JP2012053456A - 画像加熱部材、及びその画像加熱部材を用いた画像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱部材自体に発熱体を設け、該発熱体に通電を行って直接加熱部材を発熱させる方式の画像加熱部材、及びこの画像加熱部材を用いた画像加熱装置において、給電部の耐久性を確保する。
【解決手段】加圧部材１８と圧し、記録材上の画像ｔを加熱するニップ部Ｎを形成する回転可能な画像加熱部材１２において、画像加熱部材の回転軸線方向においてニップ部の端部よりも内側になるような位置に配置され、通電により発熱する発熱層１２ｂと、発熱層の端部に設けられ、発熱層と電気的に接続し、発熱層に給電するための給電層１２ｅと、画像加熱部材の回転軸線方向においてニップ部の端部よりも内側になるような位置に配置され、発熱層よりも上層に配置されている弾性層１２ｃと、ニップ部の端部の外側まで延伸し、給電層の一部をカバーするように弾性層よりも上層に設けられた表面層１２ｄと、を備えたことを特徴とする画像加熱部材。
【選択図】図４

Description

本発明は、記録材上の画像を加熱する画像加熱部材、及びその画像加熱部材を用いた画像加熱装置に関する。

電子写真装置、静電記録装置などの画像形成装置に搭載する画像加熱装置としては、例えば、記録材上の未定着画像を記録材に定着する定着装置や、記録材に形成された画像を加熱することにより画像の光沢を増大させる光沢増大化装置等を挙げることができる。

画像加熱装置には各種の構成・方式のものが知られている。特許文献１には、定着部材の基材に発熱体層をもった発熱ローラへの給電方法が、構成の簡略化、耐久性の向上を目的として提案されている。より具体的には、基材上に発熱体層及び絶縁層、摺動用給電層を設け、摺動用給電層に給電部材を当接させている。

特開平９−００６１６６号公報

記録材上の画像を加熱するニップ部は、発熱ローラと加圧部材とが圧する構成により形成される。発熱ローラの回転軸線方向において、ニップ部を形成する加圧部材の加圧部の長さが発熱体層の長さよりも短い構成にすると、加圧部と圧しない発熱体層の領域は、熱が加圧部により奪われないため、昇温が大きくなる。

そのため、前記方向において、加圧部の長さは発熱体層の長さよりも長くする構成が考えられる。そして、このような場合であっても、発熱体層に給電するための給電層は発熱体層の端部に設けられる構成になる。

しかし、前記方向において、加圧部の長さは発熱体層の長さよりも長くする構成の場合には、加圧部は給電層を加圧する構成となる。給電層は、記録材上の画像を加熱するものではないことから給電層への加圧力は必要とされないため、使用による消耗等の観点からできるだけ力学的な負荷を減らすことが望ましい。

本発明の目的は、加圧部材による給電層への力学的な負荷を低減することが可能な画像加熱部材、及びその画像加熱部材を用いた画像加熱装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱部材の代表的な構成は、加圧部材と圧し、記録材上の画像を加熱するニップ部を形成する回転可能な画像加熱部材において、画像加熱部材の回転軸線方向においてニップ部の端部よりも内側になるような位置に配置され、通電により発熱する発熱層と、前記発熱層の端部に設けられ、発熱層と電気的に接続し、発熱層に給電するための給電層と、画像加熱部材の回転軸線方向においてニップ部の端部よりも内側になるような位置に配置され、前記発熱層よりも上層に配置されている弾性層と、ニップ部の端部の外側まで延伸し、前記給電層の一部をカバーするように前記弾性層よりも上層に設けられた表面層と、を備えたことを特徴とする。

また、上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、通電により発熱する発熱層と、前記発熱層の両端に設けられ、前記発熱層と電気的に接続する給電層と、前記発熱層より上層の第一弾性層と、前記第一弾性層より上層に設けられた表面層と、を有し、記録材上の画像を加熱する画像加熱部材と、前記画像像加熱部材を圧し、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する第二弾性層を有する加圧部材と、前記給電層に接触し、給電するための給電手段と、を有し、画像加熱部材の回転軸線方向において、前記発熱層と前記第一弾性層の端部は通紙可能な最大幅の記録材の通紙領域の外側であって、前記第二弾性層の内側に配置され、前記表面層は前記第二弾性層の端部よりも外側まで延伸し、前記給電層の一部をカバーすることを特徴とする。

本発明の画像加熱部材及び画像加熱装置によれば、加圧部材による給電層への力学的な負荷を低減することが可能である。

実施例１における画像形成装置の概略図である。 定着装置の要部の拡大横断面模型図である。 （ａ）は同じく要部の正面模型図、（ｂ）は縦断正面模型図である。 定着装置の長手方向両端部の要部の模式図である。 実施例及び比較例の装置の定着ベルトの温度推移を表すグラフである。 実施例２における定着装置の長手方向両端部の要部の模式図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。なお実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は実施例にて説明する各種構成にのみ限定されるものではない。即ち、本発明の思想の範囲内において実施例において説明する各種構成を他の公知の構成に代替可能である。

［実施例１］
（１）画像形成部
図１は本発明に従う画像加熱装置を定着装置２０として搭載した画像形成装置の一例である電子写真フルカラープリンタの概略構成を示す縦断面模式図である。まず、画像形成部の概略を説明する。このプリンタは、制御部（制御回路：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、記録材上にフルカラー画像を形成して出力することができる。装置２００は、コンピュータ、イメージリーダー等である。回路部１００は、装置２００や操作部３００と信号の授受をする。また各種作像機器と信号の授受をし、作像シーケンス制御を司る。

８は無端状でフレキシブルな中間転写ベルトであり、二次転写対向ローラ９とテンションロ−ラ１０との間に張架されていて、ローラ９が駆動されることにより矢印の反時計方向に所定の速度で循環移動駆動される。１１は二次転写ローラであり、ローラ９に対して中間転写ベルト８を介して圧接している。中間転写ベルト８とローラ１１との当接部が二次転写部である。

１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋは第１乃至第４の４つの画像形成部であり、中間転写ベルト８の下側においてベルト移動方向に沿って所定の間隔をおいて一列に配置されている。各画像形成部はレーザ露光方式の電子写真プロセス機構であり、それぞれ、矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと略記する）２を有する。

各ドラム２の周囲には、一次帯電器３、現像装置４、一次転写ローラ５、ドラムクリーナ装置６が配置されている。各ローラ５は中間転写ベルト８の内側に配置されていて、中間転写ベルト８の下行き側のベルト部分を介して対応するドラム２に対して圧接している。各ドラム２と中間転写ベルト８との当接部がそれぞれ一次転写部である。７は各画像形成部のドラム２に対するレーザ露光装置であり、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザ発光手段、ポリゴンミラー、反射ミラー等で構成されている。

画像形成動作は、装置２００や操作部３００から制御部１００に対して、使用する記録材サイズ、画像データ、枚数等のユーザー設定情報が転送された後に開始される。制御部１００は装置２００から入力されたカラー色分解画像信号に基づいて、各画像形成部を作像動作させる。これにより、第１乃至第４の画像形成部１Ｙ・１Ｍ・１Ｃ・１Ｂｋにおいて、それぞれ、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、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック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。

各画像形成部のドラム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循環移動駆動されている中間転写ベルト８の外面に対して順次に所定に重畳されて一次転写される。これにより、中間転写ベルト８の面に上記の４つの色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。

一方、制御部１００は装置２００或いは操作部３００の記録材サイズ入力手段からの記録材サイズ選択信号により、その信号に対応したサイズの記録材を給紙部から給紙する。即ち、所定の給紙制御タイミングにて、大小各種幅サイズの記録材Ｐを積載収容させた上下多段のカセット給紙部１３Ａ・１３Ｂ・１３Ｃのうちの選択されたサイズの記録材が収納されている段位の給紙カセットの給紙ローラ１４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記録材Ｐが１枚分離給紙されて縦搬送パス１５を通ってレジストローラ１６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１８が駆動される。これにより、手差しトレイ（マルチ・パーパス・トレイ）１７上に積載セットされている記録材が１枚分離給紙されてパス１５を通ってローラ１６に搬送される。

ローラ１６は、回転する中間転写ベルト８上の上記のフルカラートナー像の先端が二次転写部に到達するタイミングに合わせて記録材Ｐの先端部が二次転写部に到達するように記録材Ｐをタイミング搬送する。これにより、二次転写部において、中間転写ベルト８上のフルカラーのトナー像が一括して記録材Ｐの面に二次転写されていく。二次転写部を出た記録材Ｐは、中間転写ベルト８の面から分離され、縦ガイド１９に案内されて、定着装置（定着器）２０に導入される。

この定着装置２０により、上記の複数色のトナー像が溶融混色されて記録材表面に固着像として定着される。定着装置２０を出た記録材はフルカラー画像形成物として搬送パス２１を通って排紙ローラ２２により排紙トレイ２３上に送り出される。二次転写部にて記録材分離後の中間転写ベルト８の面はベルトクリーニング装置１２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。

モノ黒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１Ｂｋのみが作像動作制御される。

また、両面プリントモードが選択されている場合には、第１面プリント済みの記録材がローラ２２によりトレイ２３上に送り出されていき、後端部がローラ２２を通過する直前の時点でローラ２２の回転が逆転に変換される。これにより、記録材はスイッチバックされて再搬送パス２４に導入される。そして、表裏反転状態になって再びローラ１６に搬送される。以後は、第１面プリント時と同様に、二次転写部、定着装置２０に搬送されて、両面プリント画像形成物としてトレイ２３上に送り出される。

（２）定着装置２０
本実施例における定着装置２０は、加熱回転体（回転可能な画像加熱部材）として、抵抗発熱層を設けた無端状のベルト（ベルト）を用いたベルト加熱方式・加圧回転体駆動方式（テンションレスタイプ）の画像加熱装置である。

ここで、以下の説明において、定着装置又はこれを構成している部材について長手方向とは、記録材搬送路面内において記録材搬送方向に直交する方向である。本実施例では、この長手方向は、ベルトの回転軸線方向と同じである。定着装置２０に関して、正面とは記録材導入側の面、左右とは装置を正面から見て左又は右である。

図２は定着装置２０の要部の拡大横断面模型図、図３の（ａ）は同じく要部の正面模型図、（ｂ）は縦断正面模型図である。１０は定着ベルトアセンブリ、１８は加圧回転体（回転可能な加圧部材）としての弾性加圧ローラである。アセンブリ１０と加圧ローラ１８との圧接により定着ニップ部Ｎを形成させている。

アセンブリ１０において、１２は記録材上の画像を加熱するための加熱回転体としての、円筒状（スリーブ状）で可撓性を有する定着ベルトである。１１はベルト１２の内側に挿通されている横断面略半円弧状樋型の耐熱性樹脂製のベルトバックアップ部材である。ベルト１２はバックアップ部材１１に対してルーズに外嵌されている。１４は横断面コ字型の剛性を有する加圧ステイであり、バックアップ部材１１の内側に挿通されている。１５はステイ１４の左右両端部の外方突出腕部１４ａにそれぞれ嵌着した端部ホルダである。１５ａはこの端部ホルダ１５と一体のフランジ部である。

ベルト１２は、図４の模式図に示すように、円筒状の絶縁性の基材（基材層）１２ａと、その外周に沿って設けられた抵抗発熱層（通電により発熱する発熱層）１２ｂを有する。更にその外周に沿って設けられた絶縁層（表面層、離型層）１２ｄと、を有する複合層構成部材である。必要に応じて、基材層１２ａと抵抗発熱層１２ｂとの間、発熱層１２ｂと絶縁層１２ｃとの間、他の機能層を介在させた複合層構成にすることもできる。

本実施例においては、発熱層１２ｂと絶縁層１２ｄの間に、トナーの溶融状態を調整するために、弾性層（第一弾性層）１２ｃが設けられている。即ち、発熱層１２ｂの上層に弾性層１２ｃが配置され、弾性層１２ｃの上層に絶縁層１２ｄが配置されている。

また、基材層１２ａの一端側と他端側の外周面にはそれぞれ周に沿ってリング状に給電層（給電部）１２ｅが設けられている。各給電層１２ｅは発熱層１２ｂに対して給電するための低抵抗の電極層であり、それぞれ、発熱層１２ｂの一端側と他端側とにおいて電気的に導通している。即ち、各給電層１２ｅはそれぞれ発熱層１２ｂよりも外側の基材層１２ａ部分の外周面にリング状に設けられており、発熱層１２ｂに電気的に接続されている。給電層１２ｅは、電力が供給されるための接点部（後述する給電手段と接する接触領域）を有する。

基材層１２ａは、耐熱性、電気絶縁性、機械的強度を有する材料層である。本実施例において、円筒状の基材層１２ａは、ポリイミド製で、厚み３０μｍ、内径３０ｍｍである。ポリイミドは、耐熱性、電気絶縁性、強靭性に優れた樹脂である。基材層１２ａの厚みは、剛性の観点から１５μｍ以上が好ましい。また、ベルト１２を迅速に加熱するためには、熱容量を抑える必要があり、１００μｍ以下が好ましい。

発熱層１２ｂは、エポキシ樹脂溶液中に導電性を向上させるため、カーボンブラック（炭素）又はグラファイト（石墨、黒鉛）及び金属粉末（例えば、銀粉）を混入することで構成されている。本実施例においては、カーボンブラックに、銀粉を混入したものを使用した。

弾性層１２ｃは、例えば、シリコンゴムあるいはフッ素ゴムからなる弾性層である。本実施例においては、３００μｍの厚さのシリコンゴム層である。離型層１２ｄは、例えば、フッ素樹脂からトナー離型層である。本実施例においては、離型層１２ｄは厚さ３０μｍのＰＦＡチューブ層である。

加圧ローラ１８は、内側から芯金１８ａ、弾性層（第二弾性層）１８ｂ、トナー離型層１８ｃの積層ローラである。本実施例においては、ローラ１８は外径３０ｍｍであり、芯金１８ａは中実のＳＵＳ、弾性層１８ｂは３．０ｍのシリコンゴム、離型層１８ｃは３０μｍのＰＦＡチューブである。本実施例では、ベルト１２を圧する領域である加圧部は弾性層１８ｂとＰＦＡチューブ１８ｃである。ローラ１８は、芯金１８ａの左右両端部を装置フレーム１６の左右の側板１６Ｌ・１６Ｒ間に軸受部材１７を介して回転自由に軸受保持させて配設してある。

このローラ１８に対して、アセンブリ１０を、バックアップ部材１１の下面側を対向させて並行に配列する。そして、左右の端部ホルダ１５を、それぞれ、加圧バネ（加圧機構）１９により所定の力でローラ１８の軸線方向に附勢する。即ち、ステイ１４をローラ１８の軸線方向に附勢する。これにより、バックアップ部材１１の下面をベルト１２を介してローラ１８に対して加圧部の弾性層１８ｂの弾性に抗して圧接させて、ベルト１２とローラ１８との間に加熱定着に必要な、記録材搬送方向ｃに関して所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させてある。

本実施例においては、３００Ｎで加圧され、幅８ｍｍのニップ部Ｎが形成されている。２１と２２は装置フレーム１６に組付けた入り口ガイドと出口ガイドである。

図３におけるＧはローラ１８の芯金１８ａの一端部に固着したドライブギアである。このギアＧに定着モータＭの回転力が不図示の動力伝達機構を介して伝達されることで、ローラ１８が図２において矢印の反時計方向に回転駆動される。

このローラ１８の回転駆動により、ローラ１８とベルト１２の外面とのニップ部Ｎにおける摩擦力でベルト１２に回転力が作用する。これにより、ベルト１２が、その内面がニップ部Ｎにおいてバックアップ部材１１に密着して摺動しながら矢印の時計方向にバックアップ部材１１の外回りを回転する。ベルト１２はローラ１８の回転スピードにほぼ対応したスピードをもって回転する。

左右のフランジ部１５ａは、回転するベルト１２がバックアップ部材１１の長手に沿って左方または右方に寄り移動したとき寄り側のベルト端部を受け止めて移動を規制する役目をする。ベルト１２の内面にはグリース（潤滑剤）を塗布してバックアップ部材１１に対するベルト１２の摺動性を確保している。

ニップ部Ｎに導入された記録材Ｐは、ローラ１８とベルト１２の回転により挟持搬送される。本実施例では、記録材Ｐの搬送は記録材中心の、いわゆる中央基準搬送で行われる。すなわち、装置に通紙使用可能な大小いかなる幅の記録材も、記録材幅方向中央部がベルト１２の長手方向中央部を通過することになる。Ｓはその記録材中央通紙基準線（仮想線）である。ＷＰは装置に通紙使用可能な最大幅（記録材面において記録材搬送方向に直交する方向の寸法）の記録材（通紙可能な最大サイズの記録材）の通紙域幅（最大通紙域幅）である。

ベルト１２の内側には、ベルト１２の温度制御のためにベルト温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタＴＨが配設されている。サーミスタＴＨは、大小いかなる幅の記録材Ｐも通紙部となるベルト部分の温度を検出するように、ベルト１２の長手方向のほぼ中央部位置においてベルト内面に弾性的に接触させて配設されている。本実施例においては、サーミスタＴＨはステイ１４に基部を固定して配設した弾性部材１３の先端部に支持させてあり、弾性部材１３の弾性によりベルト１２の内面に弾性的に接触している。

ベルト１２の両端部の給電層１２ｅの電力が供給されるための接点部に対してそれぞれ給電部材２３が弾性的に接触させて配設されている。本実施例においては、給電部材２３はカーボンブラックである。給電部材２３は回転するベルト１２の給電層１２ｅに対して弾性的に接触して摺動して給電層１２ｅとの電気的導通を保つ（接触領域、接点）。この左右の給電部材２３間に電源部（ＡＣ電源）２４から電力が供給されることにより発熱層１２ｂが全域において発熱して、ベルト１２の発熱層形成領域が加熱される。

そのベルト１２の温度がサーミスタＴＨにより検出され、サーミスタＴＨから出力されるベルト温度に関する電気的検知情報（検出温度情報）がＡ／Ｄコンバータ２５を介して制御部（ＣＰＵ）２６に入力する。制御部２６はサーミスタＴＨからの検出温度情報に基づいてベルト温度を所定の温度（定着温度）に維持するようにトライアッツク２７を制御する。即ち、制御部２６はＡＣ電源２４から給電層１２ｅ（発熱層１２ｂ）に対する供給電力を制御する。

而して、制御部２６は、所定の制御信号に基づいて、定着モータ駆動回路２８を制御して、ローラ１８の回転駆動を開始させる。また、トライアッツク２７を制御して、ベルト１２のヒートアップを開始させる。バックアップ部材１１はベルト１２を断熱保持するとともに、ベルト内面ガイド部材となる。

ベルト１２の回転スピードが定常化し、また、ベルト１２の温度が所定に立ち上がった状態において、画像形成部側からニップ部Ｎに未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐが入り口ガイド２１に沿って案内されて導入される。記録材Ｐのトナー画像担持面側がベルト１２に対面する。

記録材Ｐはニップ部Ｎにおいてベルト１２に密着してベルト１２と一緒にニップ部Ｎを移動通過していく。その移動通過過程において加熱されるベルト１２により記録材Ｐに熱が付与されてトナー画像ｔが記録材面に加熱定着される。ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐはベルト１２の面から曲率分離され、出口ガイド２２沿って案内されて排出搬送される。

Ｌ１２はベルト１２の長さ寸法、Ｌ１２ｂは発熱層１２ｂの長さ寸法、Ｌ１８はローラ１８（＝弾性層１８ｂ（加圧部））の長さ寸法である。また、Ｌ１２ｄは、絶縁層１２ｄの長さ寸法である。本実施例の装置２０においては、Ｌ１２＞Ｌ１２ｄ≧Ｌ１８＞Ｌ１２ｂ＞ＷＰの寸法関係にしてある。

発熱層１２ｂは、ベルト１２の回転軸線方向においてニップ部Ｎの端部よりも内側になるような位置に配置されている。発熱層１２ｂよりも上層に配置されている弾性層１２ｃもベルト１２の回転軸線方向においてニップ部Ｎの端部よりも内側になるような位置に配置されている。図４において、弾性層１２ｃの長さ寸法は発熱層１２ｂの長さ寸法と同じにしてあり、ベルト１２の回転軸線方向における弾性層１２ｃの端部は発熱層１２ｂの端部と同じ位置である。ベルト１２の回転軸線方向における発熱層１２ｂと弾性層１２ｃの幅は通紙可能な最大サイズの記録材の幅ＷＰよりも大きい。

そして、弾性層１２ｃよりも上層に設けられた表面層である絶縁層１２ｄはニップ部Ｎの端部の外側まで延伸し給電層１２ｅの一部をカバーするように設けられている。換言すると、ベルト１２の回転軸線方向において、発熱層１２ｂと第一弾性層１２ｃの端部は通紙可能な最大幅の記録材の通紙領域ＷＰの外側であって、ローラ１８の第二弾性層１８ｂの内側に配置されている。表面層である絶縁層１２ｄはローラ１８の第二弾性層１８ｂの端部よりも外側まで延伸し、給電層１２ｅの一部をカバーしている。

絶縁層１２ｄの長手方向の端部位置を位置Ｃ、ローラ１８の加圧部の端部位置（＝ニップ部Ｎの端部位置）を位置Ｂ、発熱層１２ｂの端部位置を位置Ａとした場合に、位置Ｃは、位置Ｂと同位置、または位置Ｂよりも端部側に位置するように構成している。このように構成することで、ローラ１８が、位置Ａから位置Ｂの範囲において給電層１２ｅに直接触れることがなくなる。従って、ローラ１８による給電層１２ｅの摩耗は起きなくなり、発熱層１２ｅへのより安定した電力供給が可能となる。

また、位置Ａから位置Ｂの間に弾性層１２ｃを設けないことにより、ローラ１８の加圧部が給電層１２ｅを圧する圧力を小さくすることができる。なお、図４の模式図においては、ローラ１８の端部の位置Ａから位置Ｂの範囲で、ローラ１８が絶縁層１２ｄに対して弾性層１２ｃと絶縁層１２ｄの厚み分浮いていて非接触の状態に描かれている。しかし、実際には、弾性層１２ｃと絶縁層１２ｄは厚みが薄く、また弾性層１２ｃとローラ１８側の弾性層１８ｂが加圧力で圧縮されることで、ニップ部Ｎにおいて、ローラ１８の端部の位置Ａから位置Ｂの範囲で、ローラ１８が絶縁層１２ｄに接触しながら回転する。

ここで、逆に、位置Ａが位置Ｂよりも端部側に配置された場合を比較例として、装置に通紙使用可能な最大幅記録材を連続通紙した場合の、ベルト１２の非通紙部の温度比較を行う。表１に、位置Ａと位置Ｂの配置の条件を示す。「Ａ−Ｂ間の距離（ｍｍ）」は、位置Ｂが位置Ａよりも端部側に配置されている場合を正、位置Ａが位置Ｂよりも端部側に配置されている場合を負とした。

本実施例においては、ローラ１８を２４６ｍｍ／ｓで回転させ、ベルト１２は、ローラ１８に従動させた。また、記録材ＰはＡ４サイズの１０５ｇ／ｍ^２の坪量のものを、１分間に５１枚の割合で通紙（横送り）した。また、発熱層１２ｂは、全体で抵抗値が１０Ωのものを用意した。従って、本実施例においては、１００Ｖの交流電圧を印加することで１０００Ｗの電力を発熱層１２ｂに投入することとした。そのときのベルト１２の被通紙部の温度推移を示したのが図５である。

０〜３０秒の間は、ベルト１２を回しながら温度を上昇させ、ベルト中央温調で１９０℃温調をし、３０秒から通紙を開始した。ａはベルト１２の長手中央部の温度であり、どの場合もほぼ同じ温度推移を示した。その他の凡例がついた線は、表１の各々の実験条件でのベルト長手端部の非通紙部の温度である。実施例１−１〜１−３は、程度に差はあるが、通紙開始後の６０秒間（図５で９０秒の部分）で絶縁層１２ｄであるＰＦＡチューブの耐熱温度２３０℃以上には上がっていない。一方、比較例１−１〜１−４は、通紙開始後１０秒程度で、すぐに２３０℃を越えてしまっている。

従って、非通紙部昇温の観点から、位置Ｂを位置Ａよりも端部側に配置することが有効であることがわかる。図４において、位置Ｂを位置Ａの内側に配置した場合、「最大記録紙サイズ」と位置Ａ間の発熱部の熱が、ローラ１８に熱伝導できず、非通紙部で昇温することが原因と考えられる。

この現象は、図５からも明らかなように、位置Ａ＝位置Ｂ（比較例１−１）の場合にも、ローラ１８への熱伝導の効果が十分でなく、非通紙部での昇温が起きてしまう。また、位置Ａ−位置Ｂ間の距離は、図５より１ｍｍ以上（実施例１−１〜１−３）が好ましいと言える。従って位置Ａ−位置Ｂ間の距離は、ゼロより大きい場合、非通紙部の昇温を抑制する効果が得られるが、好ましくは位置Ａ−位置Ｂ間の距離が１ｍｍ以上である。

次に、弾性層１２ｃと発熱層１２ｂの端部の位置関係について説明する。弾性層１２ｃと発熱層１２ｂの端部の位置は実質的に同じである。一方、弾性層１２ｃの端部が発熱層１２ｂの端部よりも外側にある場合には、加圧部からの圧力が弾性層１２ｃを押圧し、弾性層１２ｃが給電層１２ｅを押圧するため、好ましくない。

一方、弾性層１２ｃの端部が発熱層１２ｂの端部よりも外側にある場合には、弾性層１２ｃが積層されていない発熱層１２ｂの領域の温度の上昇が大きくなるが、弾性層１２ｃの端部と発熱層１２ｂの端部の差が小さい場合には、温度上昇幅を小さくできる。そのため、弾性層１２ｃと発熱層１２ｂの端部の位置は実質的に同じであるか、発熱層１２ｂの端部が弾性層１２ｃの端部よりも外側にあることが好ましい。

次に、位置Ｂと位置Ｃについて説明する。離型層１２ｄの端部（位置Ｃ）が加圧部の端部（位置Ｂ）よりも内側にあると、加圧部が直接給電層１２ｅを押圧することが生じ、給電層１２ｅの摩耗が大きくなる可能性がある。そのため、離型層１２ｄの端部は加圧部の端部の位置と同じ或いは加圧部の端部よりも外側であることが好ましい。

［実施例２］
実施例１では、加圧部材の加圧部の端部が、ベルトの表面層である絶縁層（離型層）の端部よりも中央部側であり、ベルトの弾性層の端部よりも外側に位置する構成であった。それに対して、本実施例では、ベルトの絶縁層の端部が加圧部材の加圧部の端部よりも中央側に配置すると共に、新たな絶縁層を設け、絶縁層の端部が加圧部材の加圧部の端部よりも外側に配置する構成とするものである。

図６は本実施例の構成を示したものである。なお、特に説明がいない実施例１と同じ符号のものは、実施例１と同じ構成である。本実施例では、発熱層１２ｂと弾性層１２ｃの間に、新たな絶縁層１２ｆを設けたものである。そして、表面層である絶縁層１２ｄの端部と弾性層１２ｃの端部は実質的に同じ位置に設けたものである。

先ず、絶縁層１２ｆについて説明する。この絶縁層１２ｆは、発熱層１２ｂと弾性層１２ｃとの間に設けられた絶縁性の層である。本実施例では、絶縁層１２ｆは、ポリイミド製で、厚み１０μｍである。そして、ベルト１２の回転軸線方向における長さ（幅）Ｌ１２ｆは、発熱層１２ｂの長さＬ１２ｂの長さよりも長いものである。また、ローラ１８の加圧部の長さＬ１８は、発熱部１２ｂの長さＬ２１ｂよりも大きいが、絶縁層１２ｆの長さＬ１２ｆよりも小さい。

即ち、長さ関係は、ＷＰ＜Ｌ１２ｂ＜Ｌ１８＜Ｌ１２ｆとなっている。換言すると、ベルト１２の回転軸線方向において、発熱層１２ｂと第一弾性層１２ｃの端部は通紙可能な最大幅の記録材の通紙領域ＷＰの外側であって、ローラ１８の第二弾性層１８ｂの内側に配置されている。そして、絶縁層１２ｆはローラ１８の第二弾性層１８ｂの端部よりも外側まで延伸し、給電層１２ｅの一部をカバーしている。

このように構成することで、ローラ１８が、位置Ａから位置Ｂの範囲において給電層１２ｅに直接触れることがなくなる。従って、ローラ１８による給電層１２ｅの摩耗は起きなくなり、発熱層１２ｅへのより安定した電力供給が可能となる。また、位置Ａから位置Ｂの間に弾性層１２ｃを設けないことにより、加圧部が給電層１２ｅを圧する圧力を小さくすることができる。

次に、弾性層１２ｃと発熱層１２ｂの端部の位置関係について説明する。弾性層１２ｃと発熱層１２ｂの端部の位置は実質的に同じである。一方、弾性層１２ｃの端部が発熱層１２ｂの端部よりも外側にある場合には、加圧部からの圧力が弾性層１２ｃを押圧し、弾性層１２ｃが給電層１２ｅを押圧するため、好ましくない。

一方、弾性層１２ｃの端部が発熱層１２ｂの端部よりも外側にある場合には、弾性層１２ｃが積層されていない発熱層１２ｂの領域の温度の上昇が大きくなるが、弾性層１２ｃの端部と発熱層１２ｂの端部の差が小さい場合には、温度上昇幅を小さくできる。そのため、弾性層１２ｃと発熱層１２ｂの端部の位置は実質的に同じであるか、発熱層１２ｂの端部が弾性層１２ｃの端部よりも外側にあることが好ましい。

次に、弾性層１２ｃと表面層である絶縁層１２ｄとの関係について説明する。本実施例では、弾性層１２ｃと絶縁層１２ｄの端部の位置は実質的に同じとする。なお、弾性層１２ｃと絶縁層１２ｄの端部の位置は同じである或いは絶縁層１２ｄの端部が弾性層１２ｃの端部よりも外側にある構成であることが望ましい。

次に、位置Ｂと位置Ｃについて説明する。絶縁層１２ｆの端部（位置Ｃ）が加圧部の端部（位置Ｂ）よりも内側にあると、ローラ１８の加圧部が直接給電層１２ｅを押圧することが生じ、給電層１２ｅの摩耗が大きくなる可能性がある。そのため、絶縁層１２ｆの端部は加圧部の端部の位置と同じ或いは加圧部の端部よりも外側であることが好ましい。

［その他］
１）可撓性を有するエンドレスのベルト１２を駆動用の懸架部材を含む複数の懸架部材間に懸回張設して駆動用の懸架部材により回転する装置構成にすることもできる。

２）加熱回転体１２はベルトではなく、剛性を有する中空あるいは中実の絶縁性ローラ体を基体１２ａとし、これに、抵抗発熱層１２ｂ、絶縁層（１２ｄ）と、前記抵抗発熱層１２ｂ、弾性層１２ｃ、給電層１２ｅ等を設けた構成にすることもできる。

以上説明したように、本発明によれば、加圧部の端部が発熱層の端部よりも外側に配置する構成であっても、加圧部材による給電層への力学的な負荷を低減することができる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の技術思想内であらゆる変形が可能である。

かくして、本発明によれば、加熱部材自体に発熱体を設け、該発熱体に通電を行って直接加熱部材を発熱させる方式の定着装置において、給電部の耐久性を確保できる。

１２・・画像加熱部材、１８・・加圧部材、Ｎ・・ニップ部、Ｐ・・記録材、ｔ・・画像、１２ｂ・・発熱層、１２ｃ・・弾性層、１２ｄ・・表面層、１２ｅ・・給電層

Claims (24)

1. 加圧部材と圧し、記録材上の画像を加熱するニップ部を形成する回転可能な画像加熱部材において、
   画像加熱部材の回転軸線方向においてニップ部の端部よりも内側になるような位置に配置され、通電により発熱する発熱層と、
   前記発熱層の端部に設けられ、発熱層と電気的に接続し、発熱層に給電するための給電層と、
   画像加熱部材の回転軸線方向においてニップ部の端部よりも内側になるような位置に配置され、前記発熱層よりも上層に配置されている弾性層と、
   ニップ部の端部の外側まで延伸し、前記給電層の一部をカバーするように前記弾性層よりも上層に設けられた表面層と、
   を備えたことを特徴とする画像加熱部材。
2. 前記給電層は、電力が供給されるための接点部を有することを特徴とする請求項１に記載の画像加熱部材。
3. 前記回転軸線方向における前記弾性層の端部は前記発熱層の端部と同じ位置であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像加熱部材。
4. 前記回転軸線方向における前記弾性層の端部は前記発熱層の端部よりも中央部側にあることを特徴とする請求項１または２に記載の画像加熱部材。
5. 前記回転軸線方向における前記発熱層と前記弾性層の幅は通紙可能な最大サイズの記録材の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像加熱部材。
6. 加圧部材と圧し、記録材上の画像を加熱するニップ部を形成する回転可能な画像加熱部材において、
   画像加熱部材の回転軸線方向においてニップ部の端部よりも内側になるような位置に配置され、通電により発熱する発熱層と、
   前記発熱層の端部に設けられ、発熱層と電気的に接続し、発熱層に給電するための給電層と、
   画像加熱部材の回転軸線方向においてニップ部の端部よりも内側になるような位置に配置され、前記発熱層よりも上層に配置されている弾性層と、
   前記弾性層よりも上層に設けられた表面層と、
   前記発熱層と前記弾性層の間に設けられ、前記給電層の一部をカバーするように配置された絶縁層と、
   を備えたことを特徴とする画像加熱部材。
7. 前記給電層は、電力が供給されるための接点部を有することを特徴とする請求項６に記載の画像加熱部材。
8. 前記回転軸線方向における前記弾性層の端部は前記発熱層の端部と同じ位置であることを特徴とする請求項６または７に記載の画像加熱部材。
9. 前記回転軸線方向における前記弾性層の端部は前記発熱層の端部よりも中央部側にあることを特徴とする請求項６または７に記載の画像加熱部材。
10. 前記回転軸線方向における前記表面層の端部は前記弾性層の端部と同じ位置であることを特徴とする請求項６乃至９の何れか１項に記載の画像加熱部材。
11. 前記回転軸線方向における前記表面層の端部は前記弾性層の端部よりも外側にあることを特徴とする請求項６乃至９の何れか１項に記載の画像加熱部材。
12. 前記回転軸線方向における前記発熱層と前記弾性層の幅は通紙可能な最大サイズの記録材の幅よりも大きいことを特徴とする請求項６乃至１１の何れか１項に記載の画像加熱部材。
13. 通電により発熱する発熱層と、前記発熱層の両端に設けられ、前記発熱層と電気的に接続する給電層と、前記発熱層より上層の第一弾性層と、前記第一弾性層より上層に設けられた表面層と、を有し、記録材上の画像を加熱する画像加熱部材と、
    前記画像加熱部材を圧し、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する第二弾性層を有する加圧部材と、
    前記給電層に接触し、給電するための給電手段と、
    を有し、画像加熱部材の回転軸線方向において、前記発熱層と前記第一弾性層の端部は通紙可能な最大幅の記録材の通紙領域の外側であって、前記第二弾性層の内側に配置され、前記表面層は前記第二弾性層の端部よりも外側まで延伸し、前記給電層の一部をカバーすることを特徴とする画像加熱装置。
14. 前記給電層は、前記給電手段と接する接触領域を有することを特徴とする請求項１３に記載の画像加熱装置。
15. 前記回転軸線方向における前記弾性層の端部は前記発熱層の端部と同じ位置であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の画像加熱装置。
16. 前記回転軸線方向における前記弾性層の端部は前記発熱層の端部よりも中央部側にあることを特徴とする請求項１３または１４に記載の画像加熱装置。
17. 前記回転軸線方向における前記発熱層と前記弾性層の幅は通紙可能な最大サイズの記録材の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１３乃至１６の何れか一項に記載の画像加熱装置。
18. 通電により発熱する発熱層と、前記発熱層の両端に設けられ、前記発熱層と電気的に接続する給電層と、前記発熱層より上層の第一弾性層と、前記発熱層と第一弾性層との間に配置された絶縁層と、前記第一弾性層より上層に設けられた表面層と、を有し、記録材上の画像を加熱する画像加熱部材と、
    前記画像加熱部材を圧し、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する第二弾性層を有する加圧部材と、
    前記給電層に接触し、給電するための給電手段と、
    を有し、画像加熱部材の回転軸線方向において、前記発熱層と前記第一弾性層の端部は通紙可能な最大幅の記録材の通紙領域の外側であって、前記第二弾性層の内側に配置され、前記絶縁層は前記第二弾性層の端部よりも外側まで延伸し、前記給電層の一部をカバーすることを特徴とする画像加熱装置。
19. 前記給電層は、前記給電手段と接する接触領域を有することを特徴とする請求項１８に記載の画像加熱装置。
20. 前記回転軸線方向における前記弾性層の端部は前記発熱層の端部と同じ位置であることを特徴とする請求項１８または１９に記載の画像加熱装置。
21. 前記回転軸線方向における前記弾性層の端部は前記発熱層の端部よりも中央部側にあることを特徴とする請求項１８または１９に記載の画像加熱装置。
22. 前記回転軸線方向における前記表面層の端部は前記弾性層の端部と同じ位置であることを特徴とする請求項１８乃至２１の何れか一項に記載の像加熱装置。
23. 前記回転軸線方向における前記表面層の端部は前記弾性層の端部よりも外側にあることを特徴とする請求項１８乃至２１の何れか一項に記載の画像加熱装置。
24. 前記回転軸線方向における前記発熱層と前記弾性層の幅は通紙可能な最大サイズの記録材の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１８乃至２３の何れか一項に記載の画像加熱装置。