(57)【要約】【課題】板状発熱体を保持している保持部材からの板状発熱体の浮きを抑え、板状発熱体で可撓性部材を傷付けることがないようにする。【解決手段】板状発熱体２２の記録材搬送方向と直交する長手方向において前記板状発熱体の端部で発熱体２２ｂに通電する給電部材Ｃ１，Ｃ２と前記給電部材よりも内側で前記板状発熱体と前記板状発熱体を保持する保持部材２３に接触しながら移動する可撓性部材２１との間に押え部材４１を有し、前記押え部材によって前記板状発熱体を前記保持部材から浮かないように押えていることを特徴とする。【選択図】図１１
2010060796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電より発熱する発熱体を有する板状発熱体と、前記板状発熱体を保持する保持部材と、前記保持部材に保持された前記板状発熱体の発熱体に通電する給電部材と、前記板状発熱体と前記保持部材に接触しながら移動する可撓性部材と、前記板状発熱体と共に前記可撓性部材を挟んでニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ記録材上に画像を定着する定着装置において、
前記板状発熱体の記録材搬送方向と直交する長手方向において前記板状発熱体の端部で前記発熱体に通電する前記給電部材と前記給電部材よりも内側で前記板状発熱体と前記保持部材に接触しながら移動する前記可撓性部材との間に押え部材を有し、前記押え部材によって前記板状発熱体を前記保持部材から浮かないように押えていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記押え部材は、前記保持部材と一体の部材であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記押え部材は、前記保持部材とは別の部材であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
記録材に画像を担持させる作像手段と、前記画像を前記記録材上に定着する定着手段と、を有する画像形成装置において、
前記定着手段が請求項１から請求項３のいずれかに記載の定着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、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置(定着器）、及びその定着装置を搭載する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の複写機やプリンタに搭載する定着装置（定着器）として、フィルム加熱方式の定着装置が知られている。このフィルム加熱方式の定着装置は、細長いセラミック基板上に通電発熱抵抗体を有するヒータと、ヒータを保持するホルダと、ホルダとヒータに接触しつつ移動する定着フィルムと、定着フィルムを介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、を有する。未定着トナー像を担持する記録材はニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上の画像は記録材に加熱定着される。この定着器は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いというメリットを有する。従って、この定着器を搭載するプリンタは、プリント指令の入力後、１枚目の画像を出力するまでの時間（ＦＰＯＴ：Ｆｉｒｓｔ  Ｐｒｉｎｔ  Ｏｕｔ  Ｔｉｍｅ）を短くできる。また、このタイプの定着器は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。
【０００３】
フィルム加熱方式の定着装置は、カラー複写機やカラープリンタに搭載する場合、カラー定着に対応する必要なニップ部を確保するため、通常定着動作時のニップ部の総加圧力は２９４Ｎ（約３０Ｋｇｆ）と大きくなっている。ニップ部に挟まったジャム紙を取り除く際に、ジャム紙がちぎれないようにするためには、特許文献１のように、通常定着動作時の第１の加圧状態（総加圧力：約３０Ｋｇｆ）より低い第２の加圧状態を設けることも一つの方法である。
【特許文献１】特開２００７−１２８０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フィルム加熱方式の定着装置では、第１の加圧状態のときのホルダの撓み量と第２の加圧状態のときのホルダの撓み量が異なるため、ホルダにヒータを固定した場合、ホルダの撓み量の変化に起因してヒータ割れ等が生じる可能性がある。そこでヒータ割れ等が生じないようにするために、ホルダに設けた溝状の凹部にヒータを嵌め込むことによってホルダにヒータを保持させている。
【０００５】
上記のようにホルダでヒータを保持する構成のフィルム加熱方式の定着装置では、第２の加圧状態でヒータの長手方向端部がホルダから浮くヒータ浮きが発生し、ヒータの短手方向端部のエッジ部で定着フィルム内面を傷付けてしまうことがある。
【０００６】
本発明の目的は、板状発熱体を保持している保持部材からの板状発熱体の浮きを抑え、板状発熱体で可撓性部材を傷付けることがないようにした定着装置、及びその定着装置を搭載する画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための構成は、通電より発熱する発熱体を有する板状発熱体と、前記板状発熱体を保持する保持部材と、前記保持部材に保持された前記板状発熱体の発熱体に通電する給電部材と、前記板状発熱体と前記保持部材に接触しながら移動する可撓性部材と、前記板状発熱体と共に前記可撓性部材を挟んでニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ記録材上に画像を定着する定着装置において、前記板状発熱体の記録材搬送方向と直交する長手方向において前記板状発熱体の端部で前記発熱体に通電する前記給電部材と前記給電部材よりも内側で前記板状発熱体と前記保持部材に接触しながら移動する前記可撓性部材との間に押え部材を有し、前記押え部材によって前記板状発熱体を前記保持部材から浮かないように押えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、板状発熱体を保持している保持部材からの板状発熱体の浮きを抑え、板状発熱体で可撓性部材を傷付けることがないようにした定着装置、及びその定着装置を搭載する画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を図面に基づいて説明する。
【００１０】
[実施例１]
（１）画像形成装置例
図１４は、本発明に係る定着装置を搭載する画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は電子写真画像形成方式を用いて、記録紙、ＯＨＰシート等の記録材に画像を形成するフルカラーレーザープリンタである。
【００１１】
本実施例に示すプリンタＭは、プリンタ本体Ｍａ内に、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色のトナー画像を形成する第１〜第４の４つの画像形成ステーション（作像手段）ＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫを有する。プリンタ本体Ｍａ内に下から右斜め上方に並列に配設された各ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫには、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムという）１が設けられている。各感光体ドラム１は矢印方向に回転可能である。各感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム１の回転方向に沿って、帯電手段としての帯電器０２と、露光手段としての露光装置３と、現像手段としての現像装置４と、クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置５がそれぞれ配置されている。
【００１２】
また、プリンタ本体Ｍａ内には、各ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫの感光体ドラム１の外周面（表面）と対向するように記録材搬送手段としての無端ベルト状の記録材搬送ベルト６が設けられている。この搬送ベルト６は、駆動ローラ７とテンションローラ８の２軸に巻き掛けられている。また、搬送ベルト６は、記録材Ｐを静電気を利用して保持できるように誘電体樹脂材料によって形成されている。この搬送ベルト６を挟んで各画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫの感光体ドラム１と対向させて転写手段としての転写ローラ９を配設している。それによって、各画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫの感光体ドラム１と搬送ベルト６との間に転写部を形成している。
【００１３】
本実施例のプリンタＭは、ホストコンピュータ等の外部装置（不図示）から出力される画像形成開始信号（以下、プリント指令と記す）に応じて所定の画像形成シーケンスを実行し、その画像形成シーケンスに従って画像形成動作を行う。即ち、各画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫが順次駆動され、各感光体ドラム１が矢印方向へ所定の周速度（プロセススピード）で回転される。また、搬送ベルト６は、駆動ローラ７の駆動により矢印方向へ各感光体ドラム１の回転周速度に対応した周速度で回転される。
【００１４】
まず１色目のイエローの画像形成ステーションＳＹにおいて、感光体ドラム１表面を帯電器２により所定の極性・電位に一様に帯電する。次に露光装置３が外部装置からの画像情報に応じたレーザー光Ｌを感光体ドラム１表面の帯電面に走査露光する。これにより、感光体ドラム１表面の帯電面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そしてこの潜像が現像装置４によりイエローのトナー（現像剤）によって現像され、感光体ドラム１表面にトナー像（現像像）が形成される。同様の、帯電、露光、現像の各工程が２色目のマゼンタの画像形成ステーションＳＭ、３色目のシアンの画像形成ステーションＳＣ、４色目のブラックの画像形成ステーションＳＫにおいても行われる。そして各画像形成ステーションＳＭ〜ＳＫの感光体ドラム１表面に各色のトナー像（現像像）が形成される。
【００１５】
一方、給送カセット１０内に積載収容されている記録材Ｐは送り出しローラ１１により搬送ガイド１２を通してレジストローラ１３に送られる。次いでこの記録材Ｐはレジストローラ１３によって搬送ベルト６の外周面（表面）上に搬送され、その搬送ベルト６表面に静電的に吸着されて保持される。その記録材Ｐは搬送ベルト６の回転によって搬送ベルト６の回転方向上流側の転写部から回転方向下流側の転写部まで搬送される。各画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫの転写ローラ９には記録材Ｐの搬送過程においてトナー像と逆極性の転写バイアスが印加される。各転写ローラ９はその転写バイアスにより対応する感光体ドラム１表面のトナー像を記録材Ｐの面上に順番に重ねて転写させ担持させる。つまり、転写手段である転写ローラ６は像担持体としての感光体ドラム１が担持する画像であるトナー像を記録材に転写させて担持させる。これによって記録材Ｐは記録材Ｐの面上にフルカラーの未定着トナー像を担持する。
【００１６】
フルカラーの未定着トナー像を担持する記録材Ｐは搬送ベルト６により定着装置（定着手段）１４に搬送される。そしてその記録材Ｐは定着装置１４の後述するニップ部Ｎを通過することによって記録材Ｐの面上に未定着トナー像が加熱定着される。トナー像が定着された記録材Ｐは排出ローラ１５によってプリンタ本体Ｂ上部の排出トレー１６上に排出される。
【００１７】
トナー像転写後において感光体ドラム１表面に残留している転写残トナーはドラムクリーニング装置５によって除去され回収される。
【００１８】
モノクロ画像出力時には、上記の帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニングからなる一連の画像形成プロセスをブラック画像形成部ＳＫにおいてのみ行う。
【００１９】
転写手段は転写ローラ９に限られず転写ブレードを用いてもよい。転写ブレードを用いる場合、転写ブレードはトナー像を記録材に転写する際に転写バイアスが印加され、かつ搬送ベルト６に対して当接するように構成される。
【００２０】
給送カセット１０は、給送カセット１０の内部にサイズの異なる各種記録材Ｐを積載収容するための移動可能な規制ガイド（不図示）を有する。その規制ガイドを記録材Ｐのサイズに応じて変位させその記録材Ｐを給送カセット１０内に積載収容することによって、サイズの異なる各種記録材Ｐを給送カセット１０から送り出すことができる。
【００２１】
（２）定着装置（定着器）
以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。幅とは短手方向の寸法である。長さとは長手方向の寸法である。
【００２２】
図１は本実施例１に係る定着装置１４の一例の横断面模式図である。図２は本実施例１に係る定着装置１４のヒータホルダ２３の斜視図である。図３は本実施例１に係る定着装置１４のヒータホルダ２３とヒータ２２と定着フィルム２１の関係を表わす斜視図である。図４は本実施例１に係る定着装置１４を記録材導入側から見た構成模式図である。図５は定着フィルム２１の層構成を表わす説明図である。図６はヒータ２２の一例の構成模式図である。図７はヒータホルダ２３と給電コネクタＣ１，Ｃ２の関係を表わす説明図である。
【００２３】
本実施例に示す定着装置１４は、円筒状の定着フィルム（可撓性部材）２１と、ヒータ（板状発熱体）２２と、ヒータホルダ（加熱体保持部材）２３と、加圧ステー（加圧部材）２４と、定着フランジ（移動規制部材）２５などを有する。また定着装置１０は、加圧ローラ（バックアップ部材）２６と、加圧切替機構（加圧切替手段）３４と、メインサーミスタ（第１温度検出部材）２７と、サブサーミスタ（第２温度検出部材）２８と、入り口ガイド２９などを有する。定着フィルム２１、ヒータ２３、ヒータホルダ２４、加圧ステー２５及び加圧ローラ２６は何れも長手方向に細長い部材である。
【００２４】
（２−１）定着フィルム
定着フィルム２１は、可撓性を有する細長いエンドレスベルト状（円筒状）の基層２１−１と、その基層２１−１の外周面上に設けられている弾性層２１−２と、その弾性層２１−２の外周面上に設けられている離型層２１−３と、を有する（図５参照）。基層２１−１として、厚さ約３０μｍの厚みのエンドレスベルト状に形成したステンレス製（以下ＳＵＳと称す。本実施例の一例ではＳＵＳ３０４を使用している）フィルムを使用している。弾性層２１−２として、シリコーンゴム層を使用している。離型層２１−３として、厚み約２０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを弾性層２１−２の外周面上に被覆している。
【００２５】
弾性層２１−２として使用されるシリコーンゴム層においては、定着フィルム１１の外周面（表面）及び内周面（内面）の温度差をできるだけ小さくするため、シリコーンゴム層の厚みは薄いことが好ましい。またシリコーンゴム層の材料として、熱伝導率が高い材料を用いることが好ましい。
【００２６】
シリコーンゴム層の熱伝導率を高めるためには、そのシリコーンゴム層に含まれるフィラーの量を増やすことが従来良く行われるものの、単純にフィラー量を増やすことはいろいろな不具合も発生する。
【００２７】
フィラー量を増やすことで、熱伝導率は高くなるものの、シリコンゴムポリマーに比べ比重の重いアルミナなどのフィラー量を増やすことは、シリコーンゴム層自体の比重が重くなってしまい、シリコーンゴム層の熱容量が大きくなってしまう。そのため、定着フィルム１１の温度立上時間的には不利になってしまう。また、フィラー量を単純に増やすことで、シリコーンゴム層の硬度がアップしたり、ゴムのＣセット（永久変形ひずみ）が悪化するなどの不具合が発生してしまう。
【００２８】
シリコーンゴム層の熱伝導率としては、約１Ｗ／ｍＫ以上が望ましい。本実施例１では、約１．３Ｗ／ｍＫのものを使用している。
【００２９】
弾性層２１−２の厚みとしては、ＯＨＴ透過性や、画像上の「す」（微小な光沢ムラ）といった、画質の観点から、定着フィルム２１のシリコーンゴム層を極力厚くすることが望ましい。本発明者らの検討によれば、満足のいくレベルの画質を得るためには、２００μｍ以上のシリコーンゴム厚みが必要であることが分かっている。一方、シリコーンゴム層の厚みを必要以上に厚くすることは、定着フィルム２１自体の熱容量が大きくなってしまうため定着フィルム２１の温度立上時間的に不利になってしまう。このため、本実施例１ではシリコーンゴム層の厚みは約２００〜３００μｍとした。
【００３０】
定着装置１４の温度立上げの観点からは、定着フィルム２１自体の熱容量を小さくすることが望ましい。定着フィルム２１自体の熱容量を小さくするため、定着フィルム２１を小径化することが考えられる。しかしながら、定着フィルム２１の内径を必要以上に小径化すると、定着フィルム２１の内部にヒータ２２をスペース的に配置できなくなったり、定着性に必要なニップ幅が確保できなくなるため、おのずと限界が有る。このため、本実施例１では定着フィルム２１の内径は約２４ｍｍとした。
【００３１】
定着フィルム２１の長さとしては、Ａ３ノビ用紙であるＳＲＡ３サイズ（用紙幅３２０ｍｍ）に対応するため、約３４０ｍｍとしている。
【００３２】
さらに、定着フィルム２１表面にフッ素樹脂層を設けることで、定着フィルム２１表面の離型性を向上し、定着フィルム２１表面にトナーが一旦付着し、再度記録材Ｐに転移することで発生するオフセット現象を防止することができる。
【００３３】
また、定着フィルム２１表面の離型層２１−３をＰＦＡチューブとすることで、より簡便に、均一な離型性層を形成することが可能となる。本実施例１では厚み約２０〜３０ｕｍのＰＦＡチューブを使用している。
【００３４】
（２−２）ヒータホルダ
ヒータホルダ２３は、ヒータ支持部２３ａと、フィルムガイド部２３ｂと、を有し、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂により横断面略半円樋型に形成されている（図１及び図２参照）。このヒータホルダ２３は、ヒータ２２を保持し、定着フィルム２１をガイドする役割を果たす。ヒータホルダ２３の材料に用いる液晶ポリマーとして、住友化学工業（株）の型番  Ｅ４２０５Ｌ  Ｂを使用した。この液晶ポリマーの最大使用可能温度（荷重撓み温度）は、約３０５℃である。ヒータホルダ２３の長手方向形状としては、ヒータ支持部２３ａの長手方向端部に比べて長手方向中央部が厚くなるように、ヒータ支持部２３ａの長手方向中央部にクラウン形状をつけている。クラウン量としては約８００〜９００μｍとしている。ヒータ支持部２３ａの上面（加圧ローラ２６側の面）の短手方向中央には、ヒータホルダ２３の長手方向に沿って溝２３ａ１（図３参照）が形成されている。ヒータ２２はその溝２３ａ１内に嵌め込んで保持されている。フィルムガイド部２３ｂは、ヒータホルダ２３の長手方向に沿って所定の間隔をおいて所定数形成されている。そして定着フィルム２１の回転をガイドするようにヒータ支持部２３ａの短手方向両端部から定着フィルム２１の内周面（内面）に沿って円弧状に突出して形成されている。ヒータ支持部２３ａの長手方向両端部２３ａ２，２３ａ２（図４参照）は、定着装置１４の装置フレーム３１，３１に設けられている定着フランジ２５，２５に保持されている。この定着フランジ２５，２５は装置フレーム３１，３１に上下動自在に支持されている。
【００３５】
（２−３）加圧ローラ
加圧ローラ２６は、パイプ状の細長い芯金２６ａの長手方向端部以外の外周面上に、弾性層２６ｂとして厚み約２ｍｍの導電シリコーンゴム層をローラ状に形成している。そしてその導電シリコーンゴム層の外周面上に、離型層２６ｃとして厚み約５０μｍの導電ＰＦＡ樹脂チューブを被覆したものである。加圧ローラ２６の長さはＳＲＡ３サイズ用紙に対応するように約３３０ｍｍとしている。また、加圧ローラ２６の低コスト化及び軽量化のため、加圧ローラ２６外径としては、約φ２５の小径ローラを使用している。また、加圧ローラ２６の芯金２６ａとして、外径φ２１、肉厚約２．５〜３ｔのアルミパイプを使用したパイプ芯金を使用している。この加圧ローラ２６は、定着フィルム２１を外嵌させたヒータホルダ２３の上方においてヒータ２２と平行になるように芯金２６ａの長手方向両端部が装置フレーム３１，３１に回転自在に保持されている。
【００３６】
（２−４）加圧ステー
加圧ステー２４は、剛性を有する金属等の材料により横断面略Ｕ字形状に形成してある。この加圧ステー２４は、定着フィルム２１の内側においてヒータホルダ２３のヒータ支持部２３ａの下面（加圧ローラ２６と反対側の面）の短手方向中央に配置されている。そして加圧ステー２４は、加圧ステー２４の長手方向両端部に設けられた平板部２４ａ，２４ａ（図４参照）を装置フレーム３１，３１に定着フランジ２５，２５を介して保持させている。本実施例１では、加圧ステー２４として、肉厚２．３ｔの鋼材を使用している。加圧ステー２４の肉厚を厚くすることで加圧時の加圧ステー２４の長手方向の撓みを防止することが出来る。しかしながら、定着フィルム２１の内側にサーミスタなどの温度検知素子や温度ヒューズ等の安全素子（不図示）を配置する空間を確保する必要があるため、加圧ステー２４の肉厚を厚くするのには制限が有る。
【００３７】
（２−５）定着フランジ
定着フランジ２５，２５は、定着フィルム２１の長手方向端部の端面と対向する基板２５ａ，２５ａ（図４参照）を有する。基板２５ａ，２５ａは、基板２５ａ，２５ａの定着フィルム２１の長手方向端部の端面と対向する内面２５ａ１，２５ａ１で定着フィルム２１の長手方向への移動を規制するようにしている。基板２５ａ，２５ａの内面２５ａ１，２５ａ１には、定着フィルム２１の長手方向端部から内部に突入し定着フィルム２１の長手方向端部の形状を保持する保持部２５ｂ，２５ｂが設けてある。基板２５ａ，２５ａの定着フィルム２１と反対側の外面には、保持部２５ｂ，２５ｂと反対側に突出する被加圧部２５ｃ，２５ｃが設けてある。この被被加圧部２５ｃ，２５ｃと装置フレーム３１，３１との間にバネ受け部材３２，３２、３２，３２を介して加圧バネ（加圧部材）３３，３３を縮設させている。そしてその加圧バネ３３，３３の加圧力を定着フランジ２５，２５を介して加圧ステー２４に付与して定着フィルム２１をヒータ２２と加圧ローラ２６とで挟むことにより、加圧ローラ２６の弾性層２６ｂを弾性変形させている。これにより定着ベルト２１表面と加圧ローラ２６表面間に所定幅のニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成している。
【００３８】
（２−６）ヒータ
ヒータ２２として、いわゆるセラミックヒータを用いている。本実施例１では、低コストな定着装置１４とするため、セラミックヒータの基板の材料としてアルミナを使用している。
【００３９】
ヒータ２２は、長さ約３８０ｍｍ、幅約８ｍｍ、厚さ約１ｍｍのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を使用した細長いセラミック基板２２ａ（図６参照）を有する。
そしてその基板２２ａの裏面（加圧ローラ２６と反対側の面）上に、通電により発熱する発熱体である抵抗発熱体２２ｂとして抵抗を調整したＡｇＰｄ（銀パラジウム合金）の発熱ペーストを基板２２ａの長手方向に沿ってスクリーン印刷で細帯状に塗工している。そしてその抵抗発熱体２２ｂを保護するために、抵抗発熱体２２ｂをガラス保護膜によりコーティングしてその抵抗発熱体２２ｂ上に表面保護層２２ｃを形成している。また、基板２２ａの表面（加圧ローラ２６側の面）上には、定着フィルム２１内面との円滑な摺動性を確保するために、ポリイミドコート層からなる摺動層２２ｄを設けている。
【００４０】
本実施例１のヒータ２２は、基板２２ａの長手方向に沿って抵抗発熱体２２ｂを３本形成している。その３本の抵抗発熱体２２ｂのうち、基板２２ａの短手方向において基板中央部の抵抗発熱体２２ｂ−２と基板両端部の抵抗発熱体２２ｂ−１，２２ｂ−３とで、基板２２ａの長手方向の発熱分布を異ならせている。
【００４１】
抵抗発熱体２２ｂ−１，２２ｂ−３は、基板２２ａ表面において、基板２２ａの長手方向一端部の内側に設けた第１給電電極２２ｅ−１から同じ長手方向一端部の内側に設けた第２給電電極２２ｅ−２にかけて通電され得る抵抗発熱体である。この抵抗発熱体２２ｂ−１，２２ｂ−３は互いに直列に接続されて第１の導通経路を構成している。抵抗発熱体２２ｂ−１，２２ｂ−３には、第１の給電コネクタ（第１給電部材）Ｃ１（図７）に設けられている給電接点（不図示）より第１給電電極２２ｅ−１と第２給電電極２２ｅ−２を通じて通電される。給電コネクタＣ１は、略コ字形状に形成され、ヒータホルダ２３のホルダ支持部２３ａの長手方向一端部２３ａ２に、ホルダ支持部２３ａの下面（加圧ローラ２６と反対側の面）とヒータ２２の基板２２ａの表面に接触するように嵌め付けられる。
【００４２】
一方、抵抗発熱体２２ｂ−２は、基板２２ａ表面において、基板２２ａの長手方向一端部の内側に設けた第３給電電極２２ｅ−３から長手方向他端部の内側に設けた第４給電電極２２ｅ−４にかけて通電され得る抵抗発熱体である。この抵抗発熱体２２ｂ−２は抵抗発熱体２２ｂ−１と２２ｂ−３との間で第２の導通経路を構成している。抵抗発熱体２２ｂ−２には、第２の給電コネクタ（第２給電部材）Ｃ２（図７）に設けられている給電接点（不図示）より第３給電電極２２ｅ−３と第４給電電極２２ｅ−４を通じて通電される。給電コネクタＣ２は、略コ字形状に形成され、ヒータホルダ２３のホルダ支持部２３ａの長手方向他端部２３ａ２に、ホルダ支持部２３ａの下面とヒータ２２の基板２２ａ表面に接触するように嵌め付けられる。
【００４３】
本実施例１では、多数個取り用アルミナ基板に割線としてレーザースクライブを施し、そのレーザースクライブ線でアルミナ基板を割ることによって細長いヒータ基板を取り出している。多数個取り用アルミナ基板においてレーザースクライブは上述の抵抗発熱体を設ける面と反対の摺動層側の面に設けられる。
【００４４】
図８は多数個取り用アルミナ基板のレーザースクライブ跡の説明図である。図９はヒータホルダとこのヒータホルダに保持されているヒータの横断面模式図である。
【００４５】
レーザースクライブにより割線を入れた多数個取り用アルミナ基板からヒータ基板を取り出した場合、図８に示すように、そのヒータ基板にはレーザースクライブ跡の稜線部（凹凸部（半円状））ＳＬ、マイクロクラック等が残ってしまう。
【００４６】
そこで、本実施例１では、図９に示すように、抵抗発熱体２２ｂを基板２２ａの裏面（レーザースクライブ跡と反対側の面）側に設け、摺動層２２ｄを基板２２ａの表面（レーザースクライブ跡側の面）側に設けている。そして基板２２ａに残っているレーザースクライブ部の稜線部ＳＬがヒータホルダ２３の支持ホルダ２３ａの溝２３ａ１から突出しないように記録材搬送方向において溝２３ａ１の上流側端部と下流側端部にそれぞれ突出部２３ａ３，２３ａ３を設けている。これにより基板２２ａのレーザースクライブ部の稜線部ＳＬと定着フィルム２１内面との接触を防止できる。これによって基板２２ａのレーザースクライブ部の稜線部ＳＬで定着フィルム２１を磨耗させる、或いは定着フィルム２１を削るといった不具合を解消できる。
【００４７】
上記突出部２３ａ３の突出量ａとしては、薄肉金属層をベースとした定着フィルムを使用する場合、突出量が大きすぎると定着フィルムの変形量が大きくなり定着フィルムクラック等が発生し定着器寿命を短くしてしまうため、約０．５ｍｍ以下が望ましい。これとは逆に、突出量が小さすぎるとヒータ基板のレーザースクライブ部の稜線部の突起、バリ等と定着フィルム内面とが接触してしまうため、突出部２３ａ３の突出量ａは約０．０５ｍｍ以上が望ましい。
【００４８】
（２−７）メインサーミスタ
メインサーミスタ２８は、ヒータホルダ２３のホルダ支持部２３ａに支持させたステンレス製のアーム２８ａの先端にサーミスタ素子２８ｂを取り付けている。そしてそのサーミスタ素子２８ｂをアーム２８ａの弾性を利用して定着フィルム２１内面に接触させている。サーミスタ素子２８ｂをアーム２８ａの先端に取り付けているため、定着フィルム２１内面の動きが不安定になった状態においても、アーム２８ａが揺動することにより、サーミスタ素子２８ｂが定着フィルム２１内面に常に接する状態に保たれる。
【００４９】
（２−８）サブサーミスタ
サブサーミスタ２９は、ヒータ２２の基板２２ａの裏面（加圧ローラ２６と反対側の面）において長手方向端部に配置され、所定の押し圧で基板２２ａ裏面に押し当てられている。このサブサーミスタ２９は、ヒータ２２が何らかの理由により過昇温した際に、リミッタ制御を行うために用いられるものである。
【００５０】
（２−９）ヒータの温度制御
図６に示す温度制御部（制御手段）５１は、ＣＰＵとＲＡＭやＲＯＭなどのメモリとからなっている。メモリにはヒータ２２の抵抗発熱体２２ｂ−１，２２ｂ−３，２２ｂ−２への通電制御に必要な各種のプログラムが記憶されている。温度制御部５１は、定着フィルム２１内面の温度を検知するメインサーミスタ２７（図１参照）からの出力信号Ｓ１を取り込む。そしてその出力信号Ｓ１に基づいて、所定の温度制御を行うべく商用電源５２に接続されているトライアック５３ａ，５３ｂの点灯タイミングを駆動制御することにより、定着フィルム２１を所定の定着温度（目標温度）に維持する。また温度制御部５１は、ヒータ２２の基板中央部の抵抗発熱体２２ｂ−２への通電と基板両端部の抵抗発熱体２２ｂ−１，２２ｂ−３への通電の比率を記録材Ｐのサイズに応じて変更し、記録材Ｐのサイズに応じた発熱分布の最適化を図っている。また温度制御部５１は、後述のニップ部Ｎに小サイズの記録材Ｐが通紙（導入）された際に、サブサーミスタ２８からの出力信号Ｓ２に基づいてヒータ２２の基板２２ａの長手方向端部が定着温度を超えて昇温しているか否かを判断する。そして基板２２ａの長手方向端部が昇温していると判断した場合は、定着温度を下げる制御を行うことにより、ヒータ２２の過昇温を防いでいる。
【００５１】
（２−１０）入り口ガイド
入り口ガイド２９は、搬送ベルト６により定着装置１４に向けて搬送されてくる記録材Ｐをニップ部Ｎに正確にガイドされるよう、記録材Ｐを導く役割を果たす。入り口ガイド２９は装置フレーム３１に組みつけられる。
【００５２】
（２−１１）定着装置の加熱定着動作
プリント指令に応じて加圧ローラ２６の芯金２６ａの長手方向端部に設けられている駆動ギアＧ（図４参照）がモータ（不図示）により回転される。これにより加圧ローラ２６は所定の周速度（プロセススピード）で矢印方向へ回転する。その際、ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２６表面と定着フィルム２１表面との摩擦力によって定着フィルム２１に加圧ローラ２６の回転方向とは逆向きに回転する回転力が作用する。これにより定着フィルム２１は定着フィルム２１内面がヒータ２２の摺動層２２ｄと接触しつつヒータホルダ２３の外周を加圧ローラ２６に追従して回転（移動）する（図１参照）。
【００５３】
またプリント指令に応じて温度制御部５１がトライアック５３ａ，５３ｂを制御して商用電源５２からコネクタＣ１，Ｃ２を通じてヒータ２２の発熱抵抗体２２ｂ−１，２２ｂ−３，２２ｂ−２に通電する。その通電により発熱抵抗体２２ｂ−１，２２ｂ−３，２２ｂ−２が発熱しヒータ２２は急速に昇温して定着フィルム２１を加熱する。ヒータ２２の昇温とともに定着フィルム２１内面温度も上昇し、それに伴い定着フィルム２１表面温度も上昇していく。その温度制御部５１は、メインサーミスタ２８からの出力信号Ｓ１に基づいて定着フィルム２１の温度が所定の定着温度を維持するようにトライアック５３ａ，５３ｂの点灯タイミングを駆動制御する。
【００５４】
加圧ローラ２６及び定着フィルム２１の回転が安定し、かつ定着フィルム２１の温度が所定の定着温度に維持された状態で、未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐが入り口ガイド３０によりニップ部Ｎに導入される。その記録材Ｐはニップ部Ｎにおいて定着フィルム２１表面と加圧ローラ２６とにより挟持搬送される。その搬送過程において記録材Ｐには定着フィルム２１の熱とニップ部Ｎの圧力が加えられ、その熱と圧力によってトナー像ｔは記録材Ｐ上に加熱定着される。
【００５５】
（３）加圧切替機構
本実施例１の定着装置１４は、加圧バネ３３，３３によって加圧ステー２４に付与される加圧力を、通常の加熱定着時の第１の加圧状態と、ジャム処理時等に第１の加圧状態よりも加圧力の低い第２の加圧状態とに切り替える加圧切替機構３４を有する。図４に加圧切替機構３４の一例を示す。
【００５６】
加圧切替機構３４は、圧調整部材としての偏心カム３５，３５を有する。そしてその偏心カム３５，３５を回転させ、定着フランジ２５，２５の被加圧部２５ｃ，２５ｃに設けられているバネ受け部材３２，３２の位置を変えることにより、加圧力の切り替えを行っている。
【００５７】
本実施例１では、第１の加圧状態としては、総加圧力として２９４Ｎ（約３０Ｋｇｆ）としている。これは、カラー定着に必要な定着ニップ幅を確保するためである。本実施例１では、加圧ローラ硬度として約６４°の加圧ローラ２６を使用し、（高分子計器（株）アスカーＣ型硬度計で総荷重１Ｋｇｆ時の硬度値）定着ニップ幅として約７．５〜８．５ｍｍを得ている。ジャム処理時等に使用される第２の加圧状態としては、総加圧力１４７Ｎ（約１５Ｋｇｆ）程度と第１の加圧状態よりも低い加圧力としている。この第２の加圧状態の加圧力は、偏心カム３５，３５の回転軸３５ａ，３５ａを加圧切替モータ（不図示）により回転させ偏心カム３５，３５でバネ受け部材３２，３２を押し下げることによって得ることができる。
【００５８】
（４）ジャム処理時等に発生するヒータ浮きの説明
ヒータ２２は、ヒータ２２の基板２２ａをヒータホルダ２３のホルダ支持部２３ａの溝２３ａ１に接着等により固定したものではなく、そのホルダ支持部２３ａの溝２３ａ１に基板２２ａを嵌め付けてヒータホルダ２３に保持させたものである。ヒータホルダ２３に保持されているヒータ２２は、上述のようにヒータホルダ２３のホルダ支持部２３ａの長手方向一端部と長手方向他端部で基板２２ａ表面が給電コネクタＣ１，Ｃ２と接触して押えられている。そのためヒータホルダ２３に保持されているヒータ２２は、第１の加圧状態でも第２の加圧状態でも、給電コネクタＣ１，Ｃ２と接触している位置ではヒータホルダ２３から浮くことはない。
【００５９】
しかし、ヒータホルダ２３に保持されているヒータ２２において、第２の加圧状態のとき、給電コネクタＣ１，Ｃ２よりも内側の位置でヒータ２２に浮きが発生してしまう。図１０においてヒータ２２に浮きが発生した状態を一点鎖線にて示す。
【００６０】
ヒータ浮きの主な発生要因を列挙する。
【００６１】
（Ｉ）第２の加圧状態では第１の加圧状態よりも加圧力が小さくなるため、ヒータ２２の基板２２ａの撓み量が小さくなり、給電コネクタＣ１，Ｃ２よりも内側の位置で基板２２ａが浮いてしまう。
【００６２】
（ＩＩ）ヒータ２２はヒータホルダ２０には接着固定されていないため、ヒータ２２の基板２２ａ裏面に配置されたサブサーミスタ２７により押され、給電コネクタＣ１，Ｃ２よりも内側の位置で基板２２ａが浮いてしまう。
【００６３】
ヒータ浮きが発生すると、ヒータ２２の基板２２ａの短手方向端部のエッジ部（レーザースクライブ部の稜線部の突起、バリ等）がヒータホルダ２３の突出部２３ａ３を超えて飛び出てしまう。すると、基板２２ａの短手方向端部のエッジ部が定着フィルム２１内面と接触し、定着フィルム２１内面に傷をつけてしまい、定着フィルム２１の耐久寿命が短くなってしまう。
【００６４】
（５）ヒータ押え部材の説明
ヒータ浮きを防止するため、本実施例１の定着装置１４では、ヒータホルダ２３の長手方向においてホルダ支持部２３ａの長手方向端部にそれぞれヒータ押え部材４１，４１を一体に設けている。
【００６５】
図１１は本実施例１に係る定着装置１４のヒータ押え部材４１の説明図であって、（ａ）はヒータホルダ２３に設けられているヒータ押え部材４１の位置を表わす説明図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視拡大断面図である。
【００６６】
ヒータ押え部材４１は、ヒータ２２の長手方向端部２３ａ２で抵抗発熱体２２ｂに通電する給電コネクタＣ１，Ｃ２とその給電コネクタＣ１，Ｃ２よりも内側でヒータ２２とヒータホルダ２３に接触しながら移動する定着フィルム２１との間に設けてある。押え部材４１は、図１１に示すように、ヒータ保持部２３ａの突出部２３ａ３，２３ａ３のうち一方の突出部２３ａ３の内側面から他方の突出部２３ａ３の内側面に向けて溝２３ａ１の底面２３ａ１１と略平行に延び出るように形成してある。そしてその押え部材４１の裏面でヒータホルダ２３に保持されているヒータ２２表面すなわち摺動層２２ｄの表面を押えることによってヒータ浮きを防止している。これによりヒータ２２の基板２２ａの短手方向端部のエッジ部による定着フィルム２１内面の損傷を回避できる。また押え部材４１はヒータホルダ２３と一体で形成してあるため、低コストで、かつ簡易な構成でヒータ浮きの防止できる。
【００６７】
従来例の定着装置と本実施例１の定着装置での定着フィルムの耐久性比較を表１に示す。従来例の定着装置と本実施例１の定着装置とも、第２の加圧状態にてジャム処理動作を約１００回行った後に、通紙耐久確認を行った。従来例の定着装置は、押え部材４１を有していない点を除いて、本実施例１の定着装置と同じ構成としてある。
【００６８】
【表１】
2010060796.tif 000003
【００６９】
従来例の定着装置では、未定着のトナー画像を担持した記録材をニップ部に約２万枚通紙したところで、定着フィルムのクラックが発生してしまった。これに対し、本実施例の定着装置では、従来例の定着装置と同じ条件で、未定着のトナー画像を担持した記録材をニップ部に約３０万枚通紙したが、定着フィルムのクラックの発生は見られなかった。これにより本実施例１の定着装置の押え部材によるヒータ浮きを防止できることを確認できた。
【００７０】
[実施例２]
定着装置の他の例を説明する。
【００７１】
本実施例２においては、実施例１の定着装置１４と同じ部材、部分に同一の符号をして再度の説明を省略する。実施例３についても同様とする。
【００７２】
本実施例２に示す定着装置１４は、ヒータ押え部材４１をヒータホルダ２３と別の部材とした点を除いて、実施例１の定着装置１４と同じ構成としてある。
【００７３】
図１２は本実施例２に係る定着装置１４のヒータ押え部材４１の説明図であって、（ａ）はヒータホルダ２３に設けられているヒータ押え部材４１の位置を表わす説明図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視拡大断面図である。
【００７４】
本実施例２では、ヒータ押え部材４１として、金属製のコの字状の押え板バネ（いわゆるヒータクリップ）を用いている。そしてその押え板バネ４１を、ヒータホルダ２３のホルダ支持部２３ａの長手方向端部２３ａ２に、ホルダ支持部２３ａの下面とヒータ２２表面に接触するように嵌め付けている。この押え板バネ４１は、ヒータ保持部２３ａの一方の突出部２３ａ３から他方の突出部２３ａ３に向けて溝２３ａ１の底面２３ａ１１と略平行に延び出るバネ片４１ａの裏面でヒータ２２表面を押えることによってヒータ浮きを防止している。
【００７５】
本実施例２においても、従来例の定着装置と本実施例２の定着装置について実施例１と同じ通紙耐久確認を行った。その結果、実施例１と同様、約３０万枚通紙しても、定着フィルムのクラックの発生は見られなかった。
【００７６】
本実施例２では、金属製のヒータクリップを押え部材として用いたが、別の構成のものでも良い。
【００７７】
[実施例３]
定着装置の他の例を説明する。
【００７８】
本実施例３に示す定着装置１４は、給電コネクタＣ１，Ｃ２とその給電コネクタＣ１，Ｃ２と対応するホルダ支持部２３ａの長手方向端部２３ａ２との間にヒータ押え部材４１，４１を設けた点を除いて、実施例１の定着装置１４と同じ構成としてある。
【００７９】
図１３は本実施例３に係る定着装置１４のヒータ押え部材４１の説明図であって、（ａ）はヒータホルダ２３と給電コネクタＣ１との間に設けられているヒータ押え部材４１の位置を表わす説明図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視拡大断面図である。
【００８０】
本実施例３では、ヒータ押え部材４１として、ヒータホルダ２３と給電コネクタＣ１との間に挿入される平板状のコネクタスペーサを用いている。このコネクタスペーサ４１は、給電コネクタＣ１と定着フィルム２１との間でコネクタスペーサ４１の裏面によりヒータ２２表面を押えることによってヒータ浮きを防止している。
【００８１】
本実施例３においても、従来例の定着装置と本実施例３の定着装置について実施例１と同じ通紙耐久確認を行った。その結果、実施例１と同様、約３０万枚通紙しても、定着フィルムのクラックの発生は見られなかった。
【００８２】
[その他]
各実施例の定着装置はカラー画像形成装置に搭載されるだけでなく、モノクロ画像形成装置にも搭載してもよい。
【００８３】
各実施例の定着装置において定着フィルムにおいて基層は金属製に限られず樹脂製のものを使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】実施例１に係る定着装置の一例の横断面模式図である。
【図２】実施例１に係る定着装置のヒータホルダの斜視図である。
【図３】実施例１に係る定着装置のヒータホルダとヒータと定着フィルムの関係を表わす斜視図である。
【図４】実施例１に係る定着装置を記録材導入側から見た構成模式図である。
【図５】実施例１に係る定着装置の定着フィルムの層構成を表わす説明図である。
【図６】実施例１に係る定着装置のヒータの一例の構成模式図である。
【図７】実施例１に係る定着装置のヒータホルダと給電コネクタの関係を表わす説明図である。
【図８】多数個取り用アルミナ基板のレーザースクライブ跡の説明図である。
【図９】ヒータホルダとこのヒータホルダに保持されているヒータの横断面模式図である。
【図１０】ヒータ浮きを表わす説明図である。
【図１１】実施例１に係る定着装置のヒータ押え部材の説明図である。
【図１２】実施例２に係る定着装置のヒータ押え部材の説明図である。
【図１３】実施例３に係る定着装置のヒータ押え部材の説明図である。
【図１４】画像形成装置の一例の構成模型図である。
【符号の説明】
【００８５】
１４：定着装置、２１：定着フィルム、２２：ヒータ、２２ｂ：抵抗発熱体、２３：ヒータホルダ、４１：ヒータ押え部材、Ｃ１，Ｃ２：給電コネクタ、Ｎ：ニップ部、Ｐ：記録材、ＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫ：画像形成ステーション
【図２】
2010060796.tif 000004
【図９】
2010060796.tif 000005
【図１】
2010060796.tif 000006
【図３】
2010060796.tif 000007
【図４】
2010060796.tif 000008
【図５】
2010060796.tif 000009
【図６】
2010060796.tif 000010
【図７】
2010060796.tif 000011
【図８】
2010060796.tif 000012
【図１０】
2010060796.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
2010060796.tif 000015
【図１３】
2010060796.tif 000016
【図１４】
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