JP2022050900A - 加熱装置及び画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱部材の過度の昇温を抑制することができる加熱装置及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、ベルトと、発熱部材と、を持つ。ベルトは、筒状を有する。発熱部材は、前記ベルトの内側に設けられる。発熱部材は、前記ベルトの内周面に沿う円弧状に形成される。発熱部材は、前記ベルトの内周面に対して摺動可能に接する。前記ベルトのたわみ量をＤ、前記ベルトの内周面の曲率半径をＡ、前記発熱部材の外周面の曲率半径をＢとしたとき、以下の式（１）及び（２）を満たす。
Ｄ≧１０ｍｍ ・・・（１）
０．４ｍｍ≧Ａ－Ｂ≧０ｍｍ ・・・（２）
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、加熱装置及び画像処理装置に関する。

画像処理装置は、ベルトの熱によりトナー（記録剤）をシートに定着させる加熱装置を備える。加熱装置は、ベルトを電磁誘導加熱方式により加熱する。加熱装置は、ベルトの発熱量の不足を補うため、ベルトの内周面に接する発熱部材を備える。発熱部材は、ベルトの内周面に沿う円弧状に形成される。発熱部材の寸法のバラツキによっては、ベルトと発熱部材との密着が十分でなく、発熱部材とベルトとの熱輸送が十分に行われず、発熱部材が過度に昇温する可能性がある。

特開２０１０－２７９７号公報

本発明が解決しようとする課題は、発熱部材の過度の昇温を抑制することができる加熱装置及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、ベルトと、発熱部材と、を持つ。ベルトは、筒状を有する。発熱部材は、前記ベルトの内側に設けられる。発熱部材は、前記ベルトの内周面に沿う円弧状に形成される。発熱部材は、前記ベルトの内周面に対して摺動可能に接する。前記ベルトのたわみ量をＤ、前記ベルトの内周面の曲率半径をＡ、前記発熱部材の外周面の曲率半径をＢとしたとき、以下の式（１）及び（２）を満たす。
Ｄ≧１０ｍｍ ・・・（１）
０．４ｍｍ≧Ａ－Ｂ≧０ｍｍ ・・・（２）

実施形態の画像処理装置の模式図。 実施形態の加熱装置の模式図。 実施形態の発熱部材の模式図。 実施形態の発熱部材の幅寸法とベルトと発熱部材とのギャップとの関係を示す図。 実施形態のベルトと発熱部材とのギャップとサーモスタットの温度との関係を示す図。 実施形態のベルトの内径と発熱部材の外径との差とベルトと発熱部材との密着性との関係を示す図。 実施形態の発熱部材の幅寸法とサーモスタットの温度との関係を示す図。 実施例のベルトのたわみ量の測定方法の説明図。 実施例の内径３０ｍｍのベルトのたわみ量の測定結果を示す図。 実施例の内径４０ｍｍのベルトのたわみ量の測定結果を示す図。

以下、実施形態の加熱装置及び画像処理装置を、図面を参照して説明する。
図１は、第１実施形態の画像処理装置１の模式図である。
例えば、画像処理装置１は複合機（ＭＦＰ：Multi-Function Peripheral）である。画像処理装置１は、用紙などのシート状の記録媒体（以下「シート」という。）上に形成された画像を読み取ってデジタルデータ（画像ファイル）を生成する。画像処理装置１は、デジタルデータに基づいて、トナーを用いてシート上に画像を形成する。

画像処理装置１は、表示部２、画像読取部３、シート供給部４、画像形成部５、シート反転部６及び制御部７を備える。
表示部２は、出力インターフェースとして動作し、文字や画像の表示を行う。表示部２は、入力インターフェースとしても動作し、ユーザから指示を受け付ける。例えば、表示部２は、タッチパネル式の液晶ディスプレイである。

例えば、画像読取部３は、カラースキャナである。カラースキャナには、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）やＣＣＤ（Charge Coupled Devices）等がある。画像読取部３は、センサを用いて、シート上に形成されている画像を読み取り、デジタルデータを生成する。

シート供給部４は、画像出力に用いられるシートを画像形成部５に対して供給する。シート供給部４は、給紙カセット１０と、ピックアップローラ１１と、を備える。給紙カセット１０は、シートＰを収納する。ピックアップローラ１１は、給紙カセット１０からシートＰを取り出す。

画像形成部５は、トナーを用いてシート上に画像を形成する。画像形成部５は、画像読取部３によって読み取られた画像データ又は外部機器から受信した画像データに基づいて画像を形成する。例えば、シート上に形成される画像は、ハードコピー、プリントアウト等と称される出力画像である。

画像形成部５は、中間転写体２０、作像部２１、一次転写ローラ２２、二次転写部２３及び加熱装置２４を備える。

画像形成部５における転写には、第１転写工程及び第２転写工程がある。第１転写工程では、一次転写ローラ２２は、各作像部２１の感光体ドラム上のトナーによる画像（トナー像）を中間転写体２０に転写する。第２転写工程では、二次転写部２３は、中間転写体２０上に積層された各色のトナーによって画像をシートに転写する。

中間転写体２０は、無端状のベルトである。中間転写体２０は、図１の矢印Ｕ方向に回転している。中間転写体２０の表面にはトナーの画像が形成される。
作像部２１は、各色（例えば５色）のトナーを用いて画像を形成する。作像部２１は、中間転写体２０に沿って複数設置されている。

一次転写ローラ２２は、作像部２１が形成したトナー像を中間転写体２０に転写する。
二次転写部２３は、二次転写ローラ２５及び二次転写対向ローラ２６を備える。二次転写部２３は、中間転写体２０上に形成されたトナー像をシートに転写する。

加熱装置２４は、シート上に転写されたトナー像を、加熱及び加圧によってシートに定着させる。加熱装置２４によって画像が形成されたシートは、排紙部８から装置外部に排出される。

シート反転部６は、加熱装置２４の側方に配置される。シート反転部６は、シートの表裏を反転する。例えば、シートの表裏反転は、シートの表裏両面に対し画像を形成する場合に行われる。
制御部７は、画像処理装置１の各構成要素を制御する。

次に、加熱装置２４について説明する。
図２は、実施形態の加熱装置２４の模式図である。
図２に示すように、加熱装置２４は、ベルト３０、ベルト内部機構３１、プレスローラ３２及び誘導電流発生部３３を備える。

ベルト３０は、筒状のエンドレスベルトである。例えば、ベルト３０の内径は３５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の大きさに設定される。例えば、ベルト３０は、基層上に、発熱部である発熱層（導電層）及び離型層を順次積層して形成される。例えば、基層は、ポリイミド樹脂（ＰＩ）により形成される。例えば、発熱層は、銅（Ｃｕ）等の非磁性金属により形成される。例えば、離型層は、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樹脂（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂により形成される。なお、ベルト３０は、発熱層を備えていれば、層構造を限定されない。

ベルト内部機構３１は、ベルト３０の内側に配置される。ベルト内部機構３１は、発熱部材４０、フレーム４４、ニップパッド４５、サーモスタット４６、ホルダ４７、第１付勢部材４８及び第２付勢部材４９を備える。

発熱部材４０は、ベルト３０の内周面に接する。発熱部材４０は、ベルト３０を挟んで誘導電流発生部３３と対向する。発熱部材４０は、磁性材料により形成される。例えば、発熱部材４０は、発熱層よりも低いキュリー点の整磁合金により形成される。例えば、発熱部材４０は、キュリー点が２２０℃～２３０℃である鉄、ニッケル合金等の整磁合金製の薄肉金属部材により形成される。

なお、発熱部材４０は、鉄、ニッケル及びステンレス等の磁性特性を備える薄肉金属部材により形成されてもよい。発熱部材４０は、磁性特性を備えれば、磁性粉末を含む樹脂等で形成されてもよい。発熱部材４０は、磁性材料（フェライト）により形成されてもよい。

発熱部材４０は、ベルト３０の軸方向（以下「ベルト軸方向」という。）に長手を有する。発熱部材４０は、ベルト３０の内周面に沿って湾曲している。発熱部材４０は、ベルト３０の内周面に対して摺動可能に接する。発熱部材４０は、湾曲部５０、第１折り曲げ部５１及び第２折り曲げ部５２を備える。湾曲部５０、第１折り曲げ部５１及び第２折り曲げ部５２は、同一の部材で一体に形成される。

湾曲部５０は、ベルト３０の内周面に沿う円弧状に形成される。湾曲部５０は、ベルト３０の内周面に接する。湾曲部５０の曲率半径は、ベルト３０の曲率半径よりも小さい。
湾曲部５０の外周面には、窒化クロム及びダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等のメッキまたはコートが施されていてもよい。窒化クロム及びＤＬＣ等のメッキまたはコートを施すことによって、湾曲部５０とベルト３０との摺動性が向上する。

第１折り曲げ部５１は、湾曲部５０の周方向の第１端部５５から内側に折り曲げられている。第１折り曲げ部５１は、ベルト軸方向に複数設けられる。第１折り曲げ部５１は、円環状の環状部５７を有する。環状部５７は、ベルト軸方向に沿う揺動軸（不図示）に支持される。発熱部材４０は、揺動軸を中心に揺動可能とされる。

第２折り曲げ部５２は、湾曲部５０の周方向の第２端部５６から内側に折り曲げられている。第２折り曲げ部５２は、ベルト軸方向に複数設けられる。第２折り曲げ部５２は、第１付勢部材４８の第１端部に接続される。例えば、第１付勢部材４８は、圧縮ばね等の弾性部材である。第１付勢部材４８の第２端部は、ステイ５９に接続される。ステイ５９は、フレーム４４に固定される。発熱部材４０は、第１付勢部材４８によってベルト３０に対して押圧されている。

ニップパッド４５は、ベルト３０をプレスローラ３２に対して押圧する。ニップパッド４５は、フレーム４４に固定される。ニップパッド４５は、ベルト３０とプレスローラ３２との間にニップ６５を形成する。ニップパッド４５は、ニップ６５を形成するニップ形成面６６を有する。ニップ形成面６６は、ベルト軸方向から見てベルト３０の内側に向けて湾曲する。ニップ形成面６６は、ベルト軸方向から見てプレスローラ３２の外周面に沿って湾曲する。

例えば、ニップパッド４５は、シリコンゴム及びフッ素ゴム等の弾性材料により形成される。ニップパッド４５は、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリフェニレンサルファド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルサルフォン樹脂（ＰＥＳ）、液晶ポリマ（ＬＣＰ）及びフェノール樹脂（ＰＦ）等の耐熱性樹脂により形成されてもよい。

例えば、ベルト３０とニップパッド４５との間には、シート状の摩擦軽減部材（不図示）が配置される。例えば、摩擦軽減部材は、摺動性が良く耐摩耗性に優れるシート部材及び離型層等で形成される。摩擦軽減部材は、ベルト内部機構３１に固定的に支持される。摩擦軽減部材は、走行するベルト３０の内周面に摺接する。摩擦軽減部材は、潤滑性のある以下のシート部材により形成されてもよい。例えば、前記シート部材は、フッ素樹脂を含浸させたガラス繊維シートからなるものでもよい。例えば、摩擦軽減部材は、シリコンオイル等の潤滑油を含んでいてもよい。

サーモスタット４６は、加熱装置２４の安全装置として機能する。サーモスタット４６は、発熱部材４０の温度を検知する。サーモスタット４６は、発熱部材４０が異常発熱し、遮断閾値まで温度上昇したときに作動する。サーモスタット４６の作動によって、誘導電流発生部３３への電流が遮断される。誘導電流発生部３３への電流が遮断されることによって、加熱装置２４が異常発熱することを防止する。

サーモスタット４６は、第２付勢部材４９の第１端部に接続される。例えば、第２付勢部材４９は、圧縮ばね等の弾性部材である。第２付勢部材４９の第２端部は、ホルダ４７に接続される。ホルダ４７は、フレーム４４に固定される。サーモスタット４６は、第２付勢部材４９によって発熱部材４０に対して押圧されている。サーモスタット４６は、第２付勢部材４９の押圧によって発熱部材４０の揺動に追従する。発熱部材４０の揺動に追従することによって、サーモスタット４６は常に発熱部材４０に接する。

プレスローラ３２は、不図示の加圧機構によりベルト３０を加圧する。例えば、プレスローラ３２は、芯金の周囲に耐熱性のシリコンスポンジ及びシリコンゴム層等を備える。例えば、プレスローラ３２の表面には、離型層が配置される。離型層は、ＰＦＡ樹脂等のフッ素系樹脂により形成される。

ベルト３０及びプレスローラ３２は、モータ等の駆動部（不図示）によって駆動される。プレスローラ３２は、モータ駆動により矢印Ｑ方向に回転する。ベルト３０及びプレスローラ３２の当接時において、ベルト３０は、プレスローラ３２に従動して、矢印Ｒ方向に回転する。ベルト３０及びプレスローラ３２の離反時において、ベルト３０は、モータ駆動により、矢印Ｒ方向に回転する。

ベルト軸方向から見て、ベルト３０の回転中心とプレスローラ３２の回転中心とを通る仮想直線を第１直線Ｊとする。ベルト軸方向から見て、第１直線Ｊと直交しかつベルト３０の回転中心を通る仮想直線を第２直線Ｋとする。ベルト軸方向から見て、発熱部材４０は、第２直線Ｋよりも誘導電流発生部３３側に配置される。

誘導電流発生部３３は、ベルト３０の外部に配置される。誘導電流発生部３３は、ベルト３０と対向する。誘導電流発生部３３は、ベルト３０を介して発熱部材４０と対向する。誘導電流発生部３３は、不図示のコイルを備える。コイルには、不図示のインバータ駆動回路から高周波電流が印加される。コイルに高周波電流を流すことによって、コイルの周囲には高周波磁界が発生する。高周波磁界の磁束によって、ベルト３０が加熱される。

コイルが発生する磁束によって、発熱部材４０とベルト３０との間には磁束が発生する。発熱部材４０とベルト３０との間に発生した磁束によって、ベルト３０が加熱される。発熱部材４０は、キュリー点を超えると強磁性から常磁性に変化する。発熱部材４０がキュリー点を超えると、発熱部材４０と発熱層とを通る磁路を形成しなくなり、ベルト３０の加熱をアシストしなくなる。発熱部材４０を整磁合金で形成することによって、キュリー点を境に、低温時はベルト３０の昇温を補助しつつ、高温時はベルト３０の過度な昇温を抑制できる。

次に、発熱部材４０について説明する。
図３は、実施形態の発熱部材４０の模式図である。図３においては、発熱部材４０の折り曲げ部５１，５２等の図示を省略する。図３に示すように、発熱部材４０は、ベルト軸方向から見て円弧状の湾曲部５０を有する。ベルト軸方向から見て、湾曲部５０が半円弧状の場合、湾曲部５０の円弧中心Ｃは、湾曲部５０の周方向の両端部（第１端部５５及び第２端部５６）を含む同一面上に配置される。

ベルト軸方向から見て、発熱部材４０の湾曲部５０の周方向の両端部の最大幅を発熱部材の幅寸法Ｗとする。ベルト軸方向から見て、発熱部材の幅寸法Ｗと直交する発熱部材４０の湾曲部５０の最大高さを発熱部材の高さ寸法Ｈとする。

ベルト軸方向から見て、湾曲部５０の円弧中心Ｃ、湾曲部５０の周方向の両端部（第１端部５５及び第２端部５６）を通る仮想直線を第３直線Ｌとする。図２に示すように、ベルト軸方向から見て、第３直線Ｌは、第２直線Ｋに対して平行に配置される。ベルト軸方向から見て、第３直線Ｌは、第２直線Ｋよりも誘導電流発生部３３側に配置される。ベルト軸方向から見て、湾曲部５０の円弧中心Ｃは、第１直線Ｊ上に配置される。

上述の通り、誘導電流発生部３３のコイルから発せられる磁束は、ベルト３０の発熱層を発熱させ、発熱部材４０と発熱層との間に磁路を形成し、さらに発熱部材４０を自己発熱させる。発熱部材４０とベルト３０との間の熱輸送があれば、発熱部材４０の温度はベルト３０の温度よりも２０℃程度高い温度で維持される。サーモスタット４６はベルト軸方向の通紙領域に配置されることから、定着温度を１６０℃とするとサーモスタット４６の検知温度は１８０℃程度となる。

しかし、ベルトと発熱部材との密着が十分でなく、発熱部材とベルトとの熱輸送が十分に行われず、発熱部材が過度に昇温する可能性がある。発熱部材が過度に昇温すると、サーモスタットの検知温度も過度に高くなってしまう。つまり、ベルトの温度に異常がないにもかかわらず、サーモスタットが動作してしまう、いわゆるサーモスタットの早切れが生じてしまう。

そこで、発熱部材の過度の昇温を抑制すべく、ベルトと発熱部材とを十分に密着させることが重要となる。ここで、ベルトと発熱部材との密着性を示す指標として、ベルトと発熱部材とのギャップを定義する。本願発明者は、鋭意研究の結果、ベルトと発熱部材とのギャップは、発熱部材の幅寸法と相関があることを見出した。

図４は、実施形態の発熱部材の幅寸法とベルトと発熱部材とのギャップとの関係を示す図である。図４において、横軸は発熱部材の幅寸法［ｍｍ］、縦軸はベルトと発熱部材とのギャップ［ｍｍ］をそれぞれ示す。図４に示すように、発熱部材の幅寸法が大きくなるに従ってベルトと発熱部材とのギャップが小さくなる関係が認められる。

ところで、発熱部材がベルトの内周面に沿う円弧状に形成される場合、発熱部材の寸法を管理する上で、理想的には発熱部材の輪郭度を測定することが好ましい。しかし、輪郭度の測定は、発熱部材の寸法を量産的に管理する上で極めて困難である。

そこで、本願では、発熱部材の幅寸法を測定することにより、発熱部材の寸法の量産管理を可能としている。例えば、発熱部材がプレス加工により成型される場合、プレス加工の金型寸法に対応するブランク寸法（製品寸法）は安定している。したがって、円弧状を有する発熱部材の寸法は、発熱部材の幅寸法を測定することにより量産管理可能である（図３に示す発熱部材の幅寸法Ｗ）。

本願発明者は、鋭意研究の結果、サーモスタットの温度は、発熱部材の幅寸法と相関があることを見出した。
図５は、実施形態のベルトと発熱部材とのギャップとサーモスタットの温度との関係を示す図である。図５において、横軸はサーモスタットの温度［℃］、縦軸はベルトと発熱部材とのギャップ［ｍｍ］をそれぞれ示す。図５に示すように、ベルトと発熱部材とのギャップが大きくなるとサーモスタットの温度が高くなる傾向が認められる。上述の通り、発熱部材の幅寸法が大きくなるに従ってベルトと発熱部材とのギャップが小さくなる関係がある（図４参照）。言い換えると、発熱部材の幅寸法が小さくなるとサーモスタットの温度が高くなる傾向があるといえる。

ところで、ベルトの内径とベルトの剛性とは相関がある。ベルトの剛性を定量化したものとしては、ベルトのたわみ量がある。ベルトの剛性が小さいということは、ベルトは外力により変形しやすいことを意味する。例えば、ベルトの内側から発熱部材を押圧していると、ベルトを回転させる外力、慣性力、内面摺動の反力などにより、ベルトの形状はいびつに変形しやすい。つまり、ベルトはきれいな円弧形状を保ちにくいとともに、発熱部材の円弧形状にも倣いにくい。結果として、回転時のベルトの形状が安定しないために、ベルトと発熱部材との密着性が悪くなり、ベルトと発熱部材との熱輸送も悪化してしまう。

図６は、実施形態のベルトの内径と発熱部材の外径との差とベルトと発熱部材との密着性との関係を示す図である。ここで、ベルトの内径は、ベルトを真円筒状としたときのベルトの内側の直径を意味する。発熱部材の外径は、発熱部材の湾曲部を半円弧状としたときの湾曲部の周方向の両端部の最大幅（発熱部材の幅寸法）を意味する。

ベルトと発熱部材との密着性の評価は、以下の通りに設定する。発熱部材の寸法がばらついてもサーモスタットの温度が目標値（図７に示す目標値Ｔ）を下回る場合（量産的に対応可能な場合）を「〇」とする。発熱部材の寸法のバラツキによってはサーモスタットの温度が目標値を超える場合（発熱部材の幅寸法の管理を行えばサーモスタットの温度が目標値を下回る場合）を「△」とする。図示はしないが、発熱部材の寸法のばらつきにかかわらずサーモスタットの温度が目標値を超える場合を「×」とする。例えば、内径４０ｍｍのベルトに対して外径３９．２ｍｍの発熱部材を設定した場合、基本的に密着性は「×」となるが、発熱部材の幅寸法の管理を行えば密着性は「△」となる。

図６に示すように、ベルトの内径と発熱部材の外径との差が０．６ｍｍ、０．７ｍｍのとき、ベルトと発熱部材との密着性の評価は〇となることが認められる。一方、ベルトの内径と発熱部材の外径との差が０．８ｍｍのとき、ベルトと発熱部材との密着性の評価は△となることが認められる。

図７は、実施形態の発熱部材の幅寸法とサーモスタットの温度との関係を示す図である。図７において、横軸は発熱部材の幅寸法［ｍｍ］、縦軸はサーモスタットの温度［℃］をそれぞれ示す。図７において、符号Ｇ１は内径４０ｍｍのベルトに対して外径３９．６ｍｍの発熱部材を設定したときの関係を示すグラフ、符号Ｇ２は内径４０ｍｍのベルトに対して外径３９．２ｍｍの発熱部材を設定したときの関係を示すグラフ、符号Ｔはサーモスタットの温度の目標値をそれぞれ示す。

図７に示すように、グラフＧ１及びグラフＧ２のいずれにおいても、発熱部材の幅寸法が大きくなるとサーモスタットの温度が低くなる傾向があると認められる。ベルトの内径が同一の条件で発熱部材の外径を大きくすることによって、サーモスタットの温度が低くなる傾向があると認められる。

図７において、グラフＧ１はベルトの内径と発熱部材の外径との差が０．４ｍｍの場合、グラフＧ２はベルトの内径と発熱部材の外径との差が０．８ｍｍの場合にそれぞれ相当する。グラフＧ１の場合は、グラフＧ２の場合よりもサーモスタットの温度が２０℃程度低く、発熱部材の寸法がばらついてもサーモスタットの温度が目標値Ｔを下回る。一方、グラフＧ２の場合は、発熱部材の寸法のバラツキによってはサーモスタットの温度が目標値Ｔを超える可能性があるが、発熱部材の幅寸法の管理を行えばサーモスタットの温度が目標値Ｔを下回る。つまり、ベルトの内径と発熱部材の外径との差が０．７ｍｍ以下であれば、ベルトと発熱部材との密着性が良く（図６参照）、発熱部材の幅寸法にサーモスタットの温度が依存しにくくなる（図７参照）。

実施形態のベルト３０及び発熱部材４０は、以下の式（１）及び（２）を満たす。
Ｄ≧１０ｍｍ ・・・（１）
０．４ｍｍ≧Ａ－Ｂ≧０ｍｍ ・・・（２）
ここで、Ｄはベルトのたわみ量、Ａはベルトの内周面の曲率半径、Ｂは発熱部材の外周面の曲率半径をそれぞれ意味する。具体的に、ベルトのたわみ量Ｄは、ベルト軸方向の長さが１００ｍｍのベルトに対してベルト軸方向の中央上部に２００ｇの重りをのせたときのベルトのベルト軸方向端部の変位量を意味する。ベルトの内周面の曲率半径Ａは、ベルトの内径の半分の値に相当する。発熱部材の外周面の曲率半径Ｂは、発熱部材の外径の半分の値に相当する。
なお、ベルトのたわみ量Ｄが１０ｍｍ以上の場合は、ベルトの内径が３５ｍｍ以上の場合に相当する。ベルトの内周面の曲率半径Ａと発熱部材の外周面の曲率半径Ｂとの差（Ａ－Ｂ）が０．４ｍｍの場合は、ベルトの内径と発熱部材の外径との差が０．８ｍｍの場合（図７に示すグラフＧ２）に相当する。

発熱部材４０の寸法を変える場合、ベルト３０の内周面に対する内接関係を維持することが好ましい。少なくとも上記の式（２）を満たす範囲で、ベルト軸方向から見て、発熱部材４０の湾曲部５０の円弧中心Ｃは、第１直線Ｊ上に配置されることが好ましい。すなわち、ベルトの内周面の曲率半径Ａと発熱部材の外周面の曲率半径Ｂとの差（Ａ－Ｂ）が０ｍｍに近づくに従って、湾曲部５０の円弧中心Ｃは第１直線Ｊ上を図２の紙面右側にずれてベルト３０の中心（回転中心）に近づく。ベルト軸方向から見て、発熱部材４０の湾曲部５０の円弧中心Ｃが第１直線Ｊ上に配置されることにより、誘導電流発生部３３に対する位置関係が維持されるため、必要な熱を得やすい。

実施形態のベルト３０及び発熱部材４０は、以下の式（３）を更に満たすことが好ましい。
０．３５ｍｍ≧Ａ－Ｂ ・・・（３）
なお、ベルトの内周面の曲率半径Ａと発熱部材の外周面の曲率半径Ｂとの差（Ａ－Ｂ）が０．３５ｍｍの場合は、ベルトの内径と発熱部材の外径との差が０．７ｍｍの場合（図６参照）に相当する。

実施形態のベルト３０及び発熱部材４０は、上記の式（３）を更に満たすことに替えて、以下の式（４）及び（５）を更に満たしてもよい。
０．４ｍｍ≧Ａ－Ｂ＞０．３５ｍｍ ・・・（４）
Ｗ＞Ｈ ・・・（５）
ここで、Ｗは発熱部材の幅寸法、Ｈは発熱部材の高さ寸法をそれぞれ意味する（図３参照）。
なお、上記の式（４）におけるＢは、板金のブランク寸法の理論値（プレス加工の金型寸法）とする。発熱部材の幅寸法Ｗが発熱部材の高さ寸法Ｈよりも大きい場合は、図３に示す半円弧状に相当する。

以上に説明されたように、実施形態の加熱装置２４は、ベルト３０と、発熱部材４０と、を備える。ベルト３０は、筒状を有する。発熱部材４０は、ベルト３０の内側に設けられる。発熱部材４０は、ベルト３０の内周面に沿う円弧状に形成される。発熱部材４０は、ベルト３０の内周面に対して摺動可能に接する。ベルト３０のたわみ量をＤ、ベルト３０の内周面の曲率半径をＡ、発熱部材４０の外周面の曲率半径をＢとしたとき、以下の式（１）及び（２）を満たす。
Ｄ≧１０ｍｍ ・・・（１）
０．４ｍｍ≧Ａ－Ｂ≧０ｍｍ ・・・（２）
以上の構成によって、以下の効果を奏する。
発熱部材４０の寸法がばらついても、ベルト３０と発熱部材４０とを十分に密着させることができ、発熱部材４０とベルト３０との熱輸送を十分に行うことができる。したがって、発熱部材４０の過度の昇温を抑制することができる。

加熱装置２４は、以下の式（３）を更に満たすことが好ましい。
０．３５ｍｍ≧Ａ－Ｂ ・・・（３）
以上の構成によって、以下の効果を奏する。
ベルト３０と発熱部材４０とをより一層密着させることができ、発熱部材４０とベルト３０との熱輸送をより効果的に行うことができる。したがって、発熱部材４０の過度の昇温をより効果的に抑制することができる。

加熱装置２４は、上記の式（３）を更に満たすことに替えて、以下の式（４）及び（５）を更に満たしてもよい。
０．４ｍｍ≧Ａ－Ｂ＞０．３５ｍｍ ・・・（４）
Ｗ＞Ｈ ・・・（５）
以上の構成によって、以下の効果を奏する。
発熱部材の幅寸法Ｗの管理を行うことにより、発熱部材４０の寸法がばらついても、ベルト３０と発熱部材４０とを十分に密着させることができ、発熱部材４０とベルト３０との熱輸送を十分に行うことができる。したがって、発熱部材４０の過度の昇温を抑制することができる。

加熱装置２４は、発熱部材４０の内周面に接し発熱部材４０の温度を検知するサーモスタット４６を更に備えることで、以下の効果を奏する。
発熱部材４０の過度の昇温を抑制することにより、サーモスタット４６が早切れすることを抑制することができる。したがって、加熱装置２４の安全装置としてサーモスタット４６の動作を安定して行うことができる。

画像処理装置１は、前述された加熱装置２４を備えることで、以下の効果を奏する。
加熱装置２４は、発熱部材４０の過度の昇温を抑制することができる。したがって、画像処理装置１は、画像品質を向上させることができる。

次に、実施形態の変形例について説明する。
実施形態の加熱装置は、以下の式（１）及び（２）を満たす。
Ｄ≧１０ｍｍ ・・・（１）
０．４ｍｍ≧Ａ－Ｂ≧０ｍｍ ・・・（２）
これに対して、加熱装置は、上記の式（２）に替えて、以下の式（６）を満たしてもよい。
０．９８≦Ｂ／Ａ≦１
ここで、Ｂ／Ａは、ベルトの内周面の曲率半径Ａに対する発熱部材の外周面の曲率半径Ｂの比を示す。

実施形態の発熱部材の湾曲部は、ベルト軸方向から見て半円弧状を有する。これに対して、発熱部材の湾曲部は、ベルト軸方向から見て半円弧状よりも周方向長さが小さい円弧状を有してもよい。または、発熱部材の湾曲部は、ベルト軸方向から見て半円弧状よりも周方向長さが大きい円弧状を有してもよい。例えば、発熱部材の湾曲部は、ベルトの内周面に沿う円弧状に形成されていればよい。

実施形態の画像処理装置は画像形成装置である。これに対して、画像処理装置は消色装置であってもよい。画像処理装置が消色装置である場合、加熱装置は、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。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、ベルトのたわみ量をＤ、ベルトの内周面の曲率半径をＡ、発熱部材の外周面の曲率半径をＢとしたとき、以下の式（１）及び（２）を満たす。
Ｄ≧１０ｍｍ ・・・（１）
０．４ｍｍ≧Ａ－Ｂ≧０ｍｍ ・・・（２）
以上の構成によって、以下の効果を奏する。
発熱部材の寸法がばらついても、ベルトと発熱部材とを十分に密着させることができ、発熱部材とベルトとの熱輸送を十分に行うことができる。したがって、発熱部材の過度の昇温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。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例］
実施例は、円筒状のベルトを用いた。ベルトのベルト軸方向の長さは、１００ｍｍとした。ベルトは、内径３０ｍｍのベルト及び内径４０ｍｍのベルトの２種類を用いた。

［実験例］
実施例の内径３０ｍｍのベルト及び内径４０ｍｍのベルトのそれぞれにおいて、ベルトのたわみ量を測定した。ベルトのたわみ量の測定器は、ミツトヨ社製のハイトゲージを用いた。ベルトのたわみ量の測定サンプル数は、各内径において６個ずつとした。ベルトのたわみ量の測定位置は、ベルト軸方向両端部（図８に示すベルトの紙面左端上部Ｌｅ及び紙面右端上部Ｒｅのそれぞれ）とした。

図８は、実施例のベルトのたわみ量の測定方法の説明図である。
ベルトのたわみ量の測定方法は、ベルトの初期位置（たわみ前の位置）を０とした。ここで、ベルトの初期位置は、ベルトに対してベルト軸方向の中央上部に２００ｇの重りをのせる前の位置であって、ベルトが動かない程度（図８の矢印方向に回転しない程度）にベルトに対してベルト軸方向端部上部にハイトゲージの測定部をのせたときの軽負荷位置を意味する。

ベルトのたわみ量は、ベルトに対してベルト軸方向の中央上部に２００ｇの重りをのせた後に測定した。ベルトのたわみ量の測定位置は、ベルトに対してベルト軸方向の中央上部に２００ｇの重りをのせた後の位置であって、ベルトが動かない程度（図８の矢印方向に回転しない程度）にベルトに対してベルト軸方向端部上部にハイトゲージの測定部をのせたときの軽負荷位置とした。

図９は、実施例の内径３０ｍｍのベルトのたわみ量の測定結果を示す図である。
図９に示すように、内径３０ｍｍのベルトのたわみ量の平均値は６．２ｍｍであることを確認できた。

図１０は、実施例の内径４０ｍｍのベルトのたわみ量の測定結果を示す図である。
図１０に示すように、内径４０ｍｍのベルトのたわみ量の平均値は１４．４ｍｍであることを確認できた。

以上より、ベルトの内径が大きくなると、ベルトのたわみ量が大きくなること（ベルトの剛性が低くなること）が分かった。なお、内径３０ｍｍのベルトのたわみ量と内径４０ｍｍのベルトのたわみ量との間の中央値は１０ｍｍ程度であることから、ベルトのたわみ量が１０ｍｍ以上の場合はベルトの内径が３５ｍｍ以上の場合に相当すると推定できることが分かった。

１…画像処理装置、２４…加熱装置、３０…ベルト、４０…発熱部材、４６…サーモスタット、Ａ…ベルトの内周面の曲率半径、Ｂ…発熱部材の外周面の曲率半径、Ｄ…ベルトのたわみ量、Ｈ…発熱部材の高さ寸法、Ｗ…発熱部材の幅寸法

Claims (5)

1. 筒状のベルトと、
   前記ベルトの内側に設けられ、前記ベルトの内周面に沿う円弧状に形成され前記ベルトの内周面に対して摺動可能に接する発熱部材と、を備え、
   前記ベルトのたわみ量をＤ、前記ベルトの内周面の曲率半径をＡ、前記発熱部材の外周面の曲率半径をＢとしたとき、以下の式（１）及び（２）を満たす
   加熱装置。
   Ｄ≧１０ｍｍ ・・・（１）
   ０．４ｍｍ≧Ａ－Ｂ≧０ｍｍ ・・・（２）
2. 以下の式（３）を更に満たす
   請求項１に記載の加熱装置。
   ０．３５ｍｍ≧Ａ－Ｂ ・・・（３）
3. 前記発熱部材の幅寸法をＷ、前記発熱部材の高さ寸法をＨとしたとき、以下の式（４）及び（５）を更に満たす
   請求項１に記載の加熱装置。
   ０．４ｍｍ≧Ａ－Ｂ＞０．３５ｍｍ ・・・（４）
   Ｗ＞Ｈ ・・・（５）
4. 前記発熱部材の内周面に接し前記発熱部材の温度を検知するサーモスタットを更に備える
   請求項１から３のいずれか一項に記載の加熱装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の加熱装置を備える
   画像処理装置。

Images