JP2006092916A - 加熱装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 サーモスイッチ等、安全対策用温度検知素子を安定して動作させるとともに、紙搬送性、画像特性に優れ、さらにリサイクル性にも考慮した加熱装置を提供する。
【解決手段】 サーモスイッチをヒーターから浮かせる構成において、スペーサ部材を、ヒーターホルダより軟化点の低い材質を用い、さらに、ヒーターホルダからヒーター面に飛び出さぬよう、「つば」を設ける。
【選択図】 図１
【解決手段】 サーモスイッチをヒーターから浮かせる構成において、スペーサ部材を、ヒーターホルダより軟化点の低い材質を用い、さらに、ヒーターホルダからヒーター面に飛び出さぬよう、「つば」を設ける。
【選択図】 図１
Description
本発明は、通電により発熱する加熱体と、該加熱体を支持する加熱体支持部材と、該加熱体の異常昇温時に加熱体の熱で作動し給電を遮断する安全対策用温度検知素子（温度プロテクト素子）を有し、被加熱材を加熱する加熱装置、および該加熱装置を加熱定着装置として備えた画像形成装置に関する。
例えば、複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置における画像加熱定着装置、すなわち、電子写真、静電記録、磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手段により加熱溶融性の樹脂等によりなるトナーを用いて記録材に形成したトナー画像を永久固着画像として加熱定着処理する画像加熱定着装置としては、従来より、各種タイプの装置が知られており、また実用に供されている。
代表的な装置としては、熱ローラタイプの装置、フィルム加熱方式の装置等が挙げられる。
フィルム加熱方式の加熱定着装置は、特開平４−４４０７５号公報等に記載されており、熱伝達効率が高く、装置の立ち上がりも速い方式（オンデマンド）の装置である。
図８はフィルム加熱方式の加熱定着装置の要部の横断面模型図である。
１６は加熱体としての定着ヒーターであり、図面に垂直方向を長手とする細長・薄板形状の低熱容量ヒーターである。この定着ヒーター１６は絶縁性で熱伝導率の良い細長・薄板形状のヒーター基板と、この基板に具備させた発熱抵抗体部（通電発熱抵抗体）とを基本構成体とするもので、発熱抵抗体部に対する通電により急速に昇温し、通電遮断により迅速に降温する。
１７は加熱体支持部材としてのヒーターホルダであり、剛性・断熱性を有し、該部材の下面に部材長手に沿って形成されたヒーター嵌め込み溝内に上記のヒーター１を嵌め込んで固定支持させてある。
上記のようにヒーターホルダ１７に支持させた定着ヒーター１６の露呈面（ヒーター表面）に対して耐熱性フィルム（定着フィルム）２７を弾性加圧ローラ２２で加圧密着させて摺動搬送させ、該フィルム２７を挟んで定着ヒーター１６と加圧ローラ２２とで形成される圧接ニップ部（定着ニップ部）Ｎのフィルム２７と加圧ローラ２２との間に被加熱材としての、未定着画像（トナー画像）ｔを形成担持させた被記録材Ｐを導入してフィルム２７と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送させることにより定着ヒーター１６の熱をフィルム２７を介して被記録材Ｐに付与して被記録材Ｐ上の未定着画像ｔを被記録材Ｐの面に加熱定着させるものである。定着ニップ部Ｎを通った被記録材Ｐはフィルム２７の面から分離して搬送される。
このとき、定着ヒーター１６の異常昇温時に定格ヒーター１６の熱で作動して定着ヒーター１６への給電を緊急遮断させる安全対策用温度検知素子１９を定着ヒーター１６の定着フィルム２７密着面側とは反対の面に対して接触させて配設してあり、発熱抵抗体部に対する通電に制御不能の事態を生じて定着ヒーター１６が異常昇温（ヒーターの暴走、許容以上の過昇温）すると、その定着ヒーター１６の異常昇温温度で安全対策用温度検知素子１９が動作して、発熱抵抗体部への通電が緊急遮断される。
安全対策用温度検知素子１９としては、主に温度ヒューズや、サーモスイッチといった、所定の温度を検知すると同時に、電流を遮断する仕組みのものが用いられている。
特開平４−４４０７５号公報
特開平０８−３０５１９１号公報
特開２００２−１１０３１３号公報
近年は、上記のようなフィルム加熱方式の加熱定着装置を有する画像形成装置においても、プリント速度の大幅なスピードアップ化が求められている。
それに伴い、加熱定着装置からの単位時間あたりの熱量をふやすために定着ヒーター１６の制御温度を上げる必要が生じる。この場合、急激な熱変動にも耐えられるように従来より熱伝導率が高い基材（ヒーター基板）を用いたヒーターが要求される。
この場合、制御温度が上昇することと、熱伝導性が良い基材を使用するために、定着ヒーター１６の安全対策用温度検知素子１９と接する箇所も従来にくらべ温度が上昇してしまう。このため、定着ヒーター１６と確実に密着している安全対策用温度検知素子１９の温度も上昇し、従来使用していた安全対策用温度検知素子１９が異常時ではなく通常使用時にも動作してしまい、安全対策用温度検知素子としての役目を果たせないといった問題があった。
さらに、近年は、プリンタの高速化とともに、カラー化への要求もある。
カラープリンタにおいては、複数色のトナーを均一に定着するために、定着フィルム２７表面に弾性層を設け、トナーの有無や、トナー積層の高さに関わらず、均一にトナーが溶融するようにする必要がある。
こうした弾性層を設けた定着フィルムは、熱容量が大きいため、同じ定着性を得るためには、定着ヒーター１６に、より大きなエネルギーを加えなければならず、この観点からも、従来より熱伝導率が高いヒーター基板を用いる必要があるとともに、従来より高温での定着ヒーター１６の駆動が不可欠である。
こうした場合、単純に信頼性や実績のある動作温度の高い安全対策用温度検知素子１９があればよいのだが、無い場合には動作温度が変わるということで、素子としても新規での開発が必要となり、その手間や開発費、あるいは新規の材料や構成がコストアップにつながったり、素子自身の信頼性についても十分であるかどうかといった問題点があった。
また、装置毎の制御温度に対応して動作温度が異なる安全対策用温度検知素子１９を用意する場合は素子の装置間での共通化ができないので、マスメリットを生かしてのコストダウンが図れないといった問題がある。
また、同様の形状で異なる複数の素子が存在することで、管理上も混入などの問題がおきやすくなる。
また、安全対策用温度検知素子１９を定着ヒーター１６に常時当接させる構成においては、その当接する部分において、通常の通紙中にも安全対策用温度検知素子１９に熱が奪われてしまうため、その部分の温度低下を補うために定着ヒーター１６側の通電発熱抵抗体に絞り部を設ける構成となっている。この通電発熱抵抗体中の絞り部の形状は、朝一での定着性低下が無いことを想定して決定されるため、連続通紙などにより十分にヒーターおよび定着器が温まった場合は、どうしても絞り部において熱量過多の状態になるため、ホットオフセットやその部分に温度過多による加圧ローラ汚れや加圧ローラの破損が起きてしまうといった問題が生じることがある。
以上のような問題点を解決する手段として、特開平０８−３０５１９１号公報に示すような安全用温度検知素子とヒーターとの間に別体の軟化部材でできたスペーサ部材を設けたものが提案されている。
しかし、特開平０８−３０５１９１号公報に示すスペーサ部材構造では、スペーサが、付勢部材による付勢力を、直接定着ヒーター１６面に及ぼす構造となっているため、長手中、スペーサ部材の箇所だけが、ニップＮ内圧力が大幅に高くなってしまい、転写材搬送能力の不安定化から来る紙シワ等の画像不良や、スペーサ部材部分だけ圧力が高いことによる、定着性や、グロスの不均一が生じるため、好ましくない。
また、特開平０８−３０５１９１号公報に示すスペーサ部材構造では別体となったスペーサ部材は、定着ヒーター１６を外すと、ヒーターホルダ１７から落下してしまう構造であるため、組立性が良くない、という問題点もあった。
このため、特開２００２−１１０３１３号公報においては、スペーサ部材をヒーターホルダ１７と一体化し、安全対策用温度検知素子１９を、ヒーターホルダ１７に設けた突起部に乗せることにより、定着ヒーター１６面と安全対策用温度検知素子１９間に空隙を持たせる構成が提案されている。
しかしながら、本構成においては、ヒーターホルダ１７とスペーサ部材の軟化点を必然的に同じにせざるを得ず、スペーサ部材の軟化点を変化させることにより、安全対策用温度検知素子１９の反応速度調整が出来ない。このため、空隙の条件設定が難しく、通常使用で安全対策用温度検知素子１９が動作し、通電が遮断されてしまったり、逆に、暴走時に安全対策用温度検知素子１９が動作せず、定着ヒーター１６の破損を招く危険があった。
また、条件設定がうまく行ったとしても、定着装置の暴走時には、ヒーターホルダ１７と一体化したスペーサ部材が溶融するため、ヒーターホルダ１７の再利用は不可能であり、リサイクル性に劣る、という問題点があった。
本発明の第一の課題は、従来より高温で駆動する定着ヒーターを用いた加熱装置や画像形成装置においても、安全対策用温度検知素子が安定して動作する加熱装置および画像形成装置を提供することである。
本発明の第二の課題は、転写材搬送性や、画像欠陥の無い、安定した画像が得られる加熱装置を提供することである。
本発明の第三の課題は、リサイクル性に優れ、より多くの部品が再利用可能な、定着装置および画像形成装置を提供することである。
本発明は、下記の構成を特徴とする温度検知装置、像加熱装置、および画像形成装置である。
（１）通電により発熱する加熱体と、該加熱体を支持する加熱体支持部材と、該加熱体の異常昇温時に加熱体の熱で作動し、給電を遮断する安全対策用温度検知素子を有し、被加熱材を加熱する加熱装置において、
前記加熱体と前記安全対策用温度検知素子の間にあって、通常時は前記安全対策用温度検知素子を加熱体との間に所定の空隙を保って支持する素子支持部材を有し、
前記安全対策用温度検知素子を加熱体の方向へ付勢する付勢部材を有し、該付勢部材は加熱体の異常昇温時の加熱体からの熱による、前記素子支持部材の溶融に伴い、安全対策用温度検知素子を加熱体側へ移動させる付勢力を有し、
前記素子支持部材の軟化点は、前記加熱体支持部材の軟化点よりも低いことを特徴とする加熱装置。
前記加熱体と前記安全対策用温度検知素子の間にあって、通常時は前記安全対策用温度検知素子を加熱体との間に所定の空隙を保って支持する素子支持部材を有し、
前記安全対策用温度検知素子を加熱体の方向へ付勢する付勢部材を有し、該付勢部材は加熱体の異常昇温時の加熱体からの熱による、前記素子支持部材の溶融に伴い、安全対策用温度検知素子を加熱体側へ移動させる付勢力を有し、
前記素子支持部材の軟化点は、前記加熱体支持部材の軟化点よりも低いことを特徴とする加熱装置。
これにより、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となる。
（２）前記素子支持部材は、軟化点が、前記安全対策用温度検知素子の作動温度より大であることを特徴とする、請求項１記載の加熱装置。
これにより、第一の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となるとともに、リサイクル性に優れた加熱装置を提供することが可能となる。
（３）前記素子支持部材が、前記不勢部材より受ける付勢力は、前記素子支持部材が前記加熱体に対して及ぼす付勢力より小さいことを特徴とする、請求項１ないし２記載の加熱装置。
これにより、第一ないし第二の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となる。
（４）前記素子支持部材は、前記加熱体支持部材に対して、固定されていることを特徴とする、請求項１ないし３記載の加熱装置。
これにより、第三の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となる。
（５）前記安全対策用温度検知素子支持部材は、前記加熱体支持部材を貫通する穴に配置され、少なくとも、前記素子支持部材の外径の一部が、前記加熱体支持部材を貫通する穴の内径よりも大きいことを特徴とする、請求項１ないし４記載の加熱装置。
これにより、第一ないし第四の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となる。
（６）前記加熱体保持部材および前記素子支持部材が、ともに樹脂よりなることを特徴とする、請求項１ないし５記載の加熱装置。
これにより、第一ないし第五の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となる。
（７）前記加熱体は、絶縁性の平板状の基板と、該基板に具備させた発熱抵抗体部からなることを特徴とする、請求項１ないし６記載の加熱装置。
これにより、第一ないし第六の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となる。
（８）通電により発熱する加熱体と、該加熱体を支持する加熱体支持部材と、該加熱体の以上昇温時に加熱体の熱で作動し、給電を遮断する安全対策用温度検知素子を有し、該加熱体に耐熱性スリーブを接触摺動させ、該フィルムに被加熱材を密着させて該加熱体から該耐熱性スリーブを介して被加熱材に熱エネルギーを付与する加熱装置において、
前記加熱体と前記安全対策用温度検知素子の間にあって、通常時は前記安全対策用温度検知素子を加熱体との間に所定の空隙を保って支持する素子支持部材を有し、
前記安全対策用温度検知素子を加熱体の方向へ付勢する付勢部材を有し、該付勢部材は加熱体の異常昇温時の加熱体からの熱による、前記素子支持部材の溶融に伴い、安全対策用温度検知素子を加熱体側へ移動させる付勢力を有し、
前記素子支持部材の軟化点は、前記加熱体支持部材の軟化点よりも低いことを特徴とする加熱装置。
前記加熱体と前記安全対策用温度検知素子の間にあって、通常時は前記安全対策用温度検知素子を加熱体との間に所定の空隙を保って支持する素子支持部材を有し、
前記安全対策用温度検知素子を加熱体の方向へ付勢する付勢部材を有し、該付勢部材は加熱体の異常昇温時の加熱体からの熱による、前記素子支持部材の溶融に伴い、安全対策用温度検知素子を加熱体側へ移動させる付勢力を有し、
前記素子支持部材の軟化点は、前記加熱体支持部材の軟化点よりも低いことを特徴とする加熱装置。
これにより、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となる。
（９）前記素子支持部材は、軟化点が、前記安全対策用温度検知素子の作動温度より大であることを特徴とする、請求項８記載の加熱装置。
これにより、第八の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となるとともに、リサイクル性に優れた加熱装置を提供することが可能となる。
（１０）前記素子支持部材が、前記不勢部材より受ける付勢力は、前記素子支持部材が前記加熱体に対して及ぼす付勢力より小さいことを特徴とする、請求項８ないし９記載の加熱装置。
これにより、第八ないし第九の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となる。
（１１）前記素子支持部材は、前記加熱体支持部材に対して、固定されていることを特徴とする、請求項８ないし１０記載の加熱装置。
これにより、第十の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となる。
（１２）前記安全対策用温度検知素子支持部材は、前記加熱体支持部材を貫通する穴に配置され、少なくとも、前記素子支持部材の外径の一部が、前記加熱体支持部材を貫通する穴の内径よりも大きいことを特徴とする、請求項８ないし１１記載の加熱装置。
これにより、第八ないし第十一の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となる。
（１３）前記加熱体保持部材および前記素子支持部材が、ともに樹脂よりなることを特徴とする、請求項８ないし１２記載の加熱装置。
これにより、第八ないし第十二の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となる。
（１４）前記加熱体は、絶縁性の平板状の基板と、該基板に具備させた発熱抵抗体部からなることを特徴とする、請求項８ないし１３記載の加熱装置。
これにより、第八ないし第十三の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となる。
（１５）前記スリーブは、少なくとも耐熱樹脂のフィルムであることを特徴とする、請求項８ないし１４記載の加熱装置。
これにより、第八ないし第十四の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となる
（１６）前記スリーブは、少なくとも金属製のフィルムであることを特徴とする、請求項８ないし１５記載の加熱装置。
（１６）前記スリーブは、少なくとも金属製のフィルムであることを特徴とする、請求項８ないし１５記載の加熱装置。
これにより、第八ないし第十五の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となる
（１７）前記スリーブは、少なくとも樹脂または金属製のフィルム上に弾性層を設けたものであることを特徴とする、請求項８ないし１４記載の加熱装置。
（１７）前記スリーブは、少なくとも樹脂または金属製のフィルム上に弾性層を設けたものであることを特徴とする、請求項８ないし１４記載の加熱装置。
これにより、第八ないし第十四の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となる
（１８）請求項１ないし１７記載の加熱装置を、定着装置として備えたことを特徴とする、画像形成装置。
（１８）請求項１ないし１７記載の加熱装置を、定着装置として備えたことを特徴とする、画像形成装置。
これにより、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となる
（１９）請求項１８記載の画像形成装置において、複数色のトナーを重ね合わせることにより、カラー画像を形成することを特徴とする、カラー画像形成装置。
（１９）請求項１８記載の画像形成装置において、複数色のトナーを重ね合わせることにより、カラー画像を形成することを特徴とする、カラー画像形成装置。
これにより、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となる
以上説明したように、
本明細第一の発明によれば、
通電により発熱する加熱体と、該加熱体を支持する加熱体支持部材と、該加熱体の異常昇温時に加熱体の熱で作動し、給電を遮断する安全対策用温度検知素子を有し、被加熱材を加熱する加熱装置において、
前記加熱体と前記安全対策用温度検知素子の間にあって、通常時は前記安全対策用温度検知素子を加熱体との間に所定の空隙を保って支持する素子支持部材を有し、
前記安全対策用温度検知素子を加熱体の方向へ付勢する付勢部材を有し、該付勢部材は加熱体の異常昇温時の加熱体からの熱による、前記素子支持部材の溶融に伴い、安全対策用温度検知素子を加熱体側へ移動させる付勢力を有し、
前記素子支持部材の軟化点は、前記加熱体支持部材の軟化点よりも低いことを特徴とする加熱装置により、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となった。
本明細第一の発明によれば、
通電により発熱する加熱体と、該加熱体を支持する加熱体支持部材と、該加熱体の異常昇温時に加熱体の熱で作動し、給電を遮断する安全対策用温度検知素子を有し、被加熱材を加熱する加熱装置において、
前記加熱体と前記安全対策用温度検知素子の間にあって、通常時は前記安全対策用温度検知素子を加熱体との間に所定の空隙を保って支持する素子支持部材を有し、
前記安全対策用温度検知素子を加熱体の方向へ付勢する付勢部材を有し、該付勢部材は加熱体の異常昇温時の加熱体からの熱による、前記素子支持部材の溶融に伴い、安全対策用温度検知素子を加熱体側へ移動させる付勢力を有し、
前記素子支持部材の軟化点は、前記加熱体支持部材の軟化点よりも低いことを特徴とする加熱装置により、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となった。
本明細第二の発明によれば、
前記素子支持部材は、軟化点が、前記安全対策用温度検知素子の作動温度より大であることを特徴とする、請求項１記載の加熱装置により、第一の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となるとともに、リサイクル性に優れた加熱装置を提供することが可能となった。
前記素子支持部材は、軟化点が、前記安全対策用温度検知素子の作動温度より大であることを特徴とする、請求項１記載の加熱装置により、第一の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となるとともに、リサイクル性に優れた加熱装置を提供することが可能となった。
本明細第三の発明によれば、
前記素子支持部材が、前記不勢部材より受ける付勢力は、前記素子支持部材が前記加熱体に対して及ぼす付勢力より小さいことを特徴とする、請求項１ないし２記載の加熱装置により、第一ないし第二の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
前記素子支持部材が、前記不勢部材より受ける付勢力は、前記素子支持部材が前記加熱体に対して及ぼす付勢力より小さいことを特徴とする、請求項１ないし２記載の加熱装置により、第一ないし第二の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
本明細第四の発明によれば、
前記素子支持部材は、前記加熱体支持部材に対して、固定されていることを特徴とする、請求項１ないし３記載の加熱装置により、第三の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
前記素子支持部材は、前記加熱体支持部材に対して、固定されていることを特徴とする、請求項１ないし３記載の加熱装置により、第三の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
本明細第五の発明によれば、
前記安全対策用温度検知素子支持部材は、前記加熱体支持部材を貫通する穴に配置され、少なくとも、前記素子支持部材の外径の一部が、前記加熱体支持部材を貫通する穴の内径よりも大きいことを特徴とする、請求項１ないし４記載の加熱装置により、第一ないし第四の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
前記安全対策用温度検知素子支持部材は、前記加熱体支持部材を貫通する穴に配置され、少なくとも、前記素子支持部材の外径の一部が、前記加熱体支持部材を貫通する穴の内径よりも大きいことを特徴とする、請求項１ないし４記載の加熱装置により、第一ないし第四の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
本明細第六の発明によれば、
前記加熱体保持部材および前記素子支持部材が、ともに樹脂よりなることを特徴とする、請求項１ないし５記載の加熱装置により、第一ないし第五の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
前記加熱体保持部材および前記素子支持部材が、ともに樹脂よりなることを特徴とする、請求項１ないし５記載の加熱装置により、第一ないし第五の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
本明細第七の発明によれば、
前記加熱体は、絶縁性の平板状の基板と、該基板に具備させた発熱抵抗体部からなることを特徴とする、請求項１ないし６記載の加熱装置により、第一ないし第六の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
前記加熱体は、絶縁性の平板状の基板と、該基板に具備させた発熱抵抗体部からなることを特徴とする、請求項１ないし６記載の加熱装置により、第一ないし第六の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
本明細第八の発明によれば、
通電により発熱する加熱体と、該加熱体を支持する加熱体支持部材と、該加熱体の以上昇温時に加熱体の熱で作動し、給電を遮断する安全対策用温度検知素子を有し、該加熱体に耐熱性スリーブを接触摺動させ、該フィルムに被加熱材を密着させて該加熱体から該耐熱性スリーブを介して被加熱材に熱エネルギーを付与する加熱装置において、
前記加熱体と前記安全対策用温度検知素子の間にあって、通常時は前記安全対策用温度検知素子を加熱体との間に所定の空隙を保って支持する素子支持部材を有し、
前記安全対策用温度検知素子を加熱体の方向へ付勢する付勢部材を有し、該付勢部材は加熱体の異常昇温時の加熱体からの熱による、前記素子支持部材の溶融に伴い、安全対策用温度検知素子を加熱体側へ移動させる付勢力を有し、
前記素子支持部材の軟化点は、前記加熱体支持部材の軟化点よりも低いことを特徴とする加熱装置により、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となった。
通電により発熱する加熱体と、該加熱体を支持する加熱体支持部材と、該加熱体の以上昇温時に加熱体の熱で作動し、給電を遮断する安全対策用温度検知素子を有し、該加熱体に耐熱性スリーブを接触摺動させ、該フィルムに被加熱材を密着させて該加熱体から該耐熱性スリーブを介して被加熱材に熱エネルギーを付与する加熱装置において、
前記加熱体と前記安全対策用温度検知素子の間にあって、通常時は前記安全対策用温度検知素子を加熱体との間に所定の空隙を保って支持する素子支持部材を有し、
前記安全対策用温度検知素子を加熱体の方向へ付勢する付勢部材を有し、該付勢部材は加熱体の異常昇温時の加熱体からの熱による、前記素子支持部材の溶融に伴い、安全対策用温度検知素子を加熱体側へ移動させる付勢力を有し、
前記素子支持部材の軟化点は、前記加熱体支持部材の軟化点よりも低いことを特徴とする加熱装置により、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となった。
本明細第九の発明によれば、
前記素子支持部材は、軟化点が、前記安全対策用温度検知素子の作動温度より大であることを特徴とする、請求項８記載の加熱装置により、第八の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となるとともに、リサイクル性に優れた加熱装置を提供することが可能となった。
前記素子支持部材は、軟化点が、前記安全対策用温度検知素子の作動温度より大であることを特徴とする、請求項８記載の加熱装置により、第八の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となるとともに、リサイクル性に優れた加熱装置を提供することが可能となった。
本明細第十の発明によれば、
前記素子支持部材が、前記不勢部材より受ける付勢力は、前記素子支持部材が前記加熱体に対して及ぼす付勢力より小さいことを特徴とする、請求項８ないし９記載の加熱装置により、第八ないし第九の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
前記素子支持部材が、前記不勢部材より受ける付勢力は、前記素子支持部材が前記加熱体に対して及ぼす付勢力より小さいことを特徴とする、請求項８ないし９記載の加熱装置により、第八ないし第九の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
本明細第十一の発明によれば、
前記素子支持部材は、前記加熱体支持部材に対して、固定されていることを特徴とする、請求項８ないし１０記載の加熱装置により、第十の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
前記素子支持部材は、前記加熱体支持部材に対して、固定されていることを特徴とする、請求項８ないし１０記載の加熱装置により、第十の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
本明細第十二の発明によれば、
前記安全対策用温度検知素子支持部材は、前記加熱体支持部材を貫通する穴に配置され、少なくとも、前記素子支持部材の外径の一部が、前記加熱体支持部材を貫通する穴の内径よりも大きいことを特徴とする、請求項８ないし１１記載の加熱装置により、第八ないし第十一の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
前記安全対策用温度検知素子支持部材は、前記加熱体支持部材を貫通する穴に配置され、少なくとも、前記素子支持部材の外径の一部が、前記加熱体支持部材を貫通する穴の内径よりも大きいことを特徴とする、請求項８ないし１１記載の加熱装置により、第八ないし第十一の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
本明細第十三の発明によれば、
前記加熱体保持部材および前記素子支持部材が、ともに樹脂よりなることを特徴とする、請求項８ないし１２記載の加熱装置により、第八ないし第十二の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
前記加熱体保持部材および前記素子支持部材が、ともに樹脂よりなることを特徴とする、請求項８ないし１２記載の加熱装置により、第八ないし第十二の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
本明細第十四の発明によれば、
前記加熱体は、絶縁性の平板状の基板と、該基板に具備させた発熱抵抗体部からなることを特徴とする、請求項８ないし１３記載の加熱装置により、第八ないし第十三の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
前記加熱体は、絶縁性の平板状の基板と、該基板に具備させた発熱抵抗体部からなることを特徴とする、請求項８ないし１３記載の加熱装置により、第八ないし第十三の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子のより安定した動作を保証し、優れたリサイクル性を確保するとともに、安定した搬送性、画像品質を得ることが可能となった。
本明細第十五の発明によれば、
前記スリーブは、少なくとも耐熱樹脂のフィルムであることを特徴とする、請求項８ないし１４記載の加熱装置により、第八ないし第十四の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となった
本明細第十六の発明によれば、
前記スリーブは、少なくとも金属製のフィルムであることを特徴とする、請求項８ないし１５記載の加熱装置により、第八ないし第十五の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となった。
前記スリーブは、少なくとも耐熱樹脂のフィルムであることを特徴とする、請求項８ないし１４記載の加熱装置により、第八ないし第十四の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となった
本明細第十六の発明によれば、
前記スリーブは、少なくとも金属製のフィルムであることを特徴とする、請求項８ないし１５記載の加熱装置により、第八ないし第十五の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となった。
本明細第十七の発明によれば、
前記スリーブは、少なくとも樹脂または金属製のフィルム上に弾性層を設けたものであることを特徴とする、請求項８ないし１４記載の加熱装置により、第八ないし第十四の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となった。
前記スリーブは、少なくとも樹脂または金属製のフィルム上に弾性層を設けたものであることを特徴とする、請求項８ないし１４記載の加熱装置により、第八ないし第十四の発明と同様、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となった。
本明細第十八の発明によれば、
請求項１ないし１７記載の加熱装置を、定着装置として備えたことを特徴とする、画像形成装置により、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となった。
請求項１ないし１７記載の加熱装置を、定着装置として備えたことを特徴とする、画像形成装置により、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となった。
本明細第十九の発明によれば、
請求項１８記載の画像形成装置において、複数色のトナーを重ね合わせることにより、カラー画像を形成することを特徴とする、カラー画像形成装置により、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となった。
請求項１８記載の画像形成装置において、複数色のトナーを重ね合わせることにより、カラー画像を形成することを特徴とする、カラー画像形成装置により、画像形成装置の高速化・カラー化にも関わらず、安全対策用温度検知素子が、より安定して動作することを保証することが可能となった。
（実施例１）
（１）画像形成装置例
図１に、本発明の実施例であるカラー画像形成装置の概略構成図を示す。本例のカラー画像形成装置は、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装置であり、プロセススピードは９０ｍｍ／ｓｅｃ、一分間の印字枚数はＵＳレターサイズ紙で１６枚である。また、一枚目プリント（Ｆｉｒｓｔ Ｐａｇｅ Ｏｕｔ）までの時間（ＦＰＯＴ）は約１５秒である。
（１）画像形成装置例
図１に、本発明の実施例であるカラー画像形成装置の概略構成図を示す。本例のカラー画像形成装置は、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装置であり、プロセススピードは９０ｍｍ／ｓｅｃ、一分間の印字枚数はＵＳレターサイズ紙で１６枚である。また、一枚目プリント（Ｆｉｒｓｔ Ｐａｇｅ Ｏｕｔ）までの時間（ＦＰＯＴ）は約１５秒である。
Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋはそれぞれイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの色トナー像を形成する４つのプロセスカートリッジであり、下から上に順に配列してある。各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋは、それぞれ、像担持体たる感光体ドラム１、帯電手段たる帯電ローラ２、静電潜像を顕像化するための現像手段３、感光体ドラムのクリーニング手段４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使用している。イエローのプロセスカートリッジＹの現像手段３にはイエロートナーを、シアンのプロセスカートリッジＣの現像手段３にはシアントナーを、マゼンタのプロセスカートリッジＭの現像手段３にはマゼンタトナーを、ブラックのプロセスカートリッジＫの現像手段３にはブラックトナーを、それぞれ充填してある。
感光体ドラム１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色のプロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋに対応して設けられている。光学系５としてはレーザー走査露光光学系を用いている。
各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいて、光学系５より、画像データに基づいた走査露光が、帯電手段２により一様に帯電された感光体ドラム１上になされることにより、感光体ドラム表面に走査露光画像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手段３の現像ローラに印加される現像バイアスを、帯電電位と潜像（露後部）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１上の静電潜像に選択的に付着して現像が行われる。
すなわち、イエローのプロセスカートリッジＹの感光体ドラム１にはイエロートナー像が、シアンのプロセスカートリッジＣの感光体ドラム１にはシアントナー像が、マゼンタのプロセスカートリッジＭの感光体ドラム１にはマゼンタトナー像が、ブラックのプロセスカートリッジＫの感光体ドラム１にはブラックトナー像が、それぞれ形成される。
各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム１上に現像形成された上記の単色トナー画像は各感光体ドラム１の回転と同期して、略等速で回転する中間転写体６上へ所定の位置合わせ状態で順に重畳されて一次転写されることで、中間転写体６上にフルカラートナー画像が合成形成される。
本実施例においては、中間転写体６として、エンドレスの中間転写ベルトを用いており、駆動ローラ７、二次転写ローラ対向ローラ１４、テンションローラ８の３本のローラに懸回して張架してあり、駆動ローラ７によって駆動される。
各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム１上から中間転写ベルト６上へのトナー像の一次転写手段としては、一次転写ローラ９を用いている。一次転写ローラ９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、各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム１上から中間転写ベルト６に対して、トナー像が一次転写される。
各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいて感光体ドラム１上から中間転写ベルト６への一次転写後、感光体ドラム１上に転写残として残ったトナーは、クリーニング手段４により除去される。本実施例においては、クリーニング手段４として、ウレタンブレードによるブレードクリーニングを用いている。
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、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のプロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいて行わせて、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。
一方、転写材供給部となる転写材カセット１０にセットされた転写材Ｐは、給送ローラ１１により給送され、レジストローラ１２により所定の制御タイミングで、二次転写ローラ対向ローラ１４に懸回されている中間転写ベルト６部分と二次転写手段としての二次転写ローラ１３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に不図示のバイアス印加手段より印加されるトナーと逆極性のバイアスにより、転写材Ｐ上に一括転写される。
二次転写後に中間転写ベルト６上に残った二次転写残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１のクリーニング手段４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。
転写材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Ｆを通過することで、転写材Ｐ上に溶融定着され、排紙パス３１を通って排紙トレイ３２に送り出されて画像形成装置の出力画像となる。
（２）定着装置Ｆ
図２は定着装置Ｆの概略構成模型図である。本例の定着装置Ｆは、定着ベルト加熱方式、加圧用回転体駆動方式（テンションレスタイプ）の加熱装置である。
図２は定着装置Ｆの概略構成模型図である。本例の定着装置Ｆは、定着ベルト加熱方式、加圧用回転体駆動方式（テンションレスタイプ）の加熱装置である。
１）装置Ｆの全体的構成
２０は第一の定着部材としての定着ベルトであり、ベルト状部材に弾性層を設けてなる円筒状（エンドレスベルト状）の部材である。この定着ベルト２０は後記３）項で詳述する。
２０は第一の定着部材としての定着ベルトであり、ベルト状部材に弾性層を設けてなる円筒状（エンドレスベルト状）の部材である。この定着ベルト２０は後記３）項で詳述する。
２２は第二の定着部材としての加圧ローラである。１７は横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有するヒーターホルダ、１６は熱源としての定着ヒーターであり、ヒーターホルダ１７の下面に該ホルダの長手に沿って配設してある。定着ベルト２０はこのヒーターホルダ１７にルーズに外嵌させてある。定着ヒーター１６は本実施例では後記２）項で詳述するようなセラミックヒーターである。
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、定着ヒーター１６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７７５５（商品名）を使用した。ゼナイト７７５５の最大使用可能温度は、約２７０℃である。
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３ｍｍ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。この加圧ローラ２２は芯金の両端部を装置フレーム２４の不図示の奥側と手前側の側板間に回転自由に軸受保持させて配設してある。この加圧ローラ２２の上側に、前記のヒーター１６・ヒーターホルダ１７・定着ベルト２０等から成る加熱アセンブリをヒーター１６側を下向きにして加圧ローラ２２に並行に配置し、ヒーターホルダ１７の両端部を不図示の加圧機構により片側９８Ｎ（１０ｋｇｆ）、総圧１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）の力で加圧ローラ２２の軸線方向に附勢することで、定着ヒーター１６の下向き面を定着ベルト２０を介して加圧ローラ２２の弾性層に該弾性層の弾性に抗して所定の押圧力をもって圧接させ、加熱定着に必要な所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させてある。加圧機構は、圧解除機構を有し、ジャム処理時等に、加圧を解除し、転写材Ｐの除去が容易な構成となっている。
１８は温度検知手段としてのサーミスタである。サーミスタ１８は熱源である定着ヒーター１６に非接触に配置され、本実施例ではヒーターホルダ１７の上方において定着ベルト２０の内面に弾性的に接触させてあり、定着ベルト２０の内面の温度を検知する。
サーミスタ１８は、ヒーターホルダ１７に固定支持させたステンレス製のアームの先端にサーミスタ素子が取り付けられ、アームが弾性揺動することにより、定着ベルト２０の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の内面に常に接する状態に保たれる。
サーミスタ１８は、制御回路部（ＣＰＵ）２１に接続され、制御回路部２１は、サーミスタ１８の出力をもとに、定着ヒーター１６の温調制御内容を決定し、ヒーター駆動回路部２８（図４）によって定着ヒーター１６への通電を制御する。
２３と２６は装置フレーム２４に組付けた入り口ガイドと定着排紙ローラである。入り口ガイド２３は、二次転写ニップを抜けた転写材Ｐが、定着ニップ部Ｎに正確にガイドされるよう、転写材を導く役割を果たす。本実施例の入り口ガイド２３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。
１９は、安全対策用温度検知素子たるサーモスイッチである。サーモスイッチ１９は、スペーサ２５を介して、付勢部材たるバネ２６により、定着ヒーター１６の方向に付勢され、固定されている。
１９は、安全対策用温度検知素子たるサーモスイッチである。サーモスイッチ１９は、スペーサ２５を介して、付勢部材たるバネ２６により、定着ヒーター１６の方向に付勢され、固定されている。
また、スペーサ２５には、「つば」が設けられ、通常使用時に、ヒーターホルダ１７の定着ヒーター１６保持面を超えてスペーサ２５が突出することがないよう、構成されている。
サーモスイッチ１９は、定着ヒーター１６への給電線（不図示）に対して直列に接続され、所定の温度以上を検知したときに、定着ヒーター１６への通電を遮断する構成となっている。本実施例においては、２５０℃で通電を遮断するサーモスイッチ１９を使用した。
加圧ローラ２２は駆動手段Ｍにより矢印の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ２２の回転駆動による該加圧ローラ２２の外面と定着ベルト２０との、定着ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力により円筒状の定着ベルト２０に回転力が作用して該定着ベルト２０がその内面側が定着ヒーター１６の下向き面に密着して摺動しながらヒーターホルダ１７の外回りを矢印の時計方向に従動回転状態になる。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。
加圧ローラ２２が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着ベルト２０が従動回転状態になり、また定着ヒーター１６に通電がなされ、該定着ヒーター１６が昇温して所定の温度に立ち上がり温調された状態において、定着ニップ部Ｎの定着ベルト２０と加圧ローラ２２との間に未定着トナー像を担持した転写材Ｐが入り口ガイド２３に沿って案内されて導入され、定着ニップ部Ｎにおいて転写材Ｐのトナー像担持面側が定着ベルト２０の外面に密着して定着ベルト２０と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、定着ヒーター１６の熱が定着ベルト２０を介して転写材Ｐに付与され、転写材Ｐ上の未定着トナー像が転写材Ｐ上に加熱・加圧されて溶融定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは定着ベルト２０から曲率分離され、定着排紙ローラ２６で排出される。
２）定着ヒーター１６
熱源としての定着ヒーター１６は、本実施例では、アルミナの基板上に、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均一な厚さの膜状に塗布することで抵抗発熱体を形成した上に耐圧ガラスによるガラスコートを施した、セラミックヒーターを使用している。
熱源としての定着ヒーター１６は、本実施例では、アルミナの基板上に、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均一な厚さの膜状に塗布することで抵抗発熱体を形成した上に耐圧ガラスによるガラスコートを施した、セラミックヒーターを使用している。
図３はそのようなセラミックヒーターの一例の構造模型図であり、（ａ）は一部切欠き表面模型図、（ｂ）は裏面模型図、（ｃ）は拡大横断面模型図である。
この定着ヒーター１６は、
通紙方向と直交する方向を長手とする横長のアルミナ基板ａ、
上記のアルミナ基板ａの表面側に長手に沿ってスクリーン印刷により線状あるいは帯状に塗工した、電流が流れることにより発熱する銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）合金を含んだ導電ペーストの、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の抵抗発熱体層ｂ、
上記の抵抗発熱体層ｂに対する給電パターンとして、同じくアルミナ基板ａの表面側に銀ペーストのスクリーン印刷等によりパターン形成した、第１と第２の電極部ｃ・ｄ及び延長電路部ｅ・ｆ、
抵抗発熱体層ｂと延長電路部ｅ・ｆの保護と絶縁性を確保するためにそれ等の上に形成した、定着ベルト２０との摺擦に耐えることが可能な、厚み１０μｍ程度の薄肉のガラスコートｇ、
等からなる。
通紙方向と直交する方向を長手とする横長のアルミナ基板ａ、
上記のアルミナ基板ａの表面側に長手に沿ってスクリーン印刷により線状あるいは帯状に塗工した、電流が流れることにより発熱する銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）合金を含んだ導電ペーストの、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の抵抗発熱体層ｂ、
上記の抵抗発熱体層ｂに対する給電パターンとして、同じくアルミナ基板ａの表面側に銀ペーストのスクリーン印刷等によりパターン形成した、第１と第２の電極部ｃ・ｄ及び延長電路部ｅ・ｆ、
抵抗発熱体層ｂと延長電路部ｅ・ｆの保護と絶縁性を確保するためにそれ等の上に形成した、定着ベルト２０との摺擦に耐えることが可能な、厚み１０μｍ程度の薄肉のガラスコートｇ、
等からなる。
上記の定着ヒーター１６は表面側を下向きに露呈させてヒーターホルダ１７に固定して支持させてある。
上記定着ヒーター１６の第１と第２の電極部ｃ・ｄ側には給電用コネクタ２７が装着される。ヒーター駆動回路部２８から上記の給電用コネクタ２７を介して第１と第２の電極部ｃ・ｄに給電されることで抵抗発熱体層ｂが発熱して定着ヒーター１６が迅速に昇温する。ヒーター駆動回路部２８は制御回路部（ＣＰＵ）２１により制御される。
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、定着ヒーター１６の温度の上昇とともに、定着ベルト２０内面温度も上昇していく。定着ヒーター１６への通電は、ＰＩＤ制御によりコントロールされ、定着ベルト２０の内面温度、すなわち、メインサーミスタ１８の検知温度が１９５℃になるように、入力電力が制御される。
３）定着ベルト２０
定着ベルト２０は、ポリイミド樹脂を、厚み５０μｍの円筒状に形成したエンドレスフィルム上に、弾性層としてシリコーンゴム層を、リングコート法により形成した上に、厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。
定着ベルト２０は、ポリイミド樹脂を、厚み５０μｍの円筒状に形成したエンドレスフィルム上に、弾性層としてシリコーンゴム層を、リングコート法により形成した上に、厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。
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、温度立ち上げの観点からは望ましい。本実施例においては、熱伝導率が約４．１９×１０-3Ｊ／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透過性や、画像上の「す」（微小なグロスムラ）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。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２５０μｍとした。
こうして形成した定着ベルト２０の熱容量を測定したところ、１．１７×１０-1Ｊ／ｃｍ2・Ｋ（定着ベルト１ｃｍ2あたりの熱容量）であった。一般に、定着ベルト２０の熱容量が４．１９Ｊ／ｃｍ2・Ｋ以上となると、温度立ち上がりが鈍くなり、オンデマンド性が損なわれる。また、逆に４．１９×１０-2Ｊ／ｃｍ2Ｋ以下にしようとすると、定着ベルト２０のゴム層が極端に薄くせざるを得なくなり、ＯＨＴ透過性や「す」のレベル等、画質を維持するために必要なゴム層の厚みを確保できない。このため、オンデマンド性と、画質の両方を満足する定着ベルト２０の熱容量は、４．１９×１０-2Ｊ／ｃｍ2Ｋ以上４．１９Ｊ／ｃｍ2Ｋ以下の範囲に含まれることが分かる。
さらに、定着ベルト２０の表面にフッ素樹脂層を設けることで、表面の離型性を向上し、定着ベルト２０の表面にトナーが一旦付着し、再度転写材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。
また、定着ベルト２０の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。
（３）異常昇温時におけるサーモスイッチ１９の動作
１）サーモスイッチ１９
図４に、本実施例におけるサーモスイッチ周辺の詳細断面図を示す。
１）サーモスイッチ１９
図４に、本実施例におけるサーモスイッチ周辺の詳細断面図を示す。
図４において、サーモスイッチ１９は、バネ２６により、４．９Ｎ（５００ｇｆ）の付勢力をもって、定着ヒーター１６の方向に付勢されている。
また、サーモスイッチ１９は、スペーサ２５を介して、一定の空隙をもって定着ヒーター１６に対向して配置されている。本実施例においては、サーモスイッチ１９と定着ヒーター１６間の距離は、０．５ｍｍに設定されている。
スペーサ２５の材質として、本実施例においては、軟化温度２３５℃のガラス繊維入りポリエチレンテレフタレート樹脂を用いた。
２）異常昇温時の動作
何らかの原因で、定着ヒーター１６が異常昇温した際には、スペーサ２５が溶融して、サーモスイッチ１９と定着ヒーター１６との距離が減少することにより、サーモスイッチが動作して、定着ヒーター１６への通電が遮断される。このことにより、定着ヒーター１６の異常昇温による、定着装置Fの破損が防止される。
何らかの原因で、定着ヒーター１６が異常昇温した際には、スペーサ２５が溶融して、サーモスイッチ１９と定着ヒーター１６との距離が減少することにより、サーモスイッチが動作して、定着ヒーター１６への通電が遮断される。このことにより、定着ヒーター１６の異常昇温による、定着装置Fの破損が防止される。
図５に、電力制御を行わず、１０００Wの電力を定着ヒーター１６に投入し、定着ヒーター１６裏面の昇温速度を測定したグラフを示す。このグラフからわかるとおり、定着ヒーター１６裏面の温度は、５．５秒で３００℃に達する。ヒーターホルダ１７の材質として用いられているゼナイト７７５５は、２７０℃まで使用可能であるが、３００℃を超えると、定着ヒーター１６の熱および、加圧部材による圧力で、変形を生じるため、定着ヒーター１６裏面の温度が３００℃に達する前に、サーモスイッチ１９を動作させる必要がある。
本実施例の定着装置を用いて、１０００Ｗの電力を投入した暴走試験を実施したところ、スペーサ２５は３．７秒で溶融し、サーモスイッチ１９が動作した。暴走試験実施後のヒーターホルダ１７を観察したところ、ダメージもなく、スペーサ２５を除去・交換することによって、再利用が可能であった。
また、本実施例の定着装置を画像型性装置に装着し、通常の画像出力に供したところ、問題なく私用できた。
本実施例においては、安全対策用温度検知素子として、サーモスイッチを使用したが、温度ヒューズ、サーミスタ等、他の素子を使用しても、一向に差し支えない。
また、本実施例においては、定着装置として、カラー画像形成装置用の、定着スリーブ表面に弾性層を設けたタイプを使用したが、定着スリーブ表面に弾性層の無い、モノクロ画像形成装置用定着装置に本発明を適用してもよい。モノクロ画像型性装置においても、特に高速化等により、定着ヒーター１６裏面が高温になる構成では、本発明は有効である。
さらに、本実施例においては、定着スリーブ２０の加熱方法として、定着スリーブ２０内部にヒーターホルダ１７および定着ヒーター１６を配置し、定着スリーブ内面から加熱方式を採用したが、定着ヒーター１６を定着スリーブ２０外周面に接触させ、定着スリーブ２０表面を直接加熱する定着方式を採用することもできる。
本実施例のヒーターホルダ１７材料として液晶ポリマー（ＬＣＰ）であるゼナイト７７５５（商品名）、スペーサ２５材料としては、ポリエチレンテレフタレートを用いたが、この他にもヒーターホルダ１７材質として鉄、アルミ等の金属や、他のグレードのＬＣＰ、また、スペーサ材質としては、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）で、ゼナイト７７５５と異なる耐熱グレードの材質等、さまざまな材料の組み合わせを用いることができる。この組み合わせ方法は、ヒーターホルダ１７融点が、スペーサ２５の融点よりも高く設定されている限り、自由である。
また、本実施例においては、スペーサー部材２５に「つば」を設けることにより、定着ヒーター１６に対する付勢力を制限する構成をとったが、ヒーターホルダ１７に溶着する構成等、他の方法で固定する構成を用いても差し支えない。
（比較例１）
本比較例は、実施例１とほぼ同様の構成の定着装置Fを用いるが、サーモスイッチ１９がスペーサ２５を介せず、直接定着ヒーター１６に接触して配置されることを特徴とする。
本比較例は、実施例１とほぼ同様の構成の定着装置Fを用いるが、サーモスイッチ１９がスペーサ２５を介せず、直接定着ヒーター１６に接触して配置されることを特徴とする。
本比較例の定着装置を画像形成装置に装着し、通常の画像出力に供しようとしたところ、画像形成装置の動作開始から３．２秒後に、サーモスイッチ１９が動作し、定着ヒーター１６への通電が遮断されてしまった。
これは、画像形成装置の立ち上げ時には、オーバーシュートにより、定着ヒーター１６裏面温度が上昇し、サーモスイッチ１９の動作温度を超えてしまったためである。
（比較例２）
本比較例は、実施例１とほぼ同様の構成の定着装置Fを用いるが、スペーサ２５は、ヒーターホルダ１７と別部材ではなく、ヒーターホルダ１７とスペーサ２５が一体となって形成されていることを特徴とする。
本比較例は、実施例１とほぼ同様の構成の定着装置Fを用いるが、スペーサ２５は、ヒーターホルダ１７と別部材ではなく、ヒーターホルダ１７とスペーサ２５が一体となって形成されていることを特徴とする。
図６に、本比較例の定着装置のサーモスイッチ１９部の断面図を示す。
図６に示すごとく、ヒーターホルダ１７に、サーモスイッチ１９が、定着ヒーター１６に対して空隙を持って配置されるような、突起部分を設けることで、サーモスイッチ１９を、定着ヒーター１６に対し、非接触に配置している。
本比較例の定着装置において、実施例1と同様の暴走試験を実施したところ、電力投入開始から、４．５秒でサーモスイッチ１９が動作し、定着ヒーター１６への通電は遮断された。
暴走試験後に定着装置を分解・観察したところ、ヒーターホルダ１７は溶解し、再利用不可能な状態となっていた。これは、スペーサ２５をヒーターホルダ１７と一体構造としたために、スペーサ２５が溶解する際に、ヒーターホルダ１７も同時に溶解してしまったためである。
（比較例３）
本比較例は、実施例１とほぼ同様の構成の定着装置Fを用いるが、スペーサ２５が、ヒーターホルダ１７にあけられたサーモスイッチ穴内径より小さく、スペーサ２５が、付勢部材２６により、ヒーターに対して直接押圧する構成をとる。
本比較例は、実施例１とほぼ同様の構成の定着装置Fを用いるが、スペーサ２５が、ヒーターホルダ１７にあけられたサーモスイッチ穴内径より小さく、スペーサ２５が、付勢部材２６により、ヒーターに対して直接押圧する構成をとる。
図７に、本比較例のスペーサ２５の構成及び、ヒーターホルダ１７の穴との関係を示す。
本比較例のスペーサ２５は、定着ヒーター１６に対し、サーモスイッチ１９を、０．５ｍｍの空隙をもって配置することは、実施例１と同様であるが、スペーサ２５の底面が、ヒーターホルダ１７の、ヒーター接触面よりヒーター側に飛び出さない為の引っかかり部分がなく、スペーサ２５は、サーモスイッチ１９を介して、付勢部材２６から、付勢力を受け、定着ヒーター１６に対して４．９Ｎ（５００ｇｆ）の圧で押圧する構成となっている。
本比較例の定着装置を用いて、実施例１と同様の暴走試験を実施したところ、実施例１と同様、特に問題は生じなかった。
本比較例の定着装置を、画像型性装置に組み込み、通常の画像を出力しようとしたところ、１００枚通紙の間に２０枚の紙で紙シワが発生した。また、出力された画像においても、サーモスイッチ１９に相当する部分で、グロスが高く、他の部分でグロスが低い、グロスムラ現象が発生した。
これは、サーモスイッチ部が付勢部材２６により、押圧されているため、部分的に加圧力が過剰となり、他の部分と紙の搬送力が異なるため、紙の定着ニップ内での動きが安定せず、紙シワが発生しやすいことに加え、圧力が高いため、サーモスイッチ部分だけが、グロスが上昇してしまい、他の部分との差を生じてしまうためである。
１６ 定着ヒーター
１７ ヒーターホルダ
１９ サーモスイッチ
２０ 定着スリーブ
２５ スペーサ
２６ 付勢部材
１７ ヒーターホルダ
１９ サーモスイッチ
２０ 定着スリーブ
２５ スペーサ
２６ 付勢部材
Claims (19)
- 通電により発熱する加熱体と、該加熱体を支持する加熱体支持部材と、該加熱体の異常昇温時に加熱体の熱で作動し、給電を遮断する安全対策用温度検知素子を有し、被加熱材を加熱する加熱装置において、
前記加熱体と前記安全対策用温度検知素子の間にあって、通常時は前記安全対策用温度検知素子を加熱体との間に所定の空隙を保って支持する素子支持部材を有し、
前記安全対策用温度検知素子を加熱体の方向へ付勢する付勢部材を有し、該付勢部材は加熱体の異常昇温時の加熱体からの熱による、前記素子支持部材の溶融に伴い、安全対策用温度検知素子を加熱体側へ移動させる付勢力を有し、
前記素子支持部材の軟化点は、前記加熱体支持部材の軟化点よりも低いことを特徴とする加熱装置。 - 前記素子支持部材は、軟化点が、前記安全対策用温度検知素子の作動温度より大であることを特徴とする、請求項１記載の加熱装置。
- 前記素子支持部材が、前記付勢部材より受ける付勢力は、前記素子支持部材が前記加熱体に対して及ぼす付勢力より小さいことを特徴とする、請求項１ないし２記載の加熱装置。
- 前記素子支持部材は、前記加熱体支持部材に対して、固定されていることを特徴とする、請求項１ないし３記載の加熱装置。
- 前記安全対策用温度検知素子支持部材は、前記加熱体支持部材を貫通する穴に配置され、少なくとも、前記素子支持部材の外径の一部が、前記加熱体支持部材を貫通する穴の内径よりも大きいことを特徴とする、請求項１ないし４記載の加熱装置。
- 前記加熱体保持部材および前記素子支持部材が、ともに樹脂よりなることを特徴とする、請求項１ないし５記載の加熱装置。
- 前記加熱体は、絶縁性の平板状の基板と、該基板に具備させた発熱抵抗体部からなることを特徴とする、請求項１ないし６記載の加熱装置。
- 通電により発熱する加熱体と、該加熱体を支持する加熱体支持部材と、該加熱体の異常昇温時に加熱体の熱で作動し、給電を遮断する安全対策用温度検知素子を有し、該加熱体に耐熱性スリーブを接触摺動させ、該フィルムに被加熱材を密着させて、該加熱体から該耐熱性スリーブを介して被加熱材に熱エネルギーを付与する加熱装置において、
前記加熱体と前記安全対策用温度検知素子の間にあって、通常時は前記安全対策用温度検知素子を加熱体との間に所定の空隙を保って支持する素子支持部材を有し、
前記安全対策用温度検知素子を加熱体の方向へ付勢する付勢部材を有し、該付勢部材は加熱体の異常昇温時の加熱体からの熱による、前記素子支持部材の溶融に伴い、安全対策用温度検知素子を加熱体側へ移動させる付勢力を有し、
前記素子支持部材の軟化点は、前記加熱体支持部材の軟化点よりも低いことを特徴とする加熱装置。 - 前記素子支持部材は、軟化点が、前記安全対策用温度検知素子の作動温度より大であることを特徴とする、請求項８記載の加熱装置。
- 前記素子支持部材が、前記付勢部材より受ける付勢力は、前記素子支持部材が前記加熱体に対して及ぼす不正力より小さいことを特徴とする、請求項８ないし９記載の加熱装置。
- 前記素子支持部材は、前記加熱体支持部材に対して、固定されていることを特徴とする、請求項８ないし１０記載の加熱装置。
- 前記安全対策用温度検知素子支持部材は、前記加熱体支持部材を貫通する穴に配置され、少なくとも、前記素子支持部材の外径の一部が、前記加熱体支持部材を貫通する穴の内径よりも大きいことを特徴とする、請求項８ないし１１記載の加熱装置。
- 前記加熱体保持部材および前記素子支持部材が、ともに樹脂よりなることを特徴とする、請求項８ないし１２記載の加熱装置。
- 前記加熱体は、絶縁性の平板状の基板と、該基板に具備させた発熱抵抗体部からなることを特徴とする、請求項８ないし１３記載の加熱装置。
- 前記スリーブは、少なくとも耐熱樹脂のフィルムであることを特徴とする、請求項８ないし１４記載の加熱装置。
- 前記スリーブは、少なくとも金属製のフィルムであることを特徴とする、請求項８ないし１４記載の加熱装置。
- 前記スリーブは、少なくとも樹脂または金属製のフィルム上に弾性層を設けたものであることを特徴とする、請求項８ないし１４記載の加熱装置。
- 請求項１ないし１７記載の加熱装置を、定着装置として備えたことを特徴とする、画像形成装置。
- 請求項１８記載の画像形成装置において、複数色のトナーを重ね合わせることにより、カラー画像を形成することを特徴とする、カラー画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004277205A JP2006092916A (ja) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | 加熱装置および画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004277205A JP2006092916A (ja) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | 加熱装置および画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006092916A true JP2006092916A (ja) | 2006-04-06 |
Family
ID=36233704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004277205A Withdrawn JP2006092916A (ja) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | 加熱装置および画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006092916A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9766578B2 (en) | 2014-11-06 | 2017-09-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Fixing device |
| JP2018036549A (ja) * | 2016-09-01 | 2018-03-08 | キヤノン株式会社 | 定着装置 |
| JP2020024366A (ja) * | 2018-07-27 | 2020-02-13 | 株式会社リコー | 定着装置、画像形成装置 |
-
2004
- 2004-09-24 JP JP2004277205A patent/JP2006092916A/ja not_active Withdrawn
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