JP7046556B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録材に画像を形成する機能を備えた、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に用いられる定着装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置で用いられる定着装置として、フィルム加熱方式のものが知られている。この定着装置は、筒状の定着フィルムと、定着フィルムの内面に接触する板状のヒータと、定着フィルムの外面に接触してニップ部を形成する加圧ローラと、を有する。トナー画像を担持する記録材はこのニップ部で搬送されつつ加熱され、トナー画像は記録材に定着される。フィルム加熱方式の定着装置は、定着フィルムの熱容量が小さいのでウォームアップ時間が短く、消費電力を極力低く抑えることができるというメリットがある。

ところで、ヒータの定着フィルムと接触する面と反対側の面に接触するように、ヒータの基板よりも熱伝導率が高い熱伝導部材を設けて、その熱伝導部材を定着フィルムに接触するように延ばした構成が開示されている（特許文献１）。ヒータから定着フィルムへの熱伝導経路に加えて、ヒータから熱伝導部材を介して定着フィルムに至る熱伝導経路が形成されるので、効率良く定着フィルムを加熱することができる。また、熱伝導部材をヒータ及び定着フィルムの長手方向に亘ってヒータ及び定着フィルムに接触させることによって、小サイズ記録材を連続的に定着処理した際に生じる非通紙部昇温を抑制することができる。

特開２００３－２５７５９２

しかしながら、ヒータ及び定着フィルムの長手方向に亘って熱伝導部材をヒータ及び定着フィルムに接触させると、それらの端部における放熱によって温度低下により端部定着性が悪化する場合がある。特に、幅が広い記録材を定着処理した際に画像端部のトナーが溶融不足となり、画像端部のオフセット（以下、「端部オフセット」と記載する）が発生する場合がある。

本発明は、非通紙部昇温抑制と端部定着性向上を両立できる定着装置を提供することを目的としたものである。

本発明の側面は、トナー画像を記録材に定着する定着装置であって、回転可能な筒状のフィルムと、基板と、前記基板上に形成された発熱抵抗体と、を備え、前記フィルムの内面に接触する第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有するヒータと、前記ヒータの前記第２の面に接触しているヒータ接触部を有する熱伝導部材と、を備え、前記熱伝導部材は、前記フィルムの内周面に接触するフィルム接触部を有し、前記基板の短手方向における前記ヒータ接触部の中央部と端部において、前記中央部の前記短手方向に直交する長手方向の長さと、前記端部の前記長手方向の長さは同じであり、前記長手方向の一方において、前記発熱抵抗体は前記フィルム接触部の長手端部よりも外側まで延び、前記ヒータ接触部は前記フィルム接触部よりも外側まで延びていることを特徴とする。

本発明によれば、非通紙部昇温抑制と端部定着性向上を両立できる定着装置を提供することができる。

実施例１に係る画像形成装置の概略構成図 実施例１に係る定着装置の概略断面図 実施例１に係るフィルムユニットの分解斜視図 実施例１に係る定着装置の一部切欠き正面図 （ａ）実施例１に係るヒータ、アルミ板、ヒータホルダ等を記録材搬送方向から見た概略図、（ｂ）実施例１に係るヒータ及びアルミ板をヒータホルダ側から見た概略図、（ｃ）実施例１に係る定着装置のニップ部近傍の概略断面図 （ａ）実施例１に係る定着装置を用いた場合の通常使用時のヒータ、定着フィルム、加圧ローラの長手温度分布のイメージ図、（ｂ）比較例１係る定着装置を用いた場合の通常使用時のヒータ、定着フィルム、加圧ローラの長手温度分布のイメージ図 （ａ）実施例１に係る定着装置で小サイズ記録材を使用した場合のヒータ、定着フィルム、加圧ローラの長手温度分布のイメージ図、（ｂ）比較例１に係る定着装置で小サイズ記録材を使用した場合のヒータ、定着フィルム、加圧ローラの長手温度分布のイメージ図 実施例２に係る定着装置の概略断面図 （ａ）実施例２に係るヒータ、グラファイトシート、及びヒータホルダ等を搬送方向から見た概略図、（ｂ）実施例２に係るヒータ及びグラファイトシートをヒータホルダ側から見た概略図 （ａ）実施例３に係るヒータ、アルミ板、及びヒータホルダ等を搬送方向から見た概略図、（ｂ）実施例３に係るヒータ及びアルミ板をヒータホルダ側から見た概略図 （ａ）実施例４に係るヒータ、アルミ板、及びヒータホルダ等を搬送方向から見た概略図、（ｂ）実施例４に係るヒータ及びアルミ板をヒータホルダ側から見た概略図 本実施例の変形例に係るヒータ及び熱伝導部材をヒータホルダ側から見た概略図 本実施例の変形例に係る定着装置の概略断面図 （ａ）実施例５に係るヒータ、アルミ板、ヒータホルダ等を搬送方向から見た概略図、（ｂ）実施例５に係るヒータ及びアルミ板をヒータホルダ側から見た概略図、（ｃ）実施例５に係る定着装置のニップ部近傍の概略断面図 （ａ）実施例６に係るヒータ、アルミ板、ヒータホルダ等を搬送方向から見た概略図、（ｂ）実施例６に係るヒータ及びアルミ板をヒータホルダ側から見た概略図、（ｃ）実施例６に係るアルミ板の長手端部を拡大した図 （ａ）実施例６に係るアルミ板の長手端部を拡大した図、（ｂ）定着フィルムのアルミ板の長手端部に対応した領域の温度部分、（ｃ）定着フィルムのアルミ板の長手端部に対応した領域の温度部分 （ａ）実施例７に係るヒータ、アルミ板、ヒータホルダ等を搬送方向から見た概略図、（ｂ）実施例７に係るヒータ及びアルミ板をヒータホルダ側から見た概略図、（ｃ）実施例７に係るアルミ板の長手端部を拡大した図 実施例７の変形例に係るアルミ板の長手端部を拡大した図

［実施例１］
まず、本実施例における画像形成装置の本体構成を説明し、次いで、本実施例に係わる定着装置について詳しく説明する。

（１）画像形成装置
図１を参照して、実施例１に係る画像形成装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施例１に係る一般的なカラー画像形成装置（本実施例では、電子写真方式の中間転写方式のフルカラープリンタ）の概略構成図である。

このカラー画像形成装置は、イエロー色、マゼンダ色、シアン色、ブラック色の画像を各々形成する４つの画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋを備えている。これらの４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されている。

各画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋには、それぞれ像担持体としての感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設置されている。各感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの周囲には、帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写シート５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、ドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ設置されている。更に、各感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの周囲には、帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ間の上方に露光装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄがそれぞれ設置されている。各現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄには、それぞれ負帯電特性のイエロートナー，マゼンタトナー，シアントナー，ブラックトナーが収納されている。

感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、本実施例では負帯電の有機感光体でアルミニウムのドラム基体上に感光層を有しており、不図示の駆動装置によって矢印方向（反時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。

帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、それぞれ感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに所定の圧接力で接触しており、不図示の帯電バイアス電源によって、所望の帯電バイアスを印加される。そして、各感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ表面を所定の電位に均一に帯電する。尚、本実施例では、各感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは各帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄにより負極性に帯電される。

露光装置（レーザスキャナ装置）７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、ホストコンピュータ（不図示）からそれぞれ入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光をレーザ出力部（不図示）から出力する。そのレーザ光は、各反射ミラー（不図示）を介して各感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ表面を画像露光する。その結果、各帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで帯電された各感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。

現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、現像方式として、接触現像方式を用いており、現像剤担持体としての現像ローラを有している。現像ローラ上の薄層担持されたトナーは不図示の現像駆動手段により回転した現像ローラにより感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄとの対向部（現像部）に搬送される。そして、感光体ドラム上に形成された静電潜像は不図示の現像電圧印加手段により現像ローラに印加された現像バイアスによりトナー像として現像（反転現像）される。

現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにおける各現像ローラと各感光体ドラムは、フルカラー画像形成モードでは当接であり、後述するモノカラー画像形成モードでは画像を形成する現像部以外の現像ローラと感光体ドラムは離間するような構成となっている。これは、現像ローラとトナーの劣化、消耗を防止するためである。

シート状転写手段としての転写シート５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、導電性を持たせた樹脂により形成されたシートにより構成されている。また、転写シート加圧部材としての転写パッド１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、ゴムなどにより形成された弾性体により構成されている。

中間転写ベルト２０は半導電性を持たせた樹脂により無端ベルト状に形成されている。中間転写ベルト２０は、駆動ローラ２１、テンションローラ２２、２次転写対向ローラ２３により張架され、テンションローラ２２に対する不図示の加圧手段によりテンションがかけられており、駆動ローラ２１により回転駆動される。

感光ドラム２ａには、無端ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト２０が当接している。転写シート５ａは、中間転写ベルト２０と当接し、さらに、転写パッド１５ａに当接し、押圧されている。結果、転写パッド１５ａは転写シート５ａと、中間転写ベルト２０を介して各感光ドラム２ａに押圧している。転写シート５ａには、１次転写電源としての１次転写用電源（不図示）が接続されている。感光ドラム２ａ上に現像されたトナー像は、１次転写電圧が印加された転写シート５ａにより、回転している中間転写ベルト２０上に１次転写される。

以上説明した構成が画像形成部１Ｙの転写部構成であり、他の画像形成部１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋについても同様の構成である。画像形成部１Ｙと同様にして中間転写ベルト２０上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、画像形成部１Ｃ，１Ｂｋの感光ドラム２ｃ，２ｄで形成されたイエロー，ブラックのトナー像を各１次転写部にて順次重ね合わせる。その結果、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト２０上に形成される。

２次転写ローラ２４は、中間転写ベルト２０の外側方向から２次転写対向ローラ２３部に押圧しており、中間転写ベルト２０に接離自在な構成となっている。記録材Ｐは２次転写ローラ２４と中間転写ベルト２０の当接部に搬送される。２次転写ローラ２４には、２次転写電源としての２次転写用電源（不図示）が接続されている。中間転写ベルト２０上に１次転写されたトナー像は、２次転写電圧が印加された２次転写ローラにより、搬送されている記録材Ｐ上に２次転写される。

中間転写ベルト２０と２次転写ローラ２４の当接部の、中間転写ベルト２０回転方向下流側には、中間転写ベルト２０表面に残った転写残トナーを除去して回収するためのベルトクリーニング装置として、クリーニングの帯電ローラ２５が接触している。このクリーニング用の帯電ローラ２５には、不図示のクリーニング用電源が接続され、クリーニング電圧が印加されたクリーニング用帯電ローラ２５により、転写残トナーは除去される。

また、使用する環境の変化、画像形成枚数等の諸条件によらず、安定した色レジや、画像濃度を得るために、駆動ローラ２１の近傍に、色レジ補正・濃度補正用センサユニット５０が設けられている。色レジ補正・濃度補正用センサユニット５０は、ＬＥＤなどの発光素子、フォトダイオードやＣｄＳなどの受光素子から構成されている。

２次転写ローラ２４の記録材Ｐの搬送方向下流側には、定着ローラ４３と定着フィルム３０および加圧ローラ３３を有する定着装置１２が設置されている。ここでは、記録材Ｐを定着ローラ４３と加圧ローラ３３間に搬送することにより、同時にトナー像ｔを加熱、加圧して記録材Ｐ表面に永久固着画像として定着する。

また、色レジ補正および濃度補正時には、トナー像を中間転写ベルト２０上に形成し、回転移動する中間転写ベルト２０上のトナー像及びトナー像の無い部分に発光素子からの光を照射する。そして、それらからの反射光を受光素子で受けることによりトナー像パッチの形成された位置および濃度を測定する。色レジ補正時にはトナー像の有無の間隔を測定することで色レジを補正する。また、濃度補正時にはトナー像の濃度を測定することで、濃度を補正する。

本実施例のカラー画像形成装置は複数の用紙サイズに対応しており、Ｌｅｔｔｅｒ紙（約２１６ｍｍ×２７９ｍｍ）、Ａ４紙（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）、Ａ５紙（１４８ｍｍ×２１０ｍｍ）を含む複数の用紙サイズをプリントできる。基本的に紙を縦送りする（長辺が搬送方向と平行になるように搬送する）プリンタであり、対応している定型の記録材サイズ（カタログ上の対応用紙サイズ）のうち最も大きな（幅が大きな）サイズはＬｅｔｔｅｒ紙の約２１６ｍｍ幅である。このように、画像形成装置が対応する最大サイズよりも小さな紙幅の用紙（Ａ４紙、Ａ５紙）を、本提案では小サイズ紙と定義する。

（２）定着装置
定着装置１２について説明する。定着装置１２は、フィルム加熱方式の装置である。フィルム加熱方式の定着装置１２は、耐熱性フィルムとして無端ベルト状のものを用い、そのフィルムは加圧体の回転駆動力で回転駆動するようにした装置である。

以後フィルム加熱方式の定着装置について詳細を説明する。図２は、実施例１に係るカラー画像形成装置の定着装置を示す断面図である。また、図３は同定着装置に用いられるフィルムユニットの分解斜視図、図４は同定着装置の一部切欠き正面図である。

ヒータホルダ３１は、ヒータ３２を支持する支持部材として機能すると共に、円筒状である定着フィルム３０の回転走行を案内するものである。ヒータホルダ３１はポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミックス、金属、ガラス等との複合材料等を好適に用いることができる。中でも耐熱温度が高く、モールド成型ができ、寸法安定性に優れる液晶ポリマーを特に好適に用いることができる。液晶ポリマーには以下のような利点がある。まず耐熱温度が高いためにヒータの設定温度の自由度が大きくできる。またモールド成型できるために、生産性が良く大量生産が可能である。さらには寸法安定性に優れるため加圧部材への押圧力を均等にすることができ紙搬送性能が安定するというメリットがある。

ヒータ３２は、長細い板形状を有している。ヒータ３２は耐熱性が高いセラミック基板（本実施例においては、熱伝導率が３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）のアルミナを用いている）にＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）を用いた抵抗発熱体８２と電極が印刷されている。更に、抵抗発熱体８２を保護するようにガラスコート８４が設けられている。抵抗発熱体８２は２本の発熱体を用い、２つの電極を片側に配置している。ガラスコート８４層が定着フィルム３０と触れる側に設置される。

定着フィルム３０は無端ベルト状（円筒状）の基層外側に弾性層を設け、さらにその外側に離型層を設けた部材であって、回転可能に構成されている。

離型層は、は定着フィルム３０の表面にトナーが一旦付着し、再度、記録材Ｐに移動することで発生するオフセット現象を防止する層であり、厚み５～７０μｍ程度の離型性の良好なＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂を好適に用いることができる。本実施例では厚み１５μｍのＰＦＡチューブを用いてことで、簡便に、均一なフッ素樹脂層を形成することができる。

弾性層は、特にカラー画像形成装置における定着装置において用いられることが多い。この弾性層によって、記録材Ｐ表面の凹凸によらずトナー像ｔを包み込んだ形でトナー像ｔを加熱することを可能とし、その結果均一なカラー光沢画像を得ることを可能にしている。本実施例において弾性層には比較的熱伝導率の高いシリコーンゴム層を用いている。これにより、より高いオンデマンド性と、より良好な定着性能を得ることができる。

基層は定着フィルム３０の最も内面側のヒータと接する層である。基層は耐熱性に優れ、可撓性があるポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等が用いられ、単体での厚み１０～１００μｍ程度で形成されている。ヒータ３２と加圧ローラが対向するニップ部Ｎにおいて、ヒータの熱を記録材Ｐ上のトナー像ｔにより効率的に伝えるために、定着フィルム３０はヒータに十分ならって密着できるような可撓性を有することが重要である。

可撓性を向上させるためにはより層を薄くすることが有効である。一方で、定着フィルム３０は基層により機械的強度を保っていることから、極端に基層の厚みが薄い場合、強度が低下してフィルムが変形し、シワが入りやすくなることや、端部が座屈しやすくなるなど必要な強度を得られなくなってしまう。これを防止するために基層がポリイミドの場合、厚みは１０μｍ以上であることが必要である。本実施例ではマイクロメータで計測した厚みが５０μｍ、内径が１８ｍｍの円筒状のポリイミド樹脂を用いている。

図２の断面図を参照して、定着装置の構成について説明する。補強部材３４は鉄等の金属からなり、ヒータホルダ３１を加圧ローラ側に押圧する圧力でも大きく変形しないように強度を維持する部材である。ヒータ３２はヒータホルダ３１と補強部材３４を介して加圧ローラ３３側に後述の押圧手段によって押圧されている。押圧されて加圧ローラ３３と定着フィルム３０が密着している領域が（圧接領域としての）定着ニップ部Ｎである。そして、加圧ローラ３３の加圧位置と、ヒータ３２の記録材搬送方向中央部の位置は略同一としている。

次に、図３の斜視図を参照して説明する。ヒータホルダ３１は、横断面で略樋型形状を有しており、桶型の内側に補強部材３４が嵌合する。ヒータホルダ３１の加圧ローラ３３と対向する側にはヒータ受け溝が設けられており、ヒータ３２が前記ヒータ受け溝に嵌って所望の位置に嵌合される。この際に、ヒータ３２と前記ヒータ受け溝間にはアルミ板８１を挟んで配置している。アルミ板８１の詳細については後述する。またヒータホルダ３１には不図示のサーミスタも取り付けられ、ヒータ３２およびアルミ板８１がヒータ受け溝に嵌合されたときにアルミ板８１と当接する位置に配置される。定着フィルム３０は上述の部品が組みつけられたヒータホルダ３１の外側に周長に余裕を持って外嵌している。定着フィルム３０の円筒形状の軸方向（図中で定着フィルムが挿入される矢印方向）を以後長手方向と称する。補強部材３４の張り出し部は定着フィルム３０の両端から突き出ており、両端それぞれにフランジ部材３６を嵌着させ、全体でフィルムユニットとして組み立てられる。定着フィルム３０の片側端からヒータ３２の給電端子も突出しており、給電コネクタ３５が嵌合されている。給電コネクタ３５がヒータ３２の電極部と当接圧を持って接触し、給電経路を作っている。

加圧回転体としての加圧ローラ３３は金属からなる芯金と、弾性特性を有するシリコーンゴムからなる弾性層と、離型性を有する離型層とからなる。加圧ローラ３３の芯金の片側の端部には駆動ギア４４が取り付けられており、不図示の駆動手段により回転駆動力を受け、加圧ローラ３３を回転させている。

次に図４の正面図を参照して説明する。フランジ部材３６は回転走行する定着フィルム３０の長手方向への移動を規制し、定着装置が稼働中の定着フィルムの位置を規制するものである。フランジ部材３６のつば（定着フィルム端部を規制する部分）は左側と右側の間の距離が定着フィルム３０の長手方向の長さより長くなるように設置されている。

これは通常使用時にフィルム端部にダメージを与えないためである。また定着フィルム３０よりも加圧ローラ３３の長手方向の長さが約１０ｍｍ程度短くなっている。これは定着フィルム３０の端部からはみ出したグリスが加圧ローラに接触してグリップ力を失いスリップが発生することを防止するためである。

フィルムユニットは加圧ローラ３３に対向して設けられ、図内の左右方向への移動は規制され、上下方向の移動は移動自在となるよう定着装置の天板側筐体３９に支持されている。定着装置の天板側筐体３９には加圧バネ３８が圧縮した状態で取り付けられている。加圧バネの押圧力は補強部材３４の張り出し部が受けており、加圧ローラ３３側に３４が押圧され、フィルムユニット全体が加圧ローラ側に押圧するようになっている。加圧ローラ３３の芯金を軸支するように軸受け３７が設けられている。フィルムユニットからの押圧力を、加圧ローラを介して軸受け３７が受け止めている。比較的高温になる加圧ローラの芯金を回転自在に支持するために、軸受けの材質は耐熱性があって、かつ摺動性に優れる材質が用いられる。軸受け３７は定着装置の底側筐体４０に取り付けられている。

次に図２の断面図を参照して定着装置の動作について説明する。ヒータ３２の定着フィルム３０と接触する反対側の面にはアルミ板８１が接触するように配置されている。更に、温度検知素子であるサーミスタ４１がアルミ板８１に接触するように設けられている。サーミスタ４１の検知温度を元に不図示の制御手段にてヒータ３２に供給する電力を制御し、ヒータ３２を所望の温度（目標温度）になるようにしている。

加圧ローラは不図示の駆動手段により回転駆動を受け、定着ニップ部Ｎでの加圧ローラ３３と定着フィルム３０外面との摩擦力により、定着フィルム３０を従動回転させる。定着フィルム３０とヒータ３２、ヒータホルダ３１とは押圧されながら摺動するため、その摩擦抵抗を軽減するためにヒータの表面に不図示のグリス（潤滑剤）が塗られている。グリスは液体潤滑剤であるフッ素オイルをベースとしてフッ素オイルと、固体潤滑剤であるフッ素樹脂を混合、分散させた耐熱性グリスである。フィルムとヒータとの間にグリスを介在させて長期間の使用でも良好な摺動性を維持するようになっている。

記録材Ｐは先述のようにトナー像ｔを転写することによって画像形成され、定着フィルム３０と加圧ローラ３３間に搬送される。記録材Ｐの先端が確実に定着ニップＮに導入されるように案内部材４２が設けられている。記録材Ｐ上のトナー像ｔは定着ニップ部Ｎで十分な圧力と温度を受けて溶融し、記録材Ｐ上に永久固着画像として定着される。

（３）アルミ板
次に、本実施例の特徴であるアルミ板８１について詳細に説明する。図２の断面図に示すように、ヒータ３２の定着フィルム３０と接触する面（第１の面）と反対側の面（第２の面）には高熱伝導部材としてのアルミ板８１が接触している。ヒータホルダ３１の加圧ローラ３３と対向する側には溝が設けられており、アルミ板８１およびヒータ３２が前記ヒータ受け溝に嵌って所望の位置で支持されている。

アルミ板８１の長手方向に垂直である断面は、アルミ板８１の短手方向（記録材搬送方向）の端部がＺ形状に折り曲げられており、ヒータ３２と及び定着フィルム３０の双方に接触するように設けられている。このような構成とすることで、ヒータ３２の第１の面から定着フィルム３０に至る熱伝導経路以外にヒータ３２からアルミ板８１を介して定着フィルム３０に至る熱伝導経路を形成している。その結果、ヒータからフィルムへの高い熱伝導効率が必要とされる高速化への対応が有利となる。

アルミ板８１の材料としては、アルミ以外にも金・銀・銅等の熱伝導性の高い金属が好ましい。アルミ板８１として熱伝導性の良いマグネシウムやニッケル、更には上記金属を主材料とする例えば３０００番台、５０００番台、６０００番台のアルミニウム合金や、銅合金などを用いることも可能である。熱伝導部材は、ヒータの基板の熱伝導率（ヒータ３２の基材であるアルミナの熱伝導率が３０Ｗ／（ｍ・Ｋ））より高い熱伝導率を有することが望ましい。

本実施例においては、アルミ板８１には純アルミニウム（Ａ１０５０）を用いており、熱伝導率が２３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。ヒータ３２の熱伝導率と比較して、熱伝導性が非常に高いことから非通紙部昇温の抑制効果が大きい。

次に、図５を用いて、本実施例のアルミ板８１の長手の位置関係について説明する。図５（ａ）は、本実施例に係るヒータ３２、アルミ板８１、ヒータホルダ３１等を記録材搬送方向から見た図である。図５（ｂ）は、ヒータ３２とアルミ板８１をヒータホルダ３１側から見た概略図である。図５（ｃ）は定着装置の定着ニップ部の近傍を拡大した概略断面図である。

図５（ａ）に示すように、本実施例においては、高熱伝導部材としてのアルミ板８１をヒータホルダ３１に取り付けた後にさらにヒータ３２を取り付ける。この結果、ヒータ３２の長手中央部はアルミ板８１を挟んでヒータホルダ３１に支持され、また、ヒータ３２の長手端部はヒータホルダ３１に直接接触して支持される。ヒータ３２とアルミ板８１の接触面においては、両者間の接触熱抵抗が小さいほど熱効率が良くなるため望ましい。そのため、本実施例においては、前述の耐熱性グリスを共用して用い、ヒータ３２とアルミ板８１の間にグリスを介在させている。

図５（ｂ）に示すように、本実施例のヒータ３２の基板は長手長さが２７０ｍｍ、短手長さが６．０ｍｍ、厚みが１．０ｍｍの板状の形状であり、抵抗発熱体８２の長手長さは２１９ｍｍであり、同一抵抗の２本パターンを形成している。図５（ｃ）に示すように、アルミ板８１は長手方向に垂直な断面が帽子型になるように短手端部がＺ形状に折り曲げられている。アルミ板８１の帽子のトップクラウンに当たる部分が、ヒータ３２と接触する領域（部分）となる。ここでは、この領域（部分）を領域（ヒータ接触部）ａとし、その長手方向の最大長さをＡとする。本実施例においては、Ａは２１８ｍｍである。また、帽子型のひさしに当たる部分の一部（ひさしと滑りの境界部分）が、定着フィルムと接触する領域（部分）となる。この領域（部分）を領域（フィルム接触部）ｂとし、その長手方向の最大長さをＢとする。本実施例においては、Ｂは２１４ｍｍである。アルミ板８１の長手方向において、アルミ板８１の領域ａの長手端部は、領域ｂの長手端部よりも外側にある。本実施例において、アルミ板８１の領域（フィルム接触部）ｂは、定着フィルム３０の回転方向におけるヒータ３２の上流端よりも上流側の領域に設けられている第１のフィルム接触部を含む。更に、アルミ板８１の領域（フィルム接触部）ｂは、定着フィルム３０の回転方向におけるヒータ３２の下流端よりも下流側の領域に設けられている第２のフィルム接触部を含む。尚、第１のフィルム接触部と第２のフィルム接触部のいずれか一方が設けられている構成でも良い。

（４）効果
一般的に高熱伝導部材は長手長さが長い程、非通紙部昇温を抑制する効果があるものの、ヒータ３２や定着フィルム３０の長手端部の放熱によって端部定着性が悪化しやすくなる。従って、非通紙部昇温と端部定着性の間にトレードオフの関係がある。本実施例の構成にすることで、非通紙部昇温抑制と端部定着性向上の両立が可能になる。このメカニズムについて、以下に「アルミ板の熱伝導について」「端部定着性について」「非通紙部昇温について」の順に説明する。

＜アルミ板の熱伝導について＞
アルミ板８１の領域ａは、高温であるヒータ３２と接触しているので、ヒータ３２は熱の供給源となり、アルミ板８１がその熱を受け取る。そして、アルミ板８１の領域ｂは、ヒータ３２と比較して低温である定着フィルム３０と接触している領域であるため、アルミ板８１が熱の供給源となり、定着フィルム３０が熱を受け取る。このようにして、ヒータ３２から定着フィルム３０への直接的な熱の供給に加えて、アルミ板８１を介した定着フィルム３０へ熱供給が可能になる。ヒータ３２の第２の面はアルミ板８１がない場合には、ヒータ３２に熱が蓄積しやすい箇所であるため、アルミ板８１を接触させることでヒータ３２の熱拡散性が向上する。

＜端部定着性について＞
端部定着性に対する長さＡ、Ｂの影響度について、以下説明する。図６（ａ）に本実施例における定着装置を用いた場合の通常使用時の温度分布のイメージ図を示す。

最初に、図６（ａ）を用いて端部定着性に対するアルミ板８１の領域ａの長さＡの影響について説明する。前述したように、アルミ板８１の領域ａでヒータ３２から熱を受け取り、領域ｂで定着フィルム３０に熱を与える。よって、アルミ板８１の領域ａがヒータ３２の高温領域（発熱領域）と接触している限りは、熱の受け取りが期待できる。ヒータ３２と接触しているアルミ板８１の長手端部の領域ａを介して領域ｂから定着フィルム３０へ供給できる熱量が、アルミ板８１の領域ｂの長手端部から定着フィルム３０へ供給しなければならない熱量に対して十分余裕があるので、端部定着性は良い。

次に、図６（ｂ）に比較例における定着装置を用いた場合の通常使用時の温度分布のイメージ図を示す。ここでは比較例として、アルミ板８１の領域ａの長さＡよりも領域ｂの長さＢが長い構成としている。図６（ｂ）を用いて端部定着性に対するアルミ板８１の領域ｂの長さＢの影響について説明する。アルミ板８１の領域ｂから定着フィルム３０に熱を供給する際に、領域ｂの長さＢが長い場合、領域ｂの長手端部は、定着フィルム３０の長手中央よりも低温である領域と接触する。また、ヒータ３２の高温領域（発熱領域）と接触するアルミ板８１の領域ａが本実施例よりも減少する。その結果、ヒータ３２からアルミ板８１の領域ａを介して領域ｂに供給される熱量が十分でないため、アルミ板８１の領域ｂの長手端部から定着フィルム３０へ供給する熱量が不足し、端部定着性が悪化しやすい。端部定着性が悪化すると、最大サイズ紙など幅が広い記録材を定着処理した際に画像端部のトナーが溶融不足となる画像不良（端部オフセット）が発生する場合がある。

以上述べたことから、端部定着性については、アルミ板８１の領域ｂの長さＢよりも領域ａの長さＡを長くする方が端部定着性は悪化し難い。

＜非通紙部昇温について＞
図７（ａ）に本実施例における定着装置を用いた場合の小サイズ通紙時の温度分布のイメージ図、図７（ｂ）に比較例における定着装置を用いた場合の小サイズ通紙時の温度分布のイメージ図を示す。非通紙部昇温が発生した場合、熱源はヒータ３２であることから、ヒータに直接アルミ板８１が接触していることが好ましい。図７（ａ）に示すように、本実施例はヒータ３２と接触しているアルミ板８１の領域ａの長さＡが長い構成であり、これが長い程ヒータ３２の均熱効果が得られる領域が広くなるので非通紙部昇温の抑制効果が高い。一方、比較例は、図７（ｂ）に示すように、定着フィルム３０に接触しているアルミ板８１の領域ｂの長さＢが長い構成であるので、ヒータ３２に蓄積した熱を、定着フィルム３０を介して均熱化しなければならないため、本実施例よりも均熱化の効率が悪い。その結果、アルミ板８１の領域ｂの長さＢが長い程、非通紙部昇温の抑制効果はあるものの、領域ａの長さＡと比較するとその効果が小さいことがわかる。

以上述べたことから、非通紙部昇温については、アルミ板８１の領域ｂの長さＢよりも領域ａの長さＡを長くする方が非通紙部昇温を抑制する効果が大きいことがわかる。アルミ板８１の長手幅について、ヒータとの接触領域の最大長手幅をＡ、定着フィルムとの接触領域の最大長手幅をＢとしたとき、Ｂ＜Ａとすることで非通紙部昇温抑制と端部定着性向上をより高いレベルで両立するという効果が得られる。

（５）画像出力実験結果
次に、本実施例を用いた場合の、画像出力実験の結果について説明する。

非通紙部昇温と端部オフセットについて、以下のような評価を行った。まず、非通紙部昇温の評価について説明する。記録材には、坪量８０ｇ／ｍ２、紙サイズがＡ４（小サイズ紙）のＣａｎｏｎ Ｒｅｄ Ｌａｂｅｌ（キヤノンＥ．Ｕ．、商品名）を用いた。定着装置が室温まで冷えている状態から、連続１０００枚をプリントした際の加圧ローラ３３の非通紙部におけるローラ表面温度の最大値を測定した。

加圧ローラ３３の耐熱性（弾性層として用いているシリコーンゴムの耐熱性）を考慮し、目標は２３０℃としてある。なので、２３０度を超える場合を×、２３０度以下を○とした。

次に、端部オフセットの評価について説明する。記録材には、坪量７５ｇ／ｍ２、紙サイズがＬｅｔｔｅｒ（最大サイズ紙）のＸｅｒｏｘ Ｖｉｔアルミｉｔｙ Ｍｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ Ｐｒｉｎｔｅｒ ＰａｐｅｒＸｅｒｏｘ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ ４２００ Ｐａｐｅｒ（Ｘｅｒｏｘ、商品名）を用いた。定着装置が室温まで冷えている状態から、全面ＲＥＤ（Ｙ：１００％＋Ｍ：１００％）の画像を連続１００枚をプリントし、得られた画像を確認し、端部オフセットのレベルをランク付けした。全く発生しない場合を○、僅かに発生する場合を△、発生する場合を×とした。

△レベルについては、僅かの発生であるものの、目標はオフセットが発生しない○であることとしている。

印字モードとしては普通紙モードを用い、実験に用いた画像形成装置において、このときのプロセススピードは３００ｍｍ／ｓｅｃ、スループットは１分間に６０枚である。尚、実験を行った雰囲気環境は温度２３℃、湿度５０％にて行った。

評価結果を表１に示す。実施例１の行を参照して説明する。本実施例では前述したように、アルミ板８１の領域ａの長さＡは２１８ｍｍ、領域ｂの長さＢは２１４ｍｍとしている。本実施例においては、端部オフセットは発生せず（○）、非通紙部昇温は２２６℃であった。

次に、比較例を用いた場合の、画像出力実験の結果について説明する。比較例として、画像形成装置の構成と定着装置の基本構成は実施例１と同一であり、その中で、アルミ板８１の長さ（ヒータとの接触領域の最大長手幅Ａ、および定着フィルムとの接触領域の最大長手幅Ｂ）のみ異なる条件のものを用いた。比較例１は、アルミ板の長さＡが２１４ｍｍ、長さＢが２１８ｍｍである。比較例２は、アルミ板の長さＡが２１６ｍｍ、長さＢが２１６ｍｍである。比較例３は、アルミ板の長さＡが２１４ｍｍ、長さＢが２１４ｍｍである。比較例４は、アルミ板の長さＡが２１８ｍｍ、長さＢが２１８ｍｍである。

評価方法としては、本実施例を用いた場合の評価方法と同一の評価方法を用いて評価を行った。評価結果は表１に示すとおりである。比較例１においては、端部オフセットが発生し（×）、非通紙部昇温は２３６℃であった。比較例２においては、端部オフセットはわずかに発生し（△）、非通紙部昇温は２３１℃であった。比較例３においては、端部オフセットは発生せず（○）、非通紙部昇温は２４２℃であった。比較例４においては、端部オフセットは発生し（×）、非通紙部昇温は２２１℃であった。比較例１から４に比較して、本実施例は、より高いレベルで非通紙部昇温抑制と端部定着性向上を両立できることがわかる。

以上説明したように、アルミ板の長手方向において、アルミ板の領域ａの長手端部を、領域ｂの長手端部よりも外側まで延びているように構成することで非通紙部昇温抑制と端部定着性向上をより高いレベルで両立することができる。

［実施例２］
本実施例では、実施例１で用いたアルミ板とは別の高熱伝導部材としての、グラファイトシートを用いた構成において、本発明を適用した例について説明する。画像形成装置の構成は実施例１と同様であり、図１に示すとおりである。よって重複する説明は省略する。

図８は、実施例２に係るカラー画像形成装置の定着装置を示す断面図である。実施例１と重複する説明は省略する。実施例１と異なる点は、アルミ板８１ではなく、グラファイトシート８３を用いていることが特徴である。グラファイトシート８３は、２次元に結晶化した炭素がシート状に積層された構成となっており、シート面内の熱伝導率を非常に高くした材料である。図８に示すように、ヒータ３２裏面には高熱伝導部材としてのグラファイトシート８３を設けている。ヒータホルダ３１の加圧ローラ３３と対向する側には実施例１と同様に溝が設けられており、ヒータ３２がその溝に嵌って所望の位置で支持されている。この際に、ヒータ３２と前記ヒータ受け溝間にはグラファイトシート８３を挟んで配置している。グラファイトシート８３は断面が帽子型になるように曲げられており、ヒータ３２と接触しつつ、回転する定着フィルム３０とも接触するように配置されている。グラファイトシート８３の断面の両端側（帽子のひさしの先）は、ヒータホルダ３１に挟めて保持されるようになっている。

図９を用いて、本実施例の高熱伝導部材としてのグラファイトシート８３の位置関係について説明する。図９（ａ）は、本実施例に係るヒータ３２、グラファイトシート８３、ヒータホルダ３１等を記録材搬送方向から見た図である。図９（ｂ）は、本実施例に係るヒータ３２とグラファイトシート８３をヒータホルダ３１側から見た概略図である。

図９（ａ）に示すように、本実施例においては、高熱伝導部材としてのグラファイトシート８３をヒータホルダ３１に取り付けた後にさらにヒータ３２を取り付ける。この結果、ヒータ３２の長手中央部はグラファイトシート８３を挟んでヒータホルダ３１に支持され、また、ヒータ３２の長手端部はヒータホルダ３１に接触して支持される。

グラファイトシート８３は厚みが０．２ｍｍのシート形状をしており、図９（ｂ）に示すように、長手方向幅は、長さＡが２１８ｍｍ、長さＢが２１４ｍｍと実施例１と同様の長さ関係としている。

グラファイトシート８３は高熱伝導部材として金属を用いた場合に比べ柔軟なため、組み付けとともにヒータ３２と密着しやすく、両者間の接触熱抵抗は低くなりやすい。よって、両者の接触面にグリスを介さなくともよく、本実施例ではこの位置にグリスは塗布していない構成とした。

また、グラファイトシート８３は高熱伝導部材として金属を用いた場合に比べ熱容量が小さいという特徴がある。そのため、定着装置の加熱時の温度立ち上がりが早くできるというメリットがある。さらに、グラファイトシート８３は、シート面内にグラファイトを配向させることでシート面内の熱伝導率を向上させているため、より高熱伝導性を得やすい。本実施例において用いたシートでは、熱伝導率が６００Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。同材料は配向度のことなるグレードがあり、グレード違いで熱伝導率が異なる。１５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）のシートなど、さらに熱伝導率の高いものを用いてもよい。さらに「非通紙部昇温」と「端部オフセット」を高いレベルで両立できる。また、アルミ板を用いた場合に比べると、厚みの制約があり（流通している厚みのグレードがアルミに比べ少ない）、組み付けや保持方法に工夫が必要となる。

本実施例を用いた場合の効果は、実施例１と同様であるため、ここでは省略する。

以上説明したように、本実施例の構成を採用することで非通紙部昇温抑制と端部定着性向上をより高いレベルで両立することができる。

［実施例３］
実施例１及び２において、高熱伝導部材の領域ａの長手長さＡと領域ｂの長手長さＢを用いて本発明を説明した。この構成は画像形成装置の長手両端部のいずれにおいても本発明の効果を得ることができる構成である。本実施例では、少なくとも片側（長手一端側）において効果を得る構成について説明する。

本実施例が効果的に用いられる一例として、搬送（通紙）位置の基準が片側基準となっている構成を用いて説明する。画像形成装置の構成は実施例１と同様であり、図１に示すとおりである。また、定着装置の長手方向断面については、実施例１と同様であり、図２に示すとおりである。よって重複する説明は省略する。

図１０を用いて、実施例１と異なる本実施例のアルミ板８１の長手の位置関係について説明する。図１０（ａ）は、本実施例に係るヒータ３２、アルミ板８１、ヒータホルダ３１等を記録材搬送方向から見た図である。図１０（ｂ）は、本実施例に係るヒータ３２とアルミ板８１をヒータホルダ３１側から見た概略断面図である。図１０に示すように、本実施例においては、搬送基準が図中右側になっており、ＬＴＲとＡ４の右端は同位置となっている。この場合、図中右側のではＡ４通紙をしても非通紙部昇温は厳しくない。そのため、右側については非通紙部昇温抑制と端部定着性向上の両立がしやすい。よって、本実施例においては、図中左側のみで効果が得られる構成であれば良い。

片側のみで効果を得るためには紙（記録材）基準からの長手長さを考えればよい。ここではＬＴＲ通紙位置の中心から、アルミ板８１の図中左側端部（効果を得たい側の端部）との距離を用いて説明する。本実施例の効果を得るためのアルミ板端部８１の左側端部の構成について、実施例１と同等の構成としてある。即ち、長さＡに対応した、「ＬＴＲの通紙領域中心」と「アルミ板８１のヒータ３２との接触領域の左側端部」までの最大となる長手長さとして１０９ｍｍ（実施例１の長さＡの半分）としている。また、長さＢに対応した、「ＬＴＲの通紙領域中心」と「アルミ板８１の定着フィルム３０との接触領域の左側端部」までの最大となる長手長さとして１０７ｍｍ（実施例１の長さＢの半分）としている。

一方、図中右側は、端部オフセットがＯＫとなる比較例３の構成でも良い。従って、ＬＴＲの通紙領域中心とアルミ板８１の領域ａの右側端部までの最大長手長さを１０７ｍｍ、ＬＴＲの通紙領域中心とアルミ板８１の領域ｂの右側端部までの最大長手長さを１０７ｍｍとしている。

以上説明したように、本実施例の構成を作用することで、非通紙部昇温抑制と端部定着性向上をより高いレベルで両立することができる。

［実施例４］
本実施例では、実施例１で用いたアルミ板の長さＡが異なる構成において、本発明を適用した例について説明する。画像形成装置の構成は実施例１と同様であり、図１に示すとおりである。また、定着装置の構成は実施例１と同様であり、図２に示すとおりである。よって重複する説明は省略する。図１１を用いて、実施例１と異なる本実施例のアルミ板８１の長手の位置関係について説明する。図１１（ａ）は、本実施例に係るヒータ３２、アルミ板８１、ヒータホルダ３１を記録材搬送方向から見た図である。図１１（ｂ）は、本実施例に係るヒータ３２とアルミ板８１をヒータホルダ３１側から見た概略断面図である。本実施例では、アルミ板の長さＡが２１９．５ｍｍ、長さＢが２１４ｍｍとしてあり、ヒータ３２の抵抗発熱体８２の長手長さ（２１９ｍｍ）よりもアルミ板８１の長さＡが長いことを特徴としている。

以下に、本実施例を用いた場合の、画像出力実験の結果について説明し、本実施例における効果について述べる。画像形成装置の構成と定着装置の基本構成は実施例１と同一であり、その中で、アルミ板長さのみ異なる条件のものを用いた。評価方法としては、実施例１を用いた場合の評価方法と同一の評価方法を用いて評価を行った。評価結果は表２に示すとおりである。

実施例１の結果は、実施例１で述べたとおりである。実施例４においては、端部オフセットが発生は発生せず（○）、非通紙部昇温は２２１℃であり、実施例１よりも非通紙部昇抑制効果を大きくすることができた。また、アルミ板８１の領域ｂの幅は、本実施例の画像形成装置で使用可能な最大幅の記録材であるＬＴＲ（幅約２１６ｍｍ）の最大画像形成領域（画像保証領域）である２０６ｍｍ（左右余白５ｍｍ）よりも長いことが好ましい。つまり、アルミ板８１の領域ｂの長手端部は、アルミ板の長手方向において、最大画像形成領域の端部よりも外側にあることが好ましい。

（変形例）
以下、本実施例１～４の変形例について説明する。実施例１～４において、ヒータ３２の抵抗発熱体８２が長手方向に延びる２本パターンであり、長手方向に亘って短手方向の幅（抵抗値）が等しい構成であったが、これに限定されない。長手方向において抵抗発熱体８２の抵抗を調整して中央と端部の発熱量を異なるようにしたヒータや、長手方向の長さが異なる複数の抵抗発熱体の通電比率を独立または連動してヒータの発熱分布を制御可能なヒータでも良い。抵抗発熱体が１本パターンのヒータであっても良い。

また、本発明は、実施例１～４において、ヒータ３２からなる定着装置を用いて説明した。しかし、ポリイミドシートヒータやシリコンラバーヒータやシーズヒータなど、加熱体と定着フィルムが接触可能で、かつ高熱伝導部材の熱伝導率が加熱体の基材よりも高い構成であれば、同様の効果が得られ、本発明を適用できる。

また、本発明は、実施例１～４において、ヒータ３２と高熱伝導部材の領域ａについて、記録材搬送方向において長手長さがＡで一定の構成を用いて説明した。しかし、長さＡが一定でない構成においても同様の効果は得られる。図１２（ａ）～（ｄ）に一例を示す。図１２はヒータ及び熱伝導部材をヒータホルダ側から見た図である。図１２（ａ）～（ｄ）に示すように、最大となる長手長さＡがＢよりも長ければ良く、同様の効果は得られる。

また、本発明は、実施例１～４において、ヒータホルダ３１を、定着フィルム３０の円筒形状を妨げない形状とした構成を用いて説明した。しかし、図１３に示すように、加圧ローラ３３のＲ形状に倣う様にヒータホルダ３１に突起を設けたような構成にも本発明を適用できる。

また、本発明は、上述した実施例４において、高熱伝導部材の長手長さＡとＢを用いて説明した。この構成は画像形成装置の長手両端部のうちいずれか一方の側のみにおいても適用できる。実施例３のように、片側のみで効果を得るためには紙（記録材）幅方向中央からの幅方向の長さを考えればよい。例えば、ＬＴＲ通紙中心を基準として、領域ａの最大幅はＡ／２、領域ｂの最大幅はＢ／２とする。そして、それらと対応したＬＴＲ通紙中心を基準としてヒータ３２の抵抗発熱体８２の片側端部までの最大となる長手長さ、および最大通紙幅の最大画像形成領域（画像保証領域）の片側端部までの最大となる長手長さ、を考慮すればよい。

［実施例５］
本実施例は、実施例１に対してアルミ板８１の形状が異なるが、その他の構成は同じであるので、説明を省略する。本実施例のアルミ板８１について詳細を説明する。

図１４を用いて、本実施例の高熱伝導部材としてのアルミ板８１の長手の位置関係について説明する。図１４（ａ）は、本実施例に係るヒータ３２、アルミ板８１、ヒータホルダ３１等を記録材搬送方向から見た図である。図１４（ｂ）は、本実施例に係るヒータ３２とアルミ板８１をヒータホルダ３１側から見た概略断面図である。また、図１４（ｃ）は定着ニップ部の近傍の概略断面図である。

図１４（ａ）に示すように、本実施例においては、高熱伝導部材としてのアルミ板８１をヒータホルダ３１に取り付けた後にさらにヒータ３２を取り付ける。この結果、ヒータ３２の長手中央部はアルミ板８１を挟んでヒータホルダ３１に支持され、また、ヒータ３２の長手端部はヒータホルダ３１に接触して支持される。

ヒータ３２とアルミ板８１の接触面においては、両者間の接触熱抵抗が小さいほど熱効率が良くなるため望ましい。そのため、本実施例においては、前述の耐熱性グリスを共用して用い、ヒータ３２とアルミ板８１の間にグリスを介在させている。

図１４（ｂ）に示すように、本実施例のヒータ３２の基板は長手方向長さが２７０ｍｍ、短手方向長さが６．０ｍｍ、厚みが１．０ｍｍの板状の形状であり、抵抗発熱体８２の長手長さは２１９ｍｍであり、同一抵抗の２本パターンを形成している。

図１４（ｃ）に示すように、アルミ板８１は断面が帽子型になるようにＺ形状に折り曲げられている。アルミ板８１の帽子のトップクラウンに当たる部分が、ヒータ３２と接触する領域（部分）となる。ここでは、この領域（部分）を領域（ヒータ接触部）ａとし、帽子型のひさしに当たる部分の一部（ひさしと滑りの境界部分）が、定着フィルムと接触する領域（部分）となる。この領域（部分）を領域（フィルム接触部）ｂとする。本実施例においては、帽子型のひさしに当たる部分の記録材搬送方向の上流側の領域ｂの長手長さＢ１が２１８ｍｍ、下流側の領域ｂの長さＢ２を２１４ｍｍとして、定着フィルム３０の長手長さ（２３２ｍｍ）より短い長さとしている。アルミ板８１の上流側の領域ｂの長さＢ１は、最大幅の記録材であるＬＴＲサイズ紙（２１６ｍｍ幅）がある程度バラツキをもって搬送されても記録材端部まで定着フィルム３０へ熱伝導するようにするために２１８ｍｍとしている。また、図１４（ｃ）に示すようにアルミ板８１の上流側の領域ｂは、ニップ部の加圧方向において、ヒータ３２の定着フィルム３０と接触する面（第１の面）よりも加圧ローラ３３側に突出させている。これは、ステイプルが打たれた記録材を通紙された場合にステイプルがヒータ３２の上流の角部に引っ掛かり、定着フィルムが破損するのを防止する為である。ステイプルによる定着フィルム３０の破損を防止する意味でもアルミ板８１の上流側の領域ｂの長さＢ１は最大幅を有する記録材の幅よりも広いことが好ましい。一方、アルミ板８１の下流側の領域ｂは、ステイプルによる定着フィルム３０の破損の懸念がないので、ヒータ３２の第１の面と略同一高さとし、長手長さＢ２も最大幅の記録材の幅より狭くしている。アルミ板８１の下流側の領域ｂの長手長さＢ２を狭くすることにより、定着フィルム３０の端部への熱供給は若干減少するが、抵抗発熱体の長さ等で調整することも可能である。

このアルミ板８１を介してヒータ３２からの第１の面と反対側の第２の面の熱を定着フィルム３０へ供給することができるので、定着フィルム３０の加熱効率を大幅に向上させることができる。

しかしながら、アルミ板８１の定着フィルム３０との接触領域の長手端部では金属のエッジと定着フィルム３０の内面とが摺動することによって徐々に削れる場合がある。特に、アルミ板８１の上流側の領域ｂと下流側の領域ｂの長手端部のエッジの位置が同じ場合に両方の削れが加算されるために、定着フィルム３０の内面の削れがより顕著となる。そこで、本実施例ではアルミ板８１の上流側の領域ｂと、それと同じ側の下流側の領域ｂの長手端部のエッジの位置を異ならせている。尚、アルミ板８１は長手端部のエッジによる定着フィルム３０の内面削れを低減するために、アルミ板８１の形状を打ち抜く際のダレ側を定着フィルム３０との接触する側にしている。更に、研磨等の加工等を行っても良い。

次に、本実施例を用いた場合の、実験結果について説明する。本実施例の構成でアルミ板８１の長手方向端部のエッジ部での定着フィルム内面削れの影響を検証するために通紙耐久を行った。通紙耐久に用いた記録材には、坪量７５ｇ／ｍ２、紙サイズがＬｅｔｔｅｒ（最大サイズ紙）の記録材を用いた。また、通紙モードとしては、定着フィルムの回転数が多く、最も定着フィルム内面削れに厳しい１枚間欠プリントの通紙モードで行い、５万枚毎に表面粗さ計（（株）東京精密製：サーフコム１５００ＳＤ２）により定着フィルム内面の削れ量を測定した。実験に用いた画像形成装置において、このときのプロセススピードは２００ｍｍ／ｓｅｃ、スループットはＬＴＲ縦送りで１分間に４０枚、装置寿命は１０万枚である。尚、実験を行った雰囲気環境は温度２３℃、湿度５０％にて行った。

評価結果を表３に示す。本実施例の構成では前述の通り、アルミ板８１の上流側の領域ｂの長さＢ１は２１８ｍｍ、下流側の領域ｂの長さＢ２は２１４ｍｍとし、上流側と下流側でアルミ板８１の端部のエッジが定着フィルム内面の異なる位置で摺擦する構成としている。一方、比較例５の構成は、アルミ板８１の上流側及び下流側の長さは共に２１８ｍｍとし、アルミ板８１の長手方向において、上下流のアルミ板８１の長手端部のエッジ部が定着フィルム３０の内面のほぼ同一の位置で摺動する構成である。

評価結果は表３に示すとおりである。本実施例の構成では、装置の寿命である１０万枚の通紙を行っても定着フィルム内面の削れ量は比較的少ない。

一方、比較例５の構成においては定着装置の寿命の１０万枚の通紙により定着フィルム内面の削れ量が本実施例の２倍になった。尚、本実施例で示したアルミ板８１の領域ｂの長さは一例であり、ヒータ３２の抵抗発熱体８２の長さや発熱分布、加圧ローラ３３の構成により様々な構成をとり得る。定着ニップ部（定着フィルム３０の回転方向）の上下流側でアルミ板８１の長手端部のエッジ部の位置を異ならせることによって同様の効果が得られることは言うまでもない。

以上説明したように、アルミ板の長手端部のエッジの位置を定着ニップ部の上下流で異なるようにすることで、定着フィルム内面の削れ等のダメージを低減することができ、長寿命、且つ、高速印字可能な定着装置を提供することができる。

［実施例６］
本実施例では、実施例５で用いた高熱伝導部材としてのアルミ板８１の長手端部のエッジを記録材の搬送方向に対して図１５のように所定の角度をもって斜めに形成する構成について説明する。尚、画像形成装置の構成は実施例１と同様であり、重複する説明は省略する。

図１５を用いて、本実施例の高熱伝導部材としてのアルミ板８１のエッジ形状について説明する。図１５（ａ）は本実施例に係るヒータ、アルミ板、ヒータホルダ等を搬送方向から見た図である。図１５（ｂ）は本実施例に係るヒータ及びアルミ板をヒータホルダ側から見た図である。また、図１５（ｃ）は本実施例に係るアルミ板の長手端部を拡大した図である。

本実施例の特徴は、図１５（ｃ）に示すように、アルミ板８１の領域ｂの長手端部のエッジを記録材の搬送方向に関し上流側が角度α、下流側が角度βとなるように斜めに形成している構成である。この特徴的な構成によって、定着フィルム３０の内面とアルミ板８１のエッジで摺擦する部分を分散し、削れを低減することができる。この角度α、βは５°～８５°程度、より好ましくは２０°～７０°とするのが良い。本実施例では角度α、βが共に６０°の構成例について説明するが、角度αとβで異なる角度に設定することも可能である。

本実施例のようにアルミ板８１の長手方向端部のエッジ部を斜め形状に形成することによってエッジ部付近の定着フィルム３０の温度変化を緩やかにすることができ、端部昇温を低減できるという効果も得られる。非通紙部昇温の低減効果について図１６を用いて説明する。図１６（ａ）はアルミ板８１の長手端部のエッジを拡大した図である。図１６（ａ）の実線が本実施例の形状であり、破線（エッジがストレート形状）が比較例６である。図１６（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、ＬＴＲサイズの記録材、Ａ４サイズの記録材を定着処理した場合における定着フィルム３０の長手方向の温度分布のイメージ図である。本実施例においては、定着フィルム３０と接触するアルミ板８１の領域ｂの面積を長手方向の外側に向かうにつれて徐々に減少させている。従って、図１６（ｂ）及び（ｃ）の実線のように、定着フィルム３０の長手端部に向かって定着フィルム３０の温度が緩やかに変化する。一方、比較例６においては、図１６（ｂ）及び（ｃ）の破線のように、アルミ板８１の領域ｂの面積が急に変化するので、定着フィルム３０の温度変化も急に変化する。定着フィルム３０の温度を長手端部まで定着可能な温度に保つ為には、比較例６の構成の方が長手端部まで高温になるように構成する必要がある。これにより、ＬＴＲサイズ記録材よりも幅の狭いＡ４紙サイズ記録材を連続的に定着処理した場合、本実施例の方が比較例６よりも非通紙部昇温が悪化しにくいことがわかる。

次に、本実施例を用いた場合の、実験結果について説明する。本実施例の構成では前述の通り、アルミ板８１のエッジ部を斜め形状（６０°）とする構成と、比較例６としてアルミ板８１の上流側及び下流側の長さは共に２１８ｍｍとし、端部のエッジが定着フィルム３０のほぼ同一部で摺動する構成との比較を行った。

評価結果は表４に示すとおりである。本実施例の構成では、定着装置の寿命である１０万枚の通紙（定着処理）を行っても定着フィルム３０内面の削れ量は少ない。一方、比較例６においては装置寿命の１０万枚の通紙により定着フィルム３０内面の削れ量が実施例６よりも多い。

尚、本実施例では定着ニップの上下流側の双方の領域でアルミ板８１と定着フィルム３０が接触する構成について説明したが、定着ニップの上流側のみ、又は、下流側のみアルミ板８１と定着フィルム３０を接触させる構成においても同様の効果が得られる。

また、本実施例の構成では、アルミ板８１の接触領域ｂの長手端部のエッジを斜め形状となっている為に、アルミ板の折り曲げ工程において製造上の技術難易度が高く、部品コストや部品精度に影響を与える。その為、装置に要求される寿命やコスト等の特性に応じて比較例６の構成（エッジ部ストレート）か本実施例の構成（エッジ部斜め形状）かを選択することが望ましい。

以上説明したように、本実施例の構成にすることによって、定着フィルム内面の削れ等のダメージを低減することができ、長寿命、且つ、高速印字可能な定着装置を提供することができる。

［実施例７］
本実施例の画像形成装置は、プロセススピードは２５０ｍｍ／ｓｅｃ、スループットはＬＴＲ縦送りで１分間に５０枚、装置寿命は３０万枚である以外は実施例１と同様であり、重複する説明は省略する。

図１７を用いて、本実施例の高熱伝導部材としてのアルミ板８１のエッジ形状について説明する。図１７（ａ）は本実施例に係るヒータ、アルミ板、ヒータホルダ等を記録材搬送方向から見た図である。図１７（ｂ）は、本実施例に係るヒータ及びアルミ板をヒータホルダ側から見た図である。また、図１７（ｃ）はアルミ板の長手端部を拡大した図である。

本実施例においては、図１７（ｃ）のようにアルミ板８１の定着フィルム３０と接触する領域ｂの長手端部のエッジを記録材搬送方向に対して上流側が角度α、下流側が角度βとなるように斜めに形成している。これによって、定着フィルム３０の内面とアルミ板８１のエッジでの摺擦する部分を分散し、削れを低減することができる。更に、アルミ板８１のエッジの位置を定着二っプ部の上下流で異ならせることにより、定着フィルム３０内面の摺擦部を分散させることができる。この角度α、βは５°～８５°程度、より好ましくは２０°～７０°とするのが良い。本実施例では角度α、βが共に４０°の構について説明するが、角度αとβで異なる角度に設定することも可能である。また、本実施例ではアルミ板８１の上流側の端部エッジも定着フィルム３０の進行方向に対して順方向で摺動するため定着フィルム３０の内面削れには最も良い構成である。

次に、本実施例を用いた場合の、実験結果について説明する。本実施例の構成では前述の通り、アルミ板８１の領域ｂのエッジを斜め形状（４０°）にする共に、定着ニップ部の上下流で位置を異ならせる構成と、比較例７としては実施例６の構成を用いた。評価方法は前記実施例１と同様の方法で比較を行った。また、実験に用いた画像形成装置は、プロセススピードは２５０ｍｍ／ｓｅｃ、スループットはＬＴＲ縦送りで１分間に５０枚、装置寿命は３０万枚である。

評価結果は表５に示すとおりである。本実施例の構成では、装置の寿命である３０万枚の通紙を行っても定着フィルム３０内面の削れ量は比較例７よりも少ない。但し、比較例７の構成は装置寿命については本実施例の構成に劣るものの、非通紙部昇温の抑制効果については本実施例よりも優れており、装置の特性に応じて選択することが望ましい。

また、本実施例の変形例として、図１８のような構成においても定着フィルム３０内面の削れ低減効果があることが確認されている。但し、アルミ板８１の上流側の長手端部のエッジが定着フィルム３０の進行方向に対してカウンター方向で摺動するため定着フィルム３０の内面削れ低減効果は本実施例よりも低い。しかし、製造上の難易度は図１８の構成の方が低い（アルミ板の折り曲げの根元より先端部の幅が広い）為、装置のコスト／精度等の要求特性に応じてどちらの構成かを選択するのが望ましい。

以上説明したように、本実施例の構成を採用することで、定着フィルム３０内面の削れ等のダメージを低減することができ、長寿命、且つ、高速印字可能な定着装置を提供することができる。

１２ 定着装置
３０ 定着フィルム
３２ ヒータ
３３ 加圧ローラ
８１ アルミ板
８３ グラファイトシート
ａ ヒータ接触部
ｂ アルミ板接触部
Ｐ 記録材
ｔ トナー像

Claims (11)

1. トナー画像を記録材に定着する定着装置であって、
   回転可能な筒状のフィルムと、
   基板と、前記基板上に形成された発熱抵抗体と、を備え、前記フィルムの内面に接触する第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有するヒータと、
   前記ヒータの前記第２の面に接触しているヒータ接触部を有する熱伝導部材と、を備え、
   前記熱伝導部材は、前記フィルムの内周面に接触するフィルム接触部を有し、
   前記基板の短手方向における前記ヒータ接触部の中央部と端部において、前記中央部の前記短手方向に直交する長手方向の長さと、前記端部の前記長手方向の長さは同じであり、
   前記長手方向の一方において、前記発熱抵抗体は前記フィルム接触部の長手端部よりも外側まで延び、前記ヒータ接触部は前記フィルム接触部よりも外側まで延びていることを特徴とする定着装置。
2. 前記ヒータ接触部は、前記長手方向の一方において、前記トナー画像を定着可能な最大サイズの記録材の通過領域よりも外側に延びていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記フィルム接触部は、前記長手方向の一方において、前記トナー画像を定着可能な最大サイズの記録材の通過領域よりも外側に延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記熱伝導部材は、前記ヒータ接触部の一端と、前記フィルム接触部の一端とは、前記第２の面から前記第１の面へ向かって延びる部分を介して繋がることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記熱伝導部材は、前記基板に比べ、熱伝導率が高いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記熱伝導部材は、前記フィルムに比べ、熱伝導率が高いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記フィルム接触部は、前記ヒータの上流端よりも上流側の領域に設けられている第１のフィルム接触部と、前記ヒータの下流端の領域に設けられている第２のフィルム接触部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
8. 前記熱伝導部材の長手方向において、前記第１のフィルム接触部の長手端と、それと同じ側の前記第２のフィルム接触部の長手端の位置が、異なることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. 前記熱伝導部材の長手方向において、前記第１のフィルム接触部の長手端は、前記第２のフィルム接触部の長手端よりも外側まで延びていることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 前記基板の長手方向の他方において、前記発熱抵抗体は前記フィルム接触部の長手端部よりも外側まで延び、前記ヒータ接触部は前記フィルム接触部よりも外側まで延びていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
11. 前記トナー画像が形成された記録材を搬送しつつ加熱するニップ部を、前記フィルムを介して前記ヒータと共に形成するローラを有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の定着装置。

Images