JP6307828B2 - 定着装置、加熱装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置、加熱装置および画像形成装置に関する。

従来技術として、トナー像が形成された記録材に対して、定着部材を介して熱を加えて、トナー像を記録材に定着させる定着装置が知られている。
特許文献１には、無端状の定着ベルトを、抵抗発熱層のパターンが形成された面状発熱体からなる加熱部材により加熱する技術が開示されている。

特開２００２−３３３７８８号公報

本発明は、加熱部材と定着部材との接触不良の発生を抑制することを目的とする。

請求項１に係る発明は、記録材にトナー像を定着する定着部材と、前記定着部材とともに、未定着トナー像を保持した記録材が通過するための加圧部を形成する加圧部材と、前記定着部材の軸方向に延び通電により発熱する発熱部を有し、当該定着部材を内周側から加熱する加熱部材と、前記軸方向に延び前記発熱部を挟んで対向する前記加熱部材の２つの縁部が、当該軸方向に沿って固定される固定部材と、前記固定部材を前記定着部材側へ押圧する押圧部材とを備え、前記押圧部材は、前記固定部材における前記軸方向の両端部のそれぞれに、複数が当該軸方向と交差する方向に沿って並んで配置されることを特徴とする定着装置である。
請求項２に係る発明は、前記加熱部材は、２つの前記縁部が前記固定部材に直接接触していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
請求項３に係る発明は、前記加熱部材の前記軸方向の両端部を、それぞれ、前記定着部材の内周面に沿うように保持する保持部材をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置である。
請求項４に係る発明は、前記加熱部材は、２つの前記縁部が、前記固定部材に対して、それぞれ前記軸方向の両端部と当該軸方向の中央部とを含む複数個所で固定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置である。
請求項５に係る発明は、前記加熱部材は、前記定着部材の内周面に接し前記発熱部からの熱を当該定着部材に伝達する熱伝達部と、当該発熱部を当該熱伝達部に接着する接着部とを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置である。
請求項６に係る発明は、通電により発熱する発熱部を有し、記録材にトナー像を定着する定着部材を加熱する加熱部材と、前記加熱部材における前記定着部材の軸方向両端部を、それぞれ、当該定着部材の内周面に沿うように保持する保持部材と、前記軸方向に延び前記発熱部を挟んで対向する前記加熱部材の２つの縁部が、当該軸方向に沿って固定される固定部材と、前記固定部材を前記定着部材側へ押圧する押圧部材とを備え、前記押圧部材は、前記固定部材における前記軸方向の両端部のそれぞれに、複数が当該軸方向と交差する方向に沿って並んで配置されることを特徴とする加熱装置である。
請求項７に係る発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材に前記トナー像を定着する定着部材と、前記定着部材とともに、未定着トナー像を保持した記録材が通過するための加圧部を形成する加圧部材と、前記定着部材の軸方向に延び通電により発熱する発熱部を有し、当該定着部材を内周側から加熱する加熱部材と、前記軸方向に延び前記発熱部を挟んで対向する前記加熱部材の２つの縁部が、当該軸方向に沿って固定される固定部材と、前記固定部材を前記定着部材側へ押圧する押圧部材とを備え、前記押圧部材は、前記固定部材における前記軸方向の両端部のそれぞれに、複数が当該軸方向と交差する方向に沿って並んで配置されることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１に係る発明によれば、加熱部材と定着部材との接触不良の発生を抑制することが可能になる。
請求項２に係る発明によれば、加熱部材と定着部材との接触不良の発生を抑制することが可能になる。
請求項３に係る発明によれば、加熱部材の軸方向両端部での定着部材との接触不良の発生を抑制することが可能になる。
請求項４に係る発明によれば、加熱部材の変形を抑制することが可能になる。
請求項５に係る発明によれば、定着部材に対する伝熱を良好に行うことが可能になる。
請求項６に係る発明によれば、加熱部材と定着部材との接触不良の発生を抑制することが可能になる。
請求項７に係る発明によれば、加熱部材と定着部材との接触不良の発生を抑制することが可能になる。

本実施の形態の定着装置が適用される画像形成装置の構成例を示した図である。 本実施の形態の定着ユニットの構成を示す正面図である。 図２における定着装置のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 定着ベルトの断面層構成図である。 （ａ）〜（ｂ）は本実施の形態のヒータユニットの構成を示す図である。 本実施の形態のヒータユニットの構成を示す図である。 （ａ）〜（ｂ）は、ヒータの構造について説明した図である。 従来のヒータユニットにおいて、ヒータの熱膨張による変形を説明するための模式図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜画像形成装置の説明＞
図１は、本実施の形態の定着装置が適用される画像形成装置の構成例を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部１０、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部３１を備えている。さらには、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３や画像読取装置（スキャナ）４等との通信を行って画像データを受信する通信部３２、通信部３２にて受信された画像データに対し予め定めた画像処理を施す画像処理部３３を備えている。

画像形成部１０は、一定の間隔を置いて並列的に配置されるトナー像形成手段の一例である４つの画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ（「画像形成ユニット１１」とも総称する）を備えている。各画像形成ユニット１１は、静電潜像を形成してトナー像を保持する感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定めた電位で帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を各色画像データに基づき露光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）プリントヘッド１４、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するドラムクリーナ１６を備えている。
画像形成ユニット１１各々は、現像器１５に収納されるトナーを除いてほぼ同様に構成され、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。

また、画像形成部１０は、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト２０、各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト２０に順次転写（一次転写）する一次転写ロール２１を備えている。さらに、中間転写ベルト２０上に重畳して転写された各色トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写ロール２２、二次転写された各色トナー像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置の一例としての定着ユニット６０を備えている。なお、本実施の形態の画像形成装置１では、中間転写ベルト２０、一次転写ロール２１、および二次転写ロール２２により転写手段が構成される。

本実施の形態の画像形成装置１では、制御部３１による動作制御の下で、次のようなプロセスによる画像形成処理が行われる。すなわち、ＰＣ３やスキャナ４からの画像データは、通信部３２にて受信され、画像処理部３３により予め定めた画像処理が施された後、各色毎の画像データとなって各画像形成ユニット１１に送られる。そして、例えば黒（Ｋ）色トナー像を形成する画像形成ユニット１１Ｋでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら帯電器１３により予め定めた電位で帯電され、画像処理部３３から送信されたＫ色画像データに基づきＬＥＤプリントヘッド１４が感光体ドラム１２を走査露光する。それにより、感光体ドラム１２上にはＫ色画像に関する静電潜像が形成される。感光体ドラム１２上に形成されたＫ色静電潜像は、現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上にＫ色トナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃにおいても、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色トナー像が形成される。

各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色トナー像は、一次転写ロール２１により矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト２０上に順次静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。中間転写ベルト２０上の重畳トナー像は、中間転写ベルト２０の移動に伴って二次転写ロール２２が配置された領域（二次転写部Ｔ）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Ｔに搬送されると、そのタイミングに合わせて用紙保持部４０から用紙Ｐが二次転写部Ｔに供給される。そして、重畳トナー像は、二次転写部Ｔにて二次転写ロール２２が形成する転写電界により、搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写（二次転写）される。

その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着ユニット６０まで搬送される。定着ユニット６０に搬送された用紙Ｐ上のトナー像は、定着ユニット６０によって熱および圧力を受け、用紙Ｐ上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１の排出部に設けられた用紙積載部４５に搬送される。
一方、一次転写後に感光体ドラム１２に付着しているトナー（一次転写残トナー）、および二次転写後に中間転写ベルト２０に付着しているトナー（二次転写残トナー）は、それぞれドラムクリーナ１６、およびベルトクリーナ２５によって除去される。
このようにして、画像形成装置１での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。

＜定着ユニットの構成の説明＞
次に、本実施の形態の定着ユニット６０について説明する。
図２および図３は本実施の形態の定着ユニット６０の構成を示す図であり、図２は正面図、図３は図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
まず、断面図である図３に示すように、定着ユニット６０は、加熱源としてのヒータユニット８０と、ヒータユニット８０により加熱されることでトナー像を定着する定着部材の一例としての定着ベルト６１と、定着ベルト６１に対向するように配置された加圧部材の一例としての加圧ロール６２と、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧される押圧パッド６３とを備えている。
さらに、定着ユニット６０は、押圧パッド６３等の構成部材を支持するフレーム６４と、定着ベルト６１の内周面と接触して定着ベルト６１の温度を測定する温度センサ６５と、定着ベルト６１からの用紙Ｐの剥離を補助する剥離補助部材７０とを備えている。

＜定着ベルトの説明＞
定着ベルト６１は、原形が円筒形状の無端のベルト部材で構成され、例えば原形（円筒形状）時の直径が３０ｍｍ、幅方向長が３００ｍｍに形成されている。また、図４（定着ベルト６１の断面層構成図）に示したように、定着ベルト６１は、基材層６１１と、基材層６１１の上に被覆された離型層６１２からなる構造のベルト部材である。

基材層６１１は、定着ベルト６１全体としての機械的強度を形成する耐熱性のシート状部材で構成される。
基材層６１１としては、例えば、ポリイミド樹脂からなる厚さ６０μｍ〜２００μｍのシートが用いられる。また定着ベルト６１の温度分布をより均一化するために酸化アルミニウム等からなる熱伝導フィラーをポリイミド樹脂シート中に含有させてもよい。

離型層６１２は、用紙Ｐ上に保持された未定着トナー像と直接接触するため、離型性の高い材質が使用される。例えば、ＰＦＡ(テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル重合体)、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)、シリコーン共重合体、またはこれらの複合層等が用いられる。離型層６１２の厚さとしては、薄すぎると、耐摩耗性の面で充分でなく、定着ベルト６１の寿命を短くする。その一方で、厚すぎると、定着ベルト６１の熱容量が大きくなりすぎ、ウォームアップタイムが長くなる。そこで、離型層６１２の厚さとして、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮し、１μｍ〜５０μｍが好適である。

また、画像形成部１０（図１参照）においてカラー画像の形成を行う場合には、定着ベルト６１の基材層６１１と離型層６１２との間に、例えばシリコーンゴム等の耐熱性の弾性体で構成される弾性層を設けることが好ましい。定着ベルト６１においてこのような弾性層を設けることで、本構成を採用しない場合と比較して、カラー画像の定着性を向上させることが可能になる。

＜定着ベルトの駆動機構の説明＞
次に、定着ベルト６１の駆動機構について説明する。
正面図である図２に示したように、フレーム６４（図３参照）の軸方向両端部には、定着ベルト６１の両端部の断面形状を円形に維持しながら定着ベルト６１を周方向に回転駆動するエンドキャップ部材６７が固定されている。そして、定着ベルト６１は、両端部からエンドキャップ部材６７を介した回転駆動力を直接的に受けて、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで図３の矢印Ｃ方向に回転移動する。
エンドキャップ部材６７を構成する材質としては、機械的強度や耐熱性の高い所謂エンジニアリングプラスチックスが用いられる。例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂等が適する。

そして、図２に示すように、定着ユニット６０では、駆動モータ９０からの回転駆動力が伝達ギヤ９１、９２を介してシャフト９３に伝達され、シャフト９３に結合された伝達ギヤ９４、９５から両エンドキャップ部材６７に伝達される。それによって、エンドキャップ部材６７から定着ベルト６１に回転駆動力が伝わり、エンドキャップ部材６７と定着ベルト６１とが一体となって回転駆動される。
このように、定着ベルト６１が定着ベルト６１の両端部から駆動力を直接受けて回転するので、定着ベルト６１は安定して回転する。

＜加圧ロールの説明＞
図３に戻り、加圧ロール６２は、定着ベルト６１に対向するように配置され、定着ベルト６１に従動して図３の矢印Ｄ方向に、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで回転する。そして、加圧ロール６２と押圧パッド６３とにより定着ベルト６１を挟持した状態でニップ部Ｎ（加圧部）を形成し、このニップ部Ｎに未定着トナー像を保持した用紙Ｐを通過させることで、熱および圧力を加えて未定着トナー像を用紙Ｐに定着する。
加圧ロール６２は、例えば直径１８ｍｍの中実のアルミニウム製コア（円柱状芯金）６２１と、コア６２１の外周面に被覆された例えば厚さ５ｍｍのシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層６２２と、さらに例えば厚さ５０μｍのカーボン配合のＰＦＡ等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層６２３とが積層されて構成される。そして、押圧バネ６８（図２参照）により例えば２５ｋｇｆの荷重で定着ベルト６１を介して押圧パッド６３を押圧している。

＜押圧パッドの説明＞
押圧パッド６３は、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等の剛体で構成された、断面が略円弧形状のブロック部材であり、定着ベルト６１の内側においてフレーム６４に支持されている。そして、加圧ロール６２が定着ベルト６１を圧接する領域にて、軸方向全域に亘って固定配置されている。そして、押圧パッド６３は、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２を予め定められた幅領域に亘って予め定められた荷重（例えば、平均１０ｋｇｆ）で均一に押圧するように設置され、ニップ部Ｎを形成している。

＜温度センサの説明＞
温度センサ６５は、例えば、サーミスタ式の温度センサであり、温度の変化により抵抗値が変化する材料であるサーミスタを有する温度検知部を備える。

温度検知部に使用されるサーミスタとしては、例えば、温度の上昇に対して抵抗が減少するＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタ、温度の上昇に対して抵抗が増加するＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタ、温度の上昇に対して抵抗が減少するが特定の温度範囲で感度が良好となるＣＴＲ（Critical Temperature Resistor）サーミスタ等の種々のサーミスタを使用することができる。

温度センサ６５により検知された温度の情報は、例えば、制御部３１に送られる。制御部３１では、この温度の情報に基づき、ヒータユニット８０を制御し、定着ベルト６１の温度が、予め定められた範囲内となるようにする。

＜ヒータユニットの構成の説明＞
図５（ａ）〜（ｂ）および図６は、本実施の形態のヒータユニット８０の構成を示す図である。
ここで図５（ａ）は、ヒータユニット８０の斜視図である。また、図５（ｂ）は、ヒータユニット８０を図５（ａ）におけるＶｂ方向から見た図である。さらに、図６は、ヒータユニット８０を図５（ｂ）におけるＶＩ方向から見た図である。
図示するヒータユニット８０は、熱発生源であるヒータ８１と、ヒータ８１の形状をアーチ状に規定する保持部材の一例としてのガイド８２と、ヒータ８１およびガイド８２を取り付ける固定部材の一例としての取り付け部８３と、ヒータ８１を取り付け部８３に固定するボルト８４と、ヒータユニット８０を定着ベルト６１に押圧するための押圧部材８５とを備える。

本実施の形態では、ヒータ８１は、定着ベルト６１（図３参照）の内周面に接触することで定着ベルト６１を加熱する加熱部材の一例として機能する。
図７（ａ）〜（ｂ）は、ヒータ８１の構造について説明した図である。
ヒータ８１は、いわゆるフィルムヒータであり、可撓性を有する。そして実際の使用状態においては、定着ベルト６１の内周面に接触させるため、図５（ａ）〜（ｂ）で示すように定着ベルト６１の内周面に沿うように円弧状に曲げられアーチ状に取り付けられる。ただし説明をわかりやすくするため、図７（ａ）〜（ｂ）では、円弧状に曲げられる前の平面状のヒータ８１について図示している。
ここで図７（ａ）は、ヒータ８１の斜視図である。また図７（ｂ）は、ヒータ８１のＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ断面図である。

図示するようにヒータ８１は、発熱層８１１が、絶縁層８１２に挟み込まれた構造を採る。また発熱層８１１は、定着ベルト６１と接触する側に熱拡散層８１３を備える。
また、図７（ａ）に示すように、円弧状に曲げられる前のヒータ８１は、全体として長方形状となっている。言い換えると、本実施の形態のヒータ８１は、互いに対向する２つの長辺側端部と、長辺側端部と交差し互いに対向する２つの短辺側端部とを有している。なお、ヒータ８１における長辺側端部に沿う方向（以下、長手方向と呼ぶことがある）が、定着ベルト６１の回転軸方向に対応している。

発熱層８１１は、本実施の形態では、配線が予め定められたパターンを描く発熱部の一例として機能する。
発熱層８１１は、導電性の発熱材料からなり、通電することにより発熱する。本実施の形態では、発熱層８１１は、例えば、厚さ３０μｍのステンレス箔からなる。また、発熱層８１１は、予め定められたパターンを描くことで、より均一に発熱を行うようにしている。本実施の形態の発熱層８１１は、ヒータ８１の短手方向を往復するように形成された基本パターンが、ヒータ８１の長手方向に複数接続された波状のパターンを描いている。

絶縁層８１２は、接着部の一例であって、発熱層８１１を絶縁するとともに、発熱層８１１に折り曲がり等が生じないように保護するための層である。本実施の形態では、絶縁層８１２は、絶縁層８１２ａと絶縁層８１２ｂの二層構造を採る。そして絶縁層８１２ａと絶縁層８１３ｂとで発熱層８１１を挟み込み、熱圧着を行うことで絶縁層８１２内部に発熱層８１１が内包される構造としている。よって絶縁層８１２ａと絶縁層８１２ｂとは、この場合、接着し一体化している。
絶縁層８１２ａ、８１２ｂは、絶縁性を有するとともに、耐熱性に優れた材料からなることが必要である。本実施の形態では、絶縁層８１２ａとして、例えば、厚さ２５μｍ〜５０μｍの熱硬化性ポリイミドが使用される。そして絶縁層８１２ｂとして、例えば、厚さ２５μｍ〜５０μｍの熱可塑性ポリイミドが使用される。

熱拡散層８１３は、熱伝達部の一例であって、発熱層８１１から発生した熱を拡散し、定着ベルト６１に伝熱させるための層である。熱拡散層８１３により定着ベルト６１は、より均一に加熱され、定着ベルト６１に温度分布のむらが生じることが抑制される。
熱拡散層８１３は、伝熱性に優れるとともに、耐熱性に優れた材料からなることが必要である。実施の形態では、熱拡散層８１３として、例えば、厚さ３０μｍ〜５０μｍのステンレス箔を使用する。
熱拡散層８１３は、絶縁層８１２ｂと接合している。実際には、上述した絶縁層８１２ａと絶縁層８１２ｂとで発熱層８１１を挟み込み、熱圧着を行うときに、併せて熱拡散層８１３と絶縁層８１２ｂとを接着させる。

図５（ａ）〜（ｂ）および図６に戻り、ガイド８２は、ヒータ８１の長手方向両端部（ヒータ８１の短辺側端部）にそれぞれ配され、ヒータ８１の形状をアーチ状に規定するための部材である。
ガイド８２は、耐熱性に優れるとともに、加工性にも優れることが必要とさせる。本実施の形態では、ガイド８２を形成する材料として、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂が使用される。

取り付け部８３は、ヒータ８１の長手方向に沿って配置される。取り付け部８３は、例えばステンレス板等を曲げ加工することにより形成される。本実施の形態では、取り付け部８３は、長手方向両端部にガイド８２がそれぞれ取り付けられるとともに、ヒータ８１の長辺側端部が、ボルト８４により長手方向に沿って複数個所で固定されている。

押圧部材８５は、例えば、コイルバネであり、ヒータユニット８０の軸方向に複数配置される。本実施の形態では、ヒータユニット８０の軸方向両端部に２個ずつ、計４個の押圧部材８５が設けられる。押圧部材８５は、その一端が、ヒータユニット８０に固定されている。また他端は、フレーム６４（図３参照）と接触する。即ち、押圧部材８５は、フレーム６４とヒータユニット８０との間に位置し、押圧部材８５により発生する押圧力によりヒータユニット８０を定着ベルト６１に対し押しつける。これによりヒータユニット８０のヒータ８１は、定着ベルト６１との接触を保つことができる。

続いて、図５（ａ）〜（ｂ）および図６等を参照して、ガイド８２および取り付け部８３に対するヒータ８１の取り付けの状態等について説明する。
本実施の形態では、図６に示すように、ヒータ８１は、長辺側端部のそれぞれにおいて、７カ所で取り付け部８３に取り付けられている。なお、図６には、ヒータ８１のうち一方の長辺側端部のみが表れており、他方の長辺側端部については表れていないが、ヒータ８１における他方の長辺側端部についても同様に、ボルト８４により取り付け部８３に取り付けられる。したがって、図６に示す例では、ヒータ８１は合計１４カ所で取り付け部８３に取り付けられている。
つまりヒータ８１は、ガイド８２によりその形状がアーチ状に規定されるとともに、ボルト８４により取り付け部８３に対して、長手方向の一端から他端に亘ってリジット固定される。これによりヒータ８１を、定着ベルト６１の内周面に沿った形状とすることができる。

また本実施の形態では、ガイド８２や取り付け部８３と接触する箇所においては、ヒータ８１の発熱層８１１は、設けられていない。つまり発熱層８１１は、軸方向においては、ヒータ８１の短辺側端部に設けられるガイド８２の間の領域に設けられる。さらに発熱層８１１は、定着ベルト６１の回転方向においては、ヒータ８１の長辺側端部において取り付け部８３とリジット固定される箇所の間の領域に設けられる。よってヒータ８１の発熱層８１１が設けられる領域においては、ヒータ８１は、定着ベルト６１以外の他の部材とは、接触がない。即ち、例えば、図５（ａ）〜（ｂ）においてヒータ８１の上面は、定着ベルト６１と接触を行うが、ヒータ８１の下面は、発熱層８１１が設けられる領域においては他の部材と接触がなく、ヒータ８１の下方は、空洞の状態となっている。これにより定着ベルト６１以外の他の部材への熱伝導を抑制することができ、さらにヒータ８１は、フィルム状であるため、ヒータ８１の熱容量を小さくすることができる。そのため画像形成装置１（図１参照）の電源がＯＮとなり、定着ユニット６０（図１参照）を立ち上げるときなどに、より速やかに定着ベルト６１を昇温させることが可能となる。その結果、定着ベルト６１を定着可能温度まで上昇させる時間（ウォームアップタイム）が短縮される。

ところで、ヒータ８１のように、例えば、通電により発熱する発熱層が絶縁層で挟まれたフィルム状のヒータを用いて定着ベルト等を加熱する場合、ヒータは、発熱層の発熱により高温になり熱膨張し変形する場合がある。

図８は、従来のヒータユニットにおいて、ヒータの熱膨張による変形を説明するための模式図である。なお、図８に示すヒータ１８１は、本実施の形態のヒータ８１（図５（ａ）〜（ｂ）参照）と同様の構成を有している。
従来のヒータユニットでは、ヒータ１８１の長手方向中央部が長手方向両端部と比較して熱膨張により大きく変形することで、図８に示すように、ヒータ１８１が、長手方向中央部が定着ベルト１６１側に突出するように反った状態となる場合がある。

通常、ヒータ１８１のうち発熱層が設けられる領域については、発熱層の発熱により高温になりやすいため熱膨張しやすく、発熱層が設けられない領域については、発熱層が設けられる領域と比較して高温になりにくいため熱膨張しにくい。上述した図５（ａ）に示した例と同様に、通常、ヒータ１８１の長手方向両端部には発熱層が設けられていない領域がある。これにより、ヒータ１８１において長手方向両端部と長手方向中央部とで熱膨張量の差が生じ、ヒータ１８１が変形する場合がある。

また、通常、ヒータ１８１において長手方向両端部では、発熱層にて発生した熱は、図中破線矢印で示すように、定着ベルト１６１に伝導されるとともに、ヒータ１８１の外へ放出されやすい。一方、ヒータ１８１の長手方向中央部では、発熱層にて発生した熱は、定着ベルト１６１には伝導されるものの、ヒータ１８１の外へは放出されにくい。
これにより、ヒータ１８１の長手方向中央部は、長手方向両端部と比較して高温になりやすく、ヒータ１８１の長手方向中央部は、長手方向両端部と比較して熱膨張しやすい傾向がある。

このように、ヒータ１８１の長手方向中央部における熱膨張量が長手方向両端部と比較して大きくなった場合、ヒータ１８１の長手方向中央部における外径が、ヒータ１８１の長手方向両端部における外径と比較して大きくなる。
この結果、ヒータ１８１における長手方向中央部が定着ベルト１６１側に突出し、図８に示すように、ヒータ１８１全体としては長手方向に反った形状に変形する場合がある。

ヒータ１８１がこのように変形した場合、ヒータ１８１の長手方向中央部は、定着ベルト１６１側に突出することで、定着ベルト１６１との接触が良好になるものの、ヒータ１８１の長手方向両端部は、定着ベルト１６１から離れる方向（図中矢印Ｅで示す方向）に変形することにより、定着ベルト１６１との接触が不良になる場合がある。
そして、ヒータ１８１の長手方向両端部において定着ベルト１６１との接触不良が生じた場合には、ヒータ１８１の長手方向両端部にて発生した熱が定着ベルト１６１に伝導しにくくなるため、ヒータ１８１の長手方向両端部において熱が溜まりやすくなる。

この場合、ヒータ１８１の長手方向両端部において局所的に温度上昇が起こる場合がある。そして、局所的な温度上昇に伴って、例えばヒータ１８１の長手方向両端部において発煙や発火が起こったり、ヒータ１８１の長手方向両端部において絶縁層が炭化して、絶縁層の絶縁機能が低下したりするおそれがある。

これに対し、本実施の形態のヒータユニット８０では、上述したように、図５（ａ）〜（ｂ）および図６等に示した構成を有することにより、ヒータ８１の熱膨張による変形を抑制している。
すなわち、本実施の形態のヒータユニット８０では、長手方向の一端から他端に亘って、ヒータ８１の長辺側端部が取り付け部８３に対して取り付けられ固定されている。この結果、発熱層８１１の発熱によりヒータ８１が熱膨張して変形しようとした場合であっても、ヒータ８１が取り付け部８３に固定された状態が維持されるため、ヒータ８１の長手方向に反るような変形を抑制することができる。

また、上述したように、ヒータ８１が熱膨張した場合には、ヒータ８１の長手方向両端部が定着ベルト６１から遠ざかる方向（図８において矢印Ｅで示す方向）に変形しやすい。
これに対して本実施の形態では、取り付け部８３の長手方向両端部にガイド８２を取り付け、ガイド８２によりヒータ８１の長手方向両端部の形状を規定している。これにより、ヒータ８１が熱膨張した場合であっても、ヒータ８１の長手方向両端部において、定着ベルト６１から遠ざかる方向への変形を抑制することができる。
この結果、本構成を採用しない場合と比較して、ヒータ８１の長手方向に反るような変形をより抑制することができる。

特に、本実施の形態では、ガイド８２を定着ベルト６１の内周面に倣った形状としているため、ヒータ８１が発熱し高温になった場合でも、ヒータ８１の形状を、定着ベルト６１の内周面に倣った形状に保つことが可能になる。これにより、ヒータ８１と定着ベルト６１との接触を良好に保つことができ、ヒータ８１の長手方向両端部と定着ベルト６１との接触不良を抑制することが可能になる。
この結果、本実施の形態のヒータユニット８０では、本構成を採用しない場合と比較して、ヒータ８１が長手方向両端部において局所的に高温になることを抑制できる。これにより、ヒータ８１での発火や発煙を抑制するとともに、絶縁層８１２が炭化することに伴う絶縁層８１２の絶縁機能の低下を抑制することが可能になる。

なお、本実施形態のヒータユニット８０では、取り付け部８３に対して、ヒータ８１のそれぞれの長辺側端部において７カ所ずつ合計１４カ所でヒータ８１を固定している。
取り付け部８３に対するヒータ８１の固定は、ヒータ８１のそれぞれの長辺側端部において、長手方向中央部と長手方向両端部との少なくとも３カ所以上で行うことが好ましい。ここで、本実施の形態においてヒータ８１の長手方向中央部とは、図６においてＤ２にて示すように、例えばヒータ８１の長手方向の中心から、ヒータ８１の長手方向長さＤ１の±５％の範囲をいう。また、本実施の形態においてヒータ８１の長手方向両端部とは、例えばヒータ８１の長手方向の両端から、ヒータ８１の長手方向長さの±５％の範囲をいう。

取り付け部８３に対して、少なくとも長手方向中央部と長手方向両端部とを含む複数個所においてヒータ８１を固定することで、ヒータ８１の幅方向中央部が突出する方向の変形をより抑制することが可能になり、ヒータ８１と定着ベルト６１との接触不良の発生をより抑制することが可能になる。

１…画像形成装置、６０…定着ユニット、６１…定着ベルト、６２…加圧ロール、８０…ヒータユニット、８１…ヒータ、８２…ガイド、８３…取り付け部、８１１…発熱層、８１２…絶縁層、８１３…熱拡散層

Claims (7)

1. 記録材にトナー像を定着する定着部材と、
   前記定着部材とともに、未定着トナー像を保持した記録材が通過するための加圧部を形成する加圧部材と、
   前記定着部材の軸方向に延び通電により発熱する発熱部を有し、当該定着部材を内周側から加熱する加熱部材と、
   前記軸方向に延び前記発熱部を挟んで対向する前記加熱部材の２つの縁部が、当該軸方向に沿って固定される固定部材と、
   前記固定部材を前記定着部材側へ押圧する押圧部材と
   を備え、
   前記押圧部材は、前記固定部材における前記軸方向の両端部のそれぞれに、複数が当該軸方向と交差する方向に沿って並んで配置されることを特徴とする定着装置。
2. 前記加熱部材は、２つの前記縁部が前記固定部材に直接接触していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加熱部材の前記軸方向の両端部を、それぞれ、前記定着部材の内周面に沿うように保持する保持部材をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記加熱部材は、２つの前記縁部が、前記固定部材に対して、それぞれ前記軸方向の両端部と当該軸方向の中央部とを含む複数個所で固定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記加熱部材は、前記定着部材の内周面に接し前記発熱部からの熱を当該定着部材に伝達する熱伝達部と、当該発熱部を当該熱伝達部に接着する接着部とを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 通電により発熱する発熱部を有し、記録材にトナー像を定着する定着部材を加熱する加熱部材と、
   前記加熱部材における前記定着部材の軸方向両端部を、それぞれ、当該定着部材の内周面に沿うように保持する保持部材と、
   前記軸方向に延び前記発熱部を挟んで対向する前記加熱部材の２つの縁部が、当該軸方向に沿って固定される固定部材と、
   前記固定部材を前記定着部材側へ押圧する押圧部材と
   を備え、
   前記押圧部材は、前記固定部材における前記軸方向の両端部のそれぞれに、複数が当該軸方向と交差する方向に沿って並んで配置されることを特徴とする加熱装置。
7. トナー像を形成するトナー像形成手段と、
   前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、
   記録材に前記トナー像を定着する定着部材と、
   前記定着部材とともに、未定着トナー像を保持した記録材が通過するための加圧部を形成する加圧部材と、
   前記定着部材の軸方向に延び通電により発熱する発熱部を有し、当該定着部材を内周側から加熱する加熱部材と、
   前記軸方向に延び前記発熱部を挟んで対向する前記加熱部材の２つの縁部が、当該軸方向に沿って固定される固定部材と、
   前記固定部材を前記定着部材側へ押圧する押圧部材と
   を備え、
   前記押圧部材は、前記固定部材における前記軸方向の両端部のそれぞれに、複数が当該軸方向と交差する方向に沿って並んで配置されることを特徴とする画像形成装置。

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