JP2008299162A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー像の定着状態を安定させることができる定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】異なる幅を有する記録媒体を搬送可能であり、前記記録媒体を加熱することにより、前記記録媒体に形成された未定着像を定着させる定着装置３０であって、前記記録媒体の最大幅以上の長さを有する抵抗体５４と、前記記録媒体の搬送方向に対して略直角方向に摺動可能に設けられ、前記抵抗体５４に接触し給電する給電部６５とを備える。
異なる幅を有する記録媒体を搬送可能であり、前記記録媒体を加熱することにより、前記記録媒体に形成された未定着像を定着させる定着装置３０であって、前記記録媒体の最大幅以上の長さを有する抵抗体５４と、前記記録媒体の搬送方向に対して略直角方向に摺動可能に設けられ、前記抵抗体５４に接触し給電する給電部６５とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。

電子写真方式を採用するプリンタ、複写機などの画像形成装置は、露光、現像、転写、定着のプロセスにより、記録媒体としての記録用紙（以下、記録用紙という）上にトナーからなる画像を形成する。このような画像形成装置は、トナーにより形成された未定着状態のトナー像（以下、トナー像という）が形成された記録用紙を加熱および加圧することにより、当該トナー像を記録用紙に定着させる定着装置を備えている。
このような定着装置としては、内部に加熱源としてのハロゲンランプを備えた加熱ローラを備え、加熱ローラと加圧ローラとの圧接部に形成されたニップ部に記録用紙を通紙して、トナー像を記録用紙に定着させる構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２５８１１１号公報

前述した定着装置に、小さい紙幅の記録用紙を連続して通紙させると、加熱ローラおよび加圧ローラの記録用紙が通過しない部分は、加熱ローラから供給される熱が記録用紙に吸収されず、加熱ローラおよび加圧ローラの表面温度が上昇してしまうことになる。この温度上昇は端部温度上昇と呼ばれる。

端部温度上昇が進むと、通紙される記録用紙は、中央部分と両端部分とで加熱される温度に差が生じてしまう。記録用紙の中央部と両端部とで加熱される温度に差が生じてしまうと、記録用紙に形成されたトナー像の記録用紙への定着が不安定になってしまう。特に、紙幅が小さい記録用紙が通紙され、次に紙幅が大きい記録用紙が通紙された場合は、この現象は顕著になる。
つまり、従来の定着装置は、大小様々な紙幅の記録用紙が通紙されると、トナー像の記録用紙への定着状態を安定させることが困難であるという課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

（適用例１）異なる幅を有する記録媒体を搬送可能であり、前記記録媒体を加熱することにより、前記記録媒体に形成された未定着像を定着させる定着装置であって、前記記録媒体の最大幅以上の長さを有する抵抗体と、前記記録媒体の搬送方向に対して略直角方向に摺動可能に設けられ、前記抵抗体に接触し給電する給電部とを備えたことを特徴とする定着装置。

この構成によれば、給電部を、抵抗体に接触させながら移動させ、搬送される記録媒体の幅に対応した位置に配置することができる。抵抗体は、給電部からの給電により発熱し、その発熱範囲が給電部の位置により決まるため、搬送される記録媒体の幅に対応する範囲の抵抗体は給電されて発熱し、記録媒体の幅以外の範囲の抵抗体は給電されず発熱しない。

そのため、定着装置の記録媒体が搬送されない範囲は加熱されず、蓄熱を低減することが可能になる。すなわち、蓄熱による端部温度上昇を低減させることができ、記録媒体の幅方向で、記録媒体が加熱される温度の差を低減することができる。従って、記録媒体に形成された未定着像の定着状態を安定させやすくすることができる。

（適用例２）前記抵抗体は、前記抵抗体に導通する複数の電極をさらに備え、前記給電部は、前記電極に接触し摺動することを特徴とする上記定着装置。
この構成によれば、給電部は、抵抗体に導通する電極を介して、記録媒体が搬送される範囲の抵抗体に給電することができる。

（適用例３）前記給電部は、一対に構成され、前記複数の電極は、搬送される前記記録媒体の幅のそれぞれに対応する一対の前記電極である電極対を含み、一対の前記給電部のそれぞれは、前記電極対を構成する前記電極に一つずつ接触することを特徴とする上記定着装置。

この構成によれば、一対の給電部を構成するそれぞれの給電部は、摺動して、記録媒体の幅に対応する電極対を構成する電極に一つずつ接触して給電することができる。そのため、抵抗体は、記録媒体の紙に対応する電極を介して、記録媒体の幅に対応する範囲に通電され、その範囲を発熱させることができる。

（適用例４）前記電極対を構成する一対の前記電極間の距離は、対応する前記記録媒体の幅よりわずかに短いことを特徴とする上記定着装置。

この構成によれば、記録媒体の幅よりわずかに短い距離の電極対同士間に給電部から給電することができる。電極は抵抗体と導通しているため、抵抗体は、記録媒体の幅よりわずかに短い範囲に通電され、その範囲を発熱させることができる。従って、抵抗体で発熱された熱が、記録媒体の幅以外の範囲を加熱することを低減させることができる。

（適用例５）前記一対の給電部を摺動させる移動機構をさらに備え、前記移動機構は、それぞれの前記給電部を、搬送される前記記録媒体の幅方向中心に対して相反する方向に摺動させることを特徴とする上記定着装置。

（適用例６）前記移動機構は、搬送される前記記録媒体の幅方向中心から両端部に向かって相反するスパイラル方向のスパイラル溝が形成された回転軸を有し、それぞれの前記給電部は、前記回転軸の前記スパイラル溝の一つずつに係合していることを特徴とする上記定着装置。

これらの構成によれば、それぞれの給電部は、回転軸に形成されたスパイラル方向の異なる２本のスパイラル溝の一つずつに係合している。２本のスパイラル溝は、搬送される記録媒体の幅方向中心から端部に向かいそれぞれ形成されている。そのため、回転軸を軸まわりに時計方向もしくは反時計方向に回転させると、それぞれの給電部は、係合しているスパイラル溝に従って、記録媒体の幅方向中心に対して離反もしくは接近するように移動させることができる。従って、簡単な構造で、給電部を移動させ、記録媒体の幅に対応した電極に接触させることができる。

（適用例７）前記記録媒体を加熱する加熱ローラをさらに備え、前記加熱ローラは円筒形状に形成されており、前記円筒内には、前記抵抗体を含み前記加熱ローラの内周面に当接する発熱体と、前記給電部と、前記移動機構と、を備えることを特徴とする上記定着装置。

この構成によれば、発熱体、給電部、および、移動機構を加熱ローラの内部に配置することができる。そのため、端部温度上昇を低減させることができるとともに、省スペース化が実現できる。

（適用例８）前記記録媒体の幅を検出する検出部を有し、前記検出部によって検出された前記記録媒体の幅データに基づいて、前記給電部と抵抗体との接触位置が決定されることを特徴とする上記定着装置。

この構成によれば、搬送される記録媒体の幅を検出し、その検出された幅データに基づき、給電部を搬送される幅に対応する抵抗体の位置に正確に移動させることができる。

（適用例９）上記の定着装置と、前記記録媒体に未定着像を形成する未定着像形成装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

この構成によれば、端部温度上昇を低減させることができ、記録媒体に形成される未定着像の定着状態を安定させやすくすることができる画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施形態の画像形成装置を、電子写真方式のプリンタを例に図１を参照して説明する。図１は、本実施形態のプリンタの主要構成を示す断面図である。
なお、本実施形態のプリンタは、黒、シアン、マゼンタおよびイエローの４色でフルカラーの印刷を実現できる。

プリンタ１０は、図１に示すように、トナー像形成装置１００と、定着装置３０と、紙供給装置２００と、紙搬送装置１５０と、排紙トレイ１４と、筐体２５０とを備えている。紙供給装置２００は、筐体２５０の下部に設けられ、排紙トレイ１４は、筐体２５０の上部に設けられている。紙搬送装置１５０は、紙供給装置２００側を起点とし排紙トレイ１４側を終点として、紙供給装置２００と排紙トレイ１４とを連結するように設けられている。また、紙搬送装置１５０の記録用紙Ｐの搬送経路に沿って順にトナー像形成装置１００と定着装置３０とが設けられている。

ここで、トナー像形成装置１００を説明する。図１に示すように、トナー像形成装置１００は、感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、露光ヘッド２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、コロナ帯電器８（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、現像装置９（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、一次転写ローラ１２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、クリーニング装置１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と，中間転写ベルト７と、二次転写ローラ１８と、を備えている。

ここで、上記符号中のＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙは、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、例えば、本文中の感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体ドラムであることを示している。また、図１中においては、感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）はそれぞれ３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙと表している。これら符号中のＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの意味は、他の部材についても同様である。複数の部材の関係を説明する場合は、部材同士は、黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色ごとに対応している。

トナー像形成装置１００は、さらに、駆動ローラ４と、従動ローラ５と、テンションローラ６とを備えており、中間転写ベルト７は、駆動ローラ４、従動ローラ５、およびテンションローラ６の各ローラに張架され、ループを描いて図１中反時計方向に循環駆動される。

なお、図１中Ｘ方向は、循環駆動される中間転写ベルト７において、従動ローラ５を上流側、駆動ローラ４を下流側としたときに、中間転写ベルト７が上流側から下流側に変位する方向に沿った方向を示している。Ｚ方向は、図１で見てＸ方向と直交する方向を示している。また、このＺ方向は、プリンタ１０の上下方向を示している。

感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、各外周面を中間転写ベルト７の上部外周面に接した状態で、Ｘ方向に沿って上流側からこの順に所定間隔で配置されている。感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、各外周面が像担持体としての感光層となっている。感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、中間転写ベルト７の駆動と同期して、図１中時計方向に回転駆動される。

一次転写ローラ１２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、中間転写ベルト７の内側で中間転写ベルト７を挟んで、感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）に対峙するように設けられている。なお、一次転写ローラ１２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）とは、黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色ごとに一対一に対応している。二次転写ローラ１８は、中間転写ベルト７の外側で中間転写ベルト７を挟んで、従動ローラ５と対峙する位置で、外周面が中間転写ベルト７の外周面に接した状態で設けられている。

クリーニング装置１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）に対して、Ｘ方向下流側で、感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の外周面に接した状態で配置されている。

コロナ帯電器８（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、クリーニング装置１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）に対して、感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の回転が時計方向に進んだ位置で、感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の外周面に相対した状態で設けられている。

露光ヘッド２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、コロナ帯電器８（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）に対して、感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の回転が時計方向に進んだ位置で、感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の外周面に相対した状態で設けられている。

現像装置９（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、露光ヘッド２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）に対して、感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の回転が時計方向に進んだ位置で、感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の外周面に接した状態で、Ｘ方向上流側に、設けられている。

次いで、紙供給装置２００を説明する。図１に示すように、紙供給装置２００は、筐体２５０の下部に設けられ、給紙カセット１５ａ，１５ｂ，１５ｃを備えている。給紙カセット１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、それぞれ異なったサイズの記録用紙Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃを多数枚積層保持している。ここで、例えば、記録用紙Ｐａはハガキサイズの記録用紙、記録用紙ＰｂはＡ４サイズの記録用紙、記録用紙ＰｃはＡ３サイズの記録用紙が適用される。
なお、以降、記録用紙については、記録用紙の種類を特定する場合は記録用紙Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃとし、種類を特定しない場合は記録用紙Ｐとして説明する。

次いで、紙搬送装置１５０を説明する。紙搬送装置１５０は、給紙カセット１５ａ，１５ｂ，１５ｃ側を起点とし、排紙トレイ１４側を終点として、記録用紙Ｐの搬送経路に沿って順に、ピックアップローラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃと、一対のゲートローラ１７と、一対の排紙ローラ２１とを備えている。ピックアップローラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、給紙カセット１５ａ，１５ｂ，１５ｃに保持された記録用紙Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃに対してＺ方向上面で接するように紙搬送装置１５０の搬送口部に配置されている。

また、紙供給装置２００の記録用紙Ｐの搬送経路上の一対のゲートローラ１７と一対の排紙ローラ２１との間には、記録用紙Ｐの搬送経路に沿って順に、トナー像形成装置１００の二次転写ローラ１８と後述する定着装置３０とが設けられている。

上記の構成を有するプリンタ１０における印刷動作の流れを説明する。
なお、この印刷動作は、印刷すべきデータである印刷データと当該印刷データが印刷される記録用紙Ｐの種類を示す用紙データとを受け取ったプリンタ１０の図示しない制御部が印刷動作開始を指示することによって開始される。

この印刷動作では、まず中間転写ベルト７が、図１で見て、反時計方向に循環駆動され、感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）が時計方向に回転駆動される。次いで、感光体ドラム３Ｋの外周面が、コロナ帯電器８Ｋによって一様に帯電される。

次いで、印刷データのうちで黒色の印刷データに該当するデータに基づいて、露光ヘッド２Ｋによって感光体ドラム３Ｋの外周面に光が照射される。光が照射された感光体ドラム３Ｋの外周面には、光が照射された部位の電位が変化することによって、静電潜像が形成される。

次いで、静電潜像が形成された感光体ドラム３Ｋの外周面に、現像装置９Ｋからトナーが供給される。トナーが供給された静電潜像は、可視像（以下、トナー像という）となる。

なお、トナー像において、黒色のトナーでのトナー像を黒トナー像と呼び、シアン色のトナーでのトナー像をシアントナー像と呼び、マゼンタ色のトナーでのトナー像をマゼンタトナー像と呼び、イエロー色のトナーでのトナー像をイエロートナー像と呼ぶ。

次いで、一次転写ローラ１２Ｋに、一次転写バイアスが印加される。そして、感光体ドラム３Ｋの外周面に形成された黒トナー像は、中間転写ベルト７が感光体ドラム３Ｋと一次転写ローラ１２Ｋによって挟持される部位である転写ニップ部で、中間転写ベルト７に転写される。
中間転写ベルト７に転写された黒トナー像は、中間転写ベルト７の回転にともなって感光体ドラム３Ｃと一次転写ローラ１２Ｃとの転写ニップ部に変位していく。

この間に、感光体ドラム３Ｃの外周面には、黒トナー像の形成の流れと同様に、シアントナー像が形成される。そして、シアントナー像は、感光体ドラム３Ｃと一次転写ローラ１２Ｃとの転写ニップ部で、黒トナー像に重なって中間転写ベルト７に転写される。

同様に、中間転写ベルト７に転写されたシアントナー像に、マゼンタトナー像およびイエロートナー像が、この順に重なって中間転写ベルト７に転写される。これにより、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト７に形成される。中間転写ベルト７に形成されたフルカラーのトナー像は、中間転写ベルト７の回転にともなって従動ローラ５と二次転写ローラ１８との転写ニップ部に変位していく。

この間に、用紙データによって、印刷データが印刷される記録用紙Ｐの種類が指示され、給紙カセット１５ａ，１５ｂ，１５ｃに保持された記録用紙Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃのいずれかが選択される。
以降、給紙カセット１５ａに保持されたハガキサイズの記録用紙Ｐａが選択された場合を例にとり説明する。

この場合、記録用紙Ｐａは、給紙カセット１５ａから、記録用紙Ｐａに接するピックアップローラ１６ａが回転することによってゲートローラ１７に送り込まれる。ゲートローラ１７は、フルカラーのトナー像が、従動ローラ５と二次転写ローラ１８との転写ニップ部に到達するタイミングと、記録用紙Ｐａにおける印刷領域が従動ローラ５と二次転写ローラ１８との転写ニップ部に到達するタイミングとを合わせて、記録用紙Ｐａを従動ローラ５と二次転写ローラ１８との転写ニップ部に送り込む。そして、従動ローラ５と二次転写ローラ１８との転写ニップ部において、フルカラーのトナー像が記録用紙Ｐａの印刷領域に転写される。

フルカラーのトナー像が転写された記録用紙Ｐａは、定着装置３０に送り込まれ、定着装置３０によって加熱および加圧されて、フルカラーのトナー像が記録用紙Ｐａに定着される。フルカラーのトナー像が定着された記録用紙Ｐａは、排紙ローラ２１によって排紙トレイ１４に排出され、１枚の記録用紙Ｐａに対する印刷動作が終了する。

なお、クリーニング装置１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、感光体ドラム３（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の外周面に残留しているトナーを除去する。

ここで、本発明の実施形態にかかる定着装置３０を図２を参照して説明する。図２は、定着装置３０の主要構成を示す断面図である。
図２に示すように、定着装置３０は、加圧ローラ３２と、加熱ローラ支持体３４と、加熱ローラ３６と、発熱体５０と、給電部６５を含む移動機構６０とを備えている。なお、図２中Ｚ方向は、記録用紙Ｐが搬送される方向を示している。

加圧ローラ３２は、内側から順に芯材３３と耐熱ゴム層３５とから積層状に構成されており、円筒状をなしている。芯材３３は、形成材料として、例えば、円筒状のＳＵＳ等の金属部材から形成されている。耐熱ゴム層３５は、芯材３３の外周面を覆うように積層されており、形成材料として、例えば、シリコンゴムのような弾性体を好適に用いることができる。なお、加圧ローラ３２は、軸線方向に、適用される記録用紙Ｐの最大紙幅以上の長さを有するように形成されている。

加圧ローラ３２は、その軸線まわりに回転可能となっており、両端を図示しないフレームに支持されている。加圧ローラ３２は、そのどちらか一方の端部に図示しない伝達手段を介してモータ４０が連結されており、モータ４０の駆動力によって図２中矢印Ａ方向に回転する。

加熱ローラ支持体３４は、断面略半円弧状樋型をなし、そのＸ方向下部で発熱体５０の底面である面Ｕが露出するように発熱体５０を保持している。加熱ローラ３６は、ゴム層からなる無端ベルト状に形成されており、形成材料として、例えば、シリコンゴム等の耐熱ゴムを好適に用いることができる。加熱ローラ３６は、加熱ローラ支持体３４に若干の隙間を有するようにルーズに外嵌されている。加熱ローラ３６は、加熱ローラ支持体３４に外嵌されていることによって、内周面で加熱ローラ支持体３４に保持された発熱体５０の面Ｕと接触している。

加熱ローラ３６と加圧ローラ３２とは、Ｘ方向で記録用紙Ｐの搬送経路を挟んで対峙しており、図示しない付勢手段により付勢され外周面同士で圧接している。加熱ローラ３６と加圧ローラ３２とは、圧接することにより、定着ニップ部Ｎを形成している。

次いで、発熱体５０を図３および図４を参照して説明する。図３は、発熱体５０の構成を説明する概略図であり、図３（ａ）は発熱体５０の平面図、図３（ｂ）は、正面図である。図４は、記録用紙Ｐと発熱体５０の電極対との相対位置を説明する図である。

発熱体５０は、板状に形成されたセラミックヒータが採用されており、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、基板５２上に、抵抗層５４と電極５６と絶縁摺動層５８が積層されている。なお、図３では、分かりやすく示すために電極５６の個数を減じて、且つ、それぞれの大きさを誇張して図示した。ここで、Ｙ方向は記録用紙Ｐの紙幅方向を示し、Ｚ方向は記録用紙Ｐが搬送される方向を示している。

基板５２は、板状に形成されており、形成材料として、例えば、多孔質セラミックスもしくはアルミナ等を好適に用いることができる。図３（ｂ）中Ｘ方向下側に位置する面Ｕが上述の発熱体５０の底面に対応している。
抵抗層５４は、基板５２の面Ｕとは反対側の面Ｖ上にすじ状に形成されている。抵抗層５４は、形成材料として、例えば、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の電気抵抗材料等を好適に用いることができる。抵抗層５４は、本実施形態では、スクリーン印刷等により、厚み約１０μｍ、幅１〜３ｍｍに塗工されて形成されている。抵抗層５４のＹ方向の長さは、適用される複数の記録用紙Ｐの最大紙幅以上の長さに形成されている。

電極５６は、抵抗層５４に導通するように、抵抗層５４の表面に所定の間隔をおいて複数個配列され、電極列５７を構成している。電極５６は、形成材料として、例えば、銅もしくはタングステンあるいはタングステンと銀または銅の焼結複合材を好適に用いることができる。基板５２の面Ｖ側の発熱体５０の表面は、電極列５７の電極５６上面を除いて、絶縁摺動層５８でコーティングされている。絶縁摺動層５８は、形成材料として、例えば、ＳｉＯ₂層やフッ素樹脂層等を好適に用いることができる。発熱体５０の電極５６側の面が電極を除いてＳｉＯ₂層やフッ素樹脂層等によりコーティングされていることにより、後述する接点部材６６との摺動性が向上するとともに、絶縁性が確保される。

図４に示すように、電極列５７は、複数の電極対５６_i（ｉは１から７の整数）から構成されている。電極対５６₁は、ハガキサイズの記録用紙Ｐａの紙幅ｍ₁に対応しており、電極対５６₁を構成する２つの電極５６間の距離ｋ₁がハガキサイズの記録用紙Ｐａの紙幅ｍ₁よりわずかに短い距離であり、抵抗層５４の長手方向中心線ｌに対してＹ方向に中心割り振りに形成されている。電極対５６₇は、Ａ３サイズの記録用紙Ｐｃの紙幅ｍ₇に対応しており、電極対５６₇を構成する２つの電極５６間の距離ｋ₇がＡ３サイズの記録用紙Ｐｃの紙幅ｍ₇よりわずかに短い距離であり、抵抗層５４の長手方向中心線ｌに対してＹ方向に中心割り振りに形成されている。その他の電極対５６_iについても、電極対５６₄はＡ４サイズの記録用紙Ｐｂの紙幅ｍ₄に対応しており、電極対５６₂，５６₃，５６₅，５６₆はそれぞれ本プリンタ１０で使用される他の種類の記録用紙Ｐの紙幅に対応している。

次いで、移動機構６０と給電部６５とを図５を参照して説明する。図５は、移動機構６０と給電部６５とを説明する図である。
図５に示すように、移動機構６０は、回転軸６２と一対の給電部６５と、モータ６８とを備えている。なお、移動機構６０は、図２に示すように、加熱ローラ３６の内側に設けられている。

回転軸６２は、外周面にＹ方向の略中心から端部に向かって２本のスパイラル溝６３ａ，６３ｂが形成されている。２本のスパイラル溝６３ａ，６３ｂは、Ｙ方向の略中心に対してそれぞれ異なるスパイラル方向に形成されている。本実施形態では、モータ６８側から見て、スパイラル溝６３ａは、いわゆる左ねじ方向のスパイラル溝が形成され、スパイラル溝６３ｂは、いわゆる右ねじ方向のスパイラル溝が形成されている。

回転軸６２は、発熱体５０のＸ方向上部に空間をおいて電極列５７の方向に沿って、回転軸６２の両端を図示しないフレームに回転自在に支持されている。このとき、回転軸６２のＹ方向中心は、発熱体５０の抵抗層５４の長手方向中心線ｌと略一致するよう設けられている。回転軸６２は、スパイラル溝６３ｂ側の一端がモータ６８に図示しない伝達機構を介して連結されており、モータ６８の駆動力によって回転するようになっている。

給電部６５は、接点支持部材６４と接点部材６６とから構成されている。接点支持部材６４は、Ｙ方向に回転軸６２が嵌挿される貫通孔６９が形成され、貫通孔６９の内周面にはスパイラル溝６３ａもしくはスパイラル溝６３ｂのどちらかと係合する図示しない凸部が設けられている。接点部材６６は、略矢印形状をなしており、矢印形状の先端部分は平面状に形成されている。

回転軸６２は、接点支持部材６４の貫通孔６９の内周面に設けられた凸部が、回転軸６２の外周面に設けられたスパイラル溝６３ａ，６３ｂのそれぞれに係合するように、一対の接点支持部材６４を往復移動可能に支持している。接点支持部材６４は、接点部材６６の矢印形状先端の平面部分がＸ方向の下方に向くように接点部材６６を支持している。ここで、接点部材６６は、図示しない付勢手段により付勢され、発熱体５０の電極５６側の面に圧接されている。

なお、接点部材６６の材料は、形成材料として、例えば、銅もしくはタングステンあるいはタングステンと銀または銅の焼結複合材等を好適に用いることができる。接点部材６６の電極５６への圧接面、すなわち、矢印先端の平面部分は、例えば、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）でコーティングされていることが好ましい。ＤＬＣを接点部材６６の電極５６への圧接面にコーティングすることにより、接点部材６６と電極５６との摺動性が向上するとともに、耐磨耗性が向上する。
なお、一対の給電部６５のそれぞれは発熱体電源７０に接続しており、発熱体電源７０から電力が供給される。

上記の構成を有する定着装置３０における定着処理の流れを図６を参照して説明する。図６は、定着装置３０の定着動作の流れを説明する図である。
記録用紙Ｐの定着処理は、プリンタ１０の電源投入と同時にプリンタ１０の図示しない制御部が発熱体５０の発熱動作を指示することによって、動作が開始される。以降の動作は、この制御部からの指令に基づいて行われる。

図６に示すステップＳ１において、待機時温調が開始される。この待機時温調とは、トナー像の定着動作をスムーズに処理するため、あらかじめ加熱ローラ３６の温度Ｔを予熱温度Ｔａ（例えば１３０℃）になるように定着装置３０を温度制御することである。

まず、図５に示すモータ６８を起動し、図２に示す加圧ローラ３２を図２中矢印Ａ方向に回転させ加熱ローラ３６を図２中矢印Ｂ方向に従動回転させる。
次いで、図５に示す発熱体電源７０から、一対の給電部６５に電力が供給される。一対の給電部６５のそれぞれは、接点支持部材６４を介して接点部材６６に電力を伝える。接点部材６６は、発熱体５０の抵抗層５４と導通する電極対５６_iを構成する２つの電極５６に接している。そのため、電極対５６_iを構成する２つの電極５６間の抵抗層５４は通電され発熱する。発熱体５０は、基板５２上に抵抗層５４が積層された構造になっているため、抵抗層５４から発生した熱を基板５２を介して外部に供給する。

発熱体５０は、図２に示すように基板５２の面Ｕが加熱ローラ３６の内周面に接している。そのため、発熱体５０は、基板５２の面Ｕを通して加熱ローラ３６を加熱し加熱ローラ３６の温度Ｔを上昇させる。加熱ローラ３６の熱は、加圧ローラ３２との定着ニップ部Ｎで加圧ローラ３２に伝わり、加圧ローラ３２を加熱する。

なお、この待機時温調において、一対の接点部材６６のそれぞれは、記録用紙Ｐの最大紙幅に対応する電極対５６₇を構成する２つの電極５６に接触させておくことが好ましい。発熱体５０の抵抗層５４全体を発熱させ、加熱ローラ３６全体の温度Ｔを予熱温度Ｔａ以上に予熱することにより、次の定着動作をスムーズに行うことができる。

ステップＳ２において、加熱ローラ３６の温度Ｔが予熱温度Ｔａ以上であるか否かを判定する。加熱ローラ３６の待機温度となる温度Ｔが予熱温度Ｔａ以上である（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ３に移行し、予熱温度Ｔａ未満である（ＮＯ）と判定されると、待機時温調を継続し、発熱体５０をさらに発熱させる。
加熱ローラ３６の温度Ｔは、加熱ローラ３６の表面温度をサーミスタやサーモパイル等の温度検出素子で検出する。

そして、ステップＳ３において、定着装置３０は定着受付を開始する。定着装置３０は、制御部から記録用紙Ｐの種類を指示する用紙指示指令が出力されるまで、加熱ローラ３６の温度Ｔを予熱温度Ｔａ以上に保とうとする温度調節を行いながらスタンバイ状態となる。ステップＳ４において、制御部から記録用紙Ｐの種類を指示する用紙指示指令が出力されると、ステップＳ５に移行する。

以降、制御部から用紙指示指令としてハガキサイズの記録用紙Ｐａが指示された場合を例にとり説明する。

ステップＳ５において、用紙指示指令に基づいて接点移動指令が出力されると、図５に示す移動機構６０が動作を開始する。モータ６８を起動し、モータ６８の軸の反対側から見て、モータ軸を反時計方向に回転させる。回転軸６２は、モータ６８側から見て軸まわりに、反時計方向に回転させられる。本実施形態では、モータ６８側から見て、スパイラル溝６３ａは、いわゆる左ねじ方向のスパイラル溝が形成され、スパイラル溝６３ｂは、いわゆる右ねじ方向のスパイラル溝が形成されている。

回転軸６２が反時計方向に回転すると、一対の接点支持部材６４のそれぞれは、回転軸６２のスパイラル溝６３ａ，６３ｂに凸部が係合しているため、回転軸６２のＹ方向中心すなわち記録用紙の紙幅中心に向かって移動する。接点支持部材６４は、Ｘ方向下方に接点部材６６を支持しているため、一対の接点部材６６のそれぞれは、発熱体５０の電極列５７に沿って電極５６に接触しながら、回転軸６２の中心方向すなわち記録用紙の紙幅中心方向に向かって移動する。

本説明では、用紙指示指令としてハガキサイズの記録用紙Ｐａが指示されている。一対の接点部材６６のそれぞれは、待機時温調時において記録用紙Ｐの最大紙幅に対応する電極対５６₇を構成する２つの電極５６に接触しているため、ハガキサイズの記録用紙Ｐａに対応する電極対５６₁を構成する２つの電極５６に向かい電極列５７に沿って移動する。
なお、モータ６８を時計方向に回転させ回転軸６２を同じく時計方向に回転させると、一対の給電部６５のそれぞれは、電極列５７に沿って回転軸６２の中心すなわち記録用紙の紙幅中心から離反する方向に移動する。

ステップＳ６において、一対の接点部材６６のそれぞれがハガキサイズの記録用紙Ｐａの紙幅に対応する電極対５６₁を構成する２つの電極５６に到達したか否かの判定を行う。到達した（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ７に移行し、到達しない（ＮＯ）と判定されると、回転軸６２は、さらに回転し、一対の接点部材６６のそれぞれをさらに移動させる。本実施形態では、一対の接点部材６６のそれぞれが電極対５６₁を構成する２つの電極５６に到達したか否かの判定は、図示しない位置検出素子によって接点支持部材６４の位置を検出する。

ステップＳ７において、定着温調が開始される。この定着温調とは、トナー像を記録用紙Ｐに定着させるために、加熱ローラ３６を定着温度Ｔｐ（例えば２３０℃）になるように定着装置３０を温度制御することである。
ここでは、発熱体５０の電極対５６₁を構成する２つの電極５６と一対の接点部材６６とがそれぞれ接触している。ハガキサイズの記録用紙Ｐａの紙幅に対応する電極対５６₁を構成する２つの電極５６間の抵抗層５４は、接点部材６６を介して給電されることにより発熱する。このことにより、加熱ローラ３６の記録用紙Ｐａが通紙される範囲が熱せられる。加熱ローラ３６の記録用紙Ｐａが通紙しない範囲は加熱されない。

ステップＳ８において、加熱ローラ３６の温度Ｔが定着温度Ｔｐ以上であるか否かを判定する。加熱ローラ３６の温度Ｔが、定着温度Ｔｐ以上である（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ９に移行し、定着温度Ｔｐ未満である（ＮＯ）と判定されると、定着温調を継続し、記録用紙Ｐａの紙幅に対応する電極対５６₁を構成する２つの電極５６間の抵抗層５４をさらに発熱させる。

ステップＳ９において、図１に示すトナー像形成装置１００で露光、現像、転写の工程を経て記録用紙Ｐａに形成されたトナー像を記録用紙Ｐａに定着させる。
ここでは、紙搬送装置１５０によって定着装置３０に送り込まれた記録用紙Ｐａは、トナー像が形成された面を加熱ローラ３６側に向けた状態で、加熱ローラ３６と加圧ローラ３２との定着ニップ部Ｎに到達する。

加圧ローラ３２は、モータ４０の駆動力によって、図２中矢印Ａ方向に回転している。これにより、加熱ローラ３６は、発熱体５０の面Ｕと内周面で接触しながら、図２中矢印Ｂ方向へ従動回転する。定着ニップ部Ｎに到達した記録用紙Ｐａは、加熱ローラ３６および加圧ローラ３２により図２中矢印Ｄ方向に挟持搬送される。
挟持搬送される記録用紙Ｐａに形成されたトナー像は、加熱ローラ３６および加圧ローラ３２の定着ニップ部Ｎで加熱および加圧され、溶融し記録用紙Ｐａ上に定着される。
トナー像が定着された記録用紙Ｐａは定着装置３０から排紙される。

ステップＳ１０において、記録用紙Ｐａの定着動作が終了したか否かを判定し、終了しない（ＮＯ）と判定されると、ステップＳ９の動作を繰り返す。終了した（ＹＥＳ）と判定されると、ステップＳ１の待機時温調に移行する。その後、上述のステップＳ３までの動作を行い、制御部から次の記録用紙Ｐについての用紙指示指令が出力されるまで、加熱ローラ３６の温度Ｔを予熱温度Ｔａ以上に保とうとする温度調節を行いながらスタンバイ状態となる。

本実施形態は、ハガキサイズの記録用紙Ｐａが指示された場合を例にとり説明したが、その他のサイズの記録用紙Ｐが支持された場合も同様に、一対の接点部材６６のそれぞれは各記録用紙Ｐに対応する電極対５６_iを構成する２つの電極５６まで移動する。

なお、本実施形態において、記録用紙が記録媒体に、トナー像が未定着像に、抵抗層５４が抵抗体に対応している。また、少なくとも接点支持部材６４と接点部材６６とを備えた構成が給電部に対応している。

本実施形態によれば、以下の効果を奏する。

（１）本実施形態の定着装置３０は、接点部材６６を抵抗層５４に導通する複数の電極５６に接触させながら移動させ、通紙される記録用紙Ｐの紙幅に対応した電極対５６_iを構成する２つの電極５６の位置に配置することができる。抵抗層５４は、接点部材６６の位置により発熱範囲が決まるため、抵抗層５４は、通紙される記録用紙Ｐの紙幅に対応する範囲に通電され発熱することができる。抵抗層５４が積層された発熱体５０は、記録用紙Ｐの紙幅に対応する範囲すなわち記録用紙Ｐが通過する範囲で発熱する。そのため、加熱ローラ３６および加圧ローラ３２の記録用紙Ｐが通過しない両端部分は加熱されず蓄熱を低減させることができる。従って、記録用紙Ｐに形成されたトナー像に対する中央部分と両端部分との加熱温度の差を低減させることができ、トナー像の定着状態を安定させやすくすることができる。

（２）この定着装置３０は、紙幅の異なる記録用紙Ｐのそれぞれに対応した電極対５６_iを備え、電極対５６_iを構成する２つの電極５６間の距離は対応する記録用紙Ｐの紙幅よりわずかに短く構成されている。そのため、抵抗層５４は、通紙される記録用紙Ｐの紙幅より短い範囲に通電され、発熱体５０は、記録用紙Ｐの紙幅より短い範囲で発熱する。これによって、発熱体５０で発熱された熱が、記録用紙Ｐの紙幅以外の範囲を加熱することをさらに低減させることができる。

（３）この定着装置３０において、抵抗層５４は、通紙される記録用紙Ｐの範囲のみに通電されそれ以外の範囲には通電されない。そのため、定着に使用される電力を低減させることができる。さらに、加熱ローラ３６および加圧ローラ３２の端部の過度な温度上昇を防止することができ、過度な温度上昇による加熱ローラ３６および加圧ローラ３２の劣化、破損を防止できる。

（４）この定着装置３０において、回転軸６２の異なるスパイラル方向のスパイラル溝６３ａ，６３ｂのそれぞれに接点支持部材６４を係合させ、回転軸６２を時計方向もしくは反時計方向に回転させることにより、一対の接点支持部材６４のそれぞれを記録用紙Ｐの紙幅中心に対して等間隔に離反もしくは接近するように移動させることができる。

すなわち、簡単な構造で一対の接点部材６６のそれぞれを記録用紙Ｐの紙幅に対応した電極対５６_iを構成する２つの電極５６まで移動させ接触させることができる。本構成を採用することにより、移動機構６０を加熱ローラ３６内部に配置することができ、省スペース化が実現できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。例えば、上記実施形態以外の変形例は以下の通りである。

（変形例１）本実施形態では、移動機構６０において、一対の接点支持部材６４のそれぞれに回転軸６２が嵌挿されている場合について説明したがこれに限定されない。図７は、変形例１の移動機構を示す図である。なお、図中Ｙ方向は、紙幅方向を示す。

平面図である図７（ａ）、正面図である図７（ｂ）に示すように、移動機構６０ａは、タイミングベルト７４と、一対のプーリ７２ａ，７２ｂと、一対の接点支持部材６４ａと、一対の接点部材６６と、一対のガイド軸７６と、モータ６８ａとを備えている。タイミングベルト７４は、無端ベルトであって、一対のプーリ７２ａ，７２ｂ間に、図７中の紙幅方向に沿って張設されている。一対の接点支持部材６４ａのそれぞれは、タイミングベルト７４の円環の１８０°位相がずれた位置に１つずつ固定され、接点部材６６をＸ方向下方に支持している。

一対のガイド軸７６は、紙幅方向に沿って延びているとともに、両端が図示しないフレームに支持されており、一対の接点支持部材６４ａのそれぞれを紙幅方向にガイドする。
モータ６８ａは、プリンタ１０の図示しない制御部によって動作が制御され、プーリ７２ａを回転駆動するための動力を発生する。

上記の構成を有する移動機構６０ａは、モータ６８ａからプーリ７２ａおよびタイミングベルト７４を介して一対の接点支持部材６４ａに動力が伝達されて、接点支持部材６４ａを紙幅方向に往復移動させる。一対の接点支持部材６４ａのそれぞれは、タイミングベルト７４の１８０°位相がずれた位置に１つずつ固定されているため、移動機構６０ａは、モータ６８ａを正逆に回転させることにより、一対の接点支持部材６４ａのそれぞれは、プーリ７２ａ，７２ｂ間の距離の中心に対して離反もしくは接近するように往復移動することができる。これによって、簡単な構造で、接点支持部材６４ａを相反する方向に移動させ、記録用紙Ｐの紙幅に対応した電極対５６_iを構成する２つの電極５６に接触させることができる。
なお、本変形例１において、接点支持部材６４ａと接点部材６６とを備えた構成が給電部に対応している。

（変形例２）本実施形態では、発熱体５０において、抵抗層５４上に形成された複数の電極５６は、記録用紙Ｐの紙幅に対応した複数の電極対５６_iを含む場合を説明したがこれに限定されない。図８は、変形例２の発熱体を示す図である。
平面図である図８（ａ）、正面図である図８（ｂ）に示すように、発熱体５０ａの抵抗層５４上に設けられる複数の電極５６は、抵抗層５４上に一定間隔ｒをおいて列状に形成されている。この場合、電極５６間の一定間隔ｒは、複数の電極５６上を摺動する接点部材６６の接触面の摺動方向（Ｙ方向）の幅ｔ以下であることが好ましい。

これによって、接点部材６６はいずれかの電極５６の表面に接触した状態で摺動することができる。そのため、接点部材６６は、電極５６の表面と絶縁摺動層５８とのＸ方向の段差を乗り越える際の衝撃を低減することができ、電極５６上をスムーズに摺動することができる。そのため、接点部材６６または電極５６表面の磨耗を低減させるとともに、衝撃によるチャタリングを低減させることができる。また、電極５６は抵抗層５４上に密に配列されているため、接点部材６６の移動を細かく制御することによって通電される抵抗層５４の範囲を細かく設定することができる。

（変形例３）本実施形態では、一対の接点支持部材６４のそれぞれを移動機構６０により、記録用紙Ｐの紙幅中心に対して離反もしくは接近するように往復移動させる場合を例に説明したが、これに限定されない。一対の接点支持部材６４のどちらか一方を固定して、もうひとつの接点支持部材６４を紙幅方向に移動させても良い。

固定される接点支持部材６４は、最大紙幅の記録用紙Ｐが搬送される搬送領域のどちらか一方の端に固定される。このとき、固定される接点支持部材６４に支持される接点部材６６は、搬送領域の端に位置する電極５６に接する。移動する接点支持部材６４は、通紙される記録用紙Ｐの、固定される接点支持部材６４とは反対側のエッジ部まで移動する。このとき、移動する接点支持部材６４に支持される接点部材６６は、記録用紙Ｐの当該エッジ部に位置する電極５６に接する。そして、接点部材６６を介して２つの電極５６間の抵抗層５４に通電する。

これによって、抵抗層５４は通紙される記録用紙Ｐに対応して通電され発熱する。記録用紙Ｐが通紙されない範囲のうち、固定される接点支持部材６４の反対側の範囲は、加熱されずその範囲の蓄熱を低減させることができる。

（変形例４）本実施形態では、プリンタ１０の制御部から記録用紙Ｐの種類を指示する用紙指示指令が出力される場合を例に説明したが、これに限定されない。
記録用紙Ｐが搬送される経路のいずれかの場所に、赤外線センサまたは超音波センサを用いた紙幅検出機構を設け、搬送される記録用紙Ｐのエッジ部を検出して、給電部６５の移動すべき方向および移動すべき距離を決定して、移動機構６０により給電部６５を移動させることができる。また、検出データに基づいて、記録用紙Ｐの種類を判定して用紙指示指令を出力しても良い。また、紙幅検出機構は、給紙カセット１５の記録用紙Ｐが保持される紙両端ガイドのスライド位置を検知しても良いし、定着装置３０の紙挿入口に設けても良い。

これによって、実際に加熱される記録用紙Ｐの紙幅を正確に検出することができ、給電部６５が移動すべき距離を正確に決定することができる。そして、一対の給電部６５のそれぞれを、通紙される紙幅に対応する抵抗層５４の位置に正確に移動させることができる。

本実施形態では、記録媒体として記録用紙Ｐを採用した場合を例に説明したが、これに限定されない。フィルム、シート、カード等トナー像が形成されることができるものであれば良い。

画像形成装置としてのプリンタの主要構成を示す断面図。 定着装置の主要構成を示す断面図。 発熱体の構成を説明する概略図。 記録用紙と電極対との相対位置を説明する図。 移動機構と給電部の構成を説明する図。 定着装置の定着動作の流れを説明する図。 定着装置の変形例１を示す図。 定着装置の変形例２を示す図。

符号の説明

Ｐ…記録用紙、Ｐａ…ハガキサイズの記録用紙、Ｎ…定着ニップ部、１０…プリンタ、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…給紙カセット、３０…定着装置、３２…加圧ローラ、３６…加熱ローラ、５０，５０ａ…発熱体、５４…抵抗層、５６…電極、５６_i…電極対、６０，６０ａ…移動機構、６２…回転軸、６４，６４ａ…接点支持部材、６５…給電部、６６…接点部材。

Claims (9)

1. 異なる幅を有する記録媒体を搬送可能であり、前記記録媒体を加熱することにより、前記記録媒体に形成された未定着像を定着させる定着装置であって、
   前記記録媒体の最大幅以上の長さを有する抵抗体と、
   前記記録媒体の搬送方向に対して略直角方向に摺動可能に設けられ、前記抵抗体に接触し給電する給電部とを備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記抵抗体は、前記抵抗体に導通する複数の電極をさらに備え、
   前記給電部は、前記電極に接触し摺動することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記給電部は、一対に構成され、
   前記複数の電極は、搬送される前記記録媒体の幅のそれぞれに対応する一対の前記電極である電極対を含み、
   一対の前記給電部のそれぞれは、前記電極対を構成する前記電極に一つずつ接触することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記電極対を構成する一対の前記電極間の距離は、対応する前記記録媒体の幅よりわずかに短いことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記一対の給電部を摺動させる移動機構をさらに備え、
   前記移動機構は、それぞれの前記給電部を、搬送される前記記録媒体の幅方向中心に対して相反する方向に摺動させることを特徴とする請求項３または４に記載の定着装置。
6. 前記移動機構は、搬送される前記記録媒体の幅方向中心から両端部に向かって相反するスパイラル方向のスパイラル溝が形成された回転軸を有し、
   それぞれの前記給電部は、前記回転軸の前記スパイラル溝の一つずつに係合していることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記記録媒体を加熱する加熱ローラをさらに備え、
   前記加熱ローラは円筒形状に形成されており、前記円筒内には、前記抵抗体を含み前記加熱ローラの内周面に当接する発熱体と、前記給電部と、前記移動機構と、を備えることを特徴とする請求項５または６に記載の定着装置。
8. 前記記録媒体の幅を検出する検出部を有し、
   前記検出部によって検出された前記記録媒体の幅データに基づいて、前記給電部と抵抗体との接触位置が決定されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の定着装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか一項に記載の定着装置と、前記記録媒体に未定着像を形成する未定着像形成装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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