JP7146469B2

JP7146469B2 - 定着装置、その定着装置を有する画像形成装置、及び加熱体

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Publication number: JP7146469B2
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Inventors: 雅人迫; 智則佐藤
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Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載する定着装置、その定着装置を有する画像形成装置、及び加熱体に関する。

電子写真方式の複写機やプリンタに搭載する定着装置としてフィルム加熱方式の装置が知られている。このタイプの定着装置は、筒状のフィルムと、フィルムの内周面に接触しつつフィルムを加熱する板状のヒータと、フィルムを介してヒータと共にニップ部を形成する加圧ローラと、を有している。未定着トナー画像を担持する記録材はニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これによってトナー画像は記録材上に定着される。

複写機やプリンタにおいて、小サイズ記録材を大サイズ記録材と同じプリント間隔で連続プリントすると、定着装置のニップ部の小サイズ記録材が通過しない非通過領域が過度に昇温することが知られている。ニップ部の非通過領域が過度に昇温すると、ヒータによって加熱されるフィルムや、ヒータを支持しているホルダにダメージを与えてしまう。

ニップ部の非通過領域の過昇温を抑える手法として、ヒータの基板上に形成する発熱抵抗体をヒータの長手方向で複数の発熱ブロックに分割し、記録材のサイズに応じてヒータの発熱分布を切り替える装置が特許文献１に開示されている。さらに特許文献１には、少なくとも一つの発熱ブロックの中で複数本の発熱抵抗体を電気的に並列に接続する構成も開示されている。

特開２０１４－５９５０８号公報

複数本の発熱抵抗体を電気的に並列に接続する構成では、ヒータの長手方向において、発熱抵抗体が存在する領域と存在しない領域とで温度差が生じる。このため、装置製造時のばらつきにより基板への温度検知素子の配置位置が変化した場合に、温度検知素子がヒータから受け取る熱量が変化し、検知温度がばらつく可能性があった。また、近年、画像品質の一層の向上が求められるようになり、ヒータの温度制御の精度向上が望まれている。

本発明の目的は、装置製造時のばらつきにより加熱体への温度検知素子の配置位置が変化した場合でも検知温度のばらつきを抑制可能な定着装置、その定着装置を有する画像形成装置、及び加熱体を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、
筒状の加熱部材と、前記加熱部材の内周面に接触して前記加熱部材を加熱する加熱体と、前記加熱部材を介して前記加熱体とニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で未定着画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱して未定着画像を記録材に定着する定着装置であり、
前記加熱体は、基板と、前記基板に印刷された導電体であり、記録材搬送方向に直交する前記基板の長手方向に沿って伸び、前記記録材搬送方向に複数本配置された導電体と、前記基板に印刷された複数本の発熱抵抗体であって、前記基板を前記基板の平面に対して垂直な垂直方向に見た時に複数本配置された前記導電体の間に配置され、複数本配置された前記導電体と電気的に繋がれている複数本の前記発熱抵抗体と、前記加熱体の温度を検知する温度検知素子と、を有し、前記温度検知素子が検知する温度に応じ、複数本配置された前記導電体を介して複数本の前記発熱抵抗体へ通電し複数本の前記発熱抵抗体を発熱させて前記加熱部材を加熱する定着装置において、
前記温度検知素子は、前記基板に印刷され、前記基板を前記垂直方向に見た時に複数本の前記発熱抵抗体のうちの一本のみと重なる位置に配置されており、
前記温度検知素子の前記長手方向における幅Ｗと、前記基板を前記垂直方向に見た時に前記温度検知素子が重なっている一本の発熱抵抗体の前記長手方向における幅Ｌと、前記基板を前記垂直方向に見た時に前記温度検知素子が重なっている前記発熱抵抗体と該発熱抵抗体と隣り合う発熱抵抗体の二つの発熱抵抗体に挟まれた、複数本の前記発熱抵抗体の存在しない領域の前記長手方向における幅Ｓと、の関係が、Ｗ≧ＬかつＷ≧ＳかつＷ＜Ｌ＋Ｓとなっていることを特徴とする。
また、本発明に係る加熱体は、
未定着画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱して未定着画像を記録材に定着する定着装置、に用いられる加熱体であって、
基板と、前記基板に印刷された導電体であり、前記基板の長手方向に沿って延び、前記長手方向に対して直交する前記基板の短手方向に複数本配置された導電体と、前記基板に印刷された複数本の発熱抵抗体であって、前記基板を前記基板の平面に対して垂直な垂直方向に見た時に複数本配置された前記導電体の間に配置され、複数本配置された前記導電体と電気的に繋がれている複数本の前記発熱抵抗体と、前記加熱体の温度を検知する温度検知素子と、を有し、複数本配置された前記導電体を介して複数本の前記発熱抵抗体へ供給される電力で発熱する加熱体において、
前記温度検知素子は前記基板に印刷され、前記基板を前記垂直方向に見た時に複数本の前記発熱抵抗体のうちの一本のみと重なる位置に配置されており、
前記温度検知素子の前記長手方向における幅Ｗと、前記基板を前記垂直方向に見た時に前記温度検知素子が重なっている一本の発熱抵抗体の前記長手方向における幅Ｌと、前記基板を前記垂直方向に見た時に前記温度検知素子が重なっている前記発熱抵抗体と該発熱抵抗体と隣り合う発熱抵抗体の二つの発熱抵抗体に挟まれた、複数本の前記発熱抵抗体の存在しない領域の前記長手方向における幅Ｓと、の関係が、Ｗ≧ＬかつＷ≧ＳかつＷ＜Ｌ＋Ｓとなっていることを特徴とする。

本発明によれば、装置製造時のばらつきにより加熱体への温度検知素子の配置位置が変化した場合でも検知温度のばらつきを抑制可能な定着装置、その定着装置を有する画像形成装置、及び加熱体の提供を実現できる。

実施例１に係る定着装置の概略構成を示す断面図定着装置を記録材搬送方向上流側から見たときの図ヒータ、及びヒータの温度制御回路の概略構成を示す図ヒータに対するサーミスタの配置位置が変化した場合を示す図サーミスタと発熱抵抗体の位置ずれに対するサーミスタの検知温度の最大値と最小値の差分を示した図サーミスタの形状の変形例を示す図発熱抵抗体の配置形状の変形例を示す図実施例２に係る定着装置のヒータに対するサーミスタの配置位置が変化した場合を示す図サーミスタと発熱抵抗体の位置ずれに対するサーミスタの検知温度の最大値と最小値の差分を示した図実施例３に係る定着装置のヒータに対するサーミスタの配置位置が変化した場合を示す図サーミスタと発熱抵抗体の位置ずれに対するサーミスタの検知温度の最大値と最小値の差分を示した図実施例４に係る定着装置のヒータに対するサーミスタの配置位置が変化した場合を示す図サーミスタと発熱抵抗体の位置ずれに対するサーミスタの検知温度の最大値と最小値の差分を示した図画像形成装置の概略構成を示す断面図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の好適な実施形態は、本発明における最良の実施形態ではあるものの、本発明は以下の実施形態により限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において他の種々の構成に置き換えることは可能である。

［実施例１］
（１）画像形成装置Ａ
図１４を参照して、本発明に係る加熱装置としての定着装置を搭載する画像形成装置を説明する。図１４は電子写真記録技術を用いた画像形成装置（本実施形態ではモノクロプリンタ）Ａの一例の概略構成を示す断面図である。

画像形成装置Ａにおいて、記録材に画像を形成する画像形成部Ｂは、像担持体としての感光ドラム１と、帯電部材２と、レーザースキャナ３と、現像器４と、転写部材５と、感光ドラムの外周面をクリーニングするクリーナ６と、を有している。以上の画像形成部Ｂの動作は周知であるので詳細な説明は割愛する。

装置本体Ａ１内のカセット７に収納された記録材Ｐはローラ８の回転によって一枚ずつ繰り出され、その後ローラ９の回転によって感光ドラム１と転写部材５とによって形成された転写部に搬送される。転写部でトナー画像が転写された記録材Ｐは定着部としての定着装置Ｃに送られ、トナー画像は定着装置によって記録上に加熱定着される。定着装置Ｃを出た記録材Ｐはローラ１０，１１の回転によってトレイ１２に排出される。

（２）定着装置Ｃ
（２－１）構成
定着装置Ｃについて、図１、図２を参照しながら説明する。本実施例に示す定着装置Ｃはフィルム加熱方式の装置である。図１は定着装置Ｃの概略構成を示す断面図である。図２は定着装置Ｃを記録材搬送方向Ｘ上流側から見たときの図である。

定着装置Ｃは、支持部材としてのホルダ２０と、筒状の加熱部材としての耐熱性フィルム２１と、フィルムの内周面（内面）に接触してフィルムを加熱する加熱体としてのセラミックヒータ２２と、を有している。装置Ｃは更に、補強部材としてのステイ２３と、加圧部材としてのローラ２４と、を有している。

フィルム２１の中空部に挿通された耐熱性樹脂製のホルダ２０は、ホルダのローラ２４側の平坦面に記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙに沿って設けられた溝２０ａによってヒータ２２を支持している。このホルダ２０はフィルム２１の回転を案内するガイド部材の役割も有している。

フィルム２１は、フィルムの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、その膜厚は総厚約４０～１００μｍ程度としてある。このフィルム２１として、耐熱性・離型性・強度・耐久性等のあるＰＩ・ＰＴＦＥ・ＰＦＡ・ＦＥＰ等の単層フィルムを使用できる。或いはポリイミド・ポリアミドイミド・ＰＥＥＫ・ＰＥＳ・ＰＰＳ等の外周表面にＰＴＦＥ・ＰＦＡ・ＦＥＰ等をコーティングした複合層フィルムを使用できる。

本実施例ではポリイミドフィルムの外周表面にＰＴＦＥ・ＰＦＡ等のフッ素樹脂に導電剤を添加したコート層を設けたフィルム２１を使用しているが、特にこれにこだわらない。金属等で形成される素管等を用いても良い。

図３はヒータ２２、及びヒータの温度制御回路２６の概略構成を示す図である。図３において、ヒータ２２のフィルム非摺動面側の概略構成を上段に示し、フィルム摺動面側の概略構成を下段に示している。なお、図３ではヒータ２２の記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙの中央領域を省略している。

２２ａはヒータ２２の細長い基板である。

２２ｂ１，２２ｂ２は基板２２ａのフィルム非摺動面側の平坦面上に設けられた導電体であり、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙに伸び、記録材搬送方向に複数本（本実施例では２本）配置されている。導電体２２ｂ１は基板２２ａの記録材搬送方向Ｘ上流側で記録材搬送方向に直交する方向Ｙに沿って設けられ、導電体２２ｂ２は基板の記録材搬送方向Ｘ下流側で記録材搬送方向に直交する方向Ｙに沿って設けられている。

各導電体２２ｂ１，２２ｂ２は、Ａｇ或いはＡｇ／Ｐｔからなり、記録材搬送方向Ｘの幅が約１ｍｍ、記録材厚みの方向Ｚの厚みが数十μｍのパターンとして、スクリーン印刷により塗工されている。記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、導電体２２ｂ１の一端部には電極２２ｃ１が電気的に接続され、導電体２２ｂ２の他端部には電極２２ｃ２が電気的に接続されている。

２２ｄは通電によって発熱する複数本の発熱抵抗体である。複数本の発熱抵抗体２２ｄは、ＰＴＣ特性を有するＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）からなり、記録材厚みの方向Ｚの厚みを約数十μｍとして基板２２ａの平坦面上にスクリーン印刷により塗工されている。

本実施例では、２本の導電体２２ｂ１，２２ｂ２間の幅２２ｂＷに、これら導電体の所定の長手幅２２ｂＬ（＝記録材通過領域）に亘って、複数本（本実施例では９０本）の発熱抵抗体２２ｄを各導電体と電気的に接続させて並列に配置している。複数本配置された発熱抵抗体２２ｄは、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙ、及び、記録材搬送方向Ｘに対して傾けて配置されている。これら複数本の発熱抵抗体２２ｄは、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、隣り合う発熱抵抗体とオーバーラップしている。これによって長手幅２２ｂＬの範囲の均熱化が可能となる。

本実施例では２２ｂＬ＝２２０ｍｍ、２２ｂＷ＝７ｍｍとしている。

２２ｅは導電体２２ｂ１，２２ｂ２と発熱抵抗体２２ｄとを覆う保護層である。保護層２２ｅとして、ガラス層や、フッ素樹脂層を用いている。

２５は基板２２ａのフィルム摺動面側の平坦面上に設けられた温度検知素子としてのサーミスタであり、ＮＴＣ（ＮｅｇａｔｉｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を有する材料を基板２２ａの平坦面上に印刷したものである。サーミスタ２５は所定長さ２２ｂＬの範囲内に配置されている。

２５ａはサーミスタ２５と電気的に繋がっている導電パターンである。導電パターン２５ａは、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、サーミスタ２５から基板２２ａの端部に向けて伸びている。

２２ｆは基板２２ａのフィルム摺動面全域を覆う保護層である。保護層２２ｆとして、ガラス層や、フッ素樹脂層を用いている。

図１に示すように、フィルム２１の中空部において、ホルダ２０のローラ２４側とは反対側の面にはステイ２３が設置されている。ステイ２３はホルダ２０を補強する役割を有している。

ローラ２４は、アルミニウム・鉄・ステンレス等の芯金２４ａと、芯金の外周面上に設けられたシリコンゴム等の離型性のよい耐熱ゴム弾性体からなる肉厚３ｍｍ、外径２０ｍｍのローラ部２４ｂと、を有している。ローラ部２４ｂの外周面には記録材Ｐ、フィルム２１の搬送性、トナーの汚れ防止の理由からフッ素樹脂を分散させた離型層２４ｃが設けてある。

図２に示すように、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、装置Ｃの左右のフレーム３０には、ローラ２４の芯金２４ａの両端部が軸受３１を介して回転可能に支持されている。フレーム３０には更に、ホルダ２０、及び、ステイ２３の両端部が支持されている。

ステイ２３の両端部はバネ３２によってフィルム２１の母線方向に直交する方向（記録材厚み方向Ｚ）へ加圧されている。この加圧力によってホルダ２０はヒータ２２をフィルム２１内面に加圧してフィルムの外周面（表面）をローラ２４の外周面（表面）に圧接させている。これによってローラ２４のローラ部２４ｂが潰れて弾性変形しローラ表面とフィルム表面とによって記録材搬送方向Ｘに所定幅のニップ部Ｎが形成される。

（２－２）加熱定着処理動作
ローラ２４の芯金２４ａの一端部に設けられたギアＧ（図２参照）がモータＭによって回転されると、ローラは図１の矢印方向へ回転する。フィルム２１はフィルム内面がヒータ２２の保護層２２ｅに摺動しながらローラ２４の回転に追従して図１の矢印方向へ回転する。

温度制御回路２６において、電源ＡＣ（図３参照）より電極２２ｃ１，２２ｃ２を通じて導電体２２ｂ１，２２ｂ２を介して発熱抵抗体２２ｄに電力が供給されると、発熱抵抗体が発熱してヒータ２２は急速に昇温する。制御部２７はサーミスタ２５からのヒータ２２の検知温度を導電パターン２５ａを通じて取り込み、その検知温度が所定の定着温度（目標温度）を維持するようにトライアック２８によりヒータへの電力供給量を制御する。

未定着トナー画像（未定着画像）ｔを担持する記録材Ｐはニップ部Ｎによって挟持搬送されつつ加熱され、これによってトナー画像は記録材上に定着される。

（３）サーミスタ２５の配置位置が変化した場合の検知温度の説明
図４はヒータ２２に対するサーミスタ２５の配置位置が変化した場合を示す図である。図４の（ａ）には、ヒータ２２のフィルム非摺動面側の発熱抵抗体２２ｄとフィルム摺動面側のサーミスタ２５の相対的な位置関係を示している。また（ａ）には、三つの位置Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２にある、実線で示したサーミスタ２５（Ｐ０）と、点線で示したサーミスタ２５（Ｐ１）と、破線で示したサーミスタ２５（Ｐ２）と、を示している。複数本の発熱抵抗体２２ｄに関し、発熱抵抗体の位置、幅、傾きは全て共通である。

記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、サーミスタ２５の幅をＷ、サーミスタが跨っている発熱抵抗体２２ｄの幅をＬとする。サーミスタ２５が跨っている発熱抵抗体２２ｄとその発熱抵抗体に隣り合う発熱抵抗体２２ｄとの間に挟まれた発熱抵抗体の存在しない領域の幅をＳとする。本実施例では、Ｌ＝１．８ｍｍ、Ｓ＝０．６ｍｍであり、Ｌ≧Ｓの関係となっている。また、Ｗ＝２．０ｍｍとしている。従って、Ｗ≧ＬかつＷ≧Ｓの関係となっている。

ここで、本実施例の装置Ｃでは、サーミスタ２５とヒータ２２の接触位置は、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、±０．２ｍｍの公差を持っている。

（ｂ）には、位置Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２に配置されたサーミスタ２５の記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおける位置と幅の関係を示している。位置Ｐ０はサーミスタ２５の配置位置が設計中心位置にある場合を示している。位置Ｐ１はサーミスタ２５の配置位置が公差上最も左側にある場合を示しており、位置Ｐ２はサーミスタ２５の配置位置が公差上最も右側にある場合を示している。

（ｃ）には、ヒータ２２へ一定の電力を供給しつつ、連続して記録材Ｐをニップ部Ｎに供給したときの、サーミスタ２５の記録材搬送方向Ｘ中央におけるヒータ２２の記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙの温度分布を示している。本実施例では、供給電力６００Ｗにて、Ａ４サイズの普通紙（８０ｇ／ｍ^２）を毎分４０枚の速度でニップ部Ｎに連続して供給した。

（ｃ）のように、発熱抵抗体２２ｄが存在する領域と存在しない領域で、ヒータ２２の記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙの温度分布にリップルが生じている。温度リップルの最高温度がＴＨ、最低温度がＴＬで表わされており、ＴＨは２５０℃、ＴＬは２２０℃程度である。

装置Ｃの製造時のばらつきによりサーミスタ２５の配置位置が記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにずれると、サーミスタの幅Ｗの範囲内における温度分布が変わり、サーミスタがヒータ２２から受け取る熱量が変化してしまう。これによって、サーミスタ２５の抵抗値が変化し、検知温度のばらつきが生じてしまう。本実施例では、公差による位置ずれに対する検知温度の最大値と最小値の差分を検知温度のばらつきと定義する。装置Ｃを搭載する画像形成装置Ａにおいては、光沢ムラ等の画像品位の低下を抑制するために、サーミスタ２５の検知温度のばらつきを２℃以下にする必要がある。

本実施例の装置Ｃについて、本発明者等が検証した結果を図５に示す。図５はサーミスタ２５と発熱抵抗体２２ｄの接触位置の公差による位置ずれに対するサーミスタの検知温度の最大値と最小値の差分を示したグラフである。図５では、サーミスタ２５の配置位置は図４の（ａ）から変えずに、サーミスタの幅Ｗを０．４ｍｍから２．４ｍｍまで０．４ｍｍずつ振ってサーミスタを配置したときの検知温度の最大値と最小値の差分を示している。

図５のように、サーミスタ２５の幅Ｗを大きくとればとるほど、位置ずれを起こした場合のサーミスタ２５のヒータ２２から受け取る熱量の変化は小さくなり、サーミスタの抵抗値の変化割合が小さくなる。本実施例では、発熱抵抗体２２ｄの存在する領域のサーミスタ２５の幅Ｌが、発熱抵抗体が存在しない領域の幅Ｓよりも大きい。そのため、発熱抵抗体２２ｄが存在する領域からサーミスタ２５に伝わる伝熱の影響は、発熱抵抗体が存在しない領域からの伝熱の影響に比べて相対的に大きい。

従って、Ｗ≧Ｓ（＝０．６ｍｍ）のみ満たす場合、検知温度の最大値と最小値の差分は最大で２．５℃に達してしまい、画像品位の低下を十分には抑制できない。Ｗ≧Ｓに加えてＷ≧Ｌ（＝１．８ｍｍ）も満たす場合、検知温度の最大値と最小値の差分は０．６℃以下に収まることが分かる。本実施例においては、Ｗ＝２．０ｍｍであるので、検知温度の最大値と最小値の差分は０．４℃となる。

本実施例の装置Ｃは、ＬとＳとＷがＷ≧ＬかつＷ≧Ｓの関係となっていれば、サーミスタ２５とヒータ２２の接触位置がばらついた場合におけるサーミスタの検知温度のばらつきを２℃以下に抑制することができる。そのため、ヒータ２２の温度制御を精度良く行うことができ、画像品位の一層の向上が可能となる。

ここで、ＬとＳとＷは上記の数値に限定されるものではなく、Ｗ≧ＬかつＷ≧Ｓの関係を満たせば同様の効果を得ることができる。例えば、Ｌ＝３．０ｍｍ、Ｓ＝１．０ｍｍの場合、Ｗ＝３．０ｍｍ以上に設定すれば同様の効果を得られる。

サーミスタ２５の形状は長方形に限られない。図６はサーミスタ２５の形状の変形例を示す図である。サーミスタ２５の形状は楕円形（（ａ）参照））、台形（（ｂ）参照））、平行四辺形（（ｃ）参照）、或いは傾いた長方形（（ｄ）参照））であってもよい。これらのサーミスタ２５形状において、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙの最大幅をＷと定義する。

本実施例ではヒータ２２のフィルム摺動面側にサーミスタ２５を配置し、フィルム非摺動面側に導電体２２ｂ１，２２ｂ２と発熱抵抗体２２ｄを配置したが、サーミスタはフィルム非摺動面側に配置してもよい。この場合、サーミスタ２５は保護層２２ｅの上層に印刷形成される。同様に、導電体２２ｂ１，２２ｂ２と発熱抵抗体２２ｄはフィルム摺動面側に配置してもよい。この場合、導電体２２ｂ１，２２ｂ２と発熱抵抗体２２ｄは保護層２２ｆの上層に印刷形成される。

発熱抵抗体２２ｄは、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙ、及び、記録材搬送方向Ｘに対して傾けて形成されていなくてよい。図７は発熱抵抗体２２ｄの配置形状の変形例を示す図である。複数本の発熱抵抗体２２ｄは、記録材搬送方向に沿って平行に伸びる形状に形成されていてもよい。

［実施例２］
定着装置Ｃの他の例を説明する。

本実施例の装置Ｃは、ヒータ２２の発熱抵抗体２２ｄの幅Ｌと、隣り合う発熱抵抗体間の距離Ｓが、実施例１とは異なっている。本実施例では、Ｌ＝０．６ｍｍ、Ｓ＝１．８ｍｍとなっており、Ｌ＜Ｓの関係になっている。サーミスタ２５の幅Ｗは２．０ｍｍとしている。これは、Ｗ≧ＬかつＷ≧Ｓの関係となっている。

図８はヒータ２２に対するサーミスタ２５の配置位置が変化した場合を示す図である。図８の（ａ）には、ヒータ２２のフィルム非摺動面側の発熱抵抗体２２ｄとフィルム摺動面側のサーミスタ２５の相対的な位置関係を示している。複数本の発熱抵抗体２２ｄに関し、発熱抵抗体の位置、幅、傾きは全て共通である。

ここで、本実施例の装置Ｃにおいても、サーミスタ２５とヒータ２２の接触位置は、記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙにおいて、±０．２ｍｍの公差を持っている。

（ｃ）には、ヒータ２２へ一定の電力を供給しつつ、連続して記録材Ｐをニップ部Ｎに供給したときの、サーミスタ２５の記録材搬送方向Ｘ中央におけるヒータ２２の記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙの温度分布を示している。本実施例においても、実施例１と同様、供給電力６００Ｗにて、Ａ４サイズの普通紙（８０ｇ／ｍ^２）を毎分４０枚の速度でニップ部Ｎに連続して供給した。

（ｃ）のように、発熱抵抗体２２ｄが存在する領域と存在しない領域で、ヒータ２２の記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙの温度分布にリップルが生じている。温度リップルの最高温度ＴＨは２５０℃、最低温度ＴＬは１４０℃程度である。

本実施例の装置Ｃについて、本発明者等が検証した結果を図９に示す。図９はサーミスタ２５と発熱抵抗体２２ｄの接触位置の公差による位置ずれに対するサーミスタの検知温度の最大値と最小値の差分を示したグラフである。図９では、サーミスタ２５の配置位置は図８の（ａ）から変えずに、サーミスタの幅Ｗを０．４ｍｍから２．４ｍｍまで０．４ｍｍずつ振ってサーミスタを配置したときの検知温度の最大値と最小値の差分を示している。

図９のように、サーミスタ２５の幅Ｗを大きくとればとるほど、位置ずれを起こした場合のサーミスタ２５のヒータ２２から受け取る熱量の変化は小さくなり、サーミスタの抵抗値の変化割合が小さくなる。本実施例では、発熱抵抗体２２ｄが存在しない幅Ｓが、発熱抵抗体の幅Ｌよりも大きい。そのため、発熱抵抗体２２ｄが存在しない領域からサーミスタ２５に伝わる伝熱の影響は、発熱抵抗体が存在する領域からの伝熱の影響に比べて相対的に大きい。

従って、Ｗ≧Ｌ（＝０．６ｍｍ）のみ満たす場合、検知温度の最大値と最小値の差分は４．７℃に達してしまい、画像品位の低下を十分に抑制できない。Ｗ≧ＬかつＷ≧Ｓ（＝１．８ｍｍ）以上であれば、検知温度の最大値と最小値の差分は０．７℃以下に収まることが分かる。本実施例においては、Ｗ＝２．０ｍｍであるので、検知温度の最大値と最小値の差分は０．３℃となる。

［実施例３］
定着装置Ｃの他の例を説明する。

本実施例の装置Ｃは、ヒータ２２の発熱抵抗体２２ｄの幅Ｌと、隣り合う発熱抵抗体間の距離Ｓが、実施例１とは異なっている。本実施例では、Ｌ＝１．２ｍｍ、Ｓ＝１．２ｍｍとなっており、Ｌ＝Ｓの関係になっている。サーミスタ２５の幅Ｗは１．４ｍｍとしている。これは、Ｗ≧ＬかつＷ≧Ｓの関係となっている。

図１０はヒータ２２に対するサーミスタ２５の配置位置が変化した場合を示す図である。図１０の（ａ）には、ヒータ２２のフィルム非摺動面側の発熱抵抗体２２ｄとフィルム摺動面側のサーミスタ２５の相対的な位置関係を示している。複数本の発熱抵抗体２２ｄに関し、発熱抵抗体の位置、幅、傾きは全て共通である。

（ｃ）のように、発熱抵抗体２２ｄが存在する領域と存在しない領域で、ヒータ２２の記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙの温度分布にリップルが生じている。温度リップルの最高温度ＴＨは２５０℃、最低温度ＴＬは１７０℃程度である。

本実施例の装置Ｃについて、本発明者等が検証した結果を図１１に示す。図１１はサーミスタ２５と発熱抵抗体２２ｄの接触位置の公差による位置ずれに対するサーミスタの検知温度の最大値と最小値の差分を示したグラフである。図１１では、サーミスタ２５の配置位置は図１０の（ａ）から変えずに、サーミスタの幅Ｗを０．４ｍｍから２．４ｍｍまで０．４ｍｍずつ振ってサーミスタを配置したときの検知温度の最大値と最小値の差分を示している。

図１１のように、サーミスタ２５の幅Ｗを大きくとればとるほど、位置ずれを起こした場合のサーミスタ２５のヒータ２２から受け取る熱量の変化は小さくなり、サーミスタの抵抗値の変化割合が小さくなる。本実施例では、発熱抵抗体２２ｄが存在しない幅Ｓが、発熱抵抗体の幅Ｌと等しい。そのため、発熱抵抗体２２ｄが存在しない領域からサーミスタ２５に伝わる伝熱の影響は、発熱抵抗体が存在する領域からの伝熱の影響ほぼ同等である。

従って、ＷがＬもしくはＳ（＝１．２ｍｍ）以上であれば、検知温度の最大値と最小値の差分は２℃以下に収まることが分かる。本実施例においては、Ｗ＝１．４ｍｍであるので、検知温度の最大値と最小値の差分は１．５℃となる。

［実施例４］
定着装置Ｃの他の例を説明する。

本実施例に示す装置Ｃは、サーミスタ２５の幅Ｗが実施例１とは異なっている。

本実施例では、幅Ｗを２．４ｍｍとしている。これは、Ｌ＋Ｓの整数倍－０．４ｍｍ≦Ｗ≦Ｌ＋Ｓの整数倍＋０．４ｍｍ（Ｌ＋Ｓの略整数倍）の関係となっている。

図１２はヒータ２２に対するサーミスタ２５の配置位置が変化した場合を示す図である。図１２の（ａ）には、ヒータ２２のフィルム非摺動面側の発熱抵抗体２２ｄとフィルム摺動面側のサーミスタ２５の相対的な位置関係を示している。複数本の発熱抵抗体２２ｄに関し、発熱抵抗体の位置、幅、傾きは全て共通である。

（ｃ）のように、発熱抵抗体２２ｄが存在する領域と存在しない領域で、ヒータ２２の記録材搬送方向Ｘに直交する方向Ｙの温度分布にリップルが生じている。温度リップルの最高温度ＴＨは２５０℃、最低温度ＴＬは２２０℃程度である。

本実施例の装置Ｃについて、本発明者等が検証した結果を図１３に示す。図１３はサーミスタ２５と発熱抵抗体２２ｄの接触位置の公差による位置ずれに対するサーミスタの検知温度の最大値と最小値の差分を示したグラフである。図１３では、サーミスタ２５の配置位置は図１０の（ａ）から変えずに、サーミスタの幅Ｗを０．４ｍｍから７．６ｍｍまで０．４ｍｍずつ振ってサーミスタを配置したときの検知温度の最大値と最小値の差分を示している。

本実施例のように、サーミスタ２５の幅ＷをＬ＋Ｓの整数倍－０．４ｍｍ以上、Ｌ＋Ｓの整数倍＋０．４ｍｍ以下（Ｌ＋Ｓの略整数倍）とすれば、位置ずれを起こした場合のサーミスタに含まれる発熱抵抗体２２ｄの面積と発熱抵抗体１５が存在しない面積を略一定に保つことができる。そのため、サーミスタ２５がヒータ２２から受け取る熱量を略一定に保つことができる。よって、サーミスタ２５の抵抗値の変化を実施例１に比べてより一層抑制することができ、検知温度の誤差をより一層低減することが可能となる。

図１３における、２．０ｍｍ～２．８ｍｍ、４．４ｍｍ～５．２ｍｍ、６．８ｍｍ～７．６ｍｍの区間のように、ＷがＬ＋Ｓの整数倍－０．４ｍｍ以上、Ｌ＋Ｓの整数倍＋０．４ｍｍ以下（Ｌ＋Ｓの略整数倍）であれば、検知温度の最大値と最小値の差分は０．４℃以下に収まることが分かる。本実施例においては、Ｗ＝２．４ｍｍであるので、検知温度の最大値と最小値の差分は０℃となる。

本実施例の装置Ｃは、ＷがＬ＋Ｓの略整数倍の値となっていれば、サーミスタ２５とヒータ２２の接触位置がばらついた場合におけるサーミスタの検知温度のばらつきを、実施例１に比べてより一層抑制することができる。そのため、ヒータ２２の温度制御を精度良く行うことができ、実施例１に比べて画像品位のより一層の向上が可能となる。

２１筒状のフィルム、２２セラミックヒータ、２２ａ基板、
２２ｂ１，２２ｂ２導電体、２２ｄ発熱抵抗体、
２４加圧ローラ、２５サーミスタ、Ｐ記録材、ｔ未定着トナー画像

Claims

筒状の加熱部材と、前記加熱部材の内周面に接触して前記加熱部材を加熱する加熱体と、前記加熱部材を介して前記加熱体とニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で未定着画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱して未定着画像を記録材に定着する定着装置であり、
前記加熱体は、基板と、前記基板に印刷された導電体であり、記録材搬送方向に直交する前記基板の長手方向に沿って伸び、前記記録材搬送方向に複数本配置された導電体と、前記基板に印刷された複数本の発熱抵抗体であって、前記基板を前記基板の平面に対して垂直な垂直方向に見た時に複数本配置された前記導電体の間に配置され、複数本配置された前記導電体と電気的に繋がれている複数本の前記発熱抵抗体と、前記加熱体の温度を検知する温度検知素子と、を有し、前記温度検知素子が検知する温度に応じ、複数本配置された前記導電体を介して複数本の前記発熱抵抗体へ通電し複数本の前記発熱抵抗体を発熱させて前記加熱部材を加熱する定着装置において、
前記温度検知素子は、前記基板に印刷され、前記基板を前記垂直方向に見た時に複数本の前記発熱抵抗体のうちの一本のみと重なる位置に配置されており、
前記温度検知素子の前記長手方向における幅Ｗと、前記基板を前記垂直方向に見た時に前記温度検知素子が重なっている一本の発熱抵抗体の前記長手方向における幅Ｌと、前記基板を前記垂直方向に見た時に前記温度検知素子が重なっている前記発熱抵抗体と該発熱抵抗体と隣り合う発熱抵抗体の二つの発熱抵抗体に挟まれた、複数本の前記発熱抵抗体の存在しない領域の前記長手方向における幅Ｓと、の関係が、Ｗ≧ＬかつＷ≧ＳかつＷ＜Ｌ＋Ｓとなっていることを特徴とする定着装置。
前記筒状の加熱部材がフィルムであり、前記加圧部材がローラであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記加熱体の前記温度検知素子が設けられた面が、前記加熱部材の内周面に接触することを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
記録材に未定着画像を形成する画像形成部と、記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着部と、を有する画像形成装置において、
前記定着部が請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。
未定着画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱して未定着画像を記録材に定着する定着装置、に用いられる加熱体であって、
基板と、前記基板に印刷された導電体であり、前記基板の長手方向に沿って延び、前記長手方向に対して直交する前記基板の短手方向に複数本配置された導電体と、前記基板に印刷された複数本の発熱抵抗体であって、前記基板を前記基板の平面に対して垂直な垂直方向に見た時に複数本配置された前記導電体の間に配置され、複数本配置された前記導電体と電気的に繋がれている複数本の前記発熱抵抗体と、前記加熱体の温度を検知する温度検知素子と、を有し、複数本配置された前記導電体を介して複数本の前記発熱抵抗体へ供給される電力で発熱する加熱体において、
前記温度検知素子は前記基板に印刷され、前記基板を前記垂直方向に見た時に複数本の前記発熱抵抗体のうちの一本のみと重なる位置に配置されており、
前記温度検知素子の前記長手方向における幅Ｗと、前記基板を前記垂直方向に見た時に前記温度検知素子が重なっている一本の発熱抵抗体の前記長手方向における幅Ｌと、前記基板を前記垂直方向に見た時に前記温度検知素子が重なっている前記発熱抵抗体と該発熱抵抗体と隣り合う発熱抵抗体の二つの発熱抵抗体に挟まれた、複数本の前記発熱抵抗体の存在しない領域の前記長手方向における幅Ｓと、の関係が、Ｗ≧ＬかつＷ≧ＳかつＷ＜Ｌ＋Ｓとなっていることを特徴とする加熱体。