JP2017072781A - 画像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱ヒータ１１３の裏面に１次回路部材１１４に近接した第１の熱伝導部材１４０と２次回路部材１１５に近接した第２の熱伝導部材１４１を設置するフィルム加熱方式の画像加熱装置においては、１次回路と２次回路の絶縁性能を満たすために、第１と第２の熱伝導部材間の距離Ｙを長く設置すると、温度ムラにより、光沢ムラの画像不良が発生する場合があった。【解決手段】第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の熱膨張による熱伝導部材間の距離Ｙの変動を抑えるために、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の長手方向の規制部１４０ａ，１４１ａを最小通紙幅Ｘｍの内側に設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、画像加熱装置及びこれを備える画像形成装置に関する。この画像加熱装置は、例えば、電子写真方式などの複写機・レーザービームプリンタ等の画像形成装置に搭載する定着装置として用い得る。

トナー画像を担持した記録材（以下用紙と記す）を加熱する画像加熱装置（以下、定着装置と記す）には、従来から熱ローラ方式、フィルム（ベルト）加熱方式などが知られている。

特許文献１には、加熱ヒータの裏面に熱伝導部材を設けていわゆる非通紙部昇温（記録材の非通過部昇温）を抑制して小サイズ用紙の生産性を上げるフィルム加熱方式の定着装置が記載されている。熱伝導部材は加熱ヒータの基板よりも熱伝導率が高い材質の部材である。

フィルム加熱方式の装置においては、加熱ヒータに１次回路部材としての保護素子と２次回路部材としての温度検知素子を配置する構成が一般に採られている。加熱ヒータの裏面に熱伝導部材を設けている場合はこの熱伝導部材に対して保護素子と温度検知素子が配置される。

保護素子は、電力を供給する商用電源に直接接続する回路である１次回路に接続されており、加熱ヒータの異常昇温時には、その異常昇温により作動して商用電源から加熱ヒータへの通電を遮断する。温度検知素子は、１次回路との直接接続がなく、機器内の変圧器やコンバータ等の装置から電源を供給される回路である２次回路に接続されており、加熱ヒータに関して検知温度に基づいた投入電力制御を行うために使用される。

従って、加熱ヒータの裏面側には１次回路と２次回路が混在しているため、１次回路と２次回路は絶縁することが望まれる。保護素子と熱伝導部材間で絶縁が取れない構成では、保護素子と温度検知素子とともにヒータ裏面に配置される熱伝導部材も、保護素子を配置した１次回路側と温度検知素子を配置した２次回路側とに分割して絶縁を確保することが望まれる。

特開２０１４−２３８５６０号公報

しかしながら、熱伝導部材を分割して加熱ヒータの裏面に設けた構成では、熱伝導部材が加熱ヒータ裏面に接触している領域と接触していない領域（分割した熱伝導部材相互の離間領域）とで定着フィルム（定着ベルト）に長手方向の熱ムラが発生してしまう。特に、熱伝導部材が接触していない領域が広いと光沢ムラなど画像不良が発生する場合があった。

一方、分割した熱伝導部材間の間隔が狭いと、１次回路側の熱伝導部材と２次回路側の熱伝導部材との絶縁が確保できなくなる可能性がある。また、熱伝導部材は熱膨張により長手方向の長さが変化する。定着装置の温度条件や用紙の通紙条件などにより、熱伝導部材の長手方向の長さが変化する。これらを考慮して、分割した熱伝導部材を所定に離して設置することが望まれることから、光沢ムラなどの画像不良との両立が困難になる。

本発明の目的は、フィルム加熱方式の画像加熱装置で、熱伝導部材を２体化（分割化）して設置する構成において、１次回路と２次回路の絶縁性能を確保しつつ、熱ムラによる光沢ムラなどの画像不良を抑制することである。

上記目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、細長い基板とこの基板上に長手に沿って形成された通電により発熱する抵抗発熱体を有する加熱部材と、前記加熱部材を保持する保持部材と、少なくとも平面と平行な方向における熱伝導率が前記基板の熱伝導率よりも高い熱伝導部材であって、前記加熱部材の長手方向に沿って並べられており前記加熱部材と前記保持部材との間に挟まれている第１の熱伝導部材および第２の熱伝導部材と、内周面が前記加熱部材の前記熱伝導部材の側とは反対側の面に接触して摺動しつつ回転可能な無端状のベルトと、前記ベルトを挟んで前記加熱部材に当接して前記ベルトの外面とニップ部を形成する回転体と、を有し、前記ニップ部で画像を担持した記録材を挟持搬送しつつ加熱する画像加熱装置において、前記第１の熱伝導部材と前記第２の熱伝導部材は所定の間隔をあけて配置され、それぞれ前記保持部材に対して長手方向に移動することを規制する規制部を有し、前記規制部は前記画像加熱装置で搬送可能な最小幅サイズの記録材の通過領域の内側に対応する箇所に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、１次回路と２次回路の絶縁性能を確保しつつ、熱ムラによる光沢ムラなどの画像不良を抑制することが可能となる。

実施例１の要部の構成説明図 画像形成装置の一例の概略図 定着装置の要部の説明図 制御系統のブロック図 ヒータホルダーに熱伝導部材と加熱ヒータを組み付ける組立て図 比較例１の要部の構成説明図 他の構成の説明図 実施例２の要部の構成説明図

《実施例１》
（画像形成装置の本体構成）
図２は本実施例における画像形成装置５０の概略図である。この画像形成装置５０は、像担持体である感光ドラム１上に形成されたトナー像を直接にシート状の記録材（以下、用紙と記す）Ｐに転写する電子写真方式のモノクロのレーザリンタである。感光ドラム１の周りにはドラム回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って順に、帯電器２、レーザ光Ｂを感光ドラム１に照射する露光装置３、現像器５、転写ローラ１０、及び感光ドラムクリーナー１６が配置されている。

回転する感光ドラム１の表面が帯電器２によってマイナス極性に帯電され、その帯電面に露光装置３によりレーザ走査露光がなされる。レーザ光Ｂは画像情報に対応して変調されており感光ドラム１の表面に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される（露光された部分は表面電位が上がる）。その静電潜像が、ブラックトナーが入った現像器５によりトナー像として現像される。本実施例のトナーはマイナス極性に帯電されており、感光ドラム１上の静電潜像部にのみマイナストナーが付着し、感光ドラム１上にトナー像が形成される。

用紙Ｐは給紙ローラ４によって給紙され、搬送ローラ６によって感光ドラム１と転写ローラ１０との当接部である転写ニップＮに搬送される。転写ローラ１０には電源（不図示）からトナーの極性とは逆の極性であるプラス極性の転写バイアスが印加され、感光ドラム１上のトナー像は転写ニップ部Ｎにおいて用紙Ｐ上に転写される。転写後の感光ドラム１は弾性体ブレードを有する感光ドラムクリーナー１６によって表面の転写残トナーが除去される。

トナー像を担持した用紙Ｐは、画像加熱装置としての定着装置１００に搬送導入され、表面のトナー像の加熱定着が行なわれる。そして、画像形成物としてトレイ１１上に排出される。

（定着装置の概要）
本実施例の定着装置１００は、立ち上げ時間の短縮や低消費電力化を目的としたフィルム（ベルト）加熱方式の画像加熱装置（ＯＭＦ：オンデマンド定着器）である。

本実施例における定着装置１００の概略を示す要部の断面図を図３の（ａ）に示す。定着装置１００を用紙搬送方向（記録材搬送方向：矢印Ａ１方向）の上流側（用紙導入側）から見た長手方向の要部の概略図を図３の（ｂ）に示す。図３の（ｂ）は、定着フィルム１１２の内部部材である加熱ヒータ１１３や第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の様子が分かりやすいように、定着フィルム１１２とヒータホルダー１３０は透かした状態で示す。

この定着装置１００は、フィルムユニット（ベルトユニット）１０１と、弾性を有する回転体としての加圧ローラ１１０を有する。フィルムユニット１０１と加圧ローラ１１０は実質平行に配列されていて、フィルムユニット１０１が有する定着フィルム１１２と加圧ローラ１１０とでニップ部（定着ニップ）Ｎｏを形成している。

フィルムユニット１０１は内部部材に対してルーズに外嵌されている回転可能な無端状のベルトである定着フィルム１１２を有する。定着フィルム１１２の内部には、加熱部材としての加熱ヒータ１１３、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１、加熱ヒータ１１３と熱伝導部材１４０，１４１を保持する保持部材としてのヒータホルダー１３０が配置されている。同じく、１次回路部材としての保護素子１１４、２次回路部材としての温度検知素子１１５、ヒータホルダー１３０を支持するステー１２０、一端側と他端側のフランジ部材１５０が配置されている。

一端側と他端側のフランジ部材１５０はそれぞれステー１２０の一端側と他端側に嵌合されて固定設置されている。定着フィルム１１２はこの一端側と他端側のフランジ部材１５０の鍔座１５０ａ間に位置している。

ヒータホルダー１３０は加熱ヒータ１１３を固定して保持する保持部材であり、加熱ヒータ１１３の熱を奪い難いように低熱容量の材料が好ましく、本実施例では耐熱性樹脂である液晶ポリマー（ＬＣＰ）を用いた。ヒータホルダー１３０は強度を持たせるために鉄製のステー１２０で加熱ヒータ１１３とは反対側から支えられている。

加圧ローラ１１０は芯金１１７の一端側と他端側がそれぞれ装置筐体（不図示）に対して軸受け１３２を介して回転可能に支持されている。フィルムユニット１０１は内部の加熱ヒータ１１３を加圧ローラ１１０に対向させて加圧ローラ１１０に実質平行にされて装置筐体に対して設置されている。そして、一端側と他端側のフランジ部材１５０に対してそれぞれ加圧バネ１３３による矢印Ａ２方向の所定の加圧力が加えられている。この加圧力によりステー１２０が加圧ローラ１１０の側に向う方向に押圧付勢される。

そのためヒータホルダー１３０に保持されている加熱ヒータ１１３の表面（第１の面）とヒータホルダー１３０の表面の一部が定着フィルム１１２を挟んで加圧ローラ１１０に対して加圧ローラ１１０の弾性層１１６の弾性層に抗して圧接される。加熱ヒータ１１３の表面側は定着フィルム１１２の内面に接触し、定着フィルム１１２を内面から加熱する内面ニップＮｉを形成する。そして、定着フィルム１１２を挟むように、加熱ヒータ１１３に対向して加圧ローラ１１０が圧接して定着フィルム１１２の外面と加圧ローラ１１０との間に定着ニップ（ニップ部）Ｎｏが形成される。

加圧ローラ１１０には芯金１１７に設けられた駆動ギア１３１に対して制御部５００（図４の（ａ））で制御されるモータ（駆動源）Ｍの駆動力が動力伝達機構（不図示）を介して伝達される。これにより、加圧ローラ１１０は、図３の（ａ）において矢印Ｒ１の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。本実施例では、加圧ローラ１１０は表面移動速度１５０ｍｍ／ｓｅｃで回転するようになっている。

この加圧ローラ１１０の回転駆動に伴い定着フィルム１１２が従動回転する。即ち、定着フィルム１１２はその内周面が定着ニップＮｏにおいて加熱ヒータ１１３の表面とヒータホルダー１３０の表面の一部に接触して摺動しつつ、加熱ヒータ１１３、ヒータホルダー１３０、ステー１２０の外周りを矢印Ｒ２の時計方向に従動回転する。

一端側と他端側のフランジ部材１５０の鍔座部１５０ａは、それぞれ、定着フィルム端面を受け止めることで定着フィルム１１２の回転に伴う長手幅方向への片寄り移動を規制する。また、一端側と他端側のフランジ部材１５０のフィルム内面ガイド部１５０ｂは、それぞれ、定着フィルム１１２の両端部をフィルム内側から支持して定着フィルム１１２の回転をガイドする（回転軌道決め）。

加熱ヒータ１１３は制御部５００で制御される電源回路５０１（図４の（ａ））の１次回路（ＡＣ回路）５０２から給電を受けて発熱して急峻に加熱される。そして、その加熱ヒータ１１３の温度が２次回路（ＤＣ回路）５０５の温度検知素子１１５で検知される。制御部５００は温度検知素子１１５からフィードバックされる温度情報に基づいて加熱ヒータ１１３の温度が所定の温度に立ち上げられて温調されるように給電制御回路５０４を制御して加熱ヒータ１１３に対する供給電力を加減する。なお、図４の（ａ）に示した、加熱ヒータ１１３に電力を供給する電源回路５０１については後述する。

加圧ローラ１１０が回転駆動され、加熱ヒータ１１３が所定の温度に立ち上げられて温調された状態において、画像形成部で未定着トナー像Ｔが形成された用紙Ｐが矢印Ａ１の方向から定着ニップＮｏに搬送されて導入される。用紙Ｐは画像面が定着フィルム１１２に対面するように導入される。そして、用紙Ｐは定着ニップＮｏで挟持搬送されて加熱ヒータ１１３により加熱される定着フィルム１１２の熱とニップ圧で加熱加圧され、用紙Ｐに対して未定着トナー像Ｔが固着像として定着される。

なお、本実施例の装置において大小各種の幅サイズの用紙Ｐの通紙は用紙幅中心の所謂中央基準搬送でなされる。図３の（ｂ）において、Ｗｇは加圧ローラ１１０の弾性層１１６の長手幅である。Ｘは装置に使用可能（搬送可能）な最大幅サイズの用紙（大サイズ用紙）の通過領域の幅、即ち最大通紙幅である。本実施例での最大通紙幅Ｘはレターサイズの幅２１６ｍｍである。Ｗｇ＞Ｘである。Ｘｍは装置に使用可能な最小幅サイズの用紙（小サイズ用紙）の通過領域の幅、即ち最小通紙幅である。本実施例での最小通紙幅Ｘｍは７６ｍｍである。定着フィルム１１２の長手幅はＷｇよりも大きい。

定着フィルム１１２の一端側と他端側の内面はそれぞれ最大通紙幅Ｘよりも外側において一端側と他端側のフランジ部材１５０のフィルム内面ガイド部１５０ｂで支持されている。

（定着フィルム）
本実施例の定着フィルム１１２は外力をかけて変形させていない自由状態においては、自身の弾性で外径がφ２０ｍｍの薄肉のほぼ円筒形状をなす可撓性を有する耐熱性部材である。厚み方向には多層構成となっている。定着フィルム１１２の層構成としては、フィルムの強度を保つための基層１２６と、表面への汚れ付着低減のための離型層１２７からなる。

基層１２６の材質は、加熱ヒータ１１３の熱を受けるため耐熱性が求められる。また、加熱ヒータ１１３と摺動するため強度も求められる。そのため、ＳＵＳ（Stainless Used Steel：ステンレス鋼）やニッケルなどの金属やポリイミドなどの耐熱性樹脂を用いると良い。金属は樹脂に比べると強度があるため薄肉化でき、また熱伝導率も高いため、加熱ヒータ１１３の熱を定着フィルム１１２の表面へ伝達しやすい。一方、樹脂は金属に比べると比重が小さいため熱容量が小さく温まりやすい利点がある。また樹脂は塗工成型により薄肉のフィルムが成型できるため安価に成型できる。

本実施例では、定着フィルム１１２の基層１２６の材質としてポリイミド樹脂を用い、熱伝導率と強度を向上させるためカーボン系のフィラーを添加して用いた。基層１２６の厚さは薄いほど加熱ヒータ１１３の熱を定着フィルム表面に伝達しやすいが強度が低下するため１５μｍ〜１００μｍ程度が好ましく、本実施例では５０μｍとした。

定着フィルム１１２の離型層１２７の材質は、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂を用いるのが好ましい。本実施例ではフッ素樹脂の中でも離型性と耐熱性に優れるＰＦＡを用いた。

離型層１２７は、チューブを被覆させたものでも良いが、表面を塗料でコートしたものでも良く、本実施例では、薄肉成型に優れるコートにより離型層１２７を成型した。離型層１２７は薄いほど加熱ヒータ１１３の熱を定着フィルム１１２の表面に伝達しやすいが、薄すぎると耐久性が低下するため、５μｍ〜３０μｍ程度が好ましく、本実施例では１０μｍとした。

（加圧ローラ）
本実施例の加圧ローラ１１０は外径φ２０ｍｍであり、φ１２ｍｍの鉄製の芯金１１７にシリコーンゴムを発泡した厚さ４ｍｍの弾性層１１６（発泡ゴム）が形成されている。加圧ローラ１１０は、熱容量が大きく、熱伝導率が大きいと、加圧ローラ１１０表面の熱が内部へ吸収され易く、加圧ローラ１１０の表面温度が上昇しにくくなる。すなわち、できるだけ低熱容量で熱伝導率が低く、断熱効果の高い材質の方が、加圧ローラ１１０の表面温度の立ち上がり時間を短縮できる。

上記シリコーンゴムを発泡した発泡ゴムの熱伝導率は０．１１〜０．１６Ｗ／ｍ・Ｋであり、０．２５〜０．２９Ｗ／ｍ・Ｋ程度のソリッドゴムよりも熱伝導率が低い。また、熱容量に関係する比重はソリッドゴムが約１．０５〜１．３０であるのに対して、発泡ゴムが約０．４５〜０．８５であり、低熱容量でもある。従って、この発泡ゴムは、上記加圧ローラ１１０表面温度の立ち上がり時間を短縮できる。

加圧ローラ１１０の外径は小さい方が熱容量を抑えられるが、小さ過ぎると定着ニップＮｏの短手幅が狭くなってしまうので適度な径が求められる。本実施例では、外径をφ２０ｍｍとした。弾性層１１６の肉厚に関しても、薄過ぎれば金属製の芯金に熱が逃げるので適度な厚みが求められる。本実施例では、弾性層１１６の厚さを４ｍｍとした。

弾性層１１６の上には、トナーの離型層として、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）からなる離型層１１８が形成されている。離型層１１８は定着フィルム１１２の離型層１２７と同様にチューブを被覆させたものでも表面を塗料でコートしたものでも良いが、本実施例では、耐久性に優れるチューブを使用した。

離型層１１８の材質としては、ＰＦＡの他に、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂や、離型性の良いフッ素ゴムやシリコーンゴム等を用いても良い。加圧ローラ１１０の表面硬度は、低いほど軽圧で短手幅が広い定着ニップＮｏが得られるが、低すぎると耐久性が低下するため、本実施例では、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度（４．９Ｎ荷重）で、４０°とした。

（加熱ヒータ）
本実施例の加熱ヒータ１１３はフィルム加熱方式の画像加熱装置で用いられる一般的なヒータである。即ち、細長いセラミックス製の基板とこの基板上に長手に沿って形成された通電により発熱する抵抗発熱体を有するセラミックヒータである。

図３と図１を参照して本実施例における加熱ヒータ１１３の構成を説明する。図１の（ａ）は図３の（ａ）において加熱ヒータ１１３を矢印Ａ３の方向から見た模式図（加熱ヒータ１１３の表面の模式図）である。

加熱ヒータ１１３の基板２０７は用紙搬送方向Ａ１の幅（短手幅）Ｗｈ＝６ｍｍ、厚さＨ＝１ｍｍのアルミナ基板である。基板２０７の表面に基板長手に沿って平行２本の抵抗発熱体２０１，２０２が形成されている。抵抗発熱体２０１，２０２はＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）をスクリーン印刷により所定幅にて厚さ１０μｍで塗工することで形成している。その上を発熱体保護層２０９としてガラスを５０μｍの厚さで覆っている。なお、発熱体保護層２０９は図１の（ａ）にだけに示しており、（ｃ）や（ｄ）では省略している。

本実施例において、加熱ヒータ１１３は発熱体保護層としてガラス層２０９を形成した側が定着フィルム１１２の内周面が接触して摺動する第１の面（表面）であり、その反対側の基板面が熱伝導部材１４０が長手方向に沿って接触する第２の面（裏面）である。

抵抗発熱体２０１，２０２の長手幅Ｗは本実施の装置において最大通紙幅Ｘに対応する幅２１６ｍｍのレターサイズ用紙を十分加熱できるように両端側で１ｍｍずつ長い２１８ｍｍとなっている。

基板２０７上の２本の抵抗発熱体２０１，２０２は一端側が導電体２０３を介して直列に連結されて導通している。抵抗発熱体２０１，２０２の他端側にはそれぞれ導電性の電極２０４，２０５が設けられている。この電極部２０４，２０５から通電することで抵抗発熱体２０１，２０２が発熱するようになっている。加熱ヒータ１１３の基板２０７の長手幅Ｗｂは上記抵抗発熱体２０１，２０２、導電体２０３、電極部２０４，２０５と発熱体保護層２０９が収まるように２７０ｍｍとした。

（電源回路）
図４の（ａ）に示した加熱ヒータ１１３に電力を供給する電源回路５０１については説明する。電源回路５０１は、商用電源（商用交流電源）５０３、給電制御回路（トライアック）５０４、保護素子１１４、電極部２０５、抵抗発熱体２０２、導電体２０３、抵抗発熱体２０１、電極部２０４が直列に接続された１次回路（ＡＣ回路）５０２を有する。給電制御回路５０３は制御部５００で制御される。また、電源回路５０１は、制御部５００に温度検知素子１１５を接続した２次回路（ＤＣ回路）５０５を有する。

保護素子１１４は加熱ヒータ１１３が異常昇温した場合に作動して１次回路５０２の通電を遮断する、即ち商用電源５０３から加熱ヒータ１１３への通電を遮断する１次回路部材である。例えば、温度ヒューズ、サーモスイッチ、サーモスタットなど内部にスイッチを有し加熱ヒータ１１３の異常昇温により作動して通電を遮断する通電遮断部材である。

実施例において、この保護素子１１４は図４の（ｂ）のようにヒータホルダー１３０に設けた穴部１３０ｃから差し込まれて加熱ヒータ１１３の基板２０７の裏面に対して後述する第１の熱伝導部材１４０を介して当接されている。即ち、保護素子１１４は第１の熱伝導部材１４０を介して加熱ヒータ１１３の温度を検知する。

温度検知素子１１５は加熱ヒータ１１３の温度を制御するための１次回路部材であり、例えば、サーミスタである。この温度検知素子１１５もヒータホルダー１３０に設けた穴部１３０ｄから差し込まれて加熱ヒータ１１３の基板２０７の裏面に対して後述する第２の熱伝導部材１４１を介して当接されている。即ち、温度検知素子１１５も第２の熱伝導部材１４１を介して加熱ヒータ１１３の温度を検知する。

制御部５００はこの温度検知素子１１５の検知温度情報に応じて給電制御回路５０４を制御して、電源回路５０１において電極部２０４、２０５からて抵抗発熱体２０１、２０２に流す電流を適切に制御することで、加熱ヒータ１１３の温度を調整している。

上記の保護素子１１４と温度検知素子１１５は何れも装置に対する通紙状態での温度を検知するために、加熱ヒータ１１３に対して前記の最小通紙幅Ｘｍの幅内に収まる位置に設置されている。なお、図の煩雑を避けるために保護素子１１４と温度検知素子１１５は図３と図４以外の図に対する記載は省略した。

（熱伝導部材）
加熱ヒータ１１３の裏面（第２の面）には、図１の（ｂ）〜（ｄ）のように、加熱ヒータ１１３の温度を均すための第１と第２の２つの熱伝導部材１４０，１４１が設けられている。即ち、熱伝導部材１４０，１４１は用紙Ｐの搬送領域において長手方向中央部で第１と第２の２つに分割した構成になっている。この第１と第２の２つの熱伝導部材１４０，１４１は、抵抗発熱体２０１，２０２の長手幅Ｗにほぼ対応する位置において、加熱ヒータ裏面の長手方向に並べて配置されている。

熱伝導部材１４０，，１４１は少なくとも平面と平行な方向における熱伝導率が加熱ヒータ１１３の基板２０７の熱伝導率よりも高い部材であり、加熱ヒータ１１３とホルダー１３０との間に挟まれて設置されている。

図５にヒータホルダー１３０に熱伝導部材１４０，１４１と加熱ヒータ１１３を組み付ける時の組立て図（分解斜視図）を示す。ヒータホルダー１３０には、熱伝導部材１４０，１４１と加熱ヒータ１１３が十分に収まるように溝１３０ｂが設けられている。このヒータホルダー１３０の溝１３０ｂに２枚の熱伝導部材１４０，１４１が嵌め込まれた後に、加熱ヒータ１１３が嵌め込まれるようになっている。

また、熱伝導部材１４０，１４１には、ヒータホルダー１３０との長手方向のずれを規制する規制部１４０ａ，１４１ａが設けられている。熱伝導部材１４０，１４１の規制部１４０ａ，１４１ａは、図５に示すように熱伝導部材１４０，１４１の一部を曲げ加工で形成されている。

一方、ヒータホルダー１３０には、熱伝導部材１４０，１４１の規制部１４０ａ，１４１ａが嵌合されるように規制溝１３０ａが設けられている。熱伝導部材の規制部１４０ａ，１４１ａがヒータホルダー１３０の規制溝１３０ａに嵌合されることで熱伝導部材１４０，１４１とヒータホルダー１３０が長手方向に規制されるようになっている。

熱伝導部材１４０，１４１の材質としては、加熱ヒータ１１３の基板２０７の材質よりも熱伝導率が高い程、加熱ヒータ１１３や定着フィルム１１２及び加圧ローラ１１８などの部材の温度を均す効果が高い。熱伝導部材１４０，１４１としては、熱伝導性の高い銀ペーストを塗布して設ける場合や、グラファイトのシートやアルミ板などの金属板を接触さる場合などがある。

熱伝導部材１４０，１４１としてシートや金属板を用いる場合は、その厚みにより熱伝導部材１４０の熱容量を調整し易い利点がある。本実施例では、金属の中では比較的高熱伝導であり安価で設置できるアルミ（アルミニウム）の板を熱伝導部材１４０，１４１として用いた。熱伝導部材１４０，１４１は厚みが厚い程温度を均す効果が高くなるため、上述のように抵抗発熱体２０１，２０２の長手幅Ｗに対し幅狭の小サイズ用紙を連続通紙するジョブの生産性が向上する。

しかしながら、熱容量が大きくなってしまうため、加熱ヒータ１１３の立ち上がり時間が遅くなってしまう。そのため、小サイズ用紙の連続通紙時の生産性と加熱ヒータ１１３の立ち上がり時間のバランスで熱伝導部材１４０の材料や厚さを調整するのが望ましい。

本実施例の熱伝導部材１４０，１４１は、厚みｔが０．５ｍｍで用紙搬送方向Ａ１の幅（短手幅）が加熱ヒータ１１３の基板２０７の短手幅Ｗｈと同じ６ｍｍのアルミ板を用いた。

前記のように、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１には、それぞれ、１次回路部材である保護素子１１４と２次回路部材である温度検知素子１１５が当接している。従って、保護素子１１４側の第１の熱伝導部材１４０は１次回路扱い、温度検知素子１１５側の第２の熱伝導部材１４１は２次回路扱いとなる。

そのため、第１の熱伝導部材１４０と第２の熱伝導部材１４１は互いに絶縁を確保するため、所定の距離をあけて配置するのが望ましい。図１の（ｂ）は加熱ヒータ１１３と第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１を図３の（ａ）中矢印Ａ２方向から見た模式図（第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１を設置した加熱ヒータ１１３の裏面側の模式図）である。図１の（ｂ）に示すように第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１は加熱ヒータ１１３の長手中央部において所定の距離Ｙだけ離れて設置（所定の間隔をあけて配置）されている。本実施例では所定の距離Ｙは４ｍｍとした。

第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の長手幅は長い程、熱を長手方向にならす効果は高くなるが、レターサイズなど幅が大きい用紙を通紙した場合に、端部の熱が放熱し易くなるため、幅が大きい用紙の幅方向端部の定着性が低下する場合がある。そのため小サイズ用紙の生産性と大サイズ用紙の幅方向端部の定着性のバランスで第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の長手幅端部の位置を調整するのが望ましい。

本実施例では第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の全体の長手幅（一端側と他端側の位置）を加熱ヒータ１１３の抵抗発熱体２０１，２０２の長手幅Ｗと同じにした。発熱抵抗体２０１、２０２の長手幅Ｗは２１８ｍｍであり、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の離間距離Ｙが４ｍｍであるため、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１それぞれの長手幅Ｗａは１０７ｍｍとなっている。

（熱伝導部材の規制部の位置）
本実施例では、長手方向で最小通紙幅Ｘｍの内側に対応する箇所に熱伝導部材１４０，１４１の長手方向の位置を規制する規制部１４０ａ，１４１ａが設けられており、熱伝導部材１４０，１４１の長手方向のずれを抑制することを特徴としている。

図１の（ｃ）に第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１と加熱ヒータ１１３がヒータホルダー１３０に嵌め込まれた長手方向の概略断面図を示す。第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の規制部１４０ａ，１４１ａは最小通紙幅Ｘｍの内側に設置されており、熱伝導部材１４０，１４１の内端部からの距離Ｌはそれぞれ４ｍｍとしている。

図１の（ｄ）に最小通紙幅Ｘｍに通紙した場合の第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の膨張の様子を示す。最小通紙幅Ｘｍの用紙が通紙された場合には、その通紙域内では、第１と第２の熱伝導部材１４０、１４１の温度は定着の温調温度になっているが、非通紙部では、非通紙部昇温により温度は上昇する。

熱膨張による伸びは温度上昇に比例するため、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の熱膨張による伸びは、非通紙部では大きく、通紙部では小さい。そのため、図１の（ｄ）の矢印に示す様に、第１と第２の熱伝導部材１４０、１４１はそれぞれ長手方向において外端部側への伸びは大きいものの、内端部側への伸びは小さい。従って、第１の熱伝導部材１４０と第２の熱伝導部材１４１との所定の離間距離Ｙである４ｍｍはほぼ保たれている。

ここで、図６の（ａ）に示した比較例１について説明する。図６の（ａ）は本実施例における図１の（ｄ）に対応しており、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の規制部１４０ａ，１４１ａとヒータホルダー１３０の規制溝１３０ａの長手方向の位置以外は本実施例の構成と同じであり、同一符号で示し説明を省略する。

図６の（ａ）の比較例１の構成においては、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１のそれぞれの熱膨張による伸びが部材の長手方向において外端部側と内端部側にほぼ均等になるように規制部１４０ａ、１４１ａが熱伝導部材の長手中央付近に設置されている。そのため、第１の熱伝導部材１４０の内端部と規制部１４０ａとの距離Ｌと、第２の熱伝導部材１４１の内端部と規制部１４０ａとの距離Ｌはそれぞれ７０ｍｍである。第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の離間距離Ｙは本実施例と同様に４ｍｍである。

この比較例１の構成においては、最小通紙幅Ｘｍの外側に第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１のそれぞれの規制部１４０ａ、１４１ａがある。そのために、最小通紙幅Ｘｍに対応する用紙を通紙した場合は、図６の（ｂ）に示す様に、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１は非通紙部昇温による膨張でそれぞれ内端部側にも伸びる。即ち、第１の熱伝導部材１４０と第２の熱伝導部材１４１の内端部の距離は近づいてしまう。

これにより、第１の熱伝導部材１４０と第２の熱伝導部材１４１との所定の離間距離Ｙである４ｍｍは保たれず、それよりも距離が縮まり、第１と第２の熱伝導部材間の絶縁性能、即ち１次回路と２次回路の絶縁性能が低下してしまう。

（効果の検証）
本実施例１の構成と比較例１の構成について、熱ムラの評価と第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１間の絶縁が確保されているかの評価を実施した。

熱ムラの評価は、均一でトナー載り量の多い画像パターンで印字すると熱ムラによる光沢ムラの画像不良が発生しやすいため、全面１００％印字パターンを１０枚通紙することにより行った。光沢ムラの発生が無い場合は○、一枚でも光沢ムラの発生した場合を×とした。

また、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１間の絶縁性能に関しては、雷サージを想定した電圧を印加したときに、放電の発生の有無を確認した。評価は通紙している際に、電圧６ｋＶを６回、１次回路に印加し、放電の有無を確認した。第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１間で放電が無い場合を○、有る場合を×とした。

それぞれの評価において、最大通紙幅Ｘ：２１６ｍｍであるレターサイズのＸｅｒｏｘ４２００（坪量７５ｇ／ｍ²）と、Ｘｅｒｏｘ４２００を最小通紙幅Ｘｍである７６ｍｍ幅にカットした用紙を用い、これを通紙した場合において評価した。

定着温度は、温度検知素子１１５が１８０℃になるように温調し、最大通紙幅Ｘのレターサイズ用紙では２５ｐｐｍで通紙を行った。最小通紙幅Ｘｍの用紙では非通紙部昇温によりヒータホルダー１３０や加圧ローラ１１０の耐熱温度を超えないように１５ｐｐｍの速度で通紙を行った。

また、比較例２として、比較例１と同じ構成において、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の内側部分を短くして離間距離Ｙを５ｍｍとした場合についても評価を行った。評価結果を表１に示す。

表１に示すように、本実施例１の構成では、熱ムラによる光沢ムラと、放電を抑制することができた。

比較例１では、光沢ムラは抑制できたものの、放電は最小幅の通紙でのみ発生してしまった。これは、最小幅通紙による非通紙部昇温での温度上昇による熱膨張分、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の離間距離Ｙが４ｍｍよりも短くなってしまったためと考えられる。

比較例２では第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の当初の離間距離Ｙを５ｍｍにして長くしたため放電は抑制することができた。しかし、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の熱膨張による内側への伸びが小さいレターサイズ通紙では、光沢ムラが発生してしまった。

以上より、最小通紙幅Ｘｍの内側に第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の規制部１４０ａ，１４１ａを設けることで、幅が異なる各種サイズの用紙を通紙した場合でも、熱伝導部材１４０，１４１の内側への熱膨張量の変化を抑制することができる。従って、熱ムラによる光沢ムラの画像不良を抑制し、熱伝導部材１４０，１４１間の絶縁の確保が可能となった。

本実施例１では、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の長手方向の規制部１４０ａ，１４１ａを一か所に限定している。これは、２か所以上規制部を設けると、ヒータホルダー１３０と熱伝導部材１４０、１４１の膨張量の差により、熱伝導部材１４０、１４１に力が加わり変形が発生してしまう場合があるからである。

また、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１と加熱ヒータ１１３、ヒータホルダー１３０の摩擦係数が高いと規制部１４０ａ，１４１ａ以外でも熱伝導部材１４０，１４１が規制されてしまうため、同様に変形が発生してしまう場合がある。

これに対しては、例えば、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１に潤滑グリスなどの潤滑剤を塗布することが有効である。また、図７に示すように、ヒータホルダー１３０の第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１との接触面に凹み部１３０ｅを設ける。これにより、ヒータホルダー１３０と熱伝導部材１４０，１４１との接触面積を減らすことが有効である。

本実施例１では、保護素子１１４と温度検知素子１１５がそれぞれ第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１に当接している場合について述べたが、当接していない場合でもよい。即ち、商用電源５０２に直接接続されている１次回路部材としての保護素子１１４が第１の熱伝導部材１４０の近傍にあってもよいし、２次回路部材としての温度検知素子１１５が第２の熱伝導部材１４１の近接にあってもよい。１次回路部材１１４と第１の熱伝導部材１４０の絶縁と２次回路部材１１５と第２の熱伝導部材１４１の絶縁が確保されていない場合には、本実施例は有効である。

従って、本発明において、第１の熱伝導部材に１次回路部材が近接されるには、第１の熱伝導部材に１次回路部材が当接している場合も、当接していない場合も含まれる。また、第２の熱伝導部材に２次回路部材が近接されるには、第２の熱伝導部材に２次回路部材が当接している場合も、当接していない場合も含まれる。

《実施例２》
第２の実施例を以下に説明する。本実施例２では、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の規制方法として、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１をヒータホルダー１３０に接着材により直接固定することを特徴としている。

本実施例２において、未定着トナー像を形成する画像形成装置、定着装置の方式、定着フィルム、加圧ローラ、加熱ヒータについては、上記実施例１と同様であるため、説明を省略する。

（熱伝導部材）
図８を用いて説明する。本実施例では、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の規制方法として、接着剤１６０を用いる。図８の（ｂ）に示す様に第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１に接着材１６０を塗布し、ヒータホルダー１３０と接着する。保護素子１１４と温度検知素子１１５は省略してあるが、実施例１の定着装置の場合と同様である。と同様である。

（熱伝導部材の規制部の位置）
第１と第２の熱伝導部材の規制部１４０ａ，１４１ａは接着剤１６０で接着された位置（接着部）となっている。第１の熱伝導部材１４０において規制部１４０ａである接着剤１６０で接着された位置（接着部）の熱伝導部材１４０の内側端部端部からの距離Ｌは実施例１と同様に４ｍｍとしている。第２の熱伝導部材１４１において規制部１４１ａである接着剤１６０で接着された位置の熱伝導部材１４１の内側端部端部からの距離Ｌも実施例１と同様に４ｍｍとしている。また、第１と第２の熱伝導部材の規制部１４０ａ，１４１ａの所定の離間距離Ｙも実施例１と同様に４ｍｍとしている。

（効果の検証）
本実施例２の構成について、実施例１と同様に評価方法を用いて、熱ムラと第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の絶縁の評価を実施した。評価結果は、光沢ムラ発生、放電ともに発生しなかった。

本実施例２においても熱ムラによる光沢ムラを抑制し、第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１の絶縁を確保することができた。これは、実施例１と同様に、最小通紙幅Ｘｍの内側に対応する箇所に規制部１４０ａ、１４１ａを設けている。そのため、最小通紙幅Ｘに対応する用紙を通紙した場合においても第１と第２の熱伝導部材１４０，１４１がそれぞれ長手方向の内側に熱膨張して伸びることを抑制することができたからである。

また、本実施例２では、第１と第２の熱伝導部材１４０、１４１をヒータホルダー１３０に接着したが、熱伝導部材１４０，１４１を加熱ヒータ１１３に接着した場合においても同様の効果が得ることができる。

以上の実施例１，２では、画像加熱装置として、用紙上（記録材上）に形成された未定着トナー像を加熱して定着する定着装置を例にして説明したがこれに限られない。用紙Ｐに定着もしくは仮定着されたトナー像を再加熱して画像のグロス（光沢度）を増大させる装置にも本発明を適用することが可能である。

１００・・画像加熱装置（定着装置）、１１３・・加熱部材（加熱ヒータ）、２０９・・基板、２０１，２０２・・抵抗発熱体、１３０・・保持部材（ヒータホルダー）、１４０・・第１の熱伝導部材、１４１・・第２の熱伝導部材、１１２・・ベルト（定着フィルム）、１１０・・回転体（加圧ローラ）、Ｎｏ・・ニップ部（定着ニップ）、１４０ａ，１４１ａ・・規制部、Ｙ・・間隔、Ｘｍ・・最小通紙幅（最小幅サイズの記録材の通過領域）

Claims (13)

1. 細長い基板とこの基板上に長手に沿って形成された通電により発熱する抵抗発熱体を有する加熱部材と、
   前記加熱部材を保持する保持部材と、
   少なくとも平面と平行な方向における熱伝導率が前記基板の熱伝導率よりも高い熱伝導部材であって、前記加熱部材の長手方向に沿って並べられており前記加熱部材と前記保持部材との間に挟まれている第１の熱伝導部材および第２の熱伝導部材と、
   内周面が前記加熱部材の前記熱伝導部材の側とは反対側の面に接触して摺動しつつ回転可能な無端状のベルトと、
   前記ベルトを挟んで前記加熱部材に当接して前記ベルトの外面とニップ部を形成する回転体と、を有し、前記ニップ部で画像を担持した記録材を挟持搬送しつつ加熱する画像加熱装置において、
   前記第１の熱伝導部材と前記第２の熱伝導部材は所定の間隔をあけて配置され、それぞれ前記保持部材に対して長手方向に移動することを規制する規制部を有し、前記規制部は前記画像加熱装置で搬送可能な最小幅サイズの記録材の通過領域の内側に対応する箇所に設けられていることを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記第１の熱伝導部材には商用電源に直接接続される１次回路部材が近接されており、前記第２の熱伝導部材には２次回路部材が近接されていることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
3. 前記１次回路部材は前記加熱部材の異常昇温により作動して１次回路の通電を遮断する保護素子であることを特徴とする請求項２に記載の画像加熱装置
4. 前記２次回路部材は前記加熱部材の温度を検知する温度検知素子であることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像加熱装置。
5. 前記加熱部材はセラミックヒータであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像加熱装置。
6. 前記第１の熱伝導部材と前記第２の熱伝導部材はアルミニウムであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像加熱装置。
7. 前記規制部は、前記第１の熱伝導部材と前記第２の熱伝導部材のそれぞれの長手方向の端部にあることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像加熱装置。
8. 前記規制部は、前記第１の熱伝導部材と前記第２の熱伝導部材のそれぞれに対して１つ配置されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の加熱装置。
9. 前記第１の熱伝導部材と前記第２の熱伝導部材に潤滑グリスが塗布されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像加熱装置。
10. 前記保持部材は、前記第１の熱伝導部材と前記第２の熱伝導部材との接触面に凹み部を設けることで前記第１の熱伝導部材と前記第２の熱伝導部材との接触面積を減らすことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の画像加熱装置。
11. 前記規制部は前記保持部材に設けられた規制溝に嵌合されることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の画像加熱装置。
12. 前記規制部は、前記第１の熱伝導部材と前記第２の熱伝導部材のそれぞれの前記保持部材に対する接着材による接着部であることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の画像加熱装置。
13. 請求項１乃至１２の何れか１項に記載の画像加熱装置を有することを特徴とする画像形成装置。