JP7452166B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関するものであり、例えば、温度検出部を備えた定着装置及びこのような定着装置を備える画像形成装置に適用して好適なものである。

電子写真方式の画像形成装置は、現像剤で形成した画像（現像剤像とも呼ぶ）を用紙などの媒体に転写した後、媒体に転写した画像（現像剤像）を、定着装置としての定着器により媒体に定着させるようになっている。

このような画像形成装置が備える定着器は、例えば、筒状のベルトで形成された定着部材と、円柱状のローラで形成された加圧部材とを当接させながら回転させ、搬送されてくる媒体を、定着部材と加圧部材とが当接する部分（ニップ部）で挟んで加熱及び加圧することにより、媒体上に形成された画像（現像剤像）を加熱溶融して媒体上に定着させるようになっている。

従来、このような定着器として、例えば、定着部材のニップ部（つまり加圧部材と当接する部分）の内側に、定着部材を加熱する加熱部材が設けられ、さらにこの加熱部材の内側に、加熱部材の温度を検出する温度検出部が設けられたものがある（例えば特許文献１参照）。この温度検出部は、加熱部材と接触するように設けられた温度検出素子を有していて、この温度検出素子により、加熱部材の温度を検出するようになっている。

特開２００２－１８１６３０号公報

また従来、画像形成装置が備える定着器として、定着部材と加圧部材とを当接させるニップ状態と、定着部材と加圧部材とを離間させるリリース状態とに遷移可能な構造を有するものがある。このような定着器では、正確に加熱部材の温度を検出することが難しかった。

本発明は以上の点を考慮したものであり、加熱部材の温度を検出する精度を向上させることができる定着装置及び画像形成装置を提案しようとするものである。

本発明は、定着部材と加圧部材とを備え、前記定着部材と前記加圧部材とを当接させるニップ状態と、前記定着部材と前記加圧部材とを離間させるリリース状態とに遷移可能な定着装置であり、前記定着部材の内側に設けられ、当該定着部材を加熱する加熱部材と、前記加熱部材よりも前記定着部材の内側に設けられ、当該加熱部材の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部を前記加熱部材に近づける方向に付勢する付勢部材とを備え、前記温度検出部は、前記付勢部材により前記加熱部材に近づく方向に付勢される本体部と、前記本体部に設けられ、当該本体部と前記加熱部材との間に位置する弾性部材と、前記弾性部材の前記加熱部材側と接触する接触部分に設けられた温度検出素子とを有し、前記付勢部材の付勢力が、前記弾性部材の弾性力よりも大きく、前記ニップ状態及び前記リリース状態のときに、前記付勢部材の付勢力により前記温度検出素子を前記加熱部材に接触させた状態を維持する。

これにより、定着部材と加圧部材とが当接するニップ状態と、定着部材と加圧部材とが離間するリリース状態とのどちらの状態であろうと、常に付勢部材の付勢力により温度検出部の本体部を加熱部材に近づける方向に付勢して、弾性部材とともに温度検出素子を確実に加熱部材に押し付けることができる。

本発明は、加熱部材の温度検出精度を向上させることができる定着装置及び画像形成装置を実現できる。

画像形成装置の全体構成を示す側断面図である。 定着器の全体構成を示す側断面図である。 ヒータ保持部材及びベルト支持部の構成を示す斜視図及び断面図である。 ニップ状態及びリリース状態のときの定着ベルトと加圧ローラを示す側断面図である。 ニップ状態及びリリース状態のときのニップ部周辺を拡大した側断面図である。 ヒータ保持部材の外観構成を示す斜視図である。 サーミスタの構成を示す斜視図及び断面図である。 ニップ状態及びリリース状態のときにサーミスタと加熱部材とが接触する様子を示す断面図である。 比較対象となる定着器の一部を拡大した側断面図である。 比較対象となる定着器がニップ状態からリリース状態へと遷移したときにサーミスタと加熱部材とが離れる様子を示す断面図である。 ヒータ保持部材からストッパの機能を省略した構成を示す断面図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、これを実施の形態と呼ぶ）について、図面を用いて詳細に説明する。

［１．画像形成装置の全体構成］
図１に、第１の実施の形態による画像形成装置１の全体構成の概略を示す。尚、図１は、画像形成装置１の全体構成の概略を示す側断面図となっている。この図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真方式のプリンタであり、略箱型の装置筐体２を有している。ここで、装置筐体２の図中右側を前面、図中左側を後面として、装置筐体２の前面から後面への方向を後方向、後面から前面への方向を前方向、装置筐体２の下側から上側への方向を上方向、装置筐体２の上側から下側への方向を下方向、装置筐体２の図中手前側から奥側への方向を右方向、装置筐体２の図中奥側から手前側への方向を左方向とする。

装置筐体２の内部には、その上部に、画像形成装置１で扱う複数色の現像剤（例えばブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色のトナー）の各々に対応する４個の画像形成ユニット３（３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ）が、記録媒体としての用紙Ｐの搬送路Ｒに沿って前後方向に並べて設けられている。

各画像形成ユニット３（３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ）は、感光体ドラム４（４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ）と、トナーカートリッジ５（５Ｋ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ）と、ＬＥＤヘッド６（６Ｋ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ）とを有している。各画像形成ユニット３は、ＬＥＤヘッド６により感光体ドラム４の表面に光を照射して露光することで、感光体ドラム４の表面に静電潜像を形成した後、この静電潜像にトナーカートリッジ５から供給されるトナーを付着させることで、感光体ドラム４の表面にトナー像を形成する装置である。

さらに装置筐体２の内部には、画像形成ユニット３（３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ）の下方に、転写ユニット７が設けられている。転写ユニット７は、搬送路Ｒに沿って前後方向に走行自在に配設された環状の搬送ベルト８と、搬送ベルト８の上側の直線部分を間に挟んで感光体ドラム４（４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ）の下方に対向配置された転写ローラ９（９Ｋ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ）とを有している。

転写ローラ９（９Ｋ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ）は、用紙Ｐが、感光体ドラム４（４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ）と搬送ベルト８の上側の直線部分との間を通過する際に、用紙Ｐをトナーとは逆極性に帯電させることで、感光体ドラム４（４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ）上に形成された各色のトナー像を用紙Ｐに転写する部材である。

さらに装置筐体２の内部には、転写ユニット７の下方（つまり装置筐体２の下部）に、用紙Ｐを収容するトレイ１０が設けられている。さらにこのトレイ１０の近傍には、トレイ１０に収容された用紙Ｐを１枚ずつ搬送路Ｒへと繰り出すホッピングローラ１１が設けられている。さらに装置筐体２の内部には、トレイ１０と転写ユニット７との間の搬送路Ｒ上に、用紙Ｐを搬送する搬送ローラ対などが設けられている。

さらに装置筐体２の内部には、転写ユニット７の用紙搬送方向下流側（つまり後方）に、定着装置としての定着器１２が設けられている。定着器１２は、上側の定着ベルト１３と下側の加圧ローラ１４とを備え、定着ベルト１３と加圧ローラ１４との間に形成されるニップ部を用紙Ｐが通過する際に、用紙Ｐを加熱及び加圧することで、用紙Ｐにトナー像を定着させる装置である。

さらに装置筐体２の上端部には、用紙Ｐが排出されるスタッカ１５が設けられている。さらに装置筐体２の内部には、定着器１２とスタッカ１５との間の搬送路Ｒ上に、用紙Ｐをスタッカ１５へと排出する排出ローラ対などが設けられている。画像形成装置１の全体構成は、以上のようになっている。尚、図１では省略しているが、装置筐体２の内部には、ＣＰＵなどで構成される制御基板などが設けられている。また装置筐体２の外部には、ユーザによる操作を受け付ける操作部などが設けられている。

ここで、画像形成装置１の動作について簡単に説明する。画像形成装置１は、トレイ１０に収容されている用紙Ｐを、ホッピングローラ１１により１枚ずつ搬送路Ｒへと繰り出す。搬送路Ｒへと繰り出された用紙Ｐは、転写ユニット７へと搬送され、転写ユニット７の搬送ベルト８により画像形成ユニット３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃへと順に搬送される。ここで、各画像形成ユニット３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃは、感光体ドラム４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃの表面上に各色のトナー像を形成する。このようにして感光体ドラム４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃの表面上に形成されたトナー像は、転写ローラ９Ｋ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｃにより、用紙Ｐ上に転写され、これにより用紙Ｐ上にカラーのトナー像が形成される。

カラーのトナー像が形成された用紙Ｐは、転写ユニット７から定着器１２へと搬送される。定着器１２は、カラーのトナー像を用紙Ｐに定着させる。これにより、用紙Ｐ上にカラー画像が印刷されたことになる。その後、この用紙Ｐは、スタッカ１５へと搬送され、スタッカ１５上に排出される。画像形成装置１の動作は、以上のようになっている。

［２．定着器の構成］
次に、定着器１２の構成について、図２などを用いて説明する。尚、図２は定着器１２全体の側断面図（定着器１２の左右方向に直交する断面を示す断面図）であり、一部を簡略化したり省略したりした図となっている。

図２に示すように、定着器１２は、外装フレーム２０を備え、この外装フレーム２０の内部に、定着ベルト１３と加圧ローラ１４とを保持する構成となっている。この定着器１２は、外装フレーム２０の前面に設けられた開口部２０ｆと後面に設けられた開口部２０ｂとの間に、定着ベルト１３と加圧ローラ１４の当接部分であるニップ部Ｎｐが位置するようになっていて、用紙Ｐが、前側の開口部２０ｆから入ってきて、ニップ部Ｎｐを通過し、後側の開口部２０ｂから出ていくようになっている。

加圧ローラ１４は、左右方向に長い円筒状のローラであり、外装フレーム２０によって回転自在に支持されている左右方向に延びる加圧ローラシャフト２１に固定されている。

一方、定着ベルト１３は、左右方向に長い筒状であり、内側にヒータ保持部材２２などが設けられている。ヒータ保持部材２２は、図２にくわえて図３（Ａ）に上側から見た斜視図を示すように、左右方向に長い断面略コの字型の部材であり、コの字の開口を上側（加圧ローラ１４側とは反対側）に向けた状態で、左右両端部（長手方向の両端部）が略フランジ状のベルト支持部２３Ｌ、２３Ｒ（図２では省略）に固定されている。定着ベルト１３は、ヒータ保持部材２２などが内側に挿通された状態で、左右両端部がベルト支持部２３Ｌ、２３Ｒにより回転自在に支持されている。

定着器１２は、外装フレーム２０によって、ベルト支持部２３Ｌ、２３Ｒを、加圧ローラ１４から離れる方向及び加圧ローラ１４に近づく方向に移動可能に支持している。そして定着器１２は、図示しない駆動部からの駆動力によってベルト支持部２３Ｌ、２３Ｒを加圧ローラ１４に近づく方向に移動させることで、図４（Ａ）に定着ベルト１３と加圧ローラ１４を左側から見た側断面図を示すように、定着ベルト１３を加圧ローラ１４に押し付けたニップ状態となる。また定着器１２は、図示しない駆動部からの駆動力によってベルト支持部２３Ｌ、２３Ｒを加圧ローラ１４から遠ざかる方向に移動させることで、図４（Ｂ）に示すように、定着ベルト１３を加圧ローラ１４から離間させたリリース状態となる。このように、定着器１２は、ニップ状態とリリース状態とに遷移可能となっていて、印刷時にはニップ状態で動作するようになっている。

ここで、定着器１２のヒータ保持部材２２についてさらに詳しく説明する。図２に示すように、ヒータ保持部材２２は、加圧ローラ１４側となる面に、ヒータ保持部材２２の長手方向に沿って延びる凹部２２ｄが設けられていて、この凹部２２ｄに、凹部２２ｄの長手方向に沿って延びる薄板状のヒータ２４が収容されている。より詳しく説明すると、図２の一部（凹部２２ｄの周辺部）を拡大した側断面図である図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ヒータ保持部材２２の下面に設けられた凹部２２ｄには、加圧ローラ１４側（下側）から順に重なるようにして、熱拡散板２５と、ヒータ２４と、保熱板２６とが収容されている。尚、図５（Ａ）は、ニップ状態、図５（Ｂ）は、リリース状態を示している。また、ヒータ２４と、熱拡散板２５と、保熱板２６を、まとめて加熱部材Ｈｍとも呼ぶ。ヒータ保持部材２２は、加熱部材Ｈｍを、凹部２２ｄを覆う定着ベルト１３とともに保持するようになっている。換言すると、ヒータ２４を有する加熱部材Ｈｍは、ヒータ保持部材２２の下面に設けられた凹部２２ｄに収容され、さらに凹部２２ｄを覆う定着ベルト１３により凹部２２ｄから脱落しないように保持されている。

さらに図３（Ａ）に示すＣ－Ｃ切断線によりヒータ保持部材２２を切断した場合の断面図（ヒータ保持部材２２の短手方向に直交する断面を示す断面図）である図３（Ｂ）、及びヒータ保持部材２２を下面側から見た斜視図である図６（Ａ）にも示すように、ヒータ保持部材２２は、長手方向の両端部分と中央部分の計３カ所にヒータ２４の温度を検出する為のサーミスタ２７が設けられている。

具体的には、ヒータ保持部材２２は、図２、図３（Ｂ）に示すように、コの字の内側の３カ所に、ヒータ保持部材２２の長手方向に長い略直方体形状のサーミスタ２７を保持している。またヒータ保持部材２２は、図６（Ａ）にくわえて、図６（Ａ）の一部（サーミスタ２７の周辺部）を拡大した図６（Ｂ）に示すように、凹部２２ｄの上面を形成する底板部２２ｐの長手方向の両端部分と中央部分の計３カ所に、ヒータ保持部材２２の長手方向に長い略長方形状の貫通孔２２ｈが設けられていて、各貫通孔２２ｈから、凹部２２ｄ側（つまりコの字の外側）に、各サーミスタ２７の一部が露出するようになっている。

各サーミスタ２７は、図５（Ａ）、（Ｂ）、及び図６（Ｂ）に示すように、温度変化にともなって抵抗値が変化する温度検出素子３０を有していて、この温度検出素子３０が、貫通孔２２ｈから凹部２２ｄ側に露出するようにして、ヒータ保持部材２２に取り付けられている。

また図３（Ａ）、（Ｂ）、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ヒータ保持部材２２に取り付けられた各サーミスタ２７は、各サーミスタ２７の上側を覆うようにしてヒータ保持部材２２の内側に嵌合されるサーミスタ押さえ付け部２８により、下方（つまり加熱部材Ｈｍ側）に押さえ付けられるようになっている。具体的には、サーミスタ押さえ付け部２８は、サーミスタ２７を、凹部２２ｄに収容されている加熱部材Ｈｍに近づく方向に付勢する付勢部材（例えばスプリングバネ）２９を有していて、この付勢部材２９により、サーミスタ２７を、加熱部材Ｈｍに近づける方向に付勢する。

ヒータ保持部材２２に保持されているサーミスタ２７は、付勢部材２９により加熱部材Ｈｍに近づく方向に付勢されていることにより、温度検出素子３０を加熱部材Ｈｍ（具体的には加熱部材Ｈｍの１番上に位置する保熱板２６）に接触させるようになっている。

［３．サーミスタの構成］
ここで、サーミスタ２７の構成について、図７（Ａ）～（Ｃ）を用いてさらに詳しく説明する。尚、３個のサーミスタ２７は、それぞれ同一構成の為、図７（Ａ）～（Ｃ）には、３個のうちの１個を示している。また図７（Ａ）は、サーミスタ２７を、温度検出素子３０側とは反対側から見た斜視図であり、図７（Ｂ）は、サーミスタ２７を、温度検出素子３０側から見た斜視図であり、図７（Ｃ）は、図７（Ｂ）に示すＤ－Ｄ切断線によりサーミスタ２７を切断した断面図である。

図７（Ａ）～（Ｃ）に示すように、各サーミスタ２７は、略直方体形状の本体部３１と、本体部３１の温度検出素子３０側となる底部としての長方形の底面３１Ｌに設けられた、本体部３１よりも小さい略直方体形状の素子保持部材３２と、素子保持部材３２の本体部３１側とは反対側となる底部としての長方形の底面３２Ｌの中央に設けられた温度検出素子３０とを有している。

尚、図７（Ａ）に矢印Ａｒ１で示す、本体部３１の天面３１Ｕ及び底面３１Ｌの長辺方向を、本体部３１の長手方向とする。また矢印Ａｒ２で示す、本体部３１の天面３１Ｕ及び底面３１Ｌの短辺方向を、本体部３１の短手方向とする。さらに矢印Ａｒ３で示す本体部３１の天面３１Ｕ及び底面３１Ｌと垂直な方向を、本体部３１の高さ方向とする。素子保持部材３２についても同様に、矢印Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３で示す方向を、それぞれ長手方向、短手方向、高さ方向とする。またサーミスタ２７全体についても同様に、矢印Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３で示す方向を、それぞれ長手方向、短手方向、高さ方向とする。

素子保持部材３２は、例えばスポンジなどの弾性部材であり、長手方向（矢印Ａｒ１）の長さが本体部３１より十分短く（１／３程度）、短手方向（矢印Ａｒ２）の長さが本体部３１よりわずかに短いサイズとなっている。この素子保持部材３２の底面３２Ｌ側に設けられた温度検出素子３０からは２本の配線３３が延びている。２本の配線３３は、温度検出素子３０から、素子保持部材３２の底面３２Ｌと側面３２Ｓを伝って、本体部３１の側面３１Ｓへと延び、本体部３１の側面３１Ｓから天面３１Ｕに架けて設けられた２本の溝３４内を通って、２本の溝３４内の天面３１Ｕ側に設けられた２個の端子３５に接続されている。

２個の端子３５は、本体部３１の内部で、本体部３１の長手方向の一端側から延びる２本のリード線３６と接続されている。２本のリード線３６は、図示しないコントローラに接続されている。コントローラは、２本のリード線３６間の抵抗値を読み取ることで温度検出素子３０の温度（つまり温度検出素子３０と接触している加熱部材Ｈｍの温度でありヒータ２４の温度）を測定するようになっている。

また本体部３１には、底面３１Ｌから突出する２個の下駄歯部３７、３８が設けられている。下駄歯部３７は、素子保持部材３２よりも本体部３１の長手方向の他端（リード線３６側とは反対側）に近い位置に設けられ、下駄歯部３８は、素子保持部材３２よりも本体部３１の長手方向の一端（リード線３６側）に近い位置に設けられている。換言すると、本体部３１の底面３１Ｌ側には、下駄歯部３７と下駄歯部３８との間に、素子保持部材３２が設けられている。さらにサーミスタ２７は、図６（Ｂ）に示すように、下駄歯部３７と下駄歯部３８との間に位置する部分が、耐熱性及び絶縁性を有するシート部材３９により包囲されている。

尚、温度検出素子３０は、素子保持部材３２とともにシート部材３９により覆われていることから、厳密に言えば、加熱部材Ｈｍと接触しているわけではないが、本実施の形態では説明を簡単にする為、加熱部材Ｈｍと接触していると説明している。換言すると、本実施の形態では、温度検出素子３０が間に薄いシート部材３９を挟んで加熱部材Ｈｍに押し付けられている状態を、温度検出素子３０が加熱部材Ｈｍと接触している状態として説明している。

さらにサーミスタ２７の短手方向に直交する断面を示す断面図である図８（Ａ）に示すように、サーミスタ２７の下駄歯部３７、３８は、本体部３１の底面３１Ｌから距離Ｌ１だけ突出するようになっている。尚、図８（Ａ）は、ニップ状態のときの断面図である。この距離Ｌ１は、本体部３１の底面３１Ｌから、加熱部材Ｈｍと接触している素子保持部材３２の底面３２Ｌまでの距離Ｌ２より短くなっている。つまり、サーミスタ２７は、素子保持部材３２の底面３２Ｌに設けられた温度検出素子３０が加熱部材Ｈｍに接触することを、下駄歯部３７、３８が妨げないようになっている。また下駄歯部３８は、下駄歯部３７よりも本体部３１の短手方向（矢印Ａｒ２方向）に大きく、本体部３１の底面３１Ｌからだけでなく側面３１Ｓからも突出している。サーミスタ２７の構成は、以上のようになっている。

このサーミスタ２７は、図６（Ｂ）に示すように、ヒータ保持部材２２に設けられた貫通孔２２ｈから、下駄歯部３７の先端と下駄歯部３８の先端とこれらの間に位置する素子保持部材３２の底面３２Ｌとが露出するようにしてヒータ保持部材２２に取り付けられる。別の言い方をすると、ヒータ保持部材２２の貫通孔２２ｈは、サーミスタ２７の下駄歯部３７の先端と下駄歯部３８の先端とこれらの間に位置する部分の外周形状に沿った略Ｔ字形状であり、サーミスタ２７は、下駄歯部３７、３８とこれらの間に位置する素子保持部材３２とが略Ｔ字形状の貫通孔２２ｈに嵌入されるようにしてヒータ保持部材２２に取り付けられる。

このとき、サーミスタ２７は、下駄歯部３７、３８の位置関係が、図６（Ｂ）に示す位置関係でないと、下駄歯部３７よりも大きい下駄歯部３８がヒータ保持部材２２の底板部２２ｐに引っ掛かって貫通孔２２ｈに嵌入できないようになっている。つまり、ヒータ保持部材２２は、サーミスタ２７の向きが正しい向きである場合にのみ取り付けることができるようになっている。つまり、サーミスタ２７の下駄歯部３７、３８は、サーミスタ２７をヒータ保持部材２２に取り付ける際にサーミスタ２７の位置及び向きを指定する部材となっている。

またサーミスタ２７は、下駄歯部３７、３８とこれらの間（つまり内側）に位置する素子保持部材３２とが貫通孔２２ｈに嵌入された際に、本体部３１の底面３１Ｌのうち、下駄歯部３７、３８の外側に位置する部分が、ヒータ保持部材２２の底板部２２ｐと接触することで、ヒータ保持部材２２から抜け落ちないようになっている。別の言い方をすると、ヒータ保持部材２２の底板部２２ｐは、サーミスタ２７の取り付け時にサーミスタ２７の上下方向（高さ方向）の位置を規制する為のストッパとして機能するようにもなっている。

さらにサーミスタ２７は、図８（Ａ）に示すように、ヒータ保持部材２２に、サーミスタ押さえ付け部２８が取り付けられると、サーミスタ押さえ付け部２８に設けられた付勢部材２９の一端が、本体部３１の天面３１Ｕ（具体的には素子保持部材３２の反対側）に接触して、この付勢部材２９によりヒータ保持部材２２の底板部２２ｐ側に押し付けられる。これにより、サーミスタ２７は、下駄歯部３７の先端と下駄歯部３８の先端とこれらの間に位置する素子保持部材３２の底面３２Ｌとが、ヒータ保持部材２２の貫通孔２２ｈから露出した状態で、ヒータ保持部材２２に保持される。

その後、ヒータ保持部材２２の凹部２２ｄに加熱部材Ｈｍが収容され、さらにヒータ保持部材２２が定着ベルト１３の内側に挿通されて凹部２２ｄが定着ベルト１３で覆われると、ヒータ保持部材２２の凹部２２ｄに収容されている加熱部材Ｈｍが定着ベルト１３によって凹部２２ｄ内に保持される。このとき、サーミスタ２７は、ヒータ保持部材２２の貫通孔２２ｈから凹部２２ｄ側に露出している温度検出素子３０が、凹部２２ｄに収容されている加熱部材Ｈｍと接触する。

本実施の形態では、定着器１２の状態（ニップ状態とリリース状態）によらず、常にサーミスタ２７の温度検出素子３０が加熱部材Ｈｍに接触するようになっている。

［４．サーミスタの温度検出素子と加熱部材との接触］
ここで、定着器１２がニップ状態のときとリリース状態のときのサーミスタ２７の温度検出素子３０と加熱部材Ｈｍとの接触について、図５（Ａ）、（Ｂ）、図８（Ａ）、（Ｂ）を用いて詳しく説明する。

まず図５（Ａ）、図８（Ａ）を用いて、定着器１２がニップ状態のときのサーミスタ２７と加熱部材Ｈｍの接触について説明する。定着器１２がニップ状態のとき、ヒータ保持部材２２の凹部２２ｄ側（つまり下側）で、定着ベルト１３と加圧ローラ１４とが当接する。

このとき、図５（Ａ）に示すように、定着ベルト１３と加圧ローラ１４とが当接するニップ部Ｎｐでは、加圧ローラ１４によって定着ベルト１３が上方に押し上げられ、これにともなって、ヒータ保持部材２２の凹部２２ｄ内に収容されている加熱部材Ｈｍも上方（つまり凹部２２ｄの上面を形成する底板部２２ｐに近づく方向）に押し上げられる。

一方で、このとき、サーミスタ２７は、付勢部材２９により下方（つまり加熱部材Ｈｍに近づく方向）に付勢され、ヒータ保持部材２２の貫通孔２２ｈから凹部２２ｄ側に、素子保持部材３２の底面３２Ｌに設けられた温度検出素子３０を露出している。これにより、サーミスタ２７の温度検出素子３０と加熱部材Ｈｍとが接触する。尚、温度検出素子３０は、素子保持部材３２の底面３２Ｌに設けられている為、温度検出素子３０が加熱部材Ｈｍと接触するときには、素子保持部材３２の底面３２Ｌも加熱部材Ｈｍと接触する。

ここで、定着器１２では、素子保持部材３２の弾性力よりも付勢部材２９の付勢力の方が大きくなるように、付勢部材２９及び素子保持部材３２が選定されている。この為、図８（Ａ）に示すように、サーミスタ２７は、素子保持部材３２が図中点線で示す量だけ圧縮された状態となる。このとき、サーミスタ２７の素子保持部材３２には、元の形状に戻ろうとする弾性力が下方（つまり加熱部材Ｈｍ側）に働く。この為、ニップ状態の定着器１２では、サーミスタ２７の素子保持部材３２に設けられた温度検出素子３０を、加熱部材Ｈｍに確実に接触させることができる。この結果、画像形成装置１では、定着器１２がニップ状態のとき、サーミスタ２７により、加熱部材Ｈｍの温度（つまりヒータ２４の温度）を正確に検出することができる。

またこのとき、定着器１２では、サーミスタ２７の本体部３１の底面３１Ｌと、ヒータ保持部材２２の底板部２２ｐとが距離Ｇ１だけ離れるようになっている。つまり、定着器１２がニップ状態のとき、サーミスタ２７は、ヒータ保持部材２２の底板部２２ｐから距離Ｇ１だけ上方の位置で、温度検出素子３０を加熱部材Ｈｍに接触させた状態でヒータ保持部材２２に保持されるようになっている。別の言い方をすると、定着器１２がニップ状態のとき、サーミスタ２７は、下方に距離Ｇ１分移動可能なスペースを有する状態で、素子保持部材３２を加熱部材Ｈｍに圧接させて温度検出素子３０を加熱部材Ｈｍに接触させるようになっている。以下、この距離Ｇ１を、離間距離Ｇ１と呼ぶ。

つづけて図５（Ｂ）、図８（Ｂ）を用いて、定着器１２がニップ状態からリリース状態に遷移したときのサーミスタ２７と加熱部材Ｈｍの接触について説明する。定着器１２がニップ状態からリリース状態へと遷移すると、ヒータ保持部材２２の凹部２２ｄ側（つまり下側）で、定着ベルト１３と加圧ローラ１４とが離間する。

このとき、図５（Ｂ）に示すように、定着ベルト１３は、加圧ローラ１４が離間することにともなって、加圧ローラ１４による押し上げがなくなる。この結果、定着ベルト１３は、加圧ローラ１４と当接していた部分（つまりニップ部Ｎｐを形成していた部分）が、下方（加圧ローラ１４側）に撓み、これにともなって、加熱部材Ｈｍが下方（つまり凹部２２ｄの上面を形成する底板部２２ｐから離れる方向）に距離Ｇ２だけ移動する。以下、この距離Ｇ２を、移動距離Ｇ２と呼ぶ。

一方で、このとき、サーミスタ２７は、加熱部材Ｈｍが下方に移動することにともなって、付勢部材２９による付勢力により、素子保持部材３２を加熱部材Ｈｍに圧接させて温度検出素子３０を加熱部材Ｈｍに接触させたまま、下方に移動する。つまり、サーミスタ２７は、付勢部材２９による付勢力により、加熱部材Ｈｍの移動に追従する。ここで、ニップ状態のときのサーミスタ２７の本体部３１の底面３１Ｌと、ヒータ保持部材２２の底板部２２ｐとの離間距離Ｇ１（図８（Ａ）参照）は、加熱部材Ｈｍの移動距離Ｇ２より大きな距離に選定されている。この為、サーミスタ２７は、ヒータ保持部材２２の底板部２２ｐと接触することなく、温度検出素子３０を加熱部材Ｈｍに接触させたまま、加熱部材Ｈｍとともに下方に移動する。そして、サーミスタ２７は、ヒータ保持部材２２の底板部２２ｐから離間距離Ｇ３だけ上方の位置で、温度検出素子３０を加熱部材Ｈｍに接触させた状態でヒータ保持部材２２に保持されるようになっている。尚、このときの離間距離Ｇ３は、離間距離Ｇ１から移動距離Ｇ２を減算した距離と同程度となる。このように、定着器１２は、リリース状態のときも、サーミスタ２７の温度検出素子３０を加熱部材Ｈｍに接触させることができるようになっている。

またこのとき、素子保持部材３２の弾性力よりも付勢部材２９の付勢力の方が大きいことから、図８（Ｂ）に示すように、サーミスタ２７は、素子保持部材３２が図中点線で示す量だけ圧縮された状態となる。尚、このとき（つまりリリース状態のとき）の素子保持部材３２の圧縮量は、ニップ状態のときと同程度となる。この為、定着器１２では、リリース状態のときでも、ニップ状態のときと同様、サーミスタ２７の素子保持部材３２に設けられた温度検出素子３０を、加熱部材Ｈｍに確実に接触させることができる。この結果、画像形成装置１では、定着器１２がリリース状態のときも、サーミスタ２７により、加熱部材Ｈｍの温度（つまりヒータ２４の温度）を正確に検出することができる。

また定着器１２では、ニップ状態からリリース状態へと遷移するときに、付勢部材２９の付勢力により、サーミスタ２７の素子保持部材３２を加熱部材Ｈｍに圧接させたまま、素子保持部材３２の形状をほぼ一定に保った状態で、サーミスタ２７を加熱部材Ｈｍの移動に追従させるようになっている。

尚、ここでは、定着器１２がニップ状態からリリース状態へと遷移するときのサーミスタ２７と加熱部材Ｈｍの接触について説明したが、リリース状態からニップ状態へと遷移する場合、サーミスタ２７は、温度検出素子３０を加熱部材Ｈｍに接触させたまま、加熱部材Ｈｍとともに上方に押し上げられ、図５（Ａ）に示す位置で保持されるようになっている。

［５．まとめと効果］
ここまで説明したように、本実施の形態の定着器１２については、定着ベルト１３の内側に、定着ベルト１３を加熱する加熱部材Ｈｍを設け、さらにこの加熱部材Ｈｍよりも定着ベルト１３の内側に、加熱部材Ｈｍの温度を検出するサーミスタ２７を設け、さらにこのサーミスタ２７を加熱部材Ｈｍに近づける方向に付勢する付勢部材２９を設けた。

さらにサーミスタ２７については、付勢部材２９により加熱部材Ｈｍに近づく方向に付勢される本体部３１と、本体部３１の加熱部材Ｈｍ側となる底部としての底面３１Ｌに設けられ、本体部３１と加熱部材Ｈｍとの間に位置する弾性部材である素子保持部材３２と、素子保持部材３２の加熱部材Ｈｍ側となる底部としての底面３２Ｌに設けられた温度検出素子３０とを設けた。さらに定着器１２については、付勢部材２９の付勢力を、素子保持部材３２の弾性力よりも大きくした。

これにより、本実施の形態の定着器１２では、ニップ状態とリリース状態のどちらの状態であろうと、常に付勢部材２９によりサーミスタ２７の本体部３１を加熱部材Ｈｍに近づける方向に付勢して、素子保持部材３２とともに温度検出素子３０を確実に加熱部材Ｈｍに押し付けることができる。かくして、本実施の形態の定着器１２では、加熱部材Ｈｍの温度を検出する精度を向上させることができる。

また本実施の形態の定着器１２では、ヒータ保持部材２２に、本体部３１の底面３１Ｌの一部と対向するストッパとしての底板部２２ｐを設けた。さらに定着器１２がニップ状態のときの、本体部３１の底面３１Ｌと底板部２２ｐとの離間距離Ｇ１を、ニップ状態からリリース状態へと遷移するときの加熱部材Ｈｍの移動距離Ｇ２より大きくした。こうすることで、本実施の形態の定着器１２では、ヒータ保持部材２２の底板部２２ｐを、サーミスタ２７の取り付け時にサーミスタ２７の位置を規制する為のストッパとして機能させつつ、サーミスタ２７の素子保持部材３２の底面３２Ｌ側を加熱部材Ｈｍに圧接させて温度検出素子３０を加熱部材Ｈｍに接触させたまま、加熱部材Ｈｍの移動に追従させることができる。

ここで、本実施の形態の定着器１２の効果を明確にする為の比較対象として、図９（Ａ）、（Ｂ）、図１０（Ａ）、（Ｂ）に、ニップ状態のときに、サーミスタ２７の底面３１Ｌと、ヒータ保持部材２２の底板部２２ｐとが接触するように構成された定着器１２Ｘについて説明する。尚、図９（Ａ）、（Ｂ）は、図５（Ａ）、（Ｂ）に対応する図であり、図１０（Ａ）、（Ｂ）は、図８（Ａ）、（Ｂ）に対応する図である。

図９（Ａ）、図１０（Ａ）に示すように、この定着器１２Ｘは、ニップ状態のときに、サーミスタ２７の本体部３１の底面３１Ｌと、ヒータ保持部材２２の底板部２２ｐとが接触するようになっている。この為、サーミスタ２７は、ニップ状態のときの位置からさらに下方に移動することはできない。

このような構成の定着器１２Ｘの場合、ニップ状態からリリース状態へと遷移したときに、サーミスタ２７の本体部３１の底面３１Ｌと、ヒータ保持部材２２の底板部２２ｐとが接触している為、サーミスタ２７を加熱部材Ｈｍの移動に追従させることができない。このことから、図９（Ｂ）、図１０（Ｂ）に示すように、定着器１２Ｘは、リリース状態のときに、サーミスタ２７の素子保持部材３２の底面３２Ｌと、加熱部材Ｈｍとの間に隙間Ｓｐが形成され、底面３２Ｌに設けられた温度検出素子３０が加熱部材Ｈｍから離れてしまう。この為、定着器１２Ｘでは、リリース状態のときに、正確に加熱部材Ｈｍの温度を検出することができない。

これに対して、本実施の形態の定着器１２では、ニップ状態とリリース状態のどちらの状態であろうと、常に素子保持部材３２を加熱部材Ｈｍに圧接させて温度検出素子３０を加熱部材Ｈｍに接触させることができるので、定着器１２Ｘと比較して、正確に加熱部材Ｈｍの温度を検出することができる。

また定着器１２Ｘでは、リリース状態のときに、素子保持部材３２が加熱部材Ｈｍから離れることから、ニップ状態のときに圧縮されていた素子保持部材３２が、リリース状態のときには元の形状に戻ることになる。つまり、定着器１２Ｘでは、状態（ニップ状態とリリース状態）が遷移するたびに、素子保持部材３２の形状が変化するようになっている。このようにして素子保持部材３２の形状が繰り返し変化すると、素子保持部材３２の底面３２Ｌ、側面３２Ｓを伝って本体部３１の側面３１Ｓへと延びている配線３３が撓んだり延びたりを繰り返すことで、配線３３に負荷がかかり、配線３３が断線したり端子３５から外れる可能性が出てくる。

これに対して、本実施の形態の定着器１２では、ニップ状態とリリース状態のどちらの状態であろうと、常にサーミスタ２７の素子保持部材３２を加熱部材Ｈｍに圧接させて、素子保持部材３２の形状をほぼ一定に保つことができるので、配線３３が断線したり端子３５から外れたりしてしまうことを防ぐことができる。

このように、本実施の形態の定着器１２は、定着器１２Ｘと比較して、状態によらず正確に加熱部材Ｈｍの温度を検出することができ、また配線３３の断線などによる故障を防ぐことができる。

［６．他の実施の形態］
［６－１．他の実施の形態１］
尚、上述した実施の形態では、定着器１２のヒータ保持部材２２に、サーミスタ２７の取り付け時にサーミスタ２７の位置を規制する為のストッパとして機能する底板部２２ｐを設けた。ここで、例えば、図１１に示すように、底板部２２ｐから、サーミスタ２７の本体部３１の底面３１Ｌと対向する部分（つまりストッパとして機能する部分）を省略するようにしてもよい。この場合、底板部２２ｐがストッパとして機能しない為、サーミスタ２７をヒータ保持部材２２に取り付ける際に、サーミスタ２７の上下方向の位置を規制することはできないが、最終的にサーミスタ２７は、サーミスタ押さえ付け部２８と加熱部材Ｈｍとの間に挟み込まれることで上下方向の位置が規制されることになる。

またこの図１１に示すように、底板部２２ｐから、サーミスタ２７の本体部３１の底面３１Ｌと対向する部分（つまりストッパとして機能する部分）を省略した場合、本体部３１に設けられる下駄歯部３７、３８の位置を、上述した実施の形態で示した位置から変更する（例えば下駄歯部３７を本体部３１の長手方向の他端、下駄歯部３８を本体部３１の長手方向の一端に設ける）ようにしてもよい。つまり下駄歯部の位置については、適宜変更してもよい。

［６－２．他の実施の形態２］
また、上述した実施の形態では、定着器１２がニップ状態からリリース状態へと遷移する際に、サーミスタ２７が、ヒータ保持部材２２の底板部２２ｐと接触することなく、加熱部材Ｈｍの移動に追従できるようにする為に、ニップ状態のときのサーミスタ２７の本体部３１とヒータ保持部材２２の底板部２２ｐとの離間距離Ｇ１を、加熱部材Ｈｍの移動距離Ｇ２より大きくするようにした。

ところで、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、サーミスタ２７を付勢する付勢部材２９は、定着器１２がニップ状態からリリース状態へと遷移することにともなって下方に延びる為、ニップ状態のときよりもリリース状態のときの方がわずかではあるが付勢力が弱まる。このように付勢部材２９の付勢力が弱まると、図中点線で示す素子保持部材３２の変形量も小さくなる。この為、リリース状態のときの素子保持部材３２は、高さ方向（つまり付勢方向）の長さＬ５が、ニップ状態のときの高さ方向の長さＬ４よりもわずかに大きくなる。つまり、定着器１２がニップ状態からリリース状態へと遷移することにともなって、サーミスタ２７の素子保持部材３２は、付勢部材２９の付勢方向に、長さＬ５－長さＬ４の分だけ延びることになる。ゆえに、ここでは、長さＬ５－長さＬ４を、素子保持部材３２の延び量とする。

この為、加熱部材Ｈｍが移動距離Ｇ２だけ移動する際に、サーミスタ２７の本体部３１が移動する移動距離は、厳密に言うと、移動距離Ｇ２ではなく、移動距離Ｇ２－素子保持部材３２の延び量となる。このことから、ニップ状態のときのサーミスタ２７の本体部３１とヒータ保持部材２２の底板部２２ｐとの離間距離Ｇ１については、より厳密にいえば、加熱部材Ｈｍの移動距離Ｇ２から素子保持部材３２の延び量（つまり長さＬ５－長さＬ４）を減算した値より大きくすればよい。

［６－３．他の実施の形態３］
さらに上述した実施の形態では、ヒータ保持部材２２の長手方向の両端部と中央部の計３カ所にサーミスタ２７を設けたが、サーミスタ２７の数と位置については、上述した実施の形態とは異なるようにしてもよい。さらに上述した実施の形態では、サーミスタ２７の本体部３１に２個の下駄歯部３７、３８を設けたが、下駄歯部３７、３８を省略したり、下駄歯部を３個以上設けたりしてもよい。

［６－４．他の実施の形態４］
さらに上述した実施の形態では、定着部材としての定着ベルト１３の内側に加熱部材Ｈｍと温度検出部としてのサーミスタ２７とを有する定着装置としての定着器１２に本発明を適用したが、これに限らず、例えば、定着部材の内側に加熱部材と温度検出部を有するものであれば、定着器１２とは異なる構成の定着装置に適用してもよい。さらに上述した実施の形態では、定着器１２を備えた画像形成装置１に本発明を適用したが、これに限らず、例えば、定着部材の内側に加熱部材と温度検出部を有する定着装置を備えた画像形成装置であれば、画像形成装置１とは異なる構成の画像形成装置に適用してもよい。例えば、５色以上もしくは３色未満のカラーに対応する画像形成装置や、中間転写ベルトを備える構成の画像形成装置などに適用してもよく、またプリンタに限らず、コピー機、ファクシミリ、複合機などの画像形成装置に適用してもよい。

［６－５．他の実施の形態５］
さらに上述した各実施の形態では、定着部材の具体例として筒状の定着ベルト１３を用いたが、これに限らず、例えば、定着ベルト１３と同等に機能するものであれば、定着ベルト１３とは異なる定着部材を用いてもよい。さらに上述した各実施の形態では、加圧部材の具体例として加圧ローラ１４を用いたが、これに限らず、例えば、加圧ローラ１４と同等に機能するものであれば、加圧ローラ１４とは異なる加圧部材を用いてもよい。さらに上述した各実施の形態では、加熱部材の具体例として、ヒータ２４と、熱拡散板２５と、保熱板２６とで構成される加熱部材Ｈｍを用いたが、これに限らず、定着部材を加熱できるものであれば、加熱部材Ｈｍとは異なる構成の加熱部材を用いてもよい。さらに上述した各実施の形態では、付勢部材の具体例としてスプリングバネである付勢部材２９を用いたが、これに限らず、例えば、付勢部材２９と同等に機能するものであれば、付勢部材２９とは異なる付勢部材を用いてもよい。さらに上述した各実施の形態では、温度検出部の具体例として、本体部３１と、弾性部材としての素子保持部材３２と、温度検出素子３０とを有するサーミスタ２７を用いたが、これに限らず、例えば、本体部と弾性部材と温度検出素子を有するものであれば、サーミスタ２７とは一部構成が異なる温度検出部を用いてもよい。さらに上述した各実施の形態では、加熱部材と温度検出部を保持する保持部材の具体例として、ヒータ保持部材２２を用いたが、これに限らず、加熱部材と温度検出部を保持できるものであれば、ヒータ保持部材２２とは異なる構成の保持部材を用いてもよい。

［６－６．他の実施の形態６］
さらに本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した各実施の形態の一部または全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。

本発明は、例えば、電子写真方式のカラープリンタなどに利用することができる。

１……画像形成装置、１２、１２Ｘ……定着器、２２……ヒータ保持部材、２２ｄ……凹部、２２ｐ……底板部、２２ｈ……貫通孔、２４……ヒータ、２５……熱拡散板、２６……保熱板、２７……サーミスタ、２８……サーミスタ押さえ付け部、２９……付勢部材、３０……温度検出素子、３１……本体部、３１Ｌ、３２Ｌ……底面、３２……素子保持部材、３３……配線、３７、３８……下駄歯部、Ｈｍ……加熱部材。

Claims (9)

1. 定着部材と加圧部材とを備え、前記定着部材と前記加圧部材とを当接させるニップ状態と、前記定着部材と前記加圧部材とを離間させるリリース状態とに遷移可能な定着装置であり、
   前記定着部材の内側に設けられ、当該定着部材を加熱する加熱部材と、
   前記加熱部材よりも前記定着部材の内側に設けられ、当該加熱部材の温度を検出する温度検出部と、
   前記温度検出部を前記加熱部材に近づける方向に付勢する付勢部材と
   を備え、
   前記温度検出部は、
   前記付勢部材により前記加熱部材に近づく方向に付勢される本体部と、
   前記本体部に設けられ、当該本体部と前記加熱部材との間に位置する弾性部材と、
   前記弾性部材の前記加熱部材と接触する接触部分に設けられた温度検出素子と
   を有し、
   前記付勢部材の付勢力が、前記弾性部材の弾性力よりも大きく、
   前記ニップ状態及び前記リリース状態のときに、前記付勢部材の付勢力により前記温度検出素子を前記加熱部材に接触させた状態を維持する
   ことを特徴とする定着装置。
2. 前記加熱部材は、
   前記ニップ状態から前記リリース状態へと遷移する際に、前記定着部材のうちの、前記加圧部材と当接していた部分が、前記加圧部材に近づくことにともなって、前記加圧部材に近づく方向に移動し、
   前記温度検出部は、
   前記付勢部材の付勢力により、前記弾性部材の前記接触部分を前記加熱部材に圧接させて前記温度検出素子を前記加熱部材に接触させたまま、前記加熱部材の移動に追従する
   ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記定着部材の内側に設けられ、前記加熱部材と前記温度検出部を保持する保持部材をさらに備え、
   前記保持部材は、
   前記温度検出部が有する前記本体部の前記加熱部材側となる端部の一部と対向するストッパを有し、
   前記温度検出部は、
   前記付勢部材の付勢力により前記弾性部材の前記接触部分を前記加熱部材に圧接させた状態で、且つ前記本体部の前記端部の一部と前記ストッパとの間に隙間が形成された状態で、前記保持部材に保持される
   ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記ニップ状態のときの、前記本体部の前記端部の一部と前記ストッパとの距離が、前記ニップ状態から前記リリース状態へと遷移する際に前記加熱部材が移動する移動距離よりも大きい
   ことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記ニップ状態のときの、前記本体部の前記端部の一部と前記ストッパとの距離が、前記ニップ状態から前記リリース状態へと遷移する際に前記加熱部材が移動する移動距離から、前記ニップ状態から前記リリース状態へと遷移したときの前記弾性部材の延び量を減算した値よりも大きい
   ことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記保持部材は、
   前記温度検出部を取り付ける位置に、前記温度検出部の前記弾性部材を前記加熱部材側に露出させる貫通孔を有し、
   前記温度検出部は、
   前記貫通孔から前記加熱部材側に前記弾性部材を露出させ、前記弾性部材の前記接触部分を前記加熱部材に圧接させた状態で、且つ前記本体部の前記端部の一部と前記ストッパとの間に隙間が形成された状態で、前記保持部材に保持される
   ことを特徴とする請求項３～５のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記本体部の前記端部には、前記加熱部材側に突出する下駄歯部が２個設けられていて、当該２個の下駄歯部の間に、前記弾性部材が設けられている
   ことを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
8. 前記貫通孔は、
   前記２個の下駄歯部と当該２個の下駄歯部の間に位置する前記弾性部材とが嵌入される孔となっている
   ことを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. 請求項１～８のいずれかに記載の前記定着装置を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。

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