JP2022028332A - 加熱装置および画像処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】温度分布のムラの発生を抑制することができる加熱装置および画像処理装置を提供することである。【解決手段】実施形態の加熱装置は、筒状体と、発熱体セットと、ヒータユニットと、伝熱部材と、を持つ。発熱体セットは、筒状体の内側に配置されている。発熱体セットは、複数の発熱体を持つ。複数の発熱体は、筒状体の軸方向に沿って間隔をあけて設けられる。発熱体セットは、軸方向の第1領域で隣り合う一対の発熱体の間隔を形成する。軸方向の第1領域に隣接する第2領域で一対の発熱体の1つが単独で配置されている。ヒータユニットは、発熱体セットを持つ。ヒータユニットは、筒状体の内面に当接する。伝熱部材は、第2領域の少なくとも一部において軸方向に直交する断面でヒータユニットに第1長さで接触する。伝熱部材は、第1領域の少なくとも一部において軸方向に直交する断面でヒータユニットに第1長さよりも短い第2長さで接触する。【選択図】図9
Description
本発明の実施形態は、加熱装置および画像処理装置に関する。
画像処理装置として、シートに画像を形成する画像形成装置が利用されている。画像形成装置は、トナー(記録剤)を加熱してシートに定着させる加熱装置を有する。加熱装置の温度分布のムラは、シートに形成された画像に光沢のムラを発生させる場合がある。
本発明が解決しようとする課題は、温度分布のムラの発生を抑制することができる加熱装置および画像処理装置を提供することである。
実施形態の加熱装置は、フィルム状の筒状体と、発熱体セットと、ヒータユニットと、伝熱部材と、を持つ。発熱体セットは、筒状体の内側に配置されている。発熱体セットは、複数の発熱体を持つ。複数の発熱体は、筒状体の軸方向に沿って間隔をあけて設けられる。発熱体セットは、軸方向の第1領域で複数の発熱体のうち隣り合う一対の発熱体の間隔を形成する。軸方向の第1領域に隣接する第2領域で一対の発熱体の1つが単独で配置されている。ヒータユニットは、発熱体セットを持つ。ヒータユニットは、筒状体の内面に当接する。伝熱部材は、第2領域の少なくとも一部において軸方向に直交する断面でヒータユニットに第1長さで接触する。伝熱部材は、第1領域の少なくとも一部において軸方向に直交する断面でヒータユニットに第1長さよりも短い第2長さで接触する。
以下、実施形態の加熱装置および画像処理装置を、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。
図1は、実施形態の画像処理装置の概略構成図である。
図1に示すように、実施形態の画像処理装置は、画像形成装置1である。画像形成装置1は、シート(用紙)Sに画像を形成する処理を行う。画像形成装置1は、ハウジング10と、スキャナ部2と、画像形成ユニット3と、シート供給部4と、搬送部5と、排紙トレイ7と、反転ユニット9と、コントロールパネル8と、制御部6と、を有する。
図1に示すように、実施形態の画像処理装置は、画像形成装置1である。画像形成装置1は、シート(用紙)Sに画像を形成する処理を行う。画像形成装置1は、ハウジング10と、スキャナ部2と、画像形成ユニット3と、シート供給部4と、搬送部5と、排紙トレイ7と、反転ユニット9と、コントロールパネル8と、制御部6と、を有する。
ハウジング10は、画像形成装置1の外形を形成する。
スキャナ部2は、複写対象物の画像情報を光の明暗として読み取り、画像信号を生成する。スキャナ部2は、生成した画像信号を画像形成ユニット3に出力する。
画像形成ユニット3は、スキャナ部2から受信した画像信号または外部から受信した画像信号に基づいて、トナー等の記録剤により出力画像(以下、トナー像という)を形成する。画像形成ユニット3は、トナー像をシートSの表面上に転写する。画像形成ユニット3は、シートSの表面上のトナー像を加熱および加圧して、トナー像をシートSに定着させる。画像形成ユニット3の詳細は後述される。
スキャナ部2は、複写対象物の画像情報を光の明暗として読み取り、画像信号を生成する。スキャナ部2は、生成した画像信号を画像形成ユニット3に出力する。
画像形成ユニット3は、スキャナ部2から受信した画像信号または外部から受信した画像信号に基づいて、トナー等の記録剤により出力画像(以下、トナー像という)を形成する。画像形成ユニット3は、トナー像をシートSの表面上に転写する。画像形成ユニット3は、シートSの表面上のトナー像を加熱および加圧して、トナー像をシートSに定着させる。画像形成ユニット3の詳細は後述される。
シート供給部4は、画像形成ユニット3がトナー像を形成するタイミングに合わせて、シートSを1枚ずつ搬送部5に供給する。シート供給部4は、シート収容部20と、ピックアップローラ21と、を有する。
シート収容部20は、所定のサイズおよび種類のシートSを収納する。
ピックアップローラ21は、シート収容部20からシートSを1枚ずつ取り出す。ピックアップローラ21は、取り出したシートSを搬送部5へ供給する。
シート収容部20は、所定のサイズおよび種類のシートSを収納する。
ピックアップローラ21は、シート収容部20からシートSを1枚ずつ取り出す。ピックアップローラ21は、取り出したシートSを搬送部5へ供給する。
搬送部5は、シート供給部4から供給されるシートSを画像形成ユニット3に搬送する。搬送部5は、搬送ローラ23と、レジストローラ24と、を有する。
搬送ローラ23は、ピックアップローラ21から供給されるシートSをレジストローラ24へ搬送する。搬送ローラ23は、シートSの搬送方向の先端をレジストローラ24のニップNに突き当てる。
レジストローラ24は、ニップNにおいてシートSを撓ませることにより、搬送方向でのシートSの先端の位置を整える。レジストローラ24は、画像形成ユニット3がトナー像をシートSに転写するタイミングに応じてシートSを搬送する。
搬送ローラ23は、ピックアップローラ21から供給されるシートSをレジストローラ24へ搬送する。搬送ローラ23は、シートSの搬送方向の先端をレジストローラ24のニップNに突き当てる。
レジストローラ24は、ニップNにおいてシートSを撓ませることにより、搬送方向でのシートSの先端の位置を整える。レジストローラ24は、画像形成ユニット3がトナー像をシートSに転写するタイミングに応じてシートSを搬送する。
画像形成ユニット3について説明する。
画像形成ユニット3は、複数の画像形成部25と、レーザ走査ユニット26と、中間転写ベルト27と、転写部28と、定着装置30と、を有する。
画像形成部25は、感光体ドラム29を有する。画像形成部25は、スキャナ部2または外部からの画像信号に応じたトナー像を感光体ドラム29に形成する。複数の画像形成部25は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによるトナー像を形成する。
画像形成ユニット3は、複数の画像形成部25と、レーザ走査ユニット26と、中間転写ベルト27と、転写部28と、定着装置30と、を有する。
画像形成部25は、感光体ドラム29を有する。画像形成部25は、スキャナ部2または外部からの画像信号に応じたトナー像を感光体ドラム29に形成する。複数の画像形成部25は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによるトナー像を形成する。
感光体ドラム29の周囲には、帯電器、現像器などが配置される。帯電器は、感光体ドラム29の表面を帯電させる。現像器は、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックのトナーを含む現像剤を収容する。現像器は、感光体ドラム29上の静電潜像を現像する。この結果、感光体ドラム29上には、各色のトナーによるトナー像が形成される。
レーザ走査ユニット26は、帯電した感光体ドラム29にレーザ光Lを走査して感光体ドラム29を露光する。レーザ走査ユニット26は、各色の画像形成部25の感光体ドラム29を、各別のレーザ光LY,LM,LC,LKで露光する。これによりレーザ走査ユニット26は、感光体ドラム29に静電潜像を形成する。
中間転写ベルト27には、感光体ドラム29の表面のトナー像が1次転写される。
転写部28は、中間転写ベルト27上に1次転写されたトナー像を2次転写位置においてシートSの表面上に転写する。
定着装置30は、シートSに転写されたトナー像を加熱および加圧して、トナー像をシートSに定着させる。定着装置30の詳細は後述される。
転写部28は、中間転写ベルト27上に1次転写されたトナー像を2次転写位置においてシートSの表面上に転写する。
定着装置30は、シートSに転写されたトナー像を加熱および加圧して、トナー像をシートSに定着させる。定着装置30の詳細は後述される。
反転ユニット9は、シートSの裏面に画像を形成するためシートSを反転させる。反転ユニット9は、定着装置30から排出されるシートSを、スイッチバックにより表裏反転させる。反転ユニット9は、反転したシートSをレジストローラ24に向けて搬送する。
排紙トレイ7は、画像が形成されて排出されたシートSを載置する。
コントロールパネル8は、操作者が画像形成装置1を操作するための情報を入力する入力部の一部である。コントロールパネル8は、タッチパネルや各種ハードキーを有する。
制御部6は、画像形成装置1の各部の制御を行う。
排紙トレイ7は、画像が形成されて排出されたシートSを載置する。
コントロールパネル8は、操作者が画像形成装置1を操作するための情報を入力する入力部の一部である。コントロールパネル8は、タッチパネルや各種ハードキーを有する。
制御部6は、画像形成装置1の各部の制御を行う。
図2は、実施形態の画像処理装置のハードウエア構成図である。
図2に示すように、画像形成装置1は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)91、メモリ92、補助記憶装置93などを備え、プログラムを実行する。画像形成装置1は、プログラムの実行によってスキャナ部2、画像形成ユニット3、シート供給部4、搬送部5、反転ユニット9、コントロールパネル8、通信部90を備える装置として機能する。
図2に示すように、画像形成装置1は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)91、メモリ92、補助記憶装置93などを備え、プログラムを実行する。画像形成装置1は、プログラムの実行によってスキャナ部2、画像形成ユニット3、シート供給部4、搬送部5、反転ユニット9、コントロールパネル8、通信部90を備える装置として機能する。
CPU91は、メモリ92および補助記憶装置93に記憶されたプログラムを実行することによって制御部6として機能する。制御部6は、画像形成装置1の各機能部の動作を制御する。
補助記憶装置93は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。補助記憶装置93は、情報を記憶する。
通信部90は、自装置を外部装置に接続するための通信インタフェースを含んで構成される。通信部90は、通信インタフェースを介して外部装置と通信する。
補助記憶装置93は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。補助記憶装置93は、情報を記憶する。
通信部90は、自装置を外部装置に接続するための通信インタフェースを含んで構成される。通信部90は、通信インタフェースを介して外部装置と通信する。
定着装置30について詳しく説明する。
図3は、実施形態の加熱装置の正面断面図である。
図3に示すように、実施形態の加熱装置は、定着装置30である。定着装置30は、加圧ローラ31と、フィルムユニット35と、を有する。
図3は、実施形態の加熱装置の正面断面図である。
図3に示すように、実施形態の加熱装置は、定着装置30である。定着装置30は、加圧ローラ31と、フィルムユニット35と、を有する。
加圧ローラ31は、フィルムユニット35との間でニップNを形成する。加圧ローラ31は、ニップNに進入したシートSのトナー像を加圧する。加圧ローラ31は、自転してシートSを搬送する。加圧ローラ31は、芯金32と、弾性層33と、離型層(不図示)と、を有する。
芯金32は、ステンレス等の金属材料により円柱状に形成される。芯金32の軸方向の両端部は、回転可能に支持される。芯金32は、モータ(不図示)により回転駆動される。芯金32は、カム部材(不図示)に当接する。カム部材は、回転することにより、芯金32をフィルムユニット35に対して接近および離反させる。
弾性層33は、シリコーンゴム等の弾性材料で形成される。弾性層33は、芯金32の外周面上に一定の厚さで形成される。
離型層(不図示)は、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共重合体)などの樹脂材料で形成される。離型層は、弾性層33の外周面上に形成される。
加圧ローラ31の外周面の硬度は、ASKER-C硬度計で9.8Nの荷重において、40°~70°であることが望ましい。これにより、ニップNの面積と加圧ローラ31の耐久性が確保される。
離型層(不図示)は、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共重合体)などの樹脂材料で形成される。離型層は、弾性層33の外周面上に形成される。
加圧ローラ31の外周面の硬度は、ASKER-C硬度計で9.8Nの荷重において、40°~70°であることが望ましい。これにより、ニップNの面積と加圧ローラ31の耐久性が確保される。
加圧ローラ31は、カム部材の回転によりフィルムユニット35に対して接近および離反することが可能である。加圧ローラ31をフィルムユニット35に接近させ、加圧バネにより押圧すると、ニップNが形成される。一方、定着装置30でシートSのジャムが発生した場合において、加圧ローラ31をフィルムユニット35から離反させることにより、シートSを取り除くことができる。また、スリープ時など筒状フィルム36が回転停止している状態において、加圧ローラ31をフィルムユニット35から離反させることにより、筒状フィルム36の塑性変形が防止される。
加圧ローラ31は、モータにより回転駆動されて自転する。ニップNが形成された状態で加圧ローラ31が自転すると、フィルムユニット35の筒状フィルム36が従動回転する。加圧ローラ31は、ニップNにシートSが配置された状態で自転することにより、シートSを搬送方向Wに搬送する。
フィルムユニット35は、ニップNに進入したシートSのトナー像を加熱する。フィルムユニット35は、筒状フィルム(筒状体)36と、ヒータユニット40と、伝熱部材70と、支持部材37と、ステイ38と、感温素子60と、フィルム温度計65と、を有する。
筒状フィルム36は、筒状に形成される。筒状フィルム36は、内周側から順に、基層と、弾性層と、離型層と、を有する。基層は、ポリイミド等の材料により筒状に形成される。弾性層は、基層の外周面上に積層配置される。弾性層は、シリコーンゴム等の弾性材料で形成される。離型層は、弾性層の外周面上に積層配置される。離型層は、PFA樹脂などの材料で形成される。
図4は、図5のIV-IV線におけるヒータユニットの正面断面図である。図5は、ヒータユニットの底面図(+z方向から見た図)である。
図4および図5に示すように、ヒータユニット40は、基板43と、発熱体セット45と、配線セット55と、を有する。
図4および図5に示すように、ヒータユニット40は、基板43と、発熱体セット45と、配線セット55と、を有する。
基板43は、ステンレス等の金属材料または窒化アルミニウム等のセラミック材料などで形成される。基板43は、長細い長方形の板状に形成される。基板43は、筒状フィルム36の径方向の内側に配置される。基板43は、筒状フィルム36の軸方向を長手方向とする。
本願において、x方向、y方向およびz方向が以下のように定義される。y方向は基板43の長手方向である。後述されるように、+y方向は第2端部発熱体53から第1端部発熱体52に向かう方向である。x方向は基板43の短手方向であり、+x方向はシートSの搬送方向(下流側の方向)である。z方向は基板43の厚さ方向である。+z方向は、基板43に対して発熱体セット45が配置される方向であり、ヒータユニット40において筒状フィルム36と接触する第1面41が向く方向である。-z方向は、+z方向とは反対の方向であり、ヒータユニット40において伝熱部材70と接触する第2面42が向く方向である。基板43の+z方向の面には、ガラス材料等により絶縁層44が形成される。基板43の-z方向の面は、ヒータユニット40の第2面42である。ヒータユニット40の第2面42は、z方向に直交する平面状に形成されている。
図5に示すように、発熱体セット45は、基板43に配置される。発熱体セット45は、銀・パラジウム合金等の材料をスクリーン印刷により基板43に配置することで形成される。発熱体セット45全体の外形は、y方向を長手方向とし、x方向を短手方向とする長方形状に形成される。発熱体セット45のx方向の中心hcは、基板43(ヒータユニット40)のx方向の中心pcより、-x方向に配置される。
発熱体セット45は、y方向に沿って間隔をあけて設けられる複数の発熱体50を有する。複数の発熱体50は、y方向に一列に並んでいる。本実施形態では、発熱体50は7個設けられている。複数の発熱体50は、第1端部発熱体52と、複数の中央部発熱体51と、第2端部発熱体53と、である。ただし図5では複数の中央部発熱体51をまとめて1つの発熱体50として図示している。複数の中央部発熱体51は、発熱体セット45のy方向の中央部に配置される。複数の中央部発熱体51は、互いに並列に電気的に接続されている。第1端部発熱体52は、複数の中央部発熱体51の+y方向に配置されている。つまり、第1端部発熱体52は、発熱体セット45の+y方向の端部に配置される。第2端部発熱体53は、複数の中央部発熱体51の-y方向に配置されている。つまり、第2端部発熱体53は、発熱体セット45の-y方向の端部に配置される。第1端部発熱体52および第2端部発熱体53は、互いに並列に電気的に接続されている。発熱体セット45の形状の詳細は後述される。
発熱体セット45は、通電により発熱する。y方向の幅が小さいシートSは、定着装置30のy方向の中央部を通過する。この場合に制御部6は、複数の中央部発熱体51のみを発熱させる。一方で制御部6は、y方向の幅が大きいシートSの場合に、発熱体セット45の全体を発熱させる。そのため、中央部発熱体51と、第1端部発熱体52および第2端部発熱体53とは、相互に独立して発熱を制御される。また第1端部発熱体52および第2端部発熱体53は、同様に発熱を制御される。
図4に示すように、絶縁層44の+z方向の面に、発熱体セット45および配線セット55が形成される。発熱体セット45および配線セット55を覆うように、ガラス材料等により保護層46が形成される。保護層46は、ヒータユニット40と筒状フィルム36との摺動性を向上させる。
基板43の+z方向に形成される絶縁層44と同様に、基板43の-z方向に絶縁層が形成されてもよい。基板43の+z方向に形成される保護層46と同様に、基板43の-z方向に保護層が形成されてもよい。これにより、基板43の反りが抑制される。
基板43の+z方向に形成される絶縁層44と同様に、基板43の-z方向に絶縁層が形成されてもよい。基板43の+z方向に形成される保護層46と同様に、基板43の-z方向に保護層が形成されてもよい。これにより、基板43の反りが抑制される。
図3に示すように、ヒータユニット40は、筒状フィルム36の内側に配置される。筒状フィルム36の内周面にはグリース(不図示)が塗布されている。ヒータユニット40の+z方向の第1面41は、グリースを介して筒状フィルム36の内周面に接触する。ヒータユニット40が発熱すると、グリースの粘度が低下する。これにより、ヒータユニット40と筒状フィルム36との摺動性が確保される。
加圧ローラ31の中心rcとフィルムユニット35の中心fcとを結ぶ直線CLが定義される。基板43のx方向の中心pcは、直線CLより、+x方向に配置される。発熱体セット45のx方向の中心hcは、直線CL上に配置される。発熱体セット45は、全体がニップNの領域内に含まれて、ニップNの中心に配置される。これにより、ニップNの熱分布が均等になり、ニップNを通過するシートSが均等に加熱される。
伝熱部材70は、銅やアルミニウム等の熱伝導率の高い金属材料や、グラファイトシート等により形成される。伝熱部材70の外形は、ヒータユニット40の基板43の外形と同等である。伝熱部材70は、ヒータユニット40の-z方向の第2面42の少なくとも一部に接触して配置される。伝熱部材70の詳細は後述される。
支持部材37は、液晶ポリマーなどの樹脂材料により形成される。支持部材37は、ヒータユニット40の-z方向と、x方向の両側とを覆うように配置される。支持部材37は、伝熱部材70を介してヒータユニット40を支持する。支持部材37のx方向の両端部には丸面取りが形成される。支持部材37は、ヒータユニット40のx方向の両端部において、筒状フィルム36の内周面を支持する。
定着装置30を通過するシートSを加熱するとき、シートSのサイズに応じてヒータユニット40に温度分布が発生する。ヒータユニット40が局所的に高温になると、樹脂材料で形成される支持部材37の耐熱温度を上回る可能性がある。伝熱部材70は、ヒータユニット40の温度分布を平均化させる。これにより、支持部材37の耐熱性が確保される。
ステイ38は、鋼板材料等により形成される。ステイ38のy方向に垂直な断面はU字状に形成される。ステイ38は、U字の開口部を支持部材37で塞ぐように、支持部材37の-z方向に装着される。ステイ38はy方向に延びる。ステイ38のy方向の両端部は、画像形成装置1のハウジングに固定される。これにより、フィルムユニット35が画像形成装置1に支持される。ステイ38は、フィルムユニット35の曲げ剛性を向上させる。ステイ38のy方向の両端部付近には、筒状フィルム36のy方向への移動を規制するフランジ(不図示)が装着される。
感温素子60は、ヒータユニット40の-z方向に配置される。感温素子60は、伝熱部材70の-z方向の表面に配置される。感温素子60は、支持部材37をz方向に貫通する孔の内側に配置される。感温素子60の配線(不図示)は、支持部材37の孔から-z方向に引き出される。感温素子60は、ヒータ温度計62およびサーモスタット66である。例えば、ヒータ温度計62はサーミスタである。
図6は、ヒータ温度計およびサーモスタットの平面図(-z方向から見た図)である。図6では、支持部材37の記載が省略されている。
図6に示すように、ヒータ温度計62は、中央部ヒータ温度計63と、端部ヒータ温度計64と、を有する。サーモスタット66は、中央部サーモスタット67と、端部サーモスタット68と、を有する。中央部発熱体51の-z方向に、中央部ヒータ温度計63および中央部サーモスタット67が配置される。一方、第1端部発熱体52および第2端部発熱体53の-z方向に、端部ヒータ温度計64および端部サーモスタット68が配置される。
図6に示すように、ヒータ温度計62は、中央部ヒータ温度計63と、端部ヒータ温度計64と、を有する。サーモスタット66は、中央部サーモスタット67と、端部サーモスタット68と、を有する。中央部発熱体51の-z方向に、中央部ヒータ温度計63および中央部サーモスタット67が配置される。一方、第1端部発熱体52および第2端部発熱体53の-z方向に、端部ヒータ温度計64および端部サーモスタット68が配置される。
ヒータ温度計62は、伝熱部材70を介してヒータユニット40の温度を検知する。
制御部6(図1参照)は、定着装置30の始動時に、ヒータ温度計62により発熱体セット45の温度を計測する。発熱体セット45の温度が所定温度より低い場合に、制御部6は、発熱体セット45を短時間だけ発熱させる。その後に制御部6は、加圧ローラ31の回転を開始する。発熱体セット45の発熱により、筒状フィルム36の内周面に塗布されたグリースの粘度が低下する。これにより、加圧ローラ31の回転開始時におけるヒータユニット40と筒状フィルム36との摺動性が確保される。
制御部6(図1参照)は、定着装置30の始動時に、ヒータ温度計62により発熱体セット45の温度を計測する。発熱体セット45の温度が所定温度より低い場合に、制御部6は、発熱体セット45を短時間だけ発熱させる。その後に制御部6は、加圧ローラ31の回転を開始する。発熱体セット45の発熱により、筒状フィルム36の内周面に塗布されたグリースの粘度が低下する。これにより、加圧ローラ31の回転開始時におけるヒータユニット40と筒状フィルム36との摺動性が確保される。
ヒータ温度計62は、伝熱部材70の温度を検知する。
制御部6は、定着装置30の運転時に、ヒータ温度計62により伝熱部材70の温度を計測する。制御部6は、伝熱部材70の温度計測結果に基づいて、発熱体セット45への通電を制御する。これにより、支持部材37に接触する伝熱部材70の温度が、支持部材37の耐熱温度未満に維持される。
制御部6は、定着装置30の運転時に、ヒータ温度計62により伝熱部材70の温度を計測する。制御部6は、伝熱部材70の温度計測結果に基づいて、発熱体セット45への通電を制御する。これにより、支持部材37に接触する伝熱部材70の温度が、支持部材37の耐熱温度未満に維持される。
サーモスタット66は、伝熱部材70を介して検知したヒータユニット40の温度が所定温度を超えた場合に、発熱体セット45への通電を遮断する。その結果、ヒータユニット40による筒状フィルム36の過剰な加熱が抑制される。
フィルム温度計65は、図3に示すように、筒状フィルム36の内周面に当接する。フィルム温度計65は、筒状フィルム36の温度を検知する。
制御部6は、定着装置30の運転時に、筒状フィルム36のy方向の中央部および端部の温度を計測する。制御部6は、筒状フィルム36のy方向の中央部の温度計測結果に基づいて、中央部発熱体51への通電を制御する。制御部6は、筒状フィルム36のy方向の端部の温度計測結果に基づいて、第1端部発熱体52および第2端部発熱体53への通電を制御する。
制御部6は、定着装置30の運転時に、筒状フィルム36のy方向の中央部および端部の温度を計測する。制御部6は、筒状フィルム36のy方向の中央部の温度計測結果に基づいて、中央部発熱体51への通電を制御する。制御部6は、筒状フィルム36のy方向の端部の温度計測結果に基づいて、第1端部発熱体52および第2端部発熱体53への通電を制御する。
(第1の実施形態)
第1の実施形態の発熱体セット45の形状について詳述する。
図7は、第1の実施形態に係るヒータユニットおよび伝熱部材の斜視図である。図8は、第1の実施形態に係るヒータユニットを示す底面図である。図7では、絶縁層44、保護層46および配線セット55の記載が省略されている。また図8では、絶縁層44および保護層46の記載が省略されている。
図7および図8に示すように、複数の発熱体50は、y方向から見て+x方向の端部同士、および-x方向の端部同士が重なるように配置されている。これにより、発熱体セット45は、全体としてy方向を長手方向とする直方体状に形成されている。
第1の実施形態の発熱体セット45の形状について詳述する。
図7は、第1の実施形態に係るヒータユニットおよび伝熱部材の斜視図である。図8は、第1の実施形態に係るヒータユニットを示す底面図である。図7では、絶縁層44、保護層46および配線セット55の記載が省略されている。また図8では、絶縁層44および保護層46の記載が省略されている。
図7および図8に示すように、複数の発熱体50は、y方向から見て+x方向の端部同士、および-x方向の端部同士が重なるように配置されている。これにより、発熱体セット45は、全体としてy方向を長手方向とする直方体状に形成されている。
中央部発熱体51の外形は、z方向から見た平面視で一対の辺がy方向に延び、かつ残りの一対の辺がx方向に対して傾斜した方向に延びる平行四辺形状に形成されている。複数の中央部発熱体51は、互いに同形同大に形成されている。ただし複数の中央部発熱体51は、y方向の寸法が相違するように形成されていてもよい。各中央部発熱体51の+y方向の端縁は、配線セット55の配線に接続している。各中央部発熱体51の-y方向の端縁は、配線セット55の配線に接続している。各中央部発熱体51の+y方向の端縁に接続する配線は、y方向に延びて一体化している。各中央部発熱体51の-y方向の端縁に接続する配線は、y方向に延びて一体化している。これにより、複数の中央部発熱体51は、互いに並列に電気的に接続されている。
第1端部発熱体52の外形は、平面視で一対の底辺および一対の脚を有する台形状に形成されている。一対の底辺は、y方向に延びている。中央部発熱体51側(-y方向)の脚は、第1端部発熱体52に隣り合う中央部発熱体51の外形に沿ってx方向に対して傾斜した方向に延びている。+y方向の脚は、x方向に延びている。第1端部発熱体52の+y方向の端縁および-y方向の端縁は、それぞれ配線セット55の配線に接続している。
第2端部発熱体53の外形は、平面視で一対の底辺および一対の脚を有する台形状に形成されている。一対の底辺は、y方向に延びている。中央部発熱体51側(+y方向)の脚は、第2端部発熱体53に隣り合う中央部発熱体51の外形に沿ってx方向に対して傾斜した方向に延びている。-y方向の脚は、x方向に延びている。第2端部発熱体53の+y方向の端縁および-y方向の端縁は、それぞれ配線セット55の配線に接続している。
なお、発熱体50は、上述した外形を有していればよく、外形線よりも内側の構造について特に限定されない。発熱体50は、外形線の内側を埋めるように上述した材料をつづら折り状に延在させることで形成されてもよい。また発熱体50は、外形線の内側に上述した材料が隙間なく配置されることで形成されていてもよい。
複数の発熱体50が上記構成を有することで、隣り合う一対の発熱体50の間隔Gは、x方向に対して傾斜した方向に一定の幅で延びている。一対の発熱体50の間隔Gは、+x方向の端部と-x方向の端部とがx方向から見て重ならないように延びている。これにより、隣り合う一対の発熱体50は、x方向から見て互いに重なっている。複数の間隔Gは、互いに平行に延びている。複数の間隔Gは、x方向から見て互いに重ならないように形成されている。本実施形態では、複数の間隔Gは同形同大に形成されている。ただし複数の間隔Gは、例えば幅やx方向に対する傾斜方向などが相違するように形成されてもよい。
以下、発熱体セット45がy方向において隣り合う一対の発熱体50の間隔Gを形成する領域を第1領域Xと称する。また、y方向において第1領域Xに隣接し、発熱体50の1つが単独で配置された領域を第2領域Yと称する。発熱体50の1つが単独で配置された領域は、x方向から見て発熱体50が当該発熱体50に隣接する発熱体50に重ならずに配置された領域である。本実施形態では、第2領域Yは、発熱体50が一定の幅でy方向に延在する領域である。
第1の実施形態の伝熱部材70について詳述する。
図7に示すように、伝熱部材70は、基板43を挟んで発熱体セット45とは反対側に配置されている。伝熱部材70は、ヒータユニット40に対向する対向面71を有する。対向面71は、+z方向を向いている。対向面71は、z方向に直交する平面状に形成されている。対向面71は、y方向を長手方向とする長方形状に形成されている。対向面71は、z方向から見て発熱体セット45の全体に重なっている。本実施形態では伝熱部材70は、z方向から見てヒータユニット40の基板43と同形同大に形成されている。また、対向面71は、ヒータユニット40の第2面42と同形同大に形成されている。
図7に示すように、伝熱部材70は、基板43を挟んで発熱体セット45とは反対側に配置されている。伝熱部材70は、ヒータユニット40に対向する対向面71を有する。対向面71は、+z方向を向いている。対向面71は、z方向に直交する平面状に形成されている。対向面71は、y方向を長手方向とする長方形状に形成されている。対向面71は、z方向から見て発熱体セット45の全体に重なっている。本実施形態では伝熱部材70は、z方向から見てヒータユニット40の基板43と同形同大に形成されている。また、対向面71は、ヒータユニット40の第2面42と同形同大に形成されている。
図9は、第1の実施形態に係るヒータユニットおよび発熱体の一部を示す平面図である。図10は、図9のX-X線における断面図である。図11は、図9のXI-XI線における断面図である。
図9から図11に示すように、伝熱部材70の対向面71は、接触面72および凹部73を有する。接触面72は、ヒータユニット40の第2面42に面接触する。なお接触面72は、ヒータユニット40の第2面42に直接接してもよいし、放熱グリース等を介して接してもよい。接触面72は、第2領域Yで対向面71のx方向の両端部間全体に設けられている。接触面72は、第2領域Yにおいてz方向から見て発熱体50のx方向の全体に重なっている。凹部73は、接触面72に隣接している。凹部73は、ヒータユニット40への接触を避けるように-z方向に窪んでいる。凹部73は、第1領域Xに設けられている。凹部73は、各第1領域Xにおいてx方向の両端部に設けられている。各凹部73は、伝熱部材70のx方向の側面で開口している。各凹部73は、対向面71で長方形状に開口している。凹部73は、平面視でヒータユニット40の第2面42に重なっている。凹部73は、平面視で発熱体50に重なっている。各凹部73のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。
図9から図11に示すように、伝熱部材70の対向面71は、接触面72および凹部73を有する。接触面72は、ヒータユニット40の第2面42に面接触する。なお接触面72は、ヒータユニット40の第2面42に直接接してもよいし、放熱グリース等を介して接してもよい。接触面72は、第2領域Yで対向面71のx方向の両端部間全体に設けられている。接触面72は、第2領域Yにおいてz方向から見て発熱体50のx方向の全体に重なっている。凹部73は、接触面72に隣接している。凹部73は、ヒータユニット40への接触を避けるように-z方向に窪んでいる。凹部73は、第1領域Xに設けられている。凹部73は、各第1領域Xにおいてx方向の両端部に設けられている。各凹部73は、伝熱部材70のx方向の側面で開口している。各凹部73は、対向面71で長方形状に開口している。凹部73は、平面視でヒータユニット40の第2面42に重なっている。凹部73は、平面視で発熱体50に重なっている。各凹部73のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。
伝熱部材70は、上記形状を有することで、以下の特徴を持つ。伝熱部材70は、第2領域Yの全体において、y方向に直交するzx断面でヒータユニット40の第2面42に一定の第1長さAで接触している。伝熱部材70は、第1領域Xの全体において、zx断面でヒータユニット40の第2面42に一定の第2長さBで接触している。第2長さBは、第1長さAよりも短い。具体的に、例えばzx断面でのヒータユニット40および伝熱部材70の接触長のうち、第1領域Xにおいて最も長い接触長は、第2領域Yにおいて最も短い接触長よりも短くしてもよい。以上の関係により、伝熱部材70は、第2領域Yにおいて第1接触面積比率でヒータユニット40に接触している。伝熱部材70は、第1領域Xにおいて第1接触面積比率よりも小さい第2接触面積比率でヒータユニット40に接触している。なお接触面積比率は、y方向の所定領域のy方向の寸法に対する、所定領域における伝熱部材70とヒータユニット40との接触面積の割合である。
なお図9から図11では、複数の発熱体50のうち隣り合う一対の中央部発熱体51の間隔Gの周辺構造を示している。しかし上述した構成は、隣り合う一対の発熱体50の間隔Gの全てまたは一部の周辺構造に適用可能である。
図12は、画像形成装置において印刷したシートの画像の光沢度を示すグラフである。実施例および比較例の定着装置を用いてシートSの全面にベタ塗りの画像を形成し、その画像の光沢度を光沢度測定器で測定した。比較例の定着装置では、伝熱部材70に凹部が形成されていない。実施例1の定着装置では、伝熱部材70に第1の実施形態の凹部73が形成されている。実施例2の定着装置では、伝熱部材70に後述する第2の実施形態の貫通部80が形成されている。図12において、横軸はシートS上の画像において、定着装置を通過した際のy方向の位置を示している。横軸上の「1セル」は、複数の中央部発熱体51のうち最も+y方向に配置された中央部発熱体51の位置である。横軸上の「5セル」は、複数の中央部発熱体51のうち最も-y方向に配置された中央部発熱体51の位置である。すなわち横軸上の「1セル」から「5セル」それぞれは第2領域Yである。横軸上の「GAP1」から「GAP4」は、それぞれ中央部発熱体51の間隔Gの位置、すなわち第1領域Xである。
図12に示すように、比較例の定着装置では、シートS上の画像のうち第1領域Xを通過した部分は、第2領域Yを通過した部分に比べて光沢度が小さい。これにより、シートS上の画像に光沢のムラが生じている。一方で実施例1の定着装置では、比較例の定着装置に比べて、第2領域Yの光沢度に対する第1領域Xの光沢度の低下が抑制されている。これにより、シートS上の画像の光沢ムラが抑制されている。
以上に説明したように、定着装置30は、発熱体セット45を有するヒータユニット40と、ヒータユニット40に接触する伝熱部材70と、を備える。発熱体セット45は、y方向に沿って間隔をあけて設けられる複数の発熱体50を有する。発熱体セット45は、第1領域Xで複数の発熱体50のうち隣り合う一対の発熱体50の間隔Gを形成する。発熱体50は、第1領域Xに隣接する第2領域Yで単独で配置されている。このため、第1領域Xには一対の発熱体50の間隔Gが形成されているので、第1領域Xと第2領域Yとでヒータユニット40に発熱の度合の差が生じる。
伝熱部材70は、第2領域Yにおいてzx断面でヒータユニット40に第1長さAで接触する。伝熱部材70は、第1領域Xにおいてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触する。この構成によれば、伝熱部材がヒータユニット40に均等に接触する構成と比較して、ヒータユニット40に対する伝熱部材70の接触面積を第1領域Xで小さくできる。このため、ヒータユニット40の発熱の度合が比較的小さい第1領域Xで、ヒータユニット40から伝熱部材70への熱移動が抑制される。よって、ヒータユニット40と伝熱部材70との温度差が比較的大きいヒータユニット40の加熱初期段階で、ヒータユニット40を略均一に昇温させることができる。したがって、ヒータユニット40の温度分布のムラの発生を抑制することができる。
隣り合う一対の発熱体50は、x方向から見て互いに重なっている。この構成では、y方向で発熱体50が設けられていない領域が存在しない。これにより、ヒータユニット40の温度分布のムラの発生を抑制できる。
伝熱部材70は、接触面72に隣接する凹部73を第1領域Xに有する。この構成によれば、凹部73を設けることで凹部73を通るzx断面上でのヒータユニット40と伝熱部材70との接触長さを短くできる。したがって、上述した作用効果を奏する。
さらに、伝熱部材70に凹部73に代えて貫通部を設けた構成と比較して、伝熱部材70の体積を大きくできる。よって、伝熱部材70の強度を確保することができる。
第1の実施形態の変形例について説明する。なお、以下で説明する以外の構成は、第1の実施形態と同様である。
図13は、第1の実施形態の第1変形例に係るヒータユニットおよび発熱体の一部を示す平面図である。
第1変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材70の一対の凹部73に代えて、一対の凹部74が形成されている。凹部74は、第1領域Xに設けられている。凹部74は、対向面71で半長円形状に開口している。凹部74は、平面視で発熱体50に重なっている。各凹部74のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。これにより伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。第2長さBは、y方向の位置によって第1長さAよりも短い範囲で変化する。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
第1変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材70の一対の凹部73に代えて、一対の凹部74が形成されている。凹部74は、第1領域Xに設けられている。凹部74は、対向面71で半長円形状に開口している。凹部74は、平面視で発熱体50に重なっている。各凹部74のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。これにより伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。第2長さBは、y方向の位置によって第1長さAよりも短い範囲で変化する。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
図14は、第1の実施形態の第2変形例に係るヒータユニットおよび発熱体の一部を示す平面図である。
第2変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材70の一対の凹部73に代えて、一対の凹部75が形成されている。凹部75は、第1領域Xに設けられている。凹部75は、対向面71で三角形状に開口している。凹部75は、平面視で発熱体50に重なっている。各凹部75のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。これにより伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
第2変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材70の一対の凹部73に代えて、一対の凹部75が形成されている。凹部75は、第1領域Xに設けられている。凹部75は、対向面71で三角形状に開口している。凹部75は、平面視で発熱体50に重なっている。各凹部75のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。これにより伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
図15は、第1の実施形態の第3変形例に係るヒータユニットおよび発熱体の一部を示す平面図である。
第3変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材70の一対の凹部73に代えて、凹部76が形成されている。凹部76は、第1領域Xに設けられている。凹部76は、対向面71に長方形状に開口している。凹部76は、周囲全体を接触面72に囲まれている。凹部76は、ヒータユニット40の第2面42に閉塞されている。凹部76は、平面視で発熱体50に重なっている。各凹部76のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。これにより伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。なお本変形例のようにzx断面上で伝熱部材70とヒータユニット40との接触部が分割されている場合、第2長さBは接触部の全長である。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
第3変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材70の一対の凹部73に代えて、凹部76が形成されている。凹部76は、第1領域Xに設けられている。凹部76は、対向面71に長方形状に開口している。凹部76は、周囲全体を接触面72に囲まれている。凹部76は、ヒータユニット40の第2面42に閉塞されている。凹部76は、平面視で発熱体50に重なっている。各凹部76のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。これにより伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。なお本変形例のようにzx断面上で伝熱部材70とヒータユニット40との接触部が分割されている場合、第2長さBは接触部の全長である。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
さらに、凹部76が周囲全体を接触面72に囲まれ、ヒータユニット40の第2面42に閉塞されている。このため、凹部76が定着装置30の外側に露出しない。これにより伝熱部材70の第1領域Xにおける放熱を抑制できる。したがって、ヒータユニット40をより均一に昇温させることができる。
図16は、第1の実施形態の第4変形例に係るヒータユニットおよび発熱体の一部を示す平面図である。
第4変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材70の一対の凹部73に代えて、複数の凹部77が形成されている。全ての凹部77は、第1領域Xに設けられている。少なくとも1つの凹部77は、周囲全体を接触面72に囲まれている。図示の例では、凹部77は、対向面71に円形状に開口している。少なくとも1つの凹部77は、平面視で発熱体50に重なっている。なお凹部77の内面は、複数の平面により形成されていてもよいし、湾曲面により形成されていてもよい。複数の凹部77は、x方向から見て第1領域Xの全体で隙間なく配置されている。これにより伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニットに第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
第4変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材70の一対の凹部73に代えて、複数の凹部77が形成されている。全ての凹部77は、第1領域Xに設けられている。少なくとも1つの凹部77は、周囲全体を接触面72に囲まれている。図示の例では、凹部77は、対向面71に円形状に開口している。少なくとも1つの凹部77は、平面視で発熱体50に重なっている。なお凹部77の内面は、複数の平面により形成されていてもよいし、湾曲面により形成されていてもよい。複数の凹部77は、x方向から見て第1領域Xの全体で隙間なく配置されている。これにより伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニットに第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
図17は、第1の実施形態の第5変形例に係るヒータユニットおよび発熱体の一部を示す平面図である。
第5変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材の一対の凹部73に代えて、複数の凹部78が形成されている。全ての凹部78は、第1領域Xに設けられている。少なくとも1つの凹部78は、対向面71における外縁よりも内側で開口している。図示の例では、凹部78は、対向面71に円形状に開口している。少なくとも1つの凹部78は、平面視で発熱体50に重なっている。複数の凹部78のうち最も+y方向に位置する凹部78は、第1領域Xの+y方向の端部よりも-y方向に位置している。複数の凹部78のうち最も-y方向に位置する凹部78は、第1領域Xの-y方向の端部よりも+y方向に位置している。複数の凹部78は、x方向から見て隙間をあけるように配置されている。これにより伝熱部材70は、第1領域Xの一部においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この場合も、伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xにおいて第1接触面積比率よりも小さい第2接触面積比率でヒータユニット40に接触する。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
第5変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材の一対の凹部73に代えて、複数の凹部78が形成されている。全ての凹部78は、第1領域Xに設けられている。少なくとも1つの凹部78は、対向面71における外縁よりも内側で開口している。図示の例では、凹部78は、対向面71に円形状に開口している。少なくとも1つの凹部78は、平面視で発熱体50に重なっている。複数の凹部78のうち最も+y方向に位置する凹部78は、第1領域Xの+y方向の端部よりも-y方向に位置している。複数の凹部78のうち最も-y方向に位置する凹部78は、第1領域Xの-y方向の端部よりも+y方向に位置している。複数の凹部78は、x方向から見て隙間をあけるように配置されている。これにより伝熱部材70は、第1領域Xの一部においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この場合も、伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xにおいて第1接触面積比率よりも小さい第2接触面積比率でヒータユニット40に接触する。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
図18は、第1の実施形態の第6変形例に係るヒータユニットおよび発熱体の一部を示す平面図である。
第6変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材70の一対の凹部73に代えて、一対の凹部79が形成されている。凹部79は、第1領域Xから第2領域Yにわたって設けられている。凹部79は、平面視で発熱体50に重なっている。各凹部79のy方向の両端部は、第2領域Yに位置する。これにより伝熱部材70は、第2領域Yの一部においてzx断面でヒータユニット40の第2面42に最大で第1長さAで接触している。また、伝熱部材70は、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この場合も、伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xにおいて第1接触面積比率よりも小さい第2接触面積比率でヒータユニット40に接触する。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
第6変形例の伝熱部材70には、第1の実施形態の伝熱部材70の一対の凹部73に代えて、一対の凹部79が形成されている。凹部79は、第1領域Xから第2領域Yにわたって設けられている。凹部79は、平面視で発熱体50に重なっている。各凹部79のy方向の両端部は、第2領域Yに位置する。これにより伝熱部材70は、第2領域Yの一部においてzx断面でヒータユニット40の第2面42に最大で第1長さAで接触している。また、伝熱部材70は、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この場合も、伝熱部材70は、第1の実施形態と同様に、第1領域Xにおいて第1接触面積比率よりも小さい第2接触面積比率でヒータユニット40に接触する。この構成によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
図19は、第1の実施形態の第7変形例に係るヒータユニットおよび発熱体の一部を示す平面図である。
第7変形例のヒータユニット40には、第1の実施形態のヒータユニット40の発熱体セット45に代えて、発熱体セット47が設けられている。発熱体セット47は、y方向に沿って間隔をあけて設けられる複数の発熱体54を有する。隣り合う一対の発熱体54の間隔Gは、x方向に一定の幅で延びている。これにより、隣り合う一対の発熱体54は、x方向から見て互いに重なっていない。この構成においても第1の実施形態と同様に伝熱部材70の対向面71に凹部73を設けることで、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
第7変形例のヒータユニット40には、第1の実施形態のヒータユニット40の発熱体セット45に代えて、発熱体セット47が設けられている。発熱体セット47は、y方向に沿って間隔をあけて設けられる複数の発熱体54を有する。隣り合う一対の発熱体54の間隔Gは、x方向に一定の幅で延びている。これにより、隣り合う一対の発熱体54は、x方向から見て互いに重なっていない。この構成においても第1の実施形態と同様に伝熱部材70の対向面71に凹部73を設けることで、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
(第2の実施形態)
第2の実施形態の伝熱部材170について詳述する。なお、以下で説明する以外の構成は、第1の実施形態と同様である。
第2の実施形態の伝熱部材170について詳述する。なお、以下で説明する以外の構成は、第1の実施形態と同様である。
図20は、第2の実施形態に係るヒータユニットおよび発熱体の一部を示す平面図である。
図20に示すように、伝熱部材170は、第1領域Xにおいて接触面72(図10参照)に隣接して開口する貫通部80を有する。貫通部80は、伝熱部材170をz方向に貫通している。貫通部80は、第1領域Xで伝熱部材170の+z方向の対向面71(図10参照)に開口している。貫通部80は、各第1領域Xにおいてx方向の両端部に設けられている。各貫通部80は、伝熱部材170のx方向の側面でx方向に開口している。対向面71における各貫通部80の開口81は、長方形状に形成されている。貫通部80の開口81は、平面視でヒータユニット40の第2面42に重なっている。貫通部80の開口81は、平面視で発熱体50に重なっている。各貫通部80の開口81のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。
図20に示すように、伝熱部材170は、第1領域Xにおいて接触面72(図10参照)に隣接して開口する貫通部80を有する。貫通部80は、伝熱部材170をz方向に貫通している。貫通部80は、第1領域Xで伝熱部材170の+z方向の対向面71(図10参照)に開口している。貫通部80は、各第1領域Xにおいてx方向の両端部に設けられている。各貫通部80は、伝熱部材170のx方向の側面でx方向に開口している。対向面71における各貫通部80の開口81は、長方形状に形成されている。貫通部80の開口81は、平面視でヒータユニット40の第2面42に重なっている。貫通部80の開口81は、平面視で発熱体50に重なっている。各貫通部80の開口81のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。
伝熱部材170は、第1の実施形態の伝熱部材70と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。具体的に、例えばzx断面でのヒータユニット40および伝熱部材170の接触長のうち、第1領域Xにおいて最も長い接触長は、第2領域Yにおいて最も短い接触長よりも短くしてもよい。これにより、伝熱部材170は、第2領域Yにおいて第1接触面積比率でヒータユニット40に接触している。伝熱部材170は、第1領域Xにおいて第1接触面積比率よりも小さい第2接触面積比率でヒータユニット40に接触している。
図12に示すように、実施例2の定着装置では、比較例の定着装置に比べて、第2領域Yの光沢度に対する第1領域Xの光沢度の低下が抑制されている。これにより、シートS上の画像の光沢ムラが抑制されている。
以上に説明したように、伝熱部材170は、第2領域Yにおいてzx断面でヒータユニット40に第1長さAで接触する。伝熱部材70は、第1領域Xにおいてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触する。この構成によれば、伝熱部材がヒータユニット40に均等に接触する構成と比較して、ヒータユニット40に対する伝熱部材170の接触面積を第1領域Xで小さくできる。このため、ヒータユニット40の発熱の度合が比較的小さい第1領域Xで、ヒータユニット40から伝熱部材170への熱移動が抑制される。よって、ヒータユニット40と伝熱部材170との温度差が比較的大きいヒータユニット40の加熱初期段階で、ヒータユニット40を略均一に昇温させることができる。したがって、第1の実施形態と同様に、ヒータユニット40の温度分布のムラの発生を抑制することができる。
伝熱部材170は、第1領域Xにおいて接触面72に隣接して開口する貫通部80を有する。この構成によれば、貫通部80を設けることで貫通部80の開口81を通るzx断面上でのヒータユニット40と伝熱部材170との接触長さを短くできる。したがって、上述した作用効果を奏する。
第2の実施形態の変形例について説明する。なお、以下で説明する以外の構成は、第2の実施形態と同様である。
図21は、第2の実施形態の第1変形例に係るヒータユニットおよび発熱体の一部を示す平面図である。
第1変形例の伝熱部材170には、第2の実施形態の伝熱部材170の一対の貫通部80に代えて、貫通部82が形成されている。貫通部82は、第1領域Xに設けられている。貫通部82は、伝熱部材170の+z方向の対向面71に開口している。対向面71における貫通部82の開口83は、長方形状に形成されている。貫通部82の開口83は、周囲全体を伝熱部材170の接触面72に囲まれている。貫通部82の開口83は、平面視で発熱体50に重なっている。貫通部82の開口83のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。これにより伝熱部材170は、第2の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この構成によれば、第2の実施形態と同様の作用効果を奏する。
第1変形例の伝熱部材170には、第2の実施形態の伝熱部材170の一対の貫通部80に代えて、貫通部82が形成されている。貫通部82は、第1領域Xに設けられている。貫通部82は、伝熱部材170の+z方向の対向面71に開口している。対向面71における貫通部82の開口83は、長方形状に形成されている。貫通部82の開口83は、周囲全体を伝熱部材170の接触面72に囲まれている。貫通部82の開口83は、平面視で発熱体50に重なっている。貫通部82の開口83のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。これにより伝熱部材170は、第2の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この構成によれば、第2の実施形態と同様の作用効果を奏する。
図22は、第2の実施形態の第2変形例に係るヒータユニットおよび発熱体の一部を示す平面図である。
第2変形例の伝熱部材170には、第2の実施形態の伝熱部材170の一対の貫通部80に代えて、複数の貫通部84が形成されている。全ての貫通部84は、第1領域Xに設けられている。貫通部84は、伝熱部材170の+z方向の対向面71に開口している。対向面71における各貫通部84の開口85は、y方向を長手方向とする長方形状に形成されている。貫通部84は、周囲全体を伝熱部材170の接触面72に囲まれている。少なくとも一つの貫通部84の開口85は、平面視で発熱体50に重なっている。各貫通部84の開口85のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。これにより伝熱部材170は、第2の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この構成によれば、第2の実施形態と同様の作用効果を奏する。
第2変形例の伝熱部材170には、第2の実施形態の伝熱部材170の一対の貫通部80に代えて、複数の貫通部84が形成されている。全ての貫通部84は、第1領域Xに設けられている。貫通部84は、伝熱部材170の+z方向の対向面71に開口している。対向面71における各貫通部84の開口85は、y方向を長手方向とする長方形状に形成されている。貫通部84は、周囲全体を伝熱部材170の接触面72に囲まれている。少なくとも一つの貫通部84の開口85は、平面視で発熱体50に重なっている。各貫通部84の開口85のy方向の端部は、第1領域Xのy方向の端部に位置する。これにより伝熱部材170は、第2の実施形態と同様に、第1領域Xの全体においてzx断面でヒータユニット40に第1長さAよりも短い第2長さBで接触している。この構成によれば、第2の実施形態と同様の作用効果を奏する。
なお、貫通部の開口の形状は第2の実施形態およびその変形例に限定されない。貫通部の開口第1の実施形態の変形例における凹部の形状を組み合わせてもよい。
実施形態およびその変形例では、凹部および貫通部の開口が平面視で発熱体50に重なっている。しかし、凹部および貫通部の開口は、平面視で発熱体50に重なっていなくてもよい。
実施形態の画像処理装置は画像形成装置1であり、加熱装置は定着装置30である。これに対して、画像処理装置は消色装置であり、加熱装置は消色部であってもよい。消色装置は、消色トナーによりシートに形成された画像を消色(消去)する処理を行う。消色部は、ニップを通過するシートに形成された消色トナー像を加熱して消色する。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、発熱体セットは、y方向に沿って間隔をあけて設けられる複数の発熱体を有する。発熱体セットは、y方向の第1領域で複数の発熱体のうち隣り合う一対の発熱体の間隔を形成する。発熱体は、y方向の第1領域に隣接する第2領域で単独で配置されている。伝熱部材は、第2領域においてzx断面でヒータユニットに第1長さで接触する。伝熱部材は、第1領域においてzx断面でヒータユニットに第1長さよりも短い第2長さで接触する。このため、ヒータユニットの発熱の度合が比較的小さい第1領域で、ヒータユニットから伝熱部材への熱移動が抑制される。よって、ヒータユニットと伝熱部材との温度差が比較的大きいヒータユニットの加熱初期段階で、ヒータユニットを略均一に昇温させることができる。したがって、ヒータユニットの温度分布のムラの発生を抑制することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1…画像形成装置(画像処理装置)、30…定着装置(加熱装置)、36…筒状フィルム(筒状体)、40…ヒータユニット、45,47…発熱体セット、50…発熱体、50…発熱体、54…発熱体、70,170…伝熱部材、72…接触面、73,74,75,76,77,78,79…凹部、80,82,84…貫通部、170…伝熱部材、A…第1長さ、B…第2長さ、G…間隔、X…第1領域、Y…第2領域
Claims (5)
- フィルム状の筒状体と、
前記筒状体の内側に配置され、前記筒状体の軸方向に沿って間隔をあけて設けられる複数の発熱体を有し、前記軸方向の第1領域で前記複数の発熱体のうち隣り合う一対の発熱体の間隔を形成し、かつ前記軸方向の前記第1領域に隣接する第2領域で前記一対の発熱体の1つが単独で配置された発熱体セットと、
前記発熱体セットを有し、前記筒状体の内面に当接するヒータユニットと、
前記第2領域の少なくとも一部において前記軸方向に直交する断面で前記ヒータユニットに第1長さで接触し、前記第1領域の少なくとも一部において前記軸方向に直交する断面で前記ヒータユニットに前記第1長さよりも短い第2長さで接触する伝熱部材と、
を備える加熱装置。 - 前記一対の発熱体は、前記軸方向に直交する方向から見て互いに重なっている、
請求項1に記載の加熱装置。 - 前記伝熱部材は、前記ヒータユニットに対する接触面に隣接する凹部を前記第1領域に有する、
請求項1または請求項2に記載の加熱装置。 - 前記伝熱部材は、前記第1領域において前記ヒータユニットに対する接触面に隣接して開口する貫通部を有する、
請求項1または請求項2に記載の加熱装置。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の加熱装置を有する、
画像処理装置。
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