｂには開口８７が設けられているため、ほとんどの摩耗粉は、定着装置４０の底部に設けられた受け皿１３０ａ，１３０ｂに直接的に降り積もる。以後、区別のない場合、受け皿１３０ａ，１３０ｂを受け皿１３０と総称する。また、一部の摩耗粉は、軸部１１０ｄ上に落下するが、軸部１１０ｄが矢印方向に回転するため、積層することなく受け皿１３０に落下する。このような構成により、本実施例ではカバー８２内で摩耗粉が降り積もることが抑制されている。そのため、本実施例の定着装置４０はカバー８２内での放電の発生が抑制されている。
【００８２】
図６に示すように、長手方向における開口８７の幅はＤ２である。幅Ｄ２は電極部１０６から落下する摩耗粉が確実に開口８７を通過できるように、電極部の幅Ｄ１以上であることが望ましい。本実施例では、Ｄ１は３．５ｍｍであるため、幅Ｄ２は３．５ｍｍ以上であることが望ましい。また、幅Ｄ２は最大で隔壁部８４とフランジ１１１の間の長さＤ４（本実施例では１５ｍｍ）を取り得る。換言すると、開口８７は、長手方向において、隔壁部８４よりも長手方向の外側に位置する。開口８７は、長手方向において、フランジ１１１よりも長手方向の中央側に位置する。しかしながら、カバー８２内への気化ワックスの侵入を抑制するため、Ｄ２は出来るだけ小さい幅であることが望ましい。摩耗粉が保護部材１２２を乗り越えないことを考慮すると、保護部材１２１−１２２間の間隔である幅Ｄ３（本実施例では５．５ｍｍ）以下となるように幅Ｄ２を設けることが望ましい。換言すると、開口８７は、長手方向において、保護部材１２１よりも長手方向の外側に位置することが望ましい。開口８７は、長手方向において、保護部材１２２よりも長手方向の中央側に位置することが望ましい。以上のことから、本実施例では幅Ｄ２を４ｍｍとした。
【００８３】
短手方向（長手方向に直交して且つ水平な方向）において、開口８７の領域はＷ４である。領域Ｗ４は最大で下カバー８２Ｂの両側板間の領域Ｗ５（本実施例では４５ｍｍ）を取り得る。しかしながら、カバー８２内への気化ワックスの侵入を抑制するため、領域Ｗ４は出来るだけ小さい幅であることが望ましい。
【００８４】
摩耗粉が電極部１０６から鉛直下向きに落下することを考慮すると、領域Ｗ４は短手方向におけるベルト１００の領域Ｗ２（本実施例では２４ｍｍ）以上であることが望ましい。また、摩耗粉が軸部１１０ｄから鉛直下向きに落下することを考慮すると領域Ｗ４は短手方向における軸部１１０ｄの領域Ｗ１（本実施例では１６ｍｍ）以上であることが望ましい。本実施例では、短手方向において領域Ｗ１と領域Ｗ２の位置が重複しているため、領域Ｗ４の幅は領域Ｗ２の幅以上であることが望ましい。しかしながら、本実施例の効果は、軸部１１０ｄの中心軸線が、領域Ｗ２の領域内で移動した場合であっても適用することができる。そのため、領域Ｗ１と領域Ｗ２の位置が完全には重ならない場合もある。その場合は、短手方向において領域Ｗ１または領域Ｗ２のいずれかが位置する領域（Ｗ１∪Ｗ２）の幅以上となるように領域Ｗ４を設けるとよい。
【００８５】
本実施例では、ベルト１００の領域Ｗ２に給電部材８１の突出長さを足した領域Ｗ３（本実施例では２９ｍｍ）をＷ４の幅として設定した。
【００８６】
上述した構成により、本実施例では、電極部１０６の鉛直方向下側の半分とこれに対向する対向する部材（下カバー８２Ｂ、軸部１１０ｄ）の間の間隙が５ｍｍ以上となっている。なお、５ｍｍの間隔とは、電極部１０６と軸部１１０ｄの最寄りの間隔Ｂに相当する。つまり、電極部１０６と下カバー８２Ｂの間隔は、電極部１０６と軸部１１０ｄの間隔以上である。また、最寄りの間隔Ｂは、電極部１０６を強化絶縁可能な空間距離４．０ｍｍよりも大きい。そのため、カバー８２内における放電の発生をより効果的に抑制できている。
【００８７】
上述した構成の定着装置４０を用いて３０万枚のシートＰ（キヤノン株式会社製  ＣＳ−６８０  Ａ４サイズ）に定着処理を行ったところ、給電不良が起こすことなく処理することができた。
したがって、本実施例によれば、ベルト１００への給電が不安定となることを抑制できる。また、本実施例によれば、ベルト１００への電力の供給効率が低下することを抑制できる。定着装置４０の電力効率の低下を抑制できる。
【実施例２】
【００８８】
次に、実施例２の定着装置４０の構成について説明する。実施例１では、短手方向においてベルト１００の領域Ｗ２よりも開口８７の領域Ｗ４を広くすることで、摩耗粉が受け皿１３０に直接的に降り積もらせる構成にしている。一方、実施例２では、軸部１１０ｄ上に摩耗粉を集め、軸部１１０ｄの回転によって摩耗粉を受け皿１３０に落としている。実施例２では、上述した構成によって、開口８７の幅を実施例１よりも小さくしている。また、開口８７の端部と軸部１１０ｄを近接して対向させることで、カバー８２に生じる隙間をさらに狭くし、カバー８２の内部への気化ワックスの侵入を効果的に抑制している。以下、図面を用いて実施例２の定着装置４０の構成ついて詳細に説明する。なお、実施例２の定着装置４０の構成は、摩耗粉の排出に関する構成以外は実施例１と同様である。そのため、同様の構成に関しては同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００８９】
下カバー８２Ｂは、上カバー部８２Ｔと協働してベルト１００の全周を覆うことで、気化したワックスから電極部１０６及び給電部材８１を保護している。下カバー８２Ｂは、ローラ１１０の回転を妨げないように軸部１１０ｄとは非接触に配置することが望ましい。また、下カバー８２Ｂは、その内面に多少の摩耗粉が付着しても電極部１０６との間に放電を生じないようにその内面と電極部の間隔を十分に設けることが望ましい。本実施例では、電極部１０６と下カバー８２Ｂの間は、どの位置においても５ｍｍ以上の間隔が設けられている。
【００９０】
下カバー８２Ｂの底部は、短手方向の中央側の位置が低くなるように、角度θ（本実施例では１２０°）が設けられている。また、下カバー８２Ｂは、電極部１０６と芯金１１０ａの軸部との間の領域である短手方向の中央の領域において開口８７を備える。詳細には、下カバー８２Ｂには、軸部１１０ｄと電極部１０６が最寄りの間隔で対向することを遮らないように開口８７が設けられている。本実施例では、電極部１０６と給電部材８１の間で生じた摩耗粉を開口８７と軸部１１０ｄの隙間からカバー８２の外部に排出している。
【００９１】
具体的には、給電部材８１と電極部１０６の間で発生した摩耗粉は、電極部１０６の表面につれ回って移動し、やがて重力によって図７の下方向に落下する。このとき、一部の摩耗粉は、軸部１１０ｄ上に落下して、他の一部の摩耗粉は下カバー８２Ｂの底部に落下する。下カバー８２Ｂの底部に落下した摩耗粉は、底部に設けられた傾斜θによって、１ｍｍ以上の積層をする前に軸部１１０ｄ上に滑り落ちる。このようにして軸部１１０ｄ上に集められた摩耗粉は、軸部１１０ｄの回転によって、カバー８２の外部に排出される。その後、排出された摩耗粉は受け皿１３０に落下する。このような構成により、本実施例ではカバー８２内で摩耗粉が降り積もることが抑制されている。そのため、本実施例の定着装置４０はカバー８２内での放電の発生が抑制される。
【００９２】
図８に示すように、短手方向（長手方向に直交して且つ水平な方向）における開口８７の領域はＷ４である。領域Ｗ４は最大で下カバー８２Ｂの両側版間の領域Ｗ５（本実施例では４５ｍｍ）を取り得る。しかしながら、カバー８２内への気化ワックスの侵入を抑制するため、領域Ｗ４は出来るだけ小さい幅であることが望ましい。例えば、領域Ｗ４は、短手方向におけるベルト１００の領域Ｗ２より幅が狭いことが望ましく、短手方向における軸部１１０ｄの領域Ｗ１より幅が狭いことより望ましい。
【００９３】
そこで、本実施例では、下カバー８２Ｂの底部に傾斜を設けて摩耗粉を開口８７に案内する構成により、開口８７の領域Ｗ４をベルト１００の領域Ｗ２よりも小さく（狭く）している。さらに、下カバー８２Ｂの底部の位置と角度θを適切に設計することにより、開口８７の領域Ｗ４を軸部１１０ｄの領域Ｗ１よりも小さく（狭く）している。本実施例では開口８７の領域Ｗ４は１６ｍｍである。さらに、本実施例では、短手方向において開口８７の端部と軸部１１０ｄが近接するように配置している。詳細には、開口８７の端部と軸部１１０ｄの距離が１ｍｍとなるように配置している。したがって、カバー８２に生じる隙間が少なく、カバー８２内への気化ワックスの侵入を効果的に抑制できる。
【００９４】
なお、図６に示すように、長手方向における開口８７の幅はＤ２である。電極部１０６から落下する摩耗粉が確実に開口８７を通過できるように、幅Ｄ２は、幅Ｄ１以上で且つ幅Ｄ３（本実施例では５．５ｍｍ）以下であることが望ましい。本実施例では幅Ｄ２を４ｍｍとした。
【００９５】
本実施例では、ベルト１００の領域Ｗ２に給電部材８１の突出長さを足した領域Ｗ３（本実施例では２９ｍｍ）をＷ４の幅として設定した。
【００９６】
上述した構成の定着装置４０を用いて３０万枚のシートＰ（キヤノン株式会社製  ＣＳ−６８０  Ａ４サイズ）に定着処理を行ったところ、給電不良が起こすことなく処理することができた。
【００９７】
したがって、本実施例によれば、ベルト１００への給電が不安定となることを抑制できる。また、本実施例によれば、ベルト１００への電力の供給効率が低下することを抑制できる。定着装置４０の電力効率の低下を抑制できる。また、本実施例では、開口８７の短手方向の領域Ｗ４を狭くできる点において、実施例１よりも好ましい。しかしながら、下カバー８２Ｂの底部の角度等によらずに、カバー８２内での摩耗粉の積層をより確実に抑制できる点において実施例１の構成が好ましい。
【００９８】
（その他の実施例）
以上、本発明を適用することができる実施例について説明したが、各実施例で例示した寸法等の数値は一例であって、この数値に限定されるものではない。発明を適用できる範囲において、数値は適宜選択できる。また、発明を適用できる範囲において実施例に記載の構成を適宜変更してもよい。
【００９９】
保護部材１２１は、ベルト１００の回転軸線方向から見たときの形状が真円状のものに限られない。例えば、楕円形状のものや、ベルト厚み方向外側への突出長さが周の一部分で異なるような凹凸状のものでも良い。
【０１００】
カバー８２は、実施例１及び実施例２のように電極部１０６を覆い、軸部１１０ｄを覆わない構成のみには限られない。例えば、ニップ部Ｎ側から電極部１０６側へのトナーの移動を抑制するように、電極部と軸部を同一の枠内に囲む構成あってもよい。具体的には、下カバー８２Ｂの側壁と受け皿１３０の側壁が繋がるように、締結部材等で固定してもよい。しかしながら、定着装置４０のメンテナンス時にベルト１００とローラ１１０のそれぞれを別々に取り外すことが容易な点において実施例１、実施例２の構成がより望ましい。また、保持機構１１６等でベルト１００とローラ１１０の位置関係（加圧状態）を変化させた場合でも、各部材が干渉することなく電極部１０６を覆える点において、実施例１，実施例２の構成がより好ましい。
【０１０１】
プリンタ１を例に説明した画像形成装置は、フルカラーの画像を形成する画像形成装置に限られず、モノクロの画像を形成する画像形成装置でもよい。また画像形成装置は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、複写機、ＦＡＸ、及び、これらの機能を複数備えた複合機等、種々の用途で実施できる。
【符号の説明】
【０１０２】
４０  定着装置
７９  電源回路
８１  給電部材
８２  保護カバー
８２Ｔ  上カバー部材（第１のカバー部）
８２Ｂ  下カバー部材（第２のカバー部）
８３  覆い部
８４  隔壁部（隔壁）
１００  定着ベルト（ベルト）
１０２  抵抗発熱層（発熱層）
１０５  電極層
１０６  電極部
１１０  加圧ローラ（駆動回転体）
１１１  フランジ（保持部材）
１２１  内側保護部材（突出部）
１２３  給電リング（リング状部材）
【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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