JP2023146005A - 加熱装置及びこれを用いた加圧処理装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートパイプを利用した発熱手段を備え、ヒートパイプの封止部を保護することが可能な加熱装置を提供する。
【解決手段】加熱装置１は、長手方向に沿って発熱する発熱部２ａを有し、被加熱体１０を加熱する発熱手段２と、発熱手段２に接触して発熱部２ａの長手方向に沿って延びるヒートパイプ３と、ヒートパイプ３を保持する保持手段４と、を備え、保持手段４は、ヒートパイプ３を収容する収容受部５と、ヒートパイプ３の封止部３ａ側の端部と収容受部５の端部との間を空間部を介して非接触に保つ保護部品６とを有する。また、この加熱装置１を用いた加熱処理装置や加熱処理装置を定着装置として用いる画像形成装置にも適用される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートパイプを利用した発熱手段を備えた加熱装置及びこれを用いた加圧処理装置、画像形成装置に関する。

従来この種の加熱装置としては例えば特許文献１に記載のものが挙げられる。
特許文献１には、低熱容量のプレート状ヒートパイプの表面に、絶縁層を介して発熱体を印刷したヒータを用いることで、非通紙部昇温の抑制と立ち上がり時間の短縮を両立する画像形成装置が開示されている。

特開２０１３－１４２８３４号公報（発明を実施するための形態，図１）

本発明が解決しようとする技術的課題は、ヒートパイプを利用した発熱手段を備え、ヒートパイプの封止部を保護することが可能な加熱装置を提供することにある。

本発明の第１の技術的特徴は、長手方向に沿って発熱する発熱部を有し、被加熱体を加熱する発熱手段と、前記発熱手段若しくは前記被加熱体に接触して前記発熱部の長手方向に沿って延びるヒートパイプと、前記ヒートパイプを保持する保持手段と、を備え、前記保持手段は、前記ヒートパイプを収容する収容受部と、前記ヒートパイプの封止部側の端部と前記収容受部の端部との間を空間部を介して非接触に保つ保護部品とを有することを特徴と
する加熱装置である。

本発明の第２の技術的特徴は、第１の技術的特徴を備えた加熱装置において、前記保護部品は前記ヒートパイプの長手方向に沿って弾性変形可能な弾性部材であることを特徴とする加熱装置である。
本発明の第３の技術的特徴は、第２の技術的特徴を備えた加熱装置において、前記保護部品は、前記ヒートパイプの外径よりも小径の内径を有し、前記ヒートパイプの長手方向に沿って弾性変形可能な圧縮コイルばねであることを特徴とする加熱装置である。
本発明の第４の技術的特徴は、第３の技術的特徴を備えた加熱装置において、前記保護部品は前記ヒートパイプの封止部のうち前記保護部品が装着された領域で長手方向に突出する寸法よりも長い密着長さを有する前記圧縮コイルばねであることを特徴とする加熱装置である。
本発明の第５の技術的特徴は、第１の技術的特徴を備えた加熱装置において、前記保護部品は非弾性部材であることを特徴とする加熱装置である。
本発明の第６の技術的特徴は、第５の技術的特徴を備えた加熱装置において、前記ヒートパイプの外径よりも小径の内径を有し、前記ヒートパイプの封止部側の端部を取り囲む円筒状部材であることを特徴とする加熱装置である。
本発明の第７の技術的特徴は、第６の技術的特徴を備えた加熱装置において、前記保護部品は前記ヒートパイプの封止部のうち前記保護部品が装着された領域で長手方向に突出する寸法よりも長い軸方向長さを有する前記円筒状部材であることを特徴とする加熱装置である。
本発明の第８の技術的特徴は、第１の技術的特徴を備えた加熱装置において、前記収容受部の端部と前記ヒートパイプの封止部とは反対側の端部との間に弾性部材を介在させることを特徴とする加熱装置である。

本発明の第９の技術的特徴は、回転するベルト状の被加熱体と、前記被加熱体内に設けられる第１の技術的特徴を備えた加熱装置と、前記被加熱体の前記発熱手段に対向する部位に接触して回転し、加熱処理対象物を加圧する加圧手段と、を備えたことを特徴とする加熱処理装置である。
本発明の第１０の技術的特徴は、未定着像が保持された媒体を加熱、加圧して媒体上の未定着像を定着する定着手段と、前記媒体に未定着像を形成する作像手段と、を備え、前記定着手段に第９の技術的特徴を備えた加熱処理装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。

本発明の第１の技術的特徴によれば、ヒートパイプを利用した発熱手段を備え、ヒートパイプの封止部を保護することが可能な加熱装置を提供することができる。
本発明の第２の技術的特徴によれば、一つの保護部品でヒートパイプの熱膨張変形を許容し、かつ、ヒートパイプの封止部を保護することができる。
本発明の第３の技術的特徴によれば、圧縮コイルばねを利用し、弾性を有する保護部品を簡単に構成することができる。
本発明の第４の技術的特徴によれば、圧縮コイルばねを利用し、弾性を有する保護部品を構成するに当たって、ヒートパイプの封止部側端部の破損を確実に保護することができる。
本発明の第５の技術的特徴によれば、保護部品を非弾性部材で構成したとしても、ヒートパイプの封止部を保護することができる。
本発明の第６の技術的特徴によれば、円筒状部材を利用し、非弾性の保護部品を簡単に構築することができる。
本発明の第７の技術的特徴によれば、円筒状部材を利用し、非弾性の保護部品を構成するに当たって、ヒートパイプの封止部側端部の破損を確実に保護することができる。
本発明の第８の技術的特徴によれば、保護部品が弾性、非弾性を問わず、ヒートパイプの熱膨張変形を許容し、かつ、落下時等の衝撃に対しヒートパイプの封止部以外の端部も保護することができる。
本発明の第９の技術的特徴によれば、ヒートパイプを利用した発熱手段を備え、ヒートパイプの封止部を保護することが可能な加熱装置を含む加熱処理装置を提供することができる。
本発明の第１０の技術的特徴によれば、未定着像を定着する定着手段に、ヒートパイプを利用した発熱手段を備え、ヒートパイプの封止部を保護することが可能な加熱装置を含む加熱処理装置を用い、未定着像を均一加熱定着する画像形成装置を提供することができる。

（ａ）は本発明が適用された加熱装置を含む加熱処理装置の実施の形態の概要を示す説明図、（ｂ）は（ａ）に示す加熱装置の要部を上下逆にしてＢ方向から見た矢視図、（ｃ）は（ｂ）中Ｃ部拡大図、（ｄ）は（ｂ）中Ｄ部拡大図である。 実施の形態１に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。 （ａ）は図２に示す加熱処理装置としての定着装置の一例を示す説明図、（ｂ）は（ａ）中のヒートパイプの構成例を示す説明図である。 （ａ）は図３（ａ）に示す定着装置で用いられる加熱装置のヒートパイプの保持構造例を示す説明図、（ｂ）は（ａ）中Ｂ部の拡大図、（ｃ）は（ａ）中Ｃ部の拡大図である。 （ａ）は図４（ｃ）に示すヒートパイプの封止部側端部の保持構造の詳細を示す説明図、（ｂ）は保護部品としての圧縮コイルばねが伸張状態のときの各パラメータを示す説明図、（ｃ）は保護部品としての圧縮コイルばねの最大圧縮時のパラメータを示す説明図、（ｄ）は図４（ｂ）に示すヒートパイプの反対側の端部の保持構造の詳細を示す説明図である。 （ａ）は比較の形態１に係る加熱装置のヒートパイプの保持構造例を示す説明図、（ｂ）は（ａ）中Ｂ部の拡大図、（ｃ）は（ａ）中Ｃ部の拡大図である。である。 （ａ）は変形の形態１に係る加熱装置のヒートパイプの保持構造例を示す説明図、（ｂ）は変形の形態２に係る加熱装置のヒートパイプの保持構造例を示す説明図である。

◎実施の形態の概要
図１（ａ）は本発明が適用された加熱装置を用いた加熱処理装置の実施の形態の概要を示す説明図である。
同図において、加熱処理装置は、回転するベルト状の被加熱体１０と、被加熱体１０内に設けられる加熱装置１と、被加熱体１０を挟んで加熱装置１に対向する部位に接触して回転し、加熱処理対象物１２を加圧する加圧手段１１と、を備えるものである。
ここで、被加熱体１０又は加圧手段１１はいずれか一方を駆動回転させ、他方を従動回転させるようにすればよい。
そして、本例では、加熱装置１は、図１（ａ）（ｂ）及び（ｄ）に示すように、長手方向に沿って発熱する発熱部２ａを有し、被加熱体１０を加熱する発熱手段２と、発熱手段２に接触して発熱部２ａの長手方向に沿って延びるヒートパイプ３と、ヒートパイプ３を保持する保持手段４と、を備え、保持手段４は、ヒートパイプ３を収容する収容受部５と、ヒートパイプ３の封止部３ａ側の端部と収容受部５の端部との間を空間部を介して非接触に保つ保護部品６とを有するものである。
尚、本例では、保持手段４は発熱手段２を保持する収容受部５を有しているが、これに限定されず、保持手段４とは別の専用の保持手段で発熱手段２を保持するようにしてもよいことは勿論である。また、図１に示す例では、ヒートパイプ３は発熱手段２に直接接触しているが、これに代えて被加熱体１０に直接接触させるようにしてもよい。

このような技術的手段において、発熱手段２としては面状発熱手段に限られず、広く発熱部２ａを有するものを含む。
また、ヒートパイプ３の断面形状は特には限定されないが、強度的観点から断面円形状のものが好ましい。本例では、ヒートパイプ３は、構造上、一端が開口したパイプ部材に作動液と毛細管構造（いわゆるウィック）とを内蔵した後に、パイプ部材の開口端をかしめ、溶接で封止したものである。このため、ヒートパイプ３の封止部３ａ側の端部は例えば加熱装置１の落下時の衝撃によって破損し易い傾向があり、留意する必要がある。
更に、保持手段４は、ヒートパイプ３の収容受部５と保護部品６とを備えていればよい。ここで、保護部品６は、加熱装置１の落下時などにおいて、ヒートパイプ３の封止部３ａ側端部が収容受部５の端部に衝突して破損することを回避するものであればよく、少なくとも収容受部５の端部とヒートパイプ３の封止部３ａの端部とを空間部を介して非接触に保つものであればよい。このように、「空間部を介して非接触に保つ」ことを要件とするのは、ヒートパイプ３の封止部３ａの端部と収容受部５の端部との間に単にスペーサを介在させた場合には、ヒートパイプ３の封止部３ａに接触するスペーサを介して収容受部５の端部からの衝撃が直接的に伝達される可能性があり、これを回避することを企図したものである。

次に、本実施の形態の代表的態様または好ましい態様について説明する。
先ず、保護部品６の代表的態様としては、ヒートパイプ３の長手方向に沿って弾性変形可能な弾性部材である態様が挙げられる。本例は、保護部品６に弾性部材を用いることで、ヒートパイプ３が熱膨張変形しても、その変形量を吸収することが可能になる点で好ましい。
本例において、保護部品６の好ましい態様としては、ヒートパイプ３の外径よりも小径の内径を有し、ヒートパイプ３の長手方向に沿って弾性変形可能な圧縮コイルばねが挙げられる。この場合、圧縮コイルばねが圧縮変形したとしても、ヒートパイプ３の封止部３ａの端部が収容受部５の端部に対して非接触に配置されるには、ヒートパイプ３の封止部３ａのうち保護部品６が装着された領域で長手方向に突出する寸法よりも長い密着長さを有する圧縮コイルばねであることが好ましい。

また、保護部品６の別の代表的態様としては非弾性部材である態様が挙げられる。本例において、ヒートパイプ３の外径よりも小径の内径を有し、ヒートパイプ３の封止部３ａ側端部を取り囲む円筒状部材であれば、ヒートパイプ３の封止部３ａの端部と収容受部５の端部とを空間部を介して非接触に保つようにすることは可能である。この場合、ヒートパイプ３の封止部３ａのうち保護部品６が装着された領域で長手方向に突出する寸法よりも長い軸方向長さを有する円筒状部材であることが好ましい。

更に、保持手段４としての好ましい態様としては、図１（ｂ）（ｃ）に示すように、収容受部５の端部とヒートパイプ３の封止部３ａとは反対側の端部との間に弾性部品７を介在させる態様が挙げられる。本例では、ヒートパイプ３の両端部は保護部品６及び弾性部品７で収容受部５の端部に保持されるため、ヒートパイプ３の両端部が収容受部５の端部に直接衝突することはなくなり、保護部品６が弾性であればヒートパイプ３は両端で弾性保持され、また、保護部品６が非弾性であっても、弾性部品７の弾性によってヒートパイプ３の熱膨張変形は有効に吸収される。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明をより詳細に説明する。
◎実施の形態１
－画像形成装置の全体構成－
図２は実施の形態１に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
同図において、画像形成装置２０は、所謂タンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であり、電子写真方式により各色成分（本例ではイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の四色）のトナー像が形成される複数の画像形成部２２（２２ａ～２２ｄ）を有している。そして、各画像形成部２２に対応した箇所にはベルト状の中間転写体２３が配設されると共に、各画像形成部２２に対応した中間転写体２３の背面には一次転写装置２４（本例では一次転写ロール）が配設されている。更に、中間転写体２３の一部には、各画像形成部２２から中間転写体２３に一次転写装置２４にて一次転写された各色成分トナー像が用紙等の媒体Ｓに二次転写される二次転写装置（本例では二次転写ロール）２５が配設されている。また、色成分トナー像が転写された媒体Ｓの搬送方向下流側には定着手段としての定着装置６０が配設され、媒体Ｓ上の未定着トナー像を定着させるようになっている。
尚、本例では、複数の画像形成部２２、中間転写体２３、一次転写装置２４及び二次転写装置２５が媒体に未定着像を形成する作像手段に相当する。

ここで、各画像形成部２２は、予め決められた方向に回転するドラム状の感光体３０を有し、この感光体３０の周囲には、感光体３０を帯電する帯電装置３１と、この帯電装置３１にて帯電された感光体３０上に静電潜像を書き込むレーザ走査装置などの露光装置３２と、この露光装置３２にて感光体３０上に書き込まれた静電潜像を対応する色トナーにて現像する現像装置３３と、この現像装置３３にて現像されたトナー像が一次転写装置２４にて中間転写体２３上に一次転写された後の感光体３０上の残留物を清掃する清掃装置３４とを備えたものである。
また、中間転写体２３は、複数の張架ロール４１～４５に掛け渡されており、例えば張架ロール４１を駆動ロールとして予め決められた方向に沿って循環回転するようになっている。また、張架ロール４４は二次転写装置２５としての二次転写ロールの対向ロールを兼用し、二次転写ロールと対向ロールとの間に二次転写に必要な二次転写電界を生成するようになっている。更に、張架ロール４５に対応する中間転写体２３の表面には中間転写清掃装置４６が配設されている。

更に、中間転写体２３の下方には媒体供給装置５０が設けられ、この媒体供給装置５０から供給された媒体Ｓは二次転写装置２５を経て定着装置６０に至る搬送経路５１に沿って搬送されるようになっている。尚、搬送経路５１には、適宜数の搬送ロール５２や、二次転写装置２５から定着装置６０へ搬送する搬送ベルト５３、更には、二次転写装置２５による二次転写部位、定着装置６０の定着部位へ媒体Ｓを案内する案内板５４，５５や、図示外の媒体排出部に媒体Ｓを排出するための排出ロール５６等が設けられている。

－定着装置－
次に、本実施の形態で用いられる定着装置６０について図３（ａ）（ｂ）を用いて説明する。
同図において、定着装置６０は、搬送方向に移動する媒体Ｓを定着する上で必要な幅寸法を有し、循環移動する被加熱体としての定着ベルト６１と、この定着ベルト６１の裏面側に接触して設けられ、定着ベルト６１を加熱する加熱装置６２と、定着ベルト６１を挟んで加熱装置６２に対向する部位に接触して回転し、未定着像が保持された媒体Ｓを定着域（接触域）ＦＰにて加圧する加圧手段としての加圧ロール６３と、を備えている。
ここで、定着ベルト６１は、可撓性や耐熱性を有する無端状の熱伝導用ベルトである。この定着ベルト６１としては、例えばポリイミド、ポリアミド等の合成樹脂等の材料を用いて原形が円筒形状になるように成形したベルトが適用される。

また、加圧ロール６３は、例えば金属等からなる円柱状又は円筒状のロール基体６３ａの外周面に弾性層、離型層等を設けたものである。この加圧ロール６３は、その軸方向両端部に軸部６３ｂを図示外の軸受で回転可能に支持され、図示外の加圧機構により加熱装置６２側に向けて加圧される。
更に、本例では、加圧ロール６３は図示外の駆動源からの駆動力が図示外の駆動伝達機構を介して伝達されるようになっており、画像形成動作等の必要な時期になると駆動回転され、これに伴って、定着ベルト６１が加圧ロール６３に追従して回転するようになっている。尚、定着ベルト６１側を駆動回転させ、加圧ロール６３を従動回転させるようにしてもよいことは勿論である。

－加熱装置－
本例において、加熱装置６２は、定着ベルト６１と加圧ロール６３との間に挟持して加圧搬送される媒体Ｓを定着ベルト６１を介して加熱する装置である。
また、この加熱装置６２においては、最大サイズよりも幅寸法が小サイズの媒体Ｓを定着域ＦＰに連続して通過させる場合、定着域ＦＰのうち媒体Ｓが通過しない領域（非媒体通過領域）が生じ、この非媒体通過領域では通過する媒体Ｓにより熱が奪われることがないため、媒体通過領域に比べて、定着域ＦＰのうち非媒体通過領域が局所的に高温になり、その結果、定着域ＦＰでの定着温度分布が幅方向において不均一になる懸念がある。
本例では、定着域ＦＰのうち非媒体通過領域における温度の不要な上昇を抑制することを踏まえ、加熱装置６２は、定着ベルト６１の定着域ＦＰに対応する裏面側に配置され、媒体Ｓの搬送方向に交差する幅方向に延びる長尺な発熱手段としての面状ヒータ７０と、この面状ヒータ７０の長手方向に延び、面状ヒータ７０の裏面側に接触して配置されるヒートパイプ８０と、面状ヒータ７０及びヒートパイプ８０を保持するホルダ９０と、を備えている。

－面状ヒータ－
本例では、面状ヒータ７０は、基板７１と、この基板７１のうち定着ベルト６１の内周面に接触する側の面に設けられる発熱部７２と、この発熱部７２に給電するための図示外の配線部とを有している。
ここで、基板７１は、媒体Ｓの搬送方向と交差する幅方向の長さ寸法が最大サイズよりも長い寸法の矩形状の板状部材である。この基板７１は、電気絶縁性を有する材料からなるものであり、例えばセラミックス製の基板が用いられる。
また、発熱部７２は、基板７１の片面にその長手方向に沿って直線状に設けられる発熱抵抗体からなる電熱線部であり、図中では模式的に一つ示されているが、通常は互いに離間した複数本（例えば３本）の電熱線部にて構成され、媒体Ｓの搬送時における幅寸法の広狭の違いに適合させるように相対的に多く発熱する領域を互いに異なる位置に存在させるようになっている。

－ヒートパイプ－
本例において、ヒートパイプ８０は、面状ヒータ７０のうち定着ベルト６１と接触する側の面と反対側の面（裏面）の長手方向に沿う両側に２本接触した状態で配置されている。
ヒートパイプ８０（具体的には８０ａ，８０ｂ）は、図３（ｂ）に示すように、いずれも、銅、ステンレス等の熱伝導性に優れた材料からなる円筒の両端を閉じた密閉管８１であって、密閉管８１の内周壁を毛細管構造（所謂ウイック）８２にすると共に、密閉管８１の内部に揮発性の作動液（純粋など）８３を封入したものである。また、ヒートパイプ８０（８０ａ，８０ｂ）は、面状ヒータ７０の発熱部７２の長さと略同じ長さを有しており、２本平行した状態で配置して使用されるため、比較的小径（例えば外径が数ミリ）のものが適用されている。

そして、本例においては、密閉管８１は、一端が開口した有底のパイプ部材８５を使用し、このパイプ部材８５の内周壁を毛細管構造８２に形成すると共に、一端の開口から作動液８３を流入した後に、パイプ部材８５の一端の開口を封止部としてのカシメ部８６にて封止したものである。
ここで、カシメ部８６は、例えばパイプ部材８５の端部を真空中で押しつぶして接合させた状態で塞ぐという加工を経た部分であり、カシメ部８６以外の通常のパイプ部材８５の外径部分に比べて肉厚が薄く強度も弱くなっている部分である。このカシメ部８６は通常のパイプ部材８５の外径部分よりも小径の先端部を有し、通常のパイプ部材８５の端部から突出する突出部として構成されるものであるが、カシメ部８６の外観形状については特に限定されるものではない。尚、本例では、封止部として、カシメ部８６を用いた例が示されているが、封止部として溶接等の接合処理を施したものでもよいことは勿論である。

－ホルダ－
本例において、ホルダ９０は、図３（ａ）及び図４に示すように、面状ヒータ７０が保持されるホルダ本体９１を有し、このホルダ本体９１にはヒートパイプ８０が保持される保持手段としてのヒートパイプ保持部９５を形成すると共に、定着ベルト６１の移動軌跡が案内される案内部１０５を形成したものであり、ホルダ本体９１を取付用の支持ブラケット１１０に固定するようにしたものである。
＜ホルダ本体＞
本例において、ホルダ本体９１は耐熱性を有する材料（例えばＬＣＰ、ＰＰＳ、ＰＥＴ等の耐熱樹脂）にて媒体Ｓの幅方向に沿って長尺に一体的に形成され、定着ベルト６１に対向する表面に、面状ヒータ７０が収容される収容凹部９２を有している。この収容凹部９２は、面状ヒータ７０が横断面形状と略同様な長尺な矩形状に形成され、面状ヒータ７０の厚さ寸法よりも少し浅い深さ寸法を有し、面状ヒータ７０を収容したときに、面状ヒータ７０の表面がホルダ本体９１の表面より僅かに突出して定着ベルト６１の裏面に接触するように配慮されている。

＜ヒートパイプ保持部＞
本例において、収容凹部９２の底部には、面状ヒータ７０のうち発熱部７２による発熱領域に対応した箇所にヒートパイプ保持部９５が形成されている。このヒートパイプ保持部９５は、収容凹部９２の底部にヒートパイプ８０（８０ａ，８０ｂ）の収容スペースとして利用する凹所９６を確保したものであり、この凹所９６の長手方向両側壁９７には、ヒートパイプ８０（８０ａ，８０ｂ）の両側部を収容する収容受部としての収容受溝９８（具体的には９８ａ，９８ｂ）が設けられている。この収容受溝９８は、図３（ａ）及び図４（ａ）～（ｃ）に示すように、各ヒートパイプ８０（８０ａ，８０ｂ）が平行して配置されるようにホルダ本体９１の短手方向に離間して設けられている。

また、収容受溝９８の幅寸法はヒートパイプ８０の径方向と略同程度に選定されている。更に、収容受溝９８又は凹所９６の底壁には耐熱性を有する材料にて適宜数のスペーサ９９が一体的或いは別体に設けられ、ヒートパイプ８０の収容高さ位置が調整可能になっており、ヒートパイプ８０と面状ヒータ７０との接触状態を維持するようになっている。
更にまた、面状ヒータ７０の非媒体通過領域の温度は２００℃前後の高温になってヒートパイプ８０に伝わることが多く、ヒートパイプ８０は長手方向に対して熱膨張変形し易い特性を有している。このため、収容受溝９８の奥行側端部とヒートパイプ８０の端部との間にはヒートパイプ８０の熱膨張変形を踏まえて所要の間隙１００（図５参照）を確保することが必要である。

更に、本例では、収容受溝９８（９８ａ，９８ｂ）に所要の間隙１００が確保されている構造であるため、図４及び図５に示すように、ヒートパイプ８０のうち封止部としてのカシメ部８６側の端部と収容受溝９８の奥行側端部との間には、両者間を空間部を介して非接触に保つ保護部品１２０が介在されており、また、ヒートパイプ８０のうちカシメ部８６の反対側の端部と収容受溝９８の奥行側端部との間には弾性変形可能な弾性部品１３０が介在されている。

＜保護部品＞
本例において、保護部品１２０は、図５（ａ）～（ｃ）に示すように、ヒートパイプ８０の長手方向に沿って弾性変形可能な弾性部材として、圧縮コイルばね１２１を利用している。この圧縮コイルばね１２１は、ヒートパイプ８０のカシメ部８６以外の通常のパイプ部材８５の外径ｄ１よりも小径の内径ｄ２を有しており、圧縮コイルばね１２１の端部がカシメ部８６の途中に引っ掛かり、カシメ部８６を乗り越えて通常のパイプ部材８５側に移動してしまう事態を回避するようになっている。
また、この圧縮コイルばね１２１の自由長さをＬ０、密着長さをＬｃ、外力Ｐによる圧縮変形量をＬとし、ヒートパイプ８０のカシメ部８６のうち圧縮コイルばね１２１が装着された領域の突出寸法をｍとすると、圧縮コイルばね１２１はＬｃ≦Ｌ≦Ｌ０を満たすように圧縮変形するが、カシメ部８６の先端が収容受溝９８の奥行側端部に接触しないように少なくともｍ＜Ｌｃの関係を満たすことが好ましい。

＜弾性部品＞
また、弾性部品１３０は、図５（ｄ）に示すように、ヒートパイプ８０の長手方向に沿って弾性変形可能な弾性部材として、圧縮コイルばね１３１を利用している。この圧縮コイルばね１３１は、ヒートパイプ８０のカシメ部８６以外の通常のパイプ部材８５の外径ｄ１よりも小径の内径ｄ２を有し、ヒートパイプ８０のカシメ部８６とは反対側の端部と収容受溝９８の奥行側端部との間に介在させるようにすればよい。本例では、弾性部品１３０としての圧縮コイルばね１３１は、保護部品１２０としての圧縮コイルばね１２１と略同様のものを使用して差し支えない。
尚、本例では、圧縮コイルばね１３１を使用しているが、保護部品１２０に要求されるように、ヒートパイプ８０の端部と収容受溝９８の奥行側端部とを空間部を介して非接触に保つ必要はないので、弾性部材として、両者間に接触する板バネや弾性スペーサ、ゴム等周知の弾性を有する部材を使用するようにしてもよい。

＜案内部＞
本例において、案内部１０５は、図３及び図４に示すように、ホルダ本体９１の媒体Ｓの搬送方向の前後に一体的に形成され、定着域ＦＰに定着ベルト６１を導入するように案内する湾曲状の案内面が形成された導入案内部１０５ａと、定着域ＦＰから定着ベルト６１を抜け出す方向に案内する湾曲状の案内面が形成された抜出し案内部１０５ｂとを備えている。そして、導入案内部１０５ａ及び抜出し案内部１０５ｂは支持ブラケット１１０を挟み込むように配置されている。

＜ホルダ取付構造＞
本例において、支持ブラケット１１０は、図３（ａ）に示すように、面状ヒータ７０の長手方向の長さよりも長い部材であり、例えばホルダ９０側に向かって一対の脚部１１１が突出するように配置される断面Ｕ字状のチャネル材で構成されている。
このため、本例では、ホルダ本体９１の裏面側には、支持ブラケット１１０の脚部１１１の先端が嵌め込まれる取付溝１０６が形成され、この取付溝１０６に支持ブラケット１１０の脚部１１１の先端を嵌め込んだ状態で、ホルダ９０が支持ブラケット１１０に取り付けられる。
そして、支持ブラケット１１０の長手方向の両端部は図示外の定着装置筐体の内壁面に設けられた図示外の装着部に装着して固定され、加熱装置６２が定着ベルト６１内に配置されるようになっている。

＜センサ取付構造＞
本例では、面状ヒータ７０の発熱部７２については図示外の制御装置によって温度制御されるようになっているが、温度制御に当たって、面状ヒータ７０の基板７１の裏面の所要の箇所に図示外の温度センサが接触するように配置され、この温度センサの測定情報が図示外の制御装置にフィードバックされるようになっている。
このため、本例では、図４（ａ）に示すように、ホルダ本体９１の凹所９６の底部にはセンサ開口１４０が適宜開設され、このセンサ開口１４０を通じて図示外の温度センサが組み付けられるようになっている。

－定着装置の定着動作－
次に、本実施の形態に係る定着装置の作動について説明する。
今、図２に示す画像形成装置において、最大サイズよりも小サイズの媒体Ｓに対し連続的に画像を形成する場合、画像形成部２２（２２ａ～２２ｄ）にて形成された各色成分のトナー像は中間転写体２３を介して二次転写装置２５にて媒体Ｓに一括転写され、媒体Ｓ上には転写された未定着像が保持され、定着装置６０へと至る。
この状態において、定着装置６０では、面状ヒータ７０の発熱部７２が発熱し、定着ベルト６１を加熱すると共に、定着ベルト６１と加圧ロール６３との間の定着域ＦＰに未定着像が保持された媒体Ｓを挟持して搬送する。このため、媒体Ｓ上の未定着像は定着域ＦＰにて加熱、加圧した状態で定着される。

このとき、最大サイズよりも小サイズの媒体Ｓが連続して定着域ＦＰを通過すると、定着域ＦＰに非媒体通過領域が生じて当該非媒体通過領域の温度が上昇することが起こり得るが、本実施の形態では、面状ヒータ７０の発熱部７２の非媒体通過領域に該当する領域の熱は、ヒートパイプ８０（８０ａ，８０ｂ）の熱移動の作用により、面状ヒータ７０のうち非媒体通過領域に比べて温度が相対的に低い状態となる媒体通過領域に移動させられる。
これにより、この定着装置６０では、ヒートパイプ８０を配置しない場合に比べて、非媒体通過領域における温度が上昇することが抑制される。
特に、本例では、２本のヒートパイプ８０（８０ａ，８０ｂ）を媒体Ｓの搬送方向に間隔を開けて平行な状態で配置しているので、１本のヒートパイプを配置している場合に比べて、非媒体通過領域における媒体Ｓの搬送方向の前後でも温度の上昇がむらなく効率的に抑制される。

－ヒートパイプの保護動作－
本例では、ヒートパイプ８０（８０ａ，８０ｂ）の長手方向両側部は、ホルダ９０の収容受溝９８に収容されているが、ヒートパイプ８０のカシメ部８６は弾性を有する保護部品１２０（具体的には圧縮コイルばね１２１）で弾性保持され、また、ヒートパイプ８０のカシメ部８６とは反対側に位置する端部は弾性部品１３０（具体的には圧縮コイルばね１３１）で弾性保持されている。
このとき、ヒートパイプ８０が熱膨張変形すると、ヒートパイプ８０のカシメ部８６及びカシメ部８６とは反対側に位置する端部は、熱膨張変形に伴ってヒートパイプ８０の長手方向の外側に変位しようとする。
しかしながら、ヒートパイプ８０のカシメ部８６の変位は圧縮コイルばね１２１の圧縮変形により吸収され、仮に、圧縮コイルばね１２１が密着長さＬｃまで圧縮変形したとしても、収容受溝９８の奥行側端部に対し空間部を介して非接触な状態を保つ。このため、ヒートパイプ８０のカシメ部８６が収容受溝９８の奥行側端部に強く突き当たることはなく、カシメ部８６が破損する懸念は抑制される。一方、ヒートパイプ８０のカシメ部８６とは反対側に位置する端部の変位は弾性部品１３０としての圧縮コイルばね１３１の圧縮変形により吸収され、ヒートパイプ８０の端部が収容受溝９８の奥行側端部に強く突き当たることはない。

また、交換用の定着装置６０を搬送中に誤って落下したような場合には、落下時の衝撃力により、ヒートパイプ８０が長手方向に移動しようとする懸念がある。
しかしながら、本例では、ヒートパイプ８０のカシメ部８６が収容受溝９８の奥行側端部に向かって移動しようとしても、カシメ部８６の移動は圧縮コイルばね１２１によって弾性的に受け止められ、圧縮コイルばね１２１の存在によって、収容受溝９８の奥行側端部に対し常に空間部１５０を介して非接触な状態を保つ。このため、ヒートパイプ８０のカシメ部８６が収容受溝９８の奥行側端部に強く突き当たることはなく、カシメ部８６が破損する懸念は抑制される。また、ヒートパイプ８０のカシメ部８６とは反対側に位置する端部が収容受溝９８の奥行側端部に向かって移動しようとしても、圧縮コイルばね１３１によって弾性的に受け止められ、ヒートパイプ８０の端部が収容受溝９８の奥行側端部に強く突き当たることはない。

特に、本例では、ヒートパイプ８０（８０ａ，８０ｂ）は、その両端が弾性を有する保護部品１２０及び弾性部品１３０で弾性的に保持されているため、仮に、定着装置６０を落下するような事態が生じたとしても、ヒートパイプ８０のカシメ部８６のみならず、ヒートパイプ８０のカシメ部８６とは反対側に位置する端部も収容受溝９８の奥行側端部に衝突する事態は回避される。このため、ヒートパイプ８０のカシメ部８６のみならず、カシメ部８６の反対側に位置する端部が破損するという懸念は有効に回避される。また、ヒートパイプ８０が熱膨張変形したとしても、ヒートパイプ８０のカシメ部８６及びカシメ部８６の反対側に位置する端部が収容受溝９８の奥行側端部に直接突き当たることはないので、ヒートパイプ８０の両端部に熱膨張変形に依存して大きいストレスが作用する事態も抑えられる。

◎比較の形態１
図６は比較の形態１に係る定着装置で用いられるヒートパイプ８０の保持構造を示す。
同図において、ヒートパイプ８０（８０ａ，８０ｂ）は、実施の形態１と同様に、ホルダ９０の収容受溝９８に保持されているが、保護部品１２０及び弾性部品１３０を使用しておらず、ヒートパイプ８０のカシメ部８６及びカシメ部８６の反対側に位置する端部は、収容受溝９８の奥行側端部との間に間隙１００がそのまま残っている。
本態様では、間隙１００の存在により、ヒートパイプ８０が熱膨張変形したとしても、ヒートパイプ８０のカシメ部８６が収容受溝９８の奥行側端部に強く突き当たることは避けられるかも知れない。
しかしながら、交換用の定着装置を搬送中に誤って落下したような場合には、落下時の衝撃力によってヒートパイプ８０のカシメ部８６が収容受溝９８の奥行側端部に強く突き当たり、カシメ部８６が破損する懸念が生ずる。

本実施の形態では、ヒートパイプ８０（８０ａ，８０ｂ）の長手方向両側部は夫々収容受溝９８に収容されており、ヒートパイプ８０のカシメ部８６は弾性を有する保護部品１２０（具体的には圧縮コイルばね１２１）で保護され、ヒートパイプ８０のカシメ部８６とは反対側に位置する端部は弾性部品１３０（具体的には圧縮コイルばね１３１）で弾性的に保持されているが、ヒートパイプ８０の保持構造はこれに限られるものではなく、例えば以下の変形の形態１，２に示すように、適宜選定して差し支えない。
◎変形の形態１
図７（ａ）は変形の形態１におけるヒートパイプの保持構造を示す。
同図において、ヒートパイプ８０の保持構造は、実施の形態１と同様に、ヒートパイプ８０のカシメ部８６と収容受溝９８との間には実施の形態１と同様な弾性を有する保護部品１２０（具体的には圧縮コイルばね１２１）を介在させているが、実施の形態１とは異なり、ヒートパイプ８０のカシメ部８６とは反対側に位置する端部を収容受溝９８の奥行側端部に接触して配置するようにしたものである。

本例において、ヒートパイプ８０が熱膨張変形したとすると、ヒートパイプ８０のカシメ部８６とは反対側に位置する端部は圧縮コイルばね１２１の付勢力によって収容受溝９８の奥行側端部に位置規制されているため、ヒートパイプ８０のカシメ部８６のみが収容受溝９８の奥行側端部に向かって変位する。しかしながら、カシメ部８６の変位は圧縮コイルばね１２１の圧縮変形により吸収され、カシメ部８６が収容受溝９８の奥行側端部に強く突き当たることはない。
また、交換用の定着装置を誤って落下したような場合には、落下時の衝撃力によって、ヒートパイプ８０のカシメ部８６が収容受溝９８の奥行側端部に向かって移動しようとしても、カシメ部８６の移動は圧縮コイルばね１２１によって弾性的に受け止められ、圧縮コイルばね１２１の存在によって、収容受溝９８の奥行側端部に対し常に空間部１５０を介して非接触な状態を保つ。このため、ヒートパイプ８０のカシメ部８６が収容受溝９８の奥行側端部に強く突き当たることはなく、カシメ部８６が破損する懸念は抑制される。

◎変形の形態２
図７（ｂ）は変形の形態１におけるヒートパイプの保持構造を示す。
同図において、ヒートパイプ８０の保持構造は、実施の形態１と同様に、ヒートパイプ８０のカシメ部８６とは反対側に位置する端部と収容受溝９８の奥行側端部との間には実施の形態１と同様な弾性部品１３０としての圧縮コイルばね１３１を介在させているが、実施の形態１と異なり、ヒートパイプ８０のカシメ部８６と収容受溝９８の奥行側端部との間には保護部品１２０として非弾性部材を用いるようにしたものである。
つまり、本例において、保護部品１２０は非弾性部材として耐熱性の材料（例えばＳＵＳ、ＳＵＭ、アルミニウム等の金属材料、ＬＣＰ、ＰＰＳ、ＰＥＴ、ＰＡ、ＰＣ等の耐熱樹脂）を用いて成型された両端が開口した円筒状部材１２５である。この円筒状部材１２５は、ヒートパイプ８０の通常のパイプ部材８５の外径ｄ１よりも小径の内径を有し、ヒートパイプ８０のカシメ部８６側端部を取り囲むようになっている。そして、円筒状部材１２５の軸方向長さをｈ、ヒートパイプ８０のカシメ部８６のうち円筒状部材１２５が装着された領域の長手方向に突出する寸法をｍとすると、ｈ＞ｍの関係を満たすように選定されている。

本例において、ヒートパイプ８０が熱膨張変形したとすると、ヒートパイプ８０のカシメ部８６側は収容受溝９８の奥行側端部にせき止められた円筒状部材１２５のヒートパイプ８０側端部に位置規制されているため、ヒートパイプ８０のカシメ部８６とは反対側に位置する端部のみが収容受溝９８の奥行側端部に向かって変位する。しかしながら、カシメ部８６の反対側に位置する端部の変位は圧縮コイルばね１３１の圧縮変形により吸収され、カシメ部８６の反対側に位置する端部が収容受溝９８の奥行側端部に強く突き当たることはない。
また、交換用の定着装置を誤って落下したような場合には、落下時の衝撃力によって、ヒートパイプ８０のカシメ部８６が収容受溝９８の奥行側端部に向かって移動しようとしても、カシメ部８６の移動は円筒状部材１２５によってせき止められる。このとき、円筒状部材１２５はヒートパイプ８０のカシメ部８６側端部を取り囲み、カシメ部８６の通常のパイプ部材８５寄りの小径部に突き当たるが、ヒートパイプ８０のカシメ部８６と反対側に位置する端部が圧縮コイルばね１３１によって弾性的に保持されていることから、円筒状部材１２５がカシメ部８６の小径部に突き当たる力は圧縮コイルばね１３１の圧縮変形により一部吸収され、その分、カシメ部８６の小径部に突き当たる力は低減し、カシメ部８６の小径部が損傷する懸念は抑制される。更に、ヒートパイプ８０のカシメ部８６は、円筒状部材１２５の存在によって、収容受溝９８の奥行側端部に対し常に空間部１５０を介して非接触な状態を保つため、ヒートパイプ８０のカシメ部８６が収容受溝９８の奥行側端部に強く突き当たることはなく、カシメ部８６が破損する懸念は抑制される。

本実施の形態では、加熱装置６２は画像形成装置の定着装置に適用した例として示されているが、これに限られるものではない。
すなわち、本発明の加熱装置は、他の画像形成方式の装置や、媒体搬送装置で搬送される媒体を加熱又は乾燥させる媒体乾燥装置等、加熱処理を要する加熱処理装置に広く適用することができる。

１…加熱装置，２…発熱手段，２ａ…発熱部，３…ヒートパイプ，３ａ…封止部，４…保持手段，５…収容受部，６…保護部品，７…弾性部品，１０…被加熱体，１１…加圧手段，１２…加熱処理対象物

Claims (10)

1. 長手方向に沿って発熱する発熱部を有し、被加熱体を加熱する発熱手段と、
   前記発熱手段若しくは前記被加熱体に接触して前記発熱部の長手方向に沿って延びるヒートパイプと、
   前記ヒートパイプを保持する保持手段と、
   を備え、
   前記保持手段は、前記ヒートパイプを収容する収容受部と、
   前記ヒートパイプの封止部側の端部と前記収容受部の端部との間を空間部を介して非接触に保つ保護部品とを有することを特徴とする加熱装置。
2. 請求項１に記載の加熱装置において、
   前記保護部品は前記ヒートパイプの長手方向に沿って弾性変形可能な弾性部材であることを特徴とする加熱装置。
3. 請求項２に記載の加熱装置において、
   前記保護部品は、前記ヒートパイプの外径よりも小径の内径を有し、前記ヒートパイプの長手方向に沿って弾性変形可能な圧縮コイルばねであることを特徴とする加熱装置。
4. 請求項３に記載の加熱装置において、
   前記保護部品は前記ヒートパイプの封止部のうち前記保護部品が装着された領域で長手方向に突出する寸法よりも長い密着長さを有する前記圧縮コイルばねであることを特徴とする加熱装置。
5. 請求項１に記載の加熱装置において、
   前記保護部品は非弾性部材であることを特徴とする加熱装置。
6. 請求項５に記載の加熱装置において、
   前記ヒートパイプの外径よりも小径の内径を有し、前記ヒートパイプの封止部側の端部を取り囲む円筒状部材であることを特徴とする加熱装置。
7. 請求項６に記載の加熱装置において、
   前記保護部品は前記ヒートパイプの封止部のうち前記保護部品が装着された領域で長手方向に突出する寸法よりも長い軸方向長さを有する前記円筒状部材であることを特徴とする加熱装置。
8. 請求項１に記載の加熱装置において、
   前記収容受部の端部と前記ヒートパイプの封止部とは反対側の端部との間に弾性部材を介在させることを特徴とする加熱装置。
9. 回転するベルト状の被加熱体と、
   前記被加熱体内に設けられる請求項１に記載の加熱装置と、
   前記被加熱体の前記発熱手段に対向する部位に接触して回転し、加熱処理対象物を加圧する加圧手段と、を備えたことを特徴とする加熱処理装置。
10. 未定着像が保持された媒体を加熱、加圧して媒体上の未定着像を定着する定着手段と、
    前記媒体に未定着像を形成する作像手段と、を備え、
    前記定着手段に請求項９に記載の加熱処理装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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