(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材にトナー像を定着する定着部材と、
前記定着部材の外周面に圧接し、未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、
辺部が鈍角をなすように連続的に接続する形状がさらに接続することで、前記定着部材の軸方向に延びる配線が形成される加熱部を有し、前記定着部材を加熱する加熱部材と、
を備える定着装置。
【請求項２】
前記配線は、前記定着部材の回転方向に複数列配列する請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記加熱部は、隣り合う配線について、一方の配線を構成する前記形状の前記回転方向に突出した頂部と他方の配線を構成する当該形状の当該回転方向の逆方向に突出した頂部とが、前記軸方向に交互に配列することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記形状を構成する辺部は、等長である請求項１乃至３の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記形状は、正六角形の一部である請求項１乃至４の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
辺部が鈍角をなすように連続的に接続する形状がさらに接続することで、記録材にトナー像を定着する定着部材の軸方向に延びる配線が形成される加熱部を有し、当該定着部材を加熱する加熱部材と、
前記加熱部材を前記定着部材の内周面に沿うように固定する固定部と、
を備える加熱装置。
【請求項７】
トナー像を形成するトナー像形成部と、
トナー像を記録材に転写する転写部と、
トナー像を定着する定着部材と、当該定着部材の外周面に圧接する加圧部材と、辺部が鈍角をなすように連続的に接続する形状がさらに接続することで、当該定着部材の軸方向に延びる配線が形成される加熱部を有し当該定着部材を加熱する加熱部材と、を備える定着部と、
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置、加熱装置、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、面状発熱体は、通電によって発熱する抵抗発熱体が、全体として一定の形状の面を構成して発熱パターンを形成し、絶縁層の厚み方向一表面に形成されてなり、そして、抵抗発熱体は、絶縁層の長手方向と略直交する方向に延びて、それぞれ略平行な状態で絶縁層の一表面に形成される複数の線状部と、隣接する線状部の延在方向端部同士を、絶縁層の長手方向に延びて１本の線路となるように接続して絶縁層の一表面に形成される低体積抵抗部とを含んで構成される面状発熱体が記載されている。
また特許文献２には、断面円弧状の曲面を備えた半円筒状の加熱パネルの裏面に、面状の抵抗発熱体が固定配置され、温度センサにより検出された温度に基づいて通電制御され、定着ベルトは加熱パネルの表面を移動して、定着処理に適した温度に加熱され、抵抗発熱体は発熱線を面状に平行配置して構成され、平行配置された発熱線の平行部分は定着ベルトの幅方向に対してある角度だけ傾斜しており、発熱領域となる平行四辺形の発熱パターンが形成される定着装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５９７１４号公報
【特許文献２】特開２００６−２１５０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トナー像を定着する定着部材を加熱する加熱部材は、熱膨張による変形がより生じにくいことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、記録材にトナー像を定着する定着部材と、前記定着部材の外周面に圧接し、未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、辺部が鈍角をなすように連続的に接続する形状がさらに接続することで、前記定着部材の軸方向に延びる配線が形成される加熱部を有し、前記定着部材を加熱する加熱部材と、を備える定着装置である。
請求項２に記載の発明は、前記配線は、前記定着部材の回転方向に複数列配列する請求項１に記載の定着装置である。
請求項３に記載の発明は、前記加熱部は、隣り合う配線について、一方の配線を構成する前記形状の前記回転方向に突出した頂部と他方の配線を構成する当該形状の当該回転方向の逆方向に突出した頂部とが、前記軸方向に交互に配列することを特徴とする請求項２に記載の定着装置である。
請求項４に記載の発明は、前記形状を構成する辺部は、等長である請求項１乃至３の何れか１項に記載の定着装置である。
請求項５に記載の発明は、前記形状は、正六角形の一部である請求項１乃至４の何れか１項に記載の定着装置である。
請求項６に記載の発明は、辺部が鈍角をなすように連続的に接続する形状がさらに接続することで、記録材にトナー像を定着する定着部材の軸方向に延びる配線が形成される加熱部を有し、当該定着部材を加熱する加熱部材と、前記加熱部材を前記定着部材の内周面に沿うように固定する固定部と、を備える加熱装置である。
請求項７に記載の発明は、トナー像を形成するトナー像形成部と、トナー像を記録材に転写する転写部と、トナー像を定着する定着部材と、当該定着部材の外周面に圧接する加圧部材と、辺部が鈍角をなすように連続的に接続する形状がさらに接続することで、当該定着部材の軸方向に延びる配線が形成される加熱部を有し当該定着部材を加熱する加熱部材と、を備える定着部と、を備える画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、加熱部材の熱膨張による変形がより生じにくい定着装置を提供することができる。
請求項２の発明によれば、定着部材をより加熱しやすくなる。
請求項４の発明によれば、加熱部材の熱膨張による変形がより生じにくい定着装置を提供することができる。
請求項５の発明によれば、配線の密度を向上させることができる。
請求項６の発明によれば、温度分布のむらをより小さくするように定着部材を加熱することができる加熱装置を提供することができる。
請求項７の発明によれば、光沢むらがより少ない画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態の定着装置が適用される画像形成装置の構成例を示した図である。
【図２】本実施の形態の定着ユニットの構成を示す正面図である。
【図３】図２における定着装置のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】定着ベルトの断面層構成図である。
【図５】（ａ）〜（ｂ）は本実施の形態のヒータユニットの構成を示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｂ）は、ヒータの構造について説明した図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、発熱層のパターンについて説明した例である。
【図８】（ａ）〜（ｂ）は、従来の発熱層のパターンについて説明した第１の例である。
【図９】（ａ）〜（ｂ）は、従来の発熱層のパターンについて説明した第２の例である。
【図１０】（ａ）〜（ｂ）は、他の基本パターンを使用した場合の例について説明した図である。
【図１１】（ａ）〜（ｂ）は、さらに他の基本パターンを使用した場合の例について説明した図である。
【図１２】（ａ）〜（ｂ）は、さらに他の基本パターンを使用した場合の例について説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜画像形成装置の説明＞
図１は、本実施の形態の定着装置が適用される画像形成装置の構成例を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部１０、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部３１を備えている。さらには、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３や画像読取装置（スキャナ）４等との通信を行って画像データを受信する通信部３２、通信部３２にて受信された画像データに対し予め定めた画像処理を施す画像処理部３３を備えている。
【０００９】
画像形成部１０は、一定の間隔を置いて並列的に配置され、４つの画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ（「画像形成ユニット１１」とも総称する）を備えている。各画像形成ユニット１１は、トナー像を形成するトナー像形成部の一例である。また画像形成ユニット１１は、静電潜像を形成してトナー像を保持する感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定めた電位で帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を各色画像データに基づき露光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）プリントヘッド１４、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するドラムクリーナ１６を備えている。
画像形成ユニット１１各々は、現像器１５に収納されるトナーを除いてほぼ同様に構成され、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。
【００１０】
また、画像形成部１０は、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト２０、各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト２０に順次転写（一次転写）する一次転写ロール２１を備えている。さらに、中間転写ベルト２０上に重畳して転写された各色トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写ロール２２、二次転写された各色トナー像を用紙Ｐ上に定着させる定着部（定着装置）の一例としての定着ユニット６０を備えている。なお、本実施の形態の画像形成装置１では、中間転写ベルト２０、一次転写ロール２１、および二次転写ロール２２により、トナー像を用紙Ｐに定着する転写部が構成される。
【００１１】
本実施の形態の画像形成装置１では、制御部３１による動作制御の下で、次のようなプロセスによる画像形成処理が行われる。すなわち、ＰＣ３やスキャナ４からの画像データは通信部３２にて受信され、画像処理部３３により予め定めた画像処理が施された後、各色毎の画像データとなって各画像形成ユニット１１に送られる。そして、例えば黒（Ｋ）色トナー像を形成する画像形成ユニット１１Ｋでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら帯電器１３により予め定めた電位で帯電され、画像処理部３３から送信されたＫ色画像データに基づきＬＥＤプリントヘッド１４が感光体ドラム１２を走査露光する。それにより、感光体ドラム１２上にはＫ色画像に関する静電潜像が形成される。感光体ドラム１２上に形成されたＫ色静電潜像は現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上にＫ色トナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃにおいても、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色トナー像が形成される。
【００１２】
各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色トナー像は、一次転写ロール２１により矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト２０上に順次静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。中間転写ベルト２０上の重畳トナー像は、中間転写ベルト２０の移動に伴って二次転写ロール２２が配置された領域（二次転写部Ｔ）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Ｔに搬送されると、そのタイミングに合わせて用紙保持部４０から用紙Ｐが二次転写部Ｔに供給される。そして、重畳トナー像は、二次転写部Ｔにて二次転写ロール２２が形成する転写電界により、搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写（二次転写）される。
【００１３】
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着ユニット６０まで搬送される。定着ユニット６０に搬送された用紙Ｐ上のトナー像は、定着ユニット６０によって熱および圧力を受け、用紙Ｐ上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１の排出部に設けられた用紙積載部４５に搬送される。
一方、一次転写後に感光体ドラム１２に付着しているトナー（一次転写残トナー）、および二次転写後に中間転写ベルト２０に付着しているトナー（二次転写残トナー）は、それぞれドラムクリーナ１６、およびベルトクリーナ２５によって除去される。
このようにして、画像形成装置１での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。
【００１４】
＜定着ユニットの構成の説明＞
次に、本実施の形態の定着ユニット６０について説明する。
図２および図３は本実施の形態の定着ユニット６０の構成を示す図であり、図２は正面図、図３は図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
まず、断面図である図３に示すように、定着ユニット６０は、加熱装置の一例であるヒータユニット８０と、ヒータユニット８０により加熱されることで用紙Ｐにトナー像を定着する定着ベルト６１と、定着ベルト６１に対向するように配置された加圧ロール６２と、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧される押圧パッド６３とを備えている。
さらに、定着ユニット６０は、押圧パッド６３等の構成部材を支持するフレーム６４と、定着ベルト６１の内周面と接触して定着ベルト６１の温度を測定する温度センサ６５と、定着ベルト６１からの用紙Ｐの剥離を補助する剥離補助部材７０とを備えている。
【００１５】
＜定着ベルトの説明＞
定着ベルト６１は、用紙Ｐにトナー像を定着する定着部材として機能する。定着ベルト６１は、原形が円筒形状の無端のベルト部材で構成され、例えば原形（円筒形状）時の直径が３０ｍｍ、幅方向長が３００ｍｍに形成されている。また、図４（定着ベルト６１の断面層構成図）に示したように、定着ベルト６１は、基材層６１１と、基材層６１１の上に被覆された離型層６１２からなる構造のベルト部材である。
【００１６】
基材層６１１は、定着ベルト６１全体としての機械的強度を形成する耐熱性のシート状部材で構成される。
基材層６１１としては、例えば、ポリイミド樹脂からなる厚さ６０μｍ〜２００μｍのシートが用いられる。また定着ベルト６１の温度分布をより均一化するためにアルミニウム等からなる熱伝導フィラーをポリイミド樹脂シート中に含有させてもよい。
【００１７】
離型層６１２は、用紙Ｐ上に保持された未定着トナー像と直接接触するため、離型性の高い材質が使用される。例えば、ＰＦＡ(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重合体)、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)、シリコーン共重合体、またはこれらの複合層等が用いられる。離型層６１２の厚さとしては、薄すぎると、耐摩耗性の面で充分でなく、定着ベルト６１の寿命を短くする。その一方で、厚すぎると、定着ベルト６１の熱容量が大きくなりすぎ、ウォームアップタイムが長くなる。そこで、離型層６１２の厚さとして、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮し、１μｍ〜５０μｍが好適である。
【００１８】
＜定着ベルトの駆動機構の説明＞
次に、定着ベルト６１の駆動機構について説明する。
正面図である図２に示したように、フレーム６４（図３参照）の軸方向両端部には、定着ベルト６１の両端部の断面形状を円形に維持しながら定着ベルト６１を周方向に回転駆動するエンドキャップ部材６７が固定されている。そして、定着ベルト６１は、両端部からエンドキャップ部材６７を介した回転駆動力を直接的に受けて、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで図３の矢印Ｃ方向に回転移動する。
エンドキャップ部材６７を構成する材質としては、機械的強度や耐熱性の高い所謂エンジニアリングプラスチックスが用いられる。例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂等が適する。
【００１９】
そして、図２に示すように、定着ユニット６０では、駆動モータ９０からの回転駆動力が伝達ギヤ９１、９２を介してシャフト９３に伝達され、シャフト９３に結合された伝達ギヤ９４、９５から両エンドキャップ部材６７に伝達される。それによって、エンドキャップ部材６７から定着ベルト６１に回転駆動力が伝わり、エンドキャップ部材６７と定着ベルト６１とが一体となって回転駆動される。
このように、定着ベルト６１が定着ベルト６１の両端部から駆動力を直接受けて回転するので、定着ベルト６１は安定して回転する。
なお駆動機構はこれに限ったものではなく、加圧ロール６２と定着ベルト６１がニップ部Ｎ（定着加圧部）を形成した状態で、駆動モータ９０により加圧ロール６２を回転駆動させ、それに従って定着ベルト６１を駆動させてもよい。
【００２０】
＜加圧ロールの説明＞
図３に戻り、加圧ロール６２は、定着ベルト６１に対向するように配置され、定着ベルト６１に従って図３の矢印Ｄ方向に、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで回転する。そして、加圧ロール６２と押圧パッド６３とにより定着ベルト６１を挟持した状態でニップ部（定着加圧部）Ｎを形成し、このニップ部Ｎに未定着トナー像を保持した用紙Ｐを通過させることで、熱および圧力を加えて未定着トナー像を用紙Ｐに定着する。即ち、加圧ロール６２は、定着ベルト６１の外周面に圧接し、未定着トナー像を保持した用紙Ｐが通過するためのニップ部Ｎを形成する加圧部材として機能する。
加圧ロール６２は、例えば直径１８ｍｍの中実のステンレス製あるいはアルミニウム製コア（円柱状芯金）６２１と、コア６２１の外周面に被覆された例えば厚さ５ｍｍのシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層６２２と、さらに例えば厚さ５０μｍのカーボン配合のＰＦＡ等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層６２３とが積層されて構成される。そして、押圧バネ６８（図２参照）により例えば２５ｋｇｆの荷重で定着ベルト６１を介して押圧パッド６３を押圧している。
【００２１】
＜押圧パッドの説明＞
押圧パッド６３は、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴムあるいは機械的強度や耐熱性の高い所謂エンジニアリングプラスチックスが用いられる。例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ（poly ether ether ketone）樹脂、ＰＥＳ（poly ether sulfone）樹脂、ＰＰＳ（poly phenylene sulfide）樹脂、ＬＣＰ樹脂（liquid crystal polymer）等の剛体で構成された、断面が略円弧形状のブロック部材であり、定着ベルト６１の内側においてフレーム６４に支持されている。そして、加圧ロール６２が定着ベルト６１を圧接する領域にて、軸方向全域に亘って固定配置されている。そして、押圧パッド６３は、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２を予め定められた幅領域に亘って予め定められた荷重（例えば、平均１０ｋｇｆ）で均一に押圧するように設置され、ニップ部Ｎを形成している。
【００２２】
＜温度センサの説明＞
温度センサ６５は、例えば、サーミスタ式の温度センサであり、温度の変化により抵抗値が変化する材料であるサーミスタを有する温度検知部を備える。
【００２３】
温度検知部に使用されるサーミスタとしては、例えば、温度の上昇に対して抵抗が減少するＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタ、温度の上昇に対して抵抗が増加するＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタ、温度の上昇に対して抵抗が減少するが特定の温度範囲で感度が良好となるＣＴＲ（Critical Temperature Resistor）サーミスタ等の種々のサーミスタを使用することができる。
【００２４】
温度センサ６５により検知された温度の情報は、例えば、制御部３１に送られる。制御部３１では、この温度の情報に基づき、ヒータユニット８０を制御し、定着ベルト６１の温度が、予め定められた範囲内となるようにする。
【００２５】
＜ヒータユニットの構成の説明＞
次に、本実施の形態のヒータユニット８０について説明する。
図５（ａ）〜（ｂ）は、本実施の形態のヒータユニット８０の構成を示す図である。
ここで図５（ａ）は、ヒータユニット８０の斜視図である。また図５（ｂ）は、ヒータユニット８０を図５（ａ）におけるＶｂ方向から見た図である。
図示するヒータユニット８０は、熱発生源であるヒータ８１と、ヒータ８１の形状をアーチ状に規定するガイド８２と、ヒータ８１およびガイド８２を取り付ける取り付け部８３と、ヒータ８１を取り付け部８３に固定するボルト８４と、ヒータユニット８０を定着ベルト６１に押圧するための押圧部材８５とを備える。
【００２６】
本実施の形態では、ヒータ８１は、定着ベルト６１（図３参照）の内周面に接触することで定着ベルト６１を加熱する加熱部材の一例として機能する。
図６（ａ）〜（ｂ）は、ヒータ８１の構造について説明した図である。
ヒータ８１は、いわゆるフィルムヒータであり、可撓性を有する。そして実際の使用状態においては、図５で示すように定着ベルト６１の内周面に接触させるため、定着ベルト６１の内周面に沿うように円弧状に曲げられアーチ状に取り付けられる。ただし説明をわかりやすくするため、図６（ａ）〜（ｂ）では、円弧状に曲げられる前の平面状のヒータ８１について図示している。
ここで図６（ａ）は、ヒータ８１の斜視図である。また図６（ｂ）は、ヒータ８１のＶＩｂ−ＶＩｂ断面図である。
【００２７】
図示するようにヒータ８１は、発熱層８１１が、絶縁層８１２に挟み込まれた構造を採る。また発熱層８１１は、定着ベルト６１と接触する側に熱拡散層８１３を備える。
【００２８】
発熱層８１１は、本実施の形態では、配線が予め定められたパターンを描く加熱部の一例として機能する。
発熱層８１１は、導電性の発熱材料からなり、通電することにより発熱する。本実施の形態では、発熱層８１１は、例えば、厚さ３０μｍのステンレス箔からなる。また詳しくは後述するが、予め定められたパターンを描くことで、より均一に発熱を行うようにしている。
【００２９】
絶縁層８１２は、発熱層８１１を絶縁するとともに、発熱層８１１に折り曲がり等が生じないように保護するための層である。本実施の形態では、絶縁層８１２は、絶縁層８１２ａと絶縁層８１２ｂの二層構造を採る。そして絶縁層８１２ａと絶縁層８１２ｂとで発熱層８１１を挟み込み、熱圧着を行うことで絶縁層８１２内部に発熱層８１１が内包される構造としている。よって絶縁層８１２ａと絶縁層８１２ｂとは、この場合、接着し一体化している。
絶縁層８１２ａ、８１２ｂは、絶縁性を有するとともに、耐熱性に優れた材料からなることが必要である。本実施の形態では、絶縁層８１２ａとして、例えば、厚さ２５μｍ〜５０μｍの熱硬化性ポリイミドが使用される。そして絶縁層８１２ｂとして、例えば、厚さ２５μｍ〜５０μｍの熱可塑性ポリイミドが使用される。
【００３０】
熱拡散層８１３は、発熱層８１１から発生した熱を拡散し、定着ベルト６１に伝熱させるための層である。熱拡散層８１３により定着ベルト６１は、より均一に加熱され、定着ベルト６１に温度分布のむらが生じることが抑制される。
熱拡散層８１３は、伝熱性に優れるとともに、耐熱性に優れた材料からなることが必要である。実施の形態では、熱拡散層８１３として、例えば、厚さ３０μｍ〜５０μｍのステンレス箔を使用する。
熱拡散層８１３は、絶縁層８１２ｂと接合している。実際には、上述した絶縁層８１２ａと絶縁層８１２ｂとで発熱層８１１を挟み込み、熱圧着を行うときに、併せて熱拡散層８１３と絶縁層８１２ｂとを接着させる。
【００３１】
図５に戻り、ガイド８２は、ヒータ８１の軸方向両端部（ヒータ８１の短辺側端部）にそれぞれ配され、ヒータ８１の形状をアーチ状に規定するための部材である。つまりヒータ８１は、その軸方向両端部においてガイド８２に沿って曲げられ、ガイド８２と接触する箇所の形状によりその形状が規定される。ガイド８２がヒータ８１と接触する面は、定着ベルト６１の内周面の形状と合わせて形成されるため、これによりヒータ８１は、定着ベルト６１とより良好に接触を保つことができ、その結果、定着ベルト６１に温度分布のむらが生じることを抑制できる。
ガイド８２は、耐熱性に優れるとともに、加工性にも優れることが必要とされる。本実施の形態では、ガイド８２を形成する材料として、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂が使用される。
【００３２】
ガイド８２は、取り付け部８３に取り付けられている。またヒータ８１は、定着ベルト６１の回転方向両端部（ヒータ８１の長辺側端部）において、ボルト８４により取り付け部８３にリジット固定される。ヒータ８１は、ボルト８４により長辺側端部において、例えば、片側４カ所、計８カ所で取り付け部８３にリジット固定される。
【００３３】
つまりヒータ８１は、ガイド８２によりその形状がアーチ状に規定されるとともに、ボルト８４により取り付け部８３にリジット固定される。これによりヒータ８１を、定着ベルト６１の内周面に沿った形状とするとともに、ヒータ８１が発熱した際にも熱膨張によりヒータ８１が変形することを抑制することができる。よってガイド８２と取り付け部８３は、ヒータ８１を用紙Ｐにトナー像を定着する定着ベルト６１の内周面に沿うように固定する固定部として機能する。
【００３４】
また本実施の形態では、ガイド８２や取り付け部８３と接触する箇所においては、ヒータ８１の発熱層８１１は、設けられていない。つまり発熱層８１１は、軸方向においては、ヒータ８１の短辺側端部に設けられるガイド８２の間の領域に設けられる。さらに発熱層８１１は、定着ベルト６１の回転方向においては、ヒータ８１の長辺側端部において取り付け部８３とリジット固定される箇所の間の領域に設けられる。よってヒータ８１の発熱層８１１が設けられる領域においては、ヒータ８１は、定着ベルト６１以外の他の部材とは、接触がない。即ち、例えば、図５においてヒータ８１の上面は、定着ベルト６１と接触を行うが、ヒータ８１の下面は、発熱層８１１が設けられる領域においては他の部材と接触がなく、ヒータ８１の下方は、空洞の状態となっている。これにより定着ベルト６１以外の他の部材への熱伝導を抑制することができ、さらにヒータ８１は、フィルム状であるため、ヒータ８１の熱容量を小さくすることができる。そのため画像形成装置１（図１参照）の電源がＯＮとなり、定着ユニット６０（図１参照）を立ち上げるときなどに、より速やかに定着ベルト６１を昇温させることが可能となる。その結果、定着ベルト６１を定着可能温度まで上昇させる時間（ウォームアップタイム）が短縮される。
【００３５】
押圧部材８５は、例えば、コイルバネであり、ヒータユニット８０の軸方向に複数配置される。本実施の形態では、ヒータユニット８０の軸方向両端部に２個ずつ、計４個の押圧部材８５が設けられる。押圧部材８５は、その一端が、ヒータユニット８０に固定されている。また他端は、フレーム６４（図３参照）と接触する。即ち、押圧部材８５は、フレーム６４とヒータユニット８０との間に位置し、押圧部材８５により発生する押圧力によりヒータユニット８０を定着ベルト６１に対し押しつける。これによりヒータユニット８０のヒータ８１は、定着ベルト６１との接触を保つことができる。
【００３６】
＜発熱層のパターンの説明＞
次に発熱層８１１のパターンについて説明を行う。
図７（ａ）〜（ｃ）は、発熱層８１１のパターンについて説明した例である。
ここで図７（ａ）は、発熱層８１１のパターンの全体図である。また図７（ｂ）は、発熱層８１１のパターンの一部を拡大した図である。さらに図７（ｃ）は、発熱層８１１のパターンを構成する基本パターンの第１の例について説明した図である。
本実施の形態において、発熱層８１１のパターンは、図７（ｃ）に示すような形状（基本パターン）が連続して接続することにより形成される。そしてこの基本パターンが連続してさらに接続することで発熱層８１１のパターンは、図７（ａ）に示すように軸方向（ヒータ８１の長辺方向）に直線状に延びる配線を形成する。さらに図７（ａ）に示すように、配線は、例えば、定着ベルト６１の回転方向（ヒータ８１の短辺方向）に複数列配列する。図７（ａ）に挙げた例では、定着ベルト６１の回転方向に７列配列している。
【００３７】
図７（ａ）に挙げた例では、発熱層８１１のパターンは、３系統に分かれている。一番目のパターンは、引き出し線Ｈ１および引き出し線Ｈ２に接続されるパターンである。このパターンは、図中下から第１行目と軸方向中央部の図中下から第１行目〜第５行目に並ぶ配線と接続され、引き出し線Ｈ１から引き出し線Ｈ２に至るいわゆる一筆書きとなっている。また二番目のパターンは、引き出し線Ｈ１から第２行目〜第６行目に並ぶ配線と接続され、引き出し線Ｈ３に至る。さらに、三番目のパターンは、引き出し線Ｈ１から第３行目〜第７行目に並ぶ配線と接続され、引き出し線Ｈ４に至る。
【００３８】
本実施の形態では、図７（ｃ）に示すように基本パターンは、正六角形の一部であり、正六角形を半分にした形状を採る。そしてこの基本パターンが連続して接続して図７（ａ）に示すパターンを形成する。
つまり本実施の形態の発熱層８１１のパターンをなす基本パターンは、辺部が接続することにより構成される。そしてそれぞれの辺部が鈍角をなすように連続的に接続することに特徴を有する。図７（ａ）〜（ｃ）の場合は、辺部がなす角θは、１２０°となっている。また基本パターンを構成する辺部は、ほぼ等長であることが好ましい。
【００３９】
図８（ａ）〜（ｂ）は、従来の発熱層のパターンについて説明した第１の例である。
ここで図８（ａ）は、従来の発熱層９１１のパターンの全体図である。また図８（ｂ）は、発熱層９１１を構成するパターンの基本パターンについて説明した図である。
図示するように従来の発熱層９１１は、基本パターンとして、平行四辺形の一部を用いている。
【００４０】
また図９（ａ）〜（ｂ）は、従来の発熱層のパターンについて説明した第２の例である。
ここで図９（ａ）は、従来の発熱層９１１のパターンの全体図である。また図９（ｂ）は、発熱層９１１を構成するパターンの基本パターンについて説明した図である。
図示するように従来の発熱層９１１は、基本パターンが、円弧状の箇所と直線上の箇所からなるＵ字形状となっている。
【００４１】
図８、図９で挙げた例では、方向により発熱層９１１の剛性が異なる。例えば、軸方向と定着ベルト６１の回転方向とでは、剛性が異なる。この場合、発熱層９１１が発熱すると、発熱層９１１とその周囲に設けられる絶縁層との間で熱膨張率が異なるため、これに起因してヒータ８１（図５参照）に変形が生じやすい。また同様の理由により発熱層９１１が絶縁層から剥離する現象が生じやすい。さらに上述したようにヒータ８１は、ヒータユニット８０（図５参照）に円弧状に曲げて取り付ける必要があるが、発熱層９１１を曲げる際に同様の理由によりヒータ８１の熱拡散層８１３（図５参照）が折れる現象が生じやすくなる。
【００４２】
また図８の例の場合、基本パターンを構成する辺部は、鋭角で接続する場合が生ずる。この場合、発熱層９１１での発熱の分布にむらが生じやすくなる。即ち、鋭角の箇所で抵抗が大きくなりやすく、そのため鋭角の箇所と他の箇所とで発熱量に差違が生じやすい。
さらに図９の例の場合についても円弧状の箇所で抵抗が大きくなりやすく、そのため円弧状の箇所と直線上の箇所とで発熱量に差違が生じやすい。
【００４３】
本実施の形態では、例えば、図７で示すように、比較的長さが短い辺部を鈍角をなすように連続的に接続することでこの現象を抑制する。つまり基本パターンは、正六角形の一部であるため、方向による発熱層８１１の剛性の差違がほとんどない。よって上述したヒータ８１の変形や発熱層８１１が剥離する現象、また熱拡散層８１３が折れる現象が生じにくくなる。さらに基本パターンをなす辺部は鈍角で接続されるため、鋭角で接続される図８の例や円弧状の箇所と直線上の箇所とに分かれる図９の例に比較して、発熱の分布にむらが生じにくい。
また本実施の形態の基本パターンは、その大きさをより小さく形成することで、上記方向による発熱層８１１の剛性の差違や発熱の分布にむらが生じることをさらに抑制している。図７の例では、基本パターンが形成されない箇所の幅を例えば、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍとしている。
【００４４】
なお基本パターンについては、図７（ｃ）で挙げた例に限られるものではない。
図１０（ａ）〜（ｂ）は、他の基本パターンを使用した場合の例について説明した図である。
ここで図１０（ｂ）は、発熱層８１１のパターンを構成する基本パターンの第２の例について説明した図である。また図１０（ａ）は、図１０（ｂ）の基本パターンを使用したときの発熱層８１１のパターンについて説明した図である。
図１０（ｂ）に示すように、本実施の形態においても基本パターンは、正六角形の一部である。そしてこれが連続して接続して図１０（ａ）に示すパターンを形成する。
図示するように図１０（ｂ）の基本パターンは、図７（ｃ）に例示した基本パターンとは形状が異なる。つまり正六角形から、接続する２つの辺の一部をそれぞれ切り取ったパターンとなる。
この基本パターンを使用した場合、基本パターンと構成する辺部は、等長とはならないが、基本パターンが図７（ｃ）の場合より配線の密度をより高くすることができる。なおこの場合も、辺部が互いになす角θは、１２０°となっている。
【００４５】
図１１（ａ）〜（ｂ）は、さらに他の基本パターンを使用した場合の例について説明した図である。
ここで図１１（ｂ）は、発熱層８１１のパターンを構成する基本パターンの第３の例について説明した図である。また図１１（ａ）は、図１１（ｂ）の基本パターンを使用したときの発熱層８１１のパターンについて説明した図である。
図１１（ｂ）に示すように、本実施の形態において基本パターンは、正五角形の一部である。この場合、正五角形から、正五角形の一辺とその一辺に接続する２つの辺の一部をそれぞれ切り取ったパターンとなる。そしてこれが連続して接続して図１１（ａ）に示すパターンを形成する。図１１（ａ）〜（ｂ）の場合は、辺部が互いになす角θは、１０８°となっている。
この例でも方向による発熱層８１１の剛性の差違はほとんどなく、発熱層８１１の発熱の分布のむらは生じにくい。一方、配線の密度は、図７、図１０で挙げた例に比較して低くなる。
【００４６】
また上述した例では、基本パターンは、辺部が連続的に接続することにより構成され、正多角形の一部であったが、これに限られるものではない。
図１２（ａ）〜（ｂ）は、さらに他の基本パターンを使用した場合の例について説明した図である。
ここで図１２（ｂ）は、発熱層８１１のパターンを構成する基本パターンの第４の例について説明した図である。また図１２（ａ）は、図１２（ｂ）の基本パターンを使用したときの発熱層８１１のパターンについて説明した図である。
図示するように図１２（ｂ）の基本パターンは、円弧であり、図１２（ａ）に図示した発熱層８１１のパターンは、円弧が連続的に接続することで形成される。
この例でも、方向による発熱層８１１の剛性の差違もほとんどなく、また図７、図１０で挙げた例に比較して、さらに発熱の分布にむらが生じにくくすることができる。一方、配線の密度は、図７、図１０で挙げた例に比較して低くなる。
【００４７】
以上詳述した例では、基本パターンが辺部から構成される場合、辺部がなす角度は、すべてほぼ同一の角度であったが、これに限られるものではない。辺部がなす角度が鈍角であれば、それぞれが異なる角度であってもよい。
また以上詳述した例では、基本パターンは、１種類であったが、２種類以上であってもよい。例えば、図７（ｃ）で挙げた正六角形の一部からなる基本パターンと、図１１（ｂ）で挙げた正五角形の一部からなる基本パターンを混在させてもよい。
またさらに以上詳述した例では、配線は、軸方向に直線状に延びていたが、必ずしもこれに限られるものではなく、多少のうねりを有して軸方向に延びていてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１…画像形成装置、６０…定着ユニット、６１…定着ベルト、６２…加圧ロール、８０…ヒータユニット、８１…ヒータ、８２…ガイド、８３…取り付け部、８１１…発熱層、８１２…絶縁層、８１３…熱拡散層
【要約】
【課題】加熱部材の熱膨張による変形がより生じにくい定着装置等を提供する。
【解決手段】用紙Ｐにトナー像を定着する定着ベルト６１と、定着ベルト６１の外周面に圧接することで未定着トナー像を保持した用紙Ｐが通過するためのニップ部Ｎを形成する加圧ロール６２と、辺部が互いに鈍角をなすように連続的に接続するか、または円弧で構成される形状がさらに接続することで、軸方向に直線状となる配線が形成される加熱部を有し、定着ベルト６１を加熱する加熱部材と、を備える定着ユニット６０。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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