特許 7589589 定着装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】定着装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20241119BHJP

   G03G 21/16 20060101ALI20241119BHJP

【ＦＩ】

G03G15/20 510

G03G15/20 555

G03G21/16 185

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021030700

(22)【出願日】2021-02-26

(65)【公開番号】P2022131654

(43)【公開日】2022-09-07

【審査請求日】2023-12-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100090527

【弁理士】

【氏名又は名称】舘野 千惠子

(72)【発明者】

【氏名】藤原 仁

【審査官】鳥居 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１０１６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１８１０８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２３４０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１６１６２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｇ０３Ｇ ２１／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転可能な無端状の定着部材と、
前記定着部材の外側から当接する加圧部材と、
前記定着部材の内側に配設され、前記定着部材を介して前記加圧部材とでニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記ニップ形成部材を支持する補強部材と、
一端が前記補強部材に固定された付勢部材と、
少なくとも前記定着部材を加熱する加熱部材と、を備え、
前記ニップ形成部材は、長手方向の両端部または両端部以外の領域の少なくとも１箇所に、前記補強部材の係合部と係合する被係合部を有し、長手方向の一方端部にのみ前記被係合部を有する場合よりも、前記補強部材との係合による前記付勢部材からの付勢力に基づいた回転モーメントが小さいことを特徴とする定着装置。

【請求項2】

前記付勢部材は、前記ニップ形成部材と前記補強部材とが対向する方向において前記ニップ形成部材を前記補強部材から離間する方向に付勢することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。

【請求項3】

前記加熱部材の温度を検知する温度検知部材を備え、
前記付勢部材が前記温度検知部材を前記ニップ形成部材に向けて付勢す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。

【請求項4】

前記付勢部材により付勢される領域と、前記ニップ形成部材の端部のうち前記付勢される領域と近い端部との長手方向における距離をＬ２、
前記付勢される領域と、前記ニップ形成部材の前記被係合部との長手方向における距離をＬ３としたとき、
Ｌ３＜Ｌ２／２の関係を満たすことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。

【請求項5】

前記付勢部材により付勢される部位と、前記ニップ形成部材の前記被係合部とが、前記ニップ形成部材と前記補強部材とが対向する方向において重なる位置にあることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。

【請求項6】

前記補強部材の前記係合部と前記ニップ形成部材の前記被係合部とが係合する係合部位を、前記ニップ形成部材の長手方向に複数有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の定着装置。

【請求項7】

前記係合部位は、前記付勢部材により付勢される領域を基準として、前記ニップ形成部材の長手方向の一方端側に少なくとも１つ、及び他方端側に少なくとも１つ有することを特徴とする請求項６に記載の定着装置。

【請求項8】

前記補強部材の前記係合部と前記ニップ形成部材の前記被係合部とが係合する前記係合部位であって、係合により位置決め固定がなされる前記係合部位を少なくとも１つ有することを特徴とする請求項６または７に記載の定着装置。

【請求項9】

前記補強部材は、前記ニップ形成部材の被係合部に対してスナップフィットにより係合する係合部を少なくとも１つ有することを特徴とする請求項８に記載の定着装置。

【請求項10】

前記加熱部材の温度を検知する温度検知部材を備え、
前記ニップ形成部材は、前記温度検知部材を収容する貫通孔状の収容部を有し、
前記収容部の内壁が前記温度検知部材と当接しないことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の定着装置。

【請求項11】

前記収容部は、前記ニップ形成部材の長手方向の径が短手方向の径よりも大きい形状であることを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。

【請求項12】

前記補強部材は、長手方向の中央部が長手方向の両端部よりも前記ニップ形成部材と対向する方向に突出していることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の定着装置。

【請求項13】

前記ニップ形成部材は、長手方向の中央部が長手方向の両端部よりも前記補強部材と対向する方向に突出していることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の定着装置。

【請求項14】

前記ニップ形成部材は、前記加熱部材を保持することを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の定着装置。

【請求項15】

請求項１から１４のいずれに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置に用いられる定着装置として、種々の型式のものが知られている。例えば、熱ローラ定着装置では、内部にハロゲンランプ等の熱源を備え、加熱されながら互いに押圧されて回転する２本の回転体（定着ローラ、加圧ローラ）で形成されるニップ部（定着ニップ部）に、未定着トナー像を載せた記録媒体（紙やＯＨＰ等）を通過させ、そこでトナー像を溶融し記録媒体上に定着させている。

【0003】

近年、定着装置の省エネ化や、ウェイトタイム短縮に対する要求が高まりから、ベルトや薄膜フィルム等の無端状のベルト部材を用いた加熱装置を採用することで、定着装置の低熱容量化を実現し、また記録媒体への熱伝達効率の改善を図り、加熱に要する待ち時間（ウォームアップ時間やファーストプリント時間）を大幅に短縮した、いわゆるオンデマンドタイプの定着装置が広く採用されている。

【0004】

その１つに、低熱容量の定着部材（例えば、薄肉定着ベルト等）を、基材と抵抗発熱体で構成された板状のヒータで加熱するものがある。板状のヒータとしては、例えば、定着部材の幅方向に配置された基材上に複数の抵抗発熱体を配設し、これら抵抗発熱体を電気的に接続したものがある。

【0005】

板状のヒータは、例えば、ニップ形成部材を兼ねたヒータホルダに保持される。ニップ形成部材は加圧部材に抗して押圧する補強部材（ステー）に保持される。このニップ形成部材（ヒータ保持部材）と補強部材とを固定する方法として、それぞれの部材の長手方向の一方端部に係合部を設け、該係合部を支点として回動させるように組付ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載された定着装置のように、ニップ形成部材（ヒーター保持部材）と補強部材とが長手方向の一方の端部でのみ係合保持されている態様では、定着装置の組立て工程や、組立て後の輸送時において、ニップ形成部材が補強部材から脱落してしまうおそれがある。

【0007】

ニップ形成部材が補強部材から脱落すると、ニップ形成部材が定着ベルトの内周面に接触して損傷を招くという問題がある。具体的には、ニップ形成部材が接触した定着ベルトには、変形によるキンクと呼ばれるシワ状の塑性変形が生じる。キンクの発生により、印刷時にはスジ状の画像不良が生じ、また使用を継続することによりキンクを起点とした定着ベルトの破断、そして破断に起因した記録媒体の詰まりが生じることがある。

【0008】

そこで本発明は、組立て工程や組立て後の輸送時おいてニップ形成部材が脱落することなく、脱落に起因した不具合や画像不良の発生を防止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。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明の定着装置は、回転可能な無端状の定着部材と、前記定着部材の外側から当接する加圧部材と、前記定着部材の内側に配設され、前記定着部材を介して前記加圧部材とでニップ部を形成するニップ形成部材と、前記ニップ形成部材を支持する補強部材と、一端が前記補強部材に固定された付勢部材と、少なくとも前記定着部材を加熱する加熱部材と、を備え、前記ニップ形成部材は、長手方向の両端部または両端部以外の領域の少なくとも１箇所に、前記補強部材の係合部と係合する被係合部を有し、長手方向の一方端部にのみ前記被係合部を有する場合よりも、前記補強部材との係合による前記付勢部材からの付勢力に基づいた回転モーメントが小さいことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、組立て工程や組立て後の輸送時においてニップ形成部材が脱落することなく、脱落に起因した不具合や画像不良の発生を防止することができる定着装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る定着装置の概略構成図である。

【図3】本実施形態の定着装置が備えるヒータの一例を示す平面図である。

【図4】従来例の温度検知部材の取付状態を示す側面図である。

【図5】温度検知部材の取付状態の一例を示す側面図である。

【図6】温度検知部材の取付状態の一例を示す側面図である。

【図7】温度検知部材の取付状態の一例を示す側面図である。

【図8】温度検知部材の取付状態の一例を示す側面図である。

【図9】スナップフィット形式で係合する係合部の一例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

【0013】

なお、以下の実施形態では「記録媒体」を「用紙」として説明するが、「記録媒体」はこれに限定されず、ＯＨＰシート、布帛、金属シート、プラスチックフィルム、或いは炭素繊維にあらかじめ樹脂を含浸させたプリプレグシートなども含む。現像剤やインクを付着させることができる媒体、記録紙、記録シートと称されるものも、すべて「記録媒体」に含まれる。また「用紙」には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ等も含まれる。
また、以下の説明で使用する「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与することも意味する。

【0014】

（画像形成装置）
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。なお、画像形成装置としては、プリンタのほか、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機などであってもよい。本発明に係る画像形成装置は、後述する本発明に係る定着装置を備えている。

【0015】

図１に示す画像形成装置１００は、画像形成部である４つの作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを備える。各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、画像形成装置本体１０３に対して着脱可能に構成され、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。具体的には、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、像担持体としてのドラム状の感光体２と、感光体２の表面を帯電する帯電装置３と、感光体２の表面に現像剤としてのトナーを供給してトナー画像を形成する現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング装置５と、を備える。

【0016】

また、画像形成装置１００は、各感光体２の表面を露光し静電潜像を形成する露光装置６と、記録媒体としての用紙Ｐを供給する給紙装置７と、各感光体２に形成されたトナー画像を用紙Ｐに転写する転写装置８と、用紙Ｐに転写されたトナー画像を定着する定着装置９と、用紙Ｐを装置外に排出する排紙装置１０と、を備える。

【0017】

転写装置８は、複数のローラによって張架された中間転写体としての無端状の中間転写ベルト１１と、各感光体２上のトナー画像を中間転写ベルト１１へ転写する一次転写部材としての４つの一次転写ローラ１２と、中間転写ベルト１１上に転写されたトナー画像を用紙Ｐへ転写する二次転写部材としての二次転写ローラ１３と、を有する。複数の一次転写ローラ１２は、それぞれ、中間転写ベルト１１を介して感光体２に接触している。
これにより、中間転写ベルト１１と各感光体２とが互いに接触し、これらの間に一次転写ニップが形成されている。一方、二次転写ローラ１３は、中間転写ベルト１１を介して中間転写ベルト１１を張架するローラの１つに接触している。これにより、二次転写ローラ１３と中間転写ベルト１１との間には二次転写ニップが形成されている。

【0018】

また、画像形成装置１００内には、給紙装置７から送り出された用紙Ｐが搬送される用紙搬送路１４が形成されている。この用紙搬送路１４における給紙装置７から二次転写ニップ（二次転写ローラ１３）に至るまでの途中には、一対のタイミングローラ１５が設けられている。

【0019】

（画像形成装置の印刷動作）
次に、図１を参照して画像形成装置の印刷動作について説明する。
印刷動作開始の指示があると、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおいては、感光体２が図１の時計回りに回転駆動され、帯電装置３によって感光体２の表面が均一な高電位に帯電される。

【0020】

次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント情報に基づいて、露光装置６が各感光体２の表面を露光することで、露光された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像装置４からトナーが供給され、各感光体２上にトナー画像が形成される。

【0021】

各感光体２上に形成されたトナー画像は、各感光体２の回転に伴って一次転写ニップ（一次転写ローラ１２の位置）に達すると、図１の反時計回りに回転駆動する中間転写ベルト１１に順次重なり合うように転写される。そして、中間転写ベルト１１上に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト１１の回転に伴って二次転写ニップ（二次転写ローラ１３の位置）へ搬送され、二次転写ニップにおいて搬送されてきた用紙Ｐに転写される。

【0022】

この用紙Ｐは、給紙装置７から供給されたものである。給紙装置７から供給された用紙Ｐは、タイミングローラ１５によって一旦停止された後、中間転写ベルト１１上のトナー画像が二次転写ニップに至るタイミングに合わせて二次転写ニップへ搬送される。
かくして、用紙Ｐ上にフルカラーのトナー画像が担持される。また、トナー画像が転写された後、各感光体２上に残留するトナーは各クリーニング装置５によって除去される。

【0023】

トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置９へと搬送され、定着装置９によって用紙Ｐにトナー画像が定着される。その後、用紙Ｐは排紙装置１０によって装置外に排出されて、一連の印刷動作が完了する。

【0024】

（定着装置）
図２は、本発明の一実施形態に係る定着装置９の概略構成図である。
図２に示すように、本実施形態に係る定着装置９は、回転可能な無端状の定着部材（以下、「定着ベルト」ともいう）２０と、定着部材２０の外側から当接する加圧部材（以下、「加圧ローラ」ともいう）２１と、定着部材２０の内側に配設され、定着部材２０を介して加圧部材２１とでニップ部Ｎを形成するニップ形成部材２３と、ニップ形成部材２３を支持する補強部材（以下、「ステー」ともいう）２４と、一端が補強部材２４に固定された付勢部材４０と、少なくとも定着部材２０を加熱する加熱部材（以下、「ヒータ」ともいう）２２と、を備えている。図２に示す例では、さらに温度検知部材２５を備えている。
図２中、定着ベルト２０と加圧ローラ２１の回転方向を矢印で示している。また、用紙Ｐの搬送方向をＤで示している。

【0025】

定着ベルト２０は、例えば外径が２５ｍｍで厚みが４０～１２０μｍのポリイミド（ＰＩ）製の筒状基体を有している。定着ベルト２０の最表層には、耐久性を高めて離型性を確保するために、ＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂による厚みが５～５０μｍの離型層が形成される。

【0026】

基体と離型層の間に厚さ５０～５００μｍのゴムなどからなる弾性層を設けてもよい。また、定着ベルト２０の基体はポリイミドに限らず、ＰＥＥＫなどの耐熱性樹脂やニッケル（Ｎｉ）、ＳＵＳなどの金属基体であってもよい。定着ベルト２０の内周面に摺動層としてポリイミドやＰＴＦＥなどをコートしてもよい。

【0027】

加圧ローラ２１は、例えば外径が２５ｍｍであり、中実の鉄製芯金２１ａと、この芯金２１ａの表面に形成された弾性層２１ｂと、弾性層２１ｂの外側に形成された離型層２１ｃとで構成されている。弾性層２１ｂはシリコーンゴムで形成されており、厚みは例えば３．５ｍｍである。

【0028】

弾性層２１ｂの表面は離型性を高めるために、厚みが例えば４０μｍ程度のフッ素樹脂層による離型層２１ｃを形成するのが望ましい。なお、定着ベルト２０の外周面に対向する対向部材として、加圧ローラ２１に代えて無端状の加圧ベルトなどの部材を適用することも可能である。

【0029】

ヒータ２２は、定着ベルト２０の幅方向に渡って長手状に設けられ、定着ベルト２０の内周面に接触するように配置されている。ヒータ２２は、定着ベルト２０に対して非接触、あるいは低摩擦シートなどを介して間接的に接触する場合であってもよいが、ヒータ２２を定着ベルト２０に対して直接接触させる方が定着ベルト２０への熱伝達効率がよくなる。

【0030】

また、ヒータ２２を定着ベルト２０の外周面に接触させることもできるが、定着ベルト２０の外周面がヒータ２２との接触により傷付くと定着品質が低下する虞があるため、ヒータ２２は定着ベルト２０の内周面に接触している方がよい。ヒータ２２は、基材層５０と、発熱部６０を有する導体層５１と、絶縁層５２と、がニップ形成部材２３側からニップ部Ｎ側に向かって順次積層されて構成されている。

【0031】

本実施形態において、ニップ形成部材２３は板状のヒータ２２を保持するヒータホルダを兼ねている。
ニップ形成部材２３の形状や機能はこれに限定されず、例えば、ハロゲンヒータ等で直接定着部材を加熱するＤＨ定着方式やＦＢＮ方式の定着装置においてはパッド部材、ニップ板加熱方式の定着装置においてはニップ板部材としての態様が挙げられる。

【0032】

ニップ形成部材２３及びステー２４は、定着ベルト２０の内周側に配置されている。
ステー２４は、金属製のチャンネル材で構成され、その両端部分が定着装置９の両側壁部に支持されている。ステー２４によってニップ形成部材２３のヒータ２２側とは反対側の面が支持されていることで、ヒータ２２及びニップ形成部材２３は加圧ローラ２１の加圧力に対して大きく撓むことなく保たれ、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間にニップ部Ｎが形成される。

【0033】

ニップ形成部材２３は、ヒータ２２の熱によって高温になりやすいため、耐熱性の材料で形成されることが望ましい。例えば、ニップ形成部材２３をＬＣＰやＰＥＥＫなどの低熱伝導性の耐熱性樹脂で形成した場合は、ヒータ２２からニップ形成部材２３への伝熱が抑制され効率的に定着ベルト２０を加熱することが可能である。
前記耐熱性樹脂は、ＬＣＰ樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、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、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂から選択することができる。これら耐熱性樹脂でニップ形成部材２３を成形する場合、耐熱性樹脂をホルダ長手方向に押し出した押出成形品とすることができる。

【0034】

加圧ローラ２１と定着ベルト２０とは互いに圧接されている。これにより、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間にニップ部Ｎが形成される。また、加圧ローラ２１は、画像形成装置本体１０３に設けられた駆動手段から駆動力が伝達されて回転駆動する駆動ローラとして機能する。
一方、定着ベルト２０は、加圧ローラ２１の回転に伴って従動回転するように構成されている。回転時、定着ベルト２０はヒータ２２に対して摺動するので、定着ベルト２０の摺動性を高めるため、ヒータ２２と定着ベルト２０との間にオイルやグリースなどの潤滑剤を介在させてもよい。

【0035】

印刷動作が開始されると、加圧ローラ２１が回転駆動され、定着ベルト２０が従動回転を開始する。また、ヒータ２２に電力が供給されることで、定着ベルト２０が加熱される。そして、定着ベルト２０の温度が所定の目標温度（定着温度）に到達した状態で、図２に示すように、未定着トナー画像が担持された用紙Ｐが、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間（ニップ部Ｎ）に搬送されることで、未定着トナー画像が加熱及び加圧されて用紙Ｐに定着される。

【0036】

（ヒータの構成）
図３は、加熱部材であるヒータ２２の平面図である。なお、以下の説明において、ヒータ２２に対する、定着ベルト２０側（ニップ部Ｎ側）を「表側」と称し、ニップ形成部材２３側を「裏側」と称して説明する。
ヒータ２２は、板状の基材層５０と、基材層５０の表側に設けられた導体層と、導体層の表側を被覆する絶縁層５２との、複数の構成層が積層されて構成されている。
導体層は、面状の抵抗発熱体で構成された複数の発熱部６０と、基材層５０の長手方向両端部側に設けられた複数の電極部６１と、電極部６１と発熱部６０とを接続する複数の給電線６２と、で構成されている。
図３に示すように、各電極部６１は、後述のコネクタとの接続を確保するため、少なくとも一部が絶縁層５２によって被覆されておらず露出した状態となっている。

【0037】

基材層５０は、アルミナや窒化アルミナなどのセラミック、ガラスなど絶縁材料で構成されている。また、基材層５０を、ステンレス（ＳＵＳ）や鉄、銅、アルミニウムなどの金属材料で構成し、基材層５０と導体層との間に別途絶縁層を設けて絶縁性を確保してもよい。
金属材料は、急速加熱に対する耐久性に優れ、加工もしやすいため、低コスト化を図るのに好適である。中でも、アルミニウムや銅は熱伝導性が高く、温度ムラが発生しにくい点で好ましい。また、ステンレスはこれらに比べて安価に製造できる利点がある。

【0038】

絶縁層５２は、耐熱性ガラスで構成されている。その他に、絶縁層５２の材料として、セラミックあるいはポリイミド（ＰＩ）などを用いることも可能である。

【0039】

各発熱部６０は、例えば、銀パラジウム（ＡｇＰｄ）やガラス粉末などを調合したペーストをスクリーン印刷などにより基材層５０に塗工し、その後、当該基材層５０を焼成することによって形成することができる。発熱部６０の材料として、これら以外に、銀合金（ＡｇＰｔ）や酸化ルテニウム（ＲｕＯ2）の抵抗材料を用いてもよい。

【0040】

給電線６２は、発熱部６０よりも小さい抵抗値の導体で構成されている。給電線６２や電極部６１の材料としては、銀（Ａｇ）もしくは銀パラジウム（ＡｇＰｄ）などを用いることができる。このような材料をスクリーン印刷するなどによって給電線６２や電極部６１を形成することが可能である。

【0041】

本実施形態では、発熱部６０が基材層５０の表側に設けられているが、反対に、発熱部６０を基材層５０の裏側に設けてもよい。その場合、発熱部６０の熱が基材層５０を介して定着ベルト２０に伝達されることになるため、基材層５０は窒化アルミニウムなどの熱伝導率の高い材料で構成されることが望ましい。また、基材層５０を熱伝導率の良い材料で構成することで、発熱部６０を基材層５０の裏側に配置しても、定着ベルト２０を十分に加熱することが可能である。

【0042】

また、本実施形態では、発熱部６０や電極部６１及び給電線６２に銀やパラジウムなどの合金を用い、ＰＴＣ特性（正の抵抗温度係数）を有するものとした。ＰＴＣ特性とは、温度が高くなると抵抗値が高くなる（一定電圧をかけた場合に、ヒータ出力が下がる）特性である。
ＰＴＣ特性を有する発熱部６０とすることで、低温では高出力によって高速で立ち上がり、高温では低出力により過昇温を抑制することができる。例えば、ＰＴＣ特性のＴＣＲ係数を３００～４０００ｐｐｍ／度程度にすれば、ヒータに必要な抵抗値を確保しながら、低コスト化を図れる。
より好ましくは、ＴＣＲ係数を５００～２０００ｐｐｍ／度とするのがよい。ＴＣＲ係数は、２５度と１２５度とで抵抗値を測定することにより算出することができる。例えば、１００度温度上昇して抵抗値が１０％上昇していれば、ＴＣＲ係数は１０００ｐｐｍ／度である。

【0043】

また、本実施形態では、発熱部６０が、基材層５０の長手方向に渡って３つ設けられている。３つの発熱部６０のうちの１つは、基材層５０の長手方向中央に配置された第１発熱部としての中央発熱部６０Ａであり、残りの２つは、中央発熱部６０Ａの長手方向両側に配置された第２発熱部としての端部発熱部６０Ｂである。中央発熱部６０Ａと端部発熱部６０Ｂとは、互いに独立して発熱制御可能に構成されている。
図３において、複数の電極部６１を、左から順に、第１電極部６１Ａ、第２電極部６１Ｂ、第３電極部６１Ｃ、第４電極部６１Ｄとすると、第２電極部６１Ｂ及び第４電極部６１Ｄに電圧を印加した場合、中央発熱部６０Ａのみが発熱する。また、第１電極部６１Ａ及び第２電極部６１Ｂに電圧を印加した場合は、図３の左側の端部発熱部６０Ｂのみが発熱し、第２電極部６１Ｂと第３電極部６１Ｃに電圧を印加した場合は、図３の右側の端部発熱部６０Ｂのみが発熱する。

【0044】

また、第１電極部６１Ａと第３電極部６１Ｃとを外部で並列に接続し同時に電圧を印加できるようにしておけば、これらの電極部６１Ａ，６１Ｃと第２電極部６１Ｂとに電圧を印加することで、両方の端部発熱部６０Ｂを同時に発熱させることが可能である。なお、図３中の矢印は、各発熱部６０Ａ，６０Ｂの長手方向に流れる電流の方向を示す。

【0045】

通紙する用紙Ｐの幅が、中央発熱部６０Ａの幅Ｗ１以下である場合は、中央発熱部６０Ａのみ発熱させ、また、通紙する用紙Ｐの幅が、中央発熱部６０Ａの幅Ｗ１よりも大きい幅である場合は、中央発熱部６０Ａに加えて各端部発熱部６０Ｂをそれぞれ発熱させることで、通紙領域の大きさに応じて発熱領域の大きさを変更することができる。さらに、中央発熱部６０Ａの幅Ｗ１を、小サイズの用紙幅（例えば、Ａ４紙幅：２１５ｍｍ）に合わせ、一方の端部発熱部６０Ｂから他方の端部発熱部６０Ｂまでを含む発熱領域の幅Ｗ２を、大サイズの用紙幅（例えば、Ａ３紙幅：３０１ｍｍ）に合わせることで、これらの用紙Ｐを通紙する際は、非通紙領域における過度な温度上昇が生じにくくなるので（発熱部６０Ａ，６０Ｂ上の非通紙領域がほとんど生じないので）、印刷生産性を高めることができる。

【0046】

また、図３に示すように、本実施形態において、各発熱部６０Ａ，６０Ｂは、それぞれの両端部において、通紙方向（用紙Ｐの搬送方向Ｄ）に対して傾斜する傾斜部６０１を有している。また、互いに隣り合う傾斜部６０１の少なくとも一部は、ヒータ２２の長手方向（図３の左右方向）に渡って互いにオーバーラップしており、長手方向の同じ領域Ｇ（図３の拡大図参照）内に配置されている。このように、傾斜部６０１同士がオーバーラップして配置されていることで、発熱部６０Ａ，６０Ｂ同士の間での温度の低下を抑制でき、紙幅方向の定着ムラを低減できる。

【0047】

（温度検知部材）
温度検知部材２５によって検知された温度情報は、各発熱部６０Ａ，６０Ｂの発熱を制御する制御部へ送られ、送られた温度情報に基づき各発熱部６０Ａ，６０Ｂが個別に制御される。これにより、ニップ部Ｎの温度が予め設定された目標の温度（定着温度）となるように制御される。
温度検知部材２５の温度検知部は、中央発熱部６０Ａの幅Ｗ１内のさらに小サイズ通紙領域内に配置されていることが好ましい。
また、中央発熱部６０Ａの幅Ｗ１よりも小さい幅サイズの用紙が複数種類ある場合は、その中でも最小幅用紙の通紙領域内に、温度検知部材２５の温度検知部を配置することで、中央発熱部６０Ａ上を通過するあらゆるサイズの通紙領域の温度を温度検知部材２５によって検知することができるようになる。

【0048】

図２は、温度検知部材２５がニップ形成部材２３に対して取り付けられた状態の一例を示している。
温度検知部材２５は、ニップ形成部材２３に設けられた貫通孔状（枠状）又は溝状の収容部２３ａ内に収容される。
温度検知部材２５に設けられた凹状の係合部等に、ニップ形成部材２３に設けられた凸状の係合部が挿入されることにより、ニップ形成部材２３に対する温度検知部材２５の位置が規制される位置決め機構を備える態様とすることができる。

【0049】

ニップ形成部材２３に形成された収容部２３ａ内に温度検知部材２５が配置されることで、温度検知部材２５がヒータ２２に近接または当接する。温度検知部材２５とヒータ２２との間にアルミニウムやグラファイトなどで構成される高熱伝導部材を配置し、この高熱伝導部材（及び絶縁シート等）を介して接触する構成とすることができる。

【0050】

補強部材であるステー２４は、温度検知部材２５を付勢する付勢部材４０としての一対のコイルばねを支持する部材である。
温度検知部材２５は、付勢部材４０によりニップ形成部材２３やヒータ２２に向かって付勢され、所定の圧力で接触する。
各付勢部材４０の一端は補強部材に固定され、他端が温度検知部材２５に固定される。付勢部材４０の温度検知部材２５に固定される端部は、例えば、温度検知部材に設けられた位置決め用の突起等に挿入されて位置決めされることで、位置ずれや座屈が防止され、安定した接触圧を付与することができる。

【0051】

＜第一の実施形態＞
図４及び図５に基づき、ニップ形成部材２３と補強部材（ステー）２４との係合について説明する。図４は従来例の係合を示す模式図であり、図５は本発明に係る第一の実施形態の係合を示す模式図である。
なお、以下の各図において、ニップ形成部材２３と補強部材２４の長手方向の一方側面を示して説明するが、基本的に反対面側も同様の構成を有する。

【0052】

本実施形態において、ニップ形成部材２３は、長手方向の両端部または両端部以外の領域の少なくとも１箇所に、補強部材（ステー）２４の係合部Ｅと係合する被係合部２３ｂを有し、長手方向の一方端部にのみ被係合部２３ｂを有する場合（従来例）よりも、補強部材２４との係合により付与される回転モーメントが小さい。

【0053】

付勢部材４０は、短手方向においてニップ形成部材２３を補強部材２４から離間する方向に付勢する。
上述のように、加熱部材（ヒータ）２２の温度を検知する温度検知部材２５を備える態様において、付勢部材４０が温度検知部材２５をニップ形成部材２３に向けて付勢する。

【0054】

ニップ形成部材２３は、温度検知部材２５を収容する貫通孔状の収容部２３ａを有し、
収容部２３ａの内壁は、温度検知部材２５と当接しないことが好ましい。

【0055】

本実施形態の定着装置では、図５に示すように、付勢部材４０により付勢される領域と、ニップ形成部材２３の端部のうち付勢される領域と近い端部との長手方向における距離をＬ２とし、付勢される領域と、ニップ形成部材２３の被係合部２３ｂとの長手方向における距離をＬ３としたとき、Ｌ３＜Ｌ２／２の関係を満たしている。
なお、付勢部材により付勢される領域は、その長手方向の中央を基準とする。
Ｌ３の値は小さい程、係合時にニップ形成部材２３に付与される回転モーメントが小さくなるため好ましい。

【0056】

図４に示す従来例において、ニップ形成部材２３の被係合部２３ｂと、補強部材２４の係合部Ｅとが係合する係合部位における回転モーメントＭ_０は、以下の式で求められる。
Ｍ_０＝Ｆ×Ｌ１
（Ｌ１は、付勢部材４０により付勢される領域と、ニップ形成部材２３の一方端部に設けられたと被係合部２３ｂとの長手方向における距離である。）
一方、図５に示す本実施形態における回転モーメントＭは、以下の式で求められる。
Ｍ＝Ｆ×Ｌ３
（Ｌ３は、付勢部材４０により付勢される領域と、ニップ形成部材２３の被係合部２３ｂとの長手方向における距離である。）
各回転モーメントの値は、Ｍ_０＞Ｍの関係を満たす。

【0057】

本実施形態に係る定着装置は、ニップ形成部材２３の両端部以外の領域に補強部材２４の係合部Ｅと係合する被係合部２３ｂを有し、ニップ形成部材２３の一方端部にのみ被係合部２３ｂが設けられた従来例よりも、係合によりニップ形成部材２３に付与される回転モーメントが小さい。
これにより、組立て工程や組立て後の輸送時おいて、補強部材２４と係合したニップ形成部材２３が安定に保持され、脱落が防止される。ニップ形成部材２３の脱落が防止されることにより、キンクの発生、さらにキンクの発生に起因した印刷時の画像不良や定着ベルトの破断等を防止することができる。

【0058】

＜第二の実施形態＞
図６に基づき、ニップ形成部材２３と補強部材（ステー）２４との係合の第二の実施形態について説明する。
本実施形態は、第一の実施形態と同様、ニップ形成部材２３が長手方向の両端部以外の領域に、補強部材（ステー）２４の係合部Ｅと係合する被係合部２３ｂを有し、長手方向の一方端部にのみ被係合部２３ｂを有する場合（従来例）よりも、補強部材２４との係合により付与される回転モーメントが小さい。

【0059】

図６に示すように、本実施形態では、付勢部材４０により付勢される部位と、ニップ形成部材２３の被係合部２３ａとが、短手方向において重なる位置にある。
これにより、係合部位における逆向きのＦが釣り合い、回転モーメントはゼロとなる。
すなわち、図４で示した従来の回転モーメントの値よりも小さい。
よって、第一の実施形態と同様、補強部材２４と係合したニップ形成部材２３が安定に保持され、脱落及びそれに伴う不具合の発生を防止することができる。

【0060】

＜第三の実施形態＞
本発明に係る定着装置において、補強部材２４の係合部Ｅとニップ形成部材２３の被係合部２３ｂとが係合する係合部位を長手方向に有する構成とすることができる。
図７に基づき、ニップ形成部材２３と補強部材（ステー）２４との係合の第三の実施形態について説明する。
本実施形態は、ニップ形成部材２３が、長手方向に補強部材（ステー）２４の係合部Ｅと係合する被係合部２３ｂを複数有し、長手方向の一方端部にのみ被係合部２３ｂを有する場合（従来例）よりも、補強部材２４との係合により付与される回転モーメントが小さい。

【0061】

係合部位は、図７に示すように付勢部材４０により付勢される領域を基準として、長手方向の一方端側に少なくとも１つ、及び他方端側に少なくとも１つ有していることが好ましい。具体的には、長手方向の両端部に設けられることが好ましい。

【0062】

図７の図中左側の係合部位は、付勢部材４０により付勢される領域から長手方向にＬ１の距離にあるニップ形成部材２３の被係合部２３ｂと、補強部材２４の係合部Ｅ１とが係合する部位である。また、図７の図中右側の係合部位は、付勢部材４０により付勢される領域から長手方向にＬ４の距離にあるニップ形成部材２３の被係合部２３ｂと、補強部材２４の係合部Ｅ２とが係合する部位である。

【0063】

係合部Ｅ１による係合部位における回転モーメントＭ１は、以下の式で求められる。
Ｍ１＝Ｆ×Ｌ１－Ｆ×Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ４）×（Ｌ１＋Ｌ４）＝０
また、係合部Ｅ２による係合部位における回転モーメントＭ２は、以下の式で求められる。
Ｍ２＝Ｆ×Ｌ４－Ｆ×Ｌ４／（Ｌ１＋Ｌ４）×（Ｌ１＋Ｌ４）＝０
以上のように、本実施形態では、長手方向の一方端部にのみ被係合部２３ｂを有する場合（従来例）よりも、補強部材２４との係合によりニップ形成部材２３に付与される回転モーメントが小さい。
よって、第一の実施形態と同様、補強部材２４と係合したニップ形成部材２３が安定に保持され、脱落及びそれに伴う不具合の発生を防止することができる。

【0064】

＜第四の実施形態＞
上述の第一及び第二の実施形態は、長手方向に係合部位が１箇所設けられた例であり、第三の実施形態は、長手方向に係合部位が２箇所設けられた例である。
補強部材２４の係合部Ｅとニップ形成部材２３の被係合部２３ｂとが係合するこれらの係合部位のうち、係合により位置決め固定がなされる係合部位を少なくとも１つ有することが好ましい。

【0065】

補強部材２４とニップ形成部材２３は、長手方向にスライド移動させて組立てが行われ、組立て工程後は位置決め固定されることが好ましい。
本実施形態では、少なくとも１つの係合部位において補強部材２４とニップ形成部材２３とが係合固定される構成を有する。

【0066】

位置決め固定の態様の一例を図９に基づき説明する。
図９は、補強部材２４が、ニップ形成部材２３の被係合部２３ｂに対してスナップフィットにより係合するスナップフィット係合部２４ａを有している係合部位の一例を示す部分拡大図である。
例えば、図５に示す第一の実施形態、図６に示す第二の実施形態、及び図７に示す第三の実施形態において、図中符号２４ａで示す補強部材の係合部は、このようなスナップフィット係合部であることが好ましい。

【0067】

位置決め固定の方法としては、スナップフィット形式に限定されず、長手方向における補強部材２４とニップ形成部材２３との相対的な移動において、所定位置までスライド移動させると、その後は逆方向の移動が規制されるようなものであれば特に限定されない。

【0068】

ヒータ２２の温度を検知する温度検知部材２５を備える態様において、ニップ形成部材２３は、温度検知部材２５を収容する貫通孔状の収容部２３ａを有している。
この収容部２３ａの内壁は、温度検知部材２５と組立て時及び組立て後において当接しないことが好ましい。
例えば、図８に示すように、収容部２３ａの長手方向の全長はＳ１であるが、このうちＳ２は、組立て時におけるニップ形成部材のスライド移動において温度検知部材２５と干渉しないように設けられたスペースである。

【0069】

また、収容部２３ａは、ニップ形成部材２３の長手方向の径が短手方向の径よりも大きい形状であることが好ましい。

【0070】

本実施形態では、ニップ形成部材２３が板状のヒータ２２を保持し、該ヒータ２２により定着ベルト２０を加熱する態様を示したが、補強部材２４とニップ形成部材２３との係合形態については、他の加熱方式の定着装置においても適用することができる。

【0071】

本実施形態において、ニップ形成部材２３は、補強部材２４に設けられた付勢部材４０により直接、または温度検知部材２５を介して付勢されることにより、撓みが生じている。同様に、補強部材２４も付勢部材４０からの負荷を受けて撓みが生じている。
そこで、撓みによるニップ偏差を調整可能な形状を有することが好ましい。

【0072】

例えば、補強部材２４を、長手方向の中央部が長手方向の両端部よりもニップ形成部材２３と対向する方向に突出している形状とすることができる。
また、ニップ形成部材２３は、長手方向の中央部が長手方向の両端部よりも補強部材２４と対向する方向に突出している形状とすることができる。

【0073】

本発明に係る定着装置は、補強部材２４とニップ形成部材２３との係合態様として上述の実施形態に示す構成を有することにより、組立て工程や組立て後の輸送時おいてニップ形成部材２３が脱落することなく、脱落に起因した不具合や画像不良の発生を防止することができる。

【符号の説明】

【0074】

９ 定着装置
２０ 定着部材（定着ベルト）
２１ 加圧部材（加圧ローラ）
２２ 加熱部材（ヒータ）
２３ ニップ形成部材
２３ａ 収容部
２４ 補強部材（ステー）
２５ 温度検知部材
２５ａ 収容部
４０ 付勢部材
１００ 画像形成装置
Ｎ ニップ部
Ｐ 記録媒体

【先行技術文献】

【特許文献】

【0075】

【文献】特開２０２０－１０１６７４号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】