定着装置及び画像形成装置
【課題】面状発熱体により種々のサイズの記録媒体に対応して定着部材を適切に加熱する定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着スリーブ２１と、加圧ローラ３１と、定着スリーブ２１を介して加圧ローラ３１と当接してニップ部を形成する当接部材２６と、
発熱シート２２ｓを定着スリーブ２１の内周面に当接可能な所定形状に保持された状態かつ可撓性を有する状態で有し、発熱シート２２ｓを当接させて定着スリーブ２１を加熱する面状発熱体２２と、軸方向中央部で発熱シート２２ｓを定着スリーブ２１と当接させた状態で支持するとともに、軸方向端部で発熱シート２２ｓを撓ませて発熱シート２２ｓを定着スリーブ２１から離間させることにより、定着スリーブ２１の軸方向における定着スリーブ２１と発熱シート２２ｓとの当接状態を調整する当接状態調整機構部３２と、を備える。
【解決手段】定着スリーブ２１と、加圧ローラ３１と、定着スリーブ２１を介して加圧ローラ３１と当接してニップ部を形成する当接部材２６と、
発熱シート２２ｓを定着スリーブ２１の内周面に当接可能な所定形状に保持された状態かつ可撓性を有する状態で有し、発熱シート２２ｓを当接させて定着スリーブ２１を加熱する面状発熱体２２と、軸方向中央部で発熱シート２２ｓを定着スリーブ２１と当接させた状態で支持するとともに、軸方向端部で発熱シート２２ｓを撓ませて発熱シート２２ｓを定着スリーブ２１から離間させることにより、定着スリーブ２１の軸方向における定着スリーブ２１と発熱シート２２ｓとの当接状態を調整する当接状態調整機構部３２と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状発熱体を用いた定着装置及び該定着装置を備える電子写真方式、静電記録方式等を利用したＦＡＸ、プリンタ、複写機またはそれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙（用紙、記録媒体ともいう）に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。
【０００３】
この定着装置では、対向するローラもしくはベルトもしくはそれらの組み合わせにより構成された定着部材及び加圧部材が当接してニップ部を形成するように配置されており、該ニップ部に記録紙を挟みこみ、熱および圧力を加え前記トナー像を記録紙上に定着することを行っている。
【０００４】
前記定着装置の一例を挙げると、複数のローラ部材に張架された定着ベルトを定着部材として用いる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような定着ベルトを用いた装置は、定着部材としての定着ベルト（無端状ベルト）、定着ベルトを張架・支持する複数のローラ部材、複数のローラ部材のうち１つのローラ部材に内設されたヒータ、加圧ローラ（加圧部材）、等で構成されている。ヒータは、ローラ部材を介して定着ベルトを加熱する。そして、定着ベルトと加圧ローラとの間に形成されたニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される（ベルト定着方式）。
【０００５】
また、上述した画像形成装置に用いられる定着装置において、回転体である定着部材の内面に摺接する固定部材を有している定着装置がある。
例えば、特許文献２では、発熱体としてのセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム（定着フィルム）を挟ませて定着ニップ部を形成させ、前記定着ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入して、フィルムと一緒に挟持搬送させることで、ニップ部においてセラミックヒータの熱がフィルムを介して被記録材に与えられ、また、定着ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるフィルム加熱方式の定着装置が開示されている。このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができるとともに、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点がある。
【０００６】
また、特許文献３，４では、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ロールと、前記加熱定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルト（加圧ベルト）と、前記エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置されて、前記エンドレスベルトを前記加熱定着ロールに圧接させ、前記エンドレスベルトと前記加熱定着ロールとの間に記録紙が通過させられるベルトニップを設けると共に、前記加熱定着ロールの表面を弾性変形させる加圧パッドとを具備してなる加圧ベルト方式の画像定着装置が提案されている。この定着方式によれば、下の加圧部材をベルトにし、用紙とロールの接触面積を広げることで熱伝導効率を大幅に向上させ、エネルギー消費を抑制すると同時に小型化を実現することが可能となっている。
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１記載の定着装置は、定着ローラを用いた装置に比べて装置の高速化に適しているものの、ウォームアップ時間（プリント可能な温度に達するまでに要する時間である。）やファーストプリント時間（プリント要求を受けた後にプリント準備を経てプリント動作をおこない排紙が完了するまでの時間である。）の短縮化に限界があった。
【０００８】
これに対して、特許文献２記載の定着装置は、低熱容量化によりウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化が可能になるとともに、装置の小型化も可能になる。しか、特許文献２記載の定着装置では、耐久性の問題と、ベルト温度安定性の問題があった。すなわち、熱源であるセラミックヒータとベルト内面の摺動による耐磨耗性が不十分であり、長時間運転すると連続摩擦を繰り返す面が荒れて摩擦抵抗が増大し、ベルトの走行が不安定になる、もしくは定着装置の駆動トルクが増大する等の現象が生じ、その結果、画像を形成する転写紙のスリップが生じ画像のずれが生じる、または駆動ギヤに係る応力が増大し、ギヤの破損を引き起こすという不具合が発生した（課題１）。
また、フィルム加熱方式の定着装置では、ベルトをニップ部で局所的に加熱しているため回転するベルトがニップ入り口に戻ってくる際に、ベルト温度は最も冷えた状態になり、（特に高速回転を行うと）定着不良が出やすいという問題があった（課題２）。
【０００９】
一方、特許文献３では、圧力パッドの表層に低摩擦シート（シート状摺動材）としてＰＴＦＥを含浸させたガラス繊維シート（ＰＴＦＥ含浸ガラスクロス）を用い、ベルト内面と固定部材の摺動性の問題を改善する手段が開示されている。しかし、このような加圧ベルト方式の定着装置（特許文献３，４）では、定着ローラの熱容量が大きく、昇温が遅いため、ウォームアップにかかる時間が長いという問題があった。（課題３）。
【００１０】
以上のような課題１〜３に対して、特許文献５，６では、無端状の定着ベルトの内周側に配置される略パイプ状の対向部材（金属熱伝導体）と、前記対向部材の内周側に配置され該対向部材を加熱するセラミックヒータ等の抵抗発熱体とを設けることにより、定着ベルト全体を温めることを可能にし、ウォームアップ時間やファーストプリント時間を短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することのできる定着装置が提案されている。しかしながら、対向部材（金属熱伝導体）を介して抵抗発熱体の熱を定着ベルトに伝える方式であるため、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮という点で不十分であった。
【００１１】
これに対して、特許文献７では、無端状の定着ベルトと、該定着ベルトに圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧ローラと、前記定着ベルトの内周面側に固設されて当該定着ベルトを加熱する抵抗発熱体と、を備え、前記抵抗発熱体は、前記定着ベルトの内周面に対して圧接しないように微小ギャップで配設する定着装置が提案されている。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間をより短くし、装置を高速化した場合であっても定着不良や定着部材及び抵抗発熱体の磨耗・破損等の不具合が生じないようにすることができるものとしている。
【００１２】
しかしながら、特許文献７記載の定着装置において、加圧ローラの回転、振動に起因する応力が抵抗発熱体に繰り返し作用して、前記抵抗発熱体の屈曲が繰り返し行われるようになるが、該抵抗発熱体が金属材料からなるものであるため、繰り返しの屈曲による疲労破壊により断線して定着ベルトの適切な加熱が行われないことがあった。
【００１３】
また、定着装置では、種々の記録媒体が通紙されることが前提となっている。例えば、定着部材の加熱手段の軸方向の発熱幅よりも小さな記録媒体が通紙されることもあるが、この場合には、そのままでは定着部材の非通紙領域は記録媒体に熱を奪われないことから熱量過多となってしまう。
【００１４】
そこで、特許文献８では、それぞれがシートの幅方向において互いに異なる発熱分布を有している熱源（ハロゲンヒータ、面状発熱体、電磁誘導加熱手段（ＩＨ）など）を加熱手段として配置し、記録媒体の通紙幅に適した熱源にのみ給電することで定着部材の端部温度上昇を防止する発明が開示されている。しかしながら、配置した熱源の数でしか発熱幅を変化させることが出来ないため、記録媒体のサイズ対応力としては不十分であった。
【００１５】
また、特許文献７では、複数の抵抗発熱体を定着ベルトの軸方向に並べて配置し、それぞれの抵抗発熱体について独立して発熱の制御を行うことにより、定着ベルトにおける軸方向の発熱分布を可変としているが、この発明も同様に種々のサイズの記録媒体に柔軟に対応することは困難であった。また、抵抗発熱体が金属箔からなるものであることから定着ベルトにおける温度分布を調整する自由度が狭かった。すなわち、隣接する抵抗発熱体同士を重ね合わせることが困難であり、お互いを一定の間隔で離して配置するようになることから、その境界部分の加熱が不足し、定着ベルトの軸方向の温度分布が不均一なものとなり好ましいものではなかった。また、隣接する抵抗発熱体同士を重ね合わせることができたとしても、抵抗発熱体を定着ベルトの内周面に対して圧接しないように微小ギャップで配設している関係上、重ね合わせた部分が局部的に厚くなって定着ベルトとの当たりが不均一となることから、定着ベルトの均一加熱に不都合であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、面状発熱体により種々のサイズの記録媒体に対応して定着部材を適切に加熱する定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕 回転する無端状ベルトの定着部材（定着スリーブ２１）と、前記定着部材の外周面と当接する加圧部材（加圧ローラ３１）と、前記定着部材の内周側に配置され、該定着部材を介して前記加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材（当接部材２６）と、
前記定着部材の軸方向、周方向に対応して所定の幅及び長さをもつ発熱シート（発熱シート２２ｓ）を前記定着部材の内周面に当接可能な所定形状に保持された状態かつ可撓性を有する状態で有し、該発熱シートを当接させて前記定着部材を加熱する面状発熱体（面状発熱体２２）と、前記定着部材の軸方向における第１の位置（中央部、一方の端部）で前記発熱シートを前記定着部材と当接させた状態で支持するとともに、第２の位置（両端部、他方の端部）で前記発熱シートを撓ませて該発熱シートを前記定着部材から離間させることまたは前記定着部材に接近、さらには当接させることにより、前記定着部材の軸方向における該定着部材と発熱シートとの当接状態を調整する当接状態調整機構部（当接状態調整機構部３２）と、を備えることを特徴とする定着装置（定着装置２０、図７〜図１３）。
〔２〕 前記当接状態調整機構部は、通紙する記録媒体の幅に対応して、前記第２の位置で前記発熱シートを撓ませる量を調整することを特徴とする前記〔１〕に記載の定着装置。
〔３〕 前記発熱シートは、前記第２の位置で前記定着部材から離間すると、冷却部材（冷却部材３２ｃ）に当接して冷却されることを特徴とする前記〔１〕または〔２〕に記載の定着装置（図８）。
〔４〕 前記発熱シートは、絶縁性を有する基層（基層２２ａ）上に、耐熱性樹脂中に導電性粒子が分散されてなる抵抗発熱層（抵抗発熱層２２ｂ）と、該抵抗発熱層に電力を供給する電極層（電極層２２ｃ）と、が形成されてなることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の定着装置（図３）。
〔５〕 前記発熱シートは、前記基層が剛性を有することにより、前記所定形状に保持されており、前記第２の位置で前記基層が抵抗発熱層及び電極層とともに撓むことを特徴とする前記〔４〕に記載の定着装置。
〔６〕 前記発熱シートは、前記所定形状の基材（発熱体保持基材３２ｈ）に取り付けられることにより、前記所定形状に保持されており、前記第２の位置で前記基材が前記発熱シートとともに撓むことを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の定着装置（図１４）。
〔７〕 前記定着部材の内周側であって少なくとも前記ニップ部下流側で、該定着部材の回転状態を支持する回転支持部材（回転支持部材２７）を備えることを特徴とする前記〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の定着装置。
〔８〕 前記〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置（画像形成装置１、図１５）。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の定着装置によれば、定着部材の内周面に当接可能な所定形状に保持された状態かつ可撓性を有する状態にある発熱シートを第１の位置で支持しつつ、第２の位置で撓ませることにより、発熱シートが定着部材と当接している幅を任意に変化させることができるので、良好な定着性を確保しつつ定着部材の通紙していない領域の過昇温を防止することができる。また、第２の位置における発熱シートの撓み量を調整することにより、発熱シートが当接して定着部材を加熱する領域を通紙される記録媒体のサイズに対応して無段階で変化させることが可能である。
本発明の画像形成装置によれば、本発明の定着装置を備えているので、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短く、記録媒体のサイズが変わっても適切な画像形成が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る定着装置の前提となる参考例の構成を示す断面図である。
【図２】定着スリーブにおける軸方向、周方向を示す概略図である。
【図３】本発明で用いる発熱シートの構成を示す断面図である。
【図４】図１の定着装置で用いる回転支持部材の構成を示す斜視図である。
【図５】図１の定着装置における定着スリーブ側の内部機構部の構成を示す概略図である。
【図６】発熱シートの構成例を示す図である。
【図７】本発明に係る定着装置の構成例を示す断面図である。
【図８】当接状態調整機構部の構成例（１）として、回転支持部材の内部における当接状態調整機構部を構成する部材と発熱シートとの配置関係を示す軸方向断面図である。
【図９】当接状態調整機構部の構成例（１）として、回転支持部材の内部における当接状態調整機構部を構成する部材と発熱シートとの配置関係を示す軸方向端部における直径方向断面図である。
【図１０】当接状態調整機構部の構成例（１）を示す斜視図である。
【図１１】当接状態調整機構部の構成例（２）として、回転支持部材の内部における当接状態調整機構部を構成する部材と発熱シートとの配置関係を示す軸方向断面図である。
【図１２】当接状態調整機構部の構成例（３）として、回転支持部材の内部における当接状態調整機構部を構成する部材と発熱シートとの配置関係を示す軸方向断面図である。
【図１３】当接状態調整機構部の構成例（４）として、回転支持部材の内部における当接状態調整機構部を構成する部材と発熱シートとの配置関係を示す軸方向断面図である。
【図１４】発熱シートを発熱体保持基材に取り付けた構成を示す断面図である。
【図１５】本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
まず、本発明に係る定着装置の前提となる参考例について説明する。
図１は、本発明に係る定着装置の前提となる参考例の構成を示す断面図である。
図１に示すように、定着装置５０は、回転する無端状ベルトからなる定着部材（定着スリーブ２１（定着回転体ともいう））と、前記定着部材の外周面と当接する加圧部材（加圧ローラ３１（加圧回転体ともいう））と、前記定着部材の内周側に配置され、該定着部材を介して前記加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材（当接部材２６）と、前記定着部材の内周側に該定着部材と当接して配置され、前記定着部材を加熱する面状発熱体（面状発熱体２２）と、前記定着部材の内周側に該定着部材との間に前記面状発熱体を挟むように配置され、該面状発熱体を所定位置で支持する発熱体支持部材（発熱体支持部材２３）と、定着スリーブ２１の内周側に設けられ、回転する定着スリーブ２１を支持するパイプ形状の回転支持部材（回転支持部材２７）と、回転支持部材２７の内周側であってニップ部下流側に配置されるようにコア支持部材２８のＨ型外面に設けられる断熱支持部材（断熱支持部材２９）と、を備える。
【００２１】
ここで、定着スリーブ２１は、軸方向が通紙される記録媒体Ｐの幅に対応する長さを有し、可撓性を有するパイプ形状の無端状ベルトであり、例えば厚さが３０〜５０μｍの金属材料からなる基材上に少なくとも離型層を形成したものであって、外径が３０ｍｍになっている。なお以降、図２（ａ）に示すように、定着スリーブ２１のパイプ長手方向を軸方向と、図２（ｂ）に示すように、定着スリーブ２１のパイプ円周方向を周方向と称する。
【００２２】
定着スリーブ２１の基材を形成する材料としては、鉄、コバルト、ニッケル、又はこれらの合金等の伝熱性のよい金属材料を用いることができる。
【００２３】
定着スリーブ２１の離型層は、ＰＦＡ等のフッ素化合物をチューブ状に被覆したものであって、その厚さは５０μｍになっている。離型層は、記録媒体Ｐ上のトナー像（トナー）Ｔが直接的に接する定着スリーブ２１表面のトナー離型性を高めるためのものである。
【００２４】
加圧ローラ３１は、アルミニウム、銅等の金属材料からなる芯金上に、シリコーンゴム（ソリッドゴム）等の耐熱性弾性層、離型層が順次形成されたものであって、外径が３０ｍｍになっている。弾性層は、肉厚が２ｍｍ〜３ｍｍとなるように形成されている。離型層は、ＰＦＡチューブを被覆したものであって、厚さが５０μｍになるように形成されている。また、芯金内には必要に応じてハロゲンヒータなどの発熱体を内蔵してもよい。また、加圧ローラ３１は、加圧手段（不図示）により定着スリーブ２１を介して当接部材２６に圧接され、その圧接部が定着スリーブ２１側が凹んだニップ部を形成している。そして、このニップ部に、記録媒体Ｐが搬送されることになる。
【００２５】
また、加圧ローラ３１は、定着スリーブ２１に圧接した状態で不図示の駆動機構により回転駆動され（図１において時計回り方向に回転）、この加圧ローラ３１の回転に伴って定着スリーブ２１が回転することになる（図１において反時計回り方向に回転）。
【００２６】
当接部材２６は、定着スリーブ２１の軸方向に長さを有し、少なくとも定着スリーブ２１を介して加圧ローラ３１と圧接する部分がフッ素系ゴムなどの耐熱性を有する弾性体からなるものであり、コア保持部材２８により定着スリーブ２１の内周側の所定位置に保持された状態で固定されている。また、当接部分２６の定着スリーブ２１の内周面と接する部分はテフロン（登録商標）シートなどの摺動性及び耐磨耗性の優れた材料からなるものとするとよい。
【００２７】
コア保持部材２８は、金属などの板材が板金加工されてなり、定着スリーブ２１の軸方向の長さに対応する長さを有し断面がＨ型形状の剛性部材であり、定着スリーブ２１の内周側の略中心部分に配置されるものである。
【００２８】
またコア保持部材２８は、定着スリーブ２１の内周側に配置される種々の部材を所定位置に保持するものであり、例えばコア保持部材２８のＨ型の一方（加圧ローラ３１に対向する側）のくぼんだ部分に当接部材２６を収納保持し、当接部材２６が加圧ローラ３１により加圧されても大きく変形しないようにニップ部とは反対面側から支持している。また、コア保持部材２８は、当接部材２６を該コア保持部材２８から加圧ローラ３１側に少し突出するように保持しており、ニップ部でコア保持部材２８が定着スリーブ２１に接触しないように配置されている。
【００２９】
また、コア保持部材２８のＨ型の他方（加圧ローラ３１側とは反対側）のくぼんだ部分に、定着スリーブ２１の軸方向の長さに対応する長さを有し断面がＴ字型形状の端子台ステイ２４及び端子台ステイ２４上に延設され外部からの電力を供給する給電線２５を収納保持している。さらに、コア保持部材２８のＨ型の外面に発熱体支持部材２３を保持している。図１では、定着スリーブ２１の下方半周分（ニップ部の入側半周分）の領域で発熱体支持部材２３を保持している。その際、組み立て性を勘案して発熱体支持部材２３とコア保持部材２８を接着してもよい。あるいは発熱体支持部材２３側からコア保持部材２８側への伝熱を防止するために、両者を非接着としてもよい。
【００３０】
また、コア保持部材２８は、パイプ形状の回転支持部材２７のそのパイプ周面が軸方向に切断されてできた端部をニップ部の周方向前後で拘持することにより、該回転支持部材２７を保持している。なお、回転支持部材２７の軸方向両端は定着装置５０のフレームを構成する側板で保持されている。
【００３１】
発熱体支持部材２３は、面状発熱体２２を定着スリーブ２１の内周面と当接させて配置するために該面状発熱体２２を支持するものである。そのため、発熱体支持部材２３は、断面形状を円形とした定着スリーブ２１の内周面に沿った所定の弧の長さの外周面を有している。
【００３２】
また、発熱体支持部材２３は、面状発熱体２２の発熱に耐えるだけの耐熱性と、回転走行する定着スリーブ２１が面状発熱体２２に接触した際に変形することなく面状発熱体２２を支持するだけの強度と、面状発熱体２２の熱をコア保持部材２８側に伝えずに、定着スリーブ２１側に伝えるようにする断熱性と、を有することが好ましく、例えばポリイミド樹脂の発泡成形体であることが好ましい。なお、面状発熱体２２が定着スリーブ２１の内周面と当接する構成の場合、回転走行する定着スリーブ２１が面状発熱体２２をニップ部側に引っ張る力が該面状発熱体２２に作用するため、発熱体支持部材２３は変形することなく面状発熱体２２を支持するだけの強度が必要になるが、この場合にもポリイミド樹脂の発泡成形体が好適である。また、このポリイミド樹脂の発泡体の内部に補助的にソリッドの樹脂部材を設けて剛性を向上させるようにしてもよい。
【００３３】
面状発熱体２２は、図３に示すように、絶縁性を有する基層２２ａ上に、耐熱性樹脂中に導電性粒子が分散されてなる抵抗発熱層２２ｂと、該抵抗発熱層２２ｂに電力を供給する電極層２２ｃと、が形成され、定着スリーブ２１の軸方向、周方向に対応して所定の幅及び長さをもち可撓性を示す発熱シート２２ｓを有する。また、基層２２ａ上には、抵抗発熱層２２ｂと隣接する別の給電系統の電極層２２ｃとの間や発熱シート２２ｓの縁部分と外部との間を絶縁する絶縁層２２ｄが設けられている。なお、面状発熱体２２は、発熱シート２２ｓの端部で電極層２２ｃに接続され、給電線２５から供給される電力を該電極層２２ｃに供給する電極端子２２ｅ（不図示、後述）を備える。
【００３４】
また、発熱シート２２ｓの厚さは０．１〜１ｍｍ程度であり、少なくとも発熱体支持部材２３の外周面に沿って巻きつけることができる程度の可撓性を有している。
【００３５】
ここで、基層２２ａは、ＰＥＴまたはポリイミド樹脂などのある程度の耐熱性を有する樹脂からなる弾性体フィルムであり、このうちポリイミド樹脂からなるフィルム部材であることが好ましい。これにより、耐熱性と、絶縁性と、ある程度の柔軟性（可撓性）を備える。
【００３６】
抵抗発熱層２２ｂは、ポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂中にカーボン粒子や金属粒子などの導電性粒子が均一に分散してなる導電性を有する薄膜であり、通電されると内部抵抗によりジュール熱として発熱する構成となっている。このような抵抗発熱層２２ｂは、ポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂の前駆体中にカーボン粒子や金属粒子などの導電性粒子を分散させた塗料を基層２２ａ上に塗布して成膜するとよい。
【００３７】
また、抵抗発熱層２２ｂは、基層２２ａ上にまずカーボン粒子や金属粒子からなる薄膜の導電層が形成され、ついでその導電層上にポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂からなる絶縁性薄膜を積層して一体化したものであってもよい。
【００３８】
なお、抵抗発熱層２２ｂに使用するカーボン粒子は、通常のカーボンブラック粉末でもよいが、カーボンナノファイバ、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイルの少なくともいずれかからなるカーボンナノ粒子であってもよい。
【００３９】
また、金属粒子は、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉなどからなる粒子であり、その形状は粒状であってもよいし、フィラメント状であってもよい。
【００４０】
絶縁層２２ｄは、ポリイミド樹脂などの基層２２ａと同じ耐熱性樹脂からなる絶縁材料を塗布により形成するとよい。
【００４１】
電極層２２ｃは、導電性インクやＡｇなどの導電性ペーストなどを塗布して形成したものでもよいし、金属箔や金属網などを接着して形成したものであってもよい。
【００４２】
面状発熱体２２を構成する発熱シート２２ｓは、厚みの薄いシートであることから熱容量が小さく、急速な加熱が可能であり、その発熱量は抵抗発熱層２２ｂの体積抵抗率によって任意に設定できる。すなわち、抵抗発熱層２２ｂを構成する導電性粒子の構成材料、形状、大きさ、分散量などにより発熱量を調整することが可能であり、例えば単位面積当りの発熱量３５Ｗ／ｃｍ２で、総電力１２００Ｗ程度の出力が得られる面状発熱体２２の実現が可能である。この場合、発熱シート２２ｓは、例えば幅（軸方向）２０ｃｍ、長さ（周方向）２ｃｍ程度のサイズとなる。
【００４３】
また、面状発熱体としてステンレスなどの金属フィラメントからなるものを用いた場合、フィラメントの存在により面状発熱体の表面には凹凸が生じていることから、本発明のように定着スリーブ２１の内周面と摺動させると、表面が容易に磨耗してしまうが、本発明で使用する発熱シート２２ｓは前述のように表面に凹凸がなく平坦であることから、定着スリーブ２１の内周面との摺動に対して優れた耐久性を示す。またさらに、発熱シート２２ｓの抵抗発熱層２２ｂ表面にフッ素系樹脂をコーティングすると、定着スリーブ２１の内周面との接触に対する耐久性がさらに向上するので好ましい。
【００４４】
なお、発熱シート２２ｓの定着スリーブ２１内周面における配置領域としては、定着スリーブ２１の内周面のニップ部とは反対側の位置からニップ部手前までにかけて任意の位置に配置してよい。
【００４５】
ところで、定着装置５０では、回転時はニップ部で加圧ローラ３１に引っ張られることから、ニップ部の上流側の定着スリーブ２１は張力が付与された張り側となり、定着スリーブ２１の内周面は発熱体支持部材２３に圧接した状態で面状発熱体２２と摺動する。一方で、ニップ部の下流側では定着スリーブ２１に張力は作用しておらず弛んだ状態となっており、この状態のまま装置の高速化を図ろうとすると、ニップ部の下流側の定着スリーブ２１の弛む程度がひどくなり、定着スリーブ２１の回転走行安定性に支障が出てくることになる。
【００４６】
そこで、定着装置５０において、定着スリーブ２１の内周側であって少なくとも前記ニップ部下流側で、該定着スリーブ２１の回転状態を支持する回転支持部材２７を備えることが好ましい。
【００４７】
回転支持部材２７は、例えば厚さ０．１〜１ｍｍの鉄、ステンレス等の薄肉金属からなるパイプ形状のものであり、その外径が定着スリーブ２１の内径よりも直径で０．５〜１ｍｍ程度小さいものとなっている。また、回転支持部材２７のパイプ円周上において、少なくともニップ部とは反対側の位置からニップ部入り口近傍にかけては定着スリーブ２１の内周面が回転支持部材２７の外周面に当接している。また、回転支持部材２７の外周面においてニップ部側が軸方向に切断されて開口しており、その端部がコア支持部材２８側に折り込まれて、ニップ部に接触しないようになっている。
【００４８】
また、回転支持部材２７は、図４に示すように、ニップ部の上流側の一定領域の外周面が除去されて開口部２７ａが設けられている。これにより、図５に示すように、定着スリーブ２１の内部機構部を構成した場合に、開口部２７ａから面状発熱体２２の全面が露出するとともに面状発熱体２２の表面が回転支持部材２７の外周面と同じ面（面イチ）となる、あるいは若干回転支持部材２７の外周面から突出して配置されるようになり、該面状発熱体２２が定着スリーブ２１の内周面に接触するようになる。
【００４９】
したがって、面状発熱体２２（発熱シート２２ｓ）は、発熱体支持部材２３に支持されて、定着スリーブ２１の内周面と接触して配置され、定着スリーブ２１を効率的に加熱することが可能である。
【００５０】
以上の構成のように、回転支持部材２７により定着スリーブ２１の回転走行安定性が確保できるだけでなく、定着スリーブ２１を剛性の高い金属製の回転支持部材２７で支持できるので組立上のハンドリングが容易である。
【００５１】
断熱支持部材２９は、ニップ部出側で、回転支持部材２７を介して定着スリーブ２１の熱に耐えるだけの耐熱性と、定着スリーブ２１と接触する回転支持部材２７からの熱流出（損失）を防ぐ断熱性と、回転走行する定着スリーブ２１が回転支持部材２７に接触した際に変形することがないように回転支持部材２７を支持するだけの強度と、を有するものであり、発熱体支持部材２３と同じポリイミド樹脂の発泡成形体であることが好ましい。
【００５２】
以上の構成により、定着装置５０は、省エネを図りつつウォームアップ時間やファーストプリント時間を短くすることができる。また、面状発熱体２２における発熱シート２２ｓは樹脂ベースのシートであるため、加圧ローラ３１の回転、振動に起因する応力が発熱シート２２ｓに繰り返し作用して、発熱シート２２ｓの屈曲が繰り返し行われても疲労破壊することがなく、長時間の運転が可能である。これに加えて、回転支持部材２７（必要に応じて断熱支持部材２９）を設けることにより、定着スリーブ２１の回転走行安定性を向上させることができ、高速化を図ること可能となる。また、回転支持部材２７において定着スリーブ２１の軸方向への熱伝導により、定着スリーブ２１の軸方向の温度均一化を補助的に行うことができるので、より高速の装置へ対応することが可能となる。
【００５３】
なお、定着装置５０では、通紙する記録媒体の各種サイズに対応するために、発熱シート２２ｓが、基層２２ａの主面上で軸方向に区画された複数の領域それぞれに、抵抗発熱層２２ｂが独立して発熱可能に形成されてなる必要がある。
【００５４】
図６（ａ）は、面状発熱体２２の構成例を示す上面図である。ここでは、面状発熱体２２を発熱体支持部材２３に貼り付ける前の状態で平坦面上に展開し上から見た状態を示している。また、図中横方向は、定着スリーブ２１の軸方向に対応する幅方向であり、縦方向は定着スリーブ２１の周方向に対応する長さ方向となっている。
【００５５】
図６（ａ）において、発熱シート２２ｓは、その主面上について概略として幅方向（軸方向）で３分割され、さらに長さ方向（周方向）で２分割された６つの分割領域が形成されている。ここで、６つの分割領域を、長さ方向（周方向）が行成分、幅方向（軸方向）が列成分からなる行列マトリクスとして見たとき（図６（ｂ））、（１，２）成分の分割領域（定着スリーブ２１の軸方向中央部に対応する領域）に所定幅と長さをもつ抵抗発熱層２２ｂ１が形成され、（２，１）成分及び（２，３）成分の分割領域（定着スリーブ２１の軸方向両端部に対応する領域それぞれ）に所定幅と長さをもつ抵抗発熱層２２ｂ２が形成されている。
【００５６】
また、（１，１）成分及び（１，３）成分の分割領域には、抵抗発熱層２２ｂ１に接続された電極層２２ｃが形成されており、さらにそれぞれの電極層２２ｃには発熱シート２２ｓの一辺（図中下方の一辺）から延設された電極端子２２ｅ１が設けられ、第１の発熱回路が形成されている。
【００５７】
また、（２，２）成分の分割領域には、２つの抵抗発熱層２２ｂ２間を接続する電極層２２ｃが形成され、さらに、２つの抵抗発熱層２２ｂ２それぞれには発熱シート２２ｓの長さ方向（周方向）であって前記一辺（図中下方の一辺）側に延びる電極層２２ｃが接続され、またさらにこれらの電極層２２ｃそれぞれには発熱シート２２ｓの該一辺から延設された電極端子２２ｅ２が設けられ、第２の発熱回路が形成されている。
【００５８】
また、前記第１の発熱回路と第２の発熱回路の間には両者のショートを防ぐ絶縁層２２ｄが設けられている。
【００５９】
図６（ａ）の構成の面状発熱体２２において、電極端子２２ｅ１から通電すると、抵抗発熱層２２ｂ１の内部抵抗によりジュール熱として発熱し、電極層２２ｃでは低抵抗のために発熱しないことから、発熱シート２２ｓの（１，２）成分の分割領域のみが発熱することになり、定着スリーブ２１の軸方向中央部を加熱することができる。
【００６０】
また、電極端子２２ｅ２から通電すると、抵抗発熱層２２ｂ２の内部抵抗によりジュール熱として発熱し、電極層２２ｃでは低抵抗のために発熱しないことから、発熱シート２２ｓの（２，１）成分及び（２，３）成分の分割領域のみが発熱することになり、定着スリーブ２１の軸方向両端部を加熱することができる。
【００６１】
したがって、定着装置５０に小サイズ（狭い幅）の記録媒体Ｐが通紙される際には、電極端子２２ｅ１にのみ通電して、定着スリーブ２１の軸方向中央部のみを加熱し、広い幅の記録媒体Ｐが通紙される際には、電極端子２２ｅ１及び２２ｅ２に通電して、定着スリーブ２１の軸方向全幅を加熱することにより、エネルギー消費を抑えつつ記録媒体Ｐの幅に応じて適切な定着が可能となる。また、記録媒体Ｐのサイズに応じて面状発熱体２２の発熱量を制御できるので、小サイズ紙を連続して通紙しても非通紙部の温度が過度に上昇することなく、部材保護のための機器停止や生産性の低下を招くことがないようにすることができる。
【００６２】
しかしながら、図６（ａ）の構成を採用しても、対応できる記録媒体Ｐのサイズは２種類であり、通紙される種々のサイズの記録媒体に柔軟に対応することは困難であった。
発明者らは、この課題を解決すべく発熱シート２２ｓが可撓性を有していることに着目して鋭意検討を行い、本発明を成すに至った。
【００６３】
以下、本発明に係る定着装置について説明する。
図７は、本発明に係る定着装置の構成を示す断面図である。ここでは、定着スリーブ２１の軸方向端部における断面構成を示している。
定着装置２０は、回転する無端状ベルトの定着部材（定着スリーブ２１）と、前記定着部材の外周面と当接する加圧部材（加圧ローラ３１）と、前記定着部材の内周側に配置され、該定着部材を介して前記加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材（当接部材２６）と、前記定着部材の軸方向、周方向に対応して所定の幅及び長さをもつ発熱シート（発熱シート２２ｓ）を前記定着部材の内周面に当接可能な所定形状に保持された状態かつ可撓性を有する状態で有し、該発熱シートを当接させて前記定着部材を加熱する面状発熱体（面状発熱体２２）と、前記定着部材の軸方向における該定着部材と発熱シートとの当接状態を調整することが可能な当接状態調整機構部（当接状態調整機構部３２）と、を備える。
【００６４】
ここで、定着スリーブ２１、端子台ステイ２４、給電線２５、当接部材２６、回転支持部材２７、コア保持部材２８、加圧ローラ３１は、図１に示した定着装置５０を構成するものと同じである。なお、定着装置２０では、発熱体支持部材２３を有していない。また、断熱支持部材２９は省略してもよいし、備えていてもよい。
【００６５】
面状発熱体２２は、発熱シート２２ｓと電極端子２２ｅとからなる。なお、発熱シート２２ｓは原則として１枚であり、図７に示す発熱シート２２ｓ，２２ｓ’は当接状態調整機構部３２により１枚の発熱シート２２ｓが軸方向端部において定着スリーブ２１に対する位置が変化した２つの状態を示している。
【００６６】
発熱シート２２ｓは、図３に示した基本的構成からなり、少なくとも定着スリーブ２１の軸方向の最大通紙領域に対応する幅と周方向に所定の長さを有するシートである。また、基層２２ａの主面上全面あるいはある１つの領域に抵抗発熱層２２ｂが形成されたものであり、電極端子２２ｅから抵抗発熱層２２ｂに通電されると、発熱シート２２ｓ全面で均一に発熱するようになっている。
【００６７】
また、発熱シート２２ｓは、基層２２ａが発熱シート２２ｓとして所定の形状が維持される程度の剛性を有する点で、図１のものと異なる。例えば、基層２２ａは、厚さ数ｍｍの耐熱性樹脂（ポリイミド樹脂、耐熱ＰＥＴ樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）など）からなるシート状のモールド部材であって、その周方向は真円形状となった定着スリーブ２１の内周面に沿うように反っており、軸方向は真直ぐな形状（基準形状）となっている。あるいは、このような基準形状に加工され表面に絶縁性を有する金属板でもよい。
【００６８】
これにより、発熱シート２２ｓは、抵抗発熱層２２ｂが発熱した状態であっても外力が作用しない状態では基層２２ａの基準形状の状態で維持される。また、発熱シート２２ｓは、軸方向中央部で支持された状態で端部に外力が作用すると、基層２２ａが抵抗発熱層２２ｂ及び電極層２２ｃとともに撓むので全体として若干撓む程度の可撓性を有している。
【００６９】
当接状態調整機構部３２は、定着スリーブ２１の軸方向における第１の位置で発熱シート２２ｓを定着スリーブ２１と当接させた状態で支持するとともに、第２の位置で発熱シート２２ｓを撓ませて該発熱シート２２ｓを定着スリーブ２１内周面から離間させることまたは定着スリーブ２１に接近、さらには当接させることにより、定着スリーブ２１の軸方向における定着スリーブ２１と発熱シート２２ｓとの当接状態を調整するものである。
【００７０】
図８〜図１０に、当接状態調整機構部３２の構成例（１）を示す。図８は、回転支持部材２７の内部における当接状態調整機構部３２を構成する部材と発熱シート２２ｓとの配置関係を示す軸方向断面図であり、図９は、その軸方向端部における直径方向断面図である。また、図１０は、当接状態調整機構部３２の構成例（１）を示す斜視図である。
【００７１】
図８に示すように、当接状態調整機構部３２は、回転支持部材２７の内部に、定着スリーブ２１の軸方向における第１の位置（中央部）で、回転支持部材２７のパイプ断面の円周中心方向において定着スリーブ２１と当接する状態となる位置（基準位置）に発熱シート２２ｓをその裏面側から支持する２つの当接支持部材３２ｓと、発熱シート２２ｓの周方向の移動に伴い定着スリーブ２１の軸方向における第２の位置（端部）で該発熱シート２２ｓの軸方向両端部それぞれを撓ませるように案内するガイドレール３２ｒと、ガイドレール３２ｒの更に軸方向外側に設けられ発熱シート２２ｓの両端部を周方向に移動させることにより発熱シート２２ｓ全体を周方向に移動させる駆動伝達部３２ｇと、を備える。
【００７２】
ここで、当接支持部材３２ｓは、定着スリーブ２１において通紙される記録媒体Ｐのうち最小サイズのものが通過する最小通紙領域に発熱シート２２ｓが常に当接するように、この最小通紙領域の両端となる２箇所で発熱シート２２ｓの裏面側から支持するように配置されている。詳しくは、当接支持部材３２ｓはコア保持部材２８に固定され、発熱シート２２ｓの表面が回転支持部材２７の開口部２７ａから露出するとともに、当接支持部材３２ｓの支持により最小通紙領域に対応する発熱シート２２ｓの表面が回転支持部材２７の外周面と同じ面（面イチ）となる、あるいは若干回転支持部材２７の外周面から突出するように配置されるようになり、該発熱シート２２ｓが定着スリーブ２１の内周面に所定の圧力で当接するようになる。なお、最小通紙領域とは、例えばＡ６タテのサイズ（幅１０５ｍｍ）の記録媒体に対応するものである。また、当接支持部材３２ｓは、発熱シート２２ｓに接触しても極力熱を奪わないように断熱性を有することが好ましい。
【００７３】
駆動伝達部３２ｇは、定着装置２０のフレームを構成する側板の外側に配置され、外部から入力される回転駆動を発熱シート２２ｓの軸方向端部が周方向に移動するように伝達するものである。駆動伝達部３２ｇは、例えば、ガイドレール３２ｒからさらに軸方向外側に延設された発熱シート２２ｓの端部に連結されるギヤレールと、該ギヤレールと噛み合わされる歯車ギヤと、からなり、前記歯車ギヤに外部モータの回転駆動が入力されると、前記歯車ギヤが回転し、この歯車ギヤの回転に伴って前記ギヤレール及び発熱シート２２ｓの軸方向端部が周方向に移動する構成となっている。
【００７４】
図９は、軸方向端部におけるガイドレール３２ｒ上の発熱シート２２ｓの位置と発熱シート２２ｓ表面と定着スリーブ２１とのクリアランスの関係を示す断面概略図である。ここでは、定着スリーブ２１、発熱シート２２ｓ、回転支持部材２７、ガイドレース３２ｒのみ記載し、それ以外の構成部材は省略している。
【００７５】
ガイドレール３２ｒは、図９に示すように、発熱シート２２ｓの軸方向端部を周方向に移動可能に支持する円弧状のレール部材であって、この円弧の中心は回転支持部材２７のパイプ軸中心とは同軸とはならないようにずらしたものとなっている。なお、発熱シート２２ｓは、最大通紙領域に対応する範囲の面が発熱するようになっており、それよりも軸方向端部側の部分（ガイドレール３２ｒが支持する部分や駆動伝達部３２ｇが支持する部分）は発熱領域ではない。また、最大通紙領域とは、例えばＡ４ヨコサイズの記録媒体に対応するものであり、幅３００〜３５０ｍｍの領域である。
【００７６】
以上のような、ガイドレール３２ｒと回転支持部材２７の配置関係により、ガイドレール３２ｒの円弧上における発熱シート２２ｓ（軸方向端部）の位置に応じて、その軸方向端部における発熱シート２２ｓ表面と定着スリーブ２１の内周面とが当接または離間するように、さらに離間するときには両者間の間隔（クリアランス）を変化させることができる。このときの両者を離間させる目的は、発熱シート２２ｓから定着スリーブ２１に熱が伝わらないように両者が接触しないようにするためであり、軸方向端部において離間させる間隔（軸方向端部における発熱シート２２ｓ表面と定着スリーブ２１の内周面との距離）を変化させる目的は軸方向において発熱シート２２ｓ表面と定着スリーブ２１の内周面との当接幅（定着スリーブ２１が発熱シート２２ｓの当接により加熱される幅）を調整するためである。
【００７７】
すなわち、図９（ａ）に示すように、駆動伝達部３２ｇによりガイドレール３２ｒ上の位置Ａ（ニップ部入り口に最も近い位置）に発熱シート２２ｓの軸方向端部が移動すると、軸方向端部における発熱シート２２ｓの表面は開口部２７ａにおいて回転支持部材２７の外周面と同じ位置（面イチ）あるいは該外周面から若干突出した状態となり、発熱シート２２ｓ表面が定着スリーブ２１の内周面に所定の圧力で当接する。これにより、図８（ａ）に示すように、発熱シート２２ｓの軸方向全面が定着スリーブ２１の内周面に当接するようになり、定着スリーブ２１は最大通紙領域に対応した部分が加熱されるようになる。
【００７８】
また、図９（ｂ）に示すように、駆動伝達部３２ｇによりガイドレール３２ｒ上の位置Ｂ（ニップ部入り口から最も遠い位置）に発熱シート２２ｓの軸方向端部が移動すると、軸方向中央部で当接支持部材３２ｓで支持されている位置に対して回転支持部材２７の中心軸側に撓むことにより、該発熱シート２２ｓ表面が定着スリーブ２１の内周面から最も離間した状態となる。これにより、図８（ｂ）に示すように、発熱シート２２ｓの軸方向中央部の最小通紙領域に対応する表面のみが定着スリーブ２１の内周面に当接するようになり、定着スリーブ２１は最小通紙領域に対応した部分のみが加熱されるようになる。このときの発熱シート２２ｓの軸方向端部の撓む量は、例えば基準形状の状態を基準として０．１ｍｍ程度である。
【００７９】
またさらに、駆動伝達部３２ｇの駆動により、発熱シート２２ｓの軸方向端部をガイドレール３２ｒ上の位置Ａと位置Ｂの間をガイドレール３２ｒの円弧に沿って移動させ、位置Ａと位置Ｂの間の任意の位置で保持することが可能である。例えば、発熱シート２２ｓの軸方向端部を位置Ａから位置Ｂの方向に移動させると（図９）、発熱シート２２ｓの軸方向端部は位置Ａの定着スリーブ２１の内周面に所定の圧力で当接している状態から、発熱シート２２ｓの軸方向端部の撓む量が徐々に増加して、定着スリーブ２１の内周面にほとんど圧力なしで当接している状態を経て、定着スリーブ２１の内周面から離間し、その離間する距離（軸方向端部における発熱シート２２ｓ表面と定着スリーブ２１の内周面との間隔）が徐々に大きくなり、位置Ｂで最大となるが、発熱シート２２ｓの軸方向端部と定着スリーブ２１内周面との離間する距離をその範囲の中で任意に設定することができる。
【００８０】
このとき、図８の断面図で見ると、位置Ａの定着スリーブ２１の内周面に所定の圧力で当接している状態のとき、発熱シート２２ｓの軸方向全面が定着スリーブ２１の内周面に当接して最大通紙領域が加熱される（図８（ａ））。ついで、発熱シート２２ｓの軸方向端部が位置Ａから位置Ｂの方向に移動し発熱シート２２ｓの軸方向両端部が定着スリーブ２１の内周面から離間してその離間する距離が徐々に大きくなるのに伴い、発熱シート２２ｓの軸方向における定着スリーブ２１内周面との当接幅が最大通紙領域に対応する幅から徐々に小さくなり、最後に位置Ｂでその当接幅が最小通紙領域に対応する幅となる（図８（ｂ））。
【００８１】
したがって、当接状態調整機構部３２は、通紙する記録媒体Ｐの幅に対応して、発熱シート２２ｓの軸方向端部の位置（第２の位置）で該発熱シート２２ｓを撓ませる量を調整することにより、発熱シート２２ｓの軸方向端部と定着スリーブ２１内周面との離間する距離を所望の距離とし、通紙する記録媒体Ｐの幅に適合した発熱シート２２ｓの軸方向における定着スリーブ２１内周面との当接幅とすることができ、定着スリーブ２１において通紙する記録媒体Ｐの幅よりも外側となる領域の過昇温を防止することができる。
【００８２】
なお、発熱シート２２ｓの端部が撓んで、定着スリーブ２１から離間して浮いた状態になると、その領域の発熱シート２２ｓは定着スリーブ２１からも熱が奪われなくなるためにそのままでは過昇温となり不具合が発生する可能性がある。そこで、発熱シート２２ｓの両端部それぞれの裏面側に設けられ、発熱シート２２ｓが撓んだときに接触して、発熱シート２２ｓのある程度の領域の熱を奪う冷却部材３２ｃを備えるとよい。この冷却部材３２ｃは例えば伝熱性のよい金属板からなるものとする。
【００８３】
このように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
まず、画像形成装置が出力信号を受けると（例えばユーザの操作パネルの操作あるいはパソコンからの通信などにより画像形成装置に印刷要求があると）、定着装置２０において、加圧ローラ３１が定着スリーブ２１を介して当接部材２６に押圧され、ニップ部を形成する。
ついで、不図示の駆動装置によって、加圧ローラ３１が図７の時計回り方向に回転駆動されると、定着スリーブ２１も連れ回りして時計方向に回転する。このとき、面状発熱体２２は当接状態調整機構部３２により定着スリーブ２１の内周面に対して、通紙予定の記録媒体Ｐの幅に対応した所定の当接幅で当接し摺動する状態となる。
そして、それと同期して外部電源または内部の蓄電装置から給電線２５を通じて面状発熱体２２に電力が供給され、発熱シート２２ｓが発熱し、定着スリーブ２１は該発熱シート２２ｓと当接している領域で効率的に熱が伝達され、急速に加熱される。なお、駆動装置の動作と面状発熱体２２による加熱は同時刻に同時に開始する必要はなく、適宜時間差を設けて開始しても良い。
このとき、ニップ部上流側であって、定着スリーブ２１に対して接触又は非接触に配置された温度検知手段（不図示）で検知される温度により、ニップ部が所定の温度となるように、面状発熱体２２による加熱制御が行われており、定着に必要な温度まで昇温された後、保持され、記録媒体Ｐの通紙が開始される。
【００８４】
このように、本発明の定着装置では、定着スリーブ２１及び面状発熱体２２の熱容量が小さいため、省エネを図りつつウォームアップ時間やファーストプリント時間を短くすることができる。また、面状発熱体２２における発熱シート２２ｓは樹脂ベースのシートであるため、加圧ローラ３１の回転、振動に起因する応力が発熱シート２２ｓに繰り返し作用して、発熱シート２２ｓの屈曲が繰り返し行われても疲労破壊することがなく、長時間の運転が可能である。またさらに、定着スリーブ２１は、通紙予定の記録媒体Ｐの幅に対応した領域のみが加熱され、それよりも外側の領域の過昇温が防止される。
【００８５】
また、画像形成装置への出力信号がない場合、通常は消費電力を抑えるために加圧ローラ３１及び定着スリーブ２１は非回転で、面状発熱体２２は通電を停止されているが、すぐに再出力を開始したい（復帰させたい）場合は、加圧ローラ３１及び定着スリーブ２１が非回転の状態でも面状発熱体２２に通電しておくことが可能である。この場合は、面状発熱体２２に定着スリーブ２１全体を保温させておく程度の通電を行う。
【００８６】
なお、当接状態調整機構部３２は、図８〜図１０に示したものに限定されるものではない。
（構成例（２））
例えば、図１１に示すように、発熱シート２２ｓの裏面側であって軸方向中央部の１箇所で支持する１つの当接支持部材３２ｓを設けてもよい。あるいは、定着スリーブ２１において最小通紙領域に発熱シート２２ｓが常に当接するように、この最小通紙領域の全体を発熱シート２２ｓの裏面側から支持するように、軸方向にある幅をもった支持部を有する当接支持部材３２ｓを設けてもよい。
【００８７】
（構成例（３））
また、図８〜図１０に示したガイドレール３２ｒに替えて、図１２に示すような牽引機構部３２ｔを設けてもよい。
牽引機構部３２ｔは、回転支持部材２７の内部であって軸方向両端それぞれに駆動伝達部３２ｇ’から回転駆動が伝達可能に配置されており、発熱シート２２ｓの軸方向両端部それぞれと牽引可能に連結されている。
【００８８】
このような構成の当接状態調整機構部３２は、つぎのように定着スリーブ２１の軸方向における定着スリーブ２１と発熱シート２２ｓとの当接状態の調整を行う。
まず、牽引機構部３２ｔは、駆動伝達部３２ｇ’から駆動力が伝達されない状態では、連結している発熱シート２２ｓの軸方向両端部それぞれを牽引せず、何も作用していない状態になる。これにより、発熱シート２２ｓは基層２２ａの軸方向に真直ぐな形状（基準形状）で保持されることになり、発熱シート２２ｓの軸方向全面が定着スリーブ２１の内周面に当接するようになり、定着スリーブ２１は最大通紙領域に対応した部分が加熱されるようになる。
【００８９】
つぎに、牽引機構部３２ｔは、駆動伝達部３２ｇ’からの駆動力が伝達されると、連結している発熱シート２２ｓの軸方向両端部それぞれを牽引し、軸方向中央部で当接支持部材３２ｓで支持されている位置に対して回転支持部材２７の中心軸側に撓ませるようになる。これにより、発熱シート２２ｓの軸方向両端部が定着スリーブ２１の内周面から離間することになる。
【００９０】
ここで、牽引機構部３２ｔの牽引量に比例して発熱シート２２ｓが撓む量が増大するので、通紙する記録媒体Ｐの幅に対応して、発熱シート２２ｓの軸方向端部の位置（第２の位置）で牽引機構部３２ｔの牽引量を調整することにより、発熱シート２２ｓを撓ませる量を制御して、発熱シート２２ｓの軸方向端部と定着スリーブ２１内周面との離間する距離を所望の距離とし、発熱シート２２ｓの軸方向における定着スリーブ２１内周面との当接幅を最大通紙領域から最小通紙領域までの間の任意の幅として、定着スリーブ２１において通紙する記録媒体Ｐの幅よりも外側となる領域の過昇温を防止することができる。
【００９１】
なお、ここまでに示した当接状態調整機構部３２の構成は、基準形状を軸方向に真直ぐな形状とした発熱シート２２ｓを軸方向中央部で保持した状態で軸方向端部を回転支持部材２７の軸中心方向に撓ませて、発熱シート２２ｓの軸方向における定着スリーブ２１内周面との当接幅を調整するものであるが、これに限定されるものではない。
【００９２】
（構成例（４））
例えば、図１３に示すように、発熱シート２２ｓの軸方向における一方の端部を固定しておき、他方の端部で撓ませる構成としてもよい。すなわち、当接状態調整機構部３２は、発熱シート２２ｓの軸方向における一方の端部（図中右側の端部、第１の位置）を回転支持部材２７の開口部２７ａにおいて定着スリーブ２１の内周面と常に所定の圧力で当接する位置（基準位置）で保持されるように固定する固定部材３２ｓ’と、この端部から軸方向中央部方向に最小通紙領域の幅となる位置の発熱シート２２ｓの裏面を前記基準位置で支持する当接支持部材３２ｓと、外部から入力される駆動力を伝達する駆動伝達部３２ｇ’と、回転支持部材２７の内部であって駆動伝達部３２ｇ’から回転駆動が伝達可能に配置されており、発熱シート２２ｓの軸方向における他方の端部（図中左側の端部）と牽引可能に連結されている牽引機構部３２ｔと、を備えている。
【００９３】
このような構成の当接状態調整機構部３２は、つぎのように定着スリーブ２１の軸方向における定着スリーブ２１と発熱シート２２ｓとの当接状態の調整を行う。
まず、牽引機構部３２ｔは、駆動伝達部３２ｇ’から駆動力が伝達されない状態では、連結している発熱シート２２ｓの軸方向における他方の端部を牽引せず、何も作用していない状態になる。これにより、発熱シート２２ｓは基層２２ａの軸方向に真直ぐな形状（基準形状）で保持されることになり、発熱シート２２ｓの軸方向全面が定着スリーブ２１の内周面に当接するようになり、定着スリーブ２１は最大通紙領域に対応した部分が加熱されるようになる。
【００９４】
つぎに、牽引機構部３２ｔは、駆動伝達部３２ｇ’からの駆動力が伝達されると、連結している発熱シート２２ｓの軸方向における他方の端部を牽引し、当接支持部材３２ｓで支持されている基準位置に対して回転支持部材２７の中心軸側に撓ませるようになる。これにより、発熱シート２２ｓの軸方向における他方の端部が定着スリーブ２１の内周面から離間することになる。
【００９５】
ここで、牽引機構部３２ｔの牽引量に比例して発熱シート２２ｓが撓む量が増大するので、通紙する記録媒体Ｐの幅に対応して、発熱シート２２ｓの軸方向他方の端部の位置（第２の位置）で牽引機構部３２ｔの牽引量を調整することにより、発熱シート２２ｓを撓ませる量を制御して、発熱シート２２ｓの軸方向他方の端部と定着スリーブ２１内周面との離間する距離を所望の距離とし、発熱シート２２ｓの軸方向における定着スリーブ２１内周面との当接幅を最大通紙領域から最小通紙領域までの間の任意の幅として、定着スリーブ２１において通紙する記録媒体Ｐの幅よりも外側となる領域の過昇温を防止することができる。
【００９６】
（構成例（５））
例えば、発熱シート２２ｓの基準形状として、軸方向中央部で最小通紙領域に対応する部分を真直ぐな形状とし、軸方向両端部を回転支持部材２７の軸中心方向に予め撓ませた形状としてもよい。すなわち、この場合には、当接状態調整機構部３２は、定着スリーブ２１の軸方向における第１の位置（中央部）で定着スリーブ２１と当接した状態で発熱シート２２ｓを支持するとともに、第２の位置（両端部）で発熱シート２２ｓを撓ませて該発熱シート２２ｓを定着スリーブ２１に接近、さらには当接させることにより、定着スリーブ２１の軸方向における定着スリーブ２１と発熱シート２２ｓとの当接状態を調整するものとする。
【００９７】
また、ここまでに示した当接状態調整機構部３２は、基層２２ａが剛性を有することにより、発熱シート２２ｓが前記所定形状に保持されている構成を前提としていたがこれに限定されるものではない。
【００９８】
（構成例（６））
例えば、発熱シート２２ｓは、図１４に示すように、前記所定形状に成形された発熱体保持基材３２ｈに取り付けられることにより、前記所定形状に保持されており、前記第２の位置で発熱体保持基材３２ｈが発熱シート２２ｓとともに撓むようにしてもよい。
【００９９】
ここで、発熱体保持基材３２ｈは、発熱シート２２ｓとともに当接状態調整機構部３２に取り付けられたときに所定の形状が維持される程度の剛性を有するとともに、軸方向端部に外力が作用すると若干撓む程度の可撓性を有している。例えば、発熱体保持基材３２ｈは、厚さ数ｍｍの耐熱性樹脂（ポリイミド樹脂、耐熱ＰＥＴ樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）など）からなるシート状のモールド部材であって、その周方向は真円形状となった定着スリーブ２１の内周面に沿うように反っており、軸方向は真直ぐな形状（基準形状）となっている。あるいは、このような基準形状に加工された金属板でもよい。
【０１００】
また、発熱シート２２ｓの厚さは０．１〜１ｍｍ程度であり、発熱体保持基材３２ｈの表面形状に沿って取り付けることができる程度の可撓性を有している。
【０１０１】
これにより、発熱シート２２ｓは、抵抗発熱層２２ｂが発熱した状態であっても外力が作用しない状態では発熱体保持基材３２ｈの基準形状の状態で維持され、軸方向第１の位置（中央部）で支持された状態で第２の位置（端部）に外力が作用すると若干撓むようになり、本発明の構成例（１）〜（５）と同様の作用効果を奏するものとなる。
【０１０２】
つぎに、本発明に係る画像形成装置について説明する。
図１５は、本発明に係る画像形成装置の構成を示す全体構成図である。
図１５に示すように、画像形成装置１は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体１の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。
【０１０３】
各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部（不図示である。）等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。
【０１０４】
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、不図示の駆動モータによって図１５中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。
【０１０５】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【０１０６】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
【０１０７】
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１５中の矢印方向に無端移動される。
【０１０８】
４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。
【０１０９】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
【０１１０】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部１２には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１５中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。
【０１１１】
レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【０１１２】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着スリーブ２１及び加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
【０１１３】
以上説明したように、本発明の画像形成装置において、前述した定着装置２０を備えているので、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短く、記録媒体Ｐのサイズが変わっても適切な画像形成を行いつつ、定着部材の通紙していない領域の過昇温を防止することができる。
【０１１４】
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１１５】
１ 画像形成装置
３ 露光部
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 作像部
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ 感光体ドラム
１２ 給紙部
２０，５０ 定着装置
２１ 定着スリーブ
２２ 面状発熱体
２２ａ 基層
２２ｂ，２２ｂ１，２２ｂ２ 抵抗発熱層
２２ｃ 電極層
２２ｄ 絶縁層
２２ｅ，２２ｅ１，２２ｅ２ 電極端子
２２ｓ，２２ｓ’ 発熱シート
２３ 発熱体支持部材
２４ 端子台ステイ
２５ 給電線
２６ 当接部材
２７ 回転支持部材
２７ａ 開口部
２８ コア保持部材
２９ 断熱支持部材
３１ 加圧ローラ
３２ 当接状態調整機構部
３２ｃ 冷却部材
３２ｇ，３２ｇ’ 駆動伝達部
３２ｈ 発熱体保持基材
３２ｒ ガイドレール
３２ｓ 当接支持部材
３２ｓ’ 固定部材
３２ｔ 牽引機構部
７５ 帯電部
７６ 現像部
７７ クリーニング部
７８ 中間転写ベルト
７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ 第１転写バイアスローラ
８０ 中間転写クリーニング部
８２ ２次転写バックアップローラ
８３ クリーニングバックアップローラ
８４ テンションローラ
８９ ２次転写ローラ
８５ 中間転写ユニット
９７ 給紙ローラ
９８ レジストローラ対
９９ 排紙ローラ対
１００ スタック部
１０１ ボトル収容部
１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋ トナーボトル
Ｌ レーザ光
Ｐ 記録媒体
Ｔ トナー
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１６】
【特許文献１】特開平１１−２９８２号公報
【特許文献２】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献３】特開８−２６２９０３号公報
【特許文献４】特開１０−２１３９８４号公報
【特許文献５】特開２００７−３３４２０５号公報
【特許文献６】特開２００８−１５８４８２号公報
【特許文献７】特開２００８−２１６９２８号公報
【特許文献８】特開２００８−３１００５１号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状発熱体を用いた定着装置及び該定着装置を備える電子写真方式、静電記録方式等を利用したＦＡＸ、プリンタ、複写機またはそれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙（用紙、記録媒体ともいう）に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。
【０００３】
この定着装置では、対向するローラもしくはベルトもしくはそれらの組み合わせにより構成された定着部材及び加圧部材が当接してニップ部を形成するように配置されており、該ニップ部に記録紙を挟みこみ、熱および圧力を加え前記トナー像を記録紙上に定着することを行っている。
【０００４】
前記定着装置の一例を挙げると、複数のローラ部材に張架された定着ベルトを定着部材として用いる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような定着ベルトを用いた装置は、定着部材としての定着ベルト（無端状ベルト）、定着ベルトを張架・支持する複数のローラ部材、複数のローラ部材のうち１つのローラ部材に内設されたヒータ、加圧ローラ（加圧部材）、等で構成されている。ヒータは、ローラ部材を介して定着ベルトを加熱する。そして、定着ベルトと加圧ローラとの間に形成されたニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される（ベルト定着方式）。
【０００５】
また、上述した画像形成装置に用いられる定着装置において、回転体である定着部材の内面に摺接する固定部材を有している定着装置がある。
例えば、特許文献２では、発熱体としてのセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム（定着フィルム）を挟ませて定着ニップ部を形成させ、前記定着ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入して、フィルムと一緒に挟持搬送させることで、ニップ部においてセラミックヒータの熱がフィルムを介して被記録材に与えられ、また、定着ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるフィルム加熱方式の定着装置が開示されている。このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができるとともに、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点がある。
【０００６】
また、特許文献３，４では、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ロールと、前記加熱定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルト（加圧ベルト）と、前記エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置されて、前記エンドレスベルトを前記加熱定着ロールに圧接させ、前記エンドレスベルトと前記加熱定着ロールとの間に記録紙が通過させられるベルトニップを設けると共に、前記加熱定着ロールの表面を弾性変形させる加圧パッドとを具備してなる加圧ベルト方式の画像定着装置が提案されている。この定着方式によれば、下の加圧部材をベルトにし、用紙とロールの接触面積を広げることで熱伝導効率を大幅に向上させ、エネルギー消費を抑制すると同時に小型化を実現することが可能となっている。
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１記載の定着装置は、定着ローラを用いた装置に比べて装置の高速化に適しているものの、ウォームアップ時間（プリント可能な温度に達するまでに要する時間である。）やファーストプリント時間（プリント要求を受けた後にプリント準備を経てプリント動作をおこない排紙が完了するまでの時間である。）の短縮化に限界があった。
【０００８】
これに対して、特許文献２記載の定着装置は、低熱容量化によりウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化が可能になるとともに、装置の小型化も可能になる。しか、特許文献２記載の定着装置では、耐久性の問題と、ベルト温度安定性の問題があった。すなわち、熱源であるセラミックヒータとベルト内面の摺動による耐磨耗性が不十分であり、長時間運転すると連続摩擦を繰り返す面が荒れて摩擦抵抗が増大し、ベルトの走行が不安定になる、もしくは定着装置の駆動トルクが増大する等の現象が生じ、その結果、画像を形成する転写紙のスリップが生じ画像のずれが生じる、または駆動ギヤに係る応力が増大し、ギヤの破損を引き起こすという不具合が発生した（課題１）。
また、フィルム加熱方式の定着装置では、ベルトをニップ部で局所的に加熱しているため回転するベルトがニップ入り口に戻ってくる際に、ベルト温度は最も冷えた状態になり、（特に高速回転を行うと）定着不良が出やすいという問題があった（課題２）。
【０００９】
一方、特許文献３では、圧力パッドの表層に低摩擦シート（シート状摺動材）としてＰＴＦＥを含浸させたガラス繊維シート（ＰＴＦＥ含浸ガラスクロス）を用い、ベルト内面と固定部材の摺動性の問題を改善する手段が開示されている。しかし、このような加圧ベルト方式の定着装置（特許文献３，４）では、定着ローラの熱容量が大きく、昇温が遅いため、ウォームアップにかかる時間が長いという問題があった。（課題３）。
【００１０】
以上のような課題１〜３に対して、特許文献５，６では、無端状の定着ベルトの内周側に配置される略パイプ状の対向部材（金属熱伝導体）と、前記対向部材の内周側に配置され該対向部材を加熱するセラミックヒータ等の抵抗発熱体とを設けることにより、定着ベルト全体を温めることを可能にし、ウォームアップ時間やファーストプリント時間を短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することのできる定着装置が提案されている。しかしながら、対向部材（金属熱伝導体）を介して抵抗発熱体の熱を定着ベルトに伝える方式であるため、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮という点で不十分であった。
【００１１】
これに対して、特許文献７では、無端状の定着ベルトと、該定着ベルトに圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧ローラと、前記定着ベルトの内周面側に固設されて当該定着ベルトを加熱する抵抗発熱体と、を備え、前記抵抗発熱体は、前記定着ベルトの内周面に対して圧接しないように微小ギャップで配設する定着装置が提案されている。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間をより短くし、装置を高速化した場合であっても定着不良や定着部材及び抵抗発熱体の磨耗・破損等の不具合が生じないようにすることができるものとしている。
【００１２】
しかしながら、特許文献７記載の定着装置において、加圧ローラの回転、振動に起因する応力が抵抗発熱体に繰り返し作用して、前記抵抗発熱体の屈曲が繰り返し行われるようになるが、該抵抗発熱体が金属材料からなるものであるため、繰り返しの屈曲による疲労破壊により断線して定着ベルトの適切な加熱が行われないことがあった。
【００１３】
また、定着装置では、種々の記録媒体が通紙されることが前提となっている。例えば、定着部材の加熱手段の軸方向の発熱幅よりも小さな記録媒体が通紙されることもあるが、この場合には、そのままでは定着部材の非通紙領域は記録媒体に熱を奪われないことから熱量過多となってしまう。
【００１４】
そこで、特許文献８では、それぞれがシートの幅方向において互いに異なる発熱分布を有している熱源（ハロゲンヒータ、面状発熱体、電磁誘導加熱手段（ＩＨ）など）を加熱手段として配置し、記録媒体の通紙幅に適した熱源にのみ給電することで定着部材の端部温度上昇を防止する発明が開示されている。しかしながら、配置した熱源の数でしか発熱幅を変化させることが出来ないため、記録媒体のサイズ対応力としては不十分であった。
【００１５】
また、特許文献７では、複数の抵抗発熱体を定着ベルトの軸方向に並べて配置し、それぞれの抵抗発熱体について独立して発熱の制御を行うことにより、定着ベルトにおける軸方向の発熱分布を可変としているが、この発明も同様に種々のサイズの記録媒体に柔軟に対応することは困難であった。また、抵抗発熱体が金属箔からなるものであることから定着ベルトにおける温度分布を調整する自由度が狭かった。すなわち、隣接する抵抗発熱体同士を重ね合わせることが困難であり、お互いを一定の間隔で離して配置するようになることから、その境界部分の加熱が不足し、定着ベルトの軸方向の温度分布が不均一なものとなり好ましいものではなかった。また、隣接する抵抗発熱体同士を重ね合わせることができたとしても、抵抗発熱体を定着ベルトの内周面に対して圧接しないように微小ギャップで配設している関係上、重ね合わせた部分が局部的に厚くなって定着ベルトとの当たりが不均一となることから、定着ベルトの均一加熱に不都合であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、面状発熱体により種々のサイズの記録媒体に対応して定着部材を適切に加熱する定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕 回転する無端状ベルトの定着部材（定着スリーブ２１）と、前記定着部材の外周面と当接する加圧部材（加圧ローラ３１）と、前記定着部材の内周側に配置され、該定着部材を介して前記加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材（当接部材２６）と、
前記定着部材の軸方向、周方向に対応して所定の幅及び長さをもつ発熱シート（発熱シート２２ｓ）を前記定着部材の内周面に当接可能な所定形状に保持された状態かつ可撓性を有する状態で有し、該発熱シートを当接させて前記定着部材を加熱する面状発熱体（面状発熱体２２）と、前記定着部材の軸方向における第１の位置（中央部、一方の端部）で前記発熱シートを前記定着部材と当接させた状態で支持するとともに、第２の位置（両端部、他方の端部）で前記発熱シートを撓ませて該発熱シートを前記定着部材から離間させることまたは前記定着部材に接近、さらには当接させることにより、前記定着部材の軸方向における該定着部材と発熱シートとの当接状態を調整する当接状態調整機構部（当接状態調整機構部３２）と、を備えることを特徴とする定着装置（定着装置２０、図７〜図１３）。
〔２〕 前記当接状態調整機構部は、通紙する記録媒体の幅に対応して、前記第２の位置で前記発熱シートを撓ませる量を調整することを特徴とする前記〔１〕に記載の定着装置。
〔３〕 前記発熱シートは、前記第２の位置で前記定着部材から離間すると、冷却部材（冷却部材３２ｃ）に当接して冷却されることを特徴とする前記〔１〕または〔２〕に記載の定着装置（図８）。
〔４〕 前記発熱シートは、絶縁性を有する基層（基層２２ａ）上に、耐熱性樹脂中に導電性粒子が分散されてなる抵抗発熱層（抵抗発熱層２２ｂ）と、該抵抗発熱層に電力を供給する電極層（電極層２２ｃ）と、が形成されてなることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の定着装置（図３）。
〔５〕 前記発熱シートは、前記基層が剛性を有することにより、前記所定形状に保持されており、前記第２の位置で前記基層が抵抗発熱層及び電極層とともに撓むことを特徴とする前記〔４〕に記載の定着装置。
〔６〕 前記発熱シートは、前記所定形状の基材（発熱体保持基材３２ｈ）に取り付けられることにより、前記所定形状に保持されており、前記第２の位置で前記基材が前記発熱シートとともに撓むことを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の定着装置（図１４）。
〔７〕 前記定着部材の内周側であって少なくとも前記ニップ部下流側で、該定着部材の回転状態を支持する回転支持部材（回転支持部材２７）を備えることを特徴とする前記〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の定着装置。
〔８〕 前記〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置（画像形成装置１、図１５）。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の定着装置によれば、定着部材の内周面に当接可能な所定形状に保持された状態かつ可撓性を有する状態にある発熱シートを第１の位置で支持しつつ、第２の位置で撓ませることにより、発熱シートが定着部材と当接している幅を任意に変化させることができるので、良好な定着性を確保しつつ定着部材の通紙していない領域の過昇温を防止することができる。また、第２の位置における発熱シートの撓み量を調整することにより、発熱シートが当接して定着部材を加熱する領域を通紙される記録媒体のサイズに対応して無段階で変化させることが可能である。
本発明の画像形成装置によれば、本発明の定着装置を備えているので、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短く、記録媒体のサイズが変わっても適切な画像形成が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る定着装置の前提となる参考例の構成を示す断面図である。
【図２】定着スリーブにおける軸方向、周方向を示す概略図である。
【図３】本発明で用いる発熱シートの構成を示す断面図である。
【図４】図１の定着装置で用いる回転支持部材の構成を示す斜視図である。
【図５】図１の定着装置における定着スリーブ側の内部機構部の構成を示す概略図である。
【図６】発熱シートの構成例を示す図である。
【図７】本発明に係る定着装置の構成例を示す断面図である。
【図８】当接状態調整機構部の構成例（１）として、回転支持部材の内部における当接状態調整機構部を構成する部材と発熱シートとの配置関係を示す軸方向断面図である。
【図９】当接状態調整機構部の構成例（１）として、回転支持部材の内部における当接状態調整機構部を構成する部材と発熱シートとの配置関係を示す軸方向端部における直径方向断面図である。
【図１０】当接状態調整機構部の構成例（１）を示す斜視図である。
【図１１】当接状態調整機構部の構成例（２）として、回転支持部材の内部における当接状態調整機構部を構成する部材と発熱シートとの配置関係を示す軸方向断面図である。
【図１２】当接状態調整機構部の構成例（３）として、回転支持部材の内部における当接状態調整機構部を構成する部材と発熱シートとの配置関係を示す軸方向断面図である。
【図１３】当接状態調整機構部の構成例（４）として、回転支持部材の内部における当接状態調整機構部を構成する部材と発熱シートとの配置関係を示す軸方向断面図である。
【図１４】発熱シートを発熱体保持基材に取り付けた構成を示す断面図である。
【図１５】本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
まず、本発明に係る定着装置の前提となる参考例について説明する。
図１は、本発明に係る定着装置の前提となる参考例の構成を示す断面図である。
図１に示すように、定着装置５０は、回転する無端状ベルトからなる定着部材（定着スリーブ２１（定着回転体ともいう））と、前記定着部材の外周面と当接する加圧部材（加圧ローラ３１（加圧回転体ともいう））と、前記定着部材の内周側に配置され、該定着部材を介して前記加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材（当接部材２６）と、前記定着部材の内周側に該定着部材と当接して配置され、前記定着部材を加熱する面状発熱体（面状発熱体２２）と、前記定着部材の内周側に該定着部材との間に前記面状発熱体を挟むように配置され、該面状発熱体を所定位置で支持する発熱体支持部材（発熱体支持部材２３）と、定着スリーブ２１の内周側に設けられ、回転する定着スリーブ２１を支持するパイプ形状の回転支持部材（回転支持部材２７）と、回転支持部材２７の内周側であってニップ部下流側に配置されるようにコア支持部材２８のＨ型外面に設けられる断熱支持部材（断熱支持部材２９）と、を備える。
【００２１】
ここで、定着スリーブ２１は、軸方向が通紙される記録媒体Ｐの幅に対応する長さを有し、可撓性を有するパイプ形状の無端状ベルトであり、例えば厚さが３０〜５０μｍの金属材料からなる基材上に少なくとも離型層を形成したものであって、外径が３０ｍｍになっている。なお以降、図２（ａ）に示すように、定着スリーブ２１のパイプ長手方向を軸方向と、図２（ｂ）に示すように、定着スリーブ２１のパイプ円周方向を周方向と称する。
【００２２】
定着スリーブ２１の基材を形成する材料としては、鉄、コバルト、ニッケル、又はこれらの合金等の伝熱性のよい金属材料を用いることができる。
【００２３】
定着スリーブ２１の離型層は、ＰＦＡ等のフッ素化合物をチューブ状に被覆したものであって、その厚さは５０μｍになっている。離型層は、記録媒体Ｐ上のトナー像（トナー）Ｔが直接的に接する定着スリーブ２１表面のトナー離型性を高めるためのものである。
【００２４】
加圧ローラ３１は、アルミニウム、銅等の金属材料からなる芯金上に、シリコーンゴム（ソリッドゴム）等の耐熱性弾性層、離型層が順次形成されたものであって、外径が３０ｍｍになっている。弾性層は、肉厚が２ｍｍ〜３ｍｍとなるように形成されている。離型層は、ＰＦＡチューブを被覆したものであって、厚さが５０μｍになるように形成されている。また、芯金内には必要に応じてハロゲンヒータなどの発熱体を内蔵してもよい。また、加圧ローラ３１は、加圧手段（不図示）により定着スリーブ２１を介して当接部材２６に圧接され、その圧接部が定着スリーブ２１側が凹んだニップ部を形成している。そして、このニップ部に、記録媒体Ｐが搬送されることになる。
【００２５】
また、加圧ローラ３１は、定着スリーブ２１に圧接した状態で不図示の駆動機構により回転駆動され（図１において時計回り方向に回転）、この加圧ローラ３１の回転に伴って定着スリーブ２１が回転することになる（図１において反時計回り方向に回転）。
【００２６】
当接部材２６は、定着スリーブ２１の軸方向に長さを有し、少なくとも定着スリーブ２１を介して加圧ローラ３１と圧接する部分がフッ素系ゴムなどの耐熱性を有する弾性体からなるものであり、コア保持部材２８により定着スリーブ２１の内周側の所定位置に保持された状態で固定されている。また、当接部分２６の定着スリーブ２１の内周面と接する部分はテフロン（登録商標）シートなどの摺動性及び耐磨耗性の優れた材料からなるものとするとよい。
【００２７】
コア保持部材２８は、金属などの板材が板金加工されてなり、定着スリーブ２１の軸方向の長さに対応する長さを有し断面がＨ型形状の剛性部材であり、定着スリーブ２１の内周側の略中心部分に配置されるものである。
【００２８】
またコア保持部材２８は、定着スリーブ２１の内周側に配置される種々の部材を所定位置に保持するものであり、例えばコア保持部材２８のＨ型の一方（加圧ローラ３１に対向する側）のくぼんだ部分に当接部材２６を収納保持し、当接部材２６が加圧ローラ３１により加圧されても大きく変形しないようにニップ部とは反対面側から支持している。また、コア保持部材２８は、当接部材２６を該コア保持部材２８から加圧ローラ３１側に少し突出するように保持しており、ニップ部でコア保持部材２８が定着スリーブ２１に接触しないように配置されている。
【００２９】
また、コア保持部材２８のＨ型の他方（加圧ローラ３１側とは反対側）のくぼんだ部分に、定着スリーブ２１の軸方向の長さに対応する長さを有し断面がＴ字型形状の端子台ステイ２４及び端子台ステイ２４上に延設され外部からの電力を供給する給電線２５を収納保持している。さらに、コア保持部材２８のＨ型の外面に発熱体支持部材２３を保持している。図１では、定着スリーブ２１の下方半周分（ニップ部の入側半周分）の領域で発熱体支持部材２３を保持している。その際、組み立て性を勘案して発熱体支持部材２３とコア保持部材２８を接着してもよい。あるいは発熱体支持部材２３側からコア保持部材２８側への伝熱を防止するために、両者を非接着としてもよい。
【００３０】
また、コア保持部材２８は、パイプ形状の回転支持部材２７のそのパイプ周面が軸方向に切断されてできた端部をニップ部の周方向前後で拘持することにより、該回転支持部材２７を保持している。なお、回転支持部材２７の軸方向両端は定着装置５０のフレームを構成する側板で保持されている。
【００３１】
発熱体支持部材２３は、面状発熱体２２を定着スリーブ２１の内周面と当接させて配置するために該面状発熱体２２を支持するものである。そのため、発熱体支持部材２３は、断面形状を円形とした定着スリーブ２１の内周面に沿った所定の弧の長さの外周面を有している。
【００３２】
また、発熱体支持部材２３は、面状発熱体２２の発熱に耐えるだけの耐熱性と、回転走行する定着スリーブ２１が面状発熱体２２に接触した際に変形することなく面状発熱体２２を支持するだけの強度と、面状発熱体２２の熱をコア保持部材２８側に伝えずに、定着スリーブ２１側に伝えるようにする断熱性と、を有することが好ましく、例えばポリイミド樹脂の発泡成形体であることが好ましい。なお、面状発熱体２２が定着スリーブ２１の内周面と当接する構成の場合、回転走行する定着スリーブ２１が面状発熱体２２をニップ部側に引っ張る力が該面状発熱体２２に作用するため、発熱体支持部材２３は変形することなく面状発熱体２２を支持するだけの強度が必要になるが、この場合にもポリイミド樹脂の発泡成形体が好適である。また、このポリイミド樹脂の発泡体の内部に補助的にソリッドの樹脂部材を設けて剛性を向上させるようにしてもよい。
【００３３】
面状発熱体２２は、図３に示すように、絶縁性を有する基層２２ａ上に、耐熱性樹脂中に導電性粒子が分散されてなる抵抗発熱層２２ｂと、該抵抗発熱層２２ｂに電力を供給する電極層２２ｃと、が形成され、定着スリーブ２１の軸方向、周方向に対応して所定の幅及び長さをもち可撓性を示す発熱シート２２ｓを有する。また、基層２２ａ上には、抵抗発熱層２２ｂと隣接する別の給電系統の電極層２２ｃとの間や発熱シート２２ｓの縁部分と外部との間を絶縁する絶縁層２２ｄが設けられている。なお、面状発熱体２２は、発熱シート２２ｓの端部で電極層２２ｃに接続され、給電線２５から供給される電力を該電極層２２ｃに供給する電極端子２２ｅ（不図示、後述）を備える。
【００３４】
また、発熱シート２２ｓの厚さは０．１〜１ｍｍ程度であり、少なくとも発熱体支持部材２３の外周面に沿って巻きつけることができる程度の可撓性を有している。
【００３５】
ここで、基層２２ａは、ＰＥＴまたはポリイミド樹脂などのある程度の耐熱性を有する樹脂からなる弾性体フィルムであり、このうちポリイミド樹脂からなるフィルム部材であることが好ましい。これにより、耐熱性と、絶縁性と、ある程度の柔軟性（可撓性）を備える。
【００３６】
抵抗発熱層２２ｂは、ポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂中にカーボン粒子や金属粒子などの導電性粒子が均一に分散してなる導電性を有する薄膜であり、通電されると内部抵抗によりジュール熱として発熱する構成となっている。このような抵抗発熱層２２ｂは、ポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂の前駆体中にカーボン粒子や金属粒子などの導電性粒子を分散させた塗料を基層２２ａ上に塗布して成膜するとよい。
【００３７】
また、抵抗発熱層２２ｂは、基層２２ａ上にまずカーボン粒子や金属粒子からなる薄膜の導電層が形成され、ついでその導電層上にポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂からなる絶縁性薄膜を積層して一体化したものであってもよい。
【００３８】
なお、抵抗発熱層２２ｂに使用するカーボン粒子は、通常のカーボンブラック粉末でもよいが、カーボンナノファイバ、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイルの少なくともいずれかからなるカーボンナノ粒子であってもよい。
【００３９】
また、金属粒子は、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉなどからなる粒子であり、その形状は粒状であってもよいし、フィラメント状であってもよい。
【００４０】
絶縁層２２ｄは、ポリイミド樹脂などの基層２２ａと同じ耐熱性樹脂からなる絶縁材料を塗布により形成するとよい。
【００４１】
電極層２２ｃは、導電性インクやＡｇなどの導電性ペーストなどを塗布して形成したものでもよいし、金属箔や金属網などを接着して形成したものであってもよい。
【００４２】
面状発熱体２２を構成する発熱シート２２ｓは、厚みの薄いシートであることから熱容量が小さく、急速な加熱が可能であり、その発熱量は抵抗発熱層２２ｂの体積抵抗率によって任意に設定できる。すなわち、抵抗発熱層２２ｂを構成する導電性粒子の構成材料、形状、大きさ、分散量などにより発熱量を調整することが可能であり、例えば単位面積当りの発熱量３５Ｗ／ｃｍ２で、総電力１２００Ｗ程度の出力が得られる面状発熱体２２の実現が可能である。この場合、発熱シート２２ｓは、例えば幅（軸方向）２０ｃｍ、長さ（周方向）２ｃｍ程度のサイズとなる。
【００４３】
また、面状発熱体としてステンレスなどの金属フィラメントからなるものを用いた場合、フィラメントの存在により面状発熱体の表面には凹凸が生じていることから、本発明のように定着スリーブ２１の内周面と摺動させると、表面が容易に磨耗してしまうが、本発明で使用する発熱シート２２ｓは前述のように表面に凹凸がなく平坦であることから、定着スリーブ２１の内周面との摺動に対して優れた耐久性を示す。またさらに、発熱シート２２ｓの抵抗発熱層２２ｂ表面にフッ素系樹脂をコーティングすると、定着スリーブ２１の内周面との接触に対する耐久性がさらに向上するので好ましい。
【００４４】
なお、発熱シート２２ｓの定着スリーブ２１内周面における配置領域としては、定着スリーブ２１の内周面のニップ部とは反対側の位置からニップ部手前までにかけて任意の位置に配置してよい。
【００４５】
ところで、定着装置５０では、回転時はニップ部で加圧ローラ３１に引っ張られることから、ニップ部の上流側の定着スリーブ２１は張力が付与された張り側となり、定着スリーブ２１の内周面は発熱体支持部材２３に圧接した状態で面状発熱体２２と摺動する。一方で、ニップ部の下流側では定着スリーブ２１に張力は作用しておらず弛んだ状態となっており、この状態のまま装置の高速化を図ろうとすると、ニップ部の下流側の定着スリーブ２１の弛む程度がひどくなり、定着スリーブ２１の回転走行安定性に支障が出てくることになる。
【００４６】
そこで、定着装置５０において、定着スリーブ２１の内周側であって少なくとも前記ニップ部下流側で、該定着スリーブ２１の回転状態を支持する回転支持部材２７を備えることが好ましい。
【００４７】
回転支持部材２７は、例えば厚さ０．１〜１ｍｍの鉄、ステンレス等の薄肉金属からなるパイプ形状のものであり、その外径が定着スリーブ２１の内径よりも直径で０．５〜１ｍｍ程度小さいものとなっている。また、回転支持部材２７のパイプ円周上において、少なくともニップ部とは反対側の位置からニップ部入り口近傍にかけては定着スリーブ２１の内周面が回転支持部材２７の外周面に当接している。また、回転支持部材２７の外周面においてニップ部側が軸方向に切断されて開口しており、その端部がコア支持部材２８側に折り込まれて、ニップ部に接触しないようになっている。
【００４８】
また、回転支持部材２７は、図４に示すように、ニップ部の上流側の一定領域の外周面が除去されて開口部２７ａが設けられている。これにより、図５に示すように、定着スリーブ２１の内部機構部を構成した場合に、開口部２７ａから面状発熱体２２の全面が露出するとともに面状発熱体２２の表面が回転支持部材２７の外周面と同じ面（面イチ）となる、あるいは若干回転支持部材２７の外周面から突出して配置されるようになり、該面状発熱体２２が定着スリーブ２１の内周面に接触するようになる。
【００４９】
したがって、面状発熱体２２（発熱シート２２ｓ）は、発熱体支持部材２３に支持されて、定着スリーブ２１の内周面と接触して配置され、定着スリーブ２１を効率的に加熱することが可能である。
【００５０】
以上の構成のように、回転支持部材２７により定着スリーブ２１の回転走行安定性が確保できるだけでなく、定着スリーブ２１を剛性の高い金属製の回転支持部材２７で支持できるので組立上のハンドリングが容易である。
【００５１】
断熱支持部材２９は、ニップ部出側で、回転支持部材２７を介して定着スリーブ２１の熱に耐えるだけの耐熱性と、定着スリーブ２１と接触する回転支持部材２７からの熱流出（損失）を防ぐ断熱性と、回転走行する定着スリーブ２１が回転支持部材２７に接触した際に変形することがないように回転支持部材２７を支持するだけの強度と、を有するものであり、発熱体支持部材２３と同じポリイミド樹脂の発泡成形体であることが好ましい。
【００５２】
以上の構成により、定着装置５０は、省エネを図りつつウォームアップ時間やファーストプリント時間を短くすることができる。また、面状発熱体２２における発熱シート２２ｓは樹脂ベースのシートであるため、加圧ローラ３１の回転、振動に起因する応力が発熱シート２２ｓに繰り返し作用して、発熱シート２２ｓの屈曲が繰り返し行われても疲労破壊することがなく、長時間の運転が可能である。これに加えて、回転支持部材２７（必要に応じて断熱支持部材２９）を設けることにより、定着スリーブ２１の回転走行安定性を向上させることができ、高速化を図ること可能となる。また、回転支持部材２７において定着スリーブ２１の軸方向への熱伝導により、定着スリーブ２１の軸方向の温度均一化を補助的に行うことができるので、より高速の装置へ対応することが可能となる。
【００５３】
なお、定着装置５０では、通紙する記録媒体の各種サイズに対応するために、発熱シート２２ｓが、基層２２ａの主面上で軸方向に区画された複数の領域それぞれに、抵抗発熱層２２ｂが独立して発熱可能に形成されてなる必要がある。
【００５４】
図６（ａ）は、面状発熱体２２の構成例を示す上面図である。ここでは、面状発熱体２２を発熱体支持部材２３に貼り付ける前の状態で平坦面上に展開し上から見た状態を示している。また、図中横方向は、定着スリーブ２１の軸方向に対応する幅方向であり、縦方向は定着スリーブ２１の周方向に対応する長さ方向となっている。
【００５５】
図６（ａ）において、発熱シート２２ｓは、その主面上について概略として幅方向（軸方向）で３分割され、さらに長さ方向（周方向）で２分割された６つの分割領域が形成されている。ここで、６つの分割領域を、長さ方向（周方向）が行成分、幅方向（軸方向）が列成分からなる行列マトリクスとして見たとき（図６（ｂ））、（１，２）成分の分割領域（定着スリーブ２１の軸方向中央部に対応する領域）に所定幅と長さをもつ抵抗発熱層２２ｂ１が形成され、（２，１）成分及び（２，３）成分の分割領域（定着スリーブ２１の軸方向両端部に対応する領域それぞれ）に所定幅と長さをもつ抵抗発熱層２２ｂ２が形成されている。
【００５６】
また、（１，１）成分及び（１，３）成分の分割領域には、抵抗発熱層２２ｂ１に接続された電極層２２ｃが形成されており、さらにそれぞれの電極層２２ｃには発熱シート２２ｓの一辺（図中下方の一辺）から延設された電極端子２２ｅ１が設けられ、第１の発熱回路が形成されている。
【００５７】
また、（２，２）成分の分割領域には、２つの抵抗発熱層２２ｂ２間を接続する電極層２２ｃが形成され、さらに、２つの抵抗発熱層２２ｂ２それぞれには発熱シート２２ｓの長さ方向（周方向）であって前記一辺（図中下方の一辺）側に延びる電極層２２ｃが接続され、またさらにこれらの電極層２２ｃそれぞれには発熱シート２２ｓの該一辺から延設された電極端子２２ｅ２が設けられ、第２の発熱回路が形成されている。
【００５８】
また、前記第１の発熱回路と第２の発熱回路の間には両者のショートを防ぐ絶縁層２２ｄが設けられている。
【００５９】
図６（ａ）の構成の面状発熱体２２において、電極端子２２ｅ１から通電すると、抵抗発熱層２２ｂ１の内部抵抗によりジュール熱として発熱し、電極層２２ｃでは低抵抗のために発熱しないことから、発熱シート２２ｓの（１，２）成分の分割領域のみが発熱することになり、定着スリーブ２１の軸方向中央部を加熱することができる。
【００６０】
また、電極端子２２ｅ２から通電すると、抵抗発熱層２２ｂ２の内部抵抗によりジュール熱として発熱し、電極層２２ｃでは低抵抗のために発熱しないことから、発熱シート２２ｓの（２，１）成分及び（２，３）成分の分割領域のみが発熱することになり、定着スリーブ２１の軸方向両端部を加熱することができる。
【００６１】
したがって、定着装置５０に小サイズ（狭い幅）の記録媒体Ｐが通紙される際には、電極端子２２ｅ１にのみ通電して、定着スリーブ２１の軸方向中央部のみを加熱し、広い幅の記録媒体Ｐが通紙される際には、電極端子２２ｅ１及び２２ｅ２に通電して、定着スリーブ２１の軸方向全幅を加熱することにより、エネルギー消費を抑えつつ記録媒体Ｐの幅に応じて適切な定着が可能となる。また、記録媒体Ｐのサイズに応じて面状発熱体２２の発熱量を制御できるので、小サイズ紙を連続して通紙しても非通紙部の温度が過度に上昇することなく、部材保護のための機器停止や生産性の低下を招くことがないようにすることができる。
【００６２】
しかしながら、図６（ａ）の構成を採用しても、対応できる記録媒体Ｐのサイズは２種類であり、通紙される種々のサイズの記録媒体に柔軟に対応することは困難であった。
発明者らは、この課題を解決すべく発熱シート２２ｓが可撓性を有していることに着目して鋭意検討を行い、本発明を成すに至った。
【００６３】
以下、本発明に係る定着装置について説明する。
図７は、本発明に係る定着装置の構成を示す断面図である。ここでは、定着スリーブ２１の軸方向端部における断面構成を示している。
定着装置２０は、回転する無端状ベルトの定着部材（定着スリーブ２１）と、前記定着部材の外周面と当接する加圧部材（加圧ローラ３１）と、前記定着部材の内周側に配置され、該定着部材を介して前記加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材（当接部材２６）と、前記定着部材の軸方向、周方向に対応して所定の幅及び長さをもつ発熱シート（発熱シート２２ｓ）を前記定着部材の内周面に当接可能な所定形状に保持された状態かつ可撓性を有する状態で有し、該発熱シートを当接させて前記定着部材を加熱する面状発熱体（面状発熱体２２）と、前記定着部材の軸方向における該定着部材と発熱シートとの当接状態を調整することが可能な当接状態調整機構部（当接状態調整機構部３２）と、を備える。
【００６４】
ここで、定着スリーブ２１、端子台ステイ２４、給電線２５、当接部材２６、回転支持部材２７、コア保持部材２８、加圧ローラ３１は、図１に示した定着装置５０を構成するものと同じである。なお、定着装置２０では、発熱体支持部材２３を有していない。また、断熱支持部材２９は省略してもよいし、備えていてもよい。
【００６５】
面状発熱体２２は、発熱シート２２ｓと電極端子２２ｅとからなる。なお、発熱シート２２ｓは原則として１枚であり、図７に示す発熱シート２２ｓ，２２ｓ’は当接状態調整機構部３２により１枚の発熱シート２２ｓが軸方向端部において定着スリーブ２１に対する位置が変化した２つの状態を示している。
【００６６】
発熱シート２２ｓは、図３に示した基本的構成からなり、少なくとも定着スリーブ２１の軸方向の最大通紙領域に対応する幅と周方向に所定の長さを有するシートである。また、基層２２ａの主面上全面あるいはある１つの領域に抵抗発熱層２２ｂが形成されたものであり、電極端子２２ｅから抵抗発熱層２２ｂに通電されると、発熱シート２２ｓ全面で均一に発熱するようになっている。
【００６７】
また、発熱シート２２ｓは、基層２２ａが発熱シート２２ｓとして所定の形状が維持される程度の剛性を有する点で、図１のものと異なる。例えば、基層２２ａは、厚さ数ｍｍの耐熱性樹脂（ポリイミド樹脂、耐熱ＰＥＴ樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）など）からなるシート状のモールド部材であって、その周方向は真円形状となった定着スリーブ２１の内周面に沿うように反っており、軸方向は真直ぐな形状（基準形状）となっている。あるいは、このような基準形状に加工され表面に絶縁性を有する金属板でもよい。
【００６８】
これにより、発熱シート２２ｓは、抵抗発熱層２２ｂが発熱した状態であっても外力が作用しない状態では基層２２ａの基準形状の状態で維持される。また、発熱シート２２ｓは、軸方向中央部で支持された状態で端部に外力が作用すると、基層２２ａが抵抗発熱層２２ｂ及び電極層２２ｃとともに撓むので全体として若干撓む程度の可撓性を有している。
【００６９】
当接状態調整機構部３２は、定着スリーブ２１の軸方向における第１の位置で発熱シート２２ｓを定着スリーブ２１と当接させた状態で支持するとともに、第２の位置で発熱シート２２ｓを撓ませて該発熱シート２２ｓを定着スリーブ２１内周面から離間させることまたは定着スリーブ２１に接近、さらには当接させることにより、定着スリーブ２１の軸方向における定着スリーブ２１と発熱シート２２ｓとの当接状態を調整するものである。
【００７０】
図８〜図１０に、当接状態調整機構部３２の構成例（１）を示す。図８は、回転支持部材２７の内部における当接状態調整機構部３２を構成する部材と発熱シート２２ｓとの配置関係を示す軸方向断面図であり、図９は、その軸方向端部における直径方向断面図である。また、図１０は、当接状態調整機構部３２の構成例（１）を示す斜視図である。
【００７１】
図８に示すように、当接状態調整機構部３２は、回転支持部材２７の内部に、定着スリーブ２１の軸方向における第１の位置（中央部）で、回転支持部材２７のパイプ断面の円周中心方向において定着スリーブ２１と当接する状態となる位置（基準位置）に発熱シート２２ｓをその裏面側から支持する２つの当接支持部材３２ｓと、発熱シート２２ｓの周方向の移動に伴い定着スリーブ２１の軸方向における第２の位置（端部）で該発熱シート２２ｓの軸方向両端部それぞれを撓ませるように案内するガイドレール３２ｒと、ガイドレール３２ｒの更に軸方向外側に設けられ発熱シート２２ｓの両端部を周方向に移動させることにより発熱シート２２ｓ全体を周方向に移動させる駆動伝達部３２ｇと、を備える。
【００７２】
ここで、当接支持部材３２ｓは、定着スリーブ２１において通紙される記録媒体Ｐのうち最小サイズのものが通過する最小通紙領域に発熱シート２２ｓが常に当接するように、この最小通紙領域の両端となる２箇所で発熱シート２２ｓの裏面側から支持するように配置されている。詳しくは、当接支持部材３２ｓはコア保持部材２８に固定され、発熱シート２２ｓの表面が回転支持部材２７の開口部２７ａから露出するとともに、当接支持部材３２ｓの支持により最小通紙領域に対応する発熱シート２２ｓの表面が回転支持部材２７の外周面と同じ面（面イチ）となる、あるいは若干回転支持部材２７の外周面から突出するように配置されるようになり、該発熱シート２２ｓが定着スリーブ２１の内周面に所定の圧力で当接するようになる。なお、最小通紙領域とは、例えばＡ６タテのサイズ（幅１０５ｍｍ）の記録媒体に対応するものである。また、当接支持部材３２ｓは、発熱シート２２ｓに接触しても極力熱を奪わないように断熱性を有することが好ましい。
【００７３】
駆動伝達部３２ｇは、定着装置２０のフレームを構成する側板の外側に配置され、外部から入力される回転駆動を発熱シート２２ｓの軸方向端部が周方向に移動するように伝達するものである。駆動伝達部３２ｇは、例えば、ガイドレール３２ｒからさらに軸方向外側に延設された発熱シート２２ｓの端部に連結されるギヤレールと、該ギヤレールと噛み合わされる歯車ギヤと、からなり、前記歯車ギヤに外部モータの回転駆動が入力されると、前記歯車ギヤが回転し、この歯車ギヤの回転に伴って前記ギヤレール及び発熱シート２２ｓの軸方向端部が周方向に移動する構成となっている。
【００７４】
図９は、軸方向端部におけるガイドレール３２ｒ上の発熱シート２２ｓの位置と発熱シート２２ｓ表面と定着スリーブ２１とのクリアランスの関係を示す断面概略図である。ここでは、定着スリーブ２１、発熱シート２２ｓ、回転支持部材２７、ガイドレース３２ｒのみ記載し、それ以外の構成部材は省略している。
【００７５】
ガイドレール３２ｒは、図９に示すように、発熱シート２２ｓの軸方向端部を周方向に移動可能に支持する円弧状のレール部材であって、この円弧の中心は回転支持部材２７のパイプ軸中心とは同軸とはならないようにずらしたものとなっている。なお、発熱シート２２ｓは、最大通紙領域に対応する範囲の面が発熱するようになっており、それよりも軸方向端部側の部分（ガイドレール３２ｒが支持する部分や駆動伝達部３２ｇが支持する部分）は発熱領域ではない。また、最大通紙領域とは、例えばＡ４ヨコサイズの記録媒体に対応するものであり、幅３００〜３５０ｍｍの領域である。
【００７６】
以上のような、ガイドレール３２ｒと回転支持部材２７の配置関係により、ガイドレール３２ｒの円弧上における発熱シート２２ｓ（軸方向端部）の位置に応じて、その軸方向端部における発熱シート２２ｓ表面と定着スリーブ２１の内周面とが当接または離間するように、さらに離間するときには両者間の間隔（クリアランス）を変化させることができる。このときの両者を離間させる目的は、発熱シート２２ｓから定着スリーブ２１に熱が伝わらないように両者が接触しないようにするためであり、軸方向端部において離間させる間隔（軸方向端部における発熱シート２２ｓ表面と定着スリーブ２１の内周面との距離）を変化させる目的は軸方向において発熱シート２２ｓ表面と定着スリーブ２１の内周面との当接幅（定着スリーブ２１が発熱シート２２ｓの当接により加熱される幅）を調整するためである。
【００７７】
すなわち、図９（ａ）に示すように、駆動伝達部３２ｇによりガイドレール３２ｒ上の位置Ａ（ニップ部入り口に最も近い位置）に発熱シート２２ｓの軸方向端部が移動すると、軸方向端部における発熱シート２２ｓの表面は開口部２７ａにおいて回転支持部材２７の外周面と同じ位置（面イチ）あるいは該外周面から若干突出した状態となり、発熱シート２２ｓ表面が定着スリーブ２１の内周面に所定の圧力で当接する。これにより、図８（ａ）に示すように、発熱シート２２ｓの軸方向全面が定着スリーブ２１の内周面に当接するようになり、定着スリーブ２１は最大通紙領域に対応した部分が加熱されるようになる。
【００７８】
また、図９（ｂ）に示すように、駆動伝達部３２ｇによりガイドレール３２ｒ上の位置Ｂ（ニップ部入り口から最も遠い位置）に発熱シート２２ｓの軸方向端部が移動すると、軸方向中央部で当接支持部材３２ｓで支持されている位置に対して回転支持部材２７の中心軸側に撓むことにより、該発熱シート２２ｓ表面が定着スリーブ２１の内周面から最も離間した状態となる。これにより、図８（ｂ）に示すように、発熱シート２２ｓの軸方向中央部の最小通紙領域に対応する表面のみが定着スリーブ２１の内周面に当接するようになり、定着スリーブ２１は最小通紙領域に対応した部分のみが加熱されるようになる。このときの発熱シート２２ｓの軸方向端部の撓む量は、例えば基準形状の状態を基準として０．１ｍｍ程度である。
【００７９】
またさらに、駆動伝達部３２ｇの駆動により、発熱シート２２ｓの軸方向端部をガイドレール３２ｒ上の位置Ａと位置Ｂの間をガイドレール３２ｒの円弧に沿って移動させ、位置Ａと位置Ｂの間の任意の位置で保持することが可能である。例えば、発熱シート２２ｓの軸方向端部を位置Ａから位置Ｂの方向に移動させると（図９）、発熱シート２２ｓの軸方向端部は位置Ａの定着スリーブ２１の内周面に所定の圧力で当接している状態から、発熱シート２２ｓの軸方向端部の撓む量が徐々に増加して、定着スリーブ２１の内周面にほとんど圧力なしで当接している状態を経て、定着スリーブ２１の内周面から離間し、その離間する距離（軸方向端部における発熱シート２２ｓ表面と定着スリーブ２１の内周面との間隔）が徐々に大きくなり、位置Ｂで最大となるが、発熱シート２２ｓの軸方向端部と定着スリーブ２１内周面との離間する距離をその範囲の中で任意に設定することができる。
【００８０】
このとき、図８の断面図で見ると、位置Ａの定着スリーブ２１の内周面に所定の圧力で当接している状態のとき、発熱シート２２ｓの軸方向全面が定着スリーブ２１の内周面に当接して最大通紙領域が加熱される（図８（ａ））。ついで、発熱シート２２ｓの軸方向端部が位置Ａから位置Ｂの方向に移動し発熱シート２２ｓの軸方向両端部が定着スリーブ２１の内周面から離間してその離間する距離が徐々に大きくなるのに伴い、発熱シート２２ｓの軸方向における定着スリーブ２１内周面との当接幅が最大通紙領域に対応する幅から徐々に小さくなり、最後に位置Ｂでその当接幅が最小通紙領域に対応する幅となる（図８（ｂ））。
【００８１】
したがって、当接状態調整機構部３２は、通紙する記録媒体Ｐの幅に対応して、発熱シート２２ｓの軸方向端部の位置（第２の位置）で該発熱シート２２ｓを撓ませる量を調整することにより、発熱シート２２ｓの軸方向端部と定着スリーブ２１内周面との離間する距離を所望の距離とし、通紙する記録媒体Ｐの幅に適合した発熱シート２２ｓの軸方向における定着スリーブ２１内周面との当接幅とすることができ、定着スリーブ２１において通紙する記録媒体Ｐの幅よりも外側となる領域の過昇温を防止することができる。
【００８２】
なお、発熱シート２２ｓの端部が撓んで、定着スリーブ２１から離間して浮いた状態になると、その領域の発熱シート２２ｓは定着スリーブ２１からも熱が奪われなくなるためにそのままでは過昇温となり不具合が発生する可能性がある。そこで、発熱シート２２ｓの両端部それぞれの裏面側に設けられ、発熱シート２２ｓが撓んだときに接触して、発熱シート２２ｓのある程度の領域の熱を奪う冷却部材３２ｃを備えるとよい。この冷却部材３２ｃは例えば伝熱性のよい金属板からなるものとする。
【００８３】
このように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
まず、画像形成装置が出力信号を受けると（例えばユーザの操作パネルの操作あるいはパソコンからの通信などにより画像形成装置に印刷要求があると）、定着装置２０において、加圧ローラ３１が定着スリーブ２１を介して当接部材２６に押圧され、ニップ部を形成する。
ついで、不図示の駆動装置によって、加圧ローラ３１が図７の時計回り方向に回転駆動されると、定着スリーブ２１も連れ回りして時計方向に回転する。このとき、面状発熱体２２は当接状態調整機構部３２により定着スリーブ２１の内周面に対して、通紙予定の記録媒体Ｐの幅に対応した所定の当接幅で当接し摺動する状態となる。
そして、それと同期して外部電源または内部の蓄電装置から給電線２５を通じて面状発熱体２２に電力が供給され、発熱シート２２ｓが発熱し、定着スリーブ２１は該発熱シート２２ｓと当接している領域で効率的に熱が伝達され、急速に加熱される。なお、駆動装置の動作と面状発熱体２２による加熱は同時刻に同時に開始する必要はなく、適宜時間差を設けて開始しても良い。
このとき、ニップ部上流側であって、定着スリーブ２１に対して接触又は非接触に配置された温度検知手段（不図示）で検知される温度により、ニップ部が所定の温度となるように、面状発熱体２２による加熱制御が行われており、定着に必要な温度まで昇温された後、保持され、記録媒体Ｐの通紙が開始される。
【００８４】
このように、本発明の定着装置では、定着スリーブ２１及び面状発熱体２２の熱容量が小さいため、省エネを図りつつウォームアップ時間やファーストプリント時間を短くすることができる。また、面状発熱体２２における発熱シート２２ｓは樹脂ベースのシートであるため、加圧ローラ３１の回転、振動に起因する応力が発熱シート２２ｓに繰り返し作用して、発熱シート２２ｓの屈曲が繰り返し行われても疲労破壊することがなく、長時間の運転が可能である。またさらに、定着スリーブ２１は、通紙予定の記録媒体Ｐの幅に対応した領域のみが加熱され、それよりも外側の領域の過昇温が防止される。
【００８５】
また、画像形成装置への出力信号がない場合、通常は消費電力を抑えるために加圧ローラ３１及び定着スリーブ２１は非回転で、面状発熱体２２は通電を停止されているが、すぐに再出力を開始したい（復帰させたい）場合は、加圧ローラ３１及び定着スリーブ２１が非回転の状態でも面状発熱体２２に通電しておくことが可能である。この場合は、面状発熱体２２に定着スリーブ２１全体を保温させておく程度の通電を行う。
【００８６】
なお、当接状態調整機構部３２は、図８〜図１０に示したものに限定されるものではない。
（構成例（２））
例えば、図１１に示すように、発熱シート２２ｓの裏面側であって軸方向中央部の１箇所で支持する１つの当接支持部材３２ｓを設けてもよい。あるいは、定着スリーブ２１において最小通紙領域に発熱シート２２ｓが常に当接するように、この最小通紙領域の全体を発熱シート２２ｓの裏面側から支持するように、軸方向にある幅をもった支持部を有する当接支持部材３２ｓを設けてもよい。
【００８７】
（構成例（３））
また、図８〜図１０に示したガイドレール３２ｒに替えて、図１２に示すような牽引機構部３２ｔを設けてもよい。
牽引機構部３２ｔは、回転支持部材２７の内部であって軸方向両端それぞれに駆動伝達部３２ｇ’から回転駆動が伝達可能に配置されており、発熱シート２２ｓの軸方向両端部それぞれと牽引可能に連結されている。
【００８８】
このような構成の当接状態調整機構部３２は、つぎのように定着スリーブ２１の軸方向における定着スリーブ２１と発熱シート２２ｓとの当接状態の調整を行う。
まず、牽引機構部３２ｔは、駆動伝達部３２ｇ’から駆動力が伝達されない状態では、連結している発熱シート２２ｓの軸方向両端部それぞれを牽引せず、何も作用していない状態になる。これにより、発熱シート２２ｓは基層２２ａの軸方向に真直ぐな形状（基準形状）で保持されることになり、発熱シート２２ｓの軸方向全面が定着スリーブ２１の内周面に当接するようになり、定着スリーブ２１は最大通紙領域に対応した部分が加熱されるようになる。
【００８９】
つぎに、牽引機構部３２ｔは、駆動伝達部３２ｇ’からの駆動力が伝達されると、連結している発熱シート２２ｓの軸方向両端部それぞれを牽引し、軸方向中央部で当接支持部材３２ｓで支持されている位置に対して回転支持部材２７の中心軸側に撓ませるようになる。これにより、発熱シート２２ｓの軸方向両端部が定着スリーブ２１の内周面から離間することになる。
【００９０】
ここで、牽引機構部３２ｔの牽引量に比例して発熱シート２２ｓが撓む量が増大するので、通紙する記録媒体Ｐの幅に対応して、発熱シート２２ｓの軸方向端部の位置（第２の位置）で牽引機構部３２ｔの牽引量を調整することにより、発熱シート２２ｓを撓ませる量を制御して、発熱シート２２ｓの軸方向端部と定着スリーブ２１内周面との離間する距離を所望の距離とし、発熱シート２２ｓの軸方向における定着スリーブ２１内周面との当接幅を最大通紙領域から最小通紙領域までの間の任意の幅として、定着スリーブ２１において通紙する記録媒体Ｐの幅よりも外側となる領域の過昇温を防止することができる。
【００９１】
なお、ここまでに示した当接状態調整機構部３２の構成は、基準形状を軸方向に真直ぐな形状とした発熱シート２２ｓを軸方向中央部で保持した状態で軸方向端部を回転支持部材２７の軸中心方向に撓ませて、発熱シート２２ｓの軸方向における定着スリーブ２１内周面との当接幅を調整するものであるが、これに限定されるものではない。
【００９２】
（構成例（４））
例えば、図１３に示すように、発熱シート２２ｓの軸方向における一方の端部を固定しておき、他方の端部で撓ませる構成としてもよい。すなわち、当接状態調整機構部３２は、発熱シート２２ｓの軸方向における一方の端部（図中右側の端部、第１の位置）を回転支持部材２７の開口部２７ａにおいて定着スリーブ２１の内周面と常に所定の圧力で当接する位置（基準位置）で保持されるように固定する固定部材３２ｓ’と、この端部から軸方向中央部方向に最小通紙領域の幅となる位置の発熱シート２２ｓの裏面を前記基準位置で支持する当接支持部材３２ｓと、外部から入力される駆動力を伝達する駆動伝達部３２ｇ’と、回転支持部材２７の内部であって駆動伝達部３２ｇ’から回転駆動が伝達可能に配置されており、発熱シート２２ｓの軸方向における他方の端部（図中左側の端部）と牽引可能に連結されている牽引機構部３２ｔと、を備えている。
【００９３】
このような構成の当接状態調整機構部３２は、つぎのように定着スリーブ２１の軸方向における定着スリーブ２１と発熱シート２２ｓとの当接状態の調整を行う。
まず、牽引機構部３２ｔは、駆動伝達部３２ｇ’から駆動力が伝達されない状態では、連結している発熱シート２２ｓの軸方向における他方の端部を牽引せず、何も作用していない状態になる。これにより、発熱シート２２ｓは基層２２ａの軸方向に真直ぐな形状（基準形状）で保持されることになり、発熱シート２２ｓの軸方向全面が定着スリーブ２１の内周面に当接するようになり、定着スリーブ２１は最大通紙領域に対応した部分が加熱されるようになる。
【００９４】
つぎに、牽引機構部３２ｔは、駆動伝達部３２ｇ’からの駆動力が伝達されると、連結している発熱シート２２ｓの軸方向における他方の端部を牽引し、当接支持部材３２ｓで支持されている基準位置に対して回転支持部材２７の中心軸側に撓ませるようになる。これにより、発熱シート２２ｓの軸方向における他方の端部が定着スリーブ２１の内周面から離間することになる。
【００９５】
ここで、牽引機構部３２ｔの牽引量に比例して発熱シート２２ｓが撓む量が増大するので、通紙する記録媒体Ｐの幅に対応して、発熱シート２２ｓの軸方向他方の端部の位置（第２の位置）で牽引機構部３２ｔの牽引量を調整することにより、発熱シート２２ｓを撓ませる量を制御して、発熱シート２２ｓの軸方向他方の端部と定着スリーブ２１内周面との離間する距離を所望の距離とし、発熱シート２２ｓの軸方向における定着スリーブ２１内周面との当接幅を最大通紙領域から最小通紙領域までの間の任意の幅として、定着スリーブ２１において通紙する記録媒体Ｐの幅よりも外側となる領域の過昇温を防止することができる。
【００９６】
（構成例（５））
例えば、発熱シート２２ｓの基準形状として、軸方向中央部で最小通紙領域に対応する部分を真直ぐな形状とし、軸方向両端部を回転支持部材２７の軸中心方向に予め撓ませた形状としてもよい。すなわち、この場合には、当接状態調整機構部３２は、定着スリーブ２１の軸方向における第１の位置（中央部）で定着スリーブ２１と当接した状態で発熱シート２２ｓを支持するとともに、第２の位置（両端部）で発熱シート２２ｓを撓ませて該発熱シート２２ｓを定着スリーブ２１に接近、さらには当接させることにより、定着スリーブ２１の軸方向における定着スリーブ２１と発熱シート２２ｓとの当接状態を調整するものとする。
【００９７】
また、ここまでに示した当接状態調整機構部３２は、基層２２ａが剛性を有することにより、発熱シート２２ｓが前記所定形状に保持されている構成を前提としていたがこれに限定されるものではない。
【００９８】
（構成例（６））
例えば、発熱シート２２ｓは、図１４に示すように、前記所定形状に成形された発熱体保持基材３２ｈに取り付けられることにより、前記所定形状に保持されており、前記第２の位置で発熱体保持基材３２ｈが発熱シート２２ｓとともに撓むようにしてもよい。
【００９９】
ここで、発熱体保持基材３２ｈは、発熱シート２２ｓとともに当接状態調整機構部３２に取り付けられたときに所定の形状が維持される程度の剛性を有するとともに、軸方向端部に外力が作用すると若干撓む程度の可撓性を有している。例えば、発熱体保持基材３２ｈは、厚さ数ｍｍの耐熱性樹脂（ポリイミド樹脂、耐熱ＰＥＴ樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）など）からなるシート状のモールド部材であって、その周方向は真円形状となった定着スリーブ２１の内周面に沿うように反っており、軸方向は真直ぐな形状（基準形状）となっている。あるいは、このような基準形状に加工された金属板でもよい。
【０１００】
また、発熱シート２２ｓの厚さは０．１〜１ｍｍ程度であり、発熱体保持基材３２ｈの表面形状に沿って取り付けることができる程度の可撓性を有している。
【０１０１】
これにより、発熱シート２２ｓは、抵抗発熱層２２ｂが発熱した状態であっても外力が作用しない状態では発熱体保持基材３２ｈの基準形状の状態で維持され、軸方向第１の位置（中央部）で支持された状態で第２の位置（端部）に外力が作用すると若干撓むようになり、本発明の構成例（１）〜（５）と同様の作用効果を奏するものとなる。
【０１０２】
つぎに、本発明に係る画像形成装置について説明する。
図１５は、本発明に係る画像形成装置の構成を示す全体構成図である。
図１５に示すように、画像形成装置１は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体１の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。
【０１０３】
各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部（不図示である。）等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。
【０１０４】
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、不図示の駆動モータによって図１５中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。
【０１０５】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【０１０６】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
【０１０７】
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１５中の矢印方向に無端移動される。
【０１０８】
４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。
【０１０９】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
【０１１０】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部１２には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１５中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。
【０１１１】
レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【０１１２】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着スリーブ２１及び加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
【０１１３】
以上説明したように、本発明の画像形成装置において、前述した定着装置２０を備えているので、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短く、記録媒体Ｐのサイズが変わっても適切な画像形成を行いつつ、定着部材の通紙していない領域の過昇温を防止することができる。
【０１１４】
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１１５】
１ 画像形成装置
３ 露光部
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 作像部
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ 感光体ドラム
１２ 給紙部
２０，５０ 定着装置
２１ 定着スリーブ
２２ 面状発熱体
２２ａ 基層
２２ｂ，２２ｂ１，２２ｂ２ 抵抗発熱層
２２ｃ 電極層
２２ｄ 絶縁層
２２ｅ，２２ｅ１，２２ｅ２ 電極端子
２２ｓ，２２ｓ’ 発熱シート
２３ 発熱体支持部材
２４ 端子台ステイ
２５ 給電線
２６ 当接部材
２７ 回転支持部材
２７ａ 開口部
２８ コア保持部材
２９ 断熱支持部材
３１ 加圧ローラ
３２ 当接状態調整機構部
３２ｃ 冷却部材
３２ｇ，３２ｇ’ 駆動伝達部
３２ｈ 発熱体保持基材
３２ｒ ガイドレール
３２ｓ 当接支持部材
３２ｓ’ 固定部材
３２ｔ 牽引機構部
７５ 帯電部
７６ 現像部
７７ クリーニング部
７８ 中間転写ベルト
７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ 第１転写バイアスローラ
８０ 中間転写クリーニング部
８２ ２次転写バックアップローラ
８３ クリーニングバックアップローラ
８４ テンションローラ
８９ ２次転写ローラ
８５ 中間転写ユニット
９７ 給紙ローラ
９８ レジストローラ対
９９ 排紙ローラ対
１００ スタック部
１０１ ボトル収容部
１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋ トナーボトル
Ｌ レーザ光
Ｐ 記録媒体
Ｔ トナー
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１６】
【特許文献１】特開平１１−２９８２号公報
【特許文献２】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献３】特開８−２６２９０３号公報
【特許文献４】特開１０−２１３９８４号公報
【特許文献５】特開２００７−３３４２０５号公報
【特許文献６】特開２００８−１５８４８２号公報
【特許文献７】特開２００８−２１６９２８号公報
【特許文献８】特開２００８−３１００５１号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する無端状ベルトの定着部材と、
前記定着部材の外周面と当接する加圧部材と、
前記定着部材の内周側に配置され、該定着部材を介して前記加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材と、
前記定着部材の軸方向、周方向に対応して所定の幅及び長さをもつ発熱シートを前記定着部材の内周面に当接可能な所定形状に保持された状態かつ可撓性を有する状態で有し、該発熱シートを当接させて前記定着部材を加熱する面状発熱体と、
前記定着部材の軸方向における第１の位置で前記発熱シートを前記定着部材と当接させた状態で支持するとともに、第２の位置で前記発熱シートを撓ませて該発熱シートを前記定着部材から離間させることまたは前記定着部材に接近、さらには当接させることにより、前記定着部材の軸方向における該定着部材と発熱シートとの当接状態を調整する当接状態調整機構部と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記当接状態調整機構部は、通紙する記録媒体の幅に対応して、前記第２の位置で前記発熱シートを撓ませる量を調整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】
前記発熱シートは、前記第２の位置で前記定着部材から離間すると、冷却部材に当接して冷却され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。
【請求項４】
前記発熱シートは、絶縁性を有する基層上に、耐熱性樹脂中に導電性粒子が分散されてなる抵抗発熱層と、該抵抗発熱層に電力を供給する電極層と、が形成されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記発熱シートは、前記基層が剛性を有することにより、前記所定形状に保持されており、前記第２の位置で前記基層が抵抗発熱層及び電極層とともに撓むことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記発熱シートは、前記所定形状の基材に取り付けられることにより、前記所定形状に保持されており、前記第２の位置で前記基材が前記発熱シートとともに撓むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記定着部材の内周側であって少なくとも前記ニップ部下流側で、該定着部材の回転状態を支持する回転支持部材を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
回転する無端状ベルトの定着部材と、
前記定着部材の外周面と当接する加圧部材と、
前記定着部材の内周側に配置され、該定着部材を介して前記加圧部材と当接してニップ部を形成する当接部材と、
前記定着部材の軸方向、周方向に対応して所定の幅及び長さをもつ発熱シートを前記定着部材の内周面に当接可能な所定形状に保持された状態かつ可撓性を有する状態で有し、該発熱シートを当接させて前記定着部材を加熱する面状発熱体と、
前記定着部材の軸方向における第１の位置で前記発熱シートを前記定着部材と当接させた状態で支持するとともに、第２の位置で前記発熱シートを撓ませて該発熱シートを前記定着部材から離間させることまたは前記定着部材に接近、さらには当接させることにより、前記定着部材の軸方向における該定着部材と発熱シートとの当接状態を調整する当接状態調整機構部と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記当接状態調整機構部は、通紙する記録媒体の幅に対応して、前記第２の位置で前記発熱シートを撓ませる量を調整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】
前記発熱シートは、前記第２の位置で前記定着部材から離間すると、冷却部材に当接して冷却され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。
【請求項４】
前記発熱シートは、絶縁性を有する基層上に、耐熱性樹脂中に導電性粒子が分散されてなる抵抗発熱層と、該抵抗発熱層に電力を供給する電極層と、が形成されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記発熱シートは、前記基層が剛性を有することにより、前記所定形状に保持されており、前記第２の位置で前記基層が抵抗発熱層及び電極層とともに撓むことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記発熱シートは、前記所定形状の基材に取り付けられることにより、前記所定形状に保持されており、前記第２の位置で前記基材が前記発熱シートとともに撓むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記定着部材の内周側であって少なくとも前記ニップ部下流側で、該定着部材の回転状態を支持する回転支持部材を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−１６４４６２（Ｐ２０１１−１６４４６２Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８９１２（Ｐ２０１０−２８９１２）
【出願日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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