JP2017167462A - 像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】均熱部材を複数に分割することによって、ヒータ基板全域に渡る均熱化の効果が低下する、あるいは非通紙部からサーミスタ部への伝熱が遮断されて消費電力の低減効果が低下する、ことがないようにできる像加熱装置を提供する。【解決手段】筒状のフィルムと、フィルムの内面に接触するヒータと、ヒータと共にフィルムを介してニップ部を形成する加圧部材と、ヒータを支持する支持部材と、を有し、ニップ部で記録材を搬送しながら画像を加熱する像加熱装置において、記録材の搬送方向に直交する長手方向において、ヒータのフィルムの内面と接触する面と反対側の面に接触する第１および第２の均熱部材２６ａ、２６ｂを有し、第１および第２の均熱部材２６ａ、２６ｂのそれぞれ対向する面ｋ１、ｋ２は互いに離間し、第１および第２の均熱部材２６ａ、２６ｂの対向する面と異なるそれぞれの面ｍ１、ｍ２で接触する第３の均熱部材２６ｃを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、フィルム加熱方式（オンデマンド方式）の像加熱装置に関するものである。

電子写真方式の複写機やプリンタにおける像加熱装置として、記録材に形成したトナー像を加熱定着するフィルム加熱方式の定着装置が知られている（特許文献１）。このような定着装置において、最大サイズより幅の狭い記録材（小サイズ紙）を連続プリントすると、定着ニップ部（ニップ部）の長手方向において紙が通過しない領域（非通紙部）の温度が徐々に上昇するという現象（非通紙部昇温）が発生する。ヒータとして低熱容量のヒータを用いるフィルム加熱方式の場合、ヒータの非通紙部昇温が大きく、ヒータの保持部材の破損、フィルムとニップ部を形成する加圧ローラの耐久性能の低下や、非通紙部の高温オフセットが発生し易くなる。

また、画像形成装置の処理速度が速くなるほど非通紙部の昇温は発生し易い。なぜなら、高速化に伴い記録材が定着ニップ部を通過する時間が短くなるので、加熱定着温度を高くせざるを得ないからである。また、連続プリント工程中、定着ニップ部に記録材が介在しない時間（インターバル）が装置の高速化に伴い減少するので、インターバル中に温度分布ムラを無くすことが難しくなるからである。

このような非通紙部昇温を抑制するため、小サイズ紙が連続して通紙される場合のスループット（単位時間あたりの通紙枚数）を下げたり、長手方向の温度分布を均一化するために加圧ローラに当接する放熱ローラを設けたりする方法が考案され実施されている。しかし、スループットを下げることは画像形成装置のスペックダウンになり、放熱ローラを設けることは大きなコストアップになる。

そこで、ヒータに薄いアルミ板のような低コストの均熱部材を接触配置することで非通紙部昇温を抑制する構成が開示されている（特許文献２）。均熱部材の効果として、非通紙部の過剰な熱が通紙部へと運ばれることにより、ヒータ全域に渡って均熱化できることが挙げられる。

また、均熱部材を用いる別の効果として、非通紙部の過剰な熱が通紙部へと運ばれることで均熱部材の温度が上昇し、均熱部材上に接触配置されているサーミスタの検知温度が目標温度よりも上昇することとなる。このため、目標温度まで検知温度を低下させるために消費される電力は低く抑えることができる。すなわち、消費電力低減の効果が生じる。

特開昭６３-３１３１８２号公報 特開平１１-８４９１９号公報

しかしながら、ニップ部の長手方向に長い均熱部材を用いる場合、均熱部材の一部（折り曲げて形成された位置決め部等）の破損や、均熱部材の変形が生じる可能性がある。

ここで、ニップ部の長手方向において、均熱部材を複数に分割し、複数の均熱部材を隙間を空けて並べて配置することにより、均熱部材の膨張量を小さくする構成が考えられる。この場合、均熱部材を複数に分割することによって、ヒータ基板全域に渡る均熱化の効果が低下する、あるいは非通紙部からサーミスタ部への伝熱が遮断されて消費電力の低減効果が低下する、ことがないようにできる構成が望まれる。

本発明の目的は、均熱部材を複数に分割することによって、ヒータ基板全域に渡る均熱化の効果が低下する、あるいは非通紙部からサーミスタ部への伝熱が遮断されて消費電力の低減効果が低下する、ことがないようにできる像加熱装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る像加熱装置は、筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触するヒータと、前記ヒータと共に前記フィルムを介してニップ部を形成する加圧部材と、前記ヒータを支持する支持部材と、を有し、前記ニップ部で画像が形成された記録材を搬送しながら前記画像を加熱する像加熱装置において、前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において、前記ヒータの前記フィルムの内面と接触する面と反対側の面に接触する第１および第２の均熱部材を有し、前記第１および第２の均熱部材のそれぞれ対向する面は互いに離間し、前記第１および第２の均熱部材の前記対向する面と異なるそれぞれの面で接触する第３の均熱部材を有することを特徴とする。

また、本発明に係る別の像加熱装置は、筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触するヒータと、前記ヒータと共に前記フィルムを介してニップ部を形成する加圧部材と、前記ヒータを支持する支持部材と、を有し、前記ニップ部で画像が形成された記録材を搬送しながら前記画像を加熱する像加熱装置において、前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において、前記ヒータの前記フィルムの内面と接触する面と反対側の面に接触する第１および第２の均熱部材を有し、前記第１および第２の均熱部材のそれぞれ対向する面は互いに離間し、前記第１および第２の均熱部材の前記対向する面と異なるそれぞれの面は互いに接触することを特徴とする。

また、本発明に係る別の像加熱装置は、定着部材の一面がヒータと接触摺動し、前記定着部材の他面が被加熱材と接触し、前記定着部材と圧接する加圧部材との間にニップ部を形成し、前記ヒータの上を前記定着部材と前記被加熱材が移動することで前記ヒータの熱を前記定着部材を介して前記被加熱材へ伝達する像加熱装置において、前記ヒータの前記定着部材と接触摺動している面とは反対側の面に配置された複数の均熱部材を有し、前記複数の均熱部材が互いに接触して配置されることを特徴とする。

本発明によれば、均熱部材を複数に分割することによって、ヒータ基板全域に渡る均熱化の効果が低下する、あるいは非通紙部からサーミスタ部への伝熱が遮断されて消費電力の低減効果が低下する、ことがないようにできる像加熱装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る像加熱装置を搭載した画像形成装置の要部を示す概略構成図である。 本発明の実施形態に係る像加熱装置の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る像加熱装置におけるヒータの平面図である。 実施例１における均熱部材の構成図である。 実施例１における各均熱部材の要素図である。 実施例２における均熱部材の構成図である。 実施例２における均熱部材の要素図である。 実施例３における均熱部材の構成図である。 実施例３における均熱部材の要素図である。 比較例１における均熱部材の構成図である。 比較例２における均熱部材の構成図である。 比較例３における均熱部材を用いない構成図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１は本発明の実施形態に係る像加熱装置を加熱定着装置として搭載した画像形成装置の一例の概略構成図である。本画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利用のレーザービームプリンターである。

１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢印Ｕ方向（時計方向）に所定の周速度（プロセススピード）にて回転駆動される。感光ドラム１は、ＯＰＣ・アモルファスＳｅ・アモルファスＳｉ等の感光材料層を、アルミニウムやニッケルなどのシリンダ（ドラム）状の導電性基体の外周面に形成した構成から成る。

感光ドラム１は、その回転過程で帯電手段としての帯電ローラ２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。そして、感光ドラム１の一様帯電面に対してレーザービームスキャナ３からレーザービームが出力される。具体的には、画像情報に応じて変調制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御）されたレーザービームによる走査露光Ｌがなされることにより、感光ドラム面に目的の画像情報の静電潜像が形成される。

その静電潜像が、現像装置４でトナーＴにより現像されて可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像との組み合わせで用いられることが多い。

一方、給紙ローラ８の駆動により給紙カセット９内に収容される記録材Ｐが一枚づつ繰り出されて、ガイド１０・レジストローラ１１を有するシートパスを通って感光ドラム１と転写ローラ５の圧接部である転写ニップ部に所定の制御タイミングにて給送される。そして、被加熱材としての記録材Ｐの面に感光ドラム１面側のトナー画像が順次に転写されていく。

転写ニップ部を出た記録材Ｐは、感光ドラム１の面から順次に分離されて、搬送装置１２で像加熱装置としての加熱定着装置（以下、定着装置）６に矢印ａ方向に導入されてトナー画像の熱定着処理を受ける。定着装置６については、後に詳述する。

定着装置６を出た記録材Ｐは、搬送ローラ１３・ガイド１４・排紙ローラ１５を有するシートパスを通って、排紙トレイ１６にプリントアウトされる。

また、記録材分離後の感光ドラム面は、クリーニング装置７による転写残りトナー等の付着汚染物の除去処理を受けて清浄面化され、再び作像に供される。

本実施形態においては、プロセスピードが２００ｍｍ／ｓｅｃのレターサイズ紙対応の画像形成装置を使用した。また、トナーＴはスチレンアクリル樹脂を主成分とし、これに必要に応じて荷電制御成分、磁性体、シリカ等を内添、外添したガラス転移点５５〜６５℃のものを使用した。

（定着装置）
図２は、フィルム加熱方式を用いた本実施形態の定着装置６の概略構成模型図である。なお、以下の説明において、図２の紙面垂直方向（記録材Ｐの搬送方向であるａ方向に直交する方向）を長手方向と呼ぶ。

定着装置６は、定着部材としての筒状のフィルム２３と、フィルム２３の一面が接触摺動するヒータ２２と、フィルム２３を介してヒータ２２と定着ニップ（ニップ部）Ｎを形成する加圧ローラ（加圧部材）２４と、を有する。ヒータ２２は、耐熱樹脂の保持部材（支持部材）としてのフィルムガイド部材２１に保持（支持）されている。このフィルムガイド部材２１は、ヒータ保持機能と共にフィルム２３の回転を案内するガイドの機能も有している。フィルムガイド部材２１は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）や液晶ポリマー等の耐熱性樹脂の成形品である。

加圧ローラ２４は、モータＭから動力を受けて矢印ｂ方向に回転する。加圧ローラ２４が回転することによって，フィルム２３が従動して矢印ｃ方向に回転する。記録材Ｐがニップ部Ｎで矢印ａ方向に挟持搬送（移動）されることにより、フィルム２３の他面が接触する記録材上のトナー像はヒータ２２の熱が伝達されることで記録材Ｐに加熱定着される。そして、ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは排紙トレイ１６に搬送される。

図２で、ヒータ２２のフィルム２３の内面と接触する面と反対側の面に、均熱部材２６が接触し、この均熱部材２６のヒータ２２と反対側の面に温度検知素子２５が当接している。

ヒータ２２の温度制御については、温度検知素子２５の出力をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ２８に取り込み、その情報に基づいて使用電源（交流電源）３０およびトライアック２９によりヒータ２２に通電する電力を位相、波数制御等により制御して行う。即ち、温度検知素子２５の検知温度が温調温度より低いとヒータ２２が昇温するように、温調温度より高いと降温するように通電を制御することで、ヒータ２２は定着時一定温度に保たれる。

ヒータ２２は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）で形成された基板２２aと、基板２２a上に形成された銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）を主体とする発熱抵抗体２２ｂと、を有する。更にヒータ２２は、図３、図４に示すように、銀（Ａｇ）を主体とする導電パターン２２ｄと、発熱抵抗体２２ｂ及び導電パターン２２ｄを覆う絶縁性（本実施形態ではガラス）の表面保護層２２ｃと、給電用のコネクタと接触する電極２２ｅと、を有する。なお、電極２２ｅは導電パターン２２ｄと同材質である。

ヒータ２２を構成する材料は上述のものに限定されることなく、基板２２aとして高熱伝導の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックスや、発熱抵抗体２２ｂとして酸化ルテニウム（ＲｕＯ₂）やカーボン等を用いても良い。

図３は、本実施形態におけるヒータ２２の平面図である。アルミナで形成された基板２２aのサイズは、厚み１ｍｍ、長手方向の長さ２５０ｍｍ、長手方向に直交する方向の長さ（幅）８ｍｍである。また、発熱抵抗体２２ｂは、銀パラジウムからなる電気抵抗材料をスクリーン印刷により厚み約１０μｍ、長手方向の長さ２１６ｍｍ、幅１．０ｍｍで塗工し、合計２本形成した。

図３の左側において、これら２本の発熱抵抗体２２ｂは導電パターン２２ｄによって電気的に直列に接続されており、一方図３の右側では発熱抵抗体２２ｂに給電するための導電パターン２２ｄ及び給電電極２２ｅが形成されている。導電パターン２２ｄ及び給電電極２２ｅは、スクリーン印刷により厚み約１０μｍで塗工して形成し、最後に表層ガラス層２２ｃを約５０μｍ厚でスクリーン印刷により形成した。また、総抵抗値を２０Ωとした。

フィルム２３の厚みは、良好な熱伝導性を確保するために２０μｍ以上１００μｍ以下程度が好ましい。また、フィルム２３は、ベース層の表面にＰＴＦＥ・ＰＦＡ・ＦＥＰ（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）等を離型層としてコーティングした複合層フィルムとする。

ベース層の材質は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）・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）・ＰＰＳ等の材質の単層フィルム２３が用いられる。あるいは、ベース層の材質としては、ポリイミド・ポリアミドイミド・ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）・ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）等が用いられる。

加圧ローラ２４は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金２４ａと、シリコーンゴム等の材質の弾性層２４ｂ、ＰＦＡ等の材質の離型層２４ｃを有する。本実施形態では、外径が２５ｍｍ、長さが２４０ｍｍ、弾性層２４ｂの肉厚が３ｍｍ、ローラ硬度が４８°（ＡＳＫＥＲ−Ｃ ６００ｇ加重）のものを用いた。

（本実施形態の特徴的な構成および効果）
本実施形態に係る像加熱装置は、記録材の搬送方向に直交する長手方向において、ヒータのフィルムの内面と接触する面と反対側の面に接触する第１および第２の均熱部材を有する。そして、第１および第２の均熱部材は、フィルムガイド部材２１に長手方向で１箇所のみ位置決めされる位置決め部をそれぞれ備える。そして、第１および第２の均熱部材のそれぞれ対向する面は互いに離間し、第１および第２の均熱部材の対向する面と異なるそれぞれの面は互いに接触する、もしくは第３の均熱部材を介して接続する。

このように、長手方向に均熱部材が複数に分割され、それぞれの均熱部材が互いに接触しているため、均熱部材は長手方向で全域に渡り熱的に連結された状態になり、ヒータ基板全域に渡る均熱化の効果と消費電力低減効果が得られる。更に、接触し合う均熱部材同士は互いに接触摺動しながら膨張することができるため、均熱部材の位置決め部の破損や均熱部材の変形を防止することができる。

以下、本実施形態における実施例を比較例と共に説明する。

（実施例１）
図４は、本実施例の定着装置において、第１の均熱部材２６ａ、第２の均熱部材２６ｂ、第３の均熱部材２６ｃをヒータ２２の裏面側に配置した様子を示した図である。第１の均熱部材２６ａ、第２の均熱部材２６ｂは、ヒータ２２の裏面に配置され、長手方向において対向する面ｋ１、ｋ２が互いに離間している。また、第３の均熱部材２６ｃは、第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｂのそれぞれ対向する面ｋ１、ｋ２と異なる面（ヒータ２２と反対側の上面）ｍ１、ｍ２とそれぞれ接触する
本実施例における均熱部材２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）は、熱伝導率が２３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）で厚み０．３ｍｍのアルミ板（ＪＩＳ合金呼称：Ａ１０５０）を用いた。そして、第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｂは、図５（ａ）に示すようにアルミ板を短冊状に切断して一方の端部を折り曲げ、フィルムガイド部材２１とアルミ板の位置を固定する位置決め形状になるように加工している。

第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｂのサイズは共に、ヒータ２２と接触する面の長手方向の長さが１０５ｍｍ、幅がヒータ２２の幅と同じ８ｍｍであり、位置決め部ｇ１、ｇ２の長手方向の長さが５ｍｍ、幅が８ｍｍである。位置決め部ｇ１、ｇ２は、図４に示すように、長手方向の一端側、他端側に設けられる。

一方、第３の均熱部材２６ｃは、図５（ｂ）に示すように、アルミ板を凸形状に切断し凸部を折り曲げて位置決め形状を形成している。第３の均熱部材２６ｃのサイズは、第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｂと接触する面の長手方向の長さが２６ｍｍ、幅が８ｍｍであり、位置決め部ｇ３の長手方向の長さが５ｍｍ、幅が５ｍｍである。位置決め部ｇ３は、図４に示すように、長手方向の中央部に設けられる。

ここで、本実施例における均熱部材２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）をヒータ２２に取付けて発熱ユニット（ヒータユニット）を製造する方法を、以下に説明する。図４において、まず初めに第３の均熱部材２６ｃをフィルムガイド部材２１に取り付ける。その次に、第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｂを、第３の均熱部材２６ｃの上からフィルムガイド部材２１へと取り付ける。

第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｂは、それぞれの位置決め部ｇ１、ｇ２をヒータ２２の発熱抵抗体２２ｂの両端部に揃えて配置され、第１および第２の均熱部材２６ａと２６ｂの長手方向に対向するそれぞれの面の間に６ｍｍの隙間が設けられている。第３の均熱部材２６ｃと第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｂが接触する部分の長手方向の長さは、それぞれ１０ｍｍである。

最後に、第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｂの上からヒータ２２をフィルムガイド部材２１へと取り付け固定することで、図４に示す位置関係で第３の均熱部材２６ｃと第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｂとヒータ２２が密着して固定される。

本実施例では、図４に示すように、第１の均熱部材２６ａのヒータ２２とは反対側の面にサーミスタ等の温度検知素子２５が当接しており、温度検知素子２５の検知温度に応じて発熱抵抗体２２ｂへの通電が制御される。また、第２の均熱部材２６ｂのヒータ２２とは反対側の面には、サーモスイッチ２７が当接している。

（実施例２）
本実施例は、実施例１で示した構成よりも均熱部材の点数を少なくし、異なる均熱部材間で生じる接触熱抵抗を低減させることを目的としている。図６は、本実施例の均熱部材２６（２６ａ、２６ｄ）をヒータ２２の裏面に配置した様子を示した図である。位置決め部ｇ１を備える第１の均熱部材２６ａは、実施例１と同じものを用いている。第２の均熱部材２６ｄは、実施例１と同じアルミ板を用いるが、図７に示すように実施例１の均熱部材２６ｂと２６ｃを一体化したような階段状に折り曲げられた形状をしている。

第２の均熱部材２６ｄのサイズは、ヒータ２２と接触する面の長手方向の長さが１０５ｍｍ、幅が８ｍｍである。また、階段状に折り曲げられ第１の均熱部材２６ａと接触する面の長手方向の長さが１６ｍｍ、幅が８ｍｍである。

また、位置決め部ｇ２’の長手方向の長さが５ｍｍ、幅が８ｍｍである。第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｄは、それぞれの位置決め部ｇ１、ｇ２’をヒータ２２の発熱抵抗体２２ｂの両端部に揃えて配置され、第１および第２の均熱部材２６ａと２６ｄの間に長手方向で６ｍｍの隙間が設けられている。そして、第１の均熱部材２６ａと第２の均熱部材２６ｄが互いに接触する部分の長手方向における長さは１０ｍｍとしている。

また、本実施例では実施例１と同様に、温度検知素子２５が第１の均熱部材２６ａのヒータ２２とは反対側の面に当接し、サーモスイッチ２７が第２の均熱部材２６ｄのヒータ２２とは反対側の面に当接している。

（実施例３）
本実施例は、上述した実施例と同様の非通紙部昇温の対策、及び均熱部材２６の破損や変形防止に加えて、ヒータ２２の破損を電気的により防止するようにしたものである。即ち、本実施例では、電源回路に用いられるトライアックやリレーなどが故障した際に、一次電流が制御されずにヒータ２２に投入される状態においても、サーモスイッチ２７を遅らせることなく動作させ、ヒータ２２の破損を防止するようサーモスイッチ２７を動作させる。以下、この構成について説明する。

ヒータ２２に過剰な一次電流が投入されると、ヒータ２２が過昇温し、ヒータ２２に過度の熱応力がかかり、ヒータ２２が割れ、ヒータ２２としての使用が不能になることがある。これを防止するために、一次電流が流れ込んだ際に、ヒータ２２が過昇温して熱応力や機械的応力によりヒータ２２が割れてしまう前に、サーモスイッチ２７を動作させて、一次電流を遮断する方法がある。

ここで、サーモスイッチ２７が動作するまでの時間については、遅れが極力ないように短縮化することが望ましい。このため、本実施例では、図８に示すようにサーモスイッチ２７をヒータ２２（基板２２ａ）に直接接触させた構成とした。第１および第２の均熱部材２６ｆおよび２６ｇは、実施例１と同じアルミ板を用いている。そして、第１の均熱部材２６ｆのサイズは、ヒータ２２と接触する面の長手方向の長さが１０４ｍｍ、幅が８ｍｍ、位置決め部ｇ１の長手方向の長さが５ｍｍ、幅が８ｍｍである。

一方、第２の均熱部材２６ｇは、図９に示すようにサーモスイッチ２７を迂回するようにして第１の均熱部材２６ｆと接触している。ここで、第２の均熱部材２６ｇのサイズは、ヒータ２２と接触する面（２６ｇ−１）の長手方向の長さが１０４ｍｍ、幅が８ｍｍ、第１の均熱部材２６ｆと接触している部分（２６ｇ−３）の長手方向の長さが１０ｍｍ、幅が８ｍｍである。なお、第２の均熱部材２６ｇの位置決め部ｇ２’’の長手方向の長さが５ｍｍ、幅が８ｍｍである。

そして、第２の均熱部材２６ｇにおけるサーモスイッチ２７を迂回する部分（内壁面）は、サーモスイッチ２７のサイズが幅（図８の水平方向）４ｍｍ、高さ４ｍｍのため、これより大きく幅（図８の水平方向）を８ｍｍ、高さを６ｍｍとしている。また、第２の均熱部材２６ｇにおける外壁面（２６ｇ−２）の長手方向の長さ（図８の水平方向）を８ｍｍ、幅を８ｍｍとしている。第１および第２の均熱部材２６ｆ及び２６ｇは、それぞれの位置決め部ｇ１、ｇ２’’をヒータ２２の発熱抵抗体２２ｂの両端部に揃えて配置され、長手方向における第１および第２の均熱部材２６ｆと２６ｇの間に８ｍｍの隙間が設けられている。

なお、実施例１、２と同様に、温度検知素子２５は第１の均熱部材２６ｆのヒータ２２とは反対側の面に当接している。

（比較例１）
図１０は、長手方向において複数に分割されない均熱部材をヒータ２２の裏面に配置した、本比較例を示す図である。均熱部材２６ｅの材質は実施例１と同じアルミ板であり、サイズはヒータ２２と接触する面の長手方向の長さが２１６ｍｍ、幅が８ｍｍであり、両端部に設けられた位置決め部ｇ３、ｇ４は共に長手方向の長さが５ｍｍ、幅が８ｍｍである。均熱部材２６ｅの位置決め部ｇ３、ｇ４は、図１０に示すようにヒータ２２の発熱抵抗体２２ｂの両端部に揃えて配置されている。なお、均熱部材２６ｅのヒータ２２とは反対側の面に温度検知素子２５及びサーモスイッチ２７が当接している。

（比較例２）
図１１は、長手方向において複数に分割されるものの熱的に連結されない均熱部材をヒータ２２の裏面に配置した、本比較例を示す図である。第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｂは、実施例１と同じものを用いている。第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｂは、それぞれの位置決め部ｇ１、ｇ２をヒータ２２の発熱抵抗体２２ｂの両端部に揃えて配置され、第１および第２の均熱部材２６ａと２６ｂの間に６ｍｍの隙間が設けられている。

なお、第１の均熱部材２６ａのヒータ２２とは反対側の面に温度検知素子２５が当接し、第２の均熱部材２６ｂのヒータ２２とは反対側の面にサーモスイッチ２７が当接している。

（比較例３）
図１２は、均熱部材２６を用いない本比較例を示す図である。なお、ヒータ２２の発熱抵抗体２２ｂとは反対側の面に、温度検知素子２５及びサーモスイッチ２７を当接している。

（非通紙部昇温試験の結果）
非通紙部昇温試験として、１２８ｇ／ｍ^２、Ａ４サイズの記録材を連続１５０枚通紙した。表１に、均熱部材の位置決め部破損、均熱部材歪み、加圧ローラ２４表面の非通紙部温度（非通紙部昇温の様子としてサーモビューアにて測定した温度）、及び均熱部材２６の非通紙部温度（熱電対を貼りつけて測定した温度）を示す。

１）実施例１
実施例１（図４）の構成において、第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｂは、温度が上昇すると位置決め部ｇ１、ｇ２を起点として両者の間に設けていた隙間へと熱膨張を開始する。熱膨張量は、均熱部材の長さに膨張係数（アルミＡ１０５０は２３．６×１０^−６〔Ｋ^−１〕）と温度変化量を乗じることで求められる。即ち、第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｂが、室温（２０℃）から非通紙部の２３０℃まで温度上昇したとすると、その熱膨張量は約０．５６ｍｍとなる。

第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｂの間に設けていた隙間（長手方向）は６ｍｍであるので、熱膨張後にも両者の間に４．８８ｍｍの隙間が確保され、互いにぶつかり合うことが無い。一方、第３の均熱部材２６ｃは、位置決め部ｇ３を中心として第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｂと摺擦しながら長手方向で両端方向へとそれぞれ約０．０７ｍｍづつ熱膨張する。第３の均熱部材２６ｃの端部とフィルムガイド部材２１の間には、長手方向で２ｍｍの隙間が設けられており、熱膨張後にもぶつかることがない。

このように膨張後にも位置決め部や均熱部材の内部に過剰な力が加わることが無いようにマージンをもって隙間を設定しておくことによって、位置決め部の破損や均熱部材の歪みを生じることがなかった。

また、実施例１では、均熱部材２６による均熱効果と消費電力低減効果が得られた結果、加圧ローラ２４表面の非通紙部温度は２１０℃で、加圧ローラ２４の使用限度温度の２３０℃を下回ることができた。なお、均熱部材２６の非通紙部温度は２３０℃であった。

２）実施例２
実施例２（図６）の構成でも、位置決め部ｇ１、ｇ２’の破損や均熱部材２６（２６ａ、２６ｄ）の歪みを生じることがなかった。即ち、均熱部材２６ａ及び２６ｄは、室温から２２７℃まで温度が上昇した際に、位置決め部ｇ１、ｇ２’を起点として両者の隙間方向へとそれぞれ約０．５６ｍｍ熱膨張する。しかし、実施例１と同じく両者の間に６ｍｍの隙間が設けられているため、互いにぶつかり合うことは無い。

また、均熱部材２６ｄの均熱部材２６ａと接触する面も約０．０９ｍｍ膨張するものの、均熱部材２６ｄの端部とフィルムガイド部材２１の間には２ｍｍの隙間が設けられており、熱膨張後にもぶつかることは無い。このように、実施例２においても位置決め部の破損や均熱部材の歪みを生じることがなかった。

そして、実施例２の構成では、加圧ローラ２４表面の非通紙部温度は２０７℃と実施例１よりも改善している。これは、実施例１よりも均熱部材間の接触熱抵抗が小さく、均熱部材全体の伝熱効果が高まったためであると考えられる。なお、均熱部材２６の非通紙部温度は２２７℃であった。

３）実施例３
実施例３（図８）においても、位置決め部ｇ１、ｇ２’’の破損や均熱部材２６（２６ｆ、２６ｇ）の歪みを生じることがなかった。均熱部材２６ｆ及び２６ｇは，実施例１及び２と同じく，位置決め部ｇ１、ｇ２’’を起点として両者の隙間へと熱膨張する。隙間部には実施例１及び２と異なりサーモスイッチ２７が配置されているものの、均熱部材２６ｆ及び２６ｇの２６ｇ−１の部分の膨張量は共に約０．５５ｍｍであり、均熱部材２６ｆ及び２６ｇとサーモスイッチ２７の間には２ｍｍの隙間が設けられている。このため、均熱部材２６ｆ及び２６ｇとサーモスイッチ２７がぶつかり合うことは無い。

また、均熱部材２６ｇの２６ｇ−２及び２６ｇ−３で示される部分の長手方向におけるフィルムガイド部材２１との間に設けられた隙間は共に２ｍｍである。これに対し、２６ｇ−１と２６ｇ−２の部分の合計の膨張量が約０．５９ｍｍ、２６ｇ−１と２６ｇ−２と２６ｇ−３の部分の合計の膨張量が約０．６５ｍｍであることから、各々の隙間において均熱部材２６とフィルムガイド部材２１がぶつかり合うことは無い。

また、均熱部材２６ｇの２６ｇ−２の部分と図８の上方向に位置するフィルムガイド部材２１との隙間も２ｍｍであるが、均熱部材２６ｇの高さ方向の膨張量が約０．０３ｍｍであることから均熱部材２６ｇとフィルムガイド部材２１がぶつかり合うことはない。

そして、実施例３の構成では、加圧ローラ２４表面の非通紙部温度は２０７℃であり、非通紙部昇温に関し実施例２と同じ効果が得られている。なお、均熱部材２６の非通紙部温度は２２７℃であった。

４）比較例１
比較例１（図１０）は、長手方向の一端のみで規制され他端は自由端となる実施例１、２及び３とは異なり、長手方向の両端で規制される。即ち、均熱部材２６ｅの熱膨張が長手方向の両端部にある位置決め部ｇ３、ｇ４で規制されている。このため、均熱部材２６ｅの膨張量約１．１３ｍｍをどこにも吸収できず、位置決め部ｇ３、ｇ４に過剰な力を加え位置決め部ｇ３、ｇ４の破損を生じたり、あるいは均熱部材２６ｅの内部に歪みを生じることがあった。

そして、比較例１は、長手方向に分割されない１枚の均熱部材２６ｅを備えることから均熱効果が最も高く、加圧ローラ２４表面の非通紙部温度は２０４℃と最も低かった。なお、均熱部材２６の非通紙部温度は２２４℃であった。

５）比較例２
比較例２（図１１）は、実施例１と同じく長手方向に分割された第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｂが位置決め部ｇ１、ｇ２を起点として両者の間に設けていた隙間へと熱膨張することができる。このため、位置決め部の破損や第１および第２の均熱部材２６ａ及び２６ｂの歪みを生じることがなかった。

しかしながら、第１および第２の均熱部材２６ａおよび２６ｂとの間で熱が伝わることがないため、第２の均熱部材２６ｂ側の非通紙部昇温の熱を第１の均熱部材２６ａと当接している温度検知素子２５へと伝えることができない。このため、消費電力低減効果を得ることができなかった。その結果、加圧ローラ２４表面の非通紙部温度は２２３℃であり、非通紙部昇温は実施例１よりも劣化していた。なお、均熱部材２６の非通紙部温度は２４３℃であった。

６）比較例３
比較例３（図１２）は均熱部材を備えないため、加圧ローラ２４表面の非通紙部温度は最も高温の２４５℃であり、加圧ローラ２４の使用限度温度の２３０℃を上回っていた。

以上、本実施形態では、実施例１，２及び３で説明した構成を採ることにより、均熱部材の位置決め部の破損や均熱部材の変形を生じることを防止しながら、非通紙部昇温を抑制することが可能になる。

（サーモスイッチ２７の動作時間の測定結果）
次に、実施例３に関し実施例２と比較して、サーモスイッチ２７の動作時間を測定した結果について説明をする。ヒータ２２に最も大きな熱応力がかかるのは、画像形成装置に投入されうる最大電力が連続して定着装置６に投入された場合である。そこで、ヒータ２２に温度制御等を行わず最大電力がかかるよう電源電圧１２０Ｖを印加させた時に、サーモスイッチ２７が動作して一次電流を遮断するまでの時間を測定した。電源電圧１２０Ｖを印加させた時、ヒータ２２の抵抗値が２０Ωであるので、ヒータ２２に投入された電力は７２０Ｗである。

表２は、サーモスイッチ２７の動作時間について示したものである。実施例２が４．２秒であるのに対して、実施例３及び比較例３が３．６秒というように０．６秒早く動作した。これは、実施例２が均熱部材２６ｄを介してサーモスイッチ２７を当接させているため、ヒータ２２の熱がサーモスイッチ２７に伝わるまでの時間が遅れたためであると考えられる。したがって、サーモスイッチ２７をより早く動作させるためには、実施例３のようにサーモスイッチ２７をヒータ２２（基板２２ａ）に直接当接させた方が良いことが分かる。

（変形例）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。因みに、本実施形態の各実施例で説明した均熱部材２６の厚み、長さ、及び個数の設定は一例を記載したに過ぎず、記載された数値に限定されるものではない。

（変形例１）
上述した実施形態における均熱部材２６はアルミ板であったが、本発明はこれに限られない。アルミ板以外の金属板やグラファイトシートのような高熱伝導シートでも良く、あるいはそれらを混合して使用しても良い。さらに、均熱部材２６同士が接触する部分に熱伝導グリスや摺動性グリスを塗布しても良い。

（変形例２）
また、上述した実施形態で、位置決め部ｇ１、ｇ２等を長手方向の端部に設けたが、長手方向の他の位置（例えば中央部）に設けても良い。

２１・・フィルムガイド部材、２２・・ヒータ、２２ａ・・基板、２２ｂ・・抵抗発熱体、２３・・フィルム、２４・・加圧ローラ、２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｇ・・均熱部材、ｋ１、ｋ２・・対向する面、ｍ１、ｍ２・・対向する面と異なる面

Claims (13)

1. 筒状のフィルムと、
   前記フィルムの内面に接触するヒータと、
   前記ヒータと共に前記フィルムを介してニップ部を形成する加圧部材と、
   前記ヒータを支持する支持部材と、
   を有し、前記ニップ部で画像が形成された記録材を搬送しながら前記画像を加熱する像加熱装置において、
   前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において、前記ヒータの前記フィルムの内面と接触する面と反対側の面に接触する第１および第２の均熱部材を有し、
   前記第１および第２の均熱部材のそれぞれ対向する面は互いに離間し、
   前記第１および第２の均熱部材の前記対向する面と異なるそれぞれの面で接触する第３の均熱部材を有することを特徴とする像加熱装置。
2. 前記第１および第２の均熱部材並びに前記第３の均熱部材は、それぞれ前記支持部材との位置決め部を有し、前記位置決め部はそれぞれ前記長手方向で１箇所のみ備わることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
3. 前記第１および第２の均熱部材並びに前記第３の均熱部材は、それぞれ前記長手方向において前記位置決め部と異なる自由端を備えることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
4. 前記位置決め部は、前記第１および第２の均熱部材において、それぞれ前記長手方向の
   一端側、他端側に設けられ、かつ、前記第３の均熱部材において、前記長手方向の中央部に設けられることを特徴とする請求項２または３に記載の像加熱装置。
5. 筒状のフィルムと、
   前記フィルムの内面に接触するヒータと、
   前記ヒータと共に前記フィルムを介してニップ部を形成する加圧部材と、
   前記ヒータを支持する支持部材と、
   を有し、前記ニップ部で画像が形成された記録材を搬送しながら前記画像を加熱する像加熱装置において、
   前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において、前記ヒータの前記フィルムの内面と接触する面と反対側の面に接触する第１および第２の均熱部材を有し、
   前記第１および第２の均熱部材のそれぞれ対向する面は互いに離間し、
   前記第１および第２の均熱部材の前記対向する面と異なるそれぞれの面は互いに接触することを特徴とする像加熱装置。
6. 前記第１および第２の均熱部材の一方は、前記記録材の搬送方向から見たとき、折り曲げられた形状を有することを特徴とする請求項５に記載の像加熱装置。
7. 前記第１および第２の均熱部材は、それぞれ前記支持部材との位置決め部を有し、前記位置決め部はそれぞれ前記長手方向で１箇所のみ備わることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の像加熱装置。
8. 前記第１および第２の均熱部材は、それぞれ前記長手方向において前記位置決め部と異なる自由端を備えることを特徴とする請求項７に記載の像加熱装置。
9. 前記位置決め部は、前記第１および第２の均熱部材において、それぞれ前記長手方向の
   一端側、他端側に設けられることを特徴とする請求項７または８に記載の像加熱装置。
10. 前記第１および第２の均熱部材の一方に、温度検知素子を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の像加熱装置。
11. 前記第１および第２の均熱部材の一方に、サーモスイッチを有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の像加熱装置。
12. 前記第１および第２の均熱部材の互いに離間した面の間に生じる隙間部に前記ヒータと接触配置されるサーモスイッチを有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の像加熱装置。
13. 定着部材の一面がヒータと接触摺動し、前記定着部材の他面が被加熱材と接触し、前記定着部材と圧接する加圧部材との間にニップ部を形成し、前記ヒータの上を前記定着部材と前記被加熱材が移動することで前記ヒータの熱を前記定着部材を介して前記被加熱材へ伝達する像加熱装置において、
    前記ヒータの前記定着部材と接触摺動している面とは反対側の面に配置された複数の均熱部材を有し、前記複数の均熱部材が互いに接触して配置されることを特徴とする像加熱装置。