(57)【要約】【課題】潤滑剤に含まれるオイルがヒータにおける接触部材との接着部に流れることを防止し、電力の過度な供給やカールの発生を抑えることが可能な技術を提供する。【解決手段】像加熱装置は、基板及び前記基板に設けられた発熱体を有するヒータと、その内面が前記ヒータと接触して回転する筒状のフィルムと、前記ヒータと前記フィルムとの間に介在する潤滑剤と、前記フィルムの外面と接触して回転する加圧部材と、前記ヒータを保持する保持部材と、を有し、ニップ部で挟まれた記録材に形成されている画像を前記ヒータによって加熱する。前記ニップ部における前記ヒータの前記フィルムに対向する面の反対側の面に、接点を介して接触部材が設けられ、前記ヒータと前記保持部材とは、接着剤を介して互いに接着され、前記ヒータと前記保持部材との接着部の位置が、前記接点に対して前記記録材の搬送方向の少なくとも上流側または下流側にある。【選択図】図３
2020071413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板及び前記基板に設けられた発熱体を有するヒータと、筒状のフィルムであって前記フィルムの内面が前記ヒータと接触して回転する筒状のフィルムと、前記ヒータと前記フィルムとの間に介在する潤滑剤と、前記フィルムの外面と接触して回転する加圧部材と、前記ヒータを保持する保持部材と、を有し、前記フィルムと前記加圧部材との間のニップ部で挟まれた記録材に形成されている画像を前記ヒータによって加熱する像加熱装置であって、
前記ニップ部における前記ヒータの前記フィルムに対向する面の反対側の面に、接点を介して接触部材が設けられ、
前記ヒータと前記保持部材とは、接着剤を介して互いに接着され、
前記接着剤による前記ヒータと前記保持部材との接着部の位置が、前記接点に対して前記記録材の搬送方向の少なくとも上流側または下流側にある
ことを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記接着部が、前記ニップ部に搬送される前記記録材の前記搬送方向に略直交する幅方向に沿って連続している、ことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記接触部材が、前記ヒータの温度検知素子である、ことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記接触部材が、前記ヒータの発熱体に電力を供給するための電気的接点である、ことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記保持部材が、前記ヒータの前記反対側の面と接触して前記ヒータとの相対位置を決める座面を有し、
前記接着部が、前記反対側の面の前記座面と接触しない位置に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記接着部が、前記接触部材の外周の少なくとも一部を囲むように形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項７】
記録材に画像を形成する画像形成部と、
記録材に形成された画像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着部が請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の像加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【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を利用したプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、あるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置に関する。また、画像形成装置に搭載されている定着器や記録材に定着されたトナー画像を再度加熱することにより、トナー画像の光沢度を向上させる光沢付与装置等の像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いる像加熱装置として、フィルム加熱方式の像加熱装置が知られている。この像加熱装置は、エンドレスベルト状の耐熱性フィルム（以下、定着フィルムと称す）と、定着フィルムの内面と接触するヒータ、ヒータを保持するためのヒータホルダ、およびフィルムを介してヒータと共にニップ部を形成る加圧ローラを有する。この像加熱装置では、ニップ部において、トナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱してトナー像を記録材に定着する。フィルム加熱方式の像加熱装置で用いるヒータ及びフィルムは低熱容量であるため、省電力化及びウェイトタイムの短縮化（クイックスタート）が可能になる。
【０００３】
このような像加熱装置のヒータにおいては、定着フィルム摺動面に対するヒータ裏面に、ヒータと接点を介して部材を接触させる構成が一般的である。このような部材の一例として、加熱体の温度を検知するための温度検知素子（サーミスタ）やサーモスタットが挙げられる。さらに、当該部材の一例として、特許文献１のように発熱体がヒータの長手方向に分割されているヒータにおいて電力を供給するＡＣ（Alternating Current）接点等
が挙げられる。このようにヒータ裏面と接触させる部材をヒータ接触部材と呼ぶ。
【０００４】
ここで、ヒータ裏面に接触させる部材については、その接点の機能を安定させる目的で、ヒータをヒータホルダに固定させて用いる構成が一般的である。固定手段の具体例は、特許文献２に示すように、ヒータホルダの搬送方向中央部に接着座面を設け、接着剤等を用いて接着する方法等が挙げられる。
【０００５】
また、フィルム加熱方式の像加熱装置においては、定着フィルムとヒータとの摺動抵抗を下げるために、潤滑剤を介在させる構成が採用される。潤滑材としては、回転トルクを低減させるための摺動性を有し、高温で使用しても性能低下の少ない材料が選択される。このような条件を満足する潤滑剤の一例として、フッ素グリスが挙げられる。フッ素グリスはフッ素オイルとフッ素樹脂からなり、オイルの潤滑性による高い摺動性と、フッ素樹脂がフッ素オイルを保持することで高耐久性を満たすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１９４７１３号公報
【特許文献２】特開２００４−０４７７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フッ素グリスに含まれるオイルは粘度が低いため、ヒータと定着フィルムとの間のニップ部に留まらず流れ出る可能性がある。例えば、ヒータとヒータホルダの隙間を流れて、ヒータ裏面に回り込む。その結果、ヒータと接触部材とが接点を介して互いに接着されている接着部に、オイルが付着し、ヒータと接触部材との接続が不安定になる場合がある。例えば、サーミスタの場合、オイルが接点に介在すると、サーミスタが温度を低く検知し
てしまう。その結果、供給電力が大きくなって、省エネ性が失われたり、必要以上の熱が与えられることで記録材が変形したりする現象（以下、カールと称する）が発生する場合がある。
【０００８】
そこで本発明の目的は、潤滑剤に含まれるオイルがヒータにおける接触部材との接着部に流れることを防止し、電力の過度な供給やカールの発生を抑えることが可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明である像加熱装置は、
基板及び前記基板に設けられた発熱体を有するヒータと、筒状のフィルムであって前記フィルムの内面が前記ヒータと接触して回転する筒状のフィルムと、前記ヒータと前記フィルムとの間に介在する潤滑剤と、前記フィルムの外面と接触して回転する加圧部材と、前記ヒータを保持する保持部材と、を有し、前記フィルムと前記加圧部材との間のニップ部で挟まれた記録材に形成されている画像を前記ヒータによって加熱する像加熱装置であって、
前記ニップ部における前記ヒータの前記フィルムに対向する面の反対側の面に、接点を介して接触部材が設けられ、
前記ヒータと前記保持部材とは、接着剤を介して互いに接着され、
前記接着剤による前記ヒータと前記保持部材との接着部の位置が、前記接点に対して前記記録材の搬送方向の少なくとも上流側または下流側にある
ことを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成部と、
記録材に形成された画像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着部が本発明の像加熱装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、潤滑剤に含まれるオイルがヒータにおける接触部材との接着部に流れることを防止し、電力の過度な供給やカールの発生を抑えることが可能な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の断面模式図。
【図２】実施例１に係る定着装置の横断側面図。
【図３】実施例１、従来例１に係る定着装置の平面模式図、および横断断面図。
【図４】実施例１、従来例１に係る定着装置の横断断面図。
【図５】実施例２に係る定着装置におけるヒータの表面および断面模式図。
【図６】実施例２に係る定着装置の平面模式図。
【図７】実施例３に係る定着装置の平面模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照して本発明の実施形態を例示する。ただし、実施形態に記載されている構成部品の寸法や材質や形状やそれらの相対配置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件等により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。
【００１３】
（実施例１）
以下、本発明の実施例１について説明する。まず、実施例１に係る定着装置を備える電
子写真画像形成装置（以下、画像形成装置）について説明する。図２は、実施例１の一例である画像形成装置１００の断面模式図である。
【００１４】
画像形成装置１００は、記録材Ｐ上にトナー画像を形成する画像形成部Ａと、画像形成部Ａに記録材Ｐを送り出す記録材送り部Ｂと、記録材Ｐ上のトナー画像を記録材Ｐに加熱定着する定着部（像加熱部）としての定着装置（像加熱装置）Ｃとを有する。画像形成部Ａは、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと称する）１を有する。感光ドラム１は、画像形成装置１００の筐体を構成する画像形成装置本体（以下、装置本体と称する）Ｍに回転自在に支持されている。感光ドラム１の外周面の周囲には、感光ドラム１の回転方向に沿って順に、帯電ローラ２と、レーザースキャナ３と、現像装置４と、転写ローラ５と、クリーニング装置６とが配設されている。記録材送り部Ｂは、送り出しローラ１１を有する。送り出しローラ１１は、不図示の駆動モータによって矢印方向に所定のタイミングで回転され、カセット７に積載収納されている記録材Ｐを搬送経路に送り出す。
【００１５】
画像形成装置１００は、画像形成部Ａと記録材送り部Ｂと定着装置Ｃ等を制御する制御部３１（制御手段）を有する。制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲ
ＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを有する。メモリには画像形成を行うための各種プログラムが記憶されている。制御部３１は、ホストコンピュータ等の外部装置からプリント信号を取得し、取得したプリント信号に基づいて所定の画像形成制御シーケンスを実行する。これによって、感光ドラム１を回転させるモータが駆動され、感光ドラム１が所定の周速度（プロセススピード）で矢印方向に回転する。回転された感光ドラム１の表面は、帯電ローラ２によって、現像剤であるトナーと同極性（ここでは負極性）の所定の電位に一様に帯電される。そして、感光ドラム１の表面の帯電面に対して、レーザースキャナ３が画像情報に基づいてレーザ光Ｌを走査し、感光ドラム１の表面を露光する。この露光によって、露光部分の電荷が除去され、感光ドラム１の表面に静電潜像が形成される。
【００１６】
現像装置４は、現像剤を担持する現像剤担持体としての現像ローラ４１と、トナーを収納するトナー容器４２を有する。現像ローラ４１に担持されたトナーは、不図示のウレタンブレード等の部材によって摩擦され、所定の極性（実施例１では負極性）に帯電される。また、現像電圧用の電源（不図示）によって現像ローラ４１に負電位が印加されることで、トナーとの電位差によって、感光ドラム１の表面の静電潜像にトナーが付着し、静電潜像が現像剤像であるトナー画像Ｔとして現像される。そして、トナーと逆極性である正電位が転写部材である転写ローラ５に印加されることで、転写電圧による電位差によって、感光ドラム１の表面に形成されたトナー画像Ｔが記録材Ｐに転写される。
【００１７】
記録材送り部Ｂでは、駆動モータが駆動されて送り出しローラ１１が回転され、送り出しローラ１１によって、記録材Ｐはカセット７から搬送ローラ８に送り出される。記録材Ｐは搬送ローラ８によって搬送され、トップセンサ９を通過して感光ドラム１の表面と転写ローラ５の外周面との間の転写ニップ部に搬送される。トップセンサ９によって、搬送方向における記録材Ｐの先端が検知される。感光ドラム１の表面に形成されたトナー画像Ｔは、加熱及び加圧されて記録材Ｐ上に定着される。トナー画像Ｔが定着された記録材Ｐは、搬送ローラ１２、排出ローラ１３の順に搬送されて装置本体Ｍの上面に設けられた排出トレイ１４に排出される。トナー画像が記録材Ｐに転写された後の感光ドラム１の表面に残留しているトナー（転写残トナー）は、クリーニング装置６のクリーニングブレード６１によって除去され、クリーニング装置６内に蓄積される。以上の動作が繰り返されることで、順次プリントが行われる。一例として、画像形成装置１００では、Ａ４サイズの場合、７０枚／分のプリント速度でプリントが行われる。
【００１８】
（定着装置Ｃ）
図２は、実施例１に係る定着装置Ｃの横断側面図である。実施例１の定着装置Ｃは、ヒータ２０、ヒータホルダ２１、金属ステイ２２、筒状フィルムとしての定着フィルム２５、加圧ローラ２６を有する。ヒータホルダ２１は、加熱体としてのヒータ２０を保持する保持部材である。定着装置Ｃでは、加熱回転体としての筒状の定着フィルム２５と加圧回転体（加圧部材）としての加圧ローラ２６との間のニップ部に記録材Ｐが扶持され、ヒータ２０の熱によってトナー画像Ｔが加熱されて記録材Ｐに定着される。定着装置Ｃには、トライアックなど商用の交流電源２７２に接続された通電制御部としての制御回路２７１から電力が供給される。
【００１９】
（加圧ローラ２６）
加圧ローラ２６は、芯軸部２６１の外周に弾性層２６２を有し、弾性層２６２の外周に表層２６３を有する。加圧ローラ２６の外径は約２５ｍｍである。芯軸部２６１には、アルミニウム、鉄等の金属材料が中実もしくは中空で用いられる。実施例１では、一例として中実のアルミニウムを芯金材料として用いる。弾性層２６２は、耐熱性のシリコーンゴムからなり、カーボン等の電気伝導材が添加されることで導電性を有する。定着フィルム２５の外面と接触する表層２６３は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂からなる厚さ１０〜８０μｍの離型性チューブである。ここで、ＰＦＡはテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ＰＴＦＥはポリテトラフルオロエチレン（４フッ化）、ＦＥＰはテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（４，６フッ化）の略称である。実施例１では、加圧ローラ２６の表層２６３は、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブである。
【００２０】
（定着フィルム２５）
定着フィルム２５は、直径２４ｍｍの円筒形状を有する。定着フィルム２５は可撓性を有し、ヒータホルダ２１に対して緩嵌されている。定着フィルム２５の層構造は、図２の円内に示すように、内側から基層２５１、弾性層２５２、表層２５３が設けられた複層からなる。基層２５１の材料としては、一般にポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）等の低熱容量の耐熱性樹脂材料が用いられる。ただし、熱伝導性と耐久性を高めるためにＳＵＳ、Ｎｉ等の薄肉金属を用いることもできる。
【００２１】
基層２５１は、熱容量を小さくしてクイックスタート性を満足させる、すなわちウェイトタイムの短縮を実現するとともに、十分な機械強度も有する必要がある。そこで、基層２５１の厚みは、１５μｍ以上１５０μｍ以下とすることが望ましい。実施例１の基層２５１は、一例として厚み７０μｍの円筒形のポリイミド基層とする。弾性層２５２は、シリコーンゴムからなる。弾性層２５２を設けることで、トナー画像Ｔを包み込み、均一に熱を与えることができ、光沢度が高くてムラの少ない画像を得ることが可能になる。また、弾性層２５２は、シリコーンゴム単体では熱伝導性が低いため、アルミナ、金属ケイ素、炭化ケイ素、酸化亜鉛等の熱伝導性フィラーを添加することで、熱伝導率を１．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とすることが好ましい。実施例１においては、弾性層２５２のゴム材に、熱伝導性フィラーである金属ケイ素を添加することで、熱伝導率を１．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）としている。また、弾性層２５２の厚さは、一例として２５０μｍである。
【００２２】
表層２５３は、離型層として、高い耐摩耗性及びトナーに対する高い離型性が要求される。そこで、表層２５３の材料としては、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂が用いられ、表層２５３は、樹脂のディスパージョンを焼成して得られるコーティング層、あるいはチューブ層として形成される。表層２５３を形成するフッ素樹脂にカーボンなどの導電材が付与されてもよい。実施例１の表層２５３は、一例としてフッ素樹脂としてＰＦＡが用いられた厚さ２５μｍのチューブ層として形成される。
【００２３】
（ヒータ２０）
ヒータ２０は、窒化アルミニウム、アルミナ等からなる耐熱性のヒータ基板２０１を有する。実施例１では、ヒータ基板２０１の材料として、熱伝導性に優れる窒化アルミニウムが採用される。ヒータ基板２０１の表面には、通電により発熱する通電発熱抵抗層としての抵抗体パターン２０２が、例えばスクリーン印刷によってヒータ基板２０１の長手方向（記録材Ｐの搬送方向に略直交する方向）に沿って連続するように形成されている。なお、以下、抵抗体パターン２０２を発熱体２０２と称する。実施例１では、発熱体２０２が定着フィルム２５の内面と対向する面の反対側の面に配置される、いわゆる裏面発熱構成としている。発熱体２０２の表面は、保護層としての保護ガラス２０３によって被覆されている。ヒータ基板２０１と定着フィルム２５とが接触する面には、摺動層としての摺動ガラス２０５が設けられている。
【００２４】
（摺動グリス）
ヒータ２０の摺動ガラス２０５と定着フィルム２５との間には、回転トルクを低く維持する目的で、潤滑剤としての摺動グリスが介在されている。摺動グリスは、耐熱性に優れ、画像形成装置１００を長期にわたって使用した場合でも摺動ガラス２０５と定着フィルム２５との間の摺動性が低下しない特性を有することが望ましい。そこで、実施例１の摺動グリスとして、フッ素グリスが用いられる。フッ素グリスの主要成分は、オイルとしてのＰＦＰＥ（パーフルオロポリエーテエル）とフッ素樹脂としてのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）である。なお、摺動グリスの摺動性を向上させ、摺動トルクを低減させるために、オイルの粘度を下げる方法が知られている。実施例１では、摺動グリスとしてフッ素グリスであるｈｐ−３００（東レ・ダウコーニング社製）が摺動ガラス２０５と定着フィルム２５との間に４００ｍｇ塗布されている。
【００２５】
（ヒータホルダ）
図３を参照しながら、実施例１のヒータホルダ２１およびヒータ接触部材について説明する。図３Ａは実施例１のヒータホルダ２１を模式的に示す平面図、図３Ｃは従来例のヒータホルダ２１ａを模式的に示す平面図である。ヒータ接触部材は、ヒータ２０の温度を検知するための温度検知素子（サーミスタ）２０４ｍ、２０４ｓである。
【００２６】
ヒータホルダ２１は、ヒータ２０を保持する部材であり、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂によって形成される。また、ヒータホルダ２１は、サーミスタ２０４ｍ、２０４ｓを不図示のバネ部材を介して保持し、ヒータ２０の裏面に所定の接圧で押さえつける機能を有する。また、ヒータホルダ２１は、金属ステイ２２によって加圧ローラ２６側に付勢されている。
【００２７】
また、実施例１のヒータホルダ２１は、ヒータ２０と接着するための接着部２０８と、ヒータ座面２０７を有する。ヒータ座面２０７は、ヒータ２０とヒータホルダ２１の相対位置を位置決めする位置決め部材である。接着部２０８は、接着剤等を介して、ヒータホルダ２１とヒータ２０を互いに接着させる目的で設けられている。接着部２０８には、ローレット形状を施す等によって表面積を増大させて接着性を高める工夫がなされている。接着部２０８は、ヒータホルダ２１の短手方向においては、ヒータ座面２０７とサーミスタ２０４ｍ、２０４ｓとの接触部Ｃｏの間の領域として形成されている。また、接着部２０８は、ヒータホルダ２１の長手方向においては、ヒータ２０の全長より長い一続きの領域として形成されている。言い換えると、接触部Ｃｏに対して、ヒータホルダ２１の短手方向（記録材Ｐの搬送方向）の上流側および下流側に、それぞれ接着部２０８が形成されている。
【００２８】
（ヒータ接触部材）
実施例１では、ヒータ２０の温度を検知する温度検知部材としての２つのサーミスタ２０４ｍ、２０４ｓが設けられている。図３Ａに示すように、ヒータホルダ２１の長手方向において、サーミスタ２０４ｍはヒータホルダ２１の略中央に、サーミスタ２０４ｓはヒータホルダ２１の端部側に設けられている。また、ヒータホルダ２１の短手方向においては、サーミスタ２０４ｍ、２０４ｓは、それぞれヒータホルダ２１の略中央に設けられている。サーミスタ２０４ｍは、ヒータ２０の長手方向においてヒータ２０の略中央の領域の温度を検知することを目的としている。また、サーミスタ２０４ｓは、ヒータ２０の長手方向においてヒータ２０の端部側の領域の温度を検知することを目的としている。サーミスタ２０４ｍ、２０４ｓによって検知されるヒータ２０の温度に基づいてヒータ２０の発熱体２０２に供給される電力が制御されることで、ヒータ２０の温度が所定の温度内に維持される。
【００２９】
（ヒータホルダとヒータの接着部）
次に、図３Ｂを参照しながら、実施例１のヒータ２０とヒータホルダ２１との接着部２０８について説明する。図３Ｂは、図３Ａに示すＹ−Ｙ断面による実施例１のヒータホルダ２１およびヒータ２０の断面模式図である。ヒータ２０は、ヒータ座面２０７に当接することで位置決めされ、接着部２０８で接着剤Ｓによってヒータホルダ２１に接着される。ヒータ２０とヒータホルダ２１を接着させる接着剤Ｓとしては、ガラスおよび樹脂に対する接着性能が高く、安価で容易に塗布できる材料、例えば湿度硬化型のシリコーンゴムや熱硬化型のシリコーンゴム等が用いられる。実施例１では、接着剤Ｓの一例として湿度硬化型のシリコーンゴムであるＫＥ３４１７（信越シリコーン社製）が用いられる。
【００３０】
図３Ｃは、従来の定着装置のヒータホルダ２１ａにおける接着部２０８ｂの一例を示す。従来の接着部２０８ｂは、ヒータホルダ２１ａの短手方向においてはヒータホルダ２１ａの略中央に設けられる。また、接着部２０８ｂは、ヒータホルダ２１ａの長手方向においては間隔をあけて設けられる。すなわち、従来のヒータホルダ２１ａにおいては、ヒータホルダ２１ａの短手方向（記録材Ｐの搬送方向）において、ヒータ２０並びにサーミスタ２０４ｍａ、２０４ｓａの上流側および下流側に接着部が設けられていない。
【００３１】
（定着装置における接触部へのオイルの流入）
次に、本実施例１における課題である、ヒータ接触部材とヒータの接触部に、摺動グリスのオイルが回り込む現象について説明する。図４は、ヒータホルダ２１およびヒータ２０の長手方向における、ヒータホルダ２１およびヒータ２０の中央部の横断断面図である。図４Ａは、本実施例１に係る定着装置におけるヒータホルダ２１およびヒータ２０を示す。図４Ｂは、従来例に係る定着装置におけるヒータホルダ１２１およびヒータ１２０を示す。
【００３２】
従来の定着装置では、装置の耐用年数の終期に近づくにつれて、しだいに摺動グリスに含まれるオイルがサーミスタ等のヒータ接触部材とヒータとの接触部に流入し、サーミスタ１２０４ｍによって温度を精度よく検知できなくなるという課題がある。図４Ｂを用いてこの課題について説明する。
【００３３】
上記の通り、摺動グリスは、定着フィルム１２５とヒータ１２０の摺動ガラス１２０５との間に塗布されることで、加圧ローラ２６の回転トルクを低減させることを目的としている。摺動グリスは、定着フィルム２５とヒータ２０と加圧ローラ２６とによって形成されるニップ部Ｎに塗布されることを想定している。しかし、定着装置の耐用年数に近づくにつれて、摺動グリスは次第にニップ部Ｎの外に流れ出てしまう。ニップ部から流出する傾向は、摺動グリスの主要成分のうち、流動性の高いオイル（ＰＦＰＥ）で顕著に現れる。ニップ部Ｎから流れ出たオイルの一部は、記録材の搬送方向の上流側および下流側におけるヒータ１２０とヒータホルダ１２１との間と、ヒータ座面１２０７とヒータ保護ガラ
ス１２０３との間を流れる。さらに、当該オイルは、サーミスタ１２０４ｍとヒータ１２０との接触部Ｃｏに流入する。
【００３４】
したがって、オイルは、図４Ｂに示す矢印方向に沿って、Ｏによって示される領域を回り込むように流れる。ここで、ヒータ座面１２０７とヒータ保護ガラス１２０３は所定の加圧力で押し付けられている。しかし、ヒータホルダ１２１や保護ガラス１２０３の表面には微小な凹凸があるため、オイルはその凹凸の隙間を通り抜ける。そして、接触部Ｃｏにオイルが流入すると、サーミスタ１２０４によって検知されるヒータ２０の温度が、正しい温度よりも低くなる可能性がある。この結果、ヒータ１２０に不要な電力が供給され、定着装置の省エネ性が損なわれる場合がある。さらに、不要な電力が過剰に供給される結果、記録材Ｐのカールが発生する場合がある。
【００３５】
このような課題に対して、実施例１のヒータホルダ２１を使用することで、オイルがヒータ２０とサーミスタ２０４ｍ、２０４ｓとの接触部Ｃｏに回り込むことを防止することができる。図３Ａに示すように、実施例１では、接触部Ｃｏから見て記録材Ｐの搬送方向の上流側および下流側にヒータ２０とヒータホルダ２１の接着部２０８が設けられている。接着部２０８において、ヒータ２０の保護ガラス２０３とヒータホルダ２１との間に接着材が介在することで、シーリング効果が発揮され、オイルが接触部Ｃｏに流入することを抑止することができる。
【００３６】
図４Ａを用いて、実施例１のオイルの移動の様子を説明する。実施例１の定着装置においても、上記の従来例の定着装置と同様に、摺動グリスのオイルは、記録材Ｐの搬送方向の上流側と下流側におけるヒータ２０とヒータホルダ２１との間や、ヒータ座面２０７とヒータ２０の保護ガラス２０３との間を流れる。すなわち、オイルは図中矢印方向に移動する。しかし、オイルは、ヒータホルダ２１とヒータ２０の保護ガラス２０３とが接着剤で接着された領域Ｒを通過することはできない。領域Ｒにおいて、接着剤が接着時に変形して保護ガラス２０３の表面の微小な凹凸を埋めるためである。これにより、オイルが流れる領域は図中Ｏで示される領域に限られ、オイルは接触部Ｃｏを通り抜けることはできない。
【００３７】
したがって、実施例１に係る定着装置を用いることで、摺動グリスに含まれるオイルが接触部Ｃｏに流入することを防止することができる。また、耐用年数の終期に近づいた定着装置においても、省エネ性が損なわれたり、カールが発生したりするといった課題を解決することができる。
【００３８】
（実施例１の定着装置と比較例の定着装置の比較結果）
次に、実施例１の定着装置における作用効果を説明するために、比較例１の定着装置との比較実験の結果を示す。実施例１の定着装置においては、図３Ａに示すように接着部２０８が設けられている。一方、比較例１の定着装置においては、図３Ｃに示すように接着部２０８ｂが設けられている。なお、接着部２０８ｂ以外の構成は実施例１と同一であるため、説明を省略する。実施例１および比較例１の比較実験において、一例として、ニップ部における加圧力は１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）であり、記録材の搬送方向におけるニップ部の幅は９ｍｍ、印刷速度は７０枚／分とする。比較実験における定着装置の雰囲気環境は、気温２３℃、湿度５０％であり、記録材としてＣＳ−６８０（キヤノン社製、Ａ４サイズ、６８ｇ／ｃｍ２）を用いる。
【００３９】
表１に、上記の比較実験における定着装置の通紙枚数に応じた省エネ性とカールの結果を示す。表１における省エネ性の結果について説明する。省エネ性は、所定の温調温度で通紙を行った場合にヒータ２０の発熱体２０２に供給される電力を示す指標であると言える。なお、実施例１では、ヒータ２０の裏面の温度を検知するサーミスタ２０４ｍが、２
３０℃で一定になるように温調制御されている。表１において、「〇」は、発熱体２０２に供給される電力（投入電力）が、６１０Ｗ未満であり、すなわち省エネ性能が優れていることを示す。また、「△」は、投入電力が６１０Ｗ以上６２０Ｗ未満であることを示し、「×」は、投入電力が６２０Ｗ以上であることを示し、いずれも「〇」の場合に比べて省エネ性が劣ることを意味する。
【００４０】
表１におけるカールの結果について、カールの変形量とは、一例として、ニップ部を通過した記録材においてカールが発生している領域の、記録材の搬送方向の長さであるとする。表１において、「〇」は、カールの変形量が２ｍｍ未満で変形量が小さく、良好であることを示す。また、「△」は、カールの変形量が２ｍｍ以上４ｍｍ未満であることを示し、発生したカールが実用上問題とはならないとみなせるが、印刷物として望ましくない状態であることを示す。また、「×」は、カールの変形量が４ｍｍ以上であり、発生したカールが実用上問題がある状態であるとみなせることを示す。
【表１】
2020071413.tif 000003
【００４１】
表１に示すように、比較例１の定着装置においては、通紙枚数が初期、すなわち通紙枚数が０枚から印刷を開始した直後の段階における省エネ性およびカールの変形量はいずれも良好であると言える。また、５０ｋ枚通紙後においては、省エネ性およびカールの変形量は、初期に比べて悪化して「△」である。さらに、１００ｋ枚通紙後においては、省エネ性は「○」の場合に比べて劣り、カールの変形量は実用上問題があるため、いずれも「×」となる。このため、比較例１においては、１５０ｋ枚まで通紙を行わなかった。１００ｋ枚通紙後の比較例１の定着装置においては、ヒータ１２０とサーミスタ１２０４ｍの接触部を観察したところ、摺動グリスのオイルが接触部Ｃｏに介在していた。オイルが接触部に介在することで、サーミスタ１２０４ｍがヒータ１２０の温度を実際の温度よりも低く検知した結果、省エネ性や記録材のカールの変形量が悪化したと言える。
【００４２】
一方、実施例１の定着装置においては、１５０ｋ枚通紙後でも、省エネ性およびカールの変形量はいずれも良好である。すなわち、実施例１の定着装置を用いることで、装置の耐用年数全体にわたって優れた省エネ性と実用上問題が無いカールの変形量を維持できると言える。また、１５０ｋ枚通紙後の実施例１の定着装置においては、ヒータ２０とサーミスタ２０４ｍとの接触部Ｃｏにはオイルが介在していないことがわかった。
【００４３】
以上のように、実施例１では、ヒータ２０とヒータホルダ２１の接着部２０８が、サーミスタ２０４ｍに対して記録材の搬送方向の上流側と下流側とにそれぞれ設けられている。これにより、定着装置の省エネ性およびカールの変形量を良好に維持することができるという作用効果が得られる。
【００４４】
なお、実施例１においては、ヒータ座面２０７が、ヒータ２０の短手方向に対して接着部２０８よりも外側に配置される場合を示した。しかし、ヒータ座面２０７と接着部２０８の位置関係は、上記に限るものではなく任意に設定することができる。例えば、上記のヒータホルダ２１の代わりに図３Ｄに示すヒータホルダ２１ｂを用いてもよい。すなわち、実施例１では、ヒータ座面２０７ｂを、ヒータ２０の短手方向において接着部２０８ｂよりも内側に配置することも可能である。この場合、接着部２０８ｂによってヒータ座面２０７ｂとサーミスタ２０４ｍｂ、２０４ｓｂとが挟まれるように、接着部２０８ｂが形
成される。
【００４５】
さらに、実施例１では、接着部２０８をサーミスタ２０４ｍに対して記録材の搬送方向の上流側と下流側とに設ける構成としたが、上流側あるいは下流側のいずれか一方の側のみに接着部２０８を設ける構成としてもよい。なお、当該構成においては、上流側と下流側のうち摺動グリスのオイルが流入しやすい側に接着部２０８を設けるのが効果的である。オイルが上流側と下流側のいずれの側から流入しやすいかを決める基準としては、定着フィルム２５の回転方向、ヒータ２０とヒータホルダ２１との隙間の大きさなどが挙げられる。
【００４６】
また、実施例１における上記の説明では、ヒータ２０の裏面への接触部材としてサーミスタ２０４ｍ、２０４ｓを例示した。しかしながら、サーミスタ２０４以外の部材であってもヒータ２０の裏面に接触させて用いる部材であれば、上記の構成により同様の作用効果を得ることができる。例えば、サーミスタ２０４ｍの代わりにサーモスイッチやサーモスタット等であってもよい。
【００４７】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２について説明する。実施例２と実施例１の違いは、ヒータ２０、ヒータホルダ２１、ヒータ２０裏面への接触部材に関する構成であり、その他の構成は実施例１と同一であるため説明を省略する。実施例２のヒータ２２０の特徴は、発熱体２２０２が、ヒータ２２０の長手方向に分割されている（以降、分割ヒータと称する）ことである。このように発熱体２２０２が分割されていることで、記録材のサイズや形成する画像のパターンに応じて各発熱体２２０２の発熱量を変えて、ニップ部における通紙されない部分（非通紙部）や形成する画像がない部分（非画像部）の昇温を抑制できる。実施例２では、分割ヒータを用いることにより、ヒータ２２０の裏面に電気的接点としての接点Ｃ１〜Ｃ７およびＣ８−１、Ｃ８−２が設けられている。
【００４８】
図５を用いて、実施例２のヒータ２２０の構成を説明する。図５Ａは、ヒータ２０の断面図である。図５Ｂ〜５Ｅは、ヒータ２２０の摺動面および裏面の各層の平面図である。図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、図５Ｅは、それぞれヒータ２２０の裏面層Ｂ２、裏面層Ｂ１、摺動面層Ｓ１、摺動面層Ｓ２を示す。図５Ｆは、ヒータ２２０への各電気接点の接続方法を説明する図である。  図５Ｂ〜５Ｅには、実施例２の画像形成装置における記録材Ｐの搬送基準の位置Ｘを示す。搬送基準は中央基準となっており、記録材Ｐは、記録材Ｐの幅方向における中心が搬送基準位置Ｘに沿って搬送される。また、図５Ａは、搬送基準位置Ｘにおけるヒータ２２０の断面図である。
【００４９】
ヒータ２２０は、セラミックス製の基板２２０１と、基板２２０１上に設けられた裏面層Ｂ１と裏面層Ｂ１を覆う裏面層Ｂ２とを有する。さらに、ヒータ２２０は、基板２２０１上の裏面層Ｂ１の反対側の面に設けられた摺動面層Ｓ１と、摺動面層Ｓ１を覆う摺動面層Ｓ２とを有する。裏面層Ｂ１には、導電体２２０６（２２０６ａ、２２０６ｂ）が、ヒータ２２０の長手方向に沿って設けられている。導電体２２０６は、導電体２２０６ａ、２２０６ｂに分離されており、導電体２２０６ｂは、導電体２２０６ａに対して記録材Ｐの搬送方向の下流側に配置されている。また、裏面層Ｂ１には、導電体２２０７（２２０７−１〜２２０７−７）が、導電体２２０６ａ、２２０６ｂに並行して設けられている。導電体２２０７は、導電体２２０６ａと導電体２２０６ｂとの間に、ヒータ２２０の長手方向に沿って設けられている。さらに、裏面層Ｂ１には、発熱体２２０２ａ（２２０２ａ−１〜２２０２ａ−７）と発熱体２２０２ｂ（２２０２ｂ−１〜２２０２ｂ−７）が設けられている。発熱体２２０２ｂは、導電体２２０６ａと導電体２２０７の間に設けられており、導電体２２０６ａと導電体２２０７を介して電力が供給されることで発熱する。
【００５０】
ヒータ２２０の発熱部位は、導電体２２０６と導電体２２０７と発熱体２２０２とから構成され、ヒータ２２０の長手方向において、７つの発熱ブロック（ＨＢ１〜ＨＢ７）に分割されている。すなわち、発熱体２２０２ａは、ヒータ２２０の長手方向において、発熱体２０２ａ−１〜２０２ａ−７の７つの領域に分割されている。また、発熱体２２０２ｂは、ヒータ２２０の長手方向において、発熱体２０２ｂ−１〜２０２ｂ−７の７つの領域に分割されている。さらに、導電体２２０７は、発熱体２２０２ａ、２２０２ｂの分割位置に合わせて、導電体２２０７−１〜２２０７−７の７つの領域に分割されている。
【００５１】
ヒータ２２０における発熱範囲（加熱領域）は、発熱ブロックＨＢ１の図中左端から発熱ブロックＨｂ７の図中右端までの範囲であり、その全長は一例として２２０ｍｍである。また、ヒータ２２０の長手方向における各発熱ブロックの長さは、一例として約３１ｍｍでる。なお、発熱範囲や発熱ブロックの長さはこれに限られない。例えば、いわゆる定型小サイズ紙（Ａ５サイズなど）の両端部の位置と、発熱ブロック（例えばＨＢ２とＨＢ６）の端部の位置とが合うように、発熱範囲や発熱ブロックの長さを設定してもよい。
【００５２】
裏面層Ｂ１は電極Ｅ（Ｅ１〜Ｅ７およびＥ８−１、Ｅ８−２）を有する。電極Ｅ１〜Ｅ７は、それぞれ導電体２２０７−１〜２２０７−７の領域内に設けられており、導電体２２０７−１〜２２０７−７を介して発熱ブロックＨｂ１〜Ｈｂ７にそれぞれ電力を供給するための電極である。電極Ｅ８−１、Ｅ８−２は、ヒータ２２０の長手方向における端部において、導電体２２０６と接続するように設けられており、導電体２２０６を介して発熱ブロックＨｂ１〜ＨＢ７に電力を供給するための電極である。実施例２では、ヒータ２２０の長手方向における両端部に電極Ｅ８−２、Ｅ８−２が設けられているが、例えば、ヒータ２２０の一端側に一方の電極（例えば電極Ｅ８−１）のみが設けられる構成でもよい。また、導電体２２０６ａ、２２０６ｂに対して、共通の電極で電力が供給されるが、導電体２２０６ａと２２０６ｂそれぞれに個別の電極を設け、電力の供給が行われてもよい。
【００５３】
裏面層Ｂ２は、絶縁性を有する保護層としての保護ガラス２２０３を有する。保護ガラス２２０３は、導電体２２０６、導電体２２０７、発熱体２２０２ａ、２２０２ｂをそれぞれ覆うように設けられている。また、保護ガラス２２０３は、電極Ｅを覆わないように形成されている。これにより、電極Ｅに対して、ヒータ２２０の裏面層Ｂ２側から電気接点を接続することができる。
【００５４】
基板２２０１上の裏面層Ｂ１と反対側の面に設けられた摺動面層Ｓ１には、各発熱ブロックＨＢ１〜Ｈｂ７の温度を検知するための温度検知素子としてのサーミスタＴＨ（ＴＨ１−１〜ＴＨ１−４およびＴＨ２−５〜ＴＨ２−７）が設けられている。サーミスタＴＨは、抵抗値の温度依存特性（ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）特性あるいはＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）特性）を有する材料からなる。サーミスタＴＨは、その抵抗値を検出することにより各発熱ブロックの温度を検知する。
【００５５】
また、摺動面層Ｓ１は、サーミスタＴＨに通電してサーミスタＴＨの抵抗値を検出するため、導電体ＥＴ（ＥＴ１−１〜ＥＴ１−４およびＥＴ２−５〜ＥＴ２−７）と導電体ＥＧ（ＥＧ１、ＥＧ２）とを有する。導電体ＥＴ１−１〜ＥＴ１−４は、それぞれサーミスタＴＨ１−１〜ＴＨ１−４に接続されている。導電体ＥＴ２−５〜ＥＴ２−７は、それぞれサーミスタＴＨ２−５〜ＴＨ２−７に接続されている。導電体ＥＧ１は、４つのサーミスタＴＨ１−１〜ＴＨ１−４に接続され、共通の導電経路を形成している。導電体ＥＧ２は、３つのサーミスタＴＨ２−５〜ＴＨ２−７に接続され、共通の導電経路を形成している。導電体ＥＴおよび導電体ＥＧは、それぞれヒータ２２０の長手方向に沿って、ヒータ−２２０の端部まで延伸するように形成され、当該端部において不図示の電気接点を介して不図示の制御回路と接続されている。
【００５６】
摺動面層Ｓ２は、摺動性および絶縁性を有するガラス摺動層２２０５により構成されており、サーミスタＴＨ、導電体ＥＴ、導電体ＥＧを覆うとともに、定着フィルム２２５の内面と摺動可能に構成されている。また、ガラス摺動層２２０５は、導電体ＥＴおよび導電体ＥＧの電気接点を確保するために、ヒータ２２０の長手方向の両端部を除いて形成されている。
【００５７】
次に、各電極Ｅに対する電気接点の接続方法について説明する。図５Ｆは、各電極Ｅへ電気接点が接続された状態のヒータ２２０をヒータホルダ２２１側から見た平面図である。ヒータホルダ２２１は、バネによる付勢や溶接などの手法によって、電極Ｅ（Ｅ１〜Ｅ７およびＥ８−１、Ｅ８−２）と電気的に接続されている。電気接点Ｃ１〜Ｃ７およびＣ８−１、Ｃ８−２を介して、発熱体２２０２に電力が供給される。
【００５８】
次に、図６を参照しながら、実施例２のヒータホルダ２２１の構成について説明する。実施例２では、ヒータ２２０の電気接点Ｃ１〜Ｃ７およびＣ８−１、Ｃ８−２と接触してヒータ２２０の発熱体に電力を供給するＡＣ接点ＡＣ１〜ＡＣ７およびＡＣ８−１、ＡＣ８−２が設けられている。ＡＣ接点ＡＣ１〜ＡＣ７およびＡＣ８−１、ＡＣ８−２は、ヒータホルダ２２１に設けられ、ヒータ２２０に対して所定の圧力（実施例２では５００ｇｆ）で押圧している。図６Ａには、実施例２のヒータ２２０とヒータホルダ２２１の接着部２２０８が示されている。実施例２の接着部２２０８は、ヒータ２２０の短手方向においては、各ＡＣ接点ＡＣ１〜ＡＣ７およびＡＣ８−１、ＡＣ８−２の上流側および下流側の２か所に設けられている。また、接着部２２０８は、ヒータ２２０の長手方向においては、ヒータ２２０の略全長にわたって延伸するように設けられている。
【００５９】
図６Ｂを参照しながら、実施例２における摺動グリスのオイルの移動について説明する。実施例２においても、実施例１と同様に、オイルは図中矢印方向に移動する。そして、オイルは、ヒータ２２０の接着部２２０８によってヒータ２２０の保護ガラス２２０３とヒータホルダ２２１とが接着された領域Ｒにおいてシーリングされる。この結果、オイルが流れる領域は図中Ｏで示される範囲に限られ、ＡＣ接点ＡＣ４とヒータ２２０の保護ガラス２２０３の接触部Ｃｏにはオイルが流入しない。
【００６０】
したがって、実施例２に係る定着装置では、実施例１と同様に、記録材Ｐの搬送方向において、各ＡＣ接点ＡＣ１〜ＡＣ７およびＡＣ８−１、ＡＣ８−２の上流側と下流側に、接着部２２０８が設けられている。この結果、実施例２においても接触部Ｃｏへの摺動グリスのオイルの流入を防いで安定した給電が可能になる。
【００６１】
（実施例３）
次に、本発明の実施例３について説明する。実施例３と実施例１の違いは、ヒータ２０、ヒータホルダ２１、ヒータ２０裏面への接触部材に関する構成であり、その他の構成は実施例１と同一であるため説明を省略する。
【００６２】
図７を参照しながら、実施例３の接着部３２０８について説明する。図７Ａは、実施例３におけるヒータホルダ３２１の平面模式図である。実施例３の接着部３２０８の特徴は、ヒータ３２０の短手方向、すなわち記録材Ｐの搬送方向において、ヒータ３２０とサーミスタ３２０４ｍとの接触部Ｃｏの上流側および下流側の領域のみに接着部３２０８が設けられている点である。すなわち接着部３２０８が、ヒータ３２０の長手方向において、分断されていることが特徴である。このように接着部３２０８を構成することで、加熱されたヒータ３２０が熱膨張した場合において、ヒータ３２０が受ける歪みのエネルギーを低減させることができる。また、使用する接着剤の量が低減できることから、ヒータ３２０の製造コストを低減できるとともに、製造時の組立が簡素化される利点がある。実施例
３の接着部３２０８の構成は、摺動グリスのオイルの粘度が比較的高く、摺動グリスのオイルがヒータ３２０の長手方向に流れる現象が発生する可能性が比較的低い場合に効果的である。
【００６３】
ヒータホルダ３２１における接着部３２０８の形状は、上記に限られない。例えば、上記の例では接着部３２０８がヒータ座面３２０７に挟まれる位置に設けられているが、ヒータ座面３２０７が接着部３２０８に挟まれる位置に設けてもよい。また、以下に説明する図７Ｂ〜図７Ｄに示す構成が採用されてもよい。なお、図７Ｂ〜図７Ｄに示す構成において、ヒータは上記のヒータ３２０が用いられる。また、図７Ｂ〜図７Ｄにおいて、サーミスタ４２０４ｍ、５２０４ｍ、６２０４ｍはサーミスタ３２０４ｍに、サーミスタ４２０４ｓ、５２０４ｓ、６２０４ｓはサーミスタ３２０４ｓに対応する。また、ヒータ座面４２０７、５２０７、６２０７はヒータ座面３２０７に対応する。
【００６４】
図７Ｂに示すヒータホルダ４２１では、接着部４２０８ａが円弧形状を有するように構成される。さらに、図７Ｃに示すヒータホルダ５２１では、ヒータ３２０の短手方向における上流側の円弧と下流側の円弧とをつなげて、接触部Ｃｏの全周を囲むように接着部５２０８が形成される。また、図７Ｄに示すヒータホルダ６２１では、ヒータ３２０の長手方向にわたってヒータ３２０とヒータホルダ６２１との接着性を確保する目的で、ＡＣ接点が設けられていない部分に接着部６２０８が形成される。
【符号の説明】
【００６５】
Ｃ・・・定着装置、２０・・・ヒータ、２１・・・ヒータホルダ、Ｃｏ・・・接触部、２５・・・定着フィルム、２６・・・加圧ローラ、２０４ｍ、２０４ｓ・・・サーミスタ、２０８・・・接着部
【図１】
2020071413.tif 000004
【図２】
2020071413.tif 000005
【図３】
2020071413.tif 000006
【図４】
2020071413.tif 000007
【図５】
2020071413.tif 000008
【図６】
2020071413.tif 000009
【図７】
2020071413.tif 000010