JP7218542B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

ヒータと、ヒータを支持すると共に放熱を防ぐ断熱支持部材と、ヒータに摺接可能に設けられたフィルムと、を有した加熱部材と、加熱部材側に加圧可能に配置された加圧部材と、を備え、フィルムと加圧部材との間にシートを搬送させて、シートを加圧しながら加熱する加熱装置おいて、ヒータと断熱支持部材との間に高熱伝導性部材を介在させる加熱装置が知られている（特許文献１）。

走行駆動される定着フィルムと、それを挟んで圧接する加熱体と加圧部材を有し、定着フィルムを挟んで加熱体と加圧部材との加圧で形成される定着ニップ部の定着フィルムと加圧部材との間に未定着顕画像を担持した記録材を導入して走行する定着フィルムと共に定着ニップ部を移動通過させることで、加熱体から定着フィルムを介して記録材に熱エネルギーを与えて顕画像を加熱定着する定着装置であり、加熱体の定着フィルムとの当接面とは反対側に、１００〔ｋｃａｌ／ｍｈｒ℃〕以上の熱伝導率を有する高熱伝導部材が設けられている定着装置も知られている（特許文献２）。

特開平１１－８４９１９号公報 特開平５－２８９５５５号公報

本発明は、一部に低熱伝導部材が配置されている構成に比べて、発熱部表面温度の立ち上がり時間を短縮することができる定着装置及び画像形成装置を提供する。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の定着装置は、
循環するベルト部材と、
前記ベルト部材に接触し、前記ベルト部材との間を移動する記録媒体を加圧する加圧手段と、
基材と、前記基材の表面に前記基材の長手方向に延びるように形成された発熱部からなり前記ベルト部材の内面を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段の、前記ベルト部材に近い面と反対側の面に、長手方向において前記発熱部よりも長く前記基材よりも短く配置された低熱伝導部と、
前記低熱伝導部の前記加熱手段に近い面とは反対側の面に配置された高熱伝導部と、を備え、
前記加熱手段が前記低熱伝導部と接触し、かつ前記高熱伝導部と接触しないように配置されている、
ことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、
前記低熱伝導部の前記記録媒体の搬送方向における幅は、前記加熱手段の前記記録媒体の搬送方向における幅よりも広い、
ことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の定着装置において、
前記高熱伝導部の前記記録媒体の搬送方向における幅は、前記加熱手段の前記記録媒体の搬送方向における幅よりも広い、
ことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の定着装置において、
前記高熱伝導部の厚さは、前記高熱伝導部の前記記録媒体の搬送方向において前記発熱部の両外側が厚い、
ことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４に記載の定着装置において、
前記低熱伝導部の厚さは、前記低熱伝導部の前記記録媒体の搬送方向において中央部が厚い、
ことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の定着装置において、
前記低熱伝導部は、前記加熱手段の全面に接触している、
ことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、
前記低熱伝導部の前記記録媒体の搬送方向における幅は、前記高熱伝導部の前記記録媒体の搬送方向における幅よりも広い、
ことを特徴とする。

前記課題を解決するために、請求項１０に記載の定着装置は、
循環するベルト部材と、
前記ベルト部材に接触し、前記ベルト部材との間を移動する記録媒体を加圧する加圧手段と、
基材と、前記基材の表面に前記基材の長手方向に延びるように形成された発熱部からなり前記ベルト部材の内面を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段の、前記ベルト部材に近い面と反対側の面に、長手方向において前記発熱部よりも長く前記基材よりも短く配置された低熱伝導部と、
前記低熱伝導部の前記加熱手段に近い面とは反対側の面に配置された高熱伝導部と、を備え、
前記高熱伝導部のうち前記低熱伝導部と接触する面には凹部が長手方向全域には形成されていない、
ことを特徴とする。

前記課題を解決するために、請求項１１に記載の定着装置は、
循環するベルト部材と、
前記ベルト部材に接触し、前記ベルト部材との間を移動する記録媒体を加圧する加圧手段と、
基材と、前記基材の表面に前記基材の長手方向に延びるように形成された発熱部からなり前記ベルト部材の内面を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段の、前記ベルト部材に近い面と反対側の面に、長手方向において前記発熱部よりも長く前記基材よりも短く配置された低熱伝導部と、
前記低熱伝導部の前記加熱手段に近い面とは反対側の面に配置された高熱伝導部と、を備え、
前記加熱手段のうち前記ベルト部材に近い面と反対側の面が前記低熱伝導部と接触し、かつ前記高熱伝導部と接触しないように配置されている、
ことを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の定着装置において、
前記低熱伝導部は、耐熱合成樹脂又は空気層である、
ことを特徴とする。

前記課題を解決するために、請求項１１に記載の画像形成装置は、
記録媒体への画像形成を行う画像形成手段と、
前記画像形成手段により画像が形成された前記記録媒体への前記画像を定着する請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の定着装置と、を備えた、
ことを特徴とする。

請求項１、１１に記載の発明によれば、一部に低熱伝導部材が配置されている構成に比べて、発熱部表面温度の立ち上がり時間を短縮することができる。

請求項２に記載の発明によれば、加熱手段の幅方向において加熱手段と高熱伝導部とが接触しないようにすることができる。

請求項３に記載の発明によれば、非通紙領域の温度上昇を抑制することができる。

請求項４に記載の発明によれば、高熱伝導部の厚さが変化する構成に比べて、発熱部表面の発熱分布を均一化することができる。

請求項５に記載の発明によれば、非通紙領域の温度上昇を抑制することができる。

請求項６に記載の発明によれば、加圧手段と加熱手段との接触領域における圧力分布を均一化することができる。

請求項７に記載の発明によれば、高熱伝導部が、より確実に加熱手段と接触しない構成とすることができる。

請求項８に記載の発明によれば、高熱伝導部のうち低熱伝導部と接触する面に凹部が長手方向全域に形成されている構成と比べて、高熱伝導部の低熱伝導部と接触する面積が増大して発熱部表面の発熱分布をより均一化することができる。

請求項９に記載の発明によれば、加熱手段のうちベルト部材に近い面と反対側の面が高熱伝導部と接触する構成と比べて、発熱部表面温度の立ち上がり時間を短縮することができる。

請求項１０に記載の発明によれば、発熱部表面温度の立ち上がり時間を短縮することができる。

画像形成装置の内部構成を示す断面模式図である。 定着装置の全体構成を示す断面模式図である。 加熱源の構成を示す平面模式図である。 加熱モジュールの構成の一態様を説明する断面模式図である。 加熱モジュールの長手方向の構成を説明する縦断面模式図である。 加熱モジュールの構成の他の態様を説明する断面模式図である。 定熱伝導部と高熱伝導部の接触を説明する斜視図である。 （ａ）は定着装置における立ち上がり時の熱移動を説明する説明図、（ｂ）は印刷時の熱移動を説明する説明図である。 変形例１に係る低熱伝導部を有する加熱モジュールの構成を示す断面模式図である。 変形例２に係る高熱伝導部を有する加熱モジュールの構成を示す断面模式図である。 変形例３に係る低熱伝導部を有する加熱モジュールの構成を示す断面模式図である。 変形例４に係る低熱伝導部を有する加熱モジュールの構成を示す断面模式図である。 定着装置の立ち上がり時間と低熱伝導部の厚さとの関係を示す図である。 実施例２に係る定着装置の加熱モジュールの長手方向の縦断面模式図である。 実施例２に係る定着装置における非通紙部の定着ベルトの温度と高熱伝導部の厚さとの関係を示す図である。 実施例３に係る定着装置の加熱モジュールの断面模式図である。 実施例３に係る定着装置の加熱モジュールの長手方向の縦断面模式図である。 比較例に係る定着装置の加熱モジュールの断面模式図である。 比較例に係る定着装置の加熱モジュールの長手方向の縦断面模式図である。

次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
尚、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とする。

「第１実施形態」
（１）画像形成装置の全体構成及び動作
図１は本実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を示す断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、画像形成装置１の全体構成及び動作を説明する。

画像形成装置１は、制御装置１０、給紙装置２０、感光体ユニット３０、現像装置４０、転写装置５０、定着装置６０、電源装置７０を備えて構成されている。画像形成装置１の上面（Ｚ方向）には、画像が記録された用紙が排出・収容される排出トレイ１ａが形成されている。

制御装置１０は、画像形成装置１の動作を制御する画像形成装置制御部１１と、印刷処理要求に応じた画像データを準備するコントローラ部１２、露光ヘッドＬＨの点灯を制御する露光制御部１３等を有する。

コントローラ部１２は、外部の情報送信装置（例えばパーソナルコンピュータ等）から入力された印刷情報を潜像形成用の画像情報に変換して予め設定されたタイミングで、駆動信号を露光ヘッドＬＨに出力する。本実施形態の露光ヘッドＬＨは、複数の発光素子（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が主走査方向に沿って線状に配列されたＬＥＤヘッドにより構成されている。

画像形成装置１の底部には、給紙装置２０が設けられている。給紙装置２０は、用紙積載板２１を備え、用紙積載板２１の上面には多数の記録媒体としての用紙Ｐが積載される。用紙積載板２１に積載され、規制板（不図示）で幅方向位置が決められた用紙Ｐは、上側から１枚ずつ用紙引き出し部２２により前方（Ｘ方向）に引き出された後、レジストローラ対２３のニップ部まで搬送される。

感光体ユニット３０は、給紙装置２０の上方（Ｚ方向）に、それぞれが並列して設けられ、回転駆動する像保持体としての感光体ドラム３１を備えている。感光体ドラム３１の回転方向にそって、帯電ローラ３２、露光ヘッドＬＨ、現像装置４０、一次転写ローラ５２、クリーニングブレード３４が配置されている。帯電ローラ３２には、帯電ローラ３２の表面をクリーニングするクリーニングローラ３３が対向、接触して配置されている。

現像装置４０は、内部にトナーとキャリアからなる現像剤が収容される現像ハウジング４１を有する。現像ハウジング４１内には、感光体ドラム３１に対向して配置された現像剤保持体としての現像ローラ４２と、この現像ローラ４２の背面側斜め下方には現像剤を現像ローラ４２側へ撹拌搬送する一対のオーガ４４、４５が配設されている。現像ローラ４２には、現像剤の層厚を規制する層規制部材４６が近接配置されている。
現像装置４０各々は、現像ハウジング４１に収容される現像剤を除いて同様に構成され、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。

回転する感光体ドラム３１の表面は、帯電ローラ３２により帯電され、露光ヘッドＬＨから出射する潜像形成光により静電潜像が形成される。感光体ドラム３１上に形成された静電潜像は現像ローラ４２によりトナー像として現像される。

転写装置５０は、各感光体ユニット３０の感光体ドラム３１にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト５１、各感光体ユニット３０にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト５１に順次転写（一次転写）する一次転写ローラ５２、中間転写ベルト５１上に重畳して転写された各色トナー像を用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写ローラ５３から構成されている。

各感光体ユニット３０の感光体ドラム３１に形成された各色トナー像は、画像形成装置制御部１１により制御される電源装置７０から所定の転写電圧が印加された一次転写ローラ５２により中間転写ベルト５１上に順次静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。

中間転写ベルト５１上の重畳トナー像は、中間転写ベルト５１の移動に伴って二次転写ローラ５３が配置された領域（二次転写部ＴＲ）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部ＴＲに搬送されると、そのタイミングに合わせて給紙装置２０から用紙Ｐが二次転写部ＴＲに供給される。そして、二次転写ローラ５３には、画像形成装置制御部１１により制御される電源装置７０から所定の転写電圧が印加され、レジストローラ対２３から送り出され、搬送ガイドにより案内された用紙Ｐに中間転写ベルト５１上の多重トナー像が一括転写される。

感光体ドラム３１表面の残留トナーは、クリーニングブレード３４により除去され、廃現像剤収容部に回収される。感光体ドラム３１の表面は、帯電ローラ３２により再帯電される。尚、クリーニングブレード３４で除去しきれず帯電ローラ３２に付着した残留物は、帯電ローラ３２に接触して回転するクリーニングローラ３３表面に捕捉され、蓄積される。

定着装置６０は、加熱源６１２を備えた加熱モジュール６１と加圧モジュール６２を有し、加熱モジュール６１と加圧モジュール６２の圧接領域によって定着ニップ部Ｎ（定着領域）が形成される。

転写装置５０においてトナー像が転写された用紙Ｐは、トナー像が未定着の状態で搬送ガイドを経由して定着装置６０に搬送される。定着装置６０に搬送された用紙Ｐは、一対の加熱モジュール６１と加圧モジュール６２により、圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。
定着トナー像が形成された用紙Ｐは、搬送ローラ対６８を介して排出ローラ対６９から画像形成装置１上面の排出トレイ１ａに排出される。

（２）定着装置６０の構成
図２は定着装置６０の全体構成を示す断面模式図、図３は加熱源６１２の構成を示す平面模式図、図４は加熱モジュール６１の構成の一態様を説明する断面模式図、図５は加熱モジュール６１の長手方向の構成を説明する縦断面模式図、図６は加熱モジュール６１の構成の他の態様を説明する断面模式図、図７は低熱伝導部６１３と高熱伝導部６１４の接触を説明する斜視図、図８（ａ）は定着装置６０における立ち上がり時の熱移動を説明する説明図、（ｂ）は印刷時の熱移動を説明する説明図である。

（２．１）定着装置の全体構成
定着装置６０は、加熱手段の一例としての加熱モジュール６１と加圧手段の一例としての加圧モジュール６２から構成されている。

加熱モジュール６１は、用紙Ｐへのトナー像の定着に用いられるベルト部材の一例としての定着ベルト６１１と、定着ベルト６１１の内面が接触摺動する加熱源６１２とを有し、加熱源６１２は、耐熱性の合成樹脂材料からなる低熱伝導部６１３及び耐熱・電気絶縁性材料である酸化アルミニウムからなる高熱伝導部６１４を介して、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの耐熱性を有する合成樹脂により構成された保持部材６１７で保持されている。保持部材６１７は、加熱源６１２の保持機能と共に定着ベルト６１１の回転を案内するガイドの機能も有している。
そして、保持部材６１７が金属で構成され大きな曲げ強度を有する支持部材６１８で支持されている。

加圧モジュール６２は、加圧ローラ６２１と、加圧ローラ６２１を加熱モジュール６１に押圧する押圧ばね（不図示）を含む押圧機構（不図示）から構成されている。
加圧ローラ６２１は、例えば、金属製の円筒状の芯材６２２と、芯材６２２の外周面に被覆された耐熱性弾性体層６２３（例えばシリコーンゴム層や、フッ素ゴム層等）と、さらに、必要に応じて、例えばＰＦＡ等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による表面離型層６２４とが積層されて構成される。

加圧ローラ６２１は、モータ（不図示）から動力を受けて図中時計回り方向（図２中 矢印Ｒ方向）に回転する。加圧ローラ６２１が回転することによって、定着ベルト６１１が従動して図中半時計回り方向（図２中 矢印Ｒ方向）に回転する。用紙Ｐが定着ニップ部Ｎで挟持されて搬送されることにより、定着ベルト６１１の表面が接触する用紙Ｐのトナー像は加熱源６１２の熱が伝達されることで用紙Ｐに加熱定着される。

定着ベルト６１１は、基材層、トナー像の定着性を向上させる弾性層、最上層に被覆された表面離型層からなる多層構造のベルト部材である。基材層としては、例えば、厚さ５０μｍ～２００μｍの樹脂材料等（例えばポリイミド樹脂）が用いられる。弾性層は、定着対象となる用紙Ｐに各色トナーが積層して形成され、ニップ部においてトナー像の全体に均一に熱を供給するために、用紙Ｐ上のトナー像の凹凸に倣って定着ベルト６１１表面が変形することが好ましく、例えば厚みが１００μｍ～６００μｍ、硬度が１０°～３０°（ＪＩＳ－Ａ）のシリコーンゴムが用いられている。尚、白黒の画像形成装置であれば、弾性層を省略することができる。
表面離型層は、用紙Ｐ上で溶融されたトナーとの接着力を弱めて、用紙Ｐを定着ベルト６１１から剥離しやすくするために、例えば、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重合体)、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)、シリコーン共重合体、またはこれらの複合層等が用いられている。

定着ベルト６１１の内側には、図３に示すように、定着ベルト６１１の移動方向（Ｘ方向）、および、定着ベルト６１１の幅方向（Ｙ方向）に沿って延びる加熱源６１２が設けられている。加熱源６１２は長手方向に延びる面状発熱体であり、この加熱源６１２により定着ベルト６１１が所定の温度になるように加熱される。

加熱源６１２は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）やセラミックで形成された基材６１２Ａと、基材６１２Ａ上に形成された銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金を主成分とする抵抗発熱体６１２Ｂと、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金を主体とする導電パターン６１２Ｃと、抵抗発熱体６１２Ｂ及び導電パターン６１２Ｃを覆う絶縁性（本実施形態ではガラス）の絶縁体６１２Ｄと、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）合金による良導電体膜からなる給電電極６１２Ｅを有し、不図示の電源に接続されて給電を受ける。

加熱源６１２の定着ベルト６１１の内面と接触する面と反対側の面には低熱伝導部６１３が接触している。低熱伝導部６１３は、耐熱性の合成樹脂材料、例えばポリフェニレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等で形成されている。低熱伝導部６１３は、後述する高熱伝導部６１４への熱伝導を抑制して、加熱源６１２の通電開始時の立ち上がり時間の悪化を抑制している。

低熱伝導部６１３の加熱源６１２と接触している面と反対側の面には、高熱伝導部６１４が接触している。高熱伝導部６１４は、例えば厚み５ｍｍ～１０ｍｍのアルミ板（ＪＩＳ Ａ１０５０）からなり、加熱源６１２の熱量を長手方向に移動させることで、基材６１２Ａ全域に渡る温度均一化の効果と消費電力低減効果を有する。

図２、図４に示すように、高熱伝導部６１４の低熱伝導部６１３とは反対側の面には、サーミスタ６１５が当接して設けられ、高熱伝導部６１４及び低熱伝導部６１３を貫通して加熱源６１２の抵抗発熱体６１２Ｂとは反対側の面には、サーモスタット６１６が当接して配置されている。
サーミスタ６１５及びサーモスタット６１６は、コイルばねＳＲ（図２ 参照）によって、付勢されて高熱伝導部６１４、加熱源６１２に当接することで、安定した熱応答性を得るようになっている。

加熱源６１２の温度はサーミスタ６１５で検知され、その検知温度に基づいて加熱源６１２が所定の目標設定温度に温調制御され、定着ベルト６１１がその温度に加熱される。
具体的には、画像形成装置１は、サーミスタ６１５の検知温度と加熱源６１２の設定温度に基づき、例えばその差分から加熱源６１２が目標温度に達するように連続的に投入電力に対してフィードバック制御を行うＰＩ制御により、供給するべき電力を算出する。更に供給する電力に対応した位相角（位相制御）、波数（波数制御）の制御レベルに換算し、その制御条件によりトライアック（不図示）を制御している。

そしてトライアックがショートするなど、電力制御部の故障などにより、加熱モジュール６１が定常状態を越えた発熱状態になった場合には、サーモスタット６１６が動作し、加熱源６１２への電力供給を遮断する。また、サーミスタ６１５の検知温度が所定の温度以上を検知した場合、リレーを非通電状態とし、加熱源６１２への電力供給を遮断する。

（２．２）低熱伝導部及び高熱伝導部の構成
低熱伝導部６１３はその一面６１３ａが、図４、図５に示すように、加熱源６１２の横長の直方体形状の基材６１２Ａに接触して配置されている。具体的には、図４に示すように、低熱伝導部６１３は、加熱源６１２の幅方向（Ｘ方向）において、幅Ｗが加熱源６１２の基材６１２Ａを覆うように基材６１２Ａの幅Ｗ０よりも広く、図５に示すように、加熱源６１２の長手方向（Ｙ方向）において長さＬが、加熱源６１２の抵抗発熱体６１２Ｂの長さＬ０よりも長く形成され、加熱源６１２と高熱伝導部６１４とが接触することがない構成となっている。

図６には、加熱源６１２と高熱伝導部６１４とが接触することがない構成の他の態様を示している。図６に示すように、加熱源６１２のうち定着ベルト６１１に近い面（絶縁体６１２Ｄ）と反対側の面（基材６１６Ａ）が低熱伝導部６１３と接触している。
高熱伝導部６１４は、図６に示すように、加熱源６１２の長手方向と交差する方向（幅方向）において、抵抗発熱体６１２Ｂの両外側（図６中に図示する６１４ａ）が厚く形成され、加熱源６１２の基材６１２Ａの両端部６１２Ａａと接触し、全体は加熱源６１２とは接触しない構成となっている。
これにより、加熱源６１２のうち定着ベルト６１１に近い面と反対側の面が高熱伝導部６１４と接触する構成と比べて、加熱源６１２の発熱部表面温度の立ち上がり時間を短縮することができる。

また、高熱伝導部６１４は、図５、図７に示すように、高熱伝導部６１４のうち低熱伝導部６１３と接触する面には凹部が長手方向全域には形成されていない。具体的には、サーモスタット６１６の取り付けのための高熱伝導部６１４及び低熱伝導部６１３を貫通する貫通孔６１６ａを除いて、高熱伝導部６１４の低熱伝導部６１３の上面（加熱源６１２と反対側の面）と接触する面（図７中 網掛部参照）には凹部は形成されず、低熱伝導部６１３と全面で接触している。
その結果、高熱伝導部６１４のうち低熱伝導部６１３と接触する面に凹部が長手方向全域に形成されている構成と比べて、高熱伝導部６１４の低熱伝導部６１３と接触する面積が増大して加熱源６１２の発熱部表面の発熱分布をより均一化することができる。

このように、加熱源６１２が低熱伝導部６１３と接触し、高熱伝導部６１４と接触しないように配置することで、図８（ａ）に模式的に示すように、通電開始直後の立ち上がり時には、低熱伝導部６１３が高熱伝導部６１４への熱伝導（図８（ａ）中 矢印Ｈ２参照）を抑制し、加熱源６１２の抵抗発熱体６１２Ｂで発生する熱は、主として定着ベルト６１１を介して加圧ローラ６２１側へ伝達される（図８（ａ）中 矢印Ｈ１参照）。その結果、高熱伝導部６１４への熱伝導を抑制して、加熱源６１２の通電開始時の立ち上がり時間の悪化を抑制している。

また、立ち上がり後のプリント時には、図８（ｂ）に模式的に示すように、加熱源６１２の抵抗発熱体６１２Ｂで発生する熱は、高熱伝導部６１４へも伝達される（図８（ｂ）中 矢印Ｈ２参照）。高熱伝導部６１４は、加熱源６１２の幅方向（Ｘ方向）において、低熱伝導部６１３を覆うように低熱伝導部６１３よりも広く、図５に示すように、加熱源６１２の長手方向（Ｙ方向）において、加熱源６１２の抵抗発熱体６１２Ｂよりも長く形成されている。
これにより、高熱伝導部６１４が、低熱伝導部６１３全体を覆う構成となり、低熱伝導部６１３を介して伝達される加熱源６１２の熱量を長手方向に移動させることで、加熱源６１２の非通紙領域の過度な温度上昇を抑制することができる。

また、低熱伝導部６１３は、加熱源６１２の長手方向（Ｙ方向）において、基材６１２Ａよりも短く形成されている。これにより、加熱源６１２の長手方向において断熱が不要な領域の断熱を抑制することができる。

「変形例１」
図９は変形例１に係る低熱伝導部６１３Ａを有する加熱モジュール６１Ａの構成を示す断面模式図である。
低熱伝導部６１３Ａは、図９に示すように、加熱源６１２の長手方向と交差する方向（幅方向）において、厚みが両端側に比べて中央部が厚く形成されている。これにより、加熱源６１２の抵抗発熱体６１２Ｂで発生する熱が低熱伝導部６１３Ａの厚さが厚く形成された中央部から高熱伝導部６１４へ伝達されやすく、通電開始時の立ち上がり時間の増加を抑制することができる。

「変形例２」
図１０は変形例２に係る高熱伝導部６１４Ａを有する加熱モジュール６１Ｂの構成を示す断面模式図である。
高熱伝導部６１４Ａは、加熱源６１２の長手方向と交差する方向（幅方向）において、抵抗発熱体６１２Ｂの両外側（図８中に図示する６１４Ａａ）が厚く形成されている。加熱源６１２の抵抗発熱体６１２Ｂで発生する熱は、低熱伝導部６１３を介して上方へ伝達されやすく、高熱伝導部６１４Ａの抵抗発熱体６１２Ｂに対向する領域（図１０中に図示する６１４Ａｂ）の厚さが薄い方が、立ち上がり時間の増加は抑制される。一方、高熱伝導部６１４Ａの厚さが薄い場合、加熱源６１２の熱量を長手方向に移動させにくく、長手方向に渡る温度均一化の効果が低くなることが知られている。

変形例２に係る高熱伝導部６１４Ａは、加熱源６１２の長手方向と交差する方向（幅方向）において、抵抗発熱体６１２Ｂの両外側（６１４Ａａ）の厚さを厚く形成することで、通電開始時の立ち上がり時間の増加を抑制しながら、加熱源６１２の熱量を長手方向により移動させやすくして非通紙領域の過度な温度上昇を抑制することができる。

「変形例３」
図１１は変形例３に係る低熱伝導部６１３Ｂを有する加熱モジュール６１Ｃの構成を示す断面模式図である。
低熱伝導部６１３Ｂは、図１１に示すように、加熱源６１２と高熱伝導部６１４との間に設けられた空気層として形成されている。空気層はＰＥＴ（ポリフェニレンテレフタレート）やＬＣＰ（液晶ポリマー）等の耐熱性の合成樹脂材料と比べて熱伝導率が低く、加熱源６１２から高熱伝導部６１４への熱伝導を抑制して、低コストで加熱源６１２の通電開始時の立ち上がり時間の悪化を抑制することができる。

「変形例４」
図１２は変形例４に係る低熱伝導部６１３Ｃを有する加熱モジュール６１Ｄの構成を示す断面模式図である。
低熱伝導部６１３Ｃは、図１２に示すように、記録媒体としての用紙Ｐの搬送方向（Ｘ方向）における幅Ｗ１が、高熱伝導部６１４の用紙Ｐの搬送方向（Ｘ方向）における幅Ｗ２よりも広く形成されている。すなわち、加熱源６１２と高熱伝導部６１４の間に配置される耐熱性の合成樹脂材料からなる低熱伝導部６１３Ｃが長手方向（Ｙ方向）と交差する幅方向においても高熱伝導部６１４よりも幅広（Ｗ１＞Ｗ２）となるように配置されている。
これにより、高熱伝導部６１４が、より確実に加熱手段である加熱源６１２と接触しない構成とすることができる。

（実施例１）
図１３は定着装置６０の立ち上がり時間と低熱伝導部６１３の厚さとの関係を示す図である。
図５に示す加熱モジュール６１において、加熱源６１２は、アルミナで形成された基材６１２Ａのサイズが、厚み１ｍｍ、長手方向の長さ２５０ｍｍ、長手方向に直交する方向の長さ（幅）７ｍｍである。また、抵抗発熱体６１２Ｂは、銀パラジウムからなる電気抵抗材料をスクリーン印刷により厚み約１０μｍ、長手方向の長さ２１６ｍｍ、幅１．０ｍｍで塗工して２本形成し、絶縁体６１２Ｄとしてガラスをコーティングした。

高熱伝導部６１４は、アルミ板（ＪＩＳ Ａ１０５０）からなり、厚み１０ｍｍ、長手方向の長さ２５０ｍｍ、長手方向に直交する方向の長さ（幅）７ｍｍである。
低熱伝導部６１３は、長手方向の長さ２５０ｍｍ、長手方向に直交する方向の長さ（幅）７ｍｍで、厚みを０ｍｍ（低熱伝導部６１３がなく、高熱伝導部６１４が加熱源６１２の基材６１２Ａに接触している構成）から、０．１ｍｍごとに２．０ｍｍまで変化させた。また、低熱伝導部６１３の材料は、ＰＥＴ（ポリフェニレンテレフタレート）とＰＩ（ポリイミド）の２種類を用いた。

係る構成の定着装置６０の加熱源６１２へ８５０Ｗの電力を印加して、定着ベルト６１１の表面温度が定着可能温度となるまでの時間としての立ち上がり時間ｔを計測した。
立ち上がり時間ｔの悪化は、低熱伝導部６１３の熱伝導度が低いＰＩ（ポリイミド）樹脂のほうが抑制することができる。また、立ち上がり時間ｔの悪化は、厚みの増加とともに短くなり、ＰＥＴ（ポリフェニレンテレフタレート）及びＰＩ（ポリイミド）のいずれの材料であっても厚みが１．０ｍｍ以上であれば、高熱伝導部６１４が加熱源６１２と接触していない場合（立ち上がり時間ｔ_０＝３．０ｓｅｃ）と比較して、０．１ｓｅｃの悪化に留まった。

（実施例２）
図１４は実施例２に係る定着装置６０の加熱モジュール６１の長手方向の縦断面模式図、図１５は定着装置６０における非通紙部Ｓの定着ベルト６１１の温度と高熱伝導部６１４の厚さとの関係を示す図である。
図１４に示す定着装置６０において、加熱源６１２は、アルミナで形成された基材６１２Ａのサイズは、厚み１ｍｍ、長手方向の長さ２５０ｍｍ、長手方向に直交する方向の長さ（幅）７ｍｍである。また、抵抗発熱体６１２Ｂは、銀パラジウムからなる電気抵抗材料をスクリーン印刷により厚み約１０μｍ、長手方向の長さ２１６ｍｍ、幅１．０ｍｍで塗工して２本形成し、絶縁体６１２Ｄとしてガラスをコーティングした。

低熱伝導部６１３は、材料がＰＩ（ポリイミド）で、厚みを０．５ｍｍ、長手方向の長さ２５０ｍｍ、長手方向に直交する方向の長さ（幅）７ｍｍである。
高熱伝導部６１４は、長手方向の長さ２５０ｍｍ、長手方向に直交する方向の長さ（幅）７ｍｍで、厚みを１ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍと変化させた。また、高熱伝導部６１４の材料は、それぞれ熱導電率が異なる材料として銅板とアルミ板の２種類を用いた。

係る構成の定着装置６０を備えた画像形成装置１を用いて、Ａ５サイズ用紙を生産性２５ｐｐｍ（１分間当りの連続印刷枚数）で１００～１５０枚通紙して、Ａ５サイズの外側である非通紙部Ｓ（図１４中 Ｓ参照）の定着ベルト６１１の表面温度Ｔを計測した。
非通紙部Ｓにおける定着ベルト６１１の表面温度Ｔは、高熱伝導部６１４がアルミ板に比べて、熱導電率が高い銅板が低い（温度上昇が少ない）結果となった。熱伝導率が高い銅板の高熱伝導部６１４は、加熱源６１２の熱量を長手方向に移動させやすく、非通紙部Ｓの過度な温度上昇を抑制するためと推察される。

また、非通紙部Ｓにおける定着ベルト６１１の表面温度Ｔは、高熱伝導部６１４の厚みの増加とともに低くなり、定着ベルト６１１の耐熱温度が２２０℃である場合、銅板の高熱伝導部６１４で１．５ｍｍ以上、アルミ板の高熱伝導部６１４で４．５ｍｍ以上の厚みがあれば、２５ｐｐｍ以上の生産性を実現することができる。

（実施例３）
図１６は実施例３に係る定着装置６０の加熱モジュール６１の断面模式図、図１７は定着装置６０の加熱モジュール６１の長手方向の縦断面模式図、図１８は比較例に係る定着装置６００の加熱モジュール６１０の断面模式図、図１９は定着装置６００の加熱モジュール６１０の長手方向の縦断面模式図である。
図１８、図１９に示すように、比較例に係る定着装置６００は、加熱源６１２の基材６１２Ａには低熱伝導部６１３が接触して配置され、低熱伝導部６１３の加熱源６１２と接触している面と反対側の面には高熱伝導部が配置されていない。

実施例３及び比較例のいずれにおいても、加熱源６１２は、アルミナで形成された基材６１２Ａのサイズが、厚み１ｍｍ、長手方向の長さ２５０ｍｍ、長手方向に直交する方向の長さ（幅）７ｍｍである。また、抵抗発熱体６１２Ｂは、銀パラジウムからなる電気抵抗材料をスクリーン印刷により厚み約１０μｍ、長手方向の長さ２１６ｍｍ、幅１．０ｍｍで塗工して２本形成し、絶縁体６１２Ｄとしてガラスをコーティングした。

図１６、図１７に示すように、低熱伝導部６１３は、材料がＰＩ（ポリイミド）で、厚みを０．５ｍｍ、長手方向の長さ２５０ｍｍ、長手方向に直交する方向の長さ（幅）７ｍｍである。
実施例３における高熱伝導部６１４は、アルミ板（ＪＩＳ Ａ１０５０）からなり、厚み５ｍｍ、長手方向の長さ２５０ｍｍ、長手方向に直交する方向の長さ（幅）７ｍｍである。

係る構成の定着装置６０を備えた画像形成装置１を用いて、Ａ５サイズ用紙を生産性２５ｐｐｍ（１分間当りの連続印刷枚数）で１００～１５０枚通紙して、Ａ５サイズの外側である非通紙部Ｓ（図１７、図１９中 Ｓ参照）の定着ベルト６１１の表面温度Ｔを計測した。
非通紙部Ｓにおける定着ベルト６１１の最高温度は、比較例においては２５０℃を超えたが、実施例３においては、２２０℃以下となり、非通紙部Ｓにおける温度上昇が３０℃以上抑制される結果となった。

１・・・画像形成装置
１０・・・制御装置
２０・・・給紙装置
３０・・・感光体ユニット
３１・・・感光体ドラム
４０・・・現像装置
４２・・・現像ローラ
５０・・・転写装置
５１・・・中間転写ベルト
５３・・・二次転写ローラ
６０、６００・・・定着装置
６１、６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄ、６１０・・・加熱モジュール
６１１・・・定着ベルト
６１２・・・加熱源
６１２Ａ・・・基材
６１２Ｂ・・・絶縁層
６１２Ｃ・・・抵抗発熱体
６１２Ｄ・・・絶縁体
６１３・・・低熱伝導部
６１４・・・高熱伝導部
６１５・・・サーミスタ
６１６・・・サーモスタット
６１７・・・保持部材
６１８・・・支持部材
Ｎ・・・定着ニップ部

Claims (11)

1. 循環するベルト部材と、
   前記ベルト部材に接触し、前記ベルト部材との間を移動する記録媒体を加圧する加圧手段と、
   基材と、前記基材の表面に前記基材の長手方向に延びるように形成された発熱部からなり前記ベルト部材の内面を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段の、前記ベルト部材に近い面と反対側の面に、長手方向において前記発熱部よりも長く前記基材よりも短く配置された低熱伝導部と、
   前記低熱伝導部の前記加熱手段に近い面とは反対側の面に配置された高熱伝導部と、を備え、
   前記加熱手段が前記低熱伝導部と接触し、かつ前記高熱伝導部と接触しないように配置されている、
   ことを特徴とする定着装置。
2. 前記低熱伝導部の前記記録媒体の搬送方向における幅は、前記加熱手段の前記記録媒体の搬送方向における幅よりも広い、
   ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記高熱伝導部の前記記録媒体の搬送方向における幅は、前記加熱手段の前記記録媒体の搬送方向における幅よりも広い、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記高熱伝導部の厚さは、前記高熱伝導部の前記記録媒体の搬送方向において前記発熱部の両外側が厚い、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記低熱伝導部の厚さは、前記低熱伝導部の前記記録媒体の搬送方向において中央部が厚い、
   ことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記低熱伝導部は、前記加熱手段の全面に接触している、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記低熱伝導部の前記記録媒体の搬送方向における幅は、前記高熱伝導部の前記記録媒体の搬送方向における幅よりも広い、
   ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
8. 循環するベルト部材と、
   前記ベルト部材に接触し、前記ベルト部材との間を移動する記録媒体を加圧する加圧手段と、
   基材と、前記基材の表面に前記基材の長手方向に延びるように形成された発熱部からなり前記ベルト部材の内面を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段の、前記ベルト部材に近い面と反対側の面に、長手方向において前記発熱部よりも長く前記基材よりも短く配置された低熱伝導部と、
   前記低熱伝導部の前記加熱手段に近い面とは反対側の面に配置された高熱伝導部と、を
   備え、
   前記高熱伝導部のうち前記低熱伝導部と接触する面には凹部が長手方向全域には形成されていない、
   ことを特徴とする定着装置。
9. 循環するベルト部材と、
   前記ベルト部材に接触し、前記ベルト部材との間を移動する記録媒体を加圧する加圧手段と、
   基材と、前記基材の表面に前記基材の長手方向に延びるように形成された発熱部からなり前記ベルト部材の内面を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段の、前記ベルト部材に近い面と反対側の面に、長手方向において前記発熱部よりも長く前記基材よりも短く配置された低熱伝導部と、
   前記低熱伝導部の前記加熱手段に近い面とは反対側の面に配置された高熱伝導部と、を備え、
   前記加熱手段のうち前記ベルト部材に近い面と反対側の面が前記低熱伝導部と接触し、かつ前記高熱伝導部と接触しないように配置されている、
   ことを特徴とする定着装置。
10. 前記低熱伝導部は、耐熱合成樹脂又は空気層である、
    ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の定着装置。
11. 記録媒体への画像形成を行う画像形成手段と、
    前記画像形成手段により画像が形成された前記記録媒体への前記画像を定着する請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の定着装置と、を備えた、
    ことを特徴とする画像形成装置。

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