JP6061789B2 - 像加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に設けられる定着装置として用いると好適な像加熱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、フィルム定着方式の定着装置がある。この定着装置は、フィルムと、フィルムに接触する加熱体と、加熱体と共にフィルムを介してニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、ニップ部でトナー像を担持した記録材を搬送してトナー像を加熱するものが一般的である。

加熱体としては、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抵抗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、紙が通過するヒータの通紙領域に対して紙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やすい。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、ヒータの長手方向の温度分布を均一に近づけるために、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

しかしながら、特許文献１は熱伝導部材が支持部材に対して接着剤で固定される構成であるので、熱伝導部材が支持部材から剥離しやすい。なぜなら、定着装置の加熱と加熱停止の繰り返しによって熱伝導部材及び支持部材が熱膨張及び熱収縮した時に、両者の線膨張率の違いによるせん断力が両者の間に働く場合があるためである。剥離した熱伝導部材は、ヒータと支持部材との間でニップ部の加圧力で挟まれているだけの不安定な状態となる。定着装置に何らかの要因で衝撃が加わると、熱伝導部材の位置が支持部材に対してずれることがある。その結果、熱伝導部材は、支持部材に支持されているヒータに対しても適正な位置からずれることになり非通紙部昇温の緩和の効果が減少するという課題がある。

本発明の目的は、熱伝導部材の位置が加熱体に対してずれにくい像加熱装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、本願発明の好適な態様は、加熱回転体と、前記加熱回転体に接触する第１の面と、前記第１の面と反対側の面である第２の面と、を有する長尺状のヒータと、前記ヒータの長手方向に長い板状の熱伝導部材であって、前記ヒータの前記第２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、を備え、前記加熱回転体を介した前記ヒータの熱で記録材に形成されたトナー像を加熱する像加熱装置において、前記熱伝導部材は、曲げの稜線が前記長手方向に沿った方向であり且つ前記支持部材側に突出するように前記熱伝導部材の一部が曲がっている係止部を有し、前記支持部材は、前記係止部と係合する被係止部を有し、前記係止部が前記被係止部に係合することで、前記支持部材に対する前記熱伝導部材の前記長手方向の位置が決まるように構成されていることを特徴とする。

熱伝導部材の位置が加熱体に対してずれにくい像加熱装置を提供することができる。

実施例１に係る定着装置の構成を説明する断面模式図 （ａ）は実施例１に係る定着装置の構成を説明する正面模式図（加圧時）、（ｂ）は実施例１に係る定着装置の構成を説明する正面模式図（圧解除時） 実施例１に係るセラミックヒータの説明図 実施例１に係るサーミスタおよび温度ヒューズの説明図 （ａ）は実施例１に係るヒータ及び熱伝導部材の支持方法を説明する図、（ｂ）は（ａ）において給電コネクタ及びヒータクリップを非表示した図、（ｃ）は実施例１に係る熱伝導部材の支持方法を説明する図、（ｄ）は実施例１に係る熱伝導部材の係止部を説明する斜視図 （ａ）は実施例１に係る給電コネクタの説明図、（ｂ）は実施例１に係るヒータクリップの説明図 （ａ）はヒータ内の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）は実施例１におけるヒータ及び熱伝導部材の端部の拡大図 （ａ）は比較例のヒータ及び熱伝導部材の支持方法を説明する図、（ｂ）は比較例の熱伝導部材の支持方法を説明する図、（ｃ）は比較例の熱伝導部材の曲げ部の拡大図 （ａ）〜（ｄ）は比較例の熱伝導部材の変形過程を説明する図 （ａ）はヒータ長手端部の熱の流れを説明する図、（ｂ）はヒータ長手端部の熱の流れを説明する図 熱伝導部材の変形を説明する図 実施例２に係る熱伝導部材の係止部を説明する斜視図 （ａ）は実施例２の変形例に係る熱伝導部材の斜視図、（ｂ）は実施例の変形例に係る熱伝導部材の斜視図 （ａ）は実施例３に係る熱伝導部材を説明する図、（ｂ）は実施例３に係る熱伝導部材と支持部材の係合を説明する図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

以下の装置構成の説明において、長手方向とは、記録材搬送面に平行且つ記録材の搬送方向に直交する方向である。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は本発明が適用される像加熱装置である本実施例に係る定着装置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ある。

定着装置１８は、筒状のフィルム３６と、フィルム３６に接触する加熱体としてのヒータ３７と、ヒータ３７を支持する支持部材３８と、ヒータ３７共にフィルム３６を介してニップ部Ｎを形成するバックアップ部材としての加圧ローラ３２と、を有する。定着装置３６は、ニップ部Ｎでトナー像ｔを担持した記録材を搬送しながら加熱してトナー像ｔを記録材に定着する。定着装置１８は、更に、ヒータ３７の長手方向に沿って長くヒータ３７のフィルム３６と接触する面と反対側の面に接触する熱伝導部材３９を有する。支持部材３８は、熱伝導部材３９を介してヒータ３７の一部を支持している。

フィルム３６と、ヒータ３７と、熱伝導部材３９と、支持部材３８と、支持部材を補強する補強ステイ４０と、フィルム３６の寄りを規制するフランジ４１と、はフィルムユニット３１としてユニット化されている。フィルムユニット３１及び加圧ローラ３２は、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。

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の材質は、シリコーンゴムやフッ素ゴム等が用いられる。離型層３２ｃの材質としては、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、又はＦＥＰ等が用いられる。ＰＦＡ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体であり、ＰＴＦＥはポリテトラフルオロエチレン、ＦＥＰはテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体である。本実施例では、芯金３２ａとして外径１１ｍｍのステンレス鋼、弾性層３２ｂとして厚み約３．５ｍｍのシリコーンゴム層、離型層３２ｃとしてＰＦＡチューブを用いた。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、ニップ部Ｎの適正な幅の確保や耐久性などの観点から、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度計で９．８Ｎの荷重において、４０°〜７０°の範囲が望ましい。本実施例の加圧ローラ３２の硬度は、５４°としている。加圧ローラ３２の弾性層の記録材の搬送方向に直交する方向の長さは２２６ｍｍである。この加圧ローラ３２は図２に示すように、芯金３２ａの長手方向の両端部が、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れている。Ｇは芯金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。

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、を有する可撓性部材である。本実施例のフィルム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、弾性層として厚み約１５０μｍのシリコーンゴムを、離型層としての厚み１５μｍのＰＦＡチューブを用いている。本実施例の支持部材３８は、図１に示すように横断面が略半円状樋型の形状の部材であり、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のフィルム３６と接触する面と反対側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スよりなる長尺状の基板３７ａ上に、銀・パラジウム合金等による発熱抵抗体３７ｂをスクリーン印刷等によって形成し、更に発熱抵抗体３７ｂに銀等による電気接点部３７ｃを接続してなる。本実施例においては、二本の発熱抵抗体３７ｂが直列に接続されている。発熱抵抗体の上に保護層としてガラスコート３７ｄを形成して発熱抵抗体を保護し、ヒータ３７とフィルム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の一面に対向しつつフィルム３６の母線方向に沿って配設されている。本実施例の基板３７ａは、記録材の搬送方向に直交する方向の幅が２７０ｍｍ、記録材の搬送方向の幅が５．８ｍｍ、厚みが１．０ｍｍの直方体の形状であり、アルミナで形成されている。また、発熱抵抗体３７ｂの記録材の搬送方向の幅は２２２ｍｍである。尚、フィルム３６の内面に耐熱性を有する潤滑剤としてのグリスを塗布することで、ヒータ３７及び支持部材３８と、フィルム３６の内面と、の摺動性を向上させている。

図４は、支持部材３８と、感温素子としてのサーミスタ４２及び安全素子としての温度ヒューズ４３と、を示した図である。支持部材３８に貫通孔が設けられ、その貫通孔からサーミスタ４２及び温度ヒューズ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、サーミスタ４２は熱伝導部材３９を介してヒータ３７の温度を検知し、温度ヒューズ４３は熱伝導部材３９を介してヒータの熱を感熱する。

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、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の補強ステイ４０は、その横断面がＵ字型の形状であり、フィルム３６の母線方向に長い部材である。補強ステイ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。本実施例の補強ステイ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。

左右のフランジ４１は、補強ステイ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に係止している。本実施例では、フランジ４１の材料として、液晶ポリマーを用いている。

加圧バネ４５は図２のように、左右のフランジ４１の加圧部４１ｂと加圧アーム４４との間に設けられている。加圧バネ４５の力によって左右のフランジ４１、補強ステイ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はフィルム３６を介して加圧ローラ３２と共に６．２ｍｍのニップ部Ｎが形成される。本実施例では、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。

定着装置の動作時には、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への通電がなされ、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がニップ部Ｎに導入される。定着入り口ガイド３０は、未定着状態であるトナー像ｔを載せた記録材Ｐがフィルム３６と加圧ローラ３２の間のニップ部Ｎに向かうようにガイドする役割を果たしている。未定着トナー画像ｔを担持した記録材Ｐは、ニップ部Ｎにおいて未定着トナー画像ｔがフィルム３６に接触するように搬送される。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の熱とニップ部Ｎの加圧力によって未定着トナー画像ｔが記録材Ｐに定着される。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。尚、本実施例における定着装置の最大通紙可能幅は２１６ｍｍである。

ここで、定着装置３６の圧解除機構による圧解除動作について説明する。圧解除機構は、圧解除カム（不図示）を回転させてアーム（不図示）を動かす。そのアームの移動によって両側のフランジ４１が押され、フィルムユニット３１を加圧ローラ３２から遠ざかる方向に移動させることでニップ部Ｎの加圧力を解除する又は減少させる。図２（ａ）は圧解除前の定着装置を表した図であり、図２（ｂ）が圧解除後の定着装置を表した図である。この圧解除動作の目的は、定着装置１８で定着処理中に記録材のジャムが発生した際、記録材Ｐを定着装置１８から除去する処理、いわゆるジャム処理を容易にすることである。また、圧解除動作のその他の目的は、定着装置の消費電力を減らすためにヒータ３７への供給電力を停止するスリープモード時においてニップ部の加圧力によるフィルム３６の変形を防止することである。本実施例においては、定着装置が自動で圧解除を行う構成であるが、手動で圧解除を行う構成であってもよい。

（本実施例の特徴）
図５を用いて、本実施例の熱伝導部材３９について説明する。本実施例の熱伝導部材３９は、アルミニウム板で形成されている。図５（ａ）は、支持部材３８に熱伝導部材３９とヒータ３７とが組まれたアセンブリを短手方向から見た断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）において給電コネクタ４６及びヒータクリップ４７を非表示にした図である。図５（ｃ）は支持部材３８に熱伝導部材３９が組まれたアセンブリを上面から見た図である。図５（ｄ）は支持部材３８及び熱伝導部材３９の斜視図である。

本実施例においては、図５（ａ）に示すように、支持部材３８に熱伝導部材３９を介してヒータ３７が設けられている。ヒータ３７の記録材の搬送方向に直交する方向の両端部は、それぞれ、保持部材としての給電コネクタ４６及びヒータクリップ４７で支持部材３８に保持されている。また、ヒータ３７の記録材の搬送方向に直交する方向の端部は、図５（ｃ）に示すように、支持部材３８の規制面（規制部）４９に接触している。図５（ｂ）に示すように、記録材の搬送方向に直交する方向において、ヒータ３７の中央部は熱伝導部材３９を介して支持部材３８によって支持され、ヒータ３７の両端部は支持部材３８に接触して支持される。

給電コネクタ４６は、図６（ａ）に示すように、樹脂で形成されたコの字形状のハウジング部４６ａと、コンタクト端子４６ｂと、を有する。給電コネクタ４６は、ヒータ３７と支持部材３８とを挟んで保持する役割と、コンタクト端子４６ｂを図３に示すヒータ３７の電極３７ｃと接触させて発熱抵抗体３７ｂに通電する役割と、を有する。尚、ヒータ３７に給電するための部材と、ヒータ３７と支持部材とを保持するための部材と、を別体で構成してもよい。

コンタクト端子４６ｂは束線４８を介してＡＣ電源及びトライアック（不図示）に接続されている。ヒータクリップ４７は、図６（ｂ）に示すように、コの字型に曲げられた金属板で形成され、その弾性によってヒータ３７の端部が支持部材３８に接触する状態を保持している。ヒータ３７は、ヒータクリップ４７によって支持部材３８に対してヒータ３７の厚み方向の移動が規制されている。一方、記録材の搬送方向に直交する方向において、ヒータ３７の支持部材３８の規制面４９で規制されている端部と反対側の端部は支持部材３８によって規制されておらず、ヒータ３７の熱膨張や収縮を吸収することが可能である。

図５（ｄ）を用いて、本実施例の特徴である熱伝導部材３９の係止部について説明する。本実施例では、熱伝導部材３９として、厚みが０．３ｍｍのアルミニウム板を用いている。熱伝導部材３９がヒータ３７と接触する接触領域の記録材の搬送方向に直交する方向の幅Ｌは２２２ｍｍ、記録材の搬送方向の幅Ｍは５ｍｍである。熱伝導部材３９は、図５（ｄ）に示すように、記録材の搬送方向に直交する方向の中央部で且つ記録材の搬送方向の端部に係止部としての曲げ部３９ａを有している。曲げ部３９ａは、記録材の搬送方向に直交する方向の幅ａは８ｍｍであり、熱伝導部材３９ａの支持部材３８と対向する面から支持部材３８がある側への突出量ｂは３ｍｍである。熱伝導部材３９は、曲げ部３９ａが支持部材に設けられた被係止部としての穴３８ａに差し込まれることで記録材の搬送方向に直交する方向に係止されている。尚、穴３８ａは熱伝導部材３９の熱膨張を吸収するために、曲げ部３９ａよりも若干大きく形成されている。本実施例おける穴３８ａのサイズは、記録材の搬送方向に直交する方向の幅ｃは８．１ｍｍ、記録材の搬送方向の幅ｄは０．４ｍｍであり、熱伝導部材３９の支持部材３８に対する記録材の搬送方向に直交する方向の遊びは０．１ｍｍである。

本実施例の基板３７ａは記録材の搬送方向に直交する方向の幅は２７０ｍｍ、記録材の搬送方向の幅５．８ｍｍ、厚みは１．０ｍｍの直方体の形状であり、アルミナで形成されている。また、発熱抵抗体３７ｂの記録材の搬送方向に直交する方向の長さは２２２ｍｍであり、熱伝導部材３９がヒータ３７に接触する接触領域の幅と同じである。

（本実施例の作用）
小サイズ記録材を連続的に定着処理して非通紙昇温が生じる状況において、ヒータ３７の熱が記録材の搬送方向に直交する方向で均一化するメカニズムについて説明する。

本実施例で基板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。熱伝導部材３９の熱伝導率が基板３７ａよりも大きい場合は、ヒータ３７の熱を均一化しやすくなる。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。図７（ａ）のように、基板３７ａの記録材の搬送方向に直交する方向のある部分Ｈが他の部分よりも高温になった場合について説明する。基板３７ａの内部における記録材の搬送方向に直交する方向の熱の流れ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。更に、この熱は、熱伝導部材３９の内部において記録材の搬送方向に直交する方向に流れて、再び基板３７ａに戻る。このような熱の流れによってヒータ３７の熱が均一化される。

ここで、記録材の搬送方向に直交する方向におけるヒータ３７の発熱抵抗体３７ｂの幅と、熱伝導部材３９の幅と、の関係について述べる。図１０に、ヒータ３７と熱伝導部材３９との位置が記録材の搬送方向に直交する方向にずれた状態における一方の端部の拡大図を示す。図１０（ａ）のように、発熱抵抗体３７ｂの端部に対して、熱伝導部材３９の端部が外側に食み出している場合には、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１０（ｂ）のように、熱伝導部材３９の端部よりも、発熱抵抗体３７ｂの端部が外側に食み出している場合には、発熱抵抗体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。

上記のような状況を鑑みて、本実施例では記録材の搬送方向に直交する方向において、発熱抵抗体３７ｂの幅と熱伝導部材３９の幅をほぼ同じにする。更に、図７（ｂ）に示すように、発熱抵抗体３７ｂの一方の端部の位置と熱伝導部材３９の一方の端部の位置を一致させる（破線Ｘ）。これによって、本実施例の定着装置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。

次に、本実施例の曲げ部３９ａを熱伝導部材３９の記録材の搬送方向の端部に設けた理由について説明する。本実施例の比較例として、図８のように、熱伝導部材３９０の記録材の搬送方向に直交する方向の両端部にＬ字形状の曲げ部３９０ｂを設けた構成を示す。この曲げ部３９０ｂは、図８（ｃ）の曲げ部３９０ｂの拡大図に示すように、熱伝導部材３９０の端部を記録材の搬送方向に直交する方向に曲げて形成され、曲げ長さＺは３ｍｍである。図８（ａ）は短手方向から見た断面図、図８（ｂ）は支持部材３８０に熱伝導部材３９が設けられた状態の図である。熱伝導部材３９０として、厚みが０．３ｍｍのアルミニウム板を用いており、ヒータ３７と接触する接触領域の記録材の搬送方向に直交する方向の幅Ｌは２２２ｍｍで、記録材の搬送方向の幅Ｍは５ｍｍである部分は本実施例と同じ構成である。比較例の構成で本実施例と異なる部分は、熱伝導部材３９０が記録材の搬送方向に直交する方向の両端部に３ｍｍの長さのＬ字形状の曲げ部３９０ｂを有し、この曲げ部３９０ｂが支持部材３８０の両端部の取り付け穴３８０ｂに差し込まれている部分である。また、取り付け穴３８０ｂは熱伝導部材３９０の記録材の搬送方向に直交する方向の熱膨張を吸収するために熱伝導部材３９０の曲げ部３９０ｂよりも大きく形成して遊びを設けてある。

ここで、熱伝導部材３９０の熱膨張による記録材の搬送方向に直交する方向の変形量ΔＬ（ｍｍ）は、次式で計算することができる。
ΔＬ＝Ｌ×α×ΔＴ α：線膨張率、ΔＴ：温度差

熱伝導部材３９０は、幅Ｌは２２２ｍｍ、アルミニウムの線膨張率α＝２．３×１０＾−５／℃、定着処理時の基板３７ａの温度は約２００℃であるから、常温を２０℃としてΔＴ＝１８０℃である。上式に代入して計算すると、ΔＬは０．９２ｍｍになる。同様に、熱膨張による熱伝導部材３９０の記録材の搬送方向の変形量ΔＭ（ｍｍ）は、０．０２ｍｍとなる。一方、支持部材３８０の材質である液晶ポリマー（住友化学製スミカスーパーＬＣＰ Ｅ５２０４Ｌ）は、線膨張率αが１．３×１０＾−５／℃であるため、記録材の搬送方向に直交する方向に０．５２ｍｍ伸びる。

比較例の定着装置は、この支持部材３８０と熱伝導部材３９０の線膨張係数の違いに起因する以下の課題が発生する場合がある。図９は、比較例の定着装置を使用したときの支持部材３８０と熱伝導部材３９０とを記録材の搬送方向から見た断面図を示している。図９（ａ）はニップ部に１８０Ｎの加圧力Ｆが付加された状態を示す。熱伝導部材３９０及び支持部材３８０はいずれも熱膨張して記録材の搬送方向に直交する方向に伸びるが、線膨張係数の違いから熱伝導部材３９０の伸び量は支持部材３８０よりも大きい。図９（ｂ）は圧解除機構によって加圧力が解除された状態を示す。ニップ部の加圧力が解除されると、熱伝導部材３９０は支持部材３８０上で移動しやすくなる。その結果、図９（ｂ）のように、熱伝導部材３９０が矢印の方向（記録材の搬送方向に直交する方向）に移動して、熱伝導部材３９０の曲げ部３９０ｂが穴３８０ｂの端面に接触した状態になる場合がある。次に、図９（ｃ）は図９（ｂ）の状態からニップ部に加圧力が再度付加されて定着処理が行われた後に、定着装置が冷める過程で熱伝導部材３９０及び支持部材３８０は熱収縮した時の状態を示している。熱伝導部材３９０の収縮量は支持部材３８０の収縮量よりも大きいため、熱伝導部材３９０は、穴３８０ｂの端面に接触する曲げ部３９０ｂを開く方向に変形させながら収縮する。比較例の曲げ部３９０ｂは、熱伝導部材３９０の端部を記録材の搬送方向に直交する方向に曲げて形成されているので、記録材の搬送方向に直交する方向に力を受けると開きやすい。定着装置を使用する時にはこの図９（ａ）〜（ｃ）の状態が繰り返されるため、図９（ｄ）に示したように、曲げ部３９０ｂが徐々に開いていく。この熱伝導部材３９０の変形は両端部で起こり得るため、曲げ部３９０ｂが支持部材３８０の穴３８０ｂから外れる場合がある。その結果、熱伝導部材３９０が支持部材３８０に対して記録材の搬送方向に直交する方向に係止されていない状態となり、熱伝導部材３９０の位置はヒータ３７に対してずれが生じる場合がある。熱伝導部材３９０の位置がヒータ３７に対して大きくずれると、前述した大サイズ記録材の端部の定着不良や非通紙部昇温が抑制できないという課題が発生する。

一方、本実施例の熱伝導部材３９は、記録材の搬送方向の端部を記録材の搬送方向に直交する方向に交差する方向に曲げて形成された曲げ部３９ａを有する。熱伝導部材３９は、この曲げ部３９ａを支持部材３８の穴３８ａに差し込むことで支持部材３８に対して記録材の搬送方向に直交する方向に係止されている。また、曲げ部３９ａは、熱伝導部材３９の記録材の搬送方向に直交する方向の略中央に設けられている。本実施例の曲げ部３９ａの記録材の搬送方向に直交する方向の幅ａは８ｍｍであるから、この曲げ部３９ａの記録材の搬送方向に直交する方向の熱膨張量は０．０３ｍｍとなり極めて小さい。そのため、曲げ部３９ａに対して穴３８ａの幅の遊びを小さくすることができるため、支持部材３８に対する熱伝導部材３９の位置のずれを小さくすることができる。これによって、ヒータ３７の記録材の搬送方向に直交する方向の位置は支持部材３８によって決まっているため、熱伝導部材３９のヒータ３７に対する位置のずれを小さくできる。前述したように、本実施例では穴３８ａの幅を８．１ｍｍにしている。また、熱伝導部材３９は、記録材の搬送方向に直交する方向の両端部がフリーであるので、自身の熱膨張及び熱収縮によって曲げ部３９ａを変形させることはない。更に、熱伝導部材３９の記録材の搬送方向の熱膨張量ΔＭは０．０２ｍｍであり、記録材の搬送方向においても曲げ部３９ａが比較例のように大きく開くことはない。更に、曲げ部３９ａは、記録材の搬送方向に直交する方向に交差する方向に曲げて形成されているので、記録材の搬送方向の力を受けたとしても曲げ部３９ａが開く方向には変形しない。

以上説明したことから、本実施例においては、熱伝導部材３９は支持部材３８に対して係止された状態が維持されるため、ヒータ３７に対して位置がずれにくいという効果がある。これによって、記録材の搬送方向に直交する方向の端部の定着性を落とすことなく、非通紙部昇温の抑制することができる。

尚、熱伝導部材３９は、記録材の搬送方向の上流側の端部に曲げ部３９ａを設けて穴３８ａに差し込むことで、支持部材３８に対して記録材の搬送方向にも係止されている。

本実施例では、曲げ部３９ａは熱伝導部材３９の記録材の搬送方向の端部に設けたが、熱伝導部材３９の記録材の搬送方向の中央部に形成しても良い。つまり、熱伝導部材自身の一部を記録材の搬送方向に直交する方向に交差する方向に曲げて形成した曲げ部を係止部として、支持部材に対して記録材の搬送方向に直交する方向に係止される構成であれば良い。ただし、熱伝導部材３９の記録材の搬送方向の中央部を曲げ起こして曲げ部３９ａを形成すると、熱伝導部材に穴があいてヒータ３７の熱を均一化するための熱伝導性能が落ちるので、係止部を別部材とした方が良い。

近年、画像形成装置のＦＰＯＴ（Ｆｉｒｓｔ Ｐｒｉｎｔ Ｏｕｔ Ｔｉｍｅ）の短縮のために、定着装置のウォームアップ時間の短縮が求められている。そこで、本実施例においては、熱伝導部材の熱容量をより小さくした場合における構成について説明する。

本実施例の熱伝導部材３９１は、実施例１のものより記録材の搬送方向の幅及び厚みを小さくすることで熱容量を小さくしている。本実施例は、熱伝導部材３９１として記録材の搬送方向の幅が３ｍｍで厚みが０．２ｍｍのアルミニウム板を用いている。熱伝導部材３９１の熱容量は実施例１の熱伝導部材３９の４０％となり、ウォームアップ時間を０．１秒短くすることができる。本実施例は、熱伝導部材３９１と支持部材３８１以外の構成は実施例１と同じであるので説明を省略する。

本実施例の熱伝導部材３９１の特徴的な構成は、係止部を記録材の搬送方向に直交する方向に複数設けている部分である。本実施例のように薄く剛性の小さい熱伝導部材３９１を用いた場合、実施例１のように係止部が中央に一箇所であると、図１１に示すように熱伝導部材が記録材の搬送方向に弓状に変形する場合がある。この熱伝導部材の弓状の変形は、フィルム３６が回転した際にヒータ３７を介して記録材の搬送方向の上流から下流方向へ向かう方向の力を熱伝導部材が受けるために発生する。基板３７ａは、厚み１．０ｍｍのセラミックスであって剛性が高く変形しにくいのに対して、薄いアルミニウム板である熱伝導部材は高温下で塑性変形する場合がある。熱伝導部材が変形すると、発熱抵抗体３７ｂに対する位置がずれるので、非通紙部昇温の抑制効果が減少するという課題がある。

そこで、本実施例では、熱伝導部材３９１は記録材の搬送方向に直交する方向において、中央部の曲げ部３９１ａ（第１の係止部）と、一方の端部に曲げ部３９１ｃ（第２の係止部）、他方の端部に３９１ｄ（第３の係止部）を有する。これらの曲げ部をそれぞれ、被係止部としての穴３８１ａ、３８１ｃ及び３８１ｄに差し込むことで、熱伝導部材３９１が支持部材３８１に対して係止されるようにした。曲げ部３９１ａは少なくとも記録材の搬送方向に直交する方向の係止部としての役割を担い、曲げ部３９１ｃ及び３９１ｄは少なくとも記録材の搬送方向の係止部としての役割を担うように構成する。曲げ部３９１ａ及び穴３８１ａのサイズは、ａ＝８ｍｍ、ｂ＝３ｍｍ、ｃ＝８．１ｍｍ、ｄ＝０．３ｍｍとして、両端部の曲げ部３９１ｃ、３９１ｄおよび穴３８１ｃ、３８１ｄのサイズも同一とした。また、熱伝導部材３９１のヒータ３７に接触する接触領域の記録材の搬送方向に直交する方向の幅Ｌは２２２ｍｍ、記録材の搬送方向の幅Ｍは３ｍｍである。

尚、熱伝導部材３９１の曲げ部３９１ａ、３９１ｃ、３９１ｄのサイズは同じである必要はない。更に、曲げ部３９１ｃ及び３９１ｄは、図１３（ａ）のように熱伝導部材の記録材の搬送方向に直交する方向の端部に設けられていても良いし、図１３（ｂ）のように記録材の搬送方向の下流側の端部に設けられていても良い。図１３（ａ）の構成は、記録材の搬送方向に直交する方向の係止部としての役割を曲げ部３９１ａで担い、記録材の搬送方向の係止部としての役割を曲げ部３９１ｃ及び３９１ｄで担うように構成するものである。従って、図１３（ａ）の構成は、実施例１の比較例のように端部の曲げ部が開くという課題は生じない。

以上述べたことから、実施例２は、熱伝導部材３９１の熱容量を小さくしつつ熱伝導部材３９１がヒータ３７に対して位置がずれにくいという効果を有する。

熱伝導部材の係止部としての曲げ部の長さは長い程、ニップ部の加圧力が解除された時に熱伝導部材と支持部材との係りがはずれにくくなるというメリットがある。しかしながら、曲げ部の長さが長い程、熱伝導部材の熱容量が増加し、更に曲げ部から熱が空気中へ放熱しやすくなるので、定着装置のウォームアップ時間は延びる。

従って、熱伝導部材としてより曲げ部の長さが短く支持部材との係りがはずれにくいものが求められている。

そこで、本実施例の熱伝導部材３９２について、図１４を用いて説明する。熱伝導部材３９２は、記録材の搬送方向の端部に曲げ部３９２ａ（第１の係止部）と、両端部に曲げ部３９２ｃ（第２の係止部）及び３９２ｄ（第３の係止部）を有する。その曲げ部３９２ｃ及び３９２ｄに穴３９２ｅ（係合部）が設けられ、その穴が支持部材３８２の爪部３８２ｅ（係合部）と係合する。尚、熱伝導部材３９２及び支持部材３８２以外の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。

本実施例の熱伝導部材３９２の更なる具体的な構成について説明する。熱伝導部材３９２は、記録材の搬送方向の幅Ｍが３ｍｍ、厚み０．２ｍｍのアルミニウム板である。熱伝導部材３９２は、実施例１及び２と同じく記録材の搬送方向の端部に曲げ部３９２ａを有し、この曲げ部３９２ａで自身が支持部材３８２に対して記録材の搬送方向に直交する方向に係止されている。実施例３では、熱伝導部材３９２は、更に、記録材の搬送方向に直交する方向の端部に長さｂが２ｍｍの曲げ部３９２ｃ及び３９２ｄを有し、それらには１ｍｍ×１ｍｍの正方形の貫通した穴３９２ｅが設けられている。一方、図１４（ｂ）に示すように、支持部材３８２の記録材の搬送方向に直交する方向の端部には爪部３８２ｅを設けて、爪部３８２ｅが熱伝導部材３９２の穴３９２ｅと係合する構成とした。

本構成は、ニップ部の加圧力が解除された場合に、曲げ部３９２ｃ及び３９２ｄの長さｂが短くても、熱伝導部材３９２が支持部材３８２に対して図１４（ｂ）の矢印の方向にはずれにくい。更に、熱伝導部材３９２の両端部が支持部材３８２と係合しているので熱伝導部材３９２が記録材の搬送方向に弓状にも変形しにくくなる。

尚、実施例２で述べたように、熱伝導部材３９２は曲げ部３９２ａを有しているため、実施例１の比較例のように曲げ部３９２ｃ及び３９２ｄが開くことはない。

以上述べたことから、本実施例の定着装置は、熱伝導部材３９２がヒータ３７に対してずれにくいという効果に加えて、熱伝導部材３９２の熱容量を小さくすることができてウォームアップ時間の短縮に貢献するという効果を有する。

尚、本実施例においては、曲げ部３９２ｃ及び３９２ｄに穴３９２ｅを設ける構成としたが、曲げ部３９２ａに穴３９２ｅを設けて支持部材３８２と係合させても良い。その際は、曲げ部３９２ｃ及び３９２ｄに穴３９２ｅを設けて支持部材と係合させる必要は必ずしもない。

また、実施例１〜３において、熱伝導部材の端部の曲げ部で係止部を構成したが、曲げ部の代わりに別部材を熱伝導部材に取り付けて係止部を構成しても同じ効果が得られる。

また、以上説明してきた実施例１〜３の課題は、支持部材と熱伝導部材の線膨張率が違いに起因しており、これらが同じ材質でない限り発生する。従って、熱伝導部材と支持部材とが異なる材料で形成されている場合は、本発明の効果を奏する。

また、実施例１〜３の構成は、定着装置に限らずトナー像を加熱する像加熱装置に適用できる。

１８ 定着装置
３２ 加圧ローラ
３６ フィルム
３７ ヒータ
３７ａ 基板
３７ｂ 発熱抵抗体
３８ 支持部材
３８ｂ 穴
３９ 熱伝導部材
３９ａ 曲げ部
３８０ 支持部材
３８１ 支持部材
３８２ 支持部材
３９０ 熱伝導部材
３９０ｂ 曲げ部
３９１ 熱伝導部材
３９１ａ 曲げ部
３９１ｃ 曲げ部
３９１ｄ 曲げ部
３９２ 熱伝導部材
３９２ａ 曲げ部
３９２ｃ 曲げ部
３９２ｄ 曲げ部
Ｇ 駆動ギア
Ｐ 記録材
Ｎ ニップ部
ｔ 未定着トナー像

Claims (9)

1. 加熱回転体と、
   前記加熱回転体に接触する第１の面と、前記第１の面と反対側の面である第２の面と、を有する長尺状のヒータと、
   前記ヒータの長手方向に長い板状の熱伝導部材であって、前記ヒータの前記第２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、
   を備え、前記加熱回転体を介した前記ヒータの熱で記録材に形成されたトナー像を加熱する像加熱装置において、
   前記熱伝導部材は、曲げの稜線が前記長手方向に沿った方向であり且つ前記支持部材側に突出するように前記熱伝導部材の一部が曲がっている係止部を有し、
   前記支持部材は、前記係止部と係合する被係止部を有し、
   前記係止部が前記被係止部に係合することで、前記支持部材に対する前記熱伝導部材の前記長手方向の位置が決まるように構成されていることを特徴とする像加熱装置。
2. 前記係止部を第１の係止部とし、前記被係止部を第１の被係止部とすると、
   前記熱伝導部材は、曲げの稜線が前記ヒータの短手方向に沿った方向であり且つ前記支持部材側に突出するように前記熱伝導部材の一部が曲がっている第２の係止部を有し、前記支持部材は、前記第２の係止部に係合する第２の被係止部を有し、
   前記第２の係止部が前記第２の被係止部に係合することで、前記熱伝導部材の前記短手方向の位置が決まるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
3. 前記第２の係止部は、前記第１の係止部よりも前記熱伝導部材の前記長手方向の端部に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
4. 前記第２の係止部は、前記熱伝導部材の前記長手方向の両端部に設けられ、
   前記第１の係止部は、前記長手方向において、前記熱伝導部材の前記両端部に設けられた前記第２の係止部の間の領域に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
5. 前記被係止部は前記支持部材に設けられた孔部であることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
6. 前記第１の被係止部は前記支持部材に設けられた第１の孔部であって、前記第２の被係止部は前記支持部材に設けられた第２の孔部であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の像加熱装置。
7. 前記ヒータは、基板と、前記基板上に形成された発熱抵抗体と、を有し、
   前記熱伝導部材の熱伝導率は、前記基板の熱伝導率よりも大きいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の像加熱装置。
8. 前記加熱回転体は筒状のフィルムであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の像加熱装置。
9. ローラを有し、
   前記ヒータは前記フィルムの内面に接触し前記ローラと共に前記フィルムを介して記録材を搬送しながら加熱するためのニップ部を形成することを特徴とする請求項８に記載の像加熱装置。