JP2019015840A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱伝導部材の膨張によってヒータがヒータを突き当てた方向とは逆の方向へずれてしまうことを抑制できる定着装置を提供する。【解決手段】エンドレスベルトと、ベルト内面に接触し給電コネクタと接続して通電可能なヒータと、ヒータのベルトと接触する面と反対側の面に接触する熱伝導部材と、熱伝導部材を介してヒータを支持する支持部材と、ベルトを介して、ヒータに対向しヒータと共にトナー像を担持した記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向部材と、を有し、長手方向において、ヒータの中央位置に対し給電コネクタが接続される側と反対側をヒータにおける第１の領域、ヒータの中央位置に対し給電コネクタが接続される側をヒータにおける第２の領域とするとき、第２の領域におけるヒータと熱伝導部材との間の静止摩擦力が、第１の領域におけるヒータと熱伝導部材との間の静止摩擦力よりも大きい。【選択図】 図８

Description

本発明は、複写機やレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）等、電子写真方式・静電記録方式等の作像プロセスを採用した画像形成装置に使用される定着装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置に具備される定着装置として、フィルム加熱方式の定着装置がある。この定着装置は、フィルム（エンドレスベルト）と、フィルム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、を有し、ニップ部でトナー像を担持した記録材を挟持搬送してトナー像を加熱するものが一般的である。そして、ヒータとしては、アルミナ、窒化アルミ等のセラミックスで形成された基板上に発熱体を形成したセラミックヒータが一般的に用いられる。

このようなニップ部を集中的に加熱するフィルム加熱方式の定着装置においては、記録材が通過するヒータの通紙領域に対して記録材が通過しないヒータの非通紙領域の温度が高くなる、いわゆる非通紙部昇温が生じ易い。そのため、非通紙部昇温による通紙領域と非通紙領域の温度差による熱応力で、ヒータの基板が割れる場合があるという課題がある。

そこで、ヒータ面内の熱の移動を容易にし、ヒータの長手方向（記録材の搬送方向に直交する方向）の温度分布を均一化するために、ヒータとヒータの支持部材の間に熱伝導部材を設ける構成が特許文献１に開示されている。

特開平１１−８４９１９号公報

しかしながら、熱伝導部材をヒータとヒータホルダの間に配置する場合、ヒータを通電し発熱させると、熱伝導部材が長手方向において両端部側（左右）にそれぞれ膨張する結果、ヒータが長手方向に動いてしまう可能性がある。

すなわち、特許文献１のように熱伝導部材を設ける場合、ヒータが組み込まれた後、ヒータに通電し発熱させると、例えば熱伝導部材にアルミを使用した場合、ヒータに比べて熱伝導部材の方が線膨張係数は大きいため、熱伝導部材が左右に膨張することになる。膨張によって左右に生じる力の大きさは、熱伝導部材とヒータの表面性の左右差、及び加圧部材による加圧力の左右差等によって同じ力とはならない場合があり、力の強い方向へ動いてしまう可能性がある。

一般的に、ヒータは長手方向の一端側に突き当てて配置しているため、ヒータを突き当てた方向とは逆の方向への力が大きい場合、ヒータを突き当てた方向とは逆の方向へヒータは動くことになる。そして、本来のトナー溶融定着させるために加熱したい範囲に対して、ヒータの発熱範囲がヒータを突き当てた方向とは逆の方向へずれてしまうと、所望の定着性能を満足できず画像へ影響してしまうという課題がある。

また、この場合、ヒータへの通電が繰り返されると、ヒータが突き当て方向とは逆に動き続けることとなるが、ヒータへ通電可能とするための電源供給用の給電コネクタはヒータホルダにより固定されている。そのため、ヒータへの通電が繰り返されると、最終的にはヒータの電源供給部に対して電源供給用のコネクタ接点が、本来の状態から外れて接触不良になり、ヒータへの本来の電力供給ができなくなるという課題がある。

本発明の目的は、熱伝導部材の膨張によってヒータがヒータを突き当てた方向とは逆の方向へずれてしまうことを抑制できる定着装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、回転可能なエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内面に接触し、給電コネクタと接続して通電可能なヒータと、前記ヒータの前記エンドレスベルトと接触する面と反対側の面に接触する熱伝導部材と、前記熱伝導部材を介して前記ヒータを支持する支持部材と、前記エンドレスベルトを介して、前記ヒータに対向し前記ヒータと共にトナー像を担持した記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向部材と、を有し、前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において、前記ヒータの中央位置に対し前記給電コネクタが接続される側と反対側を前記ヒータにおける第１の領域、前記ヒータの中央位置に対し前記給電コネクタが接続される側を前記ヒータにおける第２の領域とするとき、前記第２の領域における前記ヒータと前記熱伝導部材との間の静止摩擦力が、前記第１の領域における前記ヒータと前記熱伝導部材との間の静止摩擦力よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、熱伝導部材の膨張によってヒータがヒータを突き当てた方向とは逆の方向へずれてしまうことを抑制できる。

本発明の実施形態に係る定着装置の構成を説明する断面模式図 （ａ）は第１の実施形態に係る定着装置の構成を説明する正面模式図（加圧時）、 （ｂ）は第１の実施形態に係る定着装置の構成を説明する正面模式図（圧解除時） 第１の実施形態に係るセラミックヒータの説明図 第１の実施形態に係るサーミスタおよび温度ヒューズの説明図 （ａ）はヒータ及び熱伝導部材の支持方法を説明する長手方向断面図、 （ｂ）はヒータの長手方向で左端側に設けられるヒータクリップの説明図 （ｃ）はヒータの長手方向で右端側に設けられる給電コネクタの説明図 （ａ）は熱伝導部材の支持方法を説明する図、 （ｂ）は熱伝導部材の長手方向の位置を規制する規制部を説明する斜視図 （ａ）は熱の流れを説明するヒータ及び熱伝導部材の一部拡大図、 （ｂ）は熱伝導部材の方が発熱体より長い状態での熱の流れを説明する図、 （ｃ）は発熱体の方が熱伝導部材より長い状態での熱の流れを説明する図 （ａ）は第１の実施形態のヒータ常温時の熱伝導部材の状態図、 （ｂ）はヒータ発熱時の熱伝導部材の状態図、 （ｃ）はヒータ発熱時の熱伝導部材の規制部の拡大図（変形前）、 （ｄ）はヒータ発熱時の熱伝導部材の規制部の拡大図（変形後） （ａ）は第２の実施形態のヒータ常温時の熱伝導部材の状態図、 （ｂ）は第２の実施形態のヒータ発熱時の熱伝導部材の状態図、 （ｃ）は第２の実施形態のヒータ発熱時の熱伝導部材の規制部の拡大図（変形前）、 （ｄ）は第２の実施形態のヒータ発熱時の熱伝導部材の規制部の拡大図（変形後）

以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

《第１の実施形態》
（定着装置）
以下の装置構成の説明において、長手方向とは、記録材の搬送方向および厚さ方向に直交する方向である。また、短手方向とは、記録材の搬送方向に平行な方向である。図１は、本実施形態に係る定着装置（像加熱装置）１８を長手方向から見た断面の模式図、図２は定着装置１８の端部を短手方向から見た模式図で、図２（ａ）は加圧時、図２（ｂ）は圧解除時を示す。ある。なお、図１で、３０は定着入口ガイド、３３は装置フレーム、３４は縦溝部３４ａを有するフレーム側板である。

３１は可撓性を有する回転可能なエンドレスベルトとしての筒状のフィルム３６を含むフィルムユニット、３２はフィルム３６を介してヒータ３７と対向する対向部材として、また加圧部材としての加圧ローラである。このフィルムユニット３１と加圧ローラ３２は、ヒータ３７がフィルム３６を介して加圧ローラ３２に対向する向きで、装置フレーム３３の左右の側板３４間に略平行に配設してある。そして、フィルム３６を介してヒータ３７と加圧ローラ３２は、トナー像ｔを担持した記録材（記録紙）Ｐを挟持搬送するニップ部Ｎを形成する。

加圧ローラ３２は、芯金３２ａと、芯金３２ａの外側に形成した弾性層３２ｂと、弾性層３２ｂの外側に形成した離型層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。また、離型層３２ｃの材質としては、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、又はＦＥＰ等が用いられる。

本実施形態では、芯金３２ａ（ステンレス鋼製で外径１１ｍｍ）の上に射出成形により厚み約３．５ｍｍのシリコーンゴム層の弾性層３２ｂを形成し、その外側に厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブの離型層３２ｃを被覆した加圧ローラ３２を用いた。加圧ローラ３２の外径は、１８ｍｍである。この加圧ローラ３２の硬度は、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度計で９．８Ｎの荷重において、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。本実施形態においては、５４°に調整している。

加圧ローラ３２の長手方向の弾性層の長さは、２２６ｍｍである。この加圧ローラ３２は、図２に示すように、芯金３２ａの長手方向の両端で、それぞれ軸受部材３５を介して装置フレーム側板３４間に回転自由に支持させている。Ｇは、加圧ローラ３２の芯金３２ａの一端部に固定された駆動ギアである。この駆動ギアＧに駆動源（不図示）から回転力が伝達されて、加圧ローラ３２が回転駆動される。なお、図２で、４１ａは定着フランジ４１の縦溝部、４１ｂは加圧部、４４は加圧アーム、４５は加圧バネ、４６はヒータに通電可能とするための給電コネクタ、４７はヒータクリップである。

図１に示すフィルムユニット３１は、フィルム３６、フィルム３６の内面に接触する板状のヒータ３７、ヒータ３７を支持する支持部材３８、ヒータ３７と支持部材３８の間に設けられる熱伝導部材３９と、を有する。フィルムユニット３１は、さらに、支持部材３８を補強する加圧ステイ４０、フィルム３６の長手方向の移動を規制するフランジ４１等を有する。

フィルム３６は、基層と、基層の外側に形成された弾性層と、弾性層の外側に形成された離型層と、を有した筒状の可撓性部材である。本実施形態のフィルム３６は内径１８mmであり、基層として厚み６０μｍのポリイミドの基材を、また弾性層として厚み約１５０μｍのシリコーンゴムを、また離型層として厚み１５μｍのＰＦＡ樹脂チューブを用いている。

支持部材３８は図１に示すように、横断面が略半円状樋型の形状のもので、剛性・耐熱性・断熱性を有する部材であり、本実施形態では液晶ポリマーにより形成されている。この支持部材３８は、支持部材３８に外嵌したフィルム３６の内面を支持する役割と、ヒータ３７の一方の面を支持する役割と、を有している。

ヒータ３７は、図３のように、アルミナ、窒化アルミ等のセラミックよりなる基板３７ａ上に、銀・パラジウム合金等による発熱体３７ｂをスクリーン印刷等によって形成し、さらに発熱体３７ｂに銀等による電気接点部３７ｃを接続してなる。本実施形態においては、二本の発熱体３７ｂが直列に接続され、抵抗値は１８Ωである。発熱体３７ｂの上に保護層としてのガラスコート３７ｄを形成することにより、発熱体３７ｂを保護し、フィルム３６との摺動性を向上させている。

このヒータ３７は、支持部材３８の支持面に対向しつつ、フィルム３６の長手方向に沿って配設されている。本実施形態のヒータ３７の基板３７ａは、長手方向の長さが２７０ｍｍ、短手方向の長さが５．８ｍｍ、厚みが１．０ｍｍの直方体の形状であり、材質はアルミナである。また、発熱体３７ｂの長手方向長さは２２２ｍｍである。なお、フィルム３６の内面には耐熱性を有するグリスが塗布されており、ヒータ３７および支持部材３８と、フィルム３６の内面との摺動性が向上している。

図４は、支持部材３８と、感温素子であるサーミスタ４２及び通電遮断素子としての温度ヒューズ４３と、を上方から見た図である。支持部材３８には貫通孔が設けられ、その貫通孔からサーミスタ４２および温度ヒューズ４３がそれぞれ熱伝導部材３９に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の上にサーミスタ４２及び温度ヒューズ４３が設けられている。

サーミスタ４２は、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、さらにポリイミドテープ等の絶縁物が被覆されている。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３７への通電を遮断する部品である。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ており、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時にヒータ３７へ通電する回路を遮断する。

なお、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、温度ヒューズ４３がヒータ３７に対して浮くことによる動作不良を防止している。

次に、図１に戻って、加圧ステイ４０は、その横断面がＵ字型の形状であり、フィルム３６の長手方向に長い部材である。加圧ステイ４０の役割は、フィルムユニット３１の曲げ剛性を高めることである。本実施形態の加圧ステイ４０は、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。

図２に示す左右のフランジ４１は、加圧ステイ４０の両端部を保持し、それぞれが有する縦溝部４１ａを装置フレーム３３の左右の側板３４がそれぞれ有する縦溝部３４ａ（図１）に係合している。本実施形態では、フランジ４１の材料として、液晶ポリマー樹脂を用いている。

また、図２に示す加圧バネ４５は、左右のフランジ４１の加圧部４１ｂと加圧アーム４４との間に配され、左右のフランジ４１、加圧ステイ４０、支持部材３８を介してヒータ３７がフィルム３６を挟んで加圧ローラ３２に対して押圧される。これによって、ヒータ３７がフィルム３６を介して加圧ローラ３２の弾性に抗して加圧ローラ３２と共に６．２ｍｍ程度のニップ部Ｎを形成する。本実施形態では、フィルム３６と加圧ローラ３２との圧接力が総圧で１８０Ｎである。

定着動作時には、加圧ローラ３２の駆動ギアＧに不図示の駆動源から回転力が伝達されて、加圧ローラ３２が図１において時計方向に所定の速度で回転駆動される。この加圧ローラ３２の回転駆動に伴って、ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ３２とフィルム３６との間で働く摩擦力でフィルム３６に回転力が作用する。これにより、図１に示すように、フィルム３６はヒータ３７の一面に接触しながら摺動し、支持部材３８の外回りを反時計方向に加圧ローラ３２の回転に従動して回転する。

フィルム３６が回転して、ヒータ３７に対する通電がなされ、ヒータ３７のサーミスタ４２の検知温度が目標温度に到達した状態で、記録材Ｐが導入される。定着入り口ガイド３０は、未定着状態であるトナー像ｔを担持した記録材Ｐがニップ部Ｎに向かうようにガイドする役割を果たしている。このように、定着入り口ガイド３０を介して、ニップ部Ｎに未定着トナー画像ｔを担持した記録材Ｐが導入されて、ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐのトナー画像を担持する面がフィルム３６に密着してフィルム３６と共にニップ部Ｎを挟持搬送されていく。

この搬送過程において、ヒータ３７で加熱されたフィルム３６の熱により記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔが記録材Ｐ上に加熱・加圧されて溶融定着される。ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは、フィルム３６の面から曲率分離して排出され、不図示の排紙ローラ対により機外に排出される。なお、本実施形態における定着装置の最大通紙可能幅は２１６ｍｍである。

また、本実施形態では、不図示の圧解除カムを回転させることで、定着フランジ４１を加圧ローラ３２から遠ざける方向に移動させ、図２（ａ）から図２（ｂ）のように、フィルムユニット３１を加圧ローラ３２から離間させる圧解除機構を備える。

この離間動作は、定着装置１８において記録材のジャムが発生した際、記録材Ｐのジャム処理を容易にするために行われる。また、スリープ時など定着フィルム３６が長時間回転しない休止時などの状況において、定着フィルム３６に加圧ニップによる圧縮変形の跡がつくことによる画像品位の低下を防止するためにも行われる。本実施形態においては、不図示の圧解除モータによって自動で圧解除が行われるが、手動で圧解除カムを回転させる機構にしてもよい。

次に、図５を用いて、本実施形態のヒータ３７の発熱体３７ｂと熱伝導部材３９の長手方向の位置関係、およびヒータ３７の設置方法について説明する。図５（ａ）に示すように、ヒータ３７のヒータ基板に当接する熱伝導部材３９は、長手方向においてヒータ３７の発熱体３７ｂと同じ長さＬ（図５（ａ））を備え、熱伝導部材３９と発熱体３７ｂの左右の端部が同じ位置になるように設置している。

また、ヒータ３７の設置方法に関しては、図５（ａ）の長手方向断面図に示すように、本実施形態においては、製造時に支持部材３８に高熱伝導性部材としての熱伝導部材３９を取り付けた上から、さらにヒータ３７を取り付けている。そして、ヒータ３７は、製造時において，図５（ａ）の右側に示す給電コネクタ４６側の支持部材３８のヒータ突き当て位置に突き当てて設置される。その後、給電コネクタ４６に挟まれるようにしてヒータ３７は支持部材３８に対して固定される（図５（ｃ）に関して後述する）。

給電コネクタ４６と反対側（図５（ａ）の左側）では、図５（ｂ）に示すように、ヒータ３７と支持部材３８は、ヒータクリップ４７によって保持されている。ヒータクリップ４７はコの字型に曲げられた金属板から形成され、そのバネ性によってヒータ３７の端部を支持部材３８に接触させて保持している。また、ヒータクリップ４７に押えられているヒータ３７端部は長手方向には移動が可能である。これにより、ヒータ３７の熱膨張や、加圧・離間時の撓み発生時に、ヒータ３７に不必要な応力がかかることを防止している。

給電コネクタ４６側（図５（ａ）の右側）では、図５（ｃ）に示すように、給電コネクタ４６が、コの字型の樹脂からなるハウジング部４６ａとコンタクト端子４６ｂによって形成されている。そして、給電コネクタ４６は、ヒータ３７と支持部材３８を挟んで保持すると共に、コンタクト端子４６ｂがヒータ３７の電極３７ｃと接触し、電気的に接続される。図５（ｃ）で、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AC電源・トライアックに接続されている。

なお、本実施形態では給電コネクタ４６をヒータ保持部材として用いたが、ヒータに給電する役割と、ヒータ保持部材としての役割を分け、別体で構成してもよい。

次に、図６を用いて、本実施形態の熱伝導部材３９について説明する。図６（ａ）は、ヒータ３７を取り外した状態で熱伝導部材３９が支持部材３８に設置された状態の図である。図６（ｂ）は、熱伝導部材３９の支持部材３８に対する長手方向の位置を規制する規制部３９ａを説明する斜視図である。

図６（ｂ）で、支持部材３８と熱伝導部材３９の規制部３９ａについて説明する。本実施形態では、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おり、ヒータ３７と接触する部分の長手方向長さＬは２２２ｍｍ、搬送方向幅Ｍは５ｍｍである。

図６（ｂ）において、熱伝導部材３９は、支持部材３８との間の長手方向における位置を規制するための規制部３９ａを備え、支持部材３８は熱伝導部材３９の規制部３９ａを保持するための開口部としての取り付け穴３８ａを備える。具体的には、図６（ｂ）に示すように、熱伝導部材３９の長手方向の中央位置より給電コネクタ側と反対側へ長手方向でＮ＝８０ｍｍの箇所に長手方向長さａ＝８ｍｍ、深さｂ＝３ｍｍの長さにて、記録材搬送方向の上流側で折り曲げた規制部３９ａを備える。そして、熱伝導部材３９の規制部３９ａは、支持部材３８の取り付け穴３８ａに差し込まれる。

なお、この取り付け穴３８ａは、規制部３９ａに対して若干大きめに設けている。本実施形態では、ｃ＝８．５ｍｍ、ｄ＝０．４ｍｍであり、熱伝導部材３９の長手方向に生じるガタはｃ―ａ＝０．５ｍｍの長さ分となっている。

ここで、熱伝導部材３９に関し、図７の長手方向断面の拡大図を用いて小サイズ記録材を連続的に定着処理して非通紙部昇温が生じる状況において、ヒータ３７の熱が定着部材の長手方向で均一化するメカニズムについて説明する。図７では、ヒータ３７の基板３７ａを介したヒータ３７の発熱体３７ｂと熱伝導部材３９との長手方向の右端部の位置関係を示している。

本実施形態では、図７（ａ）のように、長手方向において、発熱体３７ｂの幅（長さ）と熱伝導部材３９の幅（長さ）をほぼ同じにする。更に、図７（ａ）に示すように、発熱体３７ｂの長手方向における一方の端部の位置と、熱伝導部材３９の長手方向における一方の端部の位置を一致させる（破線Ｘ）。これによって、本実施形態の定着装置３６は、大サイズ記録材の定着処理時に端部における定着不良の発生させることなく、小サイズ記録材の定着処理時の非通紙部昇温を抑制できるという効果を有する。

この理由を、以下に説明する。図７（ａ）において、ヒータ３７の基板３７ａの長手方向のある部分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の内部における長手方向の熱の流れ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。さらに、熱伝導部材３９内で長手方向に流れて再び基板３７ａに戻る熱の流れＢが発生する。このような熱の流れによって、ヒータ３７の熱が長手方向に均一化される。

よって、図７（ａ）に示すような本実施形態の定着装置３６は、大サイズ記録材の定着処理時に端部における定着不良の発生させることなく、小サイズ記録材の定着処理時の非通紙部昇温を抑制できる。

ここで、図７（ｂ）のように、発熱体３７ｂの端部に対して、熱伝導部材３９の端部が長手方向の外側に長い状態における一方の端部の拡大図を示す。図７（ｂ）の場合には、熱の流れＡ、Ｂに加えて、熱伝導部材３９の端部からの放熱による熱の逃げＣが発生する。その結果、ヒータ３７のＨ１の箇所で温度が必要以上に低下して、大サイズ記録材を定着処理した時にＨ１に対応する箇所で定着不良が発生する場合がある。

また、図７（ｃ）のように、熱伝導部材３９の端部よりも、発熱体３７ｂが長手方向の外側に長い場合には、発熱体３７ｂの熱伝導部材３９への熱の流れが形成できないＨ２の箇所で非通紙部昇温の抑制効果が得られない。

本実施形態で、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であり、熱伝導部材３９として用いたアルミニウムの熱伝導率は約２３０Ｗ／ｍＫである。このように、熱伝導部材３９の熱伝導率がヒータ３７の基板３７ａの熱伝導率よりも大きい場合は、ヒータ３７の熱を均一化し易くなる。熱伝導部材３９の材質としてアルミニウムの他に、銅やグラファイトシートも使用することができる。

（熱伝導部材の膨張によりヒータが受ける力の長手方向の分布）
図８の長手方向断面図を用いて、熱伝導部材３９の膨張によりヒータ３７が受ける力の関係について説明する。図８（ａ）はヒータ常温時の断面図、図８（ｂ）はヒータ発熱時の断面図、図８（ｃ）は熱伝導部材変形前のＤ部の拡大図、図８（ｄ）は熱伝導部材変形後のＤ部の拡大図を示している。

熱伝導部材３９の長手方向の中央部（中央位置）Ｙよりもヒータクリップ４７側の領域をＸ1、給電コネクタ側をＸ２とする。熱伝導部材３９に加わる加圧力は、支持部材３８のクラウン形状により長手方向の中央部が最も大きくなっているため、熱伝導部材３９は長手方向中央部から図の左右方向へ向かって膨張する。つまり、領域Ｘ１では矢印Ｚ１方向に、領域Ｘ２では矢印Ｚ２方向に膨張する。ここで、ヒータ３７が発熱した際の熱伝導部材３９の長手方向の変形量ΔＬ（ｍｍ）は、熱伝導部材３９の長手方向の長さをＬ、線膨張率をα、温度差をΔＴとするとき、以下の式で計算することができる。

ΔＬ＝Ｌ×α×ΔＴ
熱伝導部材３９の長手方向の長さＬは２２２ｍｍ、アルミニウムの線膨張係数α＝２．３×１０＾−５／℃、定着装置使用時のヒータ基板の温度はおよそ２００℃であるから、常温を２０℃として温度差ΔＴ＝１８０℃である。上式に代入して計算すると、ΔＬ＝（２２２×２．３×１０＾−５）×１８０＝０．９２ｍｍとなる。すなわち、熱伝導部材３９としてのアルミニウム板は、定着装置としての使用時に長手方向に０．９２ｍｍ伸びる。

一方、支持部材３８に使用している液晶ポリマー樹脂は、住友化学製スミカスーパーＬＣＰ Ｅ５２０４Ｌであり、線膨張係数は、１．３×１０＾−５／℃であるため、長手方向には、２２２×１．３×１０＾−５×１８０＝０．５２ｍｍしか伸びない。

また、ヒータ３７の基板３７ａに使用しているアルミナは、線膨張係数は、０．７５×１０＾−５／℃であるため、長手方向には、２２２×０．７５×１０＾−５×１８０＝０．３ｍｍしか伸びない。

よって、図８（ａ）のヒータ常温時に対して、熱伝導部材３９は、図８（ｂ）のようにヒータ３７の発熱体３７ｂの中心から左右に向かって伸びる。なお、図８（ｂ）では、ヒータ３７と支持部材３８の伸びは省略しているけれども、厳密にはこの２つの部材も伸びている。

このとき、前述した通り、支持部材３８に比べて熱伝導部材３９のほうが伸びるため、図８（ｂ）で示すＤ部の箇所で熱伝導部材３９の規制部３９ａが支持部材３８の取り付け穴３８ａに突きあたり、熱伝導部材３９の伸びが規制される。熱伝導部材３９は規制されながらもさらに伸びようとするため、図８（ｄ）に示す様に変形する。図８（ｃ）は熱伝導部材変形前の様子、図８（ｄ）は熱伝導部材変形後の様子を表している。

なお、図８（ｄ）は、熱伝導部材３９の変形の様子を分かり易くするために、変形量を極端に大きくした図である。熱伝導部材３９は、取り付け穴３８ａに突きあたり変形することで、矢印で示す方向の力Ｆｎを生じる。

ここで、図８の１００は、潤滑剤を塗布する領域を表している。すなわち、潤滑剤は、ヒータ３７と熱伝導部材３９の間であって、規制部３９ａの部分に対応した領域に塗布される。熱伝導部材３９の膨張によりヒータ３７が受ける力に関し、まず、潤滑剤１００がない場合について説明する。熱伝導部材３９は、領域Ｘ１ではＺ１方向に、また領域Ｘ２ではＺ２方向に膨張している。熱伝導部材３９とヒータ３７の静止摩擦力を領域Ｘ１と領域Ｘ２で分けて考えると、静止摩擦力の大きい方の領域でかかっている力の方向に、ヒータ３７は力を受けることになる。

熱伝導部材３９とヒータ３７の静止摩擦係数をμ、垂直抗力をＮ（Ｎ）、加圧部材３８から受ける加圧力をＦｐ、熱伝導部材３９の変形により発生する力をＦｎ、領域Ｘ１における静止摩擦力をＦｘ１、領域Ｘ２における静止摩擦力をＦｘ２とする。すると、静止摩擦力Ｆｘ１、Ｆｘ２は、以下の式で表わされる。

Ｆｘ１＝μ×Ｎ＝μ×（Ｆｐ＋Ｆｎ） （Ｎ）
Ｆｘ２＝μ×Ｎ＝μ×Ｆｐ （Ｎ）
上記式から分かる様に、Ｆｎが発生する分、領域Ｘ１の静止摩擦力の方が大きく、Ｆｘ１＞Ｆｘ２である為、潤滑剤１００がない場合、ヒータ３７は矢印Ｚ１方向の力を受けることになる。

次に、潤滑剤１００がある場合（図８（ｂ））について考える。潤滑剤１００により、領域Ｘ１の静止摩擦係数が小さくなり、それをμ´とすると静止摩擦力Ｆｘ１は以下の式となる。

Ｆｘ１＝μ´×（Ｆｐ＋Ｎ） （Ｎ）
領域Ｘ１の静止摩擦係数μ´を小さくし、Ｆｘ１＜Ｆｘ２の力関係に設定できることで、ヒータはＺ２方向の力を受けることになる。Ｚ２方向はヒータ突き当て側であるので、Ｆｘ１＜Ｆｘ２の力関係とすることで、ヒータ３７のヒータ突き当て側と反対側へのずれを防止（抑制）することができる。

以上、本実施形態の構成によれば、熱伝導部材３９の膨張によるヒータ３７のヒータ突き当て側と反対側へのずれを防止することができ、ヒータの発熱位置がずれることによる定着性能の低下や、給電コネクタの接点外れの問題を防止（抑制）することができる。

《第２の実施形態》
以下、本発明の第２の実施形態における定着装置について説明する。第１の実施形態と同様の箇所には、同じ符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴部についてのみ説明する。本実施形態においては、ヒータ３７と熱伝導部材３９の静止摩擦力を長手方向において変えるために、ヒータ３７と熱伝導部材３９の接触面をヒータ突き当て側で荒らし処理を施している。ここで、荒らし処理とは、例えば表面に凹凸形状を設けること、すなわち粗面を設けることである。

図９は、本実施形態の長手方向断面図である。図９（ａ）はヒータ常温時の断面図、図９（ｂ）はヒータ発熱時の断面図、図９（ｃ）は熱伝導部材変形前のＤ部の拡大図、図９（ｄ）は熱伝導部材変形後のＤ部の拡大図を示している。図９の１０１はヒータ３７と熱伝導材３９の接触面に荒らし処理（表面荒らし処理）を行う領域を示している。

本実施形態において荒らし処理を行う目的は、ヒータ３７と熱伝導材３９の間の静止摩擦係数を大きくするためである。荒らし処理を行う対象物は、ヒータ３７のみでも、熱伝導材３９のみでも、ヒータ３７と熱伝導材３９の両方であっても良い。また、荒らし処理を行う領域について、図９ではＸ２の領域全体としているが、Ｘ２の領域内の一部でも良い。

ここで、熱伝導部材３９の膨張によりヒータ３７が受ける力について説明する。領域Ｘ１の静止摩擦係数をμｘ１、領域Ｘ２の静止摩擦係数をμｘ２、垂直抗力をＮ（Ｎ）、加圧部材３８から受ける加圧力をＦｐ、熱伝導部材３９の変形により発生する力をＦｎとする。また、領域Ｘ１における静止摩擦力をＦｘ１、領域Ｘ２における静止摩擦力をＦｘ２とする。すると、領域Ｘ１、領域Ｘ２におけるそれぞれの静止摩擦力Ｆｘ１、Ｆｘ２は、以下の式で表わされる。

Ｆｘ１＝μｘ１×Ｎ＝μｘ１×（Ｆｐ＋Ｆｎ） （Ｎ）
Ｆｘ２＝μｘ２×Ｎ＝μｘ２×Ｆｐ （Ｎ）
ここで、本実施形態では、１０１の領域（ヒータ突き当て側の領域）で荒らし処理を行っているので、静止摩擦係数はμｘ１＜μｘ２の関係となる。ヒータ３７と熱伝導材３９の接触面の荒らし処理を行い、静止摩擦力をＦｘ１＜Ｆｘ２の力関係と設定できることで、熱伝導部材３９の膨張時にヒータ３７が受ける力の方向はＺ２方向となる。Ｚ２方向はヒータ突き当て側であるので、ヒータ３７のヒータ突き当て側と反対側へのずれを防止（抑制）することができる。

以上、本実施形態の構成によれば、熱伝導部材３９の膨張によるヒータ３７のヒータ突き当て側と反対側へのずれを防止することができ、ヒータの発熱位置がずれることによる定着性能の低下や、給電コネクタの接点外れの問題を防止（抑制）することができる。

（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

（変形例１）
上述した第２の実施形態では、ヒータ３７と熱伝導部材３９の接触面をヒータ突き当て側で荒らし処理を施したが、ヒータ３７と熱伝導部材３９の接触面をヒータ突き当て側と反対側、およびヒータ突き当て側とで荒らし処理の荒らし度合いを変えても良い。すなわち、ヒータ３７と熱伝導部材３９の接触面を、ヒータ突き当て側において、ヒータ突き当て側と反対側よりも静止摩擦係数が大きくなるように荒らし処理を施しても良い。

この場合にも、静止摩擦力をＦｘ１＜Ｆｘ２の力関係と設定できることで、熱伝導部材３９の膨張時にヒータ３７が受ける力の方向はＺ２方向となる。Ｚ２方向はヒータ突き当て側であるので、ヒータ３７のヒータ突き当て側と反対側へのずれを防止（抑制）することができる。

（変形例２）
上述した実施形態では、ニップ部を形成するエンドレスベルトで構成される第１の回転体及びエンドレスベルトを介して第１の回転体に対向する対向部材としての第２の回転体として加圧ローラを示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、第１の回転体と共に第２の回転体をエンドレスベルトで構成しても良い。

（変形例３）
上述した実施形態では、記録材として記録紙を説明したが、本発明における記録材は紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、ＯＨＰシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材（シート）Ｐの扱いを、排紙、非通紙部などの用語を用いて説明したが、これによって本発明における記録材が紙に限定されるものではない。

（変形例４）
上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限られない。画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置（この場合も定着装置と呼ぶ）にも同様に適用可能である。

３２・・加圧ローラ、３６・・定着フィルム、３７・・ヒータ、３８・・支持部材、３９・・熱伝導性部材、Ｎ・・ニップ部

Claims (6)

1. 回転可能なエンドレスベルトと、
   前記エンドレスベルトの内面に接触し、給電コネクタと接続して通電可能なヒータと、
   前記ヒータの前記エンドレスベルトと接触する面と反対側の面に接触する熱伝導部材と、
   前記熱伝導部材を介して前記ヒータを支持する支持部材と、
   前記エンドレスベルトを介して、前記ヒータに対向し前記ヒータと共にトナー像を担持した記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向部材と、
   を有し、
   前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において、前記ヒータの中央位置に対し前記給電コネクタが接続される側と反対側を前記ヒータにおける第１の領域、前記ヒータの中央位置に対し前記給電コネクタが接続される側を前記ヒータにおける第２の領域とするとき、
   前記第２の領域における前記ヒータと前記熱伝導部材との間の静止摩擦力が、前記第１の領域における前記ヒータと前記熱伝導部材との間の静止摩擦力よりも大きいことを特徴とする定着装置。
2. 前記ヒータと前記熱伝導部材との間には、前記第１の領域の少なくとも一部において前記静止摩擦力を抑える潤滑剤が設けられている一方、前記第２の領域において前記潤滑剤が設けられていないことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第２の領域の少なくとも一部において、前記ヒータと前記熱伝導部材のうち少なくとも一方の接触面が、前記静止摩擦力を強める粗面として設けられていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記支持部材は、前記ヒータにおける前記第１の領域に対応する前記長手方向の領域の一部に開口部を有し、
   前記熱伝導部材は、前記開口部で前記長手方向の位置が規制される規制部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記ヒータと前記熱伝導部材との間には、前記第１の領域の一部においてのみ潤滑剤が塗布されており、
   前記潤滑剤が塗布されている領域は、前記長手方向において前記支持部材の前記開口部の位置に対応する領域であることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記ヒータは、基板と、前記基板の上に設けられる発熱体と、を有し、
   前記熱伝導部材は、前記基板を挟んで前記発熱体と反対側に設けられ、
   前記発熱体の長手方向の端部の位置は、前記熱伝導部材の長手方向の端部の位置と一致することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置。