JP2020038321A - 定着装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝熱部が金属製で一体的に形成されている場合と比して、最小サイズの記録媒体に画像を定着する場合に消費電力を抑制することができる定着装置、及び画像形成装置を得る。【解決手段】発熱板６４の裏面に接触し、発熱板６４の熱を軸方向に伝える伝熱部材９２は、軸方向において少なくとも最小サイズの記録媒体が通る最小範囲に配置されている中央側伝熱部９６と、軸方向において中央側伝熱部９６の隣に配置されていると共に軸方向における熱伝導率が、軸方向における中央側伝熱部９６の熱伝導率に対して高い一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、定着装置、及び画像形成装置に関する。

特許文献１には、エンドレスフィルムを介して摺動部材と共に未定着画像を担持する記録材を挟持搬送するニップ部を形成する定着装置が記載されている。この定着装置では、摺動部材のエンドレスフィルムと接触する第一の面とは反対側の第二の面に、厚み方向の熱伝導率よりも厚み方向に対して垂直な平面方向の熱伝導率が高い熱伝導異方性を有する部材が複数積層されている。

特開２０１５−２１９５１０号公報

回転する無端ベルトと、無端ベルトの内周面の一部を加熱するために無端ベルトの内周面と表面で接触して発熱する発熱板と、発熱板の裏面と接触して発熱板の熱を無端ベルトの軸方向に伝える伝熱部とを備える定着装置がある。さらに、定着装置は、無端ベルトとの間でニップを形成し、無端ベルトの外周面に記録媒体を加圧する加圧部を備えている。ここで、伝熱部は、金属製で一体的に形成されている。

この定着装置では、最小サイズの記録媒体に画像を定着する場合には、記録媒体と対向していない部分の発熱板で発熱する熱は、記録媒体に吸収されずに伝熱部に吸収される。さらに、伝熱部に吸収された熱は、軸方向に流れた後、記録媒体と対向している部分の発熱板へ伝わる。これにより、発熱板の温度が軸方向で一様となる。そして、発熱板の温度が規定の温度の範囲に入るように、発熱板に印加される電圧の電源スイッチがオンオフされる。このような構成では、発熱板の温度が軸方向で一様なるために要する時間が短い程、消費電力が抑制される。

本発明の課題は、伝熱部が金属製で一体的に形成されている場合と比して、最小サイズの記録媒体に画像を定着する場合に消費電力を抑制することである。

本発明の第１態様に係る定着装置は、周方向に回転する無端ベルトと、前記無端ベルトの軸方向に延び、前記無端ベルトの内周面と表面で接触して電圧が印加されることで発熱する発熱板と、前記発熱板の温度を検知する検知部と、前記無端ベルトを挟んで前記発熱板の反対側に配置され、搬送される記録媒体を前記無端ベルトの外周面に加圧する加圧部と、前記発熱板の裏面に接触し、前記発熱板の熱を前記軸方向に伝える伝熱部であって、前記軸方向において少なくとも最小サイズの記録媒体が通る最小範囲に配置されている第一伝熱部と、前記軸方向において前記第一伝熱部の隣に配置されていると共に前記軸方向における熱伝導率が、前記軸方向における前記第一伝熱部の熱伝導率に対して高い第二伝熱部とを有する前記伝熱部と、前記検知部の検知結果に基づいて、前記発熱板の温度が予め決められた範囲内に入るように前記発熱板に印加される電圧を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明の第２態様に係る定着装置は、第１態様に記載の定着装置において、前記軸方向における前記第二伝熱部の熱伝導率は、前記発熱板の厚さ方向における前記第二伝熱部の熱伝導率と比して高いことを特徴とする。

本発明の第３態様に係る定着装置は、第２態様に記載の定着装置において、前記第二伝熱部は、前記厚さ方向に複数のシート材が重ねられた状態とされていることを特徴とする。

本発明の第４態様に係る定着装置は、第１〜第３態様の何れか１態様に記載の定着装置において、前記発熱板の厚さ方向における前記第一伝熱部の熱伝導率は、前記厚さ方向における前記第二伝熱部の熱伝導率と比して高いことを特徴とする。

本発明の第５態様に係る定着装置は、第４態様に記載の定着装置において、前記第一伝熱部は、伝熱特性が異方性であって、前記厚さ方向における前記第一伝熱部の熱伝導率は、前記軸方向おける前記第一伝熱部の熱伝導率と比して高いことを特徴とする。

本発明の第６態様に係る定着装置は、第１〜第５態様の何れか１態様に記載の定着装置において、前記第二伝熱部は、前記軸方向に分割され、伝熱特性が異なる複数の部材で形成されており、前記軸方向における前記第二伝熱部の熱伝導率は、前記第一伝熱部に近接する側から前記第一伝熱部から離れる側へ向かって高くなっていることを特徴とする。

本発明の第７態様に係る画像形成装置は、最小サイズを含む複数サイズの記録媒体に画像を形成する形成部と、記録媒体に形成された画像を記録媒体に定着する請求項１〜６の何れか１項に記載された定着装置と、を備えたことを特徴とする。

本発明の第１態様の定着装置によれば、伝熱部が金属製で一体的に形成されている場合と比して、最小サイズの記録媒体に画像を定着する場合に消費電力を抑制することができる。

本発明の第２態様の定着装置によれば、軸方向における第二伝熱部の熱伝導率が厚さ方向における第二伝熱部の熱伝導率と同様の場合と比して、最小サイズの記録媒体に画像を定着する場合に消費電力を抑制することができる。

本発明の第３態様の定着装置によれば、シート材を重ねるだけで、伝熱特性が異方性の第二伝熱部を形成することができる。

本発明の第４態様の定着装置によれば、厚さ方向における第一伝熱部の熱伝導率が、厚さ方向における第二伝熱部の熱伝導率と同様の場合と比して、最小サイズの記録媒体に画像を定着する場合に消費電力を抑制することができる。

本発明の第５態様の定着装置によれば、厚さ方向における第一伝熱部の熱伝導率が、軸方向における第一伝熱部の熱伝導率と同様の場合と比して、最小サイズの記録媒体に画像を定着する場合に消費電力を抑制することができる。

本発明の第６態様の定着装置によれば、第一伝熱部から離れている部分の第二伝熱部の熱伝導率が、第一伝熱部に近接する部分の第二伝熱部の熱伝導率と同様の場合と比して、最小サイズの記録媒体に画像を定着する場合に消費電力を抑制することができる。

本発明の第７態様の画像形成装置によれば、第１〜第６態様の何れか１態様に記載の定着装置を備えていない場合と比して、ランニングコストの増加を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る定着装置に用いられた伝熱部材及び発熱板を示した平面図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置に用いられた伝熱部材及び発熱板を示した斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置に用いられた伝熱部材及び発熱板を示した側面図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置を示した断面図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置を示した断面図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置に備えられた制御部の制御系を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。 本発明の比較形態に係る定着装置に用いられた伝熱部材及び発熱板を示した側面図である。 本発明の比較形態に係る定着装置に用いられた伝熱部材及び発熱板を示した斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る定着装置に用いられた伝熱部材及び発熱板を示した側面図である。 本発明の第２実施形態に係る定着装置に用いられた伝熱部材及び発熱板を示した斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る定着装置に用いられた伝熱部材及び発熱板を示した側面図である。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る定着装置、及び画像形成装置の一例を図１〜図９に従って説明する。なお、図中に示す矢印Ｈは装置上下方向（鉛直方向）を示し、矢印Ｗは装置幅方向（水平方向）を示し、矢印Ｄは装置奥行方向（水平方向）を示す。

（全体構成）
図７に示されるように、本実施形態に係る画像形成装置１０には、上下方向（矢印Ｈ方向）の下方側から上方側へ向けて、記録媒体としてのシート部材Ｐが収容される収容部１４と、収容部１４に収容されたシート部材Ｐを搬送する搬送部１６と、収容部１４から搬送部１６によって搬送されるシート部材Ｐに画像形成を行う画像形成部２０とが、この順で備えられている。

〔収容部１４〕
収容部１４には、画像形成装置１０の装置本体１０Ａから装置奥行方向の手前側に引き出し可能な収容部材２６が備えられており、この収容部材２６にシート部材Ｐが積載されている。さらに、収容部１４には、収容部材２６に積載されたシート部材Ｐを、搬送部１６を構成する搬送経路２８に送り出す送出ロール３０が備えられている。

〔搬送部１６〕
搬送部１６には、予め定められた搬送経路２８に沿ってシート部材Ｐを搬送する複数の搬送ロール３２が備えられている。

〔画像形成部２０〕
画像形成部２０には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが備えられている。なお、以後の説明では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを区別して説明する必要が無い場合は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを省略して記載することがある。

各色の画像形成ユニット１８には、像保持体３６と、像保持体３６の表面を帯電させる帯電ロール３８と、帯電した像保持体３６に露光光を照射する露光装置４２とが備えられている。さらに、画像形成部２０には、前述した露光装置４２が帯電した像保持体３６を露光して形成された静電潜像を現像してトナー画像として可視化する現像装置４０が備えられている。画像形成ユニット１８は、形成部の一例である。

また、画像形成部２０には、図中矢印Ａ方向に周回する無端状の転写ベルト２２と、各色の画像形成ユニット１８によって形成されたトナー画像を転写ベルト２２に転写する一次転写ロール４４とが備えられている。さらに、画像形成部２０には、転写ベルト２２のトナー画像をシート部材Ｐに転写する二次転写ロール４６と、シート部材Ｐを加熱、加圧してトナー画像をシート部材Ｐに定着する定着装置５０とが備えられている。なお、定着装置５０については、詳細を後述する。

（画像形成装置の作用）
画像形成装置１０では、次のようにして画像が形成される。
先ず、電圧が印加された各色の帯電ロール３８は、各色の像保持体３６の表面と接触して像保持体３６の表面を予定の電位で一様にマイナス帯電させる。続いて、外部から入力されたデータに基づいて露光装置４２は、帯電した各色の像保持体３６の表面に露光光を照射して静電潜像を形成する。

これにより、データに対応した静電潜像が各色の像保持体３６の表面に形成される。さらに、各色の現像装置４０は、この静電潜像を現像し、トナー画像として可視化する。また、各色の像保持体３６の表面に形成されたトナー画像は、一次転写ロール４４によって転写ベルト２２に転写される。

そこで、収容部材２６から送出ロール３０によって搬送経路２８へ送り出されたシート部材Ｐは、転写ベルト２２と二次転写ロール４６とが接触する転写位置Ｔへ送り出される。転写位置Ｔでは、シート部材Ｐが転写ベルト２２と二次転写ロール４６とで挟まれて搬送されることで、転写ベルト２２の表面のトナー画像は、シート部材Ｐに転写される。

シート部材Ｐに転写されたトナー画像は、定着装置５０によってシート部材Ｐに定着される。そして、トナー画像が定着されたシート部材Ｐは、搬送ロール３２によって装置本体１０Ａの外部へ排出される。

（要部構成）
次に、定着装置５０について説明する。
定着装置５０は、装置本体１０Ａに着脱可能とされており、図４に示されるように、加圧ロール５２と、加圧ロール５２と装置幅方向で対向する加熱部６０とを備えている。さらに、定着装置５０は、各部を制御する制御部１０２（図６参照）を備えている。

〔加圧ロール５２〕
加圧ロール５２は、図４に示されるように、装置奥行方向に延びている金属製の軸部５４と、軸部５４が挿入されている円筒状の弾性層５６と、弾性層５６を被覆する図示せぬ離型層とを有している。加圧ロール５２は、加圧部の一例である。

軸部５４は、例えば、鉄鋼、ステンレス又はアルミニウム等の金属材料から形成されており、弾性層５６は、例えば、ゴム材料等から形成されており、離型層は、例えば、フッ化エチレン- パーフルオロアルコキシエチレンン共重合体（ＰＦＡ）等から形成されている。

この構成において、加圧ロール５２は、接地され、図示せぬ付勢部材によって加熱部６０側に付勢されている。さらに、加圧ロール５２は、モータ５８（図６参照）から回転力が伝達され、図中矢印Ｒ１方向に回転する。これにより、回転する加圧ロール５２は、トナー画像が転写されたシート部材Ｐを、後述する無端ベルト６２の外周面に加圧する。なお、本実施形態では、弾性層５６の外周面の周速度が２３０〔ｍｍ／ｓｅｃ〕となるように、加圧ロール５２が回転する。

〔加熱部６０〕
加熱部６０は、図４に示されるように、装置奥行方向に延びている円筒状の無端ベルト６２と、無端ベルト６２を加熱するために発熱する発熱板６４と、発熱板６４の熱を装置奥行方向（無端ベルト６２の軸方向）に伝える伝熱部材９２とを備えている。さらに、加熱部６０は、発熱板６４及び伝熱部材９２を保持している保持部材９０と、保持部材９０を支持しているフレーム８０と、発熱板６４の温度を検知する検知部材８２（図５参照）とを備えている。伝熱部材９２は、伝熱部の一例である。

−無端ベルト６２−
無端ベルト６２は、図４に示されるように、外周面で加圧ロール５２と接触している。本実施形態では、例えば、無端ベルト６２は、表面にフッ素コートが施されたポリイミド樹脂で形成されており、無端ベルト６２の厚さは、１００〔μｍ〕とされている。

また、無端ベルト６２の長手方向の両端には、無端ベルト６２の内周面を支持する円筒形の支持部材（図示省略）が夫々配置されている。さらに、無端ベルト６２の内周面には、発熱板６４との摩擦抵抗を低減させるため、潤滑油Ｓ（液体の一例、例えば、シリコンオイル）が塗布されている。

この構成において、無端ベルト６２は、円形状を保った状態で、回転する加圧ロール５２と従動して図中矢印Ｒ２方向（反時計方向）に回転（周回）する。

−保持部材９０−
保持部材９０は、図４に示されるように、無端ベルト６２の内部に配置されている。この保持部材９０は、例えば、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等の樹脂材料で形成されており、装置奥行方向に延びている。そして、保持部材９０の長手方向に直交する断面は、加圧ロール５２側とは反対側が開口したＵ字状とされている。

さらに、保持部材９０において、加圧ロール５２側を向いた部分には、発熱板６４及び伝熱部材９２が図示せぬ接着剤等の取付部材で取り付けられている凹状の取付部９０ａが形成されている。また、保持部材９０において装置奥行方向の中央側の部分には、図５に示されるように、検知部材８２が配置されている貫通孔９５が形成されている。

−フレーム８０−
フレーム８０は、図４に示されるように、無端ベルト６２の内部で、保持部材９０を挟んで加圧ロール５２の反対側に配置されている。このフレーム８０は、板金を折り曲げて形成されており、装置奥行方向に延びている。そして、フレーム８０において長手方向に直交する断面は、保持部材９０側が開口したＵ字状とされている。

さらに、Ｕ字状とされたフレーム８０の先端側の部分に、保持部材９０の先端側の部分が図示せぬ接着剤等の取付部材によって取り付けられることで、フレーム８０は、保持部材９０を支持している。また、フレーム８０の長手方向の両端は、無端ベルト６２から外部に突出しており、この突出した部分が、図示せぬ骨格部材に固定されている。

−発熱板６４−
発熱板６４は、図４に示されるように、無端ベルト６２を挟んで加圧ロール５２の反対側に配置されており、無端ベルト６２の内周面と表面で接触している。この発熱板６４は、板面が装置幅方向を向く板状の部材で、無端ベルト６２の装置奥行方向の一端側から他端側まで延びている。本実施形態では、発熱板６４の厚さは、一例として、０．７〔ｍｍ〕とされている。

板厚方向から見て、発熱板６４は、図３に示されるように、装置奥行方向に延びる矩形状とされている。そして、発熱板６４は、電気絶縁性の基材６６と、耐熱樹脂材料で形成された絶縁膜６８と、電圧印加用の一対の電極７２と、この電極７２に電圧が印加されることで電流が流れる導通部７４とを有している。この導通部７４には、電流が流れることで熱が生じる抵抗発熱部７４ａ（図中斜線部）が２個形成されている。ここで、絶縁性とは、電気伝導率が１×１０ ^−１０ 〔Ｓ／ｍ〕以下であることを意味する。

基材６６は、電気絶縁性のセラミックスであるアルミナの成形体である。そして、基材６６の伝熱特性は等方性とされており、基材６６の熱伝導率は、４１〔Ｗ／ｍＫ〕である。また、一対の電極７２、及び導通部７４は、基材６６の表面（無端ベルト６２の内周面側の面）に形成されている。具体的には、一対の電極７２は、基材６６の装置奥行方向の手前側の部分に形成されており、上下方向で並んで配置されている。さらに、導通部７４は、装置奥行方向に延びるＵ字状とされており、導通部７４の両端に電極７２が夫々配置されている。

また、導通部７４は、絶縁膜６８に被覆されており、導通部７４の直線状の部分には、抵抗発熱部７４ａが形成されている。この抵抗発熱部７４ａは、搬送される最も大きいサイズのシート部材Ｐ（図中Ｐ１）が通る範囲を装置奥行方向（シート部材Ｐ１の幅方向）で含むように形成されている。なお、画像形成装置１０では、シート部材Ｐを幅方向の両側から寄せて、幅方向中央を基準として位置を揃えるセンターレジ方式が採用されている。

−伝熱部材９２−
伝熱部材９２は、図４に示されるように、発熱板６４の裏面（無端ベルト６２の内周面側とは反対側の面）側に配置されている。この伝熱部材９２は、板面が装置幅方向を向く板状の部材で、発熱板６４の裏面と接触して重ねられている。伝熱部材９２の厚さは、一例として、０．３〔ｍｍ〕とされている。ここで、伝熱部材９２は、発熱板６４の熱を装置奥行方向（軸方向）に伝える部材であり、伝熱部材９２の装置奥行方向（軸方向）の熱伝導率は、発熱板６４の基材６６の装置奥行方向（軸方向）の熱伝導率と比して高くなっている。

伝熱部材９２は、図１、図２に示されるように、装置奥行方向で三分割されている。具体的には、装置奥行方向の手前側（図中左側）から奥側に向かって、一端側伝熱部９４、中央側伝熱部９６、及び他端側伝熱部９８がこの順番で並んでいる。中央側伝熱部９６は、第一伝熱部の一例であって、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８は、第二伝熱部の一例である。なお、図１、図２については、伝熱部材９２の構成が容易に分かるように、伝熱部材９２の厚さを厚くして示している。

中央側伝熱部９６は、装置奥行方向において最小サイズのシート部材Ｐ（図中Ｐ２）が通る範囲（図１の範囲Ｆ０２）の部分のみに配置されており、中央側伝熱部９６の装置奥行方向の端面は、装置奥行方向を向いている。本実施形態では、中央側伝熱部９６は、金属製であるアルミニウムで形成されている。そして、中央側伝熱部９６の伝熱特性は等方性であって、中央側伝熱部９６の熱伝導率は、２３６〔Ｗ／ｍＫ〕とされている。つまり、中央側伝熱部９６の装置幅方向（厚さ方向）の熱伝導率と、中央側伝熱部９６の装置奥行方向（軸方向）の熱伝導率とは、同様で、２３６〔Ｗ／ｍＫ〕とされている。

このように、中央側伝熱部９６については、装置幅方向（厚さ方向）の伝熱特性と、装置奥行方向（軸方向）の伝熱特性とが同様とされており、中央側伝熱部９６は、等方性伝熱手段として機能している。

一端側伝熱部９４と他端側伝熱部９８とは、同様の構成とされているため、一端側伝熱部９４について説明する。

一端側伝熱部９４は、伝熱特性が異方性の厚さ０．１〔ｍｍ〕のシート材９４ａが、３枚重ねられることで形成されている。一端側伝熱部９４の装置奥行方向の端面は、装置奥行方向を向いていており、中央側伝熱部９６の装置奥行方向の端面と接触している。一端側伝熱部９４の端面と中央側伝熱部９６の端面との間には、熱の伝達を考慮して、熱伝導性の高いグリース（例えば、シリコーンを主成分としたグリース）が塗布されている。

また、本実施形態では、シート材９４ａは、一例として、パナソニック（株）製のＰＧＳグラファイトシートが用いられている。そして、一端側伝熱部９４の装置幅方向（厚さ方向）の熱伝導率は、８〔Ｗ／ｍＫ〕とされている。さらに、一端側伝熱部９４の装置奥行方向（軸方向）の熱伝導率は、１０００〔Ｗ／ｍＫ〕とされている。

このように、一端側伝熱部９４の装置奥行方向（軸方向）の熱伝導率は、中央側伝熱部９６の装置奥行方向（軸方向）の熱伝導率と比して高くなっている。換言すれば、一端側伝熱部９４は、中央側伝熱部９６と比して、装置奥行方向に熱が速く移動するようになっている。

また、一端側伝熱部９４については、装置幅方向（厚さ方向）の伝熱特性と、装置奥行方向（軸方向）の伝熱特性とが異なっている。具体的には、一端側伝熱部９４の装置奥行方向（軸方向）の熱伝導率は、一端側伝熱部９４の装置幅方向（厚さ方向）の熱伝導率と比して高くされている。換言すれば、一端側伝熱部９４については、装置幅方向（厚さ方向）と比して、装置奥行方向（軸方向）に熱が速く移動するようになっている。このように、一端側伝熱部９４については、装置幅方向（厚さ方向）と比して装置奥行方向（軸方向）に熱が速く移動する伝熱特性が異方性の異方性伝熱手段として機能している。

また、一端側伝熱部９４の装置幅方向（厚さ方向）の熱伝導率は、中央側伝熱部９６の装置幅方向（厚さ方向）の熱伝導率と比して低くなっている。換言すれば、一端側伝熱部９４は、中央側伝熱部９６と比して、装置幅方向に熱が移動しづらくなっている。さらに換言すれば、中央側伝熱部９６は、一端側伝熱部９４と比して、装置幅方向に熱が速く移動するようになっている。なお、他端側伝熱部９８についても同様とされており、他端側伝熱部９８は、３枚のシート材９８ａから形成されている。

この構成において、発熱板６４が発熱すると、伝熱部材９２は、発熱板６４の熱を装置奥行方向に伝え、装置奥行方向における発熱板６４の温度むらを抑制する。つまり、伝熱部材９２を発熱板６４の裏面に接触させることで、伝熱部材を有さない場合と比して、発熱板６４の温度むらが抑制される。このように、伝熱部材９２は、温度むら抑制手段として機能している。

−検知部材８２−
検知部材８２は、図５に示されるように、保持部材９０に形成された貫通孔９５に一部が配置されており、伝熱部材９２の裏面と接触している。これにより、検知部材８２は、伝熱部材９２を介して発熱板６４の温度を検知するようになっている。そして、検知部材８２によって伝熱部材９２を介して検知される発熱板６４の温度が予め決められた範囲に入るように、制御部１０２（図６参照）は、図示せぬ電源スイッチのオンオフを制御して、電極７２への電圧の印加、又は印加を停止させるようになっている。

〔制御部１０２〕
制御部１０２は、図６に示されるように、検知部材８２の検知結果に基づいて、図示せぬ電源スイッチのオンオフを制御して、電極７２への電圧の印加を制御するようになっている。なお、制御部１０２による各部の制御については、後述する作用と共に説明する。

（作用）
次に、定着装置５０の作用について、比較形態に係る定着装置５５０と比較しつつ説明する。先ず、比較形態に係る定着装置５５０の構成について、定着装置５０と異なる部分を主に説明する。また、定着装置５５０の作用については、定着装置５０と異なる部分を主に説明する。

−定着装置５５０の構成−
定着装置５５０については、定着装置５０に対して伝熱部材５９２のみ異なる。定着装置５５０の伝熱部材５９２は、図８、図９に示されるように、金属製で一体的に形成されている。具体的には、伝熱部材５９２の厚さは、０．３〔ｍｍ〕とされており、伝熱部材５９２は、アルミニウムで形成されている。この伝熱部材５９２の伝熱特性は等方性であって、伝熱部材５９２の熱伝導率は、２３６〔Ｗ／ｍＫ〕とされている。

−定着装置５０、５５０の作用−
図４に示す定着装置５０が稼動する前の状態では、電極７２（図３参照）への電圧の印加は停止されており、さらに、加圧ロール５２は停止している。

シート部材Ｐに転写されたトナー画像をシート部材Ｐに定着する場合には、制御部１０２（図６参照）は、モータ５８を制御して加圧ロール５２へ回転力を伝達させる。そして、図４に示す加圧ロール５２が、図中矢印Ｒ１方向に回転する。これにより、加圧ロール５２と接触する無端ベルト６２は、回転する加圧ロール５２と従動して図中矢印Ｒ２方向に回転する。

無端ベルト６２が回転すると、制御部１０２は、図示せぬ電源スイッチをオンして、電極７２への電圧の印加を開始する。これにより、抵抗発熱部７４ａ（図３参照）で熱が生じて、発熱板６４が発熱する。さらに、発熱板６４は、回転している無端ベルト６２を内周面から加熱する。また、発熱板６４が発熱すると、伝熱部材９２は、発熱板６４の熱を装置奥行方向に伝え、装置奥行方向における発熱板６４の温度むらを抑制する。

そして、検知部材８２（図５参照）によって検知された温度が、一例として、２００〔℃〕に達すると、無端ベルト６２を加熱する加熱モード（立上モード）が終了し、トナー画像をシート部材Ｐに定着する定着モードへ移行する。

定着モードへ移行すると、トナー画像が転写されたシート部材Ｐを加熱部６０と加圧ロール５２とが挟み込んで搬送することで、トナー画像がシート部材Ｐに定着される。また、加熱部６０と加圧ロール５２とがトナー画像が転写されたシート部材Ｐを挟み込んで搬送することで、シート部材Ｐが通過する部分の発熱板６４の熱がシート部材Ｐに奪われる。これにより、発熱板６４の温度が低下する。そこで、制御部１０２は、一例として、発熱板６４の温度が１９０〔℃〕以上２２０〔℃〕以下になるように、図示せぬ電源スイッチのオンオフを制御する。

例えば、最小サイズのシート部材Ｐ２にトナー画像を定着させる場合には、図３に示されるように、熱が生じている抵抗発熱部７４ａにおいてシート部材Ｐ２が通過しない範囲（図中範囲Ｆ０１）が存在する。つまり、シート部材Ｐ２の定着に直接用いられない熱が存在する。換言すれば、シート部材Ｐに奪われない熱が存在する。

ここで、定着装置５５０では、シート部材Ｐ２の定着に直接用いられない範囲Ｆ０１で発生した発熱板６４の熱は、図８に示されるように、範囲Ｆ０１の部分の伝熱部材５９２へ伝わる（図中矢印Ｇ０１参照）。範囲Ｆ０１の部分の伝熱部材５９２へ伝わった熱は、範囲Ｆ０１の部分の伝熱部材５９２と、シート部材Ｐ２が通過する範囲（図中範囲Ｆ０２）の部分の伝熱部材５９２との温度差が小さくなるように、範囲Ｆ０２の部分の伝熱部材５９２へ伝わる（図中矢印Ｇ０２参照）。

さらに、範囲Ｆ０２の部分の伝熱部材５９２へ伝わった熱は、範囲Ｆ０２の部分の発熱板６４へ伝わる（図中矢印Ｇ０３参照）。そして、発熱板６４の温度が一様となる。

これに対して、定着装置５０では、シート部材Ｐ２の定着に直接用いられない範囲Ｆ０１で発生した発熱板６４の熱は、図１に示されるように、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８へ伝わる（図中矢印Ｇ１１参照）。一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８へ伝わった熱は、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８と、中央側伝熱部９６との温度差が小さくなるように、中央側伝熱部９６へ伝わる（図中矢印Ｇ１２参照）。

さらに、中央側伝熱部９６へ伝わった熱は、範囲Ｆ０２の部分の発熱板６４へ伝わる（図中矢印Ｇ１３参照）。そして、発熱板６４の温度が一様となる。

前述したように、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８の装置奥行方向（軸方向）の熱伝導率は、中央側伝熱部９６の装置奥行方向（軸方向）の熱伝導率と比して高くなっている。換言すれば、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８は、中央側伝熱部９６と比して、装置奥行方向に熱が速く移動するようになっている。定着装置５０において、中央側伝熱部９６へ熱が伝わる（図１の矢印Ｇ１２）速さは、定着装置５５０において、範囲Ｆ０２の部分の伝熱部材５９２へ熱が伝わる（図８の矢印Ｇ０２）速さと比して速くなる。このため、定着装置５０の発熱板６４の温度が一様となるために要する時間は、定着装置５５０の発熱板６４の温度が一様となるために要する時間と比して短くなる。換言すれば、中央側伝熱部９６の温度が高くなるのが速くなる。

また、前述したように、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８の装置奥行方向（軸方向）の熱伝導率は、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８の装置幅行方向（厚さ方向）と比して高くされている。換言すれば、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８については、装置幅方向（厚さ方向）と比して、装置奥行方向（軸方向）に熱が速く移動するようになっている。

このため、定着装置５０において、中央側伝熱部９６へ熱が伝わる（図１の矢印Ｇ１２）速さは、定着装置５５０において、範囲Ｆ０２の部分の伝熱部材５９２へ熱が伝わる（図８の矢印Ｇ０２）速さと比して速くなる。これにより、定着装置５０の発熱板６４の温度が一様となるために要する時間は、定着装置５５０の発熱板６４の温度が一様となるために要する時間と比して短くなる。

また、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８の装置幅方向（厚さ方向）の熱伝導率は、中央側伝熱部９６の装置幅方向（厚さ方向）の熱伝導率と比して低くなっている。換言すれば、中央側伝熱部９６では、一端側伝熱部９４と比して、装置幅方向に熱が速く移動するようになっている。このため、中央側伝熱部９６の装置幅方向の熱伝導率が一端側伝熱部９４の装置幅方向の熱伝導率と同様の場合と比して、中央側伝熱部９６から範囲Ｆ０２の部分の発熱板６４への熱の伝わりが速くなる。これにより、定着装置５０の発熱板６４の温度が一様となるために要する時間は、中央側伝熱部９６の装置幅方向の熱伝導率が一端側伝熱部９４の装置幅方向の熱伝導率と同様の場合と比して短くなる。

そこで、制御部１０２は、発熱板６４の温度が規定の温度（例えば、２２０〔℃〕）に達して電源スイッチをオフする時期（タイミング）が、定着装置５５０を用いた場合と比して、早くなる。

（まとめ）
以上説明したように、定着装置５０では、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８の装置奥行方向（軸方向）の熱伝導率は、中央側伝熱部９６の熱伝導率と比して高くなっている。このため、定着装置５０の発熱板６４の温度が一様となるために要する時間は、定着装置５５０の発熱板６４の温度が一様となるために要する時間と比して短くなる。これにより、金属製で一体的に形成された伝熱部材５９２を備えた定着装置５５０を用いた場合と比して、最小サイズのシート部材Ｐにトナー画像を定着する場合に消費電力が抑制される。

また、定着装置５０では、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８の装置奥行方向（軸方向）の熱伝導率は、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８の装置幅行方向（厚さ方向）の熱伝導率と比して高くなっている。このため、定着装置５０の発熱板６４の温度が一様となるために要する時間は、定着装置５５０の発熱板６４の温度が一様となるために要する時間と比して短くなる。これにより、装置奥行方向における熱伝導率が装置幅方向における熱伝導率と同様の伝熱部材５９２を備えた定着装置５５０を用いた場合と比して、最小サイズのシート部材Ｐにトナー画像を定着する場合に消費電力が抑制される。

また、定着装置５０では、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８は、装置幅方向にシート材９４ａが重ねられることで形成されている。このようにシート材９４ａを重ねるだけで、伝熱特性が異方性である一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８が形成される。

また、定着装置５０では、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８の装置幅方向（厚さ方向）の熱伝導率は、中央側伝熱部９６の装置幅方向（厚さ方向）の熱伝導率と比して低くなっている。換言すれば、中央側伝熱部９６では、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８と比して、装置幅方向に熱が速く移動するようになっている。このため、中央側伝熱部９６の装置幅方向の熱伝導率が一端側伝熱部９４の装置幅方向の熱伝導率と同様の場合と比して、中央側伝熱部９６から範囲Ｆ０２の部分の発熱板６４への熱の伝わりが速くなる。これにより、中央側伝熱部９６の装置幅方向の熱伝導率が一端側伝熱部９４の装置幅方向の熱伝導率と同様の場合と比して、最小サイズのシート部材Ｐにトナー画像を定着する場合に消費電力が抑制される。

また、画像形成装置１０では、定着装置５０を備えることで、定着装置５５０を備えている場合と比して、ランニングコストの増加が抑制される。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る定着装置、及び画像形成装置の一例を図１０、図１１に従って説明する。なお、第２実施形態については、第１実施形態と異なる部分を主に説明する。第２実施形態に係る定着装置１５０は、定着装置５０に対して伝熱部材１９２のみ異なる。

（伝熱部材１９２）
伝熱部材１９２は、図１０、図１１に示されるように、装置奥行方向で三分割されている。具体的には、装置奥行方向の手前側（図中左側）から奥側に向かって、一端側伝熱部９４、中央側伝熱部１９６、及び他端側伝熱部９８がこの順番で並んでいる。中央側伝熱部１９６は、第一伝熱部の一例である。

中央側伝熱部１９６は、装置奥行方向において最小サイズのシート部材Ｐ２が通る範囲に配置されており、中央側伝熱部１９６の装置奥行方向の端面は、装置奥行方向を向いている。中央側伝熱部１９６は、伝熱特性が異方性の厚さ０．１〔ｍｍ〕の短冊状のシート材１９６ａが装置奥行方向（軸方向）に複数枚重ねられることで形成されている。また、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８の端面と中央側伝熱部１９６の端面との間には、熱の伝達を考慮して、熱伝導性の高いグリース（例えば、シリコーンを主成分としたグリース）が塗布されている。

また、本実施形態では、シート材１９６ａは、一例として、松下電器産業（株）製のＰＧＳグラファイトシートが用いられている。そして、中央側伝熱部１９６の装置幅方向（厚さ方向）の熱伝導率は、１０００〔Ｗ／ｍＫ〕とされている。さらに、中央側伝熱部１９６の装置奥行方向（軸方向）の熱伝導率は、８〔Ｗ／ｍＫ〕とされている。

このように、中央側伝熱部１９６については、装置幅方向（厚さ方向）の伝熱特性と、装置奥行方向（軸方向）の伝熱特性とが異なっている。具体的には、中央側伝熱部１９６の装置幅方向の熱伝導率は、中央側伝熱部１９６の装置奥行方向の熱伝導率と比して高くされている。つまり、中央側伝熱部１９６は、装置奥行方向と比して装置幅方向に熱が速く移動する伝熱特性が異方性の異方性伝熱手段として機能している。

この構成において、最小サイズのシート部材Ｐ２にトナー画像を定着させる場合には、シート部材Ｐ２の定着に直接用いられない範囲Ｆ０１で発生した発熱板６４の熱は、図１０に示されるように、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８へ伝わる（図中矢印Ｇ３１参照）。一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８へ伝わった熱は、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８と、中央側伝熱部１９６との温度差が小さくなるように、中央側伝熱部１９６へ伝わる（図中矢印Ｇ３２）。

さらに、中央側伝熱部１９６に伝わった熱は、範囲Ｆ０２の部分の発熱板６４へ伝わる（図中矢印Ｇ３３参照）。そして、発熱板６４の温度が一様となる。

前述したように、中央側伝熱部１９６の装置幅方向（厚さ方向）の熱伝導率は、装置奥行方向（軸方向）の熱伝導率と比して高くされている。換言すれば、中央側伝熱部１９６においては、装置奥行方向と比して、装置幅方向に熱が速く移動するようになっている。このため、中央側伝熱部の装置幅行方向における熱伝導率が中央側伝熱部の装置奥行方向における熱伝導率と同様の場合と比して、最小サイズの記録媒体に画像を定着する場合に消費電力が抑制される。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る定着装置、及び画像形成装置の一例を図１２に従って説明する。なお、第３実施形態については、第１実施形態と異なる部分を主に説明する。第３実施形態に係る定着装置２５０は、定着装置５０に対して伝熱部材２９２のみ異なる。

（伝熱部材２９２）
伝熱部材２９２は、図１２に示されるように、装置奥行方向で五分割されている。具体的には、装置奥行方向の手前側（図中左側）から奥側に向かって、一端側伝熱部２９４、中央側伝熱部９６、及び他端側伝熱部２９８がこの順番で並んでいる。一端側伝熱部２９４及び他端側伝熱部２９８は、第二伝熱部の一例である。

一端側伝熱部２９４と他端側伝熱部２９８とは、同様の構成とされているため、一端側伝熱部２９４について説明する。

一端側伝熱部２９４は、装置奥行方向に二分割されており、第一伝熱体２９４ａと第二伝熱体２９４ｂとから形成されている。装置奥行方向における第一伝熱体２９４ａの長さと、第二伝熱体２９４ｂの長さとは同様とされており、第一伝熱体２９４ａ、及び第二伝熱体２９４ｂは、中央側伝熱部９６に近接する側からこの順番で並んでいる。また、各伝熱体が接触する端面には、熱の伝達を考慮して、熱伝導性の高いグリース（例えば、シリコーンを主成分としたグリース）が塗布されている。

本実施形態では、第一伝熱体２９４ａは、金で一体的に形成されており、第一伝熱体２９４ａの厚さは、０．３〔ｍｍ〕とされている。第一伝熱体２９４ａの伝熱特性は等方性であって、第一伝熱体２９４ａの熱伝導率は、３１９〔Ｗ／ｍＫ〕とされている。

また、第二伝熱体２９４ｂは、銀で一体的に形成されており、第二伝熱体２９４ｂの厚さは、０．３〔ｍｍ〕とされている。第二伝熱体２９４ｂの伝熱特性は等方性であって、第二伝熱体２９４ｂの熱伝導率は、４２８〔Ｗ／ｍＫ〕とされている。

このように、第二伝熱体２９４ｂの熱伝導率は、第一伝熱体２９４ａの熱伝導率と比して高くなっている。換言すると、一端側伝熱部２９４は、中央側伝熱部９６に近接する側から中央側伝熱部９６から離れる側へ向かって高くなっている。なお、他端側伝熱部２９８についても同様の構成とされており、他端側伝熱部２９８は、第一伝熱体２９８ａと第二伝熱体２９８ｂとから形成されている。

この構成において、最小サイズのシート部材Ｐ２にトナー画像を定着させる場合には、範囲Ｆ０１で発生した発熱板６４の熱は、図１２に示されるように、一端側伝熱部２９４及び他端側伝熱部２９８の第一伝熱体２９４ａ、２９８ａ又は第二伝熱体２９４ｂ、２９８ｂへ伝わる（図中矢印Ｇ４１参照）。

また、第二伝熱体２９４ｂ、２９８ｂへ伝わった熱は、第一伝熱体２９４ａ、２９８ａへ伝わる（図中矢印Ｇ４２）。さらに、第二伝熱体２９４ｂ、２９８ｂから第一伝熱体２９４ａ、２９８ａへ伝わった熱、及び発熱板６４から第一伝熱体２９４ａ、２９８ａへ伝わった熱は、一端側伝熱部２９４及び他端側伝熱部２９８と、中央側伝熱部９６との温度差が小さくなるように、中央側伝熱部９６へ伝わる（図中矢印Ｇ４３）。

さらに、中央側伝熱部９６に伝わった熱は、範囲Ｆ０２の部分の発熱板６４へ伝わる（図中矢印Ｇ４４参照）。そして、発熱板６４の温度が一様となる。

前述したように、第二伝熱体２９４ｂ、２９８ｂの熱伝導率は、第一伝熱体２９４ａ、２９４ａの熱伝導率と比して高くなっている。このため、第二伝熱体の熱伝導率が第一伝熱体の熱伝導率と同様の場合と比して、中央側伝熱部９６から離れている第二伝熱体２９４ｂ、２９８ｂの熱が、中央側伝熱部９６へ伝わる速さが速くなる。

これにより、第二伝熱体の熱伝導率が第一伝熱体の熱伝導率と同様の場合と比して、最小サイズの記録媒体に画像を定着する場合に消費電力が抑制される。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、中央側伝熱部９６、１９６は、装置奥行方向においてシート部材Ｐ２が通る範囲（範囲Ｆ０２）の部分に配置されたが、中央側伝熱部は、装置奥行方向（軸方向）において少なくともシート部材Ｐ２が通る範囲に配置されていればよく、範囲Ｆ０２より大きくてもよい。しかし、最小サイズのシート部材Ｐに画像を定着する場合に消費電力を抑制する観点から、装置奥行方向における範囲Ｆ０２の長さを１０とすると、装置奥行方向の中心を合わせた状態で（センター振り分けで）、装置奥行方向における中央側伝熱部の長さは、１６以下が好ましく、１４以下がされに好ましく、１２以下が特に好ましい。

また、上記第１、３実施形態では、特に説明しなかったが、中央側伝熱部９６がアルミニウムとは異なる他の金属材料で一体的に形成されてもより。例えば、中央側伝熱部が銅によって形成されてもよい。この場合には、中央側伝熱部の熱伝導率は４０３〔Ｗ／ｍＫ〕となる。

また、上記第１、第２実施形態では、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８の伝熱特性は、異方性であったが、伝熱特性が等方性であってもよい。一端側伝熱部及び他端側伝熱部の装置奥行方向の熱伝導率が、中央側伝熱部９６、１９６の装置奥行方向の熱伝導率と比して高ければよい。しかし、この場合には、一端側伝熱部９４及び他端側伝熱部９８の伝熱特性が異方性であることで奏する作用は奏しない。

また、上記第３実施形態では、第一伝熱体２９４ａ、２９８ａを金で一体的に形成し、第二伝熱体２９４ｂ、２９８ｂを銀で一体的に形成したが、例えば、第一伝熱体としてＰＧＳグラファイトシートを厚さ方向に積層して形成された部材を用い、第二伝熱体としてカーボンナノチューブのシート材を厚さ方向に積層して形成された部材を用いてもよい。

また、上記第３実施形態では、一端側伝熱部２９４及び他端側伝熱部２９８は、装置奥行方向に二分割されたが、三分割以上であってもよい。中央側伝熱部９６に近接する側から中央側伝熱部９６から離れる側へ向かって装置奥行方向の熱伝導率が高くなっていればよい。

また、上記実施形態では、検知部材８２は、伝熱部材９２を介して発熱板６４の温度を検知したが、検知部材を直接発熱板と接触させて、検知部材が直接発熱板の温度を検知してもよい。

また、上記実施形態では、センターレジ方式を例にとって説明したが、シート部材Ｐの幅方向の一端を基準とするサイドレジ方式であってもよい。

１０ 画像形成装置
１８ 画像形成ユニット（形成部の一例）
５０ 定着装置
５２ 加圧ロール（加圧部の一例）
６２ 無端ベルト
６４ 発熱板
８２ 検知部材
９２ 伝熱部材（伝熱部の一例）
９４ 一端側伝熱部（第二伝熱部）
９４ａ シート材
９６ 中央側伝熱部（第一伝熱部）
９８ 他端側伝熱部（第二伝熱部）
１０２ 制御部
１５０ 定着装置
１９２ 伝熱部材（伝熱部の一例）
１９６ 中央側伝熱部（第一伝熱部）
２５０ 定着装置
２９２ 伝熱部材（伝熱部の一例）
２９４ 一端側伝熱部（第二伝熱部）
２９８ 他端側伝熱部（第二伝熱部）
Ｆ０２ 範囲（最小範囲）

Claims (7)

1. 周方向に回転する無端ベルトと、
   前記無端ベルトの軸方向に延び、前記無端ベルトの内周面と表面で接触して電圧が印加されることで発熱する発熱板と、
   前記発熱板の温度を検知する検知部と、
   前記無端ベルトを挟んで前記発熱板の反対側に配置され、搬送される記録媒体を前記無端ベルトの外周面に加圧する加圧部と、
   前記発熱板の裏面に接触し、前記発熱板の熱を前記軸方向に伝える伝熱部であって、前記軸方向において少なくとも最小サイズの記録媒体が通る最小範囲に配置されている第一伝熱部と、前記軸方向において前記第一伝熱部の隣に配置されていると共に前記軸方向における熱伝導率が、前記軸方向における前記第一伝熱部の熱伝導率に対して高い第二伝熱部とを有する前記伝熱部と、
   前記検知部の検知結果に基づいて、前記発熱板の温度が予め決められた範囲内に入るように前記発熱板に印加される電圧を制御する制御部と、
   を備える定着装置。
2. 前記軸方向における前記第二伝熱部の熱伝導率は、前記発熱板の厚さ方向における前記第二伝熱部の熱伝導率と比して高い請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第二伝熱部は、前記厚さ方向に複数のシート材が重ねられた状態とされている請求項２に記載の定着装置。
4. 前記発熱板の厚さ方向における前記第一伝熱部の熱伝導率は、前記厚さ方向における前記第二伝熱部の熱伝導率と比して高い請求項１〜３の何れか１項に記載の定着装置。
5. 前記第一伝熱部は、伝熱特性が異方性であって、
   前記厚さ方向における前記第一伝熱部の熱伝導率は、前記軸方向おける前記第一伝熱部の熱伝導率と比して高い請求項４に記載の定着装置。
6. 前記第二伝熱部は、前記軸方向に分割され、伝熱特性が異なる複数の部材で形成されており、
   前記軸方向における前記第二伝熱部の熱伝導率は、前記第一伝熱部に近接する側から前記第一伝熱部から離れる側へ向かって高くなっている請求項１〜５の何れか１項に記載の定着装置。
7. 最小サイズを含む複数サイズの記録媒体に画像を形成する形成部と、
   記録媒体に形成された画像を記録媒体に定着する請求項１〜６の何れか１項に記載された定着装置と、
   を備えた画像形成装置。