JP5790688B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、筒状部材の内側に配置された温度検出部材を備える定着装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置で用いられる定着装置として、例えば、特許文献１に示すように、耐熱性フィルムのベルト（加熱ベルト）の内側に、ハロゲンランプなどの熱源やサーミスタ（温度検出部材）などが配置されたものが知られている。このような定着装置では、温度検出部材が検出した温度に基づいて熱源を制御することで定着温度などが制御される。

特開平４−１２２９６９号公報（第６図）

ところで、前記したような定着装置において、定着温度を精度良く制御するためには、温度検出部材が検出対象の温度を精度良く検出できるように、温度検出部材を検出対象に対して精度良く配置することが重要となる。しかしながら、従来技術のように、温度検出部材を、可撓性を有する加熱ベルトに対して近接または接触させるように配置する構成では、回転する加熱ベルトの撓みなどにより、温度検出部材と加熱ベルトとの位置関係が変動してしまい、温度を精度良く検出することができないという問題があった。

本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであり、温度を精度良く検出することができる定着装置を提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本願第１の発明に係る定着装置は、可撓性を有する筒状部材と、前記筒状部材の内側に配置された発熱体と、前記筒状部材の内周面に摺接するように配置され、前記発熱体からの輻射熱を受ける板状のニップ部材と、前記発熱体からの輻射熱を前記ニップ部材へ向けて反射する反射部材と、前記ニップ部材との間で前記筒状部材を挟むことで前記筒状部材との間にニップ部を形成するバックアップ部材と、前記筒状部材の内側で前記ニップ部材の前記筒状部材と摺接する面とは反対側の面に対面して配置され、且つ、前記反射部材を挟んで前記発熱体とは反対側に配置され、前記ニップ部材の温度を検出する温度検出部材と、前記温度検出部材を前記ニップ部材に向けて付勢する付勢部材と、を備えたことを特徴とする。
また、本願第２の発明に係る定着装置は、可撓性を有する筒状部材と、前記筒状部材の内側にて発熱する発熱体と、前記筒状部材の内周面に接触するように配置されたニップ部材と、前記発熱体からの輻射熱を反射する反射部材と、前記ニップ部材との間で前記筒状部材を挟むことで前記筒状部材との間にニップ部を形成するバックアップ部材と、前記筒状部材の内側で前記ニップ部材の前記筒状部材と接触する面とは反対側の面に対面して配置され、且つ、前記反射部材を挟んで前記発熱体とは反対側に配置され、前記ニップ部材の温度を検出する温度検出部材と、前記温度検出部材を前記ニップ部材に向けて付勢する付勢部材と、を備えたことを特徴とする。
また、本願第３の発明に係る定着装置は、可撓性を有する筒状部材と、前記筒状部材の内側にて発熱する発熱体と、前記筒状部材の内周面に接触可能であり、前記筒状部材の内側にて前記発熱体と間隔を置いて配置されたニップ部材と、前記ニップ部材との間で前記筒状部材を挟むことで前記筒状部材との間にニップ部を形成するバックアップ部材と、前記筒状部材の内側で前記ニップ部材の前記筒状部材と接触する面とは反対側の面に対面して配置され、前記ニップ部材の温度を検出する温度検出部材と、前記温度検出部材を前記ニップ部材に向けて付勢する付勢部材と、を備えたことを特徴とする。

このように構成された定着装置によれば、筒状部材の内周面に摺接するように配置され、発熱体からの輻射熱を受ける板状のニップ部材と、温度検出部材をニップ部材に向けて付勢する付勢部材とを備えることで、温度検出部材と検出対象であるニップ部材との位置関係を安定させることができる。これにより、ニップ部材の温度を精度良く検出することができるので、結果として、定着温度を精度良く制御することが可能となる。

本発明によれば、温度検出部材をニップ部材に向けて付勢する付勢部材を備えることで、温度検出部材とニップ部材との位置関係を安定させることができるので、ニップ部材の温度を精度良く検出することができる。

本発明の実施形態に係る定着装置を備えたレーザプリンタの概略構成を示す図である。 定着装置のサーモスタット付近の断面図である。 ニップ板、ハロゲンランプ、反射部材、ステイ、第１フレーム、サーモスタット、サーミスタ、コイルバネおよび第２フレームの斜視図である。 定着装置の左右方向における中央に配置されたサーミスタ付近の断面図である。 フレーム固定部付近の断面図（ａ）と、フレーム支持部付近の断面図（ｂ）である。 ケーブルの配置を示す斜視図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、本発明の実施形態に係る定着装置１００を備えたレーザプリンタ１（画像形成装置）の概略構成を簡単に説明した後、定着装置１００の詳細な構成について説明する。

また、以下の説明において、方向は、レーザプリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。

＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、用紙Ｓを供給する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｓ上にトナー像（現像剤像）を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｓ上のトナー像を熱定着する定着装置１００とを主に備えている。

給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、給紙トレイ３１と、用紙押圧板３２と、給紙機構３３とを主に備えている。給紙トレイ３１に収容された用紙Ｓは、用紙押圧板３２によって上方に寄せられ、給紙機構３３によってプロセスカートリッジ５（感光体ドラム６１と転写ローラ６３との間）に向けて供給される。

露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、図示しないレーザ発光部や、符号を省略して示すポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。この露光装置４では、レーザ発光部から出射される画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）が、感光体ドラム６１の表面で高速走査されることで、感光体ドラム６１の表面を露光する。

プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から本体筐体２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ５は、ドラムユニット６と、現像ユニット７とから構成されている。

ドラムユニット６は、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。また、現像ユニット７は、ドラムユニット６に対して着脱可能に装着される構成となっており、現像ローラ７１と、供給ローラ７２と、層厚規制ブレード７３と、トナー（現像剤）を収容するトナー収容部７４とを主に備えている。

このプロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、露光装置４からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容部７４内のトナーは、供給ローラ７２を介して現像ローラ７１に供給され、現像ローラ７１と層厚
規制ブレード７３の間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ７１上に担持される。

現像ローラ７１上に担持されたトナーは、現像ローラ７１から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を用紙Ｓが搬送されることで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｓ上に転写される。

定着装置１００は、プロセスカートリッジ５の後方に設けられている。用紙Ｓ上に転写されたトナー像（トナー）は、定着装置１００を通過することで用紙Ｓ上に熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｓは、搬送ローラ２３，２４によって排紙トレイ２２上に排出される。

＜定着装置の詳細構成＞
図２に示すように、定着装置１００は、筒状部材の一例としての定着フィルム１１０と、発熱体の一例としてのハロゲンランプ１２０と、ニップ部材の一例としてのニップ板１３０と、バックアップ部材の一例としての加圧ローラ１４０と、導電部材の一例としての反射部材１５０およびステイ１６０と、温度検出部材の一例としてのサーモスタット１７０および２つのサーミスタ１８０（図３，４参照）と、付勢部材の一例としてのコイルバネ１９１，１９２（図３，４参照）と、フレーム部材２００と、ケーブルＣ１（配線）（図６参照）とを主に備えている。

定着フィルム１１０は、耐熱性と可撓性を有する無端状（筒状）のフィルムであり、図示しないガイド部材により回転が案内されている。本実施形態において、定着フィルム１１０は、金属製であり、例えば、ステンレス鋼やニッケルなどから形成されている。

ハロゲンランプ１２０は、輻射熱を発してニップ板１３０および定着フィルム１１０（ニップ部Ｎ）を加熱することで用紙Ｓ上のトナーを加熱する部材であり、定着フィルム１１０の内側において定着フィルム１１０およびニップ板１３０の内面から所定の間隔をあけて配置されている。

このハロゲンランプ１２０は、図３に示すように、細長い円筒状のガラス管１２１内に、螺旋状に巻かれたコイル部が形成された図示しないフィラメントを配置し、ガラス管１２１の長手方向両端部を閉じてその内部にハロゲン元素を含む不活性ガスを封入することにより形成されている。このハロゲンランプ１２０の長手方向両端には、ガラス管１２１内のフィラメントの端部と電気的に接続された一対の電極１２２が設けられている。

図２に戻り、ニップ板１３０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を受ける板状の部材であり、その下面が筒状の定着フィルム１１０の内周面に摺接するように配置されている。本実施形態において、ニップ板１３０は、金属製であり、例えば、後述するスチール製のステイ１６０より熱伝導率が大きい、アルミニウム板などを折り曲げることで形成されている。

図３に示すように、ニップ板１３０は、ベース部１３１と、第１突出部１３２と、第２突出部１３３とを主に有している。
ベース部１３１は、その下面が定着フィルム１１０の内周面と摺接する部分であり、ハロゲンランプ１２０からの熱を定着フィルム１１０を介して用紙Ｓ上のトナーに伝達する。

第１突出部１３２および第２突出部１３３は、用紙Ｓの搬送方向におけるベース部１３１の後端から搬送方向に沿って後方に突出するように形成されている。第１突出部１３２
は、ベース部１３１後端の左右方向における中央付近に１つ形成されており、その上面にサーモスタット１７０が対面して配置される。また、第２突出部１３３は、ベース部１３１後端の左右方向における中央付近と右端付近にそれぞれ１つずつ形成されており、それぞれの上面にサーミスタ１８０が対面して配置される。

図２に示すように、加圧ローラ１４０は、ニップ板１３０との間で定着フィルム１１０を挟むことで定着フィルム１１０との間にニップ部Ｎを形成する部材であり、ニップ板１３０の下方に配置されている。本実施形態においては、ニップ部Ｎを形成するために、ニップ板１３０および加圧ローラ１４０の一方を他方に向けて付勢している。

加圧ローラ１４０は、本体筐体２内に設けられた図示しないモータから駆動力が伝達されて回転駆動するように構成されており、回転駆動することで定着フィルム１１０（または用紙Ｓ）との摩擦力により定着フィルム１１０を従動回転させる。トナー像が転写された用紙Ｓは、加圧ローラ１４０と加熱された定着フィルム１１０の間（ニップ部Ｎ）を搬送されることでトナー像（トナー）が熱定着されることとなる。

反射部材１５０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱（主に前後方向や上方向に向けて放射された輻射熱）をニップ板１３０に向けて反射する部材であり、定着フィルム１１０の内側でハロゲンランプ１２０を取り囲む（覆う）ように、ハロゲンランプ１２０から所定の間隔をあけて配置されている。

このような反射部材１５０によってハロゲンランプ１２０からの輻射熱をニップ板１３０に集めることで、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を効率良く利用することができ、ニップ板１３０および定着フィルム１１０を速やかに加熱することができる。

反射部材１５０は、赤外線および遠赤外線の反射率が大きい、例えば、アルミニウム板などを断面視略Ｕ形状に湾曲させて形成されている。より詳細に、反射部材１５０は、湾曲形状（断面視略Ｕ形状）をなす反射部１５１と、反射部１５１の前後方向における両端部から前後方向外側に向けて延びるフランジ部１５２とを主に有している。

ステイ１６０は、ニップ板１３０（ベース部１３１）の前後の端部を反射部材１５０（フランジ部１５２）を介して支持することで加圧ローラ１４０からの荷重を受ける部材であり、定着フィルム１１０の内側でハロゲンランプ１２０および反射部材１５０を覆うように配置されている。なお、ここでいう荷重は、ニップ板１３０が加圧ローラ１４０を付勢する構成においては、ニップ板１３０が加圧ローラ１４０を付勢する力の反力をいうものとする。

このようなステイ１６０は、比較的剛性が高い、例えば、鋼板などを反射部材１５０（反射部１５１）の外面形状に沿った形状（断面視略Ｕ形状）に折り曲げることで形成されている。図３に示すように、ステイ１６０は、左右方向における右側にフレーム固定部１６１と、左側にフレーム支持部１６２とを有している。フレーム固定部１６１およびフレーム支持部１６２は、いずれもステイ１６０の上壁から後方に向けて延びるように形成されており、それぞれ貫通したネジ穴（符号省略）が設けられている。

図２に示すように、サーモスタット１７０は、ニップ板１３０の温度を検出する部材であり、構成についての図示は省略するが、バイメタルなどを有し、所定の温度を検出したときに通電を遮断するように構成されている。

このサーモスタット１７０は、定着フィルム１１０の内側でニップ板１３０（第１突出部１３２）の上面（定着フィルム１１０と摺接する下面とは反対側の面）に対面して配置
されている。さらに、サーモスタット１７０は、反射部材１５０およびステイ１６０を挟んでハロゲンランプ１２０とは反対側、言い換えると、（ハロゲンランプ１２０が配置された側を内側として）反射部材１５０およびステイ１６０の外側に配置されている。

サーモスタット１７０は、左右の両端面に、左右方向外側に向けて突出する板状の電極１７１を有している（図３も参照）。この電極１７１には、ケーブルＣ１が電気的に接続されている（図６参照）。

また、サーモスタット１７０の温度検出面（ニップ板１３０と対面する面）には、ニップ板１３０と接触する弾性部材１７２が設けられている。このような弾性部材１７２としては、例えば、弾性と耐熱性を有するセラミックスポンジなどを用いることができる。そして、弾性部材１７２は、カプトンテープなどによりサーモスタット１７０の温度検出面に貼り付けられている。

図４に示すように、サーミスタ１８０は、ニップ板１３０の温度を検出する温度センサであり、定着フィルム１１０の内側でニップ板１３０（第２突出部１３３）の上面に対面して配置されている。さらに、サーミスタ１８０は、定着フィルム１１０の軸方向（左右方向）から見て、反射部材１５０およびステイ１６０を挟んでハロゲンランプ１２０とは反対側（反射部材１５０およびステイ１６０の外側）に配置されている。

サーミスタ１８０の左端面からは、サーミスタ１８０の筐体内に配置された図示しないサーミスタ素子の電極に電気的に接続されたケーブルＣ２が引き出されている。また、サーミスタ１８０の温度検出面（ニップ板１３０と対面する面）には、前記したサーモスタット１７０の弾性部材１７２と同様の、ニップ板１３０と接触する弾性部材１８２が設けられている。

図２，４に示すように、コイルバネ１９１，１９２は、サーモスタット１７０またはサーミスタ１８０をニップ板１３０（第１突出部１３２または第２突出部１３３）に向けて付勢する部材であり、定着フィルム１１０の内側において、その下端がサーモスタット１７０またはサーミスタ１８０の上面に当接するように配置されている。このコイルバネ１９１，１９２は、その上端がフレーム部材２００の後述する支持部２４１，２４２に係合することで、フレーム部材２００に支持されている。

フレーム部材２００は、サーモスタット１７０やサーミスタ１８０、コイルバネ１９１，１９２などを支持する部材であり、定着フィルム１１０の内側においてステイ１６０を覆うように配置されている。このフレーム部材２００は、第１フレーム２１０と、第２フレーム２２０とを主に備えて構成されている。

図２に示すように、第１フレーム２１０は、ステイ１６０を覆うように断面視略Ｕ形状をなしており、ステイ１６０に沿って左右方向に長く延びるように形成されている（図３も参照）。この第１フレーム２１０は、定着フィルム１１０の内側で反射部材１５０およびステイ１６０を挟んでハロゲンランプ１２０とは反対側に配置されている。

本実施形態において、第１フレーム２１０は、絶縁性の材料、例えば、液晶ポリマーやＰＥＥＫ樹脂、ＰＰＳ樹脂などから形成されている。この絶縁性の第１フレーム２１０の後側壁２１１は、サーモスタット１７０の外部に露出した電極１７１と、導電性を有する反射部材１５０（アルミニウム製）やステイ１６０（スチール製）との間に設けられており、電極１７１と反射部材１５０やステイ１６０との絶縁を確保している。すなわち、本実施形態において、第１フレーム２１０は、絶縁部材でもある。

図３に示すように、第１フレーム２１０は、後側壁２１１と、前側壁２１２（図２参照）と、後側壁２１１および前側壁２１２の上端同士を連結するように延びる上壁２１３と、後側壁２１１の下端から後方に向けて延びる支持壁２１４とを主に有している。また、第１フレーム２１０には、第１位置決め部２３１と、第２位置決め部２３２と、固定部２３３と、切欠部２３４とが主に形成されている。

第１位置決め部２３１は、サーモスタット１７０をコイルバネ１９１の付勢方向（上下方向）と直交する方向（左右方向および前後方向）に位置決めする部分であり、後側壁２１１の左右方向における中央付近に設けられた凹部２１１Ａと、支持壁２１４から立設して凹部２１１Ａに対面するように設けられた立設壁２１５とによって構成されている。立設壁２１５は、左右方向両端から前方に延びる部分を有する平面視略Ｕ形状をなしている。

このような後側壁２１１の凹部２１１Ａおよび立設壁２１５は、それぞれ、左右方向に沿った面と前後方向に沿った面を有しており、この凹部２１１Ａおよび立設壁２１５によって囲まれた部分（すなわち第１位置決め部２３１）に、サーモスタット１７０が嵌合可能となっている（図６参照）。嵌合したサーモスタット１７０は、凹部２１１Ａや立設壁２１５の左右方向に沿った面と前後方向に沿った面に支持されることで、左右方向および前後方向において位置決めされる。

なお、第１位置決め部２３１の底壁（支持壁２１４）には、サーモスタット１７０の温度検出面をニップ板１３０に臨ませる開口（符号省略）が形成されている。

第２位置決め部２３２は、サーミスタ１８０をコイルバネ１９２の付勢方向と直交する方向（左右方向および前後方向）に位置決めする部分であり、支持壁２１４の左右方向における中央付近と右端付近に設けられた立設壁２１６と、この立設壁２１６に対面する後側壁２１１とによって構成されている。第２位置決め部２３２を構成する後側壁２１１の左右方向における中央部分には、サーミスタ１８０の前方に向けて凸となる部分が嵌合する開口２１７が形成されている。

このような構成により、後側壁２１１の第２位置決め部２３２を構成する部分は左右方向に沿った面と前後方向に沿った面を有し、立設壁２１６は左右方向に沿った面を有するので、サーミスタ１８０が第２位置決め部２３２に嵌合可能となっている（図６参照）。嵌合したサーミスタ１８０は、後側壁２１１や立設壁２１６、開口２１７の左右方向に沿った面と前後方向に沿った面に支持されることで、左右方向および前後方向において位置決めされる。

なお、開口２１７は、後側壁２１１から支持壁２１４にわたって形成されているため、この開口２１７を介して、サーミスタ１８０の温度検出面がニップ板１３０に臨めるようになっている。

固定部２３３は、第１フレーム２１０をステイ１６０（フレーム固定部１６１）に固定するための部分であり、左右方向における第１フレーム２１０の右側に設けられている。この固定部２３３には、フレーム固定部１６１のネジ穴に対応した平面視略円形の貫通孔（符号省略）が設けられている。

なお、本実施形態において、第１フレーム２１０は、図２，４，５（ｂ）に示すように、その大部分がステイ１６０との間に層状の隙間を形成するように配置されており、図５（ａ）に示すように、固定部２３３付近の上壁２１３の下面などの一部がステイ１６０と接触している。このような層状の隙間（空間）を有することで、空間内の空気がいわば断
熱層として作用するので、ハロゲンランプ１２０からの熱が第１フレーム２１０を通過して外部に逃げることを抑制することができる。

図３に示すように、切欠部２３４は、左右方向における第１フレーム２１０の左側において、上壁２１３、後側壁２１１および支持壁２１４にわたって設けられている。図６に示すように、第１フレーム２１０とステイ１６０を組みつけたとき、切欠部２３４からはステイ１６０のフレーム支持部１６２が露出するようになっている。切欠部２３４は、左右方向の幅が、露出するフレーム支持部１６２の左右方向の長さよりも大きくなっている。

図２に示すように、第２フレーム２２０は、第１フレーム２１０を上から覆うように断面視略Ｌ形状をなしており、第１フレーム２１０に沿って左右方向に長く延びるように形成されている（図３も参照）。この第２フレーム２２０は、定着フィルム１１０の内側で第１フレーム２１０を挟んでステイ１６０や反射部材１５０とは反対側に配置されている。本実施形態においては、第２フレーム２２０も、絶縁性の材料、例えば、液晶ポリマーやＰＥＥＫ樹脂、ＰＰＳ樹脂などから形成されている。

図２〜４に示すように、第２フレーム２２０は、上壁２２１に、コイルバネ１９１を支持する第１支持部２４１と、コイルバネ１９２を支持する２つの第２支持部２４２と、フレーム固定部１６１のネジ穴に対応して設けられた貫通孔２４３と、フレーム支持部１６２のネジ穴に対応して設けられた貫通孔２４４とが主に形成されている。貫通孔２４４は、左右方向に長い平面視略長穴形状をなしている。

図２に示すように、第１支持部２４１は、上壁２２１の左右方向における中央付近（第１フレーム２１０の第１位置決め部２３１に対応する部分）の下面後端寄りから下方に向けて突出しており、サーモスタット１７０を挟んでニップ板１３０（第１突出部１３２）と対向するように形成されている。コイルバネ１９１は、この凸形状の第１支持部２４１に係合することで、第１支持部２４１（フレーム部材２００）に支持される。

図４に示すように、第２支持部２４２は、上壁２２１の左右方向における中央付近と右端付近（第１フレーム２１０の第２位置決め部２３２に対応する部分）の下面後端寄りから下方に向けて突出しており、サーミスタ１８０を挟んでニップ板１３０（第２突出部１３３）と対向するように形成されている。コイルバネ１９２は、この凸形状の第２支持部２４２に係合することで、第２支持部２４２（フレーム部材２００）に支持される。

ここで、本実施形態における、ステイ１６０、サーモスタット１７０、サーミスタ１８０、コイルバネ１９１，１９２およびフレーム部材２００の組み立てについて簡単に説明する。

図３に示すように、まず、ステイ１６０に対して、第１フレーム２１０を被せるように組み付ける。次に、第１フレーム２１０の第１位置決め部２３１にサーモスタット１７０を嵌合し、各第２位置決め部２３２にサーミスタ１８０を嵌合する。また、第２フレーム２２０の第１支持部２４１にコイルバネ１９１を取り付け、第２支持部２４２にコイルバネ１９２を取り付ける。

そして、ステイ１６０に組み付けられた第１フレーム２１０に対して、第２フレーム２２０を被せるように組み付ける。最後に、図５（ａ）に示すように、ネジＢ１を、第２フレーム２２０の貫通孔２４３および第１フレーム２１０（固定部２３３）の貫通孔に通して、ステイ１６０（フレーム固定部１６１）のネジ穴に螺合し、第１フレーム２１０と第２フレーム２２０（フレーム部材２００）をステイ１６０に固定する。

また、図５（ｂ）に示すように、ネジＢ２を、第２フレーム２２０の貫通孔２４４に通して、第１フレーム２１０の切欠部２３４（図３参照）から露出するステイ１６０（フレーム支持部１６２）のネジ穴に螺合する。以上により、ステイ１６０、サーモスタット１７０、サーミスタ１８０、コイルバネ１９１，１９２およびフレーム部材２００が組み立てられることとなる。

本実施形態では、位置決め部２３１，２３２が第１フレーム２１０に形成され、支持部２４１，２４２が第２フレーム２２０に形成されているので、サーモスタット１７０およびサーミスタ１８０と、コイルバネ１９１，１９２と順に組み付けることができるため、定着装置１００の組み立てが簡単になっている。

なお、第１フレーム２１０と第２フレーム２２０は、左右方向における、固定部２３３および貫通孔２４３側（一方側）がステイ１６０（フレーム固定部１６１）に固定され、フレーム支持部１６２よりも大きい切欠部２３４および長穴形状の貫通孔２４４側（他方側）がステイ１６０（フレーム支持部１６２）に対し左右方向に遊びを有した状態で支持されている。これにより、ステイ１６０に熱が伝わることでステイ１６０が線膨張したとしても、その膨張を吸収することができるようになっている。

図６に示すように、ケーブルＣ１（太い実線参照）は、ハロゲンランプ１２０に電力を供給するための導線であり、ハロゲンランプ１２０およびサーモスタット１７０に接続されて定着フィルム１１０の右端部から引き出されている。より詳細に、ケーブルＣ１は、ハロゲンランプ１２０の右側の電極１２２に接続された導線Ｃ１１と、ハロゲンランプ１２０の左側の電極１２２に直接または間接的に接続された導線Ｃ１２，Ｃ１３とから構成されている。

導線Ｃ１２は、ハロゲンランプ１２０の左側の電極から第１フレーム２１０の上壁２１３上を通って右に延び、第１フレーム２１０の左右方向における中央付近で後側壁２１１に沿って下方に延びた後、サーモスタット１７０の左側の電極１７１に接続されている。また、サーモスタット１７０の右側の電極１７１に接続された導線Ｃ１３は、後側壁２１１に沿って上方に延び、第１フレーム２１０の上壁２１３上を通って右に延びた後、導線Ｃ１１とともに、定着フィルム１１０の右端部から引き出されている。

なお、第１フレーム２１０の上壁２１３の上面両端付近には、ケーブルＣ１をガイドするためのガイド部２１８が形成されている。
定着フィルム１１０の右端部から引き出されたケーブルＣ１の端部は、本体筐体２内に設けられた図示しない電源基板に接続される。これにより、ハロゲンランプ１２０（定着装置１００）への電力供給が可能となっている。

以上のような配線構造により、定着装置１００において、ケーブルＣ１（導線Ｃ１２，Ｃ１３）は、図４，５に示すように、第１フレーム２１０と第２フレーム２２０の間に配置されることとなる。これにより、ケーブルＣ１は、定着フィルム１１０の内側においては、絶縁性の第１フレーム２１０を介して導電性のステイ１６０と対面することとなり、絶縁性の第２フレーム２２０を介して導電性の定着フィルム１１０と対面することとなる。

また、図６に示すように、サーモスタット１７０が、ケーブルＣ１の途中（導線Ｃ１２と導線Ｃ１３の間）に接続されていることで、ニップ板１３０が過熱した場合には、サーモスタット１７０が通電を遮断することで、ハロゲンランプ１２０への通電を速やかに遮断することができる。

なお、サーミスタ１８０から延びるケーブルＣ２（太い破線参照）は、上方に延びた後、第２フレーム２２０の後壁２２２に設けられた断面視略Ｌ形状のケーブル支持部２２３を通って左に延び、定着フィルム１１０の左端部から引き出されている。定着フィルム１１０の左端部から引き出されたケーブルＣ２の端部は、本体筐体２内に設けられた図示しない制御基板に接続される。サーミスタ１８０の検出結果は、制御基板に出力されて、ハロゲンランプ１２０（定着装置１００）の制御に利用される。

以上によれば、本実施形態において以下のような作用効果を得ることができる。
ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を直接受けるニップ板１３０と、サーモスタット１７０およびサーミスタ１８０をニップ板１３０に向けて付勢するコイルバネ１９１，１９２とを備えることで、サーモスタット１７０およびサーミスタ１８０と、検出対象であるニップ板１３０との位置関係を安定させることができる。これにより、ニップ板１３０の温度を精度良く検出することができるので、結果として、定着温度を精度良く制御することが可能となる。

コイルバネ１９１，１９２を支持するフレーム部材２００が、加圧ローラ１４０からの荷重を受ける剛性が高いステイ１６０に固定されているので、コイルバネ１９１，１９２を安定して支持することができる。これにより、サーモスタット１７０およびサーミスタ１８０に対して付勢力を精度よく伝えることができるので、サーモスタット１７０およびサーミスタ１８０と、ニップ板１３０との位置関係をより安定させることができる。

フレーム部材２００は、コイルバネ１９１，１９２を支持する支持部２４１，２４２とともに、サーモスタット１７０およびサーミスタ１８０を左右方向と前後方向に位置決めする位置決め部２３１，２３２を有するので、サーモスタット１７０およびサーミスタ１８０と、ニップ板１３０との位置関係をさらに安定させることができる。

フレーム部材２００は、位置決め部２３１，２３２が形成された第１フレーム２１０と、支持部２４１，２４２が形成された第２フレーム２２０とを別部品として有するので、サーモスタット１７０およびサーミスタ１８０と、コイルバネ１９１，１９２とを順（別）に組み付けることができる。これにより、サーモスタット１７０およびサーミスタ１８０と、コイルバネ１９１，１９２とを一度に組み付けるようなフレーム構成と比較して、定着装置１００の組み立てを簡単に行うことができる。

サーモスタット１７０の外部に露出した電極１７１と、導電性を有する反射部材１５０やステイ１６０との間に設けられた第１フレーム２１０（絶縁部材）を備えるので、電極１７１と反射部材１５０やステイ１６０との絶縁を確保することができる。

サーモスタット１７０およびサーミスタ１８０の温度検出面には、ニップ板１３０と接触する弾性部材１７２，１８２が設けられているので、ニップ板１３０の表面形状に倣うようにしてサーモスタット１７０やサーミスタ１８０を密着させることができる。これにより、ニップ板１３０の温度をさらに精度良く検出することができる。

ニップ板１３０は、金属製であるので、ハロゲンランプ１２０から受けた輻射熱を良好かつ均一に伝達することができる。これにより、熱を用紙Ｓ上のトナーに良好かつ均一に伝達することができるとともに、サーモスタット１７０やサーミスタ１８０で正確にその温度を検出することができる。

ケーブルＣ１が第１フレーム２１０と第２フレーム２２０の間に配置されているので、ステイ１６０を挟んでハロゲンランプ１２０とは反対側に配置され、ステイ１６０に沿っ
て延びる絶縁性の第１フレーム２１０により、ケーブルＣ１とハロゲンランプ１２０との断熱性を確保することができるとともに、ケーブルＣ１とステイ１６０との絶縁性を確保することができる。また、第１フレーム２１０を挟んでステイ１６０とは反対側に配置され、第１フレーム２１０に沿って延びる第２フレーム２２０により、ケーブルＣ１と定着フィルム１１０の内周面との干渉（接触）を抑制することができる。

第１フレーム２１０は、ステイ１６０との間に層状の隙間を形成するように配置されているので、層状の隙間の空気が断熱層として作用することで、ハロゲンランプ１２０からの熱が外部に逃げることを抑制することができる。これにより、定着装置１００における熱の損失を抑制できるので、ニップ板１３０を迅速に加熱でき、定着装置１００の立ち上がりを速くすることが可能となる。

第１フレーム２１０と第２フレーム２２０は、左右方向における一端側がステイ１６０に固定され、他端側がステイ１６０に対し左右方向に遊びを有した状態で支持されているので、ステイ１６０が線膨張したとしても、その膨張を吸収することができる。これにより、第１フレーム２１０や第２フレーム２２０、ステイ１６０の変形を抑制することができる。

定着フィルム１１０が金属製であるので、定着フィルム１１０の熱伝導性や強度（剛性）を向上させることができる。そして、定着フィルム１１０が金属製である構成において、ケーブルＣ１と定着フィルム１１０の内周面との干渉を抑制する第２フレーム２２０が絶縁性であるので、ケーブルＣ１と定着フィルム１１０との絶縁を確保することができる。

第１フレーム２１０は、導電部材を覆うように形成され、第２フレーム２２０は、第１フレーム２１０を覆うように形成されているので、定着フィルム１１０の内側で、ケーブルＣ１を第１フレーム２１０と第２フレーム２２０により覆うことができる。これにより、ケーブルＣ１の断熱性や絶縁性をより確実に確保することができるとともに、ケーブルＣ１と定着フィルム１１０の干渉をより確実に抑制することができる。

サーモスタット１７０が、ハロゲンランプ１２０に電力を供給するためのケーブルＣ１の途中に接続されているので、ニップ板１３０が過熱した場合には、サーモスタット１７０が通電を遮断することで、ハロゲンランプ１２０への通電を速やかに遮断することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態で示した位置決め部２３１，２３２や支持部２４１，２４２の構成は一例であり、本発明は前記実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、位置決め部は、前記実施形態の第１フレーム２１０の支持壁２１４に形成された、温度検出部材が嵌合可能な開口などであってもよい。また、例えば、支持部は、付勢部材の他の例としての板バネが係合する凹部などであってもよい。

前記実施形態では、フレーム部材２００は、位置決め部２３１，２３２が形成された第１フレーム２１０と、支持部２４１，２４２が形成された第２フレーム２２０とを別部品として有していたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、支持部と位置決め部は、その両方が１部品として構成されたフレーム部材に形成されていてもよい。

前記実施形態では、絶縁部材として第１フレーム２１０を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、前記実施形態において、サーモスタット１７０の電極１７１と、導電性を有する反射部材１５０との間に設けられたステイ１６０を絶縁部材（絶縁性）としてもよい。また、温度検出部材の電極が、温度検出部材の筐体内に収容されている場合は、温度検出部材の筐体自身を絶縁部材としてもよい。

前記実施形態では、サーモスタット１７０やサーミスタ１８０の温度検出面にニップ板１３０と接触する弾性部材１７２，１８２が設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明において、弾性部材は任意であり、設けられていなくてもよい。なお、弾性部材を設けない構成において、温度検出部材の温度検出面は、ニップ部材に対して、接触していてもよいし、非接触であってもよい。

前記実施形態では、コイルバネ１９１，１９２（付勢部材）を支持するフレーム部材２００がステイ１６０に固定されていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、フレーム部材は、筒状部材の回転を案内するガイド部材などに固定されていてもよい。なお、付勢部材を安定して支持するため、フレーム部材は剛性の高い部材に固定されることが望ましい。

前記実施形態では、第１フレーム２１０と第２フレーム２２０は、左右方向における一端側がステイ１６０に固定され、他端側がステイ１６０に対し左右方向に遊びを有した状態で支持されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１フレームと第２フレームは、筒状部材の軸方向における中央がステイに固定され、両端がステイに対し軸方向に遊びを有した状態で支持されていてもよい。

前記実施形態では、第１フレーム２１０がステイ１６０との間に層状の隙間を形成するように配置されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１フレームとステイとの間に断熱部材や熱反射部材などの層を設けてもよい。また、第１フレームを断熱性を有する材料から形成して、ステイと接触させた状態で配置してもよい。

前記実施形態では、付勢部材としてコイルバネ１９１，１９２を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、板バネなどコイルバネ以外のバネ部材や、弾性変形可能な発泡弾性体などであってもよい。

前記実施形態では、定着フィルム１１０（筒状部材）が金属製であったが、本発明はこれに限定されず、例えば、ポリイミド樹脂などから形成されていてもよい。また、本発明において、金属製の筒状部材は、その表面に被覆層（例えば、摺動抵抗を低減するためのテフロン（登録商標）の層など）を有していてもよい。

前記実施形態では、反射部材１５０とステイ１６０の両方を備える構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、ステイのみを備える（反射部材を設けない）構成としてもよいし、反射板とステイの両方を設けない構成としてもよい。また、反射部材を設けない場合、ステイの発熱体側の面に反射面を形成してもよい。

前記実施形態では、発熱体としてハロゲンランプ１２０（ハロゲンヒータ）を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、赤外線ヒータやカーボンヒータなどであってもよい。

前記実施形態では、バックアップ部材として加圧ローラ１４０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ベルト状の加圧部材などであってもよい。

前記実施形態では、記録シートとして、普通紙やはがきなどの用紙Ｓを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＯＨＰシートなどであってもよい。

前記実施形態では、本発明の定着装置を備える画像形成装置として、モノクロの画像を形成するレーザプリンタ１を例示したが、これに限定されず、例えば、カラーの画像を形成するプリンタであってもよい。また、画像形成装置は、プリンタに限定されず、例えば、フラットベッドスキャナなどの原稿読取装置を備える複写機や複合機などであってもよい。

１００ 定着装置
１１０ 定着フィルム
１２０ ハロゲンランプ
１３０ ニップ板
１４０ 加圧ローラ
１５０ 反射部材
１６０ ステイ
１７０ サーモスタット
１７２ 弾性部材
１８０ サーミスタ
１８２ 弾性部材
１９１ コイルバネ
１９２ コイルバネ
２００ フレーム部材
２１０ 第１フレーム
２１１ 後側壁
２１５ 立設壁
２１６ 立設壁
２１７ 開口
２３１ 第１位置決め部
２３２ 第２位置決め部
２３３ 固定部
２３４ 切欠部
２２０ 第２フレーム
２４１ 第１支持部
２４２ 第２支持部
２４３ 貫通孔
２４４ 貫通孔
Ｃ１ ケーブル
Ｎ ニップ部

Claims (19)

1. 可撓性を有する筒状部材と、
   前記筒状部材の内側に配置された発熱体と、
   前記筒状部材の内周面に摺接するように配置され、前記発熱体からの輻射熱を受ける板状のニップ部材と、
   前記発熱体からの輻射熱を前記ニップ部材へ向けて反射する反射部材と、
   前記ニップ部材との間で前記筒状部材を挟むことで前記筒状部材との間にニップ部を形成するバックアップ部材と、
   前記筒状部材の内側で前記ニップ部材の前記筒状部材と摺接する面とは反対側の面に対面して配置され、且つ、前記反射部材を挟んで前記発熱体とは反対側に配置され、前記ニップ部材の温度を検出する温度検出部材と、
   前記温度検出部材を前記ニップ部材に向けて付勢する付勢部材と、を備えたことを特徴とする定着装置。
   
2. 前記反射部材は、導電性を有し、前記筒状部材の内側で前記発熱体を覆うように配置され、
   前記温度検出部材の電極と前記反射部材との間に設けられた絶縁部材と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
   
3. 可撓性を有する筒状部材と、
   前記筒状部材の内側にて発熱する発熱体と、
   前記筒状部材の内周面に接触するように配置されたニップ部材と、
   前記発熱体からの輻射熱を反射する反射部材と、
   前記ニップ部材との間で前記筒状部材を挟むことで前記筒状部材との間にニップ部を形成するバックアップ部材と、
   前記筒状部材の内側で前記ニップ部材の前記筒状部材と接触する面とは反対側の面に対面して配置され、且つ、前記反射部材を挟んで前記発熱体とは反対側に配置され、前記ニップ部材の温度を検出する温度検出部材と、
   前記温度検出部材を前記ニップ部材に向けて付勢する付勢部材と、を備え
   前記反射部材は、導電性を有し、
   前記温度検出部材の電極と前記反射部材との間に設けられた絶縁部材と、を備えたことを特徴とする定着装置。
   
4. 前記温度検出部材に接続され、前記筒状部材の外側へ延びるケーブルをさらに備え、
   前記絶縁部材は、前記ケーブルを支持するケーブル支持部を有することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
   
5. 前記絶縁部材は、前記筒状部材の内側に配置され、前記付勢部材を支持するフレーム部材であって、
   前記フレーム部材は、前記付勢部材を支持する支持部と、前記温度検出部材の前記付勢部材の付勢方向と直交する方向における位置決めをする位置決め部とを有し、
   前記フレーム部材は、
   前記位置決め部が形成された第１フレームと、
   前記温度検出部材を挟んで前記ニップ部材と対向するように前記支持部が形成された第２フレームとを有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の定着装置。
   
6. 前記筒状部材の内側に配置され、前記付勢部材を支持するフレーム部材と、
   前記筒状部材の内側に配置され、前記ニップ部材を支持して前記バックアップ部材からの荷重を受けるステイと、を備え、
   前記フレーム部材は、前記ステイに固定されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の定着装置。
   
7. 前記反射部材は、凹を有し、
   前記発熱体は、前記反射部材の凹の内側に配置され、
   前記温度検出部材は、前記反射部材の凹の外側に配置されたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の定着装置。
   
8. 前記反射部材の凹形状は略Ｕ字形状であることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
   
9. 前記バックアップ部材と前記筒状部材は、前記ニップ部において記録シートを所定の搬送方向に搬送するように構成され、
   前記温度検出部材は、前記筒状部材の長手方向から見て、前記ニップ部よりも前記搬送方向における外側に位置するように配置されたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の定着装置。
   
10. 前記発熱体は、前記ニップ部材と間隔を置いて配置されたことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の定着装置。
    
11. 可撓性を有する筒状部材と、
    前記筒状部材の内側にて発熱する発熱体と、
    前記筒状部材の内周面に接触可能であり、前記筒状部材の内側にて前記発熱体と間隔を置いて配置されたニップ部材と、
    前記ニップ部材との間で前記筒状部材を挟むことで前記筒状部材との間にニップ部を形成するバックアップ部材と、
    前記筒状部材の内側で前記ニップ部材の前記筒状部材と接触する面とは反対側の面に対面して配置され、前記ニップ部材の温度を検出する温度検出部材と、
    前記温度検出部材を前記ニップ部材に向けて付勢する付勢部材と、を備え、
    前記バックアップ部材と前記筒状部材は、前記ニップ部において記録シートを所定の搬送方向に搬送するように構成され、
    前記温度検出部材は、前記筒状部材の長手方向から見て、前記ニップ部よりも前記搬送方向における外側に位置するように配置されたことを特徴とする定着装置。
    
12. 前記筒状部材の内側に配置され、前記付勢部材を支持するフレーム部材と、
    前記筒状部材の内側に配置され、前記ニップ部材を支持して前記バックアップ部材からの荷重を受けるステイと、を備え、
    前記フレーム部材は、前記ステイに固定されていることを特徴とする請求項１、請求項２及び請求項１１のいずれか一項に記載の定着装置。
    
13. 前記フレーム部材は、前記付勢部材を支持する支持部と、前記温度検出部材の前記付勢部材の付勢方向と直交する方向における位置決めをする位置決め部とを有することを特徴とする請求項１２に記載の定着装置。
    
14. 前記位置決め部は、開口を形成する面を有し、
    前記温度検出部材は、前記位置決め部の開口に嵌まっていることを特徴とする請求項１３に記載の定着装置。
    
15. 前記筒状部材の内側に配置され、前記付勢部材を支持するフレーム部材と、
    前記筒状部材の内側に配置され、前記ニップ部材を支持して前記バックアップ部材からの荷重を受けるステイと、を備え、
    前記フレーム部材は、
    前記付勢部材を支持する支持部と、前記温度検出部材の前記付勢部材の付勢方向と直交する方向における位置決めをする位置決め部とを有し、
    前記ステイを挟んで前記発熱体とは反対側に配置され、前記位置決め部が形成された第１フレームと、
    当該第１フレームを挟んで前記ステイとは反対側に配置され、前記温度検出部材を挟んで前記ニップ部材と対向するように前記支持部が形成された第２フレームとを有することを特徴とする請求項１、請求項２及び請求項１１のいずれか一項に記載の定着装置。
    
16. 前記バックアップ部材と前記筒状部材は、前記ニップ部において記録シートを所定の搬送方向に搬送するように構成され、
    前記温度検出部材は、前記ニップ部より前記搬送方向の下流に配置されたことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の定着装置。
    
17. 前記付勢部材は、コイルバネであることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の定着装置。
    
18. 前記発熱体は、ハロゲンランプ、カーボンヒータ、及び赤外線ヒータのいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の定着装置。
    
19. 前記ニップ部材は、金属製であることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載の定着装置。

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