(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と前記基板上に形成されている発熱抵抗体と前記基板上に形成されており前記発熱抵抗体に電力を供給するための電極とを有するヒータと、長手方向端部に前記電極に繋がれる給電コネクタを取り付けるためのコネクタ取り付け部を有し前記ヒータをその長手方向に亘って保持する樹脂製のホルダと、前記ヒータと協同してニップ部を形成する弾性ローラと、を有し、前記ニップ部で記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置において、
前記ヒータの長手方向において、前記ヒータの前記発熱抵抗体は前記ニップ部内に配置されており、前記ホルダの前記コネクタ取り付け部は前記ニップ部外に配置されており、前記ヒータの前記ニップ部側の面とは反対側の面と対向する前記ホルダの面は、前記ヒータと接触する座面領域と、前記座面領域よりも前記長手方向端部側に設けられており前記ヒータの短手方向に亘って前記ヒータと接触しない凹部領域と、を有し、前記発熱抵抗体の長さと、前記ホルダの前記座面領域の前記長手方向の長さと、前記ニップ部の前記長手方向の長さは同じであることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
基板と前記基板上に形成されている発熱抵抗体と前記基板上に形成されており前記発熱抵抗体に電力を供給するための電極とを有するヒータと、長手方向端部に前記電極に繋がれる給電コネクタを取り付けるためのコネクタ取り付け部を有し前記ヒータをその長手方向に亘って保持する樹脂製のホルダと、前記ヒータと協同してニップ部を形成する弾性ローラと、を有し、前記ニップ部で記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置において、
前記ヒータの長手方向において、前記ヒータの前記発熱抵抗体は前記ニップ部内に配置されており、前記ホルダの前記コネクタ取り付け部は前記ニップ部外に配置されており、前記ヒータの前記ニップ部側の面とは反対側の面と対向する前記ホルダの面は、前記ヒータと接触する座面領域と、前記座面領域よりも前記長手方向端部側に設けられており前記ヒータの短手方向に亘って前記ヒータと接触しない凹部領域と、を有し、前記座面領域は、前記短手方向の両端に設けられた第１領域と、前記第１領域の間に設けられており前記第１領域よりも前記長手方向に短い第２領域と、を有し、前記長手方向において、前記ニップ部の領域は前記第１領域に含まれており、前記発熱抵抗体の領域は前記ニップ部の領域に含まれていることを特徴とする像加熱装置。
【請求項３】
前記長手方向において、前記第２領域は前記発熱抵抗体の領域に含まれていることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記長手方向において、前記第１領域の一方の端部と前記第２領域の一方の端部との距離は０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記ホルダが軟化していない状態で、前記第１領域は前記ヒータに接触しており、前記第２領域は前記ヒータと非接触であることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記ホルダは、前記凹部領域よりも端部側に前記ヒータと接触する端部座面領域を有することを特徴とする請求項１または２に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記コネクタ取り付け部は前記端部座面領域に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記装置は更に、内周面に前記ヒータが接触しつつ回転する可撓性のスリーブを有し、前記ニップ部は前記スリーブを介して前記ヒータと前記弾性ローラによって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタに搭載される加熱定着器として用いれば好適な像加熱装置に関し、特に、基板上に発熱抵抗体が形成されたヒータと、ヒータと協同して画像を担持する記録材を搬送するニップ部を形成する弾性ローラと、を有する像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタに搭載される定着器として、セラミック製のヒータと、内周面にこのヒータが接触するポリイミドやステンレス等の材質の定着フィルムと、定着フィルムを介してヒータと定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有するフィルム方式の定着装置が実用化されている（特許文献１）。
【０００３】
このフィルム方式の定着装置の一形態として、定着フィルムにシリコーンゴム等の弾性層を設けたものもある。定着フィルムに弾性層を設けているので、記録材上のトナー像を包み込むように定着できる。したがってこの定着装置は、主にフルカラープリンタに搭載する定着装置として利用されている。
【０００４】
ところで、近年、画像形成装置のさらなる高速化が求められている。高速化に際しては、より短い時間でより多くの熱量を記録材に与える必要があるため、ヒータに、より大電力を投入し、発熱量を全体的に大きくする必要が生じている。
【０００５】
このように、画像形成装置の高速化やカラー化に伴い、ヒーターに投入される電力が大きくなると、定着装置が制御不能となり大電力が連続して投入されるトラブルが発生した際に、ヒーターが割れる、という問題が顕在化する。定着装置には、ヒータが過度に昇温した時にヒータへの給電を遮断するサーモスイッチ等の感熱素子（安全素子）が設けられており、ヒータの異常昇温時にこの素子が即座に作動すれば問題はない。しかしながら、ヒータに投入される電力が大きくなると、ヒータの昇温速度に感熱素子が追従できずに作動遅れが発生することがある。このような作動遅れが生じた時、ヒータ割れが発生しやすい。
【特許文献１】特開平６−２８２２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ヒーター割れが発生する主な原因として、機械的せん断破壊が挙げられる。図４は樹脂製のヒータホルダに保持されているセラミック製ヒータ１４９が割れた状態を示している。図４に示すようにヒーター１４９のセラミック製基板上に形成されている発熱抵抗体１５０に大電力が連続して投入されるとヒーター１４９が過剰に温度上昇する。その結果、ヒーターと接触しているヒーターホルダのヒーター支持面は耐熱温度を越え、溶融してしまう。
【０００７】
更に、ヒーターは加圧ローラ側から加圧力を受けているのでヒーター支持面ごとヒーターホルダ側へと押し込まれる。一方、セラミック基板上の発熱抵抗体１５０が形成されていない領域は、大電力が連続して投入された場合でもさほど温度上昇することは無い。このため、この領域のヒーターホルダ支持面の溶融は起こらないので、ヒーターがヒーターホルダ側へと押し込まれることはない。従って、図４に示すように、ヒータの発熱抵抗体１５０が形成された領域を支持するヒータホルダの支持面（溶融面）１５１と、発熱抵抗体１５０が形成されていない領域を支持する支持面１５２に段差が生じる。この段差部分により、ヒーター１４９への応力集中が起こる。その結果、ヒーター１４９のせん断破壊が起きる。ヒータホルダが軟化する前に、サーモスイッチのような感熱素子が作動すればヒータの割れは防止できるが、上述のように感熱素子の作動遅れが生じると、このヒータ割れを抑えることができない。
【０００８】
このように、ヒーター割れが生じた場合、ヒーターが使用不能となり、リサイクル性に劣ることに加え、ヒーターに設置されたサーミスタ等を介して、一次電圧が印加される部位と、二次側回路やＧＮＤ部位との距離を十分に取れなくなり、場合によっては二次側回路が破壊され、修理費用が余計にかかる、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するための本発明は、基板と前記基板上に形成されている発熱抵抗体と前記基板上に形成されており前記発熱抵抗体に電力を供給するための電極とを有するヒータと、長手方向端部に前記電極に繋がれる給電コネクタを取り付けるためのコネクタ取り付け部を有し前記ヒータをその長手方向に亘って保持する樹脂製のホルダと、前記ヒータと協同してニップ部を形成する弾性ローラと、を有し、前記ニップ部で記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置において、前記ヒータの長手方向において、前記ヒータの前記発熱抵抗体は前記ニップ部内に配置されており、前記ホルダの前記コネクタ取り付け部は前記ニップ部外に配置されており、前記ヒータの前記ニップ部側の面とは反対側の面と対向する前記ホルダの面は、前記ヒータと接触する座面領域と、前記座面領域よりも前記長手方向端部側に設けられており前記ヒータの短手方向に亘って前記ヒータと接触しない凹部領域と、を有し、前記発熱抵抗体の長さと、前記ホルダの前記座面領域の前記長手方向の長さと、前記ニップ部の前記長手方向の長さは同じであることを特徴とする。
更に本発明は、基板と前記基板上に形成されている発熱抵抗体と前記基板上に形成されており前記発熱抵抗体に電力を供給するための電極とを有するヒータと、長手方向端部に前記電極に繋がれる給電コネクタを取り付けるためのコネクタ取り付け部を有し前記ヒータをその長手方向に亘って保持する樹脂製のホルダと、前記ヒータと協同してニップ部を形成する弾性ローラと、を有し、前記ニップ部で記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置において、前記ヒータの長手方向において、前記ヒータの前記発熱抵抗体は前記ニップ部内に配置されており、前記ホルダの前記コネクタ取り付け部は前記ニップ部外に配置されており、前記ヒータの前記ニップ部側の面とは反対側の面と対向する前記ホルダの面は、前記ヒータと接触する座面領域と、前記座面領域よりも前記長手方向端部側に設けられており前記ヒータの短手方向に亘って前記ヒータと接触しない凹部領域と、を有し、前記座面領域は、前記短手方向の両端に設けられた第１領域と、前記第１領域の間に設けられており前記第１領域よりも前記長手方向に短い第２領域と、を有し、前記長手方向において、前記ニップ部の領域は前記第１領域に含まれており、前記発熱抵抗体の領域は前記ニップ部の領域に含まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ヒータ割れを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施例１）
（画像形成装置構成の説明）
図８に、本実施例の定着装置を搭載した画像形成装置の断面図を示す。本実施例における画像形成装置は、電子写真方式を用いて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナー像を重ね合わせることでフルカラー画像を得る。本実施例の画像形成装置のプロセススピードは、１２２ｍｍ／ｓｅｃ、一分間の印字枚数はＵＳレターサイズ紙で２２枚である。また、一枚目プリント（Ｆｉｒｓｔ  Ｐａｇｅ  Ｏｕｔ）までの時間（ＦＰＯＴ）は約１３秒である。本実施例の画像形成装置においては、感光ドラム（１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ）、帯電ローラ（２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ）、静電潜像を顕像化するための現像ローラ（３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ）、感光体ドラムのクリーニングブレード（４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋ）等をひとつの容器にまとめた、いわゆるオールインワンカートリッジを４つ使用している。イエロー（Ｙ）トナーを現像器に充填したイエローカートリッジ、マゼンタ（Ｍ）トナーを現像器に充填したマゼンタカートリッジ、シアン（Ｃ）トナーを現像器に充填したシアンカートリッジ、そしてブラック（Ｋ）トナーを現像器に充填したブラックカートリッジの４つのカートリッジを使用している。本実施例の画像形成装置においては、感光体ドラム（１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ）に露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系５が、上記４色のトナーカートリッジに対応して設けられている。光学系としては、レーザー走査露光光学系を用いている。
【００１２】
画像データに基づき光学系５から出射する走査光が、帯電ローラ（２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ）により一様に帯電された感光体ドラム（１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ）上を露光することにより、感光体ドラム（１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ）表面に画像データに対応する静電潜像が形成される。不図示のバイアス電源より現像ローラ（３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ）に印加される現像バイアスを、帯電電位と露光部電位の間の適切な値に設定することで、負の極性に帯電されたトナーが、感光体ドラム（１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ）上の静電潜像に付着し現像が行われる。感光体ドラム（１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ）上に現像された単色トナー画像は、感光体ドラム（１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ）と同期して略等速で回転する中間転写体６上へ転写される。本実施例においては、中間転写体として、中間転写ベルト６を用いており、駆動ローラ７によって駆動され、テンションローラ８によって張架されている。中間転写ベルト６へ感光体ドラム（１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ）上のトナー像を転写する、一次転写手段としては、一次転写ローラ（９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋ）を用いている。一次転写ローラ（９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋ）に対して、不図示のバイアス電源より、トナーと逆極性の一次転写バイアスを印加することにより、感光体ドラムから中間転写ベルト６へトナー像が一次転写される。一次転写後、感光体（１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ）上に残ったトナーは、クリーニングブレード（４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋ）により除去される。本実施例においては、クリーニングブレードとして、ウレタンブレードを用いている。上記工程を中間転写ベルト６の回転に同調して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して行い、中間転写ベルト６上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。単色のみの画像形成（単色モード）時には、上記工程は、目的の色についてのみ行われる。
【００１３】
また、記録材供給部となる記録材カセット１０にセットされた記録材Ｐは給送ローラ１１により給送される。その後、所定のタイミングで、レジストローラ１２から中間転写ベルト６と二次転写手段とのニップ部に搬送される。中間転写ベルト６上に形成された一次転写トナー像は、二次転写手段たる二次転写ローラ１３によって記録材Ｐ上に一括転写される。二次転写ローラ１３には不図示のバイアス印加手段よりトナーと逆極性のバイアスが印加されている。１４は、二次転写ローラ対向ローラである。二次転写後、中間転写ベルト６上に残ったトナーは、中間転写ベルトクリーニング手段１５により除去される。本実施例においては、感光体ドラムのクリーニング手段と同様、ウレタンブレードによる中間転写体クリーニングを行っている。記録材Ｐ上に二次転写されたトナー画像は、定着手段たる定着装置を通過することで、記録材Ｐ上に溶融定着され、画像形成装置の出力画像となる。
【００１４】
（ヒーター構成の説明）
図５は、本発明の実施例１の定着装置に搭載したヒーター１００を、上面より見た図である。また、図６は、ヒーター１００を長手方向に垂直な面で切断した際の断面図である。ヒーター１００は、基板１０１、発熱抵抗体１０２、電極１０３、絶縁コート層１０４、導体パターン１０５よりなる。基板１０１は、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性のセラミック製のもの、あるいはＳＵＳ（ステンレス）等の金属板にガラスコートを施して絶縁性を確保したもの、を用いることが出来る。本実施例においては、アルミナよりなる厚み１．０ｍｍ基板を用いた。基板の長さは２８５ｍｍ、幅は７．５ｍｍである。発熱抵抗体１０２については、導電ペーストを基板１０１上に塗布したり、ニクロム線等を基板１０１上に接着等既知の方法で固定したものを用いても良い。また、発熱抵抗体は、基板上に直接形成される必要は無く、例えば、基板への熱の拡散を防止するためのグレーズ層を介しても良い。本実施例においては、アルミナ基板１０１に、銀・パラジウム合金を含んだ導電ペーストをスクリーン印刷法によって図５に示す形状に形成した。厚みは２０μｍである。その後、焼成を行うことにより、発熱抵抗体１０２を形成した。本実施例に用いた発熱抵抗体１０２の抵抗値は１４Ωとした。これにより、１２０Ｖの電圧が投入された際の定着ヒーター１００の消費電力は、１０２９Ｗとなる。発熱抵抗体１０２の長手中央部は１．５ｍｍの太さで、この太さの発熱抵抗体が二本、直列に形成されている。二本の発熱抵抗体間の距離は０．７ｍｍである。発熱抵抗体１０２は、長手両端部において、他の部分よりも幅の狭い領域を持つ。発熱抵抗体１０２の幅を狭く絞ることによって、絞り部で発熱抵抗体１０２の抵抗が大きくなり、同じ値の電流が流れた際の発熱量が大きくなる。これにより、基板１０１を通じて長手端部方向へ逃げる熱を補い、長手に均一な温度分布になるようにしている。本実施例においては、絞り部分の抵抗体幅をその他の部分に対して７％狭くし、抵抗体幅を１．３９５ｍｍとしている。電極１０３は、定着装置や画像形成装置の電源より、発熱抵抗体１０２に電力を供給するための接点として機能するものである。ここに給電コネクタ３０１の端子が繋がれる。本実施例においては、銀ペーストを、発熱抵抗体１０２と同様、スクリーン印刷法により均一に、厚み２０μｍの膜状に塗布した後に焼成を行うことにより、形成した。電極１０３は、基板１０１上に二箇所形成され、それぞれ発熱抵抗体１０２に接続されることにより、電極１０３を通してＡＣ電圧が発熱抵抗体１０２に印加される。絶縁コート層１０４は、ガラスや樹脂等の絶縁物により形成され、発熱抵抗体１０２や電極１０３の絶縁耐圧を確保するために設けられる。本実施例においては、絶縁ガラスによるコート層を８０μｍの厚みでスクリーン印刷を行うことにより設けている。導体パターン１０５は電極１０３と発熱抵抗体１０２を接続する役割をしている。
【００１５】
（定着装置構成の説明）
図７に、本実施例における定着装置の断面図を示す。本実施例における定着装置は、ヒーター１００、ヒーターホルダ１７、サーミスタ１８、定着ベルト（可撓性スリーブ）２０、加圧ローラ（弾性ローラ）２２、入り口ガイド２３により構成される。ヒーターホルダ１７は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成し、ヒーター１００を保持し、定着ベルト２０をガイドする役割を果たす。本実施例においては、液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト７７５５Ｍ（商品名）を使用した。ゼナイト７７５５Ｍの最大使用可能温度は、約２７０℃である。サーミスタ１８は、定着ベルト２０内面の温度を検知し、温調制御を行うために配設されている。その構造は、ステンレス製のアーム先端にサーミスタ素子を取り付けたものである。定着ベルト２０の回転時の揺れに追従してアームが揺動することにより、定着ベルト２０内面の動きが不安定になった状態においても、サーミスタ素子が定着ベルト２０内面に常に接する状態に保たれる。また、サーミスタ１８は、ＣＰＵ１１７に接続されている。ＣＰＵ１１７は、サーミスタ１８の出力をもとにヒーター１００の温調制御内容を決定し、電源５０１からヒーター１００への通電を制御する。定着ベルト２０は、ＳＵＳ（ステンレス）の素管を引き抜き加工により、厚さ３０μｍの厚みのシームレスベルト状に形成したベース層と、ベース層上にリングコート法により形成したシリコーンゴム層と、更にその上の厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブ層を有する。シリコーンゴム層には、極力熱伝導率の高い材質を用い、定着ベルト２０の熱容量を小さくすることが望ましい。これにより、定着装置を定着可能な温度まで素早く立ち上げることができる。本実施例においては、熱伝導率が約１．０×１０−３ｃａｌ／ｓｅｃ・ｃｍ・Ｋと、シリコーンゴムとしては、熱伝導率が高い部類に属する材質を用いた。一方、ＯＨＴ（ｏｖｅｒｈｅａｄ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）透過性や、画像上の微小なグロスムラを抑えるといった、画質の観点からは、定着ベルト２０のゴム層を極力厚くすることが望ましい。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以上のゴム厚みが必要であることが分かっている。本実施例におけるシリコーンゴム層は、厚み２７０μｍとした。さらに、定着ベルト２０表面にフッ素樹脂層を設けることで、表面の離型性が向上し、定着ベルト２０表面にトナーが一旦付着し、再度記録材Ｐに移動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。
【００１６】
また、定着ベルト２０表面のフッ素樹脂層を、ＰＦＡチューブとすることで、より簡便に、均一なフッ素樹脂層を形成することが可能となる。加圧ローラ２２は、ステンレス製の芯金に、射出成形により、厚み約２ｍｍのシリコーンゴム層を形成し、その上に厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。入り口ガイド２３は、二次転写ニップを抜けた記録材Ｐが、定着ニップ部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。本実施例の入り口ガイドは、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂により形成されている。加圧ローラ２２、入り口ガイド２３は、それぞれフレーム２４に組みつけられ、その上にヒーターホルダ１７に支持された定着ヒーター１００を内蔵した定着ベルト２０が配置され、加圧機構（実施例２の図１８参照）により、２２ｋｇｆ（２１５．６Ｎ）（片側１１ｋｇｆ（１０７．８Ｎ））の力で加圧されている。加圧機構は、不図示の圧解除機構を有し、ジャム処理時等に、加圧を解除し、記録材Ｐの除去が容易な構成となっている。また、本実施例の定着装置においては、加圧ローラ２２が回転することによって定着ベルト２０が従動回転する。その際、定着ベルト２０の内面とヒーターホルダ１７は摺動する構成となっている。定着ベルト２０内面にはグリスが塗布され、ヒーターホルダ１７と定着ベルト２０内面との摺動性を確保している。通常使用においては、加圧ローラ２２の回転開始とともに定着ベルト２０の従動回転が開始し、ヒーター１００の温度の上昇とともに定着ベルト２０の内面温度も上昇していく。本実施例の定着装置にはヒーター１００の裏面に安全装置としてのサーモスイッチ１１９が設置されている。サーモスイッチ１１９は、定着装置が制御不能な状態となった際に、ヒーター１００への通電が停止されず、電力が投入されつづけることによる定着装置の破壊を防止するために設けられている。ヒーター１００の温度が一定以上になった場合（異常昇温した場合）、その熱によりサーモスイッチが作動し、ヒーター１００への通電を遮断する。また、定着ベルト２０を介してヒータ１００と加圧ローラ２２によってニップ部が形成されている。トナー像を担持する記録材Ｐはニップ部で挟持搬送される。これにより記録材Ｐ上のトナー像が記録材Ｐに加熱定着される。
【００１７】
（ヒーターホルダ構成の説明）
図１は本実施例におけるヒーターホルダ１７、ヒーター１００及び加圧ローラ２２の長手位置関係を示す図である。Ａで示される領域はヒーターにおける発熱抵抗体１０２を形成する領域であり、Ｂで示される領域はそれ以外の領域、すなわち、ヒーターにおける発熱抵抗体１０２を形成しない領域を示している。ヒーターホルダ１７におけるａ１で示される面はヒータ１００の発熱抵抗体１０２の領域Ａに対する支持面（座面）を示しており、ヒーターホルダ１７におけるｂ１で示される面はヒータ１００の発熱抵抗体１０２を形成していない部分との対向面（凹部領域）を示している。
【００１８】
ヒータホルダ１７の領域Ｂには、ヒータ１００の電極１０３に繋がれる給電コネクタ３０１を取り付けるためのコネクタ取り付け部３０２が設けられている。また、本実施例では、加圧ローラ２２の長さ（即ちニップ部の長さ）と、発熱抵抗体１０２の長さと、座面ａ１の長さと、が略同じになっている。更に、ヒータの長手方向において、ヒータ１００の発熱抵抗体１０２は定着ニップ部内に配置されており、ヒータホルダ１７のコネクタ取り付け部３０２は定着ニップ部外に配置されている。
【００１９】
図２は図１におけるＡ領域をヒーター面に垂直な面で切断した際の断面図である。ヒーター１００はヒーターホルダ支持面ａ１により、加圧ローラ２２から定着ベルト２０を介して加えられる加圧力に対向して支持されている。図３は図１におけるＢの領域を長手方向に垂直な面で切断した際の断面図である。ヒーター１００とヒーターホルダ１７は非接触となっており、ヒーター裏面とヒーターホルダ対向面ｂ１間はギャップＧが０．７ｍｍとなるように設計されている。つまり、ヒータ１００の定着ニップ部側の面とは反対側の面と対向するヒータホルダ１７の面は、ヒータ１００と接触する座面領域ａ１と、座面領域ａ１よりも長手方向端部側に設けられた凹部領域ｂ１と、を有する。また、凹部領域ｂ１はヒータの短手方向（記録材搬送方向）に亘ってヒータ１００と接触しない領域である。
【００２０】
本設計値はヒーターホルダの耐熱温度、ヒーターの発熱量、加圧ローラから加えられる加圧力等に応じて変えられるべきものである。
【００２１】
上述のように、本実施例では、加圧ローラ２２の長さ（即ちニップ部の長さ）と、ヒータホルダ１７の座面ａ１の長さと、が略同じになっている。このため、ヒータ１００がヒータホルダ１７と加圧ローラ２２の間に挟まれた状態の時に、ヒータ１００が撓んでしまうような負荷がヒータ１００に加わらないようになっている。
【００２２】
（電力供給回路、電力制御回路）
図９を用いて、ヒータ１００への電力供給回路及び電力制御回路について詳述する。
【００２３】
電力供給回路（ＡＣ回路）は、交流電源５０１と、リレー５０２と、トライアック１１８と、ヒータ１００と、安全装置としてのサーモスイッチ１１９と、が直列に接続されて構成されている。
【００２４】
電力制御回路（ＤＣ回路）は、ＣＰＵ１１７や定着ベルト２０の温度を検知するサーミスタ１８等から構成されている。ＣＰＵ１１７は、定着ベルト２０の温度を検知するサーミスタ１８からの温度情報を基に、ヒータ１００に投入する電力を決定し、トライアック１１８を制御する。本実施例の定着装置は、サーミスタ１８の検知温度が制御目標温度（設定温度）を維持するようにＣＰＵ１１７がトライアック１１８を制御する。
【００２５】
リレー５０２は、ヒータ１００が異常昇温した際などにＣＰＵ１１７からの指令信号によって作動し、電力供給回路を遮断するものである。
【００２６】
サーモスイッチ１１９は、ヒータ１００の異常昇温に反応して作動し、電力供給回路を遮断するものである。
【００２７】
（過剰電力投入試験）
この定着装置を用いて、過剰電力投入試験を実施した。この試験により、ヒータ１００に掛かるストレスを検証した。過剰電力投入試験条件としては、ヒーター１００の昇温が最も急速になる試験条件を選択した。すなわち、制御回路のトライアック１１８を双方向導通状態となるように、故意に破壊し、さらにリレー５０２をショートさせた。この状態で、ＡＣ電源５０１からの通電を行い、最大電力が連続してヒータに入力される状態とした。電圧は１２０Ｖ圏で最も電圧の高い地域の定格１２７Ｖに対し、１０％増しの電圧、すなわち、１４０Ｖを印加した。なお、定着装置を設置した環境は、室温２５℃、湿度５０％である。また、定着装置は、回転状態でなく、回転停止状態で実験した。回転停止状態で実験する理由は、ヒーター１００に投入されたエネルギーが加圧ローラ２２に奪われにくいことから、回転状態よりも定着装置に対するダメージが大きいためである。
【００２８】
（過剰電力投入試験結果）
上記条件にて、５回の過剰電力投入試験を実施したところ、いずれの試験においても、ヒーター１００の割れは発生しなかった。つまり、ヒータ１００が異常発熱することによってヒータホルダ１７の座面ａ１が軟化しヒータ１００がヒータホルダ１７に埋没しても、ヒータ１００の基板１０１にストレスは殆ど掛からなかった。
【００２９】
本実施例の定着装置は、図１に示したように、加圧ローラ２２の長さ（即ちニップ部の長さ）と、発熱抵抗体１０２の長さと、座面ａ１の長さと、が略同じで、且つこれらの領域は略完全にオーバーラップしている。このため、座面ａ１が軟化しても、軟化後の座面ａ１の高さはヒータホルダ１７の対向面ｂ１の高さと略同じになるので、ヒータ１００に過度のストレスが掛からなかったのである。
【００３０】
また、ヒータ１００の異常発熱が続いてヒータ１００の発熱抵抗体１０２形成領域がヒータホルダ１７の座面ａ１に更に埋没する前に、サーモスイッチ１１９が作動しヒータ１００への給電がストップした。このためヒータ１００が割れるのを防止できている。
【００３１】
このとき、ヒータへ通電開始した後サーモスイッチ１１９が作動するまでの時間、即ち、ヒータへ通電開始した後ヒーター１００への通電が遮断されるまでの時間を計測したところ、最大６．０秒、最小５．２秒、平均５．５秒であった。
【００３２】
また、本実施例のヒータホルダにヒータを取り付けた状態でサーモスイッチ１１９をわざとショートさせ、ヒータに過剰電力を投入する試験を３回実施した。この結果、何れのヒーターにおいてもヒーター割れが発生する以前に、発熱抵抗体１０２間にリークが発生し、その直後、回路がオープンとなった。つまり、本実施例のヒータホルダを利用したことによりヒータが割れるまでの時間が延びたために、ヒータが割れるよりも先にリークが発生した。ヒータへ通電開始した後回路がオープンとなるまでの時間はそれぞれ、８．４秒、７．９秒、８．０秒、平均８．１秒であった。このことから、本実施例の定着装置においては、ヒータ割れに対して最も厳しい条件においても、サーモスイッチが作動するまでの時間が、ヒータ割れ或いはリークが発生するまでの時間（本実施例ではリーク発生までの時間）よりも約２．６秒（８．１秒−５．５秒）早いことが分かる。つまり、本実施例の定着装置では、ヒーター割れやリークが発生する前にサーモスイッチ１１９が動作する可能性が極めて高く、十分な安全性が確保されていると言える。
【００３３】
（比較例１）
図１０は本比較例におけるヒーターホルダ１７０、ヒーター１００、の長手位置関係を示す図である。
【００３４】
ヒーターは本実施例と同様のヒーターを用いている。本比較例におけるヒーターホルダ１７０は、発熱抵抗体１０２を形成していないヒーター長手領域Ｂにおいてもヒーターホルダ支持面ｂ２がヒーター裏面と接触している。
【００３５】
本ヒーターホルダ１７０を、実施例１と同様の定着装置にセットし、実施例１と同様に５回の過剰電力投入試験を実施した。その結果、全ての試験において、実施例１同様、ヒータが割れる前に平均５．５秒でサーモスイッチが作動した。
【００３６】
また、過剰電力投入試験時に、ヒーター１００が割れるまでの時間を計測するため、サーモスイッチ１１９をわざとショートさせ、ヒーター１００が割れるまで電力投入を継続する試験を３回実施した。この結果、ヒーター１００が割れるまでの時間はそれぞれ、７．１秒、６．７秒、６．４秒、平均６．７秒であり、サーモスイッチは先に動作し、安全性は確保されるものの、マージンは約１．２秒（６．７秒−５．５秒）に短縮している。割れの生じた箇所は、何れも発熱抵抗体１０２を形成している領域Ａと発熱抵抗体１０２を形成していない領域Ｂの境界領域部分であった。
【００３７】
すなわち、実施例１のヒーターホルダ１７を用いることにより、本比較例のヒーターホルダ１７０を用いた場合と比較して、ヒーター割れを防止するだけでなく、安全性のマージンを１．４秒（２．６秒−１．２秒）長く確保することが出来る。
【００３８】
図１１は過剰電力投入試験前後のヒーターホルダ１７０の形状を比較した図である。本比較例における過剰電力投入試験後のヒーターホルダ１７０を観察したところ、座面ａ２でヒーターホルダの溶融が確認された。これは大電力が連続で投入されると、ヒータ１００の長手方向において発熱抵抗体１０２の領域が過剰に発熱し、ヒーターホルダ１７０のヒーター支持面ａ２が耐熱温度を越える為である。一方、ヒーターホルダの対向面ｂ２はほぼ溶融せずに原型を留めていた。これはヒータの発熱抵抗体１０２を形成していない領域、即ち導体パターン１０５や電極１０３が設けられた領域では大電力が連続で投入されてもさほど発熱しないので、ヒーターホルダの耐熱温度を越えることは無い為である。
【００３９】
又、何れのヒーターも図１１の矢印で示される発熱抵抗体１０２を形成するヒーターの長手領域Ａと発熱抵抗体を形成しない部分の長手領域Ｂの境界領域部分で割れていた。これはヒータホルダ１７０の座面ａ２が溶融すると、加圧ローラ２２側から受ける加圧力によりヒーター１００がヒーターホルダ１７０側に押し込まれ、ヒーターホルダ溶融面ａ４とヒーター支持面ｂ２の間に段差が生じる。その結果、この段差部分でヒーター１００は応力集中を受けることになり、ヒーター割れが発生する。
【００４０】
同様に、本実施例のヒーターホルダ１７の過剰電力投入試験後の形状を観察した。この結果、支持面ａ１でヒーターホルダの溶融が確認された。
【００４１】
図１２は過剰電力投入試験前後のヒーターホルダ１７の形状を比較した図である。ａ３は座面ａ１が溶融した後のヒーターホルダ溶融面を示しており、ｂ１は発熱抵抗体を形成しないヒーター長手領域と対向する面を示している。比較例とは異なり、ヒーター割れの発生は無かった。
【００４２】
本実施例では図１２の上図に示すように、あらかじめヒーター裏面とヒータホルダのｂ１面間に所定の空間（図３のギャップＧ）を設けることで、支持面ａ１が溶融してヒーターホルダ溶融面ａ３がヒーターホルダ側に押し込まれた時に、図１２の下図に示すように溶融面ａ３とヒーター支持面ｂ１がほぼ同じ高さとなり、溶融面ａ３と支持面ｂ１間に段差が生じない。その結果、比較例で起きたような、長手領域Ａと長手領域Ｂの境界領域部分でのヒーターへの応力集中は抑えられ、ヒーター割れは発生しなくなる。
【００４３】
以上の様に、実施例１におけるヒーターホルダ１７を使用することにより、定着装置が制御不能となり、ヒーターに大電力が連続して投入されても、ヒーター割れを防止することができ、より安全性・リサイクル性に優れた定着装置を提供することが可能となる。また、ヒーターに設置されたサーミスタ等を介して、一次電圧が印加される部位と、二次側回路やＧＮＤ部位との距離を十分に取れなくなり、場合によっては二次側回路が破壊され、修理費用が余計にかかるということがなくなる。
【００４４】
（実施例２）
本実施例は実施例１と比較し、形状の異なるヒーターホルダ９９を用いることを特徴とする。ヒータホルダ以外の定着装置の構成部品は実施例１と同様のものを用いる。
【００４５】
図１４に本実施例におけるヒーターホルダ９９及び、ヒーター１００、加圧ローラ２２との長手位置関係を示す。また、図１８に本実施例の定着装置の長手方向を表す断面図を示す。図１８の３０７は定着装置のフレーム、３０６は金属製のステー、３０５はフレーム３０７とステー３０６の間に掛けられており定着ニップ部に圧力を掛けるためのバネ、であり、これらの部品により加圧機構が構成されている。ステー３０６は定着ベルト（可撓性スリーブ）２０の内部に通してあり、ヒータホルダ９９を加圧ローラ２２に向けて押さえつけている。また、加圧ローラ２２の軸の端部には加圧ローラ２２に動力を伝えるためのギア３０８が取り付けられている。
【００４６】
実施例１のヒーターホルダ１７のヒータ支持面ａ１が長方形であるのに対し、本実施例におけるヒータホルダ９９のヒーター支持面（座面領域）ａ６は、図１４に示すようにヒータ支持面ａ６の長手方向両端部の中央をくり抜いた形状をしており、且つ、ヒーターを記録材搬送方向上流と下流の支持面ａ６１でのみ支持している。つまり、本実施例では、支持面ａ６の領域ａ６２（第２領域）は領域ａ６１（第１領域）よりホルダ長手方向に短く（第１領域と第２領域の差は図１４の領域Ｃで示している）、且つ領域ａ６１は領域ａ６２より若干高い面になっている。よって、ヒータ支持面（座面領域）ａ６のうち、領域ａ６２はヒータと接触しない。この領域ａ６２は、ヒータ１００とヒータホルダ９９の間の空気層（断熱層）の厚み分布を最適化するために設けられている。これにより、ヒータ１００の温度分布を最適化している。なお、領域ａ６１の高さと領域ａ６２の高さを同じにして、領域ａ６２（第２領域）もヒータ１００と接触する構成にしても構わない。なお、図１８は領域ａ６１部分で定着装置を長手方向に切断した断面図である。
【００４７】
実施例１のヒーターホルダ１７と同様に、ヒーター支持面ａ６よりも長手方向外側にはヒータの短手方向に亘ってヒータの裏面と接触しないヒーターホルダ対向面（凹部領域）ｂ６が設けられている。また、ヒータホルダ９９の領域ｂ６には、ヒータ１００の電極１０３に繋がれる給電コネクタ３０１を取り付けるためのコネクタ取り付け部３０２が設けられている。このヒータホルダ対向面ｂ６とヒーター裏面は０．７ｍｍの間隔に設計されている。領域ａ６２（第２領域）とヒータ裏面は０．２ｍｍの間隔に設計されている。また、本実施例において支持面ａ６の長手幅は２３１ｍｍ、加圧ローラ長手幅は２３０ｍｍ、発熱抵抗体幅２２９ｍｍと設計されており、
（支持面の長手幅Ｄ）≧（加圧ローラ長手幅Ｅ）≧（発熱抵抗体長手幅Ｆ）・・・（１）
の関係を満たしている。このように、定着装置長手方向において、ニップ部の領域（加圧ローラの領域）Ｅは第１領域ａ６１（領域Ｄ）に含まれており、発熱抵抗体の領域Ｆはニップ部の領域（加圧ローラの領域）Ｅに含まれている。
【００４８】
領域Ｅが領域Ｄに含まれている理由、換言すると、領域Ｄが領域Ｅより広い理由は、ヒータ１００が加圧ローラ２２から力を受ける領域よりもヒータ１００を支える領域を広くしてヒータ１００に（ヒータ基板１０１に）ストレスが掛かりにくいようにするためである。また、仮に領域Ｆが領域Ｅからはみ出ている場合、はみ出た領域では発熱抵抗体１０２で発生する熱が加圧ローラ２２側に流れずヒータ１００の基板１０１に熱がこもり高温になる。一方、はみ出ていない領域では、加圧ローラ２２に熱が伝わりやすくヒータ１００の基板１０１は高温になりにくい。この温度差のために、ヒータ基板１０１に熱応力が発生し、通常使用時にもヒーター割れが起きてしまう可能性が高くなる。よって本実施例では領域Ｆが領域Ｅに含まれる構成にしている。
【００４９】
以上の理由により、上述した式（１）が満たされる必要がある。実施例１では（支持面の長手幅Ｄ）＝（加圧ローラ長手幅Ｅ）＝（発熱抵抗体長手幅Ｆ）となるように設計されており、関係式（１）を満たしている。しかし、部品交差、製造バラツキ、また、各部品の熱膨張を考慮した場合には必ずしも関係式（１）は成立しない。一方、実施例２では、部品交差、製造バラツキ、また、各部品の熱膨張を考慮しており、いかなる部品の組み合わせ、温度条件においても関係式（１）が成立しており、通常使用時にヒーター割れが発生することを防止している。
【００５０】
しかしながら、式（１）が満たされるだけではヒータ割れを抑えきれない場合がある。本実施例のように、領域Ｄ＞領域Ｅ＞領域Ｆという構成の場合、領域Ｄと領域Ｆ間（領域Ｃ）のヒータ支持面ａ６が異常昇温時のヒータの熱によって軟化せず、残ってしまう可能性がある。そこで本実施例では、支持面ａ６の領域ａ６２（第２領域）が領域ａ６１（第１領域）よりホルダ長手方向に短い構成になっている。この構成により、領域Ｄと領域Ｆ間（領域Ｃ）の支持面の面積（領域ａ６１と領域Ｃで囲まれた部分）が小さくなるので、この部分はヒータの異常発熱時の熱により軟化し、ヒータ１００の基板１０１に掛かるストレスを抑えることができる。
【００５１】
なお、長手方向において、第２領域は発熱抵抗体の領域に含まれているのが好ましい。また、長手方向において、第１領域の一方の端部と第２領域の一方の端部との距離（領域Ｃの長さ）は０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００５２】
（過剰電力投入試験結果）
上記条件にて、実施例１と同様に、５回の過剰電力投入試験を実施したところ、いずれの試験においても、ヒーター１００の割れは発生しなかった。このとき、サーモスイッチ１１９が切れ、ヒーター１００への通電が遮断されるまでの時間を計測したところ、最大６．１．秒、最小５．０秒、平均５．５秒であった。また、本実施例のヒータホルダにヒータを取り付けた状態でサーモスイッチ１１９をわざとショートさせ、ヒータに過剰電力を投入する試験を３回実施したところ、何れのヒーターにおいてもヒーター割れは発生ぜず、それ以前に、発熱抵抗体間にリークが発生し、その直後、回路がオープンとなった。回路がオープンとなるまでの時間はそれぞれ、８．２秒、７．７秒、７．８秒、平均７．９秒であった。このことから、本実施例の定着装置においては、ヒータ割れに対して最も厳しい条件においても、ヒーター割れは発生せずに、リークが発生する前に約２．４秒のマージンを持ってサーモスイッチ１１９が動作し、十分な安全性が確保されていると言える。
【００５３】
（比較例２）
図１５は本比較例におけるヒーターホルダ９８、ヒーター１００及び加圧ローラ２２の長手位置関係を示す図である。本比較例におけるヒーターホルダ９８は、領域Ｄ＞領域Ｅ＞領域Ｆという構成であるが、図のＣで示される領域、すなわち、領域Ｄと領域Ｆの差分領域において実施例２のヒーターホルダ９９と異なり、中央をくり抜いてなく、ヒーター支持面ａ７は実施例１と同様に長方形状をしている。
【００５４】
本ヒーターホルダ９８を、実施例１と同様の定着装置および画像形成装置にセットし、実施例１と同様に５回の過剰電力投入試験を実施した。その結果、全ての試験において、実施例１同様、ヒータが割れる前に平均５．５秒でサーモスイッチが作動した。
【００５５】
また、過剰電力投入試験時に、ヒーター１０１が割れるまでの時間を計測するため、サーモスイッチ１１９をわざとショートさせ、ヒーター１０１が割れるまで電力投入を継続する試験を３回実施したところ、ヒーター１０１が割れるまでの時間はそれぞれ、７．３秒、６．９秒、６．６秒、平均６．９秒であり、サーモスイッチは先に動作し、安全性は確保されるものの、マージンは１．４秒に短縮している。すなわち、実施例２のヒーターホルダ９９を用いることにより、本比較例のヒーターホルダ９８を用いた場合と比較して、ヒーター割れを防止するだけでなく、安全性のマージンを約１秒長く確保することが出来る。
【００５６】
図１６は過剰電力投入試験前後のヒーター１００及びヒーターホルダ９８の様子を示した図である。本比較例における過剰電力投入試験後のヒーターホルダ９８を観察したところ、いずれのヒーターホルダにおいても、ヒータの発熱抵抗体１０２形成領域に対応するヒータホルダのヒーター支持面の溶融が確認された。一方、発熱抵抗体が無い領域Ｃのヒーター支持面は表面のみ溶融し、ほぼ原型を留めていた。これは発熱抵抗体１０２を形成していない部分、すなわち導体パターン１０５や電極１０３が形成されているだけの領域では大電力が連続で投入されても、さほど発熱しないものの、隣接する発熱抵抗体形成領域からの熱により、若干表面が溶融する為である。
【００５７】
又、何れのヒーターも図１６の矢印で示される位置で割れていた。これは領域Ｆ部分のヒーターホルダが溶融すると、加圧ローラ２２側から受ける加圧力によりヒーター１００がヒーターホルダ９８側に押し込まれ、ヒーターホルダ溶融面と領域Ｃにおけるヒーター支持面の間に段差が生じる。その結果、この段差部分でヒーター１００は応力集中を受けることになり、ヒーター割れが発生する。
【００５８】
図１７は過剰電力投入試験前後のヒーター１００及びヒーターホルダ９９の様子を示した図である。同様に、本実施例における過剰電力投入試験後のヒーターホルダ９９を観察したところ、比較例と同様に何れのヒーターホルダにおいても、領域Ｆのヒーターホルダの溶融が確認された。また、比較例とは異なり、領域Ｃで同様に支持面の溶融が確認された。ヒーター割れの発生は無かった。
【００５９】
本実施例においては、領域Ｃのヒーター支持面の接触面積はは中央をくり抜いている分、比較例の接触面積と比べ小さくなっている（領域Ｃと領域ａ６１で囲まれた部分）。よって隣接する発熱抵抗体から領域Ｃに流入してくる熱が支持面に集中し易くなり、支持面の溶融を促進している。ここで、領域Ｃにおける支持面が溶融すると領域Ｃと領域Ｆ及び領域ｂ６の間に段差が生じないので、比較例で起きたような、ヒーターへの応力集中は抑えられ、ヒーター割れは発生しなくなる。
【００６０】
また、本実施例のように領域Ｃのヒーター支持面の接触面積を小さくしなくとも、領域Ｃにおけるヒーター支持面の材質を他の部分と変え、過剰電力が投入された場合に溶け易くすることで領域Ｃと領域Ｆ及び領域ｂ６の間に段差を生じなくすることは可能であり、ヒーターへの応力集中は抑えられることは実証済である。
【００６１】
以上述べた様に、実施例２におけるヒーターホルダ９９を使用することにより、通常使用時におけるヒーター割れを防止することが出来るとともに、定着装置が制御不能となり、ヒーターに大電力が連続して投入されても、ヒーター割れを防止することができ、より安全性・リサイクル性に優れた定着装置を提供することが可能となる。また、ヒーターに設置されたサーミスタ等を介して、一次電圧が印加される部位と、二次側回路やＧＮＤ部位との距離を十分に取れなくなり、場合によっては二次側回路が破壊され、修理費用が余計にかかるということがなくなる。
【００６２】
（実施例３）
図１９は実施例３を示す図であり、実施例２と異なるのは、ヒータホルダ９５の長手方向端部にヒータの裏面を保持する座面（端部座面領域）Ｈを設けたことである。その他は実施例２と同じであり、領域ｂ６はヒータホルダがヒータ裏面を全く支持しない領域である。座面ａ６の形状も実施例２と同じである。
【００６３】
この実施例３では、コネクタ取り付け部３０２が領域Ｈに配置されているので、コネクタ３０１の姿勢が安定するというメリットがある。
【００６４】
なお、実施例３の場合、ヒータが異常発熱しても座面Ｈは殆ど溶融しない。しかしながら、座面Ｈは領域ｂ６よりもヒータホルダ９５の長手方向端部に設けられているので、座面ａ６が溶融してヒータに加圧ローラから力が掛かっても、ヒータの反りを小さく抑えることが出来、ヒータに掛かるストレスを小さく抑えることができる。
【００６５】
（実施例４）
本実施例は、実施例１〜３の定着装置よりも、低消費電力、高速画像定着に適した定着装置を用いることを特徴とする。
【００６６】
（定着装置構成の説明）
図１３は本実施例における定着装置の概略構成図である。１１０は加熱ローラ（弾性ローラ）、１２０は加熱ローラ１１０とニップ部Ｎを形成する加圧ローラ、１３３は加熱ローラ１１０をローラ外側から加熱する外部加熱手段である。この加熱ローラ１１０は外径２５ｍｍであり、ローラ基体１４０がセラミック多孔質体であり、φ８ｍｍのアルミ製芯金１３０はローラ基体１４０の内径部にエポキシ樹脂系接着剤で固定してある。ローラ基体１４０の外周面には、弾性層として厚さ１ｍｍのシリコーンゴム層１２２を形成具備させ、更にその外周面に離型層（表層）としてフッ素ゴム層１１１を形成具備している。
【００６７】
上記の加熱ローラ１１０は芯金１３０の両端部を軸受を介して、装置側板間に回転自在に軸受保持させてあり、不図示の駆動系により矢印の時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。
【００６８】
加圧ローラ１２０は外径２５ｍｍであり、外径１１ｍｍのアルミ製芯金２３０と、この芯金周りに同心一体にローラ状に形成した厚さ７ｍｍの中実のシリコーンゴム層２２０からなる耐熱性・弾性ローラである。外周には離型層２１０として３０μｍのＰＦＡチューブが被せてある。なお、加圧ローラ１２０の表面硬度は６０°（ＡＳＫＥＲ−Ｃ、５００ｇ荷重時）とした。
【００６９】
この加圧ローラ１２０は加熱ローラ１１０の下側に並行して配列し、芯金２３０の両端部を回転自在に軸受保持させるとともに、不図示の付勢手段により加熱ローラ１１０の下面に２５Ｋｇｆ（２４５Ｎ）の加圧力をもって圧接ニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成している。
【００７０】
加圧ローラ１２０は前記の加熱ローラ１１０の回転に従動回転し、ニップ部Ｎに記録材Ｐが導入されると、加熱ローラ１１０と協働して記録材Ｐを挟持搬送する。外部加熱手段１３３はフィルム加熱方式のヒータユニット（熱供給ユニット）である。３１０は外径２０ｍｍ、厚み６０μｍのエンドレス（円筒状）の耐熱性フィルム（可撓性スリーブ）、３２０は窒化アルミからなる厚さ０．７ｍｍの基板を採用している。ヒーターホルダ３３０は実施例１〜３と同様に液晶ポリマー（デュポン社のゼナイト７７５５Ｍ（商品名））からなる。形状は実施例１〜３のいずれかとほぼ同様である。実施例１と同様のヒータホルダの場合、発熱抵抗体を形成するヒーター長手領域Ａはヒーター支持面ａ１により支持され、それ以外の発熱抵抗体を形成していないヒーター長手領域Ｂと対向する対向面ｂ１は支持面ａ１より低くなっており、ヒーター裏面と対向面ｂ５間に０．８ｍｍの空間を設けるように設計されている。
【００７１】
エンドレスフィルム３１０は、ヒーター３２０を含むヒーターホルダ３３０にルーズに外嵌させてある。フィルム３１０は熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、フィルム膜厚は３０μｍのポリイミドを用いており、外周表面にＰＴＦＥをコーティングしている。上記のフィルム３１０・ヒーター３２０・フィルムガイド部材３３０等で外部加熱手段としてのヒータユニット１３３が構成されており、このヒータユニット１３３のヒーター３２０側を加熱ローラ１１０に対向させて不図示の付勢手段にて所定の押圧力で押圧している。フィルム３１０は、加熱ローラ１１０の回転に伴い、ヒーター３２０と摺動しながら図の矢印で示す反時計方向に加熱ローラ１１０の回転周速度に略対応した周速度をもって回転する。
【００７２】
ヒーター３２０には、サーミスタ３６０が裏面より当接され、ヒーター３２０の温度を検知しており、ＣＰＵ１１７に接続されている。ＣＰＵ１１７は、サーミスタ１１３からの情報をもとにヒーター３２０に投入する電力を決定し、トライアック１１８を制御する。ＣＰＵ１１７で決定・制御された電力がヒータに投入されることにより、加熱ローラ１１０が所定の定着温度に加熱され、加熱ローラ１１０と加圧ローラ１２０のニップ部Ｎに未定着のトナー像を担持した記録材Ｐが導入され、挟持搬送されることによって、記録材Ｐ上の未定着トナー像の加熱定着が行われる。
【００７３】
また、ヒーター３２０裏面には、安全装置として、不図示のサーモスイッチがヒーター３２０に接触して設置されている。万一、定着装置が制御不能な状態となり、ヒーター３２０への通電が停止されず、ヒーター３２０の温度が一定以上になった場合、通電を遮断し、安全に定着装置を停止させることを目的としている。本構成の特徴としては、基体がセラミック多孔質体１３０である低熱容量の加熱ローラ１１０と、外部加熱手段として加熱効率の良いフィルム加熱方式のヒータユニット１３０を用いている。そのためウォームアップ時や通紙時も、素早く加熱ローラ１１０表面を所定温度に温めることが可能であり、ウォームアップタイムの短縮、また消費電力の低減を実現することができる。また、フィルム加熱方式と比較すると、セラミック多孔質体１３０の剛性により、強い加圧力をかけることができるため、その分定着に必要な熱エネルギーを抑えることができ、熱ローラ方式と同等の定着スピードを実現できる。
【００７４】
本実施例の定着装置に実施例１〜３に示したようなヒータホルダを適用しても、ヒータの割れを抑えることができる。
本発明は上述した例にとらわれるものではなく、技術思想内の変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】実施例１における、ヒータホルダ、ヒータ及び加圧ローラの長手位置関係を示す図である。
【図２】実施例１のＡ領域におけるヒータホルダとヒータの位置関係を説明するための断面図である。
【図３】実施例１のＢ領域におけるヒータホルダとヒータの位置関係を説明するための断面図である。
【図４】ヒーター割れを説明するための図である。
【図５】実施例１で用いたヒータの上面図である。
【図６】図５のヒータの断面図である。
【図７】実施例１の定着装置の断面図である。
【図８】画像形成装置の概略断面図である。
【図９】実施例１における電力制御回路図である。
【図１０】比較例１のヒータホルダとヒータの長手位置関係を示す図である。
【図１１】比較例１における、過剰電力投入試験前後のヒータホルダ形状を説明するための図である。
【図１２】実施例１における、過剰電力投入試験前後のヒータホルダ形状を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施例４の定着装置の断面図である。
【図１４】本発明の実施例２における、ヒーターホルダ、ヒーター及び加圧ローラの長手位置関係を示す図である。
【図１５】比較例２における、ヒーターホルダ、ヒーター及び加圧ローラの長手位置関係を示す図である。
【図１６】比較例２における、過剰電力投入試験前後のヒータホルダ形状を説明するための図である。
【図１７】実施例２における、過剰電力投入試験前後のヒータホルダ形状を説明するための図である。
【図１８】実施例２の定着装置の長手方向を示す断面図である。
【図１９】実施例３の定着装置の長手方向を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１７  ヒータホルダ
２０  定着ベルト
２２  弾性ローラ
１００  ヒータ
１０１  ヒータ基板
１０２  発熱抵抗体
１０３  電極
３０１  給電コネクタ
３０２  コネクタ取り付け部
ａ１  座面領域
ｂ１  凹部領域
【図１】
0004455548.tif 000002
【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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【図１３】
0004455548.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0004455548.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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