JP5594201B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置および当該定着装置を用いた画像形成装置に関する。

近年、プリンタ等の画像形成装置では、ハロゲンヒータを熱源とする定着装置よりも省エネルギー化を図るという観点から、抵抗発熱層を含む定着ベルトを用いた定着装置を採用するものが提案されている。（例えば、特許文献１）
図１０は、このような定着部５００の構成例を示す概略斜視図である。
同図に示すように、定着部５００は、定着ベルト５５４、押圧ローラ５５０、加圧ローラ５６０および交流電源に接続された一対の給電ローラ５７０などを備えている。

定着ベルト５５４は、抵抗発熱層５５４ｂを含む円筒状の弾性変形可能なベルトであって、幅方向（Ｙ軸方向）の両端部の外周において、抵抗発熱層５５４ｂ上に電極５５４ｅが形成されたものである。
押圧ローラ５５０は、芯金５５１の表面が弾性層５５２で覆われており、定着ベルト５５４の周回経路内側に遊挿されている。

加圧ローラ５６０は、定着ベルト５５４の周回経路外側に配され、定着ベルト５５４を介して押圧ローラ５５０を押圧し、定着ニップ５３０を形成する。
また、加圧ローラ５６０は、駆動モータ（不図示）からの駆動力を受けて同図の矢印Ｐ方向に回転する。この駆動力が定着ベルト５５４を介して押圧ローラ５５０に伝わることにより、定着ベルト５５４と押圧ローラ５５０とが同図の矢印Ｑ方向に従動回転する。

一対の給電ローラ５７０は、定着ベルト５５４の周回経路外側から当該定着ベルト５５４の電極５５４ｅに接触して、同図の下方に押し付けるように構成されており、これにより、定着ベルト５５４の抵抗発熱層５５４ｂに給電される。
以上の構成において、定着ベルト５５４が周回駆動されつつ、給電ローラ５７０を介して電極５５４ｅに電力が供給されると、電気抵抗としては、電極５５４ｅの方が抵抗発熱層５５４ｂよりも遥かに小さく、電極５５４ｅにおける電圧降下は無視できるほどなので、各電極５５４ｅがその全周にわたり、それぞれに接触している給電ローラ５７０とほぼ同電位となって、抵抗発熱層５５４ｂ全体にＹ軸方向の電流が流れて発熱する。

なお、電流Ｉの向きは周期的に逆転するため、図１０における電流Ｉの向きは、ある一瞬における状態を例示したものである。
このとき、定着ベルト５５４は、定着ニップ５３０と給電ローラ５７０に押し付けられている部分以外で、他の部材との接触が生じておらず、熱が周囲に逃げにくいので、ジュール発熱により定着ベルト５５４が効率的に昇温され、記録シート（不図示）上に形成されたトナー像が定着ニップ５３０を通過する際に、加熱、加圧されて当該記録シートに熱定着される。

特開２００９−１０９９９７号公報 特開平９−１６０１３号公報

しかしながら、定着ベルト５５４は、一対の定着ローラ５７０に押圧されて、その断面形状が楕円形に近い不自然な形状となっているため、走行駆動時において、特に押圧ローラ５５０と接触していない部分で振動が発生し、それが波打って給電ローラ５７０との接触部位まで伝わる。
通常、給電ローラ５７０は、不図示の圧縮ばねなどによって、押圧ローラ５５０へ向けて付勢されているが、上述のような振動が発生すると、給電ローラ５７０の付勢方向における移動が、当該振動によるベルト５７０の変位に完全に追従することができなくなり、給電ローラ５７０と電極５５４ｅとの接触面積が変動して、場合によっては、当該接触部分の電流密度が局所的に高まり発熱するおそれがある。

また、最悪の場合には、給電ローラ５７０と電極５５４ｅとの間に隙間が発生して、その間にスパーク放電が生じ、これにより電極５５４ｅが損傷するという問題もある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、押圧ローラなどの押圧部材が抵抗発熱層含む定着ベルトの周回経路内側に配されている抵抗発熱式の定着装置および画像形成装置において、定着ベルトの長寿命化を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、抵抗発熱層を含む無端状の発熱ベルトの周回経路内側に第１の押圧部材を遊挿すると共に、発熱ベルトの周回経路外側に配された第２の押圧部材を前記発熱ベルトを介して前記第１の押圧部材に押圧することにより定着ニップを形成し、未定着画像の形成された記録シートを当該定着ニップに通紙して熱定着する定着装置であって、電源に接続され、前記発熱ベルト周面の通紙領域を挟んだ両側に形成された受電領域に接触して当該発熱ベルトに電力を供給する一対の給電部材を有し、当該一対の給電部材のうち少なくとも一方の給電部材は、その前記受電領域と接触している第１の領域の少なくとも一部が、前記定着ニップを前記第１の押圧部材の長手方向に延長してなる第２の領域と重なるような位置に配されると共に、前記第１と第２の押圧部材のうち前記発熱ベルトに対して前記一方の給電部材と反対側に配されている押圧部材は、前記発熱ベルトの、少なくとも前記第１と第２の領域が重なる領域の裏面に接触するように、その長手方向における長さもしくは配設位置が決定されており、前記第１と第２の押圧部材は、前記通紙領域を挟んで一方の端部側の部分の長さが前記第２の押圧部材よりも前記第１の押圧部材の方が長く、他方の端部側の長さが前記第１の押圧部材よりも前記第２の押圧部材の方が長くなるように長手方向にオフセットした位置に配置され、前記一方の端部側の給電部材が、前記発熱ベルトの周回経路外側に配され、前記発熱ベルトを介して前記第１の押圧部材のうち前記第２の押圧部材よりも前記一方の端部側に長くなった部分に押圧されてなり、前記他方の端部側の給電部材が、前記発熱ベルトの周回経路内側に配され、前記発熱ベルトを介して前記第２の押圧部材のうち前記第１の押圧部材よりも前記他方の端部側に長くなった部分に押圧されてなることを特徴とする。

発熱ベルトは、定着ニップにおいて第１と第２の押圧部材により保持されている状態であるため、その走行状態が最も安定しており、その影響により定着ニップを第１の押圧部材の長手方向に延長した延長領域においても発熱ベルトの走行状態が比較的安定する。
そこで、当該定着ニップの延長領域の少なくとも一部に重なるように、前記一対の給電部材のうち少なくとも一方の給電部材を接触させると共に、その接触部分の裏面側を相手側の押圧部材が接触して支持するようにすることにより、給電部材と受電領域とを安定的に接触させることができ、従来生じていた発熱および放電などの発生が抑制され、定着ベルトの長寿命化が可能となる。

また、前記第１の領域の全てが、前記第２の領域に重なっていることが望ましい。
そして、前記第１と第２の押圧部材のうち前記裏面に接触するものは、当該裏面に接触する表面部分が弾性体からなることが望ましい。
また、前記一対の給電部材のうち、前記重なる位置に配されているものは、前記発熱ベルトとの接触面が、前記表面部分の表面形状に沿った形状であることが望ましい。

ここで、第１と第２の押圧部材のうち、少なくとも一方は、ローラであることが望ましい。
なお、本発明は、上記定着装置を備えた画像形成装置としてもよい。

本発明における第１の実施の形態に係る定着装置を備える画像形成装置の一例であるタンデム型カラープリンタの構成を説明する透視図である。 上記定着装置の構成を示す一部切り欠き斜視図である。 （a）は、上記定着装置の側面図であり、（b）は、その要部拡大断面図である。 上記定着装置の断面図である。 本発明における第２の実施の形態に係る定着装置の構成を示す一部切り欠き斜視図である。 上記定着装置の側面図である。 上記定着装置の部分断面図である。 変形例に係る定着装置の側面図である。 変形例に係る定着装置の側面図である。 従来の画像形成装置における定着装置の斜視図である。

［第１の実施の形態］
以下、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の第１の実施の形態について、タンデム型フルカラープリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）を例にして図面に基づき説明する。
図１は、当該プリンタ１の全体の構成を示す透視図である。

同図に示すように、このプリンタ１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着部５および制御部６０を備えており、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続されて、外部の端末装置（不図示）からのプリントジョブの実行指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックからなるトナー像を形成し、これらを多重転写してフルカラーの画像形成を実行する。

以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
画像プロセス部３は、Ｙ〜Ｋ色のそれぞれに対応する作像部３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ、光学部１０、中間転写ベルト１１などを備えている。
作像部３０Ｙは、感光体ドラム３１Ｙ、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、一次転写ローラ３４Ｙ、感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナ３５Ｙなどを備えており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。他の作像部３０Ｍ〜３０Ｋについても、作像部３０Ｙと同様の構成になっており、同図では符号の表記を省略している。

中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラ１２と従動ローラ１３に張架されて矢印Ａ方向に回転駆動される。
光学部１０は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、制御部６０からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザ光Ｌを発し、感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋを露光走査させる。

この露光走査により、帯電器３２Ｙ〜３２Ｋにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上に静電潜像が形成される。各静電潜像の形成は、現像器３３Ｙ〜３３Ｋにより現像して得られた感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上のＹ〜Ｋ色のトナー像が、中間転写ベルト１１上の同じ位置に重ね合わせて一次転写されるように、タイミングをずらして実行される。

一次転写ローラ３４Ｙ〜３４Ｋにより作用する静電力により中間転写ベルト１１上に各色のトナー像が順次転写されフルカラーのトナー像が形成され、さらに二次転写位置４６方向に移動する。
一方、給紙部４は、記録シートＳを収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の記録シートＳを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ４２と、繰り出された記録シートＳを二次転写位置４６に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ対４４などを備えており、中間転写ベルト１１上のトナー像の移動タイミングに合わせて給紙部４から記録シートＳを二次転写位置に給送し、二次転写ローラ４５の作用により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して記録シートＳ上に二次転写される。

二次転写位置４６を通過した記録シートＳは、定着部５に搬送され、記録シートＳ上のトナー像（未定着画像）が、定着部５における加熱・加圧により記録シートＳに定着された後、排出ローラ対７１を介して排出トレイ７２上に排出される。
＜定着部の構成＞
図２は、上記定着部５の構成を示す部分断面斜視図である。

また、図３（a）は、図２のＢ矢視図であり、図３（b）は、その要部拡大断面図である。
図２に示すように、定着部５は、定着ベルト１５４と、押圧ローラ１５０と、加圧ローラ１６０と、給電部材１７０とを備える。
このうち定着ベルト１５４は、例えば、内径が３０［ｍｍ］の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おり、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復元力により元の状態に戻る自己形状保持可能なものが用いられている。

また、押圧ローラ１５０は、図３に示すように、定着ベルト１５４の周回経路内側に遊びを有した状態で配されている。
そして、加圧ローラ１６０は、定着ベルト１５４の周回経路外側において、押圧ローラ１５０と平行するように配置されており、定着ベルト１５４の外側から定着ベルト１５４を介して押圧ローラ１５０を押圧して定着ニップＮを形成した状態で、不図示の駆動機構により矢印Ｄ方向に回転駆動される。

これにより、定着ベルト１５４と押圧ローラ１５０とが矢印Ｅ方向に従動回転する（このように定着ベルト１５４が回転駆動されている状態を、以下、単に、「ベルト駆動時」という。）。
そして、定着ニップＮが目標温度に維持された状態で記録シート（不図示）が当該定着ニップＮを通過すると、当該記録シート上の未定着のトナー像が加熱、加圧されて熱定着される。

以下、定着部５の構成について、詳細に説明する。
＜押圧ローラの構成＞
押圧ローラ１５０は、図２に示すように、長尺で円柱状の芯金１５１の周囲に弾性層１５２が形成されてなる。
芯金１５１は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等からなる外径が約２０ｍｍの円柱体であり、その軸方向における両端部は、図示しない定着部５の本体側フレームの軸受部に回転自在に軸支されている。

弾性層１５２は、耐熱性及び断熱性の高い、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の発泡弾性体などの材料からなり、その厚みは、１ｍｍ〜２０ｍｍであり、これにより押圧ローラ１５０の外径は、２０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下に設定されるが、ここでは、２８ｍｍに設定されている。
ここで、弾性層１５２における、押圧ローラ１５０のＹ軸方向の長さは、３６０ｍｍとなっている。

以下、単に「押圧ローラの長さ」という場合、当該弾性層のＹ軸方向の長さのことをいう。
無論、弾性層１５２のＹ軸方向の長さは、記録シートＳの最大通紙幅よりも大きく設定されている。
＜加圧ローラ＞
加圧ローラ１６０は、同図に示すように、芯金１６１の周面に、弾性層１６２と、接着層１６３と、離型層１６４とが、この順で積層されてなる。

このうち芯金１６１は、不図示の駆動機構により回転駆動される、例えば、外径が約３０ｍｍのアルミニウム製の中実シャフトである。
また、弾性層１６２は、シリコーンゴムからなる円筒体であり、Ｙ軸方向の長さは３３０ｍｍとなっている。
弾性層１６２の厚みとしては、１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下が望ましく、ここでは、３ｍｍに設定されている。

そして、弾性層１６２の硬度は、押圧ローラ１５０の弾性層１５２の硬度よりも高く設定されており、定着ニップＮでの変形は、主に押圧ローラ１５０の弾性層１５２において生じる。
また、図３に示すように、定着ベルト１５４の周回方向（以下、「ベルト周回方向」という。）における定着ニップＮの幅ＮＷの値は、ここでは８ｍｍに設定されている。

離型層１６４は、厚みが１０μｍ以上、５０μｍ以下のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）またはＰＦＡ（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）等のフッ素系樹脂からなる。
接着層１６３は、シリコーン接着剤などからなり、当該接着剤が弾性層１６２の表面に塗布されることにより形成される。

ここで、弾性層１６２、接着層１６３および離型層１６４の３層（以下、「積層部１６５」という。）のＹ軸方向における長さは全て同一である。
以下、単に「加圧ローラの長さ」という場合、上記積層部のＹ軸方向の長さのことをいう。
＜定着ベルト＞
図４は、第１の実施の形態に係る定着部５を、押圧ローラ１５０および加圧ローラ１６０の各回転軸を含む平面により切断したとするときの断面図である。

また、同図では、理解を容易にするために、定着ベルト１５４の厚みをやや誇張して示しており、各部材の寸法は下記に例示する寸法と、必ずしも対応が取れているものではない。
定着ベルト１５４は、同図に示すように、以下のような積層構造を有している。
即ち、円筒状の補強層１５４ａの外周面側に抵抗発熱層１５４ｂが積層され、当該抵抗発熱層１５４ｂの外周面の両端部に、それぞれ周方向に沿って電極層１５４ｅが積層されており、さらに、抵抗発熱層１５４ｂの外周面上であって、上記一対の電極層１５４ｅに挟まれる部分に、弾性層１５４ｃと離型層１５４ｄとがこの順で積層されてなる。

以下、定着ベルト１５４を構成するこれらの層について詳細に説明する。
補強層１５４ａは、導電性を有しない材料、例えば、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂)、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などのいずれかからなり、その厚みは１０μｍ以上、２００μｍ以下が望ましく、ここでは、５０μｍに設定されている。

電極層１５４ｅは、抵抗発熱層１５４ｂのＹ軸方向における両端部の外周にそれぞれ環状に形成されている。
なお、電極層１５４ｅは、定着ベルト１５４が定着ニップＮを通過する際に生じる応力の影響を受けないように、定着ニップＮの両端から３ｍｍ以上離間させることが望ましい。

より具体的には、電極層１５４ｅは、例えば、電気抵抗率の低いＣｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｇおよび真鍮等、もしくはそれらの合金などを材料とし、抵抗発熱層１５４ｂのＹ軸方向における両端部の外周面にメッキを施すことにより形成される。
この他にも、上記材料からなる帯状の層を抵抗発熱層１５４ｂのＹ軸方向の両端部に、導電性を有する接着剤などで貼り付けても良い。

また、電極層１５４ｅは、Ｙ軸方向の長さが１０ｍｍとなっており、厚みは、０．１μｍ以上、７０μｍ以下であることが望ましく、ここでは５μｍに設定されている。
Ｙ軸方向において間隔をおいて形成された２つの環状の電極層１５４ｅは、図４に示すように、定着ニップＮをＹ軸方向の両外側に延長した領域（以下、「定着ニップ延長領域」という。）ＮＥの範囲に設けられている（図２においては、符号ＮＥが付されたハッチング部分）。

抵抗発熱層１５４ｂは、一対の電極層１５４ｅ同士に電位差が生じることにより、Ｙ軸方向に電流が一斉に流れて、ジュール発熱するものである。
より具体的には、抵抗発熱層１５４ｂは、厚みが、５μｍ以上、１００μｍ以下であって、ＰＩ（ポリイミド）製樹脂に、電気抵抗率の異なる導電フィラーを一種類もしくは複数種類均一に分散させてなる。

ここで、抵抗発熱層１５４ｂのＹ軸方向の長さは３６０ｍｍとなっている。
抵抗発熱層１５４ｂに用いるベースの材料（以下、「ベース材」という。）として、他にもＰＰＳおよびＰＥＥＫなどを使用することができる。
上述の導電フィラーとしては、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、ＭｇおよびＮｉなどの金属、もしくは、カーボンナノチューブおよびカーボンナノファイバーなどのカーボン系の材料が挙げられ、その形状としては、単位含有量あたりの導電フィラー同士の接触する確率を高めるために、繊維状にすることが望ましい。

電源１８０として、例えば、電圧１００Ｖ、周波数が５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚの商用電源を用いると、目的の発熱量を得るために設定すべき体積抵抗率は、１０×１０＾−６〜９．９×１０＾−３ Ω・ｍ程度が望ましく、さらに、本実施の形態における定着部５の仕様においては、体積抵抗率を１．０×１０＾−５〜５．０×１０＾−３ Ω・ｍに設定することが望ましい。

弾性層１５４ｃは、例えば、シリコーンゴムなどの弾性および耐熱性を有する材料からなり、その厚みは約２００μｍである。
なお、弾性層１５４ｃの材質は、シリコーンゴムの他、フッ素ゴム等を用いても構わない。
離型層１５４ｄは、例えば、ＰＴＦＥもしくはＰＦＡ等のフッ素系樹脂などの離型性を有する材料からなり、厚みは、５μｍ以上、１００μｍ以下である。
＜給電部材＞
給電部材１７０は、図２に示すように、リード線１７５を介して外部の電源１８０に電気的に接続されており、定着ベルト１５４の一対の電極層１５４ｅに接触して、これに給電するものである。

給電部材１７０は、ブラシ部１７１と、板バネ１７２とからなる。
ブラシ部１７１は、例えば、Ｙ軸方向における長さ８ｍｍ、ベルト周回方向における幅６ｍｍ、厚み１０ｍｍの直方体状のブロックであって、摺動性および導伝性を有する銅黒鉛質、炭素黒鉛質などの材料からなる、いわゆるカーボンブラシである。
本実施形態では、ブラシ部１７１は、図２に示すように、板バネ１７２により、電極層１５４ｅの周面であって、定着ニップ延長領域ＮＥに含まれる部分（以下、「オーバーラップ部」という。）１５４ｆに付勢されている。

より具体的には、ブラシ部１７１は、電極層１５４ｅと接触する面全体がオーバーラップ部１５４ｆに含まれるように配されている。
板バネ１７２は、導電性および弾性を有するりん青銅などの矩形の板体であって、一方の端部がプリンタ１の本体側（不図示）の絶縁体に固定され、他方の端部が導電性を有する接着剤などでブラシ部１７１と接合されており、弾性変形することによってブラシ部１７１を付勢する付勢手段となっていると共に、リード線１７５とブラシ部１７１とを電気的に接続する給電路となっている。

リード線１７５には、制御部６０の指示でＯＮ・ＯＦＦするリレースイッチ（不図示）が挿設されており、必要に応じて通電される構成となっている。
なお、ブラシ部１７１は、図３（b）に示すように、その摺接面が、電極層１５４ｅの走行軌跡に沿って凹状に湾曲している。その曲率半径r２は、押圧ローラ１５０の弾性層１５２の半径rtと、補強層１５４ａ、定着ベルト１５４の抵抗発熱層１５４ｂおよび電極層１５４ｅの厚みの合計値t1との間に、次式の関係を有する。
（式１） r２＝rt+t1
t1の値は、rtの値に対し、無視できるほど小さい値であるので、ブラシ部１７１の摺接面は、押圧ローラ１５０の周面（弾性層１５２の周面）に沿って湾曲しているとも言える。

このような構成により、給電部材１７０と電極層１５４ｅとが接触する面の圧力分布が均一になり、接触状態を安定的に維持し易くすることができる。
本実施の形態では、Ｙ軸方向において、押圧ローラ１５０の弾性層１５２は、加圧ローラ１６０の弾性層１６２よりも長く、弾性層１５２の両端部が定着ニップ延長領域ＮＥまで延びている。

そして、定着ベルト１５４は、加圧ローラ１６０によって、定着ニップＮにおいて十分大きなニップ圧１４０ｋＰａ（ニップ荷重４００Ｎ）で押圧ローラ１５０側に押圧されており、当該押圧力が、当該定着ベルト１５４の定着ニップ延長領域ＮＥにも及ぶため、この部分における定着ベルト１５４も押圧ローラ１５０に押し付けられて、当該押圧ローラ１５０にしっかりと支持されているので、振動や波打ちが生じにくい。

したがって、定着ニップ延長領域ＮＥに含まれるオーバーラップ部１５４ｆに、給電部材１７０を押し当てて摺接させることにより、ベルト駆動時において、給電部材１７０と電極層１５４ｅとの接触状態を安定的に維持することができる。
これにより、接触面における発熱や放電の発生が抑制され、電極層１５４ｅの損傷の発生を抑制することができ、定着ベルト１５４の延命が可能となる。

本実施の形態では、給電部材１７０は、定着ベルト１５４への接触面全体が定着ニップ延長領域に含まれる位置に配されており、これによって、上記接触状態をより安定的に維持することが可能な構成となっている。
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る定着部の構成は、基本的に上記第１の実施形態に係る定着部５と共通するが、定着ベルトの構造と、押圧ローラの弾性層および加圧ローラの積層部のＹ軸方向における寸法、および、給電部材の取り付け位置が、第１の実施形態に係る定着部５とは異なる。

以下では、共通の構成部分には第１の実施の形態と同じ符号を付してその説明は省略するか簡略するにとどめ、相違する点を中心に説明する。
図５は、第２の実施形態に係る定着部１０５の要部構成を示す部分断面斜視図である。図６は、そのＦ矢視図である。
図５に示すように、第２の実施の形態における定着部１０５は、第１の実施の形態における定着部５と同様に、定着ベルト２５４と、押圧ローラ２５０と、加圧ローラ２６０と、給電部材２７０とを備える。

ここで、加圧ローラ２６０と押圧ローラ２５０の長さの関係が第１の実施の形態と逆転している点が大きく異なっている。すなわち、加圧ローラ２６０（Ｙ軸方向における積層部２６５）の長さが、第１の実施の形態における押圧ローラ１５０（Ｙ軸方向における弾性層１５２）の長さと同一となっており、また、押圧ローラ２５０（Ｙ軸方向における弾性層２５２）の長さが、第１の実施の形態における加圧ローラ１６０（Ｙ軸方向における積層部１６５）の長さと同一となっている。

さらに、定着ベルト２５４の構成、および、図６に示すように、給電部材２７０が定着ベルト２５４の周回経路内側に設けられている点が、上記第１の実施の形態における定着部５とは異なる。
以下、定着ベルト２５４の構成について説明する。
＜定着ベルト＞
図７は、第２の実施の形態に係る定着部１０５を、押圧ローラ２５０および加圧ローラ２６０の各回転軸を含む平面により切断したとするときの部分断面図である。

また、同図では、理解を容易にするために、定着ベルト２５４の厚みをやや誇張して示している。
定着ベルト２５４は、材質の異なる層が複数積層されてなる弾性変形可能な無端ベルトであり、第１の実施の形態における定着ベルト１５４と同様に、補強層２５４ａと、抵抗発熱層２５４ｂと、弾性層２５４ｃと、離型層２５４ｄと、電極層２５４ｅとを有しているが、これらの積層状態が定着ベルト１５４とは異なる。

ここで、上述の各層の名称が、第１および第２の実施の形態と同じものについては、Ｙ軸方向の長さおよび積層順序以外は同一となっている。
より具体的には、定着ベルト２５４は、図７に示すように、抵抗発熱層２５４ｂの外周面側に、補強層２５４ａと、弾性層２５４ｃと、離型層２５４ｄとが、この順で積層されており、さらに、抵抗発熱層２５４ｂの内周面の両端部に、電極層２５４ｅが積層されてなる。

ここで、電極層２５４ｅは、同図に示すように、ベルト駆動時において、定着ニップ延長領域ＮＥを通過する位置に設けられている。
給電部材２７０は、第１の実施形態における給電部材１７０と同様に、ブラシ部２７１と板バネ２７２とからなる。
ブラシ部２７１は、ブラシ部１７１と同様のカーボンブラシであり、図６に示すように、その摺設面が電極層２５４ｅの走行軌跡、もしくは、加圧ローラ２６０の周面（積層部２６５の周面）に沿ってカーブしている。

板バネ２７２は、第１の実施形態における板バネ１７２と同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。
本第２の実施形態に係る定着部１０５では、ブラシ部２７１は、図７に示すように、板バネ２７２により、電極層２５４ｅの内周面であって、定着ニップ延長領域ＮＥに含まれるオーバーラップ部２５４ｆに押し付けられている。

このような定着ニップ延長領域ＮＥにおいては、第１の実施の形態で説明したのと同様に、定着ニップ部における押圧力の影響により、定着ベルト２５４が、加圧ローラ２６０の周面に押し付けられてその走行が安定しているため、この部分で電極層２５４ｅの部分、即ち、オーバーラップ部２５４ｆに給電部材２７０を押し当てて摺接させることによって、ベルト駆動時においても、給電部材２７０と電極層２５４ｅとの接触状態を安定的に維持することができる。

これにより、接触面における発熱や放電の発生が抑制され、電極層２５４ｅの損傷の発生を抑制することができ、定着ベルト２５４の長寿命化が可能となる。
＜変形例＞
本発明は、上述のような実施の形態に限られるものではなく、次のような変形例も実施することができる。

（１）上記第１の実施形態では、定着ベルト１５４は、補強層１５４ａと、抵抗発熱層１５４ｂと、弾性層１５４ｃと、離型層１５４ｄと、電極層１５４ｅとを有していたが、これに限らず、少なくとも抵抗発熱層１５４ｂと電極層１５４ｅとを有していればよい。
例えば、モノクロの複写機では、カラーの複写機に比べ、定着ニップ幅を小さく設定しても、定着品質の劣化がそれほど目立たないため、定着ベルト１５４内の弾性層１５４ｃを省略することが考えられる。

（２）また、第１の実施形態では、給電部材１７０は、ブロック状のブラシ部１７１を、加圧ローラ１６０の電極層１５４ｅに当接させていたが、これに限らず、例えば、ブラシ部１７１の代わりに金属ローラを用いて、摩擦を低減させながら、電極層１５４ｅとの電気的接触を保ってもよい。
（３）第１の実施形態では、給電部材１７０のブラシ部１７１と電極層１５４ｅとの接触面全体が定着ニップ延長領域ＮＥに含まれるようにしたが、図８に示すように、ブラシ部１７１ａのベルト周回方向（Ｚ軸方向）における長さを定着ニップ幅ＮＷよりも長くして、ベルト周回方向においてブラシ部１７１と電極層１５４ｅとの接触面が定着ニップ延長領域ＮＥを含むようにしても構わない。

また、給電部材１７０の設置位置を少しベルト周回方向にずらして、ブラシ部１７１ａの一部と定着ニップ延長領域ＮＥの一部が重なるようにしてもよく、要するに、少なくともブラシ部１７１ａと電極層１５４ｅとの接触面の一部が、定着ニップ延長領域ＮＥと重なっていればよい。
このような場合でも、少なくも当該定着ニップ延長領域ＮＥと重なっている部分では接触安定性を確保できる上、定着ニップ延長領域ＮＥの周辺についても、従来のような接触位置に比較して圧倒的に振動や波打ちの発生が抑制されているからである。

（４）上記第１の実施形態では、定着ベルト１５４を挟み込み、定着ニップを形成するものが、いずれも押圧ローラ１５０や加圧ローラ１６０のような回転体で構成されていたが、これらのうちの一方のみを回転体として、もう一方を回転せずに固定された部材に置き換えてもよい。
図９は、このような場合の定着装置における構成の一例を示す図である。

この例では、押圧ローラ１５０の代わりに、押圧部材３５０が定着ベルト１５４の周回経路内側に遊挿されている。
ここで、押圧部材３５０は、弾性を有する同図紙面に垂直な方向に長尺な部材３５１と、これの外周の一部を覆うように設けられた摺動シート３５２とを有している。
（５）また、上記第１の実施形態では、実施の形態のように、加圧ローラ１６０を回転駆動させ、押圧ローラ１５０を従動回転させていたが、この構成に限られない。

例えば、押圧ローラ１５０を回転駆動させ、加圧ローラ１６０を従動回転させても構わず、また、押圧ローラ１５０および加圧ローラ１６０の両方を回転駆動させてもよい。
（６）上記第１の実施形態では、押圧ローラ１５０の弾性層１５２の硬度は、加圧ローラ１６０の弾性層１６２の硬度よりも低く設定されており、定着ニップＮでの変形は、主に押圧ローラ１５０の弾性層１５２において生じるとしたが、これに限られず、場合によっては、定着品質が低下しなければ、弾性層１５２の硬度を弾性層１６２の硬度よりも高く設定しても良いし、弾性層１５２および弾性層１６２を同等の硬度に設定しても良い。

その場合、ブラシ部１７１における電極層１５４ｅとの接触面の形状は、定着ベルト１５４の走行軌跡の形状に応じて見直す必要がある。
（７）また、上記第１および第２の実施形態では、それぞれ電極層１５４ｅおよび電極層２５４ｅを介して、抵抗発熱層１５４ｂおよび抵抗発熱層２５４ｂに給電を行っていたが、これらの電極層１５４ｅおよび電極層２５４ｅを省略して、給電部材１７０および給電部材２７０を、それぞれ直接抵抗発熱層１５４ｂおよび抵抗発熱層２５４ｂに接触させてもよく、要するに、抵抗発熱層に給電するための一対の受電領域が、定着ベルト１５４の通紙領域を挟んだ両外側の周面に設けられていればよい。

その場合、電流は、例えば、抵抗発熱層１５４ｂにおいては、主に給電部材１７０と接触している２つの接触面同士を結んだ線上を流れて発熱し、定着ベルト１５４の回転走行に伴い順次全面が発熱することになる。
（８）上記第１の実施形態および第２の実施形態では、給電部材１７０と、押圧ローラ１５０もしくは加圧ローラ１６０との干渉を避けるため、押圧ローラ１５０および加圧ローラ１６０のＹ軸方向の長さを異ならせる構成を例示したが、これに限らず、押圧ローラ１５０および加圧ローラ１６０の長さを同じにすることもできる。

例えば、Ｙ軸方向における長さがともにＬＳ（ここでは３６０）ｍｍの押圧ローラ１５０および加圧ローラ２６０を、Ｙ軸方向においてＬＯｍｍオフセットさせた位置に設け、さらに、Ｙ軸方向における幅がＬＳ＋ＬＯｍｍの定着ベルトを用いることによって、図４におけるＹ’方向側の構造と、図７におけるＹ方向側の構造とを合わせ持つ構成が実現可能となる。

なお、定着ベルトは、Ｙ’方向側の端部では外周面に、Ｙ方向側の端部では内周面にそれぞれ電極層を設ける必要があるため、補強層を省略するなどの構造上の見直しを図る必要がある。
（９）また、上記第１の実施形態および第２の実施形態では、一対の給電部材のそれぞれが、発熱ベルトの電極層との接触部分と、定着ニップ延長領域とが、発熱ベルトの厚み方向において重なる位置に配されていたが、どちらか一方の給電部材のみが、このような位置に配されていても、それなりに定着ベルトの寿命を延命することができる。

（１０）なお、上記第１および第２の実施形態では、本発明に係る画像形成装置をタンデム型カラーデジタルプリンタに適用した場合の例を説明したが、これに限られず、いずれか一方が回転する第１および第２の押圧部材のうち、第１の押圧部材が定着ベルトの周回経路内側に配されており、第２の押圧部材により定着ベルトを介した状態で押圧されて定着ニップが形成される定着装置、および、当該定着装置を備える画像形成装置一般に適用することができる。

また、上記実施の形態および上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。

本発明は、第１の押圧部材が、抵抗発熱層を含む定着ベルトの周回経路内側に配されており、第２の押圧部材により定着ベルトを介した状態で押圧されて定着ニップが形成される定着装置および画像形成装置に広く適用することができる。

１ プリンタ
３ 画像プロセス部
４ 給紙部
５,１０５ 定着部
１０ 光学部
１１ 中間転写ベルト
３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ 作像部
３１ 感光体ドラム
３２ 帯電器
３３ 現像器
６０ 制御部
７１ 排出ローラ対
７２ 排出トレイ
１５０,２５０ 押圧ローラ
１５１,１６１ 芯金
１５２,２５２ 弾性層
１５４,２５４ 定着ベルト
１５４ａ,２５４ａ 補強層
１５４ｂ,２５４ｂ 抵抗発熱層
１５４ｃ,２５４ｃ 弾性層
１５４ｄ,２５４ｄ 離型層
１５４ｅ,２５４ｅ 電極層
１５４ｆ,２５４ｆ オーバーラップ部
１６０,２６０ 加圧ローラ
１６２ 弾性層
１６３ 接着層
１６４ 離型層
１６５,２６５ 積層部
１７０,２７０ 給電部材
１７１,２７１ ブラシ部
１７２,２７２ 板バネ
１７５ リード線
１８０ 電源
２６５ 積層部
３５０ 押圧部材
３５１ 部材
３５２ 摺動シート

Claims (6)

1. 抵抗発熱層を含む無端状の発熱ベルトの周回経路内側に第１の押圧部材を遊挿すると共に、発熱ベルトの周回経路外側に配された第２の押圧部材を前記発熱ベルトを介して前記第１の押圧部材に押圧することにより定着ニップを形成し、未定着画像の形成された記録シートを当該定着ニップに通紙して熱定着する定着装置であって、
   電源に接続され、前記発熱ベルト周面の通紙領域を挟んだ両側に形成された受電領域に接触して当該発熱ベルトに電力を供給する一対の給電部材を有し、
   当該一対の給電部材のうち少なくとも一方の給電部材は、その前記受電領域と接触している第１の領域の少なくとも一部が、前記定着ニップを前記第１の押圧部材の長手方向に延長してなる第２の領域と重なるような位置に配されると共に、
   前記第１と第２の押圧部材のうち前記発熱ベルトに対して前記一方の給電部材と反対側に配されている押圧部材は、前記発熱ベルトの、少なくとも前記第１と第２の領域が重なる領域の裏面に接触するように、その長手方向における長さもしくは配設位置が決定されており、
   前記第１と第２の押圧部材は、
   前記通紙領域を挟んで一方の端部側の部分の長さが前記第２の押圧部材よりも前記第１の押圧部材の方が長く、他方の端部側の長さが前記第１の押圧部材よりも前記第２の押圧部材の方が長くなるように長手方向にオフセットした位置に配置され、
   前記一方の端部側の給電部材が、前記発熱ベルトの周回経路外側に配され、前記発熱ベルトを介して前記第１の押圧部材のうち前記第２の押圧部材よりも前記一方の端部側に長くなった部分に押圧されてなり、
   前記他方の端部側の給電部材が、前記発熱ベルトの周回経路内側に配され、前記発熱ベルトを介して前記第２の押圧部材のうち前記第１の押圧部材よりも前記他方の端部側に長くなった部分に押圧されてなることを特徴とする定着装置。
2. 前記第１の領域の全てが、前記第２の領域に重なっていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第１と第２の押圧部材のうち前記裏面に接触するものは、当該裏面に接触する表面部分が弾性体からなることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記一対の給電部材のうち、前記重なる位置に配されているものは、前記発熱ベルトとの接触面が、前記表面部分の表面形状に沿った形状であることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 第１と第２の押圧部材のうち、少なくとも一方は、ローラであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の定着装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の定着装置を備える画像形成装置。

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