(57)【要約】【課題】  発熱抵抗体の使用量を抑えるとともに、温度制御の応答性の高い加熱装置を提供する。【解決手段】  記録材の搬送方向に直行する方向を長手とする基板と、基板の長手方向に沿って形成された、通電により発熱する発熱抵抗体とを有する加熱体と、加熱体に当接させて加熱体の温度を検出する温度検知手段と、加熱体と接触摺動する定着フィルムと、定着フィルムを介して発熱抵抗体との間にニップ部を形成する加圧部材から構成される加熱装置。  上記の加熱装置において、加熱体の温度検知手段近傍に形成される発熱抵抗体は、温度検知手段に近接させて形成することを特徴とする。【選択図】  図１
2010026448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材の搬送方向に直行する方向を長手とする基板と、
前記基板の長手方向に沿って形成された、通電により発熱する発熱抵抗体とを有する加熱体と、
前記加熱体に当接させて加熱体の温度を検知する温度検知手段と、
前記加熱体と接触摺動する定着フィルムと、
前記定着フィルムを介して発熱抵抗体との間にニップ部を形成する加圧部材とを有する加熱装置において、
前記加熱体の温度検知手段近傍に形成される発熱抵抗体は、
温度検知手段に近接させて形成することを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記発熱抵抗体は、前記加熱体の長手方向に少なくとも一往復して形成し、
前記温度検知手段近傍の記録材搬送方向の上流側発熱抵抗体および下流側発熱抵抗体を温度検知手段に近接させて形成することを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記発熱抵抗体は、前記加熱体の長手方向に少なくとも一往復して形成し、
前記温度検知手段近傍の記録材搬送方向の上流側発熱抵抗体もしくは下流側発熱抵抗体の一方のみを温度検知手段に近接させて形成することを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の加熱装置を備え、
前記定着フィルムと加圧部材との間を搬送する記録材上のトナーを、前記記録材上に定着させることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
前記記録材上にトナー画像を形成させる画像形成手段と、
前記画像形成手段によってトナー画像が形成された記録材を請求項４に記載の定着装置へ搬送させる搬送手段を備えた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、電子写真式プリンタ、複写機などの画像形成装置に用いられる、記録材上に未定着画像を加熱定着させる加熱装置、定着装置、及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式プリンタ、複写機などの画像形成装置において、記録材上のトナー像の定着手段として、クイックスタートや省エネルギーの観点からフィルム加熱方式などに代表される加熱装置が用いられている。
【０００３】
このフィルム加熱方式の加熱装置は、加熱体にセラミックヒータ（以下、ヒータあるいは加熱体とも称する）を用い、ヒータと加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルムを挟ませて圧接ニップ部を形成させ、この圧接ニップ部の定着フィルムと加圧ローラとの間に画像定着すべき未定着トナー画像を担持させた記録材を搬送し、定着フィルムと加圧ローラで挟持搬送させることで、圧接ニップ部においてヒータの熱を定着フィルムを介して記録材に与え、また圧接ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を記録材面に熱圧定着させるものである（特許文献1〜特許文献4）。
【０００４】
加熱装置に用いられるヒータは、たとえば基板上に記録材搬送方向の上流と下流の間に発熱抵抗体の一端が接続されて複数本配置され、一定の抵抗値でヒータ基板長手方向に形成されている。また、ヒータ基板の裏面には発熱抵抗体の温度を検知するための温度検知手段であるサーミスタが配置されている。発熱抵抗体の温度制御は、このヒータ基板裏面に配置したサーミスタの検知信号をCPU入力しトライアックを制御することで、ヒータに対する通電を制御する。
【０００５】
このような電子写真式プリンタ、複写機で用いられている加熱装置において、さらなる小型化、低コスト化が求められてきている。例えば、ヒータ基板においては一枚のセラミックシートをより細く切断することによって得られるヒータ基板の本数を増やし、現在では1本の基板幅も数mm幅まで小さくなってきている。また、発熱抵抗体は銀とパラジウムを主成分としたものが用いられており、特にパラジウムは高価な材料であるため、発熱抵抗体の使用量を削減した発熱抵抗体パターンが用いられている。
【０００６】
これらのヒータ基板幅の縮小、発熱抵抗体の使用量の削減をふまえた発熱抵抗体パターンの配置を平面で示したものが図5である。発熱抵抗体の使用量を削減するために、発熱抵抗体のパターン幅は細く形成されている。また、発熱抵抗体に過電圧が給電された場合にも上下流の発熱抵抗体間で電流リークもしくはショートが発生しないように、上下流の発熱抵抗体は、所望の絶縁距離をとるためにヒータ基板端部に寄せたパターンとしている。
【特許文献１】特開昭63-313182号公報
【特許文献２】特開平2-157878号公報
【特許文献３】特開平4-44075号公報
【特許文献４】特開平4-204980号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の発熱抵抗体パターンを用いると、発熱抵抗体と、ヒータ裏面のヒータ短手方向中央部に設置したサーミスタなどの温度検知素子との距離が離れた構成となる。
【０００８】
その結果、温度制御の応答性が鈍るため所望の温度制御を行なうことが困難となる。また、加熱装置の故障により発熱抵抗体が異常高温となった際、ソフトウェアによる高温プロテクトの作動が遅れるため、ヒータ裏面に設置した温度ヒューズやサーモスイッチなどの熱安全保護素子が作動する恐れがあるなどの問題が生じる。
【０００９】
そこで、本出願に係る発明の目的は、ヒータ基板上に形成した上下流の発熱抵抗体パターンが離れた構成を持つ加熱装置において、温度制御の応答性の高い加熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本出願に係る発明は、記録材の搬送方向に直行する方向を長手とする基板と、前記基板の長手方向に沿って形成された、通電により発熱する発熱抵抗体とを有する加熱体と、前記加熱体に当接させて加熱体の温度を検出する温度検知手段と、前記加熱体と接触摺動する定着フィルムと、前記定着フィルムを介して発熱抵抗体との間にニップ部を形成する加圧部材とを有する加熱装置において、前記発熱抵抗体は、前記加熱体の温度検知手段近傍に形成される発熱抵抗体は、温度検知手段に近接させて形成することを特徴とする。
【００１１】
また、発熱抵抗体は、前記加熱体の長手方向に少なくとも一往復して形成し、前記温度検知手段近傍の記録材搬送方向の上流側発熱抵抗体および下流側発熱抵抗体を温度検知手段に近接させて形成することを特徴とする。
【００１２】
また、発熱抵抗体は、前記加熱体の長手方向に少なくとも一往復して形成し、前記温度検知手段近傍の記録材搬送方向の上流側発熱抵抗体もしくは下流側発熱抵抗体の一方のみを温度検知手段に近接させて形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によればヒータ基板の上下流位置に発熱抵抗体を形成した加熱体において、温度検知手段近傍に形成される発熱抵抗体を温度検知手段に寄せて形成することで、応答性の高い加熱装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
本発明における加熱装置としての定着装置は、加熱部材としての定着フィルムを用いた、フィルム加熱方式の加熱装置である。
【００１７】
図2は記録材201の搬送方向に沿った定着装置の断面図、図3は加熱装置の一例を示す構成模型図である。
【００１８】
図2において、定着装置はトナー202を過熱する加熱体としてのセラミックヒータ203（以下、ヒータ称す）と、このヒータを内包する定着フィルム204、定着フィルムに当接され、定着ニップNを形成する別の定着回転体としての加圧ローラ205、ヒータの裏面に当接させた温度検知素子であるサーミスタ206、このサーミスタが検知する温度にもとづいて所望の制御を行なうCPU、CPUの出力信号により駆動し、加熱体への給電制御を行なうトライアック、記録材の搬送を制御する回転制御手段とにより構成され、記録材の搬送およびヒータに対する制御を行なう。
【００１９】
図3は加熱装置の概略構成図であり、(a)は加熱装置の平面図、(b)は(a)におけるA-A'での断面図である。ヒータは、アルミナや窒化アルミなどの耐熱性の基板301上に、例えば厚膜印刷によって形成された厚さ数μmから数十μm程度の発熱抵抗体パターン302と、発熱抵抗体の電気的端部にAg等によって形成された厚さ数μmから数十μm程度の電気接点および発熱抵抗体の折り返し接点を形成する導体ペースト303、発熱体ペーストおよび一部の導体ペーストの上層に、加圧ニップ部Nに対する耐圧性、耐熱性、低摩擦性の機能を有するガラス保護層304とから形成されている。なお、ヒータは定着装置に取り付けられた加熱体保持部材としてのヒータホルダ305によって固定支持されている。ヒータホルダは耐熱樹脂によって形成された部材であり、定着フィルム204の回転をガイドするガイド部材としても作用する。温度検知素子であるサーミスタ306は、記録紙搬送方向中央部のヒータ裏面に当接するようにヒータホルダに固定支持される。
【００２０】
上記の定着装置において、加圧ローラ205の矢印方向への回転により記録材を定着ニップ部Nにて狭持搬送し、ヒータによって記録材上のトナーを加熱する。この際、回転制御手段で加圧ローラの回転を制御することにより、記録材の搬送を適宜に制御し、またサーミスタによってヒータの温度を制御することで、定着画像を提供する。
【００２１】
本実施例における加熱装置のヒータの概略構成図を図1に示す。ヒータ基板101の上に、発熱抵抗体102をヒータの長手方向に一往復するパターンとして形成する。発熱抵抗体の上流側発熱抵抗体および下流側発熱抵抗体は、発熱抵抗体に過電圧が給電された場合にも上下流の発熱抵抗体間で電流リークもしくはショートが発生しないように、所望の絶縁距離をとり、ヒータ基板端部に寄せたパターンとしている。サーミスタ103（温度検知手段）は通紙可能な最小幅紙が通りうる領域のヒータ裏面に、ヒータ短手方向中央部に当接させて配置する。
【００２２】
ここで、サーミスタ近傍Aに形成された上下流の発熱抵抗体は、サーミスタの応答性を高めるために、ヒータ短手方向においてサーミスタに近接するように形成する。この際、上下流の発熱抵抗体間に発生する電位差は給電電極部近傍に比べサーミスタ近傍部の方が低いため、過電圧が給電されたときに必要となる上下流間の絶縁距離は、サーミスタ近傍においては少なくてよい。ただし、サーミスタ近傍部に配置した上下流の発熱抵抗体間の距離は、発生しうる電位差に応じた絶縁距離をとる必要がある。
【００２３】
以上のように、上下流の発熱抵抗体をヒータ基板端部に形成した加熱体において、サーミスタ近傍の上下流の発熱抵抗体のみをサーミスタに近接するように形成することにより、発熱抵抗体で発生した熱がより早くサーミスタへと伝導するため、応答性の高い加熱装置を提供することが可能となる。
【実施例２】
【００２４】
図4は実施例2の加熱装置の概略を説明する図である。定着装置の基本構成は実施例1と同じであるため全体構成に関する説明はここでは省略する。
【００２５】
本実施例の特徴とするところは、ヒータ基板401上に形成した発熱抵抗体402において、発熱抵抗体はヒータ基板の長手方向に沿って形成する。発熱抵抗体の上流側発熱抵抗体および下流側発熱抵抗体は、発熱抵抗体に過電圧が給電された場合にも上下流の発熱抵抗体間で電流リークもしくはショートが発生しないように、所望の絶縁距離をとり、ヒータ基板端部に寄せたパターンとしている。サーミスタ403は通紙可能な最小幅紙が通りうる領域のヒータ裏面に、ヒータ短手方向中央部に当接させて配置する。
【００２６】
ここで、サーミスタ近傍Aに形成された発熱抵抗体は、サーミスタの応答性を高めるために、ヒータ短手方向においてサーミスタに近接するように形成する。しかし、サーミスタに近接させた発熱体抵抗部は、ヒータ裏面にサーミスタを当接させているため、サーミスタ当接部の熱がサーミスタへと放熱され、局所的に温度ムラが発生する可能性がある。よって、この温度ムラを解消するため、本実施例において、発熱抵抗体は図4(a)に示すような上流側の発熱抵抗体のみをサーミスタに近接させる構成もしくは、図4(b)に示すような下流側の発熱抵抗体のみをサーミスタに近接させる構成とする。この際、上下流の発熱抵抗体間に発生する電位差は給電電極部に比べサーミスタ近傍部の方が低いため、過電圧が給電されたときに必要となる上下流間の絶縁距離は、サーミスタ近傍においては少なくてよい。ただし、サーミスタ近傍部に配置した上下流の発熱抵抗体間の距離は、発生しうる電位差に応じた絶縁距離をとる必要がある。
【００２７】
以上のように、サーミスタ近傍Aの上流もしくは下流のいずれかの発熱抵抗体のみをサーミスタに近接するように形成することにより、サーミスタ部での発熱ムラを生じさせることなく、発熱抵抗体で発生した熱がより早くサーミスタへと伝導するため、応答性の高い加熱装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る実施例1における加熱装置の詳細構成を示す図である。
【図２】本発明に係る実施例1における定着装置の全体構成を示す図である。
【図３】本発明に係る実施例1における加熱装置の概略構成を示す図である。
【図４】本発明に係る実施例2における加熱装置の詳細構成を示す図である。
【図５】従来例における加熱装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
101  基板
102  発熱抵抗体
103  サーミスタ
104  給電導電部
105  折り返し導電部
A  温度検知部近傍
N  ニップ部
201  記録材
202  トナー
203  ヒータ
204  定着フィルム
205  加圧ローラ
206  サーミスター
207  ヒータホルダ
301  基板
302  発熱抵抗体
303  給電導電部
304  絶縁ガラス
305  ヒータホルダ
306  サーミスタ
307  折り返し導電部
A  温度検知部近傍
401  基板
402  発熱抵抗体
403  サーミスタ
404  給電導電部
405  折り返し導電部
A  温度検知部近傍
501  基板
502  給電導電部
503  発熱抵抗体
504  サーミスタ
505  折り返し導電部
【図１】
2010026448.tif 000003
【図２】
2010026448.tif 000004
【図３】
2010026448.tif 000005
【図４】
2010026448.tif 000006
【図５】
2010026448.tif 000007