JP5901702B2

JP5901702B2 - 定着装置

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Publication number: JP5901702B2
Application number: JP2014128147A
Authority: JP
Inventors: 徹今泉; 隆史 ▲楢▼原; 安藤　温敏; 温敏安藤; 康人南島; 前田　雅文; 前田　　雅文; 朋也立石
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2034-06-23
Also published as: US20150023704A1; US9235172B2; JP2015043075A

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真レーザービームプリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置（定着器）に関する。

電子写真式の複写機やプリンタに搭載される定着装置として、フィルム加熱方式のものが知られている。このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックス製の基板上に発熱抵抗体を有するヒータと、ヒータと接触しつつ回転する筒状のフィルムと、ヒータと共にフィルムを挟んでニップ部を形成する加圧ローラなどを有する。未定着トナー画像を担持する記録材はニップ部で搬送されつつ加熱され、これにより記録材上のトナー画像は記録材に加熱定着される。

この定着器は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いというメリットを有する。従って、この定着器を搭載するプリンタは、プリント指令の入力後、１枚目の画像を出力するまでの時間（ＦＰＯＴ：ＦｉｒｓｔＰｒｉｎｔＯｕｔＴｉｍｅ）を短くできる。またこのタイプの定着器は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。

ところで、フィルムを用いた定着器を搭載するプリンタで小サイズの記録材を大サイズの記録材と同じプリント間隔で連続プリントすると、ヒータの記録材が通過しない領域（非通過部）が過度に昇温することが知られている。ヒータの非通過部が過昇温すると（非通過部昇温）、フィルム、ヒータを支持するホルダ、加圧ローラなどの部材が熱により損傷する場合がある。そこで、フィルムを用いた定着器を搭載するプリンタは、小サイズの記録材に連続プリントする場合、大サイズの記録材に連続プリントする場合よりもプリント間隔を広げる制御を行いヒータの非通過部の過昇温を抑えている。

しかしながら、プリント間隔を広げる制御は単位時間当りの出力枚数を減らすものであり、小サイズの記録材の単位時間当りの出力枚数を大サイズの記録材の場合と同等にすることが望まれる。

そこで、特許文献１には、図１１に示すように、ヒータ１２と断熱支持部材１１との間に金属板１４ａを配置した加熱装置が開示されている。熱伝導部材である金属板１４ａを断熱支持部材１１とヒータ１２との間に介在させることによってヒータの温度の偏りを解消することができる。従って、非通紙部昇温が発生した際に、ヒータの記録材が通過しない領域（非通過部）と記録材が通過する領域（通過部）との温度差を小さくすることができる。

ただし、金属板１４ａを図１１のようにヒータ全域に設けてしまうと、ヒータのフィルム母線方向の通過部端部で温度ダレ（フィルムの温度低下）が発生してしまい、定着不良が発生する可能性がある。

また、特許文献１には、金属板１４ａを分割して設ける例も提案されており、断熱支持部材１１のザグリ部に金属板を埋め込む構成としている。

特開平１１−８４９１９号公報

本発明の目的は、部品公差によらず、ヒータと熱伝導部材との接触性を高めることができて、ヒータの温度分布を均一化する効果を発揮することが可能な定着装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の構成は、
記録材に形成されたトナー像を記録材に定着する定着装置であって、
筒状のフィルムと、
前記フィルムの内面と接触する面である第１の面を有するヒータと、
前記フィルムを介して前記ヒータと共に圧接部を形成する対向部材と、
前記ヒータの前記第１の面と反対側の面である第２の面を支持する支持部材と、
前記第２の面に接触する熱伝導部材と、
を有し、
前記フィルムの母線方向において、前記熱伝導部材の前記第２の面に接触する接触領域の端部は、前記圧接部の端部と同じ位置もしくは前記圧接部の端部よりも内側に位置し、
前記母線方向において、前記支持部材は、前記接触領域の端部から前記圧接部の端部よりも外側まで亘る領域であって前記第２の面に接触しない第１の領域と、前記第１の領域よりも外側で前記第２の面と接触する第２の領域と、を有することを特徴とする。

本発明の他の構成は、
記録材に形成されたトナー像を記録材に定着する定着装置であって、
筒状のフィルムと、
前記フィルムの内面と接触する面である第１の面を有するヒータと、
前記フィルムを介して前記ヒータと共に第１の圧接部を形成する第１の対向部材と、
前記フィルムの母線方向において前記第１の対向部材の端部よりも外側に前記第１の対向部材の端部と接触しないように設けられ、前記ヒータと前記フィルムを介して第２の圧接部を形成する第２の対向部材と、
前記ヒータの前記第１の面と反対側の面である第２の面を支持する支持部材と、
前記第２の面に接触する熱伝導部材と、
を有し、
前記母線方向において、前記熱伝導部材の前記第２の面に接触する接触領域の端部は、前記第１の圧接部の端部と同じ位置もしくは前記第１の圧接部の端部よりも内側に位置し、
前記母線方向において、前記支持部材は、前記接触領域の端部から前記第２の圧接部の端部よりも外側まで亘る領域であって前記第２の面に接触しない第１の領域と、前記第１の領域よりも外側で前記第２の面と接触する第２の領域と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、部品公差によらず、ヒータと熱伝導部材との接触性を高めることができて、ヒータの温度分布を均一化する効果を発揮することが可能な定着装置の提供を実現できる。

実施例１に係る定着装置の長手方向中央断面図実施例１に係る定着装置の長手方向中央部切り欠き正面図ヒータのフィルム摺動面側の正面図支持部材、熱伝導部材、サーミスタ、及び温度ヒューズの関係を表す図（ａ）は図１のＩ−Ｉ線矢視断面図、（ｂ）は熱伝導部材が取り付けられた支持部材をヒータ側から観た図、（ｃ）は支持部材と、熱伝導部材と、ヒータと、フィルムと、加圧ローラの長手方向端部の関係を説明するための図（ａ）はフィルムの母線方向におけるヒータと熱伝導部材の熱の流れを説明するための図、（ｂ）はフィルムの母線方向におけるヒータと熱伝導部材端部の熱の流れを説明するための図（ａ）は給電コネクタの説明図、（ｂ）はクリップの説明図（ａ）は実施例１に係る定着装置において熱伝導部材端部付近のヒータの接触状態を説明するための図、（ｂ）は比較例に係る定着装置において熱伝導部材の端部付近のヒータの接触状態を説明するための図実施例３に係るヒータと、支持部材と、熱伝導部材と、加圧ローラと、の長手方向の端部の構成を示した図実施例２に係る定着装置の特徴を説明するための図従来例に係る定着装置のヒータと熱伝導部材の構成を説明するための図（ａ）は実施例１に係る加圧ステイと、支持部材と、熱伝導部材と、ヒータと、フランジと、を記録材搬送方向から見た構成を示した図、（ｂ）は実施例１に係る加圧ステイと、支持部材と、熱伝導部材と、ヒータと、の長手方向の中央部の横断面を示した図実施例１の変形例の定着装置の模式断面図

以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。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の一例ではあるものの、本発明は以下の実施例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種々の構成を他の公知の構成に置き換えることは可能である。

［実施例１］
本実施例では、電子写真記録技術を用いたプリンタや複写機などの画像形成装置に搭載されるフィルム加熱方式の定着装置（定着器）を説明する。

（１）定着装置３０の構成
図１は本実施例に係る定着装置３０の長手方向中央断面図である。図２は本実施例に係る定着装置３０の長手方向中央部切り欠き正面図である。図２では、説明の便宜上、フィルム３６を透視してフィルムの内側にある部材を実線にて表し、更にフレーム３３の側板３４，３５を実線にて表している。図３はヒータ３７のフィルム摺動面側の正面図である。図４は支持部材３８、熱伝導部材３９、サーミスタ４２、及び温度ヒューズ４３の関係を表す図である。

定着装置３０は、フィルムユニット３１と、加圧部材としての加圧ローラ３２と、を有する。フィルムユニット３１は、筒状の回転部材としての筒状のフィルム３６と、加熱体としての板状のヒータ３７と、ヒータ３７を支持する支持部材３８と、を有する。更にフィルムユニット３１は、ヒータ３７と支持部材３８との間に設けられた熱伝導部材３９と、支持部材を補強する補強部材としての加圧ステイ４０と、フィルム３６の長手方向の移動を規制する規制部材としてのフランジ４１，４２と、を有する。

加圧ローラ３２と、フィルム３６と、ヒータ３７と、支持部材３８と、熱伝導部材３９と、加圧ステイ４０は、何れも記録材搬送方向と直交する方向（以下、長手方向と記す）に長い部材である。フィルム３６は加圧ローラ３２と並列に配設されている。ヒータ３７と支持部材３８と熱伝導部材３９と加圧ステイ４０はフィルム３６に内包されている。フランジ４１，４２はフィルム３６の長手方向両側に配設されている。

支持部材３８は、記録材搬送方向と平行な方向（以下、短手方向と記す）の断面形状が略半円状樋型となるように形成され（図１参照）、剛性・耐熱性・断熱性を有する部材である。支持部材３８の材質は液晶ポリマー樹脂である。この支持部材３８は、加圧ローラ３２側の平面に支持部材の長手方向に沿って形成された溝３８ａを有し、この溝で熱伝導部材３９とヒータ３７を支持している。更に支持部材３８は、加圧ローラ３２とは反対側の平面において記録材搬送方向上流側と記録材搬送方向下流側に弧状のガイド部３８ｂ，３８ｃを有し、このガイド部でフィルム３６の回転を適正に保持するようになっている。

加圧ステイ（補強部材）４０は、フィルムユニット３１の曲げ剛性を高めるために用いられ、短手方向の断面形状がＵ字形状となるように板厚１．６ｍｍのステンレス鋼を曲げ加工して形成されている。この加圧ステイ４０は、支持部材３８のガイド部３８ｂとガイド部３８ｃとの間に配置されている。

図３に示すように、ヒータ３７はフィルム３６の母線方向に長い基板３７ａを有する。ここでフィルム３６の母線方向とは、図２において符号Ｌにて示す方向であり、上述の長手方向と同じ方向である。基板３７ａの材質はアルミナ、窒化アルミ等のセラミックである。基板３７ａのフィルム３６内面側の面（以下、フィルム摺動面と記す）には、銀・パラジウム合金等により細い帯状の一対の発熱抵抗体３７ｂが基板の長手方向に沿ってスクリーン印刷等により形成されている。

更に基板３７ａのフィルム摺動面には、各発熱抵抗体３７ｂに銀等により電気接点部３７ｃが電気的に接続して形成してある。各発熱抵抗体３７ｂは銀等からなる導体パターン３７ｅを介して直列に接続されている。

更に基板３７ａのフィルム摺動面には、各発熱抵抗体３７ｂ、導体パターン３７ｅ、及び電気接点部３７ｃの一部を覆うように保護層としてのガラスコート３７ｄが形成されている。このガラスコート３７ｄにより発熱抵抗体３７ｂを保護すると共にフィルム３６内面との摺動性を向上させている。

上記ヒータ３７は、支持部材３８の溝３８ａにフィルム３６の母線方向に沿って配設され、ガラスコート３７ｄがフィルム３６内面と接触するようになっている。

ヒータ３７の基板３７ａは、長さが２７０．０ｍｍ、幅が５．８ｍｍ、厚みが１．０ｍｍの直方体の形状である。基板３７ａの材質はアルミナである。発熱抵抗体３７ｂの基板３７ａ長手方向の長さは２２２．０ｍｍである。各発熱抵抗体３７ｂの抵抗値は１８Ωである。

図４に示されるように、支持部材３８の長手方向中央の近傍には貫通孔３８ａ，３８ｂが形成されている。貫通孔３８ａ，３８ｂのうち、一方の貫通孔３８ａには温度検知素子としてのサーミスタ４２が熱伝導部材３９と接触するように配置されている。他方の貫通孔３８ｂには通電遮断素子としての温度ヒューズ４３が熱伝導部材３９と接触するように配置されている。つまり、熱伝導部材３９を介してヒータ３７の熱を感熱するように熱伝導部材３９にサーミスタ４２と温度ヒューズ４３を接触させてある。

サーミスタ４２は、サーミスタの筐体に、ヒータ３７への接触状態を安定させるためのセラミックペーパー等を介してサーミスタ素子を配し、更にポリイミドテープ等の絶縁物で被覆されている。

温度ヒューズ４３は、ヒータ３７が異常昇温した際に、ヒータの異常発熱を感知し、ヒータへの通電を遮断する部品である。この温度ヒューズ４３は、円筒状の金属筐体内に所定温度で溶融するヒューズエレメントが搭載され、ヒータ３７の異常昇温によりヒューズエレメントが溶断した際にヒータ３７へ通電するための電気回路ＥＣ（図３参照）を遮断する。温度ヒューズ４３は熱伝導部材３９に熱伝導グリスを介して設置されており、温度ヒューズがヒータ３７に対して浮いてしまうことで起こる動作不良の発生を抑制している。

ヒータ３７、熱伝導部材３９、及び加圧ステイ４０を備える支持部材３８にはフィルム３６がルーズに外嵌されている。フィルム３６は、筒状の基層と、基層の外周面上に形成された弾性層と、弾性層の外周面上に形成された離型層と、を有する。本実施例のフィルム３６は内径が１８．０ｍｍである。基層として厚み６０μｍのポリイミドの基材を用いている。弾性層として厚み約１５０μｍのシリコーンゴム層を用いている。離型層として厚み１５μｍのＰＦＡ樹脂チューブを用いている。

フランジ４１，４２の材質は液晶ポリマー樹脂である。フランジ４１は、フィルム３６の長手方向の一端部が接触することによりフィルムの長手方向への移動を規制する板状の規制部４１ａを有する（図２参照）。規制部４１ａには加圧ステイ４０と支持部材３８の長手方向の一端部を支持させている。規制部４１ａの記録材搬送方向上流側と記録材搬送方向下流側の端面には縦溝４１ａ１が形成してあり、この縦溝をフレーム３３の一方の側板３４に嵌め込むことでフランジ４１を加圧ローラ３２に対し移動可能に取り付けている。

更にフランジ４１は、規制部４１ａのフィルム３６側の内側面に弧状のガイド部４１ｂを有する。このガイド部４１ｂは、加圧ステイ４０と支持部材３８の長手方向の一端部を支持すると共にガイド部の外周面でフィルム３６の回転をガイドするようになっている。更にフランジ４１は、規制部４１ａのフィルム３６側とは反対側の外側面にバネ受け部４１ｃを有する。

一方、フランジ４１は、フィルム３６の長手方向の他端部が接触することによりフィルムの長手方向への移動を規制する板状の規制部４２ａを有する（図２参照）。規制部４２ａには加圧ステイ４０と支持部材３８の長手方向の他端部を支持させている。規制部４２ａの記録材搬送方向上流側と記録材搬送方向下流側の端面には縦溝４２ａ１が形成してあり、この縦溝をフレーム３３の他方の側板３５に嵌め込むことでフランジ４２を加圧ローラ３２に対し移動可能に取り付けている。

更にフランジ４２は、規制部４２ａのフィルム３６側の内側面に弧状のガイド部４２ｂを有する。このガイド部４２ｂは、加圧ステイ４０と支持部材３８の長手方向の一端部を支持すると共にガイド部の外周面でフィルム３６の回転をガイドするようになっている。更にフランジ４２は、規制部４１ａのフィルム３６側とは反対側の外側面にバネ受け部４２ｃを有する。

加圧ローラ３２は、芯金３２ａと、芯金の長手方向両端部の軸部３２ａ１，３２ａ２間の外周面上に形成された弾性層３２ｂと、弾性層の外周面上に形成された離型性層３２ｃと、を有する。弾性層３２ｂの材質としてはシリコーンゴムやフッ素ゴム等が用いられる。離型層３２ｃの材質としては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共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、又はＦＥＰ（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）等が用いられる。

本実施例では、加圧ローラ３２として下記の構成のものを用いた。ステンレス鋼製の外径１１．０ｍｍの芯金３２ａ上に第一の弾性部材としての弾性層３２ｂを形成し、その弾性層上に離型層３２ｃを形成したものを加圧ローラ３２として用いた。弾性層３２ｂは芯金３２ａ上に射出成形により厚み約３．５ｍｍのシリコーンゴム層を形成したものである。離型層３２ｃは弾性層３２ｂ上に厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆して形成したものである。

加圧ローラ３２の外径は１８．０ｍｍである。加圧ローラ３２の硬度は、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度計で９．８Ｎの加重において、ニップ部Ｎの確保や耐久性などの観点から、４０°〜７０°の範囲が望ましい。本実施例においては加圧ローラ３２の硬度を５４°にしている。加圧ローラ３２の弾性層３２ｂの長さは２２６．０ｍｍである。

図２に示されるように、加圧ローラ３２は芯金３２ａの軸部３２ａ１，３２ａ２が軸受部材５０，５１を介して側板３４，３５に回転可能に支持されている。芯金３２ａの３２ａ２には駆動ギアＧが固定されている。

図１２（ａ）に、加圧ステイ４０と、支持部材３８と、熱伝導部材３９と、ヒータ３７と、フランジ４１のバネ受け部４１ｃ、フランジ４２のバネ受け部４２ｃと、を記録材搬送方向から見た構成を示す。

バネ受け部４１ｃ，４２ｃは加圧アーム５２，５３との間に配設された加圧バネ５４，５５でフィルム３６の母線方向と直交する垂直方向へ加圧されている。バネ受け部４１ｃ，４２ｃは、加圧バネ５４，５５から受けたバネ力を加圧ステイ４０を介して支持部材３８に伝達する。そして、支持部材３８は、熱伝導部材３９を介してヒータ３７を加圧ローラ３２の外周面にフィルム３６を挟んで押圧し、ニップ部Ｎ（図１参照）が形成される。

加圧ステイ４０は、支持部材３８に長手方向に亘って接触し、その接触領域の長手方向の端部は、ニップ部Ｎの端部よりも外側にある。

尚、支持部材３８は、ヒータ３７のフィルム３６と接触する面と反対側の面と、接触面３８ｂを除いて接触しない。図１２（ｂ）に、加圧ステイ４０と、支持部材３８と、熱伝導部材３９と、ヒータ３７と、の長手方向における接触面３８ｂを除いた部分の断面図を示す。図１２（ｂ）に示すように、支持部材３８は、ヒータ３７とヒータ３７の短手方向の側面を除いて接触しない構成である。この構成によって、熱伝導部材３９とヒータ３７との接触性を高めることができる。

本実施例では、加圧ローラ３２表面とフィルム３６表面との圧接力を総圧で１８０Ｎとし、ニップ部Ｎの幅を６．２ｍｍ程度とした。また本実施例では、フィルム３６内面に耐熱性を有するグリスを塗布することにより、ヒータ３７及び支持部材３８とフィルム内面との摺動性の向上を図っている。

（２）定着装置３０の加熱定着処理動作
モータＭの出力軸の回転力が駆動ギアＧに伝達され、これにより加圧ローラ３２は図１に示す矢印方向へ回転する。フィルム３６は、フィルム内面がヒータ３７のガラスコート層３７ｄと摺動しながら加圧ローラ３２の回転に追従して図１に示す矢印方向へ回転する。

ＣＰＵとＲＡＭやＲＯＭなどのメモリとからなる制御部１００（図３参照）がトライアック１０１をオンする。すると、商用電源１０２より温度ヒューズ４３と後述の給電コネクタ４６を介してヒータ３７の発熱抵抗体３７ｂに通電され、これにより発熱抵抗体３７ｂが発熱してヒータは昇温する。基板３７ａの温度をモニタするサーミスタ４２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１０１は制御部１００によって制御される。

未定着トナー画像ｔを担持する記録材Ｐ（図１参照）は入り口ガイド６０でガイドされてニップ部Ｎに導入される。ニップ部Ｎでは記録材Ｐを挟持搬送しつつヒータ３７の熱とニップ部の圧力をトナー画像ｔに印加し、これによりトナー画像は記録材上に加熱定着される。トナー画像が加熱定着された記録材Ｐはニップ部Ｎから排出される。本実施例の定着装置３０における記録材Ｐの最大通過可能幅（図２参照）は２１６．０ｍｍである。

（３）加圧ローラ３２、ヒータ３７、熱伝導部材３９、及び支持部材３８の端部位置の説明
図５を参照して、本実施例の定着装置３０の特徴について詳細に説明する。図５の（ａ）は図１のＩ−Ｉ線矢視断面図である。（ｂ）は熱伝導部材３９が取り付けられた支持部材３８をヒータ３７側から観た図である。（ｃ）は支持部材３８と、熱伝導部材３９と、ヒータ３７と、フィルム３６と、加圧ローラ３２の長手方向端部の関係を説明するための図である。図５の（ａ）では、説明の便宜上、給電コネクタ４６とクリップ４７を実線にて表している。図５（ｂ）では、説明の都合上、給電コネクタ４６の図示を省略してある。

ここで、ヒータ３７のフィルム３６と接触する面を第１の面、第１の面と反対側の面を第２の面とする。定着装置３０は、図５（ｃ）に示すように、フィルム３６の母線方向において、前記熱伝導部材３９のうち前記ヒータの第２の面と接触する接触領域の端部Ｃが、ニップ部Ｎの端部Ｄよりも内側に位置するように構成されている。

更に、定着装置３０は、支持部材３８のうちヒータ３７の第２の面と接触する接触面３８ｂ（第２の領域）の内側の端部Ｅが、ニップ部の端部Ｄよりも外側に位置するように構成されている。支持部材３８のうち端部Ｃから端部Ｅまでの領域（第１の領域）はヒータ３７の第２の面と接触しないように構成されている。尚、ニップ部Ｎの端部Ｄは、加圧ローラ３２の端部に一致する。

本実施例では、熱伝導部材３９として、厚みが０．３ｍｍで一定であるアルミニウム板を用いている。小サイズの記録材Ｐを連続プリントした際に、ヒータ３７の非通過部（図２参照）が過昇温する非通過部昇温を緩和するために、熱伝導部材３９がヒータ３７と当接する長さはヒータの発熱抵抗体３７ｂと同等以上であることが望ましい。しかしながら、熱伝導部材３９がヒータ３７と当接する長さはヒータ３７の通過部（図２参照）の端部で発生する温度ダレの観点からは長すぎない方がよい。

本実施例では、熱伝導部材３９とヒータ３７が当接する領域の形状を、フィルム３６の母線方向の長さがヒータの発熱抵抗体３７ｂと同じ長さの２２２．０ｍｍ、フィルム３６の母線方向と直交する方向の幅が５．０ｍｍのストレート形状としている。加圧ローラ３２の長さは２２６．０ｍｍであるので、熱伝導部材３９の端部Ｃは、端部Ｄよりも２．０ｍｍ内側に位置する。

熱伝導部材３９はフィルム３６の母線方向の両端部に１．５ｍｍの曲げ部３９ａ１，３９ａ２を有する。これらの曲げ部３９ａ１，３９ａ２は、それぞれ、支持部材３８のフィルム３６の母線方向の両側に形成された対応する孔３８ａ１，３８ａ２に差し込まれている。この孔３８ａ１，３８ａ２は熱伝導部材３９と支持部材３８の線膨張係数の違いを吸収するために、熱伝導部材に対して若干大きめに形成されている。熱伝導部材３９の材質はアルミニウムや銅などの金属の他、グラファイトなど、ヒータ３７の基板３７ａよりも熱伝導率の高いものを用いることができる。

ここで、熱伝導部材３９の役割について説明する。熱伝導部材３９の役割は、小サイズの記録材Ｐを連続プリントし非通過部昇温が発生した際に、ヒータ３７を均熱化することによって、ヒータ３７、フィルム３６、支持部材３８、加圧ローラ３２などの部材が熱的なダメージを受けることを抑制することにある。

このヒータ３７の均熱化について図６を用いて説明する。図６の（ａ）はフィルム３６の母線方向におけるヒータ３７と熱伝導部材３９の熱の流れを説明するための図、（ｂ）はフィルム３６の母線方向におけるヒータ３７と熱伝導部材３９端部の熱の流れを説明するための図である。

本実施例でヒータ３７の基板３７ａとして用いたアルミナの熱伝導率はおよそ２６Ｗ／ｍＫである。それに対し、熱伝導部材３９として用いたアルミニウムの熱伝導率はおよそ２３０Ｗ／ｍＫであり、基板３７ａよりも高い。

ここで、図６（ａ）のように、基板３７ａのフィルム３６の母線方向のある部分Ｈが他の部分に比べて高温になった場合を考える。基板３７ａ内部におけるフィルム３６の母線方向の熱の流れＡに加えて、基板３７ａのうち熱伝導部材３９と接触している部分で基板３７ａから熱伝導部材３９への熱の流れが生じる。更に、熱伝導部材３９内でフィルム３６の母線方向に向かって再び基板３７ａに戻る熱の流れＢが発生する。この作用によってヒータ３７が均熱化される。それによって非通過部昇温が緩和される。

ただしこの均熱化は最大通過可能幅と同じ幅の大サイズの記録材（最大通紙幅の記録材とも記す）Ｐの通過時にも発生する。仮に、熱伝導部材３９をヒータ３７のフィルム３６と接触しない面全域に設けると、ヒータ３７の発熱抵抗体３７ｂがある領域から発熱抵抗体３７ｂがない領域に熱が逃げやすくなってしまい、通過部の端部の温度ダレが発生しやすくなる。その結果、最大通過可能幅と同じ幅の大サイズの記録材Ｐをニップ部Ｎに通過させた際に、記録材端部のトナー画像に定着不良が発生してしまう恐れがある。

図６（ｂ）のように熱伝導部材３９の端部近傍に対応するヒータ３７の部分が局所的に高温になった場合には、熱伝導部材３９は片側（図の左側）にしかないため、熱の流れも主に片側のみに流れる。つまり、熱伝導部材３９が配置された領域外には熱が逃げにくくなる。そのため、熱伝導部材３９をヒータの基板３７ａのフィルム非摺動面全域に設けるのではなく、本実施例のように加圧ローラの加圧領域端Ｄよりも内側に設けることによって、ヒータの通過部端部の温度ダレを抑制しつつ、非通過部昇温を緩和することができる。

次に、保持部材としての給電コネクタ４６及びクリップ４７の構成について図７を用いて説明する。図７の（ａ）は給電コネクタ４６の説明図、（ｂ）はクリップ４７の説明図である。

本実施例においては、給電コネクタ４６又はクリップ４７を用いて、ヒータ３７のフィルム３６の母線方向の両端部がそれぞれ支持部材３８に保持される。

図７（ａ）に示すように、給電コネクタ４６は、コの字形状の樹脂で形成されたハウジング部４６ａと、ハウジング部と一体に形成されたコンタクト端子４６ｂと、を有する。

ハウジング部４６ａは、ヒータ３７と支持部材３８とを外側から挟むことで、ヒータ３７のフィルム３６の母線方向の端部が支持部材３８に対してヒータ３７の厚み方向に移動しないように保持する。更に、コンタクト端子４６ｂは弾性的に所定の接触圧でヒータ３７の電気接点部３７ｃと接触して電気的な接続を保つ。また、コンタクト端子４６ｂは束線４８に接続されており、束線４８は不図示の商用電源及びトライアックに接続されている。

本実施例では給電コネクタ４６においてハウジング部４６ａとコンタクト端子４６ｂを一体に構成した例を説明したが、ハウジング部とコンタクト端子はこれに限らず別体に構成してもよい。

図７（ｂ）に示すように、クリップ４７は、コの字形状に成型加工された金属板である。このクリップ４７は、ヒータ３７と支持部材３８とを外側から弾性的に挟み込み、ヒータのフィルム３６の母線方向の両端部が支持部材に対してヒータの厚み方向に移動しないように保持する。

また、給電コネクタ４６及びクリップ４７は、ヒータ３７のフィルム３６の母線方向の両端部が支持部材３８に対してフィルムの厚み方向に移動しないよう規制するものであって、ヒータの基板３７ａのフィルム摺動面と平行な方向には移動可能に構成されている。従って、ヒータ３７の熱膨張や、加圧及び離間時の撓み発生時に、ヒータに不必要な応力がかかることを防止している。

本実施例では、給電コネクタ４６及びクリップ４７によってヒータ３７が支持部材３８に支持される端部支持面３８ｂの幅は７．０ｍｍである。そしてこの端部支持面３８ｂの位置Ｅは、フィルム３６の母線方向において、加圧ローラ３２によるニップ部Ｎの領域外に加圧ローラ３２の加圧領域端Ｄから１５．０ｍｍ間隔をあけて配置される。また端部支持面３８ｂのヒータ３７の厚み方向の高さは０．３ｍｍである。

次に、図８を参照して、本実施例の定着装置が支持部材３８や熱伝導部材３９の部品公差によらずヒータと熱伝導部材３９の長手方向の端部の接触性を確保できるメカニズムについて説明する。

図８（ａ）は本実施例に係る定着装置３０において熱伝導部材３９端部付近のヒータ３７の接触状態を説明するための図で、図８（ｂ）は比較例に係る定着装置において熱伝導部材３９端部付近のヒータ３７の接触状態を説明するための図である。図８（ａ）、（ｂ）では、説明の都合上、給電コネクタ４６の図示を省略してある。

本実施例においては、ヒータ３７の長手方向の中央部分は熱伝導部材３９に接触して支持され、ヒータ３７の長手方向の両端部は支持部材３８の接触面３８ｂに接触して支持される。支持部材３８の熱伝導部材３９と接触する面３８ｓ（図５（ｃ）参照）に対して、接触面３８ｂは０．３ｍｍ加圧ローラ３２に近づく方向に突出させている。熱伝導部材３９の厚みは０．３ｍｍであるので、部品公差がない状態においては、図５（ｃ）に示すように、端部支持面３８ｂは熱伝導部材３９のヒータ３７と接触する面３９ｓと同じ高さとなる。

ここで、図８（ａ）のように、部品公差によって支持部材３８の接触面３８ｂの方が、熱伝導部材３９のヒータ３７と接触する面３９ｓよりも０．１ｍｍ加圧ローラ３２に近づく方向に突出する段差が生じた場合について考える。

比較例として、熱伝導部材３９の外側端Ｃが加圧ローラ３２の加圧領域端Ｄよりも内側に配置され、支持部材３８の接触領域３８ｂの内側の端部Ｅが熱伝導部材３９の外側の端Ｃとニップ部の端部Ｄとの間に配置された構成を図８（ｂ）に示す。

図８（ｂ）に示すように、支持部材３８の接触領域３８ｂがヒータ３７を加圧ローラ３２に近づく方向にヒータ３７を変形させる。ヒータ３７は、熱伝導部材３９の長手方向の端部Ｃに対応する部分にまで変形が及び、熱伝導部材３９から離れてしまう場合がある。このように、熱伝導部材３９の端部がヒータ３７と接触しない場合は、熱伝導部材３９は非通過部昇温が発生した際に熱伝導部材３９の長手方向の端部付近の熱を十分に均すことができなくなるという課題が生じる。

次に、本実施例の図５（ｃ）で説明した定着装置において、上記段差が生じた場合について図８（ａ）を用いて説明する。ヒータ３７は、接触面３８ｂによって加圧ローラ３２に近づく方向に力が加えられた時に、ニップ部の端部Ｄを支持点にして変形する。その理由の一つは、支持部材３８のうち端部Ｃから端部Ｅまでの領域（第１の領域）はヒータ３７の第２の面と接触しないように構成されているので変形しやすいからである。

２つ目の理由は、ヒータ３７は、ニップ部Ｎの端部Ｄよりも内側においては図８（ａ）に示す力Ｆを受けて変形に抗することができるが、端部Ｄよりも外側では力Ｆを受けないので変形しやすいからである。よって、ヒータ３７は、熱伝導部材３９の長手方向の端部Ｃに対応する位置まで変形が及ばないので、熱伝導部材３９の端部とヒータ３７との接触性が確保される。尚、図８（ａ）においては、部品公差を考慮して熱伝導部材３９の端部Ｃはニップ部Ｎの端部Ｄよりも内側に設けられているが、端部Ｃは端部Ｄに一致させても良い。

以上述べたように本実施例によると、部品公差によらず、ヒータ３７と熱伝導部材３９との接触性を高めることができて、ヒータ３７の温度分布を均一化する効果をより発揮することが可能になるという効果を奏する。

尚、本実施例では熱伝導部材３９を単一の部材として説明したが、複数に分割されている構成であっても良い。

また、本実施例は、ヒータ３７はフィルム３６を介して加圧ローラ３２とニップ部Ｎを形成する構成であったが、図１３のようにヒータ３７が定着ローラ（第１の対向部材）３００と共にフィルム３６を介して加熱圧接部Ｘを形成する構成であっても良い（変形例）。この実施例１の変形例においては、定着ローラ３００は加熱圧接部においてフィルム３６によって加熱される。そして、定着ローラ３００は加圧ローラ（バックアップ部材）４００と接触して記録材を搬送するためのニップ部Ｎを形成する。

［実施例２］
定着装置３０の他の例を説明する。本実施例の定着装置３０は、実施例１の定着装置３０と加圧ローラ３２の構成が異なる点を除き、実施例１の定着装置と同じ構成としてある。

図１０は本実施例に係る定着装置３０の特徴を説明するための図であって、支持部材３８と、熱伝導部材３９と、ヒータ３７と、フィルム３６と、加圧ローラ３２の長手方向端部の関係を説明するための図である。図１０では、説明の都合上、給電コネクタ４６の図示を省略してある。

加圧ローラ３２は、図１０に示すように、ニップ部Ｎを形成する弾性層３２ｂ（第１の対向部材）の長手方向の端部の外側に第２の対向部材としてのゴム輪３２ｄを形成したものである。長手方向において、弾性層３２ｂとゴム輪３２ｄとの間には隙間３２ａ１を設けてある。

ゴム輪３２ｄは、弾性層３２ｂと同様の材質を用い、外径１８ｍｍ、幅５ｍｍのリング状に形成してある。そしてこのゴム輪３２ｄが熱伝導部材３９の外側の端部Ｃと接触面３８ｂの内側の端部Ｅとの間でヒータ３７を加圧するため、ヒータ３７に図中Ｆの力が働く。この力Ｆによって、ヒータ３７が熱伝導部材３９の端部Ｃ近傍で変形することを抑制し、熱伝導部材３９の長手方向の端部におけるヒータとの接触性を向上させることができる。

熱伝導部材３９の端部Ｃは、長手方向において、ニップ部（弾性層３２ｂ）の端部と同じ位置もしくはニップ部（弾性層３２ｂ）の端部よりも内側にある。また、支持部材３８は、熱伝導部材３９の端部Ｃからゴム輪３２ｄの端部Ｄよりも外側まで亘る領域であってヒータ３７の第２の面に接触しない第１の領域と、第１の領域よりも外側で第２の面と接触する第２の領域と、を有する。ここで言うヒータの第２の面とは、ヒータ３７の面のうちフィルム３６と接触する面である第１の面と反対側の面である。

本実施例の定着装置３０は、加圧ローラ３２に弾性層３２ｂとは別にゴム輪３２ｄを形成することで、より安定的にヒータ３７を熱伝導部材３９に接触させることができる。また、本実施例の定着装置３０は、ゴム輪３２ｄの外径を調整することで、ヒータ３７の変形を抑制する力Ｆを任意に設定することができる。その結果、本実施例の定着装置３０において、部品公差が大きい場合であってもゴム輪３２ｄの外径の調整によってヒータ３７と熱伝導部材３９との接触性を向上させることができる。

本実施例の定着装置３０の特有の効果について説明する。加圧ローラ３２は、加圧ローラ表面の離型層３２ｃから弾性層３２ｂ、芯金３２ａを通して、加圧ローラの長手方向端部から熱が逃げやすい。つまり、ゴム輪３２ｄを形成するために加圧ローラ３２の弾性層３２ｂを単純に長手方向に伸ばした場合には、加圧ローラ端部付近で温度ダレが発生しやすくなり、特に最大通紙幅の記録材を通過させた際に、記録材端部の定着性が確保できなくなる可能性がある。

これに対して、本実施例では、加圧ローラ３２の弾性層３２ｂとゴム輪３２ｄとの間に隙間３２ａ１が設けられて弾性層３２ｂとゴム輪３２ｄとが接触しない。この構成によって、弾性層３２ｂの長さを単純に伸ばした構成に比べて、弾性層３２ｂの端部の熱が逃げにくいので端部温度ダレが発生し難くなる。

以上のように、本実施例によると、加圧ローラ３２長手方向の端部付近の温度低下を抑えつつ、ヒータ３７と熱伝導部材３９との接触性を高めて、ヒータの均熱効果をより発揮するようにすることができる。

尚、本実施例の隙間３２ａ１の代わりに芯金３２ａの外径を大きくして形成した段部を設けても良い。

［実施例３］
本実施例の定着装置は次に説明する構成を除いて実施例１と構成は同じであるので説明を省略する。図９は本実施例に係る定着装置３０の変形例を表す図であって、支持部材３８と、熱伝導部材３９と、ヒータ３７と、フィルム３６と、加圧ローラ３２の長手方向端部の関係を説明するための図である。図９では、説明の都合上、給電コネクタ４６の図示を省略してある。

支持部材３８の接触面３８ｂ（第２の領域）の内側の端部Ｅが熱伝導部材３９の端部Ｃとニップ部の端部Ｄとの間に配置された構成において、次のような構成にしても良い。図９のように、支持部材３８の接触面３８ｂの面が熱伝導部材３９のヒータ３７と接触する面よりも加圧ローラ３２から遠ざかる方向にオフセットしている構成である。部品公差をオフセット量で吸収し、ヒータ３７と熱伝導部材３９との接触性を確保できる。

以上述べたことから、本実施例に係る定着装置３０は、部品公差によらずヒータ３７と熱伝導部材３９との接触性を高めることができて、熱伝導部材３９によってヒータ３７の温度分布を均一化する効果をより発揮することが可能になるという効果を奏する。

尚、実施例１、２、３では記録材Ｐが担持する未定着トナー画像ｔを加熱して記録材上に定着する定着装置を説明したが、この定着装置は次のような装置にも同様に適用することが可能である。例えば、記録材に仮定着されたトナー画像を加熱し再定着することにより画像のグロス（光沢度）を増大させる像加熱装置にも適用することが可能である。

３０定着装置、３２加圧ローラ（対向部材、及び第１の対向部材）、
３２ｄゴム輪（第２の対向部材）、３６フィルム、
３７ヒータ、３７ａ基板、３７ｂ発熱抵抗体、
３８支持部材、
３８ｂ支持部材のヒータの第２の面と接触する接触面（第２の領域）
３９熱伝導部材、
３９ｓ熱伝導部材のヒータ３７の第２の面と接触する面（接触領域）
４０加圧ステイ（補強部材）、
３００定着ローラ（第１の対向部材）、
４００加圧ローラ（バックアップ部材）
Ｃ熱伝導部材のヒータの第２の面と接触する面の端部
Ｎニップ部（圧接部）、Ｐ記録材、ｔトナー画像（トナー像）
Ｘ加熱圧接部（圧接部）

Claims

記録材に形成されたトナー像を記録材に定着する定着装置であって、
筒状のフィルムと、
前記フィルムの内面と接触する面である第１の面を有するヒータと、
前記フィルムを介して前記ヒータと共に圧接部を形成する対向部材と、
前記ヒータの前記第１の面と反対側の面である第２の面を支持する支持部材と、
前記第２の面に接触する熱伝導部材と、
を有し、
前記フィルムの母線方向において、前記熱伝導部材の前記第２の面に接触する接触領域の端部は、前記圧接部の端部と同じ位置もしくは前記圧接部の端部よりも内側に位置し、
前記母線方向において、前記支持部材は、前記接触領域の端部から前記圧接部の端部よりも外側まで亘る領域であって前記第２の面に接触しない第１の領域と、前記第１の領域よりも外側で前記第２の面と接触する第２の領域と、を有することを特徴とする定着装置。
前記ヒータは、基板と、前記基板の上に形成された発熱抵抗体と、を有し、前記熱伝導部材の熱伝導率は、前記基板の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記支持部材は、前記ヒータと前記第２の領域を除いて前記第２の面と接触しないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
前記圧接部は記録材を搬送するためのニップ部であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の定着装置。
記載の定着装置。
更に、バックアップ部材を有し、前記対向部材はローラであり、前記バックアップ部材は、前記ローラのうち前記フィルムが接触する部分とは異なる部分に接触して記録材を搬送するための前記圧接部を形成することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の定着装置。
前記熱伝導部材の材質は、金属もしくはグラファイトであることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の定着装置。
更に、補強部材を有し、前記補強部材は、前記支持部材のうち前記熱伝導部材と接触する面と反対側の面に接触して前記支持部材を補強することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の定着装置。
前記母線方向において前記補強部材が前記支持部材と接触する領域の端部は、前記圧接部の端部よりも外側にあることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
記録材に形成されたトナー像を記録材に定着する定着装置であって、
筒状のフィルムと、
前記フィルムの内面と接触する面である第１の面を有するヒータと、
前記フィルムを介して前記ヒータと共に第１の圧接部を形成する第１の対向部材と、
前記フィルムの母線方向において前記第１の対向部材の端部よりも外側に前記第１の対向部材の端部と接触しないように設けられ、前記ヒータと前記フィルムを介して第２の圧接部を形成する第２の対向部材と、
前記ヒータの前記第１の面と反対側の面である第２の面を支持する支持部材と、
前記第２の面に接触する熱伝導部材と、
を有し、
前記母線方向において、前記熱伝導部材の前記第２の面に接触する接触領域の端部は、前記第１の圧接部の端部と同じ位置もしくは前記第１の圧接部の端部よりも内側に位置し、
前記母線方向において、前記支持部材は、前記接触領域の端部から前記第２の圧接部の端部よりも外側まで亘る領域であって前記第２の面に接触しない第１の領域と、前記第１の領域よりも外側で前記第２の面と接触する第２の領域と、を有することを特徴とする定着装置。