(57)【要約】【課題】薄肉筒状の定着部材の内周面側に設けた加熱手段の温度を検知する温度検知装置を、組立性よく且つ正確な位置に安定して保持できるようにする。【解決手段】未定着画像に接触して回転する定着スリーブ３１と加圧ローラ３２との間で定着ニップ部Ｎを形成し、加圧ローラ３２からの圧力を支えるステー部材３９と、定着スリーブ３１を内側から加熱する面状ヒータ３５と、その面状ヒータ３５に定着スリーブ３１を押圧する押圧ローラ３６と、面状ヒータ３５を制御する加熱制御手段とを有し、未定着画像を担持した用紙を破線矢示Ｆ方向から定着ニップ部Ｎに通して定着を行う。その面状ヒータ３５の発熱面と反対側の面とステー部材３９との間に、面状ヒータ３５の温度を検知する温度検知装置を保持したハウジング４５を装着した。【選択図】    図７
2015084082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着画像に接触して回転する薄肉筒状の定着部材と、該定着部材との間で定着ニップ部を形成する加圧部材と、該加圧部材からの圧力を支えるステー部材と、前記定着部材を内周面側から加熱する加熱手段と、該加熱手段に前記定着部材を押圧する押圧部材と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段とを有し、未定着画像を担持したシート状の記録材を前記定着ニップ部に通して定着を行う定着装置であって、
前記加熱手段が、発熱面を前記薄肉筒状の定着部材の内周面に接触させる面状ヒータであり、該面状ヒータの前記発熱面と反対側の面と前記ステー部材との間に、該面状ヒータの温度を検知する温度検知装置を保持したハウジングを装着したことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ハウジングは、前記面状ヒータの長手方向、短手方向、およびヒータ板厚方向のすべてにおいて、前記面状ヒータに対して直接位置決めされ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】
前記ハウジングは、前記押圧部材の長手方向の全長と同等以上の全長を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記ハウジングは、前記ステー部材によって支持され、且つ該ステー部材と接する部分が、長手方向の両端部から中央部にかけて緩やかな凸面形状に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記ハウジングは、耐熱温度が２００℃以上の樹脂材料によって形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の定着装置と作像部とを備え、該作像部によってトナー像が転写された記録材を、前記定着装置の前記定着ニップ部を通して前記トナー像を前記記録材に定着させ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】
この発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いる定着装置及びその定着装置を備えた画像形成装置に関する。 
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、複合機等の画像形成装置では、像担持体上に画像情報に基づいてトナー像を形成し、そのトナー像を用紙やＯＨＰシート等の記録材上に転写する。そして、そのトナー像が転写された記録材を定着装置に通して、熱と圧力によってトナー像を記録材上に定着した後、機外に排出する。
その定着装置には種々の方式のものがあり、熱ローラ方式の定着装置は、ハロゲンヒータや誘導加熱コイルなどの加熱源により加熱される定着ローラと、加圧ローラとによって定着ニップ部を形成する。そして、トナー像が転写された記録材をその定着ニップ部を通して、熱と圧力によってトナーを溶融させて記録材に定着させる。
【０００３】
この熱ローラ方式の定着装置は、安全性や高速機への対応性等の観点から広く用いられている。
しかしながら、定着ローラの芯金が金属製で熱容量が大きいため、加熱を開始してから所定の定着温度に達するまでに数分の時間がかかる。そのため、画像形成時の立ち上がりを速くするためには、非使用時でも定着ローラをある程度の温度に維持しておく待機時余熱が必要であり、消費エネルギーが多くなるという問題があった。
【０００４】
そこで、省エネルギーを実現する定着装置としてフィルム方式のものがある。それは、例えば特許文献１の図３に示されているように、薄肉円筒状の耐熱性フィルムに接触する板状加熱体と加圧ローラとで、薄肉円筒状の耐熱性定着フィルムと記録材を密着させるように挟み込み、板状加熱体による熱エネルギーを記録材に与える構成である。
その定着フィルムが約１００μｍ程度と薄いため、実質的な立ち上げ時間は熱容量の小さい板状加熱体の温度を上昇させる時間だけで済む。したがって、立ち上がり時間を短縮でき、予熱電力を削減できる。
【０００５】
さらに、特許文献１には、記録材上に形成される画像に合わせて、加熱体の制御温度及び加熱域を変化させ、非画像領域（画像形成領域における画像が存在しない部分）へのエネルギー供給を削減することも記載されている。それによって、さらなる省エネルギーが可能になる。
また、特許文献２には、定着ベルトを加熱するサーマルヘッドを構成する発熱体の素子ごとの温度を測定して、適正な熱を供給することによって、周囲温度の影響も考慮し、かつ紙面上のトナー部分にのみ熱を加えるようにした定着装置が開示されている。
【０００６】
さらに、外部加熱ローラ方式で画像域を選択加熱する定着装置も、例えば特許文献３に開示されている。それは、定着ローラを外部から加熱することによって、定着ローラの表層近傍に蓄熱した熱でトナーの溶融を行うことができる。そのため、定着ローラ全体を加熱する内部加熱方式に比べて立ち上がり時間が短くなり、エネルギーロスが少ないという利点がある。
【０００７】
また、この特許文献３には、特許文献１、２に開示された例と同様に、画像域だけを選的に加熱すると共に、定着設定温度よりも低い第二の設定温度を設定することも開示されている。
このように、近年は定着装置の立ち上がり時間を短縮し、且つ省エネルギーを実現するために、定着部材として薄肉筒状の定着部材（一般に、定着スリーブと称される）を使用した定着装置が多用されるようになっている。
【０００８】
そのような定着装置は、薄肉筒状の定着部材との間で定着ニップ部を形成する加圧部材と、その加圧部材からの圧力を支えるステー部材と、その定着部材を内周面側から加熱する加熱手段と、その加熱手段に定着部材を押圧する押圧部材とを有している。そして、未定着画像（トナー像）を担持したシート状の記録材を、上記定着ニップ部に通して定着を行う。さらに、その加熱手段による定着部材の加熱温度を適正に制御し、過昇温にならないようにするため、温度検知装置とその検知温度によって加熱手段を制御する加熱制御手段とを設けている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のこのような定着装置では、加熱手段の温度を検知する温度検知装置を、薄肉筒状の定着部材内の狭いスペースで、加熱手段であるヒータに対して適正な位置に正確に組み付けるのが困難であった。また、加熱手段やステー部材等の温度変化や押圧力等によって、温度検知装置の取り付け位置が変動することもあり、温度検知精度が悪化するという問題もあった。
【００１０】
この発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、上述したような薄肉筒状の定着部材を使用した定着装置において、その定着部材の内周面側に設けた加熱手段の温度を検知する温度検知装置を、組立性よく且つ正確な位置に安定して保持できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明による定着装置は、上記の目的を達成するため、未定着画像に接触して回転する薄肉筒状の定着部材と、その定着部材との間で定着ニップ部を形成する加圧部材と、その加圧部材からの圧力を支えるステー部材と、上記定着部材を内周面側から加熱する加熱手段と、その加熱手段に上記定着部材を押圧する押圧部材と、その加熱手段を制御する加熱制御手段とを有し、未定着画像を担持したシート状の記録材を上記定着ニップ部に通して定着を行う定着装置であって、上記加熱手段が、発熱面を上記薄肉筒状の定着部材の内周面に接触させる面状ヒータであり、その面状ヒータの発熱面と反対側の面と上記ステー部材との間に、該面状ヒータの温度を検知する温度検知装置を保持したハウジングを装着したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、薄肉筒状の定着部材を使用した定着装置において、その定着部材の内周面側に設けた加熱手段の温度を検知する温度検知装置を、組立性よく且つ正確な位置に安定して保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明による定着装置を備えた画像形成装置の一実施形態の要部を示す模式的な構成図である。
【図２】この発明による定着装置の基礎となる定着スリーブを用いた定着装置の構成例を示す横断面概要図である。
【図３】図２における面状ヒータの用紙の幅方向に沿ったヒータ部と加熱領域の構成例を示す図である。
【図４】用紙上での画像領域と非画像領域とからなる画像形成パターンの例を面状ヒータの予備加熱領域と共に示す説明図である。
【図５】用紙上での画像領域と非画像領域とからなる画像形成パターンの他の例を面状ヒータの予備加熱領域と共に示す説明図である。
【図６】面状ヒータの画像領域に対応する第一の目標温度と非画像領域に対応する第二の目標温度の関係を示す線図である。
【図７】この発明による定着装置の一実施形態の構成を示す図２と同様な横断面概要図である。
【図８】図７におけるハウジング４５をその向きを変えて長手方向の寸法を大幅に縮小して示す全体斜視図である。
【図９】そのハウジング４５を本来の寸法比率で上面側から見た長手方向の一部を示す斜視図である。
【図１０】そのハウジング４５の同じ部分を下面側から見た斜視図である。
【図１１】図７における面状ヒータとそのホルダ部材を上面側から見た長手方向の一部を示す斜視図である。
【図１２】その面状ヒータとハウジングとの組み付け状態を上面側から見た長手方向の一部を示す斜視図である。
【図１３】ハウジングに組み付けられた面状ヒータと定着スリーブを押圧する押圧ローラの全長を示す正面図である。
【図１４】この発明による定着装置を備えた画像形成装置の他の実施形態の要部を示す模式的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔画像形成装置の一実施形態〕
まず、この発明による定着装置を備えた画像形成装置の一実施形態を説明する。図１は、その画像形成装置の要部を示す模式的な構成図である。
この図１に示す画像形成装置は電子写真方式の画像形成装置であり、例えば単色画像を形成するプリンタである。そして、この画像形成装置は、作像部２、定着装置３、給紙部４、及び位置決めローラ対（レジストローラ対ともいう）５等を備えている。
【００１５】
作像部２は、像担持体としての感光体ドラム８を有している。その感光体ドラム８の周囲には、矢示Ａで示す回転方向に沿って順に、帯電手段である帯電ローラ１８、ミラー２０、現像手段である現像装置２２、転写手段である転写チャージャ１０、及びクリーニングユニット２４等が配置されている。
ミラー２０は、図示しない露光手段の一部を構成しており、露光手段から射出されるレーザ光Ｌｂを反射して、帯電ローラ１８と現像装置２２との間の位置において、感光体ドラム８上の露光部２６を照射して静電潜像を形成する。
【００１６】
現像装置２２はトナーを収容し、そのトナーを外周面に付着させて感光体ドラム８の表面に供給する現像ローラ２２ａを備えている。この実施形態では単色画像を形成するので、トナーには通常黒色トナーを使用するが、赤色や青色などのトナーを使用してもよい。
クリーニングユニット２４は、転写後の感光体ドラム８上の残留トナーを除去するクリーニングブレード２４ａを備えている。
定着装置３は、耐熱性樹脂による筒状定着部材である定着スリーブ３１と、ローラ状加圧部材である加圧ローラ３２と、定着スリーブ３１を加熱する図示していない加熱手段等を備え、その定着スリーブ３１と加圧ローラ３２の間で定着ニップ部Ｎを形成する。
【００１７】
給紙部４は、シート状の記録材である用紙Ｐａが積載状態で収容される給紙トレイ１４と、給紙トレイ１４に収容された用紙Ｐａを最上位のものから順に１枚ずつ分離して送り出す給紙コロ１６等を有している。
給紙コロ１６によって送り出された用紙Ｐａは、図示していない搬送ローラ対によって搬送され、先端部が位置決めローラ対５に挟持されると、その搬送が一旦停止される。
そして、姿勢ずれが矯正された後、感光体ドラム８の回転に同期するタイミングで、位置決めローラ対５の回転により破線矢示Ｂで示すように転写部位Ｔへ送られる。すなわち、後述するように感光体ドラム８上に形成されるトナー像の先端と、用紙Ｐａの搬送方向の先端部の所定位置とが一致するタイミングで、用紙Ｐａが転写部位Ｔへ送られる。
【００１８】
この画像形成装置における画像形成動作は次のように行われる。 
すなわち、感光体ドラム８が矢示Ａ方向に回転を始めると、感光体ドラム８の表面が帯電ローラ１８により均一に帯電される。そして、画像情報に基づいて変調されたレーザ光Ｌｂが、感光体ドラム８の帯電された表面の露光部２６を、感光体ドラム８の回転軸線に平行な主走査方向（紙面に垂直な方向）に走査しながら照射する。それによって、感光体ドラム８の表面に作成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。
【００１９】
その静電潜像は、感光体ドラム８の回転により現像装置２２の現像ローラ２２ａに対応する位置へ移動し、そこで現像ローラ２２ａによってトナーが供給されて可視像化（現像）され、トナー像が形成される。
このようにして感光体ドラム８上に形成されたトナー像は、所定のタイミングで転写部位Ｔに進入して来る用紙Ｐａ上に、転写バイアスが印加された転写チャージャ１０の作用によって転写される。
【００２０】
トナー像が転写され、未定着画像であるトナー像を担持した用紙Ｐａは定着装置３へ向けて搬送される。そして、定着装置３の定着スリーブ３１と加圧ローラ３２による定着ニップ部Ｎを通過する際に、熱と圧力によってそのトナー像が定着される。その定着後の用紙Ｐａが、破線矢示Ｃ方向へ送出され、図示しない排紙トレイへ排出されてスタックされる。
【００２１】
転写部位Ｔで転写されずに感光体ドラム８の表面に残った残留トナーは、感光体ドラム８の回転に伴ってクリーニングユニット２４に至り、それを通過する間にクリーニングブレード２４ａによって掻き落とされて清掃される。
その後、感光体ドラム８上の残留電位が図示しない除電ランプ等の除電手段によって除去され、次の作像工程に備えられる。
【００２２】
〔基礎となる定着装置〕
次に、この発明による定着装置の基礎となる定着スリーブを用いた定着装置の構成例を説明する。図２はその定着装置の横断面概要図である。
この図２に示す定着装置３０は、薄肉筒状の定着部材である定着スリーブ３１とローラ状加圧部材である加圧ローラ３２とによって、定着ニップ部Ｎを形成し、その定着スリーブ３１を内側から加熱する内部加熱方式の定着装置である。
【００２３】
定着スリーブ３１は、この例では外径が３０ｍｍで厚みが５０μｍの耐熱性樹脂であるポリイミド樹脂製の基体３１１と、その基体３１１の表面に被覆された弾性層３１２を有している。
その弾性層３１２は耐熱性弾性材であるシリコンゴムで形成されており、その厚さは５０μｍ〜７０μｍである。
その弾性層３１２の表面には、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さが５〜５０μｍの離型層３１３が形成されている。
これらの基体３１１、弾性層３１２及び離型層３１３の各厚さは、上記のように外径と比較して極めて薄いが、図２では図示の都合上その各厚さを大幅に拡大して示している。
なお、定着スリーブ３１の基体３１１は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）やニッケル等の金属製でもよい。
【００２４】
定着スリーブ３１の内部には、ガイド部材を兼ねた支持部材３３が設けられ、さらに、定着ニップ部Ｎに対応する箇所には押圧部材３４が、内周方向に押圧部材３４と略９０°ずれた位置に板状の加熱手段である面状ヒータ３５が、それぞれ設けられている。面状ヒータ３５は、その発熱面を定着スリーブ３１内周面に接触させて加熱する。
また、支持部材３３は、定着スリーブ３１の内周面に沿った円筒面を有し、押圧部材３４及び面状ヒータ３５を逃げる部分だけ平面になった変形筒状に形成されている。その材料には、耐熱性樹脂あるいはステンレス鋼などの金属材料を使用する。
【００２５】
そして、これらの支持部材３３と押圧部材３４及び面状ヒータ３５が、図示していない両側板にフランジ部材等を介して接続されて固定保持され、定着スリーブ３１を内周面側から回転可能に支持している。これらの各部材における定着スリーブ３１の内周面と接触する面には、摩擦係数が小さく耐摩耗性に優れたＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂による被膜を形成するとよい。
【００２６】
加圧ローラ３２は外径が３０ｍｍ程度であり、厚さ２ｍｍ程度の鉄製の芯金３２１と、その芯金３２１の表面に被覆された弾性層３２２とから構成されている。弾性層３２２はシリコンゴムで形成されており、その厚さは５ｍｍ程度である。
弾性層３２２の表面には、離型性を高めるために厚さ４０μｍ程度のフッ素樹脂層を形成するのが望ましい。
【００２７】
この加圧ローラ３２は、図示していない弾性押圧手段によって押圧部材３４に向けて押圧され、弾性層３２２が定着スリーブ３１に圧接している。それによって、加圧ローラ３２の弾性層３２２における押圧部材３４と対向する部分の一部が、定着スリーブ３１に押し潰されて、加圧ローラ３２の回転軸線方向に沿って、回転方向に所定幅の定着ニップ部Ｎを形成する。
加圧ローラ３２がこのように定着スリーブ３１に圧接した状態で、図示していない駆動機構によって回転駆動され、図２に矢示Ｄで示す方向（反時計回り方向）に回転する。その加圧ローラ３２の回転に伴って、定着スリーブ３１が矢示Ｅで示す方向（時計回り方向）に回転することになる。
【００２８】
面状ヒータ３５と定着スリーブ３１を挟んで対向する外側の位置には、回転自在な押圧ローラ３６が配置されている。この押圧ローラ３６の回転軸は、図示していない弾性押圧手段によって定着スリーブ３１側に押圧されており、押圧ローラ３６によって定着スリーブ３１を面状ヒータ３５に押し当てる機能を果す。この押圧ローラ３６も少なくとも外周面付近は弾性を有し、定着スリーブ３１に押圧する部分が少し押し込まれながら、定着スリーブ３１の回転によって連れ回りする。
【００２９】
面状ヒータ３５には、その温度を検知するサーミスタ等を用いた温度検知装置３７が取り付けられている。また、その面状ヒータ３５よりも定着スリーブ３１の回転方向における少し上流の外側に、定着スリーブ３１の表面温度を検知するサーミスタ等を用いた温度検知装置３８が配置されている。
さらに、面状ヒータ３５に電力を供給する電源４０と、温度検知装置３７，３８による検知情報に基づいて電源４０を制御する加熱制御手段４２を備えている。
その加熱制御手段４２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インタフェース等からなるマイクロコンピュータを有する制御部である。
【００３０】
この加熱制御手段４２は、温度検知装置３８によって検知される定着スリーブ３１の表面温度が所定の定着温度を維持するように、電源４０を制御して面状ヒータ３５に供給する電力を調整する。それによって、温度検知装置３７によって検知される面状ヒータ３５の加熱温度を調整する。
そして、矢示Ｄ方向へ回転する加圧ローラ３２と、それによって矢示Ｅ方向へ回転する定着スリーブ３１とが圧接する定着ニップ部Ｎへ、未定着画像であるトナー像（図２に黒丸で示す）を担持する記録材である用紙Ｐａが搬送される。それを定着ニップ部Ｎで挟み込んで、定着スリーブ３１がその未定着のトナー像に接触して回転し、熱と圧力を加えてそのトナー像を用紙Ｐａに定着させて、図２で左方へ送出する。
【００３１】
ところで、面状ヒータ３５は、図３に示すように記録材である用紙Ｐａの搬送方向と直交する定着スリーブ３１の回転軸線方向に複数（図示の例では１０個）に分割された各ヒータ部３５１からなる加熱領域３５ａ，３５ｂを有している。そして、各ヒータ部３５１は、独立に定着スリーブ３１を加熱可能である。
例えば、面状ヒータ３５の加熱領域３５ａ又は加熱領域３５ｂのいずれか一方内のヒータ部３５１だけに電力を供給して発熱させることができる。また、加熱領域３５ａ内の各ヒータ部３５１と加熱領域３５ｂ内の各ヒータ部３５１とに異なる電力を供給して、その発熱量を異ならせることもできる。
【００３２】
図２に示した加熱制御手段４２は、未定着のトナー像を用紙Ｐａ上に形成するための画像の位置情報に応じて、面状ヒータ３５の加熱領域３５ａ，３５ｂを独立して温度制御し、非画像領域を画像領域の加熱温度より低くするように、その加熱割合を変化させる。
その制御動作の一例を図４及び図５によって説明する。図４の（ａ）は、用紙Ｐａ上に、矢示Ｆで示す用紙搬送方向の先端側から順に、画像領域ａ、非画像領域ｂ、画像領域ａが存在する画像形成パターンを示したものである。図４の（ｂ）は、画像領域ａの後に比較的大きな非画像領域ｂが存在する画像形成パターンを示したものである。
このような画像形成パターンの場合、画像領域ａでは定着が必要であるが、非画像領域ｂでは定着対象のトナー像が存在しないので定着の必要はない。
【００３３】
図示しない画像処理装置から、図４の（ａ）又は（ｂ）に示すパターンの画像情報が加熱制御手段４２へ入力された場合は、加熱制御手段４２は次のように制御する。すなわち、非画像領域ｂに対応する部位での定着スリーブ３１の温度が、画像領域ａに対応する部位での定着スリーブ３１の温度よりも低くなるように、図３に示した面状ヒータ３５の各ヒータ部３５１を制御する。
ここで、画像領域又は非画像領域に対応する部位とは、定着スリーブ３１が定着ニップ部Ｎで用紙Ｐａの画像領域又は非画像領域に密着する部位という意味である。
【００３４】
すなわち、画像領域ａに対応する部位では、定着スリーブ３１の軸方向の全域で定着温度が得られる電力を、面状ヒータ３５の各ヒータ部３５１に供給する。非画像領域ｂに対応する部位では、その面状ヒータ３５への供給電力を低減する。図４の（ａ）の場合は、紙後端側の画像領域aに対応する部位で、定着スリーブ３１の軸方向の全域で再び定着温度が得られる電力を、面状ヒータ３５の各ヒータ部３５１に供給する。
【００３５】
その際、実際の供給電力は図４中に斜線部で示すように、画像領域が定着ニップ部Ｎに入るよりも前の部分を予備的に加熱するように投入されている。この予備加熱領域は、主に面状ヒータ３５の周方向の発熱部の長さや、各ヒータ部３５１自身にも昇温時間が必要になることから必要となる領域である。予備加熱領域は省エネルギーの観点からは、できるだけ小さいことが望ましい。
【００３６】
図５の（ａ）は、用紙Ｐａ上に、矢示Ｆで示す用紙搬送方向に垂直な定着スリーブ３１の長手方向（回転軸線方向）に、画像領域ｃと非画像領域ｄが存在する画像形成パターンを示したものである。この場合にも同様に、加熱制御手段４２は、非画像領域ｄに対応する定着スリーブ３１の部位の温度が、画像領域ｃに対応する定着スリーブ３１の部位の温度よりも低くなるように面状ヒータ３５を制御する。
すなわち、画像領域ｃに対応する部位に相当する面状ヒータ３５の図３に示した加熱領域３５ａの各ヒータ部３５１には、定着温度が得られる電力を供給する。一方、非画像領域ｄに対応する部位に相当する加熱領域３５ｂの各ヒータ部３５１には、その供給電力を低減する。この場合も、前述したように斜線部の予備加熱領域が必要となる。
【００３７】
図５の（ｂ）は、矢示Ｆで示す用紙搬送方向に垂直な定着スリーブ３１の長手方向（回転軸線方向）の領域ｅでは、用紙搬送方向の全域（領域ｇ＋ｈ）が画像領域であるが、領域ｆでは用紙搬送方向の領域ｇだけが画像領域である。したがって、定着スリーブ３１の長手方向の領域ｆで用紙搬送方向の領域ｈは非画像領域になる。
【００３８】
定着スリーブ３１の温度制御としては、非画像領域に対応する部位でヒータ部３５１への電力供給を完全に停止（オフ）してもよいが、極端に温度が下がり過ぎると、次の画像領域での定着温度への立ち上がりが間に合わないことがある。
そのため、図６に示すように、非画像領域ｂに対応する部位では、画像領域ａに対応する部位の第一の目標温度よりは低いが、室温よりは所定温度以上高い第二の目標温度に、定着スリーブ３１の温度を保つように制御するのが望ましい。
この場合、画像領域ａに対応する部位での電力Ｐの供給だけでなく、非画像領域ｂに対応する部位でも電力Ｐ′の給電が行なわれるが、供給電力は削減されるため、省エネルギー化が可能になる。
【００３９】
〔定着装置の実施形態〕
この発明は、図２に示したような定着装置における、加熱部材に対する安全装置である温度検知装置の取り付け構造に関するものである。
その定着装置の一実施形態を図７〜図１３によって説明する。これらの図において、図２と対応する部分には同一の符号を付してあり、それらについては詳細な説明は省略する。図７は、この発明による定着装置の一実施形態の構成を示す図２と同様な横断面概要図である。
【００４０】
この定着装置３の定着スリーブ３１、加圧ローラ３２、及び押圧ローラ３６の構成は、図２に示した定着装置３０におけるそれらと実質的に同等である。押圧部材３４と加熱手段である面状ヒータ３５も、形状が若干異なるが実質的に図２の定着装置３０に設けたものと対応しているので、同じ符号を付している。
そして、未定着画像であるトナー像が転写された記録材である用紙は、破線矢示Ｆ方向から、定着スリーブ３１と加圧ローラ３２とによる定着ニップ部Ｎへ搬送され、そこで熱と圧力を加えられて、そのトナー像が用紙に定着される。
【００４１】
加熱部材である面状ヒータ３５は、ガラス基板に抵抗体が印刷された面状発熱体であり、薄肉筒状の定着部材である定着スリーブ３１は、図７に示すように押圧ローラ３６によって面状ヒータ３５の発熱面に押し付けられることによって加熱される。
従来のハロゲンヒータを用いた定着装置では、定着スリーブの外側に過昇温防止用のサーモスタットやサーミスタ等の温度検知装置が配置され、安全性を確保していた。しかし、この発明の対象とする定着装置では、定着スリーブ３１の加熱部は押圧ローラ３６によって塞がっているので、定着スリーブ３１の外側に温度検知装置を配置することができない。
【００４２】
そのため、この定着装置３では、過昇温を防止するための温度検知装置（図２における温度検知装置３７に相当する）を定着スリーブ３１の内側に安定に保持し、且つ外部負荷が掛かった場合でも、高精度に位置関係を維持することができるようにする必要がある。
そこで、面状ヒータ３５の温度を検知する温度検知装置を、図７に示すハウジング４５内に保持し、そのハウジング４５を、面状ヒータ３５の発熱面と反対側の面とステー部材３９との間に装着した。
図７に示すステー部材３９は、定着スリーブ３１がなるべく円筒形を保つように、内周面をガイドする弾性を有するガイド部３９１を一体に設けている。また、板状の押圧部材３４を支持する押圧部材支持部３９２と、ハウジング４５を押さえるハウジング押さえ部３９３もステー部材３９に一体に設けている。
【００４３】
ここで、ハウジング４５の形状及び構造について、図８から図１０によって説明する。
図８は、図７におけるハウジング４５をその向きを変えて長さ方向の寸法を大幅に縮小して示す全体斜視図である。図９は、そのハウジング４５を本来の寸法比率で上面側から見た長手方向の一部を示す斜視図、図１０は、そのハウジング４５の同じ部分を下面側から見た斜視図である。
【００４４】
このハウジング４５は、底面を開放した細長い台状をなし、長手方向に沿って互いに平行な前壁部４５１と後壁部４５２、長手方向の両端の端壁部４５３、後壁部４５２から傾斜して上方へ延びる斜壁部４５４、および上面４５５を有する。その上面４５５の前壁部４５１側に、図８に示すように幾分突出して長手方向に延びる第１の当接面４５６が、長手方向の両端部から中央部にかけて緩やかな凸面形状（Ｒ形状）に形成されている。
また、上面４５５の斜壁部４５４側に、一段高い第２の当接面４５７が長手方向に沿って平面状に形成されている。その上面４５５の第１の当接面４５６と第２の当接面４５７との間の領域に、長手方向に沿って配列された円柱状の位置決め突起４５８が、斜壁部４５４と同じ傾斜で形成されている。
【００４５】
図８では、７本の位置決め突起４５８が近接して設けられているように見えるが、実際には図９に示すように長手方向に一定の間隔を置いて配置されている。
前壁部４５１と後壁部４５２と両端の端壁部４５３のそれぞれ開放された底面側には、図９及び図１０に示すように、それぞれ切欠部４５１ａ，４５２ａ，４５３ａが形成されて装着時の安定性をよくしている。
ハウジング４５の斜壁部４５４には、図９に示すように段付きネジ用切欠部４６０を長手方向に間隔を置いて形成している。
【００４６】
そのハウジング４５の裏面の内側には、各段付きネジ用切欠部４６０と対応する位置に、図１０に示すように長円形の浅い筒状のハウジング位置決め部４６１が形成されている。また、そのハウジング位置決め部４６１の間の位置に、前壁部４５１と後壁部４５２及びその両側から幅方向に突出した押さえ部とによってサーモスタット保持部４６２が形成されている。そして、そのサーモスタット保持部４６２に嵌合してサーモスタット４８が装着され、いずれの方向にも移動不能に保持される。このサーモスタット４８が、面状ヒータ３５の温度を検知する温度検知装置であり、面状ヒータ３５に接触する接触部４８ａと、一対の電極４８ｂ，４８ｃを備えている。
【００４７】
一方、図１１に示すように、面状ヒータ３５はチャンネル状のヒータホルダ４６に一体に保持されている。そのヒータホルダ４６の内面には、ハウジング４５に設けられたハウジング位置決め部４６１（図１０参照）と対応する位置に、ボス状のヒータ位置決め部３５２が設けられており、その中心にネジ穴３５２ａが形成されている。
そして、ハウジング４５の底面側にヒータホルダ４６を嵌め込んで組み付け、ハウジング位置決め部４６１にヒータ位置決め部３５２を嵌め合わせ、ハウジング４５をヒータホルダ４６のボス状のヒータ位置決め部３５２で直接位置決めする。
【００４８】
その位置決め状態において、図１２に示すように、ハウジング４５の段付きネジ用切欠部４６０側から段付きネジ４７を、図１１に示したヒータ位置決め部３５２のネジ穴３５２ａにねじ込んで、面状ヒータ３５とハウジング４５とを締結する。
それによって、図１２に示すＸ、Ｙ、Ｚ（Ｘ：ヒータ短手方向、Ｙ：ヒータ長手方向、Ｚ：ヒータ板厚方向）すべての方向で位置が決まる。Ｚ方向の固定に段ネジを使用する理由は、加熱時の熱膨張をＹ方向で逃すのが目的である。これにより誤差の積み上がりが抑えられ、面状ヒータ３５に対して温度検知装置であるサーモスタット４８を高精度に配置できる。
【００４９】
このように、ヒータホルダ４６と共に面状ヒータ３５を組み付けたハウジング４５を、図７に示したようにステー部材３９に装着して支持させる。その際、ハウジング４５の複数本（図８の例では７本）の位置決め突起４５８が、それぞれステー部材３９のハウジング押さえ部３９３の開口に嵌入し、第１の当接面４５６と第２の当接面４５７がハウジング押さえ部３９３に当接して、位置決めされる。その位置決めは、ハウジング４５の長さ方向、幅方向及び高さ方向の全てにおいてなされる。この状態で、ステー部材３９とハウジング４５とが図示していない締結具によって締結される。
【００５０】
そして、このステー部材３９のガイド部３９１と、ハウジング４５に組み付けられた面状ヒータ３５と、ステー部材３９に支持された押圧部材３４を囲むように、弾性を有する薄肉円筒状の定着部材である定着スリーブ３１を装着する。その押圧部材３４と対向する位置に設けた加圧ローラ３２によって定着スリーブ３１を押圧部材３４に押圧して、定着ニップ部Ｎを形成する。また、押圧ローラ３６によって定着スリーブ３１を面状ヒータ３５に押し付けて加熱させる。
図１３は、そのハウジング４５に組み付けられた面状ヒータ３５と定着スリーブ３１を押圧する押圧ローラ３６の全長を示す正面図である。
【００５１】
ハウジング４５は、この図１３に示すように、定着スリーブ３１を面状ヒータ３５に押し当てる押圧ローラ３６の全長と同等以上の（より長い）全長を有する。これにより、面状ヒータ３５が押圧ローラ３６からの圧力を受けた場合においても、ハウジング４５が面状ヒータ３５を荷重幅よりも広い範囲で支えるため、面状ヒータ３５の端部が異常変形することがない。
したがって、加熱部材である面状ヒータ３５の変形を防止し、温度検知装置であるサーモスタット４８の位置精度を維持することができる。
【００５２】
さらに、このハウジング４５は、加圧ローラ３２及び押圧ローラ３６からの荷重を支えるステー部材３９によって支えられている。
押圧ローラ３６からの荷重を受けて、図７に示したステー部材３９には撓みが発生する。しかし、ハウジング４５におけるステー部材３９のハウジング押さえ部３９３と接する第１の当接面４５７が、図８に示したように長手方向の両端部から中央部にかけて緩やかな凸面形状（Ｒ形状）に形成されている。
【００５３】
これにより、ステー部材３９が撓んだ場合でも、ハウジング４５の面状ヒータ３５と接触する部分では、その撓みがキャンセルされて平面を保つことができる。
したがって、ステー部材３９の変形をハウジング４５が相殺し、面状ヒータ３５とハウジング４５内のサーモスタット４８との位置関係を正確に維持することができる。また、面状ヒータ３５自体の変形による損傷を防止することもできる。
【００５４】
この実施形態では図１０に示したように、ハウジング４５内に温度検知装置としてサーモスタット４８を保持させているが、サーミスタ等の他の温度検知装置を保持させてもよい。いずれにしても、それらの温度検知装置の絶縁性を確保する必要がある。さらに、ハウジング４５自体も面状ヒータ３５からの熱を受けて高温になることが予想され、また前述のように凸面形状（Ｒ形状）等の複雑な形状を付与する必要がある。
【００５５】
そのため、このハウジング４５はＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂、ＰＡＩ樹脂、ＰＥＫ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＩ樹脂などの耐熱温度が２００℃以上の樹脂材料によって形成するのが望ましい。それによって、ハウジング４５が高温になっても、温度検知装置の絶縁性能を確保することができる。
なお、上述した各樹脂の「ＰＰＳ」はポリフェニレンサルファイド、「ＬＣＰ」は液晶ポリマー、「ＰＡＩ」はポリアミドイミド、「ＰＥＫ」はポリエーテルケトン、「ＰＥＥＫ」はポリエーテルエーテルケトン、「ＰＩ」はポリイミドのそれぞれ略称である。
【００５６】
以上のような構成によって、面状ヒータ３５に対して、その温度を検知するサーモスタット４８等の温度検知装置を、組立性よく且つ正確な位置に安定して保持することができる定着装置３を提供することができる。
また、図１に示したように、この定着装置３と作像部２とを備え、その作像部２によってトナー像が転写された記録材である用紙Ｐａを、定着装置３の定着ニップ部Ｎを通してトナー像を用紙Ｐａに定着させる画像形成装置も提供することができる。
【００５７】
〔画像形成装置の他の実施形態〕
次に、この発明による定着装置を備えた画像形成装置の他の実施形態を図１４によって説明する。図１４は、その電子写真方式の画像形成装置の要部を示す模式的な構成図である。
図１によって説明した画像形成装置は単色画像を形成するプリンタであったが、図１４に示す画像形成装置１００は、フルカラー画像を形成することができる直接転写方式のカラープリンタである。この画像形成装置においても、定着装置としては、図７に示したようなこの発明による定着装置を備えているので、便宜上図１及び図７に示した定着装置３と同じ符号を付している。
【００５８】
この画像形成装置１００は、作像部として４つのプロセスカートリッジ５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０ＢＫが、転写搬送ベルト５７に沿って等間隔で配置されている。
その４つのプロセスカートリッジ５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０ＢＫは、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム５１と、図示を省略した帯電部、現像部、クリーニング部等で構成されている。これらは、図１に示した帯電ローラ１８、現像装置２２、クリーニングユニット２４等と同様である。
そして、各感光体ドラム５１上に、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する。そして、その４つの感光体ドラム５１上に形成された各色のトナー像は、転写搬送ベルト５７によって搬送される記録材である用紙Ｐａ上に順次重ねて転写される。
【００５９】
転写搬送ベルト５７は、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体）、ＰＣ（ポリカーボネート）等の樹脂材料によって無端状に形成されている。そして、複数のローラ部材によって張り渡されて支持され、図１４において反時計方向に周回移動し、用紙を搬送する面は矢示Ｇ方向に走行する。
【００６０】
この画像形成装置１００による通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
各プロセスカートリッジ５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０ＢＫにおいて、各感光体ドラム５１は時計方向に回転する。そして、その各感光体ドラム５１の表面が、図示していない帯電部との対向位置で帯電され、その帯電された各感光体ドラム５１の表面が、露光部（書込み部）５２から射出される各色の画像情報に応じたレーザ光に照射される。
それによって、各感光体ドラム５１の帯電表面が露光され、各色の画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００６１】
その後、感光体ドラム５１の表面は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが収納された現像部（図示していない）との対向位置に達する。そこで、各現像部から各色のトナーが感光体ドラム５１上の潜像に供給され、各感光体ドラム５１上に各色のトナー像が形成される。その後、感光体ドラム５１表面は、転写搬送ベルト５７との対向位置に達する。
【００６２】
一方、給紙部６１からは、積層して収納された記録材である用紙Ｐａが給送ローラ６２によって最上位の用紙から給送される。そして、搬送経路を経由して転写搬送ベルト５７の上流側であるイエローのプロセスカートリッジ５０Ｙ側の位置決めローラ対（レジストローラ対とも称す）６４の位置に搬送される。その用紙Ｐａが所定のタイミングで位置決めローラ対６４によって搬送され、転写搬送ベルト５７上に導かれて吸着され、その後は転写搬送ベルト５７の走行に伴って移動する。そして、各感光体ドラム５１上に形成された各色のトナー像が、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順で、用紙Ｐａ上に順次重ねて転写される。
【００６３】
ここで、用紙Ｐａ上への各トナー像の転写は、転写搬送ベルト５７を介して各感光体ドラム５１と対向するように配設された転写バイアスローラ５４によって行われる。詳しくは、各転写バイアスローラ５４に、各感光体ドラム５１上に付着するトナーの極性とは逆の極性の転写電圧が印加されて、上述の転写工程を行う。
【００６４】
その後、４色のトナー像が重ねて転写された用紙Ｐａは、転写搬送ベルト５７から分離して、定着装置３に向けて搬送される。そして、定着装置３に達した用紙Ｐは、定着スリーブ３１と加圧ローラ３２による定着ニップ部Ｎを通過する間に、熱と圧力を加えられて、フルカラートナー像が定着される。その後、定着装置３を出た用紙Ｐａは排出ローラ対６９によって機外に排出される。
一方、用紙Ｐａが分離された後の転写搬送ベルト５７の表面は、ベルトクリーニング部５９を通過する際にクリーニングされる。
【００６５】
このようにして、この画像形成装置１００における一連の画像形成プロセスが完了する。
この画像形成装置１００によっても、定着装置の立ち上がり時間が短かく、且つ省エネルギーを実現することができる。そして、加熱手段の温度を検知する温度検知装置を、組立性よく且つ正確な位置に安定して保持できる。したがって、定着温度を精度よく制御することができるとともに、過昇温を防ぎ、安全性を高めることもできる。
【００６６】
上述した画像形成装置は、タンデム型直接転写方式のカラープリンタであるが、各色のトナー像を中間転写ベルト等の中間転写体上に順次重ねて転写した後、記録材上に一括転写する中間転写方式のカラープリンタでもよい。さらに、タンデム型に限るものではなく、レボルビング型の画像形成装置でもよい。作像部の感光体は、ドラム状に限らずベルト状の感光体でもよい。
そして、この発明を適用する画像形成装置は、プリンタに限らず、印刷装置、複写装置、ファクシミリ装置、それらの複数の機能を備えた複合機などでもよい。
また、定着装置も前述した実施形態のものに限るものではなく、その構成及び機能、数値例等は、適宜追加、変更、あるいは一部の省略等を適宜行うことができ、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施することも可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６７】
２：作像部    ３：定着装置    ４：給紙部    ５：位置決めローラ対
８：感光体ドラム    １０：転写チャージャ    １４：給紙トレイ    １６：給紙コロ
１８：帯電ローラ    ２０：ミラー    ２２：現像装置    ２２ａ：現像ローラ    
２４：クリーニングユニット    ２４ａ：クリーニングブレード    ２６：露光部    
３０：定着装置    ３１：定着スリーブ（筒状定着部材）    
３２：加圧ローラ（ローラ状加圧部材）    ３３：支持部材（ガイド部材）    
３４：押圧部材    ３５：面状ヒータ（加熱手段）    ３５ａ，３５ｂ：加熱領域    
３６：押圧ローラ    ３７，３８：温度検知装置    ３９：ステー部材    
４０：電源    ４２：加熱制御手段（制御部）    ４５：ハウジング    
４６：ヒータホルダ    ４７：段付きネジ    ４８：サーモスタット（温度検知装置）  
４８ａ：接触部    ４８ｂ，４８ｃ：電極
５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫ：プロセスカートリッジ    ５１：感光体ドラム
５２：露光部（書込み部）    ５４：転写バイアスローラ    ５７：転写搬送ベルト
５９：ベルトクリーニング部    ６１：給紙部    ６２：給送ローラ    
６４：位置決めローラ対    ６９：排出ローラ対
１００：カラープリンタ（画像形成装置）
３１１：定着スリーブの基体    ３１２：弾性層    ３１３：離型層
３２１：加圧ローラの芯金    ３２２：弾性層    ３５１：ヒータ部    
３５２：ヒータ位置決め部（ボス）    ３５２ａ：ネジ穴    
３９１：ステー部材のガイド部    ３９２：ステー部材の押圧部材支持部    
３９３：ステー部材のハウジング押さえ部    
４５１：前壁部    ４５２：後壁部    ４５３：端壁部    ４５４：斜壁部    
４５５：上面    ４５６：第１の当接面    ４５７：第２の当接面    
４５８：位置決め突起    ４６０：段付きネジ用切欠部    
４６１：ハウジング位置決め部    ４６２：サーモスタット保持部    
Ｐａ：用紙（記録材）    Ｔ：転写部位    Ｎ：定着ニップ部    
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開平６−９５５４０号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１９４６号公報
【特許文献３】特開２００１−３４３８６０号公報
【図１】
2015084082.tif 000003
【図２】
2015084082.tif 000004
【図３】
2015084082.tif 000005
【図４】
2015084082.tif 000006
【図５】
2015084082.tif 000007
【図６】
2015084082.tif 000008
【図７】
2015084082.tif 000009
【図８】
2015084082.tif 000010
【図９】
2015084082.tif 000011
【図１０】
2015084082.tif 000012
【図１１】
2015084082.tif 000013
【図１２】
2015084082.tif 000014
【図１３】
2015084082.tif 000015
【図１４】
2015084082.tif 000016