JP4838667B2 - 温度センサ及び定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録材上のトナー像を定着する定着装置に関し、特に、この定着装置に適用される温度センサに関するものである。

記録材上のトナー像を加熱する加熱装置においては、適正な温度でトナー像を加熱できるよう温度制御するために、加熱装置内の温度を検知する温度検知装置が用いられており、特に、接触型の装置が主流となっている。接触型の温度検知装置は特許文献１に示すように、感熱素子、これを保持する保持部材、などからなっており、被温度検知体に対して接触させて使用され、熱応答性に優れている。

このような接触型の温度検知装置には、ＡＣノイズによる誤検知防止やサージ電圧のリークによる故障防止、もしくは被温度検知体に高電圧が印加されている場合の安全性の確保、等の目的で、感温素子を絶縁フィルムにて覆い絶縁距離を確保したものがある。
特開平５−１０８２３（特許第３０４４０９８）号公報

しかしながら、上記従来例では、充分な絶縁距離をとるために絶縁フィルムの幅をある程度確保する必要があり、装置の小型化の妨げになるという問題があった。

本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、充分な絶縁距離を確保しつつ、より小型な温度センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
ベルトと、
前記ベルトの内周と接触するヒータと、
前記ベルトを介して前記ヒータと共にニップ部を形成する加圧部材と、
前記ヒータの温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子を設置する設置面を有する略直方体形状の弾性部材と、前記温度検知素子及び前記設置面を覆う絶縁シートと、を有し、前記温度検知素子を、前記絶縁シートを介して前記ヒータに押圧して、前記ヒータの温度を検知する温度センサと、
を有し、前記ニップ部で記録材を搬送しながら加熱し、記録材の上のトナー像を記録材に定着する定着装置において、
前記絶縁シートの幅は前記弾性部材の幅よりも大きく、前記絶縁シートは、その幅方向両端が前記弾性部材の幅方向両端からはみ出るように、前記弾性部材の第１の側面から前記設置面、更に前記第１の側面と反対側の第２の側面に亘って前記弾性部材に巻き付けられており、
前記弾性部材の前記幅方向両端からはみ出た前記絶縁シートの部分のうち、前記設置面と平行な部分は、前記第１の側面及び前記第２の側面と平行な部分よりも、前記第１の側面と交差する側面に近くなるように曲げられていることを特徴とする。
被温度検知体の温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子を設置する設置面を有する略直方体形状の弾性部材と、前記温度検知素子及び前記設置面を覆う絶縁シートと
、を有し、前記温度検知素子を、前記絶縁シートを介して前記被温度検知体に押圧して、前記被温度検知体の温度を検知する温度センサにおいて、
前記絶縁シートの幅は前記弾性部材の幅よりも大きく、前記絶縁シートは、その幅方向両端が前記弾性部材の幅方向両端からはみ出るように、前記弾性部材の第１の側面から前記設置面、更に前記第１の側面と反対側の第２の側面に亘って前記弾性部材に巻き付けられており、
前記弾性部材の前記幅方向両端からはみ出た前記絶縁シートの部分のうち、前記設置面と平行な部分は、前記第１の側面及び前記第２の側面と平行な部分よりも、前記第１の側面と交差する側面に近くなるように曲げられていることを特徴とする。

本発明によれば、充分な絶縁距離を確保しつつ、より小型な温度センサを提供することが可能となる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

ここで、本発明に係る加熱装置には、記録材上に形成担持させた未定着画像を永久固着
画像として加熱定着処理する定着装置、仮定着処理する装置、画像を担持した記録材を再加熱して艶等の表面性を改質する装置等が含まれる。

以下、本発明の実施例１について、図１〜図５を用いて説明する。

図２に、本実施例における加熱装置の概略構成模式図を示す。本実施例の加熱装置は、記録材上に形成担持させた未定着画像を永久固着画像として加熱定着処理する定着装置であり、定着ベルト方式、加圧用回転体駆動方式を用いている。

１０１は耐熱性を有するヒータホルダ、１００は発熱部材（熱源）としての定着ヒータであり、定着ヒータ１００はヒータホルダ１０１長手に沿って該ヒータホルダ１０１の下面に接着して配設してある。

１０２は定着部材としての定着ベルトであり、本実施例のものは金属（導電体）を基材とする円筒状（エンドレスベルト状）部材の外周面に弾性層及び離型層を設けている。弾性層はシリコーンゴムで厚みは３００μｍ程度、離型層はＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルエーエテル共重合体／４フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）チューブで厚みは３０μｍである。

定着ベルト１０２はヒータホルダ１０１にルーズに外嵌させてある。

１０３はニップ部形成部材としての弾性加圧ローラであり、ステンレス製の芯金上に、厚み２ｍｍのシリコーンゴム層を形成し、さらにその上に厚み４０μｍのＰＦＡチューブを被覆している。

１０４は金属ステーであり、金属ステー１０４を通してヒータホルダ１０１を加圧することで、ヒータホルダ１０１長手方向に均一に加圧できるようになっている。

図３は定着ヒータ１００の一例の構造模型図であり、図３（ａ）はヒータ表面側の途中部分省略の平面模型図、図３（ｂ）はヒータ裏面側の途中部分省略の平面模型図、図３（ｃ）は拡大横断面模型図である。

本実施例の定着ヒータ１００は、基板１００ａ、抵抗発熱体１００ｂ、電極１００ｃ、絶縁コート層１００ｄ等より構成されている。

基板１００ａは、アルミナや窒化アルミニウム等の絶縁性のセラミックを用いることができる。本実施例では、厚みが１．０ｍｍで、通紙方向（記録材の搬送方向）と略直交する方向を長手方向とする横長のアルミナ基板を用いた。

本実施例において抵抗発熱体１００ｂは、銀・パラジウム合金を含んだ導電ペーストを、基板１００ａ上にスクリーン印刷法によって厚み２０μｍ程度の膜状に塗工した後、焼成することで形成した。

電極１００ｃは、抵抗発熱体１００ｂ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。本実施例においては、銀ペーストを、抵抗発熱体１００ｂと同様、スクリーン印刷法により厚み２０μｍの膜状に塗布した後、焼成を行うことにより形成した。電極１００ｃは、基板１００ａ上に二箇所形成され、それぞれ抵抗発熱体１００ｂに接続されることにより、電極を通してＡＣ電圧が抵抗発熱体に印加される。

絶縁コート層１００ｄは、ガラスや樹脂等の絶縁物により形成され、抵抗発熱体１００ｂや電極１００ｃ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。

定着ヒータ１００は、その表面（抵抗発熱体１００ｂが形成されている面）を定着ベルト１０２内面に当接させるよう、ヒータホルダ１０１に接着して配設してある。

加圧ローラ１０３は、芯金の両端部を、図２において装置フレーム１０９の奥側と手前側の側板（不図示）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１０３の上側に、前記のヒータ１００、ヒータホルダ１０１、金属ステー１０４、定着ベルト１０２等から成る加熱アセンブリを、ヒータ１００側を下向きにして加圧ローラ１０３に並行に配置させてある。

金属ステー１０４の両端部には不図示の加圧機構が設けられており、金属ステー１０４（加熱アセンブリ）を片側９８Ｎ（１０ｋｇｆ）、総圧１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）の力で加圧ローラ１０３の軸線方向に付勢している。このことで、定着ヒータ１００の下向き面を、定着ベルト１０２を介して加圧ローラ１０３の弾性層に該弾性層の弾性に抗して圧接させ、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。

加圧ローラ１０３は、不図示の駆動手段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。加圧ローラ１０３が回転駆動されると、加圧ローラ１０３と定着ベルト１０２との定着ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力により、定着ベルト１０２に回転力が作用する。このため、該定着ベルト１０２は、その内面側を定着ヒータ１００の下向き面に摺動させながらヒータホルダ１０１の外回りを矢印の時計方向に従動回転状態となる。

加圧ローラ１０３が回転駆動されると、それに伴って定着ベルト１０２が従動回転状態になり、また定着ヒータ１００が昇温して所定の温度に立ち上がり温調された状態となる。このような状態において、定着ニップ部Ｎの定着ベルト１０２と加圧ローラ１０３との間に未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐが導入される。定着ニップ部Ｎにおいては、記録材Ｐのトナー像ｔ担持面側が定着ベルト１０２の外面に密着して定着ベルト１０２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１００の熱が定着ベルト１０２を介して記録材Ｐに付与され、記録材Ｐ上の未定着トナー像ｔが記録材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１０２から曲率分離され、定着排紙ローラ１０８で排出される。

１０５，１０６は温度検知装置としてのサーミスタである。サーミスタ１０５は定着ベルト１０２の内面（導電体部分）の温度を検知する。サーミスタ１０６はヒータ１００裏面の温度を検知する。

サーミスタ１０５，１０６は、調節手段としての制御回路部（ＣＰＵ）に接続され、ＣＰＵは、サーミスタ１０５，１０６で検知した温度情報を基に、定着ヒータ１００の温調制御内容を決定する。

図１は、実施例１における温度検知装置としてのサーミスタ１０５を示したものである。図１（ａ）はサーミスタ１０５を正面から見た模式図、図１（ｂ）はサーミスタ１０５を側面から見た断面模式図、図１（ｃ）はＡ−Ａ’部における断面模式図、図１（ｄ）は斜視図である。

図１において、１は感温素子（温度検知素子、サーミスタ素子）であり、導電性金属板でできた接続部材としてのアーム３と電気的に接続されている。アーム３の一部を含めた
感温素子１の周囲は絶縁耐熱フィルム（絶縁フィルム）４により囲まれている。また、アーム３は、樹脂により形成されたハウジング５内の配線（不図示）を通り、外部引き出し線６と電気的に接続されている。ここで、絶縁耐熱フィルム４は、サーミスタ１０５本体が配置される配置スペースよりも大きい大きさに裁断されて設けられている。

本実施例では、絶縁耐熱フィルム４として東レ・デュポン社製のカプトン（登録商標）のタイプ１００ＭＴを使用した。カプトン（登録商標）１００ＭＴは、厚み２５μｍの絶縁性及び耐熱性に優れたポリイミドシートであり、本実施例では片面に粘着剤層を形成し２枚重ねて使用している。カプトン（登録商標）１００ＭＴの代わりにカプトン（登録商標）１００Ｈ、または宇部興産社製のユーピレックス（登録商標）−Ｓを使用しても良い。また絶縁性及び耐熱性に優れたフィルム形状であれば、他のフィルムで代用しても構わない。

絶縁耐熱フィルム４は、絶縁耐熱フィルム４の粘着剤層が向かい合うようにＢ−Ｂ’部にて二つに折り返され（アーム３の接続方向に略直交する方向に沿って折り返され）、感温素子１及びアーム３の一部を包む（覆う）ように張り合わされる。その後、図１において左右のＤ−Ｄ’部、Ｅ−Ｅ’部を図１において上側に折り返され（アーム３の接続方向に略直交する方向において両端となる裁断部がそれぞれ同じ側に折り曲げられ）、さらにＣ−Ｃ’部に沿ってアーム３ごと図１の上側に折り曲げられている。

ハウジング５はヒータホルダ１０１に固定されており、金属ステー１０４に設けられた切り欠き部よりアーム３を突き出させ、感温部が定着ベルト１０２内面に接するように設置されている。定着ベルト１０２内面の動きが不安定になった状態においても、アーム３が揺動することにより、感温部が定着ベルト１０２内面に常に接する状態に保たれる。

図４を用いて、実施例１における被温度検知体（本実施例においては定着ベルト１０２）と感温素子１との絶縁距離（沿面距離及び空間距離）について説明する。

図４は、サーミスタ１０５と被温度検知体（被温度検知素子）Ｔとの位置関係を示した図であり、図１に示すＡ−Ａ’部における断面模式図となっている。図１に示すＢ−Ｂ’部にて２つ折りした絶縁耐熱フィルム４のうち、被温度検知体Ｔ（実施例１においては定着ベルト１０２の内面）に接する側を４ａ、もう一方を４ｂとする。また、折り返し部Ｄ−Ｄ’から絶縁耐熱フィルム４の裁断部４ｃまでの距離をｘ、折り返し部Ｄ−Ｄ’から感温素子１までの距離をｙとする。

被温度検知体Ｔから感温素子１までの沿面距離は、次のような経路の長さになる。すなわち、折り返し部Ｄ−Ｄ’に対応する被温度検知体Ｔ表面から、絶縁耐熱フィルム４ａ表面に沿って絶縁耐熱フィルム４ａの裁断部４ｃまで進み、絶縁耐熱フィルム４ａ，４ｂ間を折り返し部Ｄ−Ｄ’まで進み、感温素子１に至るまでの経路の長さになる。この経路は図４中の点線で示したようになり、沿面距離は２ｘ＋ｙとなる。

被温度検知体Ｔから感温素子１までの空間距離は、沿面距離と同様の経路の長さとなり、２ｘ＋ｙとなる。

本実施例においてはｘ＝１．０ｍｍ、ｙ＝１．０ｍｍとした。すなわち、被温度検知体Ｔから感温素子１までの沿面距離及び空間距離は３．０ｍｍとなる。

実施例１の定着装置を用いて、雷サージ試験を行った。

２箇所のヒータ電極１００ｃを導線で短絡した後、電極１００ｃと定着装置のアース接
点間に、雷サージ試験として規定されているサージ電圧波形（印加電圧±６ｋＶ）を印加して試験を実施した。

雷サージ試験の結果、定着装置の破壊は起きず問題なかった。

本実施例の比較例として、絶縁耐熱フィルム４をＤ−Ｄ’部及びＥ−Ｅ’部で折り返していない従来のサーミスタを比較例１とする。

図５は比較例１におけるサーミスタの断面図である。

被温度検知体Ｔから感温素子１までの沿面距離は、絶縁耐熱フィルム４ａの裁断部４ｃに対応する被温度検知体Ｔ表面から、絶縁耐熱フィルム４ａ，４ｂ間を進み、感温素子１に至るまでの経路の長さになる。この経路は図５中の点線で示したようになり、沿面距離はｘ＋ｙとなる。

被温度検知体Ｔから感温素子１までの空間距離は、沿面距離と同様の経路の長さとなり、ｘ＋ｙとなる。

すなわち、比較例１において、実施例１と同じ幅の絶縁耐熱フィルムを用いた場合（ｘ＝１．０ｍｍ、ｙ＝１．０ｍｍ）、被温度検知体Ｔから感温素子１までの沿面距離及び空間距離は２．０ｍｍとなる。

比較例１の定着装置を用いて、実施例１と同様の雷サージ試験をおこなった結果、ヒータ１００から定着ベルト１０２を伝わりサーミスタ１０５へと電流がリークし、感温素子１が破壊されたためＮＧとなった。

以上説明したように、本実施例では、絶縁耐熱フィルム４をＤ−Ｄ’部及びＥ−Ｅ’部で折り返し、絶縁耐熱フィルム４の裁断部４ｃが被温度検知体に触れないような構成にしている。このことによって、同じ幅の絶縁耐熱フィルムを用いた比較例１よりも、絶縁距離（空間距離及び絶縁距離）をｘだけ増やすことができる。

すなわち、従来例より絶縁フィルムの幅を狭くしても充分な絶縁距離を確保することができ、より小型な温度検知装置を提供することができる。また、絶縁耐熱フィルム４の長さを短くすることができるため、材料費の削減につながり、より低コストの温度検知装置を提供することができる。

また、本実施例の加熱装置の場合、温度検知装置（サーミスタ１０５）を小型にすることによって金属ステー１０４に設けられた切り欠き部を小さくできる。従って、金属ステー１０４の剛性をより均一にでき、長手方向に均一に加圧できるため、紙しわが発生しにくいというメリットがある。

以下に、本発明の実施例２について、図６〜図９を用いて説明する。なお、実施例１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

図７に、本実施例における加熱装置の概略構成模式図を示す。本実施例の加熱装置は、記録材上に形成担持させた未定着画像を永久固着画像として加熱定着処理する定着装置であり、熱ローラ方式を用いている。

この定着装置は、定着部材としての定着ローラ９０２、及びニップ部形成部材としての
加圧ローラ９０３からなる二本の加熱ローラを有している。そして、二本の加熱ローラは矢印の方向に回転駆動され、当接ニップ部（定着ニップ）Ｎを未定着トナー像ｔを載せた記録材Ｐが通過できるように構成されている。

未定着トナー像ｔはニップ部Ｎを通過する際に、定着ローラ９０２及び加圧ローラ９０３により加熱、加圧されて、記録材Ｐ上に溶融定着される。

各々のローラ９０２，９０３は、中央に発熱部材としてハロゲンヒータ９００，９０１を備えており、該ヒータ９００，９０１から発生する輻射エネルギーを各ローラ内側のアルミ芯金９０２ａ，９０３ａで吸収して加熱される。各々のローラ９０２，９０３の表面にはサーミスタ９０５，９０６を弾性的に接触させて配設してあり、該サーミスタ９０５，９０６により検知した温度に基づいてハロゲンヒータ９００，９０１に対する給電が制御されて温度調整が行われている。

各々のローラ９０２，９０３のアルミ芯金９０２ａ，９０３ａの周りには厚さ２ｍｍの弾性層９０２ｂ，９０３ｂが設けられている。さらに、その外側の各ローラの表面には、トナーや紙紛等が固着することを防ぐために離型性かつ耐熱性の良い樹脂によるコーティング層９０２ｃ，９０３ｃが設けられている。

弾性層９０２ｂ，９０３ｂはシリコーンゴムにカーボン等の導電体を混ぜて導電性を持たせた導電ゴムよりなる。

コーティング層９０２ｃ，９０３ｃは、ＰＦＡ、ＦＥＰ等を用いる。ここで、ＰＦＡは、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルエーエテル共重合体／４フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂である。また、ＦＥＰは、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体／４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン共重合樹脂である。

各々のローラに弾性層９０２ｂ、弾性層９０３ｂを設けることによって、未定着トナー像ｔを溶融定着させるのに必要な定着ニップＮの幅を確保できる。

また、定着ローラ９０２側に弾性層９０２ｂを設けることにより、次のような効果が得られる。すなわち、トナー像ｔが定着ニップ部Ｎを通過する際に、弾性層９０２ｂがトナー層に沿って変形し、画像上不均一に載っているトナーが弾性層９０２ｂによって包み込まれ、均一に熱を与えられることにより、均一な定着が達成される。

このように均一に定着された画像は、光沢ムラがなく、特にＯＨＴ（オーバーヘッドプロジェクタ用透明シート）を定着した際に、画像の光透過性が優れるという特徴をもつ。

未定着トナー像ｔがニップ部Ｎを通過する際、未定着トナー像ｔは定着ローラ９０２側に位置しているため、未定着トナー像ｔの一部が定着ローラ９０２に付着する、所謂オフセット現象を生じる可能性がある。このため、本実施例の定着装置では、定着ローラ芯金９０２ａにトナーと同極性の直流バイアス電圧を印加し、加圧ローラ芯金９０３ａの表面にトナーと異極性の直流バイアス電圧を印加して、定着ローラ９０２へのトナーのオフセット防止が図られている。本実施例では６００Ｖから１０００Ｖの直流バイアス電圧を印加している。

図６は、実施例２における温度検知装置としてのサーミスタ９０５を示したものである。図６（ａ）はサーミスタ９０５を正面から見た模式図、図６（ｂ）はサーミスタ９０５を側面から見た断面模式図、図６（ｃ）はＡ−Ａ’部における断面模式図、図６（ｄ）は
斜視図である。

サーミスタ９０５は、実施例１におけるサーミスタ１０５とほぼ同様の構成をしているが、アーム３の一部を含めた感温素子１の周囲を包んでいる絶縁耐熱フィルムの折り曲げ方が異なる。

本実施例では、絶縁耐熱フィルム２４として、カプトン（登録商標）１００ＭＴを２枚重ねて使用している。絶縁耐熱フィルム２４は、略３等分するように図６において左右のＤ−Ｄ’部及びＥ−Ｅ’部で粘着剤層を内側に折り返され、感温素子１及びアーム３の一部を包むように張り合わされる。（アーム３の接続方向に略直交する方向において両端となる両端裁断部２４ａ，２４ｂが、前記接続方向に沿ってそれぞれ同じ側に折り返されることにより感温素子１を覆っている。）その後、感温素子１を通るＡ−Ａ’部に沿って（前記接続方向に略直交する方向に沿って）、両端裁断部２４ａ，２４ｂが折り返される側と同じ側にアーム３ごと折り曲げられている。

本実施例の構成では、感温素子１が存在するＡ−Ａ’部のみを被温度検知体と接触させることができるため、感温素子１と被温度検知体（本実施例では定着ローラ９０２）との距離を精度良く保て、感温素子の熱応答性を良好なものにできる。

図８を用いて、実施例２における被温度検知体と感温素子１との絶縁距離について説明する。

図８（ａ），（ｂ）は、サーミスタ９０５と被温度検知体Ｔとの位置関係を示した図であり、サーミスタ９０５を側面から見た断面模式図となっている。

折り曲げ部Ａ−Ａ’から絶縁耐熱フィルム２４の裁断部（アーム３の接続方向において感温素子１に対してアーム３が設けられていない側の裁断部）Ｂ−Ｂ’までの距離をｙ、被温度検知体Ｔと絶縁耐熱フィルム２４とがなす角（Ｂ−Ｂ’側）の角度をθとする。但し、θは９０°以下とする。

被温度検知体Ｔから感温素子１までの沿面距離は、絶縁耐熱フィルム２４の裁断部Ｂ−Ｂ’と被温度検知体Ｔ表面との空間的な距離ｙ×ｓｉｎθの大きさによって変化する。

ｙ×ｓｉｎθが１ｍｍ未満、もしくは電気安全規格ＩＥＣ６０９５０で定められた必要な空間距離の３分の１未満の場合、被温度検知体Ｔから感温素子１までの沿面距離は後述の空間距離と同じ経路の長さになる。

ｙ×ｓｉｎθが１ｍｍ以上、もしくは電気安全規格ＩＥＣ６０９５０で定められた必要な空間距離の３分の１以上の場合、被温度検知体Ｔから感温素子１までの沿面距離は、次のような経路の長さになる。すなわち、折り曲げ部Ａ−Ａ’に対応する被温度検知体Ｔ表面から、絶縁耐熱フィルム２４表面に沿って絶縁耐熱フィルム２４の裁断部Ｂ−Ｂ’まで進み、絶縁耐熱フィルム２４の隙間を感温素子１に至るまで進む経路の長さになる。

この経路は図８（ａ）中の点線で示したようになり、沿面距離は２×ｙとなる。

被温度検知体Ｔから感温素子１までの空間距離は、次のような経路の長さになる。すなわち、絶縁耐熱フィルム２４の裁断部Ｂ−Ｂ’から被温度検知体Ｔ表面に下ろした垂線の足を出発点とし、絶縁耐熱フィルム２４の裁断部Ｂ−Ｂ’まで空間を直線で進み、絶縁耐熱フィルム２４の隙間を感温素子１に至るまで進む経路の長さになる。この経路は図８（ｂ）中の点線で示したようになり、空間距離はｙ×（１＋ｓｉｎθ）となる（但し０≦θ
≦９０°の場合に限る）。

本実施例においてはｙ＝２．０ｍｍ、θ＝６０°とした。

実施例２の定着装置を用いて、Ａ４サイズ紙を２０万枚通紙する耐久試験を行った結果、温度誤検知等の不具合は発生しなかった。

本実施例の比較例として、絶縁耐熱フィルム２４の裁断部Ｂ−Ｂ’が被温度検知体Ｔに接触している従来のサーミスタを比較例２とする。

図９は比較例２におけるサーミスタの断面図である。

被温度検知体Ｔから感温素子１までの沿面距離は、絶縁耐熱フィルム２４裁断部Ｂ−Ｂ’に対応する被温度検知体Ｔ表面から、絶縁耐熱フィルムの隙間を進み、感温素子１に至るまでの経路の長さになる。この経路は図９中の点線で示したようになり、沿面距離はｙとなる。

被温度検知体Ｔから感温素子１までの空間距離は、沿面距離と同様の経路の長さとなり、ｙとなる。

比較例２では、実施例２と同じ幅の絶縁耐熱フィルムを用いた（ｙ＝２．０ｍｍ）。

比較例２の定着装置を用いて、実施例２と同様の耐久試験を行った結果、１８万枚通紙したところで、温度検知不良が発生した。

不良が発生した定着装置を調査したところ、耐久によって定着ローラのコーティング層９０２ｃにピンホール（画像表面性には影響がない程度の小さな傷、穴）ができていることが確認された。ピンホールができたことで、定着ローラ芯金９０２ａに印加したバイアス電圧が導電ゴムよりなる弾性層９０２ｂからサーミスタ９０５に直接かかり、感温素子１へと電流がリークして温度を誤検知したものと思われる。

以上説明したように、本実施例のように絶縁耐熱フィルム２４の裁断部が被温度検知体Ｔに触れないような構成にすることにより、同じ幅の絶縁耐熱フィルムを用いた比較例２よりも、絶縁距離（空間距離及び絶縁距離）をｙ×ｓｉｎθ以上増やすことができる。

すなわち、従来例より絶縁フィルムの幅を狭くしても充分な絶縁距離を確保することができ、高電圧のリークや温度誤検知を防ぎつつ、より小型な温度検知装置を提供することができる。また、絶縁耐熱フィルムの長さを短くすることができるため、材料費の削減につながり、より低コストの温度検知装置を提供することができる。

なお実施例２では、定着ローラ９０２の温度を検知するサーミスタ９０５に対し本発明を適用したが、加圧ローラ９０３の温度を検知するサーミスタ９０６に対して本発明を適用しても同様の効果が得られる。

以下に、本発明の実施例３について、図１０〜図１３を用いて説明する。なお、実施例１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施例における加熱装置は、実施例１で使用した定着ベルト方式、加圧用回転体駆動方式の定着装置と同様の構成をしているが、ヒータ１００の代わりにヒータ（基板）裏面
に抵抗発熱体を設けた発熱部材としてのヒータ３００を用いている。また、ヒータの温度を検知するサーミスタ１０６に代わり、本発明を適用したサーミスタ３０６を用いている。

図１１は定着ヒータ３００の一例の構造模型図であり、図１１（ａ）はヒータ表面側の途中部分省略の平面模型図、図１１（ｂ）はヒータ裏面側の途中部分省略の平面模型図、図１１（ｃ）は拡大横断面模型図である。

図１１において、３００ａは基板、３００ｂは抵抗発熱体、３００ｃは電極、３００ｄは絶縁コート層をそれぞれ示している。

本実施例では、基板３００ａとして、厚みが０．６ｍｍで、通紙方向と略直交する方向を長手方向とする横長の窒化アルミニウム基板を用いた。基板３００ａ上には実施例１のヒータ１００と同様、抵抗発熱体３００ｂ、電極３００ｃ及び絶縁コート層３００ｄがスクリーン印刷法によって形成されている。但し実施例１とは異なり、これらが形成されている面が基板３００ａの裏面にあたる。

定着ヒータ３００は、その表面（抵抗発熱体３００ｂが形成されている面とは反対面）を定着ベルト１０２に当接させるよう、ヒータホルダ１０１に接着して配設してある。

図１０は、実施例３における温度検知装置であるサーミスタ３０６を示したものである。図１０（ａ）はサーミスタ３０６を正面から見た模式図、図１０（ｂ）はサーミスタ３０６を側面から見た断面模式図、図１０（ｃ）は斜視図である。

図１０において、３１は感温素子（温度検知素子、サーミスタ素子）であり、基体３５上に設けられた弾性をもつ断熱部材３２上に配設されている。感温素子３１には外部引き出し線３６が電気的に接続されている。感温素子３１及び断熱部材３２の周囲は、絶縁耐熱フィルム３４により囲まれており、感温素子３１と被温度検知体（実施例３の場合はヒータ３００）との間に必要な絶縁距離を確保している。感温素子３１は、断熱部材３２の弾性により所定の押圧で、被温度検知体表面に対し絶縁耐熱フィルム３４を介して押し当てられている。

本実施例では、絶縁耐熱フィルム３４として、東レ・デュポン社のカプトン（登録商標）５０Ｈを使用している。カプトン（登録商標）５０Ｈは、厚み１２．５μｍの絶縁性及び耐熱性に優れたポリイミドシートであり、本実施例では片面に粘着剤層を形成し２枚重ねて使用している。

図１２（ａ）〜（ｂ）は、本実施例における絶縁耐熱フィルム３４の配設方法の説明図である。なお、図１２（ｃ）〜（ｄ）は参考例である。

絶縁耐熱フィルム３４は、絶縁耐熱フィルム３４の粘着剤層が内側になるようにＵ字型に曲げられ、図１２（ａ）で示したように感温素子３１及び断熱部材３２に貼り付けられる。その後、絶縁耐熱フィルム３４の端部が、感温素子３１及び断熱部材３２を包むように折り曲げ処理されている（感温素子３１が取り付けられた断熱部材３２の周囲を取り囲むように裁断部が折り曲げられる）。ここで、絶縁耐熱フィルム３４の端部の折り曲げは、図１０（ｃ）の様に処理しても良いし、例えば、図１２（ｂ）で示したように処理しても構わない。

図１３を用いて、実施例３における被温度検知体と感温素子３１との絶縁距離（沿面距離及び空間距離）について説明する。

図１３は、サーミスタ３０６と被温度検知体Ｔとの位置関係を示した図であり、サーミスタ３０６を正面から見た断面模式図なっている。

絶縁耐熱フィルム３４の側端折り曲げ部から裁断部までの距離をｘ、側端折り曲げ部から感温素子１までの距離をｙとする。

被温度検知体Ｔから感温素子３１までの沿面距離は、図１３中の点線で示した経路の長さとなり、沿面距離は２ｘ＋ｙとなる。

被温度検知体Ｔから感温素子３１までの空間距離は、沿面距離と同様の経路の長さとなり、２ｘ＋ｙとなる。

本実施例においてはｘ＝１．１ｍｍ、ｙ＝０．８ｍｍとした。すなわち、被温度検知体Ｔから感温素子３１までの沿面距離及び空間距離は３．０ｍｍとなる。

実施例３の定着装置を用いて、雷サージ試験を行った。

２箇所のヒータ電極３００ｃを導線で短絡した後、電極３００ｃと定着装置のアース接点間に、雷サージ試験として規定されているサージ電圧波形（印加電圧±６ｋＶ）を印加して試験を実施した。

雷サージ試験の結果、定着装置の破壊は起きず問題なかった。

実施例３の比較例として、サーミスタ両側面で絶縁耐熱フィルムの折り曲げ処理をしていない従来のサーミスタを比較例３とする。

図１４は、比較例３におけるサーミスタと被温度検知体Ｔとの位置関係を示した図であり、サーミスタを正面から見た断面模式図なっている。このサーミスタは、図１２（ａ）の様にサーミスタ両側面で絶縁耐熱フィルムの折り曲げ処理をしておらず、絶縁耐熱フィルムの裁断部が被温度検知体Ｔに接触している。

比較例３において、絶縁耐熱フィルムの幅を、実施例３のサーミスタ３０６で使用した絶縁耐熱フィルム３４と同じ幅とした場合、沿面距離、空間距離の長さは共に、図１４中の点線で示した経路の長さであり、ｘ＋ｙとなる。

すなわち、比較例３において、実施例３と同じ幅の絶縁耐熱フィルムを用いた場合（ｘ＝１．１ｍｍ、ｙ＝０．８ｍｍ）、被温度検知体Ｔから感温素子１までの沿面距離及び空間距離は１．９ｍｍとなる。

比較例３の定着装置を用いて、実施例３と同様の雷サージ試験をおこなった結果、ヒータ３００からサーミスタ３０６へと電流がリークし、感温素子が破壊されたためＮＧとなった。

以上説明したように、本実施例では、サーミスタ両側面で絶縁耐熱フィルムの折り曲げ処理を行い、絶縁耐熱フィルム３４の裁断部が被温度検知体Ｔに触れないような構成している。このことによって、同じ幅の絶縁耐熱フィルムを用いた比較例３よりも、絶縁距離（空間距離及び絶縁距離）をｘだけ増やすことができる。

すなわち、従来例より絶縁フィルムの幅を狭くしても充分な絶縁距離を確保することが
でき、より小型な温度検知装置を提供することができる。また、絶縁耐熱フィルム３４の長さを短くすることができるため、材料費の削減につながり、より低コストの温度検知装置を提供することができる。

実施例１における温度検知装置の模式図である。 実施例１における加熱装置の概略構成模式図である。 実施例１における発熱部材の構造模型図である。 実施例１における温度検知装置と被温度検知体との絶縁距離を説明した図である。 比較例１における温度検知装置と被温度検知体との絶縁距離を説明した図である。 実施例２における温度検知装置模式図である。 実施例２における加熱装置の概略構成模式図である。 実施例２における温度検知装置と被温度検知体との絶縁距離を説明した図である。 比較例２における温度検知装置と被温度検知体との絶縁距離を説明した図である。 実施例３における温度検知装置模式図である。 実施例３における発熱部材の構造模型図である。 実施例３における絶縁フィルムの配設方法を説明した図である。 実施例３における温度検知装置と被温度検知体との絶縁距離を説明した図である。 比較例３における温度検知装置と被温度検知体との絶縁距離を説明した図である。

符号の説明

１ 感温素子
３ アーム
４，４ａ，４ｂ 絶縁耐熱フィルム
４ｃ 裁断部
１０２ 定着ベルト

Claims (2)

1. ベルトと、
   前記ベルトの内周と接触するヒータと、
   前記ベルトを介して前記ヒータと共にニップ部を形成する加圧部材と、
   前記ヒータの温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子を設置する設置面を有する略直方体形状の弾性部材と、前記温度検知素子及び前記設置面を覆う絶縁シートと、を有し、前記温度検知素子を、前記絶縁シートを介して前記ヒータに押圧して、前記ヒータの温度を検知する温度センサと、
   を有し、前記ニップ部で記録材を搬送しながら加熱し、記録材の上のトナー像を記録材に定着する定着装置において、
   前記絶縁シートの幅は前記弾性部材の幅よりも大きく、前記絶縁シートは、その幅方向両端が前記弾性部材の幅方向両端からはみ出るように、前記弾性部材の第１の側面から前記設置面、更に前記第１の側面と反対側の第２の側面に亘って前記弾性部材に巻き付けられており、
   前記弾性部材の前記幅方向両端からはみ出た前記絶縁シートの部分のうち、前記設置面と平行な部分は、前記第１の側面及び前記第２の側面と平行な部分よりも、前記第１の側面と交差する側面に近くなるように曲げられていることを特徴とする定着装置。
2. 被温度検知体の温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子を設置する設置面を有する略直方体形状の弾性部材と、前記温度検知素子及び前記設置面を覆う絶縁シートと、を有し、前記温度検知素子を、前記絶縁シートを介して前記被温度検知体に押圧して、前記被温度検知体の温度を検知する温度センサにおいて、
   前記絶縁シートの幅は前記弾性部材の幅よりも大きく、前記絶縁シートは、その幅方向両端が前記弾性部材の幅方向両端からはみ出るように、前記弾性部材の第１の側面から前記設置面、更に前記第１の側面と反対側の第２の側面に亘って前記弾性部材に巻き付けられており、
   前記弾性部材の前記幅方向両端からはみ出た前記絶縁シートの部分のうち、前記設置面と平行な部分は、前記第１の側面及び前記第２の側面と平行な部分よりも、前記第１の側面と交差する側面に近くなるように曲げられていることを特徴とする温度センサ。

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