(57)【要約】【課題】本発明では、安価な構成により、精度良く加熱部材側の温度を検知することのできる定着装置を提供することを課題としている。【解決手段】筒状の定着ベルト２１と、定着ベルト２１との間にニップ部Ｎを形成する加圧ローラ２７と、定着ベルト２１の内周面に当接するヒータ２２と、定着ベルト２１の内周面側に設けられ、ヒータ２２の温度を検知する非接触式のサーミスタ４０とを備えた定着装置２０であって、サーミスタ４０は、定着ベルト２１の内周面との間にヒータ２２を介在させ、ヒータ２２との間に所定の距離を設けた位置に保持されることを特徴とする。【選択図】図５
2020024366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の回転体と、
前記第一の回転体との間にニップ部を形成する第二の回転体と、
前記第一の回転体の内周面に当接する加熱部材と、
前記第一の回転体の内側に設けられ、前記加熱部材の温度を検知する非接触式の温度検知部材とを備えた定着装置であって、
前記加熱部材は、基材と発熱体とを有し、
前記温度検知部材は、前記第一の回転体の内周面との間に前記基材を介在させ、前記加熱部材との間に所定の距離を有した位置に設けられることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加熱部材は、前記第一の回転体の幅方向に延在し、前記第一の回転体の内側に設けられ、前記加熱部材を前記幅方向に亘って保持する保持部材をさらに有し、
前記第一の回転体の内側に、前記保持部材と、前記加熱部材と、前記温度検知部材とによって囲われた閉空間を形成する請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記温度検知部材は、前記温度検知部材を外部と電気的に接続するための導線を有し、
前記導線は前記閉空間内に配される請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記温度検知部材は、温度検知のための感熱素子、および、前記温度検知部材を外部と電気的に接続するための導線を有し、
前記保持部材に、前記感熱素子および前記導線が組み込まれる請求項２または３いずれか記載の定着装置。
【請求項５】
前記温度検知部材は温度検知のための感熱素子、および、前記温度検知部材を外部と電気的に接続するための導線を有し、
前記加熱部材による加熱時に、前記感熱素子と前記導線の温度が略同じになるように、前記感熱素子および前記導線と、前記加熱部材との距離、前記感熱素子および前記導線の熱容量を調整する請求項１から４いずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記感熱素子と前記加熱部材、および、前記導線と前記加熱部材との距離が略等しい請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記導線に被覆材が設けられる請求項５または６記載の定着装置。
【請求項８】
請求項１から７いずれか１項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置で使用される定着装置は、種々の型式が知られている。その１つに、低熱容量の薄肉定着ベルトを、基材と抵抗発熱体で構成された加熱装置で加熱する型式がある。この加熱装置は、定着ベルトの幅方向に配置された基材上に抵抗発熱体を配設したものである。このような定着装置においては、電力供給を受けて昇温する加熱部材と、その加熱部材の温度を検出する温度検知部材を有し、その温度検知部材の検出温度情報に基づいて、加熱部材の温度が所定の定着温度に維持されるように、加熱部材に対する供給電力を制御する温調系を有する。
【０００３】
例えば、特許文献１（特許第４５６６３８０号公報）の定着装置では、定着ベルトの内周面側に、加熱体および接触式の温度検知部材が設けられている。温度検知部材は、ばねによって付勢されることで、温度検知部材と加熱体との間に設けられた耐熱弾性体を介して、加熱体に当接し、加熱体の温度を検知する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
接触式の温度検知部材を用いた構成の場合、特許文献１の定着装置のように、温度検知部材を加熱部材の側へ付勢する付勢手段や、温度検知部材と加熱部材との間に介在させる弾性体等の部材を設けることが必要になり、定着装置の部品数増加につながるという問題があった。
【０００５】
このような事情から、本発明では、安価な構成により、精度良く加熱部材側の温度を検知できる加熱装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明は、第一の回転体と、前記第一の回転体との間にニップ部を形成する第二の回転体と、前記第一の回転体の内周面に当接する加熱部材と、前記第一の回転体の内側に設けられ、前記加熱部材の温度を検知する非接触式の温度検知部材とを備えた定着装置であって、前記加熱部材は、基材と発熱体とを有し、前記温度検知部材は、前記第一の回転体の内周面との間に前記基材を介在させ、前記加熱部材との間に所定の距離を有した位置に設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、非接触式の温度検知部材を加熱部材に対して所定の距離を設けて配置する構成により、安価な構成で、精度良く加熱部材側の雰囲気温度を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態の係る定着装置の断面図である。
【図３】サーミスタの構成を示す斜視図である。
【図４】上記サーミスタを定着装置に取り付ける様子を示す斜視図である。
【図５】上記サーミスタを定着装置に取り付けた状態の断面図である。
【図６】異なる実施形態の定着装置を示す斜視図である。
【図７】異なる実施形態の定着装置を示す斜視図である。
【図８】他の定着装置の概略構成図である。
【図９】別の定着装置の概略構成図である。
【図１０】さらに別の定着装置の概略構成図である。
【図１１】他の画像形成装置の概略構成図である。
【図１２】図１１の画像形成装置に設けられた定着装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１０】
図1に示す画像形成装置１は、カラーレーザープリンタであり、そのプリンタ本体の中央には、中間転写ベルト３０の展張方向に沿って４つの作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが並置して設けられている。各作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容する以外は、同じ構成である。
【００１１】
具体的に、それぞれ画像ステーションを構成する各作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８などを備えている。なお、図１１では、ブラックの作像部４Ｋが備える感光体５、帯電装置６、現像装置７、クリーニング装置８のみに色用符号を付し、その他の作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍにおいては符号を省略している。
【００１２】
作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配設されている。露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて各感光体５の表面へレーザー光を照射するようになっている。
【００１３】
作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、転写体としての中間転写ベルト３０と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ３１と、二次転写手段としての二次転写ローラ３６とを備える。更に、転写装置３は二次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３、テンションローラ３４、及びベルトクリーニング装置３５を備えている。
【００１４】
中間転写ベルト３０は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３及びテンションローラ３４によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ３２が回転駆動することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。
【００１５】
４つの一次転写ローラ３１は、それぞれ、各感光体５との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ３１には、プリンタ本体の電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。
【００１６】
二次転写ローラ３６は、二次転写バックアップローラ３２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６にもプリンタ本体の電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。
【００１７】
ベルトクリーニング装置３５は、中間転写ベルト３０に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。
【００１８】
プリンタ本体の上部には、ボトル収容部２が設けられており、ボトル収容部２には補給用のトナーを収容した４つのトナーボトル２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋと各現像装置７との間には、周知のように補給路が設けられ、この補給路を介して各トナーボトル２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋから各現像装置７へトナーが補給されるようになっている。
【００１９】
一方、プリンタ本体の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１１などが設けられている。周知のように、手差し給紙機構が設けられていてもよい。
【００２０】
プリンタ本体内には、用紙Ｐを給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Ｐを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ１２が配設されている。
【００２１】
また、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、定着装置２０が配設され、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着する。更に、定着装置２０よりも搬送路Ｒの用紙搬送方向下流側には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ１４が設けられている。
【００２２】
本実施形態に係るプリンタの基本的動作は次のようである。作像動作が開始されると、各作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋにおける各感光体５が図の時計回りに回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体５の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体５に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体５上に形成された静電潜像に、各現像装置７によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。
【００２３】
また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ３２が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト３０を図の矢印で示す方向に周回走行させる。そして、各一次転写ローラ３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ３１と各感光体５との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
【００２４】
その後、各感光体５の回転に伴い、感光体５上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体５上のトナー画像が中間転写ベルト３０上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト３０の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト３０に転写しきれなかった各感光体５上のトナーは、クリーニング装置８によって除去される。各感光体５の表面は、その後、除電され、表面電位が初期化される。
【００２５】
画像形成装置の下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１０から用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１２によってタイミングを計られ、二次転写ローラ３６と二次転写バックアップローラ３２との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ３６には、中間転写ベルト３０上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。
【００２６】
その後、中間転写ベルト３０の周回走行に伴って、中間転写ベルト３０上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、そのニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト３０上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、このとき用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト３０上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置３５によって除去され、除去されたトナーはプリンタ本体内に置かれた廃トナー収容器へと搬送され、回収される。
【００２７】
その後、用紙Ｐは定着装置２０へと搬送され、定着装置２０によって用紙Ｐ上のトナー画像が当該用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、排紙ローラ１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１４上にストックされる。
【００２８】
以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００２９】
次に、本発明の一実施形態に係る定着装置２０の詳細な構成を説明する。
図２に示すように、本実施形態に係る定着装置２０は、無端状のベルトから成る、第一の回転体あるいは定着部材としての定着ベルト２１と、定着ベルト２１の外周面に接触してニップ部Ｎを形成する、第二の回転体あるいは加圧部材としての加圧ローラ２７と、ステー２４と、加熱装置５０等を備えている。
【００３０】
定着ベルト２１は、例えば外径が２５ｍｍで厚みが４０〜１２０μｍのポリイミド（ＰＩ）製の筒状基体を有している。定着ベルト２１の最表層には、耐久性を高めて離型性を確保するために、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂による厚みが５〜５０μｍの離型層が形成される。基体と離型層の間に厚さ５０〜５００μｍのゴム等からなる弾性層を設けてもよい。また、定着ベルト２１の内周面側には、ヒータ２２との摺動性を向上させるために、グリスなどの潤滑剤が塗布される。なお、定着ベルト２１の基体はポリイミドに限らず、ＰＥＥＫなどの耐熱性樹脂やニッケル（Ｎｉ）、ＳＵＳなどの金属基体であってもよい。
【００３１】
加圧ローラ２７は、例えば外径が２５ｍｍであり、中実の鉄製芯金２７ａと、この芯金２７ａの表面に形成された弾性層２７ｂと、弾性層２７ｂの外側に形成された離型層２７ｃとで構成されている。弾性層２７ｂはシリコーンゴムで形成されており、厚みは例えば３．５ｍｍである。弾性層２７ｂの表面は離型性を高めるために、厚みが例えば４０μｍ程度のフッ素樹脂層による離型層２７ｃを形成するのが望ましい。
【００３２】
定着ベルト２１は、筒状に形成され、搬送される用紙の幅方向（図の紙面手前奥方向）に延在し、同じく用紙の幅方向に延在する加圧ローラ２７との間で、幅方向に亘って定着ニップＮを形成する。
【００３３】
加圧ローラ２７が付勢手段によって定着ベルト２１側へ付勢されることで、加圧ローラ２７は定着ベルト２１を介してヒータ２２に圧接される。これにより、定着ベルト２１と加圧ローラ２７との間にニップ部Ｎが形成される。また、加圧ローラ２７は駆動手段によって回転駆動されるように構成されており、加圧ローラ２７が図２の矢印方向に回転すると、これに伴って定着ベルト２１が従動回転する。
【００３４】
加熱装置５０は、定着ベルト２１を加熱する加熱部材としてのヒータ２２と、ヒータ２２を保持する保持部材としてのヒータホルダ２３と、温度検知部材としてのサーミスタ４０とを備えている。
【００３５】
ヒータ２２は、定着ベルト２１の幅方向に亘って長手状に設けられた面状の加熱部材であり、定着ベルト２１を幅方向に亘って加熱する。ヒータ２２は、板状の基材２２ａと、基材２２ａ上に設けられた抵抗発熱体２２ｂと、抵抗発熱体２２ｂを被覆する絶縁層２２ｃ等で構成されている。また、ヒータ２２は、絶縁層２２ｃ側で定着ベルト２１の内周面に当接しており、抵抗発熱体２２ｂから発された熱は、絶縁層２２ｃを介して定着ベルト２１へと伝達される。
【００３６】
ヒータホルダ２３及びステー２４は、定着ベルト２１の内周面側に配置されており、用紙の幅方向に亘って延在する。
【００３７】
ヒータホルダ２３は、定着ベルト２１の内周面側からヒータ２２を保持するとともに、ヒータホルダ２３に設けられた挿入孔２３ａにサーミスタ４０を保持する。
【００３８】
ヒータホルダ２３は、ヒータ２２の熱によって高温になりやすいため、耐熱性の材料で形成されることが望ましい。例えば、ヒータホルダ２３をＬＣＰなどの低熱伝導性の耐熱性樹脂で形成した場合は、ヒータ２２からヒータホルダ２３への伝熱が抑制され、定着ベルト２１を効率的に加熱することができる。
【００３９】
ステー２４は、ヒータホルダ２３にその背面側から当接し、ヒータホルダ２３を支持する支持部材（当接部材）である。ステー２４は、金属製のチャンネル材で構成され、その両端部分が定着装置２０の両側板に支持されている。ステー２４によって、ヒータホルダ２３及びこれに保持されるヒータ２２が支持されていることで、加圧ローラ２７が定着ベルト２１に加圧された状態で、ヒータ２２が加圧ローラ２７の押圧力を確実に受けとめ、ニップ部Ｎを安定的に形成する。
【００４０】
本実施形態に係る定着装置２０において、印刷動作が開始されると、加圧ローラ２７が回転駆動され、定着ベルト２１が従動回転を開始する。また、ヒータ２２の抵抗発熱体２２ｂに電力が供給されて抵抗発熱体２２ｂが発熱し、定着ベルト２１が加熱される。そして、定着ベルト２１の温度が所定の目標温度（定着温度）に到達した状態で、未定着トナー画像が担持された用紙Ｐが、定着ベルト２１と加圧ローラ２７との間（ニップ部Ｎ）に搬送されることで、未定着トナー画像が加熱及び加圧されて用紙Ｐに定着される。
【００４１】
次に、定着装置に設けられた非接触式の温度検知部材であるサーミスタ、および、その周辺の構成について説明する。
【００４２】
図３に示すように、サーミスタ４０は、感熱素子４１と、フレーム４２、導線４３、耐熱フィルム４４等を備える。
【００４３】
フレーム４２は、絶縁性材料によって構成され、本実施形態では樹脂材料によって構成される。フレーム４２には、フレーム４２を貫通する孔部である開口部４２ａが設けられる。
【００４４】
感熱素子４１は、フレーム４２の内側から延在する一対のリード線によって、開口部４２ａの幅方向の略中央の位置に保持されている。感熱素子４１は、その外周面を赤外線吸収性のガラスによって被覆されている。感熱素子の構成としては、本実施形の構成の他、ダイオード形のサーミスタやビード形サーミスタ、チップサーミスタ、薄膜サーミスタ等、適宜、公知のサーミスタを適用することができる。
【００４５】
外部からサーミスタ４０に電源を供給するための２本の導線４３が、フレーム４２の一端側から、その外側へ延出している。導線４３は、フレーム４２内部に設けられた金属板、リード線を介して、感熱素子４１と電気的に接続されている。
【００４６】
耐熱フィルム４４は、フレーム４２の底面（図の紙面裏側の面）に貼り付けられており、開口部４２ａの底面側を塞いでいる。耐熱フィルム４４は、例えばポリイミド樹脂により構成される。
【００４７】
図４に示すように、ヒータホルダ２３には、サーミスタ４０を挿入するための挿入孔２３ａが設けられる。挿入孔２３ａは、ヒータホルダ２３内において、ステー２４の側からヒータ２２の側（図２参照）へ貫通する孔部で、抵抗発熱体２２ｂに対向する位置で、用紙の幅方向（図２の紙面手前奥方向）中央に設けられる。
【００４８】
図５に示すように、挿入孔２３ａに挿入されたサーミスタ４０は、適宜の方法により、挿入孔２３ａの上部（図５の上側の部分）でヒータホルダ２３に固定され、感熱素子４１と基材２２ａのサーミスタ４０の側の面との間に距離Ｘの空隙を設ける。言い換えると、ヒータホルダ２３は、サーミスタ４０を保持し、サーミスタ４０とヒータ２２との間に距離Ｘを設ける役割をする。サーミスタ４０とヒータ２２との間に耐熱フィルム４４を設けることにより、感熱素子４１が過熱されて破損することを防止できる。また、導線４３は、ヒータホルダ２３の表面に沿うようにして設けられ、外部へ延出している。
【００４９】
サーミスタ４０をヒータホルダ２３に取り付けることにより、挿入孔２３ａは、サーミスタ４０によって図の上方から蓋をされる。また、挿入孔２３ａの図の下方は、ヒータホルダ２３に当接する基材２２ａによって覆われている。つまり、挿入孔２３ａの部分が、基材２２ａとヒータホルダ２３とサーミスタ４０とによって囲まれた閉空間に形成されている。
【００５０】
印刷動作が開始されて抵抗発熱体２２ｂ（図２参照）に電力が供給されると、抵抗発熱体２２ｂからの発熱が、基材２２ａを介して、サーミスタ４０の側へ伝達される。サーミスタ４０は、挿入孔２３ａ内における、ヒータ２２の輻射熱、空気の対流、そして、空気を介した伝熱によって加熱される。この温度上昇により、サーミスタ４０がヒータ２２の加熱による温度上昇を検知することができる。この際、サーミスタ４０をヒータホルダ２３によって、ヒータ２２から所定の距離の位置（本実施形態では距離Ｘの位置）に保持することにより、サーミスタ４０の検知精度を安定させることができる。
【００５１】
距離Ｘは、０．５〜３．０ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。距離Ｘが０．５ｍｍ未満だと、感熱素子４１が抵抗発熱体２２ｂに接近しすぎて過熱状態になり、サーミスタ４０が破損するおそれがある。また、距離Ｘが３．０ｍｍより大きいと、サーミスタ４０による検知精度が低下してしまうおそれがある。距離Ｘを上記範囲に設定することにより、サーミスタ４０の過熱による破損を防止すると共に、サーミスタ４０の検知精度を確保することができる。
【００５２】
また本実施形態では、挿入孔２３ａを閉空間に形成することにより、挿入孔２３ａ内に外部から空気が流れ込むことを防止できる。従って、例えば、挿入孔２３ａ内に新しい空気が流れ込んで外部との熱交換が生じ、ヒータ２２の側からサーミスタ４０への熱伝達が一部阻害される等、新しい空気の流れ込みにより、ヒータ２２の側からサーミスタ４０への熱伝達に影響を与えることを防止できる。これにより、抵抗発熱体２２ｂの発熱による温度上昇を、サーミスタ４０が精度良く検知することができる。なお、ここでいう閉空間とは、完全な密閉状態の空間に限らない。例えば、サーミスタ４０とヒータホルダ２３との間には、寸法の誤差等によってわずかな隙間が生じる等、隙間が生じる場合があるが、この場合でも、挿入孔２３ａの部分を閉じた空間として、外部との空気のやり取りをほとんどなくすことで、サーミスタ４０がヒータ２２の温度上昇を精度良く検知することができる。このように、基材２２ａ（ヒータ２２）とヒータホルダ２３とサーミスタ４０とによって囲まれた空間が形成されることにより、サーミスタ４０の検知精度を向上させることができる。
【００５３】
ところで、接触式の温度検知部材を用いた定着装置の場合、温度検知部材を付勢してヒータ２２に接触させるための付勢手段や、温度検知部材のヒータ２２に対する接触時の面圧を軽減するために、温度検知部材とヒータとの間に介在させる弾性体が設けられる。しかし、本実施形態の上記非接触式のサーミスタ４０を用いる場合には、このような構成は不要となり、定着装置の部品数を削減することができる。
【００５４】
また、接触式の温度検知部材を用いた場合、定着ベルト２１の内周面側に塗布された潤滑剤（本実施形態ではグリス）が、上記弾性体の側へ染み出して温度検知部材の検知精度を悪化させる場合がある。しかし本実施形態では、非接触式のサーミスタ４０を用いることにより、このような検知精度の悪化を防止できる。
【００５５】
次に、上記の定着装置と異なる実施形態の定着装置について、図６を用いて説明する。
図６に示すように、本実施形態の定着装置は、挿入孔２３ａ内に、導線４３の一部を含むサーミスタ４０が挿入される。なお、導線４３のその他の部分は、ヒータホルダ２３内に埋め込まれているが、前述した実施形態のように、ヒータホルダ２３の表面を這わせる構成であってもよい。
【００５６】
本実施形態の構成では、感熱素子４１および導線４３の一部が、共に挿入孔２３ａ内に配置されることになるため、ヒータ２２による加熱が開始され、その熱が挿入孔２３ａ内に伝達されると、感熱素子４１および導線４３が同じ空間内で熱を受け取ることになる。これにより、感熱素子４１および導線４３が受け取る熱量を略同じにすることができる。サーミスタ４０によるヒータ２２の温度検知時に、感熱素子４１と導線４３との間で温度差があると、両者の間で熱移動が生じて、ヒータ２２の温度変化に対するサーミスタ４０の応答性に悪影響を及ぼしてしまう。この点、本実施形態では、同一の空間内に感熱素子４１と導線４３を設けることにより、感熱素子４１と導線４３との間に生じる温度差を軽減することができ、ヒータ２２の温度変化に対するサーミスタ４０の応答性を向上させることができる。なお、感熱素子４１と導線４３との温度差は２０ｄｅｇ以下であることが好ましい。
【００５７】
また、本実施形態では、導線４３の上部を覆うカバー部材４５が設けられる。カバー部材４５は、ヒータホルダ２３に嵌合し、挿入孔２３ａのうち、フレーム４２によって覆われる部分以外の部分を覆う。これにより、挿入孔２３ａ内が閉空間となって外部との空気の移動が妨げられ、サーミスタ４０による温度検知精度を向上させることができる。
【００５８】
感熱素子４１と導線４３との温度差をできるだけ小さくするために、例えば、基材２２ａから感熱素子４１と導線４３までの距離をできるだけ同じにすることが望ましい。なお、ここでいう距離とは、加圧ローラの接離方向の距離で、図５の距離Ｘを同じにすることである。感熱素子４１および導線４３の基材２２ａに対する距離の差は、１．０ｍｍ以下にすることが好ましい。これにより、感熱素子４１と導線４３との間に生じる温度差をできるだけ小さくすることができる。ただし、これに限らず、感熱素子４１と導線４３のヒータ２２までの距離や熱容量を適宜変更し、感熱素子４１と導線４３との温度差をできるだけ小さくすることが好ましい。熱容量を変更する方法としては、例えば、導線４３に被覆材を設け、その熱容量を大きくすることができる。
【００５９】
さらに、以上の実施形態のように、サーミスタ４０をヒータホルダ２３に対して装着可能な構成とする以外に、サーミスタ４０をヒータホルダ２３内に予め組み込んだ構成としてもよい。具体的には、図７に示すように、ヒータホルダ２３内に孔部２３ｂを設け、この孔部２３ｂ内にサーミスタ４０（感熱素子４１）を設ける構成とすることができる。具体的には、ヒータホルダ２３が、リード線を介して孔部２３ｂ内に感熱素子４１を保持する。また、導線４３は、図の点線部で示すように、ヒータホルダ２３内に埋設されている。なお、前述した実施形態と同様、感熱素子４１と基材２２ａとの間には、耐熱フィルム４４が設けられている。
【００６０】
本実施形態のように、予め、サーミスタ４０をヒータホルダ２３内に組み込むことで、ヒータホルダ２３内において、感熱素子４１を精度良く位置決めすることができ、サーミスタ４０の温度検知の品質を安定させることができる。また、サーミスタ４０を装着する構成の場合、サーミスタ４０とヒータホルダ２３の間に隙間を生じる場合もあるため、本実施形態の構成の方が、より孔部２３ｂ内を完全な閉空間にすることができる。さらに、サーミスタ４０とヒータホルダ２３を単一の部材とすることで、部品数も減らすことができる。
【００６１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００６２】
また、本発明は、図２に示す定着装置のほか、例えば、図８〜図１０に示すような定着装置にも適用可能である。以下、図８〜図１０に示す各定着装置の構成について簡単に説明する。
【００６３】
まず、図８に示す定着装置２０は、定着ベルト２１に対して加圧ローラ２７側とは反対側に、押圧ローラ５４が配置されており、この押圧ローラ５４とヒータ２２とによって定着ベルト２１を挟んで加熱するように構成されている。一方、加圧ローラ２７側では、定着ベルト２１の内周にニップ形成部材５５が配置されている。ニップ形成部材５５は、ステー２４によって支持されており、ニップ形成部材５５と加圧ローラ２７とによって定着ベルト２１を挟んでニップ部Ｎを形成している。
【００６４】
次に、図９に示す定着装置２０では、前述の押圧ローラ５４が省略されており、定着ベルト２１とヒータ２２との周方向接触長さを確保するために、ヒータ２２が定着ベルト２１の曲率に合わせて円弧状に形成されている。その他は、図９に示す定着装置２０と同じ構成である。
【００６５】
最後に、図１０に示す定着装置２０では、定着ベルト２１のほかに加圧ベルト５６が設けられ、加熱ニップ（第１ニップ部）Ｎ１と定着ニップ（第２ニップ部）Ｎ２とを分けて構成している。すなわち、加圧ローラ２７に対して定着ベルト２１側とは反対側に、ニップ形成部材５５とステー５７とを配置し、これらニップ形成部材５５とステー５７を内包するように加圧ベルト５６を回転可能に配置している。そして、加圧ベルト５６と加圧ローラ２７との間の定着ニップＮ２に用紙Ｐを通紙して加熱及び加圧して画像を定着する。その他は、図２に示す定着装置２０と同じ構成である。
【００６６】
以上の各定着装置２０においても、サーミスタ４０をヒータ２２から所定の距離の位置に保持することにより、サーミスタ４０の検知精度を安定させ、定着ベルト２１の温度を適切に制御することができる。
【００６７】
本発明に係る画像形成装置は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。
【００６８】
また、本発明に係る定着装置は、以下の図８に示す画像形成装置に設けられた図９に示す構成の定着装置であってもよい。
【００６９】
図８に示すように、画像形成装置としての複写装置１００は、装置本体１０１の中央部に位置する画像形成部１０３と、画像形成部１０３の下方に位置する給紙部１０４と、画像形成部１０３の上方に位置する画像読取部とを有している。画像形成部１０３には水平方向に延びる転写面を有する中間転写ベルト１０５が走行自在に配設されており、中間転写ベルト１０５の上方には互いに補色関係にあるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーによるトナー像をその表面に担持することが可能な像担持体が配設されている。
【００７０】
反時計回り方向に回転自在に構成された像担持体である各感光体ドラム１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１０５の転写面に沿って並列に配設されている。各感光体ドラム１０６の周囲には、各感光体ドラム１０６の回転過程において画像形成処理を実行する光書き込み装置１０７、帯電装置１０８Ｙ，１０８Ｍ，１０８Ｃ，１０８Ｋ、現像装置１０９Ｙ，１０９Ｍ，１０９Ｃ，１０９Ｋ、一次転写ローラ１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋ、及びクリーニング装置が配設されている。各現像装置１０９には、対応する色のトナーがそれぞれ収容されている。
【００７１】
中間転写ベルト１０５は、駆動ローラ１１１と二次転写バックアップローラ１１２を含む複数の従動ローラに掛け渡されており、中間転写ベルト１０５を介して二次転写バックアップローラ１１２と対向する位置には二次転写ローラ１１３が配設されている。一方、給紙部１０４に配設された給紙トレイ１１４内に積載された記録媒体である用紙Ｐは、給紙ローラ１１５によって引き出された後に搬送ローラ対１１６によって搬送され、搬送経路Ｒをレジストローラ対１１７に向けて搬送される。レジストローラ対１１７は搬送されてきた用紙Ｐを一時停止させ、中間転写ベルト１０５上の画像とタイミングを合わせた上で用紙Ｐを二次転写ローラ１１３に向けて給送する。
【００７２】
上述の複写装置１では、画像形成動作に当たり先ず感光体ドラム１０６Ｙの表面が帯電装置１０８Ｙによって一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて感光体ドラム１０６Ｙ上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像はイエロートナーを収容した現像装置１０９Ｙによってトナー像として可視像化され、このトナー像は所定のバイアスが印加される一次転写ローラ１１０Ｙによって中間転写ベルト１０５上に一次転写される。  他の感光体ドラム１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋにおいてもトナーの色のみが異なる同様の画像形成動作が行われ、各色のトナー像が中間転写ベルト１０５上に静電気力により順次重畳転写される。このようにして中間転写ベルト１０５上に形成されたフルカラートナー像は、二次転写バックアップローラ１１２と二次転写ローラ１１３との接触部である二次転写ニップ部において、給紙部１０４より給送される用紙Ｐに一括転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置１１８に搬送され、定着装置１１８において熱と圧力とによってトナー像を定着された後に排紙トレイ１１９に排出される。
【００７３】
図９に示すように、定着装置１１８は、駆動ローラ１２０、従動ローラ１２１、加圧部材あるいは第二の回転体としての加圧ローラ１２２、ニップ形成部材としての加圧パッド１２３、定着部材あるいは第一の回転体としての定着ベルト１２４等を有している。外周面にゴム等の高摩擦抵抗部材を有する駆動ローラ１２０は定着装置１１８の側板に回転自在に支持されており、モータによって用紙Ｐが搬送される方向と同方向（図９において時計回り方向）に定着ベルト１２４が走行するように駆動される。
【００７４】
アルミニウムまたは鉄製のローラである従動ローラ１２１は定着装置１１８の側板に回転自在に支持されており、定着ベルト１２４の走行に伴い従動回転する。駆動ローラ１２０及び従動ローラ１２１の下方には加圧ローラ１２２が配設されている。定着装置１１８の側板に回転自在に支持された加圧ローラ１２２は、定着ベルト１２４の走行に伴い従動回転すると共に付勢手段の付勢力によって用紙Ｐを加圧する。
【００７５】
定着ベルト１２４を介して加圧ローラ１２２と対向する位置には加熱装置５０およびステー２４が配設されている。前述した実施形態と同様、サーミスタ４０が検知した温度に基づいてヒータ２２の加熱量を制御することにより、定着ベルト１２４を目的の温度まで加熱および維持することができる。
【００７６】
駆動ローラ１２０、従動ローラ１２１、加熱装置５０に所定の張力で掛け渡される定着ベルト１２４は、例えばニッケル、ステンレス、ポリイミド等の基材に厚さ３００〜５００μｍ程度のシリコーンゴム層等の弾性層を形成した二層構造となるように形成されている。
【００７７】
以上の画像形成装置に設けられた定着装置においても、本発明の加熱装置を適用することにより、サーミスタ４０をヒータ２２から所定の距離の位置に保持してサーミスタ４０の検知精度を安定させ、定着ベルト２１の温度を適切に制御することができる。
【００７８】
記録媒体としては、用紙Ｐ（普通紙）の他、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート、プラスチックフィルム、プリプレグ、銅箔等が含まれる。
【００７９】
以上の実施形態では、非接触式の温度検知部材として、図３で示す構成のサーミスタを適用したが、これに限らない。例えば、温度検知部材としてＮＣセンサを用いることもできる。ただし、本実施形態のサーミスタ４０の方が耐熱性に優れるため、好ましい。また、温度検知部材としてサーモスタットを用いてもよい。
【００８０】
以上の実施形態では、本発明の加熱装置の例として、定着装置に設けられた定着ベルトを加熱する加熱装置を例示した。しかし、本発明の加熱装置は、被乾燥物を乾燥させるための乾燥装置にも適用することができ、例えばインクジェット式の画像形成装置において、用紙等の記録媒体表面に形成された画像のインクを乾燥させるための乾燥装置に本発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【００８１】
１        画像形成装置
２０      定着装置
２１      定着ベルト（第一の回転体）
２２      ヒータ（加熱部材）
２２ａ    基材
２２ｂ    抵抗発熱体（発熱体）
２２ｃ    絶縁層
２３      ヒータホルダ（保持部材）
２３ａ    挿入孔
２４      ステー
２７      加圧ローラ（第二の回転体）
４０      サーミスタ（温度検知部材）
４１      感熱素子
４２      フレーム
４２ａ    開口部
４３      導線
４４      耐熱性フィルム
４５      カバー部材
５０      加熱装置
Ｎ        定着ニップ（ニップ部）
Ｐ        用紙（記録媒体）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８２】
【特許文献１】特許第４５６６３８０号公報
【図１】
2020024366.tif 000003
【図２】
2020024366.tif 000004
【図３】
2020024366.tif 000005
【図４】
2020024366.tif 000006
【図５】
2020024366.tif 000007
【図６】
2020024366.tif 000008
【図７】
2020024366.tif 000009
【図８】
2020024366.tif 000010
【図９】
2020024366.tif 000011
【図１０】
2020024366.tif 000012
【図１１】
2020024366.tif 000013
【図１２】
2020024366.tif 000014