筒状発熱体及び定着装置
【課題】トナー像を加熱加圧下に記録媒体に定着する。
【解決手段】筒状体１１ａと、該筒状体の外周面１１１ａ及び内周面のうち少なくとも一方に設けられた通電発熱可能の金属パターン１２ａと、該筒状体の端部において該筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に設けられて前記金属パターンに通電可能に接続されたリング状電極部１４１ａ，１４２ａとを含む筒状発熱体１Ａ。未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置であって、加熱用回転体が筒状発熱体を含んでいる定着装置。
【解決手段】筒状体１１ａと、該筒状体の外周面１１１ａ及び内周面のうち少なくとも一方に設けられた通電発熱可能の金属パターン１２ａと、該筒状体の端部において該筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に設けられて前記金属パターンに通電可能に接続されたリング状電極部１４１ａ，１４２ａとを含む筒状発熱体１Ａ。未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置であって、加熱用回転体が筒状発熱体を含んでいる定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置に採用されている定着装置、すなわち画像形成部において形成されたトナー像が転写された記録紙等の記録媒体（未定着トナー像を担持した記録媒体）を加熱用回転体と加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置における該加熱用回転体或いはその部品などとして利用できる筒状発熱体、さらにはそのような筒状発熱体を利用した定着装置に関する。
【０００２】
電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置において採用されている定着装置は、図２２に例示するように、一般的には加熱用回転体９１と回転体９１に向けて押圧された加圧用回転体９２とを含んでいる。
【０００３】
加熱用回転体９１は、通常、中空金属軸９１１にシリコンゴム等からなる弾性材層９１２を周設するとともに金属軸９１１内にハロゲンランプヒータ等のヒータＨを配置したものである。弾性材層９１２は例えばフッソ樹脂系の耐摩耗性膜９１３で被覆されることもある。
【０００４】
一方、加圧用回転体９２は軸棒９２１に弾性材層９２２を周設したものである。弾性材層９２２は例えばフッソ樹脂系の耐摩耗性膜９２３で被覆されることもある。
【０００５】
このタイプの定着装置は、例えば特開平５−１５８３６９号公報、特開平５−２１０３３６号公報等に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１５８３６９号公報
【特許文献２】特開平５−２１０３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の定着装置では、加熱用回転体９１のヒータＨを内蔵した中空金属軸９１１は回転体軸としての強度を有するように肉厚に形成されている等により熱容量が大きく、従ってヒータＨを内蔵した中空金属軸９１１からなる熱源部分によると、加熱用回転体表面温度がトナー像を記録媒体に加熱溶融させて定着させる温度まで昇温するのに時間がかかり（所謂ウォームアップ時間が長く）、定着装置、ひいては画像形成装置の使いやすさのための定着装置ウォームアップ時間の短縮の要請や、今日の省エネルギーの要請に応え難かった。
【０００８】
そこで本発明は、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置等に採用される、未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置における該加熱用回転体の熱源などとして利用できる発熱効率の高い筒状発熱体を提供することを第１の課題とする。
【０００９】
また本発明は、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置等に採用される、未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置であって、加熱用回転体熱源としてヒータを内蔵した中空金属軸からなる熱源を採用する従来の定着装置と比較すると、加熱用回転体を未定着トナー像定着可能温度へ迅速に効率よく立ち上げることができ、定着装置、ひいては画像形成装置の使いやすさのための定着装置ウォームアップ時間の短縮の要請や、今日の省エネルギーの要請に応えることができる定着装置を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は前記第１の課題を解決するため、
筒状体と、該筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に設けられた通電発熱可能の金属パターンと、該筒状体の端部において該筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に設けられて前記金属パターンに通電可能に接続されたリング状電極部とを含む筒状発熱体を提供する。
【００１１】
ここで「通電発熱可能の金属パターン」とは、通電することで発熱する金属線からなるパターンである。
【００１２】
また本発明は前記第２の課題を解決するため、
未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置であって、該加熱用回転体は本発明に係る筒状発熱体を含んでいる定着装置を提供する。
【００１３】
本発明に係る定着装置において、加圧用回転体が加熱用回転体に向けて押圧される態様には次のいずれの場合も含まれる。
【００１４】
(1) 回転軸が定位置にある加熱用回転体に向けて、回転軸が移動可能の加圧用回転体が押圧される場合、
(2) 逆に、回転軸が定位置にある加圧用回転体に対して回転軸が移動可能の加熱用回転体が押圧されることで該加圧用回転体が相対的に加熱用回転体に向け押圧される場合、
(3) 加熱用回転体と加圧用回転体とが互いに相手方へ向け押圧されることで、該加圧用回転体が相対的に加熱用回転体に向け押圧される場合。
【００１５】
本発明に係る筒状発熱体は、前記金属パターンに電気的に接続された前記リング状電極部に給電部材（例えば回転可能のローラ電極、接触摺動可能の摺動接触電極）を介して給電することで金属パターンを、ひいては筒状発熱体全体を発熱させることかできる。
【００１６】
本発明に係る筒状発熱体は、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置等に採用される、未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置における該加熱用回転体の熱源などとして利用できる。
【００１７】
さらに言えば、本発明に係る筒状発熱体は、未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置の該加熱用回転体の少なくとも一部を構成するための発熱体である場合を例示できる。
【００１８】
いずれにしても、本発明に係る筒状発熱体は、筒状体の内周面及び外周面のうち少なくとも一方に通電発熱可能の金属パターンを設けたものであり、該金属パターンに通電することで該金属パターンから直接、効率よく発熱させることができ、筒状体は熱容量小さく形成することができ、そうすることで、金属パターン及びそれを設けた筒状体を含む筒状発熱体全体から発熱効率高く発熱させることができ、また、それだけ省エネルギーを達成できる。
【００１９】
本発明に係る定着装置は、加熱用回転体が本発明に係る、効率よく発熱させることができる筒状発熱体を含んでいるから、加熱用回転体熱源としてヒータを内蔵した中空金属軸からなる熱源を採用する従来の定着装置と比較すると、加熱用回転体を未定着トナー像定着可能温度へ迅速に効率よく立ち上げることができ、定着装置、ひいては画像形成装置の使いやすさのための定着装置ウォームアップ時間の短縮の要請や、今日の省エネルギーの要請に応えることができる。
【００２０】
いずれにしても金属パターンは前記筒状体の周面に直接形成されてもよいが、例えば、通電発熱可能の金属パターンがシート面上に形成された可撓性樹脂シートが前記筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に配置されていることで該筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に前記金属パターンが設けられていてもよい。
【００２１】
金属パターンが形成された可撓性樹脂シートの筒状体周面への配置の態様としては、接着剤（粘着剤を含む）による貼着による配置であってもよく、支障なければ、接着剤による貼着によらない単なる配置等であってもよい。
【００２２】
金属パターンに給電するための前記リング状電極部については、前記金属パターンが前記筒状体の内周面に設けられている場合はリング状電極部も該筒状体の端部内周面に設け、前記金属パターンが前記筒状体の外周面に設けられている場合はリング状電極部も該筒状体の端部外周面に設ける場合を例示できる。
【００２３】
このような場合、リング状電極部は前記金属パターンに通電可能に連続する状態で該金属パターンと一体的に形成されていてもよい。
【００２４】
リング状電極部は、金属パターンが設けられている筒状体周面とは反対側の筒状体周面に形成されていてもよい。すなわち、前記金属パターンが前記筒状体の外周面及び内周面のうち一方に設けられており、前記リング状電極部は該筒状体の外周面及び内周面のうち他方に設けられている場合である。
【００２５】
このような場合には、例えば、金属パターンとリング状電極部とを筒状体を通して銀ロウや適当な通電線で接続したり、所謂ハトメで接続したりして、電気的に接続すればよい。
【００２６】
また、前記リング状電極部は前記金属パターンを設けた筒状体の補強部を兼ねるように形成されていてもよい。この場合も、必要に応じ、該リング状電極部と金属パターンと適当な導電性接続部で接続すればよい。
【００２７】
いずれにしても、リング状電極部は、接触抵抗が抑制された状態で給電部材から安定的に受電できるように、少なくとも表層がニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、ロジウム（Ｒｈ）及び導電性カーボンのうちから選ばれた少なくとも一種の導電性材料で形成されていてもよい。
【００２８】
前記金属パターンは、分割された複数の発熱域を提供するための複数パターンに分割されており、前記リング状電極部は該複数パターンのそれぞれに独立して通電できるように複数設けられていてもよい。
【００２９】
本発明に係る筒状発熱体は定着装置の加熱用回転体の少なくとも一部として利用する等のために、前記金属パターンは、分割された複数の発熱域（例えばＡ４サイズ記録媒体用発熱域とＡ３サイズ記録媒体用発熱域）を提供するための複数パターンに分割されていてもよい。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように本発明によると、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置等に採用される、未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置における該加熱用回転体の熱源などとして利用できる発熱効率の高い筒状発熱体を提供することができる。
【００３１】
また本発明によると、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置等に採用される、未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置であって、加熱用回転体熱源としてヒータを内蔵した中空金属軸からなる熱源を採用する従来の定着装置と比較すると、加熱用回転体を未定着トナー像定着可能温度へ迅速に効率よく立ち上げることができ、定着装置、ひいては画像形成装置の使いやすさのための定着装置ウォームアップ時間の短縮の要請や、今日の省エネルギーの要請に応えることができる定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１（Ａ）は筒状発熱体の１例の斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示す筒状発熱体において金属パターンを覆う電気絶縁性膜を除いた状態の斜視図である。
【図２】定着装置の１例の正面図である。
【図３】筒状発熱体の他の例の斜視図である。
【図４】定着装置の他の例を示す図である。
【図５】定着装置のさらに他の例を示す図である。
【図６】筒状発熱体のさらに他の例の正面図である。
【図７】図７（Ａ）は金属パターンを形成した可撓性樹脂シート例の斜視図であり、図７（Ｂ）は該樹脂シートをロールに巻き付ける様子を示す斜視図であり、図７（Ｃ）は丸めた樹脂シートを筒状体に挿入してその内周面に貼着する様子を示す図である。
【図８】図７の手法で形成された筒状発熱体を含む、定着装置用の加熱ローラ例を示す図である。
【図９】図８の加熱ローラの変形例を示す図である。
【図１０】定着装置のさらに他の例を示す図である。
【図１１】金属パターンを分割形成した可撓性樹脂シート例の斜視図である。
【図１２】図１２（Ａ）は金属パターンを形成した可撓性樹脂シートの他の例の斜視図であり、図１２（Ｂ）はその樹脂シートを筒状体外周面に貼着する様子を示す図であり、図１２（Ｃ）は図１２（Ａ）及び（Ｂ）の手法で形成された筒状発熱体を含む、定着装置用の加熱ローラの例を示す断面図である。
【図１３】加熱ローラのさらに他の例の断面図である。
【図１４】定着装置のさらに他の例を示す図である。
【図１５】定着装置のさらに他の例の正面図である。
【図１６】図１６（Ａ）は図１５の定着装置における加熱ローラへの給電装置の一部の断面図であり、図１６（Ｂ）及び（Ｃ）は給電装置中の第１及び第２の部分を図１５においてＸ方向、Ｙ方向からそれぞれ見た状態を示す図である。
【図１７】筒状発熱体のさらに他の例の概略斜視図である。
【図１８】温度検出用抵抗パターンを形成した可撓性樹脂シートの例を示す図である。
【図１９】図１７の筒状発熱体を含む、定着装置用の加熱ローラ例を示す図である。
【図２０】温度検出用抵抗パターンを形成した可撓性樹脂シートの他の例を示す図である。
【図２１】定着装置用の加熱ローラのさらに他の例を示す図である。
【図２２】定着装置の従来例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に本発明の実施形態等について説明する。
図１（Ａ）は筒状発熱体の１例の斜視図である。
図１（Ａ）の筒状発熱体１Ａは、円筒形状の筒状体１１ａと、筒状体１１ａの外周面１１１ａに設けられた通電発熱可能の金属パターン１２ａとを含み、金属パターン１２ａを電気絶縁性膜１３ａで被覆したものである。図１（Ｂ）は金属パターン１２ａを電気絶縁性膜１３ａで被覆する前の状態の斜視図である。
ここで「金属パターン」とは通電することで発熱する金属線からなるパターンであり、以下の説明においても同じである。
【００３４】
ここでの金属パターン１２ａは筒状体１１ａの長手方向に長く延びる互いに平行な部分を複数本含む全体としてジグザグ状に延在するパターンである。
【００３５】
筒状体１１ａの両端部外周面には金属パターン１２ａに電気的に連続する受電用のリング状電極部１４１ａ、１４２ａが周設されている。この例では、それらリング状電極部は金属パターンと一体的に形成されており、金属パターン１２ａの一端が一方の電極部１４１ａに接続されているとともに金属パターン１２ａの他端が他方の電極リング部１４２ａに連続している。
【００３６】
電気絶縁性膜１３ａはリング状電極部１４１ａ、１４２ａより内側域で金属パターン１２ａを被覆している。
なお、リング状電極部は金属パターン１２ａとは別途に設け、その後に金属パターン１２ａと電気的に接続してもよい。かかる電気的接続手段としては、銀ロウや所謂ハトメを利用することもできる。このように別途に設けるリング状電極部には筒状体１１ａを補強させてもよい。
【００３７】
筒状体１１ａの両端のそれぞれには、この筒状発熱体１Ａを回転可能に支持するための、後述する部材１５ａ（図２参照）を係合させる係合部（係合凹所）１１３ａが１８０度中心角度間隔で一対ずつ形成されている。後述するように、図２において左側の部材１５ａは回転駆動される部材であり、従って、図２の例では筒状発熱体１Ａは定着装置２Ａにおいて回転駆動されるものである。しかし、駆動されずに加圧回転体の回転に従動するなどでフリー回転するように利用される場合は（例えば後述する図１０、図１４等に示すように利用される場合は）、係合部１１３ａは位置合わせ用の目印とすることができ、場合によっては係合部１１３ａ無しで済ませることもできる。
【００３８】
図２の定着装置２Ａは、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置において採用できる定着装置であり、本例ではローラ形態の加熱用回転体２１ａ（以下、加熱ローラ２１ａという。）と、これに対向配置されたローラ形態の加圧用回転体２２ａ（以下、加圧ローラ２２ａという。）とを含んでいる。
【００３９】
加熱ローラ２１ａは図１（Ａ）の筒状発熱体１Ａを利用したものである。すなわち、筒状発熱体１Ａの筒状体１１ａの各端部に端部材１５ａを嵌め、各端部材１５ａの回転軸ｓａをフレームＦａに回転自在に支持させることで回転可能とした加熱ローラである。
【００４０】
端部材１５ａは、外側円盤部１５１とそれより若干小径の内側円盤部１５２とを中心を一致させて一体的に２段重ねするとともに外側円盤部１５１の外面中央から前記回転軸ｓａを一体的に突設したものである。内側円盤部１５２は周面に一対の突起１５３を有している。各端部材１５ａはその内側円盤部１５２で筒状体１１ａの端部に嵌着されるとともにもに突起１５３が筒状体１１ａの係合部１１３ａに係合される。
【００４１】
加圧ローラ２２ａは回転軸２２１に弾性材層２２２を周設したものであり、回転軸２２１がフレームＦａに回転可能に支持されることで、加圧ローラ２２ａ全体が回転可能にフレームに支持されている。加圧ローラ２２ａは、その弾性材層２２２が加熱ローラ２１ａに押圧されており、それにより加熱ローラ２１ａと加圧ローラ２２ａ間にニップＮａが提供されている。
【００４２】
ニップＮａは、後述する記録媒体への未定着トナー像の加熱溶融定着に要求される幅（記録媒体通過方向の長さ）を有するニップである。
【００４３】
加熱ローラ２１ａの片方（図２中左側）の端部材１５ａの軸ｓａは電動モータ（図示省略）を含む回転駆動機構１６１に連結されており、加熱ローラ２１ａは駆動機構１６１で回転させることができる。このとき、加熱ローラ２１ａの筒状発熱体１Ａの片方の端部材１５ａは機構１６１にて回される回転部材であり、端部材１５ａが回されることで加熱ローラ２１ａが回される。
【００４４】
加圧ローラ２２ａは歯車等からなる伝動機構１６２を介して駆動機構１６１にて加熱ローラとは反対方向に回転駆動される。
かくして加熱ローラ２１ａ及び加圧ローラ２２ａはニップＮａに記録媒体を通過させる方向へ回転させることができる。
【００４５】
加熱ローラ２１ａを構成している筒状発熱体１Ａの筒状体１１ａ端部に周設されたリング状電極部１４１ａ、１４２ａには給電用電極部である給電ローラｅ１ａ、ｅ２ａが転がり接触可能に当接している。なお、給電ローラに代えて電極部１４１ａ、１４２ａに摺動接触する給電電極を採用することも可能である。
【００４６】
給電ローラｅ１ａ、ｅ２ａは出力可変の電源ユニットＰＷａに配線接続されている。
【００４７】
以上説明した定着装置２Ａによると、電源ユニットＰＷａから加熱ローラ２１ａの筒状発熱体１Ａの金属パターン１２ａに通電して該筒状発熱体１Ａを発熱させ、ひいては加熱ローラ２１ａ表面温度をトナー像定着温度へ昇温させ、また、駆動機構１６１にて加熱ローラ２１ａ及び加圧ローラ２２ａを回転させ、未定着トナー像を担持した記録媒体（図２では図示省略）を未定着トナー像を担持した記録媒体面を加熱ローラ２１ａ側へ向けてニップＮａに通過させることで、該トナー像を加熱加圧下に記録媒体に溶融定着させることができる。
【００４８】
加熱ローラ２１ａの主要な部分を構成している筒状発熱体１Ａは、その筒状体１１ａの外周面に通電発熱可能の金属パターン１２ａを設けたものであり、金属パターン１２ａに電源ユニットＰＷａから通電することで金属パターン１２ａから直接、効率よく発熱させることができ、また、筒状体１１ａは熱容量小さく形成することができ、そうすることで、金属パターン１２ａ及びそれを設けた筒状体１１ａを含む筒状発熱体１Ａ全体から発熱効率高く発熱させることができ、ひいては、加熱ローラ２１ａをトナー像定着温度へ迅速に効率よく立ち上げることができ、定着装置２Ａ、ひいてはそれを備えた画像形成装置の使いやすさのための定着装置ウォームアップ時間の短縮の要請や、今日の省エネルギーの要請に応えることができる。
【００４９】
図１の筒状発熱体１Ａは筒状体１１ａの外周面１１１ａに金属パターン１２ａを設けたものであったが、筒状体の内周面に金属パターンを設けてもよく、内外周面の双方に通電発熱可能の金属パターンを設けてもよい。
【００５０】
図３は筒状体１１ａの内周面１１２ａに金属パターン１２ｂをジグザグ状に設けた筒状発熱体１Ｂである。筒状体１１ａはこの例では筒状発熱体１Ａのものと同じである。金属パターン１２ｂは電気絶縁性膜１３ｂで被覆されている。筒状体１１ａの両端部外周面にはリング状電極部１４１ｂ、１４２ｂを設けてある。金属パターン１２ｂはこれら電極部に電気的に接続されている。
【００５１】
図４は電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置において採用できる定着装置の例２Ｂであり、定着装置２Ｂは加熱ローラ２１ｂと、これに対向配置された加圧ローラ２２ｂとを含んでいる。
加熱ローラ２１ｂは図３の筒状発熱体１Ｂを利用したものである。
【００５２】
すなわち、加熱ローラ２１ｂは、筒状発熱体１Ｂの筒状体１１ａの外周面１１１ａに、リング状電極部１４１ｂ、１４２ｂは露出させたままとしてそれらの内側域で弾性材層２１１を周設し、その表面を耐摩耗性膜２１２で被覆し、さらに、図２で示した端部材１５ａと同様の端部材（図示省略）を筒状体１１ａの両端に装着し、該端部材から突出する軸ｓａで図示省略のフレームに回転可能に支持したものである。
それとは限定されないが、このような弾性材層２１１は例えば樹脂成形により得ることができ、耐摩耗性膜２１２は例えばそのような材質のチューブを被着することで設けることができる。
【００５３】
加圧ローラ２２ｂは、回転軸２２１’に弾性材層２２２’を周設したものであり、図示省略のフレームに回転可能に支持されているとともに記録媒体Ｓへの未定着トナー像Ｔの定着に要求されるニップＮｂを形成するように加熱ローラ２１ｂへ押圧配置されている。
【００５４】
加熱ローラ２１ｂ及び加圧ローラ２２ｂは図２の定着装置２Ａの場合と同様の駆動機構及び伝動機構を用いて回転駆動可能となっている。
【００５５】
筒状体１１ａの両端部外周面にはリング状電極部１４１ｂ，１４２ｂが形成されており、これらは金属パターン１２ｂに電気的に接続されている。電極１４１ｂ，１４２ｂには給電ローラ電極ｅ１ａ、ｅ２ａが転がり接触可能に当接しており、これらローラ電極は図示省略の出力可変電源ユニット接続される。
【００５６】
定着装置２Ｂによると、電源ユニットからローラ電極ｅ１ａ、ｅ２ａ及び加熱ローラの筒状発熱体のリング状電極部１４１ｂ、１４２ｂを介して金属パターン１２ｂに通電し、筒状発熱体１Ｂを発熱させ、ひいては加熱ローラ２１ｂの表面温度をトナー像定着温度へ昇温させ、また、加熱ローラ２１ｂ及び加圧ローラ２２ｂを回転させ、未定着トナー像Ｔを担持した記録媒体ＳをニップＮｂに通過させることで、トナー像Ｔを加熱加圧下に記録媒体Ｓに溶融定着させることができる。
【００５７】
図５はさらに他の定着装置例２Ｃを示している。定着装置２Ｃは定着装置２Ｂにおいて加熱ローラ２１ｂを加熱ローラ２１ｃに置き換えたものであり、その他の点は定着装置２Ｂと実質上同じである。
【００５８】
加熱ローラ２１ｃは、図３の筒状発熱体１Ｂの筒状体１１ａ内に回転軸２１３を配置するとともに該軸の回りに弾性材層２１４を設けて筒状発熱体１Ｂを支持し、回転軸２１３で図示省略のフレームに回転駆動可能に支持したものである。ローラ２１ｃでは筒状体１１ａ両端部の係合部１１３ａは無くてもよい。
【００５９】
加熱ローラ２１ｃを採用する場合、加熱ローラ２１ｃと加圧ローラ２２ｂとの接触回転においてトナー像定着のためのより十分な幅のニップが形成されるように、筒状発熱体１Ｂの筒状体１１ａを撓め得るように薄い目に形成してもよい。
【００６０】
以上説明した筒状発熱体１Ａ、１Ｂにおける金属パターン１２ａ、１２ｂは一本の連続したものであり、筒状発熱体両端部を除く略全体にわたり一様に発熱するものであった。 しかし、筒状発熱体を定着装置の加熱用回転体の少なくとも一部として利用する場合、定着装置に通される記録媒体は各種サイズのものがあるので、エネルギーの節約等のために、サイズに応じて発熱域を変更できるものであってもよい。
【００６１】
図６に示す筒状発熱体１Ｃはそのような筒状発熱体の例を示している。筒状発熱体１Ｃは筒状体１１ａの内周面に中央のジグザグ状金属パターン１２１ｃとその両側の同じジグザグ状の金属パターン１２２ｃ、１２３ｃを設けたものである。
【００６２】
筒状体１１ａの外周面の一方の端部には、
パターン１２１ｃの一端に電気的に接続されたリング状電極部１４１ｃ、
パターン１２２ｃの一端に電気的に接続されたリング状電極部１４２ｃ及び
パターン１２３ｃの一端に電気的に接続されたリング状電極部１４３ｃが周設されている。
筒状体１１ａの外周面の他方の端部には、パターン１２１ｃ，１２２ｃ及び１２３ｃのそれぞれの他端に電気的に接続された共通のリング状電極部１４４ｃが周設されている。
【００６３】
この筒状発熱体を用いた加熱ローラを採用する定着装置では、Ａ４サイズの記録媒体を縦長方向に定着装置に通す場合、パターン１２１ｃにだけに通電し、Ａ３サイズの記録媒体を縦長方向に定着装置に通す場合、パターン１２１ｃ、１２２ｃ及び１２３ｃの全部に通電して発熱させればよい。
【００６４】
以上説明した筒状発熱体１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおける金属パターン或いはさらに金属パターンと一体的に形成されるリング状電極部の形成は、例えば、パターンや電極部を形成する金属材料を含む導電性ペースト（例えば銅ペースト、銀ペースト）で筒状体１１ａの外周面及び内周面のうち少なくとも一方にそのようなパターン、さらには電極部を描いたり、プリントすることにより設けることができる。
【００６５】
また、別法として、筒状体１１ａの金属パターン、或いはさらに電極部を設けようとする外周面及び内周面のうち少なくとも一方に、導電性金属膜を形成し、形成しようとするパターンに応じたレジストパターンを該金属膜上に形成し、該レジスト部分を残して金属膜をエッチングする手法でも形成できる。
いずれにしても、金属パターンや電極は、それ自体、プリント配線基板の形成等において既に知られているパターン形成手法を用いて形成できる。
【００６６】
筒状発熱体は図７に示す方法によっても作製することができる。図７に示す筒状発熱体の製造方法は基本的には次のとおりである。
すなわち、可撓性樹脂シート１７１上に金属パターン１２ｄを形成して発熱シート１７Ｄを形成し（図７（Ａ））、この発熱シート１７Ｄを丸めて筒状体１７２内に挿入するとともに該筒状体の内周面に配置する方法である〔図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）参照〕。必ずしもそうしなければならないというものではないが、本例では、発熱シート１７Ｄを丸めて筒状体１７２内に挿入するとともに該筒状体の内周面に接着剤（粘着剤を含む）で貼着する。
【００６７】
さらに詳述すると、本例において可撓性樹脂シート１７１は一対の舌片１７１ｄを延設したシートであり、一対の舌片１７１ｄはシート１７１の二組の平行辺部のうち一組の平行辺部１７１’、１７１’から一体的に延設されている。このシート１７１面上に金属パターン１２ｄが形成されるとともにパターン１２ｄの両外側で帯状電極部（リング状電極部の前駆体）１４１ｄ、１４２ｄが形成され発熱シート１７Ｄとされている。金属パターン１２ｄを電気絶縁性膜で被覆しておいてもよい。このとき電極部１４１ｄ、１４２ｄは露出させておく。
【００６８】
一方、軸棒３１に弾性材層３２を周設した芯ロール３０（図７（Ｂ））を準備しておき、この芯ロールの弾性材層３２周面上に発熱シート１７ｄをその金属パターン１２ｄを内側にして、且つ、帯状電極部１４１ｄ、１４２ｄを弾性材層３２両端より外側にはみ出させて巻き付け、前記の各舌片１７１ｄを接着剤でシート１７１の辺部（耳部）１７１’の外周面に重ね貼着し、かくして図８に例示するように、定着装置の加熱ローラ２１ｄの一部として利用できる筒状発熱体１Ｄを得ることができる。
【００６９】
筒状発熱体１Ｄにおいては、前記の帯状電極部１４１ｄ、１４２ｄは丸められてリング状電極部となっている。
また、筒状発熱体１Ｄにおいて舌片１７１ｄが重ねられたシート耳部１７１’は、加熱ローラ２１ｄにおいて記録媒体が通過する領域より外側に位置しており、記録媒体通過域の平滑性を保つようになっている。さらに、このように重ねた部分は筒状発熱体１Ｄの端部分の補強部を兼ねている。
【００７０】
図８に示す加熱ローラ２１ｄでは、筒状発熱体１Ｄをローラ３０の弾性材層３２に貼着しておいてもよい。筒状発熱体１Ｄは、支障がないなら、例えばローラ３０上で位置ズレしないのであれば、弾性材層３２に貼着されることなくそれに外嵌配置されているだけでもよい。加熱ローラ２１ｄは、ローラ軸３１で定着装置のフレームに回転可能に支持することができ、同フレームに支持させた加圧ローラと組み合わせて未定着トナー像の記録媒体への定着に用いることができる。このとき、例えば、図８に示すように定位置の給電用電極ｅ１ｄ、ｅ２ｄを回転するリング状電極部１４１ｄ、１４２ｄに転がり接触或いは摺動接触させて、これら電極を介して金属パターン１２ｄに通電し、筒状発熱体１Ｄを発熱させ、ひいては加熱ローラ２１ｄをトナー像定着温度へ昇温させることができる。
【００７１】
図９に示すように、図８の加熱ローラ２１ｄにおいて筒状発熱体１Ｄの筒状体１７１の外周面に弾性材層３３を周設し（例えば樹脂成形により周設し）、その表面を耐摩耗性膜３４で被覆して用いることもできる。このように弾性材層３３を設けることで、加圧ローラとの間にトナー像定着に寄与する十分なニップを形成し易くなる。
【００７２】
また、図７に示す工程により筒状発熱体１Ｄを形成したのち、ロール３０を発熱体１Ｄから抜き取り、残りの筒状発熱体１Ｄを定着装置の加熱用回転体の一部等として利用することもできる。
図１０はさらに他の定着装置例２Ｅの概略構成を示している。定着装置２Ｅは、ロール３０を抜き取った筒状発熱体１Ｄに弾性材層３３’を樹脂成形等により周設し、その表面を耐摩耗性膜３４’で被覆したものをベルト状の加熱回転２１ｅとして用いたものである。
【００７３】
加熱用回転ベルト２１ｅは内側から回転可能のローラＲｅで支えられており、加圧ローラ２２ｅが、支持ローラＲｅとの間にベルト２１ｅを挟着するようにしてベルト２１ｅに押圧されている。
加圧ローラ２２ｅは軸棒２２１’に弾性材層２２２’を周設したもので、図示省略の駆動部により図中反時計方向に回転駆動可能である。
【００７４】
定着装置２Ｅによると、加熱用べルト２１ｅの筒状発熱体１Ｄの金属パターン１２ｄにリング状電極部１４１ｄ、１４２ｄ及びこれに接触する図示省略の給電用電極部から給電されることで発熱体１Ｄが発熱し、ベルト２１ｅが定着温度へ昇温する。また、加圧ローラ２２ｅが回転駆動され、加熱用ベルト２１ｅが支持ローラＲｅに支持された状態で従動回転する。
【００７５】
このような状態で、未定着トナー像Ｔを保持した記録媒体Ｓを加熱用回転ベルト２１ｅと加圧ローラ２２ｅとのニップＮｄに通すことでトナー像を記録媒体Ｓに定着させることができる。
ローラＲｅも回転駆動してもよい。また、ローラＲｅに代えて、ベルト２１ｅを内側から加圧ローラ２２ｅ側へ押すパッド（図示省略）を採用することもできる。このときパッドのサイズを選択してニップＮｅ幅を変更することもできる。
【００７６】
先に説明した筒状発熱体１Ａ、１Ｂ、１Ｃも、筒状体１１ａを薄肉に撓み可能に形成することで、加熱用ベルトの少なくとも一部の構成部材として利用できる。
筒状発熱体をその内側からローラ、パッド等で加圧回転体側へ押圧する場合、押圧用の内側のローラ、パッド等と筒状発熱体との接触動作をより円滑にするために、通電発熱用の金属パターンは筒状体の外周面側に設けてもよい。金属パターンを設けた発熱シートを採用する場合には該発熱シートを筒状体の外周面側に配置してもよい。
【００７７】
筒状発熱体１Ｄにおける金属パターン１２ｄは一本の連続したものであり、筒状発熱体両端部を除く略全体にわたり一様に発熱するものであった。しかし、筒状発熱体を定着装置の加熱用回転体の少なくとも一部として利用する場合、定着装置に通される記録媒体は各種サイズのものがあるので、エネルギーの節約等のために、サイズに応じて発熱域を変更できるものであってもよい。
【００７８】
そのような筒状発熱体を提供するための発熱シートとして図１１に示す発熱シートを例示できる。図１１に示す発熱シート１７Ｅは、図７（Ａ）に示す樹脂シートと同様の可撓性樹脂シート１７１の中央部にジグザグ状金属パターン１２１ｄを設け、その両側にジグザグ状の金属パターン１２２ｄ、１２３ｄを設けたものである。
【００７９】
可撓性樹脂シート１７１の両端部のうち一方の端部の、前記金属パターンを設けた面とは反対側の面には、
パターン１２１ｄの一端に電気的に接続された帯状電極部１４１ｅ、
パターン１２２ｄの一端に電気的に接続された帯状電極部１４２ｅ及び
パターン１２３ｄの一端に電気的に接続された帯状電極部１４３ｅが形成されている。 シート１７１の他端部の、前記金属パターンを設けた面とは反対側の面には、パターン１２１ｄ，１２２ｄ及び１２３ｄのそれぞれの他端に電気的に接続された共通の帯状電極部１４４ｅが形成されている。
【００８０】
この発熱シート１７Ｅによっても、これを丸めて筒状体の内周面に貼着或いは単なる配置等により配置して筒状発熱体を得ることができる。
【００８１】
筒状発熱体は図１２に示す方法によっても作製することができる。図１２に示す筒状発熱体の製造方法は基本的には次のとおりである。
すなわち、可撓性樹脂シート１７１ｆ上に金属パターン１２ｆを形成して発熱シート１７Ｆを形成し（図１２（Ａ））、この発熱シート１７Ｆを丸めて筒状体１１ａの外周面に配置する方法である（図１２（Ｂ）。このとき、発熱シート１７Ｆは接着剤（粘着剤を含む）で筒状体１１ａの外周面に貼着してもよく、筒状体に対してずれる恐れがないなど、支障がないときは、貼着せず配置するだけでもよい。
【００８２】
さらに説明すると、四角形状の可撓性樹脂シート１７１ｆの面上に金属パターン１２ｆを形成するとともにパターン１２ｆの両外側で帯状電極部（リング状電極部の前駆体）１４１ｆ、１４２ｆを形成して発熱シート１７Ｆを得る。金属パターン１２ｆは電気絶縁性膜で被覆してもよい。このとき電極部１４１ｆ、１４２ｆは露出させておく。
【００８３】
この発熱シート１７Ｆを筒状体１１ａの外周面に巻き付けるとともに接着剤で貼着し、或いは貼着せずしっかり巻き付け配置し、筒状発熱体１Ｆを得るのである。本例では、発熱体１Ｆを定着装置の加熱用回転体として利用するために、図１２（Ｂ）に鎖線で示すように、また、図１２（Ｃ）に示すように、筒状発熱体１Ｆには弾性材層３５を樹脂成形等により周設してあり、その表面を耐摩耗性フィルムチューブを被着する等して耐摩耗性膜３６で被覆してある。
【００８４】
図１３に示すように、筒状体１１ａの外周面に弾性材層３７を周設し、その上に発熱シート１７Ｆを巻き付けて筒状発熱体１Ｆ’とし、さらにその上に弾性材層３５’を周設し、或いはさらにこれを耐摩耗性膜３６’で被覆してもよい。
なお、筒状体の外周面に配置する発熱シートは、図１２（Ａ）のものに限定されるものではなく、金属パターンを複数群設けたもの、例えば、図１１に示す発熱シート１７Ｅのうようなものであってもよい。
【００８５】
いずれにしても、筒状体１１ａは図１の筒状発熱体１Ａで使用した筒状体１１ａと同じものである。従って、筒状発熱体１Ａの場合と同様に両端に端部材１５ａを装着する等して定着装置の加熱用回転体の主たる部分として利用できる。
【００８６】
しかし発熱シートを配置する筒状体は筒状体１１ａである必要はなく、係合部１１３ａの無い筒状体であってもよく、また、その厚さも可撓性を示すように薄肉のものであってもよい。
【００８７】
図１４はさらに他の定着装置例２Ｇを示している。定着装置２Ｇは加熱用回転体２１Ｇとこれに接触しつつ回転する加圧ローラ２２Ｇとを含むものである。加熱用回転体２１Ｇは、図１２（Ａ）に示す可撓性の発熱シート１７Ｆを、薄肉に形成されて可撓性を示す筒状体の外周面に巻き付け貼着してベルト形態の加熱用回転体２１Ｇとしたものである。
【００８８】
加圧ローラ２２Ｇは回転軸２２１ｇに弾性材層２２２ｇを周設したものである。
加熱用回転ベルト２１Ｇは案内ローラｒ１、ｒ２、ｒ３に巻き掛けられ、加圧ローラ側の案内ローラｒ１とｒ２との間でパッドＰｄに押されて加圧ローラ２２Ｇとの間に広いニップＮｇを形成している。このニップＮｇに未定着トナー像を保持した記録媒体を通過させることで、トナー像を記録媒体に定着させることができる。
【００８９】
図１５は定着装置のさらに他の例２Ｈを示している。定着装置２Ｈは、加熱ローラ２１ｈとこれに押圧された加圧ローラ２２ｈとを含んでいる。
【００９０】
加熱ローラ２１ｈは既述の図９に示す加熱ローラを変更したものである。さらに言えば、図９の加熱ローラを構成している筒状発熱体１Ｄ、すなわち、金属パターン１２ｄを設けた可撓性樹脂シート１７１からなる発熱シート１７Ｄを丸めて筒状体１７２の内周面に貼着した筒状発熱体１Ｄにおいて両端部のリング状電極部１４１ｄ、１４２ｄを省略した筒状発熱体１Ｄ’を利用したものである。
【００９１】
筒状発熱体１Ｄ’の筒状体１７２には筒状発熱体１Ｄと同様に弾性材層３３が周設され、その表面が耐摩耗性膜３４で被覆されている。筒状体１７２の両端部に端部材２１１ｈ、２１２ｈが装着されている。端部材２１１ｈ、２１２ｈは、図２に示す定着装置２Ａの加熱ローラ２１ａの端部材１５ａと同様に円盤状部分を一体的に２段重ねした構成のもので、小径円盤状部分を筒状発熱体１Ｄ’端部に嵌着したものである。
【００９２】
加熱ローラ２１ｈは、端部材２１１ｈから突設された軸２１１ｓと、端部材２１２ｈから突設された軸２１２ｓとで定着装置フレームＦｈに回転可能に支持されている。
【００９３】
加圧ローラ２２ｈは軸棒２２１ｈに弾性材層２２２ｈを周設したもので、フレームＦｈに回転可能に支持され、加熱ローラ２１ｈに圧接され、加熱ローラ２１ｈとの間にニップＮｈを形成している。
【００９４】
加熱ローラ２１ｈは片方の軸２１２ｓが図示省略の回転駆動装置により回転駆動可能であり、加圧ローラ２２ｈは図示省略の伝動機構を介して加熱ローラ側から回転駆動可能となっている。
【００９５】
定着装置２Ｈは、筒状発熱体１Ｄ’の金属パターン１２ｄに通電する給電装置１８を含んでいる。図１６（Ａ）は給電装置１８の要部の一つの断面図である。
給電装置１８は、図１５及び図１６（Ａ）に示すように、第１部分１８１と、これと同じであるが、左右対称的に第１部分１８１に向かい合わされた第２部分１８２とを含んでいる。
第１部分１８１は円盤状の第１コア部材１８１’に１次コイル１８１ｃを巻回配置したものであり、第２部分１８２は円盤状の第２コア部材１８２’に２次コイル１８２ｃを巻回配置したものである。コア部材１８１’、１８２’は電磁石のコアとなり得る材料（磁性体材料）（本例ではフェライト）で形成されている。
【００９６】
第１部分１８１はそのコア部材１８１’の背面から突設された軸棒１８１ｓにより定位置フレームＦｈ’に支持され、静止配置されている。
第２部分１８２はそのコア部材１８２’の背面に前記加熱ローラ２１ｈの端部材２１１ｈから突設された軸２１１ｓが接続固定されている。
かくして、第１部分１８１と第２部分１８２は中心軸線を一致させた状態で、それらのコア部材の向かい合う平坦平面間に間隔ｄｓをおいて対向している。
それとは限定されないが、本例では各コア部材の該平坦平面の部分の面積は同じである。
【００９７】
図１６（Ｂ）は第１部分１８１を図１５に示す矢印Ｘ方向に見た図であり、図１６（Ｃ）は第２部分１８２を図１５に示す矢印Ｙ方向に見た図である。
【００９８】
第１、第２の部分１８１、１８２の互いに対向するコア部材面のそれぞれに、前記軸１８１ｓ、２１１ｓの回転中心軸線と中心を一致させて同サイズの円形溝１８０が形成されており、この円形溝１８０においてコイルが巻回されている。
【００９９】
第１部分１８１のコア部材１８１’に巻かれたコイル１８１ｃは１次コイルであり、このコイルの両端部１８１ｅ、１８１ｅ’は第１部分１８１を貫通して第１部分の背後へ引き出さされ、出力可変の交流電源ユニットＰＷｈに接続されている。
第２部分１８２のコア部材１８２’に巻かれたコイル１８２ｃは２次コイルであり、このコイルの両端部１８２ｅ、１８２ｅ’は第２部分１８２を貫通して第２部分の背後へ引き出され、さらに端部材軸２１１ｓの中空部へ導かれ、該中空部を通って筒状発熱体１Ｄ’内へ至り、そこから金属パターン１２ｄに接続されている。
【０１００】
１次コイル１８１ｃを設けた第１部分１８１と２次コイル１８２ｃを設けた第２部分１８２は言わば途中で分離された分離変圧器（分離トランス）であり、１次コイル１８１ｃに電源ユニットＰＷｈから交流電流を流すことにより第２部分１８２の２次コイル１８２ｃに相互誘導による誘導電流が流れ、それにより金属パターン１２ｄに通電され、筒状発熱体１Ｄ’が発熱し、加熱ローラ２１ｈ表面が未定着トナー像を記録媒体に定着させ得る定着温度へ昇温することができる。
【０１０１】
加熱ローラの温度制御については、加熱ローラ２１ｈの表面温度をサーミスタ等の適当な温度センサＴＳで検出し、検出される温度と目標とする温度（例えば１８０℃程度）との差に基づいて、検出温度が目標温度に向かうように、電源ユニットＰＷｈの出力を調整すればよい。
【０１０２】
電源ユニットＰＷｈの出力については、一般的に言えば交流電力であればよく、商用電源の５０Ｈｚ〜６０Ｈｚ（９０Ｖ〜２４０Ｖ）程度から１００ｋＨｚ程度の周波数範囲のものを例示できる。しかし、高周波電力を採用すると、コア部材とコイル巻き数に影響される第１部分や第２部分の体積を減らして小型化できることから、第１、第２の部分１８１、１８２のサイズ（特にコア部材１８１’、１８２’のサイズ）を小型化すべく、そして電力伝送効率を考慮して、１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲で制御する例を挙げることができ、本例では、さらに好ましい範囲として２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの範囲で制御できるようにしている。
なお、ユニットＰＷｈの出力制御については、ＰＷＭ制御で波形のデューティ比を変更することによる出力制御でもよい。
いずれにしても温度制御をきめ細かく行うことができる。
【０１０３】
第１、第２のコア部材１８１’、１８２’の平坦平面間の間隔ｄｓは、一般的に言えば、両部材の接触を避けるうえで０．１ｍｍ以上を例示できる。
また、１次、２次の各コイルの巻き数やコア部材１８１’、１８２’の材質等にもよるが、第１、第２のコア部材の平坦平面間の間隔は２次コイル１８２ｃに加熱ローラ表面温度を所定温度に向かわせ得る誘導電流を発生させるうえで、概ね１０ｍｍ程度までとする例を挙げることができる。
【０１０４】
また、第１コア部材１８１’の第２コア部材１８２’に向かい合っている平坦平面の部分の該平坦平面の全面積に対する割合（また、第２コア部材１８２’の第１コア部材１８１’に向かい合っている平坦平面の部分の該平坦平面の全面積に対する割合）は、１次、２次の各コイルの巻き数やコア部材１８１’、１８２’の材質、両部材の間隔等にもよるが、加熱ローラ表面温度を所定温度に向かわせ得る誘導電流をより確実に、効率よく発生させるうえで、概ね５０パーセント以上とする例を挙げることができる。
【０１０５】
定着装置２Ｈにおいて加熱ローラ２１ｈの筒状発熱体１Ｄ’の内側には記録媒体の通過域に対応する位置でスポンジ等からなる支持弾性材を樹脂成形等により設けておいてもよい。
以上説明した給電装置１８と同様のタイプの給電装置は、図１５に示すように加熱ローラ２１ｈの筒状発熱体１Ｄ’の金属パターン１２ｄへの通電だけでなく、本明細書記載の他の筒状発熱体や同様の筒状発熱体の金属パターンへの通電にも、特に構造上等において支障がないかぎり、適用できる。
【０１０６】
図１７は筒状発熱体のさらに他の例１Ｊを示している。筒状発熱体１Ｊは、筒状体１１ｊの外周面に、中央部の金属パターン１２ｊ１とその両側の金属パターン１２ｊ２、１２ｊ３とを設けるとともに、筒状体１１ｊの片側端部の外周面にリング状電極部１４１ｊ、１４２ｊ、１４３ｊ、１４４ｊを周設し、筒状体１１ｊの内周面に温度検出用の抵抗パターン（温度変化に応じて電気抵抗が変動する通電線、例えば銅線からなる抵抗パターン）を設けたものである。
【０１０７】
図示を省略しているが筒状体外周面の
リング状電極部１４１ｊは金属パターン１２ｊ１の一端に接続されており、
リング状電極部１４２ｊは金属パターン１２ｊ２の一端に接続されており、
リング状電極部１４３ｊは金属パターン１２ｊ３の一端に接続されており、
リング状電極部１４４ｊは各金属パターンの他端に接続されている。
【０１０８】
筒状体１１ｊ内周面の温度検出用抵抗パターンは、それとは限定されないが、本例ではつぎのようにして設けられている。
図１８に示すように可撓性樹脂シート１９の片面上に中央部抵抗パターンｓｊ１とその両側の抵抗パターンｓｊ２、ｓｊ３を形成するとともにシートの片側端部の反対側面上にに帯状電極部１ｓ、２ｓ、３ｓ、４ｓを形成し、該樹脂シート１９を抵抗パターンを設けた面を外側にして丸めて筒状体１１ｊ内へ挿入し、筒状体１１ｊ内周面上に配置することで設けられている。本例では、抵抗パターンを設けた樹脂シート１９は接着剤で筒状体１１ｊの内周面に貼着されているが、位置ズレ等の心配がないなど、支障がないのであれば、貼着せずに内嵌配置するだけにしてもよい。
なお、抵抗パターンｓｊ１、ｓｊ２、ｓｊ３は本例ではいずれも温度変動に応じて電気抵抗が変動する金属線からなるパターンである。
【０１０９】
このように樹脂シート１９が筒状体１１ｊ内周面に配置された状態では、抵抗パターンｓｊ１は金属パターン１２ｊ１に、抵抗パターンｓｊ２は金属パターン１２ｊ２に、抵抗パターンｓｊ３は金属パターン１２ｊ３にそれぞれ対応して位置している。
【０１１０】
帯状電極部１ｓ、２ｓ、３ｓ、４ｓは樹脂シート１９が丸められ筒状体１１ｊの内周面に配置された状態ではリング状電極部となり、これらは露出させたままとしておく。
【０１１１】
図示を省略しているが筒状体１１ｊ内周面側の
電極部１ｓは抵抗パターンｓｊ１の一端に接続されており、
電極部２ｓは抵抗パターンｓｊ２の一端に接続されており、
電極部３ｓは抵抗パターンｓｊ３の一端に接続されており、
電極部４ｓは各抵抗パターンの他端に接続されている。
【０１１２】
筒状発熱体１Ｊを、定着装置用加熱ローラの一部として利用する場合には、例えば、図１９に示すように、筒状発熱体１Ｊに弾性材層４１を周設し、その表面を耐摩耗性膜４２で被覆し、筒状発熱体１Ｊの各端部に適当な端部材を装着し、これを軸で定着装置フレームに支持することで回転可能の加熱ローラ２１ｊを得ることができる。なお、この場合、抵抗パターン用のリング状電極部１ｓ〜４ｓに外側から給電用電極を接触させることができるように、端部材はそれら電極部１ｓ〜４ｓより奥側に装着すればよい。
【０１１３】
そして、トナー像定着に供する記録媒体サイズに応じて、図示省略の給電用電極及びリング状電極部１４１ｊ〜１４４ｊのうち幾つかを介して金属パターン１２ｊ１〜１２ｊ３のうち少なくとも一つに出力可変の電源ユニット（図示省略）から通電して、筒状発熱体１Ｊの所定範囲を発熱させ、それにより記録媒体サイズに応じて加熱ローラ２１ｊの所定範囲をトナー像定着温度へ向け昇温させることができる。
【０１１４】
また、金属パターン１２ｊ１〜１２ｊ３のうち少なくとも一つへの通電による発熱によって、発熱する金属パターンに対応する抵抗パターンの温度変化に伴う電気抵抗の変動を前記のリング状電極部１ｓ〜４ｓのうち少なくとも幾つかとそれらに接触せしめられる図示省略の検出電極とを介して図示省略の抵抗検出器で検出できる。それにより金属パターンの発熱により加熱されている加熱ローラ２１ｊの部分の温度を把握することができ、該検出器からの検出温度相当の検出情報を受ける図示省略の制御部において、抵抗パターンによる検出温度と目標温度との差に基づいて、該金属パターンへの電源ユニットからの電力供給を周波数制御やＰＷＭ制御等により制御して、加熱ローラ２１ｊの所定範囲について所定定着温度へ向け細かく精度よく、安定的に制御できる。
電源ユニット出力を周波数制御する場合、抵抗パターンの抵抗を周波数に変換できるようにしておいて、抵抗パターンの抵抗変動を周波数変動に変換して把握してもよい。
【０１１５】
図２０に示す可撓性樹脂シートは、図１８に示すように可撓性樹脂シート１９の面上に配線による抵抗パターン群を形成することに代えて樹脂シート１９のシート面上に、金属パターン１２ｊ１に対応させて抵抗パターンｓｊ１’を、金属パターン１２ｊ２に対応させて抵抗パターンｓｊ２’を、金属パターン１２ｊ３に対応させて抵抗パターンｓｊ３’をそれぞれプリント形成したものである。ここでの抵抗パターンｓｊ１’、ｓｊ２’、ｓｊ３’のそれぞれは、温度変動に応じて電気抵抗が変動する銅ペーストや銀ペースト等の導電性ペートの塗膜帯からなる抵抗パターンである。
【０１１６】
シート１９の反対側の面の端部には、これら抵抗塗膜帯に電気的に接続されたリング状電極部となるべき帯状電極部１ｓ’〜４ｓ’が形成されている。
【０１１７】
このシートも抵抗パターンｓｊ１’〜ｓｊ３’を設けた面を外側にして丸めて筒状体１１ｊ内へ挿入し、接着剤による貼着や単なる配置等により筒状体１１ｊの内周面に配置して筒状発熱体１Ｊ’を得ることができ、さらにその外周面に弾性材層４１を周設し、その表面を体摩耗性膜４２で被覆して図２１に示すような加熱ローラ２１ｊ’とすることができる。
【０１１８】
この加熱ローラ２１ｊ’においても、金属パターン１２ｊ１〜１２ｊ３のうち少なくとも一つへの通電による発熱によって、発熱する金属パターンに対応する抵抗パターンの温度変化に伴う電気抵抗の変動を前記のリング状電極部１ｓ’〜４ｓ’のうち少なくとも幾つかとそれらに接触せしめられる図示省略の検出電極とを介して検出できる。それにより金属パターンの発熱により加熱されている加熱ローラ２１ｊ’の部分の温度を把握することができ、抵抗パターンによる検出温度と目標温度との差に基づいて、該金属パターンへの電源ユニットからの電力供給を制御して、加熱ローラ２１ｊ’の所定範囲について所定定着温度へ向け精度よく制御できる。
【０１１９】
温度検出用の抵抗パターン（配線によるパターン、塗膜帯のパターン等）は以上説明した筒状発熱体１Ｊ、１Ｊ’だけでなく、本明細書記載の他の筒状発熱体や同様の筒状発熱体にも、支障がなければ、設けることができ、その抵抗パターンにより筒状発熱体や、それを利用した定着装置の加熱用回転体の温度制御に供することができる。
また、いずれにしても温度検出用の抵抗パターンは、筒状体の内周面に直接形成したり、金属パターンを電気絶縁性膜で被覆してその電気絶縁性膜上に形成することもできる。
【０１２０】
以上説明した筒状発熱体１Ａ（図１）、１Ｂ（図３）、１Ｃ（図６）、１Ｄ（図８等）、１Ｆ（図１２）、１Ｆ’（図１３）、１Ｄ’（図１５）、１Ｊ（図１７等）、１Ｊ’（図２１）などの筒状発熱体のそれぞれにおける筒状体、すなわち、筒状体１１ａ（図１等）、１７２（図７〜図９等）、１１ｊ（図１７等）などの筒状体は、一般的に言えば、金属パターンの発熱に耐える耐熱性を持たせるため、そのような耐熱性を示すポリイミド系樹脂、フェノール系樹脂等の熱硬化性樹脂で形成することができる。
【０１２１】
また、筒状発熱体を構成する筒状体は金属製であってもよく、例えば、ニッケル、銅又は鉄を主成分とする金属材料からなるものであってもよい。
しかし、図面を参照して説明した筒状発熱体における筒状体１１ａ（図１等）、１７２（図７〜図９等）、１１ｊ（図１７等）などの筒状体は、ポリイミド樹脂からなるものである。
筒状体の厚みについては、筒状発熱体をロール形態の加熱用回転体の構成部品として用いるのか、可撓性ベルト形態の加熱用回転体の構成部品位として用いるのかに応じて、また、筒状体材料等に応じて、適宜に選択決定すればよい。
【０１２２】
また、筒状発熱体を構成する筒状体〔筒状体１１ａ（図１等）、１７２（図７〜図９等）、１１ｊ（図１７等）など〕は、その熱分布を均一化させるために、カーボン粉や、ニッケル粉等の金属粉のような熱伝導性粉を分散させたものであってもよい。
筒状体が導電性の熱伝導性粉を含むものであるときは、安全のため、例えば金属パターンや、温度検出用の抵抗パターン等の通電する部材は直接筒状体に触れないように配置する等すればよい。
【０１２３】
筒状発熱体１Ａ（図１）、１Ｂ（図３）、１Ｃ（図６）、１Ｄ（図８等）、１Ｆ（図１２）、１Ｆ’（図１３）、１Ｄ’（図１５）、１Ｊ（図１７等）、１Ｊ’（図２１）などの筒状発熱体のそれぞれにおける通電発熱可能の金属パターン、すなわち金属パターン１２ａ（図１等）、１２ｂ（図３）、１２１ｃ〜１２３ｃ（図６）、１２ｄ（図７等）、１２１ｄ〜１２３ｄ（図１１）、１２ｆ（図１２）、１２ｊ１〜１２ｊ３（図１７）などの金属パターンは、一般的に言えば、銅、鉄、アルミニウム又は（銅、鉄及びアルミニウムのうちから選ばれた２種以上の金属の合金）からなっている場合を例示できるが、図面を参照して説明した筒状発熱体における金属パターンは銅を主体とするもの（銅で形成されたものを含む）である。
【０１２４】
金属パターンの形成は、先に形成した銅膜のエッチングや、銅を主体とする導電性ペーストによるプリント等により形成することができる。
【０１２５】
金属パターンの材質（特に導電率）並びに金属パターンを提供する通電発熱可能の線の厚さ、幅及び全体の長さ等は、その金属パターンによる目標発熱温度に応じて選択することができ、換言すれば、金属パターンを提供する通電発熱可能の線の導電率、厚さ、幅、長さを、金属パターンへの供給電力とともに発熱温度の制御要素することができ、それだけ容易に発熱温度を制御できる。
【０１２６】
これらを考慮した場合でも、金属パターン形成面をできるだけ平滑にしておく観点からすると、金属パターンを提供する通電発熱可能の線の厚さは概ね１２．５μｍ〜５０μｍ程度の範囲のものとする例を挙げることができる。
【０１２７】
また、金属パターンや、場合によって温度検出用の抵抗パターンを被覆する前記の電気絶縁性膜としては、一般的に言えば、ポリイミドフィルム等の耐熱性良好な熱硬化性樹脂フィルムや、ポリイミド系ワニス等の耐熱性良好なワニス膜を例示できるが、先に説明した筒状発熱体における金属パターン等を被覆する電気絶縁性膜には、ポリイミド系ワニスを採用している。
【０１２８】
いずれにしても、電気絶縁性膜の厚みとしては、電気絶縁性効果あらしめるために概ね１０μｍ以上とする例を挙げることかでき、一方、徒に厚くなりすぎたり、筒状発熱体に可撓性が要求される場合その可撓性を妨げないようにするために概ね５０μｍ以下とする例を挙げることができる。
【０１２９】
図７に例示するように、可撓性樹脂シート（例えば１７１）に金属パターン（例えば１２ｄ）を形成し、このシートを丸めて筒状体（例えば１７２）の内周面に接着剤で貼着する、或いは貼着しないで配置するなどして配置して筒状発熱体（例えば１Ｄ）を形成する場合や、図１２に例示するように可撓性樹脂シート（例えば１７１ｆ）に金属パターン（例えば１２ｆ）を形成し、このシートを筒状体（例えば１１ａ）の外周面に接着剤で貼着する、或いは貼着しないで配置するなどして配置して筒状発熱体（例えば１Ｆ）を形成する場合、可撓性樹脂シートとしては、一般的に言えば、金属パターンの発熱に耐えられる耐熱性を示すポリイミド系樹脂等の熱硬化性樹脂からなる樹脂シートを例示できる。先に説明した筒状発熱体１Ｄ、１Ｆ等では、金属パターンを形成する可撓性樹脂シートとしてポリイミドフィルムを採用している。
【０１３０】
また、可撓性樹脂シートの厚みとしては、ある程度の強度と電気絶縁性の確保のために概ね１２．５μｍ程度以上とする例を挙げることができ、また、可撓性を維持するうえで概ね５０μｍ以下とする例を挙げることができる。
【０１３１】
温度検出用の抵抗パターンを形成する可撓性樹脂シート１９（図１８、図２０参照）についても、金属パターンを形成する樹脂シートと同様のものを採用できる。
【０１３２】
樹脂シートを筒状体周面に貼着する場合に採用できる接着剤（粘着剤を含む）としては、エポキシ系接着剤、ポリイミド系接着剤等の金属パターン発熱に耐え得る耐熱性接着剤を例示することができる。
【０１３３】
筒状発熱体を利用した定着装置の加熱用回転体〔２１ｂ（図４）、２１ｃ（図５）、２１ｄ’（図９）、２１ｅ（図１０）、２１ｆ（図１２）、２１ｆ’（図１３）、２１ｈ（図１５）、２１ｊ（図１９）、２１ｊ’（図２１）等）における弾性材層〔２１１（図４）、２１４（図５）、３２（図７〜図９）、３３（図９）、３３’（図１０）、３５（図１２）、３５’及び３７（図１３）、４１（図１９、図２１）等）については、耐熱性の弾性材層としてシリコン樹脂（例えばシリコンゴム）からなる弾性材層を例示できる。このような弾性材層のうち、金属パターンより外周側に位置する弾性材層（２１１（図４）等）については、熱分布を均一化させるために、カーボン粉や、ニッケル粉等の金属粉のような熱伝導性粉を混合分散させたものであってもよい。
【０１３４】
また、弾性材層の表面を耐摩耗性膜で被覆する場合〔膜２１２（図４）、膜３４（図９、図１５）、膜３４’（図１０）、膜３６（図１２）、膜３６’（図１３）、膜４２（図１９、図２１）等〕、該耐摩耗性膜としては、加熱用回転体の温度に耐え得る耐熱性を有する樹脂フィルム、例えばＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素系樹脂フィルムやチューブを挙げることができる。
【０１３５】
以上説明した筒状発熱体１Ａ（図１）、１Ｂ（図３）、１Ｃ（図６）、１Ｄ（図８等）、１Ｆ（図１２）、１Ｆ’（図１３）、１Ｄ’（図１５）、１Ｊ（図１７等）、１Ｊ’（図２１）などの筒状発熱体のそれぞれにおける通電発熱可能の金属パターンに給電するリング状電極部や、温度検出用抵抗パターンを設けてある筒状発熱体ではその抵抗パターンから抵抗変動を検出するためのリング状電極部は、金属パターンや抵抗パターンと一体的に設けられていてもよいが、金属パターンや抵抗パターンに対して別途形成されて、あとで銀ロウ、ハトメ等の電気的接続手段でそれらパターンに接続されてもよい。別途形成されるリング状電極部は筒状発熱体端部の補強部材を兼ねていてもよい。
【０１３６】
いずれにしても、リング状電極部は、それが金属パターンに接続されたものであるときは、それに接触せしめられる給電電極との接触抵抗をできるだけ長期間にわたり低く抑えるために、そして、リング状電極部が抵抗パターンに接続されたものであれば、それと接触する抵抗検出用電極との接触抵抗をできるだけ長期間にわたり低く抑えるために、電極部表層はニッケル、金、ロジウム及び導電性カーボンから選ばれた少なくとも一種の導電性材料で形成されていることが好ましい。
【０１３７】
そのような表層部は、例えば、メッキや、そのような材料又はそのような材料を含むペーストの塗布等により得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置等に採用される、未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置における該加熱用回転体の熱源などとして利用できる発熱効率の高い筒状発熱体を提供することに利用でき、また、ウォームアップ時間の短縮の要請や、今日の省エネルギーの要請に応えることができる定着装置を提供することに利用できる。
【符号の説明】
【０１３９】
１Ａ 筒状発熱体
１１ａ 筒状体
１１１ａ 筒状体外周面
１１２ａ 筒状体内周面
１１３ａ 係合部（係合凹所）
１２ａ 金属パターン
１３ａ 電気絶縁性膜
１４１ａ、１４２ａ リング状電極部
２Ａ 定着装置
２１ａ 加熱ローラ
１５ａ 端部材
１５１ 外側円盤部
１５２ 内側円盤部
１５３ 突起
ｓａ 端部材１５ａの軸
２２ａ 加圧ローラ
２２１ 回転軸
２２２ 弾性材層
Ｎａ ニップ
Ｆａ 定着装置フレーム
１６１ 回転駆動機構
１６２ 伝動機構
ｅ１ａ、ｅ２ａ 給電ローラ電極
ＰＷａ 電源ユニット
２Ｂ 定着装置
２１ｂ 加熱ローラ
１Ｂ 筒状発熱体
１２ｂ 金属パターン
１４１ｂ、１４２ｂ リング状電極部
２２１ 弾性材層
２１２ 耐摩耗性膜
２２ｂ 加圧ローラ
２２１’ 回転軸
２２２’ 弾性材層
Ｎｂ ニップ
Ｔ 未定着トナー像
Ｓ 記録媒体
２Ｃ 定着装置
２１ｃ 加熱ローラ
２１３ 回転軸
２１４ 弾性材層
１Ｃ 筒状発熱体
１２１ｃ、１２２ｃ、１２３ｃ 金属パターン
１４１ｃ、１４２ｃ、１４３ｃ、１４４ｃ リング状電極部
１Ｄ 筒状発熱体
１７Ｄ 発熱シート
１７１ 可撓性樹脂シート
１２ｄ 金属パターン
１７２ 筒状体
１７１ｄ 舌片
１７１’ シート１７１の辺部（耳部）
１４１ｄ、１４２ｄ 帯状電極部（リング状電極部の前駆体）
３０ ロール
３１ 軸棒
３２ 弾性材層
２１ｄ 加熱ローラ
ｅ１ｄ、ｅ２ｄ 給電用電極
３３ 弾性材層
３４ 耐摩耗性膜
２Ｅ 定着装置
２１ｅ ベルト状の加熱回転体
１Ｄ’ 筒状発熱体
３３’ 弾性材層
３４’ 耐摩耗性膜
Ｒｅ ローラ
２２ｅ 加圧ローラ
Ｎｅ ニップ
１７Ｅ 発熱シート
１２１ｄ、１２２ｄ、１２３ｄ 金属パターン
１４１ｅ、１４２ｅ、１４３ｅ、１４４ｅ 帯状電極部（リング状電極部の前駆体）
１Ｆ 筒状発熱体
１７Ｆ 発熱シート
１７１ｆ 可撓性樹脂シート
１２ｆ 金属パターン
１４１ｆ、１４２ｆ 帯状電極部（リング状電極部の前駆体）
３５ 弾性材層
３６ 耐摩耗性膜
１Ｆ’筒状発熱体
３７ 弾性材層
３５’弾性材層
３６’耐摩耗性膜
２Ｇ 定着装置例
２１Ｇ ベルト形態の加熱用回転体
２２Ｇ 加圧ローラ
２２１ｇ 回転軸
２２２ｇ 弾性材層２２２
ｒ１、ｒ２、ｒ３ 案内ローラ
Ｐｄ パッド
Ｎｇ ニップ
２Ｈ 定着装置
２１ｈ 加熱ローラ
２２ｈ 加圧ローラ
１Ｄ’ 筒状発熱体
２１１ｈ、２１２ｈ 端部材
２１１ｓ，２１２ｓ 軸
Ｆｈ 定着装置フレーム
Ｎｈ ニップ
１８ 給電装置
１８１ 第１部分
１８１’ 第１コア部材
１８１ｓ 軸棒
Ｆｈ’ フレーム
１８２ 第２部分
１８２’ 第２コア部材
１８０ 円形溝
１８１ｃ １次コイル
１８２ｃ ２次コイル
１８１ｅ、１８１ｅ’ コイル１８１ｃの端部
１８２ｅ、１８２ｅ’ コイル１８２ｃの端部
ＰＷｈ 高周波電源ユニット
ＴＳ 温度センサ
ｄｓ 部分１８１、１８２の間隔
１Ｊ 筒状発熱体
１１ｊ 筒状体
１２ｊ１、１２ｊ２、１２ｊ３ 金属パターン
１４１ｊ、１４２ｊ、１４３ｊ、１４４ｊ リング状電極部
１９ 可撓性樹脂シート
ｓｊ１、ｓｊ２、ｓｊ３ 抵抗パターン
１ｓ、２ｓ、３ｓ、４ｓ 帯状電極部
２１ｊ 加熱ローラ
４１ 弾性材層
４２ 耐摩耗性膜
１Ｊ’ 筒状発熱体
ｓｊ１’、ｓｊ２’、ｓｊ３’ 抵抗パターン
１ｓ’、２ｓ’、３ｓ’、４ｓ’ 帯状電極部
２１ｊ’ 加熱ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置に採用されている定着装置、すなわち画像形成部において形成されたトナー像が転写された記録紙等の記録媒体（未定着トナー像を担持した記録媒体）を加熱用回転体と加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置における該加熱用回転体或いはその部品などとして利用できる筒状発熱体、さらにはそのような筒状発熱体を利用した定着装置に関する。
【０００２】
電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置において採用されている定着装置は、図２２に例示するように、一般的には加熱用回転体９１と回転体９１に向けて押圧された加圧用回転体９２とを含んでいる。
【０００３】
加熱用回転体９１は、通常、中空金属軸９１１にシリコンゴム等からなる弾性材層９１２を周設するとともに金属軸９１１内にハロゲンランプヒータ等のヒータＨを配置したものである。弾性材層９１２は例えばフッソ樹脂系の耐摩耗性膜９１３で被覆されることもある。
【０００４】
一方、加圧用回転体９２は軸棒９２１に弾性材層９２２を周設したものである。弾性材層９２２は例えばフッソ樹脂系の耐摩耗性膜９２３で被覆されることもある。
【０００５】
このタイプの定着装置は、例えば特開平５−１５８３６９号公報、特開平５−２１０３３６号公報等に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１５８３６９号公報
【特許文献２】特開平５−２１０３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の定着装置では、加熱用回転体９１のヒータＨを内蔵した中空金属軸９１１は回転体軸としての強度を有するように肉厚に形成されている等により熱容量が大きく、従ってヒータＨを内蔵した中空金属軸９１１からなる熱源部分によると、加熱用回転体表面温度がトナー像を記録媒体に加熱溶融させて定着させる温度まで昇温するのに時間がかかり（所謂ウォームアップ時間が長く）、定着装置、ひいては画像形成装置の使いやすさのための定着装置ウォームアップ時間の短縮の要請や、今日の省エネルギーの要請に応え難かった。
【０００８】
そこで本発明は、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置等に採用される、未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置における該加熱用回転体の熱源などとして利用できる発熱効率の高い筒状発熱体を提供することを第１の課題とする。
【０００９】
また本発明は、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置等に採用される、未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置であって、加熱用回転体熱源としてヒータを内蔵した中空金属軸からなる熱源を採用する従来の定着装置と比較すると、加熱用回転体を未定着トナー像定着可能温度へ迅速に効率よく立ち上げることができ、定着装置、ひいては画像形成装置の使いやすさのための定着装置ウォームアップ時間の短縮の要請や、今日の省エネルギーの要請に応えることができる定着装置を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は前記第１の課題を解決するため、
筒状体と、該筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に設けられた通電発熱可能の金属パターンと、該筒状体の端部において該筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に設けられて前記金属パターンに通電可能に接続されたリング状電極部とを含む筒状発熱体を提供する。
【００１１】
ここで「通電発熱可能の金属パターン」とは、通電することで発熱する金属線からなるパターンである。
【００１２】
また本発明は前記第２の課題を解決するため、
未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置であって、該加熱用回転体は本発明に係る筒状発熱体を含んでいる定着装置を提供する。
【００１３】
本発明に係る定着装置において、加圧用回転体が加熱用回転体に向けて押圧される態様には次のいずれの場合も含まれる。
【００１４】
(1) 回転軸が定位置にある加熱用回転体に向けて、回転軸が移動可能の加圧用回転体が押圧される場合、
(2) 逆に、回転軸が定位置にある加圧用回転体に対して回転軸が移動可能の加熱用回転体が押圧されることで該加圧用回転体が相対的に加熱用回転体に向け押圧される場合、
(3) 加熱用回転体と加圧用回転体とが互いに相手方へ向け押圧されることで、該加圧用回転体が相対的に加熱用回転体に向け押圧される場合。
【００１５】
本発明に係る筒状発熱体は、前記金属パターンに電気的に接続された前記リング状電極部に給電部材（例えば回転可能のローラ電極、接触摺動可能の摺動接触電極）を介して給電することで金属パターンを、ひいては筒状発熱体全体を発熱させることかできる。
【００１６】
本発明に係る筒状発熱体は、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置等に採用される、未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置における該加熱用回転体の熱源などとして利用できる。
【００１７】
さらに言えば、本発明に係る筒状発熱体は、未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置の該加熱用回転体の少なくとも一部を構成するための発熱体である場合を例示できる。
【００１８】
いずれにしても、本発明に係る筒状発熱体は、筒状体の内周面及び外周面のうち少なくとも一方に通電発熱可能の金属パターンを設けたものであり、該金属パターンに通電することで該金属パターンから直接、効率よく発熱させることができ、筒状体は熱容量小さく形成することができ、そうすることで、金属パターン及びそれを設けた筒状体を含む筒状発熱体全体から発熱効率高く発熱させることができ、また、それだけ省エネルギーを達成できる。
【００１９】
本発明に係る定着装置は、加熱用回転体が本発明に係る、効率よく発熱させることができる筒状発熱体を含んでいるから、加熱用回転体熱源としてヒータを内蔵した中空金属軸からなる熱源を採用する従来の定着装置と比較すると、加熱用回転体を未定着トナー像定着可能温度へ迅速に効率よく立ち上げることができ、定着装置、ひいては画像形成装置の使いやすさのための定着装置ウォームアップ時間の短縮の要請や、今日の省エネルギーの要請に応えることができる。
【００２０】
いずれにしても金属パターンは前記筒状体の周面に直接形成されてもよいが、例えば、通電発熱可能の金属パターンがシート面上に形成された可撓性樹脂シートが前記筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に配置されていることで該筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に前記金属パターンが設けられていてもよい。
【００２１】
金属パターンが形成された可撓性樹脂シートの筒状体周面への配置の態様としては、接着剤（粘着剤を含む）による貼着による配置であってもよく、支障なければ、接着剤による貼着によらない単なる配置等であってもよい。
【００２２】
金属パターンに給電するための前記リング状電極部については、前記金属パターンが前記筒状体の内周面に設けられている場合はリング状電極部も該筒状体の端部内周面に設け、前記金属パターンが前記筒状体の外周面に設けられている場合はリング状電極部も該筒状体の端部外周面に設ける場合を例示できる。
【００２３】
このような場合、リング状電極部は前記金属パターンに通電可能に連続する状態で該金属パターンと一体的に形成されていてもよい。
【００２４】
リング状電極部は、金属パターンが設けられている筒状体周面とは反対側の筒状体周面に形成されていてもよい。すなわち、前記金属パターンが前記筒状体の外周面及び内周面のうち一方に設けられており、前記リング状電極部は該筒状体の外周面及び内周面のうち他方に設けられている場合である。
【００２５】
このような場合には、例えば、金属パターンとリング状電極部とを筒状体を通して銀ロウや適当な通電線で接続したり、所謂ハトメで接続したりして、電気的に接続すればよい。
【００２６】
また、前記リング状電極部は前記金属パターンを設けた筒状体の補強部を兼ねるように形成されていてもよい。この場合も、必要に応じ、該リング状電極部と金属パターンと適当な導電性接続部で接続すればよい。
【００２７】
いずれにしても、リング状電極部は、接触抵抗が抑制された状態で給電部材から安定的に受電できるように、少なくとも表層がニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、ロジウム（Ｒｈ）及び導電性カーボンのうちから選ばれた少なくとも一種の導電性材料で形成されていてもよい。
【００２８】
前記金属パターンは、分割された複数の発熱域を提供するための複数パターンに分割されており、前記リング状電極部は該複数パターンのそれぞれに独立して通電できるように複数設けられていてもよい。
【００２９】
本発明に係る筒状発熱体は定着装置の加熱用回転体の少なくとも一部として利用する等のために、前記金属パターンは、分割された複数の発熱域（例えばＡ４サイズ記録媒体用発熱域とＡ３サイズ記録媒体用発熱域）を提供するための複数パターンに分割されていてもよい。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように本発明によると、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置等に採用される、未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置における該加熱用回転体の熱源などとして利用できる発熱効率の高い筒状発熱体を提供することができる。
【００３１】
また本発明によると、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置等に採用される、未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置であって、加熱用回転体熱源としてヒータを内蔵した中空金属軸からなる熱源を採用する従来の定着装置と比較すると、加熱用回転体を未定着トナー像定着可能温度へ迅速に効率よく立ち上げることができ、定着装置、ひいては画像形成装置の使いやすさのための定着装置ウォームアップ時間の短縮の要請や、今日の省エネルギーの要請に応えることができる定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１（Ａ）は筒状発熱体の１例の斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示す筒状発熱体において金属パターンを覆う電気絶縁性膜を除いた状態の斜視図である。
【図２】定着装置の１例の正面図である。
【図３】筒状発熱体の他の例の斜視図である。
【図４】定着装置の他の例を示す図である。
【図５】定着装置のさらに他の例を示す図である。
【図６】筒状発熱体のさらに他の例の正面図である。
【図７】図７（Ａ）は金属パターンを形成した可撓性樹脂シート例の斜視図であり、図７（Ｂ）は該樹脂シートをロールに巻き付ける様子を示す斜視図であり、図７（Ｃ）は丸めた樹脂シートを筒状体に挿入してその内周面に貼着する様子を示す図である。
【図８】図７の手法で形成された筒状発熱体を含む、定着装置用の加熱ローラ例を示す図である。
【図９】図８の加熱ローラの変形例を示す図である。
【図１０】定着装置のさらに他の例を示す図である。
【図１１】金属パターンを分割形成した可撓性樹脂シート例の斜視図である。
【図１２】図１２（Ａ）は金属パターンを形成した可撓性樹脂シートの他の例の斜視図であり、図１２（Ｂ）はその樹脂シートを筒状体外周面に貼着する様子を示す図であり、図１２（Ｃ）は図１２（Ａ）及び（Ｂ）の手法で形成された筒状発熱体を含む、定着装置用の加熱ローラの例を示す断面図である。
【図１３】加熱ローラのさらに他の例の断面図である。
【図１４】定着装置のさらに他の例を示す図である。
【図１５】定着装置のさらに他の例の正面図である。
【図１６】図１６（Ａ）は図１５の定着装置における加熱ローラへの給電装置の一部の断面図であり、図１６（Ｂ）及び（Ｃ）は給電装置中の第１及び第２の部分を図１５においてＸ方向、Ｙ方向からそれぞれ見た状態を示す図である。
【図１７】筒状発熱体のさらに他の例の概略斜視図である。
【図１８】温度検出用抵抗パターンを形成した可撓性樹脂シートの例を示す図である。
【図１９】図１７の筒状発熱体を含む、定着装置用の加熱ローラ例を示す図である。
【図２０】温度検出用抵抗パターンを形成した可撓性樹脂シートの他の例を示す図である。
【図２１】定着装置用の加熱ローラのさらに他の例を示す図である。
【図２２】定着装置の従来例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に本発明の実施形態等について説明する。
図１（Ａ）は筒状発熱体の１例の斜視図である。
図１（Ａ）の筒状発熱体１Ａは、円筒形状の筒状体１１ａと、筒状体１１ａの外周面１１１ａに設けられた通電発熱可能の金属パターン１２ａとを含み、金属パターン１２ａを電気絶縁性膜１３ａで被覆したものである。図１（Ｂ）は金属パターン１２ａを電気絶縁性膜１３ａで被覆する前の状態の斜視図である。
ここで「金属パターン」とは通電することで発熱する金属線からなるパターンであり、以下の説明においても同じである。
【００３４】
ここでの金属パターン１２ａは筒状体１１ａの長手方向に長く延びる互いに平行な部分を複数本含む全体としてジグザグ状に延在するパターンである。
【００３５】
筒状体１１ａの両端部外周面には金属パターン１２ａに電気的に連続する受電用のリング状電極部１４１ａ、１４２ａが周設されている。この例では、それらリング状電極部は金属パターンと一体的に形成されており、金属パターン１２ａの一端が一方の電極部１４１ａに接続されているとともに金属パターン１２ａの他端が他方の電極リング部１４２ａに連続している。
【００３６】
電気絶縁性膜１３ａはリング状電極部１４１ａ、１４２ａより内側域で金属パターン１２ａを被覆している。
なお、リング状電極部は金属パターン１２ａとは別途に設け、その後に金属パターン１２ａと電気的に接続してもよい。かかる電気的接続手段としては、銀ロウや所謂ハトメを利用することもできる。このように別途に設けるリング状電極部には筒状体１１ａを補強させてもよい。
【００３７】
筒状体１１ａの両端のそれぞれには、この筒状発熱体１Ａを回転可能に支持するための、後述する部材１５ａ（図２参照）を係合させる係合部（係合凹所）１１３ａが１８０度中心角度間隔で一対ずつ形成されている。後述するように、図２において左側の部材１５ａは回転駆動される部材であり、従って、図２の例では筒状発熱体１Ａは定着装置２Ａにおいて回転駆動されるものである。しかし、駆動されずに加圧回転体の回転に従動するなどでフリー回転するように利用される場合は（例えば後述する図１０、図１４等に示すように利用される場合は）、係合部１１３ａは位置合わせ用の目印とすることができ、場合によっては係合部１１３ａ無しで済ませることもできる。
【００３８】
図２の定着装置２Ａは、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置において採用できる定着装置であり、本例ではローラ形態の加熱用回転体２１ａ（以下、加熱ローラ２１ａという。）と、これに対向配置されたローラ形態の加圧用回転体２２ａ（以下、加圧ローラ２２ａという。）とを含んでいる。
【００３９】
加熱ローラ２１ａは図１（Ａ）の筒状発熱体１Ａを利用したものである。すなわち、筒状発熱体１Ａの筒状体１１ａの各端部に端部材１５ａを嵌め、各端部材１５ａの回転軸ｓａをフレームＦａに回転自在に支持させることで回転可能とした加熱ローラである。
【００４０】
端部材１５ａは、外側円盤部１５１とそれより若干小径の内側円盤部１５２とを中心を一致させて一体的に２段重ねするとともに外側円盤部１５１の外面中央から前記回転軸ｓａを一体的に突設したものである。内側円盤部１５２は周面に一対の突起１５３を有している。各端部材１５ａはその内側円盤部１５２で筒状体１１ａの端部に嵌着されるとともにもに突起１５３が筒状体１１ａの係合部１１３ａに係合される。
【００４１】
加圧ローラ２２ａは回転軸２２１に弾性材層２２２を周設したものであり、回転軸２２１がフレームＦａに回転可能に支持されることで、加圧ローラ２２ａ全体が回転可能にフレームに支持されている。加圧ローラ２２ａは、その弾性材層２２２が加熱ローラ２１ａに押圧されており、それにより加熱ローラ２１ａと加圧ローラ２２ａ間にニップＮａが提供されている。
【００４２】
ニップＮａは、後述する記録媒体への未定着トナー像の加熱溶融定着に要求される幅（記録媒体通過方向の長さ）を有するニップである。
【００４３】
加熱ローラ２１ａの片方（図２中左側）の端部材１５ａの軸ｓａは電動モータ（図示省略）を含む回転駆動機構１６１に連結されており、加熱ローラ２１ａは駆動機構１６１で回転させることができる。このとき、加熱ローラ２１ａの筒状発熱体１Ａの片方の端部材１５ａは機構１６１にて回される回転部材であり、端部材１５ａが回されることで加熱ローラ２１ａが回される。
【００４４】
加圧ローラ２２ａは歯車等からなる伝動機構１６２を介して駆動機構１６１にて加熱ローラとは反対方向に回転駆動される。
かくして加熱ローラ２１ａ及び加圧ローラ２２ａはニップＮａに記録媒体を通過させる方向へ回転させることができる。
【００４５】
加熱ローラ２１ａを構成している筒状発熱体１Ａの筒状体１１ａ端部に周設されたリング状電極部１４１ａ、１４２ａには給電用電極部である給電ローラｅ１ａ、ｅ２ａが転がり接触可能に当接している。なお、給電ローラに代えて電極部１４１ａ、１４２ａに摺動接触する給電電極を採用することも可能である。
【００４６】
給電ローラｅ１ａ、ｅ２ａは出力可変の電源ユニットＰＷａに配線接続されている。
【００４７】
以上説明した定着装置２Ａによると、電源ユニットＰＷａから加熱ローラ２１ａの筒状発熱体１Ａの金属パターン１２ａに通電して該筒状発熱体１Ａを発熱させ、ひいては加熱ローラ２１ａ表面温度をトナー像定着温度へ昇温させ、また、駆動機構１６１にて加熱ローラ２１ａ及び加圧ローラ２２ａを回転させ、未定着トナー像を担持した記録媒体（図２では図示省略）を未定着トナー像を担持した記録媒体面を加熱ローラ２１ａ側へ向けてニップＮａに通過させることで、該トナー像を加熱加圧下に記録媒体に溶融定着させることができる。
【００４８】
加熱ローラ２１ａの主要な部分を構成している筒状発熱体１Ａは、その筒状体１１ａの外周面に通電発熱可能の金属パターン１２ａを設けたものであり、金属パターン１２ａに電源ユニットＰＷａから通電することで金属パターン１２ａから直接、効率よく発熱させることができ、また、筒状体１１ａは熱容量小さく形成することができ、そうすることで、金属パターン１２ａ及びそれを設けた筒状体１１ａを含む筒状発熱体１Ａ全体から発熱効率高く発熱させることができ、ひいては、加熱ローラ２１ａをトナー像定着温度へ迅速に効率よく立ち上げることができ、定着装置２Ａ、ひいてはそれを備えた画像形成装置の使いやすさのための定着装置ウォームアップ時間の短縮の要請や、今日の省エネルギーの要請に応えることができる。
【００４９】
図１の筒状発熱体１Ａは筒状体１１ａの外周面１１１ａに金属パターン１２ａを設けたものであったが、筒状体の内周面に金属パターンを設けてもよく、内外周面の双方に通電発熱可能の金属パターンを設けてもよい。
【００５０】
図３は筒状体１１ａの内周面１１２ａに金属パターン１２ｂをジグザグ状に設けた筒状発熱体１Ｂである。筒状体１１ａはこの例では筒状発熱体１Ａのものと同じである。金属パターン１２ｂは電気絶縁性膜１３ｂで被覆されている。筒状体１１ａの両端部外周面にはリング状電極部１４１ｂ、１４２ｂを設けてある。金属パターン１２ｂはこれら電極部に電気的に接続されている。
【００５１】
図４は電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置において採用できる定着装置の例２Ｂであり、定着装置２Ｂは加熱ローラ２１ｂと、これに対向配置された加圧ローラ２２ｂとを含んでいる。
加熱ローラ２１ｂは図３の筒状発熱体１Ｂを利用したものである。
【００５２】
すなわち、加熱ローラ２１ｂは、筒状発熱体１Ｂの筒状体１１ａの外周面１１１ａに、リング状電極部１４１ｂ、１４２ｂは露出させたままとしてそれらの内側域で弾性材層２１１を周設し、その表面を耐摩耗性膜２１２で被覆し、さらに、図２で示した端部材１５ａと同様の端部材（図示省略）を筒状体１１ａの両端に装着し、該端部材から突出する軸ｓａで図示省略のフレームに回転可能に支持したものである。
それとは限定されないが、このような弾性材層２１１は例えば樹脂成形により得ることができ、耐摩耗性膜２１２は例えばそのような材質のチューブを被着することで設けることができる。
【００５３】
加圧ローラ２２ｂは、回転軸２２１’に弾性材層２２２’を周設したものであり、図示省略のフレームに回転可能に支持されているとともに記録媒体Ｓへの未定着トナー像Ｔの定着に要求されるニップＮｂを形成するように加熱ローラ２１ｂへ押圧配置されている。
【００５４】
加熱ローラ２１ｂ及び加圧ローラ２２ｂは図２の定着装置２Ａの場合と同様の駆動機構及び伝動機構を用いて回転駆動可能となっている。
【００５５】
筒状体１１ａの両端部外周面にはリング状電極部１４１ｂ，１４２ｂが形成されており、これらは金属パターン１２ｂに電気的に接続されている。電極１４１ｂ，１４２ｂには給電ローラ電極ｅ１ａ、ｅ２ａが転がり接触可能に当接しており、これらローラ電極は図示省略の出力可変電源ユニット接続される。
【００５６】
定着装置２Ｂによると、電源ユニットからローラ電極ｅ１ａ、ｅ２ａ及び加熱ローラの筒状発熱体のリング状電極部１４１ｂ、１４２ｂを介して金属パターン１２ｂに通電し、筒状発熱体１Ｂを発熱させ、ひいては加熱ローラ２１ｂの表面温度をトナー像定着温度へ昇温させ、また、加熱ローラ２１ｂ及び加圧ローラ２２ｂを回転させ、未定着トナー像Ｔを担持した記録媒体ＳをニップＮｂに通過させることで、トナー像Ｔを加熱加圧下に記録媒体Ｓに溶融定着させることができる。
【００５７】
図５はさらに他の定着装置例２Ｃを示している。定着装置２Ｃは定着装置２Ｂにおいて加熱ローラ２１ｂを加熱ローラ２１ｃに置き換えたものであり、その他の点は定着装置２Ｂと実質上同じである。
【００５８】
加熱ローラ２１ｃは、図３の筒状発熱体１Ｂの筒状体１１ａ内に回転軸２１３を配置するとともに該軸の回りに弾性材層２１４を設けて筒状発熱体１Ｂを支持し、回転軸２１３で図示省略のフレームに回転駆動可能に支持したものである。ローラ２１ｃでは筒状体１１ａ両端部の係合部１１３ａは無くてもよい。
【００５９】
加熱ローラ２１ｃを採用する場合、加熱ローラ２１ｃと加圧ローラ２２ｂとの接触回転においてトナー像定着のためのより十分な幅のニップが形成されるように、筒状発熱体１Ｂの筒状体１１ａを撓め得るように薄い目に形成してもよい。
【００６０】
以上説明した筒状発熱体１Ａ、１Ｂにおける金属パターン１２ａ、１２ｂは一本の連続したものであり、筒状発熱体両端部を除く略全体にわたり一様に発熱するものであった。 しかし、筒状発熱体を定着装置の加熱用回転体の少なくとも一部として利用する場合、定着装置に通される記録媒体は各種サイズのものがあるので、エネルギーの節約等のために、サイズに応じて発熱域を変更できるものであってもよい。
【００６１】
図６に示す筒状発熱体１Ｃはそのような筒状発熱体の例を示している。筒状発熱体１Ｃは筒状体１１ａの内周面に中央のジグザグ状金属パターン１２１ｃとその両側の同じジグザグ状の金属パターン１２２ｃ、１２３ｃを設けたものである。
【００６２】
筒状体１１ａの外周面の一方の端部には、
パターン１２１ｃの一端に電気的に接続されたリング状電極部１４１ｃ、
パターン１２２ｃの一端に電気的に接続されたリング状電極部１４２ｃ及び
パターン１２３ｃの一端に電気的に接続されたリング状電極部１４３ｃが周設されている。
筒状体１１ａの外周面の他方の端部には、パターン１２１ｃ，１２２ｃ及び１２３ｃのそれぞれの他端に電気的に接続された共通のリング状電極部１４４ｃが周設されている。
【００６３】
この筒状発熱体を用いた加熱ローラを採用する定着装置では、Ａ４サイズの記録媒体を縦長方向に定着装置に通す場合、パターン１２１ｃにだけに通電し、Ａ３サイズの記録媒体を縦長方向に定着装置に通す場合、パターン１２１ｃ、１２２ｃ及び１２３ｃの全部に通電して発熱させればよい。
【００６４】
以上説明した筒状発熱体１Ａ、１Ｂ、１Ｃにおける金属パターン或いはさらに金属パターンと一体的に形成されるリング状電極部の形成は、例えば、パターンや電極部を形成する金属材料を含む導電性ペースト（例えば銅ペースト、銀ペースト）で筒状体１１ａの外周面及び内周面のうち少なくとも一方にそのようなパターン、さらには電極部を描いたり、プリントすることにより設けることができる。
【００６５】
また、別法として、筒状体１１ａの金属パターン、或いはさらに電極部を設けようとする外周面及び内周面のうち少なくとも一方に、導電性金属膜を形成し、形成しようとするパターンに応じたレジストパターンを該金属膜上に形成し、該レジスト部分を残して金属膜をエッチングする手法でも形成できる。
いずれにしても、金属パターンや電極は、それ自体、プリント配線基板の形成等において既に知られているパターン形成手法を用いて形成できる。
【００６６】
筒状発熱体は図７に示す方法によっても作製することができる。図７に示す筒状発熱体の製造方法は基本的には次のとおりである。
すなわち、可撓性樹脂シート１７１上に金属パターン１２ｄを形成して発熱シート１７Ｄを形成し（図７（Ａ））、この発熱シート１７Ｄを丸めて筒状体１７２内に挿入するとともに該筒状体の内周面に配置する方法である〔図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）参照〕。必ずしもそうしなければならないというものではないが、本例では、発熱シート１７Ｄを丸めて筒状体１７２内に挿入するとともに該筒状体の内周面に接着剤（粘着剤を含む）で貼着する。
【００６７】
さらに詳述すると、本例において可撓性樹脂シート１７１は一対の舌片１７１ｄを延設したシートであり、一対の舌片１７１ｄはシート１７１の二組の平行辺部のうち一組の平行辺部１７１’、１７１’から一体的に延設されている。このシート１７１面上に金属パターン１２ｄが形成されるとともにパターン１２ｄの両外側で帯状電極部（リング状電極部の前駆体）１４１ｄ、１４２ｄが形成され発熱シート１７Ｄとされている。金属パターン１２ｄを電気絶縁性膜で被覆しておいてもよい。このとき電極部１４１ｄ、１４２ｄは露出させておく。
【００６８】
一方、軸棒３１に弾性材層３２を周設した芯ロール３０（図７（Ｂ））を準備しておき、この芯ロールの弾性材層３２周面上に発熱シート１７ｄをその金属パターン１２ｄを内側にして、且つ、帯状電極部１４１ｄ、１４２ｄを弾性材層３２両端より外側にはみ出させて巻き付け、前記の各舌片１７１ｄを接着剤でシート１７１の辺部（耳部）１７１’の外周面に重ね貼着し、かくして図８に例示するように、定着装置の加熱ローラ２１ｄの一部として利用できる筒状発熱体１Ｄを得ることができる。
【００６９】
筒状発熱体１Ｄにおいては、前記の帯状電極部１４１ｄ、１４２ｄは丸められてリング状電極部となっている。
また、筒状発熱体１Ｄにおいて舌片１７１ｄが重ねられたシート耳部１７１’は、加熱ローラ２１ｄにおいて記録媒体が通過する領域より外側に位置しており、記録媒体通過域の平滑性を保つようになっている。さらに、このように重ねた部分は筒状発熱体１Ｄの端部分の補強部を兼ねている。
【００７０】
図８に示す加熱ローラ２１ｄでは、筒状発熱体１Ｄをローラ３０の弾性材層３２に貼着しておいてもよい。筒状発熱体１Ｄは、支障がないなら、例えばローラ３０上で位置ズレしないのであれば、弾性材層３２に貼着されることなくそれに外嵌配置されているだけでもよい。加熱ローラ２１ｄは、ローラ軸３１で定着装置のフレームに回転可能に支持することができ、同フレームに支持させた加圧ローラと組み合わせて未定着トナー像の記録媒体への定着に用いることができる。このとき、例えば、図８に示すように定位置の給電用電極ｅ１ｄ、ｅ２ｄを回転するリング状電極部１４１ｄ、１４２ｄに転がり接触或いは摺動接触させて、これら電極を介して金属パターン１２ｄに通電し、筒状発熱体１Ｄを発熱させ、ひいては加熱ローラ２１ｄをトナー像定着温度へ昇温させることができる。
【００７１】
図９に示すように、図８の加熱ローラ２１ｄにおいて筒状発熱体１Ｄの筒状体１７１の外周面に弾性材層３３を周設し（例えば樹脂成形により周設し）、その表面を耐摩耗性膜３４で被覆して用いることもできる。このように弾性材層３３を設けることで、加圧ローラとの間にトナー像定着に寄与する十分なニップを形成し易くなる。
【００７２】
また、図７に示す工程により筒状発熱体１Ｄを形成したのち、ロール３０を発熱体１Ｄから抜き取り、残りの筒状発熱体１Ｄを定着装置の加熱用回転体の一部等として利用することもできる。
図１０はさらに他の定着装置例２Ｅの概略構成を示している。定着装置２Ｅは、ロール３０を抜き取った筒状発熱体１Ｄに弾性材層３３’を樹脂成形等により周設し、その表面を耐摩耗性膜３４’で被覆したものをベルト状の加熱回転２１ｅとして用いたものである。
【００７３】
加熱用回転ベルト２１ｅは内側から回転可能のローラＲｅで支えられており、加圧ローラ２２ｅが、支持ローラＲｅとの間にベルト２１ｅを挟着するようにしてベルト２１ｅに押圧されている。
加圧ローラ２２ｅは軸棒２２１’に弾性材層２２２’を周設したもので、図示省略の駆動部により図中反時計方向に回転駆動可能である。
【００７４】
定着装置２Ｅによると、加熱用べルト２１ｅの筒状発熱体１Ｄの金属パターン１２ｄにリング状電極部１４１ｄ、１４２ｄ及びこれに接触する図示省略の給電用電極部から給電されることで発熱体１Ｄが発熱し、ベルト２１ｅが定着温度へ昇温する。また、加圧ローラ２２ｅが回転駆動され、加熱用ベルト２１ｅが支持ローラＲｅに支持された状態で従動回転する。
【００７５】
このような状態で、未定着トナー像Ｔを保持した記録媒体Ｓを加熱用回転ベルト２１ｅと加圧ローラ２２ｅとのニップＮｄに通すことでトナー像を記録媒体Ｓに定着させることができる。
ローラＲｅも回転駆動してもよい。また、ローラＲｅに代えて、ベルト２１ｅを内側から加圧ローラ２２ｅ側へ押すパッド（図示省略）を採用することもできる。このときパッドのサイズを選択してニップＮｅ幅を変更することもできる。
【００７６】
先に説明した筒状発熱体１Ａ、１Ｂ、１Ｃも、筒状体１１ａを薄肉に撓み可能に形成することで、加熱用ベルトの少なくとも一部の構成部材として利用できる。
筒状発熱体をその内側からローラ、パッド等で加圧回転体側へ押圧する場合、押圧用の内側のローラ、パッド等と筒状発熱体との接触動作をより円滑にするために、通電発熱用の金属パターンは筒状体の外周面側に設けてもよい。金属パターンを設けた発熱シートを採用する場合には該発熱シートを筒状体の外周面側に配置してもよい。
【００７７】
筒状発熱体１Ｄにおける金属パターン１２ｄは一本の連続したものであり、筒状発熱体両端部を除く略全体にわたり一様に発熱するものであった。しかし、筒状発熱体を定着装置の加熱用回転体の少なくとも一部として利用する場合、定着装置に通される記録媒体は各種サイズのものがあるので、エネルギーの節約等のために、サイズに応じて発熱域を変更できるものであってもよい。
【００７８】
そのような筒状発熱体を提供するための発熱シートとして図１１に示す発熱シートを例示できる。図１１に示す発熱シート１７Ｅは、図７（Ａ）に示す樹脂シートと同様の可撓性樹脂シート１７１の中央部にジグザグ状金属パターン１２１ｄを設け、その両側にジグザグ状の金属パターン１２２ｄ、１２３ｄを設けたものである。
【００７９】
可撓性樹脂シート１７１の両端部のうち一方の端部の、前記金属パターンを設けた面とは反対側の面には、
パターン１２１ｄの一端に電気的に接続された帯状電極部１４１ｅ、
パターン１２２ｄの一端に電気的に接続された帯状電極部１４２ｅ及び
パターン１２３ｄの一端に電気的に接続された帯状電極部１４３ｅが形成されている。 シート１７１の他端部の、前記金属パターンを設けた面とは反対側の面には、パターン１２１ｄ，１２２ｄ及び１２３ｄのそれぞれの他端に電気的に接続された共通の帯状電極部１４４ｅが形成されている。
【００８０】
この発熱シート１７Ｅによっても、これを丸めて筒状体の内周面に貼着或いは単なる配置等により配置して筒状発熱体を得ることができる。
【００８１】
筒状発熱体は図１２に示す方法によっても作製することができる。図１２に示す筒状発熱体の製造方法は基本的には次のとおりである。
すなわち、可撓性樹脂シート１７１ｆ上に金属パターン１２ｆを形成して発熱シート１７Ｆを形成し（図１２（Ａ））、この発熱シート１７Ｆを丸めて筒状体１１ａの外周面に配置する方法である（図１２（Ｂ）。このとき、発熱シート１７Ｆは接着剤（粘着剤を含む）で筒状体１１ａの外周面に貼着してもよく、筒状体に対してずれる恐れがないなど、支障がないときは、貼着せず配置するだけでもよい。
【００８２】
さらに説明すると、四角形状の可撓性樹脂シート１７１ｆの面上に金属パターン１２ｆを形成するとともにパターン１２ｆの両外側で帯状電極部（リング状電極部の前駆体）１４１ｆ、１４２ｆを形成して発熱シート１７Ｆを得る。金属パターン１２ｆは電気絶縁性膜で被覆してもよい。このとき電極部１４１ｆ、１４２ｆは露出させておく。
【００８３】
この発熱シート１７Ｆを筒状体１１ａの外周面に巻き付けるとともに接着剤で貼着し、或いは貼着せずしっかり巻き付け配置し、筒状発熱体１Ｆを得るのである。本例では、発熱体１Ｆを定着装置の加熱用回転体として利用するために、図１２（Ｂ）に鎖線で示すように、また、図１２（Ｃ）に示すように、筒状発熱体１Ｆには弾性材層３５を樹脂成形等により周設してあり、その表面を耐摩耗性フィルムチューブを被着する等して耐摩耗性膜３６で被覆してある。
【００８４】
図１３に示すように、筒状体１１ａの外周面に弾性材層３７を周設し、その上に発熱シート１７Ｆを巻き付けて筒状発熱体１Ｆ’とし、さらにその上に弾性材層３５’を周設し、或いはさらにこれを耐摩耗性膜３６’で被覆してもよい。
なお、筒状体の外周面に配置する発熱シートは、図１２（Ａ）のものに限定されるものではなく、金属パターンを複数群設けたもの、例えば、図１１に示す発熱シート１７Ｅのうようなものであってもよい。
【００８５】
いずれにしても、筒状体１１ａは図１の筒状発熱体１Ａで使用した筒状体１１ａと同じものである。従って、筒状発熱体１Ａの場合と同様に両端に端部材１５ａを装着する等して定着装置の加熱用回転体の主たる部分として利用できる。
【００８６】
しかし発熱シートを配置する筒状体は筒状体１１ａである必要はなく、係合部１１３ａの無い筒状体であってもよく、また、その厚さも可撓性を示すように薄肉のものであってもよい。
【００８７】
図１４はさらに他の定着装置例２Ｇを示している。定着装置２Ｇは加熱用回転体２１Ｇとこれに接触しつつ回転する加圧ローラ２２Ｇとを含むものである。加熱用回転体２１Ｇは、図１２（Ａ）に示す可撓性の発熱シート１７Ｆを、薄肉に形成されて可撓性を示す筒状体の外周面に巻き付け貼着してベルト形態の加熱用回転体２１Ｇとしたものである。
【００８８】
加圧ローラ２２Ｇは回転軸２２１ｇに弾性材層２２２ｇを周設したものである。
加熱用回転ベルト２１Ｇは案内ローラｒ１、ｒ２、ｒ３に巻き掛けられ、加圧ローラ側の案内ローラｒ１とｒ２との間でパッドＰｄに押されて加圧ローラ２２Ｇとの間に広いニップＮｇを形成している。このニップＮｇに未定着トナー像を保持した記録媒体を通過させることで、トナー像を記録媒体に定着させることができる。
【００８９】
図１５は定着装置のさらに他の例２Ｈを示している。定着装置２Ｈは、加熱ローラ２１ｈとこれに押圧された加圧ローラ２２ｈとを含んでいる。
【００９０】
加熱ローラ２１ｈは既述の図９に示す加熱ローラを変更したものである。さらに言えば、図９の加熱ローラを構成している筒状発熱体１Ｄ、すなわち、金属パターン１２ｄを設けた可撓性樹脂シート１７１からなる発熱シート１７Ｄを丸めて筒状体１７２の内周面に貼着した筒状発熱体１Ｄにおいて両端部のリング状電極部１４１ｄ、１４２ｄを省略した筒状発熱体１Ｄ’を利用したものである。
【００９１】
筒状発熱体１Ｄ’の筒状体１７２には筒状発熱体１Ｄと同様に弾性材層３３が周設され、その表面が耐摩耗性膜３４で被覆されている。筒状体１７２の両端部に端部材２１１ｈ、２１２ｈが装着されている。端部材２１１ｈ、２１２ｈは、図２に示す定着装置２Ａの加熱ローラ２１ａの端部材１５ａと同様に円盤状部分を一体的に２段重ねした構成のもので、小径円盤状部分を筒状発熱体１Ｄ’端部に嵌着したものである。
【００９２】
加熱ローラ２１ｈは、端部材２１１ｈから突設された軸２１１ｓと、端部材２１２ｈから突設された軸２１２ｓとで定着装置フレームＦｈに回転可能に支持されている。
【００９３】
加圧ローラ２２ｈは軸棒２２１ｈに弾性材層２２２ｈを周設したもので、フレームＦｈに回転可能に支持され、加熱ローラ２１ｈに圧接され、加熱ローラ２１ｈとの間にニップＮｈを形成している。
【００９４】
加熱ローラ２１ｈは片方の軸２１２ｓが図示省略の回転駆動装置により回転駆動可能であり、加圧ローラ２２ｈは図示省略の伝動機構を介して加熱ローラ側から回転駆動可能となっている。
【００９５】
定着装置２Ｈは、筒状発熱体１Ｄ’の金属パターン１２ｄに通電する給電装置１８を含んでいる。図１６（Ａ）は給電装置１８の要部の一つの断面図である。
給電装置１８は、図１５及び図１６（Ａ）に示すように、第１部分１８１と、これと同じであるが、左右対称的に第１部分１８１に向かい合わされた第２部分１８２とを含んでいる。
第１部分１８１は円盤状の第１コア部材１８１’に１次コイル１８１ｃを巻回配置したものであり、第２部分１８２は円盤状の第２コア部材１８２’に２次コイル１８２ｃを巻回配置したものである。コア部材１８１’、１８２’は電磁石のコアとなり得る材料（磁性体材料）（本例ではフェライト）で形成されている。
【００９６】
第１部分１８１はそのコア部材１８１’の背面から突設された軸棒１８１ｓにより定位置フレームＦｈ’に支持され、静止配置されている。
第２部分１８２はそのコア部材１８２’の背面に前記加熱ローラ２１ｈの端部材２１１ｈから突設された軸２１１ｓが接続固定されている。
かくして、第１部分１８１と第２部分１８２は中心軸線を一致させた状態で、それらのコア部材の向かい合う平坦平面間に間隔ｄｓをおいて対向している。
それとは限定されないが、本例では各コア部材の該平坦平面の部分の面積は同じである。
【００９７】
図１６（Ｂ）は第１部分１８１を図１５に示す矢印Ｘ方向に見た図であり、図１６（Ｃ）は第２部分１８２を図１５に示す矢印Ｙ方向に見た図である。
【００９８】
第１、第２の部分１８１、１８２の互いに対向するコア部材面のそれぞれに、前記軸１８１ｓ、２１１ｓの回転中心軸線と中心を一致させて同サイズの円形溝１８０が形成されており、この円形溝１８０においてコイルが巻回されている。
【００９９】
第１部分１８１のコア部材１８１’に巻かれたコイル１８１ｃは１次コイルであり、このコイルの両端部１８１ｅ、１８１ｅ’は第１部分１８１を貫通して第１部分の背後へ引き出さされ、出力可変の交流電源ユニットＰＷｈに接続されている。
第２部分１８２のコア部材１８２’に巻かれたコイル１８２ｃは２次コイルであり、このコイルの両端部１８２ｅ、１８２ｅ’は第２部分１８２を貫通して第２部分の背後へ引き出され、さらに端部材軸２１１ｓの中空部へ導かれ、該中空部を通って筒状発熱体１Ｄ’内へ至り、そこから金属パターン１２ｄに接続されている。
【０１００】
１次コイル１８１ｃを設けた第１部分１８１と２次コイル１８２ｃを設けた第２部分１８２は言わば途中で分離された分離変圧器（分離トランス）であり、１次コイル１８１ｃに電源ユニットＰＷｈから交流電流を流すことにより第２部分１８２の２次コイル１８２ｃに相互誘導による誘導電流が流れ、それにより金属パターン１２ｄに通電され、筒状発熱体１Ｄ’が発熱し、加熱ローラ２１ｈ表面が未定着トナー像を記録媒体に定着させ得る定着温度へ昇温することができる。
【０１０１】
加熱ローラの温度制御については、加熱ローラ２１ｈの表面温度をサーミスタ等の適当な温度センサＴＳで検出し、検出される温度と目標とする温度（例えば１８０℃程度）との差に基づいて、検出温度が目標温度に向かうように、電源ユニットＰＷｈの出力を調整すればよい。
【０１０２】
電源ユニットＰＷｈの出力については、一般的に言えば交流電力であればよく、商用電源の５０Ｈｚ〜６０Ｈｚ（９０Ｖ〜２４０Ｖ）程度から１００ｋＨｚ程度の周波数範囲のものを例示できる。しかし、高周波電力を採用すると、コア部材とコイル巻き数に影響される第１部分や第２部分の体積を減らして小型化できることから、第１、第２の部分１８１、１８２のサイズ（特にコア部材１８１’、１８２’のサイズ）を小型化すべく、そして電力伝送効率を考慮して、１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲で制御する例を挙げることができ、本例では、さらに好ましい範囲として２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの範囲で制御できるようにしている。
なお、ユニットＰＷｈの出力制御については、ＰＷＭ制御で波形のデューティ比を変更することによる出力制御でもよい。
いずれにしても温度制御をきめ細かく行うことができる。
【０１０３】
第１、第２のコア部材１８１’、１８２’の平坦平面間の間隔ｄｓは、一般的に言えば、両部材の接触を避けるうえで０．１ｍｍ以上を例示できる。
また、１次、２次の各コイルの巻き数やコア部材１８１’、１８２’の材質等にもよるが、第１、第２のコア部材の平坦平面間の間隔は２次コイル１８２ｃに加熱ローラ表面温度を所定温度に向かわせ得る誘導電流を発生させるうえで、概ね１０ｍｍ程度までとする例を挙げることができる。
【０１０４】
また、第１コア部材１８１’の第２コア部材１８２’に向かい合っている平坦平面の部分の該平坦平面の全面積に対する割合（また、第２コア部材１８２’の第１コア部材１８１’に向かい合っている平坦平面の部分の該平坦平面の全面積に対する割合）は、１次、２次の各コイルの巻き数やコア部材１８１’、１８２’の材質、両部材の間隔等にもよるが、加熱ローラ表面温度を所定温度に向かわせ得る誘導電流をより確実に、効率よく発生させるうえで、概ね５０パーセント以上とする例を挙げることができる。
【０１０５】
定着装置２Ｈにおいて加熱ローラ２１ｈの筒状発熱体１Ｄ’の内側には記録媒体の通過域に対応する位置でスポンジ等からなる支持弾性材を樹脂成形等により設けておいてもよい。
以上説明した給電装置１８と同様のタイプの給電装置は、図１５に示すように加熱ローラ２１ｈの筒状発熱体１Ｄ’の金属パターン１２ｄへの通電だけでなく、本明細書記載の他の筒状発熱体や同様の筒状発熱体の金属パターンへの通電にも、特に構造上等において支障がないかぎり、適用できる。
【０１０６】
図１７は筒状発熱体のさらに他の例１Ｊを示している。筒状発熱体１Ｊは、筒状体１１ｊの外周面に、中央部の金属パターン１２ｊ１とその両側の金属パターン１２ｊ２、１２ｊ３とを設けるとともに、筒状体１１ｊの片側端部の外周面にリング状電極部１４１ｊ、１４２ｊ、１４３ｊ、１４４ｊを周設し、筒状体１１ｊの内周面に温度検出用の抵抗パターン（温度変化に応じて電気抵抗が変動する通電線、例えば銅線からなる抵抗パターン）を設けたものである。
【０１０７】
図示を省略しているが筒状体外周面の
リング状電極部１４１ｊは金属パターン１２ｊ１の一端に接続されており、
リング状電極部１４２ｊは金属パターン１２ｊ２の一端に接続されており、
リング状電極部１４３ｊは金属パターン１２ｊ３の一端に接続されており、
リング状電極部１４４ｊは各金属パターンの他端に接続されている。
【０１０８】
筒状体１１ｊ内周面の温度検出用抵抗パターンは、それとは限定されないが、本例ではつぎのようにして設けられている。
図１８に示すように可撓性樹脂シート１９の片面上に中央部抵抗パターンｓｊ１とその両側の抵抗パターンｓｊ２、ｓｊ３を形成するとともにシートの片側端部の反対側面上にに帯状電極部１ｓ、２ｓ、３ｓ、４ｓを形成し、該樹脂シート１９を抵抗パターンを設けた面を外側にして丸めて筒状体１１ｊ内へ挿入し、筒状体１１ｊ内周面上に配置することで設けられている。本例では、抵抗パターンを設けた樹脂シート１９は接着剤で筒状体１１ｊの内周面に貼着されているが、位置ズレ等の心配がないなど、支障がないのであれば、貼着せずに内嵌配置するだけにしてもよい。
なお、抵抗パターンｓｊ１、ｓｊ２、ｓｊ３は本例ではいずれも温度変動に応じて電気抵抗が変動する金属線からなるパターンである。
【０１０９】
このように樹脂シート１９が筒状体１１ｊ内周面に配置された状態では、抵抗パターンｓｊ１は金属パターン１２ｊ１に、抵抗パターンｓｊ２は金属パターン１２ｊ２に、抵抗パターンｓｊ３は金属パターン１２ｊ３にそれぞれ対応して位置している。
【０１１０】
帯状電極部１ｓ、２ｓ、３ｓ、４ｓは樹脂シート１９が丸められ筒状体１１ｊの内周面に配置された状態ではリング状電極部となり、これらは露出させたままとしておく。
【０１１１】
図示を省略しているが筒状体１１ｊ内周面側の
電極部１ｓは抵抗パターンｓｊ１の一端に接続されており、
電極部２ｓは抵抗パターンｓｊ２の一端に接続されており、
電極部３ｓは抵抗パターンｓｊ３の一端に接続されており、
電極部４ｓは各抵抗パターンの他端に接続されている。
【０１１２】
筒状発熱体１Ｊを、定着装置用加熱ローラの一部として利用する場合には、例えば、図１９に示すように、筒状発熱体１Ｊに弾性材層４１を周設し、その表面を耐摩耗性膜４２で被覆し、筒状発熱体１Ｊの各端部に適当な端部材を装着し、これを軸で定着装置フレームに支持することで回転可能の加熱ローラ２１ｊを得ることができる。なお、この場合、抵抗パターン用のリング状電極部１ｓ〜４ｓに外側から給電用電極を接触させることができるように、端部材はそれら電極部１ｓ〜４ｓより奥側に装着すればよい。
【０１１３】
そして、トナー像定着に供する記録媒体サイズに応じて、図示省略の給電用電極及びリング状電極部１４１ｊ〜１４４ｊのうち幾つかを介して金属パターン１２ｊ１〜１２ｊ３のうち少なくとも一つに出力可変の電源ユニット（図示省略）から通電して、筒状発熱体１Ｊの所定範囲を発熱させ、それにより記録媒体サイズに応じて加熱ローラ２１ｊの所定範囲をトナー像定着温度へ向け昇温させることができる。
【０１１４】
また、金属パターン１２ｊ１〜１２ｊ３のうち少なくとも一つへの通電による発熱によって、発熱する金属パターンに対応する抵抗パターンの温度変化に伴う電気抵抗の変動を前記のリング状電極部１ｓ〜４ｓのうち少なくとも幾つかとそれらに接触せしめられる図示省略の検出電極とを介して図示省略の抵抗検出器で検出できる。それにより金属パターンの発熱により加熱されている加熱ローラ２１ｊの部分の温度を把握することができ、該検出器からの検出温度相当の検出情報を受ける図示省略の制御部において、抵抗パターンによる検出温度と目標温度との差に基づいて、該金属パターンへの電源ユニットからの電力供給を周波数制御やＰＷＭ制御等により制御して、加熱ローラ２１ｊの所定範囲について所定定着温度へ向け細かく精度よく、安定的に制御できる。
電源ユニット出力を周波数制御する場合、抵抗パターンの抵抗を周波数に変換できるようにしておいて、抵抗パターンの抵抗変動を周波数変動に変換して把握してもよい。
【０１１５】
図２０に示す可撓性樹脂シートは、図１８に示すように可撓性樹脂シート１９の面上に配線による抵抗パターン群を形成することに代えて樹脂シート１９のシート面上に、金属パターン１２ｊ１に対応させて抵抗パターンｓｊ１’を、金属パターン１２ｊ２に対応させて抵抗パターンｓｊ２’を、金属パターン１２ｊ３に対応させて抵抗パターンｓｊ３’をそれぞれプリント形成したものである。ここでの抵抗パターンｓｊ１’、ｓｊ２’、ｓｊ３’のそれぞれは、温度変動に応じて電気抵抗が変動する銅ペーストや銀ペースト等の導電性ペートの塗膜帯からなる抵抗パターンである。
【０１１６】
シート１９の反対側の面の端部には、これら抵抗塗膜帯に電気的に接続されたリング状電極部となるべき帯状電極部１ｓ’〜４ｓ’が形成されている。
【０１１７】
このシートも抵抗パターンｓｊ１’〜ｓｊ３’を設けた面を外側にして丸めて筒状体１１ｊ内へ挿入し、接着剤による貼着や単なる配置等により筒状体１１ｊの内周面に配置して筒状発熱体１Ｊ’を得ることができ、さらにその外周面に弾性材層４１を周設し、その表面を体摩耗性膜４２で被覆して図２１に示すような加熱ローラ２１ｊ’とすることができる。
【０１１８】
この加熱ローラ２１ｊ’においても、金属パターン１２ｊ１〜１２ｊ３のうち少なくとも一つへの通電による発熱によって、発熱する金属パターンに対応する抵抗パターンの温度変化に伴う電気抵抗の変動を前記のリング状電極部１ｓ’〜４ｓ’のうち少なくとも幾つかとそれらに接触せしめられる図示省略の検出電極とを介して検出できる。それにより金属パターンの発熱により加熱されている加熱ローラ２１ｊ’の部分の温度を把握することができ、抵抗パターンによる検出温度と目標温度との差に基づいて、該金属パターンへの電源ユニットからの電力供給を制御して、加熱ローラ２１ｊ’の所定範囲について所定定着温度へ向け精度よく制御できる。
【０１１９】
温度検出用の抵抗パターン（配線によるパターン、塗膜帯のパターン等）は以上説明した筒状発熱体１Ｊ、１Ｊ’だけでなく、本明細書記載の他の筒状発熱体や同様の筒状発熱体にも、支障がなければ、設けることができ、その抵抗パターンにより筒状発熱体や、それを利用した定着装置の加熱用回転体の温度制御に供することができる。
また、いずれにしても温度検出用の抵抗パターンは、筒状体の内周面に直接形成したり、金属パターンを電気絶縁性膜で被覆してその電気絶縁性膜上に形成することもできる。
【０１２０】
以上説明した筒状発熱体１Ａ（図１）、１Ｂ（図３）、１Ｃ（図６）、１Ｄ（図８等）、１Ｆ（図１２）、１Ｆ’（図１３）、１Ｄ’（図１５）、１Ｊ（図１７等）、１Ｊ’（図２１）などの筒状発熱体のそれぞれにおける筒状体、すなわち、筒状体１１ａ（図１等）、１７２（図７〜図９等）、１１ｊ（図１７等）などの筒状体は、一般的に言えば、金属パターンの発熱に耐える耐熱性を持たせるため、そのような耐熱性を示すポリイミド系樹脂、フェノール系樹脂等の熱硬化性樹脂で形成することができる。
【０１２１】
また、筒状発熱体を構成する筒状体は金属製であってもよく、例えば、ニッケル、銅又は鉄を主成分とする金属材料からなるものであってもよい。
しかし、図面を参照して説明した筒状発熱体における筒状体１１ａ（図１等）、１７２（図７〜図９等）、１１ｊ（図１７等）などの筒状体は、ポリイミド樹脂からなるものである。
筒状体の厚みについては、筒状発熱体をロール形態の加熱用回転体の構成部品として用いるのか、可撓性ベルト形態の加熱用回転体の構成部品位として用いるのかに応じて、また、筒状体材料等に応じて、適宜に選択決定すればよい。
【０１２２】
また、筒状発熱体を構成する筒状体〔筒状体１１ａ（図１等）、１７２（図７〜図９等）、１１ｊ（図１７等）など〕は、その熱分布を均一化させるために、カーボン粉や、ニッケル粉等の金属粉のような熱伝導性粉を分散させたものであってもよい。
筒状体が導電性の熱伝導性粉を含むものであるときは、安全のため、例えば金属パターンや、温度検出用の抵抗パターン等の通電する部材は直接筒状体に触れないように配置する等すればよい。
【０１２３】
筒状発熱体１Ａ（図１）、１Ｂ（図３）、１Ｃ（図６）、１Ｄ（図８等）、１Ｆ（図１２）、１Ｆ’（図１３）、１Ｄ’（図１５）、１Ｊ（図１７等）、１Ｊ’（図２１）などの筒状発熱体のそれぞれにおける通電発熱可能の金属パターン、すなわち金属パターン１２ａ（図１等）、１２ｂ（図３）、１２１ｃ〜１２３ｃ（図６）、１２ｄ（図７等）、１２１ｄ〜１２３ｄ（図１１）、１２ｆ（図１２）、１２ｊ１〜１２ｊ３（図１７）などの金属パターンは、一般的に言えば、銅、鉄、アルミニウム又は（銅、鉄及びアルミニウムのうちから選ばれた２種以上の金属の合金）からなっている場合を例示できるが、図面を参照して説明した筒状発熱体における金属パターンは銅を主体とするもの（銅で形成されたものを含む）である。
【０１２４】
金属パターンの形成は、先に形成した銅膜のエッチングや、銅を主体とする導電性ペーストによるプリント等により形成することができる。
【０１２５】
金属パターンの材質（特に導電率）並びに金属パターンを提供する通電発熱可能の線の厚さ、幅及び全体の長さ等は、その金属パターンによる目標発熱温度に応じて選択することができ、換言すれば、金属パターンを提供する通電発熱可能の線の導電率、厚さ、幅、長さを、金属パターンへの供給電力とともに発熱温度の制御要素することができ、それだけ容易に発熱温度を制御できる。
【０１２６】
これらを考慮した場合でも、金属パターン形成面をできるだけ平滑にしておく観点からすると、金属パターンを提供する通電発熱可能の線の厚さは概ね１２．５μｍ〜５０μｍ程度の範囲のものとする例を挙げることができる。
【０１２７】
また、金属パターンや、場合によって温度検出用の抵抗パターンを被覆する前記の電気絶縁性膜としては、一般的に言えば、ポリイミドフィルム等の耐熱性良好な熱硬化性樹脂フィルムや、ポリイミド系ワニス等の耐熱性良好なワニス膜を例示できるが、先に説明した筒状発熱体における金属パターン等を被覆する電気絶縁性膜には、ポリイミド系ワニスを採用している。
【０１２８】
いずれにしても、電気絶縁性膜の厚みとしては、電気絶縁性効果あらしめるために概ね１０μｍ以上とする例を挙げることかでき、一方、徒に厚くなりすぎたり、筒状発熱体に可撓性が要求される場合その可撓性を妨げないようにするために概ね５０μｍ以下とする例を挙げることができる。
【０１２９】
図７に例示するように、可撓性樹脂シート（例えば１７１）に金属パターン（例えば１２ｄ）を形成し、このシートを丸めて筒状体（例えば１７２）の内周面に接着剤で貼着する、或いは貼着しないで配置するなどして配置して筒状発熱体（例えば１Ｄ）を形成する場合や、図１２に例示するように可撓性樹脂シート（例えば１７１ｆ）に金属パターン（例えば１２ｆ）を形成し、このシートを筒状体（例えば１１ａ）の外周面に接着剤で貼着する、或いは貼着しないで配置するなどして配置して筒状発熱体（例えば１Ｆ）を形成する場合、可撓性樹脂シートとしては、一般的に言えば、金属パターンの発熱に耐えられる耐熱性を示すポリイミド系樹脂等の熱硬化性樹脂からなる樹脂シートを例示できる。先に説明した筒状発熱体１Ｄ、１Ｆ等では、金属パターンを形成する可撓性樹脂シートとしてポリイミドフィルムを採用している。
【０１３０】
また、可撓性樹脂シートの厚みとしては、ある程度の強度と電気絶縁性の確保のために概ね１２．５μｍ程度以上とする例を挙げることができ、また、可撓性を維持するうえで概ね５０μｍ以下とする例を挙げることができる。
【０１３１】
温度検出用の抵抗パターンを形成する可撓性樹脂シート１９（図１８、図２０参照）についても、金属パターンを形成する樹脂シートと同様のものを採用できる。
【０１３２】
樹脂シートを筒状体周面に貼着する場合に採用できる接着剤（粘着剤を含む）としては、エポキシ系接着剤、ポリイミド系接着剤等の金属パターン発熱に耐え得る耐熱性接着剤を例示することができる。
【０１３３】
筒状発熱体を利用した定着装置の加熱用回転体〔２１ｂ（図４）、２１ｃ（図５）、２１ｄ’（図９）、２１ｅ（図１０）、２１ｆ（図１２）、２１ｆ’（図１３）、２１ｈ（図１５）、２１ｊ（図１９）、２１ｊ’（図２１）等）における弾性材層〔２１１（図４）、２１４（図５）、３２（図７〜図９）、３３（図９）、３３’（図１０）、３５（図１２）、３５’及び３７（図１３）、４１（図１９、図２１）等）については、耐熱性の弾性材層としてシリコン樹脂（例えばシリコンゴム）からなる弾性材層を例示できる。このような弾性材層のうち、金属パターンより外周側に位置する弾性材層（２１１（図４）等）については、熱分布を均一化させるために、カーボン粉や、ニッケル粉等の金属粉のような熱伝導性粉を混合分散させたものであってもよい。
【０１３４】
また、弾性材層の表面を耐摩耗性膜で被覆する場合〔膜２１２（図４）、膜３４（図９、図１５）、膜３４’（図１０）、膜３６（図１２）、膜３６’（図１３）、膜４２（図１９、図２１）等〕、該耐摩耗性膜としては、加熱用回転体の温度に耐え得る耐熱性を有する樹脂フィルム、例えばＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素系樹脂フィルムやチューブを挙げることができる。
【０１３５】
以上説明した筒状発熱体１Ａ（図１）、１Ｂ（図３）、１Ｃ（図６）、１Ｄ（図８等）、１Ｆ（図１２）、１Ｆ’（図１３）、１Ｄ’（図１５）、１Ｊ（図１７等）、１Ｊ’（図２１）などの筒状発熱体のそれぞれにおける通電発熱可能の金属パターンに給電するリング状電極部や、温度検出用抵抗パターンを設けてある筒状発熱体ではその抵抗パターンから抵抗変動を検出するためのリング状電極部は、金属パターンや抵抗パターンと一体的に設けられていてもよいが、金属パターンや抵抗パターンに対して別途形成されて、あとで銀ロウ、ハトメ等の電気的接続手段でそれらパターンに接続されてもよい。別途形成されるリング状電極部は筒状発熱体端部の補強部材を兼ねていてもよい。
【０１３６】
いずれにしても、リング状電極部は、それが金属パターンに接続されたものであるときは、それに接触せしめられる給電電極との接触抵抗をできるだけ長期間にわたり低く抑えるために、そして、リング状電極部が抵抗パターンに接続されたものであれば、それと接触する抵抗検出用電極との接触抵抗をできるだけ長期間にわたり低く抑えるために、電極部表層はニッケル、金、ロジウム及び導電性カーボンから選ばれた少なくとも一種の導電性材料で形成されていることが好ましい。
【０１３７】
そのような表層部は、例えば、メッキや、そのような材料又はそのような材料を含むペーストの塗布等により得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置等に採用される、未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置における該加熱用回転体の熱源などとして利用できる発熱効率の高い筒状発熱体を提供することに利用でき、また、ウォームアップ時間の短縮の要請や、今日の省エネルギーの要請に応えることができる定着装置を提供することに利用できる。
【符号の説明】
【０１３９】
１Ａ 筒状発熱体
１１ａ 筒状体
１１１ａ 筒状体外周面
１１２ａ 筒状体内周面
１１３ａ 係合部（係合凹所）
１２ａ 金属パターン
１３ａ 電気絶縁性膜
１４１ａ、１４２ａ リング状電極部
２Ａ 定着装置
２１ａ 加熱ローラ
１５ａ 端部材
１５１ 外側円盤部
１５２ 内側円盤部
１５３ 突起
ｓａ 端部材１５ａの軸
２２ａ 加圧ローラ
２２１ 回転軸
２２２ 弾性材層
Ｎａ ニップ
Ｆａ 定着装置フレーム
１６１ 回転駆動機構
１６２ 伝動機構
ｅ１ａ、ｅ２ａ 給電ローラ電極
ＰＷａ 電源ユニット
２Ｂ 定着装置
２１ｂ 加熱ローラ
１Ｂ 筒状発熱体
１２ｂ 金属パターン
１４１ｂ、１４２ｂ リング状電極部
２２１ 弾性材層
２１２ 耐摩耗性膜
２２ｂ 加圧ローラ
２２１’ 回転軸
２２２’ 弾性材層
Ｎｂ ニップ
Ｔ 未定着トナー像
Ｓ 記録媒体
２Ｃ 定着装置
２１ｃ 加熱ローラ
２１３ 回転軸
２１４ 弾性材層
１Ｃ 筒状発熱体
１２１ｃ、１２２ｃ、１２３ｃ 金属パターン
１４１ｃ、１４２ｃ、１４３ｃ、１４４ｃ リング状電極部
１Ｄ 筒状発熱体
１７Ｄ 発熱シート
１７１ 可撓性樹脂シート
１２ｄ 金属パターン
１７２ 筒状体
１７１ｄ 舌片
１７１’ シート１７１の辺部（耳部）
１４１ｄ、１４２ｄ 帯状電極部（リング状電極部の前駆体）
３０ ロール
３１ 軸棒
３２ 弾性材層
２１ｄ 加熱ローラ
ｅ１ｄ、ｅ２ｄ 給電用電極
３３ 弾性材層
３４ 耐摩耗性膜
２Ｅ 定着装置
２１ｅ ベルト状の加熱回転体
１Ｄ’ 筒状発熱体
３３’ 弾性材層
３４’ 耐摩耗性膜
Ｒｅ ローラ
２２ｅ 加圧ローラ
Ｎｅ ニップ
１７Ｅ 発熱シート
１２１ｄ、１２２ｄ、１２３ｄ 金属パターン
１４１ｅ、１４２ｅ、１４３ｅ、１４４ｅ 帯状電極部（リング状電極部の前駆体）
１Ｆ 筒状発熱体
１７Ｆ 発熱シート
１７１ｆ 可撓性樹脂シート
１２ｆ 金属パターン
１４１ｆ、１４２ｆ 帯状電極部（リング状電極部の前駆体）
３５ 弾性材層
３６ 耐摩耗性膜
１Ｆ’筒状発熱体
３７ 弾性材層
３５’弾性材層
３６’耐摩耗性膜
２Ｇ 定着装置例
２１Ｇ ベルト形態の加熱用回転体
２２Ｇ 加圧ローラ
２２１ｇ 回転軸
２２２ｇ 弾性材層２２２
ｒ１、ｒ２、ｒ３ 案内ローラ
Ｐｄ パッド
Ｎｇ ニップ
２Ｈ 定着装置
２１ｈ 加熱ローラ
２２ｈ 加圧ローラ
１Ｄ’ 筒状発熱体
２１１ｈ、２１２ｈ 端部材
２１１ｓ，２１２ｓ 軸
Ｆｈ 定着装置フレーム
Ｎｈ ニップ
１８ 給電装置
１８１ 第１部分
１８１’ 第１コア部材
１８１ｓ 軸棒
Ｆｈ’ フレーム
１８２ 第２部分
１８２’ 第２コア部材
１８０ 円形溝
１８１ｃ １次コイル
１８２ｃ ２次コイル
１８１ｅ、１８１ｅ’ コイル１８１ｃの端部
１８２ｅ、１８２ｅ’ コイル１８２ｃの端部
ＰＷｈ 高周波電源ユニット
ＴＳ 温度センサ
ｄｓ 部分１８１、１８２の間隔
１Ｊ 筒状発熱体
１１ｊ 筒状体
１２ｊ１、１２ｊ２、１２ｊ３ 金属パターン
１４１ｊ、１４２ｊ、１４３ｊ、１４４ｊ リング状電極部
１９ 可撓性樹脂シート
ｓｊ１、ｓｊ２、ｓｊ３ 抵抗パターン
１ｓ、２ｓ、３ｓ、４ｓ 帯状電極部
２１ｊ 加熱ローラ
４１ 弾性材層
４２ 耐摩耗性膜
１Ｊ’ 筒状発熱体
ｓｊ１’、ｓｊ２’、ｓｊ３’ 抵抗パターン
１ｓ’、２ｓ’、３ｓ’、４ｓ’ 帯状電極部
２１ｊ’ 加熱ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状体と、該筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に設けられた通電発熱可能の金属パターンと、該筒状体の端部において該筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に設けられて前記金属パターンに通電可能に接続されたリング状電極部とを含むことを特徴とする筒状発熱体。
【請求項２】
未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置の該加熱用回転体の少なくとも一部を構成するための発熱体である請求項１記載の筒状発熱体。
【請求項３】
通電発熱可能の金属パターンがシート面上に形成された可撓性樹脂シートが前記筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に配置されていることで該筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に前記金属パターンが設けられている請求項１又は２記載の筒状発熱体。
【請求項４】
前記金属パターンは前記筒状体の内周面に設けられているとともに前記リング状電極部は該筒状体の端部内周面に設けられている請求項１、２又は３記載の筒状発熱体。
【請求項５】
前記金属パターンは前記筒状体の外周面に設けられているとともに前記リング状電極部は該筒状体の端部外周面に設けられている請求項１、２又は３記載の筒状発熱体。
【請求項６】
前記リング状電極部は前記金属パターンに通電可能に連続する状態で該金属パターンと一体的に形成されている請求項４又は５記載の筒状発熱体。
【請求項７】
前記金属パターンは前記筒状体の外周面及び内周面のうち一方に設けられており、前記リング状電極部は該筒状体の外周面及び内周面のうち他方に設けられている請求項１、２又は３記載の筒状発熱体。
【請求項８】
前記リング状電極部は前記金属パターンを設けた筒状体の補強部を兼ねており、該金属パターンと導電性接続部で接続されている請求項４、５又は７記載の筒状発熱体。
【請求項９】
前記リング状電極部はニッケル、金、ロジウム及び導電性カーボンのうちから選ばれた少なくとも一種の導電性材料からなる表面層を有している請求項１から８のいずれかに記載の筒状発熱体。
【請求項１０】
前記金属パターンは、分割された複数の発熱域を提供するための複数パターンに分割されており、前記リング状電極部は該複数パターンのそれぞれに独立して通電できるように複数設けられている請求項１から９のいずれかに記載の筒状発熱体。
【請求項１１】
未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置であって、該加熱用回転体は筒状発熱体を含んでおり、該筒状発熱体は請求項１から１０のいずれか１項に記載の筒状発熱体であり、該筒状発熱体へ通電するための給電部材として、該リング状電極に接触する給電部材を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項１】
筒状体と、該筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に設けられた通電発熱可能の金属パターンと、該筒状体の端部において該筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に設けられて前記金属パターンに通電可能に接続されたリング状電極部とを含むことを特徴とする筒状発熱体。
【請求項２】
未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置の該加熱用回転体の少なくとも一部を構成するための発熱体である請求項１記載の筒状発熱体。
【請求項３】
通電発熱可能の金属パターンがシート面上に形成された可撓性樹脂シートが前記筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に配置されていることで該筒状体の外周面及び内周面のうち少なくとも一方に前記金属パターンが設けられている請求項１又は２記載の筒状発熱体。
【請求項４】
前記金属パターンは前記筒状体の内周面に設けられているとともに前記リング状電極部は該筒状体の端部内周面に設けられている請求項１、２又は３記載の筒状発熱体。
【請求項５】
前記金属パターンは前記筒状体の外周面に設けられているとともに前記リング状電極部は該筒状体の端部外周面に設けられている請求項１、２又は３記載の筒状発熱体。
【請求項６】
前記リング状電極部は前記金属パターンに通電可能に連続する状態で該金属パターンと一体的に形成されている請求項４又は５記載の筒状発熱体。
【請求項７】
前記金属パターンは前記筒状体の外周面及び内周面のうち一方に設けられており、前記リング状電極部は該筒状体の外周面及び内周面のうち他方に設けられている請求項１、２又は３記載の筒状発熱体。
【請求項８】
前記リング状電極部は前記金属パターンを設けた筒状体の補強部を兼ねており、該金属パターンと導電性接続部で接続されている請求項４、５又は７記載の筒状発熱体。
【請求項９】
前記リング状電極部はニッケル、金、ロジウム及び導電性カーボンのうちから選ばれた少なくとも一種の導電性材料からなる表面層を有している請求項１から８のいずれかに記載の筒状発熱体。
【請求項１０】
前記金属パターンは、分割された複数の発熱域を提供するための複数パターンに分割されており、前記リング状電極部は該複数パターンのそれぞれに独立して通電できるように複数設けられている請求項１から９のいずれかに記載の筒状発熱体。
【請求項１１】
未定着トナー像を担持した記録媒体を加熱用回転体と該加熱用回転体に向け押圧される加圧用回転体とで形成されるニップに通過させて該トナー像を加熱加圧下に該記録媒体に定着させる定着装置であって、該加熱用回転体は筒状発熱体を含んでおり、該筒状発熱体は請求項１から１０のいずれか１項に記載の筒状発熱体であり、該筒状発熱体へ通電するための給電部材として、該リング状電極に接触する給電部材を備えていることを特徴とする定着装置。
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１１−６５００５（Ｐ２０１１−６５００５Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１６７０９（Ｐ２００９−２１６７０９）
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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